專利名稱：智能設(shè)備和功率源交互的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及電氣設(shè)備及用于其的電力供應(yīng)器。
背景技術(shù)：
近年來，便攜式電氣設(shè)備已經(jīng)激增。數(shù)字照相機(jī)、媒體播放器、移動電話、以及全球 定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備是但僅僅是此趨勢的幾個示例。在很多情況下，這些設(shè)備配備有電源 適配器，該電源適配器將來自諸如交流(AC)電源線之類的功率源的功率轉(zhuǎn)換成所述設(shè)備 所使用的形式。 遺憾的是，電源適配器中的損耗會降低系統(tǒng)的能量效率。此問題由于電源適配器 常常被在延長的時間段內(nèi)連接到輸入功率源的事實(shí)而加劇。 在移動電話的普遍存在的情況下，例如，電話被連接到電源適配器，在此時，機(jī)載 充電器可以進(jìn)入激活充電模式，其中電池進(jìn)入完全充電狀態(tài)。如果電話未從電源適配器斷 開連接，則充電器可以進(jìn)入保持模式，其中使用來自適配器的功率來保持電池充電狀態(tài)。有 時，移動電話通常從適配器斷開連接且被根據(jù)需要使用。但是，充電器常常未從電源插座拔 出。 另一種趨勢已更加著重于能量效率。結(jié)果，制造商已設(shè)法例如通過使用相對更高 效的電氣部件和諸如開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器之類的電路配置來改善其電源適配器的能量效 率。在美國，這些努力已經(jīng)通過由美國環(huán)境保護(hù)局發(fā)布的EnergyStar⑧計(jì)劃而日益引人 注目。達(dá)到一定能量效率標(biāo)準(zhǔn)的那些產(chǎn)品可以獲得Energy Star資格并顯示EnergyStar 認(rèn)證標(biāo)志。參見例如具有電池充電系統(tǒng)的產(chǎn)品的Energy Star計(jì)劃要求(Energy Star Program Requirements for Products with BatteryCharging Systems)(草案2);單路輸 出式交流-直流和交流-交流外部電源的Energy Star計(jì)劃要求(Energy Star Program Requirementsfor Single Voltage External AC-DC and AC-AC Power Supplies)(草案 1.1)。 盡管如此，還有改進(jìn)的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面解決這些及其它問題。 根據(jù)第一方面， 一種電力供應(yīng)器包括功率轉(zhuǎn)換器和通信接口 。所述功率轉(zhuǎn)換器從 輸入功率源接收電功率，并向電氣設(shè)備供應(yīng)電功率。所述通信接口被配置用于與電氣設(shè)備 和電力供應(yīng)器的部件通信。 根據(jù)另一方面，一種裝置包括功率轉(zhuǎn)換器，其使用來自AC電源線的電功率來供應(yīng) 電功率，以便對二次電池充電。該裝置還包括功率轉(zhuǎn)換器斷開器，其根據(jù)二次電池的充電狀 態(tài)使功率轉(zhuǎn)換器的至少一部分從AC電源線斷開連接，以便在二次電池未被充電的時間期 間減少功率轉(zhuǎn)換器所消耗的功率。 根據(jù)另一方面， 一種電氣設(shè)備包括充電器，其使用來自電力供應(yīng)器的功率來對可
8再充電功率源進(jìn)行充電。該電氣設(shè)備還包括功率轉(zhuǎn)換器斷開請求器和暫時負(fù)載轉(zhuǎn)移器 (temporal load shifter)中的至少一個。 根據(jù)另一方面，一種裝置包括包含第一殼體的第一裝置部分、被所述第一殼體容 納的功率轉(zhuǎn)換器、以及第一電連接器。該裝置還包括包含第二殼體的第二人類便攜式裝置 部分、可再充電功率源接納區(qū)域、以及充電器和第二電連接器，所述充電器使用來自功率轉(zhuǎn) 換器的功率對所述接納區(qū)域中所接納的可再充電功率源充電，所述第二電連接器提供與所 述第一電連接器的可移除電連接。接收區(qū)域和充電器被所述第二殼體容納。所述裝置還包 括根據(jù)可再充電功率源的充電狀態(tài)使所述功率轉(zhuǎn)換器從輸入功率源斷開連接的功率轉(zhuǎn)換 器斷開器、暫時使充電器所呈現(xiàn)的電負(fù)載轉(zhuǎn)移的負(fù)載轉(zhuǎn)移器、確定第一設(shè)備部分的功率性 能的電力供應(yīng)器性能確定器、以及以優(yōu)先順序排列(prioritize)充電器所呈現(xiàn)的電負(fù)載 的負(fù)載優(yōu)先順序排列器(load prioritizer)中的至少一個。 根據(jù)另一方面，提供了一種使用包括功率轉(zhuǎn)換器和通信接口的電力供應(yīng)器的方 法。該方法包括使用所述功率轉(zhuǎn)換器來向第一電氣設(shè)備供應(yīng)電功率，并經(jīng)由所述通信接口 從所述第一 電氣設(shè)備接收第一信號。 閱讀并理解隨附說明后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明的其它方面。


在附圖的圖示中通過舉例來非限制性地說明本發(fā)明，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記 指示類似元件，并且在附圖中圖1A描繪功率源、電力供應(yīng)器、以及電氣設(shè)備。圖1B描繪現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器。圖2A 2D描繪電力供應(yīng)器。圖3A 3D描繪電氣設(shè)備。圖4A描繪電力供應(yīng)器和電氣設(shè)備；圖4B和4C描繪電力供應(yīng)器與設(shè)備之間的交互。圖5A描繪第一和第二電力供應(yīng)器和電氣設(shè)備；圖5B描繪設(shè)備與電力供應(yīng)器之間的交互。圖6A描繪電力供應(yīng)器和電氣設(shè)備；圖6B描繪電力供應(yīng)器與設(shè)備之間的交互。圖7A描繪電力供應(yīng)器和設(shè)備；圖7B描繪電力供應(yīng)器與設(shè)備之間的交互。圖8描繪電力供應(yīng)器與設(shè)備之間的交互。圖9描繪電力供應(yīng)器與設(shè)備之間的交互。
具體實(shí)施例方式
參照圖l，裝置100包括電力供應(yīng)器104和電動設(shè)備106。 電動設(shè)備106可以是由電功率供電的任何設(shè)備，包括但不限于被配置為用于消費(fèi) 者、商業(yè)、或工業(yè)環(huán)境中的設(shè)備。電動設(shè)備106的非限制性實(shí)例包括諸如蜂窩式或移動電 話、家用電器、無繩電話、應(yīng)答機(jī)、照明設(shè)備、音樂或媒體播放器、個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計(jì)算機(jī)、手持或筆記本計(jì)算機(jī)、光學(xué)條形碼或其它掃描儀、通信設(shè)備、全球定位系統(tǒng)(GPS) 設(shè)備、以及便攜式測試和測量設(shè)備之類的設(shè)備。然而，優(yōu)選地，電氣設(shè)備106被配置為人類 便攜式設(shè)備，其包括可由人類用戶攜帶或可在人類用戶的支配下以其他方式移動的殼體 107。 如所示，設(shè)備106包括連接器IIO，其經(jīng)由適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線或電纜向電力供應(yīng)器104或 (一個或多個)其它外部設(shè)備提供可移除的數(shù)據(jù)和電力連接。連接器iio還可以被配置為 包括多個連接器(例如在物理上分離的數(shù)據(jù)和電力連接器)。還可以通過(一個或多個) 相同的導(dǎo)線(例如使用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方案)或(一個或多個)適當(dāng)?shù)臒o線連接來傳輸功率和 數(shù)據(jù)。設(shè)備電路120執(zhí)行設(shè)備106的功能。 適當(dāng)?shù)臒o線連接的某些示例包括用于功率和/或數(shù)據(jù)的感應(yīng)式、射頻(RF)、光學(xué) 等且包括其組合，包括有線連接。例如，連接器iio可以采用感應(yīng)式連接用于功率傳輸并采 用光學(xué)連接用于數(shù)據(jù)。作為另一示例，連接器iio可以采用光學(xué)連接用于功率并采用導(dǎo)線
