DE60133128T2 - Zellularer fernsprecher mit sicherungsbatterie - Google Patents

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ersatzbatterie für eine elektronische Einrichtung, wie z. B. ein Zellular- bzw. Mobiltelefon, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einen tragbaren PC, eine Kamera oder jede andere elektronische Einrichtung mit einer wiederaufladbaren Batterie, welche über ein Innensteuergerät in der elektronischen Einrichtung aufgeladen wird, wobei die elektrische Einrichtung mit einem Kontakt zum Anschließen eines Batterieaufladegeräts ausgestattet ist und wobei die Ersatzbatterie aus einer oder mehreren Batteriezellen besteht. Entsprechend der Erfindung sind die Anschlüsse an der Ersatzbatterie mit einem Kontakt verbunden, welcher an dem Kontakt für das Batterieaufladegerät an der elektronischen Einrichtung angepasst ist mit dem Ergebnis, dass die Ersatzbatterie, wenn sie an den Kontakt des Batterieaufladegeräts der elektronischen Einrichtung angeschlossen wird, die wiederaufladbare Batterie der elektronischen Einrichtung laden wird, wobei dadurch eine erhöhte Nutzungs- bzw. Lebensdauer für die elektronische Einrichtung geliefert wird.
  • Es ist eine nicht zu diskutierende Tatsache, dass, obwohl elektronische Einrichtungen gegenwärtig mit verhältnismäßig guten aufladbaren Batterien mit einer langen Nutzungszeit und langer Wartezeit auf den Betrieb (so genannter Stand-by-Zeit) geliefert werden, doch noch eine allgemeine Erfahrung darin besteht, dass sich die Batteriekapazität erschöpft. In diesem Fall besteht die Lösung darin, entweder eine Ersatzbatterie zu tragen oder einen geeigneten Platz zu finden, um die Batterie aufzuladen, welches umgekehrt davon abhängt, ein Batterieaufladegerät zur Verfügung zu haben und in der Nähe einer elektrischen Anschlussstelle mit geeigneter Spannung zu sein, etc. In vielen Situationen ist es unpraktisch, eine Ersatzbatterie oder ein Aufladegerät zu tragen, wobei es zusätzlich dazu in vielen Situationen notwendig sein wird, z. B. die Verbindung über das Mobiltelefon sofort wiederherzustellen, z. B. in Notfallsituationen oder während wichtiger Gespräche, welche aufgrund von fehlender Batteriekapazität unterbrochen werden.
  • Eine zusätzliche Tatsache ist es, dass zum gegenwärtigen Zeitpunkt die Abhängigkeit von elektronischen Einrichtungen als ein Kommunikationswerkzeug und für die persönliche und geschäftliche Planung und Verwaltung immer größer wird. Es ist deshalb wichtig, in Bezug auf die betriebliche Funktionszeit der elektronischen Einrichtung das notwendige Vorbereitetsein entsprechend aufrecht zu erhalten.
  • Deshalb ist es eine Aufgabe der Ersatzbatterie entsprechend der vorliegenden Erfindung, eine Lösung zu liefern, welche für eine elektronische Einrichtung in einfacher Weise eine zusätzli che Batteriekapazität bereitstellt. Es ist eine weitere Aufgabe, dass die Lösung klein, einen vernünftigen Preis haben, leicht zu nutzen und in einer derartigen Weise gestaltet sein sollte, dass ein Benutzer die Ersatzbatterie intuitiv anwenden kann.
  • Unter den bisher bekannten Lösungen können verschiedene allgemein bekannte Lösungen erwähnt werden, welche einen Teil der Batteriekapazität für eine Notsituation "rationieren". Jedoch deckt dies nicht die Notwendigkeit nach einem allgemeinen Erhöhen der Batteriekapazität, wenn die Situation die Stufe erreicht hat, bei der der Benutzer eine entleerte Batterie hat und ein betriebsbereites elektronisches Gerät benötigt. Es ist auch bekannt, eine externe Batterie (Ersatzbatterie) an eine geeignete Einrichtung mit einer elektronischen Schaltung anzuschließen, wobei die Ersatzbatterie der elektronischen Einrichtung zusätzliche Betriebszeit durch erhöhte Batteriekapazität gibt. Die Lösung wird, neben an anderen Stellen, in dem US-Patent 5,977,747 dargestellt. Die Lösung wird teuer sein, wobei eine Verbindungsstelle und eine elektrische Schaltung beinhaltet sind, welche zusätzlich immer verfügbar sein müssen. In der Lösung der vorliegenden Erfindung besteht die Aufgabe darin, dies zu vermeiden, indem eine universelle Lösung geliefert wird, welche die eigene Steuerung der elektronischen Einrichtung anwendet, wodurch die Notwendigkeit für eine Extra-Einrichtung, getrennt von nur der Ersatzbatterie, vermieden wird, welche dann irgendwo gekauft werden kann und sofort angewendet werden kann.
