用于零功率充電器控制的電子設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種充電器設(shè)施被配置成確定無負(fù)載的、與具有可再充電電池的電子設(shè)備斷開的狀態(tài)，并被配置成確定充電器與電子設(shè)備的連接狀態(tài)，在該狀態(tài)下再充電的電能可通過充電器被提供給電子設(shè)備。根據(jù)檢測(cè)到的充電器狀態(tài)來作出干線電源的自動(dòng)連接和斷開，以避免無負(fù)載狀態(tài)下的浪費(fèi)的能耗?？赏ㄟ^監(jiān)視與電子設(shè)備相聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線上的電壓來確定狀態(tài)檢測(cè)。
【專利說明】用于零功率充電器控制的電子設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、系統(tǒng)及方法 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001] 本申請(qǐng)要求2011年11月7日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)61/556, 577的權(quán)益，該臨 時(shí)申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明領(lǐng)域總體涉及當(dāng)不處于激活使用時(shí)最小化電子設(shè)施和設(shè)備的能耗的電子 控制，并更具體地涉及與便攜式電子設(shè)備一起使用的功率轉(zhuǎn)換器和充電器設(shè)備的電子控 制、系統(tǒng)和方法。
[0003] 由于多種原因，電能耗正越來越多地由居民和商業(yè)消費(fèi)者關(guān)注。近年來已作出許 多努力以提供在使用中消耗減少量電能的所有類型電子設(shè)施。這些設(shè)施在市場中已被很好 地接受并且對(duì)于電能的居民和商業(yè)消費(fèi)者兩者都是非常合需的。盡管在相比傳統(tǒng)設(shè)施提供 減少電能耗的電氣設(shè)施方面已取得很大的進(jìn)展，但仍然存在對(duì)進(jìn)一步能耗節(jié)省的渴求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 參照附圖描述了非限定和非窮盡實(shí)施例，其中相同的附圖標(biāo)記在各圖中表示相同 的部件，除非另有規(guī)定。
[0005] 圖1示意地示出包括與干線電源和便攜式電子設(shè)備相接的電池充電器設(shè)施的示 例性系統(tǒng)，該電池充電器設(shè)施包括用于充電器設(shè)施的控制元件，該充電元件提供充電器狀 態(tài)檢測(cè)和當(dāng)不需要電池充電時(shí)與干線電源的斷開。
[0006] 圖2進(jìn)一步示意地示出圖1所示的充電器設(shè)施的第一示例性實(shí)現(xiàn)。
[0007] 圖3是示出用于圖2所示的示例性充電器設(shè)施的充電器狀態(tài)檢測(cè)的示例性電壓相 對(duì)于時(shí)間標(biāo)繪圖。
[0008] 圖4示意地示出一示例性充電器設(shè)施的一個(gè)替代實(shí)施例。
[0009] 圖5是示出用于圖4所示的充電器設(shè)施的充電器狀態(tài)檢測(cè)的第一示例性電壓相對(duì) 于時(shí)間標(biāo)繪圖。
[0010] 圖6是示出用于圖4所示的充電器設(shè)施的充電器狀態(tài)檢測(cè)的第二示例性電壓相對(duì) 于時(shí)間標(biāo)繪圖。
[0011] 圖7不意地不出一不例性充電器設(shè)施的一個(gè)替代實(shí)施例。
[0012] 圖8是示出用于圖7所示的充電器設(shè)施的充電器狀態(tài)檢測(cè)的第一示例性電壓相對(duì) 于時(shí)間標(biāo)繪圖。
