用于移动电话及类似装置的可拆卸的集成电池充电器 |
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| 申请号 | CN201280012484.0 | 申请日 | 2012-01-12 | 公开(公告)号 | CN103415977B | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 耶斯华·苏利亚斯; 马克斯·摩斯克乌慈; | 发明人 | 耶斯华·苏利亚斯; 马克斯·摩斯克乌慈; | ||||
| 摘要 | 一种手机充电器，包括主体，该主体具有嵌入其中的充电 电路 ，该充电电路被构造成接 收线 路交流 电压 ，并将该线路交流电压变换成适于给移动装置充电的直流电压。交流电插脚在收折 位置 折叠到所述本体中，并且与所述主体一体地形成的连接结构，抓住并保持固定至手机装置的充电器。在优选的 实施例 中，交流电插脚独立地枢转，并且平放在所述主体的外表面上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种移动装置充电器，包括： |
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| 说明书全文 | 用于移动电话及类似装置的可拆卸的集成电池充电器[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求2011年1月12日由Yeoshua SORIAS（耶斯华·苏利亚斯）提交的名称为“DETACHABLY INTEGRATED BATTERY CHARGER FOR MOBILE CELL PHONES AND LIKE DEVICES”的美国临时专利申请No.61/432,050和2012年1月11日提交的名称为“DETACHABLY INTEGRATED BATTERY CHARGER FOR MOBI LE CELL PHONES AND LIKE DEVICES”的美国专利申请No.13/348,066的优先权，所述每个专利申请的内容由此并入作为参考。 技术领域[0003] 本发明主要涉及一种电池充电器，尤其涉及一种用于手机及类似移动装置的电池充电器，其被构造成在手机的重量和/或尺寸具有最低限度的改变的情况下，与手机的本体可拆卸地集成。 背景技术[0004] 本发明来源于本发明人的灵感认识：没有上十亿的也有上亿的人们爆发性地以及不懈地采用蜂窝手机作为主要通信装置，需要重新致力于其充电器电路以及通常给手机、PDA（个人数字助理）和移动通信装置充电的方法和途径。 [0005] 诸如常见的手机的个人计算与通信装置或诸如著名的黑莓（Black ）和类似装置的数字通信装置已独特地被设计成手持式的。它们通常具有各装置之间不相同的特定的高度、宽度和厚度尺寸的盒状矩形形状。典型的手机的宽度通常在4至7cm乃至8cm的范围内，高度接近10cm以及厚度近似7至20cm。 [0006] 这些装置通常具有以小的连接器的形式位于壁式插座内的充电端口，该充电端口具有大约2至3mm的深度和大约7mm的长度。在典型的应用中，用户具有单独的充电装置，所述单独的充电装置由充电器本体和长的电缆组成，所述充电器本体具有交流电插头，所述交流电插头具有能插入承载115V或220V的交流电壁式插座的一对插脚，所述长的电缆终止于能插入便携式手机或类似装置的充电插座的小型充电插头。这样的充电器有时设置有被设计成适合汽车12V（或类似的）直流电源的充电器本体，所述电源然后被转换成与特定的移动装置的电压与电流需求相适应的电压。 [0007] 随身携带这些充电装置是麻烦并且令人讨厌的。男人典型地将他们的移动装置装入他们的口袋中或拴系在他们的皮带上。