УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА

Полезная модель относится к источникам питания и может быть применена в мобильных устройствах.
Наиболее близким к данной полезной модели является блок источника питания для портативного телефона (патент России № 2000124088, в 2002 г., кл. Н04 В1/38), который содержит внутреннюю батарею для установки внутри корпуса телефона; внешнюю батарею для ее съемной установки на корпусе телефона; устройство управления, соединенное с внутренней и внешней батареями, для управления подключением батарей к шине питания телефона; и причем устройство управления содержит первый и второй детекторы для детектирования выходного напряжения внутренней и внешней батарей, соответственно, первый и второй переключатели для управления подключением внутренней батареи и внешней батареи, соответственно, к шине питания телефона, и устройство вывода сигнала, подключенное к первому и второму детекторам, для формирования первого выходного сигнала и второго выходного сигнала в зависимости от выходной мощности внешней батареи, при этом первый и второй выходные сигналы управляют первым и вторым переключателями, причем первый переключатель выключен и второй переключатель включен, когда выходное напряжение внешней батареи превышает заранее определенное минимальное значение, в результате чего питание обеспечивают внешней батареей; и первый переключатель включен и второй переключатель выключен, когда выходное напряжение внешней батареи падает ниже указанного заранее определенного минимального значения, в результате чего питание обеспечивается внутренней батареей; указанный блок дополнительно содержит вход внешнего напряжения, соединенный с устройством управления, для обеспечения входа подзарядки для выбранной батареи, при этом устройство управления также содержит детектор для детектирования факта подключения входа подзарядки к зарядному устройству, и селектор для управления подключением входа подзарядки к внешней и внутренней батареям, в результате чего в любое время ко входу подзарядки подключена только одна батарея, и внутреннюю батарею подзаряжают до подзарядки внешней батареи, при этом вход подзарядки имеет вход быстрой подзарядки в каждую батарею, и вход подзарядки подключен к первому и второму устройствам компенсационного подзаряда, имеющим выходы, подключенные к внутренней и внешней батареям, соответственно; при этом третий переключатель управляет подключением первого устройства компенсационного подзаряда к внутренней батарее, и четвертый переключатель управляет подключением второго устройства компенсационного подзаряда к внешней батарее, а контроллер подключен к выходам батареи и ко входам быстрой подзарядки и к третьему и четвертому переключателям для управления скоростью подзарядки выбранной батареи; причем контроллер содержит средство для детектирования выходного напряжения каждой батареи, инициирует цикл подзарядки при детектировании входа подзарядки, подключает вход быстрой подзарядки к выбранной батарее, если напряжение батареи превышает заранее определенное минимальное значение, и подключает вход компенсационного подзаряда от соответствующего устройства компенсационного подзаряда к выбранной батарее, если напряжение батареи ниже заранее определенного минимального значения.
Недостаток данного устройства - отсутствие дополнительных элементов для осуществления вибровызова, невозможность работы с неработоспособным аккумулятором мобильного устройства.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать прототип путем внедрения дополнительных элементов для осуществления вибровызова и осуществления возможности работы мобильного устройства с неработоспособным аккумулятором.
Поставленная задача решается так, что устройство для заряда аккумулятора содержит конденсатор, электронный коммутатор, устройство управления, устройство сравнения, индикатор выхода аккумулятора из строя, преобразователь постоянного напряжения в переменное, электронный коммутатор, выпрямитель переменного напряжения, преобразователь напряжения, корпус генератора, шесть пружин подвеса постоянного магниту генератора, постоянный магнит генератора, шесть катушек индуктивности генератора, батарею питания, электронный коммутатор, постоянное запоминающее устройство, аналого-цифровой преобразователь, причем аккумулятор мобильного устройства и потребители энергии мобильного устройства подключены к электронному коммутатору, сигнальная шина мобильного устройства подключена к устройству управления, конденсатор, устройство управления,  преобразователь напряжения подключены к электронному коммутатору,
электронный коммутатор подключен к аналого-цифровому преобразователю, преобразователю постоянного напряжения в переменное, электронному коммутатору, устройство сравнения, электронный коммутатор подключены к устройству управления, постоянному запоминающему устройству, аналого-цифровой преобразователь подключен к устройству сравнению, преобразователю постоянного напряжения в переменное, устройству управления, шесть катушек индуктивности генератора подключены к электронному коммутатору, электронный коммутатор подключен к преобразователю постоянного напряжения в переменное, преобразователь постоянного напряжения в переменное подключен к преобразователю напряжения, устройство управления подключено к индикатору выхода аккумулятора из строя, электронному коммутатору, постоянному запоминающему устройству, батарея питания подключена к электронному коммутатору, электронный коммутатор подключен к устройству сравнения, постоянному запоминающему устройству, аналого-цифровому преобразователю, корпус генератора находится непосредственно внутри мобильного устройства, шесть пружин подвеса постоянного магнита генератора, постоянный магнит генератора, шесть катушек индуктивности генератора находятся внутри корпуса генератора, каждая из шести катушек индуктивности генератора прикреплена к центру каждой стороны корпуса генератора, каждая из шести пружин подвеса постоянного магнита генератора прикреплена одним концом к одной из шести катушек индуктивности генератора, второй конец каждой из шести пружин подвеса постоянного магнита генератора прикреплена к постоянному магниту генератору.
