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TWI790595B - 電池充電器及傳送正在被電池充電器充電的電池的狀態的方法 - Google Patents

電池充電器及傳送正在被電池充電器充電的電池的狀態的方法 Download PDF

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TWI790595B
TWI790595B TW110113736A TW110113736A TWI790595B TW I790595 B TWI790595 B TW I790595B TW 110113736 A TW110113736 A TW 110113736A TW 110113736 A TW110113736 A TW 110113736A TW I790595 B TWI790595 B TW I790595B
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Abstract

一種適於對電池進行充電並經由有線和/或無線連接向移動計算裝置和/或遠端伺服器輸出電池狀況和/或電池資訊的電池充電器。該電池充電器包括整流器、控制器/處理器、電池連接、光耦合器、訊號調節器和通信模組。

Description

電池充電器及傳送正在被電池充電器充電的電 池的狀態的方法
本發明是有關於電池充電器，更具體地，本發明涉及經由無線和/或有線連接傳送資料的電池充電器。
電池充電器通常用於汽車、工業和家庭應用中，以對用作工具的電源的電池進行充電，這些工具諸如是電動棘輪扳手、起子、衝擊工具和鑽孔器。電池充電器通常通過使用殼體的外部上的電量計指示器(例如，增量式LED燈)指示正在被充電的電池的充電狀況或充電狀態，以表示電池的充電狀態。然而，在工作場所或其他位置，電池充電器可以正在對距操作員一定距離的電池進行充電，或者以其他方式對電池進行充電，充電狀態不容易看到或獲得，因此通常難以確定電池的充電狀態。
本發明廣泛地涉及一種適於對一個或多個電池充電的電 池充電器，並且該充電器還適於經由無線和/或有線連接來傳送資料。該資料可以包含關於系統或所連接的電池的狀況的資訊。資料類型的示例包括但不限於連接到充電器的電池的荷電狀態、向電池供應的電流和電壓和/或系統的溫度。
具體地，本發明廣泛地包括適於對電池進行充電並輸出電池資訊的電池充電器。該電池充電器包括：整流器，其適於接收由外部電源提供的電力；電池連接，其適於耦合至電池並向電池供應電力；控制器，其適於確定電池狀況，並基於電池狀況來調節供應至電池連接的電力；光耦合器，其適於經由電池連接將電池連結至控制器；訊號調節器，其適於經由光耦合器接收訊號，並將接收的訊號轉換為電腦可讀格式；以及通信模組，其適於發送轉換後的訊號。
在另一實施例中，本發明進一步廣泛地包括一種傳送正在被電池充電器充電的電池的狀態的方法。該電池充電器包括整流器、處理器、電池連接、光耦合器、訊號調節器和通信模組。該方法包括：通過訊號調節器從光耦合器接收包括電池狀況的訊號；通過訊號調節器將訊號轉換為電腦可讀格式；通過通信模組向計算裝置輸出轉換後的訊號；以及在計算裝置的顯示器上顯示電池狀況。
100:電池充電器
102:電池
104:A/C電力、電線
106:殼體
108:整流器
110:控制器/處理器
112:電力輸出電池連接、電池連接
114:光耦合器
116:訊號調節器
118:通信模組
120:有線資料輸出、有線連接
122:無線資料輸出、無線傳輸
124:移動計算裝置
126:遠端伺服器
128:通信鏈路
130:觸敏顯示器
132:資料通信網路
134:無線通訊連結
136:通訊連結
402:接收包括電池資訊的訊號的步驟
404:轉換訊號的步驟
406:傳送轉換後的訊號的步驟
408:顯示電池狀況的步驟
為了促進對要保護的主題的理解，在附圖中示出了其實 施例，當結合以下的描述考慮時，通過對其實施例的檢查，可以容易地理解和領會要保護的主題，及其結構、操作和許多優點。
圖1是概念性地示出了根據本發明的實施例的電池充電器的示例電子部件的框圖。
圖2是根據本發明的實施例的電池充電器和電池的透視圖。
圖3示出了包括電池充電器和移動計算裝置的系統的示例。
圖4是示出了根據本發明的實施例的傳送正在被電池充電器充電的電池的狀況的方法的流程圖。
