有多種電池安排的多模無線電話的制作方法

專利名稱：有多種電池安排的多模無線電話的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及通信裝置，更專門地，涉及接受附加模塊以提供多種電池安排或第二射頻通信電路的通信裝置。
現代無線電話的應用受限于它們需要充電電池以運行。電池供電的便攜無線電話由于其重量輕和小巧變得普及。這些裝置，如蜂窩無線電話和無繩無線電話，典型配備僅單一主電池，因此，運行時間短。另外，裝置的運行必須中斷以更換單一主電池。這種中斷能在不希望的時間發生，如電話呼叫期間，并引起不希望的結果，如中斷呼叫。
響應這些不足，一些便攜無線電話配備附加電池。這些便攜無線電話自動在主和附加電池間切換以避免運行中斷。例如，主電池用完時，裝置切換到附加電池。
除延長電池運行的需要外，現代無線電話受限于僅運行于一個通信系統。這種系統包括區域系統，如根據全球移動通信系統(GSM)的系統，根據北美數字蜂窩系統(NADC)的系統和根據碼分多址(CDMA)標準的系統。這種系統還包括衛星系統，如銥衛星通信系統。
每個有有限的覆蓋區的通信系統的激增增大了有可運行在每個系統的多模無線電話的需要。由于接入所有系統是不需要的和不可經濟地實現的，需要無線電話如所需選擇地接入特定系統。在遠方的任一個特定系統可能不可靠的覆蓋區域中，這特別正確。正是在這種遠方的區域，延長的電池運行是極重要的。
本發明的目的是提供一種有多種電池安排的多模無線電話及其運行方法，用于以不中斷無線電話的連續運行和實現與各種通信系統的通信的方法控制多種電池安排。
本發明提供一種無線電話，包括第一射頻(RF)通信電路；主電池，用于供電所述無線電話；和附加模塊，包括附加電池和第二RF通信電路之一。
本發明提供一種運行無線電話的方法，所述無線電話包括主電池，所述方法包括步驟檢測可移去模塊的出現；識別所述可移去模塊為附加電池和射頻(RF)通信電路之一；如果所述可移去模塊包括所述附加電池，選擇所述主電池和所述附加電池之一用于供電所述無線電話；和如果所述可移去模塊包括所述RF通信電路，運行所述RF通信電路。
本發明的優點是允許無線電話不中斷、連續運行的方法控制主電池和附加電池的放電和充電，且可運行于多種通信系統。
附圖簡要說明

圖1是根據本發明的無線電話；圖2是圖1的無線電話的第二視圖；圖3是用圖1的無線電話的射頻通信系統的框圖；圖4是圖3的放電和充電電路的框圖；圖5是圖3的放電和充電電路的部分示意圖；圖6是圖1的無線電話的放電主和附加電池的方法的流程圖；圖7是顯示圖1的無線電話的充電主和附加電池的方法的狀態圖；圖8是顯示判定主和附加電池哪個要充電的方法的狀態圖；圖9是根據本發明的無線電話另一實施方案；圖10是圖1和圖9的無線電話的多模運行的方法的流程圖。
圖1描繪有主電池101和附加模塊102的無線電話100。無線電話100包括有通過鉸鏈110可旋轉地耦合的下殼部分106和上殼部分108的殼104。下殼部分106包括保持縫123，用于附接附加模塊102，顯示器128，袖珍鍵盤130和麥克風口131。顯示器128向用戶提供可視信息，包括例如保持在主電池101或附加模塊102中的當前電量。袖珍鍵盤130允許用戶開和關無線電話100和通過按鍵盤130的鍵初始化呼叫。麥克風藏在麥克風口131后。上殼部分108包括有開口的揚聲器斜面(bezel)142。揚聲器藏于揚聲器斜面142后。在呼叫期間除向用戶提供音頻外，當主電池101和附加電池幾乎用完時，揚聲器可提供音頻報警。下殼部分106和上殼部分108包括接在其上的主電池101和附加電池。主電池101和附加模塊102可從無線電話100分開，如圖2所例。
圖2描繪在閉合位置的無線電話100，其中主電池101和附加模塊102從其分開。主電池101包括在形成主電池101的第一端的凸沿204的大約中點布置的鎖固部分202。凸206縱向地布置在對著鎖固部分202的主電池101的第二端。無線電話100包括形成在上殼部分108中的第一凹210。第一凹210形成前墻211、右墻212、左墻214和后墻216。凸緣218從后墻216向外伸展且在第一凹210上。匹配鎖固部分222包括肩226、228且包括前墻211的切去區域224。上殼部分108的第二凹230從前墻211且在前墻211上向前伸展。通過插入主電池101的凸206在凸緣218之下，如虛線231所示，且旋轉主電池101向下進入第一凹210，主電池101被附接到裝置。主電池101旋轉，直到鎖固部分202嚙合匹配鎖固部分222的肩226、228且凸沿204位于第二凹230。通過按壓鎖固部分202從肩226、228分開，且旋轉主電池101向上并從第一凹210和第二凹230分開，主電池101被拆下。
附加模塊102包括軟鉤鎖232和分別有柱238、240的固定座234、236。無線電話100包括圖1的保持縫123和布置在下殼部分106的端246上的插座242、244，用于附接附加模塊102。無線電話100包括布置在下殼部分106的底端246的在插座242、244之間的伸展口248。伸展口248提供到布置其中的耦合器314(見圖3)的接入。通過插軟鉤鎖232入保持縫123；成角度的擴展附加模塊102向下直到固定座234、236越過底端246；旋轉附加模塊102直到與下殼部分106并置；且釋放附加模塊102，因此允許固定座234、236向底端246移動，允許柱238、240插入插座242、244如線250所示，附接附加模塊102。固定座234、236之間的空間防止伸展口248的阻塞和當附加模塊102被附接時保護對耦合器314的接入。附加模塊102通過與前述附接的步驟大體相反的步驟被從無線電話100分開。