Устройство для заряда аккумулятора отличается от прототипа тем, что в него внедрены дополнительные элементы: конденсатор, электронный коммутатор, устройство сравнения, индикатор выхода аккумулятора, из строя, преобразователь постоянного напряжения в переменное, электронный коммутатор, выпрямитель переменного напряжения, преобразователь напряжения, корпус генератора, шесть пружин подвеса постоянного магнита генератора, постоянный магнит генератора, шесть катушек индуктивности генератора, батарея питания, электронный коммутатор, постоянное запоминающее устройство, аналого-цифровой преобразователь.
На изображении представлена схема устройства заряда аккумулятора.
Устройство для заряда аккумулятора содержит конденсатор 1, электронный коммутатор 2, устройство управления 3, устройство сравнения 4, индикатор выхода аккумулятора из строя 5, преобразователь постоянного напряжения в переменное 6, электронный коммутатор 7, выпрямитель переменного напряжения 8, преобразователь напряжения 9, корпус генератора 10, шесть пружин подвеса постоянного магнита генератора 11, постоянный магнит генератора 12, шесть катушек индуктивности генератора 13, батарею питания 14, электронный коммутатор 15, постоянное запоминающее устройство 16, аналого-цифровой преобразователь 17, при этом аккумулятор мобильного устройства и потребители энергии мобильного устройства подключены к электронному коммутатору 2, сигнальная шина мобильного устройства подключена к устройству управления 3, конденсатор 1, устройство управления 3, преобразователь напряжения 9 подключены к электронному коммутатору 2, электронный коммутатор 2 подключен к аналого-цифровому преобразователю 17, преобразователю постоянного напряжения в переменное 6, электронному коммутатору 15, устройство сравнения 4, электронный коммутатор 15 подключен к устройству управления 3, постоянному запоминающему устройству 16, аналого-цифровой преобразователь 17 подключен к устройству сравнению 4, преобразователь постоянного напряжения в переменное 6, устройство управления 3, шесть катушек индуктивности генератора 13 подключены к электронному коммутатору 7, электронный коммутатор 7 подключен к выпрямителю переменного напряжения 8, выпрямитель переменного напряжения 8 подключен к преобразователю напряжения 9, устройство управления 3 подключено к индикатору выхода аккумулятора из строя 5, электронному коммутатору 15, постоянному запоминающему устройству 16, батарея питания 14 подключена к электронному коммутатору 15, электронный коммутатор 15 подключен к устройству сравнения 4, постоянному запоминающему устройству 16, аналого-цифровому преобразователю 17, корпус генератора 10 находится непосредственно внутри мобильного устройства, шесть пружин подвеса постоянного магнита генератора 11, постоянный магнит генератора 12, шесть катушек индуктивности генератора 13 находятся внутри корпуса генератора 10, каждая из шести катушек индуктивности генератора 13 прикреплена к центру каждой стороны корпуса генератора 10, каждая из шести пружин подвеса постоянного магнита генератора 11 прикреплена одним концом к одной из шести катушек индуктивности генератора 13, второй конец каждой из шести пружин подвеса постоянного магнита генератора 11 прикреплена к постоянному магниту генератору 12.
Устройство для заряда аккумулятора работает следующим образом.
