CN2487144Y

CN2487144Y - 使用通用串行总线的携带型通讯设备用电池充电装置

Info

Publication number: CN2487144Y
Application number: CN00262480U
Authority: CN
Inventors: 金亨培
Original assignee: ETECH SELUSHEN Co Ltd
Current assignee: ETECH SELUSHEN Co Ltd
Priority date: 2000-08-19
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-04-17
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JP2002191133A; KR20020014870A; WO2002017460A1; AU2001224089A1

Abstract

一种使用通用串行总线的携带型通讯设备用电池充电设备,使用在个人计算机等许多设备上采用的USB端口,对移动电话等通讯设备用电池进行充电,具有易携带性及易充电性,包括:具有USB用连接器及数据通讯连接器,串联连接在USB用连接器与数据通讯用连接器之间的FET;按一定比例对数据通讯用连接器的输出电压进行分压的电阻;将分压电压与基准电压进行比较的错误放大器,FET在错误放大器的控制下反复地进行ON/OFF动作。

Description

使用通用串行总线的携带型通讯设备用电池充电装置

本实用新型涉及对PCS(个人通讯系统)、移动电话等进行充电的装置，特别是涉及使用个人计算机等的USB端口对移动电话之类的通讯设备的电池进行充电的装置。

目前，全世界使用PCS和移动电话等的人数迅速增加，处于追赶有线电话使用者人数的状态。

众所周知，USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是连接外围设备用的、用于个人计算机的接口标准，是由美国英特尔公司、美国微软公司、美国康柏计算机公司、美国惠普公司、美国数字设备公司、美国IBM公司、NEC公司、菲利浦公司等计算机方面的主要企业开发成功的。利用USB，即使个人计算机使用者不打开系统的机壳，用外部端口也容易连接外围设备。也就是说，若使用USB，可使现在分开的鼠标器或键盘、打字机、调制解调器、扫描器、数字摄像机、扬声器、操作杆等接口通用化，只要在个人计算机主体上装备1个USB连接器，便可呈星形地将上述外围设备连接起来、最多可达127台。

图1是用USB将各种各样的外围设备连接在个人计算机上的例子的模式图。

如图1所示，个人计算机111、USB集线器112及113、电话机114、打字机115、摄像机116、触摸板117等多种多样的外围设备可通过USB网连接起来。

USB可自动地进行外围设备的查找及安装，因此，即使是对个人计算机不熟悉的使用者，也可容易地用即插即用件(plug and play)往个人计算机上追加外围设备。也就是说，无论什么样的外围设备，只要是支持USB的，使用者均可容易地将它们相互连接起来。而且，USB还可用USB集线器112来增加端口数量，可自由地增加必要的外围设备。

图2是USB电缆的示意图。USB电缆100由4根导线构成，通过电源导线V_BUS及接地导线GND向外围设备供电。V_BUS是用电源+5V。在USB电缆100上，数据是作为D⁺和D^-的差分信号串联地进行传送的。

根据USB1.1规格，具有最大为12M比特/秒、最小为1.5M比特/秒的传送速度。另据现在发表的USB 2.0规格，数据传送速度提高到USB1.1规格的40倍、达480M比特/秒。USB2.0规格具有反向互换性，可使用和USB1.1规格同样的电缆、连接器及软件。

最近，市场上销售的几乎所有的台式个人计算机、携带型个人计算机等都安装有USB端口，其他支持USB端口的设备数量也日益增多。

现在，尽管移动电话用电池的技术发展了，但移动电话用电池的充电时间有限制，充电方式也非常不方便。移动电话不受地区限制，具有任何时候都可与你所希望的对方通话的优点。这种移动电话，可以说电池的寿命非常重要。但是，移动电话用电池的使用时间是有限的，为了能持续地使用，必须周期性地对移动电话用电池进行充电，很不方便。