根據本發明，無線電話100包括第一射頻(RF)通信電路、主電池101和附加模塊102。附加模塊102包括附加電池或第二RF通信電路，或兩者。
為提供延長的電池供電的運行，附加電池形態的附加模塊102被附接到無線電話100。為避免運行中斷，無線電話100在主電池101和附加模塊102的附加電池之間自動切換。例如，當主電池101耗盡時，無線電話100切換到附加電池。
為提供一個以上通信系統的接入，第二RF電路形態的附加模塊102被附接到無線電話100。無線電話100包括在殼104中的第一RF電路，如下所更詳細描繪。當包括第二RF電路的附加模塊102被附接到殼104，無線電話100可與一個以上遠方收發信機通信或一個以上通信系統通信。
示例的實施方案包括配置以與衛星通信系統無線通信的第一RF通信電路和配置以與區域通信系統無線通信的第二RF通信電路，或配置以與第一區域通信系統無線通信的第一RF通信電路和配置以與第二區域通信系統無線通信的第二RF通信電路。在描繪的實施方案中，兩RF通信電路被配置用于雙向無線通信，但在其它實施方案中，一個或兩個RF通信電路可被配置用于單向通信，如尋呼機。
圖9是根據本發明的無線電話900的另一方案。無線電話900包括殼902、第一模塊904和第二模塊906。殼902包括袖珍鍵盤908、電源鍵910、顯示器912、揚聲器914、天線916和主電池918，用于供電無線電話900。控制電路布置在殼902內，用于控制無線電話900。
殼902確定包括第一縫922和第二縫924的孔920。第一模塊904和第二模塊906可被插入第一縫922或第二縫924之一。第一模塊904包括連接器926，第二模塊906包括連接器928用于構成與布置在殼902內的匹配連接器電接觸。連接器926和連接器928傳送對每個模塊的特性適當的功率、地、控制信號和射頻(RF)信號。
在第一方案中，無線電話900包括用于與第一遠方收發信機無線通信的布置在殼902內的主射頻(RF)通信電路，和第一模塊904和第二模塊906的每個形成包括至少一個附加電池或用于與第二遠方收發信機無線通信的從RF通信電路的附加模塊。根據用戶要求，兩附加電池模塊可被插入，或一個附加電池模塊和一個RF通信電路模塊可被插入，或兩個RF通信電路模塊可被插入在孔920中。因此，無線電話900的能力可適合用戶需要。
在第二方案中，無線電話900不包括布置在殼902內的主射頻(RF)通信電路。在這個第二方案中，第一模塊904或第二模塊906之一提供主射頻(RF)通信電路。另外的模塊形成附加模塊，包括附加電池或用于與第二遠方收發信機無線通信的從RF通信電路。根據用戶要求，附加電池模塊可被插入孔920中或一個RF通信電路的附加模塊可被插入。再次，這允許無線電話900的能力可適應用戶需要。
圖3是射頻通信系統300的框圖，其中基站301和無線電話100通過射頻(RF)信號302通信。基站301形成第一遠方收發信機。無線電話100包括天線303，包括接收機304和發射機305的第一射頻(RF)通信電路320，控制器306，包括揚聲器(未示出)、圖1的顯示器128、麥克風(未示出)和圖1的袖珍鍵盤130的用戶接口308。控制器306能是例如可從Motorola公司得到的68HC11微處理器。控制器306形成控制電路，用于控制無線電話100的運行。無線電話100由可拆卸主電池101供電。另外，附加模塊102可被接到無線電話100以提供附加電池或提供從通信電路。
天線303變換RF信號302為電RF接收信號且耦合電RF接收信號到接收機304。接收機304變換電RF接收信號為數據接收信號，它們然后通過控制器306耦合并通過揚聲器輸出給用戶音頻話音和通過顯示器128輸出給用戶運行信息。用戶分別通過麥克風和袖珍鍵盤130輸入的話音和數據被耦合到發射機305作為數據發射信號。發射機305轉換數據發射信號為電RF發射信號，它們由天線303變換且作為RF信號302發射。
無線電話100包括放電和充電電路310、存儲器312和耦合器314。放電和充電電路310選擇地放電主電池101和包括在附加模塊102內的附加電池，以向無線電話100提供不中斷的電源。放電和充電電路310在由控制器306執行的程序控制下，選擇地充電主電池101和附加電池，如果出現。程序被存儲于存儲器312。存儲器312優選只讀存儲器(ROM)，但可是可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、隨機存取存儲器(RAM)、或其它合適的存儲裝置。雖然存儲器312被示為與控制器306分離，應知道存儲器312能在控制器306內和/或控制器306可含除存儲器312外的存儲器。耦合器314允許用戶接入外電源430(見圖4)，用于提供電源以運行無線電話100(且節約電池電量)或充電主電池101和附加電池，如果有的話。
