CN102282772A - 电容器供电的移动电子装置 - Google Patents

Abstract

一种在传输期间汲取具有周期性高电流脉冲的基本电流的电池驱动的移动通信装置。该电流脉冲可以大于该装置的电池能够供应的电流水平。该装置使用具有输出电容器的切换模式电源，该输出电容器大到足以在其电压未下降到低于操作该装置所必需的值的情况下在负载要求时提供高电流脉冲。该电源提供由负载汲取的平均电流，并且维持电容器的电荷。在负载要求电流脉冲时，从开始放电的电容器汲取过量的电流。一旦完成每一个脉冲，所述电池继续提供所述装置的较低基线电流，并且同时充满所述电容器以更换在脉冲期间使用的电荷。所述电池可以是低成本的原电池。

Description

电容器供电的移动电子装置

技术领域

本发明涉及用于便携式电子设备的供电电源的领域，并且特别涉及移动电话中使用的电池的领域。

背景技术

便携式电子设备通常由二次电池(secondary battery)供电以使得电源在耗尽之后能够重新充电。在一些情况下，便携式设备要求来自电池的漏电流在短时间段内相当大，例如对于便携式蜂窝电话在发射期间。尽管由电池供应的平均功率是适度的，但是在传输期间会在短时间段内要求大的电流脉冲。为此，在这样的装置中使用的电池不得不具有低的内部电阻，以使得它们能够供应这些高电流脉冲。通常，在这样的应用中使用诸如锂离子的电池，因为它们能够供应高电流脉冲。即使大多数原电池(primarybattery)会具有较高的存储容量，但是它们不能用于对这样的装置供电。由于诸如锂离子的具有高电流供应能力的电池通常是昂贵的，这会限制这样的装置的应用扩散。因而，如果对于蜂窝电话可获得供电的更便宜方法，则估计这样的装置将得到更加广泛的使用，特别是在世界的发展中地区。这样的电源应该能够使用与当今通常使用的锂离子电话电池相比较，具有低成本、简单、安全并且非常广泛可用的特征的诸如碱性电池的标准原电池。而且，这样的电源将能够使得这样的装置在没有发达电力基础设施的区域中广泛应用。

在该部分中或者在说明书的其它部分中提及的每一个出版物的公开内容都以引用的方式分别将其全部结合在此。

发明内容

本公开描述一种与便携式电子装置，特别是诸如蜂窝电话的移动通信装置一起使用的新型电源，其能够使该装置使用可容易获得的、低成本的电池进行操作，即使这些电池不能直接供应该装置所需的峰值电流水平。虽然仅在使用原电池时利用这样的电源可实现的成本节约程度将变得明显，但是所述电池可以是原电池或者二次电池原电池。而且，在专门设计为与原电池和在本公开中描述类型的电源一起使用的蜂窝电话中，将不需要电话中的充电和保护电路，也不需要室内用充电器和充电连接器。因此，生产成本的节约超过了由不需要锂离子电池而实现的简单节约。虽然在此描述的电源可以用于任何电子装置中，但是在本公开中将按照其在蜂窝电话装置中的使用进行描述，这是能够利用所描述的电源的使用而受益的典型而广泛使用的装置。应理解，请求保护的发明并不局限于这样的蜂窝电话应用，而是可用于具有高脉冲电流需求的任何其它移动电子装置。

