聽(tīng)力裝置中的充電狀態(tài)指示的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于便攜式聽(tīng)力裝置的電源。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，聽(tīng)力裝置由直接連接至聽(tīng)力裝置的電路的、諸如鋅空電池的原電池來(lái)供電。由于這樣的聽(tīng)力裝置的電路直接連接至電池，所以可以由聽(tīng)力裝置電路通過(guò)測(cè)量電池產(chǎn)生的電壓來(lái)直接測(cè)量該電池的充電狀態(tài)，并且可以告知用戶(hù)該電池的充電狀態(tài)，而且一旦電壓下降到預(yù)定電平以下并因此該充電狀態(tài)下降到預(yù)定電平以下，這指示應(yīng)當(dāng)更換電池，就可以警告用戶(hù)。頻繁地更換電池是昂貴的，并且對(duì)于身體受限的人而言可能是困難的。
[0003]新近，已發(fā)現(xiàn)在聽(tīng)力裝置中使用可充電電池?？沙潆婋姵匾脖环Q(chēng)為蓄電池，由于它們可以例如通過(guò)將聽(tīng)力裝置連接至適當(dāng)?shù)耐獠侩娫椿蛘咄ㄟ^(guò)電力的無(wú)線(xiàn)傳輸被再充電，因此消除了對(duì)頻繁更換電池的需求。這為用戶(hù)簡(jiǎn)化了聽(tīng)力裝置的使用。然而，與原電池不同，蓄電池可能產(chǎn)生相對(duì)較高的電壓電平，例如，高于1.5V，這可能損壞或破壞聽(tīng)力裝置的敏感電路。因此，電池電力管理系統(tǒng)通常被用于控制電池的充電，并且也確保提供給電路的電力的恒定電壓電平，使得該電壓電平不超過(guò)可能損壞該電路的閾值。然而，因?yàn)樵撾姵仉娏芾硐到y(tǒng)確保給聽(tīng)力裝置的電路恒定電壓，因此這不能再通過(guò)直接監(jiān)測(cè)其輸出電壓來(lái)測(cè)量該電池的充電狀態(tài)，這是因?yàn)樵撾姵匾巡辉僦苯舆B接至該電路。因此，在沒(méi)有由于電池被耗盡而警告的情況下，用戶(hù)可能會(huì)對(duì)聽(tīng)力裝置的突然掉電而感到驚訝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于至少部分克服上述缺點(diǎn)中的一個(gè)或更多個(gè)。
[0005]針對(duì)術(shù)語(yǔ)“聽(tīng)力裝置”，我們理解為針對(duì)聽(tīng)覺(jué)障礙的助聽(tīng)器、諸如用于收音機(jī)或聽(tīng)音樂(lè)的耳機(jī)的通信裝置、針對(duì)吵鬧噪聲的主動(dòng)聽(tīng)力保護(hù)裝置等。這樣的聽(tīng)力裝置可以至少部分位于佩戴者的耳道中，和/或可以包括位于佩戴者耳廓后的單元。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“聽(tīng)力裝置”涉及包括電池、電力管理電路的整個(gè)裝置，并且術(shù)語(yǔ)“功能模塊”表示傳統(tǒng)聽(tīng)力裝置部件和諸如信號(hào)處理電路、接收器、麥克風(fēng)和/或接收線(xiàn)圈等的電路。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)根據(jù)獨(dú)立裝置權(quán)利要求的聽(tīng)力裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該聽(tīng)力裝置包括如上所限定的功能模塊。該聽(tīng)力裝置還包括可充電電池和電池電力管理單元。該電池電力管理單元包括穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器與可充電電池可操作地連接以用于調(diào)節(jié)供電電壓并向功能模塊提供該供電電壓。此外，該電池電力管理單元包括控制單元，該控制單元與穩(wěn)壓器和可充電電池可操作地連接。該控制單元被設(shè)置為測(cè)量可充電電池的輸出電壓并且還控制由穩(wěn)壓器輸出的供電電壓。該控制單元控制穩(wěn)壓器，以將依賴(lài)于可充電電池輸出電壓的信號(hào)編碼到供電電壓上。因此，該功能模塊被提供有與可充電電池的電壓有關(guān)的信息，并且因此被提供有可充電電池的充電狀態(tài)，以及因此可以對(duì)該信息解碼并在可充電電池需要充電時(shí)例如通過(guò)發(fā)信號(hào)來(lái)適當(dāng)?shù)馗嬷撀?tīng)力裝置的用戶(hù)。
[0007]在該聽(tīng)力裝置的實(shí)施方式中，該穩(wěn)壓器是DC/DC轉(zhuǎn)換器或低壓差穩(wěn)壓器(LowDropout Regulator)，兩者均為適合在本發(fā)明的聽(tīng)力裝置中使用的穩(wěn)壓器的簡(jiǎn)單且有效的變型。