附加模塊102包括電連接，適用于作為附加電池或為RF通信電路這兩種裝置運行。因此，附加模塊102被配置，以被耦合到放電和充電電路310，用于放電和充電附加電池和用于提供RF通信電路的運行功率。附加模塊102還被配置，以被耦合到控制器306和到天線303，用于運行為RF通信電路，用于與除基站301外的第二遠方的收發信機通信。
在典型應用中，包括第二RF通信電路的附加模塊102包括類似接收機304的接收機和類似發射機305的發射機。然而，接收電路和發射電路的各個可被設計以在具體的通信系統中通信，如具體的衛星通信系統或具體的區域通信系統。另外，附加模塊102還可包括天線322，用于與第二遠方的收發信機通信，如基站324或衛星收發信機。在這個配置中，天線303是耦合到主RF通信電路的主天線，天線322是耦合到從RF通信電路的從天線。包括第一RF通信電路和第二RF通信電路的無線電話100因此是多模無線電話，用第一RF通信電路運行在第一模式和可用第二RF通信電路運行在第二模式。
圖4是主電池101、配置為附加電池的附加模塊102、放電和充電電路310、耦合器314和控制器306的框圖。圖4描繪主電池101和附加模塊102的附加電池的放電和充電。因此，圖4描繪的附加模塊102含附加電池。
主電池101和有附加電池的附加模塊102被可分離地耦合到放電和充電電路310。主電池101包括主電化芯404、主存儲器402和主熱敏電阻406。應知道，描繪的主電化芯404代表一個或多個電化芯。主電化芯404包括主正極405和主負極407。主電化芯404優選可充電的。主電化芯404是下列類型之一鎳鉻(NiCd)、鎳氫(NiMH)、堿、鋰離子或鋰聚物。可用其它類電池。主存儲器402優選EPROM。因為主存儲器402存儲可用于優化放電和充電的數據，主存儲器402使主電池101具有“智能電池”的特征。這種數據包括電池類型數據、放電/充電滯后數據和歷史數據。主熱敏電阻406被耦合到主負極407且通過其電壓降指示主電化芯404的熱敏電阻。主負極407還耦合到電地409。
附加電池類似于主電池101，和包括附加存儲器410，有附加正極413和附加負極415的附加電化芯412和附加熱敏電阻414。附加負極415被類似地耦合到電地409。在一方案中，然而，附加電池容量大于主電池101，且能提供較長時間的電源。
放電和充電電路310的放電部分可切換地連接主電池101和附加電池到裝置供電線408(標為B+)。主電池101和附加模塊102的附加電池典型提供裝置供電線408以在2.8V到5.5V之間的電壓。可能是其它電壓。例如，主電池101或附加電池或兩個都可是“AAA”或“AA”電芯，供電供電線約“1.5V”電壓。裝置供電線408通過電連接供電控制器306、圖3的接收機304、圖3的發射機305、圖3的用戶接口和無線電話100的其它部件。放電部分主要包括附加電池開關420、檢測器422和主電池開關424。附加電池開關420關聯于附加電池且運行以連接附加電池以供電無線電話100。附加電池開關420的輸入由線416耦合到附加正極413，附加電池開關420的輸出被耦合到裝置供電線408。
檢測器422耦合在主電池101和附加電池之間，并檢測用于第一電池的電池放電門限和用于第二電池的第二電池放電門限。電池放電門限可是電池輸出電壓、電池電量狀態或任何其它合適的電池特性。在描繪的實施方案中，檢測器422檢測何時附加電池放電低于門限電平和何時外電源430被連接到無線電話100。在優選實施方案中，門限電壓是3.3V，但可用任何由電池提供的合適的任何電壓值。主電池101和附加電池可提供不同的電壓。在那種情況，控制器306判定電池類型，包括其每個電池的標稱輸出電壓。在控制器306的控制下，檢測器422定標從主電池101或附加模塊102的附加電池接收的輸入電壓，以適應不同電池類型。
附加正極413通過線421被耦合到檢測器422的第一輸入端。主正極405通過線423被耦合到檢測器422的第二輸入端。耦合器314通過線425被耦合到檢測器422的第三輸入端。檢測器422的輸出端通過線426被耦合到主電池開關424和控制器306。
響應檢測器422或控制器306，主電池開關424連接或斷開主電池101為無線電話100能由其運行的功率源。主電池開關424的第一輸入端通過線426被耦合到檢測器422的輸出端。主電池開關424的第二輸入端通過線427被耦合到主正極405。主電池開關424的輸出端被耦合到裝置供電線408。
響應檢測器422或控制器306，附加電池開關420連接或斷開附加模塊102的附加電池為功率源。附加電池開關420的第一輸入端通過線494被耦合到檢測器422的輸出端。附加電池開關420的第二輸入端通過線416被耦合到附加正極413。附加電池開關420的輸出端被耦合到裝置供電線408。
控制器306還耦合檢測器422的輸出端到圖3的用戶接口308。用戶接口308解釋檢測器422的輸出并通知用戶在特定時間主電池101和附加電池中的哪個向無線電話100供電。
根據預定的優先權，放電和充電電路310的放電部分放電主電池101和附加電池。在描繪的實施方案中，當兩個電池都被接上時，首先放電附加電池。可用其它優先權。附加電池開關420初始耦合附加正極413到裝置供電線408，因此，通過附加電池供電無線電話100。檢測器422在附加電化芯412放電時監視附加電化芯412。當附加正極413的電壓落到低于門限電壓時，檢測器422斷開附加電池開關420和閉合主電池開關424。這從附加電池開關420斷開主電源并連接主正極405到裝置供電線408，因此，通過主電池101供電無線電話100。
