ПОРТАТИВНОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, РАБОТАЮЩЕЕ ОТ РАЗРЯДА БАТАРЕИ, И СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ УХУДШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК БАТАРЕИ ПОРТАТИВНОГО ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2023 года по МПК H02J7/00 H03M1/12 H05B1/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к технологии предотвращения ухудшения характеристик батареи в электронном устройстве, и, более конкретно, к технологии предотвращения ухудшения характеристик батареи, вызванного изменениями температуры в портативном электронном устройстве, работающем от разряда батареи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Как правило, портативное электронное устройство, оснащенное батареей и работающее от разряда батареи, изготавливается в небольшом размере, чтобы его можно было легко захватывать и использовать, что затрудняет использование батареи большой емкости. Из-за ограничений емкости батареи портативное электронное устройство часто предназначено для периодической подачи питания от батареи к элементу, работающему от электричества, чтобы предотвратить быструю разрядку батареи. Как используется здесь, понятие "периодической’ означает, что, когда батарея подает питание, время разряда и время без разряда попеременно возникают с одинаковой или разной продолжительностью времени. В настоящем изобретении, когда питание подается от батареи к элементу, который работает от электричества, подача питания происходит периодически, а не непрерывно. Чрезмерный разряд батареи при низкой температуре может привести к снижению эффективности и срока службы батареи. Более конкретно, когда температура ниже 0°C, характеристика разряда батареи ухудшается, так что чрезмерный разряд при низком напряжении может привести к ухудшению характеристик батареи. Примером портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи, является электронное устройство, которое может генерировать аэрозоль. Аэрозоли представляют собой небольшие жидкие или твердые частицы, взвешенные в атмосфере, которые обычно имеют размер от 0,001 до 1,0 мкм. В частности, люди могут вдыхать аэрозоли, полученные из различных типов жидкостей для различных целей. Например, известен небулайзер для лечения заболеваний. Существует также портативное устройство для генерирования аэрозоля, которое генерирует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки сигаретного типа. Фиг. 1 представляет собой схематический вид в разрезе, показывающий обычное портативное устройство для генерирования аэрозоля. В соответствии с Фиг. 1, портативное устройство 10 для генерирования аэрозоля включает кнопку 17, которую можно нажимать для предварительного нагрева, нагреватель 14 для генерирования тепла сопротивлением при подаче тока, аккумулятор 16, который может мгновенно подавать высокую мощность на нагреватель 14, и микроконтроллер 15 для управления нагревателем 14. Нагреватель 14 генерирует аэрозоль путем нагрева аэрозолеобразующей подложки, размещенной в полости 13, при этом аэрозолеобразующая подложка содержит (испаряющийся) материал, который испаряется при нагревании выше определенной температуры. Например, когда аэрозолеобразующая подложка 11 сигаретного типа, заполненная бумагой, покрытой на ее поверхности ингаляционным материалом или пропитанной им, вставляется в полость 13 через отверстие 12, нагреватель 14 нагревается для испарения ингаляционного материала внутри аэрозолеобразующей подложки 11 сигаретного типа, так что пользователь может вдыхать ингаляционный материал, испаренный через фильтрующую часть. Фиг. 2 представляет собой схематический график, показывающий характеристики регулирования температуры обычного портативного устройства, генерирующего аэрозоль. В соответствии с Фиг. 2, когда пользователь нажимает кнопку 17, предусмотренную на портативном устройстве 10 для генерирования аэрозоля, чтобы использовать портативное устройство 10 для генерирования аэрозоля, оно переходит в стадию предварительного нагрева, в которой температура резко повышается до точки изменения времени (t) и завершает стадию предварительного нагрева в точке изменения температуры (c). Температура падает до точки изменения температуры (c+2) между точкой изменения времени (t) и точкой изменения времени (t+1), затем повышается от точки изменения температуры (c+2) до точки изменения температуры (c+1) с небольшим наклоном между точкой изменения времени (t+1) и точкой изменения времени (t+2), поддерживая температуру испарения. По окончании использования в момент изменения времени (t+2) температура резко падает. Когда пользователь нажимает кнопку 17 для использования портативного устройства 10 для генерирования аэрозоля, если портативное устройство 10 для генерирования аэрозоля работает при низкой температуре, разрядная емкость батареи 16 в значительной степени расходуется. На Фиг. 3 приведена таблица для объяснения одного примера изменений емкости батареи, применяемой к портативному электронному устройству, вызванных температурой. Как показано на Фиг. 3, разрядная емкость аккумулятора изменяется в зависимости от температуры. В частности, разрядная способность аккумулятора значительно снижается при низкой температуре. Поэтому, когда портативное электронное устройство используется при низкой температуре, батарея работает с уменьшенной разрядной емкостью, что может привести к ухудшению характеристик батареи, а также к снижению безопасности, эффективности и срока службы батареи.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи, и способ предотвращения ухудшения характеристик батареи, который может предотвратить ухудшение характеристик батареи при низкой температуре.

