СОТОВЫЙ ТЕЛЕФОН С СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕЕЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к телефонии, в частности касается конструкции сотового (мобильного) телефона, оснащенного солнечной батарей, которая может быть как основным источником питания телефона, так и дополнительным к штатному встроенному в этот телефон аккумулятору.
Продолжительность работы сотового телефона определяется емкостью аккумулятора, который периодически необходимо подзаряжать от стационарного источника питания. В связи с этим пользователь должен постоянно контролировать заряд аккумулятора и рассчитывать время следующей подзарядки по показателю расхода заряда аккумулятора, высвечиваемому на дисплее. Однако, такой контроль за состоянием аккумулятора в сотовом телефоне позволяет пользователю всегда иметь неразряженный телефон только в условиях гарантированного доступа к системе централизованного электрического питания, от которой можно произвести подзарядку аккумулятора. Если же пользователь удален от такой системы или находится в режиме длительного перемещения, например, в самолете или в туристическом походе, то время работы телефона полностью определяется временем полной разрядки аккумулятора. В таких условиях телефон прекращает работу.
Учитывая техническую особенность сотового телефона в периодической зарядке, в настоящее время разработаны сотовые телефоны, оснащенные солнечной батареей, которая позволяет подзарядить от прямых лучей солнца аккумулятор или непосредственно питать телефон.
Известен сотовый телефон модели S116, представленный на ганноверской выставке CeBIT китайской компанией HTW Electronics, работающий от солнечной энергии. По заверениям производителя, если телефон продержать 40 минут на прямом солнечном свете, зарядки батареи хватит на 20-25 минут разговора. Также производитель сообщает, что для работы новинки хватит света пяти свечей. Верхняя панель китайской
"раскладушки" покрыта тонким слоем солнечных элементов питания, которые заряжают внутреннюю литий-ионную батарею (см. статью «Китайцы изобрели телефон на солнечной батарее», выложенную 19.03.2007 в сети Интернет на сайте «LENTA.RU» (издание Rambler Media Group) по адресу: http://lenta.ru/news/2007/03/19/solarphone/).
Данное решение принято в качестве прототипа для заявленных объектов в части выполнения сотового телефона с солнечной батареей.
Аналогичного плана телефоны были сконструированы японской компанией NTT DoCoMo. Особенностью данного телефона является то, что на задней панели телефона имеется крышка, откинув которую по типу «раскладушки» обеспечивается доступ солнечных лучей к пластинам солнечной батареи, расположенным и на самом телефоне и на крышке (см. статью «Китайцы изобрели телефон на солнечной батарее», выложенную 05.10.2006 в сети Интернет на сайте «Helpix - мобильные телефоны» по адресу: http://www.helpix.ru/news/200610/051029/).
Недостатком известных сотовых телефонов является то, что для обеспечения нужного заряда при достаточно малом времени заряда необходимо иметь солнечную батарею большой площади. А сам телефон относится к малогабаритным устройствам с ограниченной площадью наружной поверхности. Данное противоречие являлось препятствием для использования солнечных батарей в качестве основного источника питания для сотовых телефонов. Поэтому в настоящее время солнечные батареи используются в сотовых телефонах в качестве запасного кратковременно работающего резервного источника питания, который предварительно надо выдержать заданное время либо под прямыми лучами солнца, либо в хорошо освещенном помещении.
Существенное увеличение площади солнечной батареи при сохранении габаритов самого сотового телефона позволило бы решить задачу бесперебойного питания телефона в любых условиях и независимо от места расположения системы централизованного электрического питания. В связи с этим актуальным является наличие автономного зарядного устройства
альтернативного принципа действия и малогабаритного, посредством которого можно было бы пополнить энергетический баланс аккумулятора сотового устройства в условия отсутствия подключения к системе централизованного электрического питания.
Известно портативное солнечное зарядное устройство, включающее раскладной корпус прямоугольной формы в виде футляра с застежкой и солнечной батареей (см. патент на GB №2371157, H02J 7/35, опубл. 2002 г).
Недостаток известного СЗУ заключается в неудобстве эксплуатации из-за необходимости применения множества переходников (от 5 до 7), обеспечивающих совместимость с различной портативной аппаратурой, что усложняет хранение и замедляет установку устройства в рабочее состояние. Отсутствие опоры усложняет ориентацию его в рабочем наклонном положении.
