DE19857540B4 - Elektronische Schaltung für eine tragbare elektronische Einrichtung - Google Patents

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Abstract

Mobilfunkkommunikationsgerät (102), mit
– einem Leistungsverstärker (136) eines Senders (124), der über einen Spannungsversorgungsanschluss (146) mit einer tragbaren Hauptstromquelle (110) und/oder mit einer Hilfsstromquelle (116) verbindbar ist,
– einem Kondensator (138), der über einen ersten Schalter (140) mit dem Spannungsversorgungsanschluss (146) des Leistungsverstärkers (136) verbindbar ist, wobei der Kondensator (138) eine maximale Betriebsspannung hat, die größer als die Nennspannung der Hauptstromquelle (110) ist und die kleiner als die maximale Spannung der Hauptstromquelle (110) und/oder kleiner als die Nennspannung der Hilfsstromquelle (116) ist,
– einer Steuerschaltung (120), die den ersten Schalter (140) öffnet, wenn die Betriebsspannung des Leistungsverstärkers (136) größer ist als die maximale Betriebsspannung des Kondensators (138) oder wenn der Sender (124) während eines Bereitschaftszustands außer Betrieb ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf den Bereich elektronischer Schaltungen für tragbare elektronische Einrichtungen.
  • Die Verbraucher verlangen immer kleinere tragbare elektronische Einrichtungen mit immer weiter entwickelten Fähigkeiten. Zu diesen Einrichtungen gehören Compact-Disc-Spieler, Gegensprechfunkgeräte, Zellular-Telefone und Computereinrichtungen, um nur einige zu nennen. Solche kleineren Einrichtungen brauchen kleinere tragbare Stromquellen, um diese Einrichtungen zu betreiben.
  • Mit elektronischen Schaltungen, die bei niedrigeren Spannungen arbeiten, konnte der Stromverbrauch dieser Einrichtungen verringert werden, und dementsprechend konnten die Einrichtungen über annehmbare Zeiten von kleineren tragbaren Stromquellen betrieben werden. Einige Schaltungen, wie etwa Verstärkerschaltungen, arbeiten weiterhin am effizientesten bei höheren Spannungen.
  • Trotz der Vorteile niedriger Spannungen kann es sein, daß eine tragbare Stromquelle für viele Anwendungen mit hoher Leistung immer noch zu sperrig, zu schwer oder zu wenig ausdauernd ist. Zum einen muß eine tragbare Stromquelle, wie etwa eine Batterie oder ein Batteriepaket, oft kurzzeitige Stromstöße, die von einer Einrichtung gezogen werden, abgeben. Die Batterie muß genügend robust sein, einen wesentlich höheren Spitzenstrom als den von der Einrichtung durchschnittlich benötigten Strom abgeben zu können. Daher ist, um den Leistungsanforderungen der Einrichtung zu entsprechen, die Batterie oft größer, obwohl hinsichtlich des Energiebedarfs eine kleinere Batterie ausreichen würde.
  • Um diese Probleme zu verringern, kann eine Einrichtung mit einem Energiesystem betrieben werden, das einen Kondensator enthält und das parallel zu einer kleineren Batterie geschaltet ist. In diesem Fall verringert der Kondensator effektiv die Impedanz des Energiesystems. Bei einem Strompuls verringert ein passend gewählter Kondensator wegen seines niedrigeren äquivalenten Reihenwiderstands (Equivalent Series Resistance = ESR) den Spannungsabfall im System. Um die Größe und das Gewicht minimal zu halten, kann der Kondensator so gewählt werden, daß seine maximale Betriebsspannung nur wenig größer als die Betriebsspannung der Einrichtung ist.
  • Außer einer Schnittstelle für die Hauptstromquelle zur Verbindung mit der Hauptstromquelle kann eine Einrichtung eine Schnittstelle für eine Hilfsstromquelle zur Verbindung mit der Hilfsstromquelle enthalten. Eine Hilfsstromquelle kann eine größere Stromquelle, wie etwa eine Autobatterie, sein, bei der die Probleme von kleineren Batterien nicht auftreten. Daher kann der Anwender der Einrichtung mit der Hilfsstromquelle die Betriebsdauer der Einrichtung verlängern. Eine Hilfsstromquelle kann eine nominelle Arbeitsspannung haben, die größer als die der Hauptstromquelle ist.
  • Die US 5,686,813 offenbart ein Batteriepaket mit einem Gehäuse, das eine Mehrzahl von wiederaufladbaren Batteriezellen und eine Energiespeichervorrichtung aufweist, das mit einem Mobiltelefon verbindbar ist. Ein Schalter verbindet die Energiespeichervorrichtung mit den Batteriezellen. Ein Controller öffnet und schließt den Schalter regelmäßig, um ein Auf- beziehungsweise Entladen der Energiespeichervorrichtung zu ermöglichen.
