本公開大體地涉及用于電存儲裝置的指示器設(shè)備。

背景技術(shù)：

電池單元上指示器需要用戶按下一個或兩個按鈕，等待幾秒，并且然后觀察示出電池的荷電狀態(tài)的指示器。對于用戶而言，這不方便，因為他們必須從裝置移除電池，握住電池，并且按下（一個或多個）按鈕。用戶必須然后將電池重新安裝到裝置中。這是麻煩且耗時的。

電致變色顯示器從正被測試的電池汲取非常小的功率，并且能夠因此保持接通并且允許用戶僅觀看電池以確定荷電狀態(tài)。然而，如果電致變色指示器技術(shù)中的當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)在接通條件下被連續(xù)地供電，則它具有短的操作壽命（一旦激活，小于幾周）。

因此，存在對改進的電池單元上指示器的需要，所述指示器不需要用戶激活并且增加電致變色顯示器的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種荷電狀態(tài)指示器包括：指示器，具有顯示閾值；和指示器電路，電耦合到該指示器，使得當(dāng)主電池單元的主電池單元電壓大于顯示閾值時，指示器電路將驅(qū)動器電壓施加于指示器，以使得指示器非活動，并且當(dāng)主電池單元電壓小于顯示閾值時，指示器電路將驅(qū)動器電壓施加于指示器，使得指示器活動。

在另一實施例中，一種能量存儲替換指示器系統(tǒng)可包括：顯示器，電耦合到具有能量存儲電壓的能量存儲裝置；和指示器電路，電耦合到顯示器。指示器電路可確立顯示閾值，使得當(dāng)能量存儲電壓大于顯示閾值時，指示器電路將驅(qū)動器電壓施加于顯示器，使得顯示器非活動，并且當(dāng)能量存儲電壓小于顯示閾值時，指示器電路將驅(qū)動器電壓施加于顯示器，使得顯示器活動。

在又一實施例中，一種電池荷電狀態(tài)指示器可包括：CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路；和指示器，電耦合在CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路的電壓輸出和具有電池電壓的電池之間。電池荷電狀態(tài)指示器可操作，使得當(dāng)電池電壓大于顯示閾值時，CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路將驅(qū)動器電壓施加于指示器，使得指示器非活動，并且當(dāng)電池電壓小于顯示閾值時，CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路將驅(qū)動器電壓施加于指示器，使得指示器活動。

結(jié)合附圖考慮下面的詳細(xì)描述，將會更充分地理解由本文描述的實施例提供的這些和附加的特征。

附圖說明

在附圖中闡述的實施例在本質(zhì)上是說明性的，并且不旨在限制由權(quán)利要求定義的主題。當(dāng)結(jié)合下面的附圖閱讀時，能夠理解下面對說明性實施例的詳細(xì)描述，其中利用相同的標(biāo)號指示相同的結(jié)構(gòu)，并且在附圖中：

圖1描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的用于能量存儲裝置的荷電狀態(tài)指示器的一個實施例；

圖2描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的作為輔助參考源的圖1的指示器電路；

圖3描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的作為晶體管驅(qū)動器電路的圖1的指示器電路；

圖4描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的晶體管驅(qū)動器電路的一個實施例；

圖5描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的用于能量存儲裝置的環(huán)形指示器；

圖6描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的分段條；

圖7描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的夾層型指示器；

圖8描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的平面型指示器；

圖9描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的電壓檢測器集成電路；

圖10描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的開路漏極輸出類型電壓檢測器集成電路；和

圖11描繪根據(jù)本文示出和描述的一個或多個實施例的互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）輸出類型電壓檢測器集成電路。

具體實施方式

耦合到電池的荷電狀態(tài)指示器可被用于確定電池的荷電狀態(tài)（例如，剩余能量或電荷的量）。荷電狀態(tài)指示器可具有很像蜂窩電話上的燃料條計量器的多個片段（例如，一個或多個步進指示器），以指示電池中剩余的電荷的部分。通過改變顏色，通過使標(biāo)記出現(xiàn)在電池的標(biāo)簽上或改變電池的標(biāo)簽上的標(biāo)記，所述一個或多個步進指示器可指示電池的荷電狀態(tài)。荷電狀態(tài)指示器不需要在用戶方面的激活或驅(qū)動或者用戶介入來指示電池的荷電狀態(tài)。這可允許用戶在電池仍然電連接到裝置（諸如，玩具）的同時確定電池的荷電狀態(tài)，而不必移除電池并且驅(qū)動指示器按鈕。

現(xiàn)在參照圖1，示出荷電狀態(tài)指示器100。荷電狀態(tài)指示器100可包括能量存儲裝置105，能量存儲裝置105電耦合到步進指示器110。如自始至終所使用的，可使用單個步進指示器110，或者替代地，兩個或更多個步進指示器110a、110b、… 110n可被用于指示能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)。與步進指示器110相關(guān)的任何討論可被應(yīng)用于所述兩個或更多個步進指示器110a、110b、… 110n。荷電狀態(tài)指示器100可被用于指示能量存儲裝置105的能量水平。荷電狀態(tài)指示器100可經(jīng)由聽覺、視覺、觸覺或振動覺指示來指示能量存儲裝置105的能量水平。振動覺被定義為感測振動的能力。以下更詳細(xì)地討論能量水平的指示。能量存儲裝置105可以是電池、一個或多個主電池單元、電容器、一組電容器或燃料電池單元。如果能量存儲裝置是電池，則所述電池可以是一次性電池或可再充電電池。所述電池可包括一個或多個主電池單元，并且具有任何形狀或尺寸。例如，所述電池可以是AAAA、AAA、AA、C、D、CR2、123 A或任何其它標(biāo)準(zhǔn)尺寸。所述電池可以是基本上圓柱形或基本上矩形的。

步進指示器110可包括第一引線115和第二引線120，第一引線115和第二引線120將步進指示器110電耦合到能量存儲裝置105。通過電阻熔接、激光熔接、焊接、噴墨印刷或針對電池單元按著的印刷接觸區(qū)域，例如通過熱縮或通過導(dǎo)電粘合劑（諸如，例如銀環(huán)氧樹脂）或通過超聲熔接，第一引線115和第二引線120可耦合到能量存儲裝置105。步進指示器110可包括指示器125和指示器電路130。指示器125可電耦合到第一引線115和指示器電路130。指示器電路130可電耦合到指示器125和第二引線120。在一個實施例中，指示器125可使用以下各項提供視覺指示：發(fā)光二極管（LED）電路、液晶顯示器（LCD）、電致變色顯示器、熱致變色顯示器、電潤濕顯示器、電化學(xué)顯示器、MEMS顯示器、電泳顯示器（電子紙）、結(jié)構(gòu)色顯示器和/或靜電顯示器。在另一實施例中，指示器125可使用例如壓電蜂鳴器、聲發(fā)生器和揚聲器、鈴或其它類型的打擊裝置或儀器、磁蜂鳴器或機電蜂鳴器提供聽覺指示。在又一實施例中，指示器125可使用例如彈出突出或氣泡提供觸覺指示。觸覺指示器可在第一狀態(tài)下與指示器125的表面平齊，并且在第二狀態(tài)下從指示器125的表面突出。在另一實施例中，振動覺指示可以是用于提供振動的感覺的機械或機電構(gòu)件，諸如例如耦合到觸覺驅(qū)動器或控制器的偏移（offset）重量電機或壓電彎曲器。振動覺指示可在電耦合到能量存儲裝置105的裝置中的振動，使得所述振動向所述裝置的用戶發(fā)信號通知能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)，而不需要用戶打開容納能量存儲裝置105的室。