现有的移动电话用电池的充电方式，有使用移动电话用充电装置的方法、和使用汽车用点烟器插口的方法。

根据移动电话用电池的充电方式，购买移动电话时，移动电话的生产厂家另外提供该移动电话用电池充电器，这种方式存在着以下缺点。第一，移动电话用电池充电器体积很大、而且重，故携带不方便。因此，这种充电器一般是固定在家里或工作场所使用。结果，在未设移动电话用电池充电器的场所，若电池的电已消耗完，该移动电话就不能继续使用。第二，现在的移动电话用电池充电器的价格贵。第三，由于移动电话用电池充电器的规格根据制造厂家的不同而不同，故移动电话用电池充电器之间没有互换性。第四，移动电话用电池充电器使用额定电源，故在电压为100V/110V或200V/220V等情况下，由于使用电压及电源插头形式不同，充电器就不能使用。

另外，在使用汽车用点烟器插口的充电方式的情况下，必须在汽车内充电，因此，其缺点是若没有汽车，要为移动电话用电池充电是很困难的。

因此，人们需要携带型通讯设备用的电池充电装置，这种充电装置在任何时候，任何地方都可容易地对移动电话用电池进行充电。

因此，本实用新型的主要目的在于提供一种携带型通讯设备用电池充电装置，这种充电装置使用个人计算机等许多设备所采用的USB端口，对移动电话用电池等进行充电，具有易携带性及易充电性。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种携带型通讯设备用电池充电装置，具有USB端口端子以及与携带型通讯设备相连接的连接端子，它包括：串联连接在上述USB端口端子与上述连接端子之间的转换机构；按一定比例对上述转换机构的输出电压进行分压的分压机构；将分压电压与基准电压进行比较的比较机构，上述转换机构在上述比较机构的控制下反复地进行ON/OFF动作。

根据本实用新型，在USB端口端子与转换机构之间串联连接有电阻，在该电阻的两端并联连接有检测流过该电阻的电流值的电路。

根据本实用新型，上述连接端子可以用上述携带型通讯设备的数据通讯端口端子、或DC插孔端子。

根据本实用新型，具有USB端口端子及携带型通讯设备的连接端子的携带型通讯设备用电池充电装置，包括过电流流入防止机构，该机构串联连接在上述USB端口端子与上述连接端子之间，用于防止过电流流入上述USB端口端子。

最好，上述过电流流入防止机构可用1个电阻实现。

根据本实用新型，具有USB端口端子及携带型通讯设备的连接端子的携带型通讯设备用电池充电装置包括下述机构：过电流流入防止机构，该机构串联连接在上述USB端口端子与上述连接端子之间，用于防止过电流流入上述USB端口端子；降压机构，该机构串联连接在上述USB端口端子与上述连接端子之间。

最好，上述限流机构由1个电阻实现，上述降压机构由1个二极管实现，该二极管与上述USB端口端子顺方向连接。

附图的简要说明如下：

图1是用USB将各种各样的外围设备与个人计算机连接起来的例子的示意图；

图2是普通的USB电缆的示意图；

图3是表示由本实用新型将移动电话与携带型个人计算机的USB端口之间连接起来、对移动电话用电池进行充电的构造的示意图；

图4是通过本实用新型、利用来自USB的电源导线的输入电压对移动电话进行充电的组件的电路图；

图5是表示本实用新型的组件的输出电压的示意图；

图6是本实用新型的连接电缆的示意图；

图7是根据本实用新型的其他实施例，在移动电话具有充电控制功能时，对移动电话用电池进行充电的组件的示意图；

图8是根据本实用新型的又一其他实施例，在移动电话具有充电控制功能时，为移动电话用电池进行充电的组件的示意图。

以下，参照附图对本实用新型的合适实施例进行更详细的说明。

图3是表示将移动电话与携带型个人计算机的USB端口之间连接起来，对移动电话用电池进行充电的构造的示意图。如图3所示，用连接电缆313将移动电话311的数据通讯端口311a与个人计算机312的USB端口312a之间连接起来，来自USB端口312a的电源导线的电源通过移动电话311的数据通讯端口311a，向装在移动电话311内的充电器(未图示)供电，对移动电话用电池进行充电。这种功能，由USB连接器、移动电话311的数据通讯连接器、来自USB的连接电缆313及电压变换电路(后述)进行。

