电池充电器和用于传递电池组充电状态信息的方法

摘要

一种用于传递耦合至电池充电器(180)和诸如无线电装置(110)的电子设备的电池组(140)的电池组充电状态信息的电池充电器(180)和方法(400)。方法(400)将电池组(140)提供的真实性电池组标识符和电池状态信息读取至电池充电器(180)。接下来，方法(400)通过无线链路(199)在状态消息中将该真实性电池组标识符和充电状态信息从电池充电器(180)发射到无线电装置(110)。随后无线电装置(110)执行充电状态信息的处理(555)。当该真实性电池组标识符与无线电装置(110)上存储的当前耦合的电池组标识符匹配时执行该处理(555)，当前耦合的电池组标识符识别耦合至无线电装置(110)的电池组(140)。

说明书

技术领域

本发明通常涉及电池充电并且更具体地涉及电池充电器和用于传递电池组充电状态信息的方法。

背景技术

便携式通信产品，诸如无线电装置，通常由可再充电电池组供电。电池充电器可以基于多种参数对该电池组充电，诸如电压、电池化学性质、额定容量和温度。尽管正和负充电电源线接点(Batt+和Batt-)用于充电和测量电池组电压，但是许多电池组还包括额外接点，用于将诸如温度和充电速率的参数传递到电池充电器。而且，电池组通常包括正和负电池电源线接点以及参数状态输出端接点以将电池接驳到无线电装置。

电池充电器的制造商已认识到，如果电池组提供应如何对其再充电的某种指示，则可以使充电器不太精密和昂贵。一种用于通过较少的接点将电池组信息传输到充电器的方法是生产具有存储器设备的电池组。该存储器设备包含电荷量指示和其他再充电相关数据，诸如额定容量和化学性质。当电池组耦合至充电器时，充电器从电池组的存储器获取信息并且据此对电池组充电。然而，如果无线电装置在充电过程中耦合至电池组，则数目有限的接点不容易允许将电池组的当前充电状态提供给无线电装置用于处理和显示在无线电装置的显示器上。

附图说明

为了容易地理解本发明并且使本发明实用化，现将参考如参考附图说明的示例性实施例，在所有独立的视图中相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。附图连同下面的具体实施方式一起并入说明书并且形成说明书的一部分，并且用于进一步说明根据本发明的实施例并且解释根据本发明的多种原理和优点，在附图中：

图1是说明根据本发明的实施例的系统的示意图；

图2是说明用于将电池组充电状态信息从充电器传递到形成图1系统的一部分的无线电装置的方法的第一实施例的流程图；

图3是进一步说明用于将电池组充电状态信息从充电器传递到形成图1系统的一部分的无线电装置的方法的第一实施例的流程图；

图4是说明用于将电池组充电状态信息从充电器传递到形成图1系统的一部分的无线电装置的方法的第二实施例的流程图；以及

图5是进一步说明用于将电池组充电状态信息从充电器传递到形成图1系统的一部分的无线电装置的方法的第二实施例的流程图。

本领域的技术人员将认识到，出于简单和清楚的目的示出图中的元件，并且没有必要依比例绘制这些元件。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大以帮助改善对本发明的实施例的理解。

具体实施方式

在详细描述根据本发明的实施例之前，应观察到，这些实施例主要在于电池充电器部件和方法步骤的组合。通过仅示出与理解本发明的实施例相关的具体细节，描述了该电池充电器部件和方法步骤，从而受益于此处描述的本领域普通技术人员所公知的细节不会使本公开内容混淆。

