ES2339856T3 - Dispositivo electronico con accesorio y conmutacion entre baterias para los mismos. - Google Patents
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Abstract
Un sistema electrónico que comprende: un dispositivo anfitrión (12) que incluye circuitos del anfitrión y por lo menos una batería (18) del anfitrión; y un accesorio (14) conectado de forma desmontable con el dispositivo anfitrión (12) y que incluye una batería (26) del accesorio, incluyendo el accesorio (14) por lo menos un primer circuito (28) que es alimentado siempre por la batería (26) del accesorio y por lo menos un segundo circuito (30) que es alimentado selectivamente por la batería (18) del anfitrión o la batería (26) del accesorio en función, al menos en parte, de un consumo de energía de por lo menos un circuito designado asociado con el accesorio (14), en el que cuando el consumo de potencia del circuito designado está por encima de un umbral, el segundo circuito (30) es alimentado por la batería (18) del anfitrión, y de lo contrario el segundo circuito (30) es alimentado por la batería (18) del anfitrión si una capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio cumple una primera relación respecto de una capacidad de carga restante de la batería (18) del anfitrión, siendo el segundo circuito (30) alimentado por la batería (26) del accesorio si la capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio cumple una segunda relación respecto de la capacidad de carga restante de la batería (18) del anfitrión.
Description
Dispositivo electrónico con accesorio y
conmutación entre baterías para los mismos.
La presente invención se refiere en general a
dispositivos electrónicos de consumo con opciones conectables
alimentadas por batería.
Muchos dispositivos electrónicos de consumo
alimentados por batería ("dispositivos anfitriones") pueden
incluir opciones conectables ("accesorios") que pueden ellos
mismos tener baterías. Un ejemplo puede ser un asistente digital
personal (PDA, personal digital assistant) o una cámara/videocámara
a las que puede conectarse una tarjeta de módem inalámbrico para
transmitir datos hacia, y desde, la PDA/cámara/videocámara. Bajo
ciertas circunstancias puede ser necesaria otra batería en el
accesorio debido a que las limitaciones de diseño sobre la cantidad
de corriente a través de la interfaz entre el anfitrión y el
accesorio limitan la cantidad de corriente que puede ser
suministrada al accesorio desde la batería del anfitrión.
La presente invención considera que por razones
de tamaño y coste, es deseable minimizar el tamaño de la batería
especialmente en el accesorio, siendo compartida la carga eléctrica
del sistema combinado entre la batería del accesorio y la batería
del anfitrión. Como ejemplo, un accesorio de tarjeta módem
inalámbrica de acceso múltiple por división de código (CDMA, code
division multiple access) que está diseñada para cumplir la
especificación Compact Flash Interface (interfaz Compact Flash)
puede requerir más de 800 mA de potencia de salida de transmisión
máxima, pero la interfaz Compact Flash permite a la batería del
anfitrión suministrar no más de 500 mA a través de la interfaz
anfitrión-accesorio. Por esta razón, debe
proporcionarse otra batería en la tarjeta, y esta puede compartir
la carga de potencia con la batería del anfitrión.
Los siguientes documentos discuten el uso de
tarjetas que tienen asociadas fuentes de alimentación:
US-A-
6 011 323, que muestra un aparato y un método para proporcionar conversión de batería auxiliar en adaptadores que requieren baterías auxiliares; y US-A-5 928 336, que muestra el uso de una tarjeta PC que puede ser insertada en un sistema informático anfitrión y puede ser excitada por una batería incorporada para funcionar como un aparato independiente.
6 011 323, que muestra un aparato y un método para proporcionar conversión de batería auxiliar en adaptadores que requieren baterías auxiliares; y US-A-5 928 336, que muestra el uso de una tarjeta PC que puede ser insertada en un sistema informático anfitrión y puede ser excitada por una batería incorporada para funcionar como un aparato independiente.
Sin embargo, la presente invención observa
críticamente que puede ser difícil unir fuentes de alimentación por
batería mediante simplemente conectarlas conjuntamente. Incluso
aunque las baterías puedan ser del mismo tipo, las tensiones pueden
ser diferentes en función de sus estados relativos de descarga y de
sus temperaturas relativas. Bajo circunstancias de tal
desequilibrio del entorno, la carga procedente de una batería puede
comenzar inmediatamente a fluir hacia la otra batería, y puede fluir
de vuelta a través de la interfaz, lo que podría estar prohibido
por las especificaciones de diseño. Por otra parte, si las baterías
están separadas entre ellas mediante, por ejemplo, suministrar
partes separadas de la tarjeta desde cada batería, puede ser
difícil encontrar una buena división en la que las corrientes
máximas requeridas de ambas baterías satisfagan límites de
diseño.
