專利名稱：用于便攜式設(shè)備的功率模塊的制作方法
用于便攜式設(shè)備的功率模塊通過(guò)引用并入相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2010年5月28日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/349635 ;申請(qǐng)日為2010年9月17日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/383878 ;申請(qǐng)日為2010年9月22日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/385509 ;以及申請(qǐng)日為2010年11月8日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/411283的優(yōu)先權(quán)，每個(gè)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)弓I用并入本文。本文引用的所有專利、專利申請(qǐng)和出版物特此通過(guò)引用以其整體并入本文，以便更完全地描述其中技術(shù)人員已知的截止到本文描述的發(fā)明的日期為止的最先進(jìn)技術(shù)。企塑存在使用電池功率來(lái)加強(qiáng)日益增加的功率密集性應(yīng)用和能力的便攜式消費(fèi)電子(CE)設(shè)備例如移動(dòng)電話(傳統(tǒng)蜂窩電話和智能電話)、MP3播放器、手持式游戲機(jī)和電子書(shū)閱讀器的大規(guī)模激增。然而，即使有便攜式CE設(shè)備的主要技術(shù)進(jìn)步，電池技術(shù)仍然相對(duì)停滯，防止OEM增加功率密集特征并限制用戶如何能夠利用設(shè)備。描述了通用功率管理系統(tǒng)，其由可互換的、容易移除和可連接的通用功率模塊(UPM)、智能電話外殼和門(mén)、以及自動(dòng)管理多個(gè)設(shè)備的充電的應(yīng)用組成。系統(tǒng)與各種便攜式電子設(shè)備兼容。UPM包括通信和功率輸入/輸出端口(例如，USB端口，如目前用于充電并與很多智能電話通過(guò)接口連接的“微USB”端口)。UPM可通過(guò)特定的外殼或門(mén)連接到設(shè)備以延長(zhǎng)預(yù)期設(shè)備的電池壽命。在一個(gè)方面中，UPM具有相同或一致的形狀因子，使得UPM可容易合并到各種系統(tǒng)中，而不需要再設(shè)計(jì)模塊。在其它方面中，形狀因子可改變?？赏ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)耐鈿?電池門(mén)的改裝來(lái)做出對(duì)不同設(shè)備的適應(yīng)，外殼/電池門(mén)可變化以適合每個(gè)唯一的設(shè)備。此夕卜，每個(gè)UPM包含模塊間互連(IMI)總線，其提供在UPM之間和/或在UPM和設(shè)備之間的連通性、管理和模塊間功率傳輸。每個(gè)UPM還包括充電電路，其從外部源接受功率并管理功率以安全和有效的方式到電池的傳輸。UPM還包括管理電荷在UPM和便攜式設(shè)備當(dāng)中的傳輸?shù)奶幚砥?。這些處理器經(jīng)由MI總線通信并執(zhí)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的固件指令。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，UPM包括單個(gè)電線、可自配置的總線，例如單個(gè)電線是BUS3。自配置是協(xié)議定義的結(jié)果。協(xié)議是當(dāng)各種物品(電纜、UPM等)被插入/拔出或電池是充滿的時(shí)使總線自配置的一種方法。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，為DC/DC轉(zhuǎn)換配置UPM。在DC/DC轉(zhuǎn)換器中，使用標(biāo)準(zhǔn)或微USB連接器以及其它非標(biāo)準(zhǔn)連接器例如Apple30管腳連接器來(lái)提供USB功率(一般為5V+/-0. 25V)。給定在微USB連接器上標(biāo)準(zhǔn)化以提供局部低電壓功率用于諸如充電的目的的全球趨勢(shì)，UPM可用作對(duì)各種設(shè)備的功率平臺(tái)并為用戶提供靈活性和互連通性。附圖簡(jiǎn)沭參考下面的附圖描述了本發(fā)明，這些附圖僅為了說(shuō)明的目的而被示出且沒(méi)有被規(guī)定為是限制性的


圖1示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的包括三個(gè)UPM的功率管理系統(tǒng)。圖2是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的與便攜式設(shè)備集成的兩件式機(jī)殼的透視圖。圖3是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的殼體和所附接的UPM的透視圖。圖4是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的兩件式機(jī)殼的前側(cè)面的透視圖。圖5示出根據(jù)本文所述的某些實(shí)施方案的UPM的頂視圖和側(cè)端視圖。圖6示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案使用鉤和鉤接收器機(jī)構(gòu)將兩個(gè)UPM堆疊在一起的過(guò)程。圖7示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案經(jīng)由MI總線連接到智能電話以形成功率集線器的三個(gè)UPM的堆棧的功能圖。圖8示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案從兩個(gè)UPM產(chǎn)生的功率集線器，其中UPM從各種源例如(左)墻壁電源插座、(頂部)另一 UPM或(右)膝上型計(jì)算機(jī)被供電(充電)。圖9示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的獨(dú)立功率集線器(左)，其可用于給單個(gè)設(shè)備充電并(右)用于同時(shí)給兩個(gè)便攜式設(shè)備充電。圖10示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的UPM堆棧，其可從AC電源被充電，并可給多個(gè)便攜式電子設(shè)備充電。圖11示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案也可用作功率集線器的具有集成的UPM的殼體。圖12是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案集成到設(shè)備的后門(mén)中的UPM的圖示。圖13A示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案與便攜式設(shè)備集成的兩件式機(jī)殼的后視圖。圖13B示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案與便攜式設(shè)備集成的兩件式機(jī)殼的側(cè)視圖。圖13C示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案與具有附接到其的UPM的便攜式設(shè)備集成的兩件式機(jī)殼、以及附接到UPM的外圍設(shè)備和墻壁電源插座的后視圖。圖14示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案使用設(shè)備的內(nèi)置電池-門(mén)連接器附接到設(shè)備的更換電池門(mén)1401。圖15示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的連接到更換電池門(mén)的UPM、以及連接到UPM的外圍設(shè)備和墻壁電源插座。