專利名稱：電池充電器的制作方法
一般地說，本發(fā)明涉及電池充電器，具體地說涉及具有容納電池的盒的電池充電器。
便攜電子設備使用可充電電池供電?？沙潆婋姵氐湫偷匕ㄒ粋€或多個設置在外殼內的電化學電池。所述外殼包括一個卡鎖裝置，它使得可充電電池能被可拆裝地與便攜電子設備連接。支撐在外殼上的觸點將電化學電池電連接到便攜電子設備。例如，由Brunette等人于1995年6月13日申請并已轉讓給本發(fā)明受讓人的美國專利申請?zhí)枮?8/489,872，發(fā)明題目為＂卡鎖機構和卡鎖方法＂的美國專利申請示出了這樣一種可充電電池。充電電池為便攜電子設備供電直到其放電到該便攜電子設備不能再工作的電壓電平以下為止。一旦放電到該電平，可充電電池被從便攜電子設備中拆下并放置到充電器上充電。
通常，電池充電器具有一個在充電期間容納和保持可充電電池的盒。該充電盒包括設置與可充電電池的通電接觸點緊密配合的觸點。雖然能夠接受不同型號的可充電電池，但這些充電器僅接受可充電電池上一種觸點設置。于是，這些充電器的盒不能容納具有不同通電接觸點設置的可充電電池。因此，需要一種更通用的電池充電器。
本發(fā)明的目的在于提供一種克服上述現(xiàn)有技術缺陷的電池充電器。本發(fā)明的電池充電器通過在一單獨充電盒體內提供兩組觸點，能夠為具有不同定位觸點的電池充電。


圖1示出了一個電池充電器的頂側、前側、右側視圖，相關的便攜電子設備，和所用電池。
圖2示出了圖1電池充電器的頂側、后側、右側視圖。
圖3示出了圖1電池充電器的頂面視圖。
圖4示出了對圖1中電池之一充電的電池充電器的局部頂側、后側、右側視圖。
圖5示出了對圖1中另一個電池充電的電池充電器的局部頂側、后側、右側視圖。
圖6示出了圖1的相關便攜電子設備的底面視圖。
圖7示出了具有相關便攜電子設備和裝有電池之一的電池充電器的頂側、后側、右側視圖。
圖8是部分以框圖形式示出的圖1的電池充電器，相關的便攜電子設備和電池的電路圖。
電池充電器包括一個既能在一第一方位容納一第一電池也可在一第二方位容納一第二電池的充電盒。該充電盒包括第一和第二組觸點。第一組觸點的觸點具有一第一空隙，以便當?shù)谝浑姵乇徊迦氤潆姾袝r與設置在該第一電池上的通電接觸點緊密配合。第二組觸點的觸點具有一第二空隙，以便當?shù)诙姵乇徊迦氤潆姾袝r與設置在該第二電池上的通電接觸點緊密配合。通過在一個單獨的充電盒中提供兩組觸點，該電池充電器能夠對具有不同定位觸點的電池進行充電。
圖1示出了電池充電器100，大電池102，小電池104，和電子設備106。圖2和3進一步示出了電池充電器100。如圖1-3所示，電池充電器100包括由前盒110和后盒112形成的外殼108。前盒110包括大小能容納電子設備106的前阱114。前阱114由底部116和由該底部向上延伸的側壁117，118。側壁117，118分別包括角槽119、120。角槽119、120按電子設備106的寬度尺寸制作。連接器122被設置在角槽119、120之間的底部116上并向上延伸至前阱114。
后盒112包括兩個阱淺后阱130和深后阱132。淺后阱130依能容納小電池104的尺寸制作。淺后阱130由底部134和自該底部134向上延伸的壁形成。底部134由圍繞深后阱132周圍的邊沿構成。所述的壁包括前壁236(圖2)、側壁138、140(圖1)，和后壁142。邊緣143經前壁236向后延伸。后壁142包括部分被切掉區(qū)域144。肩狀突出部146、148自部分被切掉區(qū)域144延伸形成容納空隙150。后壁142包括由其向外延伸并設置在部分被切掉區(qū)域144的左和右邊通常為L形的有彈性的金屬彈簧充電觸點152。在該優(yōu)選實施例中，充電觸點152包括熱敏器件觸點154和設置在部分被切掉區(qū)域144和側壁138之間的正極觸點155，以及設置在部分被切掉區(qū)域144和側壁140之間的負極觸點156與數(shù)據(jù)觸點157。充電觸點152沿后壁142的長度被隔開。
