-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Umfeld der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriestromaufnahmeschaltkreis
sowie ein elektronisches Gerät,
in dem dieser Batteriestromaufnahmeschaltkreis eingebaut ist.
-
2. Beschreibung der herkömmlichen
Ausführungsart
-
Mit
der sich schnell entwickelnden elektronischen Technologie wurden
zahlreiche kompakte, raffinierte und leicht tragbare elektronische
Produkte geschaffen, wie z. B. Handys, Digitalkameras, Laptops,
Multimedia-Player usw., die in unserem Alltagsleben allgegenwärtig sind
und unsere Lebensweisen verändern.
Um es den Benutzern zu erleichtern, diese Geräte und Ausrüstungen jederzeit und überall zu benutzen,
sind diese elektronischen Produkte allgemein mit einer wiederaufladbaren
Batterie ausgestattet.
-
Die
heutzutage dafür
eingesetzten Batterien sind dabei nichts anderes als Trockenbatterien,
alkalische Batterien, wiederaufladbare Batterien und Lithiumzellbatterien,
wobei eine Trockenbatterie aus Kohlenstoff, Zink und Zinkchlorid
als deren Hauptbestandteile, eine alkalische Batterie aus Zink und
Mangan, und eine wiederaufladbare Batterie aus Nickel, Kadmium,
Zink, Mangan, Lithium und Wasserstoff als deren Hauptbestandteile
besteht. Trotz mehreren Vorteilen, wie beispielsweise Preisgünstigkeit,
leichte Erhältlichkeit
und weite Anwendbarkeit, ist die Nutzungsdauer einer Trockenbatterie
wegen ihrer Stromspannung relativ kurz.
-
Nach
einer gewissen Betriebsdauer ist eine Trockenbatterie nicht mehr
imstande, aufgrund ihres allmählich
steigenden internen Widerstandes, der durch chemische Veränderungen
in ihren Komponenten verursacht wird, ausreichend Strom zu erzeugen.
Außerdem
kann die Restladung in einer Trockenbatterie noch von dieser Batterie
herrühren,
die in unterschiedlichen Produkten mit unterschiedlichen Ladungen
eingesetzt war und betrieben wurde. Ein Produkt, dessen Ladung größer ist
als die restliche Stromladung einer Batterie (oder Batterien), wird nicht
kontinuierlich von einer Batterie (oder Batterien) mit Strom versorgt,
so dass vom Benutzer leicht angenommen wird, dass die Ladung dieser
Batterie aufgebraucht ist und daher ausgewechselt wird.
-
Ohne
eine wiederholt angewendete Eigenschaft haben haufenweise alte und
verbrauchte Trockenbatterien die Umwelt stark belastet und belasten diese
weiter. Insbesondere angesichts von nicht vollständig aufgebrauchten Batterieladungen
in diesen Altbatterien wurden diese entsorgten Trockenbatterien
zu unbestimmbaren Abfallprodukten, wegen dieser unsere Gesellschaft
auch natürliche
Ressourcen verbraucht.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Angesichts
dieses Hintergrundes besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung
in der Schaffung eines Batteriestromaufnahmeschaltkreises, mit dem die
Probleme der herkömmlichen
Ausführungsart
gelöst
werden sollen.
-
Nach
einer Ausführungsart
besteht ein Batteriestromaufnahmeschaltkreis aus einer ersten Verbindungseinheit,
die mit einer Trockenbatterie verbunden ist, einer ersten Verbindungseinheit,
die mit einer wiederaufladbaren Batterie verbunden ist, und aus
einem Prozessor, der sowohl mit der ersten Verbindungseinheit als
auch mit der zweiten Verbindungseinheit verbunden ist. Insbesondere
kann mit diesem Prozessor die Trockenbatterie zum Aufladen der wiederaufladbaren
Batterie, die das elektronische Gerät mit Strom versorgt, reguliert
werden.
-
Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines elektronischen
Gerätes,
mit dem das technische Problem der herkömmlichen Ausführungsart
gelöst
werden soll.
-
Nach
einer Ausführungsart
ist ein elektronisches Gerät
aus einem Aufnahmeschaltkreis zur Aufnahme von Strom aus einer Batterie
aufgebaut. Wie bereits erwähnt,
ist dieser Batteriestromaufnahmeschaltkreis aus einer ersten Verbindungseinheit,
die mit einer Trockenbatterie verbunden ist, einer zweiten Verbindungseinheit,
die mit einer wiederaufladbaren Batterie verbunden ist und aus einem
Prozessor, der sowohl mit der ersten Verbindungseinheit als auch
mit der zweiten Verbindungseinheit verbunden ist, aufgebaut. Insbesondere
kann mit diesem Prozessor die Trockenbatterie zum Aufladen der wiederaufladbaren
Batterie, mit der das elektronische Gerät mit Strom versorgt wird,
reguliert werden.