圖16A、16B和16C示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的與沒(méi)有附接有UPM的便攜式設(shè)備集成的兩件式機(jī)殼的后視圖和側(cè)視圖，以及此外具有連接到外圍設(shè)備和墻壁電源插座的附接的UPM的機(jī)殼的后視圖。圖17示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案與便攜式設(shè)備和附接到其的UPM集成的兩件式機(jī)殼的后視圖。圖18示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案與便攜式設(shè)備以及附接到其的墻壁電源插座和UPM集成的兩件式機(jī)殼的側(cè)視圖。圖19示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的與便攜式設(shè)備和附接到其的UPM集成的兩件式機(jī)殼的后視圖。圖20示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的與便攜式設(shè)備和附接到其的UPM集成的兩件式機(jī)殼的側(cè)視圖。圖21示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案使用設(shè)備的內(nèi)置電池-門(mén)連接器附接到設(shè)備的更換電池門(mén)。
圖22示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案具有更換電池門(mén)的設(shè)備的前視圖。圖23示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案使用設(shè)備的內(nèi)置電池-門(mén)連接器附接到設(shè)備的更換電池門(mén)和附接到更換電池門(mén)的UPM。圖24示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案與便攜式設(shè)備和附接到其的UPM集成的兩件式機(jī)殼的后視圖。圖25示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案與便攜式設(shè)備和附接到其的UPM集成的兩件式機(jī)殼的頂視圖。圖26示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的機(jī)殼，其具有附接到其的兩個(gè)UPM的堆棧。圖27示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的UPM的側(cè)端視圖。圖28示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案使用設(shè)備的內(nèi)置電池-門(mén)連接器附接到設(shè)備的更換電池門(mén)和附接到更換電池門(mén)的UPM的側(cè)視圖。圖29A、29B和29C示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的藍(lán)牙耳機(jī)與附接到便攜式設(shè)備的UPM的集成。圖30A和30B示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的具有集成的音頻揚(yáng)聲器的UPM的前視圖和側(cè)視圖。圖31示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的具有用于與UPM集成的鉤的藍(lán)牙耳機(jī)。詳細(xì)描沭參考智能電話在本文描述了通用功率模塊系統(tǒng)的特征；然而，系統(tǒng)可與任何便攜式設(shè)備一起使用，便攜式設(shè)備沒(méi)有限制地包括手持電子游戲機(jī)、MP3音樂(lè)播放器、電子書(shū)閱讀器和類似的設(shè)備。圖1示出本文所述的一個(gè)實(shí)施方案，其中包含UPM10a、UPM10b、UPM10c的UPMlO的堆棧連接到便攜式設(shè)備，例如智能電話11 (在這里示出iPhone，但本文所述的本發(fā)明打算用于任何智能電話或便攜式計(jì)算設(shè)備，包括但不限于上面列出的設(shè)備)。功率管理系統(tǒng)的特征是將UPM連接到彼此或各種其它能量源和/或電子設(shè)備的能力，在各種電子設(shè)備和UPM當(dāng)中提供擴(kuò)展的能量容量和設(shè)備操作時(shí)間以及功率的多方面分布。圖1示出包括經(jīng)由IMI總線(未示出)連接以形成UPM堆棧的三個(gè)UPM的功率管理系統(tǒng)；然而，該系統(tǒng)可與任何數(shù)量的UPM—起操作。作為例子，單個(gè)UPM可被使用，或兩個(gè)或多個(gè)UPM可被組合?？啥询B的UPM的數(shù)量并不被限制；然而，考慮因素例如體積和重量可能提供對(duì)可堆疊在一起的UPM的數(shù)量的實(shí)際限制。每個(gè)UPM包含能夠存儲(chǔ)電荷的電池和與該電池通過(guò)接口連接的充電電路。充電電路調(diào)節(jié)用于給電池充電的電壓和電流，并監(jiān)測(cè)電池的電壓，以便確定何時(shí)開(kāi)始和停止充電。存在打算用在具有可再充電電池的設(shè)備例如德州電器公司的BQ24150A和飛思卡爾半導(dǎo)體公司的MC34673 (其數(shù)據(jù)表單合并到本申請(qǐng)中并分別作為附錄A和附錄B被附入)中的很多市場(chǎng)上可買到的充電電路。本發(fā)明不限于充電電路的任何特定的模型或種類。如上所述，充電電路從外部源接受功率并管理功率以安全和有效的方式到UPM電池的傳輸。這涉及幾個(gè)任務(wù)，其可以是下列任務(wù)中的一個(gè)或多個(gè)確定UPM的電池的當(dāng)前電荷狀態(tài)，監(jiān)測(cè)電荷的電流，以電流控制的或電壓控制的方式控制電荷的傳輸，以及確定何時(shí)終止電荷的傳輸(包括歸因于不安全的電荷條件的終止)。使用可移除的電池的便攜式設(shè)備通常將充電電路安置在設(shè)備的底盤(pán)內(nèi)或分開(kāi)的充電模塊中。當(dāng)充電電路被包括在設(shè)備本身中時(shí)，電池可只在插入設(shè)備中時(shí)被充電，且不能被分開(kāi)地充電。如現(xiàn)有技術(shù)中已知的將充電電路包括在專用充電模塊中允許電池被分開(kāi)地充電，但由于迫使用戶攜帶單獨(dú)的充電器而減小了便攜性和方便性。相反，UPM將充電電路與電池捆在一起。將充電電路包括在UPM的機(jī)殼內(nèi)服務(wù)于幾個(gè)目的。它提高了便攜性，因?yàn)樗灰笥脩魯y帶單獨(dú)的充電器；可使用僅僅標(biāo)準(zhǔn)微/USB電力電纜和電源(例如，膝上型計(jì)算機(jī)或墻壁電源插座)來(lái)給UPM充電。它也允許任意數(shù)量的UPM的堆疊(作為僅僅UPM或甚至在殼體上)將充電電路捆在UPM內(nèi)部確保每個(gè)電池由專用充電電路管理。除了別的以外，這還允許每個(gè)電池的電荷水平的單獨(dú)控制和監(jiān)測(cè)，并便于下面描述的“智能”充電算法，其涉及在UPM堆棧中的特定電池的選擇性充電。UPMlO的堆?？墒褂迷O(shè)備特定的電纜12連接到便攜式設(shè)備11，電荷和/或數(shù)據(jù)可穿過(guò)電纜12從UPMlO的堆棧傳輸?shù)街悄茈娫?1。設(shè)備特定的電纜12也可雙向地傳送電荷和/或數(shù)據(jù)。設(shè)備特定的電纜12的一端附接到UPM13之一的電荷輸出端口。設(shè)備特定的電纜12的另一端14附接到智能電話11本身。通用電纜也可用于將UPMlO的堆棧連接到便攜式設(shè)備11。當(dāng)UPMlO的堆棧使用設(shè)備特定的電纜附接到智能電話11時(shí)，UPM充當(dāng)智能電話11的電源——在功能上相當(dāng)于將智能電話11插入墻壁電源中或經(jīng)由另一設(shè)備例如桌上型或膝上型計(jì)算機(jī)給它充電。UPMlO的堆棧周期性地查詢智能電話11的內(nèi)部電池狀態(tài)。當(dāng)智能電話的內(nèi)部電池被100%充電時(shí)，UPM實(shí)質(zhì)上關(guān)掉電荷到電話的傳輸。當(dāng)內(nèi)部電池電荷狀態(tài)達(dá)到閾值(例如，97%)時(shí)，UPM開(kāi)始給內(nèi)部智能電池充電。