  • In der DE 42 18 852 A1 ist eine Stromversorgungsschaltung für aus einer Fahrzeugbatterie oder einem funkgeräteinternen Akkumulator gespeiste Funkgeräte beschrieben. Die Stromversorgungsschaltung weist einen geeigneten Spannungswandler mit einem ersten Schalter und einem zweiten Schalter auf, über den der funkgeräteinterne Akkumulator auf- beziehungsweise nachladbar ist.
  • Aus der US 5,637,413 ist ein Lithiumionen-Batteriepaket bekannt, das eine Überspannungstrennungsschaltung mit einem Überspannungstrennschalter, einem Spannungsdetektor und einer Verzögerungsschaltung aufweist. Das Batteriepaket kann mit einer Ladegerät verbunden werden. Der Spannungsdetektor tastet die Batteriespannung ab und verändert sein Ausgangssignal, wenn die Batteriespannung einen oberen Spannungsgrenzwert erreicht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine elektronische Schaltung bereitzustellen, die diese und ähnliche Erfordernisse tragbarer elektronischer Einrichtungen befriedigt und zusätzlich unterstützt, und insbesondere eine, die sich für Anwendungen mit niedriger Spannung und hohen Strompulsen eignet.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • 1 ist eine schematische Blockdarstellung eines Kommunikationssystems 100 mit einer Mobilstation 102 und einer Basisstation 104, die eine elektronische Schaltung der Mobilstation zeigt.
  • Die elektronische Schaltung in der tragbaren elektronischen Einrichtung enthält eine Stromquellenschnittstelle, die zum Koppeln mit einer Stromquelle eingerichtet ist, eine Last, die mit der Stromquellenschnittstelle gekoppelt ist, eine Energiespeicherschaltung mit einer maximalen Betriebsspannung und einen Umschaltkreis bzw. Schalter. Der Schalter ist mit der Stromquellenschnittstelle in Reihe mit der Energiespeicherschaltung gekoppelt und entkoppelt die Energiespeicherschaltung schaltbar von der Stromquellenschnittstelle, wenn die Spannung an der Last die maximale Betriebsspannung übersteigt. Die Mobilstation 102 ist eine tragbare elektronische Einrichtung und insbesondere ein Mobilfunkkommunikationsgerät. Die Mobilstation 102 und die Basisstation 104 übermitteln Signale über einen Hochfrequenz-(HF-) Funkübertragungskanal.
  • In dieser Ausführungsform ist das Kommunikationssystem 100 ein Zellular-Telefonsystem und insbesondere ein Zellular-Telefonsystem, das gemäß eines Zeitmultiplex-(TDMA-) Protokolls, wie etwa das in Japan verwendete Personal Digital Cellular-(PDC-) System, arbeitet.
  • Wie allgemein bekannt, ist eine Mobilstation, die gemäß eines TDMA-Protokolls arbeitet, eine Anwendung, die Strom in Pulsen benötigt. In den Übertragungszeitfenstern des TDMA-Protokolls wird ein relativ großer Strom benötigt, wohingegen außerhalb der Übertragungszeitfenster, wie etwa in einem Empfangszeitfenster des TDMA-Protokolls, nur ein relativ kleiner Strom benötigt wird.
  • Die Mobilstation 102 enthält eine elektronische Schaltung 106, die in einem kleinen (nicht gezeigten) tragbaren Gehäuse untergebracht ist. Die elektronische Schaltung 106 enthält eine Stromquellenschnittstelle 108, eine Stromquellenschnittstelle 114, eine Steuerschaltung 120, einen Empfänger 122, einen Sender 124, eine Antenne 126, eine Benutzeroberflächenschaltung 128, einen Regler 130 und einen Schalter 132. Der Sender 124 enthält einen Modulator 134, einen Leistungsverstärker (PA) 136, einen elektrochemischen Kondensator 138 und einen Schalter 140. Der Empfänger 122 und der Sender 124 werden mit der Antenne 126 zum Empfangen und Senden von HF-Signalen von und zur Antenne 105 der Basisstation 104 gekoppelt. Der Modulator 134 wird mit der Steuerschaltung 120 und dem PA 136 gekoppelt. Der PA 136 hat einen Spannungsversorgungsanschluss bzw. Vorspannungseingang 146, der mit der Stromquellenschnittstelle 108 gekoppelt ist. Der Schalter 140 ist mit der Stromquellenschnittstelle 108 in Reihe mit dem elektrochemischem Kondensator 138 gekoppelt. Die Kapazität des elektrochemischen Kondensators 138 ist vorzugsweise größer als 1 mF.