-
Mit
den nachfolgenden detaillierten Beschreibungen und mit Bezugnahme
auf die beigelegten Zeichnungen sollen die Vorteile und Merkmale dieser
Erfindung deutlicher hervorgehoben werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
ein Blockdiagramm für
die Funktion des Aufnahmeschaltkreises zur Aufnahme von Strom aus
einer Batterie nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsart;
-
2 zeigt
die Blockdiagramme für
die Funktionen des Aufnahmeschaltkreises zur Aufnahme von Strom
aus einer Batterie nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsart;
-
3 zeigt
die Blockdiagramme für
die Funktionen des Aufnahmeschaltkreises zur Aufnahme von Strom
aus einer Batterie nach einer Ausführungsart dieser Erfindung;
-
4 zeigt
das Diagramm eines elektronischen Gerätes in einer Ausführungsart
dieser Erfindung; und
-
5 zeigt
das Diagramm eines elektronischen Gerätes in einer Ausführungsart
dieser Erfindung.
-
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsarten
-
Mit
der vorliegenden Erfindung sollen ein Aufnahmeschaltkreises zur
Aufnahme von Strom aus einer Batterie und ein elektronisches Gerät, in dem dieser
Batteriestromaufnahmeschaltkreis eingebaut ist, geschaffen werden.
Mit der nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsart und ihren wahren
Anwendungsformen sollen die Eigenschaften, Merkmale und Vorteile
dieser Erfindung vollständig
dargestellt werden.
-
Die 1 zeigt
ein Blockdiagramm für
die Funktionen des Aufnahmeschaltkreises zur Aufnahme von Strom
aus einer Batterie nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsart. Wie in dieser Fig. der
Ausführungsart
gezeigt, ist der Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1 aus
einem ersten Verbindungseinheit 10, einem zweiten Verbindungseinheit 11 und aus
einem Prozessor 12 aufgebaut.
-
Die
erste Verbindungseinheit 10 ist mit einer Trockenbatterie 20 verbunden,
während
die zweite Verbindungseinheit 11 mit einer wiederaufladbaren Batterie 21 verbunden
ist. Für
die Praxis sind die erste Verbindungseinheit 10 und die
zweite Verbindungseinheit 11 mit einer ersten Elektrode
bestückt, um
diese elektrisch mit einer Anode und einer Kathode der Trockenbatterie 20 zu
verbinden, bzw. mit einer zweiten Elektrode versehen, um diese elektrisch mit
einer Anode und einer Kathode der wiederaufladbaren Batterie 21 zu
verbinden. Selbstverständlich sind
die erste Verbindungseinheit 10 und die zweite Verbindungseinheit 11 ebenfalls
mit mehreren ersten Elektroden bzw. mehreren zweiten Elektroden
ausgestattet, die zum Verbinden mit serien- oder parallelverbundenen Anoden und
Kathoden von mehreren Trockenbatterien 20 oder mehreren
wiederaufladbaren Batterien 21 dienen, um eine Batteriepackung oder
eine wiederaufladbare Packung herzustellen. Außerdem kann die erste Verbindungseinheit 10 oder
die zweite Verbindungseinheit 11 bei der Anwendung in der
Praxis mit einem Gehäuse
aufgebaut sein, in dessen vorderem bzw. hinterem Ende die oben genannte
erste Elektrode bzw. die zweite Elektrode eingebaut sind. Wenn bei
dieser Aufbauart die Trockenbatterie 20 und die wiederaufladbare
Batterie 21 auf das Gehäuse
montiert werden, können
die Anoden und Kathoden der Trockenbatterie 20 bzw. der wiederaufladbaren
Batterie 21 elektrisch mit der ersten Elektrode bzw. mit
der zweiten Elektrode des Gehäuses
verbunden werden.
-
Außerdem kann
ein Prozessor 12 mit der ersten Verbindungseinheit 10 verbunden
werden, während
mit der zweiten Verbindungseinheit 11 die Trockenbatterie 20 zum
Aufladen der wiederaufladbaren Batterie 21 reguliert werden
kann. Nach dem vollständigen
Aufladen der wiederaufladbaren Batterie 21 kann eine Last 3 über diese
wiederaufladbare Batterie 21 mit Strom versorgt werden.