當一個電池在使用時，即供電，不中斷無線電話100(圖3)的運行，未在使用的電池能被替換(取下并再接上)。當附加電池在使用時，主電池101能被替換。當主電池101在使用時，包括附加電池的附加模塊102能被包括另一附加電池的附加模塊或包括第二RF通信電路的附加模塊替換。基于包括附加電池的附加模塊102的替換，如果附加正極413的電壓高于門限電壓，檢測器422斷開主電池開關424(斷開主電池101)。
另外，不中斷無線電話100的運行，在使用的電池能被取下。如果包括附加電池的附加模塊102在使用中被取下，檢測器422響應在線421上的電壓的迅速降低足夠快地閉合主電池開關424以防止中斷。在使用時取下主電池101時，甚至當附加電池已放電到門限電壓后，也防止中斷。這由設置門限電壓(如3.3V)高于供電無線電話100必須的最小電壓來實現。在優選實施方案中，最小電壓是2.8V。這個電壓能響應所接電池的類型改變。另外，甚至當附加電池已放電到門限電壓后，附加電池開關420保持閉合。因此，基于在使用的主電池101的取下，附加電池仍能提供足夠的功率運行無線電話100(至少短時間)。另外，當檢測器不再在其第二輸入端檢測到主正極405的出現時，檢測器斷開主電池開關424；當附加電池用完或移去時，通過線494斷開附加電池開關420。
這種使用的電池能被取下對在電話呼叫期間希望不中斷電話呼叫替換使用的電池或選擇第二RF通信電路的用戶是優異特征。在描繪的實施方案中，主電池101小于附加電池(見圖1和圖2)，因此，較便攜。因此，想像用戶個人將比附加電池更多的攜帶主電池。因此，在主電池101使用時，替換主電池101的能力是有利的。還想像在另一實施方案中，主電池101和附加電池有大約的同樣尺寸，且因此可相互替換。可相互替換主和附加電池的能力減少攜帶一種以上電池的需要。
當外電源430(標為外電源B+)被接到耦合器314，主電池101或附加電池的放電被停止，無線電話100由外電源430供電。外電源430提供高于主電池101和附加電池提供的電壓約1.4V的電壓至裝置供電線408。基于附接，耦合在耦合器314和裝置供電線408之間的二極管432成為正偏并耦合由外電源430提供的電壓到裝置供電線408。當外電源430未被接上時，二極管432防止主電池101和附加電池漏回入耦合器314。響應線425上的電壓，檢測器422斷開主電池開關424和附加電池開關420，停止主電池101和附加電池的放電。如果附加模塊102包括第二RF通信電路，那么，控制器306通過線492閉合附加電池開關420，以允許包括第二RF通信電路的附加模塊由外電源430供電。
放電和充電電路310的充電部分選擇充電主電池101和附加電池。放電和充電電路310的充電部分包括存儲器開關440、充電開關442、內充電器444和熱敏電阻開關446。放電和充電電路310的充電部分在控制器306的控制下運行。
控制器306通過存儲器開關440選擇地讀主和附加存儲器402、410的內容。主存儲器402通過線448被耦合到存儲器開關440的第一輸入端。附加存儲器410通過線450被耦合到存儲器開關440的第二輸入端。控制器306通過線452被耦合到存儲器開關440的第三輸入端。存儲器開關440包括通過線454耦合到控制器306的輸出端。控制器306通過線452發信號至存儲器開關440，以通過存儲器開關440的輸出端和線454連接主存儲器402或附加存儲器410到控制器306。一旦建立連接，控制器306讀電池數據。
控制器306通過充電開關442選擇充電主電池101或附加電池。充電開關442包括通過線456被耦合到主電化芯404的第一輸出端。充電開關442包括通過線458被耦合到附加電化芯412的第二輸出端。內充電器444通過線460耦合到充電開關442的第一輸入端。控制器306通過線452被耦合到充電開關442的第二輸入端。控制器306通過線452發信號至充電開關442，通過充電開關442的第一輸入端和線460連接內充電器444到主電化芯404或附加電化芯412。一旦連接，由內充電器444提供的充電電流充電主電化芯404或附加電化芯412。
控制器306形成檢測器，用于識別主電池101和附加電池的類型。電池的類型可由電池的熱敏電阻、電池的輸出電壓或任何合適的方法指示。在描繪的實施方案中，控制器306可通過熱敏電阻開關446判定主電池101和附加電池的出現。主熱敏電阻406通過線462被耦合到熱敏電阻開關446的第一輸入端。附加熱敏電阻414通過線464被耦合到熱敏電阻開關446的第二輸入端。控制器306通過線465被耦合到熱敏電阻開關446的第三輸入端。熱敏電阻開關446包括通過線466被耦合到控制器306的輸出端。控制器306通過線465發信號至熱敏電阻開關446，通過熱敏電阻開關446的輸出端和線466連接主熱敏電阻406或附加熱敏電阻414到控制器306。一旦連接，控制器306通過穿過各熱敏電阻開關的電壓降判定主電池101或附加電池的出現。
