專利名稱：確定外部電源類型的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源適配器，尤其涉及一種方法和設(shè)備，用于確定外部電源適配器的類型并根據(jù)此類型來修改工作特性。
使用一個(gè)便攜式、電池供電的裝置，如蜂窩電話，通常需要提供一個(gè)外部電源輸入，使得用戶可以利用主電源，如家中電源或車載電源對(duì)其裝置供電以便保存電池電能。同時(shí)希望該裝置具有一個(gè)內(nèi)部電池充電器對(duì)該單元的電池組充電，這些電池既可在裝置內(nèi)部也可在裝置外部。裝置和其內(nèi)部電池充電器要求一個(gè)電源或外部適配器來提供裝置所需要的適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏?，?duì)內(nèi)部電池充電或向裝置供電。
進(jìn)一步講，通常存在多種外部電源。例如，高能型電源用來對(duì)電池快速充電，低成本，低能型電源用來對(duì)電池慢速充電。因?yàn)閮?nèi)部充電器的工作狀態(tài)，根據(jù)它所連接的外部適配器的類型的不同而有所不同，裝置必須能測試所采用的外部電源適配器的類型。
因此，需要提供一個(gè)設(shè)備用于檢測連接到該裝置的外部電源適配器的類型并根據(jù)外部適配器的類型的電池的類型來修改該裝置的工作狀態(tài)。本發(fā)明增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性并改進(jìn)了對(duì)所有類型的外部電源的系統(tǒng)性能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明用于確定外部電源適配器類型的裝置的方框圖。
圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)具有外部電源適配器的便攜式裝置的工作狀態(tài)的流程圖。
圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明，確定外部電源適配器類型的方法的流程圖。
圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明，對(duì)具有外部電源適配器的便攜式裝置供電/充電的方法的流程圖。
本發(fā)明提供了一種方法和設(shè)備，用于確定外部電源適配器的類型。圖1顯示了一個(gè)具有外部電源適配器的裝置，使用此適配器對(duì)該裝置供電以及對(duì)電池充電，此充電過程由內(nèi)部電池充電器來調(diào)節(jié)。裝置中的微控制器可調(diào)節(jié)向電池充電的充電電流。微控制器最好包括一個(gè)A/D變換器，此變換器連接到在裝置內(nèi)部的上拉式(pull—up)電阻上以及連接到在外部電源適配器中的下拉式(pull—down)電阻上。電源適配器必須是一個(gè)可調(diào)節(jié)電源，它可以連接到如AC電源上或在機(jī)動(dòng)應(yīng)用中連接到12V DC電源上。
外部電源適配器可以是一個(gè)高電流、高能型、具有對(duì)電池快速充電能力的適配器，或者也可以是低電流型，僅具有慢速充電能力的適配器。通過改變?cè)谕獠侩娫催m配器中的下拉式電阻的阻值可識(shí)別外部電源適配器的類型，在裝置中的微控制器可以根據(jù)充電器的類型和有關(guān)電池的其它信息來確定對(duì)電池充電的最佳充電配置。
參見圖1所示的各個(gè)元件，便攜式裝置10具有一個(gè)附屬的外部電源適配器12，由線路13對(duì)其供電。便攜式裝置10也包括一個(gè)電池14，它既可在便攜式裝置10內(nèi)部也可在其外部。對(duì)本例來說，便攜式裝置10可能是一個(gè)具有發(fā)射機(jī)16和接收機(jī)18的便攜式蜂窩電話。此外，我們將認(rèn)識(shí)到任何其它的裝置，無論是便攜式還是固定式，只要此裝置適應(yīng)于由外部電源供電都可采用本發(fā)明的設(shè)備和方法。發(fā)射機(jī)16由具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器21的微控制器20來控制。便攜式裝置20還包括一個(gè)電池充電器22。發(fā)射機(jī)16、接收機(jī)18以及電池充電器22都由外部適配器12通過線路24供電。
一般地，電池14將包括一個(gè)測試單元，如一個(gè)電阻，熱敏電阻，開路，短路或其它可以提供輔助測試能力的單元。從運(yùn)行角度來講，不同類型的電池顯示了不同的“極限”電壓特性和有效的系列阻值。由于不同類型的電池可以互換地使用向同一設(shè)備供電(即，向一個(gè)便攜式移動(dòng)電話供電)，得知電池的類型對(duì)設(shè)備而言可能是很有用的，設(shè)備可由此來設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，如發(fā)射機(jī)的輸出功率或“低電壓”告警狀態(tài)導(dǎo)。不同類型的可充電電池應(yīng)該在不同的充電速率和不同的狀態(tài)下充電。此外，不可充電電池就不應(yīng)該再充電。
