TW582124B

TW582124B - Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device

Info

Publication number: TW582124B
Application number: TW091111753A
Authority: TW
Inventors: Craig Lawrence; Bruce Macgregor; Alexey Salamini; David Bliven; Mark Siminoff
Original assignee: Polyfuel Inc
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-04-01
Also published as: ATE400904T1; US20020197522A1; WO2002099916B1; US7005206B2; WO2002099916A3; DE60227510D1; AU2002312178A1; EP1393400A2; EP1393400B1; WO2002099916A2

Description

582124 經濟部智慈財產局g(工消費合作社印製 k A7 _________B7_ 五、發明説明（1 ) 相關申請案本申請案請求對2 0 0 1年6月1日所申請之美國臨時專利申請案號6 0 / 2 9 5，1 1 4〔委任案號 A-705471/RTF/VEJ]，且標題爲用於可攜式電子裝置之燃料胞組件〃之優先權，此處藉此參考而納入該申請案之全部內容。本申請案請求對2 0 0 1年6月1日所申請之美國臨時專利申請案號6 0 / 2 9 5，4 7 5〔委任案號 A-70651/RFT/RMA〕，且標題爲、用於燃料胞充能電子裝置之介面，控制器和調節電路〃之優先權 ’此處藉此參考而納入該申請案之全部內容。技術領域本發明是有關於一種用於可攜式電子裝置之新型和增進式燃料胞組件以及有關於一種用於燃料胞充能電子裝置之介面，控制器，和調節電路。更尤其是，將本發明導向一種用於可攜式電子裝置之液態饋入之純甲醇聚合物電解質薄膜燃料胞組件。本發明亦有關於一種用於燃料胞充能電子裝置之新型和增進式介面，控制器，和調節電路。發明背景聚合物電解質薄膜在諸如電池和燃料胞之電化裝置中是有用的，因他們的作用爲電解質及隔離物。這種薄膜可輕易被製成柔軟薄膜，該薄膜可被納入變形胞中。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .

、1T ,ν, -4- 582124 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 目前使用如杜邦（DuPont ) NAF I ON之全氟碳氫硫化離聚物或類似陶氏（Dow)全氟聚合物爲燃料胞之聚合物電解質。然而，這種習知薄膜使用在氫氣/空氣燃料胞及液態饋入之純甲醇燃料胞時有某些嚴重之限制。納入這種習知薄膜之一燃料胞範例爲哈克戴（

Hockaday )之美國專利案號5 ，759 ，712 ，該案表示一用於微燃料胞電力盒之表面複製燃料胞。將所發表之微燃料胞電力盒建構成供電給一蜂巢式手機。設有一蒸氣歧管，用於燃料箱瓶中吸附燃料。在其它東西當中，需要的是具有一可拆卸式燃料匣之燃料胞組件，該燃料匣可保持正壓力，促進燃料從燃料匣流到燃料胞組件。而且，由於以下相關之困難，供電給電子裝置之燃料胞系統迄今尙未，至少部分，達成任何程度之商業上之成功（i )尤其對行動電話之應用，以裝置製造會採用之實封裝加以提供一燃料胞，及（i i )以可接受之可靠性，一致性，及安全性達成並調節所需電力（電壓與電流）。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在電子裝置之電力需求有因不同作業階段而變之趨勢之處，這些限制已尤其是問題。例如，在一蜂巢式行動電話中，待機作業而等機接收電話之電力要求實不爲過，當接收電話時，電力要求增加，且然後在傳輸模式中則大量上升。這些及其它情形需要或從一介面及控制電路而獲益。該控制電路允許將一燃料胞式電源供應器連接至電子裝置且有利地連接並可交換使用或修整燃料胞式之電源供應本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 582124 A7 B7 五、發明説明（3 ) 器或系統至現有電子裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在其它情況當中，需要的是一種介面電路，該電路配合控制與調節所吸取之電力及來自燃料胞與電池之充電/ 放電，在預先界定之電壓，電流及電力範圍內維持作業且當任一有關於燃料胞作業之可燃流體或與鋰電子電池作業有關之爆炸材料存在時加以維持安全性。發明槪要扼要地說，將本發明之一觀點導向一種用於純甲醇燃料胞組件之可拆卸式燃料匣，該組件包含一用於接收液態甲醇燃料之可擴張式燃料氣囊，一與氣囊接觸，用於在氣囊上保持正壓力之可擴張式壓力構件，及一以流體和氣囊聯繫之可封口式出氣口。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製將本發明之另一觀點導向一種用於可攜式電子裝置之純甲醇燃料胞組件，該裝置包含一薄膜電極組件，一可拆卸式燃料匣，及一燃料遞送系統。薄膜電極組件包含一陽極’ 一陰極，及一具有燃料端和氧氣端之聚合物電解質薄膜。可拆卸式燃料匣包含一用於接納液態燃料之可擴張式燃料氣囊，一與氣囊接觸，用於在氣囊上保持正壓力之可擴張式壓力構件，及一以流體和氣囊聯繫之封口式出氣口。燃料遞送系統從燃料匣遞送燃料至薄膜之燃料端。該電路將氣口嚙合將氣囊以流體流動方式連接至薄膜之燃料端〇將本發明之另一觀點導向一種用於可攜式電子裝置之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 582124 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（4 ) 純甲醇燃料胞組件，該裝置包含一薄膜電極組件，一陽極板，一可拆卸式燃料匣，及一陰極板。薄膜電極組件包含一陽極’ 一陰極’及一具有燃料端和氧氣端之聚合物電解質薄膜。陽極板包含一以流體流動方式連接至薄膜之燃料端之燃料室。可拆卸式燃料匣以流體流動方式連接至燃料室。陰極板包含一氧氣口，該氧氣口經此延伸，提供空氣給薄膜之氧氣端。將本發明之還另一觀點導向一種明確配合取代用於蜂巢式電話之電池的電力盒，其中之蜂巢式電話具一機體。電力盒包含一燃料胞組件，一可拆卸式燃料匣，及一配合以可拆卸方式和蜂巢式電話機體嚙合之機殻。可拆卸式燃料匣提供燃料給燃料胞組件並包含一用於接納液態燃料之可擴張式燃料氣囊，一與氣囊接觸，用於在氣囊上保持正壓力可擴張式壓力構件，及一以流體和氣囊聯繫之可封口式出氣口。機殼裝有燃料胞組件與燃料匣。本發明之一目的在提供一種用於行動電話和其它可攜式電子裝置之精巧燃料胞組件。本發明之另一目的在提供一種用於可攜式電子裝置之燃料胞組件，該裝置可快速重注燃料，因此減輕電池重新充電所需長期時間之需要。本發明之還另一目的在提供一種燃料胞組件，該組件可快速且方便地以保持正燃料壓力之更換式燃料匣加以重注燃料。將本發明之還另一觀點導向一種介面電路，該電路配 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) «- 訂 .T. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X29*7公釐） -7- 582124 A7 B7 五、發明説明（5 ) 合控制與調節所汲取電力及來自燃料胞之充電/放電且在預先界定之電壓，電流，及電力範圍內維持安全性作業。將本發明之還另一觀點導向一種方法，該方法用於控制一耦合至燃料胞之增壓轉換電路和諸如電池及/或儲存電容之其它能量儲存裝置的作業。將本發明之速另一観點導向一電腦程式及用於控制微處理器之電腦程式產品。將本發明之甚至還另一觀點導向一種方法及系統，該方法及系統用於將燃料胞電壓提昇至蜂巢式電話電壓並以安全有效率之方式管理提昇電壓之程序。本發明之還另一觀點在提供一種介面及控制電路，該介面及控制電路用於諸如行動電路，可攜式電腦，P D A ，或其它可攜式電子裝置之燃料胞充能電子裝置的安全有效率作業。被納入並形成這申請專利說明書一部分之隨圖以圖例說明本發明之實施例，並且與說明一起，解釋了本發明之原理。圖示簡單說明第1圖槪要地表示根據本發明，結合一可攜式電子裝置之燃料胞組件的透視圖。第2圖爲第1圖中所示拆卸掉可攜式電子裝置之燃料胞組件之展開前視圖。第3圖爲第2圖中所示燃料胞組作之展開後視圖。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .Γ. -8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582124 A7 B7 五、發明説明（7) 料胞，一電池，和一由燃料胞及電池之一或兩者所供電之電子裝置。第1 4圖爲一表示用於控制第1 3圖中介面與控制電路作業觀點之步驟實施例之流程圖說明。第1 5圖爲一表示一燃料胞典範電力曲線之圖例說明〇第1 6圖爲一表示根據本發明初始步驟之一實施例之流程圖說明。第17圖爲一表示根據本發明TIC ISR步驟之一實施例之流程圖說明。第18圖爲一表示根據本發明TO溢流ISR步驟之一實施例之流程圖說明。第19圖爲一表示根據本發明比較ISR步驟之一實施例之流程圖說明。第2 0圖爲一表τκ根據本發明Flash步驟之一實施例之流程圖說明。第2 1圖爲一表示根據本發明負載測試步驟之一實施例之流程圖說明。第2 2圖爲一表示根據本發明AD C步驟之一實施例之流程圖說明。第2 3圖爲一表示根據本發明Wait步驟之一實施例之流程圖說明。第24a，24b，24c，24d，24e和24f圖爲一表示利用一微處理器加以完成根據本發明一部分控制器之用於本發明一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚) ~ -10 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

582124 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（蜍實施例之典範編碼說明圖。第2 5圖爲一表示根據本發明一實施例，用於操作發明性電路之典範狀態圖說明。主要元件對照表 14 3 3 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 5 0 4 8 4 9 4 接腳 319 燃料胞組件可攜式電子裝置 33a 薄膜電極組件 37a 陽極板 38a 陰極板 3 9 a，3 9 b 可拆卸式燃料匣 40a 燃料遞送系統 4 1 a 電壓調節器 4 2a 穿線式扣件組合孔組合孔組合孔組合孔 4 8a 陰極電極 4 9a 陽極電極 5 1a 螺帽 53a 聚合物電解質薄膜催化劑 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*/公釐） _11 - 582124 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（9 ) 5 9 催化劑 6 〇燃料室 6 1 6 la 支柱 6 4 排氣口 6 5 側壁 6 6 6 6 a 外殻 7 0 凹穴 7 1 7 la 嚙合軌 7 2 側壁 7 5 嚙合耳片 7 6 7 6 a 氣槽 7 7 7 7 a 外表面 8 2 8 2 a 吸氣口 8 6 8 6 a ，86b 可擴張式燃料囊 8 7 8 7 a 可擴張式壓力構件 8 8 8 8 a 可封口式出氣口 9 2， •9 2 a 硬罐 9 3 彈簧夾 9 4 隔膜 9 7 長針 9 8 釋放閂 1 0 ί 3 底壁 1 〇ϊ 針台 1 0 8 鴨嘴閥 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -«- 訂

