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Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung
KR 10-2012-0129379 , die am 15.11.2012 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren Offenbarung in dieser Anmeldung durch Bezugnahme enthalten ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung und eine drahtlose Ladevorrichtung, die einen Ladevorgang anzeigen kann.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen sind Stromversorgungseinheiten, die zum Versorgen von elektronischen Geräten mit Antriebsenergie nötig sind, essentiell.
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Derartige Stromversorgungseinheiten wandeln üblicherweise handelsüblichen Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um und stellen elektronischen Geräten Antriebsenergie zur Verfügung.
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Wie oben beschrieben wurde, in dem Fall, wenn wieder aufladbare Batterien, die in der Lage sind, mit Strom aufgeladen zu werden und gespeicherte Antriebsenergie elektronischen Geräten zur Verfügung zu stellen, verwendet werden, können Ladevorrichtungen verwendet werden, um den aufladbaren Batterien Energie zur Verfügung zu stellen.
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Derartige Ladevorrichtungen können direkt über einen Stecker oder dergleichen mit den elektronischen Geräten verbunden werden, um wieder aufladbaren Batterien, die in elektronischen Geräten eingebaut sind, Energie zur Verfügung zu stellen oder sie können wieder aufladbaren Batterien, die in elektronischen Geräten eingebaut sind, Energie in einer kontaktlosen Weise zur Verfügung stellen durch Nutzung elektromagnetischer Induktion.
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Die Ladevorrichtungen können eine Anzeigeeinheit umfassen, die eine Lichtquelle enthält, wie eine Leuchtdiode, um einen Ladezustand anzuzeigen.
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Wenn ein vollständig geladenes elektronisches Gerät wieder angeschlossen wird, nachdem es während eines festgelegten Zeitraums gesteuert worden ist, kann es bei einer monochromatischen (einfarbigen) Leuchtdiode zu dem Problem kommen, dass ein vollständig geladener Zustand des vollständig geladenen elektronischen Gerätes nicht angezeigt wird. Um den vollständig geladenen Zustand anzuzeigen, in dem Fall, wenn mehrere Leuchtdioden benutzt werden, wie in dem weiter unten erwähnten Dokument zum Stand der Technik beschrieben wird, erhöhen sich die Herstellungskosten im Zusammenhang mit der Konfiguration der mehreren Leuchtdioden in problematischer Weise.
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Druckschrift zum Stand der Technik: Veröffentlichte koreanische Patentanmeldung
KR 10-2009-0113732 .
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladevorrichtung und eine drahtlose Ladevorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, einen vollständig geladenen Zustand mittels einer einfarbigen Anzeigevorrichtung anzuzeigen, wenn ein vollständig geladenes Gerät wieder aufgeladen wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Ladevorrichtung vorgesehen, umfassend:
eine Stromversorgungseinheit zum zur Verfügung stellen von Ladestrom;
eine Ladeeinheit um den Ladestrom der Stromversorgungseinheit einem externen Zielgerät zur Verfügung zu stellen;
eine Ladesteuereinheit zum Steuern des Ladezustands der Ladeeinheit;
eine Anzeigeeinheit die den Ladezustand unter der Steuerung der Ladesteuereinheit anzeigt und, wenn das zu ladende Zielgerät sich in einem vollständig geladenen Zustand befindet das Anzeigen des Ladezustands beendet; und
eine Verzögerungseinheit, die das Beenden des Betriebs der Anzeigeeinheit verzögert, die den Ladezustand anzeigt während eines zuvor festgelegten Zeitraums, wenn das vollständig geladene Zielgerät in dem vollständig geladenen Zustand wieder geladen wird.
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Die Anzeigeeinheit kann eine monochromatische Leuchtdiode sein.
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Die Ladevorrichtung kann ferner umfassen: eine Erfassungseinheit zum Erfassen des Zustands des Ladestroms, der der Ladeeinheit von der Stromversorgungseinheit zur Verfügung gestellt wird.