Daneben kann der Strom, der von der wiederaufladbaren Batterie 21 zur
Last 3 zugeführt
wird, je nach dem von der Last 3 aufgenommenen Strom mit
dem Prozessor 12 reguliert werden.
-
Bei
der Anwendung in der Praxis kann der Prozessor 12 entweder
als eine zentrale Rechnereinheit aus einem Einzelchip, beispielsweise
eine solche zentrale Rechnereinheit aus einem Einzelchip mit den
Funktionen sowohl eines Analog-zu-Digital-Konverters (ADC) als auch
eines Digital-zu-Analog-Konverters (DAC), oder als ein anderes beliebiges
Gerät aufgebaut
sein.
-
Es
soll angemerkt werden, dass als Last 3 ein allgemeines
elektronisches Gerät,
ein elektronisches Produkt oder eine elektronische Komponente verwendet
wird, das bzw. die für
den Betrieb mit Strom von einer wiederaufladbaren Batterie versorgt wird.
Zum Beispiel kann als Last 3 für diese Erfindung ein Fernbediengerät, ein Multimedia-Player,
eine Taschenlampe, ein Spielzeug oder ein ähnliches geeignetes Gerät vorgesehen
sein.
-
Die 2 zeigt
die Blockdiagramme für
die Funktionen des Aufnahmeschaltkreises zur Aufnahme von Strom
aus einer Batterie nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsart. Wie in dieser Fig. gezeigt,
ist der Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1 aus der oben
genannten ersten Verbindungseinheit 10, der zweiten Verbindungseinheit 11 und
dem Prozessor 12 aufgebaut. Weiter ist der Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1 dieser
Ausführungsart
ebenfalls aus einer Energieübertragungseinheit 13,
einer Energiespeichereinheit 14, einer Spannungserkennungseinheit 15 und
aus einer Energieumschalteinheit 19 aufgebaut.
-
Die
Energieübertragungseinheit 13 ist
aus einem Schalter 130 und aus einer Signalerkennungseinheit 132 aufgebaut,
wobei ersterer mit der ersten Verbindungseinheit 10, zweiten
Verbindungseinheit 11, dem Prozessor 12 und mit
der Signalerkennungseinheit 132 und wobei letztere ebenfalls
mit dem Prozessor 12 verbunden ist. Die Energieübertragungseinheit 13 ist
imstande, den Status der Stromversorgung von der Trockenbatterie 20 sowie
von der wiederaufladbaren Batterie 21 zu erkennen und diesen erkannten
Status der Stromversorgung dem Prozessor 12 weiterzuleiten,
damit dieser Prozessor 12 den Status feststellen kann.
Bei einem vom Prozessor 12 festgestellten fehlerhaften
Status der Stromversorgung von der wiederaufladbaren Batterie 21 wird
der Prozessor 12 zur Energieübertragungseinheit 13 ein Umschaltsignal
aussenden, wobei mit dem Schalter 130 dieser Energieübertragungseinheit 13 der
der Last 3 in Übereinstimmung
mit dem Umschaltsignal zugeführte
Strom reguliert wird. Außerdem
ist die Signalerkennungseinheit 132 imstande, den Umschaltstatus
des Schalters 130 festzustellen, das heißt, den von
der wiederaufladbaren Batterie 21 oder von der Trockenbatterie 20 zugeführte Strom
zu erkennen und den Umschaltstatus dem Prozessor 12 zuzusenden.
Bei der Anwendung in der Praxis kann als Schalter 130 entweder
ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor-(MOSFET)-Schalter oder ein anderer
geeigneter Schalter verwendet werden.
-
Die
Energiespeichereinheit 14 ist mit der ersten Verbindungseinheit 10 und
mit der zweiten Verbindungseinheit 11 verbunden, um die
Stabilität
des von der Trockenbatterie 20 gelieferten Stroms zu verbessern.
Bei der Anwendung in der Praxis kann als solche Energiespeichereinheit 14 entweder
ein Induktor oder ein sonstiger geeigneter Filter verwendet werden.
-
Durch
Verbinden der zweiten Verbindungseinheit 11 sowie des Prozessors 12 kann
die Spannungserkennungseinheit 15 zum Feststellen der Spannungen
der wiederaufladbaren Batterie 21 eingesetzt und zum Weiterleiten
der festgestellten Resultate zum Prozessor 12 verwendet
werden. Auf diese Weise können
mit dem Prozessor 12 die Positionen des Schalters 130 reguliert
werden, wobei dieser Schalter 130 als Trockenbatterie funktioniert,
die den Strom der Last 3 zuführt, wenn die Spannungen der wiederaufladbaren
Batterie 21 unstabil sind. Des weiteren wird mit der Energieumschalteinheit 19,
die zwischen der Energiespeichereinheit 14 und der zweiten Verbindungseinheit 11 verbunden
ist, die Energie in der Energiespeichereinheit 14 reguliert,
die zur zweiten Verbindungseinheit 11 und danach zur wiederaufladbaren
Batterie 21 geleitet wird.