內充電器444包括充電控制器470、穩流器472和反饋開關474。充電控制器470通過線478被耦合到耦合器314，通過線480被耦合到控制器306，通過線481耦合充電電流。充電控制器470響應耦合器314、控制器306和充電電流向穩流器472輸出電流信號。除有輸入端從充電控制器470接收電流，穩流器472包括通過線482被耦合到耦合器314的輸入端。穩流器472響應電流以第一或第二速率通過線460輸出充電電流到充電開關442。基于輸出充電電流，穩流器472通過線484閉合反饋開關474。一旦閉合，反饋開關474通過線486耦合在線460上的充電電壓到耦合器314。充電電壓被用于由外電源430跟蹤。
放電和充電電路310的充電部分根據預定的優先權充電主電池101和附加電池。當兩電池都接上時，首先充電主電池101。基于能充電電池的外電源如外電源430接到耦合器314，充電開始。控制器306通過線488檢測外電源430的接上，通過熱敏電阻開關446在主和附加的熱敏電阻406、414間切換，以判斷出現哪個電池。如果主電池101和附加電池都被接上，控制器306切換存儲器開關440和通過線454讀主存儲器402的數據。外電源430通過線478饋電充電控制器470。控制器306通過線480配置充電控制器470，以便充電控制器470根據從主電池101讀的數據提供電流信號。在線481上提供反饋，以便如果必要充電控制器470能調整電流信號。響應來自充電控制器470的電流信號，穩流器472用通過線482提供的外電源430產生充電電流。穩流器472通過線460輸出充電電流到充電開關442。控制器306切換充電開關442，以通過線456耦合充電電流到主電化芯404。根據從主存儲器402讀的充電數據，充電主電池101一段時間。充電這段時間后，主電池101被認為充滿了。
一旦主電池101確實充電滿了，開始充電附加電池。控制器306切換存儲器開關440和從附加存儲器410讀電池數據。根據從附加電池讀的電池數據，控制器306配置內充電器444輸出充電電流。控制器306切換充電開關442，以通過線452耦合充電電流到附加電化芯412。根據從附加存儲器410讀的優化充電時間數據，充電附加電池一段時間，然后，被認為充滿了。如果主電池101在充電附加電池時被替換，控制器306(它繼續觸發熱敏電阻開關446在主和附加熱敏電阻406、414之間，以判斷充電期間出現的電池)中斷充電附加電池并以前述方法開始充電主電池101。一旦主電池101和附加電池都被充滿，內充電器444以約1800秒周期重復地對每個主電池101和附加電池進行保持充電。保持充電包括涓流充電或補充充電以延遲電池壞。基于外電源430的斷開，充電結束。
雖然無線電話100包括內充電器444，用于充電多電池安排，應知道，主電池101和附加電池的充電裝置能在無線電話100之外。例如，無內充電器444，主電池101和附加電池的充電能通過連接到耦合器314的外充電器完成。除耦合到控制器306外，耦合器314也直接耦合到熱敏電阻開關446、存儲器開關440和充電開關442。基于接上外充電器，通過熱敏電阻開關446判斷電池出現，電池數據從主存儲器402或附加存儲器410讀，且基于電池數據的充電電流通過充電開關442被提供給主電池101或附加電池。
圖4還描繪用于控制電池放電和充電和檢測附加模塊102的電路。在控制器306和主電池開關424間提供控制線490以越過(override)主電池開關424。類似地，在控制器306和附加電池開關420間提供控制線492以越過附加電池開關420。
控制器306判斷附加模塊102的特性，附加電池或RF通信電路。如果控制器306判斷附加模塊102包括附加電池，檢測器422和內充電器444如上所述正常運行。檢測器422控制主電池開關424和附加電池開關420，以根據預定的優先權放電和充電主電池101和附加電池。如果控制器306判斷附加模塊102包括RF通信電路，控制器306將越過檢測器422并迫使附加電池開關420閉合。這允許附加模塊102中的RF通信電路或其它電路從圖4標為B+的裝置供電線408獲得電源。如果外電源430(標為外電源B+)被接到耦合器314，控制器306越過主電池開關424以保持主電池開關424斷開。如果沒有外電源430，控制器306閉合主電池開關424。
控制器306可判斷附加模塊102包括RF通信電路但不希望運行RF通信電路。這個選擇可發生在如沒有RF通信電路被設計運行的通信系統或為節約電池功率時。在這種情況，控制器306將越過附加電池開關420并迫使附加電池開關420打開。這中斷向附加模塊102的供電。
在另一方案中，代替直接控制主電池開關424和附加電池開關420，檢測器422可由控制器306控制。在這個方案中，控制器306通過檢測器422間接控制主電池開關424和附加電池開關420。這種實現增加檢測器422的相對復雜性。
圖5是放電和充電電路310的部分示意圖。如所述，放電主電池101和附加電池由附加電池開關420、檢測器422和主電池開關424實現。
檢測器422主要包括比較器502、晶體管504、二極管510和或門506。比較器502有參考電壓508(標為VREF)，它被設到附加電池的門限電壓和耦合到比較器502的正(+)極。附加正極413通過線421被耦合到比較器502的負(-)極。比較器502的輸出端被耦合到或門506的第一輸入端。優選N溝道MOSFET的晶體管504的柵極通過線423被耦合到主正極405。晶體管504的漏極被耦合到附加正極413和或門506的第二輸入端。二極管510耦合在晶體管504的漏極和或門506之間。或門506的第二輸入端也被耦合到耦合器314。或門506的輸出端通過線426被耦合到主電池開關424。