2
При подаче по сигнальной шине мобильного устройства на устройство управления 3 сигнала включения, устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства начинает работать в тестирующем режиме. При работе в тестирующем режиме, устройство управления 3, устройство сравнения 4, постоянное запоминающее устройство 16, аналого-цифровой преобразователь 17 получают питание от батареи питания 14 (в исходном состоянии электронный коммутатор 15 соединяет батарею питания 14 с устройством управления 3, устройством сравнения 4, постоянным запоминающим устройством 16, аналого-цифровым преобразователем 17), подаёт сигнал соединения аккумулятора мобильного устройства с аналого-цифровым преобразователем 17 на электронный коммутатор 2, при этом потребители энергии мобильного устройства, конденсатор 1, преобразователь постоянного напряжения в переменное 6, преобразователь напряжения 9, электронный коммутатор 15 отключены. Далее, устройство управления 3 подаёт сигнал выдачи значения первой ячейки (данная ячейка хранит значение 1 % номинального напряжения для типа аккумулятора, установленного в мобильном устройстве) постоянного запоминающего устройства на постоянное запоминающее устройство 16. Значение первой ячейки постоянного запоминающего устройства 16 поступает на устройство сравнения 4. Аналого-цифровой преобразователь 17 подаёт значение напряжения аккумулятора на устройство сравнения 4. Устройство сравнения 4 сравнивает значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 со значением, полученным от постоянного запоминающего устройства 16. Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 меньше или равно, чем значение полученной от первой ячейки постоянного запоминающего устройства 16, то напряжение на аккумуляторе меньше или равно 1 % номинального, без нагрузки, и такой аккумулятор считается неработоспособным - устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства переходит в режим резервного источника питания. Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 больше значения полученного из первой ячейки постоянного запоминающего устройства 16, то напряжение на аккумуляторе больше 1 % номинального и такой аккумулятор считается работоспособным. В таком случае, устройство управления 3 подаёт сигнал выдачи значения третьей ячейки (данная ячейка хранит значение 110 % номинального напряжения для типа аккумулятора, установленного в мобильном устройстве) постоянного запоминающего устройства на постоянное запоминающее устройство 16. Значение третьей ячейки постоянного запоминающего устройства 16 поступает на устройство сравнения 4. Аналого-цифровой преобразователь 17 подаёт значение напряжения аккумулятора на устройство сравнения 4. Устройство сравнения 4 сравнивает значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 со значением, полученным от постоянного запоминающего устройства 16. Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 меньше, чем значение полученной из третьей ячейки постоянного запоминающего устройства 16. то напряжение на аккумуляторе меньше ПО % номинального и такой аккумулятор считается разряженным - устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства переходит в режим заряда аккумулятора. Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 больше или равно, чем значение полученной из третьей ячейки постоянного запоминающего устройства 16, то напряжение на аккумуляторе больше или равно 110 % номинального и такой аккумулятор считается заряженным - устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства переходит в режим ожидания.
При работе устройства для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства в режиме резервного источника питания, устройство управления 3 подаёт сигнал соединения батареи питания 4 с устройством управления 3, устройством сравнения 4, постоянным запоминающим устройством 16, аналого-цифровым преобразователем 17, подаёт сигнал на индикатор выхода аккумулятора из строя 5. Индикатор выхода аккумулятора из строя 5 сигнализирует пользователю о режиме работы в качестве резервного источника питания (пользователь осведомлён из инструкции к мобильному устройству о находящемся внутри мобильного устройства генератора и необходимости встряхивания мобильного устройства для работы генератора). Устройство управления 3 подаёт сигнал выхода аккумулятора из строя в сигнальную шину мобильного устройства (для отключения второстепенных и наиболее энергоёмких потребителей энергии). Далее, устройство управления 3 подаёт сигнал выдачи значения второй ячейки (данная ячейка хранит значение номинального напряжения для типа аккумулятора, установленного в мобильном устройстве) постоянного запоминающего устройства на постоянное запоминающее устройство 16, подаёт сигнал отключения   аккумулятора   мобильного   устройства   от   всех   остальных   цепей   на   электронный
3
коммутатор 2, подаёт сигнал соединения конденсатора 1 с преобразователем напряжения 9, аналого-цифровым преобразователем 17, потребителями энергии мобильного устройства на электронный коммутатор 2. Устройство управления 3 подаёт сигнал соединения шести катушек индуктивности 13 с выпрямителем переменного напряжения 8 на электронный коммутатор 7. Тогда, при встряхивании мобильного устройства корпус генератора 10, который помещён внутрь мобильного устройства, будет совершать колебательные движения. При этом постоянный магнит генератора 12 будет совершать колебательные движения относительно шести катушек индуктивности 13, за счёт пружин подвеса постоянного магнита генератора 11. На выходе электронного коммутатора 7 появится переменное напряжение. Поступая на выпрямитель переменного напряжения 8, напряжение выпрямляется и поступает на преобразователь напряжения 9, который преобразует напряжение до величины на 10 % большей номинального напряжения для типа аккумулятора, установленного в мобильном устройстве. С преобразователя напряжения 9, напряжение подаётся через электронный коммутатор 2 на конденсатор 1, аналого-цифровой преобразователь 17. Конденсатор 1 заряжается. Одновременно с этим, непрерывно выполняется цикл поддержания постоянного напряжения на конденсаторе 1. В данном цикле напряжение с конденсатора 1 поступает на аналого-цифровой преобразователь 17. Значение второй ячейки постоянного запоминающего устройства 16 поступает на устройство сравнения 4. Аналого-цифровой преобразователь 17 подаёт значение напряжения конденсатора 1 на устройство сравнения 4. Устройство сравнения 4 сравнивает значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 со значением, полученным от постоянного запоминающего устройства 16. Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 больше значения, полученного из второй ячейки постоянного запоминающего устройства 16, то напряжение на конденсаторе 1 больше номинального напряжения аккумулятора. При этом устройство управления 3 подаёт сигнал отключения шести катушек индуктивности 13 от выпрямитель переменного напряжения 8 на электронный коммутатор 7. Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 меньше значения, полученного из второй ячейки постоянного запоминающего устройства 16, то напряжение на конденсаторе 1 меньше номинального напряжения аккумулятора (за счёт потребления энергии конденсатора 1 потребителями энергии мобильного устройства). При этом устройство управления 3 подаёт сигнал соединения шести катушек индуктивности 13 с выпрямителем 8 на электронный коммутатор 7. Цикл поддержания постоянного напряжения на конденсаторе 1 повторяется с периодом, определяемым быстродействием аналого-цифрового преобразователя 17 (порядка 10 мс). Работая таким образом, устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства может выполнять функцию резервного источника питания для мобильного устройства.
При работе устройства для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства в режиме заряда аккумулятора, устройство управления 3 подаёт сигнал выдачи значения третьей ячейки (данная ячейка хранит значение ПО % номинального напряжения для типа аккумулятора, установленного в мобильном устройстве) постоянного запоминающего устройства на постоянное запоминающее устройство 16, подаёт сигнал соединения аккумулятора мобильного устройства с конденсатором 1, преобразователем напряжения 9, электронным коммутатором 15, аналого-цифровым преобразователем 17, потребителями энергии мобильного устройства на электронный коммутатор 2. Устройство управления 3 подаёт сигнал соединения устройства управления 3, устройства сравнения 4, постоянного запоминающего устройства 16, аналого-цифрового преобразователя 17 с аккумулятором мобильного устройства (посредством электронного коммутатора 2), при этом батарея питания 4 отключается, на электронный коммутатор 15. Устройство управления 3 подаёт сигнал соединения шести катушек индуктивности 13 с выпрямитель переменного напряжения 8 на электронный коммутатор 7. Тогда, при встряхивании мобильного устройства корпус генератора 10, который помещён внутрь мобильного устройства, будет совершать колебательные движения. При этом постоянный магнит генератора 12 будет совершать колебательные движения относительно шести катушек индуктивности 13, за счёт пружин подвеса постоянного магнита генератора 11. На выходе электронного коммутатора 7 появится переменное напряжение. Поступая на выпрямитель переменного напряжения 8, напряжение выпрямляется и поступает на преобразователь напряжения 9, который преобразует напряжение до величины на 10 % большей номинального напряжения для типа аккумулятора, установленного в мобильном устройстве. С преобразователя напряжения 9, напряжение подаётся через электронный коммутатор 2 на конденсатор 1, электронный коммутатор 15, аналого-цифровой преобразователь 17, аккумулятор мобильного устройства. Мобильное устройство во время эксплуатации   неизбежно   подвергается   тряске,   что   обеспечивает   постоянный   заряд   во   время
4
эксплуатации. Одновременно с этим, непрерывно выполняется цикл измерения напряжения на аккумуляторе мобильного устройства. В данном цикле напряжение с аккумулятора мобильного устройства поступает на аналого-цифровой преобразователь 17. Значение третьей ячейки постоянного запоминающего устройства 16 поступает на устройство сравнения 4. Аналого-цифровой преобразователь 17 подаёт значение напряжения аккумулятора мобильного устройства на устройство сравнения 4. Устройство сравнения 4 сравнивает значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя  17 со значением, полученным от постоянного запоминающего устройства
16.
Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 больше илиравно значения, полученного из третьей ячейки постоянного запоминающего устройства 16, тонапряжение  на аккумуляторе  мобильного  устройства  больше  или  равно   110  %  номинальногонапряжения   аккумулятора.   Такой   аккумулятор   считается   заряженным   -устройство   для   зарядааккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства переходит в режим ожидания.Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя 17 меньше значения,полученного из третьей ячейки постоянного запоминающего  устройства  16, то напряжение нааккумуляторе мобильного устройства меньше 110 % номинального напряжения аккумулятора. Такойаккумулятор считается разряженным - устройство для заряда аккумулятора, резервного питания,вибровызова  мобильного   устройства  продолжает  работать   в   режиме   заряда.   Цикл   измерениянапряжения   на   аккумуляторе   мобильного   устройства   повторяется   с   периодом,   определяемымбыстродействием аналого-цифрового преобразователя 17 (порядка 10 мс). Работая таким образом,устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства можетподзаряжать аккумулятор мобильного устройства.