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Die Anzeigeeinheit kann Licht einer zuvor festgelegten Farbe emittieren, wenn das zu ladende Zielgerät geladen wird und es kann die Emission von Licht beenden, wenn das zu ladende Zielgerät vollständig geladen ist.
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Die Verzögerungseinheit kann umfassen: einen parallel an die Anzeigeeinheit angeschlossenen Schalter; einen ersten Widerstand der zwischen einem Eingangsanschluss des Steuersignals der Ladesteuereinheit und einem Drain des Schalters angeschlossen ist, eine Diode, die zwischen dem Drain des Schalters und dem ersten Widerstand angeschlossen ist, um das Steuersignal zu übertragen; und ein zweiter Widerstand und ein Kondensator, die an ein Gate des Schalters angeschlossen sind und eine Verzögerungszeit festlegen gemäß einer Gatter-Source-Schwellenspannung des Schalters.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine drahtlose Ladevorrichtung vorgesehen, umfassend:
einen parallel zu der Anzeigeeinheit angeschlossenen Schalter;
einen ersten Widerstand, der zwischen einem Eingangsanschluss eines Steuersignals der Ladesteuereinheit und einem Drain des Schalters angeschlossen ist;
eine zwischen dem Drain des Schalters und dem ersten Widerstand angeschlossene Diode um das Steuersignal zu übertragen; und
einen zweiten Widerstand und einen Kondensator, die an ein Gatter des Schalters angeschlossen sind und eine Verzögerungszeit festlegen gemäß einer Gatter-Source-Schwellwertspannung des Schalters.
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Die Ladeeinheit kann umfassen: eine Spuleneinheit zum Übertragen des Ladestroms an das zu ladende Zielgerät durch magnetische Induktion; und eine Schalteinheit, die den Betrieb der Spuleneinheit zum Übertagen des Ladestroms steuert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen:
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ladevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 und 3 sind schematische Schaltungsdiagramme eines Teils der Ladevorrichtung von 1; und
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4 ist eine graphische Darstellung und zeigt den Spannungsverlauf eines Hauptteils eines Abschnitts der Ladevorrichtung von 3.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auf viele unterschiedliche Arten verwirklicht werden und sollte nicht so verstanden werden, als wäre sie auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese Ausführungsbeispiele dienen eher dazu, dass die Offenbarung sorgfältig und vollständig ist und sie vermitteln den Schutzbereich der Erfindung vollständig einem Fachmann auf diesem Gebiet.
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In dem Fall, wenn ein Teil mit einem weiteren Teil verbunden ist, umfasst es auch den Fall, dass die Teile direkt miteinander verbunden sind und den Fall, dass die Teile indirekt miteinander über andere dazwischen angeordnete Elemente miteinander verbunden sind.
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Sofern es nicht ausdrücklich anders beschrieben ist, bedeutet die Formulierung „umfassend”, dass weitere Komponenten enthalten sein können, es bedeutet jedoch nicht, dass andere Komponenten ausgeschlossen sind.
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In den Zeichnungen sind Formen und Größen von Bestandteilen aus Klarheitsgründen übertrieben dargestellt, und dieselben Bezugszeichen werden durchgehend benutzt, um dieselben oder gleiche Elemente zu bezeichnen.
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ladevorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 1 kann die Ladevorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stromversorgungseinheit 110 umfassen, eine Ladeeinheit 120, eine Ladesteuereinheit 130, eine Erfassungseinheit 140, eine Anzeigeeinheit 150, und eine Verzögerungseinheit 160.
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Die Stromversorgungseinheit 110 kann einen zuvor festgelegten Ladestrom zur Verfügung stellen und obwohl es nicht gezeigt ist, eine Eingangsleistung in die Ladeleistung umwandeln. Die Eingangsleistung kann herkömmlicher Wechselstrom oder Gleichstrom sein.