主電池開關424包括優選P溝道增強MOSFET的晶體管512和二極管514。晶體管512的柵極通過線426被耦合到或門506的輸出端。晶體管512的漏極通過線427被耦合到主正極405。晶體管512的源極被耦合到裝置供電線408。二極管514耦合在晶體管512的漏極和源極之間。
附加電池開關420包括晶體管505和二極管500。晶體管505的柵極通過緩存器501被耦合到線425。晶體管505的源極被耦合到附加電池的極413，和晶體管505的漏極被耦合到裝置供電線408。
當主電池101和附加電池被接上(且外電源430未被接上)時，附加電池開關420閉合且耦合附加正極413到裝置供電線408。如果附加正極413的電平大于或約等于參考電壓508，比較器502輸出邏輯高信號。參考電壓能根據電池變化。例如，如果電池是“AA”芯，參考電壓大約是1.1V。如果電池是鋰離子電池，參考電壓大約是3.0V。邏輯高信號引起或門506在線426上輸出邏輯高信號。這引起晶體管512截止，因此，防止主正極405供電至裝置供電線408。二極管514防止來自裝置供電線408的電流漏回和充電主電池101。
如果附加正極413的電平低于參考電壓508，比較器502輸出邏輯低信號到或門506。這引起或門506在線426上輸出邏輯低信號。如果主電池101和附加電池都在，晶體管504也輸出邏輯低信號到或門506。這引起或門506在線426上輸出邏輯低信號。且引起晶體管512導通且耦合主正極405到裝置供電線408。
如果主電池101被取下(且附加電池接著)，將不再見到晶體管504的柵極，即由主正極405供電。這導致附加正極413拉高晶體管504的漏極。這也引起或門506在線426上輸出邏輯高信號和晶體管512保持截止。
當外電源430接到耦合器314時，主電池101和附加電池停止放電。基于接上，外電源430在線425上引起或門506在線426上輸出邏輯高信號。這引起晶體管512截止。二極管510防止類自外電源430的電流漏回和充電主電池101。如果附加模塊102包括RF通信電路(且無外電源430)，控制器306通過線492閉合附加電池開關420和通過線490閉合主電池開關424。
如所述，為完成主電池101和附加電池的充電，放電和充電電路310包括存儲器開關440、充電開關442、充電控制器470、穩流器472、和內充電器444的反饋開關474、和熱敏電阻開關446。存儲器開關440和熱敏電阻開關446優選由源520供電2.75V的兩路復路/分路器。存儲器開關440和熱敏電阻開關446的每個主要包括分別耦合到線448、464和線450、462的第一和第二信道口522、524；耦合到線454、466的通信口526；耦合到線452、465的選擇口528。從控制器306耦合到選擇口528的邏輯低信號耦合第一信道口522(連接到主電池101)到通信口526且到控制器306。從控制器306耦合到選擇口528的邏輯高信號耦合第二信道口524(連接到附加電池)到通信口526且到控制器306。
充電開關442包括晶體管530、532、534、536。晶體管530、532、534、536優選P溝道增強MOSFET。晶體管530、532的柵極被耦合到線452。晶體管534，536的柵極通過非門538被耦合到線452。晶體管530、534的源極被耦合到線460。晶體管532、536的源極分別通過線456、458被耦合到主正極405和附加正極413。晶體管530、532的漏極連在一起。晶體管534、536的漏極連在一起。二極管540、542、544、546分別從晶體管530、532、534、536的漏極耦合到源極。線452上的邏輯低信號導通晶體管534、536，因此，線460上的充電電流能流到主電池101。線452上的邏輯高信號導通晶體管530、532，因此，線460上的充電電流能流到附加電池。二極管540、542、544、546防止充電電流流到未選擇為被充電的電池。
優選集成電路的充電控制器470主要包括受控電流源550，如脈寬調制器(PWM)，它以充電控制器470判斷的水平產生輸出電流信號。電流源550由耦合器314通過線478在第一輸入口饋電，由控制器306通過線480在第二輸入口配置，和通過線481在第三輸入口調整。響應控制器306和基于通過線481接收的反饋的調節，充電控制器470通過輸出口551和檢測口552耦合電流源550產生的電流信號到穩流器472。
穩流器472主要包括晶體管553、二極管554和二極管556。晶體管553優選P溝道增強MOSFET。晶體管553的柵極被耦合到充電控制器470的輸出口551。晶體管553的源極被耦合到充電控制器470的檢測口552和通過線482耦合到耦合器314(及外電源430)。晶體管553的漏極通過線484被輸出到反饋開關474和通過二極管556被輸出到線460。響應從充電控制器470的輸出口551接收的充電信號，晶體管553導通和耦合由外電源430和電流源550(通過充電控制器470的檢測口552的充電信號)產生的電流通過二極管556到線460。二極管556優選肖特基管。二極管554從晶體管553的漏極耦合到源極，并在晶體管553截止時防止充電電流流到線460。