При работе устройства для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства в режиме ожидания, устройство управления 3 подаёт сигнал выдачи значения третьей ячейки (данная ячейка хранит значение ПО % номинального напряжения для типа аккумулятора, установленного в мобильном устройстве) постоянного запоминающего устройства на постоянное запоминающее устройство 16, подаёт сигнал соединения аккумулятора мобильного устройства с конденсатором 1, преобразователем напряжения 9, электронным коммутатором 15, аналого-цифровым преобразователем 17, потребителями энергии мобильного устройства на электронный коммутатор 2. Устройство управления 3 подаёт сигнал соединения устройства управления 3, устройства сравнения 4, постоянного запоминающего устройства 16, аналого-цифрового преобразователя 17 с аккумулятором мобильного устройства (посредством электронного коммутатора 2), при этом батарея питания 4 отключается, на электронный коммутатор 15. Устройство управления 3 подаёт сигнал отсоединения шести катушек индуктивности 13 от выпрямителя 8 на электронный коммутатор 7. Начинается выполнение цикла измерения напряжения на аккумуляторе мобильного устройства. В данном цикле напряжение с аккумулятора мобильного устройства поступает на аналого-цифровой преобразователь
17.
Значение третьей ячейки постоянного запоминающего устройства 16 поступает на устройствосравнения 4.  Аналого-цифровой  преобразователь   17  подаёт значение  напряжения аккумуляторамобильного устройства на устройство сравнения 4. Устройство сравнения 4 сравнивает значениенапряжения, полученное от аналого-цифрового преобразователя    17 со значением, полученным отпостоянного запоминающего устройства  16.  Если значение напряжения, полученное от аналого-цифрового   преобразователя   17   больше   или   равно   значения,   полученного   из   третьей   ячейкипостоянного запоминающего устройства 16, то напряжение на аккумуляторе мобильного устройствабольше или равно ПО % номинального напряжения аккумулятора. Такой аккумулятор считаетсязаряженным - устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильногоустройства продолжает работать в режиме ожидания. Если значение напряжения, полученное отаналого-цифрового преобразователя 17 меньше значения, полученного из третьей ячейки постоянногозапоминающего устройства 16, то напряжение на аккумуляторе мобильного устройства меньше ПО %номинального напряжения аккумулятора. Такой аккумулятор считается разряженным - устройстводля заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства переходит в режимзаряда. Цикл измерения напряжения на аккумуляторе мобильного устройства повторяется с периодом,определяемым быстродействием аналого-цифрового преобразователя 17 (порядка 10 мс). Работаятаким образом, устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильногоустройства не допустит перезарядки аккумулятора мобильного устройства.
При подаче по сигнальной шине мобильного устройства на устройство управления 3 сигнала включения вибровызова, устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства из тестирующего режима, режима заряда и режима ожидания, перейдёт в
5
~
г
г
режим вибровызова (в режиме резервного источника питания устройство управления 3 не реагирует на сигнал включения вибровызова). В режиме вибровызова, устройство управления 3 подаёт сигнал соединения аккумулятора мобильного устройства с конденсатором 1, преобразователем постоянного напряжения в переменное 6, потребителями энергии мобильного устройства на электронный коммутатор 2. Устройство управления 3 подаёт сигнал последовательного соединения каждой из шести катушек индуктивности 13с преобразователем постоянного напряжения в переменное 6 (время соединения каждой из катушек равно 50Т, где Т - период колебаний переменного напряжения на
выходе преобразователя постоянного напряжения в переменное 6) на электронный коммутатор 7 (выпрямитель переменного напряжения 8 отключён). При этом постоянный магнит генератора 12 будет совершать колебательные движения относительно шести катушек индуктивности 13. Тогда корпус генератора 10, а с ним и мобильное устройство будут совершать колебательные движения. При окончании подачи по сигнальной шине мобильного устройства на устройство управления 3 сигнала включения вибровызова, устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства из режима вибровызова перейдёт в тестирующий режим. Работая таким образом, описываемое устройство для заряда аккумулятора, резервного питания, вибровызова мобильного устройства может выполнять функцию вибровызова мобильного устройства.