DE19621439A1 - Verfahren zur Leistungssteuerung und Vorrichtung für die Verwendung in einer Funkkommunikationsvorrichtung - Google Patents

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Im allgemeinen bezieht sich diese Erfindung auf die Steuerung der Leistung in einer elektronischen Vorrichtung und insbe­ sondere auf die Maximierung der Verwendung der Energie einer Batterie in einer tragbaren elektronischen Vorrichtung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Traditionellerweise wurden Energiesteuervorrichtungen entwickelt, um die durch eine Batterie gelieferte Energie für eine tragbare elektronische Vorrichtung zu steuern. Diese Energie­ steuervorrichtungen überwachen die Batteriespannung und ver­ gleichen die Batteriespannung mit einem Hardware-Unterspan­ nungsschwellwert. Wenn die Batteriespannung unterhalb des Un­ terspannungsschwellwerts abfällt, dann wird die Energiever­ sorgung der elektronischen Vorrichtung abgeschaltet. Übli­ cherweise ist dieser Schwellwert 200-300 Millivolt über der niedrigsten Betriebsspannung der tragbaren elektronischen Vorrichtung angeordnet. In Funkkommunikationsvorrichtungen war dieser Schwellwerte typischerweise 200-300 Millivolt über der Betriebsspannung des Spannungsreglers in der Funk­ kommunikationsvorrichtung angeordnet. Die Spannungsregler werden verwendet, um eine gleichmäßige Referenz für den Rest der Funkkommunikationsvorrichtung zu liefern. Durch das Vor­ sehen eines solchen Schwellwertes war der Betrieb der Funk­ kommunikationsvorrichtung sehr zuverlässig, wobei jedoch ei­ nige nicht verwendete Energie in der Batterie verblieb. Die Menge der nicht verwendeten Energie war abhängig vom Typ der Batterie, die mit der Funkkommunikationsvorrichtung verbunden war, verschieden.

Fig. 1 ist eine Darstellung einer Spannungs-/Entladekennlinie 100 einer NiCd (Nickelcadmium) Batterie. Wie man aus der Spannungs-/Entladekennlinie sieht, ist der Betrag, der nicht verwendeten Energie, die in der Batterie verbleibt, nachdem der traditionelle Unterspannungsschwellwert 101 erreicht wurde, minimal. Fig. 2 ist eine Darstellung der Spannungs-/Entladekennlinie 200 einer Lithium-Ionen-Batterie. Wie man aus Fig. 2 sieht, hat die Lithiumionenbatterie eine lineare Spannungs-/Entladekennlinie. Folglich bleibt ein erheblicher Teil von ungenutzter Energie in der Batterie, nachdem man den traditionellen Unterspannungsschwellwert 201 erreicht hat. Wenn man einen niedrigeren Unterspannungsschwellwert zur Ver­ fügung stellen können, wie beispielsweise den Schwellwert 203, wurde damit die Betriebszeit der durch eine Batterie ge­ speisten Anlage wesentlich erhöht.

Im Markt der tragbaren elektronischen Geräte besteht ein Vor­ stoß der Hersteller in Richtung auf die Bereitstellung langer Betriebszeiten. Dies trifft insbesondere auf den Markt der Funkkommunikationsgeräte zu. Die Einführung von Lithiumionen­ batterien stellt einen wesentlichen Fortschritt in der Batte­ rietechnologie dar, der eine erhöhte Betriebszeit von tragba­ ren elektronischen Geräten ergibt. Jedoch wird dieser Fort­ schritt mit einer traditionellen Energiesteuerungsvorrich­ tung, wie sie oben beschrieben wurde, nicht vollständig ge­ nutzt. Die traditionelle Energiesteuerungsvorrichtung schal­ tet die tragbare elektronische Vorrichtung leistungslos, ob­ wohl sich noch ein beachtlicher Teil ungenutzter Energie in der Batterie befindet. Somit wäre es vorteilhaft, eine Ener­ giesteuervorrichtung zu schaffen, die einen größeren Teil der Energie in einer Batterie nutzt, bevor sie diese abschaltet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Darstellung der Spannungs-/Entladekennlinie einer NiCd-Batterie, wie sie aus dem Stand der Technik be­ kannt ist.

Fig. 2 ist eine Darstellung der Spannungs-/Entladekennlinie einer Lithiumionenbatterie, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Fig. 3 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Funkkommunika­ tionssystem, das eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung einschließt, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Fig. 4 ist eine Blockdiagrammdarstellung einer Energiesteuer­ schaltung der Fig. 3 gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 5 ist eine Darstellung eines Verfahrensflußdiagramms ge­ mäß der vorliegenden Erfindung.