[0013] 圖9示意地示出一示例性充電器設(shè)施的一個(gè)替代實(shí)施例。
[0014] 圖10是示出用于圖9所示的充電器設(shè)施的充電器狀態(tài)檢測(cè)的第一示例性電壓相 對(duì)于時(shí)間標(biāo)繪圖。
[0015] 圖11示出充電器設(shè)施的第一示例性狀態(tài)檢測(cè)算法。
[0016] 圖12示出充電器設(shè)施的第二示例性狀態(tài)檢測(cè)算法。
[0017] 圖13示出包括用于電氣設(shè)施的狀態(tài)檢測(cè)特征的壁式插座的一個(gè)實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 多種便攜式或移動(dòng)電子設(shè)備是已知的并且廣泛使用的。這些便攜式或移動(dòng)電子設(shè) 備包括下列設(shè)備，例如蜂窩電話、智能電話、筆記本或膝上計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、便攜式DVD 播放機(jī)、音頻和視頻媒體娛樂設(shè)備、電子閱讀器設(shè)備、便攜式游戲設(shè)備、便攜式全球定位系 統(tǒng)（GPS)設(shè)備、數(shù)字相機(jī)設(shè)備以及錄像機(jī)及其它。這些設(shè)備能方便地被世界上無數(shù)消費(fèi)者 電子設(shè)備用戶享用并且是非常合需的。
[0019] 這些便攜式電子設(shè)備一般是輕量的并且相對(duì)小的手持設(shè)備，它們易于從一個(gè)地方 移動(dòng)到另一地方。這些便攜式電子設(shè)備一般包括內(nèi)部或機(jī)載可充電電池電源。由于機(jī)載電 源，不再需要電源線等以運(yùn)作該設(shè)備，并且設(shè)備可獨(dú)立于外部電源的任何位置而充分地工 作與機(jī)載電源的能量存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的有限時(shí)間。該有限時(shí)間可根據(jù)設(shè)備的實(shí)際用途而改變。
[0020] 有時(shí)被稱為充電器的功率適配器或轉(zhuǎn)換器可供這些便攜式電子設(shè)備使用。充電器 包括將便攜式電子設(shè)備與外部電源互連的電源線。這些充電可例如將來自外部電源（市電 或居民干線電源）的AC電功率例如經(jīng)由傳統(tǒng)電源插座轉(zhuǎn)換成提供給電子設(shè)備的適當(dāng)DC功 率。又如，轉(zhuǎn)換器可將來自高電壓外部DC電源（例如汽車電池功率系統(tǒng)）的電功率轉(zhuǎn)換成 適當(dāng)?shù)腄C功率以運(yùn)作電子設(shè)備。當(dāng)便攜式電子設(shè)備經(jīng)由充電器和關(guān)聯(lián)的線連接至這些外 部電源時(shí)，通過充電器來自外部電源的功率可供使用以對(duì)設(shè)備的電池再充電和/或以其它 方式經(jīng)由外部電源向設(shè)備供電。
[0021] 許多消費(fèi)者傾向于將這些設(shè)備的充電器插入相應(yīng)的壁式插座并使它們保持插入 狀態(tài)，不管充電器是否實(shí)際連接至便攜式電子設(shè)備和被使用。其中充電器不經(jīng)由壁式插座 連接至干線電源（但對(duì)便攜式電子設(shè)備卻非如此）的情況有時(shí)被稱為充電器的無載狀態(tài)或 無載條件。
[0022] 許多消費(fèi)者未曾意識(shí)到傳統(tǒng)的充電器設(shè)施當(dāng)連接或插入到外部電源時(shí)會(huì)在無載 狀態(tài)下持續(xù)消耗電力。換句話說，如果保持插入在外部電源中，傳統(tǒng)充電器將工作以轉(zhuǎn)換功 率，并因此消耗功率，即使當(dāng)便攜式設(shè)備不連接至充電器時(shí)也是如此。無載狀態(tài)下的這種能 耗是無益的。它單純是浪費(fèi)電力，并且根據(jù)一些最糟糕類型的浪費(fèi)電力，因?yàn)檫@是完全可以 避免的、非常常見的并且是經(jīng)常被忽略的。