深后阱132依能容納大電池102的尺寸制作。深后阱132由根據(jù)大電池102的形狀成型的底部106和自底部160向上延伸的壁構成。這些壁包括前壁162，側壁164，側壁336(圖3)，和后壁168。前壁162面對著淺后阱130的后壁142。前壁162包括扁平充電觸點170。在本優(yōu)選實施例中，充電觸點170從左至右包括正極觸點172，熱敏器件觸點173，數(shù)據(jù)觸點174，和負極觸點175。充電觸點170沿前壁162的中間部分被緊挨著地隔開(圖2)，前壁162的中間部分基本上比淺后阱130的后壁142(圖3)短。充電觸點170緊靠著中間部分176安裝并延伸至深后阱132的全部深度，如圖2所示。側壁164、366(圖3)包括分別自底部160延伸的肋部件178和380。
電池充電器100經由自后盒112后面的殼體108延伸的電纜179被供電。如下面更詳細描述的，電纜179連接到主電源的一個標準墻壁插座上。
大電池102(圖1)包括殼體180。殼體180包括位于底端183基本上從前面186垂直延伸的腿181、182?？ㄦi184通過在殼體180中位于頂端185的一個開口延伸。殼體180的前面186包括可收縮式電池觸點187。電池觸點187被直線形地設置，與大電池102的橫軸平行，與其縱軸A1垂直。在該優(yōu)選實施例中，電池觸點187從左至右包括正極觸點188，熱敏器件觸點189，數(shù)據(jù)觸點190，和負極觸點191。殼體180的右側192包括槽193。槽193從底端183向上延伸。雖然看不清楚，但殼體180的左側194基本是右側192的鏡象并包括一個具有相似位置和大小的槽。
首先將大電池102的腿插入由線195表示的后盒112的深后阱132。特別是，大電池被設置在深后阱132之上，以便該大電池102的底端183與深后阱132的底部160對準。并且，大電池102的槽193與深后阱132的圖3的肋部件380對準，大電池102的左側194上看不見的槽與深后阱132的肋部件178對準。然后，大電池102被插入深后阱132，以便槽193接受肋部件380(圖3)和看不見的槽與肋部件178嚙合。大電池102的通電接觸點188-191(圖1)分別接觸并滑入深后阱132的觸點172-175，由此當大電池被插入時成為滑動觸點。當大電池102被完全插入并容納在深后阱132中時，電池充電器100與大電池102電連接，對大電池102進行充電。
圖4示出了被電池充電器100的后盒112的深后阱132容納的大電池102。大電池102的縱軸相對于深后阱132的充電觸點172-175(圖1)保持垂直定位。通過將大電池102從深后阱132垂直提起將其移出。
參考圖1，小電池104包括殼體196。殼體196包括設置在前端198的中間部位的卡鎖197。電池通電接觸點199繞在前端198上的卡鎖197設置。電池通電接觸點199是扁平的金屬部件，被直線地設置在一個與小電池104的縱軸A2垂直、與其橫軸T2平行的板上。在本優(yōu)選實施例中，電池通電接觸點199從左至右包括熱敏器件觸點123，正極觸點124，負極觸點125，和數(shù)據(jù)觸點126。一個突起部127縱向設置在殼體196的后端128上。
當大電池102沒放入后盒112中時，小電池104能被插入如線128所示的后盒112的淺后阱130。首先，使小電池104成一個角度，以便突起部127被塞入后盒112的邊緣143。然后，小電池104被向下旋入淺后阱130，直到卡鎖197在肩狀突出部146、148下面卡住并進入后壁142的容納槽150為止。小電池104的通電接觸點123-126滑過并向內抑制淺后阱130的觸點154-157。一旦被插入，小電池104的殼體196就將電池充電器100的外殼108嵌平，且通電接觸點123-126分別與觸點154-157接觸。當小電池104被完全插入并容納在淺后阱130中時，電池充電器100與小電池104電連接，對小電池104進行充電。
圖5示出了被電池充電器100的后盒112的淺后阱130容納的小電池104。當(或者)被放入后盒112中時，放置在后盒112中的小電池104的縱軸A2與大電池102的縱軸A1的方位垂直。通過拉動卡鎖197脫離肩狀突出部146、148和容納槽150小電池104被解鎖，然后向上旋動小電池104，將其從淺后阱130取出。