在本公开中描述的示例性电源利用位于其输出侧的电容器，所述电容器能够在负载需要时提供高电流脉冲。所述电容器输出可以由利地由诸如脉冲宽度调制(PWM)功率模块的切换模式电源馈送，所述切换模式电源提供由负载汲取的平均电流，并且维持电容器中的电荷。在负载要求大于电池以及因此PWM功率模块能够提供的峰值电流的高电流脉冲时，通过负载从开始放电的电容器汲取过量电流。通过电容器的容量相对于所汲取的电流来确定放电的速率，并且选择容量以使得在所述装置的最严格的脉冲电流要求的情况下，电容器上的电压将不下降超出确保所述装置继续正常工作的预定量。一旦对于电流脉冲的需要结束，所述电池继续提供移动装置的较低基线电流，并且同时充满所述电容器以更换由所述装置使用的电荷。电容器充电参数应该优选使得所述电容器在需要另一高电流脉冲时完全充电，尽管这不是强制性的要求，但是只要电容器的电荷的状态使得其能够继续供应所述装置的脉冲电流需求。在电话传输期间，电流脉冲以紧密间隔分开的间隔发生；在不传输时，通常将不存在高电流脉冲，并且电池和PWM模块供应负载的全部电流需要而不从电容器中的存储能量汲取。为了澄清在本公开中使用的专门术语，应该注意，术语“电流脉冲”应理解为表示在脉冲期间汲取的电流的总值，即从零测量，并且不仅仅是增加到在脉冲之间现存的基本水平电流的附加电流。

源电池、受控的PWM功率单元以及位于其输出端的大电容器的总体组合是使得能够构建蜂窝电话(或者具有类似特性的其它便携式电子装置)的特征，该蜂窝电话可在不结合作为这样的电话的相对高成本的部件的高电流额定电池的情况下操作。这样的电话包括全部这三个元件作为其电源，以使得其能够利用简单的低成本电池作为其唯一的电源进行操作，由所述电容器供应所需的电流脉冲。

根据当前描述的***，电源不得不以连续的方式提供负载的平均电流需求，并且此外，其输出电容器不得不设置为以满足两个条件的方式进行放电：

(i)以不快于对负载供电所需的速率放电，并且预定所述速率以将所述电容器电压维持在能够继续操作负载的水平，以及

(ii)在维持电压至少一时间长度内的同时执行该放电，在所述时间长度期间所述负载需要从所述电容器汲取电流，从而以所述电池和所述电源单独不能供应的水平供应脉冲需要。

然而，除了通过电话电路负载从电源汲取电流脉冲以外，还存在由负载需求的DC电流消耗，用以对负载电路中不与在传输期间生成的脉冲直接相关的其它部件进行供电。而且，由于电流脉冲的幅度和耗尽速率随着所要求的传输的水平而变化，在传输链路的质量差时，例如到遥远的天线或来自遮蔽的位置，电流脉冲的幅度和耗尽速率中的一个或者二者较高，并且在传输条件拥堵时，或者在传输内容密集时，所述电流脉冲的幅度和耗尽速率中的一个或者二者较高，要向所述电容器传递的用于供应电流脉冲的平均电流也将随着传输条件改变。因此，原电池不能传递移动电话所需的高电流脉冲仅是这样的电池在不使用诸如这里描述的电容器输出电路的情况下不适用于移动电话的一个方面。

用于向移动电话供电的标准低成本电池应用的适应性的另一方面在于需要供应电池以有效地提供其电流，以便能够尽可能多地利用其存储的能量。这涉及尽可能多地降低从所述电池汲取的整体电流，由于从原电池汲取的平均电流对电池能够传递的总体能量具有重要的影响。这首先通过需要根据要由负载电路从电容器汲取的脉冲水平来优化从电池汲取的电流来反映。随着脉冲速率下降并且随着脉冲高度下降，从电池汲取的平均电流会降低，然而将仍然保持电容器被充电到用于维持具有足够高的脉冲以确保正确传输所需的电压，除了供应用于负载电路的背景DC电流。同样，随着由负载电路使用的平均背景DC电流下降，能够将来自电池的总体平均电流消耗保持得尽可能低，同时仍然维持所要求的平均DC电流，并且向所述电容器供应所述充电电流以能够使其继续供应所要求的脉冲。