閾值可被設(shè)置在范圍從小于100%到大于0%的任何值處；然而，閾值一般被設(shè)置得高(例如，90-99%)，使得智能電話內(nèi)部電池保持實(shí)質(zhì)上完全被充電。此外，UPM的機(jī)殼可包括可操作來(lái)通過(guò)UPM開(kāi)啟/關(guān)掉智能電話的內(nèi)部電池的充電的按鈕(未示出)。通過(guò)實(shí)質(zhì)上關(guān)掉電荷從UPM到智能電話的傳輸并僅在需要時(shí)參與電荷傳輸，UPM沒(méi)有不必要地消耗其存儲(chǔ)的電荷，并可因此向外部設(shè)備提供功率一段長(zhǎng)得多的時(shí)間。UPMlO的堆棧也可連接到電源例如墻壁電源插座或膝上型或桌上型計(jì)算機(jī)。功率輸入電纜16將電源連接到堆棧10中的UPM之一的電荷輸入端口。當(dāng)UPM的堆棧例如堆棧10使用功率輸入電纜連接到電源時(shí)，UPM的堆棧被共同充電，如下所述。適當(dāng)?shù)墓β瘦斎腚娎|包括但不限于USB電力電纜和A/C插頭電纜。UPM的堆棧可同時(shí)連接便攜式設(shè)備和外部電源。這允許便攜式設(shè)備11和UPMlO同時(shí)被充電。在某些實(shí)施方案中，UPM可插入與便攜式設(shè)備集成的機(jī)殼、殼體或面板中。圖2示出根據(jù)本文所述的一些實(shí)施方案的示例性殼體20，其用來(lái)容納便攜式設(shè)備例如蜂窩電話。殼體在透視圖中被示為具有可見(jiàn)殼體的后端面(背離設(shè)備的殼體的側(cè)面)。殼體可分成上部分24和下部分25以提供設(shè)備在殼體內(nèi)的保形配合?？墒褂酶鞣N機(jī)制連接殼體的這兩個(gè)部分。如圖2所示，下部分25的肋26以滑動(dòng)方式安裝在上部分24的通道27內(nèi)。在可選的實(shí)施方案中，殼體是水平可分離的，如圖13A-C所示。圖13A-C示出可分成左部分1310和右部分1311的殼體。如同可分成上部分和下部分的殼體一樣，可水平分離的殼體可使用各種機(jī)制(包括圖2所示的肋和通道方法)連接左部分和右部分。圖13A示出水平可分離的殼體的后視圖1301，而圖13B示出側(cè)視圖1302。圖13C示出附接有UPM的殼體。此外，可直接通過(guò)將UPM連接到電源例如墻壁電源插座1305來(lái)給UPM的電池或設(shè)備的內(nèi)部電池充電。此外，UPM可用于給外部設(shè)備例如藍(lán)牙音頻設(shè)備1304充電。UPM能夠給智能電話和/或外部設(shè)備充電，即使它未連接到墻壁電源插座或其它電源。圖13A-C所示的殼體包括用于接納UPM的鉤的機(jī)械槽1321。槽1321包含較寬的上部分1321a和較窄的下部分1321b，如在圖13A的左上放大部分中示出的。如圖27所示，UPM的底部具有可用于將UPM附接到便攜式設(shè)備或另一 UPM的“鉤”2710。為了將UPM附接到殼體，UPM的鉤2710插入能夠接納鉤的槽1321的較寬的上部分1321a中。也就是說(shuō)，鉤比上槽部分1321a窄。UPM組件接著向下移動(dòng)以使鉤柄部與槽1321的較窄的下部分1321b嚙合，以將連接固定到殼體。鉤2710具有比槽1321的窄部分1321b更寬的凸緣或邊緣或唇緣，并用于將UPM固定到殼體。柄部的長(zhǎng)度可變化，但一般具有最小化鉤超出殼體內(nèi)表面的延伸部分的長(zhǎng)度。鉤具有深度以提供間隙并與設(shè)備間隔開(kāi)是合乎需要的。在可選的實(shí)施方案中，殼體由符合并“咬合”到便攜式電話的殼體的背面的單件柔性材料組成。殼體包括用于將UPM附接到殼體的機(jī)構(gòu)。參考圖2，殼體的背面包括用于接納UPM的UPM連接組件21。連接組件包括適合于接納UPM的在殼體的背面上的空間或區(qū)域。該空間可以是殼體的背面中的凹部或凹陷，或它可以與殼體的背面的其余部分齊平。該空間可以是具有一個(gè)或多個(gè)凸起的側(cè)面的隔間，如圖2所示?？蛇x地，該空間可以是殼體的背面上的實(shí)質(zhì)上平坦的區(qū)域，其包含用于將UPM固定到殼體的連接器。UPM連接組件包括連接UPM的互補(bǔ)MI連接器的MI觸頭28 (下面更詳細(xì)地描述MI觸頭和MI連接器)。殼體可由剛性或柔性材料制成。此外，設(shè)想僅需要一個(gè)部分的用于包圍設(shè)備的其它設(shè)計(jì)(例如，上面描述的咬合殼體)。參考圖2，為了將UPM插入連接組件中，用戶將UPM滑動(dòng)到在軌道22和捕獲部(catch)23之間的UPM隔間中(也見(jiàn)圖26，示出插入軌道2611和捕獲部2612之間的空間中的UPM2610a，額外的UPM2610b附接到UPM2610a)。當(dāng)UPM完全插入到隔間中時(shí)，它由保持掣子23保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。圖3示出具有插入到UMP隔間21中的UPM30的殼體20。為了從連接組件移除UPM，用戶釋放保持掣子23。雖然圖2所示的殼體使用軌道22來(lái)將UPM固定在連接組件21中，但是連接組件可包括可用于這個(gè)目的的各種連接器，包括但不限于磁性連接、Velcro 連接器、鉤、大頭釘、掣子、鳩尾榫、搭扣、松緊帶等。連接方法也可使用如下面參考圖14、15和16A-C所述的機(jī)械槽和鉤。如圖27所示，UPM的底部具有可用于將UPM附接到便攜式設(shè)備或另一 UPM的“鉤”2710。根據(jù)一些實(shí)施方案,UPM的鉤2710可用于將UPM固定到可移除的殼體或可拆下的電池面板。圖16A-C示出具有用于附接UPM的槽1621的殼體。槽1621包含較寬的上部分1621a和較窄的下部分1621b，如在圖16A的左上放大部分中示出的。為了將UPM附接到殼體，UPM的鉤2710 (見(jiàn)圖27)插入能夠接納鉤的槽1621的較寬的上部分1621a中。也就是說(shuō)，鉤比上槽部分1621a窄。UPM組件接著向下移動(dòng)而使鉤柄部與槽1621的較窄的下部分1621b嚙合，以將連接固定到殼體。鉤2710具有比槽1621的窄部分1621b更寬的凸緣或邊緣或唇緣，并用于將UPM固定到殼體。柄部的長(zhǎng)度可變化，但一般具有最小化鉤超出殼體內(nèi)表面的延伸部分的長(zhǎng)度。鉤具有深度以提供間隙并與設(shè)備間隔開(kāi)是合乎需要的。圖16A示出UPM沒(méi)有被插入的殼體1601的后視圖。圖16B示出沒(méi)有UPM的殼體的側(cè)視圖1602。圖17、圖18和圖25分別示出插有UPM的殼體1603的后視圖、側(cè)視圖和頂視圖。圖16C示出具有附接到被插入的UPM的外圍設(shè)備的殼體1603的視圖。當(dāng)UPM被插入時(shí)，UPM的電池可用于向設(shè)備的內(nèi)部電池提供電荷。此外，可直接通過(guò)將UPM連接到電源例如墻壁電源插座1605或PC、MAC或其它個(gè)人計(jì)算設(shè)備來(lái)給UPM的電池或設(shè)備的內(nèi)部電池充電。此外，殼體具有同步/充電端口以允許便攜式設(shè)備、UPM的充電，且任何外圍設(shè)備連接到UPM。同步/充電端口也允許數(shù)據(jù)傳輸(例如，同步到iTunes)。此外，UPM具有同步/充電端口以允許便攜式設(shè)備、UPM的充電，且任何外圍設(shè)備連接到UPM。同步/充電端口也允許數(shù)據(jù)傳輸(例如，同步到iTunes)。一般來(lái)說(shuō)，可使用UPM上的充電端口充電的任何設(shè)備也可使用殼體上的同步/充電端口來(lái)充電，且反之亦然。此外，UPM也可用于給外部設(shè)備例如藍(lán)牙音頻設(shè)備1604充電。圖16A-C所示的實(shí)施方案具有當(dāng)UPM未附接到殼體的背面上的槽時(shí)維持光滑剖面的優(yōu)點(diǎn)。殼體的背面實(shí)質(zhì)上是平坦的，如可在側(cè)視圖1602中看到的。因此，當(dāng)UPM未被附接時(shí)，沒(méi)有突出部或大的腔，這可能使手持式設(shè)備難以使用、握住或攜帶。當(dāng)將UPM附接到殼體的背面時(shí)，UPM的鉤滑到殼體的背面上的槽中，并形成連接。所附接的UPM靠著殼體的背面齊平地?cái)R置。圖13A、圖13B和圖24分別示出沒(méi)有附接UPM的另一 “實(shí)質(zhì)上平坦的”實(shí)施方案(例如上面參考圖16A-C描述的實(shí)施方案)的后視圖、側(cè)視圖和前視圖。