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Diesbezüglich kann, obwohl es nicht gezeigt ist, die Stromversorgungseinheit 110 einen Gleichrichterschaltkreis umfassen, der den gewöhnlichen Gleichstrom gleichrichtet, einen Leistungsfaktorkorrekturschaltkreis der eine Phasendifferenz zwischen einer Spannung und einem Strom des gleichgerichteten Stroms einstellt und einen Leistungsfaktor korrigiert.
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Die Ladeeinheit 120 kann die von der Stromversorgungseinheit 110 einem externen zu ladenden Gerät zur Verfügung gestellten Ladestrom zur Verfügung stellen.
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In dem Fall, wenn die Ladevorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine allgemeine verdrahtete Ladevorrichtung ist, kann die Ladeeinheit 120 den Ladestrom einem zu ladenden Zielgerät zur Verfügung stellen, dass an einen Verbindungsanschluss wie ein Stecker angeschlossen ist. In dem Fall, wenn die Ladevorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine drahtlose Ladevorrichtung ist, kann die Ladeeinheit 120 den Ladestrom mit dem zu ladenden Zielgerät in einer zuvor festgelegten drahtlosen Weise zur Verfügung stellen.
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Diesbezüglich kann die Ladeeinheit 120 eine Spuleneinheit 121 und eine Schalteinheit 122 aufweisen.
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Die Spuleneinheit 121 kann wenigstens eine Spule aufweisen und den Ladestrom dem zu ladenden Zielgerät zur Verfügung stellen durch Verwenden eines auf magnetischer Induktion beruhenden Verfahrens.
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Diesbezüglich kann das zu ladende Zielgerät auch eine Empfängerschaltung aufweisen, die benutzt wird, um den Ladestrom von der Spuleneinheit 121 durch Verwenden eines auf magnetischer Induktion beruhenden Verfahrens zu empfangen.
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Die Spuleneinheit 121 kann mehrere Spulen gemäß dem Leistungsniveau des zur Verfügung zu stellenden Ladestroms umfassen.
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Die Schalteinheit 122 kann eine Verstärkung der Spuleneinheit 121 schalten und Schalter entsprechend der Anzahl der Spulen der Spuleneinheit 121 umfassen.
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Ein Schaltbetrieb der Schalteinheit 122 kann durch die Ladesteuereinheit 130 gesteuert werden.
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Die Ladesteuereinheit 130 kann den Ladevorgang der Ladeeinheit 120 steuern und ferner die Anzeige des Ladezustands des zu ladenden Zielgeräts steuern.
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Diesbezüglich kann die Ladesteuereinheit 130 ein Mikroprozessor sein, in dem ein Softwarecode für die oben erwähnten Betriebsarten eingegeben ist.
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Die oben beschriebene Ladesteuereinheit 130 kann die nachfolgenden Ladevorgänge steuern, wobei fünf Betriebsarten vorgesehen sind.
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Unter den Ladebetriebsarten, wobei fünf Betriebsarten vorhanden sind, ist die erste Betriebsart ein Ruhezustand (Stand-By-Mode) wobei Leistung angeschlossen ist, ein Ladevorgang jedoch nicht durchgeführt wird. Die zweite Betriebsart ist eine Ladebetriebsart bei der ein Ladevorgang durchgeführt wird. Die dritte Betriebsart ist eine vollständig geladene Betriebsart, bei der ein Ladevorgang vollständig abgeschlossen ist, die vierte Betriebsart ist ein Fehlermodus, der einen ungewöhnlichen Betrieb anzeigt wie eine Temperaturerhöhung während des Ladevorgangs, und der fünfte Betriebszustand ein Betriebszustand zum Erkennen eines Fremdobjekts (Foreign-Object-Detection, FOD), durch den ein ungewöhnlicher Betrieb angezeigt wird durch Erkennen einer Interferenz von fremden Objekten wie ein Leiter zwischen der Ladevorrichtung 100 und dem zu ladenden Zielgerät während eines Ladevorgangs.