  • In der US 5,786,106 wird außerdem eine Lösung veröffentlicht, bei welcher unterschiedliche elektrische Einrichtungen, wie z. B. eine Taschenlampe o. Ä., an einer Mobiltelefonbatterie über geeignete Anschlussstellen angeschlossen werden kann. In diesem Fall wird es auch möglich sein, die Batterie des Mobiltelefons an eine zusätzliche Batterie in einer Parallelverbindung anzuschließen. Der Nachteil natürlich besteht darin, dass die angeschlossene Batterie speziell an die Batterie des Mobiltelefons in Bezug auf den Spannungspegel, etc. angepasst werden muss, was umgekehrt die Lösung unflexibel macht. Außerdem ist eine elektronische Steuerschaltung für den Anschluss vorzuziehen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, welche eine externe Ersatzbatterie aufweist, wie dies in Anspruch 1 definiert ist. Damit wird eine Lösung geliefert, welche im Wesentlichen ohne kostspielige elektronische Bauteile ist.
  • Ein Verfahren zum Aufladen einer wiederaufladbaren Batterie einer tragbaren elektronischen Einrichtung mit Hilfe einer externen Ersatzbatterie wird in Anspruch 10 beansprucht.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die Batteriezellen und der Anschluss vergossen, um eine konstruktive Einheit zu bilden. Dies wird vorgezogen, da damit eine leicht handzuhabende Einheit geliefert wird, welche intuitiv angewendet werden kann und welche bezüglich der Aufgabe der vorliegenden Erfindung zuverlässig ist.
  • Es wurde gezeigt, dass eine große Anzahl elektronischer Einrichtungen eine Batterie mit einer Batteriespannung von ungefähr 3,6 Volt anwenden. Zur gleichen Zeit liefert ein Standard-Batterieaufladegerät häufig ungefähr 9 Volt an nicht stabilisierter Spannung. Diese Spannung wird in eine geeignete Aufladespannung transformiert, und das Aufladen wird durch eine Steuerschaltung gesteuert, welche in der elektronischen Einrichtung eingebaut ist. Diese Steuerschaltung wird nur das Laden der Batterie der elektronischen Einrichtung starten, wenn die Spannung von der Ersatzbatterie oberhalb einer vorher festgelegten niedrigeren Grenze ist. Für die meisten Mobiltelefone ist die Grenze bei ungefähr 3,6 Volt. In einer Ausführungsform beträgt deshalb die Batteriespannung zwischen den Anschlüssen auf der Ersatzbatterie ungefähr 3,6 Volt (vorzugsweise geringfügig mehr). In den meisten Ausführungsformen ist dies niedriger als die Spannung von einem Batterieaufladegerät, während die Spannung für die Steuerschaltung in der elektronischen Einrichtung ausreichend hoch ist, um die Ersatzbatterie als ein Aufladegerät zu verwenden, und die Aufladefolge wird initiiert. Die elektronische Einrichtung kann während dieses Vorgangs benutzt werden, und die Ersatzbatterie wird dabei "direkt" über den Aufladekontakt als die Batterie der elektronischen Einrichtung funktionieren.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsform, bei welcher die Steuerschaltung mit einem höheren Grenzwert für die Spannung in den Aufladekontakt definiert ist, um die Aufladefolge zu implementieren, beträgt die Batteriespannung zwischen den Anschlüssen der Ersatzbatterie ungefähr 9 Volt. Andere Spannungspegel werden natürlich auch geeignet sein, und es wird für einen Fachmann, welcher das Wissen der Lösung entsprechend der vorliegenden Erfindung besitzt, offensichtlich sein, wie die Batteriespannung an diese Lösung angepasst werden sollte.
  • Um die Batterie und speziell die elektronische Einrichtung gegen unerwünschtes Zerstören zu schützen, welches beispielsweise während des Wechselns des Anschlusses auftreten kann, wenn die Batterie entleert ist, etc., ist in der bevorzugten Ausführungsform die Ersatzbatterie mit einer Diode ausgestattet.