或電纜用于數(shù)據(jù)。 感應(yīng)式無線連接是借助于驅(qū)動導(dǎo)體(通常為線圈)中的電流的電路將電能轉(zhuǎn)換成 磁能場的連接。磁能從第一初級線圈輻射出。第二導(dǎo)體(通常為線圈)在接近初級線圈時 受到從初級線圈輻射出的磁場的影響。也就是說，初級線圈輻射至次級線圈的附近。結(jié)果， 變化的磁場感生在次級線圈中流動的電流，其可以由合適的電路來獲取，以用于立即使用 或存儲在諸如電池、電容器或電化學(xué)電容器之類的合適的電能存儲設(shè)備中。還可以使用感 應(yīng)式無線連接來通過以使得在感應(yīng)信號上編碼指令的方式調(diào)制感應(yīng)信號而發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)設(shè) 計(jì)用于感應(yīng)式無線連接的線圈時，繞組的尺寸、形狀、取向和數(shù)目是重要標(biāo)準(zhǔn)。
RF無線連接是借助于驅(qū)動RF發(fā)生器和廣播天線的電路將電能轉(zhuǎn)換成射頻能量 (RF)的連接。可以預(yù)期許多天線設(shè)計(jì)包括以寬輻射圖進(jìn)行輻射而覆蓋廣泛區(qū)域的那些。其 它應(yīng)用可以受益于輻射圖窄以避免干擾或允許更長的廣播范圍或接收機(jī)接收的更高功率 的天線方向圖。在RF無線連接的次級側(cè)，還需要RF接收機(jī)。RF接收機(jī)具有天線，其將從發(fā) 射機(jī)接收RF能量，并將其轉(zhuǎn)換成無線連接的次級部分中的可用信號能量。此無線連接可以 用來傳輸功率和/或數(shù)據(jù)或兩者。 光學(xué)無線連接是借助于光源將電能轉(zhuǎn)換成光能、光子的連接。發(fā)光二極管(LED) 是將電能轉(zhuǎn)換成光能的一個此類光源。還可以預(yù)期其它光能源包括白熾燈、熒光燈、鹵素 燈、金屬鹵化物燈等等。在這里，光學(xué)無線連接的次級側(cè)是將光能再轉(zhuǎn)換成電能。使用光電 二極管、諸如太陽能電池的光伏電池、或其它適當(dāng)器件來接收光能并將其再轉(zhuǎn)換成電能以 便用作功率源、數(shù)據(jù)信號或兩者。 在優(yōu)選實(shí)施例中，可以借助于導(dǎo)線或電纜來傳送電能，且可以借助于RF來傳送數(shù)
據(jù)。在另一實(shí)施例中，可以借助于無線感應(yīng)鏈路來傳送電功率，且借助于光學(xué)無線連接來傳
送數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)想根據(jù)應(yīng)用需要使用任何數(shù)目的組合。 在一個示例中，連接器110采用感應(yīng)能量作為用于接收功率的方法。在本示例中，
連接器10可以包括次級線圈(未示出)以無線地接收功率。 如下文將進(jìn)一步描述的那樣，設(shè)備106還可以包括諸如一個或多個二次(可再充 電)電池、電容器、電化學(xué)電容器、電容性能量儲存裝置等的、向設(shè)備電路120供應(yīng)工作功率 的可再充電功率源122，以及對存儲設(shè)備122充電的充電器124。同樣如下文將進(jìn)一步描述的那樣，所述設(shè)備還可以包括設(shè)備功率要求或其它信息128、斷開請求器130、負(fù)載轉(zhuǎn)移器 132、以及模式控制器134中的一個或多個。 同樣地被配置為人類便攜的且包括殼體103的電力供應(yīng)器104從諸如標(biāo)準(zhǔn) 120/240伏交流(VAC) 50/60赫茲(Hz)電源插座、諸如額定12伏直流(VDC)汽車電氣系統(tǒng) 之類的車輛電力系統(tǒng)、諸如太陽能或風(fēng)源之類的可再生能源、諸如彎曲(crank)或振動源 之類的機(jī)械源、紅外(IR)或熱源、電磁源、或其它電功率源之類的輸入功率源102接收電功 率。輸入功率源102通常包括諸如標(biāo)準(zhǔn)的墻上或其它電插座、12VDC電源插座等的電連接 器108，其允許將各種設(shè)備可移除地連接到功率源102。雖然電力供應(yīng)器104額定功率通常 是被設(shè)計(jì)為用該功率工作的( 一個或多個)電氣設(shè)備107的函數(shù)，但額定值通常在約2與 150瓦(W)之間的范圍內(nèi)，且常常朝向該范圍的下端。 電力供應(yīng)器104還包括諸如標(biāo)準(zhǔn)AC插頭、12VDC電源插頭等的輸入功率連接器 112，其配套地嚙合或以其他方式連接到輸入功率源102的連接器108。連接器112還可 以被配置為非接觸式或無線連接器，其采用無線功率和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ɑ蚴侄芜M(jìn)行連 接?？梢灶A(yù)期無線功率傳輸技術(shù)的各種方法包括但不限于感應(yīng)式、射頻(RF)、光學(xué)功率傳輸 或任何方法的組合。 在一個示例中，連接器112包括用于接收感應(yīng)功率的次級線圈。
功率轉(zhuǎn)換器105將來自輸入功率源102的功率轉(zhuǎn)換成設(shè)備106所需的電壓和/或 電流水平。同樣在所示實(shí)施例中，電力供應(yīng)器104包括連接到設(shè)備106的連接器110的連 接器114。雖然僅僅示出了單個連接器114和設(shè)備106，但應(yīng)理解的是，電力供應(yīng)器104可 以包括多個連接器114或以其他方式被配置為同時與多個設(shè)備連接。 連接器114還可以被配置為非接觸式或無線連接器，其采用無線功率和/或數(shù)據(jù) 傳輸、無線連接的方法或手段?？梢灶A(yù)期無線功率傳輸技術(shù)的各種方法包括但不限于感應(yīng) 式、射頻(RF)、光學(xué)功率傳輸或任何方法的組合。例如，在一個實(shí)施例中，無線功率傳輸技術(shù) 可以是與由光學(xué)無線連接提供的數(shù)據(jù)通信的感應(yīng)連接。 在一個示例中，連接器114采用用于提供功率的感應(yīng)能量。在本示例中，連接器 114包括初級線圈，以無線地提供功率。 適當(dāng)?shù)墓β兽D(zhuǎn)換器105的示例包括線性和開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器。線性功率轉(zhuǎn)換器 最適合用于AC輸入源102，且通常包括在輸入功率源102的頻率(例如在被配置為用標(biāo)準(zhǔn) AC電源插座工作的電力供應(yīng)器104的情況下為50/60Hz)下工作的輸入變壓器。開關(guān)模式 功率轉(zhuǎn)換器通常包括相對高速的半導(dǎo)體或在工作時連接到諸如感應(yīng)器或電容器之類的電 抗器的其它開關(guān)。 各種線性和開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器布局技術(shù)在本領(lǐng)域中是已知的，且可以基于特定 于應(yīng)用的要求來選擇。雖然線性功率轉(zhuǎn)換器趨向于簡單且穩(wěn)健，但它們也常常趨向于相 對體積大且低效。雖然更加復(fù)雜，但開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器一般比相似的線性功率轉(zhuǎn)換器 更小且更具有能量效率。此外，開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器一般更適合于在輸入功率源102是 直流(DC)源、或在電力供應(yīng)器104被設(shè)計(jì)為用多個功率源102(例如用120VAC/60Hz和 240VAC/50Hz系統(tǒng))工作的情況下使用。 在圖1B中示出包括閉環(huán)反饋控制的示例性開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的方框圖。如所 示，輸入整流器和/或?yàn)V波器150從諸如AC電源線之類的源接收輸入功率，且所述整流器的輸出被提供給充當(dāng)逆變器或斷路器的開關(guān)152。通常在大約幾十至幾百千赫(KHz)的切 換頻率下工作的斷路器與變壓器154的初級繞組電氣串聯(lián)連接，且(一個或多個)變壓器 次級繞組被連接到產(chǎn)生DC輸出信號的( 一個或多個)輸出整流器和/或( 一個或多個) 濾波器156。閉環(huán)控制器158控制斷路器152的操作以便調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓。