漏电流对电池的能量效率的影响是显著的。因而例如，在接近其最大额定电流操作时，碱性电池可能仅能够向负载传递其能量的20％作为有用电流，剩余的80％作为热耗散。通过漏电流的有效管理，该20％数量会比翻倍要多。因此在本公开中描述的电源可以在控制元件中包括根据脉冲要求和平均背景DC要求，以有效方式管理从电池汲取的电流的电流控制算法。这在延长部分耗尽或者弱电池的寿命和有用性方向也是有用的。通过将电流输出限制到维持所充电的电容器所需的最小值水平，该***能够在比没有该电流限制的类似状态的电池更长的时间段内继续工作。因而，由于脉冲之间的较长时间间隔能够使电池以较低的电流充电速率填充从所述电池汲取的电荷，因此脉冲到脉冲间隔的增加应该生成较低的电池漏电流。相反，由于该控制算法将从该电池汲取的充电电流限制到对于遇到的传输条件所需的水平，因此这样的电流节约控制能够使弱的或者耗尽的电池相比于没有这样的控制功能的电话对该电话供电更长的时间。将仅在遇到的最高功率传输下汲取完全再充电电流。

在该申请中描述的所述装置的一个示例性实施方式涉及一种移动通信装置，包括：

(i)DC/DC变换器，从电池接收处于第一电压的电流并且输出处于第二电压的用于向所述装置供电的电流，该第二电压高于第一电压；

(ii)由处于第二电压的电流供电的装置电路，所述装置电路能够汲取基本电流以及大于所述基本电流的电流脉冲，所述电流脉冲具有基本上大于所述电池能够提供的电流的幅度；

(iii)控制***，利用至少第二电压来确定要由DC/DC变换器输出的电流；以及

(iv)位于DC/DC变换器的输出端的电容器，所述电容器的值使得其能够在电容器上的电压不下降到低于预定阈值的情况下向装置电路供应电流脉冲。

在这样的移动通信装置中的控制***也可以有利地利用第一电压来确定要由DC/DC变换器输出的电流。

这样的移动通信装置还可以包括可拆除地安装有所述电池的电池腔。可选地，电池可以连线到所述装置中。

在这样的移动通信装置中，电流脉冲可以是当所述装置正在传输时生成的周期性脉冲。而且，控制***可以确保由所述DC/DC变换器传输的电流使得所述电池的存储的能量的使用通过限制从所述电池汲取的电流而得到优化。如果控制***根据电流脉冲所需的平均功率来调节从电池汲取的功率，则这可以实现。所述装置还可以包括用于在所述装置所需的电流下降到低于预定水平时进入睡眠模式的电路。

在本公开中描述的附加实施方式可以涉及一种用于移动通信装置的电源，所述移动通信装置在操作期间汲取包括基本电流以及大于所述基本电流的电流脉冲的电流，所述电源包括：

(i)DC/DC变换器，从电池接收处于第一电压的电流并且向所述移动通信装置输出处于第二电压的电流，所述第二电压高于所述第一电压；

(ii)控制器，利用至少第二电压来确定要从所述变换器输出的电流；以及

(iii)位于所述变换器的所述输出端的电容器，所述电容器的值使得其能够在电容器上的电压不下降到低于预定阈值的情况下向所述移动通信装置供应电流，其中由所述移动通信装置汲取的电流脉冲具有基本上大于电池能够提供的电流的幅度。

在这样的电源中的所述控制***也可以利用第一电压来确定要由所述DC/DC变换器输出的电流。

所述电源可以是所述电池、所述DC/DC变换器以及所述电容器结合为具有尺寸和形状的电池包，以使得其能够用于更换通常用于向所述移动通信装置供电的可再充电电池。

这样的电源还可以包括可拆除地安装有所述电池的电池腔。可选地，所述电池可以连线到所述装置中。

在这样的电源中，所述电流脉冲是当所述装置正在传输时生成的周期性脉冲。而且，所述控制***可以确保由所述DC/DC变换器传输的所述电流使得所述电池的存储的能量的使用通过限制从所述电池汲取的电流而得到优化。如果控制***根据电流脉冲所需的平均功率来调节从所述电池汲取的功率，则这可以实现。所述电源还可以包括用于在所述装置所需的电流下降到低于预定水平时进入睡眠模式的电路。