在本文中，诸如第一和第二、顶部和底部等关系术语可以仅用于使一个实体或动作区别于另一实体或动作，没有必要要求或意指该实体或动作之间的任何实际的该关系或顺序。术语“包括”或其任何其他变化形式，将涵盖非排他性的内含物，由此包括一系列元素的电池充电器部件和方法步骤不仅包括这些元素，而且可以包括未明确列出的或者对于该电池充电器部件或方法步骤是固有的其他元素。前面带有“包括...一”的元素在没有更多限制的情况下，并不排除在包括该元素的方法或设备中额外的相同元素的存在。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于在电池充电器和电子设备均耦合至电池组时将该电池组的电池组充电状态信息从该电池充电器传递到该电子设备的方法，该方法包括：将该电池组提供的真实性电池组标识符和电池状态信息读取至该电池充电器；通过无线链路在状态消息中将该真实性电池组标识符和充电状态信息从该电池充电器发射到该电子设备；并且在该真实性电池组标识符与该电子设备上存储的当前耦合的电池组标识符匹配时由该电子设备处理该充电状态信息，该当前耦合的电池组标识符识别耦合至该电子设备的电池组。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在电池充电器和电子设备均耦合至电池组时将该电池组的电池组充电状态信息从该电池充电器传递到该电子设备的方法，该方法包括：将该电池组提供的真实性电池组标识符和电池状态信息读取至该电池充电器；并且通过无线链路在状态消息中将该真实性电池组标识符和充电状态信息从该电池充电器发射到该电子设备。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在电池充电器和电子设备均耦合至电池组时将该电池组的电池组充电状态信息从该电池充电器传递到该电子设备的方法，该方法包括：将该电池组提供的真实性电池组标识符和电池状态信息读取至该电池充电器；在通过无线链路发射的状态消息中接收由该电池组提供给该电池充电器的真实性电池组标识符和充电状态信息；并且在该真实性电池组标识符与该电子设备上存储的当前耦合的电池组标识符匹配时由该电子设备处理该充电状态信息，该当前耦合的电池组标识符识别耦合至该电子设备的电池组。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池充电器，其包括：控制器，具有电荷量状态输入端；无线通信电路，耦合至该控制器；和电池充电电路，具有耦合至该控制器的至少一个控制输入端，其中当该电池充电器耦合至该电池组时，该控制器在该电荷量状态输入端处读取由该电池组提供的真实性电池组标识符并且该无线通信电路通过无线链路发射该电池组标识符。

参考图1，图1是说明系统100的示意图，系统100包括具有耦合至电池组140的无线电装置110的形式的电子设备以及同样耦合至电池组140的电池充电器180。对于本领域的技术人员显而易见的是，电池组140可拆卸地耦合至无线电装置110，如箭头线A所指示的。相似地，电池组140可拆卸地耦合至充电器180，如箭头线B所指示的。无线电装置110典型地具有传统的无线电电路112，该无线电电路112具有通过各个电池电源线接点114、116耦合至电池组140的电池电源线接点144、146的Batt+和Batt-电源线。无线电装置110还具有耦合至电池组140的电池参数状态输出端接点148的电池参数状态输入端接点118，电池参数状态输入端接点118耦合至无线电电路112。还存在具有天线122的无线电次级通信电路120，无线电次级通信电路120耦合至无线电电路112。

电池组140具有多个电池单元141，电池单元141的正电极为Batt+电源线提供电能，该Batt+电源线耦合至电池电源线接点144和充电电源线接点154。相似地，电池单元141的负电极为Batt-电源线提供电能，该Batt-电源线通过电阻器R1耦合至电池电源线接点146和充电电源线接点156。电池组140还具有电池监视电路160，电池监视电路160耦合至具有可擦除可编程只读存储器(EPROM)162的形式的非易失性存储器装置(存储器设备)。电池监视电路160的输出端直接耦合至电池参数状态输出端接点149并且电池参数状态输出端接点149通过两个串联耦合的场效应晶体管TR1和TR2耦合至电池参数状态输出端接点148。