图4是利用来自USB电源导线的输入电压V_IN对移动电话进行充电的组件的电路图。组件411，是在移动电话311不具备充电控制功能时，对移动电话311的电池进行充电用的。

在组件411中，电源输入端子V_IN与个人计算机312的USB电源导线连接，电源输出端子V_out与移动电话311的数据通讯端口311a的充电用电源导线连接。电源输入端子V_IN通过第1结点415与第1电阻416连接，第1电阻416通过第2结点417与场效应晶体管(FET)418的电源连接。FET418的漏极与线圈424连接，线圈424通过第3结点419与电源输出端子V_out连接。电源输出端子V_out用第3结点419与第2电阻420连接，第2电阻420用第4结点421与第3电阻422连接。第3电阻422通过第5结点423与接地导线GND连接。电流检测电路412与第1电阻416的两端连接，也与错误放大器414连接。错误放大器414与隔热(Thermal shutdown)电路413连接，错误放大器414的出力与FET 418的门连接。向错误放大器414的反相输入端子上输入例如1.235V的基准电压，加在第2电阻420与第3电阻422之间的结点421上的电压，输入到正相输入端子上。

来自与个人计算机312的USB端口312a相连接的电源导线的输入电压V_IN，经第1电阻416存储在线圈424上。这时，FET 418处于ON状态。存储在线圈424上的电压，通过输出端子V_out供给移动电话311的数据通讯端口311a。这时，通过错误放大器414、线圈424、FET 418及各电阻的动作，个人计算机USB端口用的电压(例如5V)被充电器变压成所需要的电压(例如4.2V)。

图5是表示从组件411输出的输出电压V_out的示意图。FET 418处于ON状态时，经电源输入端子V_IN输入的电压存储在线圈424上，作为输出电压V_out输出。输出电压向错误放大器414的正相输入端子反馈，与基准电压进行比较。基准电压作为为了将输出电压稳定地进行输出的电压使用。通过这种比较，当输出电压达到图5中的V₁时，错误放大器414使FET 418OFF，遮断组件411输出的输出电压。与此相对应，存储在线圈424上的电压进行放电，同时输出电压降低到图5中的V₂。这样，V₂电压便反馈到错误放大器414，该错误放大器414使FET 418成为ON状态，于是，来自电源输入端子V_IN的电压便存储在线圈424上，作为输出电压V_out输出。通过这样的反复过程，移动电话用电池便可被充电。

从图5可知，组件411在V₁与V₂之间反复、并供给稳定的电压V_out。V₁及V₂根据所要求的输出电压来决定，第2电阻420及第3电阻422的电阻值根据V₁及V₂的值决定。

如上所述，电流检测电路412与第1电阻416两端连接，测定经第1电阻416流过的电流值。也就是说，因为USB电源导线的输出电流限制在500mA，故电流检测电路412的作用是将该输出电流维持在500mA以下。具体地说，电流检测电路412与错误放大器414连接，把在第1电阻416两端测定的电流值传送到错误放大器414。若USB电源导线的输出电流超过500mA，错误放大器414便将错误信号输出到FET 418的门，使FET 418成为OFF状态。

组件411在高温下进行动作的情况下，为了解决因温度上升而产生的问题，将图4所示的隔热部413与错误放大器414连接。错误放大器414在隔热部413控制下，使FET418成为OFF状态。