Teil 1 von Fig. 6 ist eine Darstellung der Wirkungsweise ei­ ner Energiesteuervorrichtung, wie sie aus dem Stand der Tech­ nik bekannt ist.

Teil 2 der Fig. 6 ist eine Darstellung der Wirkungsweise ei­ ner Energiesteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung.

GENAUE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die vorliegenden Ausführungsform beschreibt eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung für die Verwendung in einem Funkkommunikationssystem. Die Funkkommunikationsvorrichtung wird durch eine auf ladbare Batterie mit Energie versorgt. Bei der auf ladbaren Batterie handelt es sich um eine Lithiumio­ nenbatterie. Es können jedoch auch andere Batterien verwendet werden, wie beispielsweise NiCd, Nickelmetallhydrid und deren Äquivalente. Die tragbare Funkkommunikationsvorrichtung um­ faßt eine Energiesteuerschaltung zur Überwachung des Span­ nungspegels der Batterie und sie liefert Energie an die ande­ ren elektronischen Komponenten, einschließlich der Funkschal­ tung, die in der Funkkommunikationsschaltung enthalten ist.

Die Energiesteuerschaltung enthält einen Verstärkungsregler, der einen konstanten Ausgangsspannungspegel liefert, der un­ abhängig ist von der Eingangsspannung, auch bei Eingangsspan­ nungen, die kleiner sind als die ausgegebene geregelte Span­ nung. Das verstärkte, geregelte Ausgangssignal wird verwen­ det, um ein internes Referenzsignal für die Verwendung in der Funkkommunikationsvorrichtung, die einen Analog/Digital-Wand­ ler (ADC) zur Digitalisierung der Batteriespannung für die Verwendung durch die Energiesteuerschaltung enthält, zu er­ zeugen.

Die digitalisierte Batteriespannung wird mit minde­ stens einem Schwellwert verglichen, und in Abhängigkeit von diesem Vergleich wird die Funkkommunikationsvorrichtung in einen leistungslosen Zustand versetzt auf eine der vielen be­ kannten Arten, wie beispielsweise die, die im US-Patent Nr. 4,642,479, erteilt am 10. Februar 1987 und auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragen, beschrieben ist. Die Verwendung des Verstärkungsreglerausgangssignals als eine Re­ ferenz für den ADC gestattet es, daß die Batteriespannung un­ terhalb der Spannung des internen Referenzsignals abfallen kann und erst bei einem Unterspannungsschwellwert abschaltet, der niedriger ist als der traditionelle Unterspannungs­ schwellwert, der als technischer Hintergrund der Erfindung beschrieben wurde. Die Verwendung dieses niedrigeren Unter­ spannungsschwellwerts maximiert den Betrag der Batterieener­ gie, die aus der Batterie verwendet wird.

Zusätzlich wird ein Hardware-Vergleicher verwendet, um die Batteriespannung mit einem zweiten Batteriespannungsschwell­ wert und einem dritten Batteriespannungsschwellwert zu ver­ gleichen, wodurch eine Beschädigung der Batterie und der Schaltung der Funkkommunikationsvorrichtung vermieden wird. Insbesondere wenn sich die Funkkommunikationsvorrichtung in einem mit Energie versorgten Zustand befindet, wird die Bat­ teriespannung mit einem ersten Hardware-Unterspannungs­ schwellwert verglichen, der kleiner ist als der Software-Un­ terspannungsschwellwert. Wenn sich die Funkkommunikationsvor­ richtung in einem leistungslosen Zustand befindet, wird die Batteriespannung mit einem zweiten Hardware-Unterspannungs­ schwellwert verglichen, der größer ist als der Software-Un­ terspannungsschwellwert. Der erste Hardware-Unterspannungs­ schwellwert schützt die Batterie vor Beschädigungen, wenn die Softwareenergiesteuerschaltung ausfällt. Der zweite Hardware- Unterspannungsschwellwert gewährleistet einen korrekten Be­ trieb der Funkkommunikationsvorrichtung während des Zugehens auf den mit Energie versorgten Zustand. Nach dem Erreichen des mit Energie versorgten Zustandes schaltet der Hardware- Unterspannungsschwellwert auf den ersten Hardware-Unterspan­ nungsschwellwert um.