在上述示例性实现的任意一个中，所述移动通信装置可以是蜂窝电话，所述电池可以是原电池。此外，所述电池可以是碱性电池、碳锌电池、镍镉电池和镍金属氢化物电池中的任意一种。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更加完整地理解和意识到当前请求保护的本发明，在附图中：

图1示意性说明了用于向蜂窝电话供电的本申请的电源的基本特征的实施方式；

图2示出了在传输模式时由蜂窝电话汲取(draw)的电流的形式的曲线图；

图3示出了在蜂窝电话处于其传输模式时电源输出电容器上的电压的曲线图；

图4是结合有图1所示类型的电源并包括多个控制功能的蜂窝电话的示意性电路图；

图5示出了用于控制图4的电话的PWM供应的输出电流的电流/电压特性的曲线图；

图6示出由***在内部电池腔中的AA电池供电的独立电容器供电的电话；以及

图7示出具有根据图4的电容器电源的电话，该电容器电源安装在适配于传统蜂窝电话的电池隔室中以将其转变为电容器供电的电话。

具体实施方式

现在参照图1，其示意性说明了在用于向蜂窝电话6供电的示例中使用的本申请的电源的实施方式的方框图。用于该电话的电源是电池12，其可以是能够供应该电话所需的平均功率的任何类型的电池。尽管电源将利用任何类型的电池操作，原电池或者二次电池，并且具有高等级规格或者简单的低成本类型，但是如果使用例如碱性电池的低成本原电池，则将最有效地体现本公开电源的操作优点。应理解，虽然术语“电池”在技术上表示电池单元(cell)的电池(battery)，但是在此使用并且请求保护的该术语如其普遍的用法也指代单个电化学电池单元。因而可以将电池12理解为单个电池单元或者多于一个的电池单元。电池12向电源模块输入电流，如在该示例中表示为脉冲宽度调制(PWM)电源14。PWM单元向负载供应电流，在该示例中是蜂窝电话16，并且作为受控的DC/DC上变换器操作，以将通常为低电压的电池输出转换为该电话所需的较高电压。取决于电池的类型，电池源可以典型地提供从1.2到1.5V的电压，而电话可要求在从3.2到4.5V的电压下的功率输入。PWM单元在其输出端具有大电容器18，其可以是2,200或者甚至是3,300μF数量级。对于这样的低额定电压(6.3V)，2,200μF铝电容器具有仅大致10mm直径×20mm高的尺寸，因此其容易适配到当前使用的尺度的蜂窝电话。以下将描述电源的操作细节。

现在参照图2，其示出了在处于传输模式时蜂窝电话汲取的电流的形式的典型曲线图。该形式通常是低水平基本电流，具有更高电流的周期性窄峰值。由于所汲取的实际电流将取决于电话的类型、其内置的配件、到蜂窝电话的距离以及其它参数，因此针对该图上的电流参数给出的数值应认为仅是所述形式的说明性示例。基本电流水平可以是50mA的数量级并且所汲取的平均电流可以在50和300mA之间，尽管具有许多特征的电话可能需要比这更高的平均消耗。对于典型的GSM标准传输，存在电流明显高于基本电流水平的窄脉冲，典型地在时间T1，T2，T3，……时，每4毫秒高达2A。脉冲宽度仅为0.667毫秒，以使得在该低的标记占空比16％处，传输的平均功率也相对低。结果，尽管电池12不能够供应2A峰值的电流，但是其也能够供应在大致十到几百毫安的范围内的平均电流。

而且，脉冲间隔以及脉冲高度都是传输条件的函数，如以上在发明内容部分提到的。在当前的蜂窝电话网络中，取决于这些条件，所传输的功率，以及因而脉冲配置，可在大致60mW到600mW之间变化。根据所传输的功率的降低，脉冲间隔会以4毫秒的倍数增加。