圖1描繪電耦合到能量存儲裝置105的一個步進指示器110。在另一實施例中，一個或多個步進指示器110、110a、110b … 110n可被用于指示能量存儲裝置105的一個或多個荷電狀態(tài)（即，一個或多個能量水平）。所述一個或多個步進指示器110、110a、110b … 110n并聯(lián)電耦合到能量存儲裝置105，如圖1中的虛線所示。以下更詳細(xì)地討論所述一個或多個步進指示器110、110a、110b … 110n的功能。

圖2描繪作為圖1中示出的指示器電路130的輔助參考源205。在另一實施例中，一個或多個步進指示器110、110a、110b … 110n可被用于利用輔助參考源205作為圖1中示出的指示器電路130指示能量存儲裝置105的一個或多個荷電狀態(tài)（即，一個或多個能量水平）。所述一個或多個步進指示器110、110a、110b … 110n并聯(lián)電耦合到能量存儲裝置105，如圖中的虛線所示。所述一個或多個步進指示器110、110a、110b … 110n中的每個步進指示器中的每個輔助參考源205可具有唯一輔助參考源電壓。具體地講，第一步進指示器110a可包括第一指示器125a和具有第一輔助參考源電壓的第一輔助參考源205a；第二步進指示器110b可包括第二指示器125b和具有第二輔助參考源電壓的第二輔助參考源205b；以此類推，直至最后步進指示器110b可包括最后指示器125b和具有最后輔助參考源電壓的最后輔助參考源205b。第一輔助參考源電壓可不同于第二輔助參考源電壓，第一輔助參考源電壓和第二輔助參考源電壓兩者都不同于最后輔助參考源電壓。以下更詳細(xì)地討論所述一個或多個步進指示器110、110a、110b … 110n的功能。

輔助參考源205可用作固定參考點，將能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)（即，能量水平）與所述固定參考點進行比較。輔助參考源205的電氣特性可模仿能量存儲裝置105的電氣特性。例如，如果主電池單元是電池，則輔助參考源也可以是具有所述電池的相同化學(xué)成分的電池；然而，本公開不限于所述電池和具有相同化學(xué)成分的輔助參考源。

能量裝置105和輔助參考源的極性可彼此成反比或相反比例。術(shù)語“反比”指示：在能量存儲裝置105連接到負(fù)載之前，能量存儲電壓和輔助電池單元電壓彼此成比例并且相對于彼此具有顛倒或相反極性方位。換句話說，主電池單元和輔助參考源的負(fù)端電耦合，并且主電池單元和輔助參考源的正端電耦合。在一個實施例中，如果能量存儲裝置105是具有主電池單元電壓的主電池單元，則輔助參考源205將會是具有輔助電池單元電壓的輔助電池單元，使得主電池單元電壓和輔助電池單元電壓大約相等并且彼此成反比。指示器125可電耦合在電耦合的主電池單元和輔助參考源的正側(cè)或電耦合的主電池單元和輔助參考源的負(fù)側(cè)上。

在能量存儲裝置105的壽命的開始，主電池單元電壓和輔助電池單元電壓之間的電勢將會跨指示器125大約為零。如果指示器125是電致變色指示器，則跨指示器125的接近零的電壓電勢將不會提供足夠電壓來激活電致變色顯示器或給電致變色顯示器通電。因此，指示器125將會保持“關(guān)閉”，直至超過顯示閾值。這將會使指示器125的短暫壽命能夠延長到能量存儲裝置105的壽命，并且將會允許指示器125持續(xù)長的存儲時間。當(dāng)主電池單元通過負(fù)載215耗盡它的能量時，主電池單元和輔助電池單元之間的電勢差將會增加。在這個實施例中，當(dāng)主電池單元通過負(fù)載耗盡它的能量時，輔助參考源將會保持在完全充電或大約完全充電。當(dāng)電勢差增加時，將會超過顯示閾值，并且指示器125將會被激活或從非活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變到活動狀態(tài)。指示器125可經(jīng)受主電池單元和輔助參考電池單元之間的電壓差。換句話說，對于圖2中示出的實施例，能量存儲裝置105和輔助參考源205之間的與剩余電能對應(yīng)的電壓差被用于為指示器125供電。

圖3描繪作為圖1中示出的指示器電路130的晶體管驅(qū)動器電路300。晶體管驅(qū)動器電路300可用作電分流器以確保指示器125保持電隔離或處于未供電狀態(tài)，直到需要指示的那個時候。晶體管驅(qū)動器電路300可包括分壓器電路303、分流晶體管305、轉(zhuǎn)變元件325和上拉電阻器310。分壓器電路303可包括第一電阻器315和第二電阻器320。第一電阻器315與轉(zhuǎn)變元件325串聯(lián)電耦合，并且轉(zhuǎn)變元件325與第二電阻器320串聯(lián)電耦合。在所有實施例中可以不需要轉(zhuǎn)變元件325。在需要轉(zhuǎn)變元件325的情況下，轉(zhuǎn)變元件325可以是跨轉(zhuǎn)變元件325表現(xiàn)出大約0.6 V到大約0.7 V電壓降的晶體管、二極管或其它半導(dǎo)體器件。

跨轉(zhuǎn)變元件325的電壓降有效地使晶體管驅(qū)動器電路300的電壓轉(zhuǎn)變銳化，并且因此使顯示閾值銳化。換句話說，利用轉(zhuǎn)變元件325，晶體管驅(qū)動器電路300的電壓轉(zhuǎn)變是更加可預(yù)測并且可重復(fù)的。這轉(zhuǎn)變?yōu)楦涌深A(yù)測并且可重復(fù)的顯示閾值。它也能夠使顯示閾值的觸發(fā)點偏移。在一個實施例中，如果二極管被用作轉(zhuǎn)變元件325，則可選擇極低信號硅（Si）二極管。利用毫安（mA）范圍中的電路的正常電流，低信號Si二極管可具有大約0.6 V到大約0.7 V電壓降范圍。如果電路的正常操作電流處于納安 （nA）范圍中，則可能需要串聯(lián)的兩個Si二極管，因為每個二極管將會表現(xiàn)出大約0.4 V電壓降。當(dāng)電路在nA范圍中操作時的兩個Si二極管的串聯(lián)組合將會等同于一共大約0.8 V電壓降。