  • In einigen Ausführungsformen wird es möglich sein, eine 3,6-Volt-Ersatzbatterie mit einer elektronischen Einrichtung mit einer Batteriespannung von ungefähr 2,4 Volt anzuwenden.
  • Für das Gebrauchen kann eine große Vielzahl unterschiedlicher Typen von Batterien ins Auge gefasst werden, welche aktuell verfügbar sind. Es wird jedoch nützlich sein, eine oder mehrere kleine Batteriezellen anzuwenden, so dass die Ersatzbatterie in der Abmessung und der gewünschten Form klein ist. Derartige Batterien oder Batteriezellen können z. B. alkalische, Li-Ionenbatterien, NiMH, Li/MnO2 oder NiCd sein. Die Batterien oder Zellen können parallel oder in Reihe miteinander verbunden sein, um zwischen den Anschlüssen der Ersatzbatterie jeweils erhöhte Kapazität oder erhöhte Spannung zu erhalten.
  • Die Vorteile der Lösung entsprechend der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass es möglich sein wird, eine extrem einfache und im Preis vernünftige Ersatzbatterie für elektronische Einrichtungen herzustellen. Mit der Wahl der Batterien oder Zellen mit einem Spannungspegel zwischen den Anschlüssen entsprechend der Erfindung wird die Ersatzbatterie in der Lage sein, im Wesentlichen ohne eine elektronische Steuerschaltung (oder nur mit einer Diode oder einer begrenzten Elektronikausführung) oder mit einer anderen Art von elektronischer Einrichtung hergestellt zu werden, da die Batterie ein Batterieaufladegerät emuliert, wobei die eigene Steuerung der elektronischen Einrichtung für die Aufladefolge angewendet wird. Es ist möglich, dies mit dem sofortigen Gebrauchen der meisten elektronischen Schaltungen zu kombinieren, da letztere sogar während der Aufladefolge benutzt werden können. Außerdem wird die Notwendigkeit für das Verbinden der Batterie mit mehreren Kontaktpunkten der elektronischen Einrichtungen über den und oberhalb des Aufladekontaktes vermieden. Das Gebrauchen mehrerer Kontakte ist in vielen Fällen normal, da Auflade-Emulatoren oder Batterieaufladegeräte mit der Steuerschaltung der elektronischen Schaltung für das Aufladen über mehrere geeignete Kontaktstellen kommunizieren. Lösungen dieser Art sind, neben anderen Dingen, extrem kostenaufwändig, da Kontakte teuer sein können. Dies macht die Ersatzbatterielösung weniger flexibel, da in vielen elektronischen Einrichtungen die Gestaltung der Kontakte für das Ladegerät unterschiedlich zu der anderer Peripheriegeräte ist. Durch das Benutzen nur eines Aufladekontaktes ist die Anzahl möglicher Variationen von Kontakten im Wesentlichen reduziert.
  • Eine erläuternde Ausführungsform einer Lösung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ferner mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in welchen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Mobiltelefons mit einer Ersatzbatterie entsprechend der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Draufsicht ist, welche die Ersatzbatterie zeigt, welche in 1 dargestellt ist.
  • 1 stellt ein Mobiltelefon 1 mit einer aufladbaren Batterie dar, wobei das Mobiltelefon 1 einen Kontakt 2 für das Verbinden mit einem Batterieaufladegerät besitzt. In Verbindung mit dem Kontakt 2 ist das Zellular- bzw. Mobiltelefon 1 mit einer Steuerschaltung (nicht gezeigt) ausgestattet, um die Batterie des Mobiltelefons 1 aufzuladen.
  • Die Ersatzbatterie, wie sie in 1 dargestellt wird, besteht aus einem Batteriekörper 5, welcher eine oder mehrere Batterien oder Zellen enthält (dargestellt in 2). Der Stecker 4 ist ferner mit den Anschlüssen an der Batterie, den Batterien, der Zelle oder den Zellen in der Ersatzbatterie 5 verbunden.