便攜式電話具有一個(gè)可對(duì)所有類型的電池充電的充電器，理想上此電話可按照電池的類型來調(diào)節(jié)充電速率(充電電流)和充電控制類型、已經(jīng)知道一個(gè)裝置能自動(dòng)地識(shí)別所要充電的電池類型且相應(yīng)地調(diào)節(jié)其充電參數(shù)。申請(qǐng)人在此把美國專利5,164,652作為參考，其題目為“確定電池類型的修改工作特性的方法和裝置”，此專利是由Robert M.Johnson和Michael P.Metroka發(fā)明的并轉(zhuǎn)讓給Mo-torola公司，本發(fā)明的的受讓人。美國專利5,164,652描述了一個(gè)用于電池供電和電池充電設(shè)備的電池類型檢測器。
此專利No.5,164,652還公開了按照已檢測到的電池類型來修改裝置的工作特性。根據(jù)美國專利5,164,652，在連接電池和微控制器20的電池測試線路26和電壓測試線路28上提供必要的信息來優(yōu)化對(duì)電池的充電。微控制器20包括電池類型的預(yù)定信息并設(shè)置充電速率和充電控制類型以向可充電電池提供一個(gè)優(yōu)化的充電速率，如果是不可充電電池則不再充電。微處理機(jī)從內(nèi)存中調(diào)出特定電池類型的充電特性。由常規(guī)的電壓檢測技術(shù)來檢測電池的端壓并輸入到微處理機(jī)20，在此與從內(nèi)存中調(diào)出的電池端的充電特性曲線相比較。根據(jù)由微控制器和外部電源適配器確定的適當(dāng)?shù)碾娏鹘o電池端充電。
外部電源測試線路30從外部電源適配器12連接到便攜式裝置10的微控制器20上。便攜式裝置10包括一個(gè)連接到外部電源測試線路30的上拉式電阻32。同樣地，外部電源適配器12包括一個(gè)也連接到外部電源測試線路30的下拉式電阻34(類型檢測電阻)。上拉式電阻32和下拉式電阻34構(gòu)成一個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生一個(gè)電壓來識(shí)別外部電源適配器的類型。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述裝置可以與不包含類型檢測電阻的老式電源相兼容。老式的電源不包含必要的電壓跟蹤電路或不提供足夠的電壓以在所有的狀態(tài)下對(duì)附屬的電池充電。此裝置可以通過檢測到缺少類型檢測電阻來確定所連接的是一個(gè)老式電源。在這種情況下，A/D電路21的輸入電壓通過上拉式電阻32達(dá)到+V并使得微控制器可以檢測在外部適配器中缺少下拉式電阻34。因此，微控制器控制內(nèi)部充電器不工作來防止老式電源對(duì)電源充電。
如下面表1所示，列出了可與此裝著連接的不同外部電源。充電器的類型在第2列中列出，與裝置連接的外部適配器所處的測試狀態(tài)在第3列中表示。電阻34的優(yōu)選值在第4列中列出。
表1充電器序號(hào)充電器類型測試狀態(tài) 電阻電壓1 不可充電 關(guān)開路V12 快速充電 關(guān)33K V23 慢速充電 關(guān)10K V34 —開3.3KV45 其它 關(guān)3.0KV5在表1中列出了五種不同的外部電源適配器，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，任何上述適配器都可以采用。
如表2所示，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的例子顯示了一個(gè)可由五種外部適配器供電的裝置。由電阻32(10K)和電阻34(阻值在第2列中列出)產(chǎn)生的相應(yīng)的電壓值在第3列中列出。雖然本例給出了一種A/D轉(zhuǎn)換的計(jì)數(shù)范圍和防護(hù)電壓段，但也可以采用其它的計(jì)數(shù)范圍和防護(hù)電壓段。另外，也可以采用不同數(shù)量的輸入裝置并可設(shè)置不同的電阻值、電壓值、A/D計(jì)數(shù)范圍和防護(hù)電壓段。
表2序號(hào)電阻電壓A/D計(jì)數(shù)范圍防護(hù)段1 開路2.750-910-312 33K 2.1132-76 77-983 10K 1.3799-150 151-1684 3.3K0.63169-217218-2345 3.0K0.00235-255---
雖然最好使用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器來確定外部電源適配器的類型，但也可采用與美國專利5,164,652的圖3所示的邏輯電路來確定外部適配器的類型。