上拉電阻器310電耦合到指示器125和分流晶體管305。在晶體管驅(qū)動器電路300的一個實施例中，第一電阻器315可在大約2兆歐姆（Mohm）和大約1千歐姆（kohm）之間。第二電阻器320可在大約2 Mohm和大約1 kohm之間。上拉電阻器可在大約2 Mohm和大約1 kohm之間。在一個實施例中，分流晶體管305是跨指示器125電耦合的晶體管，并且電耦合到轉(zhuǎn)變元件325和第二電阻器320。在另一實施例中，分流晶體管305可以是開關(guān)。所述開關(guān)可以是用作開關(guān)（即，做出或破壞電氣連接）的任何機械、機電或電氣裝置。晶體管驅(qū)動器電路300可基于由晶體管驅(qū)動器電路300的電路元件的參數(shù)定義的顯示閾值驅(qū)動所述開關(guān)。例如，在一個實施例中，所述開關(guān)可以是繼電器。當(dāng)超過顯示閾值時，晶體管驅(qū)動器電路300可給繼電器中的線圈通電以驅(qū)動所述開關(guān)。

圖4描繪晶體管驅(qū)動器電路300的一個實施例。第一電阻器315、第二電阻器320和上拉電阻器310可全部是大約1 Mohm，并且轉(zhuǎn)變元件325可以是晶體管。以下更詳細(xì)地討論晶體管驅(qū)動器電路300的操作。

圖5和6描繪耦合到能量存儲裝置105的殼體550的標(biāo)簽500。標(biāo)簽500包括柔性基底505、荷電狀態(tài)指示器100和標(biāo)記510。當(dāng)柔性基底505被固定到能量存儲裝置時，第一引線115和第二引線120將荷電狀態(tài)指示器100電耦合到能量存儲裝置。標(biāo)記510可包括詞語和/或符號以將信息傳達給用戶。柔性基底505可以是單側(cè)印刷電路板（PCB）、雙側(cè)PCB、多層PCB、保護層、可收縮材料、柔性電路板（FCB）、單側(cè)FCB、雙側(cè)FCB、多層FCB、層壓薄片和/或其任何組合。柔性基底505可包括安裝凸塊（未示出）或其它結(jié)構(gòu)以將柔性基底505固定到能量存儲裝置（未示出）。在一個實施例中，柔性基底505可通過粘合劑或摩擦配合（friction fit）固定或形成為電池的外部形狀。替代地，在另一實施例中，柔性基底505可以是可收縮材料，所述可收縮材料被放置在能量存儲裝置上方并且被熱激活以收縮來固定柔性基底505以便符合能量存儲裝置的形狀。在又一實施例中，柔性基底505可由可固化材料構(gòu)成，所述可固化材料被化學(xué)或光激活以固化并且將柔性基底505固定到能量存儲裝置。

荷電狀態(tài)指示器100的部件可被印刷在柔性基底505上或固定到柔性基底505。例如，圖2中示出的輔助參考源205可位于能量存儲裝置105外部，并且被印刷或安裝到柔性基底505。在另一實施例中，輔助參考源205可位于能量存儲裝置105的殼體內(nèi)部或位于能量存儲裝置105的殼體內(nèi)。在這個實施例中，輔助參考源205將會具有與能量存儲裝置105的一個共同電極和第二、非共同電極，所述第二、非共同電極將會與能量存儲裝置105電隔離。換句話說，可存在共同陽極以及輔助參考源205的第一陰極和能量存儲裝置105的第二陰極。第一陰極和第二陰極將會彼此電隔離，以使得當(dāng)能量存儲裝置105被放電時，它們相應(yīng)的能量和所得到的電壓不均等。所得到的電壓和均等指代以下更詳細(xì)地描述的顯示器電壓。輔助參考源205可位于能量存儲裝置105的殼體或“罐”（指代殼體的圓柱形狀）內(nèi)的分離的密封室中。指示器125可電耦合在第一陰極和第二陰極之間，并且耦合到殼體的外部部分。這個實施例可允許使用輔助參考源205和能量存儲裝置105之間的共同部分。

指示器125（圖1）可被用于提供能量存儲裝置105（圖1）的荷電狀態(tài)或能量水平（例如，功率、電壓或電流的量）的視覺顯示。所述視覺顯示可以以實心條、刻度條、刻度餅形圖、數(shù)字顯示器、變色指示器、分段條和/或其組合的形式。在一個實施例中，參照圖5，環(huán)形指示器525可纏繞在殼體550周圍，使得用戶可在能量存儲裝置仍然電連接到裝置（諸如，玩具）的同時辨別能量存儲裝置的荷電狀態(tài)，而不必移除能量存儲裝置。例如，用戶可打開裝置上的電池室，并且辨別電池的荷電狀態(tài)，而不需要驅(qū)動任何按鈕或其它動作（包括但不限于使電池旋轉(zhuǎn)以讀取指示器）。環(huán)形指示器525在圖5中被示出為接近標(biāo)簽500的一端；然而，應(yīng)該理解，環(huán)形指示器可位于標(biāo)簽500上的任何地方。

在另一實施例中，參照圖6，分段條520可被配置為指示能量存儲裝置105的各種荷電狀態(tài)（例如，能量的水平、能量的閾值或能量的量）。例如，當(dāng)能量存儲裝置105耗盡時，分段條520可允許監(jiān)測能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)（即，剩余能量或功率）。分段條520的片段可由分離的電子電路順序地或累積地激活，以將期望的電池狀態(tài)信息提供給用戶。另外，分段條520的片段可從左到右、從右到左、從分段條520的中心到兩端或從兩端到中心被激活。在一個實施例中，并且參照圖1，荷電狀態(tài)指示器100的片段可以是110、110a、110b … 110n，并且經(jīng)由第一引線115和第二引線120電耦合到能量存儲裝置。圖6圖示圖1中示出的實施例的四個步進指示器110a、110b、110c和110d，然而，應(yīng)該理解，圖6中示出的實施例不限于僅四個步進指示器110a、110b、110c和110d。

如以上所解釋，所述一個或多個步進指示器110a、110b、110c和110d可被用于指示能量存儲裝置105的一個或多個荷電狀態(tài)（即，一個或多個能量水平）。換句話說，每個步進指示器110a、110b、110c和110d被配置為指示何時達到能量存儲裝置105的顯示閾值。例如，荷電狀態(tài)指示器100可包括具有與能量存儲裝置105的第一能量水平對應(yīng)的第一顯示閾值的第一步進指示器110a和具有與能量存儲裝置105的第二能量水平對應(yīng)的第二顯示閾值的第二步進指示器110b。如果第一顯示閾值被設(shè)置在大約1.5 V并且第二顯示閾值被設(shè)置在大約1.2 V，則當(dāng)能量存儲裝置105的能量水平達到與大約1.5 V對應(yīng)的能量水平時，第一步進指示器110a將提供指示，并且當(dāng)能量存儲裝置105的能量水平達到與大約1.2 V對應(yīng)的能量水平時，第二步進指示器110b將提供指示。因此，所述一個或多個步進指示器110a、110b、110c和110d中的每個步進指示器對應(yīng)于能量存儲裝置105的特定能量水平，并且在由所述一個或多個步進指示器110a、110b、110c和110d中的每個步進指示器檢測或感測到該能量水平時提供指示。