圖19和圖20分別示出附接有UPM的該實(shí)施方案的后視圖和側(cè)視圖。圖13C示出附接有UPM和外圍設(shè)備的該實(shí)施方案的后視圖。鉤和機(jī)械槽也可用于將UPM附接到可移除的電池面板，如圖14和圖21所示。更換電池門(mén)1401使用設(shè)備的用于連接設(shè)備提供的電池門(mén)的內(nèi)置電池-門(mén)連接器(未示出)附接到設(shè)備。更換電池門(mén)1401包括充電觸頭1402，其配置成與設(shè)備的內(nèi)部電池電接觸并可用于使用UPM給設(shè)備的內(nèi)部電池充電。充電觸頭1402根據(jù)各種設(shè)備特定的方法連接到設(shè)備的內(nèi)部電池(例如，很多RIM黑莓設(shè)備提供用于在設(shè)備被放置在?？客屑苤薪o內(nèi)部電池充電的外部充電接口 ；該接口也可用于使用UPM給內(nèi)部電池充電)。充電接口通常是設(shè)備特定的，并可使用很多已知充電方法之一，包括但不限于通過(guò)USB電纜充電、感應(yīng)充電、外部充電觸頭等。更換門(mén)包括用于接納UPM的鉤的機(jī)械槽1411。槽1411包含較寬的上部分1411a和較窄的下部分1411b，如在圖14的左上放大部分中示出的。為了將UPM附接到更換門(mén)，UPM的鉤2710插入能夠接納鉤的槽1411的較寬的上部分1411a中。也就是說(shuō)，鉤比上槽部分1411a窄。UPM組件接著向下移動(dòng)而使鉤柄部與槽1411的較窄的下部分1411b嚙合，以將連接固定到殼體。鉤2710具有比槽1411的窄部分1411b更寬的凸緣或邊緣或唇緣，并用于將UPM固定到更換門(mén)。柄部的長(zhǎng)度可變化，但一般具有最小化鉤超出門(mén)內(nèi)表面的延伸部分的長(zhǎng)度。鉤具有深度以提供間隙并與設(shè)備間隔開(kāi)(較寬和較窄部分的位置是任意的，并且也可反轉(zhuǎn))是合乎需要的。當(dāng)鉤插入機(jī)械槽1411中時(shí)，UPM向下移動(dòng)以固定UPM和電池門(mén)1401之間的連接。當(dāng)被附接時(shí)，UPM使用充電觸頭1402來(lái)向內(nèi)部電池提供電荷。圖15和圖23示出連接到更換電池門(mén)的UPM1501。當(dāng)被附接到門(mén)時(shí)，UPM的電池可用于向設(shè)備的內(nèi)部電池提供電荷。此外，可直接通過(guò)將UPM連接到電源例如墻壁電源插座1502來(lái)給UPM的電池和/或設(shè)備的內(nèi)部電池充電。此外，UPM可用于給外部設(shè)備例如藍(lán)牙音頻設(shè)備1503充電。圖22示出了該實(shí)施方案的前視圖?？蛇x地，包括槽或用于連接UPM和充電觸頭的其它裝置或用于給UPM充電的其它裝置的門(mén)可能已經(jīng)由便攜式設(shè)備的制造商提供，在這種情況下沒(méi)有更換電池門(mén)是必要的。類似地，制造商可提供沒(méi)有電池門(mén)但具有包含槽或用于連接UPM和充電觸頭的其它裝置或用于給UPM充電的其它裝置的表面的便攜式設(shè)備。在這兩種情形中，UPM可直接附接到便攜式設(shè)備，而不需要更換電池門(mén)或外部殼體。與上面描述的殼體一樣，圖14和15所示的更換電池門(mén)也具有當(dāng)UPM未附接到門(mén)的背面上的槽時(shí)維持光滑剖面的優(yōu)點(diǎn)。更換電池門(mén)的背面實(shí)質(zhì)上是平坦的，如可在圖28中看到的。因此，當(dāng)UPM未被附接時(shí)，沒(méi)有突出部或大的腔，這可能使手持式設(shè)備難以使用、握住或攜帶。當(dāng)將UPM附接到更換電池面板的背面時(shí)，UPM的鉤滑到殼體的背面上的槽中，并形成連接。圖4示出圖2所示的殼體20的前側(cè)面。如所示，殼體可包括一個(gè)或多個(gè)“穿透”端口 41 (例如，微USB端口，如所示)以從殼體的外部提供對(duì)智能電話的通信和功率I/O端口的通路。這些穿透槽允許數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄茈娫捄蛷闹悄茈娫拏鬏?，且它們還使用戶能夠直接給智能電話的內(nèi)部電池充電。根據(jù)某些實(shí)施方案，穿透端口 41允許用戶不僅給智能電話的內(nèi)部電池而且給附接到殼體或經(jīng)由外部電纜附接的任何UPM以及附接到殼體或經(jīng)由外部電纜附接的任何外部設(shè)備充電。此外，殼體可直接連接到便攜式設(shè)備的數(shù)據(jù)/功率輸入端口，并從而在UPM插入連接組件中時(shí)確保UPM自動(dòng)連接到便攜式設(shè)備。殼體也可任選地包括開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)來(lái)控制從UPM到電話的功率傳輸。在圖4所示的殼體中，該連接經(jīng)由連接器42實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施方案中，殼體包括上面描述的設(shè)備特定的電纜12的功能。可使用其它類型的連接，例如標(biāo)準(zhǔn)或微USB端口、或三觸頭電池充電連接器，因?yàn)椴皇撬兄悄茈娫挾及▓D4示出的30管腳iPhone連接器。一些便攜式電子設(shè)備例如黑莓便攜式設(shè)備包括用于給機(jī)殼的外部上的內(nèi)部電池充電的觸頭。在這樣的情況下，殼體可包括與便攜式設(shè)備的機(jī)殼上的觸頭接觸的充電觸頭?？蛇x地，智能電話的現(xiàn)有電池門(mén)可由設(shè)計(jì)成接納UPM的定制門(mén)代替。該布置可包括圖2、圖3和圖4所示的殼體的所有功能特征。其它便攜式電子設(shè)備具有USB端口、圓形功率/數(shù)據(jù)端口和其它裝置以連接到用于再充電的電源。根據(jù)一些方面，殼體設(shè)計(jì)成通過(guò)接口與這些互連連接。殼體允許用戶訪問(wèn)已經(jīng)存在于智能電話的側(cè)面/背面上的各種按鈕/端口。如果智能電話包括攝像機(jī)，則殼體可包括攝像機(jī)鏡頭的開(kāi)口，確保攝像機(jī)可仍然被使用，即使智能電話被包圍在殼體20中。圖4例如示出容積控制裝置43、音頻輸出插座44、攝像機(jī)鏡頭45和開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)46的開(kāi)口。殼體預(yù)定允許UPM電源的“熱-可交換的”更換。換句話說(shuō)，UPM可被釋放、拆卸并由另一 UPM更換，而不中斷便攜式設(shè)備的功能。此外，新的UPM可插入殼體USB端口中，而不考慮UPM是否在殼體上或不中斷便攜式電子設(shè)備的功能。UPM的處理器和MI總線自動(dòng)探測(cè)到設(shè)備已被連接，且如果必要，指示UPM開(kāi)始傳輸電荷。不是必須修改便攜式設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，因?yàn)槿缟纤?，附接UPM在功能上相當(dāng)于將智能電話11插入墻壁電源中或經(jīng)由另一設(shè)備例如桌上型或膝上型計(jì)算機(jī)給它充電。