-12- 582124 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（10 〇9 10 12 0 12 2 12 4 12 5 12 7 12 8 12 9 13 0 13 4 13 5 13 8 13 9 14 0 14 1 2 0 1 2 0 2 2 0 3 2 0 4 2 0 5 2 0 6 歧管台歧管突起物吸氣口底壁絕緣層網網裝置口閥彈簧閥構件彈簧閥構件壓縮板壓縮板葉片彈簧葉片彈簧. P〇S端點 N E G端點 I D端點 Τ Ε Μ P端點電池電池保護電路 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -13- 582124 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) 2 1 〇電阻 2 1 2 轉換器電路 2 1 3 端點 2 1 4 端點 2 1 5 電容 2 1 6 電容 2 1 8 處理器 2 1 8 微控制器 2 2 0 電感 2 2 1 二極體 2 2 4 電容 2 2 5 電容 2 2 6 電容 2 2 7 迴授點 2 2 9 參考點 2 3 0 電阻 2 3 1 電阻 2 3 2 電阻 2 3 3 電阻 2 3 4 分壓器 2 3 6 電阻 2 4 〇電阻 2 4 1 電阻 2 4 2 作業放大器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 582124 A7 B7 五、發明説明（12 ) 2 4 3 正輸入端 2 4 4 負輸入端 2 4 5 輸出 2 4 6 二極體 2 4 7 電阻 2 5 1 電阻 2 5 2 電阻 2 5 3 電阻 2 5 4 電阻 2 5 5 電阻 2 5 7 A i η 輸入端 2 5 8 電晶體 2 6 0 接腳 2 6 1 S V F C 引腳 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製發明詳細說明現在詳細參考本發明之較佳實施例，在隨圖中註明其實例。雖然將結合較佳實施例對實施例加以說明，要了解的是並未意圖限制本發明爲那些實施例。反之，本發明意圖涵蓋如附加申請專利範圍所界定之發明精神及範圍內所含一另選，修飾及對等實例。酸基聚合物包含最好含酸基族之酸基次單元、，酸基族包含磺酸、磷酸及羧酸族。含磺酸族之聚合物實例包含如 N A F I〇N之全氟磺酸碳氫化合物；如磺酸聚醚醚酮（本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -15- 582124 A7 _____B7_ 五、發明説明（彳3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 s P E E K )、磺酸聚醚醚硕（s P E E S )、磺酸 polybenzobisbenzazoles、磺酸苯并噻D坐、磺酸苯并咪哇、磺酸聚醯胺、磺酸聚醚醯亞胺、磺酸聚氧化苯、磺酸聚硫化苯之磺酸芳香族聚合物及其它磺酸芳香族聚合物。磺酸芳香族聚合物可爲部分或全部添加氟素。其它磺酸聚合物包含聚乙烯磺酸、磺酸聚苯乙烯、丙烯腈與2 -丙烯醯胺-2 -甲基- 1 -丙烷磺酸共聚物、丙烯腈與磺乙烯酸與苯乙儲磺酸、丙烯腈與methacryloxyethyleneoxypropane磺酸、丙燒腈與 methacryloxyethyleneoxytetrafluroethylensulfonic 酸等。聚合物可部分或全部被加以氟化。任何類別之磺酸聚合物包含磺酸 polyphosphazenes，始 poly ( sulfoplienoxy ) phosphazenes 或 poly ( sulfoethoxy ) phosphazene ° Phosplazene聚合物可部分或全部被加以氟化。磺酸聚苯矽氧院與共聚物 poly ( sulfoalkoxy ) phosphazenes、poly ( sulfotetrafluoroethoxypropoxy )砂氧院。此外，可使用任何聚合物之共聚物。較佳之s Ρ Ε ΕΚ磺化度在6 0與 2 0 0%之間，更最好在7 0至1 5 0%之間且最好在 80至120%之間。在這方面，100%磺化表示每一聚合物重複單元有一磺酸族。羧酸族聚合物之實例包含聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸，包含具乙烯咪唑或丙烯腈共聚物之任何共聚物等等。聚合物可部分或全部被加以氟化。含膦酸族之酸性聚合物實例包含乙烯膦酸、聚苯并咪唑膦酸等。聚合物可部分或全部被加以氟化。本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -16- 582124 A7 B7 五、發明説明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基本之聚合物包含基本次單元，基本次單元最好包含如芳香胺、脂肪胺或含群族之異氮之基本群族。基本聚合物實例包含如聚苯并咪唑、聚乙烯咪唑、N -烷基或N -芳聚苯并咪唑、聚苯并噻唑、聚苯并噁唑、聚喹啉之芳香聚合物，且通常爲包含具有異芳氮功能群族之聚合物，如口惡哩、異D惡哇、昨哇、吲哚、異吲哚、]_ ，2 ，3 - π惡二唑、1 ，2，3 -噻二唑、1 ，2，4 —噻二唑、苯并三唑、1，2，4 — traozle、四唑、吡咯、N —烷基或N —芳吡咯、吡咯烷、N -烷基及N -芳吡咯烷、吡啶、吡唑族等。這些聚合物可選擇部分或全部加以氟化。脂肪聚胺實例包含聚次乙亞肢、聚乙烯吡啶、聚（丙烯胺）等。這些基本聚合物可選擇部分或全部加以氟化。聚苯并咪唑（ PB I )最好爲基本聚合物。聚乙烯咪唑（P VI )尤其最好爲基本聚合物。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製彈性體聚合物包含彈性體次單元，彈性體次單元最好包含如腈、偏二氟乙烯、矽氧烷與phosphazene族之彈性體族。彈性聚合物實例包含聚丙烯腈、丙烯腈共聚物、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯共聚物、聚矽氧烷、矽氧烷共聚物及 polyphosphazenes ，如 poly ( trifluome thy lethoxy ) phosphazene。可以可聚合之單體形式將彈性體聚合物加入聚合物薄膜加以製造半相互滲透網路。單體可以光化學方式或半 I P N之熱處理加以聚合物。彈性體共聚物可指的是一彈性體聚合物，彈性體聚合本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~一 ' ' ~ -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582124 A7 _ B7 五、發明説明（彳5 ) 物包含彈性體次單元及一或更多酸性次單元或基本次單元。例如，如使用諸如s P E E K之酸性聚合物則在雙元素混合物中可使用包含彈性體次單元與基本次單元之彈性體共聚物。另外，如使用一基本聚合物，則彈性體共聚物將包含彈性體次單元與酸性次單元。可使用這種雙元素混合物，連合其它聚合物及共聚物，形成額外之混合物。如此處之使用’薄膜電極組件（Μ E A )指的是根據本發明所完成之聚合物薄膜（PEM)與陽極及陰極催化劑之組合，其中之催化劑是位在聚合物電解質薄膜之對面。這亦包含與催化劑層處於電氣接觸之陽極與陰極電極。第1圖中表示根據本發明，使用於可攜式電子裝置 3 2之一燃料胞組件3 1。在所說明實施例中，燃料胞組件爲一純曱醇燃料胞組件且可攜式電子裝置爲一行動電話。甲醇爲一種便利之液態燃料源，它容易處理且可輕便地裝在一簡易之塑膠外殼中。甲醇亦相當便宜且如今廣泛可用。我們應認知到的是可使用其它型式之燃料。如說明，燃料胞組件3 1是配合蜂巢式電話之一種行動電話使用。例如，可將燃料胞組件3 1建構成設有一連續性電源供行動電話用，典型之耗電範圍在當行動電話位在最接近一個別發射器時之3 . 3 V下之3 6 0 mA ( 1 _ 2W)到當位在最遠離一個別發射器時之3 3，V下之6 0 0 m A ( 1 · 9 8 W )之間。然而，我們應認知到的是可將根據本發明之燃料胞組件建構成設有一連續性電源供各種耗電範圍之其它可攜式電子裝置用並仍落在本發 ^紙張尺度適用中國國家標準（匸奶）八4規格（210><297公釐） — ' -18- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582124 A7 ____ B7 五、發明説明（16 ) 明之範圍內。例如，可使用根據本發明之一燃料胞組件，供電給個人數位助理器（P D A )，筆記型與膝上型電腦，可攜式雷射播放機，及其它之可攜式電子裝置。如第2與3圖中所示，燃料胞組件3 1通常包含一薄膜電極組件3 3，一陽極板3 7，一陰極板3 8，一可拆卸式燃料匣3 9 ，一燃料遞送系統4 0，及一電壓調節器 4 1。燃料胞組件3 1利用各種扣件及/或壓入式零組件及/或感壓式接著物。例如，穿線式扣件4 2，如第2圖中由左至右觀之，延伸穿過陰極板3 8，延伸穿過分別位在陰極電極4 8 ’薄膜電極組件3 3及陽極電極4 9中之組合孔43、44及45，並延伸進入位在陽極板37上之組合孔5 0並與螺帽5 1協合。施加至以上零組件接鄰表面之感壓式接著物可增補或取代穿線式扣件4 2。然而，我們應認知道可使用其它的組合方法。電極是直接或間接與聚合物電解質薄膜5 3成電氣接觸，並能完成包含聚合物電解質薄膜5 4及一可攜式電子裝置3 2負載之電路，其中有一電流供應給電子裝置3 2 。更尤其是，第一催化劑5 4是以電催化反應方式與聚合物電解質薄膜5 3之陽極端有關，俾能促進如第4圖中所圖示之甲醇無機燃料之氧化。這種氧化通常導致形成質子，電子，二氧化碳及水。因聚合物電解質薄膜5 3對如甲醇之有機燃料，以及二氧化碳實質上爲不可浸透的，故這種成份保持在聚合物電解質薄膜5 3之陽極端。從陰極電極4 8將從電催化反應所形成之電子傳輸至負載，且然後 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ -19- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