雖然本發明容許有許多不同形式的實施例，但是在附圖中示出並將在本文中詳細描述的是包括優選實施例的本發明的實施例，應當理解，本公開被認為是本發明的原理的示例，並且不意圖將本發明的廣泛的方面限制于在本文中示出的任意一個或多個實施例。如本文所使用的，術語“本發明”不意圖限制要求保護的發明的範圍，而是僅出於說明的目的而用於討論本發明的示例性實施例。
本發明廣泛地包括一種電池充電器，該電池充電器能夠無線地和/或通過有線連接輸出資料。資料提供關於可操作地耦合到電池充電器的一個或多個電池的狀況的資訊或與其有關的其他資訊。資料可被傳送到遠端計算裝置，諸如，例如遠端伺服器和/或移動計算設裝置(諸如，例如行動電話)。與現有的解決方案相 比，所傳送的資料增強了操作員監視電池充電器正在充電的一個或多個電池的狀況的能力。
參照圖1至圖4，電池充電器100適於耦合到電池102並對其充電。電池102可以是用於工具的可再充電電源，該工具諸如是例如電動棘輪扳手和起子、衝擊工具、鑽孔器或使用電池的任意其他電子裝置。電池102可以是鉛酸、鎳鎘(NiCd)、鎳金屬氫化物(NiMH)、鋰離子(Li離子)、鋰離子聚合物(LiPo)和可再充電鹼性電池中的任意一者。
電池充電器100經由電線104或其他類型的有線連接耦合到外部電源(未圖示)。外部電源供應交流(AC)電力，交流電力可以在110V到220V的範圍內。電池充電器100包括殼體106，殼體106包含允許對電池102充電、確定電池102的狀況和/或關於電池102的其他資訊，並且傳送關於狀態和/或關於電池102的資訊的資料。關於電池102的狀況可以包括例如充電狀態、溫度或充電迴圈。關於電池102的資訊可包括例如製造商、製造日期、電壓、安培或其他識別資訊。電池充電器100的部件包括整流器108、諸如脈衝寬度調變控制器的控制器/處理器110、電池連接112、光耦合器114、諸如串聯介面資料調節器的訊號調節器116和通信模組118。
由外部電源提供的電力可以是交流電(AC)，並經由諸如例如電線104而被整流器108所接收。整流器108適於將AC轉換成直流電(DC)。轉換後的DC可在12V至72V的範圍內。
控制器/處理器110調節供應給電池連接112的電力。電池連接112適於經由物理連接點或無線電力傳輸模組(諸如感應線圈或射頻天線)可操作地耦合到電池102並將調節後的電力供應給電池102，從而為電池充電。控制器/處理器110使用例如，脈衝寬度調變(PWM)調節所提供的電力。在一實施例中，控制器/處理器110包括用於使用已知方法處理資料和電腦可讀指令的中央處理器(CPU)。例如，處理器/控制器110使用用於指令和資料的運行時臨時存儲的記憶體經由匯流排從資料存儲取得指令。該記憶體可以包括易失性和/或非易失性隨機存取記憶體(RAM)。除了(或替代)經由匯流排連接到其他部件之外，這些部件還可連接到其他部件。
光耦合器114適於使用光在兩個隔離的電路之間傳輸電訊號。在一示例中，光耦合器114經由電池連接112將電池102連結至處理器/控制器110。處理器/控制器110確定電池資訊，諸如電池狀況。電池狀況可包括諸如電池102的荷電狀態和/或溫度的資訊。處理器/控制器110基於所確定的電池狀況來調節正在供應給電池連接112的電力。處理器/控制器110還可確定其他的電池資訊，諸如，例如電池的製造商、電池的製造日期、關於電池的識別資訊等。
光耦合器114還將指示電池狀況和/或電池資訊的電訊號發送給訊號調節器116。訊號調節器116將接收到的電訊號轉換為電腦可讀格式。在一實施例中，訊號調節器116將電訊號轉換為 串列資料格式。
訊號調節器116將轉換後的訊號發送給通信模組118。通信模組118可進一步格式化轉換後的訊號以進行通信。通信模組118使用有線連接120和/或無線傳輸122將包括電池狀況和/或電池資訊的轉換後的訊號傳輸給一個或多個計算裝置，諸如一個或多個移動計算裝置124和/或一個或多個遠端伺服器126。通信模組118可包括發送器、接收器以及相關聯的編碼器、調製器、解調器和解碼器。通信模組118經由設置在電池充電器100中的一個或多個天線(未圖示)來管理並建立與移動計算裝置124的通訊連結128，從而使得電池充電器100與由計算裝置124執行的軟體應用之間能夠進行雙向通信。通訊連結128可以是電池充電器100與移動計算裝置124之間的直接連結(如所示出的)，或者可以是通過一個或多個中間部件(諸如，經由Wi-Fi路由器或網格(Mesh)連接(未圖示))的間接連結。