圖5示出根據(jù)本文所述的某些實(shí)施方案的UPM的頂視圖(左)和側(cè)視圖(右)。UPM包括在機(jī)殼50內(nèi)部的電池電源。為了指示包含在電池中的電荷的水平，LED指示器51被包括在機(jī)殼的外部上。可選地，可使用其它類型的指示器，包括IXD、OLED等。這些指示器51提供UPM的電荷的粗略近似(例如,60%的剩余電荷可通過(guò)點(diǎn)亮五個(gè)燈中的三個(gè)來(lái)示出)。此外，LED可用于指示其它事件，例如從堆?；驓んw拔去/拆卸UPMjf UPM插入/附接到堆棧或殼體中、將充電器插入U(xiǎn)PM中、將電荷傳輸?shù)経PM中或從UPM傳輸電荷。LED布置成使得它們可從UPM的頂部和側(cè)面被觀看，使用戶能夠觀看在UPM中的大致剩余的電荷，即使UPM是UPM堆棧的部分。這可例如通過(guò)將LED指示器51放置在成角度的平面上(例如，在UPM的形成斜面的邊緣)或通過(guò)將LED放置在直角插座中來(lái)實(shí)現(xiàn)。LED的其它布置可用于允許從UPM的上端面和下端面的可見(jiàn)性。LED指示器51可被連續(xù)地點(diǎn)亮，或它們可通過(guò)按下UPM的外殼上的按鈕58來(lái)激活?？蛇x地，LED可周期性地閃爍。當(dāng)按鈕被按下之后激活LED —段有限量的時(shí)間幫助節(jié)約功率。LED也可使用不同的顏色來(lái)傳送信息(例如，綠色LED可用于指示UPM的內(nèi)部電池是滿的，而紅色LED可用于指示它是空的，或LED可用于指示在一組UPM當(dāng)中的電荷的相對(duì)水平，僅舉幾個(gè)例子)。LED例如含有字母數(shù)字的LED也可用于將各種信息例如剩余的電池電荷的百分比傳送給用戶。UPM還包括多個(gè)端口 52 (在圖5中被示為微USB端口)。端口可處理電荷和/或數(shù)據(jù)，并可以是僅輸入或輸出端口或輸入/輸出雙向端口。這些端口可以都連接到便攜式設(shè)備例如智能電話或其它UPM以便向便攜式設(shè)備提供功率，并且也連接到電源例如墻壁電源插座或膝上型/桌上型計(jì)算機(jī)以便給UPM充電。注意，UPM不限于微USB連接器的使用，也不限于僅僅2個(gè)端口。適合于傳輸電荷或數(shù)據(jù)的任何類型的電連接器可用于將UPM連接到便攜式設(shè)備(例如，“彈簧單高蹺型”連接器)。這些連接器可用作僅輸入、僅輸出或雙向連接器。如上所述，通過(guò)將幾個(gè)UPM堆疊在一起，它們可在功能上用作單個(gè)電源單元。機(jī)械地，該堆疊使用鉤53和鉤接收器54來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖然任何類型的機(jī)械連接器可用于這個(gè)目的。圖5所示的實(shí)施方案使用“下降和滑下”鉤在本實(shí)施方案中，用戶通過(guò)將一個(gè)UPM的鉤插入另一個(gè)UPM的鉤接收器中并接著橫向滑動(dòng)來(lái)將一個(gè)UPM堆疊在另一個(gè)UPM的頂部上，將這兩個(gè)UPM鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢谩D6示出將兩個(gè)UPM堆疊在一起的過(guò)程。在左視圖中，上UPM的鉤53插入下UPM的鉤接收器54中。在右視圖中，上UPM相對(duì)于下UPM向前移動(dòng)，將鉤固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。鉤53與鉤接收器54的唇緣嚙合以將UPM保持在鎖定位置上。然而，堆疊不限于這種特定類型的機(jī)械連接。各種物理連接器例如磁性連接、維可牢(velcro)連接器、鉤、大頭釘、掣子、鳩尾榫、搭扣、松緊帶等可用于將一個(gè)UPM物理地連接到另一個(gè)UPM。機(jī)械連接對(duì)電連接傳輸是不需要的。在電學(xué)上，UPM的堆疊使用電觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖然任何類型的電連接器可用于這個(gè)目的。當(dāng)兩個(gè)UPM —個(gè)堆疊在另一上(如圖6所示)時(shí)，一個(gè)UPM的MI觸頭55與另一個(gè)UPM的MI連接器56電接觸。每個(gè)UPM包括MI觸頭55和MI連接器56，所以它可連接到兩個(gè)其它UPM (即，在UPM的堆棧的“中部”中)或智能電話殼體中的適當(dāng)頂I。在圖5所示的特定實(shí)施方案中，頂I連接器56是“彈簧單高蹺”型連接器，其是加載的彈簧以確保與相鄰的UPM的IMI觸頭55的穩(wěn)固電連接。然而，本文公開(kāi)的發(fā)明不限于這種特定類型的連接器。各種電觸頭、聯(lián)結(jié)器、電源插座等可用于實(shí)現(xiàn)頂1連接，包括用于數(shù)據(jù)和/或功率傳輸?shù)姆俏锢碛|頭，例如RF或感應(yīng)電荷。堆疊的方向取決于在UPM的底盤(pán)上的充電觸頭的位置。例如，具有側(cè)充電觸頭的UPM模塊將水平地堆疊。圖5和圖6也示出用于在UPM插入殼體(例如圖2_4所示的殼體)中時(shí)固定UPM的軌道凹槽57。也可使用將UPM附接到殼體或電池門(mén)的可選方法，例如使用上面描述的機(jī)械槽和鉤的方法。如上所述，各種物理連接器例如磁性連接、維可牢連接器、鉤、大頭釘、掣子、鳩尾榫、搭扣、松緊帶等可用于將UPM物理地連接到殼體或電池門(mén)。當(dāng)多個(gè)UPM堆疊在一起時(shí)，它們可使用上面描述的電MI連接來(lái)傳遞電荷和/或數(shù)據(jù)。每個(gè)UPM包括包含固件指令的存儲(chǔ)器和執(zhí)行這些固件指令的處理器。處理器和固件允許UPM識(shí)別事件，包括但不限于當(dāng)它與其它UPM—起堆疊時(shí)，當(dāng)它連接到外部電源時(shí)，以及當(dāng)它連接到便攜式設(shè)備時(shí)(這些狀態(tài)不是相互排他的)。此外，堆棧中的UPM可經(jīng)由IMI連接獲得關(guān)于堆棧中的其它UPM的電荷信息。在這些狀態(tài)的每個(gè)中，UPM的行為將由適當(dāng)?shù)墓碳噶畲_定。注意，頂1總線將UPM連接到其它UPM，但也將UPM連接到便攜式設(shè)備例如智能電話。以這種方式，連接到UPM的堆棧(包括UPM本身)的所有設(shè)備可被認(rèn)為連接到單個(gè)IMI總線。多個(gè)UPM可被堆疊以形成功率集線器。例如，圖7示出經(jīng)由MI總線74連接到智能電話73的三個(gè)UPM70、71、72的堆棧的功能圖。在這種情形中，三個(gè)UPM的堆棧用于給僅有10%的剩余電荷的智能電話供電。堆棧中的每個(gè)UPM僅僅被部分地充電。UPM70具有30%的剩余電荷；UPM71具有23%的剩余電荷；UPM72具有25%的剩余電荷。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，如固件指令所指示的，功率將從堆棧中的具有最少(非零)剩余電荷的UPM自動(dòng)流到智能電話。在這種情況下，具有最少剩余電荷的UPM是UPM71，其在其容量的僅僅23%處。當(dāng)UPM71消耗完其功率儲(chǔ)備時(shí)，UPM72將變成堆棧中的具有最少非零剩余電荷的UPM，且功率將開(kāi)始從UPM72流到智能電話73。這個(gè)過(guò)程繼續(xù)，直到智能電話被完全充電，或堆棧中的所有UPM消耗完其剩余電荷。堆疊的UPM的電荷流出行為由UPM的處理器所執(zhí)行的固件指令確定。當(dāng)UPM的堆棧連接到外部電源例如墻壁電源插座或膝上型/桌上型計(jì)算機(jī)時(shí)，反轉(zhuǎn)規(guī)則可適用。在這些情況下，如固件指令所指示的，功率將從外部電源自動(dòng)流到堆棧中的最接近于100%容量的UPM。例如，如果三個(gè)UPM的堆棧分別被充電到40%、80%和60%容量，則第二個(gè)UPM (最接近于100%容量)將使用來(lái)自外部電源的功率首先被充電到100%容量。在第二個(gè)UPM被完全充電時(shí)，處于60%的第三個(gè)UPM將最接近于100%，且電荷將從外部電源流動(dòng)，直到第三個(gè)UPM被完全充電。該過(guò)程繼續(xù)，直到堆棧中的所有UPM被完全充電?？蛇x地，功率可同時(shí)或以相反的順序例如從最低到最高功率流到堆棧中的所有UPM。堆疊的UPM的電荷流入行為由UPM的處理器所執(zhí)行的固件指令確定。電荷也可在UPM的堆棧中的各個(gè)UPM當(dāng)中傳輸。例如，根據(jù)本文所公開(kāi)的發(fā)明的一些實(shí)施方案，電荷可從堆棧的最少充電的成員傳輸?shù)蕉褩５淖疃喑潆姷某蓡T，目的是獲得將從堆棧拆卸并插入殼體(例如圖2所示的殼體)中的單個(gè)完全充電的UPM。如果UPM或UPM的堆棧當(dāng)前沒(méi)有給便攜式設(shè)備例如智能電話充電，則功率可自動(dòng)開(kāi)始以上述方式在UPM當(dāng)中傳輸。堆疊的UPM的電荷傳輸行為由UPM的處理器所執(zhí)行的固件指令確定。電荷在UPM當(dāng)中傳輸，以便最終具有盡可能多的完全充電的UPM。注意，可能使用UPM或UPM的堆棧同時(shí)給多個(gè)設(shè)備充電。這個(gè)“功率集線器”方法可通過(guò)使用端口 52簡(jiǎn)單地將多于一個(gè)設(shè)備附接到UPM/UPM堆棧來(lái)實(shí)現(xiàn)。