CN1902779A - 用于无线充电的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对电池进行充电的系统(100)和方法(300)。该方法包括步骤：提供(312)充电电流给电池(110)，感测(314)电池的充电电流并且选择性地从电池通知(316)电子设备(118)来指示当电池正在接收充电电流时该电池的至少一个参数。例如，充电电流可以来自无线充电器(116)。另外，该参数可以是电池的充电状态或充电电流的预定电流阈值。

Description

用于无线充电的方法和系统
技术领域
本发明通常涉及便携式电子设备，特别是用于无线充电这种设备的方法。
背景技术
当今市场中，存在过多的便携式电子设备，这些设备中的许多都是通过可重新充电电池进行充电的。一些制造商已经开始制造能够对这些电池进行无线充电的充电器。在这样一种配置中，该充电器包括主线圈，并且该可重新充电电池包括次级线圈。当随时间变化的电流被施加给充电器中的第一线圈时，充电电流能够在次级线圈中生成。无线充电的便利之处在于无需连接任何电线到装载有电池的便携式电子设备。
然而，能够进行无线充电的许多设备也具有用于接收传统充电器的充电电线的插座。另外，当前的便携式电子设备都无法监控无线充电器的充电电流。从而，可能存在终端用户连接标准的充电器到正在进行无线充电的便携式设备的情况，这使得充电电流加倍。因此，告知用户电池上电荷数量的充电指示器可能是不准确的，更严重的是，过大的电流会损害便携式设备的元件。
即使用户避免了这种情况，充电指示器还会提供不正确的读数。存在这种缺点是由于许多便携式电子设备依靠电流阈值来产生充电指示器的读数，特别地当电池达到其最大充电电压时还没有完全充满。如先前指出的，当前的便携式电子设备都无法监控无线充电器的充电电流。
发明内容
本发明涉及一种对电池进行充电的方法。该方法包括步骤：提供充电电流给电池，感测电池的充电电流并且选择性地从电池通知电子设备来指示当电池正在接收充电电流时该电池的至少一个参数。例如，充电电流可以来自无线充电器。另外，该参数可以是电池的充电状态或充电电流的预定电流阈值。
在一种配置中，该电池能够通过输入/输出线路通知电子设备，并且该输入/输出线路可以是预先存在的读取导线。如另外一个例子，预先存在的读取导线可以是热敏电阻线路。该方法还包括禁止电子设备中的充电电路和更新电子设备的充电指示器的步骤。此外，选择性地通知步骤包括在通知步骤期间使输入/输出线路在高状态、低状态和释放状态之间转换的步骤。
本发明还涉及一种对电池进行充电的系统。该系统包括充电器和电池。该充电器提供充电电流给电池，并且该电池包括充电监控器，该充电监控器感测充电电流并且选择性地通知电子设备来指示当电池正在接收充电电流时该电池的至少一个参数。该系统还包括执行上述处理的适当软件和电路。
附图说明
被认为是具有新颖性的本发明的特征通过所附权利要求中的特征来阐明。结合附图，参考下面的描述能够更好地理解本发明及其其它目的和优点，在各个附图中，相同的参考标记表示相同元件，其中：
图1示出了根据本发明配置的一种用于对电池进行充电的系统；
图2更详细地示出了根据本发明配置的图1的系统；
图3示出了根据本发明配置的一种用于对电池进行充电的方法；
图4示出了根据本发明配置的输入/输出线路上的信号的曲线图；
图5示出了根据本发明配置的输入/输出线路上的另一个信号的曲线图。
具体实施方式
尽管本说明书是以定义具有新颖性的本发明的特征的权利要求作为结束的，应当认为结合附图，参考下面的描述能够更好地理解本发明，其中相同的参考标记表示相同元件。
根据需要，这里公开了本发明的具体实施例；然而，应当理解所公开的实施例仅仅是本发明的范例，本发明能够以各种形式来体现。因此，这里所公开的具体结构和功能细节不能认为是用于限定的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为教导本领域的技术人员以不同的方式有效地应用本发明于任何适当的具体结构中的典型基础。此外，这里所使用的术语和措词不是用于限定的而是提供一种本发明可理解的说明。
这里使用的术语“一”解释为一个或一个以上。这里使用的术语“多个”解释为两个或两个以上。这里使用的术语“其它”解释为至少另一个或更多个。这里使用的术语“包括”和/或“具有”解释为包含(即，开放性的语言)。这里使用的术语“耦合”解释为连接，尽管不必是直接连接，也不必是机械连接。这里使用的术语“程序”，“软件应用”等解释为设计用于在计算机系统上执行的指令序列。程序、计算机程序，或软件应用可以包括子程序、函数、进程、对象方法、对象实现、可执行应用程序、小应用程序、小服务程序、源代码、目标代码、共享程序库/动载程序库和/或其它设计用于在计算机系统上执行的指令序列。