Другой целью настоящего изобретения является создание портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи, которое может по-разному регулировать мощность, подаваемую от батареи, в ответ на изменения температуры окружающей среды.

Портативное электронное устройство, работающее от разряда батареи в соответствии с настоящим изобретением, содержит: батарею, расположенную в портативном электронном устройстве для подачи питания на элемент, работающий от электричества, в электронном устройстве; блок управления для регулировки мощности разряда батареи для периодической подачи питания от батареи на элемент, работающий от электричества; средство измерения температуры для измерения внутренней или внешней температуры устройства; и микроконтроллер для сравнения внутренней или внешней температуры с заданной опорной температурой по входному сигналу от средства измерения температуры, изменяя режим сигнала управления в соответствии со значением сравнения, и вывод управляющего сигнала на блок управления, посредством чего можно предотвратить ухудшение характеристик батареи путем предотвращения перегрузки батареи путем регулировки мощности разряда батареи в ответ на изменения внутренней или внешней температуры.

Согласно настоящему изобретению можно предотвратить ухудшение характеристик батареи путем предотвращения перегрузки батареи в ответ на изменения температуры, в частности, при низкой температуре, что приводит к стабильному и эффективному управлению батареей.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, можно предотвратить сокращение срока службы батареи путем отключения питания от батареи в ответ на изменения температуры окружающей среды, когда температура выходит за пределы рабочего температурного диапазона.

Согласно аспекту настоящего изобретения для достижения вышеуказанных целей предусмотрено портативное электронное устройство, работающее от разряда батареи, содержащее: батарею, расположенную в портативном электронном устройстве для подачи питания на элемент, работающий от электричества в электронном устройстве; блок управления для регулировки мощности разряда батареи для периодической подачи питания от батареи на элемент, который должен работать от электричества; средство измерения температуры для измерения внутренней или внешней температуры устройства; и микроконтроллер для сравнения внутренней или внешней температуры с заданной опорной температурой посредством входного сигнала от средства измерения температуры, изменяя режим работы управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения и вывод управляющего сигнала на блок управления.

В некоторых вариантах осуществления элементом, работающим от электричества, может быть нагреватель.

В некоторых вариантах осуществления блок управления может содержать полевой транзистор, включаемый и выключаемый управляющим сигналом, входящим от микроконтроллера, для регулировки мощности, подаваемой от батареи на нагреватель.

В некоторых вариантах осуществления средство измерения температуры может содержать внешний датчик температуры и АЦП-преобразователь для преобразования аналогового сигнала, выводимого с внешнего датчика температуры, в цифровой сигнал и вывода цифрового сигнала на микроконтроллер.

В некоторых вариантах осуществления средство измерения температуры может содержать внутренний датчик температуры и АЦП-преобразователь для преобразования аналогового сигнала, выводимого внутренним датчиком температуры, в цифровой сигнал и вывода цифрового сигнала на микроконтроллер.