UPM可用作充電集線器，其中堆棧中的每個(gè)UPM端口可從各種電源被充電。例如，圖8示出從兩個(gè)UPM創(chuàng)建的功率集線器800，其中一個(gè)UPM給另一個(gè)UPM充電。UPM可從外部AC電源820或甚至從便攜式電子設(shè)備810被充電。UPM可用作獨(dú)立的功率集線器以給其它設(shè)備充電。例如，圖9示出用于給單個(gè)設(shè)備充電的獨(dú)立功率集線器900和用于同時(shí)給兩個(gè)便攜式設(shè)備充電的功率集線器910。多個(gè)UPM的堆?？捎米饔糜诮o便攜式設(shè)備充電的一個(gè)插頭發(fā)電裝置，而同時(shí)通過(guò)到AC電源的連接而被充電(或維持其電荷)。例如，圖10示出可從AC電源1010被充電的UPM堆棧1000。UPM堆?？梢越o多個(gè)便攜式電子設(shè)備1020充電。具有集成UPM的殼體也可用作如圖11所示的功率集線器。在圖11中，具有帶有集成UPM1000的殼體的智能電話可給另一便攜式電子設(shè)備1110充電。也可能直接使用MI觸頭給外部設(shè)備充電。參考圖29A-C，外部設(shè)備例如藍(lán)牙耳機(jī)2910可合并MI觸頭2911。藍(lán)牙耳機(jī)2910、2913可使用滑動(dòng)到槽2914中的鉤(3110，圖31中示出)物理地附接到UPM，形成牢固的物理連接，如圖29C所示。當(dāng)以這種方式附接到UPM時(shí)，藍(lán)牙耳機(jī)上的MI觸頭2911與UPM上的MI觸頭2912接觸。在觸頭2911和2912之間的連接可用于將電荷和/或數(shù)據(jù)從UPM傳輸?shù)剿{(lán)牙耳機(jī)2910。藍(lán)牙耳機(jī)2910僅僅是可以用這種方式被充電的外部設(shè)備的一個(gè)例子?？芍苯油ㄟ^(guò)UPM上的MI連接器2912給合并IMI觸頭和用于附接到UPM的連接器的可再充電便攜式設(shè)備充電。便攜式外部設(shè)備可使用任何牢固的附接機(jī)構(gòu)連接到UPM，附接機(jī)構(gòu)包括但不限于圖29A-C中示出的鉤和槽連接機(jī)構(gòu)、磁性連接、Velcro 連接器、鉤、大頭釘、掣子、鳩尾榫、搭扣、松緊帶等。在圖30A-B中示出的一個(gè)實(shí)施方案中，除了上面描述的各種其它UPM部件以外，UPM3010還可包括音頻揚(yáng)聲器3011。UPM3010包括用于將音頻信號(hào)無(wú)線地傳輸?shù)綋P(yáng)聲器3011的藍(lán)牙接口。UPM3010還包括用于控制音頻音量的音量控制裝置3012、當(dāng)藍(lán)牙連接在UPM3010和啟用藍(lán)牙的音頻源之間建立時(shí)被點(diǎn)亮的藍(lán)牙指示燈3014、和/或可用于選擇性地啟用/禁用揚(yáng)聲器3011的開(kāi)/關(guān)按鈕3013。與上面描述的各種實(shí)施方案一樣，UPM3010可固定到殼體、更換電池門(mén)、另一 UPM、或直接固定到便攜式設(shè)備，允許它的內(nèi)部電池經(jīng)由IMI觸頭發(fā)送/接收電荷和/或數(shù)據(jù)。IMI總線能夠不僅傳輸電荷，而且傳輸數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可例如用于在UPM當(dāng)中傳遞，以便實(shí)現(xiàn)上面描述的電荷流入、電荷流出和電荷傳輸行為。使用電連接器傳輸電荷和數(shù)據(jù)在本領(lǐng)域中是公知的，并可使用各種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，參考圖5和圖6所示的IMI連接器，三個(gè)連接器元件中的兩個(gè)可用于傳輸電荷，而其余的連接器元件可用于傳輸數(shù)據(jù)。然而，本發(fā)明不限于這個(gè)特定的方案。描述了與手持式電子設(shè)備通過(guò)接口連接的示例性UPM。為了本描述的目的，設(shè)計(jì)由兩個(gè)參考產(chǎn)品組成，例如由在矩形機(jī)殼(UPM)和殼體(或外殼)例如iPhone3GS的外殼中的電池和控制板組成的功率模塊。UPM存儲(chǔ)額外的功率并為便攜式設(shè)備提供額外的功率。UPM可與3管腳IMI總線連接器連接。此外，電荷也可經(jīng)由微USB連接器傳輸?shù)経PM并從UPM傳輸，以便給UPM充電或給外部設(shè)備充電。示例性UPM具有下面的特征(注意，這個(gè)列表僅適用于某些實(shí)施方案，且沒(méi)有被規(guī)定為排他的)
形狀是矩形 7x44x81mm 能量容量是1100 (或更大的)mAh可再充電鋰聚合物電池 為了接受電荷，有微USB B插座 查詢?cè)O(shè)備的電池電荷狀態(tài)以最大化電池電荷的使用 為了提供電荷，有微USB AB插座 連接到具有(I)公MI連接器和(I)母MI連接器的外殼或其它UPM 使用可從UPM的端部和頂部可見(jiàn)的五個(gè)LED提供電池電荷水平的LED顯示 有在LED上暫時(shí)強(qiáng)制顯示電池狀態(tài)的按鈕 將是整個(gè)一系列便攜式設(shè)備平臺(tái)中的相同的形狀因子 有高效率DC/DC轉(zhuǎn)換器和電池充電器以最小化在傳輸期間的能量損耗示例性外殼具有下面的特征(注意，這個(gè)列表僅適用于某些實(shí)施方案，且沒(méi)有被規(guī)定為排他的) 為手持式設(shè)備提供保護(hù)殼體 提供母頂I連接器 提供微USB連接器以允許手持式設(shè)備與PC、MAC或其它個(gè)人計(jì)算設(shè)備同步。該連接器還允許給手持式設(shè)備和/或UPM充電。 查詢?cè)O(shè)備的電池電荷狀態(tài)以最大化電池電荷的使用 提供公30管腳連接器以連接到手持式設(shè)備 最小化對(duì)參考電話的天線性能的影響 提供在殼體/外殼上的開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān) 提供超馳控制裝置(override)以當(dāng)內(nèi)部設(shè)備電池被完全充電時(shí)防止手持式設(shè)備消耗充電電流可以用下面的方式使用這些產(chǎn)品(注意，這個(gè)列表僅適用于某些實(shí)施方案，且沒(méi)有被規(guī)定為排他的)· UPM可使用另一連接機(jī)構(gòu)例如上面描述的連接機(jī)構(gòu)“咬合”到外殼中或可被附接。 多于一個(gè)UPM可經(jīng)由附接到外殼的MI咬合到另一 UPM上?！ざ嘤谝粋€(gè)UPM可在沒(méi)有外殼的情況下咬合在一起?！?UPM可連接到外部設(shè)備和/或外部電源在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，UPM通過(guò)MI總線與電源、手持式設(shè)備和其它UPM經(jīng)由接口連接。在示例性實(shí)施方案中，頂I總線可包括三個(gè)功率/信號(hào)管腳，例如BUS1、5V功率總線、BUS2、功率和信號(hào)接地和BUS3、控制路徑。在示例性實(shí)施方案中，UPM具有兩個(gè)IMI接口、“最左邊的”接口(母連接器)和“最右邊的”接口(公連接器)，且BUSl和BUS2在最左邊和最右邊的接口之間被硬連接，以及BUS3經(jīng)受本地微處理器。在一些實(shí)施方案中，外殼只有“最左邊的”接口。UPM可由各種源例如局部電池(如果存在)、充電器連接器或BUSl供電。充電協(xié)議可被定義和實(shí)現(xiàn)，使得協(xié)議所消耗的電流盡可能接近于正常電池自消耗(例如，〈〈lma)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，UPM BUS是可自配置的，也就是說(shuō)，UPM可識(shí)別連接到BUS的部件并識(shí)別連接的性質(zhì)和優(yōu)先級(jí)。每當(dāng)“連接狀態(tài)”在UPM和外殼之間改變時(shí)，MI總線上的設(shè)備傳遞并決定在系統(tǒng)中的電流的流動(dòng)。用于確定此的規(guī)則基于參考模型。在這個(gè)參考模型中，有連接到O或I個(gè)外殼的O或多個(gè)UPM。設(shè)備被定義為UPM或外殼。“最左邊的”設(shè)備被定義為離外殼最遠(yuǎn)的UPM或其母連接器被暴露的UPM?！白钣疫叺摹痹O(shè)備被定義為外殼(如果存在)或其公連接器被暴露的UPM。