Fig. 3 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Funkkommunika­ tionssystems 300. Das Funkkommunikationssystem 300 umfaßt ei­ nen ortsfesten Transceiver 301. Der ortsfeste Transceiver 301 sendet und empfängt Radiofrequenz(RF)signale zu und von vielen Funkkommunikationsvorrichtungen innerhalb eines festen geographischen Gebietes. Eine solche Funkkommunikationsvor­ richtung ist die Funkkommunikationsvorrichtung 303 der Fig. 3. Die RF-Signale, die zwischen dem ortsfesten Transceiver 301 und der Funkkommunikationsvorrichtung 303 übertragen wer­ den, liefern Funkkommunikationsdienste, wie beispielsweise Funktelefondienste, elektronische Post, drahtlosen Faxdienst und Kurznachrichtendienst. Andere gleichartige, ausreichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können andere Kombinationen dieser Kommunikationsdienste als auch andere bekannte Funkkommunikationsdienste umfassen.

Die Funkkommunikationsvorrichtung 303, die auch als tragbare elektronische Vorrichtung bezeichnet wird, umfaßt eine An­ tenne 305, einen Sender 307, einem Empfänger 309, einen Pro­ zessor 311, eine Benutzerschnittstelle 313, eine Energiesteu­ erschaltung, die auch als Energiesteuervorrichtung 315 be­ zeichnet wird, und eine Batterie 317. Die Funkkommunikations­ vorrichtung 303 empfängt RF-Signale durch die Antenne 305. Die Antenne 305 wandelt die empfangenen RF-Signale in elek­ trische RF-Signale, die durch den Empfänger 309 verwendet werden. Der Empfänger 309 demoduliert die elektrischen RF- Signale und gewinnt die Daten zurück, die unter Verwendung der RF-Signale gesendet wurden. Zusätzlich gibt der Funkem­ pfänger 309 die Daten an den Prozessor 311 aus. Der Prozessor 311 umfaßt mindestens einen Hauptmikroprozessor, wie bei­ spielsweise einen MC 68040 von Motorola Inc. und einen damit verbunden Speicher, wie auch andere Steuerschaltungen, ein­ schließlich integrierter Schaltungen und andere bekannte Technologien. Der Prozessor 311 formt die empfangen Daten, die vom Funkempfänger 309 ausgegeben werden in wahrnehmbare Sprache oder Nachrichteninformation um, für die Verwendung durch andere Teile der Funkvorrichtungsschaltung, einschließ­ lich der Benutzerschnittstelle 313. Die Benutzerschnittstelle gibt die umgewandelten Daten an den Benutzer über Lautspre­ cher, eine Anzeige und andere Kommunikationsmedien aus.

Nach der Übertragung der RF-Signale von der Funkkommunka­ tionsvorrichtung 303 zum ortsfesten Transceiver 301, über­ trägt die Benutzerschnittstelle 313 vom Benutzer eingegebenen Daten an den Prozessor 311. Solche Daten können Sprachdaten oder Nachrichtendaten umfassen. Der Prozessor 311 formatiert die von der Benutzerschnittstelle 313 erhaltene Information und überträgt die formatierte Information an den Funksender 307. Der Funksender 307 wandelt die formatierte Information in elektrische RF-modulierte Signale um und gibt diese an die Antenne 305 aus für eine Übertragung zum ortsfesten Transcei­ ver 301.