在感應(yīng)式無線連接的情況下，借助于通過改變來自初級線圈的磁場起作用的次級 線圈來接收功率。磁能在次級線圈中感生電流，其必須被次級電路捕獲。捕獲此能量的優(yōu) 選方法將是通過使用在工作時連接到諸如電感器或電容器之類的反應(yīng)器的、諸如二極管的 半導(dǎo)體，所述反應(yīng)器將充當(dāng)?shù)较惹八龅拈_關(guān)模式電力供應(yīng)器的其余部分的輸入級。
如下文將進(jìn)一步描述的那樣，電力供應(yīng)器104可以包括與連接的設(shè)備106通信的 通信接口 136、確定或以其他方式提供可表示電力供應(yīng)器104和/或所連接的功率源102的 功率性能的隨時間變化或靜態(tài)的信息的電力供應(yīng)器性能確定器138、在電力供應(yīng)器104被 配置為同時連接到多于一個的設(shè)備106的情況下以優(yōu)先順序排列提供給多個設(shè)備106的功 率的負(fù)載優(yōu)先順序排列器140、使呈遞給(presented to)電力供應(yīng)器104和/或所連接的 功率源102的負(fù)載轉(zhuǎn)移的負(fù)載轉(zhuǎn)移器142、以及選擇性地使功率轉(zhuǎn)換器105的至少一部分從 輸入功率源102斷開連接的功率轉(zhuǎn)換器斷開器144中的一個或多個。 現(xiàn)在將描述電力供應(yīng)器104和設(shè)備106的各種示例，應(yīng)理解的是，所描述的特征和 特征的組合是出于說明的目的而提供的，且本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀并理解本說明書后可 以對其進(jìn)行選擇或改變?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2A，電力供應(yīng)器202被配置為用于與所連接的設(shè)備106 進(jìn)行功率和數(shù)據(jù)通信。如所示，電力供應(yīng)器202包括電力供應(yīng)器性能確定器138、通信接口 136、以及功率轉(zhuǎn)換器105。 通信接口 136提供與所連接的設(shè)備106的單向或雙向通信。在一種實(shí)施方式中，通 信接口 136是通用串行總線(USB)接口，電力供應(yīng)器202充當(dāng)USB供電主機(jī)，且連接器114 是標(biāo)準(zhǔn)的USB連接器，通過其向所連接的設(shè)備106提供數(shù)據(jù)和功率。請注意，還可以預(yù)期其 它串行、并行、模擬和數(shù)字通信接口 106包括無線感應(yīng)式、包括但不限于WiFi、 Bluetooth、
ZibBee開放式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或其它專有、封閉式協(xié)議的射頻(RF)、RFID、光學(xué)、包括紅外(IR)等等。 電力供應(yīng)器性能確定器138確定或以其他方式提供可表示電力供應(yīng)器202和/或 輸入功率源102的性能的信息。在一個示例中，所述信息是描述電力供應(yīng)器202或功率源 102的電壓、電流、或額定功率的靜態(tài)信息。在另一實(shí)施例中，所述信息包括充當(dāng)電力供應(yīng)器 202性能的代理的型號或類似識別信息。 電力供應(yīng)器202性能及因此的性能信息也可以隨時間而變。例如，在電力供應(yīng)器 202從太陽能或風(fēng)源接收功率的情況下，可從功率轉(zhuǎn)換器105獲得的功率通常將根據(jù)諸如 入射光或風(fēng)速之類的因素而改變。 可以例如在設(shè)備106最初被連接到電力供應(yīng)器202時、在設(shè)備的工作期間不時地、 等等，經(jīng)由通信接口 206將所確定的電力供應(yīng)器性能傳送到所連接的設(shè)備106。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2B，第二示例性電力供應(yīng)器220被配置為與所連接的設(shè)備106進(jìn)行功 率通信。雖然電力供應(yīng)器包括功率轉(zhuǎn)換器105，但是其沒有通信接口。結(jié)果，電力供應(yīng)器220 不支持與包括通信能力的所連接的設(shè)備106的通信。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2C，第三示例性電力供應(yīng)器230被配置為與所連接的設(shè)備106進(jìn)行數(shù)據(jù)和功率通信。如所示，電力供應(yīng)器230包括功率轉(zhuǎn)換器105、通信接口 136、負(fù)載轉(zhuǎn)移器 142、以及功率轉(zhuǎn)換器斷開器144。 在某些情況下，可能期望使通過電力供應(yīng)器230呈遞給功率源102的電負(fù)載和所 連接的負(fù)載106從相對高的功率需求的時段(例如對于典型電網(wǎng)而言在午間)或有限的功 率可用性的時段(例如在太陽能功率源102的情況下在午夜)轉(zhuǎn)移到相對降低的需求或增 加的可用性的時段。為此，可以采用負(fù)載轉(zhuǎn)移器142來使設(shè)備106的操作從高的或峰值需 求或有限的功率可用性的時間推遲、提前、或以其他方式轉(zhuǎn)移至相對較低需求或較大功率 可用性的時間。例如，通過向設(shè)備106發(fā)送適當(dāng)?shù)拿詈?或信號，可以經(jīng)由通信接口 136 向和/或從所連接的設(shè)備106傳送關(guān)于期望的操作模式和/或負(fù)載轉(zhuǎn)移操作的信息。
電力供應(yīng)器230還可以包括實(shí)時或其它時鐘210、負(fù)載轉(zhuǎn)移時間表212、以及設(shè)備 操作模式信息214。負(fù)載轉(zhuǎn)移時間表212包括與負(fù)載轉(zhuǎn)移操作相關(guān)的期望的(一個或多個) 起始和結(jié)束時間或其它參數(shù)。操作模式信息214提供表示電力供應(yīng)器230被設(shè)計(jì)來操作的 ( 一個或多個)設(shè)備106的( 一個或多個)可能的操作模式的信息。 即使在功率轉(zhuǎn)換器105例如由于變壓器、開關(guān)裝置、反應(yīng)器、及其它實(shí)際組件的不 理想特性而(基本上)被卸載的情況下，功率轉(zhuǎn)換器105通常還從輸入功率源202吸取功 率。此功率通常以熱量的形式消耗，并降低系統(tǒng)能量效率。 功率轉(zhuǎn)換器斷開器144選擇性地使功率轉(zhuǎn)換器105從輸入功率源102斷開連接。 如所示，功率轉(zhuǎn)換器斷開器144在工作時連接到開關(guān)235，該開關(guān)235諸如是機(jī)電開關(guān)或繼 電器、半導(dǎo)體切換裝置等，其電串聯(lián)地位于輸入功率源102與功率轉(zhuǎn)換器105之間。
雖然被示為位于功率轉(zhuǎn)換器105的輸入處，但是開關(guān)235可以被集成到其上。在 一個此類示例中，開關(guān)235還是開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的逆變器或斷路器，且經(jīng)由適當(dāng)?shù)倪?輯或其它電路來選擇性地啟用或禁用開關(guān)235的操作，以便使功率轉(zhuǎn)換器105中的某些或 全部從輸入功率源102斷開連接。在另一示例中，開關(guān)235位于整流器和/或?yàn)V波器之后。 在不活動或負(fù)載減少的時間段期間，例如在當(dāng)處于低功率操作模式時可以根據(jù)設(shè)備106內(nèi) 部的電池或其它功率源工作的所連接的設(shè)備106的情況下、當(dāng)設(shè)備106的二次(可再充電) 電池或其它功率源被完全充電或以其他方式充分地充電時、當(dāng)設(shè)備106未連接到功率轉(zhuǎn)換 器105時，可以采用功率轉(zhuǎn)換器斷開器144來與負(fù)載轉(zhuǎn)移操作相配合(等等)自動地(即 在沒有用戶干預(yù)的情況下)減少電力供應(yīng)器230從功率源102吸取的功率。