参考图1，示出了用于对电池110进行充电的系统100。电池110包括电池充电电路112和充电监控器114。除了电池110以外，系统100还包括充电器116，电源117和电子设备118。电池110提供电源给电子设备118，并且电子设备118可以是移动电话、双向无线电台、个人数字助理或消息收发设备，或能够接收电池110电力的任何其它适当的部件。
该电子设备118包括电子设备充电电路120、显示器122和处理器124，处理器124能够被连接到电子设备充电电路120和显示器122。另外，如果充电电流正被提供给电子设备118，电子设备充电电路120能够将充电电流指向电池110。显示器122包括充电指示器126，充电指示器126用于向用户指示电池110的充电水平。
充电器116提供充电电流给电池充电电路112，该电池充电电路112能够用于对电池110的一个或多个电池单元128进行充电。在一种配置中，充电监控器114能够感测和监控电池110上的充电电流和充电电压并且能够操作电池充电电路112来控制电池110上的充电电流和充电电压。而且，充电监控器114能够选择性地通知电子设备118的处理器124来向电子设备118指示当电池110正在接收充电电流时该电池110的至少一个参数。例如，充电监控器114能够通知电子设备118的处理器124来指示电池110的充电状态的状况，即，电池110是否正在接收充电器116的充电电流。充电监控器114还能够通知处理器124来指示充电电流何时达到预定阈值。特别地，如果电子设备118的处理器124不能够监控充电器116提供的充电电流时，这些特性是有用的。
响应接收到这些信号，该处理器124能够被设计成用于执行各种功能。例如，如果充电监控器114通知处理器124电池110当前正在接收充电器116的充电电流，处理器124能够禁止电子设备充电电路120。这种处理能够阻止电池接收过量的充电电流。例如另一个例子，如果充电监控器114通知处理器124提供给电池充电电路112的充电电流已经达到预定阈值，处理器124能够更新显示器122的充电指示器126。通过这种输入，用户能够获得电池110电荷水平更精确的读数。
参考图2，更详细地示出了系统100。具体地，充电器116包括第一线圈129，并且该电池充电电路112包括第二线圈130。该电池充电电路112还包括整流器132、平滑电容器134、电流传感器136和电流控制器件138，电池充电电路112连接到电池单元128。电流传感器136和电流控制器件138可以被连接到充电监控器114，并且该充电监控器114能够控制电流控制器件138的操作。如图2所描述的，充电器116可以是无线充电器。即，当电源117提供电流给充电器116时，第一线圈129能够在电池充电电路112的第二线圈130中产生充电电流。当然，应当理解本发明并不限制于这个方面，充电器116还可以是传统的充电器，其中充电电流通过充电电线来提供。
在另一种配置中，该充电监控器114可以是处理器。在这个例子中，充电监控器114包括用于数字地转换模拟信号的一个或多个模数转换器(未示出)。例如，电流传感器136的输入端能够连接到充电监控器114的A/D转换器。
电池110还具有一条或多条输入/输出线路140，该输入/输出线路140能够连接在充电监控器114和电子设备118的处理器124之间。在一种配置中，这些输入/输出线路140可以是预先存在的读取导线。预先存在的读取导线可以是并入到电池110的任何导线并且通过允许处理器读取任何适当的测量结果该预先存在的读取导线最初被设计成有助于电池110的充电或操作。
例如，电池110包括热敏电阻RT。该热敏电阻RT、上拉电阻R2和电源VS形成分压器。如本领域中已知的，随着电池温度的变化，该热敏电阻的电阻会相应地变化，在这种情况下，这样能够调节处理器124或充电监控器114读取的相关输入/输出线路140，即预先存在的读取导线上的电压。电压的变化允许处理器124或充电监控器114确定电池110的温度。
例如另一个例子，电池110包括连接到另一个电阻R1和电源VS的可擦除可编程只读存储器(EPROM)142。如本领域中已知的，处理器124(或充电监控器114)能够促使EPROM 142启动处理器124(或充电监控器114)读取关于存储在EPROM 142中的电池110的充电信息。