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Die Erfassungseinheit 140 kann einen Zustand des Ladestroms erfassen, der der Ladeeinheit 120 von der Stromversorgungseinheit 110 zugeführt wird. Genauer gesagt kann die Erfassungseinheit 140 erkennen, ob der Ladestrom, der der Ladeeinheit 120 von der Stromversorgungseinheit 110 zugeführt wird, einem zuvor gesetzten normalen Zustand oder einem verändernden Zustand entspricht.
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Die Anzeigeeinheit 150 kann einen Ladezustand des zu ladenden Zielgeräts unter der Ladeanzeigesteuerung der Ladesteuereinheit 130 anzeigen.
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Insbesondere kann die Anzeigeeinheit 150 eine einfarbige Leuchtdiode sein, die Licht einer zuvor festgelegten Farbe aussendet in dem Fall, wenn das zu ladende Zielgerät geladen wird und sie kann die Aussendung von Licht in einem vollständig geladenen Zustand beenden, wenn das zu ladende Zielgerät vollständig geladen ist unter der Ladeanzeigesteuerung der Ladesteuereinheit 130.
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Obwohl die oben beschrieben Anzeigeeinheit 150 das Aussenden von Licht in dem Fall beenden kann, wenn das zu ladende Zielgerät vollständig geladen ist unter der Ladeanzeigesteuerung der Ladesteuereinheit 130, in dem Fall, wenn das zu ladende Zielgerät, das vollständig durch ein anderes Ladegerät geladen wurde, geladen wird, beendet die Anzeigeeinheit 150 das Aussenden des Lichts, was es schwierig macht, klar anzuzeigen, ob das zu ladende Zielgerät und die Ladevorrichtung 100 normal arbeiten oder ob das zu ladende Zielgerät sich in einem vollständig geladenen Zustand befindet.
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Dementsprechend kann die Verzögerungseinheit 160 den Betrieb der Anzeigeeinheit 150 verzögern, das heißt, das Beenden des Aussendens von Licht.
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Die 2 und 3 sind schematische Schaltungsdiagramme eines Teils der Ladevorrichtung von 1.
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2 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der Ladesteuereinheit 130, der Anzeigeeinheit 150, und der Verzögerungseinheit 160 der Ladevorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm um Wellenformen der Anzeigeeinheit 150 und der Verzögerungseinheit 160 der Ladevorrichtung 100 von 4 zu simulieren.
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Bezugnehmend auf 2 kann die Verzögerungseinheit 160 erste und zweite Widerstände R1 und R2 umfassen, eine Diode D, einen Kondensator C und einen Schalter Q.
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Der Schalter Q kann parallel zu einer einfarbigen Leuchtdiode der Anzeigeeinheit 150 angeschlossen sein und er kann ein n-Typ MOSFET sein.
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Der erste Widerstand R1 und die Diode D können in Reihe zwischen einem Signalanschluss angeschlossen sein, der ein zweites Anzeigesignal V2 von Signalen der Steuereinheit 130 und einem Drain des Schalters Q überträgt. Der zweite Widerstand R2 und der Kondensator C können mit einem Gate des Schalters Q verbunden sein. Der Kondensator C kann mit Masse verbunden sein. Der zweite Widerstand R2 kann mit dem Signalanschluss verbunden sein, der das zweite Anzeigesignal V2 überträgt.
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Ein erstes Anzeigesignal V1 der Signale der Steuereinheit 130 kann zu der einfarbigen Leuchtdiode der Anzeigeeinheit 150 übertragen werden.
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4 eine graphische Darstellung und zeigt eine Spannungswelle eines Hauptteils eines Abschnitts der Ladevorrichtung von 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 4 gemeinsam mit 3 können die oben beschriebenen Ladebetriebsarten dargestellt werden durch die ersten und zweiten Anzeigesignale 1 und 2 der Ladesteuereinheit 130.