[0023] 傳統(tǒng)充電器設(shè)備也傾向于使用比所需要的更多的能量來對(duì)便攜式電子設(shè)備的電 池（或多個(gè)電池）充電。這是因?yàn)槌潆娖饕话惚葘?shí)際需要工作更長的時(shí)段以對(duì)設(shè)備的電池 充電。許多消費(fèi)者可能不知道許多類型的充電器即使在已達(dá)成對(duì)電子設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè) 電池完全充電之后也會(huì)繼續(xù)汲取功率。在一些情形下，提供指示燈之類的裝置以向用戶指 示何時(shí)電池充電完畢，但只有細(xì)心的消費(fèi)者才會(huì)緊密地監(jiān)視電池充電并對(duì)于這些指示作出 迅速反應(yīng)。
[0024] 此外，多數(shù)便攜式電子設(shè)備如今在不主動(dòng)使用時(shí)進(jìn)入低功率狀態(tài)，也稱閑置狀態(tài)。 這些閑置狀態(tài)被提供以節(jié)省電池功率并允許設(shè)備在必須對(duì)電池再次充電前更長時(shí)間的使 用。在許多情形下，當(dāng)進(jìn)入這種閑置狀態(tài)時(shí)，電子設(shè)備對(duì)于觀察者看上去是掉電的和自動(dòng)切 斷的。然而，設(shè)備經(jīng)常在閑置狀態(tài)下永遠(yuǎn)不會(huì)真正地"切斷"。這對(duì)于許多消費(fèi)者來說也許 是違背直覺的，并由于上述問題而變得更糟糕，因?yàn)樵谠O(shè)備連接至充電器的同時(shí)可能進(jìn)入 閑置狀態(tài)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，處于閑置狀態(tài)下的電子設(shè)備將經(jīng)由充電器消耗來自外部電 源的功率（如果連接著）。
[0025] 許多消費(fèi)者如今可能擁有多個(gè)便攜式電子設(shè)備并也可擁有他們的便攜式電子設(shè) 備的多個(gè)充電器。對(duì)于其中每個(gè)家庭成員擁有一個(gè)或多個(gè)設(shè)備和充電器的家庭來說，這些 設(shè)備和充電器中有許多在不用于充電時(shí)仍保持插入在外部電源中，問題成倍增大。這些便 攜式電子設(shè)備的商業(yè)用戶的增長在許多情形下已導(dǎo)致消費(fèi)者擁有一個(gè)以上的充電器并將 它們保持在不同的位置（例如在家或在工作場所），并且充電器經(jīng)常是插入的。當(dāng)旅行時(shí)， 消費(fèi)者已知會(huì)隨身攜帶他們的充電器并在睡覺時(shí)將充電器插入并對(duì)他們的電子設(shè)備充電。
[0026] 根據(jù)一些報(bào)告，典型家庭每年10% -15%的典型電能耗可以歸結(jié)到當(dāng)處于閑置狀 態(tài)、待機(jī)狀態(tài)或無載狀態(tài)（在充電器設(shè)施的場合下）由電子設(shè)備和設(shè)施消耗的功率。因此 這些家庭每年可能花費(fèi)幾百美元以對(duì)不處于主動(dòng)使用的各種電子設(shè)施和設(shè)備供電。這種功 耗有時(shí)被稱為"吸血鬼功率"，既因?yàn)樗鼘?duì)許多消費(fèi)者而言是不知情的又因?yàn)槠浔举|(zhì)是消極 寄生的。由于消費(fèi)者電子設(shè)備似乎永不停止的增長，這些問題正變得越來與引人關(guān)注。對(duì) 于典型家庭，歸因于吸血鬼功率問題的電子設(shè)備和設(shè)施的數(shù)目很可能隨時(shí)間而增長，并這 些問題很同樣可能隨時(shí)間而增長。