图6是本实用新型的连接电缆313的示意图。连接电缆313具有插入移动电话311的数据通讯端口311a的连接器611、及插入个人计算机312的USB端口312a的连接器612。图4所示的组件411既可装在连接器611上也可装在连接器612上。连接器611也可以是对移动电话充电用的DC插孔。

图7是根据本实用新型的另一实施例，在移动电话具有充电控制功能时，为移动电话用电池充电的组件的示意图。连接器711插入个人计算机的USB端口内，连接器712插入移动电话的数据通讯端口内。如图7所示，连接器711的导线V_BUS与限流电路713的一端相连接，限流电路713的另一端与连接器712连接。连接器711的GND通过连接器712与移动电话的充电电路连接。限流电路713的功能是防止过电流通过USB连接器流入个人计算机。根据本实用新型，限流电路713可用1个电阻实现。

图8是根据本实用新型的又一实施例，在移动电话具有充电控制功能时，对移动电话的电池进行充电用的组件的示意图。连接器811插入个人计算机的USB端口内，连接器812插入移动电话的数据通讯端口内。如图8所示，连接器811的导线V_BUS与降压电路814的一端连接，降压电路814的另一端与连接器812连接。连接器811的GND与限流电路813的一端连接，限流电路813的另一端通过连接器812与移动电话的充电电路连接。限流电路813如上所述，用于防止过电流通过USB连接器流入个人计算机。根据本实用新型，限流电路813可用1个电阻实现，降压电路814可用1个相对于V_BUS顺方向地连接的二极管实现。

本实用新型，通过将带有数据通讯端口的PCS或移动电话之类的通讯设备、与携带型个人计算机、台式个人计算机、打字机等带USB端口装置相互连接起来，便可容易地对该通讯设备的电池进行充电。

以上对本实用新型的合适实施例进行了说明，但只要不脱离本实用新型的权利要求范围，本领域技术人员均可进行各种改变。

因此，本实用新型可取得如下效果，即通过使用在一端设有USB连接器、在另一端设有移动电话的数据通讯连接器，用短电线将它们之间连接起来而构成的携带型通讯设备用电池充电装置，便容易为电池充电，可实现小型轻量、低价格，可容易地装在使用者的口袋内携带。

依据本实用新型，在办公室等场所的作业中，在移动电话的电池完全放电的情况下，用办公室内的个人计算机便可容易地对移动电话的电池进行充电。

另外，本实用新型还具有下述效果，即由于在具有同一形态的数据通讯端口的移动电话之间具有互换性，因此，即使用别人的携带型通讯设备用的电池充电装置，也可对电池进行充电。

采用本实用新型的携带通讯设备用电池充电装置，不使用额定电源，故可克服下述缺陷，即，对100V/110V或200V/220V等电压，在充电装置仅支持一方的情况下，因使用电压和电源插头形式不同而在另一方的电压下不能使用的缺陷。

Claims

1.一种使用通用串行总线的携带型通讯设备用电池充电装置，具有通用串行总线端口端子以及往携带型通讯设备上连接的连接端子，其特征在于，它包括：串联连接在所述通用串行总线端口端子与所述连接端子之间的转换机构，和按一定比例将所述连接端子的输出电压进行分压的分压机构，以及将分压电压与基准电压进行比较的比较机构；所述转换机构在所述比较机构的控制下反复地进行开/关动作。

2.如权利要求1所述的使用通用串行总线的携带型通讯设备用电池充电装置，其特征在于，它还包括：串联连接在所述通用串行总线端口端子与所述转换机构之间的电阻，

并联连接在所述电阻的两端、对所述电阻上流动着的电流值进行检测的电路。

3.如权利要求1所述的使用通用串行总线的携带型通讯设备用电池充电装置，其特征在于：所述连接端子包括所述携带型通讯设备的数据通讯端口端子。

4.如权利要求1所述的使用通用串行总线的携带型通讯设备用电池充电装置，其特征在于：所述携带型通讯设备的连接端子包括所述携带型通讯设备的直流插孔端子。