當(dāng)能量存儲裝置105是新的時，分段條520可因此跨分段條520的大約全部長度指示全色（例如，黃色）條。當(dāng)能量存儲裝置105的能量耗盡并且超過個體步進指示器110的顯示閾值時，每個步進指示器將從非活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)。因此，分段條520將基于多少個步進指示器（例如，110a、110b、110c和/或110d）指示背景顏色而指示電池的荷電狀態(tài)。每個步進指示器110、110a、110b、110c和/或110d可指示能量存儲裝置105中剩余的能量的一部分。應(yīng)該理解，分段條520不限于一種顏色例如黃色，并且根據(jù)期望有多少個增量的部分，可使用圖1的一個或多個步進指示器110、110a、110b、… 110n。

例如，參照圖6的分段條520的四個步進指示器110a、110b、110c和110d，當(dāng)所有四個步進指示器非活動時，四個彩色背景被示出并且可指示能量存儲裝置105剩余的大約100%充電或大約100%能量水平。當(dāng)能量存儲裝置105的能量耗盡并且更多個步進指示器（例如，110a、110b、110c和/或110d）變?yōu)榛顒訒r，所述部分指示將變化。一個活動步進指示器和三個非活動步進指示器（例如，110a、110b、110c和/或110d）可指示能量存儲裝置105剩余的大約75%能量水平。兩個活動步進指示器和兩個非活動步進指示器（例如，110a、110b、110c和/或110d）可指示能量存儲裝置105剩余的大約50%能量水平。三個活動步進指示器和一個非活動步進指示器（例如，110a、110b、110c和/或110d）可指示能量存儲裝置105剩余的大約25%能量水平。所有四個活動步進指示器（例如，110a、110b、110c和110d）可指示需要替換的能量存儲裝置105。

仍然參照圖6，在一個實施例中，分段條520可具有兩個步進指示器，所述兩個步進指示器具有第一步進指示器110a和第二步進指示器110b。第一步進指示器110a和第二步進指示器110b可并聯(lián)電耦合到能量存儲裝置105。參照由圖1圖示的結(jié)構(gòu)，第一步進指示器110a可包括第一指示器125a和第一指示器電路130a。第一指示器電路130a可定義第一驅(qū)動器電壓和第一顯示閾值。第二步進指示器110b可包括第二指示器125b和第二指示器電路130b。第二指示器電路130b可定義第二驅(qū)動器電壓和第二顯示閾值。第一顯示閾值可不等于第二顯示閾值。例如，第一顯示閾值可大于第二顯示閾值。第一步進指示器110a和第二步進指示器110b可指示完全充電能量存儲裝置105電壓值的一部分。

參照第一步進指示器110a，當(dāng)能量存儲裝置105電壓大于第一顯示閾值時，第一指示器電路130a將第一驅(qū)動器電壓施加于第一指示器125a，使得第一指示器125a非活動。另外，當(dāng)能量存儲裝置105電壓小于第一顯示閾值時，第一指示器電路130a將第一驅(qū)動器電壓施加于第一指示器125a，使得第一指示器125a活動。

參照第二步進指示器110b，當(dāng)能量存儲裝置105電壓大于第二顯示閾值時，第二指示器電路130b將第二驅(qū)動器電壓施加于第二指示器125b，使得第二指示器125b非活動。此外，當(dāng)能量存儲裝置105電壓小于第二顯示閾值時，第二指示器電路130b將第二驅(qū)動器電壓施加于第二指示器125b，使得第二指示器125b活動。

應(yīng)該理解，如圖2、3和4中所示的步進指示器110也可以是如上所述并且在圖1和6中示出的一個或多個步進指示器。

現(xiàn)在參照如圖1至4中所示的指示器125，當(dāng)指示器125非活動時，指示器125可以透光（例如，透明、明亮或透視），并且當(dāng)指示器125活動時，指示器125可以是彩色的（例如，不透明、黑色或藍(lán)色）。非活動被定義為：指示器125不被供電或不通電或者在激活電壓以下在最低程度上被供電或在最低程度上被通電，使得指示器125保持透光。換句話說，指示器125處于氧化狀態(tài)并且在電氣上處于開路狀態(tài)。透光被定義為光穿過指示器125并且照射指示器125下面的彩色背景的能力或用戶解釋指示器125下面的顏色背景的顏色的能力?；顒颖欢x為：在激活電壓以上被供電或通電，例如這將電致變色指示器電極從氧化狀態(tài)驅(qū)動至還原狀態(tài)，使得指示器125變?yōu)榛旧喜煌该鳌２煌该鞅硎荆褐甘酒?25不允許光穿過指示器125（即，光不能照射指示器125下面的彩色背景）或不允許用戶解釋指示器125下面的彩色背景的顏色。換句話說，在活動狀態(tài)下，通過指示器125不可見彩色背景。指示器將反射特定帶寬的光，其中如以下進一步所解釋的那樣通過指示器125的化學(xué)成分來選擇所述特定帶寬。指示器125根據(jù)跨指示器125施加的電勢改變透射狀態(tài)（即，非活動狀態(tài)）到彩色狀態(tài)（即，活動狀態(tài)）之間的狀態(tài)或轉(zhuǎn)變。

另外，當(dāng)指示器125發(fā)生故障時，它在活動狀態(tài)下發(fā)生故障并且基本上不透明。指示器125的故障意味著：指示器的工作壽命結(jié)束，并且指示器125被鎖定在活動狀態(tài)，而不管驅(qū)動器電壓如何。以下描述指示器125的詳細(xì)工作。

在一個實施例中，彩色背景可以是耦合到指示器125的基底。在另一實施例中，彩色背景可被夾在指示器125和圖5和6的柔性基底505之間。替代地，在又一實施例中，彩色背景可被直接印刷在指示器125上或印刷在柔性基底505上。在兩個實施例中，彩色背景可被指示器125完全覆蓋或被指示器125至少部分地覆蓋。彩色背景可具有任何顏色。在一些實施例中，彩色背景是與指示器125的活動狀態(tài)形成對比的顏色。例如，彩色背景可以是橙色或黃色，所述橙色或黃色將與活動狀態(tài)指示器125的黑色或藍(lán)色顏色形成對比。另外，活動狀態(tài)和非活動狀態(tài)之間的對比可以是發(fā)光背景和灰暗活動狀態(tài)，或者反之亦然。

在一些實施例中，指示器125的非活動狀態(tài)可能并非透光（即，明亮），而是可在指示器從非活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)時從一個顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪活伾?。在這個實施例中，不需要背景顏色，因為指示器125提供活動顏色和非活動顏色兩者。在所有實施例中，從非活動狀態(tài)到活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)變由用戶感知。