Известно портативное солнечное зарядное устройство, включающее раскладной коробчатый корпус прямоугольной форм, солнечные батареи из аморфного кремния, расположенные с внутренней стороны корпуса, встроенный переходник в виде параллелепипеда с розеткой на торце для подключения сотового телефона, расположенный снаружи у края вдоль стороны корпуса вплотную к солнечной батарее (WO 0076051, H02J 7/35, 2000).
Данное решение принято в качестве прототипа для третьего заявленного объекта.
Устройство компактно и предназначено преимущественно для работы с сотовым телефоном, но расположение переходника в одной плоскости с солнечной батареей уменьшает площадь ее рабочей поверхности и естественно снижет эффективность процесса зарядки аккумулятора сотового телефона.
Настоящая полезная модель направлена на решение задачи по увеличению площади солнечной батареи при сохранении габаритов сотового телефона как малогабаритного устройства по крайней мере в режиме зарядки.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности использования солнечных батарей для сотовых телефонов при упрощении схемы самой солнечной батареи и при одновременном обеспечении требуемой мощности для зарядки в присутствии света.
Настоящая полезная модель также направлена на решение задачи по созданию простого безопасного солнечного зарядного устройства с техническим результатом, заключающимся в уменьшении габаритов в состоянии хранения и неиспользования, упрощении эксплуатации и хранения, повышении быстродействия приведения в рабочее положение, удобстве сборки, ремонта, в снижении стоимости изготовления путем применения доступных элементов и материалов.
Указанный технический результат для первого варианта исполнения достигается тем, что в сотовом телефоне с солнечной батарей, содержащем корпус с дисплеем и набором клавиш на лицевой стороне и солнечную батарею, размещенную на тыльной стороне корпуса или на наружной поверхности откидной или сдвижной крышки корпуса, закрывающей его лицевую сторону, солнечная батарея выполнена в виде расположенных одна над другой удлиненных пластин в виде фотоэлектрических преобразователей каждая, установленных на тыльной стороне корпуса или на наружной поверхности крышки корпуса, ориентированных вдоль корпуса и выполненных с возможностью веерообразного разложения по бокам корпуса за счет поворота вокруг общей оси по типу веера.
Указанный технический результат для второго варианта исполнения достигается тем, что в сотовом телефоне с солнечной батарей, содержащем корпус с дисплеем и набором клавиш на лицевой стороне и солнечную батарею, размещенную на корпусе, отличающийся тем, что солнечная батарея выполнена в виде фотоэлектрических преобразователей, установленных на тыльной и боковой наружной поверхности корпуса или на тыльной и боковой наружной поверхности корпуса и на наружной поверхности откидной или сдвижной крышки корпуса со стороны дисплея.
Указанный технический результат также достигается тем, что солнечная батарея для сотового телефона, содержащая фотоэлектрические преобразователи, выполненные с возможностью подсоединения через диодно-конденсаторный блок к аккумуляторной батарее сотового телефона, выполнена в виде расположенных одна над другой удлиненных пластин в виде фотоэлектрических преобразователей каждая и выполненных с возможностью веерообразного разложения за счет поворота вокруг общей оси по типу веера.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - общий вид сотового телефона с солнечной батареей;
фиг.2 - вид с тыльной стороны корпуса сотового телефона на развернутую солнечную батарею, первый пример исполнения;
фиг.3 - то же, что на фиг.2, второй пример исполнения солнечной батареи.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Согласно первого варианта исполнения сотовый телефон с солнечной батарей (фиг.1, 2. 3) содержит корпус 1 с дисплеем 2 и набором клавиш 3 на лицевой стороне и солнечную батарею 4 из фотоэлектрических преобразователей, размещенную на тыльной стороне корпуса или на наружной поверхности откидной или сдвижной крышки корпуса, закрывающей его лицевую сторону. В этом варианте исполнения солнечная батарея выполнена в виде расположенных одна над другой удлиненных пластин 5 в виде набора фотоэлектрических преобразователей каждая, установленных на тыльной стороне корпуса или на наружной поверхности крышки корпуса. В этом примере исполнения пластины выполнены прямоугольной формы и ориентированы вдоль корпуса, на котором пластины поворотно закреплены на
оси 6 для того, чтобы их можно было веерообразного разложить (фиг.2) по бокам корпуса за счет поворота вокруг общей оси 6 по типу веера. В зависимости от размеров пластин и места расположения общей оси 6 возможны различные примеры выполнения веера. На фиг.2 показан пример выполнения веера, согласно которому пластины разворачиваются в зоне одного квадранта. А на фиг.3 показан пример выполнения веера, разворачивающего в зоне двух смежно расположенных квадрантов. Ось 6 может крепиться со стороны одного края корпуса или по середине тыльной поверхности корпуса. В зависимости от места расположения оси 6 подбираются размеры пластин 5 так, чтобы в собранном состоянии пластины не выходили за габариты корпуса по его длине и ширине.