反饋開關474主要包括晶體管560、562。晶體管560、562優選雙極結晶體管。晶體管560是NPN晶體管。晶體管560的基極通過線484被耦合到穩流器472。晶體管560的集電極被耦合到晶體管562的基極。響應穩流器472產生的充電電流，晶體管560導通。晶體管562是PNP晶體管。晶體管562的射極被耦合到線460。晶體管562的集電極通過線486被耦合到耦合器314。當晶體管560導通時，晶體管562耦合穩流器472輸出的充電電壓到耦合器314。這允許外電源430跟蹤充電電壓。
圖6是圖1-5描繪的放電主電池101和附加模塊102的附加電池的方法的流程圖。在優選方案中，這個方法或過程完全由圖4和5的放電和充電電路310的附加電池開關420、檢測器422和主電池開關424實現。然而，應知道，這個方法也可由執行軟件程序的微處理器或控制器實現。
過程始于框600。在決定框602，判斷圖4和5的外電源430是否被接到圖1-3的無線電話100。如果外電源430被接，在框604，無線電話100通過外電源430供電，且過程返回決定框602。如果外電源430未被接，過程進到決定框606。
在決定框606，判斷包括附加電池的附加模塊102是否被接到無線電話100。如果包括附加電池的附加模塊102未被接，過程進到決定框608。如果附加電池被接，在決定框610，判斷附加電池的電壓是否大于圖5的參考電壓508。如果附加電池的電壓大于參考電壓508，在框612，無線電話100通過附加電池供電，且過程返回決定框602。如果附加電池的電壓不大于參考電壓508，過程進到決定框608。
在決定框608，判斷圖1-5的主電池101是否被接。如果主電池101被接，在框614，無線電話100通過主電池101供電，且過程返回決定框602。如果主電池101未被接，因為無電源被接到無線電話100，過程停止在框615。
圖7是顯示充電圖1-5的主電池101和附加電池的方法的狀態圖。在優選實施方案中，這個方法或過程用由圖3-5的控制器306執行的軟件程序實現。根據程序，控制器306運行圖4和5的放電和充電電路310的充電開關442、存儲器開關440、內充電器444和熱敏電阻開關446，以充電主電池101和附加電池。然而，應知道，這個方法也可用分立硬件部件實現。每個狀態由框代表。每個框左上角的數指示在該狀態期間接到圖1-3的無線電話100的電池數。
框700指示在該狀態中沒有接到無線電話100的電池。如果在框700主電池101被接到無線電話100，過程進到框702。如果在框700附加電池被接到無線電話100，過程進到框704。
框702指示在該狀態中僅有主電池101接到無線電話100且充電。如果在框702主電池101被移去，過程進到框700。如果在框702附加電池被接到無線電話100，過程進到框706。如果在框702主電池101被充足電，過程進到框708。
框704指示在該狀態中僅有附加電池接到無線電話100且充電。如果在框702附加電池被移去，過程進到框700。如果在框704主電池101被接到無線電話100，過程進到框706。如果在框704附加電池被充足電，過程進到框710。
框706指示在該狀態中主電池101和附加電池都接到無線電話100且主電池101充電。如果在框706主電池101被移去，過程進到框704。如果在框706附加電池被移去，過程進到框702。如果在框706主電池101被充足電，過程進到框712。
框708指示在該狀態中僅主電池101接到無線電話100且保持充電。如果在框708主電池101被移去，過程進到框700。如果在框708附加電池被接上，過程進到框712。
框710指示在該狀態中僅附加電池接到無線電話100且保持充電。如果在框710附加電池被移去，過程進到框700。如果在框710主電池101被接上，過程進到框714。
框712指示在該狀態中主電池101和附加電池都接到無線電話100且附加電池充電。如果在框712主電池101被移去，過程進到框704。如果在框712附加電池被移去，過程進到框708。如果在框712附加電池被充足電，過程進到框716。
框714指示在該狀態中主電池101和附加電池都接到無線電話100且主電池101充電，附加電池被充足電。如果在框714主電池101被移去，過程進到框710。如果在框714附加電池被移去，過程進到框702。如果在框714主電池101被充足電，過程進到框716。
框716指示在該狀態中主電池101和附加電池都接到無線電話100且都保持充電。如果在框716主電池101被移去，過程進到框710。如果在框716附加電池被移去，過程進到框708。
圖8是顯示判定圖1-5的主電池101和附加模塊102的附加電池中的哪個要充電的方法的狀態圖。這個方法類似圖7于由圖3-5的控制器306執行的軟件程序實現。根據程序，控制器306運行圖4和5的放電和充電電路310的充電開關442、存儲器開關440、內充電器444和熱敏電阻開關446，以充電主電池101和附加電池。然而，應知道，這個方法可僅用分立硬件部件實現。每個狀態由框代表。
框800指示在該狀態中主電池101和附加電池都不充電。如果在框800主電池101被接到無線電話100，過程進到框802。如果在框800附加電池被接到無線電話100，過程進到框804。