In der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Batterie 317 um eine Lithiumionenbatterie. Es können aber auch andere Batterien, wie Nickel-Cadmium-Batterien und Nickelmetallhybridbatterien und andere bekannte Batterietypen verwendet werden, wobei die Erfindung aber am wirkungsvoll­ sten ist bei tragbaren elektronischen Vorrichtungen, die Bat­ terien vom linearen Entladetyp, wie beispielsweise Lithium­ ionenbatterien verwenden. Die Batterie 317 gibt ein Erdsignal und ein positives Batterieausgangssignal (B+) aus. Das B+ Signal hat eine Batteriespannung, die durch die Energiesteu­ erschaltung 315 überwacht wird. In der bevorzugten Ausfüh­ rungsform überwacht oder vergleicht die Energiesteuerschaltung 315 die Spannung des B+ Signals mit drei unabhängigen Schwellwertsignalen. Der erste Schwellwert ist ein Software- Abschaltespannungsschwellwert. Um einen Vergleich zu ermögli­ chen, wird das B+ Signal unter Verwendung eines ADC, der eine interne Referenzspannung verwendet, die vom Verstärkungsregler erzeugt wird, digitalisiert. Die Verwendung des Verstär­ kungsreglers gestattet es, daß der Software-Unterspannungs­ schwellwert sich am niedrigsten Betriebspunkt der Funkkommu­ nikationsvorrichtung und niedriger als ein traditioneller Hardware-Unterspannungsschwellwert befindet. Wie vorher dis­ kutiert wurde, wurde der traditionelle Hardware-Unterspan­ nungschwellwert 200-300 Millivolt über dem Regelbetriebs­ punkt festgesetzt. Der traditionelle Schwellwert war erfor­ derlich, da, wenn die Batterie auf eine Spannung unterhalb der Spannung der regulierten Ausgabe fällt, die Spannung ei­ ner nicht verstärkten Referenz mit den Spannung der Batterie fallen wurde. Somit würde, wenn in dem traditionellen System die niedrigere Software-Unterspannungsschwellwert-Abschaltung verwendet würde, das traditionelle System niemals eine Ab­ schaltbedingung anzeigen. Die Erniedrigung des Abschalt­ schwellwertes bei einer mit Energie versorgten Kommunika­ tionsvorrichtung gestattet die Verwendung nicht verwendeter Energie in der Batterie, die bei der traditionellen Hardware- Unterspannungsschaltung nicht verwendet werden kann. Dies ge­ stattet es, die Betriebszeit der Funkkommunikationsvorrich­ tung 303 gegenüber den Telefonen des Standes der Technik zu erhöhen.

Zusätzlich umfaßt die Energiesteuerschaltung 315 einen Hard­ ware-Vergleich mit zwei zusätzlichen Hardware-Unterspannungs­ schwellwerten. Während die Funkkommunikationsvorrichtung 303 sich im mit Energie versorgten Zustand befindet, wird die Spannung des B+ Signals mit einem ersten Hardware-Unterspan­ nungsschwellwert verglichen, der niedriger liegt als der Software-Unterspannungsschwellwert. In der bevorzugten Aus­ führungsform wird der erste Hardware-Unterspannungsschwell­ wert auf 2,7 Volt gesetzt.

Während die tragbare Funkkommunikationsvorrichtung sich im energielosen Zustand befindet, wird die Spannung des B+ Signals mit einem zweiten Hardware-Unterspannungsschwellwert verglichen, der höher liegt als der Software-Unterspannungs­ schwellwert. In der bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Hardware-Unterspannungsschwellwert auf 3,1 Volt ge­ setzt. Der zweite Hardware-Unterspannungsschwellwert wird auf einen Pegel gesetzt, der verhindert, daß die Funkkommunika­ tionsvorrichtung 303 in einem illegalen Zustand mit Energie versorgt wird und er gewährleistet den Betrieb der mit Ener­ gie versorgten Funkkommunikationsvorrichtung während einer angemessenen Zeitdauer. Details der Energiesteuerschaltung 315 sind in Fig. 4 gezeigt.

Fig. 4 ist eine Blockdiagrammdarstellung der Energiesteuer­ schaltung 315 der Fig. 3. In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Energiesteuerschaltung 315 einen Teiler 401, einen Analog/Digital-Wandler 403 (ADC), einen Prozessor 405, einen Verstärkungsregler 407, einen Referenzgenerator 409, einen linearen Regler 411, einen Hardwarevergleicher 413, einen Schwellwertgenerator 415 und eine Hardwareabschaltschaltung 417.

Während sich die Funkkommunikationsvorrichtung 303 im mit Energie versorgten Zustand befindet, wird die Spannung des B+ Signals 321 in den Teiler 401 eingegeben. Der Teiler 401 stellt kein notwendiges Teil der vorliegenden Erfindung dar, aber er wird bevorzugt verwendet. Der Teiler unterteilt die Spannung des B+ Signals 321 so, daß sie optimal auf den Ein­ gangsspannungsbereich des ADC 403 paßt. Zusätzlich wird das B+ Signal 321 in den Verstärkungsregler 407, die linearen Regler 411 und den Hardwarevergleicher 413 gegeben. Der Ver­ stärkungsregler 407 kann ein Verstärkungsregler des Modells MAX 631 von Maxim Integrated Products sein. Die Funktion des Verstärkers besteht darin, eine Ausgangsspannung zu liefern, die höher ist als die Eingangsspannung. Obwohl die Energie­ steuerschaltung 315 nur einen linearen Regler 411 enthält, kann die tatsächliche Zahl von linearen Reglern, die in einer Funkkommunikationsvorrichtung verwendet werden, variieren in Abhängigkeit von den spezifischen Anforderungen der Gestal­ tung der speziellen Funkkommunikationsvorrichtung. Der linea­ re Regler 411 wird verwendet, um eine geregelte Spannung ei­ nem Teil der Funkkommunikationsvorrichtungsschaltung zu lie­ fern, die in der Funkkommunikationsvorrichtung 303 enthalten ist. Der korrekte Betrieb des linearen Reglers 411 erfordert eine Spannung des B+ Signals, die mindestens um 0,2 Volt hö­ her liegt als die Ausgangsspannung des linearen Reglers 411.