見圖2，顯示了根據(jù)本發(fā)明，具有一個(gè)外部電源適配器的裝置的工作狀態(tài)的流程圖。當(dāng)裝置從步驟50開始工作時(shí)，在步驟52確定外部適配器是否存在。如果沒有外部電源適配器，則在步驟53由電池向裝置供電，如果有外部電源適配器，那么在步驟54確定適配器的類型。用于測定外部電池類型的方法將參考圖3詳細(xì)描述并由圖1中的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
無論外部電源適配器是否存在，在步驟56確定電池的類型。這可由美國專利5,164,652所描述的設(shè)備和方法來實(shí)現(xiàn)。最后，在步驟58，由電池向話機(jī)供電(如果有適配器的話，就由適配器向裝置供電)，或如果有適配器，則由適配器根據(jù)電池類型及連接到裝置的外部電源適配器的類型對(duì)電池最優(yōu)化充電。按照美國專利5,164,652所描述的，根據(jù)電池的類型和充電器的容量來修改充電參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)具有一個(gè)外部電源適配器的便攜式裝置供電/充電的方法，將參考圖4進(jìn)行詳細(xì)地描述。
見圖3，顯示了根據(jù)本發(fā)明，用于確定外部電源適配器類型的方法的流程圖。在步驟62，在外部電源適配器和便攜式裝置之間形成一個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明，通過把在外部電源適配器中的第一電阻連接到在便攜式裝置中的第二電阻來構(gòu)成分壓網(wǎng)絡(luò)，如圖1的設(shè)備舉例所示。在步驟64，把由分壓器產(chǎn)生的電壓提供給在便攜式裝置中的微控制器或其它控制電路。在步驟66，最好把電壓通過微控制器中的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字等效值。然后在步驟68，數(shù)字轉(zhuǎn)換值和電壓查尋表中的電壓值在微控制器中進(jìn)行比較以確定外部電源適配器的類型。雖然最好采用模擬到數(shù)字變換，但模擬信號(hào)也可以與查尋表中的電壓值進(jìn)行比較。
見圖4，顯示了根據(jù)本發(fā)明，用于對(duì)具有一個(gè)外部電源適配器的便攜式裝置供電/充電的方法的流程圖。在步驟72，如果外部適配器不是充電器，則外部電源適配器將在步驟74僅對(duì)便攜裝置供電。如果適配器是充電器，話機(jī)將在步驟78確定裝置是否處于使用狀態(tài)。例如，對(duì)一個(gè)便攜式蜂窩電話，將確定話機(jī)是否處于“摘機(jī)”狀態(tài)。如果裝置正在使用，外部適配器在步驟78將反對(duì)裝置供電。但是，如果裝置沒被使用，裝置將在步驟80確定充電器是快速充電器還是慢速充電器。根據(jù)以上描述的設(shè)備(圖1)和方法(圖3)可對(duì)此進(jìn)行確定。如果裝置沒被使用且裝置不是一個(gè)快速充電器，外部適配器將在步驟82對(duì)電池慢速充電。如果裝置沒被使用且裝置是一個(gè)快速充電器，外部適配器將在步驟84對(duì)電池快速充電。此外，應(yīng)當(dāng)理解到在對(duì)裝置供電的同時(shí)，電源適配器也可以對(duì)電池充電。
總之，本發(fā)明提供一種方法和設(shè)備，用于確定外部電源適配器的類型并根據(jù)其類型及電池信息，適當(dāng)?shù)匦薷膬?nèi)部電池的充電特性。該裝置具有一個(gè)外部電源適配器，用此適配器對(duì)裝置供電以及對(duì)電池充電，此充電過程由內(nèi)部電池充電器來調(diào)節(jié)。電源適配器必須是一個(gè)可調(diào)節(jié)電源，它可以連接到AC電源上或機(jī)動(dòng)應(yīng)用中的12VDC電源上。外部電源適配器可以是一個(gè)高電流，高能型，具有對(duì)電池快速充電能力的適配器，或者也可以是低電源型，僅具有慢速充電所附電池的適配器。該裝置中的微控制器可調(diào)節(jié)向電池充電的充電電流。微控制器最好包括一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器連接到裝置內(nèi)部的上拉式電阻上以及連接到外部電源適配器中的下拉式電阻上。由電阻分配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的電壓用來識(shí)別外部電源適配器的類型。通過改變?cè)谕獠侩娫催m配器中的下拉式電阻的阻值可識(shí)別外部電源適配器的類型，在設(shè)備中的微控制器可以根據(jù)充電器的類型和有關(guān)電池的其它信息來確定對(duì)電池充電的最佳充電配置。
權(quán)利要求