他们典型地不会随身背着麻烦的充电器，他们通常把麻烦的充电器放在他们的办公桌上或者家中。至于女人，由于她们常常将她们的便携式手机装入她们的手提包中，其中所述手提包提供更大的空间以同样储存电池充电器，所以情形稍微较容易。但是由于长的电缆和充电器不适合于容易并且整洁地保存在口袋或者手提包中，所以烦恼依然存在。时常地，男人和女人发现他们自己处于的情形是，他们的手机在没有给它们充电的便利装置的情况下，即将变成完全放完电。 [0008] 据本发明人所知，现有技术没有设想并且肯定没提供一种装置，所述装置允许移动装置将成为手机的一部分的充电装置在其本体内结合成一体或者与所述充电装置机械地集成，并且所述装置允许电插头从手机内转出并直接插入115/220V的交流电壁式插座内。 发明内容[0009] 本发明的目的是提供一种用于移动电子装置的电池充电器，该电池充电器被构造成以这样的方式，即允许该电池充电器在不过度增大手机装置的尺寸或总尺寸的情况下变成手机本身的集成部分，可拆卸地附接。 [0010] 本发明的另一目的是提供一种电池充电器本体，该电池充电器本体被成形为并被构造成搭扣到手机的背部上，以紧紧地抱住手机本体，并且该电池充电器本体具有集成在其中的仅给手机的厚度添加最低限度的量的充电器。 [0011] 本发明的又一目的是提供一种相同类型的充电器，该充电器能够与手机的长度和宽度齐平，或者该充电器从手机的右侧或左侧或者顶部或底部尺寸延伸，并且该充电器在其内具有集成的充电器，其中所述集成的充电器具有电插头，所述电插头能够以允许其直接插入传统电交流电（AC）插座的方式从其本体转出。 [0012] 本发明的前述及其他目的通过一种充电器实现，该充电器具有主体以及交流电插脚，其中，所述主体具有嵌入该主体内的充电电路，所述充电电路被构造成接收线路交流（AC）电压并将该线路交流电压变换成适于给移动装置充电的直流（DC）电压，该交流电插脚在收折位置能够折叠到主体中并且在操作位置能够从主体枢转出来。连接结构以允许该连接结构从主体延伸的方式并且以允许所述连接结构抓住并保持充电器这样的构造与主体一体地形成，所述充电器确实地一体地固定至其所用于的移动装置。另外，充电器插头与充电器一体地形成并位于充电器上，以致允许充电器插头插入移动装置的充电端口，使得充电器实质上在移动装置的使用期间，大致永久与移动装置物理地并且电力地连接，以允许交流电插脚位于操作位置，用于在移动装置被使用的同时给移动装置充电。 [0013] 根据充电器的其他特征，其主体是具有大致上的均匀厚度尺寸的大体上的扁平体，其中，同例如大约5cm宽和10cm长的大约几厘米的长度和宽度尺寸比较起来，厚度大约为4至25mm，优选地大约12mm或者更优选地小于大约8mm。 [0014] 在一个实施例中，连接结构包括左右弹性保持面板，所述左右弹性保持面板抓住移动装置的侧壁，并具有大的切口，以避免妨碍移动装置的任何电气开关或按钮。同样优选地，交流电插脚沿着宽度或长度折叠，其中，插脚的厚度尺寸容纳于在充电器的主体中形成的沟槽，使得插脚穿入主体仅2或3mm的距离。 [0015] 在其他实施例中，连接结构形成为移动装置的可移除的后盖，并利用移动装置的内置连接机构。 附图说明[0017] 图1是典型的手持式移动通信装置的透视图，示出其整体的矩形形状和相对尺寸与部件布局。 [0018] 图2是图1的移动装置的后视图，其中，部分地移除盖子，以露出内部电池和用于附接盖子的机构。 [0019] 图2A提供图2的手机盖的后侧的视图。 [0020] 图3是本发明的透视图，以示出手机保护套，所述手机保护套具有充电电路位于其中的主体，并具有设计成围绕图1的手持式移动通信装置的侧壁搭扣并束缚住紧紧抓住所述侧壁的侧面板。 [0021] 图3A示出图1的充电器保护套的后视图，其中，交流电源插脚与充电器的后面的主体表面齐平地折叠。 [0022] 图3B示出图3A的充电器保护套的后视图，其中，插脚位于操作位置。 [0023] 图3C示出插脚的操作的结构细节。 [0024] 图3D示出交流电插脚的折叠模式的替代实施例。 [0025] 图3E以垂直方向示出图3A的交流电插脚。 [0026] 图3F示出位于侧面板上的图3E的交流电插脚。 [0027] 图4是本发明的充电电路的电路与布局图。 [0028] 图4A和4B提供充电电路的内部电路的实例。 [0029] 图5示出图3的充电器保护套的替代性实施例，以示出具有替换图2所示的移动装置的传统的封盖的附接面板的充电本体。 [0030] 图6示出另一充电器电路实施例，其和图5一样沿着移动装置的顶部设置，以便在维持移动装置的厚度尺寸的同时，提供长的手机与充电器的组合。 [0031] 图7示出用于本发明的图3-6的充电器的车载充电附件。 [0033] 图9是容纳充电电路的手机皮带扣夹的示意图。 [0034] 图9A是图9的左视图。 [0035] 图9B是图9的右视图。 [0036] 图10示出被设计成钩在图9的皮带扣夹上的手机保护套。 具体实施方式[0037] 参考图1，在其中示出传统的手持式移动装置10，该手持式移动装置10可以是任何手机装置，诸如现在流行的 系列手机，或者本领域的众多其他厂家所提供的手机，包括黑莓（ ）。图1的通信装置10具有大体上的矩形形状本体11，所述矩形形状本体11具有如前所述的尺寸，并具有以显示器12和键盘14为特征的前面板。当然，装置10可以是具有触摸屏而不是键盘这样类型的装置。沿着侧边的是各种控制器和连接器，例如包括音频输出连接器16和还用作充电端口18的接口电路，以及各种通/断开关20及其他控制器。 [0038] 转向图2，在典型的式样中，移动装置10具有带有可移除的面板或封盖24的后侧22，其中典型地通过按压释放按钮26释放所述可拆除的面板或封盖24，所述释放按钮26允许封盖24在槽形通道28、30中滑动，以露出包括电池32的紧密包裹的隔室。众所周知地以及如图2和图2A所示，封盖24的后侧具有带有插销36的榫舌34以及锁扣38。当封盖24被安置成面向下并与移动装置10的主体中的狭槽40对准时，其装配好并能滑动，直到其插销38被卡住并锁定在锁销杆27中为止，可通过按压按钮26释放该杆。 [0039] 转向图3，为了避免损害移动装置10（以及因此可能危及保修和/或简化其使用），本发明提供保护套式充电器单元50，该保护套式充电器单元50具有带有后面板52的保护套的一般配置，所述后面板52具有数个毫米的厚度，并且在所述后面板52中嵌入有下述的充电电路或类似的充电电路。充电器保护套50的大体上扁平的后面板52被左右拥抱面板54、56侧翼包围，所述左右拥抱面板54、56是向内弯曲的、有弹性的，并且被设计成允许移动装置10在它们之间滑动，或者强有力地搭扣在移动装置10的后侧上并抓住和保持移动装置10的侧壁13、15（图1）。为了避免阻塞或妨碍接入典型地在侧壁13、15上以及沿着移动装置10的顶部找到的各种控制，弹性面板54、56被大部分地切开，并因为刚性而仅具有多个结合肋，所述弹性面板54、56允许完全接入电子连接器、开关和端口。 [0041] 另外，图3的充电器保护套50还具有连接器60，所述连接器60提供将充电信号发送到充电连接器18（图1）的凸形插头。在使用中，连接器60与插座18匹配，于是充电器50从另一侧吊下来，由此，为了给移动装置10的内部电池12充电而在充电电路62（以下说明）与移动装置10的内部电池12之间进行直接连接。 [0042] 转向图3A，在充电器保护套10的背面示出具有例如2-4mm的数个毫米深度的浅沟槽64，其中与外表面70齐平地安装在沟槽或凹槽64内的靠右的一侧和靠左的一侧的交流电插脚66、68向下折叠在所述浅沟槽64中。还示出了下面将立即说明其功能的微型通/断开关75。