Das Reglerausgangssignal 423 des Verstärkungsreglers 407 trägt eine verstärkte Reglerspannung und wird in den Refe­ renzgenerator 409 eingegeben. In der bevorzugten Ausführungs­ form wird der Referenzgenerator 409 verwendet, um Variationen des verstärkten Reglerausgangssignals 423 zu steuern und er liefert ein stetiges internes Referenzsignal 425 an den ADC 403 als auch an andere Schaltungen in der Funkkommunikations­ vorrichtung 303. Der Referenzgenerator 409 ist kein notwendi­ ges Element der vorliegenden Erfindung. Er ist bloß ein Werk­ zeug, mit dem eine sanfte Referenz in der bevorzugten Ausfüh­ rungsform zur Verfügung gestellt wird. Es können andere pas­ sende Vorrichtungen, einschließlich eines verbesserten Ver­ stärkungsreglers anstatt des Referenzgenerators 409 verwendet werden.

Der ADC 403 verwendet das Referenzsignal, um die Spannung des B+ Signals abzutasten und erzeugt ein digitalisiertes Batte­ riespannungssignal 427. Das digitalisierte Batteriespannungs­ signal 427 wird in den Prozessor 405 eingegeben. Der Prozes­ sor 405 kann die Schaltung mit dem Prozessor 311 der Fig. 3 teilen, oder es kann sich bei ihm um einen selbständige Pro­ zessorschaltung handeln, abhängig davon wie die Erfindung aufgebaut ist. In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Prozessor 405 eine Speichervorrichtung zur Speicherung eines Computerprogramms und einen Mikroprozessor für die Ausführung der Schritte des Computerprogramms. Details des Computerpro­ gramms, das im Computerspeicher gespeichert ist, sind im Ver­ fahrensflußdiagramm der Fig. 5 gezeigt. Im allgemeinen wird das digitalisierte Batteriespannungssignal 427 mit einem vor­ bestimmten Software-Unterspannungsschwellwert verglichen, während die Funkkommunikationsvorrichtung sich im mit Energie versorgten Zustand befindet. Wenn die digitalisierte Batte­ riespannung unter den vorbestimmten Software-Unterspannungs­ schwellwert fällt, wird die Funkkommunikationsvorrichtung auf eine der vielen bekannten Arten energielos geschaltet. Eine solche Art ist im US-Patent Nr. 4,642,479, erteilt am 10. Fe­ bruar 1987 und auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragen, beschrieben. Wenn die Software-Abschaltung voll­ zogen wurde, gibt der Prozessor 405 ein Energieabschaltsignal 429 aus, das in die Hardware-Abschaltschaltung 417 eingegeben wird. Die Hardware-Abschaltschaltung schaltet die Energie der übrigen Funkkommunikationsvorrichtungsschaltung ab.

Wenn das Software-Abschaltverfahren durch ein nicht vorherge­ sehenes Ereignis mißlingt, wird in der bevorzugten Ausfüh­ rungsform eine Sicherheitshardwareabschaltung durch die Ener­ giesteuerschaltung 315 durchgeführt. Insbesondere gibt der Schwellwertgenerator 415 einen ersten Hardware-Unterspan­ nungsschwellwert an den Vergleicher 413. Die Batteriespannung B+ wird in den Vergleicher 413 eingegeben und mit dem ersten Hardware-Unterspannungsschwellwert verglichen. Wenn die Bat­ teriespannung B+ unter den ersten Hardware-Unterspannungs­ schwellwert fällt, so gibt der Vergleicher 413 ein Energieab­ schaltsignal an die Hardware-Abschaltschaltung 417. Die Hard­ ware-Abschaltschaltung 417 schaltet die übrige Funkkommunika­ tionsvorrichtungsschaltung energielos. In der bevorzugten Ausführungsform wird der erste Hardware-Unterspannungs­ schwellwert auf 2,7 Volt gesetzt, was einen Wert darstellt, der niedriger als der Software-Unterspannungsschwellwert ist. Die Verwendung einer Hardwareabschaltschaltung als Sicher­ heitsverfahren oder als zweites Verfahren zur Energieabschal­ tung erhöht die Zuverlässigkeit der Energiesteuerschaltung 315. Da die Hardware, die für das Abschalten der Funkkommuni­ kationsvorrichtung verwendet wird, bei wesentlich niedrigeren Spannungen arbeiten kann, als die softwaregesteuerte Abschal­ tung, gewährleistet die Hardware-Abschaltsschaltung, daß die Batterie und die Funkkommunikationsvorrichtung 303 korrekt abgeschaltet werden.