再參考圖1，示出了作為無線電話的電子設備106，它包括經鉸鏈113轉動連接的上殼體109和下殼體111。上殼體109包括揚聲器溝緣和在其內安裝有揚聲器(未示出)的開孔115。基本上與小電池相同的主電池121可拆裝地放到上殼體109的后側，以向電子裝置106供電。天線129自下殼體111伸出。在無線電話環(huán)境下，天線129與設置在下殼體111內的無線電路(見圖8)電連接，并使電子設備106的操作便利。下殼體111包括顯示器131，鍵盤133，和其內安裝有麥克風(未示出)的麥克風開口135。揚聲器，顯示器131，鍵盤133，和麥克風允許用戶操作電子設備106。下殼體111包括在側面139、141之間延伸的底部137。基本上與大電池102相似的輔助電池136可拆裝地安裝在下殼體111的整個后面上，以向電子設備106供電。輔助電池136的腿145、147伸到底部137之下，并將輔助電池136保持在電子設備106的下殼體111上。
圖6進一步示出了電子設備106的下殼體111的底部137。圖6表明底部137包括開口600，它具有安裝在其內的內連接器602。當電子設備106被插入前盒110的前阱114中時，內連接器602與電池充電器100的圖1的連接器緊密配合。
再參考圖1，電子設備106被插入如線143表示的前盒110。電子設備106被放置在前阱114上方，并稍向后一個角度，以便電子設備106的側面139、140分別與前阱114的角槽119、120對準。電子設備106靠著角槽119、120滑動直到連接器122與圖6的連接器602緊密配合為止，以便電子設備106完全與前盒110嚙合。
圖7示出了與電池充電器100的前盒110的前阱114嚙合的電子設備106。一旦嚙合，電池充電器100的連接器122能夠傳遞功率，向安裝到電子設備106上的主和輔助電池121、136充電。圖7還示出了當電子設備106被容納到前盒110中時在后盒112中的小電池104。雖然未示出，但將會明白，當電子設備106插入前盒110時，大電池102也能被容納在后盒112中。
圖8中示出了電池充電器100的電子電路，大電池102，小電池104，和電子設備106。除了上述的連接器122和充電觸點152，170之外，電池充電器100包括控制器800，開關802，和充電電路804。電池充電器100經電纜179連接到跟蹤源803。跟蹤源803被連接到墻插銷805。墻插銷805連接到一個主電源(例如，美國的110V電源)的方便的墻插座(未示出)上。跟蹤源803將由墻插座805輸入的交流電源轉換成直流電源，然后經電纜179將該直流電源輸出給電池充電器100。跟蹤源803根據(jù)從電池充電器100的充電電路804接收的反饋，或經電纜179從電子設備106接收反饋調整輸出的直流電源。跟蹤電源803經電纜179連接到開關802。
控制器800控制電池充電器100的充電操作。控制器800經總線806連接到連接器122，以便與電子設備106通信?？刂破?00通過總線808將控制信號輸入到開關802。控制器800控制開關802，當電子設備106被接入時經總線816將跟蹤源803連接到連接器122，而當大電池102或小電池104被裝入時經總線818將跟蹤源803連接到充電電路804?？刂破?00經線路812連接到熱敏器件觸點154，173，以檢測大電池102或小電池104的存在。控制器800經線路814連接到數(shù)據(jù)觸點157，174，以讀取來自大電池102或小電池104的電池數(shù)據(jù)?？刂破?00經總線810連接到充電電路804?？刂破?00根據(jù)存儲在控制器800中的預定充電算法控制充電電路804，以便經線路820將充電電流傳送到正極觸點155，172。本領域的技術人員將會明白，充電電路804包括一個電流源和一個諸如脈寬調制器(PWM)的轉換功率變換器，該變換器以由通過控制器800控制的一個開關(未示出)決定的電平產生一個輸出電流。控制器800根據(jù)從一本地存儲器(未示出)讀取的缺省數(shù)據(jù)或從大電池102或小電池104讀取的電池數(shù)據(jù)的功能控制該開關。