1.一種用于識(shí)別附接到一個(gè)裝置上的外部電源適配器的設(shè)備，所述的外部電源適配器可適于連接到主電源并對(duì)該裝置供電，此設(shè)備包括含有第一電阻和第二電阻的電阻網(wǎng)絡(luò)，所述的第一電阻放置在所述的外部電源適配器內(nèi)且與放置在所述裝置內(nèi)的所述的第二電阻相連接，所述的電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個(gè)與所述外部電源適配器相關(guān)的測試電壓；以及放置在所述的裝置中的控制電路適用于接收所述的測試電壓來識(shí)別所述的外部電源適配器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于識(shí)別一個(gè)外部電源適配器的設(shè)備，它還包括一個(gè)整體地與所述的裝置相連的電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的用于識(shí)別一個(gè)外部電源適配器的設(shè)備，它還包括放置在所述裝置中的電池充電器，所述的電池充電器適用于通過所述的外部電源適配器對(duì)所述的電池充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的用于識(shí)別外部電源適配器的設(shè)備，它還包括連接所述電池的測試線路，通過此測試線路提供一個(gè)信號(hào)來識(shí)別所述電池的類型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于識(shí)別一個(gè)外部電源適配器的設(shè)備，其中所述的控制電路可根據(jù)所述的外部電源適配器的類型和所述電池的類型，調(diào)節(jié)所述的充電電路對(duì)所述電池充電。
6.一種設(shè)備包括一個(gè)外部電源適配器，適用于接收從主電源來的電能；一個(gè)便攜式裝置，適用于接收從所述的外部電源適配器來的電能并產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)電壓；一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，它包含第一電阻和第二電阻，所述的第一電阻放置在所述的外部電源適配器中且連接到放置在所述的便攜式裝置中的第二電阻上以及連接到所述的調(diào)節(jié)電壓，所述的電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個(gè)測試電壓用來識(shí)別所述的外部電源適配器的類型，以及一個(gè)微控制器，放置在所述的便攜式裝置中，它適用于接收所述的測試電壓來識(shí)別所述的外部電源適配器的所述的類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的此設(shè)備，還包括一個(gè)整體地與所述的便攜式裝置相連的電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的用于識(shí)別外部電源適配器的設(shè)備，還包括一個(gè)放置在所述的裝置中的充電電路，所述的充電電路適于接收所述的外部電源適配器的電能對(duì)所述電池充電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的用于識(shí)別外部電源適配器的設(shè)備，還包括來自所述電池的測試線，由此測試線提供一個(gè)信號(hào)來識(shí)別所述電池的類型，其中所述的控制電路可根據(jù)所述充電器類型和所述電池類型來調(diào)節(jié)所述的充電電路對(duì)所述電池充電。
10.一種用于識(shí)別連接到一個(gè)裝置上的外部電源適配器的方法，所述的方法包括如下步驟把放置在外部電源適配器中的第一電阻單元與放置在所述裝置中的第二電阻單元連接起來構(gòu)成一個(gè)電阻分配網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)基準(zhǔn)電壓，產(chǎn)生一個(gè)外部電源適配器測試電壓；以及由此外部電源適配器測試電壓來識(shí)別外部電源適配器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法和設(shè)備，用于確定外部電源適配器的類型并根據(jù)其類型的電池信息修改內(nèi)部電池的充電特性。
文檔編號(hào)H02J1/00GK1116462SQ94190892
公開日1996年2月7日 申請(qǐng)日期1994年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月9日
發(fā)明者戴維·M·德姆洛 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司