Zusätzlich umfaßt die bevorzugte Ausführungsform einen zwei­ ten Hardware-Unterspannungsschwellwert, mit dem die Batterie­ spannung B+ verglichen wird, wenn sich die Funkkommunika­ tionsvorrichtung in einem energielosen Zustand befindet. Ins­ besondere wenn eine Energieschalter der Funkkommunikations­ vorrichtung, der sich in der Benutzerschnittstelle 313 der Fig. 3 befindet, durch einen Benutzer niedergedrückt wird, um die Funkkommunikationsvorrichtung 303 anzuschalten, wird die Batteriespannung B+ im Vergleicher 413 mit einem zweiten Hardware-Unterspannungsschwellwert verglichen, der durch den Schwellwertgenerator 415 erzeugt wird. Wenn die Batteriespan­ nung B+ den zweiten Hardware-Unterspannungsschwellwert über­ schreitet, wird die übrige Funkkommunikationsvorrichtungs­ schaltung in bekannter Weise mit Energie versorgt. Nachdem die normalen Energieeinschaltverfahren ausgeführt sind, gibt der Schwellwertgenerator 415 den ersten Hardware-Unterspan­ nungsschwellwert an den Vergleicher 413 aus. Die Batterie­ spannung B+ wird weiterhin im Vergleicher 413 mit einem der durch den Schwellwertgenerator 415 erzeugten Schwellwerte verglichen, wie das oben beschrieben wurde. In der bevorzug­ ten Ausführungsform ist der erste Hardware-Unterspannungs­ schwellwert kleiner als der zweite Hardware-Unterspannungs­ schwellwert. Der zweite Hardware-Unterspannungsschwellwert wird insbesondere auf 3,1 Volt und der erste Hardware-Unter­ spannungsschwellwert auf 2,7 Volt gesetzt. Ein Festsetzen des zweiten Hardware-Unterspannungsschwellwertes auf 3, 1 Volt verhindert, daß sich die Funkkommunikationsvorrichtung in ei­ nem illegalen Zustand einschaltet. Dies gewährleistet, daß nach dem Einschalten der Energie der Funkkommunikationsvor­ richtung 303 alle Komponenten, die in der Funkkommunikations­ vorrichtung 303 enthalten sind, während ausreichend langer Zeit korrekt arbeiten, so daß sie keine Störung beim Benutzer der Funkkommunikationsvorrichtung 303 verursachen.

Fig. 5 ist eine Darstellung eines Verfahrensablaufdiagramms des Programms, das im Speicher im Prozessor 405 der Fig. 5 enthalten ist. Im Block 501 liefert das Programm eine digita­ le Batteriespannung und einen Software-Unterspannungsschwell­ wert. Im Entscheidungsblock 503 vergleicht das Programm die digitalisierte Batteriespannung B+ mit dem Software-Unter­ spannungsschwellwert. Wenn die Batteriespannung größer ist als der Software-Unterspannungsschwellwert, liefert das Pro­ gramm weiterhin Energie an die übrige Schaltung der Funkkom­ munikationsvorrichtung 303 in Block 505. Wenn die digitali­ sierte Batteriespannung B+ kleiner ist als der Software-Un­ terspannungsschwellwert, dann schaltet im Funktionsblock 507 das Programm die Energie der Funkkommunikationsvorrichtung 303 ab. Üblicherweise sendet, wie das in Funktionsblock 507 angedeutet ist, die Abschaltfunktion ein Signal von der Funk­ kommunikationsvorrichtung 303 an den ortsfesten Transceiver 301, um anzuzeigen, daß sie jede Kommunikation, einschließ­ lich der gerade ablaufenden Kommunikation mit dem ortsfesten Transceiver beendet und sie fordert eine Bestätigung an, die an die Funkkommunikationsvorrichtung 303 zurückgegeben werden soll. Als nächstes wartet die Funkkommunikationsvorrichtung 303 eine vorbestimmte Zeitdauer, bis ein Bestätigungssignal vom ortsfesten Transceiver 301 zurückgemeldet wird. Nach Em­ pfang des Bestätigungssignals sendet der Funktionsblock 507 das Abschaltsignal 429 vom Prozessor 405 an die Hardware-Ab­ schaltschaltung 417. Die Hardware-Abschaltschaltung 417 lie­ fert einen Mechanismus zur Unterbrechung der Energieversor­ gung der restlichen Schaltung der Funkkommunkationsvorrich­ tung 303.