582124 Α7 Β7 五、發明説明（17 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 至陽極電極4 9。平衡這直流電流的是將質子或某些其它適當之陽離子類，即對等數量之質子，越過聚合物電解質薄膜傳送至陽極室。在存在所傳輸之質子中發生電催化反應，減低氧氣而形成水。通常使用薄膜電極組件3 3，將燃料胞組件3 1分成陽極與陰極室。在這種燃料胞系統中，將如甲醇之有機燃料加入陽極室而允許如氧氣或周圍空氣之氧化物進入陰極室。依一燃料胞組件之特別使用而定，可將許多個別之燃料胞加以組合而達成適當之電壓與電力輸出。這種應用包含用於可攜式電子裝置之電源，該可攜式電子裝置如蜂巢式電話與其它電訊裝置，視訊與音訊消費性電子設備，膝上型電腦，筆記型電腦，個人數位助理器與其它計算裝置，地理定位系統之類者。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製薄膜電極組件3 3包含眾多薄膜電極組件胞，各胞通常包含一陽極電極4 9，一陰極電極4 8，及一聚合物電解質薄膜5 3。各聚合物電解質薄膜爲一有催化層之連續薄層。聚合物電解質薄膜在催化層之間形成一電解質並與催化層夾在腸極與陰極電極之間。如第4圖中之圖示，聚合物電解質薄膜5 3具一燃料端及一氧氣端分別位在鄰接之陽極電極4 9與陰極電極4 8。薄膜電極組件3 3更包含第一催化劑5 4及第二催化劑5 9，分別位在聚合物電解質薄膜5 3之燃料端及氧氣端。在聚合物電解質薄膜陽極端上催化劑最好爲鉑釕而陰極端上之催化劑最好爲鉑催化劑。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210Χ297公釐） -20- 582124 A7 B7 五、發明説明（18 )· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 陽極電極4 9與第一催化劑5 4成電氣聯繫且陰極電極4 8與第二催化劑5 9成電氣聯繫。在一實施例中，電極由鍍金之不銹鋼所形成。各薄膜電極組件胞之電極是有尺寸的並被建構成在薄膜電極組件胞之電極與一個別催化劑層之間提供電氣接觸。最好，各電極包含一銅耳片。第5圖爲薄片電極組件3 3之橫切面而無電極。薄膜電極組件包含聚合物電解質薄膜，第一與第二催化劑層及通常爲在陰極端之至少一防水與防氣滲透層，供空氣與水運輸至及自陰極催化劑層。爲達這種目的，通常使用一碳紙或碳布。此外，在陽極催化劑層上最好提供碳背襯，保護催化劑層不受電極所損。因背襯通常包含如碳之導電材料，故可將電極直接放在背襯上加以完成薄膜電極組件。根據本發明可利用各種薄膜。例如，可使用 N A T I Ο N之全氟碳氫磺酸離子型聚合物加以形成根據本發明之聚合物電解質薄膜。我們應認知到可使用其它之薄膜。經濟部智慧財產局g〔工消費合作社印製在一實施例中，聚合物電解質薄膜包含第一，第二及選擇性之第三聚合物，其中，第一聚合物爲包含酸性次單元之一酸性聚合物，第二聚合物爲包含基本次單元之一基本聚合物，且其中，（i )選擇性之第三聚合物爲包含彈性體次單元之一彈性聚合物，或（i i )至少第一或第二聚合物之一爲進一步包含彈性體次單元之一彈性體共聚物。因此，如在2001年，6月1日所申請，共同審查中之美國專利案號09/872，770，標題爲聚合物混本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 582124 A7 B7 五、發明説明（19 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 合物，及2001年12月13日所出版之相對應國際專利之國際出版編號W 〇〇 1 / 9 4 4 5 0 A 2，標題爲聚合物混合物中之一薄膜電極組件，一燃料胞，及一利用這種薄膜之電化裝置，說明這種聚合物電解質及聚合物混合物，此處藉這參考納入該申請案之全部內容。參考第2圖，陽極板3 7包含一內凹穴，該凹穴形成一以流體流動方式連接至聚合物電解質薄膜5 3之燃料端的燃料室6 0。陽極板3 7包含眾多枝柱6 1 ，支柱6 1 延伸穿過燃料室，朝向陽極電極4 9，使其偏向陽極電極 4 9而與聚合物電解質薄膜5 3成電氣接觸。如第6圖中所示，陽極板3 7包含眾多排氣口6 4。排氣口延伸穿過這般提供一排氣口之側壁6 5，該出氣口允許形成在燃料室6 0內之二氧化碳從燃料室流動。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製陰極板3 8形成一具有一凹穴7 0之機殼或外殼6 6 ，該凹穴收納薄膜電極組件3 3，陽極板3 7，及可拆卸式燃料匣3 9。外殼6 6亦包含用以選擇性地嚙合一行動電話或其它可攜式電子裝置之嚙合結構。這圖解外殼包含沿外殻各側壁7 2延伸，用以滑動嚙合可攜式電子裝置 3 2之嚙合軌7 1。外殼6 6亦包含一嚙合取片7 5，將燃料胞組件選擇性地鎖定在可攜式電子裝置3 2。用以將電力傳送至行動電話之接觸點有所提供（未示出）。然而’外殼爲射出鑄塑的，我們應認知到可利用形成外殼之其它方法。例如，外殻可以工具機之類者加以完成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 582124 A7 B7 五、發明説明（20 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 在第1圖中所示之實施例中，外殼6 6包含被設計做成外殻6 6之外表面7 7之眾多氣槽7 6，該氣槽正常接觸到行動電話使用者之手。吸氣口 8 2位在一或更多氣槽 7 6中，用以供應氧氣給陰極室。尤其是，氧氣吸氣口 8 2從一或更多氣槽7 6之底部延伸至聚合物電解質薄膜 5 3之氧氣端。這種構造使氣體藉由使用者手掌流經排氣口及吸氣口之阻抗降至最小。如第7圖中之圖示，可拆卸式燃料匣3 9通常包含一可擴張式燃料氣囊8 6，一可擴張式壓力構件8 7，及一可封口式出氣口 8 8。可拆卸式燃料匣3 9包含一裝有可擴張式燃料囊8 6及可擴張式壓力構件之硬罐9 2。燃料匣有大小且被建構成使燃料胞可容納室少大槪5立方公分之甲醇，較佳爲至少大槪7立方公分之甲醇，且最好至少大槪1 0立方公分。在圖示實施例中，設有一彈簧夾9 3 ’使硬罐9 2與外殻6 6嚙合並保持硬罐定位，直到一使用者將硬罐9 2從外殻拆至重注燃料胞組件3 1。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製可擴張式燃料囊8 6接納被供應給薄膜電極組件3 3 之液態燃料。可擴張式燃料囊8 6由實質上不爲甲醇所滲透之薄片塑膠材料所形成。適當之薄片塑膠材料實例包含尼龍、氨基甲酸脂及聚乙烯，然而，我們應認知到可使用其它之材料。可擴張式壓力構件8 7以在囊上及內保持正壓力之這種方式接觸燃料囊8 6。可封口式出氣口 8 8以流體流動方式與燃料囊8 6聯繫。在圖示實施例中，可擴張式壓力本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -23- 582124 A7 _B7 五、發明説明（21 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 構件8 7爲一壓縮泡綿構件，最好是由開口胞泡綿所形成。壓縮泡綿構件,具彈性且作用爲偏向燃料囊8 6之彈簧構件，因此在囊上保持一正壓力。根據本發明可使用其它之壓力構件。例如，爲了在囊內保持正壓力，彈簧偏向構件可對燃料囊8 6施力。如第7圖中所示之圖解實施例中，可替換式燃料匣 3 9之可封口式出氣口 8 8包含一隔膜9 4。隔膜9 4包含一實質上爲自我密封之薄膜。參考第3圖，燃料遞送系統4 0包含一長針9 7，它延伸進入出氣口 8 8，並穿過隔膜9 4，以流體流動方式將燃料囊8 6連接至聚合物電解質薄膜5 3之燃料端。可封口式出氣口 8 8有大小且被建構成與長針9 7協合。在一實施例中，可封口式出氣口包含一由伊利諾州，迪爾費爾德（Deerfield Illinois)之貝克斯特（Baxter)國際公司所製造之INTHRLINK流體連接配接器。尤其是，燃料遞送系統4 0包含可插入隔膜9 4之長針9 7。我們應認知到根據本發明可利用其它型式之流體連接器。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製外殻6 6亦設有一釋放閂9 8，將可可拆卸式燃料匣 3 9從燃料遞送系統4 0加以卸離。釋放閂9 8可滑動地配置在外殼6 6之一邊上且嚙合可拆卸式燃料匣3 9隔膜 9 4。如在第2圖中觀之，將釋放閂9 8向下滑動將會頂著出氣口 8 8推壓且因此推壓可拆卸式燃料匣3 9至少部分向外’超過外殼6 6之底壁1 〇 3且因此將可拆卸式燃料匣3 9至少部分地卸離燃料遞送系統4 〇。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 582124 A7 B7 五、發明説明（22 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 燃料遞送系統4 0以流體流動之方式將可替換式燃料匣3 9之燃料囊8 6連接至陽極板3 7之燃料室6 0。燃料遞送系統4 0包含長針9 7，一針台1 0 5 ，一單向鴨嘴閥108，一歧管台109 ，及一歧管110，串接至互連燃料囊8 6及燃料室6 0。針台1 0 5支撑長針9 7 且當燃料匣插入燃料胞組件3 1時將長針定好位置，刺穿可拆卸式燃料匣3 9之出氣口 8 8。針台1 0 5以流體流動方式相互連接長針9 7與單向鴨嘴閥1 0 8。最好針台 1 0 5包含一倒鈎配件，用以嚙合鴨嘴閥1 〇 8之一端。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製設有單向鴨嘴閥1 〇 8防止燃料流經流體遞送系統 4 0而離開燃料室6 0及聚合物電解質薄膜5 3之燃料端。單向鴨嘴閥1 〇 8可與可拆卸式燃料匣3 9硬罐9 2上之突起物1 1 5嚙合使得當從燃料胞組件3 1拆離燃料匣 3 9時，閥1 0 8爲閉合且當燃料匣插入燃料胞組件時，閥1 0 8爲開啓。我們應認知到根據本發明可利用其它之單向閥。當燃料匣3 9插入燃料胞組件3 1內時，單向閥 1 0 8保持開啓，允許燃料從匣流到燃料室，因此允許在燃料室內發生大量運輸。保持在燃料囊8 6上之正壓力促使燃料從燃料匣3 9流向燃料室6 0。歧管台1 0 9以流體流動方式相互連接單向鴨嘴閥 1 0 8及歧管1 1 0。最好歧管台1 〇 9包含一倒鈎配件，用以嚙合鴨嘴閥1 0 8之另一端。如第6圖中所示，歧管1 1 0以流體流動方式與眾多燃料吸氣口 1 1 9聯繫，該吸氣口位於並延伸穿過陽極板3 7之一底壁1 2 0。雖本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 582124 A7 ——____H_ 五、發明説明（23 ) 然燃料吸氣口 1 1 9顯示延伸穿過陽極板3 7之底壁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 2 〇，我們應認知到可將燃料吸氣口設在陽極板之其它處。第1及2圖中所示之電壓與電流調節器41包含用以監控及/或調節供應至可攜式電子裝置3 2之電壓及/或電力。2001年6月1日所申請，共同審查中之美國臨時專利申請案號6 0 / 2 9 5 ，4 7 5，標題、、用於燃料胞充能電子裝置之介面，控制器，及調節電路〃中說明調節器4 1 ，附上一份該專利作爲附件a且此處藉此參考納入該專利。在操作及使用時，使用者將一可拆卸式燃料匣3 9插入燃料胞組件3 1，使得長針9 7刺穿隔膜9 4，因此允許燃料從燃料囊8 6流至薄膜電極組件3 3之聚合物電解質薄膜5 3。一旦燃料匣3 9實質上用罄燃料時，使用者即向下滑動釋放閂9 8並從燃料胞組件3 1卸離燃料匣。然後使用者以一新的，即充滿燃料之燃料匣加以替換用罄之燃料匣並以上述之相同方式插入新匣。經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製在第8圖中所示之本發明另一實施例中，燃料胞組件 3 1 a與上述燃料胞組件3 1類似，但包含如以下說明之幾處修飾。已使用相同之參註編號加以說明燃料胞組件 3 1及燃料胞組件3 1 a之相同零組件。如第8圖中所示，燃料胞組件3 1 a通常包含一薄膜電極組件33a ，一陽極板37a，一陰極板38a，一可拆卸式燃料匣3 9 a，一燃料遞送系統4 0 a及一電壓本紙張尺度ϋ中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -26 - 582124 A7 _________ B7 五、發明説明（24 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 調節器4 1 a。參考第2圖中所示實施例，以上述相同方式使用穿線式扣件4 2 a加以組合燃料胞組件3 1 a，該穿線式扣件延伸穿過陰極板3 8 a，陰極電極4 8 a，薄膜電極組件3 3 a，陽極電極4 9 a及陽極板3 7 a並與螺帽5 1 a協合。電極與聚合物電解質薄膜5 3 a直接或間接成電氣接觸並能完成一含聚合物電解質薄膜5 3 a及可攜式電子裝置負載之電路，其中，一電流是以如以上所討論之相同方式供應該可攜式電子裝置。通常使用薄膜電極組件3 3 a 將燃料胞組合3 1 a分成陽極及陰極室。在這實施例中，陰極板3 8 a是由陽極化之鋁所形成。然而，我們應認知到根據本發明亦可使用其它材料。例如，陰極板可由聚碳酸或其它適當材料所形成。因鋁爲一電氣導體而將陰極板3 8 a陽極化，提供一電絕緣層。我們應認知到除將陰極板陽極化外，可取而代之地使用其它形式之絕緣物。