電力供應(yīng)器230可以包括可再充電功率源236，其在功率轉(zhuǎn)換器電路105被禁用時 向功率轉(zhuǎn)換器230的期望部分提供功率。還可以從所連接的設(shè)備106或未被禁用的功率轉(zhuǎn) 換器電路105的一部分獲得工作功率。請注意，電力供應(yīng)器230還可以包括用戶操作的電 力開關(guān)238，其允許用戶手動地使電力供應(yīng)器230從輸入功率源102斷開連接。
在圖2D中示出被配置為與所連接的設(shè)備進(jìn)行功率和數(shù)據(jù)通信的電力供應(yīng)器240 的另一示例。如所示，電力供應(yīng)器240包括電池接納區(qū)域242，其被配置為接納一個或多個 一般為圓筒形的AAA、AA、C、D尺寸或其它適當(dāng)?shù)碾姵?。電池接點(diǎn)246實(shí)現(xiàn)與電池244端子的 電接觸。在一種實(shí)施方式中，電池244取代功率源102，在這種情況下可以省略連接器112。 在另一實(shí)施方式中，在功率損耗的情況下、如果電力供應(yīng)器240被拔出等等，則電池244供 應(yīng)電功率。雖然在圖2D中未明確示出，但應(yīng)理解的是，電力供應(yīng)器240還可以包括電力供 應(yīng)器性能信息138、負(fù)載轉(zhuǎn)移器142、功率轉(zhuǎn)換器斷開器144、或負(fù)載優(yōu)先順序排列器140中
13的一個或多個。 在圖3A中示出了被配置為與電力供應(yīng)器104進(jìn)行功率通信的第一示例性電動設(shè) 備302。如所示，設(shè)備302包括設(shè)備電路120、可再充電功率源122、充電器124、以及連接器 110。充電器124包括充電狀態(tài)檢測器，其例如通過測量電源電壓或電流、或在基于計(jì)時器 的充電器的情況下測量經(jīng)過的充電時間來檢測能量源的充電狀態(tài)。請注意，可以省略設(shè)備 電路120，且可以將設(shè)備302配置為電池充電器，在這種情況下，設(shè)備302通常包括電池接 納區(qū)域242和電池接點(diǎn)246，其與上文關(guān)于圖2D所述的那些類似，且被配置為接受要充電 的數(shù)目和(一個或多個)尺寸的電池。根據(jù)此類實(shí)施方式，電池通常被插入電池接納區(qū)域 242中以進(jìn)行充電，并被去除以供另一設(shè)備中使用。 由于設(shè)備302沒有通信接口，所以設(shè)備302不支持與包括通信能力的電力供應(yīng)器 104的通信。 在圖3B中示出被配置為與電力供應(yīng)器104進(jìn)行功率和數(shù)據(jù)通信的第二示例性電 動設(shè)備320。如所示，設(shè)備320包括連接器110、數(shù)據(jù)通信接口 322、設(shè)備電路120、設(shè)備要求 信息128、負(fù)載轉(zhuǎn)移器132、以及斷開請求器130。在設(shè)備電路120的電壓和/或電流要求不 同于所連接的電力供應(yīng)器104所提供的那些時，可以使用可選的功率轉(zhuǎn)換器來將來自電力 供應(yīng)器104的功率轉(zhuǎn)換成所需的電壓和/或電流水平。 負(fù)載轉(zhuǎn)移器132執(zhí)行暫時負(fù)載轉(zhuǎn)移操作，且可以與(一個或多個)機(jī)載時鐘、負(fù)載 轉(zhuǎn)移時間表、以及操作模式信息中的一個或多個相結(jié)合地操作。負(fù)載轉(zhuǎn)移器132使設(shè)備320 執(zhí)行負(fù)載轉(zhuǎn)移操作。在一個示例中，響應(yīng)于通過所連接的電力供應(yīng)器104經(jīng)由相應(yīng)的通信 接口傳送的請求來執(zhí)行負(fù)載轉(zhuǎn)移。在另一示例中，負(fù)載轉(zhuǎn)移操作由負(fù)載轉(zhuǎn)移器132發(fā)起，且 可選地被傳送到所連接的電力供應(yīng)器104。 斷開請求器130生成信號或其它請求，以使所連接的電力供應(yīng)器104的某些或全 部功率轉(zhuǎn)換器105從其輸入功率源102斷開連接。在一個示例中，當(dāng)設(shè)備電路120進(jìn)入不 活動狀態(tài)或模式時，產(chǎn)生斷開請求。如所示，在設(shè)備302沒有能量存儲設(shè)備的情況下，發(fā)起 斷開請求通常將使設(shè)備電路120斷電(de-power)。 在圖3C中示出被配置為與所連接的電力供應(yīng)器104進(jìn)行數(shù)據(jù)和功率通信的電動 設(shè)備340的另一示例。如所示，設(shè)備340包括充電器124、可再充電功率源122、以及設(shè)備電 路。設(shè)備340還包括通信接口 126、負(fù)載轉(zhuǎn)移器132、模式控制器134、以及斷開請求器130。
如所示，斷開請求器130在工作時連接到充電器124，例如以便在可再充電功率源 122被充分地或以其他方式適當(dāng)?shù)爻潆姇r，生成斷開請求。斷開請求器130還可以不時地生 成重新連接請求，例如以便保持存儲設(shè)備122充電狀態(tài)。 由于設(shè)備340包括能量儲存設(shè)備122，所以當(dāng)設(shè)備340從功率源104斷開連接時， 或在功率轉(zhuǎn)換器105從輸入功率源102斷開連接的情況下，設(shè)備電路120的至少一部分保 持基本功能。 模式控制器134控制設(shè)備電路120的操作模式。在一個示例中，模式控制器134 響應(yīng)于由所連接的電力供應(yīng)器104生成、且經(jīng)由相應(yīng)的通信接口傳送的信號來改變設(shè)備的 操作模式。在另一示例中，模式控制器134可以在設(shè)備未被連接到電力供應(yīng)器104時，將設(shè) 備電路120限制到相對低的功率或以其他方式受限的(一個或多個)操作模式。
在圖3D中示出電動設(shè)備350的另一示例。如所示，設(shè)備350包括連接器110和
14設(shè)備電路120。由于設(shè)備350不包括通信接口或能量存儲設(shè)備，所以設(shè)備350不支持與所 連接的電力供應(yīng)器104的數(shù)據(jù)通信，且通常在未被連接到電力供應(yīng)器104時是無功能的 (non-f皿ctional)。 各種電力供應(yīng)器202、220、230、240和電氣設(shè)備302、320、340、350可以形成一般能 共同操作的設(shè)備的族，再次請注意，上述特征和這些特征的組合是出于說明的目的而提出 的，且可以改變以適應(yīng)特定應(yīng)用的要求。從電氣設(shè)備的觀點(diǎn)來看，給定的電氣設(shè)備可以被配 置為采用電力供應(yīng)器202、220、230、240中的某些或全部來操作。從電力供應(yīng)器的觀點(diǎn)來 看，給定的電力供應(yīng)器可以被配置為采用電氣設(shè)備302、320、340、350中的某些或全部來操 作。根據(jù)此類實(shí)施方式，電力供應(yīng)器和電氣設(shè)備的連接器114、110優(yōu)選地在物理上可兼容， 且通信接口根據(jù)公共通信協(xié)議來操作。 在其連接之后，電力供應(yīng)器104和電氣設(shè)備106經(jīng)歷檢測和/或識別處理(例如 在具有USB接口的設(shè)備的情況下為列舉處理(enumeration process))，其中，具有通信接 口的那些設(shè)備設(shè)法識別其所連接到的設(shè)備并確定功率要求。在具有通信接口的設(shè)備被連接 到不包括通信接口的設(shè)備或以其他方式未被識別的設(shè)備的情況下，可通信的設(shè)備進(jìn)入默認(rèn) 或以其他方式預(yù)定義的操作模式。在兩個可通信的設(shè)備被連接的情況下，設(shè)備因此而相交 互。 現(xiàn)在將提出各種示例性交互，再次應(yīng)理解的是，不應(yīng)將示例理解為限制設(shè)備的類 型或配置和/或可能的交互。 首先轉(zhuǎn)到圖4A，電力供應(yīng)器402被配置為插入標(biāo)準(zhǔn)120VAC壁式或其它插座406中 的壁式插頭適配器，且電氣設(shè)備404是消費(fèi)者電子設(shè)備(諸如蜂窩式或移動電話)，其包括 可再充電電池。如所示，適配器402包括一般為矩形的棱柱殼體408，其具有從殼體408的 表面突出以便插入插座406中的標(biāo)準(zhǔn)AC電源插頭。位于電纜414的遠(yuǎn)端的連接器412可 移除地接合移動電話404的相應(yīng)連接器。 在第一示例中，如圖2B中所描述的那樣配置電力供應(yīng)器402，并如圖3A中所描述 的那樣配置設(shè)備404?