Teil 1 des Fig. 6 ist eine Darstellung verschiedener Unter­ spannungsschwellwerte und zugehöriger Schwellwerte, die im Stand der Technik verfügbar sind. Eine Achse 601 zeigt die Batteriespannung an, die im Stand der Technik verfügbar ist, wobei die Spannung zwischen 0 und 6 Volt variiert. Die fol­ genden Schwellwerte sind im Teil 1 der Fig. 6 gezeigt: ein Software-Unterspannungsschwellwert von 5,15 Volt, wie das bei 603 gezeigt ist; ein Hardware-Unterspannungsschwellwert des Standes der Technik ist auf 5.05 Volt gesetzt, wie das bei 605 angezeigt ist; und die Spannungsreglerschwellwerte in der Funkkommunikationsvorrichtung befinden sich bei 4,75 Volt, wie das bei 607 angezeigt ist. Somit sind beim Stand der Technik der Software-Unterspannungsschwellwert und der Hard­ ware-Unterspannungsschwellwert beide wesentlich höher als die Betriebsspannung des Spannungsreglers der Funkkommunikations­ vorrichtung, wie das in Teil 1 der Fig. 6 gezeigt ist.

Teil 2 der Fig. 6 ist eine Darstellung verschiedener Unter­ spannungsschwellwerte und zugehöriger Schwellwerte in der be­ vorzugten Ausführungsform. Hier zeigt die Achse 609 die Bat­ teriespannung der Batterie 317 der Fig. 3 an. Die in 609 an­ gezeigte Batteriespannung variiert zwischen 0 und 7 Volt. Die folgenden Schwellwerte sind im Teil 2 der Fig. 6 gezeigt: ein Software-Unterspannungsschwellwert ist auf 2,8 Volt gesetzt, wie das durch die Bezugszahl 613 angezeigt ist; ein Nominal­ spannungsreglerschwellwert für die Spannungsregler, die in der Funkkommunikationsvorrichtung 303 enthalten sind, arbei­ tet sicher bei 2,75 Volt, wie das durch die Bezugszahl 615 angezeigt ist; ein erster Hardware-Unterspannungsschwellwert ist auf 2,7 Volt gesetzt, wie das mit 617 bezeichnet ist; und ein zweiter Hardware-Unterspannungsschwellwert ist auf 3,1 Volt gesetzt, wie das durch die Bezugszahl 611 angezeigt ist. Das interne Referenzsignal, das am Ausgang des Referenzgene­ rators 409 erzeugt wird, ist auf 2,65 Volt gesetzt, wie das durch Bezugszahl 619 gekennzeichnet ist. Somit gestattet die vorliegende Erfindung, wie das in Teil 2 der Fig. 6 gezeigt ist, daß sich die Batteriespannung B+ bis auf 2,7 Volt entla­ den kann, bevor die Funkkommunikationsvorrichtung 303 abge­ schaltet wird. Es werden 2,7 Volt gewählt, um zu gewährlei­ sten, daß die Hardwareabschaltung, die irgendwelche Toleran­ zen enthalten kann, nicht etwas von der Softwareabschaltung wegnimmt, womit eine geordnete Abschaltsequenz gewährleistet wird. Somit erhöht die Leistungssteuerschaltung 315 die Be­ triebszeit der Funkkommunikationsvorrichtung 303 dadurch, daß sie es der Batteriespannung gestattet, sich weiter zu entla­ den, als das bei bisher erhältlichen Energiesteuerschaltungen möglich war. Zusätzlich gewährleistet der zweite Hardware-Un­ terspannungsschwellwert, wie das bei 611 gezeigt ist, eine korrekte Abschaltung der Funkkommunikationsvorrichtung 303.