[0027] 盡管已作出努力來教育和通知能量消費(fèi)者這些問題，但所提供的最典型補(bǔ)救措施 是建議消費(fèi)者在實(shí)際不使用時(shí)拔去他們的電子設(shè)備和設(shè)施（包括充電器）以避免浪費(fèi)的能 耗。然而，對(duì)于多數(shù)消費(fèi)者來說，這是不方便的，并且在一些情形下是不切實(shí)際的建議。
[0028] 因?yàn)槎喾N原因，電插座不是一直容易訪問的，因此在某些位置單單插入設(shè)施設(shè)備 (包括但不限于充電器）就可能是難題。在這些情形下，一旦充電器設(shè)備已被插入到電源 插座中，則用戶將其拔去的動(dòng)機(jī)是最小的。事實(shí)上，對(duì)于急切的消費(fèi)者電子設(shè)備用戶，僅僅 找到足夠的插座以對(duì)他們的設(shè)備進(jìn)行充電就可能是難題，尤其是旅行時(shí)。另外，尤其對(duì)于需 要頻繁充電的頻繁使用的便攜式電子設(shè)備來說，許多消費(fèi)者將他們的充電器插入在方便的 位置并使這些充電器就這樣插著更為方便，而不是每次使用時(shí)插入再拔去這些充電器。對(duì) 于具有生理缺陷的一些消費(fèi)者而言，他們也許不能插入和拔去充電器設(shè)備以節(jié)能，即便他 們想那樣做。最終，當(dāng)然有一部分人群僅僅是不知道吸血鬼功耗問題，不完全了解它或重視 它，或者已簡單地選擇忽視它。
[0029] 適配器和充電器可供使用以從車輛電氣系統(tǒng)向便攜式電子設(shè)備供電，這種情形具 有相同的問題和結(jié)果。當(dāng)今的現(xiàn)代車輛典型地提供有遍及車輛分布的許多電源插座，以在 車輛中的許多位置適應(yīng)很多數(shù)量的這類便攜式電子設(shè)備。然而，許多車輛擁有者已遇上死 電池情況，這是由于所連接的便攜式電子設(shè)備在車輛熄火停車一段時(shí)間時(shí)耗盡車輛電池。 這種驚詫當(dāng)然是不受歡迎的，并且這是其中許多消費(fèi)者無法知道便攜式設(shè)備和/或其充電 器或適配器實(shí)際如何運(yùn)作的另一領(lǐng)域。由于一些類型的便攜式電子設(shè)備（當(dāng)與它們?cè)谲囕v 中的充電器/適配器一起使用時(shí)）被設(shè)計(jì)成識(shí)別何時(shí)點(diǎn)火已被切斷并使它們本身功率降低 以最小化耗盡車輛電池的任何機(jī)會(huì)，這種困惑也許只會(huì)增加。盡管一些設(shè)備當(dāng)然以這樣一 種方式高效地發(fā)揮作用，但不是所有設(shè)備都能這樣并且問題仍然存在。
[0030] 同樣，現(xiàn)代車輛可包括智能特征以斷開設(shè)備以防止車輛電池被耗盡。所連接的設(shè) 備例如在車輛點(diǎn)火被切斷后的某一時(shí)間段之后可自動(dòng)地?cái)嚅_。然而，這些特征一般由車輛 的用戶有意或無意地接通或切斷。因此，這些困惑和問題仍然可能發(fā)生，這可能挫敗甚至非 常良好設(shè)計(jì)的車輛系統(tǒng)特征以防止對(duì)車輛電池的不經(jīng)意電能耗盡。
[0031] 盡管已提出多種系統(tǒng)和方法以抵銷多種應(yīng)用中描述類型的浪費(fèi)的能耗，然而相信 沒有任何一種系統(tǒng)和方法提供了一種簡單、實(shí)用、方便和可負(fù)擔(dān)的解決方案。相反，被設(shè)計(jì) 成解決這些問題的已有系統(tǒng)和方法被認(rèn)為是復(fù)雜的、不必要地昂貴的、不切實(shí)際的或不方 便的，并且受人為錯(cuò)誤的影響。
[0032] 下面描述示例性電子設(shè)備和設(shè)施控制、系統(tǒng)和方法，以當(dāng)處于無載狀態(tài)時(shí)自動(dòng)地 將充電器設(shè)施從外部電源（例如AC干線電源或車輛電池）斷開。因而，充電器設(shè)施可檢測(cè) 無載狀態(tài)并將其本身與外部電源斷開。結(jié)果，充電設(shè)備可保持插入到與外部電源相聯(lián)的電 源插座，而不會(huì)在無載狀態(tài)下不必要地消耗功率。