，F(xiàn)在將參照圖4B來描述設(shè)備402、404交互，假設(shè)電力供應(yīng)器402已 被插入插座406中。在420處，連接電力供應(yīng)器402和設(shè)備404。在422處，使用來自電力 供應(yīng)器402的功率來對設(shè)備404電池充電。在424處，將設(shè)備斷開連接，并在步驟426操作 設(shè)備404。當(dāng)然，可以根據(jù)需要重復(fù)該過程。 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的那樣，前述內(nèi)容描述了壁式插頭適配器與移動電 話之間的傳統(tǒng)交互。雖然此類交互已被證明對于對設(shè)備404電池充電而言是有效的，但是 仍然有改進(jìn)的余地。例如，壁式插頭適配器402的功率轉(zhuǎn)換器電路105即使在移動電話404 的電池基本上充滿電之后仍然連接到電力線406，因此降低該布置的總體能量效率。如果提 供有電池的小電流充電，則其進(jìn)一步降低能量效率。此外，此類布置不支持諸如負(fù)載轉(zhuǎn)移的 操作。 在第二示例中，如圖2C中所描述的那樣配置壁式電力供應(yīng)器402，同時設(shè)備404包 括充電器124、可再充電功率源122、設(shè)備電路120、通信接口 126、以及斷開請求器130?，F(xiàn) 在將參照圖4C來描述包括電力供應(yīng)器斷開連接和重新連接操作的設(shè)備402、404交互，再次 假設(shè)電力供應(yīng)器402已被插入插座406中，但是功率轉(zhuǎn)換器105從AC電源線斷開連接。
在步驟430處，連接電力供應(yīng)器402和設(shè)備404。
在432處，設(shè)備經(jīng)歷檢測和/或識別過程432，例如以檢測其他的所連接的設(shè)備并 識別其性能。 在步驟434，將電力供應(yīng)器功率轉(zhuǎn)換器105連接到AC電源線。 在436處，電力供應(yīng)器402向設(shè)備404供應(yīng)功率，其中，所供應(yīng)的功率被用來對存
儲設(shè)備122充電。 例如通過監(jiān)測設(shè)備122電壓或電流、在基于計(jì)時器的充電器的情況下確定所經(jīng)歷 的充電時間等，來在437處確定存儲設(shè)備122的充電狀態(tài)。如果存儲設(shè)備122未被充分地 充電，則在步驟436處繼續(xù)充電過程。 如果存儲設(shè)備122被基本上或以其他方式充分地充電，則在步驟438處，使功率轉(zhuǎn) 換器電路105的至少一部分從AC電力線406斷開連接。在一個示例中，經(jīng)由設(shè)備的相應(yīng)通 信接口從設(shè)備404向電力供應(yīng)器402傳送斷開連接、充電完成、或其它適當(dāng)信號。請注意， 設(shè)備404可以被配置為即使電力供應(yīng)器402不包括通信接口或不支持功率轉(zhuǎn)換器斷開連 接操作，也傳送此類信號，在這種情況下，請求將不被重視。在另一示例中，充電狀態(tài)檢測器 被包括在電力供應(yīng)器402中，并相應(yīng)地使功率轉(zhuǎn)換器105斷開連接。 在步驟440處保持存儲設(shè)備122的充電狀態(tài)。例如，在步驟437中，可以如上所述 地確定充電狀態(tài)。如果需要維護(hù)或附加充電，則可以經(jīng)由通信接口向電力供應(yīng)器402傳送 連接、需要充電、或其它適當(dāng)信號。在由電力供應(yīng)器402監(jiān)測充電狀態(tài)的情況下，相應(yīng)地連 接功率轉(zhuǎn)換器105。過程返回到步驟434。 在442處，使設(shè)備404和電力供應(yīng)器402斷開連接，并在步驟444處操作設(shè)備404。 還請注意，可以檢測設(shè)備的連接斷開，并相應(yīng)地使功率轉(zhuǎn)換器斷開連接?？梢愿鶕?jù)需要重復(fù) 該過程。 如將認(rèn)識到的那樣，在不活動時間段期間(其中電氣設(shè)備404呈現(xiàn)相對低的負(fù)載) 或者在設(shè)備404未被連接到電力供應(yīng)器402的情況下使功率轉(zhuǎn)換器105斷開連接、并且根 據(jù)需要不時地重新連接功率轉(zhuǎn)換器有助于改善系統(tǒng)的總體能量效率。還應(yīng)理解的是，結(jié)合 除移動電話之外的設(shè)備、以及出于除保持電池充電狀態(tài)之外的目的而執(zhí)行的連接和重新連 接來使用該處理。因此，例如，設(shè)備404可以在相對低功率或睡眠模式與相對較高操作模式 之間交替，其中，相應(yīng)地使功率轉(zhuǎn)換器105斷開連接或重新連接。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5A，設(shè)備的示例性族包括第一電力供應(yīng)器502、第二電力供應(yīng)器504、 以及電氣設(shè)備506。如所示，第一電力供應(yīng)器502是與上文結(jié)合圖4A所述的壁式插頭適配 器類似的壁式插頭適配器。被配置為連接到諸如12VDC車輛電力系統(tǒng)的電源端口 508之類 的、具有相對較低功率性能的輸入功率源的第二電力供應(yīng)器504包括標(biāo)準(zhǔn)12VDC電力連接 器510和設(shè)備連接器512。 電氣設(shè)備506包括至少第一相對高功率操作模式和第二相對低功率操作模式。在 設(shè)備506被配置為或包括電池充電器的情況下，例如，電氣設(shè)備可以包括相對高功率快速 充電模式和相對低功率慢速充電模式。作為另一示例，照明設(shè)備可以包括高和低亮度模式。
在本示例中，如上文關(guān)于圖2A所描述的那樣來配置第一 502和第二 504電力供應(yīng) 器兩者，并且如關(guān)于圖3C所描述的那樣來配置電氣設(shè)備506?，F(xiàn)在將參照圖5B來描述設(shè)備 506與電力供應(yīng)器502、504之間的交互，包括性能確定和操作模式調(diào)整操作。
在步驟520處，連接電氣設(shè)備506和期望的電力供應(yīng)器502、504。
在522處，設(shè)備經(jīng)歷檢測和/或識別程序，以確定所連接的電力供應(yīng)器502、504和 /或其輸入功率源的性能。 在524處，設(shè)備506進(jìn)入與所確定的所連接的電力供應(yīng)器502、504的性能一致的
操作模式。在設(shè)備被連接到第一電力供應(yīng)器502的情況下，例如，設(shè)備進(jìn)入相對高功率的操
作模式。如果設(shè)備被連接到第二電力供應(yīng)器504，則設(shè)備506進(jìn)入低功率操作模式。 在526處，使電氣設(shè)備506和電力供應(yīng)器斷開連接。 在528處，根據(jù)需要來操作設(shè)備。再次地，可以根據(jù)需要重復(fù)該過程。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6A，如所示地連接示例性輸入功率源602、電力供應(yīng)器604、以及設(shè)備
606。出于本示例的目的，假設(shè)如圖2B所示地配置電力供應(yīng)器，且如圖3A所示地配置設(shè)備
606?，F(xiàn)在將參照圖6B來描述設(shè)備之間的示例性交互，其包括充電停止操作。 在608處，連接電力供應(yīng)器604和設(shè)備606。 在610處，所連接的設(shè)備經(jīng)歷檢測和/或識別程序。由于電力供應(yīng)器604不包括 通信接口，所以設(shè)備606將認(rèn)識到其被連接到不支持通信的電力供應(yīng)器604、并進(jìn)入適當(dāng)?shù)?默認(rèn)或以其他方式預(yù)定義的操作模式。在612處，使用來自電力供應(yīng)器604的功率來對設(shè)備606的電池充電。 在614處，確定電池充電狀態(tài)。如果電池未被充分地或以其他方式適當(dāng)?shù)爻潆?，則
處理繼續(xù)至步驟612。 如果電池被充電，則在616處停止充電，且處理返回到步驟614。 在618處，使設(shè)備606從電力供應(yīng)器604斷開連接，且可以在步驟618處根據(jù)需要