两个场效应晶体管TR1和TR2的栅极电极耦合至公共节点G，公共节点G通过上拉电阻器R2耦合至Batt+电源线。因此，当电池组140从充电器180断开耦合时，在公共节点G处存在正向偏置，导致场效应晶体管T1、T2导通并且允许电池监视电路160和无线电电路112之间通过电池参数状态输出端接点148和电池参数状态输入端接点118的通信。

公共节点G还耦合至场效应晶体管TR3的漏极电极并且场效应晶体管TR3的源极电极耦合至Batt-电源线。场效应晶体管TR3的栅极电极通过延迟电路170耦合至充电器耦合检测器输入端接点172和热敏电阻器TH1。延迟电路170典型地是电阻器电容器网络并且热敏电阻器器TH1将Batt-电源线耦合至充电器耦合检测器输入端接点172。对于本领域的技术人员显而易见的是，热敏电阻器TH1用作温度传感器以便于减小电池组140在充电过程中过热的可能性。

电池监视电路160典型地是诸如由Dallas SemiconductorCorporation提供的DS2438芯片的集成电路并且电池监视电路160的输入端跨电阻器R1连接。因此，电池监视电路160可以监视跨电阻器R1的电压(其中电阻器R1典型地具有约0.05ohm的低电阻)以因此确定与电池单元141关联的电流。EPROM 162存储电池组标识符，该电池组标识符唯一地识别电池组140，并且还存储电荷量指示和其他再充电相关数据，诸如额定容量和化学性质。

充电器180典型地具有充电电路182，诸如变压器、整流器、电压调整和平滑电路，Batt+和Batt-电源线通过各个充电电源线接点184、186耦合至充电电源线接点154、156。充电器180还具有耦合至电池参数状态输出端接点149的电池参数状态输入端接点198和耦合至充电器耦合检测器输入端接点172的电池耦合检测器输入端接点192。充电器180具有控制器188和具有天线187的充电器无线通信电路185，充电器无线通信电路185耦合至控制器188。而且，控制器188具有耦合至电池参数状态输入端接点198的电荷量状态输入端CSI和耦合至电池耦合检测器输入端接点192的耦合检测输入端CDI。控制器188的控制输出端CO耦合至充电电路182的控制输入端CI以控制由充电电路182提供给电池组140的充电速率和充电电压。充电速率和充电电压由所存储的电荷量指示和其他再充电相关数据确定，诸如EPROM 162中存储的额定容量和化学性质。

上拉电阻器R3将电池耦合检测器输入端接点192耦合至Batt+电源线。如所说明的，当充电器180耦合至电池组140并且电池组140耦合至无线电装置110时，在充电器无线通信电路185和无线电次级通信电路120之间形成无线链路199(无线电链路)。

在第一实施例中充电器无线通信电路185可以包括短程发射机并且无线电次级通信电路120可以是接收机。因此仅单向通信是可行的，其中充电器无线通信电路185仅跨无线链路199发射消息并且无线电次级通信电路120仅跨无线链路199接收消息。

在第二实施例中充电器无线通信电路185和无线电次级通信电路120均可以包括短程收发信机并且因此在充电器无线通信电路185和无线电次级通信电路120之间提供跨无线链路199的双向通信。适当地，在第二实施例中充电器无线通信电路185和无线电次级通信电路120形成射频识别(RFID)系统，其中充电器无线通信电路185是主收发信机并且无线电次级通信电路120是无线电转发器(transponder)(RF标签)。

参考图2，图2的流程图说明了用于在充电器180和无线电装置110均耦合至电池组140时使用跨无线链路199的单向通信将电池组充电状态信息从充电器180传递到无线电装置110的方法200的第一实施例。方法200由充电器180执行并且在检测框210中通过检测电池组140与充电器180的耦合而被调用。当电池组140耦合至充电器180时，通过上拉电阻器R3将耦合检测输入端CDI上拉到Batt+，来实现该检测。而且，当电池组140耦合至充电器180时，在上拉电阻器R3偏置场效应晶体管TR3以使其导通之前存在短的延迟(由延迟电路170引起)。结果，在该短的延迟之后，公共节点G被下拉到Batt-，由此场效应晶体管T2不导通，从而不允许电池监视电路160和无线电电路112之间通过参数状态输出端接点148和电池参数状态输入端接点118的通信。