作为热敏电阻RT预先存在的读取导线的输入/输出线路140包括一个或多个支线144，支线144能够连接到充电监控器144中的A/D转换器和电子设备118的处理器124。这些支线144有助于关于热敏电阻RT的电压读数。
为了说明系统100的操作，参考图3，示出了一种对电池进行充电的方法300。尽管图3的方法300以及图1和2的系统100被用于彼此说明，应当理解本发明的配置能够在任何其它适当的系统中执行。在步骤310，方法300开始。在步骤312，提供充电电流给电池。例如，参考图2以及先前指出的，充电器116可以是无线充电器，并且能够在电池充电电路112的第二线圈130中感生充电电流。整流器132能够整流充电电流，并且平滑电容器134能够减少充电电流的起伏。
参考图3，在步骤314，感测电池的充电电流。例如，返回到图2，充电监控器114能够感测流经电流传感器136的充电电流。通过感测流经电流传感器136的充电电流，充电监控器114最初检测到电池110正在接收充电器116的充电电流并且能够确定其大小。该充电监控器114通过操作电流控制器件138还能够控制流向电池110的电池单元128的充电电流的数量。例如，如本领域已知的，当电池110上的电压达到电池110的最大充电电压时，该充电监控器114能够通过操作电流控制器件138减少充电电流的大小。在一种特定的配置中，该电流控制器件138可以是场效应晶体管(FET)，但是其它适当的元件也在考虑范围之内。
回到图3的方法300，电池能够选择性地通知电子设备来指示当电池正在接收充电电流时该电池的至少一个参数，如步骤316所示。在步骤318，禁止电子设备中的充电电路，在步骤320，更新电子设备的充电指示器。下面参考图2来举例，其中电池的参数可以是电池的充电状态(电池是否在进行充电)和充电电流的预定电流阈值。例如，选择性地通知步骤316包括在高和低状态之间转换输入/输出线路，如下文所描述的。
当充电监控器114感测到流经电流传感器136的充电电流时，充电监控器114能够将输入/输出线路140中的一条拉到高状态。例如，充电监控器114也能够将作为热敏电阻RT导线的输入/输出线路140拉到高状态。这种高状态具有的值位于热敏电阻RT分压器电压范围的高端，但是也可以使用其它适当的值。在响应中，中断会出现在电子设备118的处理器124中，并且该处理器124能够禁止该电子设备充电电路120。如果用户意外地将电池110置于充电器116上同时电子设备118被连接到另一个充电器时，这个步骤会避免电池110接收过量的充电电流。
如本领域已知的，当电池正在充电时，电池的电压首先被监控并且当电池达到其最大充电电压时，充电电流才被监控。因此，常常监控充电电流来确定电池何时充满。在这个例子中，当充电监控器114检测到电池110已经达到其最大充电电压时，充电监控器114开始减少流经电流控制器件138的充电电流的大小。该充电监控器114在电池110充满之前能够持续地减少充电电流的值。尽管电子设备118的处理器124可以监控正在进行充电的电池110的电压，但是该处理器124不能够追踪该充电电流。从而，当电池110接收充电器116的充电电流时，处理器124不能够确定电池110何时充满。
根据本发明的配置，当充电电流的大小在这个处理步骤期间达到预定电流阈值时，充电监控器114能够将适当的输入/输出线路140拉到低状态。预定的电流阈值可以是表示电池110完全或至少基本充满容量的电流大小。例如，充电监控器114能够将关于热敏电阻RT的输入/输出线路140拉到低状态。这个步骤也能够使中断出现在电子设备118的处理器124中。低状态的值位于热敏电阻RT分压器电压范围的低端，但是可以使用其它适当的值。在响应中，处理器124能够更新显示器122的充电指示器126。这种更新能够指示用户该电池110已经完全充满。
必须指出本发明并不限于所提出的例子。例如，任何适当的输出/输出线路，包括与EPROM 142关联的输入/输出线路140，能够被用于通知电子设备118的处理器124。当然，该输入/输出线路140能够被并入任何其它适当的预先存在的导线。而且，该充电监控器114并不限于上面提出的处理器。本领域的普通技术人员应当理解充电监控器114能够由执行本发明功能的比较器和开关的任何适合的组合组成。还应当理解电池110无需连接到电子设备118进行充电。在这种配置中，用于热敏电阻RT和EPROM 142线路的适当的上拉电阻能够被并入到电池110。