Claims (10)

1. Energiesteuervorrichtung zur Steuerung einer von einer Batterie an eine tragbare elektronische Vorrichtung gelie­ ferte Energie mit:
einem Verstärkungsregler, der mit der Batterie verbunden ist, um ein Batterieausgangssignal aufzunehmen, das eine Bat­ teriespannung enthält, wobei der Verstärkungsregler ein gere­ geltes Ausgangssignal ausgibt;
einem Referenzgenerator zur Erzeugung eines internen Re­ ferenzsignals aus dem Reglerausgangssignal;
einem Analog/Digital-Wandler (ADC), der mit dem Batte­ rieausgangssignal verbunden ist und das interne Referenz­ signal verwendet, um ein digitalisiertes Batteriespannungssi­ gnal zu erzeugen, in dem die Batteriespannung des Batterie­ ausgangssignals einen Wert haben kann, der kleiner ist als das interne Referenzsignal; und
einem Prozessor, die mit dem ADC verbunden ist, um das digitalisierte Batteriespannungssignal mit einem Software-Un­ terspannungsschwellwert zu vergleichen, wobei der Prozessor in Erwiderung auf diesen Vergleich selektiv ein Energieab­ schaltsignal erzeugt.

2. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei diese wei­ terhin einen Hardware-Vergleicher enthält, der so geschaltet ist, daß er das Batterieausgangssignal empfängt, um die Bat­ teriespannung mit einem Hardware-Unterspannungsschwellwert zu vergleichen, wobei der Hardware-Unterspannungsschwellwert kleiner ist als der Software-Unterspannungsschwellwert.

3. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei diese wei­ terhin einen Hardware-Vergleicher enthält, der so geschaltet ist, daß er das Batterieausgangssignal empfängt, um die Bat­ teriespannung mit einem ersten Hardware-Unterspannungs­ schwellwert zu vergleichen, wenn die tragbare elektronische Vorrichtung sich in einem mit Energie versorgten Zustand be­ findet und mit einem zweiten Hardware-Unterspannungsschwell­ wert, wenn sich die tragbare elektronische Vorrichtung in ei­ nem energielosen Zustand befindet.

4. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Hardware-Unterspannungsschwellwert kleiner ist als der Soft­ ware-Unterspannungsschwellwert und der zweite Hardware-Unter­ spannungsschwellwert größer ist als der Software-Unterspan­ nungsschwellwert.

5. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste Hardware-Unterspannungsschwellwert 2,7 Volt und der zweite Hardware-Unterspannungsschwellwert 3, 1 Volt beträgt.

6. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei diese wei­ terhin einen Spannungsteiler enthält, der zwischen das Batte­ rieausgangssignal und den ADC geschaltet ist, wobei der Span­ nungsteiler zum Teilen der Batteriespannung dient.

7. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ener­ giesteuervorrichtung in einer Funkkommunikationsvorrichtung angeordnet ist.

8. Energiesteuervorrichtung zur Steuerung der von einer Bat­ terie an eine tragbare elektronische Vorrichtung gelieferten Energie, wobei die Batterie ein Ausgangssignal liefert, das eine Spannung aufweist, mit:
einem ersten Hardware-Unterspannungsschwellwert;
einem zweiten Hardware-Unterspannungsschwellwert;
einem Vergleicher zum Vergleich der Spannung des Aus­ gangssignal mit dem ersten Hardware-Unterspannungsschwell wert, wenn mindestens ein Teil der tragbaren elektronischen Vorrichtung sich in einem mit Energie versorgten Zustand be­ findet, und zum Vergleich der Spannung des Ausgangssignal mit dem zweiten Hardware-Unterspannungsschwellwert, wenn minde­ stens ein Teil der tragbaren elektronischen Vorrichtung ener­ gielos geschaltet ist; und
einer Schaltung zur Lieferung von Leistung an mindestens einen Teil der tragbaren elektronischen Vorrichtung in Erwi­ derung auf diesen Vergleich.

9. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Hardware-Unterspannungsschwellwert kleiner ist als der zweite Hardware-Unterspannungsschwellwert.

10. Energiesteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Ener­ giesteuervorrichtung in einer Funkkommunikationsvorrichtung angeordnet ist, und mindestens ein Teil der tragbaren elek­ tronischen Vorrichtung eine Funkschaltung ist.