现在参照图3，其是在负载16以高电流消耗模式操作，即在电话正在传输时电容器18上的电压Vc的曲线图。图3的时间标度与图2的相同，在时间T1，T2，T3，……时，在负载开始从电容器汲取高电流脉冲时，Vc从其最大值Vmax，其通常是PWM供应的输出电压，显著下滑到其最小值Vmin。只要脉冲结束，PWM模块14开始对电容器充电以补充由负载中的电流脉冲汲取的电荷，直到再次达到最大电压Vmax。(尽管在图3中将该曲线表示为直线段，但是实际上电流呈指数地降低或者升高。)通过多个因素的组合来确定Vmax和Vmin的比较水平：

(i)PWM电源14的输出特性，按照所传输的最大输出电压，以及该供应的电流额定；

(ii)电池12的电流供应能力；

(iii)负载脉冲的特性和由该负载汲取的平均电流；以及

(iv)电容器的值。

选择这些参数以使得V_min至少是负载所要求的最小电压，与由该负载汲取的电流脉冲的大小相当。

所需要的电容器的值取决于要由该电容器供应的电流脉冲的大小和持续时间(duration)，并且取决于在脉冲的持续时间期间能够容忍而又不影响电话操作的电话电路操作电压的下降。假设电池12仅仅能够供应基本电流，并且通过电容器的放电供应该脉冲的全部电流，则可以通过使存储在电容器上的能量水平的变化等同在脉冲的持续时间期间所消耗的能量来计算电容器C的值，因为已知在其放电阶段期间从电容器释放的能量用于针对该脉冲供应能量。假设是方波脉冲，这可在数学上表示为：

C(V_max ²-V_min ²)/2＝I[(V_max+V_min)/2]Δt    (1)

其中I是脉冲电流，持续时间段Δt。

源电池12、受控的PWM功率单元14和大电容器18在其输出端的整体组合是能够构成蜂窝电话(或者其它具有类似特性的便携式电子装置)的特征；其能够在没有高电流额定电池的情况下操作。这三个元件构成电话的电源，以使得其能够在由电容器供应所需的电流脉冲的情况下，以简单的低成本电池作为唯一的电源来操作。

除了在图1中描述的基本电路元件，为了正确操作，本申请的电源也可以具有多个控制特征，现在将在图4和图5中描述。

现在参照图4，其是结合图1所示类型的电源的蜂窝电话应用的示意性电路图，并且包括对于电源的正确操作必需的多个控制功能。

利用在标记为C的控制引脚处施加的信号输入来影响PWM输出的电流控制。该信号输入由控制电流元件41生成。该控制元件提供将要由PWM单元供应的电流限定为两个参数的函数的输出信号：

(a)在电容器18上测量的输出电压V_c；以及

(b)电池电压V_bat。

为了降低电流脉冲对控制电流元件41的输出电压的影响，使用典型的1μF数量级的电容器42以平均Vc的大变化的影响。

通过一组特性曲线来预定义所需的电流，图5中示出了其一个示例，图5示出了说明对于电池电压V_bat的各种值，用于控制PWM供应的输出电流的电流/电压特性的曲线图。对于给定的电池状态，如由电池端子电压V_bat所反映的，Vc的值越低，从PWM单元所要求的补充该电容器并且为负载供电的电流就越高。相反，电池端子电压越低，电池能够传递到负载的电流就越少。因此，取决于其输出端子电压，这些特性曲线提供了对于特定电池状态的负载需求以及电池供应该电流的能力之间的正确平衡。

在维持控制环路的稳定性的条件下，可以使用可选的控制算法。根据又一示例性控制功能，输出电流特性曲线可以与电池电压无关，以使得其仅取决于电容器电压。

在任何情况下，根据这些可能的控制特征中的任意一个，电容器电压的下降将通常被解释为由装置中的电流脉冲从电容器的电荷撤出导致，并且结果是需要从变换器输出电流来加满电容器电荷。电容器电压的下降越大，针对该补充操作，对于从DC/DC变换器的输出电流的需要就越大。