Además, diferentes circuitos pueden tener
demandas de tensión diferentes y difíciles de predecir. En concreto
respecto de un accesorio de tarjeta CDMA, por ejemplo, su
amplificador de potencia exhibe una demanda extremadamente no
lineal, aproximadamente exponencial, para la corriente frente a la
potencia de salida. Por consiguiente, debido a esta amplia
variación de la demanda de corriente desde el módem CDMA,
principalmente atribuible al amplificador de potencia, no es
posible predecir la cantidad de corriente que el amplificador de
potencia necesitará en cualquier momento en relación con el resto
de la tarjeta módem CDMA. El resultado es que puede necesitarse una
batería de accesorio mayor de lo necesario, con lo que su capacidad
la mayor parte del tiempo se desperdicia. Tal como se entiende por
medio de la presente invención, si bien es deseable minimizar el
tamaño de la batería del accesorio, también es deseable conseguir un
equilibrio mediante el cual una batería no siempre se agote antes
que la otra batería.
La presente invención ha considerado los
problemas mencionados anteriormente y ha proporcionado las
siguientes soluciones para uno o más de estos.
En un primer aspecto, se proporciona un sistema
electrónico según la reivindicación 1 adjunta.
En un segundo aspecto, se proporciona un método
según la reivindicación 10 adjunta.
Los detalles de la presente invención, tanto
sobre su estructura como sobre su funcionamiento, pueden
comprenderse mejor en referencia a los dibujos anexos, en los que
los mismos números de referencia se refieren a partes iguales, y en
los cuales:
La figura 1 es un diagrama de bloques
simplificado de una realización de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques de los
circuitos eléctricos de anfitrión/accesorio combinados; y
la figura 3 es un diagrama de flujo de la lógica
presente.
\vskip1.000000\baselineskip
En referencia inicialmente a la figura 1, se
muestra un sistema, designado en general como 10, que incluye un
dispositivo anfitrión 12 tal como, de forma no limitativa, un
asistente digital personal (PDA) o un dispositivo de formación de
imágenes tal como una videocámara, etc. El sistema 10 incluye además
un accesorio 14 tal como, de forma no limitativa, una tarjeta módem
inalámbrica, tal como por ejemplo una tarjeta módem CDMA. También
debe entenderse que en el presente documento se contempla una amplia
gama de anfitriones 12 / accesorios 14, siendo el accesorio 14
preferentemente acoplado a mano de forma desmontable con un bastidor
u otro enchufe hembra 16 del dispositivo anfitrión 12, por medios
conocidos en la técnica.
Como se muestra en la figura 1, el dispositivo
anfitrión 12 tiene por lo menos una batería 18 del anfitrión y un
módulo lógico 20 que puede ser accedido por el procesador del
dispositivo anfitrión 12 para ejecutar la lógica discutida después.
Una interfaz 22 conecta eléctricamente el dispositivo anfitrión 12
con el accesorio 14.
Igual que el dispositivo anfitrión 12, el
accesorio 14 puede incluir un módulo lógico 24 que puede ser
accedido por un procesador dentro del accesorio 14 para ejecutar la
lógica que contiene en lugar de, o en consonancia con, que el
dispositivo anfitrión 12 ejecute su módulo lógico 20. Los módulos
lógicos 20, 24 pueden realizarse en equipamiento físico o en
soporte lógico, y pueden ser almacenados en medios legibles por
ordenador.
La figura 1 muestra que el accesorio 14 incluye
por lo menos una batería 26 del accesorio. Una batería 26 del
accesorio ejemplar no limitativa puede ser una batería de tipo
ión-litio de 250 miliamperios-hora
nominales. Un primer circuito 28 en el accesorio 14 es siempre
alimentado por la batería del accesorio cuando el accesorio 14 está
funcionando. El primer circuito puede ser, de forma no limitativa,
un amplificador de potencia en un módem CDMA u otro circuito. Un
segundo circuito 30, también aludido aquí como un circuito de
alimentación compartida, está contenido en el accesorio 14 y es
activado selectivamente bien por la batería 18 del anfitrión (sobre
la interfaz 22) o por la batería 26 del accesorio como se describirá
después en mayor detalle.
Antes de explicar la lógica mediante la que se
determina si alimentar el circuito 30 de alimentación compartida
utilizando la batería 18 del anfitrión o la batería 26 del
accesorio, se hace referencia a la figura 2, para obtener una
comprensión de un conjunto de circuitos compartidos no limitativo.
Como se muestra, la batería 18 del anfitrión se utiliza para
alimentar cargas 32 solo de la batería del anfitrión dentro del
dispositivo anfitrión 12. Puede disponerse un dispositivo 34 de
medida de corriente tal como, de forma no limitativa, una
resistencia en serie de tipo mili-ohmios que puede
muestrear corriente hacia las cargas 32, por ejemplo a intervalos
de 0,5 segundos, para generar una señal representativa de la
corriente hacia las cargas 32 solo del anfitrión. Las muestras
pueden ser promediadas, si se desea, durante las últimas veintiséis
(o algún otro número apropiado) muestras.