當(dāng)連接狀態(tài)改變時(shí)，作出是否有插入任何UPM或外殼中的充電器確定。設(shè)備決定哪個(gè)設(shè)備提供電荷 如果充電器存在最左邊的充電器被使用。 如果沒(méi)有充電器存在則所有設(shè)備被允許“投標(biāo)”其當(dāng)前的電池狀態(tài)。具有最少電荷的UPM被選擇。存在對(duì)UPM的電池電荷的單元間準(zhǔn)確度的限制，所以有比較上的公差帶。如果一個(gè)或兩個(gè)UPM具有相同的電荷，則“最左邊的”UPM被選擇。設(shè)備決定哪個(gè)UPM以優(yōu)先順序獲取電荷 如果一個(gè)或多個(gè)微USB A電纜插入微USB AB連接器中，則連接到最右邊的UPM的設(shè)備取得優(yōu)先級(jí)。該優(yōu)先級(jí)繼續(xù)，直到所有這樣的UPM被充電。 如果存在且外殼認(rèn)為其設(shè)備需要電荷，則給設(shè)備的電池充電具有下一優(yōu)先級(jí)。 在最后一個(gè)優(yōu)先級(jí)中，所有設(shè)備被允許“投標(biāo)”其當(dāng)前的電池狀態(tài)。具有最多電荷的UPM被選擇。由于對(duì)準(zhǔn)確度的限制，存在比較上的公差帶。如果兩個(gè)或多個(gè)UPM具有相同的電荷，則“最右邊的” UPM被選擇。設(shè)備還對(duì)下面的事件作出上面的確定。這些行動(dòng)也被認(rèn)為是連接狀態(tài)的改變 在使用中的充電器被拔出或關(guān)閉。·獲取電荷的設(shè)備決定停止獲取電荷(例如，設(shè)備是滿的)。 提供電荷的UPM耗盡電荷。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)上面識(shí)別的指令在信號(hào)線上被執(zhí)行，例如，BUS是單線BUS。還設(shè)想額外的線用于執(zhí)行發(fā)信號(hào)。在其它實(shí)施方案中，功率在單獨(dú)的線中被傳輸。在其它實(shí)施方案中，在功率線的頂部上強(qiáng)加發(fā)信號(hào)。設(shè)備可具有與用戶的各種接口，其提供一系列信息。例如，LED燈可設(shè)置在殼體上和/UPM上。當(dāng)被顯示時(shí)，LED提供關(guān)于電池的當(dāng)前充電器的狀態(tài)，例如 關(guān)閉，無(wú)電荷· 1 個(gè)綠色 LED，<20% 電荷· 2 個(gè)綠色 LED，<40% 電荷· 3 個(gè)綠色 LED，<60% 電荷· 4 個(gè)綠色 LED，<80% 電荷· 5 個(gè)綠色 LED，<100% 電荷按下按鈕使當(dāng)前電荷狀態(tài)顯示在LED上例如5秒鐘。其它事件也可使LED暫時(shí)顯示例如 拔出 UPM 將UPM插入另一 UPM或外殼中 將充電器插入U(xiǎn)PM中 插入電纜以從UPM獲取電荷
將認(rèn)識(shí)到，雖然為了解釋的目的示出和描述了步驟的特定順序，該順序可以在某些方面改變，或步驟可被組合，同時(shí)仍然獲得期望的配置。此外，對(duì)如所主張的所公開(kāi)的實(shí)施方案和本發(fā)明的修改是可能的并在這個(gè)所公開(kāi)的發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于給便攜式電子設(shè)備充電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 a.電池模塊，其包括1.用于存儲(chǔ)電荷的電池； i1.充電電路；以及 ii1.第一電端ロ； b.殼體，其構(gòu)造成至少部分地包圍電子設(shè)備，所述殼體包括 1.連接器，其適合于將所述電池模塊可拆卸地固定到所述殼體； ii第二電端ロ，其適合于連接到被包圍的電子設(shè)備；以及 c.電導(dǎo)管，其將所述第一電端ロ連接到所述第二電端ロ，所述導(dǎo)管適合于將存儲(chǔ)在所述電池中的電荷傳輸?shù)剿龅诙姸衰怼?br> 2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電導(dǎo)管還適合于在所述第一電端口和所述第二電端ロ之間傳輸數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一電端ロ是USB端ロ。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二電端ロ是USB端ロ。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二電端ロ是30管腳多功能電連接器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于從外部電源接收電荷的電輸入端ロ。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊適合于將所接收的電荷存儲(chǔ)在所述電池中。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊適合于將所述接收的電荷傳輸?shù)剿龅诙姸衰怼?br> 9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于將額外的電池模塊可拆卸地固定到所述電池模塊的物理連接器。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于接收存儲(chǔ)在額外的電池模塊中的電荷的電子連接器。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于將存儲(chǔ)在所述電池模塊中的電荷傳輸?shù)筋~外的電池模塊的電子連接器。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于將外部設(shè)備可拆卸地固定到所述電池模塊的物理連接器。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于將存儲(chǔ)在所述電池模塊中的電荷傳輸?shù)剿鐾獠吭O(shè)備的電子連接器。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊包括單線自配置總線。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊配置成用于DC/DC轉(zhuǎn)換。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)電池模塊未被附接時(shí)，所述殼體的背面實(shí)質(zhì)上是平坦的。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊包括用于產(chǎn)生聲音的音頻致動(dòng)器設(shè)備。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述連接器包括鉤和槽，使得所述槽接納所述鉤，以便將所述電池模塊可拆卸地固定到所述殼體。
19.一種用于給便攜式電子設(shè)備充電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 a.電池模塊，其包括1.用于存儲(chǔ)電荷的電池； i1.充電電路；以及 ii1.第一電端ロ； b.面板，其構(gòu)造成附接到電子設(shè)備，所述面板包括1.連接器，其適合于將所述電池模塊可拆卸地固定到所述面板； i1.第二電端ロ，其適合于連接到所附接的電子設(shè)備；以及 c.電導(dǎo)管，其將所述第一電端ロ連接到所述第二電端ロ，所述導(dǎo)管適合于將存儲(chǔ)在所述電池中的電荷傳輸?shù)剿龅诙姸衰怼?br> 20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述電導(dǎo)管還適合于在所述第一電端口和所述第ニ電端ロ之間傳輸數(shù)據(jù)。
21.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述第一電端ロ是USB端ロ。
22.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述第二電端ロ是USB端ロ。
23.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述第二電端ロ是30管腳多功能電連接器。