交流电插脚66和68中的每个插脚被设计成在其基座围绕各自的纵向延伸轴线72、74枢转，由此，每个插脚能够从本体转出并以如图3B所示的方式伸出。为了维持与保护套充电器 50的本体相垂直的插脚位置，插脚的底部示出具有突出的大体上矩形的止动装置76，其中所述止动装置76在插脚转出时搭扣到底层凹槽（未示出）中，所述底层凹槽允许插脚可靠地保持垂直位置。止动装置76的侧边还用于维持每个插脚在收折位置平贴沟槽64的平整底部。如所示，交流电插脚66、68在例如向左和向右的相反方向上枢转。然而，本领域的技术人员将容易认识到的是，所述交流电插脚66、68可具有近似等于它们之间的间隔的长度，并且它们能向右枢转或者能向左枢转，并且可提供一种机构，以使得同时提升它们两者并且类似地同时使它们两者收折的杠杆滑动。 [0043] 当保护套充电器50安装在手机10上时，其使得手机能够容易地被随时携带以及被拿在手中，其中，移动装置10的厚度仅增加了大约5mm左右，这在提供内心的宁静和能够在任何时候通过简单地插入到任何交流电墙壁插座来给手机再充电的便利的同时（以及甚至在同时使用装置的同时），不会有损于随身携带移动装置的舒适性。能够将图3C的止动装置机构96构造成使得插脚的远端更加间隔开（与在基部处相比），但以在支撑移动装置10的重量的同时允许交流电插头紧紧抓住壁式交流电插座的方式保持弹性。 [0044] 在图3D中，交流电插脚66、68取向成使得它们共同的枢转轴线78同延，并且在保护套内插脚的宽度尺寸大小适合。在此实施例中，保护套的厚度稍微增加是很自然的，这在某些实施例中不会造成或带来任何缺点。换句话说，两个插脚一起枢转，并且它们的宽度尺寸位于充电器本体的厚度尺寸内。此外，作为另一替代，图3D中的插头不可在本体中的切口内枢转，而是经由小于5英寸的短交流电缆79连接至充电电路，使得插头能够在充电器的本体难以齐平地靠着壁式插座的情形下，回收以及插入交流电壁式插座。 [0045] 在图3E中，插脚66、68的两根枢转轴线72、74取向成沿着充电器保护套50的宽度延伸，其中，插脚沿着装置的长度取向，以便为插脚提供甚至更大的空间，以在必要时增加其长度。在图3F中，插脚66、68位于侧面板56上，用于增强连接至交流电壁式插座的简易性和避免完全覆盖或妨碍接入所述壁式电源插座。 [0046] 转向图4，在其中示出的是典型的布置，由此，诸如图4A所示的充电电路80嵌入充电器50的后面板，并在一端连接至端子82、84，用于从先前所述的交流电插脚66、68接收高压和接地端子输入，以及用于在其另一端输出在插头60处的直流电压，其中该直流电压稍高于电池32的额定电压，以便以众所周知的方式实现充电功能。 [0047] 图4A示出充电电路80的典型的现有技术的设计。因而，能够将交流电输入82提供至电路块84，其中该电路块84根据一个设计仅表示连接器块，或者根据另一设计可表示可以是半波或全波交流电整流器的整流电路，以在输入86处产生进入控制电路88的正电压。根据另一实施例，块14表示变压器，该变压器经由二极管（未示出）将115或220V的交流电输入逐步降低成适于充电电路80的较低幅度的交流电压。 [0048] 众所周知地，充电电路80包括提及的控制电路88，所述控制电路88重复地接通和断开以及控制电源开关90的工作周期，所述电源开关90仅允许适量的电荷通过，以给电容器92充电。充电电流由给电容器92充电的感应器94整平，以维持充电电路的输出96处的必要的低的直流电压，该直流电压经由所述块、正向偏压二极管94供给至电池32。电容器96的输出还反馈到控制电路88，以便为了电压控制目的，提供闭环。二极管99为感应器94的反电动势提供电流路径。上文仅是代表性充电电路，并且在本领域广泛地已知许多这样的电路的实例。如果需要，所述设计可使用降压变换器、各种直流-直流方案，并且以非常高的频率操作，以减小变压器（用于交流电隔离）的尺寸。