Por contraste, la batería 26 del accesorio
activa cargas solo de la batería del accesorio tal como el primer
circuito 28. Puede proporcionarse un dispositivo 36 de medición de
corriente para generar una señal representativa de la corriente
hacia las cargas 28 solo del accesorio.
La figura 2 ilustra además que las cargas
compartidas como son el segundo circuito 30 mostrado en la figura 1
pueden ser activadas por cualquiera de las baterías 18, 26, en
función de si está cerrado un conmutador 38 de la batería del
anfitrión o un conmutador 40 de la batería del accesorio. Mediante
la lógica siguiente se determina qué conmutador está cerrado. Puede
proporcionarse un dispositivo 42 de medición de corriente para
medir la corriente absorbida por las cargas 30. Debe entenderse que,
si bien se muestran tres dispositivos de medición de corriente,
pueden utilizarse otras configuraciones de medición de corriente de
acuerdo con los presentes principios.
Teniendo en cuenta la anterior explicación, se
atrae la atención hacia el flujograma lógico de la figura 3. Si
bien se muestra la lógica en formato de flujo, debe entenderse que
en una implementación real puede utilizarse soporte lógico,
máquinas de estado y/u otros mecanismos lógicos.
Empezando en el cuadro 44 de decisión, en una
realización preferida no limitativa se determina si una carga de
circuito predeterminada está por debajo de un umbral. Como un
ejemplo, puede determinarse si la corriente total que se suministra
desde la batería 26 del accesorio es menor que el doble de la
capacidad de la batería. Como otro ejemplo, si el accesorio es un
módem CDMA, en el cuadro 44 de decisión puede determinarse si el
receptor está funcionando por encima o por debajo de un nivel de
potencia concreto, por ejemplo -94 dBm.
Si se excede el umbral, la lógica pasa al bloque
46, en el que las cargas compartidas 30 son alimentadas por la
batería 18 del anfitrión (por ejemplo, mediante provocar que se
cierre el conmutador 38 de la batería del anfitrión y se abra el
conmutador 40 de la batería del accesorio). Por contraste, si no se
excede el umbral, la lógica puede moverse al cuadro 48 de decisión
para otra prueba.
\newpage
En el cuadro 48 de decisión, la lógica preferida
contempla la determinación de la relación entre las capacidades
restantes de las baterías 18, 26. En concreto, al menos una y
preferiblemente las tres señales de corriente provenientes de los
dispositivos 34, 36, 42 de medición de corriente mostrados en la
figura 2 se utilizan para determinar qué batería debería alimentar
las cargas compartidas 30. En una realización ejemplar no
limitativa, la determinación en el cuadro 48 de decisión es
adoptada utilizando la siguiente desigualdad:
Cc > Hc (A +
C / 2) / (B + C /
2),
en la que Cc es la capacidad de
carga restante de la batería del accesorio, Hc en la capacidad de
carga restante de la batería del anfitrión, A es la corriente
medida por el dispositivo 36 de medición, B es la corriente medida
por el dispositivo 34 de medición, y C es la corriente medida por el
dispositivo 42 de
medición.
Si la desigualdad no se cumple (lo que significa
que la capacidad de la batería 26 del accesorio es relativamente
menor), la lógica pasa al bloque 46 para permitir que la batería 18
del anfitrión alimente las cargas compartidas 30. De lo contrario,
si la desigualdad se cumple, lo que indica que la capacidad de la
batería 26 del accesorio es relativamente alta, la lógica pasa al
bloque 50. En el bloque 50, la batería 26 del accesorio es utilizada
para alimentar las cargas compartidas 30 (por ejemplo, mediante la
acción de provocar que se abra el conmutador 38 de la batería del
anfitrión y se cierre el conmutador 40 de la batería del
accesorio).
Si bien el "Dispositivo electrónico con
accesorio y conmutación entre baterías para los mismos", tal como
se ha mostrado y descrito en detalle aquí, es totalmente capaz de
conseguir los objetivos de la invención descritos anteriormente,
debe entenderse que esta es la realización actualmente preferida de
la presente invención y es por lo tanto representativa de la
materia objeto que está ampliamente contemplada por la presente
invención, que el alcance de la presente invención abarca por
completo otras realizaciones que pueden resultar obvias para los
expertos en la materia, y que por consiguiente el alcance de la
presente invención no debe limitarse sino mediante las
reivindicaciones anexas, en las que la referencia a un elemento en
concreto no pretende significar "uno y solo uno" salvo que se
explicite lo contrario, sino más bien "uno o más".