經濟部智慧財產局8工消費合作社印製爲了進一步保護鋁陰極板.，使其在燃料胞組件內免於使個別胞短路，這會顯著降低效能，最好在陰極板3 8 a 與陰極電極3 8 a之間設有一絕緣層1 2 2。例如，在抹除陰極板陽極化之情況下，絕緣層將會保護陰極板，免於使一或更多胞短路。在圖示實施例中，絕緣層1 2 2是由乙烯所形成，然而，我們應認知到根據本發明可使用其它電氣絕緣材料。參考第8圖，陽極板3 7 a包含一內凹穴，該凹穴形本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -27- 582124 Β7 五、發明説明（25 ) 成一燃料室，以流體流動之方式連接至聚合物電解質薄膜 5 3 a之燃料端。如上述陽極板3 7之相同方式，陽極板 37a包含眾多支柱61a，支柱61a延伸穿過燃料室 ’朝向陽極電極4 9 a，使陽極電極4 9 a偏向與聚合物電解質薄膜5 3 a成電氣接觸。陰極板3 8 a結合機殼或外殼6 6界定一接納薄膜電極組件33a，陽極板37a，及可拆卸式燃料匣39a 之凹穴。外殻6 6 a亦包含嚙合結構，用以選擇性地嚙合一行動電話或其它可攜式電子裝置。最好，外殻是由陽極化之銘或類似於陰極板材料之其它適當材料所形成。圖示之機殻包含一嚙合軌7 1 a ，該嚙合軌沿機殼6 6 a之各側壁延伸，用以滑動地嚙合一可攜式電子裝置。如第9 (b )圖中所示，陰極板3 8 a爲凸面形狀並具設計成陰極板3 8 a外凸表面7 7 a側面延伸氣槽7 6 a。在使用燃料胞組件3 1 a結合行動電話之情況中，外表面7 7 a在行動電話使用者使用期間正常上將與使用者之手接觸。氣槽7 6 a是形成在眾多寬或高之側面延伸網 1 2 4之間。吸氣口 8 2 a位在一或更多氣槽7 6 a中，用以供應氧氣給陰極室。高網1 2 4與縱向延伸之眾多窄或短網1 2 5交叉，因此形成氧氣吸氣口8 2 a。吸氣口 8 2 a延伸至聚合物電解質薄膜5 3 a之氧氣端。這種架構使氣體藉由使用者手掌流經排氣口及吸氣口之阻抗降至最小。當將陰極板3 8 a ，及連接至如一行動電話之任何可本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 582124 A7 _____ B7 五、發明説明（26 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 攜式電子裝置，甚至當將該組件置放在如一桌子或椅子之平整表面上時，陰極板3 8 a之彎曲架構更允許側面排氣。在第9 ( b )圖所圖解之實施例中，陰極板3 8 a外形爲凸面’然而，我們應認知到根據本發明亦可使用一凸面外形及其它彎曲之外形。如第1 0圖中所示，可拆卸式燃料匣3 9 a通常包含一可擴張式燃料囊8 6 a ，一對可擴張式壓力構件8 7 a ’及一可封口式出氣口 8 8 a。可拆卸式燃料匣3 9 a包含一由陽極化鋁或含，但不限於聚碳酸或打印薄片金屬之其它適當材料所形成之硬罐9 2 a。硬罐9 2 a裝有可擴張式燃料囊8 6 a及可擴充式壓力構件8 7 a。可擴張式燃料囊8 6 a接納並儲存要供應給薄膜電極組件3 3 a之液態燃料。可擴張式燃料囊8 6 a爲實質上不爲甲醇所滲透之塑膠材並形成真空，順應硬罐9 2 a之內形成。形成真空之燃料囊8 6 a架構顯著增加硬罐9 2 a內流體之儲存。可封口之出氣口 88 a以流體流動方式與燃料囊8 6 a聯繫。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製可擴張式壓力構件8 7 a以在囊上及內保持正壓力之這種方式接觸燃料囊8 6 a。在圖解實施例中，各可擴張式壓力構件8 7 a爲具有良好體積功效合乎海綿式構件，該構件包含，但不限於使用在聽覺障礙上並由印第安納州之印第安納波利斯（Indianapolis ) E — A - R製混合物公司所銷售者。壓縮海綿構件具有彈性且作用爲編向燃料囊 8 6 a之彈簧構件，因此在囊上保持一正壓力。最好壓力本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29 - 582124 A7 --------B7 五、發明説明（27 ) 構件是以匣3 9 a內部形狀剪自薄片材料。我們應認知到 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明可利用其它壓力構件及裝置，加以在燃料囊內供應一正壓力。在第8圖所示實施例中，可替換式燃料匣3 9 3包含厘口或出氣口 88a ，如第12 (a)與12 (b)所示’該出氣口與一裝置1 2 7協合，形成一雙向閥關閉閥 1 2 8。雙向閥1 2 8爲一彈簧負載式裝置，其中，出氣口 8 8 a包含一使一閥構件i 3 〇偏向密封位置之彈簧 1 2 9 ’使得當從燃料胞組件3 1 a拆卸燃料匣時，匣 3 9 a爲流體所密封而當將匣插入燃料胞組件時爲開啓。類似地’閥1 2 8之裝置口 1 2 7包含一使一閥構件 1 3 5偏向密封位置之彈簧1 3 4，使得當從燃料胞組件 3 1 a拆卸燃料匣3 9 a時，燃料胞組件3 1 a之燃料遞送系統4 0 a爲密封而當將匣插入燃料胞組件時爲開啓。我們應認知到根據本發明可利用其它型式之流體連接器。經濟部智慧財產局8工消費合作社印製利用此處說明如上之燃料胞實施例，已說明某些實施例的蜂巢式電話及用於可攜式電子裝置之燃料胞組件。注意此處稱爲用於燃料胞充能電子裝置之介面，控制器，及調節電路4 1之一電壓調節電路4 1 (例如見第3圖）之特殊實施例。現在詳細參考發明電路4 1之實施例，該實例是以隨圓加以說明。雖然本發明會聯合某些實施例加以說明，但是要了解的是並不預期將本發明限制在那些實施例。反之，預期本發明要涵蓋可被包含在如所附申請專利範圍所界本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X297公釐） -30- 582124 A7 ______B7 五、發明説明（28 ) 定之本發明精神與範圍內的另一選擇，修飾及對等事物。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此處所說明之系統，方法，及電路中，有參考一配合如蜂巢式電話或它可攜式電子裝置之行動電話使用之一燃料胞或燃料胞組件。當本發明與2 0 0 1年6月日所申請，標題爲、、用於可攜式電子裝置之燃料胞組件〃，共同審查中之美國臨時專利案號6 0 / 2 9 5，1 1 4中所說明的燃料胞組件及電子裝置使用時可發現有特殊效用；此處藉由參考納入該專利。例如，可使用一燃料胞組件提供用於一行動.電話之連續電源。一種型式之這種電話之耗電範圍一向在當行動電話位在最接近一個別發射時約3 · 3 V下之3 6 0 m A (1 . 2 W )到當位在最遠離一個別發射器之約3 · 3 v 下之 600mA (1 · 98W)之間。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製然而，我們應認知到可將根據本發明之一燃料胞組件和介面與控制系統，電路及方法建構成加以提供一連續電源’用於具各種耗電範圍之其它可攜式電子裝置而且仍落在本發明之範圍內。例如，可使用聯合根據本發明一燃料胞組件之介面和控制電路及控制方法供電給蜂巢式電話和其它電信裝置，視訊和音訊消費性電子設備，膝上型電腦，筆記型電腦，個人數位助理器及其它計裝置，地理定位系統（G P S )之類者。本發明發現有特殊用途之其它用途包含住宅用，工業用，商用電力系統及使用在如汽車之推進電力的燃料胞組件。爲達更高電力遞送應用起見，將修飾某些零組件，俾能提供所需電壓或電流處理能力。例本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~ 一 -31 - 582124 A7 B7 五、發明説明（29 ) 如，可修改內容，電阻，電晶體，二極體，及其它零組件之値加以提供預期之操作及電力處理能力。而且，雖然所發明之介面和控制電路及方法發現對燃料胞充能裝置之特別適用性，本發明並未限於這種燃料胞充能裝置，而是適用於需要得利用於本發明所提供之介面，控制器，調節及監控型式之其它電源。因此當一電子裝置使用任何電源或電能源或電力之組合時則將了解到是有用的。例如可排列多個這種介面及控制電路加以控制多樣的能源，例如含太陽或光電流源，電容性儲存，化學儲存，燃料胞，具類似或非類似電壓，電流或充電放電特性之電力遞送之電池組之類者。當涉及一燃料胞或燃料胞組件時，燃料胞或燃料胞組件可一向包含對在那裡所產生之電壓和電流爲特有之至少兩電極。與燃料胞耦合之兩電極經由具一負載之本發明電路能完成一電路，其中之負載可爲蜂巢式電話或有受供應電流之其它電子裝置。，在一觀點及一觀念等級上，本發明介面與控制電路提供一種電壓調節器功能，它包含用以監控及/或調節電壓及/或供應至可攜式電子裝置之電力的電路元件及（選擇性）儲存電池。然而，在本發明特殊實施例中，本發明介面及控制電路提供操作特性，能力及遠超過電壓，電流，或電力調節之優點。如行動或蜂巢式電話之電子裝置需要電力。事實上，典型之電話會接受在可接受電壓範圍內之電壓（例如，介本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1« 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 582124 A7 ___B7_______ 五、發明説明（30 ) 於約3 · 3至4 · 3V間，正常操作電壓爲3 · 6V之電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 壓）且然後會嘗試汲出現有電壓及其那時操作之電流狀態所需電力所特有的電流。操作期間之電力要求變化甚大，在指定某種天線距離及發射橫式特性之完全操作電力下，例如可從小如一或數m w至1 · 8 w。注意到這些電壓和電流操作特至少部分來自已將諸如行動電話之裝置設計成從具有這些特性之電池加以操作之事實。第1 3圖表示電池部位，它具四個端點，一 P〇S端點 2 0 1 ，一 N E G 端點 2 0 2，一 I D 端點 2 0 3，及一 Τ Ε Μ P端點2 0 4。這些端點連接至支援兩種電力（ Ρ〇S和N E G )，電池型式識別（I D )，及電池溫度 (Τ Ε Μ Ρ )指示燈型式之電話機。可提供其它或不同端點架構加以支援其它裝置。 Ρ〇S端點2 0 1提供正電壓和正電流給電話而 N E G端點2 0 2提供負電壓和負電流給電話或其它電子裝置。充電時這些端點亦能以反方向導引電壓和電流回到電池。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製電話使用（選用）電池型式指示燈或I D 2 0 3，故在電話能利用如這是鋰離子電池氫化鎳金屬電池之資訊處，電話或其它裝置可得到這種資訊。可一向使用可以 Τ Ε Μ Ρ 2 0 4表示之電池溫度指示燈訊號調節充電（及放電）。維持電池在安全狀態且更尤其是加以防止過熱免於過度快速充電。這技術中知道具有這種端點架構型式電池結構和操作且此處未詳加說明。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） "" ' -33- 582124 A7 ____ B7_ 五、發明説明（31 ) 一正常電池盒會提供通常爲9 0 0至1 6 0 0 amp - h r之電池且該電池爲鋰離子型，具某種型式之電池保護電路2 0 6，在某些狀況下，鋰離子型電池容易爆炸。例如，德州儀器（Texas Instrument)之 U C C 3 9 5 2 PW— 2爲一例可使用之積體電路晶片形式之電池保護電路2 0 6。此處藉由參考納入德州儀器 UCC3 9 5 2 — PW2之規格表。如嘗試從電池汲出更多電流，或嘗試將太多電流推入電池內則這保護電路2 0 6產生開路，或如未造成開路則它將限制電流量。這種技術亦可被應用至燃料胞式之電源。如嘗試取2 · 4伏以上電壓，以及如嘗試取3 · 2伏以下電壓則亦造成關路。注意到本發明一重要觀點爲從一個別燃料胞或一燃料胞組合取一燃料胞電壓之能力，和提升燃料胞電壓至電氣或電子裝置操作所需之一向較高電壓之能力，以及管理從燃料胞抽取電力並以有效但不傷害燃料胞之方式管理該抽取電力和充放電之能力。在此處所說明之實施例中，甚多討論集中在鋰離子電池技術，因它對於許多行動應用是較優選之電池技術。它以最小記憶體效果提供量輕而高容量之儲存。另一方面，在鋰離子電池易於短路，過熱，及爆炸問題之敏感度上，鋰離子爲非常敏感之電池。保護電路是標準的且爲了提供安全性，必須接近電池。對於氫化鎳金屬電池型，雖可提供這種保護電路，但通常不需要。本發明電路與方法適用於所有型式之電池且不限於鋰離子型式。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1^. 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 582124 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7五、發明説明（32 ) 在本發明電路中，設有一低値電阻R 1 7 ( 0 · 2 2 Ω ) 2 1 0故可測量流經電池2 0 5之電流。因此在一電池電流偵側器電路中，它作用爲一電流偵測器。注意到可考慮電阻R17 210爲本發明燃料胞電池盒或介面與控制電路之一零組件，且另選實施例中可以任一方式實際實施電阻R 1 7。現在注意到提升轉換器電路U 1 2 1 2，此處以一 MAXIM MAX 1703ESE晶片加以實施，該電路重要負責提升燃料胞電壓至一較高電壓位準並供應電荷至電路內之電容性與電池儲存裝置。此處藉由參考納入 MAXIM MAX 1703ESE晶片之規格表。