在图5所示的示例特性中，对于电池具有满电荷并且因而具有1.4v或者更大的V_bat的示例，在输出电压无论如何低于大致3.5V的值时，表明DC背景电流与高电流强度或者紧密间隔中的任意一个或者二者的组合正在使电容器电压在脉冲期间显著下降，在C处的电源控制信号因此使得输出最大电流，如在400mA的情况下所示。随着电压升高高于3.5V，表明由于所传输的功率的降低，电容器中的任何电荷缺乏正在被填充，并且由负载汲取的平均电流由该电源实现，来自PWM电源的电流输出逐渐降低。随着Vc达到4.2V，表明与该电源能够实现的该电话的平均漏电流耦合的基本充满的电容器，在所示的示例中的输出电流连续降低，直到电压达到4.2V。超过该电压，电源在睡眠状态下关闭，因为电话负载所需的电流是最小的。可以将该组特性存储在控制元件41中，以使得由控制元件生成的电流控制输出信号取决于电流需要，并且取决于电池供应该电流的能力。对于较低的V_bat，表明电池处于较低的电荷状态，该特性曲线通常较低，但是也在4.2V处结束，超过该4.2V则不需要来自电源的进一步电流。

电流控制算法因而确保了从以下两个方面按照确保存储在电池中的能量的有效利用的方式从该电池汲取电流：

(i)在检测到从电容器撤出最小的电流时，针对PWM DC/DC变换器使用睡眠模式，以及

(ii)通过使用存储电容器限制从电池汲取的电流水平，已知通常来自电池的电流放电越低，电池的能量存储效率就越高。

生成用于PWM电源的控制信号的方便方式在于可以通过使用电流感测电阻器46和感测电流放大器47来执行感测所供应的实际电流输出，并且通过在误差放大器43中将由此导出的信号与由电流控制元件41生成的、表明根据预定特性的电流的期望水平的信号进行比较。从误差放大器43输出实际感测电流与由预定I/V特性指示的电流之间的任意差异作为误差信号。将该误差信号输入到PWM的控制引脚C以相应地调节输出电流，直到其与由输出电压指示的电流匹配，将误差信号降低到零。该***因而变为自调整，由于如果例如电话需要更小的平均电流，则输出电压将升高，并且误差环路将确保PWM电源根据由I/V特性曲线上的新位置指示的电流而输出更小的电流。类似地，如果平均电流需求升高，则输出电压V_c将下降，驱动该控制以升高输出电流，直到其与由特定的I/V特性所指示的匹配。

在电话的电流需求下降到非常低的水平时，表明电话处于待机状态，电流消耗可能为2mA左右的数量级，输出电压将升高到4.2V，并且电源将处于切断状态，不供应任何电流。随着电流从电容器缓慢地泄露，电压将下降，并且只要其达到I/V特性的滞后接通点，其可以是4.1V的数量级，电源就将在短时间内再次接通以将电容器加满到4.2V水平。因而，在电话的电流消耗可以忽略时，电源进入到睡眠模式，在这种情况下偶尔的电流突发(burst)用以补偿电容器的电流泄露。电源因而在传输正常负载时以与WPM供应相当的高效率进行操作，同时进入到睡眠模式，而在这种情况下当电话不操作时具有非常低的电流消耗。

由于WPM单元在操作时无法还将其供应的电流降低到零，因此需要一些附加的控制以进入突发操作模式。这利用突发控制环路来实现，也发现其放大器44处于睡眠模式，该放大器44在输出电压超出预定水平时向PWM模块的关闭引脚SD施加信号。

到电流控制元件41的输入信号V_bat在电池处于部分放电的状态下限制电话的使用方面是有效的。在电池处于这样较差的放电状态下因此不能正确地生成有用传输时，应该提供“低电池”信号并且PWM关闭。可以在电池电压下降到低于预定水平时通过来自控制元件41的控制输出关断PWM。该元件也可以用于通过电话内的控制元件来接通电话上的“低电池”警告灯LB，以使得用户了解关闭的原因，并且能够相应地更换该电池。