-
Die 3 zeigt
Blockdiagramme für
die Funktionen des Aufnahmeschaltkreises zur Aufnahme von Strom
aus einer Batterie nach einer Ausführungsart dieser Erfindung.
Wie in dieser Figur gezeigt, ist die Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1 aus einer
ersten Verbindungseinheit 10, einer zweiten Verbindungseinheit 11,
dem Prozessor 12, der Energieübertragungseinheit 13,
der Energiespeichereinheit 14, der Spannungserkennungseinheit 15 und aus
der Energieumschalteinheit 19 aufgebaut, die oben bereits
beschrieben sind. Weiter ist die Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1 in
dieser Ausführungsart
ebenfalls aus einer Lasterkennungseinheit 16, einem Netzanschlußregulierschalter 17 und
aus einem Lastprozessor 18 aufgebaut. Die Last ist außerdem ebenfalls
mit einem Einschalt-Schalter 30 aufgebaut. Die Laststatuserkennungseinheit 16,
der Netzanschlußregulierschalter 17,
der Lastprozessor 18 und der Einschalt-Schalter 30 bilden
zusammen eine Regulierschaltung.
-
Es
soll angemerkt werden, dass bei dieser Ausführungsart die Verhältnisse
und Effekte der ersten Verbindungseinheit 10, der zweiten
Verbindungseinheit 11, des Prozessors 12, der
Energieübertragungseinheit 13,
der Energiespeichereinheit 14, der Spannungserkennungseinheit 15 und
der Energieumschalteinheit 19 bereits zuvor beschrieben
wurden und deren Beschreibung hier daher nicht wiederholt werden
soll.
-
Weiter
dient die Lasterkennungseinheit 16, die mit der Last 3 und
mit dem Lastprozessor 18 verbunden ist, zum Erkennen der
Spannungen der Last 3 sowie zum Weiterleiten der erkannten
Resultate an den Lastprozessor 18. Bei der Anwendung in
der Praxis ist der Prozessor 12 mit dem Lastprozessor 18 verbunden,
um Informationen z. B. über
die Spannungen der Last 3 für die regulierbare Ausgangsleistung
von der wiederaufladbaren Batterie 21 oder der Trockenbatterie 20,
wonach diese Ausgangsleistung stabil und effektiv der Last 3 zugeführt wird,
auszutauschen. Weiter kann der Prozessor 12 mit dem Lastprozessor 18 integriert
werden, um eine einzelne Verarbeitungskomponente für die Anwendung
in der Praxis zu schaffen.
-
Daneben
kann der mit dem Einschalt-Schalter 30 verbundene Prozessor 12 die
Trockenbatterie 20 zum Aufladen der wiederaufladbaren Batterie 21 regulieren,
wobei die Last 3 mit der wiederaufladbaren Batterie 21 mit
Strom versorgt wird, wenn der Einschalt-Schalter 30 zum
Bilden eines geschlossenen Schaltkreises gedreht wird.
-
In
der 4 ist das Diagramm eines elektronischen Gerätes in einer
Ausführungsart
dieser Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsart dient als elektronisches
Gerät insbesondere
eine Taschenlampe 4 mit einem Gehäuse 40, das zum Festhalten des
oben genannten Batteriestromaufnahmeschaltkreises 1, zweier
Trockenbatterien 20, einer wiederaufladbaren Batterie 21 und
einer Glühbirne 41 dient.
-
Wie
aus dieser Fig. ersichtlich, dient der Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1,
der zwischen der Trockenbatterie 20 und der wiederaufladbaren
Batterie 21 installiert ist, zum Regulieren des Stromes,
mit dem die wiederaufladbare Batterie 21 durch die Trockenbatterie 20 aufgeladen
wurde, damit die wiederaufladbare Batterie 21 die Glühbirne 41 mit
Strom versorgen kann. Bei der Anwendung in der Praxis kann der Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1 als
einen in der 1, 2 oder in
der 3 gezeigten Stromkreis betrachtet werden, der
sämtliche
oben genannte Einheiten und Module enthält. Es soll angemerkt werden,
dass die Verhältnisse
und Effekte zwischen diesen Einheiten und Modulen bereits zuvor erwähnt wurden
und sie daher hier nicht wiederholt werden sollen.