兩燃料胞端點跨端點F C 1 2 1 3和F C 2 2 1 4連接在一起。燃料胞提供一電壓，將C 1 ( 1 0 0 #F) 215 與 C9 (220//F) 216 充電至某一稱爲F C + 2 1 7之電壓。注意到在一實施例中本實施例去除電容C 1 2 1 5，本實施雖然可作用，但却不提供相同等級之效能。當串聯各產生約0 . 5伏之六個燃料胞時，F C +範圍可運作至1 · 6至1 · 8伏。燃料胞開路電壓（無負載時）可高約3 . 0伏。相當高電壓之開路提供足夠電壓與電荷故這裡別處所詳加說明之處理器U 4 2 1 8可初始化且甚至如兩儲存電容及電池放電時則控制增壓電路2 1 2。增壓轉換器晶片U 1 2 1 2依電壓而定，在輸出功率約在1至2 W之間時能在一非常低電壓位準下運作。U 1 2 1 2起初經由L X P (接腳14)開本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- 582124 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（33 ) 啓對地電路並經由電感L 1 ( 5 · 0 // Η ) 2 2 0開始流通電流。除非箝住，防止電壓上升太高，否則電流慢慢上升且然後電路成爲開路，而電感L1 220在U1 2 1 2端之節點從一接地位準快速上升至一相當高之電壓位準。在這電路中以兩種方式加以箝住電壓。第一，以 DI (MBR 0520L) 221箝住，它防止電壓大高3 _ 6伏之供應電壓約0 · 5伏（一二極體壓降）。第二，以U 1 2 1 2內部之一 F Ε Τ開關加以箝住，該開關從L X Ρ (同步旁路佈置）連接該接腳至折回3 . 6伏之POUT222及POUT1 223。這基本上對電容 C2 (220//F 10 伏）224，C3 (220 β F 10 伏）225，及 C4(0.2//F 10 伏） 226充電。注意到兩電容C2 224及C3 225 組合起來作爲一 1 0伏，容抗‘4 4 0 // F之電壓（電荷）儲存電容。該容抗爲預期値但非輕易在商業上可得到且因此使用兩並聯之電容。可使用單一之10伏，220//F 電容，或其它組合電容。電容C4 2 2 6値非常低並用以提供一高頻旁路加以去除訊號緣。電容C 4 2 2 4爲選擇性的並可加以去除，然而，電路效能會有點降級。注意到在這程序中，已導引電流經過電感L 1 2 2 0，使電感充飽能量，將電感L Γ 2 2 0轉移連接至輸出電容C2 224及C3 225(及當存在的話，是C4 226)，並使能量轉移至輸出電容。注意到已經使用相當高電流下之低電壓對儲存電容充本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -36- 582124 Α7 Β7 五、發明説明.（34 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電。如追重複多次’除非使用某些方法或電路加以電流或以他種方法控制電荷或電壓之累積，否則電壓會增力p到十分高。 U 1 2 1 2之端點厂8227爲~迴援接腳。fb 接腳2 2 7上之電壓控制訊號特性，它經由l 1 220 導引上述之電流切換。該切換是在一或更多時序中，被形成（脈衝寬度調變）加以變更用來控制電力的。例如，如電感L 1 2 2 0導通時間較短則電力較小且根本輸至輸出電路之電力較小，且如一點也未導通則無電力加以輸出。因此，如3 . 6伏達到一預期位準且未汲出電流則關閉切換，故不再產生電力並維持儲存電容C 2 2 2 4和 C 3 225上之電壓在預期位準。增壓轉換器電路U1 2 1 2提供一建立在1 . 25 伏之參考點R E F (接腳1 ) 2 9 2。目標是使F B 2 2 7爲1 · 2 5伏。如F B 2 2 7小於1 · 2 5伏，則電路將儘其能嘗試放出能量。如F B 2 2 7高於1 · 2 5 伏則將停止放出任何能量。我們知道由R 1 0 ( 1 〇 Ω ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 3 0 > R 1 3 (294ΚΩ) 231、R14 (12 1 ΚΩ) 232、及 R15 (4 _ 42ΚΩ) 233 所組成之分壓器所產生之電壓是展拓在3·6伏供應電壓及地電壓之間。注意到接腳F Β 2 2 7看到串聯R 1 〇 + R 1 3 及R1 4+R1 2 1 5組合間電壓形成一分壓器2 3 4 ° 建立這分壓器2 3 4故建立電壓約4 · 2伏。這晶片傾向於建立電壓爲4 · 2伏，故其作業嚴格根據電壓’將會嘗本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】〇Χ297公釐） -37- 582124 A7 ____B7 _ 五、發明説明（35 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 試在C2 224與C3 225電容達成這電壓。然而，作業並非嚴格根據電壓且有成爲建立電壓之幾個其它考量。首先，電壓橫跨鋰離子電池及其保護電路。如電池放電下壓3 · 3 - 3 . 4伏範圍，且有人將電池跨接上 4 . 2伏時，則電池將以高於其應該之充電速度嘗試加以充電。取而代之的是，我們看到充電電流使電阻R 1 7 2 3 6感測到而建立一電壓，並將這第一電壓2 3 8與電流電阻R 1 4 2 4 0及R 1 5 2 4 1之電流所發生之第二電壓2 3 9加以比較。該項比較由作業放大器U 2 ( L Μ V 921 Μ7) 242加以完成。作業放大器 2 4 2可便利地以國家半導體公司（National Semi com olu tor )所製之L Μ V 921 M 7作業放大器加以實施，此處藉以參考，納入這種裝置之一份規格表。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如作業放大器之正輸入端2 4 3之電壓超過負輸入端 2 4 4之電壓，則作業放大器輸出端2 4 5將增加並饋入電流至二極體D2 (BAS16HTI) 246，並滿足電流需求，保持迴授點F B 2 2 7在1 . 2 5伏並需較少電流流程R 1 0 2 3 0及R 1 3 2 3 1。二極體D 2 2 4 6可便利地使用由0 N半導體公司所製之 B A S 1 6 Η T I二極體加以實施，且此處藉以參考，納入這種二極體之一份規格表。因此，U 1晶片2 1 2輸出或設定點之電壓將從4 · 2伏降至3 · 5伏範圍。這將減緩電池充電（或過度充電）之傾向。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -38- 582124 A7 ___ B7_— 一五、發明説明（36 ) 注意到這提出通常當固定電壓源使用之晶片（u 1 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 1 2的嶄新利用，並實施當中會限制電壓之某些迴授’ 使得電池之充電電流不致過大。雖然U1晶片212包含一迴授接腳FB227，迴授輸入和產生迴授電壓之電路的使用與習知上所使用的不同。回想使用作業放大器U 2 2 4 2和電阻R 1 6 24 7及二極體D2 2 46並結合在分壓電路中R1 4 +R15串聯組合內跨越R17 236電壓及跨越 R 1 5 2 3 3頂部之電壓，有效地形成一提供輸入至 U 1 2 1 2電路之F B接腳2 2 7的迴授控制訊號產生電路。如太多電流流經電池則R 1 5 2 3 3之電壓會太高而迴授會使這個減輕，使得電池不會被過度充電。如另一方面，某人嘗試使用電話（或其它電子裝置），產生發射電力（或其它高於正常電力）而非待機模式之需求，則電路會繼續嘗試以不管何種方便電壓放出更多電力，嘗試使電池免於過度充電，供應電力給話機。調變器將開啓較長時間，嘗試供應話機需求並對電池充電。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一燃料胞之燃料胞分壓電路（展拓在F C 1 231 及地電壓FC2 214之間）包含R6(10Ω) 251、R5 (9.53KQ) 2 52、R4 (6.49 ΚΩ) 25 3、R3 (16 . 9ΚΩ) 254、及 R2 ( 127ΚΩ) 255°R3與R4間之VDIV3 2 5 6接點連接至增壓電路晶片U 1 2 1 2之A i η輸入端（接腳6) 257。這Ain 257或VDIV3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — '— -39- 582124 A7 -^___ B7 五、發明説明（37 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 5 6訊號或電壓變成燃料胞之取樣電壓。如燃料胞電壓太多，低於約1 · 3伏，則U 1內之這A i η接腳將上升對抗1 . 25伏之參考電壓。Ai η 2 5 7爲一放大器輸入，且A 〇 2 5 8將開始上升並偵測到A i n 2 5 7開始接近參考點電壓。回應這種情況 ’ Α 0 2 5 8作爲一電流散流用，當它散流電流時則開始導通電晶體Q2 (MGSFIP02EL) 258。 Q 2 2 5 8可例如以〇N半導體所製之功率 MOSFET MGSFIP02EL加以實施，且此處藉以參考納入這種裝置之一份規格。注意到電晶體q 2 2 5 8與電阻R 1 3 2 3 1並聯，R 1 3爲稍早所說明分壓電路234之一分量。電晶體Q2 258結合電阻 R 1 3 2 3 1之操作造成滿足增壓電路2 1 2之迴授 F B接腳2 2 7並停止放出任何電力或電壓。該燃料胞可被加以控制，使得燃料胞輸出電壓不致.降得太多，俾能維持有利之電力曲線關係。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如第1 5圖中之圖示，一典型之燃料胞電力輸出曲線通常爲假拋物線形。預期將作業維持在尖峰左邊而非尖峰右邊之向下斜坡。注意到電池基本上與儲存電容C2 224、C3 2 2 5及C 4 2 2 6並聯。如電池停止經由U 1 212 對 C2 224、C3 225 及 C4 226 充電能以致不再拉下燃料胞之電壓，則如果電池電位較高，它將放電並供應能量手機。這是對等於邏輸運算之0 R，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 ^ -40- 582124 A7 B7 五、發明説明（38 ) 使得電壓建立電路，儲存電容及電池砌在一起且此時最會g 量者將供應手機或其它電子裝置之電力需求。因此如燃料胞無法供應能量則電池會供應。在某些作業模式下，預期燃料胞，儲存電容，及電池可貢獻電力。注意到在本發明一實施例中，電池實際上較小且因燃料胞有效提供額外電力而比習知電池之容量來得小。例如在某些習知蜂巢式電話中，一向可提供容量在9 0 0氺 1 6 0 0 a m p — h r s之間之鋰離子電池。比較之下，燃料胞使用只有3 0 0 a m ρ — h r s容量之鋰離子電池。因爲你優先選擇仰賴燃料胞，故電池比正常來得小。在某些實例中，於典型之高電力發射模式作業期間需要電池補充電力。在待機作業期間則從燃料胞對電池重新充電。其它實施例可使用較大或較小電池，且在一實施例中，電池非常小，如在1 〇〇 a m ρ - h r以下且只被用來緩衝燃料胞之充電。還有在一實施例中，完成去除電池而以高容量儲存電容替代。當然電池和儲存電容之需求及/ 或大小至小依裝置電力需求所需操作期間，以及在任何高耗電模式期間所需之操作，和可接受之復原時間而定。現在已經說明當中電力或能量流：經本發明電路並被加以調節之方式，現在要注意實施額外控制功能之處理器或微控制器ια 4 2 1 4之觀點。處理器或微控制器u 4 (ATtiny 15L) 2 1 8主要作用爲管家，在查看電壓，只要是查看燃料胞電壓，並決定何時開啓轉換器U 1 2 1 2且何時關閉。轉換器U 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐1 ~ -41 - i, m fc- ^ n-i ί !1 I 1-- —ft (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582124 Α7 Β7 五、發明説明（39 ) 2 1 2有一〇N接腳16 260使其運作或不運作。如處理器U 4 2 1. 8未感測到某些情況則它將不會開啓轉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 換器U 1。U 4 2 1 8.使用爲一燃料胞電壓取樣之 S V F C引腳（U 4接腳3 ) 2 6 1加以決定是否應操作該裝置。在許多作業階段期間，因非處理器之硬體以上述迴授提供足夠控制加以維持作業而不需要處理器U 4 218 。當在睡眠模式下，可能消耗非常少之電力時，不操作處理器U 4 2 1 8是有利的。處理器省電約定及睡眠模式是本技術所知者且不在此處詳述，但一向涉及到變慢或停止處理器時脈及/或降低處理器核心電壓。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製注意到在第1 3圖之電路實施例中，圖示各種測試接腳（T P )及高蹺接腳（P G )。特別是在雛形開發期間可便利地提供這些接腳，用以監控及測試電路，但在商用實施例之電路中並不需要。可便利地提供其它接腳將軟體或修訂軟體載入處理器類者。例如，一 S D I接腳爲允許處理器電路內程式規劃之串列資料接腳。P G 1 5提供在線訊號中供一串列指令用之引腳。P G 1 1提供一串列時脈訊號用之引腳。雖然有其它之選用接腳，圖中是顯示了預期之接腳。