  • Die Steuerschaltung 120 ist mit dem Empfänger 122 zur Steuerung, zum Empfang und zur Verarbeitung der Informationen in den über die Antenne 126 empfangenen HF-Signalen gekoppelt. Außerdem ist die Steuerschaltung 120 zur Steuerung und zum Verarbeiten und Senden von Informationen in HF-Signalen mit dem Sender 124 gekoppelt. In einer typischen Anordnung erzeugt die Steuerschaltung 120 Steuer- und Dateninformationen und schickt sie zur Modulation des HF-Signals zum Modulator 134. Das modulierte HF-Signal wird zum PA 136 zur Übertragung mit hoher Leistung über einen Übertragungskanal an die Antenne 126 geschickt.
  • Die Steuerschaltung 120 ist über die Steuerleitung 145 mit dem Schalter 132 gekoppelt, und sie steuert den Schalter 140 über die Steuerleitung 144. Die Schalter 132 und 140 enthalten wie in der Technik üblich jeweils vorzugsweise einen Feldeffekttransistor (FET) oder (nicht dargestellt) einen Leistungs-FET, der geeignet an die elektronische Schaltung 106 angeschlossen wird. Der Schalter 140 kann beispielsweise einen Leistungs-FET mit einer Source, die mit einem Spannungsversorgungsanschluss bzw. Vorspannungseingang 146 gekoppelt ist, einen Drain, der mit einem elektrochemischen Kondensator 138 gekoppelt ist, und ein Gate, das mit der Steuerleitung 144 gekoppelt ist, enthalten. Die Leistungs-FETs sind vorzugsweise für einen Strom von mindestens 0,5 Ampere ausgelegt, und ihr Durchlaßwiderstand beträgt weniger als 120 mΩ. Alternativ können die Schalter 132 und 140 jeweils ein mikroelektromechanisches System (MEMS) nach dem neuesten technischen Stand enthalten. Ein MEMS ist im allgemeinen oft eine mechanische Einrichtung oder ein Schalter, der als integrierter Schaltkreis (IC) hergestellt wird. Das MEMS hat vorzugsweise eine hohe Durchbruchspannung und einen sehr niedrigen Durchlaßwiderstand.
  • Die Anwenderschnittstellenschaltung 128, die außerdem mit der Steuerschaltung 120 gekoppelt ist, enthält eine Schaltung für das Erfassen von Eingaben des Anwenders und für eine Ausgabe an den Anwender. Bei einer typischen Anordnung enthält die Anwenderschnittstellenschaltung 128 eine Tasterfassungsschaltung, um die vom Anwender betätigten Tasten (wie Wahl- und Funktionstasten) zu erfassen, eine Displayschaltung, um Informationen auf einem Display anzuzeigen, einen Lautsprecher und ein Mikrophon (nicht dargestellt).
  • Die Steuerschaltung 120 enthält vorzugsweise einen Prozessor oder Prozessoren, wie etwa einen Mikroprozessor und einen digitalen Signalprozessor (DSP), die jeweils ein Software-Programm und einen Speicher zum Verarbeiten, zur Steuerung und zum Betrieb aufweisen.
  • Die Stromquellenschnittstelle 108 ist über den Schalter 132 mit dem Regler 130 und mit der Steuerschaltung 120 gekoppelt, und die Stromquellenschnittstelle 114 wird über eine Diode 142 mit dem Regler 130 und der Steuerschaltung 120 gekoppelt. Die Stromquellenschnittstelle 108 ist elektrisch und mechanisch zum Koppeln mit der Schnittstelle 112 einer Hauptstromquelle 110 ausgerüstet, und die Stromquellenschnittstelle 114 ist elektrisch und mechanisch zum Koppeln mit der Schnittstelle 118 einer Hilfsstromquelle 116 konfiguriert. Die Stromquellenschnittstelle 108 enthält vorzugsweise elektrische Kontakte, um einen direkten Kontakt mit den elektrischen Kontakten der Schnittstelle 112 zu ermöglichen, und die Stromquellenschnittstelle 114 enthält elektrische Kontakte, um einen direkten Kontakt mit den elektrischen Kontakten der Schnittstelle 118 zu ermöglichen.