В некоторых вариантах осуществления управляющий сигнал может быть сигналом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), и микроконтроллер может сравнивать внутреннюю или внешнюю температуру с заданной опорной температурой, изменять режим работы ШИМ-сигнала в соответствии со значением сравнения и выводить ШИМ-сигнал.

В некоторых вариантах осуществления, когда температура, измеренная средством измерения температуры, равна или ниже опорной температуры, которая является стандартом изменения режима для ШИМ-сигнала, выводимого на полевой транзистор, в соответствии со значением сравнения, микроконтроллер может изменять режим ШИМ-сигнала на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры, и может выводить ШИМ-сигнал на полевой транзистор.

В некоторых вариантах портативное электронное устройство может содержать блок переключения, расположенный между батареей и нагревателем и включаемый и выключаемый под управлением микроконтроллера, при этом микроконтроллер может отключать блок переключения, когда температура, измеренная средством измерения температуры, выходит за пределы рабочего температурного диапазона в соответствии со значением сравнения.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения для достижения вышеуказанных целей предусмотрен способ предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства, включающий этапы: запуска операции; измерения температуры в режиме реального времени; сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой; и изменения режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления в соответствии со значением сравнения, чтобы регулировать мощность разряда батареи.

В некоторых вариантах портативное электронное устройство может дополнительно содержать нагреватель, работающий от батареи, при этом мощность, подаваемая на нагреватель, регулируется с помощью управляющего сигнала, подаваемого на блок управления.

В некоторых вариантах осуществления на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой измеренная температура может быть внешней температурой портативного электронного устройства, и на этапе изменения режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления в соответствии со значением сравнения, чтобы регулировать мощность разряда батареи, когда внешняя температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, режим работы управляющего сигнала может быть изменен на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры, и когда внешняя температура выше опорной температуры в соответствии с значение сравнения, операция может быть продолжена в обычном режиме.

В некоторых вариантах осуществления на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой измеренная температура может быть внутренней температурой портативного электронного устройства, и на этапе изменения режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления в соответствии со значением сравнения, чтобы регулировать мощность разряда батареи, когда внутренняя температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, режим работы управляющего сигнала может быть изменен на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры, и когда внутренняя температура выше опорной температуры в соответствии с значение сравнения, операция может быть продолжена в обычном режиме.

В некоторых вариантах осуществления управляющий сигнал может быть ШИМ-сигналом, и на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой, когда измеренная температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе изменения режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления в соответствии со значением сравнения, чтобы отрегулировать мощность разряда батареи, режим работы ШИМ-сигнала может быть изменен на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры, и время работы может быть увеличено на определенное время.

В некоторых вариантах осуществления на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой, когда измеренная температура выходит за пределы рабочего температурного диапазона в соответствии со значением сравнения, питание, подаваемое от батареи, может быть отключено.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой схематический вид в разрезе, показывающий обычное портативное устройство для генерирования аэрозоля;

Фиг. 2 представляет собой схематический график, показывающий характеристики регулирования температуры обычного портативного устройства, генерирующего аэрозоль;

На Фиг. 3 приведена таблица для объяснения одного примера изменений емкости батареи, применяемой к портативному электронному устройству, вызванных температурой;