现在将建议能够在蜂窝电话或者任何其它类似的装置中实现上述的新颖电容器输出电源的一些可能方式。一个示例性方式是将整个电池腔，具有电容器的电源以及电话电路构建到单个封装中，这表现为传统的蜂窝电话，图6中说明了其示例。电话60然后变为独立装置，其由***在适于容纳AA电池的内部电池腔中的电池62供电，或者该电话被设计为利用其操作的任何其它类型的电池。如上面所强调的，电池可以是最简单和最便宜的类型，只要其能够供应电话所需的平均电流。

作为能够将电池、PWM电源单元、电容器和所使用的任何控制电路结合到单独的围绕模块或者封装中的本公开的电源的应用的可选示例，其***到蜂窝电话中，提供基于电容器的电源的全部优点。能够将该模块或者封装有利地构建为与电话的常规锂离子电池具有相同的尺寸，以使得能够将该封装适配到常规的电池隔室中以将常规电话转换为电容器供电的电话。图7中示出了这样的电话转换的示例。电话70在其背部侧上具有通常的框体，在该框体中通常装配有其可再充电的锂离子电池。该示例中更换包72包含AA电池74、结合PWM电源和与其相关联的任何控制电路的电路板76以及存储电容器78，其中AA电池74可以在耗尽时更换。该更换包的触点设计为与电话主体中的匹配触点兼容，以使得该更换包对于常规电话可再充电电池而言是直接***式更换的，具有使用低成本电池的优点。

可选地，蜂窝电话可以是专用类型，构建为根本没有电池隔室，用于与上述的电容器输出电源封装模块使用，或者其可以是常规的蜂窝电话，具有附加的输入端口以使得其能够代替常规的可再充电电池，或者在常规的可再充电电池耗尽时，由电容器输出电源封装模块供电。

作为进一步代替，所述电池可以是可再充电电池，例如NiMH电池，其能够永久连线到电话中，并且在需要时进行外部再充电。电池的更换并不旨在是用户执行的行为。此外，使用可再充电电池的任何实施方式也可以提供有太阳能再充电单元，以使得该电话能够与主电源完全独立地操作。

应理解，本公开可应用于新颖的电容器输出电源，而与如何将该电池功率传输到该电路或者电话无关，并且对电池腔或者电池保持器等的引用或者保护旨在包括连接电池以向该电路供电的任何方式。

示例

在以下的表1中示出了利用根据本公开构建的基于电容器的电源可获得的电话性能的示例。使用碱性类型(劲量EN91)或者可再充电的NiMH类型(劲量NH15)的单个AA电池以及可从Israel，TelAviv的Techtium有限公司获得的NH1-GEN1A-A功率转换芯片在转换的诺基亚1200电话上获得该结果。将满负载仿真为使用每4毫秒具有0.6毫秒持续时间的2.2A电流脉冲。

表1

AA电池类型	测试条件	时间
			碱性	输出端满负载	最大通话时间-53分钟
碱性	输出端平均负载	平均通话时间-4小时
			碱性	待机	275小时
NiMH	输出端满负载	最大通话时间-109分钟
			NiMH	输出端平均负载	平均通话时间-5.5小时
NiMH	待机	275小时

本领域的普通技术人员将意识到，本发明并不局限于以上专门示出和描述的情况。而是本发明的范围包括以上描述的各种特征的组合和子组合以及在本领域的普通技术人员阅读上面的说明书时产生的不是现有技术的情况的变化和变型。

Claims (23)