框802指示在該狀態中僅有主電池101充電。如果在框802主電池101和包括附加電池的附加模塊102被移去，過程進到框800。如果在框802附加電池被接，主電池101充滿電，附加電池未充滿電，過程進到框804。如果在框802附加電池被接，且主電池101被移去，過程也進到框804。
框804指示在該狀態中僅附加電池充電。如果在框804主電池101和附加電池被移去，過程進到框800。如果在框804主電池101被接上，但未被充足電，過程進到框802。
圖10是圖1和圖9的無線電話的多模運行的方法的流程圖。方法始于步驟1002。在步驟1004，判斷無線電話運行在人工或自動模式。在本文中，人工模式對應于含包括RF通信電路的附加模塊于無線電話。自動模式對應于含包括附加電池的附加模塊。因此，方法檢測出現的可移去模塊和識別可移去模塊為附加電池和射頻(RF)通信電路之一。如果判斷為自動模式，控制進到步驟1006和執行圖6描繪的放電和充電電池的方法。方法選擇主電池和附加電池之一供電無線電話。在步驟1008，檢測器向控制器報告附加電池開關和主電池開關的狀態。然后控制返回決定框，步驟1004。
如果在步驟1004判斷為人工模式，RF通信電路出現。在這個模式中，無線電話的控制器將人工越過附加電池開關和主電池開關，適當運行附加模塊的RF通信電路。在步驟1010中，控制器控制兩開關的狀態并運行附加模塊的RF通信電路。然后控制返回決定框，步驟1004。
每次執行步驟1004，無線電話的控制器判斷無線電話的運行模式是否已變化。例如，如果在一時刻，包括附加電池的附加模塊包括在無線電話中，處理自動模式。如果接著有附加電池的附加模塊用有RF通信電路的附加模塊替代，在步驟1004，方法判斷應進入人工模式和據此處理。
如上所見，本發明提供多模運行的無線電話和方法。無線電話包括主電池，可運行在第一通信系統。附加模塊或卡可被接到無線電話。附加模塊可包括第二RF通信電路以與第二通信系統通信。這允許用戶配置無線電話用于與當前可用的系統通信。附加模塊還可包括附加電池，以延長電池運行。無線電話包括放電和充電電路，以允許無線電話不中斷、連續運行的方法控制主電池和附加電池的放電和充電。
雖描繪和示出本發明的具體方案，可作出改進。因此希望所附的權利要求覆蓋所有這種在本發明的真實精神和范圍內的改變和改進。
權利要求
1.無線電話，包括第一射頻(RF)通信電路；主電池，用于供電所述無線電話；和附加模塊，包括附加電池和第二RF通信電路之一。
2.如權利要求1所述的無線電話還包括含所述第一RF通信電路的殼，所述殼被配置用于可移去地接收所述主電池和所述附加模塊。
3.如權利要求2所述的無線電話，其中所述殼確定尺寸為可移去地接收所述附加模塊的孔。
4.如權利要求1所述的無線電話，其中所述第一RF通信電路被配置用于與第一通信系統通信，和所述第二RF通信電路被配置用于與第二通信系統通信。
5.如權利要求4所述的無線電話，其中所述第一通信系統是衛星通信系統，和所述第二通信系統是區域通信系統。
6.如權利要求4所述的無線電話，其中所述第一RF通信電路與第一通信系統用第一通信協議通信，其中所述第二RF通信電路與第二通信系統用第二通信協議通信。
7.如權利要求1所述的無線電話還包括控制電路，用于控制所述無線電話的運行，所述控制電路包括檢測器，用于檢測所述附加電池和所述第二RF通信電路的出現。
8.如權利要求7所述的無線電話，其中所述控制電路還包括主電池開關，用于連接所述主電池以供電所述無線電話，和附加電池開關，用于連接所述附加模塊到所述無線電話，所述主電池開關和所述附加電池開關的至少一個閉合以供電所述無線電話。
9.如權利要求8所述的無線電話，其中，當檢測到所述第二RF通信電路出現時，所述主電池開關和所述附加電池開關都閉合，以從所述主電池供電所述第二RF通信電路。
10.如權利要求9所述的無線電話，其中，當所述第二RF通信電路不運行時，所述附加電池開關斷開以節約電池功率。
11.如權利要求9所述的無線電話，其中，當外電源出現時，所述附加電池開關閉合，所述主電池開關斷開，以供電所述無線電話。
12.運行無線電話的方法，所述無線電話包括主電池，所述方法包括步驟檢測可移去模塊的出現；識別所述可移去模塊為附加電池和射頻(RF)通信電路之一；如果所述可移去模塊包括所述附加電池，選擇所述主電池和所述附加電池之一用于供電所述無線電話；和如果所述可移去模塊包括所述RF通信電路，運行所述RF通信電路。
13.如權利要求12所述的運行無線電話的方法，其中所述選擇的步驟包括檢測電池識別符的步驟。
14.如權利要求13所述的運行無線電話的方法，其中所述電池識別符包括電壓。
全文摘要
無線電話包括主電池,可運行在第一通信系統。附加模塊可被接到無線電話。附加模塊可包括用于與第二通信系統通信的第二RF通信電路。這允許用戶配置無線電話用于與當前可用的系統通信。附加模塊還可包括附加電池,用于提供延長的電池運行。無線電話包括放電和充電電路以允許不中斷的方法控制主電池和附加電池的放電和充電,連續運行無線電話。
文檔編號H04B1/40GK1195259SQ9810610
公開日1998年10月7日 申請日期1998年3月31日 優先權日1997年4月1日
發明者小威廉姆·P·阿爾伯斯, 瓊·E·奧切, 米切爾·W·夫仁澤 申請人:摩托羅拉公司