操作設(shè)備606。可以根據(jù)需要來重復(fù)該處理。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7A，示例性電力供應(yīng)器700包括太陽能電池或其它太陽能功率源702、 功率轉(zhuǎn)換器105、以及電力供應(yīng)器性能確定器138?；旧先鐖D3C所示地配置設(shè)備704。現(xiàn) 在將參照圖7B來描述設(shè)備700、704交互，包括動態(tài)功率性能確定和操作模式調(diào)整。 [owe]在710處，連接電力供應(yīng)器700和設(shè)備704。 在712處，檢測電力供應(yīng)器702的當(dāng)前(then-current)功率性能，并經(jīng)由相應(yīng)的 通信接口將當(dāng)前功率性能傳送到設(shè)備704。 在714處，設(shè)備704進(jìn)入與所傳送的性能相符的操作模式，且該過程繼續(xù)至步驟 712。 在716處，使設(shè)備704和電力供應(yīng)器706斷開連接，并在718處根據(jù)需要操作設(shè)備。 可以根據(jù)需要重復(fù)該過程。 在先前的示例中，將設(shè)備704描述為包括電力供應(yīng)器702所不支持的諸如負(fù)載轉(zhuǎn) 移器132和斷開請求器130之類的功能。在一種實(shí)施方式中，將設(shè)備702、704所支持的功 能確定為初始設(shè)備識別步驟的一部分，其中相應(yīng)地調(diào)整設(shè)備704的操作。在另一種實(shí)施方 式中，設(shè)備704不確定電力供應(yīng)器702所支持的功能，且設(shè)備704被配置為即使此類請求可 能未被電力供應(yīng)器702識別或遵循也呈現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)移、斷開連接、或其它請求。
出于另一示例的目的，假設(shè)如圖2C所述地配置電力供應(yīng)器，同時如圖3C所示地配 置設(shè)備。將參照圖8來描述包括負(fù)載轉(zhuǎn)移操作的電力供應(yīng)器_設(shè)備交互。
在802處，在物理上連接設(shè)備和電力供應(yīng)器。 例如通過參照負(fù)載轉(zhuǎn)移時間表、操作模式、被保持在電力供應(yīng)器和設(shè)備中的一者或兩者中的其它信息，來在804處確定負(fù)載轉(zhuǎn)移要求，其中，經(jīng)由相應(yīng)的通信接口來傳送期 望的負(fù)載轉(zhuǎn)移操作。 在806處，暫時轉(zhuǎn)移設(shè)備的操作。例如，可以使設(shè)備的期望操作延遲，直到輸入功
率源經(jīng)受相對低的功率需求的時刻為止。在設(shè)備是電池充電器的情況下，例如，在指定的高
或峰值需求時間段(例如對于典型AC電力系統(tǒng)而言在午間)期間，可以將所請求的充電操
作限制為相對慢的低功率模式，而在需求相對減少的時間段期間(例如夜間)可以允許所
請求的充電操作在相對較快的高功率模式下操作?？梢愿鶕?jù)需要重復(fù)該過程。 在包括能量源的電氣設(shè)備的情況下，還可以如分別在810和812處指示的那樣使
設(shè)備從電力供應(yīng)器斷開連接并根據(jù)需要對其進(jìn)行操作。 現(xiàn)在將參照圖9來描述包括負(fù)載優(yōu)先順序排列信息的示例性電力供應(yīng)器-設(shè)備交
互，假設(shè)電力供應(yīng)器被配置為同時連接到多于一個的設(shè)備。 在902處連接電力供應(yīng)器和第一設(shè)備。 在904處，電力供應(yīng)器和設(shè)備經(jīng)歷檢測和/或識別操作。舉例來說，可以經(jīng)由通過
設(shè)備的相應(yīng)通信接口傳送的信號將第一設(shè)備識別為包括可再充電電池的便攜式音樂播放
器。在906處，操作第一設(shè)備。 在908處，連接電力供應(yīng)器和第二設(shè)備。 在910處，電力供應(yīng)器和設(shè)備經(jīng)歷檢測和/或識別操作。舉例來說，可以經(jīng)由通過 設(shè)備的相應(yīng)通信接口傳送的信號將第二設(shè)備識別為還包括可再充電電池的便攜式應(yīng)急燈。
例如，在電力供應(yīng)器具有不足以同時為兩個設(shè)備供電的能力的情況下，通過應(yīng)用 可適用于各種設(shè)備的一組優(yōu)先級規(guī)則，來在912處以優(yōu)先順序排列設(shè)備。在這種情況下，優(yōu) 先級規(guī)則可規(guī)定應(yīng)急燈優(yōu)先于音樂播放器。 在914處，根據(jù)所確定的優(yōu)先級來操作設(shè)備。在第一示例中，電力供應(yīng)器可以使得 經(jīng)由設(shè)備的相應(yīng)通信接口將第一操作模式或優(yōu)先級信號傳送到應(yīng)急燈，以便使應(yīng)急燈的充 電器對應(yīng)急燈電池充電(或繼續(xù)充電)。根據(jù)第一示例，供電可以使得將第二操作模式或優(yōu) 先級信號傳送到音樂播放器，以便使應(yīng)急燈的充電器推遲音樂播放器電池的充電。在另一 示例中，電力供應(yīng)器例如通過限制施加于較低優(yōu)先級的設(shè)備的充電電壓或電流，來改變施 加于設(shè)備的充電能量。 已參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。當(dāng)然，在閱讀和理解前述說明之后，將想到修改 和變更。意圖在于將本發(fā)明理解為包括所有此類修改和變更，只要其在隨附權(quán)利要求的范 圍內(nèi)。
18
權(quán)利要求
一種電力供應(yīng)器，包括功率轉(zhuǎn)換器(105)，其接收電功率并將電功率供應(yīng)給電氣設(shè)備(107)；通信接口(136)，其被配置為與所述電氣設(shè)備和所述電力供應(yīng)器的組件通信。
2. 權(quán)利要求l的電力供應(yīng)器，還包括向所述功率轉(zhuǎn)換器供應(yīng)電功率的輸入功率源 (102)，其中，所述功率轉(zhuǎn)換器供應(yīng)用來對所述設(shè)備的可再充電功率源充電的功率，且所述 電力供應(yīng)器包括功率轉(zhuǎn)換器斷開器，該功率轉(zhuǎn)換器斷開器根據(jù)經(jīng)由所述通信接口從所述設(shè) 備接收到的信號、來使所述功率轉(zhuǎn)換器的至少一部分從所述輸入功率源斷開連接。
3. 權(quán)利要求2的電力供應(yīng)器，其中，所述信號指示所述可再充電功率源基本上被完全 充電，并且將所述功率轉(zhuǎn)換器的所述至少一部分從所述輸入功率源斷開連接減少了在可再 充電功率源未被充電的時間期間被所述功率轉(zhuǎn)換器消耗的功率。
4. 權(quán)利要求2或3的電力供應(yīng)器，其中，所述設(shè)備是便攜式的，以及所述功率轉(zhuǎn)換器斷 開器響應(yīng)于經(jīng)由所述通信接口從所述設(shè)備接收到的信號，將所述功率轉(zhuǎn)換器的所述至少一 部分連接到所述輸入功率源。
5. 權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)的電力供應(yīng)器，其中，所述電力供應(yīng)器包括被電氣地設(shè)置 在所述輸入功率源與所述功率轉(zhuǎn)換器之間的開關(guān)，并且其中，所述功率轉(zhuǎn)換器斷開器響應(yīng) 于所述信號打開所述開關(guān)。
6. 權(quán)利要求2的電力供應(yīng)器，其中，所述功率轉(zhuǎn)換器包括開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，所述開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括斷路器，且所述功率轉(zhuǎn)換器斷開器響應(yīng)于所述信號來禁用所述斷路 器的操作。
7. 權(quán)利要求1 3和6中任何一項(xiàng)的電力供應(yīng)器，其中，所述電力供應(yīng)器包括電源插頭 和殼體，所述功率轉(zhuǎn)換器和所述通信接口被設(shè)置在所述殼體中，且所述電源插頭從所述殼 體的表面突出，以便可移除地接合所述功率源的電源插座。
8. 權(quán)利要求1 3和6中任何一項(xiàng)的電力供應(yīng)器，其中，所述輸入功率源是電力系統(tǒng)， 該電力系統(tǒng)承受隨時間變化的功率需求，且所述電力供應(yīng)器包括負(fù)載轉(zhuǎn)移器，該負(fù)載轉(zhuǎn)移 器使由所述設(shè)備所呈現(xiàn)的電負(fù)載暫時從相對較高需求的時間轉(zhuǎn)移至相對較低需求的時間。