如对擅长设计低电压、直流电（DC）输出电源的技术人员容易显而易见地，直流-直流电路部分可设置在变压器之前或之后乃至两个位置。在图4B中示出了实例电路。该充电电路180使用正向变换器182，所述正向变换器182为交流-直流变换器184生成较小的直流电压。因而，交流电源186驱动变压器188，所述变压器188以例如大约100kHz的高速率（乃至以兆赫的速率）接通和断开，以便实现小型的变压器，从而产生由二极管190整流的交流电源脉冲段。电容器191储存穿过电阻分压器192、193的直流电压。完全以众所周知的方式，为控制器194分接电阻分压器之间的电压，其中所述控制器194提供高速通/断控制，并驱动开关电阻器195。再次以众所周知的方式，该电路提供必需的交流电隔离以及由于其高速操作而能用非常小的尺寸的变压器实现的实施。 [0049] 输出电流可大约为对于一些移动电话而言常见的600mAmp，或者仅大约300mAmp，以充电的速度为交换但获得仍然较小的充电器电路尺寸。 [0050] 充电器50可合并在备用电池32a内（参见图4A），并且开关73可以是可操作的双极开关，从而在一个位置，穿过二极管98的电流给手机电池32充电，并且在另一位置，给备用电池32a充电。因而，当交流电源不可得到时（例如，在汽车中、在公共汽车或飞机上等），备用电池可用于给主用电池充电。 [0051] 根据另一特征，可选择的通用串行总线（USB）连接器100允许旁通过充电电路80，以经由在节点104和106连接至充电连接器60的线路102提供充电电流。参见图4和图4A。在图3B中，示出通用串行总线连接器可滑动地并入到充电器本体中。 [0052] 在保护套式充电器50的替代中，图5示出了设计成不增加手机的厚度而增加其长度的充电器100。充电电路80在此置于小的矩形本体102中，其中所述小的矩形本体102近似具有与移动装置10相同的宽度和厚度，并且所述小的矩形本体102位于其顶上（或者底部）。在此实施例的装置100中，交流电插脚66、68如先前所说明地可沿着其背面相配合，或者由于充电器100较大的厚度，可如图3D所示地嵌入其本体102内。小的增塑带条106经由活动铰链104支撑在其上的直流电插头60，其中所述直流电插头60精确地定位成其能够转入移动装置10的充电插座18。容易认识到的是，充电器在此在每种情况下被设计成适合移动装置的特定类型，以匹配其特定的宽度、长度和厚度尺寸以及其充电端口18的位置。 [0053] 图5的充电器100被设计成在根本不抓住或妨碍侧面板的情况下连接至手机10。在此，充电电路本体102具有连接面板110，其中所述连接面板110在各方面均被构造成模仿图2的手机封盖24的尺寸、形状和功能。所述连接面板还与本体102一体并从本体102延伸，并支撑所述本体102。在此，因为面板具有相同的榫舌34、36和插销38，这允许所述面板以这样的方式被连接，即不以任何方式妨碍手机的后面，并且面板110还可具有开口，其中所述开口用于典型地在例如黑莓（ ）及其他手机装置上找到的摄像镜头或闪光灯，从而移除移动装置封盖24，并将延伸面板110插入并附接至手机现有的封盖保持机构。 [0054] 在又一实施例中，代替面板110，提供如图6所示的笼状增塑本体111，其中该笼状增塑本体111允许充电器100通过格栅在手机的顶部上滑动，所述格栅基本上不阻塞手机用户要求在移动装置10的本体上的接入。 [0055] 通常，在此说明的充电器类型允许充电电路80的电子元件在甚至高达50cm的方形的相当大的面积上隔开。为了实现保护套50的薄的外形，在此打算将诸如图4A所示的电子元件特别构造成使用扁平的元件114，并且在许多情况下用于电阻器、二极管、尤其地电容器元件，以便以并联（或串联）方式使用多个分立元件，从而在获得合适的电阻、电容和热配置值的同时分配热耗散以及减小每个元件的厚度尺寸。