[发明专利]具有内置指示器的消费电池

说明书

                              发明领域

本发明涉及电池，尤其涉及具有内置指示器以传达电池充电状态的电池。

对照相关待批申请的交叉参考

该申请涉及以下全部在1998年4月2日提出申请的共同待批公有申请：美国专利序号09/054,192，Vladimir Gartstein和Dragan D.Nebrigic发明的题为“PRIMARY BATTERY HAVING A BUILT-IN CONTROLLER TO EXTEND BATTERY RUN TIME”的申请；美国专利序号09/054,191，Vladimir Gartstein和Dragan D.Nebrigic发明的题为“BATTERY HAVING A BUILT-IN CONTROLLER TO EXTEND BATTERY SERVICERUN TIME”的申请；美国专利序号09/054,087，Vladimir Gartstein和Dragan D.Nebrigic发明的题为“BATTERY HAVING A BUILT-IN CONTROLLER”的申请；以及美国临时申请序号60/080,427，Vladimir Gartstein和Dragan D.Nebrigic发明的题为“BATTERY HAVING A BUILT-IN CONTRILLER TO EXTEND BATTERY SERVICERUN TIME”的申请。所有上述的申请通过参照结合于此。

                            发明背景

用户在很多应用中都使用电池，例如在收音机、手电筒、时钟、CD播放机、照相机、蜂窝式电话、电子游戏机、玩具、寻呼机和计算机装置等便携式电子装置中。这些装置的操作需要在装置中有充电充足的电池或可以替换。便宜的电子装置通常不给出电池剩余寿命的指示。因此，在装置停止工作之前，消费者得不到电池将要失效的警告。

消费电池通常用于这种装置，消费电池的特征是具有标准的尺寸和标称接线端电压，并且它相当便宜。消费电池实例所包括的电池通常被指定为AAAA，AAA，AA，C，D，棱柱形9V电池，还可以包括用于车辆中的较大电池。消费电池的特征是它们通常被设计成用于较宽范围的装置，而不是用于某一特定装置。

一些消费电池提供电压热色标签用于检测电池的充电状态。然而，这种内置电池检测器有多个缺点。首先，热色标签在精度方面有限制，有时差不多百分之二十偏离电池的充电状态，这是由于制造的变化性和电池的温度等因素。其次，热色标签耗散了大量的能力，而且只在消费者按下标签手动激活它时才提供指示。因此，消费者不能容易地检查电池，而是必须忍受将电池从装配或装置中拿出并紧紧按住热色标签一段时间的麻烦。

用于电池供电电子装置中的更复杂电池管理功能得到了发展。例如便携式摄像机和手提电脑通常根据放电的电池给出即将关机的警告，甚至可以估计电池的剩余时间。然而，这种指示功能需要昂贵和复杂的电路，它会大大地增加电子装置的成本。例如，一般用于这种电路的低性能微处理器的成本通常是消费电池中限制的成本，也包括许多便宜的电池供电装置。此外，这种电路通常只用于一种电池，它太大了以致于无法组合入电池本身，并且它要求电子装置具有关于电池的指示器。

在一些特殊的应用中，例如航空航天器，电池管理功能可以被组合入电池系统或包装中。虽然，间隔、重量和功耗可能都是这种应用所关心因素，但是，消费电池尺寸约束所强加的限制是最苛求的。此外，在特殊应用中通常不关心这种电路的成本。然而，对于低成本消费电池就不支持这种功能性。

                             发明内容

本发明用组合入电池外壳中的指示系统，满足了这些和其它需求，指示系统包括指示器控制器，它响应同样位于电池外壳中伏打电池的内部电极电压。该指示系统还包括一个由指示器控制器控制的指示器。在一些实施例中，提供的指示系统包括脉冲指示器，在另一些实施例中，是如线条图形的模拟指示器。

本发明的另一方面，提供了结合有指示系统的符合标准外部尺寸和标准接线端电压的消费电池，该指示系统读出伏打电池的电极电压并控制指示器。因此消费电池将这些特征组合入标准尺寸的外壳中。

本发明的又一方面，提供了指示充电状态的方法，它包括用内置集成电路检测电池外壳中伏打电池的电极电压，将电极电压和参考电压比较，并当电极电压降到低于参考电压时指示充电状态。尤其，该方法还提供了随着电极电压降到低于阈值，升压电池接线端电压的方法。