在读取框215中，充电器180在电荷量状态输入端CSI处执行对由电池监视电路160和EPROM 162提供给控制器188的真实性电池组标识符、电池类型信息(其可以包括真实性电池组标识符的一部分)和电池组状态信息的读取。而且，如果电池类型信息识别电池组140具有可由充电器180充电的类型(有效电池组)并且电池组状态信息指示电池单元141未充满电，则控制器188控制充电电路182向电池单元141提供适当的电压和充电电流。

在发射框220中，充电器180通过无线链路199执行在状态消息中从充电器180到无线电装置110的真实性电池组标识符和充电状态信息的发射。如果需要，该状态消息可以通过任何已知的加密技术被加密。在框225中，定时器t1随后被启动并且在测试框230中重复测试直至定时器t1期满，方法200随后返回到读取框215。对于本领域的技术人员显而易见的是，如果充电器180从电池组140断开耦合或者如果充电器180的电源被关闭，则方法200可以终止于任何时间。此外，电池监视电路160通过监视流过电阻器R1的电流更新充电状态信息并且每当执行读取框215时充电器180读取该更新的充电状态信息。

参考图3，图3的流程图进一步说明了用于使用跨无线链路199的单向通信将电池组充电状态信息从充电器180传递到无线电装置110的方法300的第一实施例。方法300由无线电装置110执行并且在电池组140耦合至无线电装置110由此向无线电装置110供电时在耦合框310中被调用。接下来，在存储框315中无线电装置110执行在无线电装置110上对当前耦合的电池组标识符的存储(存储在无线电电路112的存储器中)，在充电器180耦合至电池组140之前由电池组140将当前连接的电池组标识符提供给无线电装置110。因此，在充电器180耦合至电池组140之前，当无线电装置110初始时检测到电池组140与无线电装置110的耦合时，当前耦合的电池组标识符被存储在无线电装置110上。更具体地，当充电器180从电池组140断开耦合时，场效应晶体管T1、T2允许电池监视电路160和无线电电路112之间通过参数状态输出端接点148和电池参数状态输入端接点118的通信。这允许存储当前连接的电池组标识符并且处理由电池监视电路160提供的电池状态信息(诸如剩余电池单元电荷量)并且由无线电电路112的电子显示器显示。

在测试框320中，执行测试以确定无线电装置110是否耦合以直接自电池组140接收电池状态信息，在该测试框320中无线电装置110尝试与电池监视电路160通信并且仅在充电器180从电池组140断开耦合时可以通信。如果充电器180从电池组140断开耦合，则无线电装置110可以通过电池参数状态输入端接点118、148直接与EPROM 162和电池监视电路160通信。因此，在框325中无线电装置110执行最近的电池状态信息的读取和存储并且将其显示在无线电电路112的电子显示器上。在框325之后重复测试框320。

如果充电器180耦合至电池组140，则无线电装置110不能直接与EPROM 162和电池监视电路160通信。因此，在测试框320之后，测试框340确定无线电次级通信电路120是否跨无线链路199接收到状态消息(典型地通过中断过程)。如果未接收到消息，则在框345中执行在无线电电路112的电子显示器上对所存储的最近的电池状态信息的显示，该最近的电池状态信息是先前在框335的执行过程中存储的。在框345之后重复测试框320。