參照圖7，示出夾層型指示器675。夾層型指示器675圖示上述指示器125的一種結(jié)構(gòu)類型。夾層型指示器675是電致變色顯示器，并且可在電勢670的影響下基于顏色承載粒子的遷移使用電致變色技術(shù)，有時被稱為發(fā)色[電泳]系統(tǒng)或發(fā)色團系統(tǒng)。電勢670可以是從圖1和2的能量存儲裝置105、從輔助參考源205或兩者的組合施加于夾層型指示器675的電動勢。電勢670被施加于彼此相對地布置的頂電極680和底電極685。頂電極680和底電極685可由氧化銦錫、鋁、銅或碳制成。工作電極690由電致變色油墨693形成。當(dāng)電勢670被施加時，多個發(fā)色粒子695移經(jīng)分離層697。當(dāng)所述多個發(fā)色粒子695接近頂電極680積累時，顏色變化可在指示器125中變?yōu)榭梢?。?dāng)電勢670從頂電極680和底電極685被去除時，所述多個發(fā)色粒子695可返回到底電極685。分離層697可包括反射白光的離子可滲透粒子的反射層。頂基底660和底基底665為指示器125提供結(jié)構(gòu)支持，并且可以是明亮的（即，允許所有可見波長穿過基底）或者它們可以是不透明的。在一個實施例中，頂基底660是明亮的，以允許在頂電極680可見所述多個發(fā)色粒子695的積累。

在指示器125的又一實施例中，活性聚合物可被用作調(diào)制機構(gòu)。作為調(diào)制機構(gòu)，活性聚合物可具有還原狀態(tài)和氧化狀態(tài)。活性聚合物可以是PEDOT:PSS（即，聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚（苯乙烯磺酸）），并且可在電勢670被施加于指示器125時變暗以將該聚合物從它的氧化狀態(tài)驅(qū)動至它的還原狀態(tài)。在還原狀態(tài)下，活性聚合物主要吸收電磁波譜的紅色至黃色部分，從而對活性聚合物給予強藍(lán)色顏色。在氧化狀態(tài)下，活性聚合物變得幾乎透明，具有弱天藍(lán)色線的顏色。在可見光波長，PSS看起來完全透明。

現(xiàn)在參照圖8，示出平面型指示器765。平面型指示器765圖示上述指示器125的一種結(jié)構(gòu)類型。平面型指示器765是電致變色顯示器，并且可在電勢670的影響下基于顏色承載粒子的遷移使用電致變色技術(shù)，有時被稱為發(fā)色[電泳]系統(tǒng)或發(fā)色團系統(tǒng)。在這個實施例中，替代于圖7的夾層型指示器675的分層結(jié)構(gòu)，指示器部件被布置在共同基底750上。仍然參照圖8，共同基底750可以是紙產(chǎn)品、塑料產(chǎn)品、玻璃產(chǎn)品或金屬產(chǎn)品。第一電極755和第二電極760電耦合到電勢670。第一電極755和第二電極760可由氧化銦錫、鋁、銅、碳或其它合適的導(dǎo)電材料制成。PEDOT:PSS分布在電耦合到第一電極755的第一條770和電耦合到第二電極760的第二條775之間。固體電解質(zhì)780允許670和第二條775之間的離子傳導(dǎo)，同時防止第一電極755和第二電極760之間的電子傳導(dǎo)。當(dāng)電勢670被施加在第一電極755和第二電極760之間時，PEDOT:PSS將氧化或從還原狀態(tài)改變?yōu)檠趸癄顟B(tài)，并且還原以明顯地在顏色方面變暗。如以上所解釋，氧化狀態(tài)對應(yīng)于透射狀態(tài)，并且還原狀態(tài)對應(yīng)于彩色狀態(tài)。也合適的其它電致變色材料的示例可包括普魯士藍(lán)、氧化鎢、氧化鎳和已針對電致變色顯示器具體地開發(fā)的有機材料。

通過跨夾層型指示器675或平面型指示器765施加的電勢670，圖6和7的夾層型指示器675或平面型指示器765分別可指示圖1的能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)。換句話說，發(fā)色粒子695的積累的量和/或PEDOT:PSS的氧化/還原的量取決于在兩個電極（圖7的頂電極680/底電極685或圖8的第一電極755/第二電極760）之間施加的電勢670的大小。夾層型指示器675或平面型指示器765可在電氣上表現(xiàn)出非常高（大值）阻抗，并且在電路中用作電容器。

現(xiàn)在參照圖1的指示器電路130，指示器電路130被配置為將驅(qū)動器電壓提供給指示器125。驅(qū)動器電壓控制指示器125指示能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)（即，能量水平）何時達到顯示閾值。換句話說，驅(qū)動器電壓將指示器125從非活動狀態(tài)驅(qū)動或轉(zhuǎn)變到活動狀態(tài)。顯示閾值是這樣的閾值：所述閾值由指示器電路130設(shè)置，并且指示能量存儲裝置105能量何時耗盡到指示器125應(yīng)該從非活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變到活動狀態(tài)的程度。當(dāng)能量存儲裝置105的能量高于或大約等于顯示閾值時，驅(qū)動器電壓被施加于指示器125，使得指示器125非活動。當(dāng)能量存儲裝置210的能量低于或大約等于顯示閾值時，驅(qū)動器電壓被施加于指示器125，使得指示器125活動。顯示閾值代表電壓值。

作為示例，在一個實施例中，能量存儲裝置105可以是具有主電池單元電壓的主電池單元或電池，并且指示器125可以是電致變色顯示器。當(dāng)主電池單元電壓大于或大約等于顯示閾值時，指示器電路130將驅(qū)動器電壓施加于指示器，使得電致變色顯示器非活動，并且當(dāng)主電池單元電壓小于或大約等于顯示閾值時，指示器電路130將驅(qū)動器電壓施加于電致變色顯示器，使得電致變色顯示器活動。以下更詳細(xì)地描述指示器電路130如何完成驅(qū)動器電壓的施加并且確定顯示閾值的示例。

參照圖2，在一個實施例中，步進指示器110可被配置為檢測電池的電池電壓（例如，荷電狀態(tài)）并且指示電池何時耗盡能量。在這個實施例中，能量存儲裝置105是具有電池電壓的電池。輔助參考源205可以是具有輔助電池單元電壓的輔助電池單元（例如，第二電池），其中輔助電池單元電壓和電池電壓之間的電壓差與電池電壓成反比。指示器125可以是電致變色顯示器。電致變色顯示器可具有大約0.2伏特（V）到大約0.9 V之間的激活電壓，所述激活電壓由電致變色顯示器的電化學(xué)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)構(gòu)成設(shè)置。該激活電壓可隨著電致變色顯示器的特性（即，化學(xué)和結(jié)構(gòu)構(gòu)成）的改變而改變。激活電壓對應(yīng)于顯示閾值。對于電致變色顯示器的不同結(jié)構(gòu)構(gòu)成的示例，參照圖6和7。在這個實施例中，驅(qū)動器電壓被定義為輔助電池單元電壓減去電池電壓。在電池的壽命的開始，跨指示器125的驅(qū)動器電壓大約等于零。當(dāng)電池電壓耗損時，電池和輔助電池之間的電壓差（即，驅(qū)動器電壓）增加。當(dāng)驅(qū)動器電壓大約等于顯示閾值時，超過顯示閾值，并且電致變色顯示器從非活動狀態(tài)（即，透射）改變?yōu)榛顒訝顟B(tài)（即，彩色）。換句話說，當(dāng)驅(qū)動器電壓小于大約顯示閾值時，施加于指示器125的驅(qū)動器電壓不激活指示器125，并且因此，指示器125非活動。當(dāng)驅(qū)動器電壓大約等于或大于大約顯示閾值時，驅(qū)動器電壓被施加于指示器125，這激活指示器125。