[0033] 如下文中描述的，充電器設(shè)施可智能地檢測(cè)充電器設(shè)施是否連接至（或不連接 至）便攜式電子設(shè)備，并且當(dāng)充電器與便攜式電子設(shè)備斷開時(shí)，充電器自動(dòng)地切斷并與外 部電源斷開以使其不再浪費(fèi)地消耗功率。此外，充電器應(yīng)用可智能地檢測(cè)合適它再連接至 便攜式電子設(shè)備，并當(dāng)充電器設(shè)施的使用是要求的或合需的時(shí)相應(yīng)地再連接至干線電源。 該連接和再連接是以相對(duì)簡單和低成本的方式提供的。
[0034] 實(shí)現(xiàn)在基于處理器的控制中，該創(chuàng)新性控制、系統(tǒng)和方法消除了充電器設(shè)備的浪 費(fèi)的無載功耗，并同時(shí)省去了從干線電源拔去電子設(shè)備或設(shè)施的任何需要。電子設(shè)備的用 戶可像以前那樣繼續(xù)方便地使用充電器，并且不需要將它們拔去，同時(shí)仍然取得大量的節(jié) 能。前述任何電子設(shè)備和設(shè)施可能是有益的，并帶來其它效果。本文描述的設(shè)備和應(yīng)用僅 為示例性的，并且為解說而非限定目的提供。展現(xiàn)出與前述那些內(nèi)容相同的節(jié)能問題的任 何電子設(shè)施或設(shè)備可從所披露的創(chuàng)新性理念獲益，不管是否專門在本公開中提到過。
[0035] 下文中描述運(yùn)作諸如充電器設(shè)施或充電器設(shè)備的電子設(shè)備的控制、系統(tǒng)和方法， 其中設(shè)備檢測(cè)它是否連接至便攜式電子設(shè)備，并基于這些檢測(cè)智能地使充電器與外部電源 連接或斷開，以使它不消耗來自外部電源的任何功率。充電設(shè)備和方法的示例性實(shí)施例在 所披露的例子中特別針對(duì)能夠通過標(biāo)準(zhǔn)電線向便攜式設(shè)備提供充電功率的電池充電器，所 述標(biāo)準(zhǔn)電纜經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化輸入連接至便攜式設(shè)備，盡管其它變例也是可能的。例如，下面描述 的智能充電特征可替代地集成到壁式插座或車輛電池系統(tǒng)中的電源插口中，以提供關(guān)于壁 式插座或電源插口是否連接至電子設(shè)備或另一功率接收設(shè)備的情報(bào)并避免浪費(fèi)的功耗。
[0036] 在構(gòu)思的實(shí)施例中，當(dāng)經(jīng)由充電器的電池充電不需要時(shí)，電池充電器專門地將其 本身與外部電源（在本文中有時(shí)稱其為干線電源）斷開。這是經(jīng)由對(duì)控制輸入的主動(dòng)監(jiān)視 來完成的，該主動(dòng)監(jiān)視指示何時(shí)需要（或不需要）充電功率以使電池充電器設(shè)施可按照需 要與干線電源斷開或再連接。為了討論目的，當(dāng)便攜式設(shè)備使用與便攜式設(shè)備兼容的標(biāo)準(zhǔn) 充電電纜或電線連接至電池充電器時(shí)，充電功率是需要的或要求的。經(jīng)由對(duì)出現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)電 纜中的信號(hào)線中的至少一個(gè)信號(hào)線的監(jiān)視，并專門通過監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線的電壓并檢 測(cè)電壓的變化，能可靠地檢測(cè)到標(biāo)準(zhǔn)電纜與便攜式電子設(shè)備的連接和斷開。這種對(duì)于充電 器的狀態(tài)檢測(cè)可被利用作為充電器控制與干線電源斷開或再連接的基礎(chǔ)。