  • Die Hilfsstromquelle 116 gibt eine nominelle Betriebsspannung ab, die größer als die nominelle Betriebsspannung der Hauptstromquelle 110 ist. Die nominelle Betriebsspannung der Hilfsstromquelle 116 ist außerdem größer als die maximale Betriebsspannung oder die maximal zulässige Betriebsspannung des elektrochemischen Kondensators 138.
  • Die elektronische Schaltung 106 arbeitet elektrisch mit der elektrischen Energie der Hauptstromquelle 110 bzw. der Hilfsstromquelle 116, wenn sie angeschlossen sind. Wenn die Hauptstromquelle 110 mit der Stromquellenschnittstelle 108 verbunden wird, erfaßt die Steuerschaltung 120, ob die Hilfsstromquelle 116 an der Stromquellenschnittstelle 114 angeschlossen ist. Wenn die Hilfsstromquelle 116 nicht angeschlossen ist, schließt die Steuerschaltung 120 über die Steuerleitungen 144 und 145 den Schalter 132 bzw. 140 (oder hält sie geschlossen). Die Stromquellenschnittstelle 108 wird dadurch mit dem Regler 130 gekoppelt, und der elektrochemische Kondensator 138 wird mit der Stromquellenschnittstelle 108 und dem Spannungsversorgungsanschluss bzw. Vorspannungseingang 146 gekoppelt. Der Regler 130 erhält elektrische Energie von der Hauptstromquelle 110, und er erzeugt daraus eine Hauptversorgungsspannung (V).
  • Die Hauptversorgungsspannung ist die Spannung für die meisten Schaltungen der elektronischen Schaltung 106. Der elektrochemische Kondensator 138 jedoch empfängt kontinuierlich oder periodisch elektrische Energie von der Hauptstromquelle 110, und er wird auf eine Spannung geladen, die größer als die Hauptversorgungsspannung ist. Der elektrochemische Kondensator 138 dient der Effizienz, und er soll Spannungsabfälle verringern, wenn der PA 136 viel Strom zieht. An den PA 136 wird daher eine höhere Spannung angelegt, damit mit hoher Leistung gesendet wird und der Wirkungsgrad zunimmt.
  • Wenn die Steuerschaltung 120 erkennt, daß die Hilfsstromquelle 116 angeschlossen ist, öffnet die Steuerschaltung 120 über die Steuerleitungen 144 und 145 die Schalter 132 und 140 (bzw. hält sie offen). Die Stromquellenschnittstelle 108 wird dadurch vom Regler 130 entkoppelt, und der elektrochemische Kondensator 138 wird von der Stromquellenschnittstelle 108 und dem Spannungsversorgungsanschluss bzw. Vorspannungseingang 146 entkoppelt. Der elektrochemische Kondensator 138 wird schaltbar von der Stromquellenschnittstelle 108 entkoppelt, damit am elektrochemischen Kondensator 138 keine Spannung anliegt, die größer als seine maximale Betriebsspannung ist. Der Regler 130 erhält somit von der Hilfsstromquelle 116 elektrische Energie, und er erzeugt daraus die Hauptversorgungsspannung. Die nominelle Betriebsspannung der Hilfsstromquelle 116 reicht dem PA 136 für eine effiziente Übertragung mit hoher Leistung, ohne den elektrochemischen Kondensator 138 zu benötigen.
  • Die Steuerschaltung 120 erfaßt vorzugsweise, ob die Hilfsstromquelle 116 angeschlossen ist, indem sie eine vorgegebene Spannung mit einem in der Steuerschaltung 120 enthaltenen (nicht dargestellten) Spannungskomparator erkennt. Die Steuerschaltung 120 öffnet dann die Schalter 132 und 140, wenn an der Stromquellenschnittstelle 108 eine Spannung von der Hauptstromquelle 110 anliegt, die größer als die nominelle Betriebsspannung ist, oder wenn an der Stromquellenschnittstelle 114 eine Spannung anliegt, die gleich oder größer als die nominelle Betriebsspannung der Hilfsstromquelle 116 oder der maximalen Betriebsspannung des elektrochemischen Kondensators 138 ist. Alternativ öffnet die Steuerschaltung 120 beispielsweise die Schalter 132 und 140 bei einem Signal von einem (nicht dargestellten) mechanischen Schalter, der nur von der Hilfsstromquelle 116 aktualisierbar ist.