Фиг. 4 представляет собой структурную схему для целей объяснения портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 представляет собой структурную схему для целей объяснения портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 представляет собой график, показывающий один пример изменения режима работы ШИМ-сигнала при нормальной работе и работе при низких температурах в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 7 является примером блок-схемы для целей объяснения способа предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 8 является еще одним примером блок-схемы для целей объяснения способа предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 9 является дополнительным примером блок-схемы для целей объяснения способа предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже будут подробно описаны предпочтительные варианты портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи, и способ предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 4 представляет собой структурную схему для целей объяснения портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В соответствии с Фиг. 4, портативное электронное устройство 100, работающее от разряда батареи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, содержит: батарею 30, расположенную в портативном электронном устройстве 100, для подачи питания на элемент 20, работающий от электричества в электронном устройстве; блок 40 управления для регулировки мощности разряда батареи 30 для периодической подачи питания от батареи 30 на элемент 20, работающий от электричества; средство измерения температуры 60 для измерения внутренней или внешней температуры устройства; и микроконтроллер 50 для сравнения внутренней или внешней температуры с заданной опорной температурой посредством входного сигнала от средства 60 измерения температуры, изменения режима управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения и вывода управляющего сигнала в блок 40 управления. В некоторых вариантах осуществления элемент 20, расположенный в портативном электронном устройстве 100 и работающий от электричества в электронном устройстве, является нагревателем. В некоторых вариантах осуществления средство 60 измерения температуры содержит датчик температуры и цифровой преобразователь для преобразования аналогового сигнала, выводимого датчиком температуры, в цифровой сигнал и вывода цифрового сигнала на микроконтроллер 50. Опорная температура, которая является стандартом изменения режима работы для управляющего сигнала, выводимого с микроконтроллера 50 на блок 40 управления, сохраняется в микроконтроллере 50 по умолчанию. Средство 60 измерения температуры измеряет внутреннюю или внешнюю температуру устройства. Например, средством 60 измерения температуры может быть термистор с отрицательным ТКС (NTC-термистор) или термистор с положительным ТКС (PTC-термистор), установленный внутри микроконтроллера 50 для измерения внутренней температуры, или может быть датчик температуры, прикрепленный снаружи микроконтроллера 50 или батареи 30. Кроме того, средство 60 измерения температуры может использовать датчик температуры, прикрепленный к корпусу портативного электронного устройства 100, для измерения внешней температуры. В некоторых вариантах осуществления диапазон рабочих температур может быть сохранен в микроконтроллере 50 по умолчанию в качестве допустимого диапазона, в котором может работать батарея 30. Микроконтроллер 50 сравнивает внутреннюю или внешнюю температуру с заданной опорной температурой с помощью входного сигнала от средства 60 измерения температуры, изменяет режим работы управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения и выводит управляющий сигнал в блок 40 управления. Например, значение сравнения может быть значением разницы между измеренной температурой и опорной температурой. Функции управляющего сигнала соответственно устанавливаются в микроконтроллере 50 в соответствии со значениями сравнения, соответствующими измеренной температуре или участку измеренной температуры. Таким образом, микроконтроллер 50 изменяет режим работы управляющего сигнала на соответствующий режим работы в соответствии со значением сравнения и выводит управляющий сигнал. Блок 40 управления регулирует мощность разряда батареи 30 для периодической подачи питания от батареи 30 к элементу 20 посредством управляющего сигнала, поступающего с микроконтроллера 50. Например, блок 40 управления включает в себя полевой транзистор 41, который будет описан позже со ссылкой на фиг.5, полевой транзистор 41 включается и выключается входным сигналом управления от микроконтроллера 50 на полевой транзистор 41, и питание, подаваемое от батареи 30 на элемент 20, регулируется в соответствии с изменением режима входного сигнала управления от микроконтроллера 50 на полевой транзистор 41. Кроме того, микроконтроллер 50 сравнивает внутреннюю или внешнюю температуру с заданной опорной температурой по входному сигналу от средства 60 измерения температуры и отключает питание, подаваемое от батареи 30 на элемент 20, когда внутренняя или внешняя температура выходит за пределы диапазона рабочих температур в соответствии со значением сравнения, которое будет описано более подробно в соответствии с Фиг. 5.