[0037] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，其示出包括充電器設(shè)施100的系統(tǒng)。充電器設(shè)施100將外部干線電 源102與便攜式電子設(shè)備104相接和互連。
[0038] 所示出例子中的充電器設(shè)施100包括：可經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化插座連接至干線電源102的 插頭106 ;控制電路108 ;電纜或電線110 ;以及經(jīng)由設(shè)置在電子設(shè)備104上的匹配連接器與 便攜式電子設(shè)備104建立電連接的連接器112。替代地，控制電路可經(jīng)由壁式插座或電源插 口集成到電源中，它可被適配成直接地接納電纜110,該電纜110向電子設(shè)備104供電。也 就是說，壁式插座可例如配置有通用串行總線（USB端口）或其它接口以建立與干線電源的 直接連接，而不一定牽涉到中間插頭106。在這一實(shí)施例中，下文描述的任何功率轉(zhuǎn)換和監(jiān) 視可整合到壁式插座或電源插口中。然而，不管是作為具有插頭106的傳統(tǒng)適配器提供，還 是作為智能電源插座或插口提供，控制特征以下面結(jié)合各示例性實(shí)施例描述的相同方式工 作。
[0039] 根據(jù)下文描述的充電器設(shè)施100的檢測(cè)狀態(tài)，控制電路108可使其本身與干線電 源102斷開和電氣隔離，并當(dāng)需要充電功率時(shí)再連接至干線電源102。也就是說，控制電路 108可智能地判斷是否需要（或不需要）來自外部干線電源102的功率以對(duì)便攜式電子設(shè) 備104的內(nèi)部或機(jī)載電池電源114充電，并由此當(dāng)充電器100不被電子設(shè)備104需要時(shí)無 浪費(fèi)功率地運(yùn)作充電器設(shè)施100。充電器100因此有時(shí)被稱為零功率充電器，因?yàn)樗谂c干 線電源100斷開時(shí)不消耗功率。
[0040] 干線電源102例如可提供對(duì)家庭電力系統(tǒng)常見的例如120V，60Hz單相電力的交 流（AC)干線電壓，盡管其它類型的AC供電可運(yùn)作在不同電壓、不同頻率或具有多個(gè)數(shù)量的 相。也認(rèn)識(shí)到，干線電源102或者可以是例如12V-15V的直流（DC)電源，例如車輛電氣功 率系統(tǒng)的存儲(chǔ)電池或多個(gè)電池。在車輛系統(tǒng)中，與干線電源102對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)電池可 以是干線電源系統(tǒng)的一部分，或者是運(yùn)作車輛的附件和輔助應(yīng)用的輔助電源系統(tǒng)。盡管圖1 中示出了一種類型的接口插頭106,然而要理解，不同配置的接口插頭是必要的，以將充電 器100和干線電源102連接至多種類型的AC和DC干線電源。這些接口插頭一般是已知的 并且在本文中不再進(jìn)一步描述。
[0041] 在車輛和連接至車輛電氣系統(tǒng)的多種電子設(shè)備和設(shè)施的背景下，車輛在各示例性 實(shí)施例中可以是載客車輛（例如設(shè)計(jì)成道路使用的摩托車、汽車、卡車和公共汽車）、商用 車（例如拖拉機(jī)拖車、郵車、運(yùn)貨車、垃圾車和起吊機(jī)、叉車）、建筑車輛（例如挖掘機(jī)、鏟斗 機(jī)、推土機(jī)、裝貨機(jī)、掘土設(shè)備、平路機(jī)、滾壓機(jī)、卸貨卡車）、配備軍用的所有類型車輛、設(shè)計(jì) 成越野用途的車輛（例如拖拉機(jī)和其它農(nóng)用車輛、四驅(qū)車輛、體育用車、所有越野車、野外 摩托車、沙丘車、攀巖車、沙軌車、雪地汽車、高爾夫車）、各種類型的海洋交通工具（例如 船、艇、潛水艇、個(gè)人船舶和其它船舶）、各種類型的航空器（例如飛機(jī)和直升飛機(jī)）、太空交 通工具（例如導(dǎo)彈、火箭、微型和穿梭機(jī)）、野營車（例如RV和露營拖車）或者由機(jī)械、電和 其它系統(tǒng)、子系統(tǒng)推進(jìn)和/或供能的運(yùn)載人或物的其它模式。