[0008]在該聽(tīng)力裝置的實(shí)施方式中，該控制單元還適用于在例如無(wú)線(xiàn)地經(jīng)由感應(yīng)線(xiàn)圈或經(jīng)由電纜向聽(tīng)力裝置提供外部電源時(shí)，對(duì)該可充電電池進(jìn)行充電。因此，該控制單元能夠以一個(gè)單元控制該電路管理單元內(nèi)的所有電力管理。
[0009]在該聽(tīng)力裝置的實(shí)施方式中，該控制單元被設(shè)置為將與電池電壓有關(guān)的信號(hào)數(shù)字化地編碼到供電電壓上。該數(shù)字編碼例如可以是脈寬調(diào)制信號(hào)或例如采用ASCII編碼的二進(jìn)制信號(hào)。這允許利用以疊加在信號(hào)上的相對(duì)較小幅度的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的該信號(hào)來(lái)向功能模塊提供大致恒定的電壓。該數(shù)字信號(hào)的幅度可以小于100mV，特別地小于50mV，更特別地大致為10mV。
[0010]在聽(tīng)力裝置的另選實(shí)施方式中，該控制單元適用于以模擬方式將與電池電壓有關(guān)的信號(hào)編碼到所述供電電壓上。由于這可以利用簡(jiǎn)單的模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以這提供了特別簡(jiǎn)單的方案。疊加在供電電壓上的信號(hào)可以與可充電電池輸出電壓成比例。在【具體實(shí)施方式】中，供電電壓通過(guò)以下等式確定:
[0011 ] V_HI = V_HI_ - ((V_BATT_ - V_BATT) /a)，
[0012]其中，V_HI是供電電壓，乂_!11_是最大期望供電電壓，V_BATT是可充電電池輸出電壓，V_BATT_是最大可充電電池輸出電壓，并且a是預(yù)定的分壓系數(shù)，例如為10，該等式將可充電電池輸出電壓(V_BATT)保持為大于為確保功能模塊的運(yùn)行所需的最小電壓。一旦達(dá)到該最小電壓，則該供電電壓就大致下降為零。
[0013]在該聽(tīng)力裝置的實(shí)施方式中，該功能模塊適用于至少部分基于供電電壓的測(cè)量和編碼在該供電電壓中的信號(hào)的解碼來(lái)確定可充電電池的充電狀態(tài)。針對(duì)“測(cè)量”，我們不僅理解為整個(gè)信號(hào)自身的直接模擬測(cè)量，而且還理解為疊加在該信號(hào)上的信號(hào)的測(cè)量。以用于數(shù)字情況的其最簡(jiǎn)單的形式，該測(cè)量可以?xún)H提取數(shù)字信號(hào)，并且例如通過(guò)使用比較器來(lái)確定在任何給定時(shí)間點(diǎn)處該信號(hào)為“高”還是“低”。因此，該功能模塊可以解碼關(guān)于可充電電池的充電狀態(tài)的信息，并且如果希望，則然后可以向該聽(tīng)力裝置的用戶(hù)提供與其相關(guān)的?目息O
[0014]本發(fā)明的目的同樣也通過(guò)根據(jù)獨(dú)立方法權(quán)利要求的向聽(tīng)力裝置的功能模塊供電的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法包括從可充電電池以可充電電池輸出電壓供電，以及測(cè)量該可充電電池輸出電壓。調(diào)節(jié)該可充電電池輸出電壓以生成供電電壓，以及例如通過(guò)改變?cè)摴╇婋妷夯蛘咄ㄟ^(guò)將數(shù)字或模擬信號(hào)調(diào)制到該供電電壓上來(lái)將依賴(lài)于所測(cè)量的可充電電池輸出電壓的信號(hào)編碼到供電電壓上。
[0015]在該方法的實(shí)施方式中，該信號(hào)被編碼為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)可以是以諸如ASCII的協(xié)議進(jìn)行編碼的二進(jìn)制信號(hào)或脈寬調(diào)制信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)可以具有小于100mV、特別地小于50mV、更特別地大致為1mV的幅度。
[0016]在該方法的另選實(shí)施方式中，該信號(hào)被編碼為模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)可以與可充電電池輸出電壓成比例。在特定實(shí)施方式中，通過(guò)以下等式確定供電電壓:
[0017]V_HI = V_HI_ - ((V_BATT_ - V_BATT) /a)，
[0018]其中，V_HI是供電電壓，￥_!11_是最大期望供電電壓，V_BATT是所述可充電電池輸出電壓，V_BATT_是最大可充電電池輸出電壓，并且a是預(yù)定的分壓系數(shù)，例如為10，該等式適用于可充電電池輸出電壓(V_BATT)大于為確保功能模塊的運(yùn)行所需的最小電壓。一旦達(dá)到該最小電壓，該供電電壓就大致下降為零。