例如，能够将100ohm的电阻实施为每个200ohm的两个电阻器（或者两个500ohm的串联电阻器），其中，每个电阻器仅耗散产生的热的一半。例如，这在图8中示出，所述图8示出部件是小的、扁平的并且较宽地间隔开。另外，内部保护套50可镶有导热金属路径116，使得在内部产生的所有热能更容易并且有效地在较大的面积上传播并且更有效地耗散。 [0056] 请注意，图3A、4A所示的开关72允许充电器从移动装置10的充电插座18电断开，以在当充电器没有连接至交流电壁式插座时的期间，避免电池32通过充电器50放电的任何问题。该功能可由前述二极管98提供。 [0057] 作为另一附件，图7示出了设置于本体内的插头类型的直流-直流或直流-交流变换器电路120，其细节为本领域所熟知，其中该变换器电路120包括与汽车中常规的12伏电源插头相匹配的插头122，该插头122在其另一端输出其在插座124处的输出电压，所述插座124不能与传统的交流电插座区别开。因而，如有必要，将该插头留在某人的汽车内允许在驾驶期间简单地将手机插入其中，从而维持电话充满电和/或给手机充电。如果合适的话，插头120的本体形状可直地延伸，或者可成形成使得插座124在手机搁置于插座之上的情况下朝着驾驶员延伸，用于在驾驶期间的手的自由操作。 [0058] 总之，本发明说明了其中本体厚度尺寸与其长度和宽度尺寸的乘积的比率明显比现有技术低的充电器本体。例如，现有技术充电器的长度、宽度和厚度分别为6×4×2厘米给出了0.083的比率。在此，10×6×1厘米的充电器本体给出了0.017的比率。发明人意欲包含其中比率等于或小于0.05的充电器本体类型。 [0059] 根据另一实施例，图4A的充电电路80或类似的电路嵌入手机托架200中，其中所述手机托架200能夹至人的衣服上，典型地夹至皮带上。参见图9。手机托架200具有第一本体部件202，其中在托架本体部分202与204之间存在接触点的情况下，所述第一本体部件202在底部部分208处通过弹簧偏置枢轴206枢转地附接至夹子204，由此，托架能以众所周知的方式夹在人的皮带上。圆形或椭圆形乃至方形搭扣214经由突起212附接至托架本体202，以形成钩210，设置有先前说明的保护套51的电话可通过保护套51钩在所述钩210上，所述保护套51通过开口55形成有保持结构53。 [0060] 托架本体202包括在内部的充电电路80，其中所述充电电路80经由可折叠的交流电插脚66和68（参见图3E），并且还经由通过枢轴结构转到本体202的交流电线69，接收交流电源。 [0062] 与在前的实施例一样，通用串行总线连接器100可设置在本体202内，并可滑出，从而其能够被直接连接，以将充电电源供应至图9A所示的电极216。 [0063] 利用图9至图10的实施例，支撑手机的皮带托架200兼用作充电电路的壳体。在美国专利申请No.2003/0000976中更详细地说明了手机皮带托架的基本布置，其中该美国专利申请的内容在此作为参考完全并入。如前所述，嵌入托架的电话充电器以小的尺寸实现。例如，本体部分202可典型地量出大约6CM的长度，3CM的宽度和1至1.5CM的厚度。皮带托架可设计并优化用于夹在女士的手提包内的或者在任何手提箱中的壁式面板上，由此，其可相同地由男人和女士携带。该充电器还通过利用先前相对于图7所述的适配器，用于汽车内。 [0064] 采用本发明，说明了一种高度集成的充电器，其具有不损害手机的本体类型并且不相当地增大其尺寸的有吸引力的外观。该装置避免现有技术的需要用户以初始说明的方式为他们的汽车和为家用而随身背着单独的充电器的缺点。 |
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