如上述解释的，在选择地通知步骤期间(参见图3的步骤316)，输入/输出线路能够在高和低状态之间转换。在另一种配置中，选择性地通知步骤能够包括在高状态、低状态和释放状态之间转换输入/输出线路的步骤。参考图4和5，示出了描述这种转换过程的例子的曲线图。特别地，这些电压与时间的关系曲线的图表说明了在高、低和释放状态之间切换的输入/输出线路上的信号。该电压表示位于输入/输出线路上的电压，位于时间轴上的数字表示预定时间。
例如，参考图2和4，输入/输出线路140(例如与热敏电阻RT线路关联的输入/输出线路)能够被拉至并且当前可处于高状态(见T＝0)。充电监控器114能够将这条输入/输出线路140拉到低状态，即使该充电电流仍未达到到预定的电流阈值(见T＝1)。充电监控器114随后释放该输入/输出线路140(见T＝2)。即，充电监控器114能够将该输入/输出线路140转换到释放状态。在释放状态期间，充电监控器114(或任何其它适合的元件)能够读取与热敏电阻RT关联的电压来确定电池110的温度。与热敏电阻RT关联的电压值位于高和低状态之间。随后，充电监控器114能够将该输入/输出线路140拉回到高状态(见T＝3)。
如图4的图表所示，这种操作能够被重复任何适当的次数。重复这种处理步骤能够使充电监控器114监控当电池充电时电池110的温度。而且，电子设备118的处理器124能够区别电池110的适当充电以及热敏电阻RT线路到B+输入端(见图2)之间因疏忽所致的短路。
参考图2和5，下面将解释这种转换处理的另一个例子。这里，充电电流已经达到了预定电流阈值。同样地，输入/输出线路140，例如，与热敏电阻RT关联的输入/输出线路140能够被拉到低状态(见T＝0)。该充电监控器114能够释放该输入/输出线路140，并且该充电监控器114能够确定电池110的温度(见T＝1)。接下来，充电监控器114能够将该输入/输出线路140拉到高状态，这种高状态会保持一段时间周期(见T＝2)。然后，充电监控器114将该输入/输出线路140拉回到低状态(见T＝3)。类似于关于图4所描述的步骤，这种操作能够被重复并且允许充电监控器114确定电池110的温度。而且，电子设备118的处理器124能够区别电池110的适当充电以及热敏电阻RT线路和地之间因疏忽所致的短路。
然而，应当理解，也可以使用其它技术来帮助充电监控器114连续地监控电池110的温度。而且，也可以采用其它处理来帮助处理器124区别各种意外的短路。
另外，尽管已经说明和描述了本发明的优选实施例，应当清楚本发明并不限于此。本领域的技术人员可进行在不脱离所附权利要求确定的本发明的精神和范围内的各种修改、改变、变化、替代和等效物。

Claims (12)

1.一种用于对电池进行充电的方法，包括以下步骤：
提供充电电流给电池；
感测电池的充电电流；和
选择性地从电池通知电子设备来指示当电池正在接收充电电流时该电池的至少一个参数。
2.根据权利要求1的所述方法，其中该充电电流来自无线充电器。
3.根据权利要求1的所述方法，其中该参数是电池的充电状态和充电电流的预定电流阈值之一。
4.根据权利要求1的所述方法，其中该电池通过输入/输出线路通知电子设备，并且其中该输入/输出线路是预先存在的读取导线。
5.根据权利要求1的所述方法，进一步包括禁止电子设备中的充电电路的步骤。
6.根据权利要求1的所述方法，进一步包括更新电子设备的充电指示器的步骤。
7.根据权利要求4的所述方法，其中选择性地通知步骤包括在通知步骤期间在高状态、低状态和释放状态之间转换该输入/输出线路的步骤。
8.一种用于对电池进行充电的系统，包括：
充电器；和
电池，其中该充电器提供充电电流给电池，并且其中该电池包括充电监控器，该充电监控器感测充电电流并且选择性地通知电子设备来指示当电池正在接收充电电流时该电池的至少一个参数。
9.根据权利要求8的所述系统，其中该充电器是无线充电器并且该充电监控器是处理器。
10.根据权利要求8的所述系统，其中该参数是电池的充电状态和充电电流的预定电流阈值之一。
11.根据权利要求8的所述系统，进一步包括位于电池和电子设备之间的输入/输出线路，其中该充电监控器通过输入/输出线路通知电子设备，并且其中该输入/输出线路是预先存在的读取导线。
12.根据权利要求11的所述系统，其中当充电监控器选择性地通知该电子设备时，该充电监控器在高状态，低状态和释放状态之间转换该输入/输出线路。
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