9. 權(quán)利要求8的電力供應(yīng)器，其中，所述負(fù)載轉(zhuǎn)移器從至少第一相對高功率操作模式 和第二相對低功率模式中選擇設(shè)備模式，并經(jīng)由所述通信接口向所述設(shè)備提供可表示所選 模式的信息。
10. 權(quán)利要求8的電力供應(yīng)器，其中，所述電力供應(yīng)器是壁式插頭適配器。
11. 權(quán)利要求1 3和6中任何一項(xiàng)的電力供應(yīng)器，其中，所述輸入功率源的特征在于 隨時間而變的功率輸出性能，所述功率轉(zhuǎn)換器的特征在于根據(jù)輸入功率源功率輸出性能 而變化的、隨時間而變的功率輸出性能，所述電力供應(yīng)器包括功率輸出性能確定器，該功率 輸出性能確定器生成可表示所述功率轉(zhuǎn)換器的功率輸出性能的、隨時間而變的輸出，并且 其中，不時地經(jīng)由所述通信接口將可表示所確定的性能的信息傳送給所述設(shè)備。
12. 權(quán)利要求ll的電力供應(yīng)器，其中，所述設(shè)備包括接納AAA、AA、C、或D尺寸二次電池 中的至少一個的電池接納區(qū)域，和對在所述電池接納區(qū)域中接納的電池充電的充電器，并 且其中，所述信息包括可表示期望的充電率的信息。
13. 權(quán)利要求ll的電力供應(yīng)器，其中，所述設(shè)備包括第一電連接器(110)、可再充電 功率源(122)、以及設(shè)備電路(120)，所述電力供應(yīng)器包括可移除地與第一連接器(110)連接的第二電連接器(114)，在第一和第二連接器被連接的時間期間，使用來自功率轉(zhuǎn)換器 (105)的功率來對所述可再充電功率源進(jìn)行充電，并且所述可再充電功率源在第一和第二 連接器被斷開連接的時間期間、為所述設(shè)備電路供電。
14. 權(quán)利要求1 3和6中任何一項(xiàng)的電力供應(yīng)器，其中，所述電力供應(yīng)器包括同時連 接到第一和第二設(shè)備的相應(yīng)連接器的第一和第二連接器，所述電力供應(yīng)器包括負(fù)載優(yōu)先順 序排列器，其以優(yōu)先順序排列由所述第一和第二設(shè)備所呈現(xiàn)的電負(fù)載，并且經(jīng)由所述通信 接口將可表示優(yōu)先級的信息提供給所述第一設(shè)備。
15. 權(quán)利要求14的電力供應(yīng)器，其中，所述負(fù)載優(yōu)先順序排列器使用經(jīng)由所述通信接 口從所述第一設(shè)備接收到的信息，來以優(yōu)先順序排列由所述第一和第二設(shè)備所呈現(xiàn)的所述 負(fù)載。
16. 權(quán)利要求14的電力供應(yīng)器，其中，所述第一設(shè)備包括對可再充電功率源充電的充 電器，且所述信息包括可表示期望的充電率的信息。
17. 權(quán)利要求1 3禾P 6中任何一項(xiàng)的電力供應(yīng)器，其中，經(jīng)由無線連接(114U10)供 應(yīng)電功率和所述通信。
18. 權(quán)利要求17的電力供應(yīng)器，其中，所述無線連接是感應(yīng)式連接。
19. 權(quán)利要求17的電力供應(yīng)器，其中，所接收到的電功率是經(jīng)由無線連接(112U08)的。
20. —種裝置，包括電力供應(yīng)器(104)，其具有第一連接器(114);設(shè)備(107)，其具有第二連接器(IIO)，該第二連接器被可移除地耦合到所述電力供應(yīng) 器(104)的第一連接器(114)，其中，經(jīng)由第一連接器(114)和第二連接器(110)在電力供 應(yīng)器(104)與設(shè)備(107)之間傳輸功率，且經(jīng)由第一連接器(114)和第二連接器(110)在 電力供應(yīng)器(104)與設(shè)備(107)之間通信；以及其中，電力供應(yīng)器(104)根據(jù)來自所述設(shè)備的數(shù)據(jù)向所述設(shè)備供應(yīng)功率。
21. 權(quán)利要求20的裝置，其中，所述設(shè)備(107)還包括可再充電功率源(122)。
22. 權(quán)利要求21的裝置，其中，所述設(shè)備(107)還包括用于對可再充電功率源(122)充 電的充電器(124)。
23. 權(quán)利要求20的裝置，還包括輸入功率源(102)，其具有向電力供應(yīng)器(104)供應(yīng)輸 入功率的第三連接器(103)。
24. 權(quán)利要求20的裝置，其中，經(jīng)由無線連接來傳輸功率。
25. 權(quán)利要求24的裝置，其中，經(jīng)由無線連接來通信。
26. 權(quán)利要求24和25中任何一項(xiàng)的裝置，其中，所述無線連接是感應(yīng)式的。
27. 權(quán)利要求24和25中任何一項(xiàng)的裝置，其中，所述無線連接是RF。
28. 權(quán)利要求24和25中任何一項(xiàng)的裝置，其中，所述無線連接是光學(xué)的。
29. —種裝置，包括功率轉(zhuǎn)換器，其使用來自AC電源線的電功率來供應(yīng)用于對二次電池充電的電功率； 功率轉(zhuǎn)換器斷開器，其根據(jù)所述二次電池的充電狀態(tài)、來使所述功率轉(zhuǎn)換器的至少一部分從所述AC電源線斷開連接，以便在所述二次電池未被充電的時間期間減少由所述功率轉(zhuǎn)換器損耗的功率。
30. 權(quán)利要求29的裝置，其中，所述二次電池是人類便攜式電氣設(shè)備的二次電池，所述 電力供應(yīng)器包括確定所述二次電池的充電狀態(tài)的充電狀態(tài)確定器，并且所述電力供應(yīng)器包 括電連接器，該電連接器提供所述電力供應(yīng)器與所述電氣設(shè)備之間的可移除電連接。
31. 權(quán)利要求29的裝置，其中，在所述二次電池基本上被完全充電時，所述功率轉(zhuǎn)換器 斷開器使所述功率轉(zhuǎn)換器的所述至少一部分從所述AC電源線斷開連接，并將所述功率轉(zhuǎn) 換器的所述至少一部分重新連接到所述AC電源線，以保持二次電池的充電狀態(tài)。
32. 權(quán)利要求29的裝置，其中，所述功率轉(zhuǎn)換器包括變壓器，且所述功率轉(zhuǎn)換器斷開器 使所述變壓器的初級繞組從所述AC電源線斷開連接，以便減少所述變壓器所損耗的功率。
33. 權(quán)利要求29至32中任何一項(xiàng)的裝置，包括充電器和電池接納區(qū)域，其中，所述充電 器對在所述電池接納區(qū)域中接納的二次電池充電，且所述二次電池被插入所述電池接納區(qū) 域中以便充電，并被從所述電池接納區(qū)域移除以便使用。
34. —種電氣設(shè)備，包括充電器，其使用來自電力供應(yīng)器的功率來對可再充電功率源充電； 功率轉(zhuǎn)換器斷開請求器和暫時負(fù)載轉(zhuǎn)移器中的至少一個。
35. 權(quán)利要求34的設(shè)備，其中，所述電氣設(shè)備包括通信接口、確定所述可再充電功率源 的充電狀態(tài)的充電狀態(tài)確定器、根據(jù)所確定的充電狀態(tài)來產(chǎn)生功率轉(zhuǎn)換器斷開請求的功率 轉(zhuǎn)換器斷開請求器，并且所述斷開請求被經(jīng)由所述通信接口傳送到所述電力供應(yīng)器。
36. 權(quán)利要求34的設(shè)備，其中，所述電力供應(yīng)器包括第一電連接器，所述設(shè)備包括所 述可再充電功率源、充電器、設(shè)備電路、以及第二電連接器，其中，在所述第一和第二連接器 被連接的時間期間，所述充電器使用來自所述電力供應(yīng)器的功率對所述可再充電功率源充 電，并且在所述第一和第二連接器未被連接的時間期間，所述設(shè)備電路使用來自所述功率 源的功率工作。
37. 權(quán)利要求34的設(shè)備，其中，所述電力供應(yīng)器包括功率轉(zhuǎn)換器，且在所述功率轉(zhuǎn)換器 從所述輸入功率源斷開連接時，所述可再充電功率源向所述電力供應(yīng)器供應(yīng)功率。
38. 權(quán)利要求34的設(shè)備，其中，所述電力供應(yīng)器從承受隨時間而變的功率需求的功率 源接收功率，所述設(shè)備包括設(shè)備電路、設(shè)備功率源、以及負(fù)載轉(zhuǎn)移器，并且其中，所述設(shè)備可 移除地連接到所述電力供應(yīng)器，以便與其進(jìn)行功率通信，在所述設(shè)備被連接到所述電力供 應(yīng)器的時間期間，所述負(fù)載轉(zhuǎn)移器暫時將由所述設(shè)備呈遞給所述電力供應(yīng)器的電負(fù)載轉(zhuǎn) 移，并且其中，在所述設(shè)備從所述電力供應(yīng)器斷開連接的時間期間，所述設(shè)備電路使用來自 所述設(shè)備功率源的功率工作。