如果在测试框340中确定接收到状态消息，则在测试框350中执行匹配测试以确定已接收到的状态消息中的真实性电池组标识符是否与当前耦合的电池组标识符匹配。对于本领域的技术人员显而易见的是，如果状态消息被加密，则在匹配测试之前无线电电路122执行状态消息的解密。如果在测试框350中不存在匹配，则框345执行在无线电电路112的电子显示器上对所存储的最近的电池状态信息的显示。然而，如果在测试框350中存在匹配，则在处理框355中，无线电装置110执行对充电状态信息的处理。因此，当真实性电池组标识符与当前耦合的电池组标识符匹配时发生无线电装置100对充电状态信息的处理。该处理包括将充电状态信息(电池状态)显示在无线电电路112的电子显示器上的信息上。方法300随后返回到测试框320。该充电状态信息(电池状态)随后作为最近的电池状态存储在无线电电路112的存储器中。对于本领域的技术人员显而易见的是，如果无线电装置110从电池组140断开耦合或者如果无线电装置110被关闭，则方法300可以终止于任何时间。

参考图4，图4的流程图说明了用于在充电器180和无线电装置110均耦合至电池组140时使用跨无线链路199的单向通信将电池组充电状态信息从充电器180传递到无线电装置110的方法400的第二实施例。方法400由充电器180执行并且在检测框410中通过检测电池组140与充电器180的耦合而被调用。当电池组140耦合至充电器180时通过上拉电阻器R3将耦合检测输入端CDI上拉到Batt+，来实现该检测。而且，当电池组140耦合至充电器180时，在上拉电阻器R3偏置场效应晶体管TR3以使其导通之前存在短的延迟(由延迟电路170引起)。结果，在该短的延迟之后，公共节点G被下拉到Batt-，由此场效应晶体管T2不导通，从而不允许电池监视电路160和无线电电路112之间通过参数状态输出端接点148和电池参数状态输入端接点118的通信。

在读取框415中，充电器180在电荷量状态输入端CSI处执行对由电池监视电路160和EPROM 162提供给控制器188的真实性电池组标识符、电池类型信息(其可以包括真实性电池组标识符的一部分)和电池组状态信息的读取。而且，电池类型信息识别电池组140具有可由充电器180充电的类型(有效电池组)并且电池组状态信息指示电池单元141未充满电，然后控制器188控制充电电路182向电池单元141提供适当的电压和充电电流。

在发射框420中，充电器180执行通过无线链路199在状态消息中从充电器180到无线电装置110的真实性电池组标识符和充电状态信息的发射。在框425中，定时器t1随后被启动并且在测试框430中执行测试以确定定时器t1是否期满。如果在测试框430中确定定时器t1未期满，则测试框435确定充电器无线通信电路185是否跨无线链路199接收到确认消息。该确认消息包括被假设为已自诸如无线电装置110的无线电装置发射的真实性电池组标识符。如果未接收到该确认消息，则方法400返回到测试框430，然而，如果已接收到确认消息，则在测试框440中执行匹配测试以确定在确认消息中接收的真实性电池组标识符是否与耦合至充电器180的电池组的当前耦合的电池组标识符匹配。如果不存在匹配，则方法400返回到测试框430，然而，如果在测试框440中存在匹配，则在框445中定时器t2被启动，并且在测试框450中重复测试直至定时器t2期满。当定时器t2期满时方法400随后返回到读取框415。对于本领域的技术人员显而易见的是，如果充电器180从电池组140断开耦合或者如果充电器180的电源被关闭，则方法400可以终止于任何时间。此外，电池监视电路160通过监视流过电阻器R1的电流来更新充电状态信息并且每当执行读取框415时充电器180读取该更新的充电状态信息。

返回到测试框430，如果定时器t1期满，则重新发送框455执行跨无线链路199的状态消息的重新发送并且随后该方法去往框445。因此，框435基本上通过充电器执行确认消息的检测并且当真实性电池组标识符不与确认标识符匹配时重新发送框455执行状态消息的重新发送。在这一点，确认标识符可以是真实性电池组标识符或者当前耦合的电池组标识符。