Фиг. 5 представляет собой структурную схему для целей объяснения портативного электронного устройства, работающего от разряда батареи в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 6 представляет собой график, показывающий один пример изменения режима работы ШИМ-сигнала при нормальной работе и работе при низких температурах в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с Фиг. 5, как и в варианте осуществления, описанном выше в соответствии с Фиг. 4, портативное электронное устройство 100, работающее от разряда батареи в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, содержит: батарею 30, расположенную в портативном электронном устройстве 100, для подачи питания на элемент 20, работающий от электричества в электронном устройстве; блок 40 управления для регулировки мощности разряда батареи 30 для периодической подачи питания от батареи 30 на элемент 20, работающий от электричества; средство измерения температуры 60 для измерения внутренней или внешней температуры устройства; и микроконтроллер 50 для сравнения внутренней или внешней температуры с заданной опорной температурой посредством входного сигнала от средства 60 измерения температуры, изменения режима работы управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения и вывода управляющего сигнала в блок 40 управления. В некоторых вариантах осуществления элемент 20, расположенный в портативном электронном устройстве 100 и работающий от электричества в электронном устройстве, является нагревателем. В некоторых вариантах осуществления средство 60 измерения температуры содержит внешний датчик 61 температуры и цифровой преобразователь 63 для преобразования аналогового сигнала, выводимого с внешнего датчика 61 температуры, в цифровой сигнал и вывода цифрового сигнала на микроконтроллер 50. Также в некоторых вариантах осуществления средство 60 измерения температуры содержит внутренний датчик 62 температуры и цифровой преобразователь 64 для преобразования аналогового сигнала, выводимого с внутреннего датчика 62 температуры, в цифровой сигнал и вывода цифрового сигнала на микроконтроллер 50. Опорная температура, являющаяся+

стандартом изменения режима работы для управляющего сигнала, выводимого с микроконтроллера 50 на блок 40 управления, сохраняется в микроконтроллере 50 по умолчанию. Датчик 61 внешней температуры измеряет внешнюю температуру устройства. Например, он прикреплен к корпусу портативного электронного устройства 100 для измерения внешней температуры. Более того, внутренний датчик 62 температуры может быть термистором с отрицательным ТКС или термистором с положительным ТКС, установленным внутри микроконтроллера 50, или может быть датчиком температуры, прикрепленным снаружи микроконтроллера 50 или батареи 30. В некоторых вариантах осуществления диапазон рабочих температур может быть сохранен в микроконтроллере 50 по умолчанию в качестве допустимого диапазона, в котором может работать батарея 30. Микроконтроллер 50 сравнивает внутреннюю или внешнюю температуру с заданной опорной температурой с помощью входного сигнала от внешнего датчика 61 температуры или внутреннего датчика 62 температуры, изменяет режим работы управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения и выводит управляющий сигнал в блок 40 управления. Например, значение сравнения может быть значением разницы между измеренной температурой и опорной температурой. Функции управляющего сигнала соответственно устанавливаются в микроконтроллере 50 в соответствии со значениями сравнения, соответствующими измеренной температуре или секции измеренной температуры. Таким образом, микроконтроллер 50 изменяет режим работы управляющего сигнала на соответствующий режим работы в соответствии со значением сравнения и выводит управляющий сигнал. Блок 40 управления регулирует мощность разряда батареи 30 для периодической подачи питания от батареи 30 к элементу 20 посредством управляющего сигнала, поступающего с микроконтроллера 50. Например, блок 40 управления включает в себя полевой транзистор 41, полевой транзистор 41 включается и выключается входным сигналом управления от микроконтроллера 50 на полевой транзистор 41, и питание, подаваемое от батареи 30 на элемент 20, регулируется в соответствии с изменением режима входного сигнала управления от микроконтроллера 50 на полевой транзистор 41. Когда температура, измеренная средством 60 измерения температуры, равна или ниже опорной температуры, которая является стандартом изменения режима работы для ШИМ-сигнала, выводимого на полевой транзистор 41, в соответствии со значением сравнения, микроконтроллер 50 изменяет режим работы ШИМ-сигнала на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры, и выводит ШИМ-сигнал на полевой транзистор 41. Например, ссылаясь на фиг.6, микроконтроллер 50 больше уменьшает нагрузку ШИМ-сигнала при нагреве низкотемпературной работы, чем при нагреве нормальной работы, и выводит ШИМ-сигнал на полевой транзистор 41. В результате можно уменьшить мощность, подаваемую от батареи 30 к элементу 20, и предотвратить перегрузку батареи 30.