Claims (10)
1. Un sistema electrónico que comprende:
- \quad
- un dispositivo anfitrión (12) que incluye circuitos del anfitrión y por lo menos una batería (18) del anfitrión; y
- \quad
- un accesorio (14) conectado de forma desmontable con el dispositivo anfitrión (12) y que incluye una batería (26) del accesorio, incluyendo el accesorio (14) por lo menos un primer circuito (28) que es alimentado siempre por la batería (26) del accesorio y por lo menos un segundo circuito (30) que es alimentado selectivamente por la batería (18) del anfitrión o la batería (26) del accesorio en función, al menos en parte, de un consumo de energía de por lo menos un circuito designado asociado con el accesorio (14),
- \quad
- en el que cuando el consumo de potencia del circuito designado está por encima de un umbral, el segundo circuito (30) es alimentado por la batería (18) del anfitrión, y de lo contrario el segundo circuito (30) es alimentado por la batería (18) del anfitrión si una capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio cumple una primera relación respecto de una capacidad de carga restante de la batería (18) del anfitrión, siendo el segundo circuito (30) alimentado por la batería (26) del accesorio si la capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio cumple una segunda relación respecto de la capacidad de carga restante de la batería (18) del anfitrión.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El sistema de la reivindicación 1, en el que
el circuito designado es un circuito receptor inalámbrico.
3. El sistema de la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que las relaciones primera y segunda
dependen al menos en parte de por lo menos una medición de
corriente eléctrica.
4. El sistema de la reivindicación 3, en el que
las relaciones primera y segunda dependen al menos en parte de por
lo menos dos mediciones de corriente eléctrica.
5. El sistema de la reivindicación 4, en el que
las relaciones primera y segunda dependen al menos en parte de por
lo menos tres mediciones de corriente eléctrica.
6. El sistema de la reivindicación 1, en el que
las relaciones primera y segunda se definen al menos en parte por
la desigualdad Cc > Hc (A + C / 2) / (B + C / 2), en la que Cc es
la capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio, Hc
es la capacidad de carga restante de la batería (18) del anfitrión,
A es la corriente en por lo menos el primer circuito, B es la
corriente en por lo menos un circuito que es alimentado siempre por
la batería (18) del anfitrión, y C es la corriente en por lo menos
el segundo circuito (30).
7. El sistema de la reivindicación 1, en el que
el dispositivo anfitrión (12) es un asistente digital personal
(PDA) y el accesorio (14) es un módem inalámbrico.
8. El sistema de la reivindicación 1, en el que
el dispositivo anfitrión (12) es un dispositivo de formación de
imágenes y el accesorio (14) es un módem inalámbrico.
9. El sistema acorde con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, teniendo el sistema un procesador que
comprende:
- \quad
- medios para determinar si el consumo de potencia del por lo menos un circuito designado asociado con el accesorio (14) excede el umbral;
- \quad
- medios para determinar, si el umbral no es excedido, la primera relación y la segunda relación entre la capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio y la capacidad de carga restante de la batería (18) del anfitrión; y
- \quad
- medios de conmutación para conectar eléctricamente al segundo circuito (30) una entre la batería (26) del accesorio y la batería (18) del anfitrión, en respuesta a los medios de determinación.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Un método para alimentar un dispositivo
electrónico anfitrión que tiene un accesorio (14), comprendiendo el
método:
- \quad
- por lo menos durante el funcionamiento del dispositivo electrónico anfitrión, alimentar siempre por lo menos un circuito alimentado solo por el anfitrión, utilizando solo una batería (18) del anfitrión asociada con el dispositivo electrónico anfitrión;
- \quad
- por lo menos durante el funcionamiento del accesorio (14), alimentar siempre por lo menos un circuito alimentado solo por el accesorio (14), en el accesorio (14), utilizando solo una batería (26) del accesorio asociada con el accesorio (14); y
- \quad
- en función, al menos en parte, de un consumo de potencia de por lo menos un circuito designado asociado con el accesorio, decidir si alimentar por lo menos un circuito de alimentación compartida asociado con el accesorio (14), con la batería (18) del anfitrión o con la batería (26) del accesorio,
- \quad
- en el que cuando el consumo de potencia del circuito designado está por encima de un umbral, el segundo circuito (30) es alimentado por la batería (18) del anfitrión, y de lo contrario el segundo circuito (30) es alimentado por la batería (18) del anfitrión si una capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio cumple una primera relación respecto de una capacidad de carga restante la batería (18) del anfitrión, siendo el segundo circuito (30) alimentado por la batería (26) del accesorio si la capacidad de carga restante de la batería (26) del accesorio cumple una segunda relación respecto de la capacidad de carga restante de la batería (18) del anfitrión.
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| US10/225,409 US7023111B2 (en) | 2002-08-20 | 2002-08-20 | Electronic device with attachment and switching between batteries therefor |
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