参考图5，图5的流程图进一步说明了用于使用跨无线链路199的双向通信将电池组充电状态信息从充电器180传递到无线电装置110的方法500的第二实施例。方法500由无线电装置110执行并且在电池组140耦合至无线电装置110由此向无线电装置110供电时在耦合框310中被调用。接下来，在存储框515中无线电装置110执行在无线电装置110上对当前耦合的电池组标识符的存储(存储在无线电电路112的存储器中)，在充电器180耦合至电池组140之前由电池组140将当前连接的电池组标识符提供给无线电装置110。因此，在充电器180耦合至电池组140之前，当无线电装置110初始时检测到电池组140与无线电装置110的耦合时，当前耦合的电池组标识符被存储在无线电装置110上。更具体地，当充电器180从电池组140断开耦合时，场效应晶体管T1、T2允许电池监视电路160和无线电电路112之间通过参数状态输出端接点148和电池参数状态输入端接点118的通信。这允许存储当前连接的电池组标识符并且处理由电池监视电路160提供的电池状态信息(诸如剩余电池单元电荷量)并且由无线电电路112的电子显示器显示。

在测试框520中，执行测试以确定无线电装置110是否耦合以直接自电池组140接收电池状态信息，在该测试框520中无线电装置110尝试与电池监视电路160通信并且仅在充电器180从电池组140断开耦合时可以通信。如果充电器180从电池组140断开耦合，则在框525中无线电装置110执行最近的电池状态信息的读取和存储并且将其显示在无线电电路112的电子显示器上。在框525之后重复测试框520。

如果充电器180耦合至电池组140，则在测试框520之后，测试框540确定无线电次级通信电路120是否跨无线链路199接收到消息(典型地通过中断过程)。如果未接收到消息，则在框545中执行在无线电电路112的电子显示器上对存储的最近的电池状态信息的显示，该最近的电池状态信息是先前在框535的执行过程中存储的。在框545之后重复测试框320。

如果在测试框540中确定接收到消息，则在测试框550中执行匹配测试以确定真实性电池组标识符是否与当前耦合的电池组标识符匹配。如果在测试框550中不存在匹配，则框545执行在无线电电路112的电子显示器上对存储的最近的电池状态信息的显示。然而，如果在测试框550中存在匹配，则在处理框555中，无线电装置110执行充电状态信息的处理。因此，当真实性电池组标识符与当前耦合的电池组标识符匹配时发生无线电装置100对充电状态信息的该处理。该处理包括将充电状态信息(电池状态)显示在无线电电路112的电子显示器上的信息上。接下来，发射框560执行在确认消息中对确认标识符的发射，该发射在无线链路199上进行。该确认标识符典型地包括当前耦合的电池组标识符或真实性电池组标识符(由于它们包含相同的唯一识别数据)。

方法500随后返回到框520。该充电状态信息(电池状态)随后作为最近的电池状态存储在无线电电路112的存储器中。对于本领域的技术人员显而易见的是，如果无线电装置110从电池组140断开耦合或者如果无线电装置110被关闭，则方法300可以终止于任何时间。

有利地，本发明提供了电池组140上有限数目的接点足以允许充电器180通过无线链路199在状态消息中将充电状态信息传递到无线电装置110。为了避免来自另一系统的串扰或不正确的消息的接收，无线电装置110仅完全处理，包括显示在具有与当前耦合的电池组标识符匹配的有效真实性电池组标识符的状态消息中接收的充电状态信息。

在前面的说明书中，描述了本发明的特定实施例。然而，本领域的普通技术人员应认识到，在不偏离如所附权利要求阐述的本发明的范围的前提下可以进行多种修改和改变。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的，并且所有该修改应涵盖于本发明的范围内。益处、优点、对问题的解决方案以及可以引出任何益处、优点或解决方案或使其变得更加显著的任何元素(多个)不应被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或基本的特征或元素。本发明由所附权利要求唯一限定，其包括在本申请的未决期间进行的任何修改以及这些权利要求的所有等效物。