例如，如果電池是具有大約1.62 V起始電壓的堿性電池，則當(dāng)電池電壓已耗盡到顯示閾值（例如，大約1.2 V）時，大約0.4 V的驅(qū)動器電壓將利用例如大約0.4 V的激活電壓給電致變色顯示器通電并且驅(qū)動電致變色顯示器以改變狀態(tài)，并且指示已超過顯示閾值。為了說明，大約1.2 V顯示閾值來自于大約1.62 V輔助電池單元電壓（等于電池的起始電壓）減去電致變色顯示器的大約0.4 V激活電壓。在電池的壽命的開始，輔助電池單元電壓（大約1.62 V）將大約等于堿性電池電壓，并且施加于電致變色顯示器的驅(qū)動器電壓將會是大約零。當(dāng)堿性電池電壓減小時，只要電池電壓保持高于大約1.2 V顯示閾值，由指示器電路130施加的驅(qū)動器電壓就將不會激活電致變色顯示器。作為另一示例，如果電池電壓是大約1.4 V，則驅(qū)動器電壓是大約0.22 V，并且不激活電致變色顯示器。如果電池電壓是大約1.32 V，則施加于電致變色顯示器的驅(qū)動器電壓是大約0.3 V，其不大于大約0.4 V激活電壓或低于大約1.2 V顯示閾值。因此，施加于電致變色顯示器的驅(qū)動器電壓不激活電致變色顯示器。電池電壓一旦下降至低于大約1.2 V，由指示器電路130施加的驅(qū)動器電壓就將會激活電致變色顯示器。應(yīng)該注意的是，電致變色指示器閾值是“軟的”，并且對于全色強度，在例如從大約0.4V（顏色變化的開始）到大約0.8V的電壓范圍內(nèi)存在稍微逐漸的轉(zhuǎn)變。

顯示閾值的其它示例包括針對鋰-二氧化錳（Li-MnO2）的大約2.5 V、針對鋰-二硫化鐵（Li-FeS2）的大約1.4 V和針對氧化銀鈕扣型電池單元的大約1.4 V。

存在用于設(shè)置顯示閾值的幾種方法和步進指示器110的配置。在一個實施例中，指示器125的電氣特性可被改變以指示不同激活電壓。在另一實施例中，并且參照圖2，輔助參考源的電壓可被改變以指示不同顯示閾值。在具有大約1.62 V的堿性電池的以上示例中，通過改變輔助參考源電壓，顯示閾值變化，或者更具體地講，主電池單元電壓和輔助電池單元電壓的差異可基于輔助電池單元電壓而增加或減小。如果例如輔助參考源電壓大于主電池單元電壓，則電壓差更大，并且因此，驅(qū)動器電壓能夠驅(qū)動具有更大顯示閾值（例如，大約1 V或更大）的指示器125。

現(xiàn)在參照圖3和4，晶體管驅(qū)動器電路300也可將驅(qū)動器電壓施加于指示器125以指示指示器125是活動的，還是非活動的。在這個實施例中，當(dāng)能量存儲裝置105耗盡能量時，指示器125不經(jīng)歷跨它的可變電勢差，如圖2的實施例中將會發(fā)生的那樣。在這個實施例中，驅(qū)動器電壓跨指示器125大約為零，直至超過顯示閾值。當(dāng)超過顯示閾值時，分流晶體管305斷開并且指示器125被通電。

顯示閾值由分壓器電路303設(shè)置。如自始至終所使用，分壓器電路303可包括轉(zhuǎn)變元件325或者可不包括轉(zhuǎn)變元件325。在這個實施例中，顯示閾值可以是大約0.6 V到大約0.7 V。替代地，顯示閾值可以是大約分流晶體管305所需的接通電壓。分流晶體管305的接通電壓由晶體管的結(jié)構(gòu)指示，并且是用于在分流晶體管305的集電極和發(fā)射極之間傳導(dǎo)電流而在分流晶體管305的基極所需的電壓。經(jīng)由第一電阻器315和第二電阻器320的組合并且在一些實施例中結(jié)合分壓器電路303使用轉(zhuǎn)變元件325，通過在分流晶體管305的基極的電壓定義分流晶體管305的接通電壓。換句話說，分壓器電路303被配置為接通分流晶體管305，直至超過顯示閾值。轉(zhuǎn)變元件325去除能量存儲裝置105電壓和分流晶體管305偏置電壓之間的過高電壓差的部分，并且有效地使切換轉(zhuǎn)變銳化。

在一個實施例中，指示器激活閾值可被配置為是大約0.4 V。對于堿性電池單元的低電池警告，顯示閾值可以是大約1.2 V。這能夠通過第二電阻器320的電阻器值進行調(diào)整。作為工作示例，為了將顯示閾值設(shè)置為處于能量存儲裝置的大約1.15 V，第一電阻器315被評估為處于大約1 Mohm并且第二電阻器320被評估為處于大約1.8 Mohm。當(dāng)能量存儲裝置的電壓處于大約1.5 V時，跨指示器125的電壓（跨分流晶體管的發(fā)射極和集電極的電壓）是大約0.45 V。作為另一工作示例，為了將顯示閾值設(shè)置處于能量存儲裝置的大約1.3 V，第一電阻器315被評估為處于大約1 Mohm并且第二電阻器320被評估為處于大約1.2 Mohm。當(dāng)能量存儲裝置的電壓處于大約1.5 V時，跨指示器125的電壓（跨分流晶體管的發(fā)射極和集電極的電壓）是大約0.45 V。作為又一工作示例，為了將顯示閾值設(shè)置為處于能量存儲裝置的大約1.45 V，第一電阻器315被評估為處于大約1 Mohm并且第二電阻器320被評估為處于大約905 kohm。當(dāng)能量存儲裝置的電壓處于大約1.5 V時，跨指示器125的電壓（跨分流晶體管的發(fā)射極和集電極的電壓）是大約0.45 V。

如上所述，分流晶體管305對指示器125進行分流，直至已超過顯示閾值。當(dāng)能量存儲裝置105的能量高于或大約等于顯示閾值時，驅(qū)動器電壓被施加于指示器125，使得指示器125非活動。當(dāng)能量存儲裝置210的能量低于或大約等于顯示閾值時，顯示器電壓被施加于指示器125，使得指示器125活動。換句話說，當(dāng)分流晶體管305斷開時，即當(dāng)能量存儲裝置105的能量下降至低于由分壓器電路設(shè)置的顯示閾值時，通過由上拉電阻器310提供的功率，指示器125變?yōu)榛顒印?/p>

現(xiàn)在參照圖9，圖1的指示器電路130可以是電壓檢測器集成電路800。電壓檢測器集成電路800可包括供電輸入805、地連接810和電壓輸出815。通過檢測能量存儲裝置105的能量或能量存儲電壓何時下降至低于顯示閾值達檢測時間段，電壓檢測器集成電路800可操作。當(dāng)超過檢測時間段時，電壓檢測器集成電路800將使電壓輸出815從大約零電壓轉(zhuǎn)變到大約能量存儲裝置105的能量存儲電壓或使電壓輸出815從大約能量存儲裝置105的能量存儲電壓轉(zhuǎn)變到大約零電壓。以下關(guān)于圖10和11更詳細(xì)地解釋兩種轉(zhuǎn)變。電壓檢測器集成電路800可被設(shè)計為檢測大約0.9 V和大約4.8 V之間的能量存儲電壓。