  • Die Hauptstromquelle 110 enthält vorzugsweise eine Batterie (oder Batterien) mit einer für das Tragen passenden Größe und Gewicht, und sie kann ein Batteriepaket sein. Ein Batteriepaket enthält in einer geeigneten Verpackung üblicherweise mindestens eine Batteriezelle und hat einen Mechanismus dafür, daß sie in einer Mobilstation 102 getragen werden und mit ihr verbunden sein kann. Die Batterien können normale Alkalibatterien sein. Die Stromquellenschnittstelle 108 kann für jede passende Batterie oder für ein Batteriepaket ausgelegt werden. Außerdem ist die Hilfsstromquelle 116 vorzugsweise eine Autobatterie, wobei die Stromquellenschnittstelle 114 irgendeine geeignete Multi-Pin-Steckverbinderschnittstelle ist, wie sie in vielen Zellular-Telefonen verwendet wird. Die Stromquellenschnittstelle 114 kann beispielsweise eine Multi-Pin-Steckverbinderschnittstelle sein, die für eine Verbindung mit einem Zigarettenanzünderstecker in einem Auto, wenn ein geeigneter Steckverbinder benutzt wird, ausgelegt ist.
  • Es sind verschiedene Systemanordnungen möglich. Bei einer Anordnung ist die Hauptstromquelle 110 eine Lithiumionenbatterie mit einer nominellen Betriebsspannung von etwa 3,6 Volt und die Hilfsstromquelle 116 eine Autobatterie mit einer nominellen Betriebsspannung von ungefähr 13,8 Volt. Der elektrochemische Kondensator 138 hat eine Kapazität von ungefähr 0,07 Farad und eine maximale Betriebsspannung von etwa 4,8 Volt. Der Regler 130 erzeugt eine Hauptversorgungsspannung von etwa 2,7 Volt.
  • In einer weiteren Anordnung ist die Hauptstromquelle 110 eine einzelne Batteriezelle mit einer nominellen Betriebsspannung von etwa 1,5 Volt, und die Hilfsstromquelle 116 ist eine Lithiumionenbatterie mit einer nominellen Betriebsspannung von etwa 3 Volt. Der elektrochemische Kondensator 138 hat eine Kapazität von etwa 0,07 Farad und eine maximale Betriebsspannung von etwa 2,4 Volt. Der Regler 130 erzeugt eine Hauptversorgungsspannung von etwa 0,9 Volt.
  • Die Steuerschaltung 120 kann außerdem bei anderen Zuständen des Systems den elektrochemischen Kondensator 138 schaltbar entkoppeln. Beispielsweise kann die Hauptstromquelle 110 eine nachladbare Stromquelle sein, und sie kann bei völliger Ladung eine Betriebsspannung haben, die deutlich größer als ihre nominelle Betriebsspannung ist. Der elektrochemische Kondensator 138 wird so gewählt, daß seine maximale Betriebsspannung größer als die nominelle Betriebsspannung der Hauptstromquelle 110 aber kleiner als die Betriebsspannung bei vollständiger Aufladung ist. Wenn die Hauptstromquelle 110 auf die vollständig aufgeladene Betriebsspannung hochgeladen ist und mit der Stromquellenschnittstelle 108 verbunden wird, öffnet die Steuerschaltung 120 über die Steuerleitung 144 den Schalter 140 (wodurch der elektrochemische Kondensator 138 entkoppelt wird), während der Schalter 132 zum Betrieb geschlossen bleibt. Die Steuerschaltung 120 hält den Schalter 140 offen, bis die Hauptenergiequelle 110 eine Betriebsspannung abgibt, die kleiner als die maximale Betriebsspannung ist.
  • Als weiteres Beispiel kann die Steuerschaltung 120 den elektrochemischen Kondensator 138 abhängig von den Betriebsarten der Mobilstation 102 entkoppeln. Die Mobilstation 102 arbeitet beispielsweise in einem Bereitschaftszustand (mit niedriger Leistungsaufnahme) und in einem Sprechbetrieb (mit hoher Leistungsaufnahme). Während des Bereitschaftszustands wartet die Mobilstation 102 auf den Empfang eines Funkrufs oder eines Anrufs, wobei die elektronische Schaltung 106 einen relativ kleinen Strom von der Hauptstromquelle 110 zieht. Verschiedene Schaltungen der elektronischen Schaltung 106, wie etwa der Sender 124, sind im Bereitschaftszustand ausgeschaltet und außer Betrieb. Während des Sprechbetriebs sendet die Mobilstation 102 Sprach- oder Datensignale an die Basisstation 104, wobei die elektronische Schaltung 106 einen relativ großen Strom von der Hauptstromquelle 110 zieht. Es sind verschiedene weitere Schaltungen der elektronischen Schaltung 106 wie etwa der Sender 124 und der PA 136 in Betrieb, die im Übertragungszeitfenster viel Strom ziehen. Wenn zum Betrieb die Hauptstromquelle 110 verwendet wird, schließt die Steuerschaltung 120 beim Sprechbetrieb den Schalter 140, und im Bereitschaftszustand öffnet sie den Schalter 140. Der elektrochemische Kondensator 138 wird im Bereitschaftszustand entkoppelt, um einen Leckstrom zu vermeiden und um dadurch den Leistungsverbrauch der Mobilstation 102 zu verringern. Der elektrochemische Kondensator 138 wird vorzugsweise für eine beträchtliche Dauer des Bereitschaftszustands entkoppelt; kürzere Dauern sind jedoch vorteilhafter. Dieses Beispiel kann leicht mit den Beispielen und den obigen Ausführungsformen, (wenn z.B. die Hilfsstromquelle 116 angeschlossen ist, ist der Schalter 140 im Sprechbetrieb offen) kombiniert werden.