參照圖3，其為包括電池充電器100和移動計算裝置124的系統的示例。電池充電器100通過使用諸如紅外、藍牙、藍牙智慧(Bluetooth Smart，也稱為低功耗藍牙)、Wi-Fi Direct或任意其他無線協定的協定建立通訊連結128來經由無線傳輸122與移動計算裝置124通信。在一實施例中，移動計算裝置124包括觸敏顯示器130，操作者經由該觸敏顯示器130與由移動計算裝置124上的軟體應用提供的使用者介面進行交互。除了其他方面，軟體應用程式可以用於顯示電池狀況和/或電池資訊，諸如連接到充 電器100的電池102的荷電狀態，向電池102供應的電流和電壓、系統的溫度、電池102的製造商、電池102的製造日期、充電迴圈次數或關於電池102的識別資訊等。該軟體應用程式還向技術人員提供現場、即時的回饋以及提供互動式功能以說明操作員確定電池狀況。
在另一實施例中，電池充電器100還通過建立至諸如網際網路的資料通信網路132的通信鏈路128，經由無線傳輸122與一個或多個遠端伺服器126傳送電池狀況和/或電池資訊。通信鏈路128可以使用例如諸如紅外、藍牙、藍牙智慧(也稱為低功耗藍牙)、Wi-Fi Direct或任意其他無線協定的協定來與本地無線路由器連結。在該實施例中，移動計算裝置124經由至資料通信網路132的無線通訊連結134取得或接收電池狀況和/或電池資訊。無線通訊連結134可以是例如移動計算裝置124與本地無線路由器之間的Wi-Fi連結，或者移動計算裝置124與附近的蜂窩塔之間的使用諸如長期演進(LTE)、全球移動通信系統(GSM)、碼分多址(CDMA)等的蜂窩協議的蜂窩資料鏈接。一個或多個遠端伺服器126經由通訊連結136連接到資料通信網路132。基於從移動計算裝置124上的軟體應用接收的查詢，遠端伺服器126經由資料通信網路132將電池狀況和/或電池資訊發送給移動計算裝置124。在其他的系統佈置中，遠端伺服器126可以與軟體服務提供者、製造公司或提供維修服務的公司相關聯。
圖4是傳送正在被電池充電器100充電的電池102的狀 況或關於正在被電池充電器100充電的電池102的資訊的方法。例如，訊號調節器從光耦合器114接收(402)包括電池狀況和/或電池資訊的電訊號。訊號調節器116將接收到的電訊號轉換(404)為電腦可讀格式。通信模組118使用有線連接120和/或無線傳輸122向諸如一個或多個移動計算裝置124和/或一個或多個遠端伺服器126的計算裝置輸出(406)包括電池狀況和/或電池資訊的轉換後的訊號。然後，電池狀況和/或電池資訊被顯示(408)在一個或多個移動計算裝置124和/或一個或多個遠端伺服器126的顯示器上。
本文公開的概念可以應用於多種不同的裝置和電腦系統內。雖然將移動計算裝置124描述為移動裝置，但是可以使用任意的電腦。同樣，遠端伺服器126可以是任意種類的電腦。
以上所論述的具體示例是說明性的。選擇它們是為了解釋本發明的原理和應用，而不旨在進行窮舉。電腦或電池技術領域的普通技術人員應該認識到，本文描述的部件和處理步驟可與其他部件或步驟或者部件或步驟的組合進行互換，並且仍然可實現本發明的優點和優勢。
由電池充電器100、移動計算裝置124和遠端伺服器126執行的過程可被實現為電腦方法或被實現為諸如存儲裝置或非暫時性電腦可讀存儲介質的製品。該電腦可讀存儲介質可以是通過電腦可讀的，並且可包括用於使電腦或其他裝置執行所描述的過程的指令。該電腦可讀存儲介質可由非易失性電腦記憶體、存儲 或介質來實現。此外，歸因於電池充電器100的一些處理操作可以被實現為固件或硬體中的狀態機，諸如將由處理器/控制器110執行的一些或全部操作實現為專用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或其某種組合。
如在此使用的，術語“耦合”可以指兩方之間的任意物理、電氣、磁性或其他連接，無論是直接的還是間接的。術語“耦合”不限於兩個實體之間的固定直接耦合。
在前面的描述和附圖中闡述的內容僅以示例說明的方式提供，而不作為限制。雖然已經示出並描述了特定的實施例，但是對於本領域技術人員而言將明顯的是，在不脫離發明人的貢獻的更廣泛方面的情況下，可以進行改變和修改。當基於現有技術以適當的角度來看時，所尋求的保護的實際範圍旨在由所附權利要求書來限定。
100:電池充電器
102:電池
104:A/C電力
108:整流器
110:控制器/處理器
112:電力輸出電池連接
114:光耦合器
116:訊號調節器
118:通信模組
120:有線資料輸出