電壓檢測器集成電路800提供施加驅(qū)動器電壓使得指示器125非活動和施加驅(qū)動器電壓使得指示器125活動之間的急劇轉(zhuǎn)變。

檢測時間段是其中在電壓檢測器集成電路800轉(zhuǎn)變電壓輸出815之前檢測到的能量存儲電壓必須保持已超過顯示閾值的時間量。換句話說，每次超過顯示閾值時，所述時間量被重置為零。為了滿足檢測時間段，顯示閾值超過之間的時間量必須超過檢測時間段。這可允許其中負(fù)載215對來自能量存儲裝置105的能量具有較大需求的短時間段。當(dāng)對能量事件的較大需求結(jié)束時，能量存儲裝置105可從大負(fù)載需求的短時段恢復(fù)并且不超出或超過顯示閾值。換句話說，對于要由指示器125指示的準(zhǔn)確荷電狀態(tài)確定，能量存儲裝置可能未足夠耗盡。電壓檢測器集成電路800可被設(shè)計為不在由檢測時間段定義的滯后窗口內(nèi)轉(zhuǎn)變電壓輸出815。如果例如負(fù)載215執(zhí)行許多高頻切換，或者如果負(fù)載是短持續(xù)時間、強電流汲取負(fù)載（諸如，用于照相機的閃光裝置），則滯后窗口可允許電壓檢測器集成電路800不在噪聲的時段期間使電壓輸出815波動。換句話說，滯后窗口允許能量存儲電壓在檢測時間段期間多次超過顯示閾值，而電壓檢測器集成電路800不施加驅(qū)動器電壓以激活指示器125。

在一些實施例中，用于從非活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變到活動狀態(tài)的指示器125的慢響應(yīng)時間和滯后窗口的組合增加檢測時間段的時間長度。慢響應(yīng)時間可以是大約幾分鐘到大約幾小時。參照以上圖6和7，通過選擇的材料、兩個電極的表面面積、電解質(zhì)的電導(dǎo)率和指示器125的結(jié)構(gòu)布局的組合，可定制慢響應(yīng)時間。以下關(guān)于作為一次性類型指示器的指示器125的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)成更詳細(xì)地討論慢響應(yīng)時間的示例。應(yīng)該理解，指示器125不限于具有慢響應(yīng)時間的一次性類型指示器的功能（即，化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)）。

參照圖10，示出開路漏極輸出類型電壓檢測器集成電路820。指示器125電耦合在供電輸入805和電壓輸出815之間。當(dāng)能量存儲電壓達到顯示閾值時，電壓輸出815從能量存儲電壓轉(zhuǎn)變到大約零V。所述轉(zhuǎn)變將驅(qū)動器電壓施加于指示器125，這激活指示器125。在另一實施例中，泄漏電阻器825可與指示器125并聯(lián)電耦合以防止或減少漏電流流經(jīng)指示器125并且過早地（即，在超過顯示閾值之前）激活指示器125的可能性。開路漏極輸出類型電壓檢測器集成電路820的示例是ROHM低電壓標(biāo)準(zhǔn)CMOS電壓檢測器集成電路，型號BU48xx系列。特定示例是BU4812。

開路漏極輸出類型電壓檢測器集成電路820可耦合到電池的殼體，被放置在電池上的標(biāo)簽上或被并入在電池上的標(biāo)簽內(nèi)，或位于電池殼體的凹入?yún)^(qū)域中，所述凹入?yún)^(qū)域被調(diào)整尺寸以適應(yīng)開路漏極輸出類型電壓檢測器集成電路820的尺寸。電池殼體上的凹入?yún)^(qū)域可以是在電池的端子周圍的凹槽。在另一實施例中，所述凹入?yún)^(qū)域可位于電池殼體上的任何地方。例如，凹入凹槽可位于電池的任一端子，或者凹入溝槽可位于電池的兩個端子之間的電池殼體中的螺旋凹槽中。

現(xiàn)在參照圖11，CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路830。在這個實施例中，指示器125電耦合在電壓輸出815和正電池端子連接805之間。當(dāng)能量存儲電壓達到顯示閾值時，電壓輸出815從大約零V轉(zhuǎn)變到大約能量存儲電壓。電壓輸出815的轉(zhuǎn)變將驅(qū)動器電壓施加于指示器125，所述驅(qū)動器電壓激活指示器125。CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路830的示例是ROHM低電壓標(biāo)準(zhǔn)CMOS電壓檢測器集成電路，型號BU49xx系列。特定示例是BU4912。在另一實施例中，電壓檢測器集成電路800可以是反向邏輯電路。在這個實施例中，可使電氣連接反向以適應(yīng)反向邏輯電路。

CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路830可耦合到電池的殼體，被放置在電池上的標(biāo)簽上或被并入在電池上的標(biāo)簽內(nèi)，或位于電池殼體的凹入?yún)^(qū)域中，所述凹入?yún)^(qū)域被調(diào)整尺寸以適應(yīng)CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路830的尺寸。電池殼體上的凹入?yún)^(qū)域可以是在電池的端子周圍的凹槽。在另一實施例中，所述凹入?yún)^(qū)域可位于電池殼體上的任何地方。例如，凹入凹槽可位于電池的任一端子，或者凹入溝槽可位于電池的兩個端子之間的電池殼體中的螺旋凹槽中。

一旦激活，指示器125可具有有限的使用壽命。指示器電路130可允許指示器125保持待機或保持在非活動狀態(tài)并且保持它的使用壽命，直至需要指示能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)。換句話說，在長時段的存儲或不使用之后，指示器125仍可能能夠指示能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)。另外，指示器電路130可不允許指示器125在長時段的存儲或不使用期間消耗來自能量存儲裝置的能量。在一些實施例中，指示器電路130可僅允許指示器125的單個激活。換句話說，當(dāng)超過顯示閾值時，指示器電路130激活指示器125并且它保持活動，而不管能量存儲裝置105的荷電狀態(tài)的任何進一步變化（即，超過顯示閾值）。例如，顯示閾值可被設(shè)置為處于大約1.2 V，并且電池可被加載到其中電池電壓下降至低于1.2 V的程度。照此，指示器電路施加驅(qū)動器電壓以激活指示器125。如果負(fù)載從電池被去除并且電池電壓恢復(fù)到1.2 V以上，則指示器電路130將不使指示器125變?yōu)椴换顒?，直至達到滯后重置電壓（在電壓閾值以上大約50 mV）。

“一次性”類型的指示器可被使用以便鎖定超過顯示閾值的指示。一次性類型指示器可具有定義一次性指示器的非常短的激活的壽命的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)。例如，一次性類型指示器可僅持續(xù)大約一小時到大約一周。在壽命的末尾，一次性類型指示器可保持（即，鎖定）在它的還原或彩色狀態(tài)，并且甚至在電池放電超過最小電壓以對一次性指示器供電之后繼續(xù)顯示低電池消息。當(dāng)指示器125被鎖定在它的還原或彩色狀態(tài)時，圖1的荷電狀態(tài)指示器100將指示放電的能量存儲裝置105，而不管多少能量存儲電壓被放電（例如，為零V）。在一個實施例中，通過僅具有在預(yù)定激活時間內(nèi)使用的有限量的活性材料，指示器125可以是一次性類型指示器。所述活性材料可以是PEDOT:PSS。