  • Es ist klar, daß die Stromquellenschnittstelle 108 statt vorzugsweise mit einem elektrochemischen Kondensator auch mit einer anderen Energiespeicherschaltung, wie etwa einem Superkondensator, einem Ultrakondensator oder einer anderen geeigneten Schaltung schaltbar gekoppelt werden kann. Ein elektrochemischer Kondensator wird bevorzugt, weil er bei gleicher Kapazität viel kleiner als gängige dielektrische oder Elektrolytkondensatoren ist. Es ist außerdem klar, daß der elektrochemische Kondensator 138 mit einer anderen Last als dem PA 136 schaltbar gekoppelt werden kann.
  • Somit kann mit einer elektronischen Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung der Leistungsverbrauch und die Größe einer tragbaren elektronischen Einrichtung verringert werden.
  • Obgleich nur bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, können sie modifiziert werden. Eine derartige Schaltung kann beispielsweise in einem Mobilfunkkommunikationsgerät verwendet werden, das beispielsweise im Group-Special-Mobil-(GSM-) System statt im PDC-System arbeitet. Es wird daher mit den beigefügten Ansprüchen beabsichtigt, alle diese Änderungen und Modifikationen abzudecken.

Claims (6)

  1. Mobilfunkkommunikationsgerät (102), mit – einem Leistungsverstärker (136) eines Senders (124), der über einen Spannungsversorgungsanschluss (146) mit einer tragbaren Hauptstromquelle (110) und/oder mit einer Hilfsstromquelle (116) verbindbar ist, – einem Kondensator (138), der über einen ersten Schalter (140) mit dem Spannungsversorgungsanschluss (146) des Leistungsverstärkers (136) verbindbar ist, wobei der Kondensator (138) eine maximale Betriebsspannung hat, die größer als die Nennspannung der Hauptstromquelle (110) ist und die kleiner als die maximale Spannung der Hauptstromquelle (110) und/oder kleiner als die Nennspannung der Hilfsstromquelle (116) ist, – einer Steuerschaltung (120), die den ersten Schalter (140) öffnet, wenn die Betriebsspannung des Leistungsverstärkers (136) größer ist als die maximale Betriebsspannung des Kondensators (138) oder wenn der Sender (124) während eines Bereitschaftszustands außer Betrieb ist.
  2. Mobilfunkkommunikationsgerät (102) nach Anspruch 1, wobei der Kondensator (138) einen elektrochemischen Kondensator umfasst.
  3. Mobilfunkkommunikationsgerät (102) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (120) dazu ausgelegt ist, den ersten Schalter (140) zu öffnen, wenn die Hilfsstromquelle (116) verfügbar ist.
  4. Mobilfunkkommunikationsgerät (102) nach Anspruch 1, wobei der erste Schalter (140) einen Feldeffekttransistor (FET) umfasst.
  5. Mobilfunkkommunikationsgerät (102) nach Anspruch 1, das weiterhin einen zweiten Schalter (132) umfasst, wobei der zweite Schalter (132) zwischen die Hauptstromquelle (110) und den Spannungsversorgungsanschluss (146) des Leistungsverstärkers (136) geschaltet ist und wobei die Steuerschaltung (120) dazu ausgelegt ist, den ersten Schalter (140) und den zweiten Schalter (132) zu öffnen, wenn die Hilfsstromquelle (116) verfügbar ist.
  6. Mobilfunkkommunikationsgerät (102) nach Anspruch 5, wobei der zweite Schalter (132) einen Feldeffekttransistor (FET) umfasst.