[0042] 在一些實(shí)施例中，也構(gòu)思如圖1示意地示出的"干線電源"102可由另一電子設(shè)備 實(shí)現(xiàn)，不管是否為便攜式電子設(shè)備。也就是說，某些類型的電子設(shè)備能使用已知的連接端口 和協(xié)議向其它電子設(shè)備供電。因此可能的是，第一電子設(shè)備可連接至AC或DC干線電源（不 管是否通過充電器），而第一設(shè)備可向第二電子設(shè)備104提供輸出功率。也就是說，可通過 另一電子設(shè)備建立充電器100和干線電源102之間的間接連接。在這種場景下，可以利用 (也可以不利用）轉(zhuǎn)換器電路116向設(shè)備104提供適合的充電功率。作為一個(gè)例子，諸如智 能電話這樣的便攜式電子設(shè)備可經(jīng)由USB端口或其它接口與計(jì)算機(jī)相接，并因此當(dāng)計(jì)算機(jī) 用其本身的電源線或入塢站連接至便攜式電子設(shè)備時(shí)，計(jì)算機(jī)可或者從其本身的蓄電池或 從干線電源向便攜式電子設(shè)備供電。
[0043] 現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)清楚的是，如果與適當(dāng)充電器100 -起使用，便攜式電子設(shè)備104可與各 種類型的干線電源102相接。因而，便攜式電子設(shè)備104的擁有者可方便地?fù)碛衅浔旧聿?同的充電器以與不同的干線電源102 -起使用。在這方面，充電器100可以（或者不可以） 被配備給便攜式電子設(shè)備104,而是充電器100可作為附件與設(shè)備104分開購買。此外，當(dāng) 標(biāo)準(zhǔn)化電纜110和連接器由兼容電子設(shè)備104利用時(shí)，可使單個(gè)充電器100向多個(gè)電子設(shè) 備104供電。同樣可使充電器100配置成同時(shí)對(duì)一個(gè)以上設(shè)備104充電，如果這樣，可利用 下文描述的狀態(tài)檢測(cè)特征來檢測(cè)充電器100相對(duì)于多個(gè)設(shè)備104的狀態(tài)。
[0044] 圖示例子中的控制電路108包括AC/DC轉(zhuǎn)換器（或轉(zhuǎn)換器電路）116,當(dāng)通過充電 器100連接至干線電源100時(shí)，該AC/DC轉(zhuǎn)換器116在包含在標(biāo)準(zhǔn)電纜110的電源線118 上向便攜式設(shè)備104提供電池充電功率。然而要理解，在替代實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器電路116根 據(jù)所利用的干線電源可以是DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0045] 如圖所示的電纜110包括電源線118、公共接地端120和信號(hào)線122、124。在其它 實(shí)施例中，可提供其它數(shù)量的信號(hào)線。電纜100在其一端或兩端可包括連接器，從而與便攜 式設(shè)備104和充電器100的控制電路108 (如果需要）建立機(jī)械和電氣連接。便攜式電子 設(shè)備104和充電器100可提供有與電纜上上提供的那些結(jié)構(gòu)匹配的連接器，以建立機(jī)械和 電氣連接。這些連接器可以是各種已知的插頭和插槽式連接器中的一種或者是業(yè)內(nèi)已知的 其它類型連接器。在另一構(gòu)思的實(shí)施例中，電纜110可以永久方式事先附連至充電器100， 由此用戶只需要考慮作出或斷開與便攜式電子設(shè)備104的機(jī)械連接和電氣連接即可。