-
Bei
dieser Ausführungsart
sind zwei Trockenbatterien 20 miteinander serienverbunden.
Bei der Anwendung in der Praxis sind mehrere Trockenbatterien 20 miteinander
ebenfalls parallelverbunden. Im elektronischen Gerät kann eine
wiederaufladbare Batterie bzw. können
mehrere wiederaufladbare Batterien eingebaut sein.
-
Die 5 zeigt
das Diagramm eines elektronischen Gerätes in einer Ausführungsart
dieser Erfindung. Bei dieser Ausführungsart dient als elektronisches
Gerät insbesondere
ein elektronisches Spielzeugauto 5, das aufgebaut ist aus
einem Gehäuse 50 und
aus dem oben genannten Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1,
den Trockenbatterien 20 und aus einer wiederaufladbaren
Batterie 21, wobei die letzteren beiden im Gehäuse 50 eingebaut
sind. Weiter ist dieses elektronische Spielzeugauto 5 ebenfalls
aus einem Motor 51, einer Radachse 52 und aus
Rädern 53 aufgebaut.
-
Wie
in dieser Fig. gezeigt, ist diese Ausführungsart aus drei parallel
miteinander verbundenen Trockenbatterien 20 und aus einer
wiederaufladbaren Batterie 21 aufgebaut. Der mit den Trockenbatterien 20 sowie
mit der wiederaufladbaren Batterie 21 verbundene Prozessor 12,
der im Batteriestromaufnahmeschaltkreis 1 eingebaut ist,
dient zum Regulieren der Trockenbatterien 20, um die wiederaufladbare
Batterie 21 aufzuladen, wobei mit dieser der Motor 51 mit
Strom versorgt wird. Weiter können
durch das Antreiben des Motors 51 die Radachse 52 und
danach die Räder 53 zum
Rotieren angetrieben werden.
-
Auf ähnliche
Weise kann der Gatteriestromaufnahmeschaltkreis 1 nach
dieser Ausführungsart als
einen Stromkreis gebildet sein, der in der 1, 2 oder
in der 3 gezeigt ist, wobei sämtliche oben genannten Einheiten
und Module mit einbezogen sind. Es soll angemerkt werden, dass die
Verhältnisse
und Effekte zwischen diesen Einheiten und Modulen bereits zuvor
erwähnt
wurden und sie daher hier nicht wiederholt werden sollen.
-
Bei
der Anwendung in der Praxis kann als elektronisches Gerät nach dieser
Erfindung anstelle nur der oben genannten Taschenlampe oder dem elektronischen
Spielzeugauto ein beliebiges geeignetes elektronisches Produkt oder
eine beliebige geeignete elektronische Komponente verwendet werden.
-
Laut
der oben stehenden Beschreibung verfügt der im erfindungsgemäßen Batteriestromaufnahmeschaltkreis
eingebaute Prozessor nicht nur über eine
Funktion zum Verarbeiten des von den Trockenbatterien kontinuierlich
aufgenommenen Stroms, sondern auch über eine Funktion zum Verarbeiten der
Ausgangsleistung aus einer Last. Außerdem kann mit dem unbelegten
Batteriestromaufnahmeschaltkreis nach der Erfindung die elektrische
Strommenge von den Trockenbatterien aufgenommen und die Trockenbatterien
können
zum Aufladen einer wiederaufladbaren Batterie reguliert werden,
wobei mit dieser wiederaufladbaren Batterie der Strom einer Last
zugeführt
werden kann. Auf diese Weise wendet der Batteriestromaufnahmeschaltkreis
nach der Erfindung den Strom der Trockenbatterien vollständig an,
um einerseits Energie zu sparen und um andererseits dank einer verringerten
Umweltbelastung durch Batterien die Kohlenstoffemissionen deutlich
zu reduzieren. Für
unterschiedliche Lasttypen ist der Batteriestromaufnahmeschaltkreis
nach dieser Erfindung außerdem
in der Lage, die Ausgangsleistung einer wiederaufladbaren Batterie
für eine
wirksamere Stromversorgung sowie für bessere Effekte des Energiesparens
passend zu regulieren.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung mit einer besseren Ausführungsart
als oben beschrieben dargestellt wurde, soll mit dieser jedoch der
Umfang der vorliegenden Erfindung keineswegs eingeschränkt werden.
Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird es außerdem offensichtlich werden,
dass Änderungen, Überarbeitungen,
Ergänzungen
und Vervollständigungen
an dieser Ausführungsart
vorgenommen werden können,
ohne dabei vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll daher auf den nachstehenden
Schutzansprüchen
beruhen.