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BR (1) BR9805421A (de)
DE (1) DE19857540B4 (de)
GB (1) GB2332575B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061920A1 (de) * 2008-12-15 2010-06-17 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bereitstellung elektrischer Energie

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19545762C1 (de) * 1995-12-07 1997-04-24 Siemens Ag Verfahren zum Erkennen von Betriebszuständen eines elektrischen Gerätes und elektrisches Gerät zum Erkennen von gerätespezifischen Betriebszuständen
FR2805843B1 (fr) * 2000-03-03 2003-09-12 Valeo Securite Habitacle Ensemble de verrouillage d'une porte de vehicule automobile et procede de test du bon fonctionnement d'un module de serrure de cet ensemble
AUPQ750400A0 (en) 2000-05-15 2000-06-08 Energy Storage Systems Pty Ltd A power supply
US6504426B2 (en) 2001-03-28 2003-01-07 Guy Picha Methods and systems for power amplifying of signals
US6998822B2 (en) 2001-05-15 2006-02-14 Energy Storage Systems Pty Ltd Power supply for a pulsed load
US20020196110A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-26 Microlab, Inc. Reconfigurable power transistor using latching micromagnetic switches
US6700794B2 (en) * 2001-07-26 2004-03-02 Harris Corporation Decoupling capacitor closely coupled with integrated circuit
US6605921B2 (en) * 2001-08-31 2003-08-12 Denso Corporation Electric power supply system for engine starters
US6628107B1 (en) 2001-10-31 2003-09-30 Symbol Technologies, Inc. Power management for a portable electronic device
US7127228B2 (en) * 2001-12-07 2006-10-24 Acer Communications And Multimedia Inc. Portable electric device with power failure recovery and operation method thereof
US6680601B2 (en) 2002-05-31 2004-01-20 Telespree Communications Circuit and method for power mediation in electronic device
US20040036449A1 (en) * 2002-08-23 2004-02-26 Bean Heather N. Ultracapacitor-based power supply for an electronic device
WO2004021542A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-11 Energy Storage Systems Pty Ltd A power supply for a communications module that demands high power during predetermined periods
AU2002951291A0 (en) * 2002-09-09 2002-09-19 Energy Storage Systems Pty Ltd A power supply
US20060264188A1 (en) * 2003-08-29 2006-11-23 Pierre Mars Power supply for a communications module that demands high power during predetermined periods
CN101047334B (zh) * 2006-03-31 2010-10-13 深圳市朗科科技股份有限公司 用于手持发射设备的共用电源抗干扰供电方法及电路
US20070259629A1 (en) 2006-04-26 2007-11-08 Qualcomm Incorporated Duty cycling power scheme
EP2115848A4 (de) * 2007-02-14 2013-01-23 Rech Et Dev Everon Ca Inc System und verfahren zum wiederaufladen eines mobilen untertauchbaren geräts
US7723961B2 (en) * 2007-08-07 2010-05-25 Honeywell International Inc. MEMS based battery monitoring technical field
US7772721B2 (en) * 2007-10-03 2010-08-10 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for conserving energy stored in bypass capacitors during dynamic power collapse
US9019067B2 (en) 2010-12-30 2015-04-28 Sargent Manufacturing Company Electronic lock with power failure control circuit
US9825627B2 (en) * 2015-08-07 2017-11-21 Mediatek Inc. Apparatus for performing signal driving in an electronic device with aid of different types of decoupling capacitors for pre-driver and post-driver
CN108377097A (zh) * 2018-02-14 2018-08-07 南京舒尔斯科技有限公司 一种功放的辅助供电电路
DE102018205824B4 (de) * 2018-04-17 2019-10-31 Vega Grieshaber Kg Kondensatoranordnung mit spannungsabhängig schaltbaren Kondensatoreinheiten, Füllstandmessgerät sowie Stromversorgungseinheit mit dieser Kondensatoranordnung und Verwendung der Stromversorgungseinheit in einem Füllstandmessgerät, einem Durchflussmessgerät oder einem Grenzstandsensor.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4134253A1 (de) * 1990-10-22 1992-04-23 Vaillant Joh Gmbh & Co Netzausfallschaltung
DE4203829A1 (de) * 1992-02-10 1993-08-12 Siemens Nixdorf Inf Syst Gleichspannungs-speiseschaltung
DE4218852A1 (de) * 1992-06-09 1993-12-16 Bosch Gmbh Robert Stromversorgungsschaltung für ein Funkgerät
US5637413A (en) * 1995-10-16 1997-06-10 Motorola, Inc. Overvoltage disconnect circuit for lithium ion batteries