В исходном положении пластины солнечной батареи собраны и находятся на тыльной поверхности корпуса, а при необходимости зарядки пластины разворачиваются, увеличивая поверхность, на которую падаю световые лучи. Так как время зарядки и мощность батареи зависят от габаритов (площади) пластин, то при такой конструкции обеспечивается достаточно быстрая зарядка.
В принципе каждая пластина уже представляет собой солнечную батарею, например из аморфного кремния, при этом в каждом блоке пластины последовательно соединенные между собой. Каждая солнечная батарея (пластина) выполнена из множества фотоэлектрических преобразователей прямоугольной конфигурации, расположенных на плоской поверхности носителя горизонтальными рядами на небольшом расстоянии (не более 2 миллиметров) друг от друга. Для повышения эффективности и надежности работы фотоэлектрические преобразователи выполнены с применением пластинок из монокристаллического кремния. Внешняя поверхность солнечных батарей ламинирована прозрачным влагостойким внешним пленочным покрытием. Такое решение солнечных пластинчатых батарей можно увидеть, например, в RU 2276829.
Ориентируют раскрытые солнечные батареи (пластины 5) лицевой стороной на солнечный или искусственный свет. Солнечные батареи
преобразуют световую энергию в электрическую и подают ее через развязывающий диод на устройство заряда аккумуляторной батареи сотового телефона и непосредственно на аккумуляторную батарею. Развязывающий диод необходим для предотвращения разряда аккумуляторной батареи на солнечную батарею.
Схемные решения связи фотоэлектрических преобразователей с аккумуляторной батареей через диодно-конденсаторный блок описаны в полезной модели RU №63130.
Если тонкие стенки корпуса сотового телефона рассматривать как носитель, то солнечная батарея может быть выполнена в виде фотоэлектрических преобразователей, установленных на тыльной и боковой наружной поверхности корпуса или на тыльной и боковой наружной поверхности корпуса и на наружной поверхности откидной или сдвижной крышки корпуса со стороны дисплея. Данный вариант исполнения иллюстративно не представлен. В этом случае сам корпус становится солнечной батареей, постоянно открытой навстречу световым лучам.
За счет увеличения площади солнечной батареи обеспечивается поддержание питания сотового телефона в режиме разговора на требуемом уровне, а расход компенсируется последующей зарядкой в «спящем» режиме телефона. При такой системе построения солнечной батареи возможно как использование аккумулятора в сотовом телефоне, так и его исключение, то есть питание может осуществляться непосредственно от солнечных батарей, как это имеет место в хорошо освоенных и доведенных до лаконичного совершенства калькуляторах на солнечных батареях. В приведенных примерах исполнения солнечная батарея выполняет функцию и аккумулятора и устройства зарядки аккумулятора.
В связи с этим солнечная батарея может представлять собой автономное устройство зарядки. Солнечная батарея для сотового телефона содержит фотоэлектрические преобразователи, выполненные с возможностью подсоединения через диодно-конденсаторный блок к аккумуляторной батарее сотового телефона, при этом солнечная батарея выполнена в виде
расположенных одна над другой удлиненных пластин в виде фотоэлектрических преобразователей каждая и выполненных с возможностью веерообразного разложения за счет поворота вокруг общей оси по типу веера.
Таким образом, в режиме неиспользования устройство зарядки представляет собой что-то похожее на сложенный веер с проводником и контактным штекером для подсоединения к ответному слоту сотового телефона, а в режиме эксплуатации веер разворачивается, приобретая, образуя развитую поверхность, достаточную для эффективного процесса зарядки аккумулятора сотового телефона.
Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть изготовлена с использованием уже известных технологий по производству сотовых телефонов и солнечных источников питания.