現在注意到處理器，微處理器，或微控制器U 4 218。114 218處理器可便利地以一 ATMEL ATing 15L微控制器加以實施。此處藉以參考納入這微控制器之A Τ Μ E L規格。這處理器支援執行修飾或控制處理本^氏張尺度適用中國國家標準（〇呢)六4規格（210父297公釐） " -42- 582124 A7 ____ B7 五、發明説明（4〇 ) 器運算之命令或指令。現在相對於第1 6 - 2 4圖說明以軟體及/或韌所實施之數個步驟。有提供裝置從設在一印 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 刷電路板上之接口將電腦程式碼輸入處理器內，其中，包含處理器U 4之本發明電路零組件是附接在印刷電路板上〇當處於活動中或淸醒狀態時，在程式當中，主要爲在處理器內連續執行之M A I N步驟或常規。使用連接至處理器中一比較器之C 〇 m p訊號（接腳6 )可達成淸醒狀態，該訊號在約1 · 3 5伏時會觸發。如它觸發時則叫醒微處理器u 4，使得程式碼開始執行。硬體開始執行並產生一中斷訊號叫醒處理器。第1 4圖之流程圖中圖示一實施例之AM I N步驟或常規且現在加以說明。注意到在處理器，微處理器上所執行之所有步驟，或此處所說明之其它邏輯可便利地以如軟體或韌體之電腦程式指令加以實施。在處理器U 4 2 1 8本身初始化後（I N I T S ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製，M A I N 3 0 1即開始，它跳入其主要流程環路且當它淸醒時繼續不斷地執行其環路，那就是直到它進入睡眠模式。首先一執行M A I N 3 0 1後，即利用A D C常規讀取Vou t 302及VFC303之兩電壓讀値並加以儲存。更尤其是，實施ADC頻道〇 (Vout)及ADC 頻道3 ( V F C )，包含測量電壓並將他們轉換成數位數値，並將他們儲存在記憶體或暫存器中。有關系統元件之情況及可能需要或預期之任何修正動作皆使用這些電壓做本紙^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) ' -43- 582124 A7 B7 五、發明説明（41 ) 進一步之決定。注意到測量是根據執各個主要環路，使得當處理器淸醒時，這種監控多少有點連續性。接著，關於增壓電路u 1是否處於〇 N或〇F F狀態是在MAIN010 304中做決定的。（注意到專門術語、、M A I N X X X 〃指的是處理器碼內之標籤，但此處他們可便稱爲常規，其中，他們實際上爲部份M A I N 步驟。）依序由〇F F況開始，說明〇N與〇F F狀況。如增壓電路U 1 2 1 2處於〇F F狀況，則執行 M A I N 1 〇 0 305 ’閃動LED，表示一可能之問題狀況。然後當這些詢問之答案表示適當作業，有問題但可解決之作業，或建議無法解決問題之狀況時，即相對於燃料胞電壓（V F C )做出一系列之決定。使用四個軟體 V F C位準，且在硬體及/或軟體控制下可完成這些位準之某種修飾加以精細調整系統之作業。位準1指的是大槪爲2 · 4伏之V F C，位準2指的是約1 . 5伏之電壓，位準3指的是約1 · 2伏之電壓，且位準4指的是約 1 . 1伏之電壓。在閃動L E D後，程式決定燃料胞電壓v ρ C ( MAIN1 10) 306是否在位準1電壓（此處爲 2 · 4伏）之上（高）或之下（低）。無負載時如燃料胞電壓在2 · 4伏之上（位準1之上），則執行 M A I N 1 4 0 3 〇 7加以實施燃料胞負載測試，其中，施加一遞增之負載至燃料胞，看其輸出電壓會發生何事。如燃料胞具不當燃料而產生電力（或在不同情況下，以 $氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -44- 582124 A7 B7 五、發明説明（42 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 某種方式已經失敗），則它將不能維持其輸出電壓且測試將失敗。另一方面，如注以燃料且在不同情況下是在作用中，則應通過負載測試。如負載測試（M A I N 1 5 0 ) 308通過或〇K，則以常規MAIN160 309啓動或開啓增壓轉換器電路2 1 2，如負載測試未完成〇Κ ’則程式回到執行另一 M A I Ν環路，再重新啓動程序。在負載測試〇K或未〇K之任一情況下，再執行μ A I N 環路3 1 0。在一種情況下開啓燃料胞轉換器，而在另一種情況下不開啓。實施負載測試加以決定燃料胞是否能維持作業。注意到負載測試及/或M A I Ν 1 4 0 3 0 7常規預期地在裡面具有一計數器，使得未實際以每數毫秒形成負載測試之各程式環路實施負載測試，而是當負載測試爲適當時，約每十秒實施負載測試。如當實施M A I Ν 1 1 〇 3 0 6時，決定燃料胞電壓小於位準1 ( 2 · 4伏）時，則執行M A I Ν 1 2 0 3 1 1常規並決定有關v F C是否大於或小於位準3電壓（1 . 2伏）。如查詢及比較表經濟部智慧財產局員工消費合作社印製示V F C大於位準3則未採取行動並再次執行μ A I N。然而，如V F C小於位準3，則執行M A I Ν 1 3 0 3 12常規，查詢有關處理器U 4是否應保持運作或將它本身置於一種實質上省電之非作用中之睡眠模式。可以各種方式加以規劃處理器，提供連續之監控並嘗試操作燃料胞’產生（以較快速消耗電力之）電力或將處理器置於一種睡眠模式，因此省電，直到重新注入燃料至燃料胞或採本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ' ---*-* -45- 582124 A7 __B7 五、發明説明（43 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 取其它修正動作。在一實施例中，當V F C小於位準3之臨界電壓時，將處理器置於睡眠模式，直到在位準2與位準3之間之某處電壓下由一硬體比較器觸動電路觸發處理器而醒過來。因此，在至少一實施例中，如V F C小於位準3，則執行M A I N 2 0 0 3 1 4常規將它本身置於睡眠模式，因它無法從那時之燃料胞狀況加以恢復。 M A I N 2 0 0 3 1 4提供設定處理器睡眠，維持低耗電睡眠模式，及在處理器從睡眠恢復後重置處理器之步驟及功能。如未採取如重注燃料之修正動作，恢復燃料胞作業，則終究處理器或微控制器U 4將會停止，因甚至無電壓可供操作。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製回到M A I N 〇 1 〇 3 Ο 4之執行，如存在有燃料或在處理器進入睡眠狀態且然後於一修正之重新燃料後從睡眠狀態恢復後有提供燃料，則增壓轉換器電路2 1 2之狀態可爲◦ Ν但更向來將爲〇 F F。初始常規將置增壓轉換器爲〇F F狀態，使得當首先服務時將處於〇F F狀態。如因某些原因，當增壓轉換器電路處於〇Ν狀態時，處理器進入睡眠狀態，則當且如處理器U 4 2 1 8再醒來時，它將仍爲〇Ν。如處理器之睡眠是因用完燃料所造成，且例如，從M A I Ν 1 3 0 3 1 2 (增壓電路爲〇F F )進入，則它將仍爲0 F F。如當處理器進入睡眠或將爲〇F F，增壓電路通常處於其過去狀態時之圖中說明當從睡眠恢復或醒來時，增壓電路之這些各種情況及狀態。回到M A I Ν Ο 1 0 3 Ο 4之執行，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） ' -46 - 582124 A7 ~—-______B7 五、發明説明（44 ) M A I N 〇 2 Ο 3 1 5決定VFC是否大於或小於位準 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3電壓。如VFC大於位準3 (高），MAIN060 3 1 6常規決定V F C是否大於或小於位準2電壓。如 V F C大於1 · 2伏（位準3 )及1 · 5伏（位準2 )，在處理器內執行之程式決定燃料胞及增壓電路之操作足夠穩定，使其不需監控或動作且如已說明者，執行 M A 1 N 2 0 0 3 1 4將它本身置於睡眠模式。注意到 ’雖然處理器可維持動作中，但它因不必要之管家型功能而耗電。回想在作業參數之某一範圍期間，提供之零組件包含加以控制及調節增壓轉換器電路作業之迴授控制元件以及本發明介面和控制電路之其它元件。再回到由ΜΑ I N2 0 2 3 1 5所實施之比較加以決定V F C是否大或小於位準3電壓，如決定結果表示 V F C小於位準3 (低），則常規M A I N 3 0 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 1 7造成L E D閃動，表示一種問題狀況。可選擇閃動次數或期間加以符合作業喜好及預期而省電。接著，常規 MAIN040比較VFC與位準4電壓（1 · 1伏）。如V F C大於位準4 (高）則程式回到M A I N 3 1 0 3 Ο 1並再執行環路’電壓仍是以支援作業。然而，如 V F C小於位準4，執常規M A I Ν 〇 5 0 3 1 9，停止增壓轉換器U 1，當在這情況下，燃料胞顯得不夠燃料產生甚至爲一最小電壓或有其它問題。當執行下ΜΑ I N 環路時，增壓轉換器電路將處於0 F F狀態且如此處之以上說明，M A I N將由M A I N 0 1 〇開始執行。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -47- 582124 A 7 B7____ 五、發明説明（45 ) 第2 4圖提供適合在U 4處理器中運算之一表列之典範電腦碼，通常它對應於所參考流程圖中之說明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 現在注意到由ΜΑ I N或ΜΑ I N內所呼叫之數個其它各樣常規。當首先啓動處理器，如開機期間時即執行重置3 2 0 常規（見第1 6圖），並使處理器初始化且通常藉連接到介面和控制電路之其它零組件使該電路初始化並加以重置〇設立時脈中斷服務常規323 (TIC ISR)( 見第1 7圖），以如0 . 1秒之某預定時間增量產生一中經濟部智慧財產局員工消費合作社印製斷並產生幾次這種增量，並計數這些增量直到得到一預期時間。通常，將計數値放在一記憶體儲存或暫存器中並決定計數値爲零。如預期時間已過，這會降低需要決定之比較的次數。可另外使用習知之遞增計數器，但並不優先選擇。例如，提供一 1 0秒之計時器則計數1 0 0個〇 . 1 秒之時脈脈衝。例如以下說明之Flash常規使用τ I C I S R加以控制L E D之閃動。回應收到一中斷而執 TIC I SR。Τ I C常規具兩個常規Τ I CA與 TIC B能使用個別之計數器。將狀態存在一暫存器中，然後決定有關時間時脈A ( Τ I C A )是否爲零，如不是零則意爲在那有儲値，而遞減Τ I C A計數器，且然後測試Τ I C B以類似方式決定時脈是否爲零。如 TIC A爲零則以相同方式測試Τ I C B。另言之， TIC I SR基本上爲已有一中斷，如計數器內有東西本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^" -48- 582124 A7 _B7______ 五、發明説明（46 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (例如，內容非爲零）則遞減計數器，否則不做任何事’ 恢復狀態，並回到收到中斷處之碼中。在許多狀況下’單一時間脈衝即足夠。