Кроме того, микроконтроллер 50 сравнивает внутреннюю или внешнюю температуру с заданной опорной температурой по входному сигналу от датчика 61 внешней температуры или датчика 62 внутренней температуры и отключает питание, подаваемое от батареи 30 на элемент 20, когда внутренняя или внешняя температура выходит за пределы диапазона рабочих температур в соответствии со значением сравнения. Например, портативное электронное устройство 100 содержит блок 70 переключения, расположенный между батареей 30 и элементом 20 и включаемый и выключаемый под управлением микроконтроллера 50, и микроконтроллер 50 отключает блок 70 переключения, когда температура, измеренная средством 60 измерения температуры, выходит за пределы рабочего температурного диапазона в соответствии со значением сравнения.

Фиг. 7 является примером блок-схемы для целей объяснения способа предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 8 является еще одним примером блок-схемы для целей объяснения способа предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 9 является дополнительным примером блок-схемы для целей объяснения способа предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с Фиг. 7-9, способ предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства в соответствии с настоящим изобретением включает этапы: запуска операции; измерения температуры в режиме реального времени; сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой; и изменения режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления в соответствии со значением сравнения, чтобы регулировать мощность разряда батареи. В соответствии с Фиг. 7, на этапе А, когда пользователь нажимает кнопку портативного электронного устройства 100, чтобы начать работу устройства, на этапе В средство 60 измерения температуры измеряет внутреннюю или внешнюю температуру портативного электронного устройства 100 в режиме реального времени. Затем, на этапе C, микроконтроллер 50 сравнивает измеренную температуру с заданной опорной температурой с помощью входного сигнала от средства 60 измерения температуры. Когда измеренная температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе D микроконтроллер 50 изменяет режим работы управляющего сигнала, подаваемого на блок 40 управления, в соответствии со значением сравнения, чтобы отрегулировать мощность разряда батареи 30. На этапе C, когда измеренная температура выше опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе E микроконтроллер 50 обычно выполняет операцию. В некоторых вариантах портативное электронное устройство 100 дополнительно содержит нагреватель, работающий от батареи 30, и мощность, подаваемая на нагреватель, регулируется с помощью управляющего сигнала, подаваемого на блок 40 управления.

Ссылаясь на фиг.8, на этапе А, когда пользователь нажимает кнопку портативного электронного устройства 100, чтобы начать работу устройства, на этапе В средство 60 измерения температуры измеряет внутреннюю или внешнюю температуру портативного электронного устройства 100 в режиме реального времени. Затем, на этапе C, микроконтроллер 50 сравнивает измеренную температуру с заданной опорной температурой с помощью входного сигнала от средства 60 измерения температуры. Когда измеренная температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе D микроконтроллер 50 изменяет режим работы ШИМ-сигнала, который является управляющим сигналом, подлежащим вводу в полевой транзистор 41 блока 40 управления, на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры. Кроме того, на этапе E время работы увеличивается на заданное время. Когда измеренная температура выше опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе F микроконтроллер 50 вводит ШИМ-сигнал, который является управляющим сигналом, в полевой транзистор 41 блока 40 управления по умолчанию и обычно продолжает операцию. В некоторых вариантах портативное электронное устройство 100 дополнительно содержит нагреватель, работающий от батареи 30, и мощность, подаваемая на нагреватель, регулируется с помощью ШИМ-сигнала, который является управляющим сигналом, подаваемым на блок 40 управления.