大電池102包括存儲器828，電化學電池830，和熱敏器件832。以串聯(lián)耦合的電化學電池830包括一個正極端子和一個負極端子。正極端子被連接到正觸點188。負極端子被連接到負觸點191。電化學電池830最好是可充電的，并可以是下列型號中的任何一種鎳-鎘(NiCd)、鎳-金屬氫化物(NiMH)、堿性，或鋰離子電池。與數(shù)據(jù)觸點連接的存儲器828的特征在于將大電池102看作“小電池”，因為該存儲器828存儲了可被用于最佳充電的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括電池類型數(shù)據(jù)，放/充電滯后數(shù)據(jù)，和歷史數(shù)據(jù)。熱敏器件832被連接在電化學電池830負極端子與熱敏器件觸點189之間。熱敏器件832兩端的電壓電平指示電化學電池830的溫度。
小電池104包括與數(shù)據(jù)觸點126連接的存儲器834，具有與正觸點124連接的正極端子和與負觸點125連接的負極端子的電化學電池836。熱敏器件838被連接在負極端子與熱敏器件觸點123之間。
當大電池102插入深后阱132或小電池104插入淺后阱130時開始充電。與存儲器828或存儲器834連接的控制器800響應線路812上的電壓電平，讀取線路814上的電池數(shù)據(jù)?？刂破?00根據(jù)從該存儲器接收的電池數(shù)據(jù)經總線810構造充電電路804?？刂破?00經總線808還輸入一個控制信號到開關802，控制開關802將跟蹤源803連接到充電電路804。跟蹤源804經電纜179和總線818將功率傳送給充電電路804。在控制器800的控制下充電電路804產生充電電流。該充電電流經線路820輸出到正充電觸點155，172并對在后盒11中連接的大電池102和小電池104充電。注意，負極觸點156，175被連接到電接地822。因為在任意時刻僅能有一個電池占用后盒112，所以控制器800和充電電路804不必識別檢測哪個觸點152，170，從哪個觸點152，170讀取數(shù)據(jù)，或將充電電流傳送到哪個觸點152，170。
電子設備106包括連接器602，與天線129連接的無線電路840，內部充電電路842，主電池121，和輔助電池136。當電子設備被插入前阱114且與電池充電器100的連接器122接觸時，最好包括一個微處理器(未示出)的無線電路840經總線844與電池充電器100通信。響應這種通信和在連接器602處跟蹤源803的存在(也經總線844檢測)，線電路840分別經總線852，854檢測主和輔助電池121，136的存在。在該優(yōu)選實施例中，主和輔助電池121，136根據(jù)一預定的優(yōu)先權被充電，并且在一個時刻僅有一個電池被充電。例如，當兩個電池同時存在時，主電池121先于輔助電池136被充電。無線電路840然后分別經總線852或854從主電池121或輔助電池136讀取電池數(shù)據(jù)。包括控制器(未示出)的無線電路840經總線848控制內部充電器電路842，以便經總線850將充電電流傳送給主電池121或輔助電池136。將對認識到，該內部充電器電路842包括一個諸如PWM的受控電流源。在無線電路804的控制下，內部充電器電路842根據(jù)一預定的充電算法和缺省數(shù)據(jù)或事先讀取的電池數(shù)據(jù)在總線850或851上產生充電電流。內部充電器電路842經連接器602和總線846由跟蹤源803供電。
當電子設備106被裝入前盒110，且大電池102或小電池104被裝入后盒112中時，電池充電器100根據(jù)一預定優(yōu)先權進行充電。例如，當前盒110和后盒112都被占用時，開關802首先轉換，將跟蹤源803連接到前盒110，以便對電子設備106的主和輔助電池121，136充電。當電子設備106的主和輔助電池121，136被完全充電時，無線電路840經總線844，連接器122和總線806構成的一條路徑輸出一信號給電池充電器100的控制器800?？刂破?00轉換開關802，以便將跟蹤源803連接到充電電路804，充電電路804將充電電流傳送到后盒112中的大電池102或小電池104。雖然電子設備106被裝有內部充電器電路842，但是在沒有內部充電器電路842的情況下，電池充電器100能夠作成利用充電電路804對電子設備106的主和輔助電池121，136充電。