[0019]本發(fā)明的目的同樣通過(guò)對(duì)應(yīng)于上述聽(tīng)力裝置實(shí)施方式中的一個(gè)聽(tīng)力裝置實(shí)施方式的聽(tīng)力裝置的操作方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，通過(guò)上述方法實(shí)施方式中的一個(gè)方法實(shí)施方式向聽(tīng)力裝置的功能模塊供電，通過(guò)功能模塊來(lái)解碼與該可充電電池的充電狀態(tài)相關(guān)的信號(hào)，并且由該功能模塊基于經(jīng)解碼的信號(hào)來(lái)確定該可充電電池的充電狀態(tài)。在另外步驟中，該聽(tīng)力裝置的用戶(hù)被告知所確定的可充電電池的充電狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]以下將通過(guò)在附圖中示出的非限制性示例來(lái)描述本發(fā)明，附圖示出了:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的聽(tīng)力裝置的示意性框圖；
[0022]圖2是示出了將電池電壓模擬編碼到供電電壓上的示意性曲線(xiàn)圖；以及
[0023]圖3是示出了對(duì)供電電壓的電池電壓的數(shù)字編碼的示意性曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1以其最寬泛的術(shù)語(yǔ)示出了根據(jù)本發(fā)明的聽(tīng)力裝置10。聽(tīng)力裝置10包括功能模塊11，該功能模塊11如傳統(tǒng)一樣，包括功能模塊電路12和接收器(揚(yáng)聲器)13。功能模塊11是傳統(tǒng)的，并且不需要進(jìn)一步描述。電力經(jīng)由功能模塊11的電連接端11+和11 ■被提供至功能模塊11。在電連接端11+處提供的供電電壓V_HI由電池電力管理系統(tǒng)14提供，并且根據(jù)當(dāng)前實(shí)踐通常約為1.2V，然而其它電壓是可行的。供電電壓V_HI通常小于或等于電池電壓V_BATT。電池電力管理系統(tǒng)14包括包含至少一個(gè)蓄電池(諸如鋰基蓄電池)的電池15，該電池15生成電池電壓V_BATT。穩(wěn)壓器16調(diào)節(jié)由電池15產(chǎn)生的電池電壓V_BATT以在輸出端16P。處輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的供電電壓V_HI。穩(wěn)壓器16可以是DC/DC轉(zhuǎn)換器、低壓差穩(wěn)壓器(LDO)或任何其它適當(dāng)類(lèi)型的穩(wěn)壓器。根據(jù)在穩(wěn)壓器命令輸入端16?處接收的命令信號(hào)來(lái)確定經(jīng)調(diào)節(jié)的供電電壓V_HI的電平。此外，電池電力管理系統(tǒng)14包括控制單元17，以下對(duì)控制單元17進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0025]如傳統(tǒng)一樣，控制單元17被設(shè)置為在其電力輸入端17P1處經(jīng)由有線(xiàn)連接或無(wú)線(xiàn)地經(jīng)由感應(yīng)電力傳輸從外部電源接收能量E，并且經(jīng)由其電力輸出端17P。引導(dǎo)所接收的能量，以對(duì)電池15進(jìn)行充電并且還直接向穩(wěn)壓器16供電?？刂茊卧?7被設(shè)置為在測(cè)量輸入端17?處測(cè)量由電池15產(chǎn)生的電壓V_BATT。盡管測(cè)量輸入端17 ?已被示出為單獨(dú)的輸入端，但這僅僅是示意性的，并且可以在控制單元17的電力輸出端17P。處測(cè)量由電池15產(chǎn)生的電池電壓V_BATT。
[0026]如上所述，控制單元17測(cè)量由電池15產(chǎn)生的電池電壓V_BATT，并且隨后經(jīng)由其控制輸出端17ε。輸出控制信號(hào)CS，該控制信號(hào)CS通過(guò)穩(wěn)壓器控制輸入端16 ?被接收。該控制信號(hào)CS至少部分根據(jù)由電池15產(chǎn)生的電池電壓V_BATT來(lái)產(chǎn)生，因此該控制信號(hào)CS取決于電池15的充電狀態(tài)。因此，提供至功能模塊11的供電電壓V_HI根據(jù)電池15的充電狀態(tài)基于在穩(wěn)壓器控制輸入端16?處接收的控制信號(hào)而被改變和/或調(diào)制:換言之，電池15的充電狀態(tài)被編碼到提供至功能模塊的供電電壓V_HI中。功能模塊電路12測(cè)量提供至功能模塊11的供電電壓ν_ΗΙ，并且通過(guò)對(duì)被編碼在供電電壓V_HI上的信號(hào)進(jìn)行解碼來(lái)確定電池15的充電狀態(tài)，并可以隨后如傳統(tǒng)一樣，在聽(tīng)力裝置自身上，或在用于聽(tīng)力裝置的遠(yuǎn)程控制