聽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力裝置的電源。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，聽力裝置由直接連接至聽力裝置的電路的、諸如鋅空電池的原電池來供電。由于這樣的聽力裝置的電路直接連接至電池，所以可以由聽力裝置電路通過測量電池產(chǎn)生的電壓來直接測量該電池的充電狀態(tài)，并且可以告知用戶該電池的充電狀態(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。頻繁地更換電池是昂貴的，并且對于身體受限的人而言可能是困難的。
[0003]新近，已發(fā)現(xiàn)在聽力裝置中使用可充電電池?？沙潆婋姵匾脖环Q為蓄電池，由于它們可以例如通過將聽力裝置連接至適當(dāng)?shù)耐獠侩娫椿蛘咄ㄟ^電力的無線傳輸被再充電，因此消除了對頻繁更換電池的需求。這為用戶簡化了聽力裝置的使用。然而，與原電池不同，蓄電池可能產(chǎn)生相對較高的電壓電平，例如，高于1.5V，這可能損壞或破壞聽力裝置的敏感電路。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)確保給聽力裝置的電路恒定電壓，因此這不能再通過直接監(jiān)測其輸出電壓來測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，在沒有由于電池被耗盡而警告的情況下，用戶可能會對聽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]針對術(shù)語“聽力裝置”，我們理解為針對聽覺障礙的助聽器、諸如用于收音機(jī)或聽音樂的耳機(jī)的通信裝置、針對吵鬧噪聲的主動聽力保護(hù)裝置等。這樣的聽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。在本說明書中，術(shù)語“聽力裝置”涉及包括電池、電力管理電路的整個(gè)裝置，并且術(shù)語“功能模塊”表示傳統(tǒng)聽力裝置部件和諸如信號處理電路、接收器、麥克風(fēng)和/或接收線圈等的電路。
[0006]本發(fā)明的目的通過根據(jù)獨(dú)立裝置權(quán)利要求的聽力裝置來實(shí)現(xiàn)。該聽力裝置包括如上所限定的功能模塊。該聽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，以將依賴于可充電電池輸出電壓的信號編碼到供電電壓上。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)，以及因此可以對該信息解碼并在可充電電池需要充電時(shí)例如通過發(fā)信號來適當(dāng)?shù)馗嬷撀犃ρb置的用戶。
[0007]在該聽力裝置的實(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)明的聽力裝置中使用的穩(wěn)壓器的簡單且有效的變型。
[0008]在該聽力裝置的實(shí)施方式中，該控制單元還適用于在例如無線地經(jīng)由感應(yīng)線圈或經(jīng)由電纜向聽力裝置提供外部電源時(shí)，對該可充電電池進(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)制信號或例如采用ASCII編碼的二進(jìn)制信號。這允許利用以疊加在信號上的相對較小幅度的數(shù)字信號進(jìn)行編碼的該信號來向功能模塊提供大致恒定的電壓。該數(shù)字信號的幅度可以小于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)的信號編碼到所述供電電壓上。由于這可以利用簡單的模擬電路來實(shí)現(xiàn)，所以這提供了特別簡單的方案。疊加在供電電壓上的信號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量和編碼在該供電電壓中的信號的解碼來確定可充電電池的充電狀態(tài)。針對“測量”，我們不僅理解為整個(gè)信號自身的直接模擬測量，而且還理解為疊加在該信號上的信號的測量。以用于數(shù)字情況的其最簡單的形式，該測量可以僅提取數(shù)字信號，并且例如通過使用比較器來確定在任何給定時(shí)間點(diǎn)處該信號為“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，則然后可以向該聽力裝置的用戶提供與其相關(guān)的?目息O
[0014]本發(fā)明的目的同樣也通過根據(jù)獨(dú)立方法權(quán)利要求的向聽力裝置的功能模塊供電的方法來實(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，以及例如通過改變該供電電壓或者通過將數(shù)字或模擬信號調(diào)制到該供電電壓上來將依賴于所測量的可充電電池輸出電壓的信號編碼到供電電壓上。
[0015]在該方法的實(shí)施方式中，該信號被編碼為數(shù)字信號，該數(shù)字信號可以是以諸如ASCII的協(xié)議進(jìn)行編碼的二進(jìn)制信號或脈寬調(diào)制信號。該數(shù)字信號可以具有小于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，該信號被編碼為模擬信號，該模擬信號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)明的目的同樣通過對應(yīng)于上述聽力裝置實(shí)施方式中的一個(gè)聽力裝置實(shí)施方式的聽力裝置的操作方法來實(shí)現(xiàn)，其中，通過上述方法實(shí)施方式中的一個(gè)方法實(shí)施方式向聽力裝置的功能模塊供電，通過功能模塊來解碼與該可充電電池的充電狀態(tài)相關(guān)的信號，并且由該功能模塊基于經(jīng)解碼的信號來確定該可充電電池的充電狀態(tài)。在另外步驟中，該聽力裝置的用戶被告知所確定的可充電電池的充電狀態(tài)。
【附圖說明】
[0020]以下將通過在附圖中示出的非限制性示例來描述本發(fā)明，附圖示出了:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的聽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圖；以及
[0023]圖3是示出了對供電電壓的電池電壓的數(shù)字編碼的示意性曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1以其最寬泛的術(shù)語示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置10。聽力裝置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?處接收的命令信號來確定經(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)由有線連接或無線地經(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)置為在測量輸入端17?處測量由電池15產(chǎn)生的電壓V_BATT。盡管測量輸入端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CS，該控制信號CS通過穩(wěn)壓器控制輸入端16 ?被接收。該控制信號CS至少部分根據(jù)由電池15產(chǎn)生的電池電壓V_BATT來產(chǎn)生，因此該控制信號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測量提供至功能模塊11的供電電壓ν_ΗΙ，并且通過對被編碼在供電電壓V_HI上的信號進(jìn)行解碼來確定電池15的充電狀態(tài)，并可以隨后如傳統(tǒng)一樣，在聽力裝置自身上，或在用于聽力裝置的遠(yuǎn)程控制