39. 權(quán)利要求34 38中任何一項(xiàng)的設(shè)備，其中，所述電力供應(yīng)器從承受隨時間而變的 功率需求的功率源接收功率，所述設(shè)備包括充電器和負(fù)載轉(zhuǎn)移器，所述充電器使用來自所 述電力供應(yīng)器的功率來對可再充電功率源充電，并且所述負(fù)載轉(zhuǎn)移器將所述充電器所呈現(xiàn) 的電負(fù)載從相對高功率需求的時間轉(zhuǎn)移到相對低需求的時間。
40. 權(quán)利要求34 38中任何一項(xiàng)的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括測量設(shè)備、GPS設(shè)備、或 媒體播放器。
41. 權(quán)利要求22的設(shè)備，包括功率轉(zhuǎn)換器斷開請求器和暫時負(fù)載轉(zhuǎn)移器。
42. 權(quán)利要求34 38中任何一項(xiàng)的設(shè)備，其中，經(jīng)由無線連接來接收所使用的功率。
43. —種裝置，包括第一裝置部分，包括第一殼體；被所述第一殼體容納的功率轉(zhuǎn)換器；第一電連接器；第二便攜式裝置部分，包括第二殼體；可再充電功率源接納區(qū)域；充電器，其使用來自所述功率轉(zhuǎn)換器的功率、對在所述接納區(qū)域中接納的可再充電功率源充電，其中，所述接納區(qū)域和所述充電器被所述第二殼體容納；第二電連接器，其提供與所述第一電連接器的可移除電連接；根據(jù)可再充電功率源的充電狀態(tài)使所述功率轉(zhuǎn)換器從輸入功率源斷開連接的功率轉(zhuǎn)換器斷開器、暫時使充電器所呈現(xiàn)的電負(fù)載轉(zhuǎn)移的負(fù)載轉(zhuǎn)移器、確定第一設(shè)備部分的功率性能的電力供應(yīng)器性能確定器、以及以優(yōu)先順序排列所述充電器所呈現(xiàn)的電負(fù)載的負(fù)載優(yōu)先順序排列器中的至少一個。
44. 權(quán)利要求43的裝置，其中，所述第一裝置部分被配置為壁式插頭適配器。
45. 權(quán)利要求43的裝置，包括被所述第一殼體容納的功率轉(zhuǎn)換器斷開器。
46. 權(quán)利要求43的裝置，包括負(fù)載轉(zhuǎn)移器。
47. 權(quán)利要求43的裝置，其中，所述第一裝置部分包括第三電連接器和負(fù)載優(yōu)先順序排列器，其中，所述第三電連接器提供與第三人類便攜式電氣設(shè)備的電連接器的可移除電連接，且所述負(fù)載優(yōu)先順序排列器以優(yōu)先順序排列由所述第二裝置部分和所述第三電氣設(shè)備所呈現(xiàn)的電負(fù)載。
48. 權(quán)利要求43的裝置，其中，所述第二裝置部分是消費(fèi)者電氣設(shè)備。
49. 權(quán)利要求44的裝置，其中，所述第一裝置部分或所述第二裝置部分中只有一個包括通信接口 ，其被配置為與所述第一裝置部分或第二裝置部分中的另一個通信。
50. 權(quán)利要求44 48中任何一項(xiàng)的裝置，其中，所述第一裝置部分包括通信接口，以便與所述第二裝置無線地通信。
51. 權(quán)利要求44 48中任何一項(xiàng)的裝置，其中，經(jīng)由無線連接來接收來自所述功率轉(zhuǎn)換器的功率。
52. 權(quán)利要求51中任何一項(xiàng)的裝置，其中，所述無線連接是光學(xué)的。
53. 權(quán)利要求51的裝置，其中，所述無線連接是RF。
54. 權(quán)利要求51的裝置，其中，所述無線連接是感應(yīng)式的。
55. —種使用包括功率轉(zhuǎn)換器和通信接口的電力供應(yīng)器的方法，該方法包括使用所述功率轉(zhuǎn)換器來向第一電氣設(shè)備供應(yīng)電功率；經(jīng)由所述通信接口來從所述第一 電氣設(shè)備接收第一信號。
56. 權(quán)利要求55的方法，其中，所述電力供應(yīng)器被插入AC電源插座中，以便從AC功率源接收功率，且所述方法包括檢測設(shè)備；響應(yīng)于檢測所述設(shè)備，將所述功率轉(zhuǎn)換器的至少一部分連接到所述AC功率源。
57. 權(quán)利要求55的方法，其中，所述電力供應(yīng)器被插入AC電源插座中，以便從連接到所述插座的AC電源線接收功率，且所述方法包括在不拔出所述電力供應(yīng)器的情況下，響應(yīng)于接收到的信號使所述功率轉(zhuǎn)換器的至少一 部分從所述AC電源線斷開連接。
58. 權(quán)利要求55的方法，其中，所述電力供應(yīng)器被插入車輛電力系統(tǒng)的電源插座中，以 便從電力系統(tǒng)接收功率，且所述方法包括檢測所述電氣設(shè)備從所述電力供應(yīng)器斷開連接；響應(yīng)于所檢測到的斷開連接，且在不拔出所述電力供應(yīng)器的情況下，使所述功率轉(zhuǎn)換 器的輸入從所述電力系統(tǒng)斷開連接。
59. 權(quán)利要求55的方法，其中，所述電力供應(yīng)器被連接到輸入功率源，且所述方法包括使用來自所述功率轉(zhuǎn)換器的功率來對所述設(shè)備的可再充電功率源充電，從而使得所述 可再充電功率源基本上被完全充電；使所述功率轉(zhuǎn)換器的至少一部分從所述輸入功率源斷開連接；將功率轉(zhuǎn)換器的所述至少一部分重新連接到所述功率源，使用來自被重新連接的功率 轉(zhuǎn)換器的功率來對所述可再充電功率源充電，并使所述功率源的所述至少一部分從所述輸 入功率源斷開連接多次，以便保持所述可再充電功率源的充電狀態(tài)。
60. 權(quán)利要求55的方法，其中，所述功率轉(zhuǎn)換器從承受隨時間而變的需求的電功率源 接收功率，且所述方法包括確定期望的負(fù)載轉(zhuǎn)移；經(jīng)由所述通信接口來傳送可表示期望的負(fù)載轉(zhuǎn)移的信息； 對所述電氣設(shè)備所呈現(xiàn)的電負(fù)載進(jìn)行時間轉(zhuǎn)移。
61. 權(quán)利要求55的方法，其中，所述功率轉(zhuǎn)換器從具有隨時間而變的功率輸出性能的 太陽能功率源接收功率，且所述功率轉(zhuǎn)換器輸出性能根據(jù)所述太陽能功率源的、隨時間而 變的功率輸出性能而改變，該方法包括經(jīng)由所述通信接口來傳送可表示所述功率轉(zhuǎn)換器輸出性能的信息； 根據(jù)所傳送的信息來改變所述設(shè)備的可再充電功率源的充電率； 重復(fù)改變和傳送的步驟； 使所述設(shè)備從所述電力供應(yīng)器斷開連接； 將所述設(shè)備攜帶至遠(yuǎn)離所述電力供應(yīng)器的位置； 使用來自所述可再充電功率源的功率來操作所述設(shè)備。
62. 權(quán)利要求55的方法，其中，所述電力供應(yīng)器是壁式插頭適配器，且所述方法包括 從第二電氣設(shè)備接收第二信號，其中，所述第一和第二電氣設(shè)備被同時電連接到所述電力供應(yīng)器；使用所述第一信號來識別所述第一設(shè)備； 以優(yōu)先順序排列由所述第一和第二設(shè)備呈現(xiàn)的電負(fù)載。
63. 權(quán)利要求55的方法，包括從至少第一相對高功率操作模式與第二相對低功率模式中選擇模式； 經(jīng)由所述通信接口向所述第一設(shè)備發(fā)送可表示所選模式的信息。
64. 權(quán)利要求55至63中任何一項(xiàng)的方法，其中，無線地接收所述第一信號。
65.權(quán)利要求55至63中任何一項(xiàng)的方法，其中，無線地供應(yīng)電功率c
全文摘要
一種系統(tǒng)包括功率源(102)、電力供應(yīng)器(103)、和電氣設(shè)備(106)。電力供應(yīng)器(103)使用來自功率源(102)的功率來向電氣設(shè)備(106)供應(yīng)功率。設(shè)備執(zhí)行諸如功率轉(zhuǎn)換器斷開連接、負(fù)載轉(zhuǎn)移、電力供應(yīng)器性能確定、以及以優(yōu)先順序排列負(fù)載操作之類的操作中的一個或多個。
文檔編號H02J7/00GK101796703SQ200880105839
公開日2010年8月4日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者M·J·布蘭頓, P·F·霍夫曼 申請人:永備電池有限公司