В соответствии с Фиг. 9, на этапе А, когда пользователь нажимает кнопку портативного электронного устройства 100, чтобы начать работу устройства, на этапе В средство 60 измерения температуры измеряет внутреннюю или внешнюю температуру портативного электронного устройства 100 в режиме реального времени. Затем, на этапе C, микроконтроллер 50 сравнивает измеренную температуру с заданной опорной температурой с помощью входного сигнала от средства 60 измерения температуры. Когда измеренная температура находится в пределах заданного диапазона рабочих температур в соответствии со значением сравнения, на этапе D микроконтроллер 50 сравнивает измеренную температуру с заданной опорной температурой. Когда измеренная температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе E микроконтроллер 50 изменяет режим работы управляющего сигнала, подаваемого на блок 40 управления, в соответствии со значением сравнения, чтобы отрегулировать мощность разряда батареи 30. На этапе D, когда измеренная температура выше опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе G микроконтроллер 50 обычно выполняет операцию. На этапе C, когда микроконтроллер 50 сравнивает измеренную температуру с заданной опорной температурой, и измеренная температура выходит за пределы заданного диапазона рабочих температур в соответствии со значением сравнения, на этапе F микроконтроллер 50 отключает питание, подаваемое от батареи 30. В некоторых вариантах портативное электронное устройство 100 дополнительно содержит нагреватель, работающий от батареи 30, и мощность, подаваемая на нагреватель, регулируется с помощью управляющего сигнала, подаваемого на блок 40 управления.

Согласно настоящему изобретению возможно обеспечить портативное электронное устройство, работающее от разряда батареи, и способ предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства, который может предотвращать ухудшение характеристик батареи путем предотвращения перегрузки батареи путем регулировки мощности разряда батареи в ответ на внутренние или внешние изменения температуры электронного устройства, в частности, при низкой температуре.

Настоящее изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии предотвращения ухудшения характеристик батареи, вызванного изменениями температуры в портативном электронном устройстве. Технический результат заключается в создании портативного электронного устройства, которое может по-разному регулировать мощность, подаваемую от батареи, в ответ на изменения температуры окружающей среды. Результат достигается тем, что портативное электронное устройство содержит: батарею, расположенную в портативном электронном устройстве для, подачи питания на элемент, работающий от электричества в электронном устройстве; блок управления для регулировки мощности разряда батареи для периодической подачи питания от батареи на элемент, работающий от электричества; средство измерения температуры для измерения внутренней или внешней температуры устройства; и микроконтроллер для сравнения внутренней или внешней температуры с заданной опорной температурой посредством входного сигнала от средства измерения температуры, изменения режима управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения и вывода управляющего сигнала на блок управления. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Портативное электронное устройство, работающее от разряда батареи, включающее:

батарею, расположенную в портативном электронном устройстве, для подачи питания на элемент, работающий от электричества в электронном устройстве;

блок управления для регулировки мощности разряда батареи для периодической подачи питания от батареи к элементу, работающему от электричества;

средство измерения температуры для измерения внешней температуры устройства; и

микроконтроллер для сравнения внешней температуры с заданной опорной температурой с помощью входного сигнала от средства измерения температуры, изменения режима работы управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения и вывода управляющего сигнала в блок управления,

при этом блок управления содержит полевой транзистор, включаемый и выключаемый управляющим сигналом, поступающим от микроконтроллера, для регулировки мощности, подаваемой от батареи на нагреватель,

при этом управляющим сигналом является ШИМ-сигнал и микроконтроллер сравнивает внешнюю температуру с заданной опорной температурой, изменяет режим работы ШИМ-сигнала в соответствии со значением сравнения и выдает измененный ШИМ-сигнал в блок управления,

при этом, когда внешняя температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, микроконтроллер уменьшает нагрузку ШИМ-сигнала в соответствии со значением сравнения по сравнению со случаем, когда внешняя температура выше опорной температуры, и выводит ее на полевой транзистор.