US5686813A (en) * 1996-05-30 1997-11-11 Houston Audio Manufacturing Company Limited Mobile phone battery pack with a power-saving function
EP0847124B1 (de) * 1996-12-05 2001-10-10 Alcatel Notstromversorgungseinrichtung zur provisorischen Stromversorgung im Falle eines Versagens der Hauptstromversorgung

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636741A (en) * 1985-11-01 1987-01-13 Motorola, Inc. Multi-level power amplifying circuitry for portable radio transceivers
JPH0683085B2 (ja) * 1986-03-26 1994-10-19 ソニー株式会社 送信機
JPH0650825B2 (ja) * 1988-01-29 1994-06-29 日本電気株式会社 無線電話装置
US5164652A (en) * 1989-04-21 1992-11-17 Motorola, Inc. Method and apparatus for determining battery type and modifying operating characteristics
US4926280A (en) * 1989-11-06 1990-05-15 Ncr Corporation Capacitor protection circuit for protecting storage capacitors in an electronic power supply
US5857151A (en) * 1990-05-04 1999-01-05 Nokia Mobile Phones Ltd. Radio unit for a telephone set with automatic adjustment of operating parameters based on a connected power module
JP3058923B2 (ja) * 1991-01-11 2000-07-04 株式会社東芝 無線電話装置アダプタ
JP2818508B2 (ja) * 1991-10-29 1998-10-30 日本電気株式会社 小形携帯用電子装置
JPH06252820A (ja) * 1993-02-26 1994-09-09 Sony Corp 電源回路とそれを用いた無線通信装置
US5423078A (en) * 1993-03-18 1995-06-06 Ericsson Ge Mobile Communications Inc. Dual mode power amplifier for analog and digital cellular telephones
US5914538A (en) * 1993-04-27 1999-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Communication apparatus and power supply device therefor
US5439756A (en) * 1994-02-28 1995-08-08 Motorola, Inc. Electrical energy storage device and method of charging and discharging same
US5615097A (en) * 1994-09-20 1997-03-25 Astec International, Ltd. Transient over voltage protection circuit for electrical power converters
EP0715480B1 (de) * 1994-11-29 2005-09-14 Nec Corporation Mobiles Funktelefon mit Diebstahlschutzfunktion
FR2728408B1 (fr) * 1994-12-20 1997-01-31 Alsthom Cge Alcatel Dispositif d'alimentation electrique notamment pour appareils portatifs
US5613229A (en) * 1995-05-17 1997-03-18 Motorola, Inc. Voltage and current mode power regulator
US5587250A (en) * 1995-09-27 1996-12-24 Motorola, Inc. Hybrid energy storage system
US5862493A (en) * 1996-03-13 1999-01-19 Motorola, Inc. External power source to main battery power sources switch
US5818125A (en) * 1996-10-09 1998-10-06 U S West, Inc. Secondary source of energy system for powering communications hardware and services and associated method
US5877564A (en) * 1997-02-18 1999-03-02 Nokia Mobile Phones Limited Mobile station voltage supply using level shift of base band operating voltages
US5925942A (en) * 1997-07-16 1999-07-20 Motorola, Inc. Power supply control apparatus and method suitable for use in an electronic device
US5943223A (en) * 1997-10-15 1999-08-24 Reliance Electric Industrial Company Electric switches for reducing on-state power loss

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4134253A1 (de) * 1990-10-22 1992-04-23 Vaillant Joh Gmbh & Co Netzausfallschaltung
DE4203829A1 (de) * 1992-02-10 1993-08-12 Siemens Nixdorf Inf Syst Gleichspannungs-speiseschaltung
DE4218852A1 (de) * 1992-06-09 1993-12-16 Bosch Gmbh Robert Stromversorgungsschaltung für ein Funkgerät
US5637413A (en) * 1995-10-16 1997-06-10 Motorola, Inc. Overvoltage disconnect circuit for lithium ion batteries
US5686813A (en) * 1996-05-30 1997-11-11 Houston Audio Manufacturing Company Limited Mobile phone battery pack with a power-saving function
EP0847124B1 (de) * 1996-12-05 2001-10-10 Alcatel Notstromversorgungseinrichtung zur provisorischen Stromversorgung im Falle eines Versagens der Hauptstromversorgung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061920A1 (de) * 2008-12-15 2010-06-17 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bereitstellung elektrischer Energie

Also Published As

Publication number Publication date
GB9827634D0 (en) 1999-02-10
DE19857540A1 (de) 1999-07-15
GB2332575A (en) 1999-06-23
US6097973A (en) 2000-08-01
CN1220567A (zh) 1999-06-23
GB2332575B (en) 2002-07-24
JPH11284543A (ja) 1999-10-15
BR9805421A (pt) 1999-11-16
GB2332575A9 (en)
CN1130094C (zh) 2003-12-03

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