計時器0溢流中斷服務常規3 3 1 ( T 0溢流I S R )(見第18圖）爲一種簡單中斷服務常規，其中，發生中斷並由這I S R所處理之不過事實足以達成其目的。因此，在T 〇溢流I S R內沒有指令。比較中斷服務常規3 3 3 (見第1 9圖）從省電睡眠模式叫醒處理器。這是一中斷功能，當處理器中碰到一中斷時在碼之頂部有八個表示I S R之向量被設立成加以傳送各種片段之碼（見第2 4圖中之碼）。比較/ I S R使處理器U 4走開並從其睡眠點執行下一指令。這意爲它將恢復並執行指令直到再次進入睡眠。例如，見 MAIN200中之Sleep方塊找尋處理器進入睡眠處之該點位置並從睡眠中恢復。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在M A I N中幾個地方所使用之Flash 3 3 5常規（見第2 0圖）與閃動如可作用有關。不管何時ΜΑ I N來到Flash常規時則呼叫Flash。Flash循問閃動時刻到沒並察看其T I C計數器，決定它是否爲零。如非爲零，則退回去而不做任何事，即不閃動，但如決定爲閃動時刻，則閃動 (除非有另一情況阻礙其閃動）。開啓L E D達一預期間 (例如0 · 0 4秒），然後關閉。然後遞增閃動計數器。想要的是，閃動期間有限制，使得在某預定次數之閃動或期間內沒有人看過閃動，閃動將停止，俾能使耗電達到最本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公Ϊ - -49- 582124 A7 _____B7 五、發明説明（47 ) 小0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 負載測試3 4 3常規（見第2 1圖）爲燃料胞負載測試之一常規或步驟。決定有關是否爲燃料胞負載測試之時刻，假如不是時候，則常規歸還而不測試。如爲燃料胞負載測試時刻則常規如一負載給燃料胞，等待一段時間（例如，0·02秒），在VFC頻道3上讀取ADC電壓，拆除負載，檢查V F C中之改變，看燃料胞是否通過負載測試，設立一表示測試狀態（過或不過）之旗標，然後回返。類比至數位轉換器（ADC) 353常規（見第22 圖）負責讀取一 V F C電壓，.將它轉換爲一數値或數字，並將該數字退返給請求者。AD C在ΜΑ I N常規內可一 • 向讀取Vou t及VFC電壓。實施Wait 3 5 6常規（第2 3圖），作爲一快速副常規加以進行，直到事件完畢。這是藉設立Timer 0並睡到做完而達成的。第2 4圖表示用於本發明一實施例之一典範電腦軟體經濟部智慧財產局S工消費合作社印製碼’該碼利用一微處理器加以完成根據本發明之控制部位〇第2 5圖表示根據本發明一實施例，使用於操作本發明電路之一典範狀態圖3 6 0，該狀態圖包含一開機重置常規3 6 1。這圖表示當中沒有處理器控制，一硬體狀態機器會運作增壓轉換器之本發明觀點。雖然已經相對於一特殊邏輯對作業加以說明，具有該本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -50- 582124 A7 __ _B7 五、發明説明（48 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 技術一般技能之那些工作者將會了解到可應用不同之邏輯，達到相同或可比較之控制，可實施不同之決定及比較邏輯，以及可測試更多，更少，或不同電壓位準加以提供可比較或至少可接受之作業。當將燃料匣3 9 a插入燃料胞組件3 1 a且出氣口 8 8 a與裝置口 1 2 7嚙合時，燃料囊8 6 a以類似於上述有關燃料遞送系統4 0之方式，經由燃料遞送系統4 0 a以流體流動方式連接至陽極板3 7 a之燃料室。燃料囊 8 6 a上所維持之正壓力促進燃料從燃料匣3 9 a流向燃料室陽極板3 7 a。在作業及使用上，以和以上討論之燃料胞組件3 1實質上相同之方式加以使用燃料胞組件3 1 a ° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如第1 1圖中所示，在本發明另一實施例中，一彈簧載入式之可更換匣3 9 b包含另一選架構，加以維持燃料囊8 6 b上之正壓力。尤其是，燃料匣3 9 b包含彼此偏向並以一對葉片彈簧140、141頂住燃料匣86b之一對壓縮板1 3 8、1 3 9。我們應認知道根據本發明可使用其它機械壓力構件在燃料囊上及內提供一正壓力。在許多方面，各種修飾圖類似那些先前修飾且後隨a 與b之相同參註編號表示相同之部位。爲圖解說明起見，已提出本發明特定實施例之前項說明，他們並非有意要詳盡或侷限本發明於所發表之精確形式，而是鑒於以上之傳授，明顯可能有許多的修飾與變化。爲了最佳說明本發明及其實際應用之原理，因此使其它本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -51 - 582124 A7 B7 五、發明説明（49 ) 精於本技術者能以適於預期之特殊用途之各種修飾最佳利用本發明及各種實施例，選擇實施例並加以說明。預期由就此所附加之申請專利範圍及其對等事物加以界定本發明之範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -52-