1.一种移动通信装置，包括：

DC/DC变换器，其从电池接收处于第一电压的电流并且输出处于第二电压的用于向所述装置供电的电流，所述第二电压高于所述第一电压；

由处于所述第二电压的所述电流供电的装置电路，所述装置电路能够汲取基本电流以及大于所述基本电流的电流脉冲，所述电流脉冲具有基本上大于所述电池能够提供的电流的幅度；

控制***，其利用至少所述第二电压来确定要由所述DC/DC变换器输出的电流；以及

位于所述DC/DC变换器的输出端的电容器，所述电容器的值使得其能够在所述电容器上的电压未下降到低于预定阈值的情况下，向所述装置电路供应所述电流脉冲。

2.根据权利要求1所述的移动通信装置，其中所述控制***还利用所述第一电压来确定要由所述DC/DC变换器输出的电流。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的移动通信装置，还包括电池腔，所述电池可拆除地安装在所述电池腔中。

4.根据权利要求1和2中的任一项所述的移动通信装置，其中所述电池连线到所述装置中。

5.根据权利要求1和2中的任一项所述的移动通信装置，其中所述电流脉冲是在所述装置正在传输时生成的周期性脉冲。

6.根据权利要求1和2中的任一项所述的移动通信装置，其中所述控制***确保：所述DC/DC变换器输送的电流使得所述电池的存储能量的使用通过限制从所述电池汲取的电流而得到优化。

7.根据权利要求1和2中的任一项所述的移动通信装置，还包括用于在所述装置需要的电流下降到低于预定水平时进入睡眠模式的电路。

8.根据权利要求1和2中的任一项所述的移动通信装置，其中所述控制***根据所述电流脉冲需要的平均功率来调节从所述电池汲取的功率。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的移动通信装置，其中所述移动通信装置是蜂窝电话。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的移动通信装置，其中所述电池是原电池。

11.根据权利要求1到9中的任一项所述的移动通信装置，其中所述电池是碱性电池、碳锌电池、镍镉电池和镍金属氢化物电池中的任一种。

12.一种用于移动通信装置的电源，所述移动通信装置在操作期间汲取包括基本电流以及大于所述基本电流的电流脉冲的电流，所述电源包括：

DC/DC变换器，其从电池接收处于第一电压的电流并且向所述移动通信装置输出处于第二电压的电流，所述第二电压高于所述第一电压；

控制器，其利用至少所述第二电压来确定要从所述变换器输出的电流；以及

位于所述变换器的输出端的电容器，所述电容器的值使得其能够在所述电容器上的电压未下降到低于预定阈值的情况下，向所述移动通信装置供应所述电流，

其中由所述移动通信装置汲取的所述电流脉冲具有基本上大于所述电池能够提供的电流的幅度。

13.根据权利要求12所述的电源，其中所述控制***还利用所述第一电压来确定要由所述DC/DC变换器输出的电流。

14.根据权利要求12和13中的任一项所述的电源，其中所述电池、所述DC/DC变换器以及所述电容器被结合为具有尺寸和形状的电池包，以使得其能够用于更换通常用于向所述移动通信装置供电的可再充电电池。

15.根据权利要求12到14中的任一项所述的电源，还包括电池腔，所述电池可拆除地安装在所述电池腔中。

16.根据权利要求12到14中的任一项所述的电源，其中所述电池连线到所述装置中。

17.根据权利要求12到16中的任一项所述的电源，其中所述电流脉冲是在所述装置正在传输时生成的周期性脉冲。

18.根据权利要求12到17中的任一项所述的电源，其中所述控制***确保：由所述DC/DC变换器输送的电流使得所述电池的存储能量的使用通过限制从所述电池汲取的电流而得到优化。

19.根据权利要求12到18中的任一项所述的电源，还包括用于在所述装置需要的电流下降到低于预定水平时进入睡眠模式的电路。

20.根据权利要求12到19中的任一项所述的电源，其中所述控制***根据所述电流脉冲需要的平均功率来调节从所述电池汲取的功率。

21.根据权利要求12到20中的任一项所述的用于移动通信装置的电源，其中所述便携式电子装置是蜂窝电话。

22.根据权利要求12到21中的任一项所述的电源，其中所述电池是原电池。

23.根据权利要求12到21中的任一项所述的电源，其中所述电池是碱性电池、碳锌电池、镍镉电池和镍金属氢化物电池中的任意一种。

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