在另一實施例中，圖1的指示器125可以是一次性類型指示器，所述一次性類型指示器是放置在熱致變色紙上的熔絲。熱致變色紙可為用戶提供熔絲的清楚的可見性。所述熔絲可以是編織到熱致變色紙中的電阻絲或應(yīng)用于熱致變色紙的印刷導(dǎo)體。印刷導(dǎo)體實施例可包括印刷厚度和印刷寬度以定義其中熔絲將會使熱致變色紙變色或燒壞熱致變色紙的熔絲電流。所述熔絲可被并入在電池的標(biāo)簽中，并且在燒壞或激活熔絲之后顯示陰影線（dash），由此將代表滿電池的字母“F”轉(zhuǎn)變?yōu)榇矸烹婋姵氐淖帜浮癊”。換句話說，當(dāng)超過顯示閾值時，熔絲電流被施加于熔絲。熔絲電流產(chǎn)生熱量，所述熱量在“F”的最低部分使熱致變色紙變色或?qū)龎臉?biāo)記施加于熱致變色紙以將“F”轉(zhuǎn)變?yōu)椤癊”。在另一實施例中，熔絲可顯示符號或消息而不是陰影線。

熱致變色紙可以是鍍覆有固態(tài)混合物的紙產(chǎn)品，所述固態(tài)混合物包括染料和合適的基質(zhì)。當(dāng)所述基質(zhì)被加熱至超過熔點時，染料與熱致變色紙上的酸發(fā)生反應(yīng)并且變?yōu)椴噬问剑ɡ?，從紙產(chǎn)品的顏色變色）。當(dāng)熱量被去除時，所述基質(zhì)冷卻并且凝固以保留彩色形式。熱致變色紙的示例包括傳真紙或熱致變色指示器。熱致變色紙也可包括當(dāng)暴露于熱時變色或燒壞的紙產(chǎn)品。在一個實施例中，熔絲耦合到圖11的CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路830作為指示器125。當(dāng)超過顯示閾值時，CMOS輸出類型電壓檢測器集成電路830將會將驅(qū)動器電壓施加于熔絲。熔絲將裝入能量存儲裝置105，并且“鎖定”所述電壓以保持供電。熔絲被配置為在由熔絲的特性定義的燒壞時間內(nèi)從閉路狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路狀態(tài)（即，熔化或毀壞熔絲）。在熔絲被供電的同時，它將產(chǎn)生熱量，所述熱量將使熱致變色紙、薄膜和/或涂層變色、燒壞或改變熱致變色紙、薄膜和/或涂層的顏色形式。熔絲的特性包括導(dǎo)體的尺寸（即，在印刷導(dǎo)體的情況下的印刷厚度和印刷寬度）和制成熔絲的材料的類型。燒壞時間可變化，并且可取決于施加于熔絲的熔絲電流的量。燒壞時間必須小于用于從閉路狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路狀態(tài)的時間。示例是在大約60 mA的熔絲電流的小于一秒的燒壞時間。

在另一實施例中，指示器電路130可允許指示器125的多次激活。換句話說，基于能量存儲裝置電壓是否低于顯示閾值，驅(qū)動器電壓被施加于指示器125。如果能量存儲裝置電壓低于顯示閾值，則施加驅(qū)動器電壓。如果能量存儲裝置電壓不低于顯示閾值，則不施加驅(qū)動器電壓。

在所有實施例中，通過導(dǎo)電膠、焊接、熔接、機械緊固件（諸如，壓縮夾或鉚釘）或通過部件的交疊印刷以形成印刷物之間的導(dǎo)電橋，可實現(xiàn)荷電狀態(tài)指示器100的部件的電氣耦合。導(dǎo)電膠可被用于使荷電狀態(tài)指示器100內(nèi)的連接點之間的電阻最小化。另外，第一引線115和第二引線120和附圖中示出的任何其它電路跡線通常被示出，并且不代表需要的所有電路跡線。

指示主電池單元何時可能需要替換的步驟可包括：檢測具有至少一個步進指示器的主電池單元的主電池單元電壓；當(dāng)主電池單元電壓大于顯示閾值時，利用指示器電路將驅(qū)動器電壓施加于指示器，使得指示器非活動；以及當(dāng)主電池單元電壓小于顯示閾值時，利用指示器電路將驅(qū)動器電壓施加于指示器，使得指示器活動。所述指示的方法還可包括：使至少部分地被指示器覆蓋的彩色背景變色。將驅(qū)動器電壓施加于指示器的步驟可包括：當(dāng)主電池單元電壓大于顯示閾值時，對指示器進行分流，使得指示器非活動；以及當(dāng)主電池單元電壓小于顯示閾值時，停用跨指示器的分流晶體管，使得指示器活動。指示的方法還可包括：當(dāng)主電池單元電壓大于顯示閾值時，利用輔助電池單元電壓對指示器進行偏置，使得指示器非活動。步進指示器可被形成在標(biāo)簽上，耦合到標(biāo)簽，或形成在標(biāo)簽上并且耦合到標(biāo)簽，并且最后的步驟可以是應(yīng)用在主電池單元周圍形成的標(biāo)簽。

荷電狀態(tài)指示器可被用于提供電池中剩余的能量或電荷的量的視覺指示。荷電狀態(tài)指示器被配置為忍耐長時段的不使用或存儲并且僅當(dāng)需要電致變色顯示器時使用電致變色顯示器。這確保：盡管電致變色顯示器的短暫的使用壽命，但荷電狀態(tài)指示器可加以應(yīng)用。用戶將不需要驅(qū)動任何接觸器以對荷電狀態(tài)指示器進行通電，采用任何步驟以激活荷電狀態(tài)指示器，或干預(yù)荷電狀態(tài)指示器以顯示電池的荷電狀態(tài)。待機時段能夠延長多年。例如，指示器可保持在非活動狀態(tài)長達大約5年且甚至長達大約10年，并且當(dāng)超過顯示閾值時仍然合適地起作用。一旦激活，指示器將在大約3小時到大約4小時內(nèi)理想地“凍結(jié)”，并且保持彩色，而不管進一步的電池電壓變化或缺少用于對指示器進行供電的電壓。大約3小時到大約4小時延遲被期望來避免當(dāng)電池電壓在短時間內(nèi)在重脈沖負(fù)載下下降但電池仍然未放電時（諸如，由負(fù)載導(dǎo)致的重能耗的時段）的過早警告。

本文公開的尺寸和值不要被理解為嚴(yán)格地局限于敘述的精確數(shù)值。替代地，除非另外指定，否則每個這種尺寸旨在表示敘述的值和圍繞該值的在功能上等同的范圍。例如，公開為“40 mm”的尺寸旨在表示“大約40 mm”。

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