24.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于從外部電源接收電荷的電輸入端ロ。
25.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊適合于將所接收的電荷存儲(chǔ)在所述電池中。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊適合于將所述接收的電荷傳輸?shù)剿龅诙姸衰怼?br> 27.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于將額外的電池模塊可拆卸地固定到所述電池模塊的物理連接器。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于接收存儲(chǔ)在額外的電池模塊中的電荷的電子連接器。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊還包括適合于將存儲(chǔ)在所述電池模塊中的電荷傳輸?shù)筋~外的電池模塊的電子連接器。
30.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊包括單線自配置總線。
31.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊配置成用于DC/DC轉(zhuǎn)換。
32.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)電池模塊未被附接時(shí)，所述面板的背面實(shí)質(zhì)上是平坦的。
33.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述連接器包括鉤和槽，使得所述槽接納所述鉤，以便將所述電池模塊可拆卸地固定到所述面板。
34.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述面板能夠作為電池面板固定到電子設(shè)備。
35.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊包括用于產(chǎn)生聲音的音頻致動(dòng)器設(shè)備。
36.一種用于給便攜式電子設(shè)備充電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 a.電池模塊，其包括1.用于存儲(chǔ)電荷的電池；以及ii第一電端ロ ； b.殼體，其構(gòu)造成至少部分地包圍電子設(shè)備，所述殼體包括1.連接器，其適合于將所述電池模塊可拆卸地固定到所述殼體，所述連接器包括鉤和槽； i1.第二電端ロ，其適合于連接到被包圍的電子設(shè)備；以及 c.電導(dǎo)管，其將所述第一電端ロ連接到所述第二電端ロ，所述導(dǎo)管適合于將存儲(chǔ)在所述電池中的電荷傳輸?shù)剿龅诙姸衰怼?br> 37.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)電池模塊未被附接時(shí)，所述殼體的背面實(shí)質(zhì)上是平坦的。
38.一種用于給便攜式電子設(shè)備充電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 a.電池模塊，其包括1.用于存儲(chǔ)電荷的電池；以及 i1.第一電端ロ； b.面板，其構(gòu)造成附接到電子設(shè)備，所述面板包括1.連接器，其適合于將所述電池模塊可拆卸地固定到所述面板，所述連接器包括鉤和槽； i1.第二電端ロ，其適合于連接到所附接的電子設(shè)備；以及 c.電導(dǎo)管，其將所述第一電端ロ連接到所述第二電端ロ，所述導(dǎo)管適合于將存儲(chǔ)在所述電池中的電荷傳輸?shù)剿龅诙姸衰怼?br> 39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)電池模塊未被附接時(shí)，所述面板的背面實(shí)質(zhì)上是平坦的，并與所述電子設(shè)備的表面齊平。
40.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中所述電池模塊包括用于產(chǎn)生聲音的音頻致動(dòng)器設(shè)備。
41.一種用于給便攜式設(shè)備充電的可堆疊的功率模塊，所述可堆疊的功率模塊包括 a.可充電電池，其保護(hù)所存儲(chǔ)的電荷； b.機(jī)械連接器，其用于物理地連接所述可堆疊的功率模塊與其它可堆疊的功率模塊； c.電子連接器，其用于電子地連接所述可堆疊的功率模塊與其它可堆疊的功率模塊； d.ー個(gè)或多個(gè)I/O連接器； e.存儲(chǔ)器，其包含將由處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
42.如權(quán)利要求41所述的功率模塊，其中所述電子連接器能夠用于在可堆疊的功率模塊當(dāng)中傳輸電荷和數(shù)據(jù)。
43.如權(quán)利要求41所述的功率模塊，其中所述I/O連接器中的至少ー個(gè)能夠用于使用外部電源來(lái)給所述電池充電。
44.如權(quán)利要求41所述的功率模塊，其中所述I/O連接器中的至少ー個(gè)能夠用于使用包含在所述電池中的所存儲(chǔ)的電荷來(lái)給便攜式設(shè)備充電。
45.如權(quán)利要求41所述的功率模塊，其中所述I/O連接器中的至少ー個(gè)能夠用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到便攜式設(shè)備并從便攜式設(shè)備接收數(shù)據(jù)。
46.如權(quán)利要求41所述的功率模塊，使得所述功率模塊可操作來(lái)給多個(gè)便攜式設(shè)備充電并從多個(gè)便攜式設(shè)備接收電荷。
47.如權(quán)利要求41所述的功率模塊，還包括可操作來(lái)確定所述便攜式設(shè)備是否實(shí)質(zhì)上被完全充電的探測(cè)器；可操作來(lái)響應(yīng)于所述探測(cè)器而開(kāi)啟和斷開(kāi)電荷從所述功率模塊的傳輸?shù)拈_(kāi)/關(guān)機(jī)構(gòu)。
48.一種設(shè)計(jì)成附接到移動(dòng)設(shè)備的外殼，所述外殼包括 a.連接組件，其用來(lái)接收通用功率模塊(UPM); b.連接器，其可操作來(lái)使已插入所述連接組件中的UPM與移動(dòng)設(shè)備的電池充電觸頭連接。
49.如權(quán)利要求48所述的外殼,其中所述外殼包括殼體,所述殼體適合于接收所述移動(dòng)設(shè)備。
50.如權(quán)利要求48所述的外殼，其中所述外殼代替所述移動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電池蓋。
51.如權(quán)利要求48所述的外殼，其中所述連接組件包括在所述外殼上的用于接納UPM的區(qū)域。
52.如權(quán)利要求51所述的外殼，其中所述區(qū)域選自具有用于嚙合UPM的至少ー個(gè)凸起的邊緣的腔或隔間。
53.如權(quán)利要求48所述的外殼，還包括提供與容納在所述外殼內(nèi)的便攜式設(shè)備的電荷和數(shù)據(jù)通信的連接器。
54.一種無(wú)線音頻設(shè)備，包括 a.機(jī)械連接器，其用于將所述設(shè)備物理地固定到電池模塊； b.電端ロ，其用于將所述設(shè)備電連接到電池模塊； c.電池，其連接到所述電端ロ，使得所述電池能夠經(jīng)由所述電端ロ被充電。
全文摘要
描述通用功率管理系統(tǒng)，其由可互換的、容易移除和可連接的通用功率模塊(UPM)、智能電話外殼和門(mén)、以及自動(dòng)管理多個(gè)設(shè)備的充電的應(yīng)用組成。該系統(tǒng)與各種便攜式電子設(shè)備兼容。
文檔編號(hào)H05K7/00GK103039134SQ201180036321
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者B·雷莫門(mén), D·雷莫門(mén), A·雷莫門(mén), F·杜恩 申請(qǐng)人:第三軌移動(dòng)有限公司