2. Портативное электронное устройство по п. 1, в котором элементом, работающим от электричества, является нагреватель.

3. Портативное электронное устройство по п. 1, в котором средство измерения температуры содержит внешний датчик температуры и АЦП для преобразования аналогового сигнала, выводимого с внешнего датчика температуры, в цифровой сигнал и вывода цифрового сигнала на микроконтроллер.

4. Портативное электронное устройство по п.1, в котором при измерении температуры измеряют внутреннюю температуру и имеется средство измерения температуры, которое содержит датчик внутренней температуры и АЦП для преобразования аналогового сигнала, выводимого датчиком внутренней температуры, в цифровой сигнал и вывода цифрового сигнала на микроконтроллер.

5. Портативное электронное устройство по п. 4, в котором микроконтроллер сравнивает внутреннюю температуру с заданной опорной температурой, изменяет режим работы ШИМ-сигнала в соответствии со значением сравнения и выдает ШИМ-сигнал.

6. Портативное электронное устройство по п. 5, в котором, когда внутренняя температура, измеренная средством измерения температуры, равна или ниже опорной температуры, микроконтроллер уменьшает нагрузку ШИМ-сигнала в соответствии со значением сравнения по сравнению со случаем, когда внешняя температура не равна или не ниже опорной температуры, и выводит ее на полевой транзистор.

7. Портативное электронное устройство по п. 1, содержащее блок переключения, расположенный между батареей и нагревателем и включаемый и выключаемый под управлением микроконтроллера, в котором микроконтроллер отключает блок переключения, когда температура, измеренная средством измерения температуры, выходит за пределы рабочего температурного диапазона в соответствии со значением сравнения.

8. Способ предотвращения ухудшения характеристик батареи портативного электронного устройства, способ, включающий этапы:

начало операции;

измерение температуры в режиме реального времени;

сравнение измеренной температуры с заданной опорной температурой; и

изменение режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления, в соответствии со значением сравнения для регулировки мощности разряда батареи,

при этом на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой измеренная температура является внешней температурой устройства, и

при этом на этапе изменения режима работы управляющего сигнала, когда внешняя температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, режим работы управляющего сигнала в соответствии со значением сравнения уменьшается по сравнению со случаем, когда внешняя температура выше опорной температуры, и, когда внутренняя температура выше опорной температуры в соответствии со значением сравнения, операция продолжается в обычном режиме.

9. Способ по п. 8, в котором портативное электронное устройство дополнительно содержит нагреватель, работающий от батареи, и мощность, подаваемая на нагреватель, регулируется с помощью управляющего сигнала, подаваемого на блок управления.

10. Способ по п. 8, в котором на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой измеренная температура представляет собой внутреннюю температуру портативного электронного устройства и на этапе изменения режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления в соответствии со значением сравнения, чтобы регулировать мощность разряда батареи, когда внутренняя температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, режим работы управляющего сигнала изменяется на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры, и, когда внутренняя температура выше, чем опорная температура согласно значению сравнения, операция выполняется нормально.

11. Способ по любому из пп. 8-10, в котором управляющий сигнал является ШИМ-сигналом и на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой, когда измеренная температура равна или ниже опорной температуры в соответствии со значением сравнения, на этапе изменения режима работы управляющего сигнала, подаваемого на блок управления в соответствии со значением сравнения, чтобы отрегулировать мощность разряда батареи, режим работы ШИМ-сигнала изменяется на режим, установленный в соответствии со значением сравнения и меньший, чем у опорной температуры, и время работы увеличивается на определенное время.

12. Способ по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что на этапе сравнения измеренной температуры с заданной опорной температурой, когда измеренная температура выходит за пределы рабочего температурного диапазона в соответствии со значением сравнения, питание, подаваемое от батареи, отключается.