雖然對作為蜂窩無線電話的電子設備106進行了描述，但將會明白，便攜計算機，無繩電話，雙向無線設備，尋呼機，個人數(shù)字助手，和類似設備都可從該多電池充電系統(tǒng)中得到益處。因此，這里所用的“設備”一詞將意味著任何一種上述的設備和它們的等同物。
因此，可以看到，電池充電器包括一個具有至少兩組充電觸點的充電盒。當相關的電子設備使用了不同型號的電池，或具有以不同間隔或位置的配對觸點時，在一個單獨的盒中設置多組充電觸點是有益的。通過在一個單獨的盒中設置多組充電觸點，因而不必需要額外的充電盒，具有不同構造的電池能被容納在一個相對小型的、低成本的充電器中。
權利要求
1.一種包括第一盒體用于為多個電池充電的電池充電器，多個電池的每一個包括一組電池通電觸點，所述第一盒體在某一時刻容納多個電池中的一個，其特征在于設置在第一盒體中的第一組充電觸點，當多個電池中的一個第一電池被插入第一盒體時與該第一電池連接，該第一組充電觸點之間具有一第一間隔；和與第一組充電觸點隔開并設置在第一盒體中的第二組充電觸點，當多個電池中的一個第二電池被插入第一盒體時與該第二電池連接，該第二組充電觸點之間具有一第二間隔。
2.根據(jù)權利要求1的電池充電器，其特征在于第一盒體包括圍繞第一組充電觸點形成的第一阱，該第一阱以一第一方位容納第一電池。
3.根據(jù)權利要求2的電池充電器，其特征在于第一盒體包括圍繞第二組充電觸點形成的第二阱，該第二阱以一第二方位容納第二電池。
4.根據(jù)權利要求3的電池充電器，其特征在于該第一組充電觸點被設置在第一阱的第一壁上，和第二組充電觸點被設置在第二阱的第二壁上。
5.根據(jù)權利要求4的電池充電器，其特征在于第一阱的第一壁和第二阱的第二壁是處在第一盒體的不同側上。
6.根據(jù)權利要求3的電池充電器，其特征在于第一阱包括一環(huán)繞第二阱的邊緣，該邊緣支撐著在第二阱上的第一電池。
7.根據(jù)權利要求3的電池充電器，其特征在于第一方位與第二方位正交。
8.根據(jù)權利要求1的電池充電器，其特征在于第二組充電觸點的觸點之間的間隙設置成比第一組充電觸點的觸點的小。
9.根據(jù)權利要求1的電池充電器，其特征在于進一步包括一第二盒體，該第二盒體與第一盒體隔開，用于容納一個為其中電子設備供電的電池。
10.根據(jù)權利要求1的電池充電器，其特征在于進一步包括一適于容納為電子設備供電的電池的第二盒體，該電子設備具有安裝在其上的多個電池中的一第三電池，該第二盒體具有一第一連接器，用于連接為電子設備供電的電池的一第二連接器和為其提供電源，該為電子設備供電的電池由所提供的功率為第三電池充電。
全文摘要
電池充電器(100)包括一充電盒體(112)，它能夠在一第一方位容納一第一電池(102)或以一第二方位容納一第二電池(104)。充電盒體(112)包括具有一第一間隔的第一組觸點(170)和一具有第二間隔的第二組觸點(152)，以便當?shù)谝浑姵?102)被插入充電盒體(112)時，與設置在第一電池(102)上的觸點(187)緊密配合；當?shù)诙姵?104)被插入充電盒體(112)時，與設置在第二電池(104)上的觸點(199)緊密配合。通過在一單獨充電盒體(112)中提供兩組觸點(170，152)，電池充電器(100)能夠為具有不同定位觸點的電池(102，104)充電。
文檔編號H01M2/30GK1155171SQ96120349
公開日1997年7月23日 申請日期1996年10月25日 優(yōu)先權日1995年10月31日
發(fā)明者阿伯特L·納哥勒, 詹姆斯D·多摩內茲尼, 小威拉德F·阿摩羅, 史蒂文R·雷米倫尼索仁, 斯可特D·伯特勒 申請人:摩托羅拉公司