  • Batterien oder Zellen werden ferner in 2 dargestellt, wo zwei Batterien oder Zellen 6 in Reihe mit der Drahtverbindung 7 angeschlossen sind, und die Anschlüsse der Ersatzbatterie 5 sind über die Drahtverbindungen 8 und 9 mit dem Kontakt 4 angeschlossen, welcher umgekehrt für den Aufladekontakt 2 in dem Mobiltelefon geeignet ist. Die Spannung zwischen den Anschlüssen können beispielsweise ungefähr 3,6 Volt in Fällen betragen, wo die Steuerung in dem Mobiltelefon 1 einen definierten Schwellwert von ungefähr 3,6 Volt oder niedriger besitzt, um die Aufladefolge der Batterie des Zelltelefons zu initiieren. In den Fällen, wo der Schwellwert höher ist, können eine oder mehrere andere Zellen oder Batterien 6 in der Ersatzbatterie 5 angewendet werden, wo die Batteriespannung zwischen den Anschlüssen der Ersatzbatterie diesem Schwellwert entspricht oder ihn überschreitet, wodurch die Aufladefolge initiiert wird.

Claims (10)

  1. Einrichtung, welche aufweist: (a) eine tragbare elektronische Einrichtung (1) mit einer wiederaufladbaren Batterie und (b) eine externe Ersatzbatterie (5); (a1) wobei die elektronische Einrichtung (1) mit einem einzelnen Aufladekontakt (2) ausgestattet ist, um ein Batterieaufladegerät anzuschließen, und (a2) mit einer Steuerschaltung zum Steuern des Aufladens der wiederaufladbaren Batterie, wobei die Steuerschaltung zwischen dem Aufladekontakt (2) und der aufladbaren Batterie angeschlossen ist, (a3) wobei die Steuerschaltung eine Aufladefolge initiiert, um die aufladbare Batterie aufzuladen, wenn eine Spannung von der Ersatzbatterie (5) oberhalb einer vordefinierten Schwellwertspannung ist, welche von der Steuerschaltung erforderlich ist, um die Ersatzbatterie (5) als ein Batterieaufladeglied für die aufladbare Batterie zu akzeptieren; (b) wobei die Ersatzbatterie (5) aufweist: (b1) einen einzelnen Kontakt (4), welcher an den Aufladekontakt (2) der elektronischen Einrichtung (1) angepasst ist, und (b2) eine oder mehrere Batteriezellen (6), welche elektrisch mit dem Kontakt (4) der Ersatzbatterie (5) verbunden sind.
  2. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die Batteriezellen (6) und der Kontakt (4) so gegossen sind, dass sie ein Bauelement bilden.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 2, wobei die Spannung der Ersatzbatterie (5) ungefähr 3,6 Volt beträgt.
  4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die Spannung der Ersatzbatterie (6) ungefähr 9 Volt ist.
  5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die Ersatzbatterie (5) mit einer Diode ausgestattet ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kontakt (4) der Ersatzbatterie (5) ein Stecker ist.
  7. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Batteriezellen (6) mit Hilfe einer Drahtverbindung (7) in Reihe miteinander verbunden sind.
  8. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Batteriezellen (6) über Drahtverbindungen (8, 9) mit dem Kontakt (4) der Ersatzbatterie (5) verbunden sind.
  9. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Einrichtung (1) ein Zellulartelefon ist.
  10. Verfahren zum Aufladen einer wiederaufladbaren Batterie einer tragbaren elektronischen Einrichtung (1) mit Hilfe einer externen Ersatzbatterie (5), (a) wobei die tragbare elektronische Einrichtung (1) aufweist: einen einzelnen Aufladekontakt (2), um ein Batterieaufladeglied anzuschließen; und eine Steuerschaltung zum Steuern des Aufladens der aufladbaren Batterie, wobei die Steuerschaltung zwischen dem Aufladekontakt (2) und der aufladbaren Batterie angeschlossen ist; (b) wobei die externe Ersatzbatterie (5) aufweist: einen einzelnen Kontakt (4), welcher an den Aufladekontakt (2) der elektronischen Einrichtung (1) angepasst ist, und eine oder mehrere Batteriezellen (6), welche elektrisch an den Kontakt (4) der Ersatzbatterie (5) angeschlossen sind; (c) wobei das Aufladen der aufladbaren Batterie durchgeführt wird, wenn der Kontakt (4) der Ersatzbatterie (5) mit dem Aufladekontakt (2) der elektronischen Einrichtung (1) verbunden ist; und falls eine Spannung von der Ersatzbatterie (5) oberhalb einer vordefinierten Schwellwertspannung ist, welche von der Steuerschaltung erfordert wird, um die Ersatzbatterie (5) als ein Batterieaufladeglied für die wiederaufladbare Batterie zu akzeptieren.
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