Claims (15)

  1. 一種電池充電器，適於對電池進行充電並輸出電池資訊，所述電池充電器包括：電池連接，其適於耦合至所述電池並向所述電池供應電力；控制器，其適於確定電池狀況，並基於所述電池狀況來調節供應至所述電池的電力；光耦合器，其適於經由所述電池連接將所述電池連結至所述控制器；訊號調節器，其適於從所述光耦合器接收訊號，並將接收的所述訊號轉換為電腦可讀格式，從而創建電腦可讀訊號；以及通信模組，其適於向外部裝置發送所述電腦可讀訊號。
  2. 如請求項1所述的電池充電器，還包括整流器，所述整流器適於接收由外部電源提供的電力。
  3. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述電池連接是物理連接點。
  4. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述電池連接是無線電力傳輸模組。
  5. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述控制器適於接收範圍在約12V到約72V的直流(DC)電力。
  6. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述控制器使用脈衝寬度調變(PWM)調節電力。
  7. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述電池狀況包括荷電狀態、所述電池的溫度和充電迴圈中的一者或多者。
  8. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述電池資訊包括所述電池的製造商、所述電池的製造日期和關於所述電池的識別資訊中的一者或多者。
  9. 如請求項1所述的電池充電器，其中，由所述通信模組發送的所述電腦可讀訊號包括所述電池資訊和所述電池狀況。
  10. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述電池狀況包括所述電池的荷電狀態、正在供應至所述電池的電流和電壓、所述電池的溫度，以及充電迴圈。
  11. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述通信模組經由有線連接向所述外部裝置發送轉換後的電訊號。
  12. 如請求項1所述的電池充電器，其中，所述通信模組經由無線傳輸向所述外部裝置發送所述電腦可讀訊號。
  13. 一種傳送正在被電池充電器充電的電池的狀態的方法，所述電池充電器包括整流器、處理器、電池連接、光耦合器、訊號調節器和通信模組，所述光耦合器適於經由所述電池連接將所述電池連結至所述處理器，所述方法包括：通過所述訊號調節器從所述光耦合器接收包括電池狀況資訊的電訊號；通過所述訊號調節器將所述電訊號轉換為電腦可讀格式； 通過所述通信模組向外部計算裝置輸出轉換後的電訊號；以及在所述外部計算裝置的顯示器上顯示所述電池狀況資訊。
  14. 如請求項13所述的方法，其中，所述輸出是經由與所述外部計算裝置的有線連接。
  15. 如請求項13所述的方法，其中，所述輸出是經由與所述外部計算裝置的無線傳輸。
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