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Das bedeutet, wenn die Signalniveaus der ersten und zweiten Anzeigesignale V1 bzw. V2 ein geringes Niveau haben, kann ein erster Modus, ein Ruhemodus, angezeigt werden. Wenn das erste Anzeigesignal V1 ein hohes Niveau und das zweite Anzeigesignal V2 ein niedriges Niveau hat kann ein zweiter Modus, ein Ladebetrieb, angezeigt werden. Wenn das erste Anzeigesignal V1 ein niedriges Niveau und das zweite Anzeigesignal ein V2 ein hohes Niveau hat, kann ein dritter Modus, ein vollständig geladener Betriebszustand, angezeigt werden.
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Dementsprechend ist das zweite Anzeigesignal V2 an ein Gate des Schalters Q angeschlossen und eine Verzögerungszeit ist festgelegt durch eine Schwellenspannung zwischen dem Gate und der Source des Schalters Q und Zeitkonstanten des zweiten Widerstands R2 und des Kondensators C. Wenn ein zu ladendes Zielgerät in einem vollständig geladenen Zustand wieder aufgeladen wird, kann die Anzeigeeinheit 150 Licht während der Verzögerungszeit aussenden und anschließend das Aussenden von Licht stoppen.
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In diesem Zusammenhang, bezugnehmend auf 4, wird eine einfarbige Leuchtdiode der Anzeigeeinheit 150 während eines festgelegten Zeitraums eingeschaltet und anschließend abgeschaltet (d) durch das erste Anzeigesignal V1 (e) und das zweite Anzeigesignal V2 (a); eine Signalübertragung wird verzögert (b, c) gemäß der Verzögerungszeit, die durch die Schwellenspannung zwischen dem Gate und der Source des Schalters Q und Zeitkonstanten des zweiten Widerstands R2 und des Kondensators C festgelegt ist; und wenn das zu ladende Zielgerät in einem vollständig geladenen Zustand wieder aufgeladen wird leuchtet die Leuchtdiode während eines festgelegten Zeitraums auf und wird anschließend automatisch abgeschaltet, und auf diese Weise kann der vollständig geladene Zustand angezeigt werden.
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Wie oben beschrieben wurde gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung wenn ein vollständig geladenes Gerät wieder aufgeladen wird, wobei eine einfarbige Anzeigevorrichtung benutzt wird, leuchtet die Anzeigevorrichtung während eines festgelegten Zeitraums auf und wird dann abgeschaltet, wodurch ein vollständig geladener Zustand des vollständig geladenen Geräts angezeigt werden kann durch Benutzen der einfarbigen Anzeigevorrichtung und die Herstellungskosten reduzieren sich durch Verwenden des einfarbigen Anzeigegeräts.
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Zusätzlich, obwohl ein Mikroprozessor hauptsächlich benutzt wird, um den Betrieb der Anzeigevorrichtung zu steuern bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, kann der Betrieb der Anzeigevorrichtung gesteuert werden durch Benutzen eines einfachen passiven Schaltkreises ohne einen Softwarecode zu verändern, während eine Steuerung des Mikroprozessors ausgeschlossen ist, wodurch die begrenzte Speicherkapazität des Mikroprozessors effizient genutzt wird.
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Darüber hinaus, wenn ein vollständig geladener Zustand angezeigt wird, wird das Aussenden von Licht automatisch gestoppt, wodurch der Stromverbrauch, der zum Anzeigen des Ladezustands erforderlich ist, reduziert wird.
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Wie oben beschrieben wurde, gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung, wenn ein vollständig geladenes Gerät wieder aufgeladen wird durch Benutzen einer einfarbigen Anzeigevorrichtung, leuchtet die Anzeigevorrichtung während eines festgelegten Zeitraums und wird dann ausgeschaltet, wodurch die Anzeige eines vollständig geladenen Zustands eines Geräts ermöglicht wird, indem das einfarbige Anzeigegerät benutzt wird, und die Herstellungskosten werden reduziert durch Verwenden des einfarbigen Anzeigegeräts.
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Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich dem Geist der Erfindung abzuweichen, der durch die zugehörigen Patentansprüche festgelegt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0129379 [0001]
- KR 10-2009-0113732 [0009]