Claims

582124 「、申請專利範圍附件2·· 第91111753號專利申請案中文申請專利範圍無劃線替換本民國92年7月is日修正 1 . 一種用於一純甲醇燃料胞組件之可拆卸式燃料匣 ’包含：一可擴張式燃料囊，係用以接納液態甲醇燃料，一可擴張式壓力構件，係與該囊接觸，用以在該囊上維持一正壓力，以及一可擴充式出氣口，係以流體和該囊聯繫。 2 ·如申請專利範圍第1項之可拆卸式燃料匣，其中 ’該可擴張式燃料囊是由一薄片塑膠材料所形成。 3 ·如申請專利範圍第2項之可拆卸式燃料匣，其中 ’該薄片塑膠材料對甲醇實質上是防滲透的。 4 .如申請專利範圍第1項之可拆卸式燃料匣，其中 ’該可擴張式壓力構件爲一壓力泡綿構件。 5 ·如申請專利範圍第1項之可拆卸式燃料匣，其中 ’該可封口式出氣口包含一隔膜。經濟部智慧財產局消費合作社印製 6 · —種用於可攜式電子裝置之燃料胞組件，包含：陰極，及一具有薄膜電子組件，係包含一陽極燃料端和一氧氣端之聚合物電解質薄膜，一可拆卸式燃料匣，係包含一用以接納液態燃料之可擴張式燃料囊，一與該囊接觸，用以在該囊上維持一正壓力可擴張式壓力構件，以及一以流體和該囊聯繫之可擴充式出氣口；以及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^2124

、申請專利範圍一燃料遞送系統，係用以將燃料從該匣遞送至該薄膜之該燃料端；可以該連接口嚙合之該電路係以流體流動方式將該囊連接至該薄膜之該燃料端。 7 .如申請專利範圍第6項之燃料胞組件，更包含一配合加以嚙合一蜂巢式電話機體之外殼，該燃料胞組件係配合加以取代供蜂巢式電話用之電池。 8 ·如申請專利範圍第6項之燃料胞組件，其中，該聚合物電解質薄膜電極組件包含分別位在該薄膜之該燃料端及該氧氣端上之第一及第二催化劑。 9 ·如申請專利範圍第8項之燃料胞組件，其中，該陽極是以電氣方式和該第一催化劑聯繫且該陰極是以電氣方式和該第二催化劑聯繫。 1 〇 .如申請專利範圍第6項之燃料胞組件，其中，該可擴張力燃料囊是由一薄片塑膠材料所形成，該薄片塑膠材料對甲醇是防滲透的。 1 1 ·如申請專利範圍第6項之燃料胞組件，其中，該可擴張式壓力構件爲一壓縮泡綿構件。 1 2 ·如申請專利範圍第6項之燃料胞組件，其中，該可封式出氣口包含一隔膜。 1 3 ·如申請專利範圍第6項之燃料胞組件，其中，該燃料遞送系統包含一可插入該可封口式出氣口中之長針 0 1 4 ·如申請專利範圍第6項之燃料胞組件，其中’ 該燃料遞送系統包含一歧管，該歧管包含一單向閥’用以本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公瘦^ ^ ： ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 P. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582124 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 ______ D8六、申請專利範圍防止燃料從該薄膜之燃料端流經該電路。 1 5 · —種用於一可攜式電子裝置之純甲醇燃料胞組件，包含：一薄膜電子組件，係包含一陽極，一陰極，及一具有一燃料端和一氧氣端之聚合物電解質薄膜，一陽極板，係包含一以流體流動方式連接至該薄膜之該燃料端之一燃料室，一可拆卸式燃料匣，係以流體流動方式連接至該燃料室，以及一陰極板，係包含一氧氣口經由那裡延伸，用以提供空氣至該薄膜之該氧氣端。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之純曱醇燃料胞組件 ’其中’該聚合物電解質薄膜電極組件更包含分別位在該薄膜之該燃料端及該氧氣端上之第一及第二催化劑，該陽極是以電氣方式和該第一催化劑聯繫且該陰極是以電氣方式和該第二催化劑聯繫。 1 7 _如申請專利範圍第1 5項之純甲醇燃料胞組件 ’其中’該陽極板包含一支柱，該支柱經由該燃料室朝該陽極延伸，使該陽極偏向與該薄膜接觸。 1 8 ·如申請專利範圍第1 5 .項之純甲醇燃料胞組件 ’其中’該陽極板包含一排氣口，用以從該燃料室排出二氧化碳。 1 9 ·如申請專利範圍第1 5項之純甲醇燃料胞組件，更包含：本紙張尺度適用巾關家縣（CNS ) M祕（2ωχ297公着] Γ3^: ~' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1Τ • ml ml 11 -- ml 582124 A8 B8 C8 --------_-____ 六、申請專利範圍一燃料遞送系統，用以從該匣將燃料遞送至該薄膜之該燃料端； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該可拆卸式燃料匣包含一用以接納液態燃料之可擴張式燃料囊，一與該囊接觸，用以在該囊上維持一正壓力之可擴張式壓力構件，以及一以流體和該囊聯繫之可擴充式出氣口；其中，該電路可與該連接口嚙合，以流體流動方式將該囊連接至該薄膜之該燃料端。 2 0 .如申請專利範圍第1 5項之純甲醇燃料胞組件，其中，該陰極板形成一外殻，該外殻具有一凹穴加以接納該薄膜電極組件’該陽極板，及該可拆卸式燃料匣。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項之純甲醇燃料胞組件 ’其中，該外殼包含一形成在該外殻外表面上之氣槽，該氧氣口從該氣槽一底部延伸至該凹穴內，用以提供空氣給該薄膜之該氧氣端。 2 2 · —種明確地配合加以取代供有一機體之蜂巢式電話用之電池的電力盒，該電力盒包含：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ~燃料胞組件；一可拆卸式燃料匣，用以提供燃料給該燃料胞組件，該燃料匣包含一用以接納液態燃料之可擴張式燃料囊，一與該囊接觸，用以在該囊上維持一正壓力之可擴充式壓力構件’及一以流體和該囊聯繫之可封口式出氣口，以及一外殻，係配合以可拆卸方式嚙合蜂巢式電話機體，該外殼裝有該燃料胞組件及該燃料匣。 -4 - 582124 ABICD 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 3 .如申請專利範圍第2 2項之電力盒，其中，該燃料匣係特別地配合一電力盒使用，該電力盒則是特別地爲蜂巢式電話之一特定型號而設計。 2 4 ·如申請專利範圍第2 2項之電力盒，更包含一介面電路，該介面電路包含：一 D C - D C增壓電路，該電路係以一與迴授訊號有關之輸出電壓加以操作，一儲存電容，該電容耦合至並接收由該增壓電路所產生之電荷；以及一微控制器，該控制器耦合至該增壓電路，用以控制該增壓電路之操作與否。 2 5 ·如申請專利範圍第2 3項之電力盒，其中，該燃料匣係特別地配合一電力盒使用，該電力盒則是特別地爲蜂巢式電話之一特定型號而設計。 2 6 · —種用於燃料胞充能電子裝置之介面電路，包含 - D C - D C增壓電路，該電路係以一與迴授訊號有關之輸出電壓加以操作，經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一儲存電容，該電容耦合至並接收由該增壓電路所產生之電荷；以及一微控制器，該控制器耦合至該增壓電路，用以控制該增壓電路之操作與否。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之介面電路，其中之介面電路係特別地配合蜂巢式電話之一特定型號使用。本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS ) A4規格（210 X 297公瘦） - 582124 ABCD 々、申請專利範圍 2 8 ·如申請專利範圍第2 6項之介面電路，其中之介面電路係配合控制和調節所汲取之電力及一燃料胞之充放電並在預先界定之電壓，電流，及電力範圍內維持安全性操作。 2 9 . —種耦合至一燃料胞之增壓轉換器電路及另一能源儲存裝置操作之控制方法，包含：提供一相當高的開路電壓，以提供充分的電壓和電荷使一處理器的增壓轉換器電路而初使化和進行控制；和箝該升壓轉換器電路，以防止電壓上升超過高於開路電壓之一預定電壓。 3 0 . —種提升一較低燃料胞電壓上至較高蜂巢式電話電壓之方法，包含：串聯連接多數燃料胞，以提供充分的電壓和電荷使一處理器的增壓轉換器電路而初使化和進行控制；和箝該升壓轉換器電路，以防止電壓上升超過高於開路電壓之一預定電壓。 ^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，11 LP 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）