[0046] 下面進(jìn)一步示出的充電器設(shè)施100包括諸如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員熟悉的自鎖繼電 器這樣的開關(guān)126。開關(guān)126可例如包括一個(gè)或兩個(gè)極，并可選擇地作用至開路或閉合位置 以響應(yīng)于由監(jiān)視設(shè)備或控制器128提供的控制信號(hào)分別使干線電源102與轉(zhuǎn)換器電路116 斷開或連接。當(dāng)開關(guān)126如圖1所示開路時(shí)，轉(zhuǎn)換器電路116與干線電源102電氣隔離。結(jié) 果，沒有電流從干線電源102流至轉(zhuǎn)換器電路116并且沒有功率從干線電源102消耗。然 而，當(dāng)開關(guān)126閉合時(shí)，干線電源102和轉(zhuǎn)換器電路116之間的電氣路徑變得完整，藉此電 流可從干線電源102流至轉(zhuǎn)換器電路116,該轉(zhuǎn)換器電路116經(jīng)由電源線118將輸出功率提 供給電纜110。當(dāng)電纜110連接至設(shè)備104時(shí)，電纜100中的電源線118進(jìn)而提供充電功率 以對(duì)電子設(shè)備104中的電池114充電。
[0047] 充電器100進(jìn)一步包括有時(shí)被稱為控制器的監(jiān)視設(shè)備128,同樣如圖1所示，該監(jiān) 視設(shè)備128在干線電源102經(jīng)由開關(guān)126與轉(zhuǎn)換器電路116斷開的同時(shí)從儲(chǔ)能設(shè)備130提 取能量以連續(xù)運(yùn)作。在各個(gè)構(gòu)思的實(shí)施例中，儲(chǔ)能設(shè)備130可以是電容器或電池。在一個(gè) 構(gòu)思的實(shí)施例中，儲(chǔ)能設(shè)備130優(yōu)選地是一般具有比相同尺寸的電池更小的存儲(chǔ)容量的超 級(jí)電容器，盡管包括但不限于電池的其它儲(chǔ)能設(shè)備能潛在地用于其它實(shí)施例中。
[0048] 當(dāng)干線電源102經(jīng)由開關(guān)126連接時(shí)，儲(chǔ)能元件130經(jīng)由轉(zhuǎn)換器電路116的再充 電輸出132被再充電?？刂破?28運(yùn)作開關(guān)126以使干線電源102與轉(zhuǎn)換器116連接和斷 開，以確保儲(chǔ)能元件130能夠向下文描述的狀態(tài)檢測(cè)特征供電。
[0049] 在圖示例子中，控制器128是基于可編程處理器的設(shè)備，它包括處理器134和存儲(chǔ) 器136,存儲(chǔ)器136中存儲(chǔ)有可執(zhí)行指令、命令和控制算法以及其它數(shù)據(jù)和信息以運(yùn)作充電 器100?；谔幚砥鞯脑O(shè)備的存儲(chǔ)器136可以是例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)以及結(jié)合RAM 存儲(chǔ)器使用的其它類型存儲(chǔ)器，包括但不限于閃存（FLASH)、可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM)以 及電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPR0M)。
[0050] 如本文中使用的，術(shù)語"基于處理器的設(shè)備"應(yīng)當(dāng)指如圖所示包括處理器或微處理 器的設(shè)備，用以控制設(shè)備的功能，還應(yīng)當(dāng)指其它等效元件，例如微控制器、微計(jì)算機(jī)、可編程 邏輯控制器、精簡指令集（RISC)電路、專用集成電路和其它可編程電路、邏輯電路及其等 效物以及能夠執(zhí)行下述功能的任何其它電路或處理器。前面列出的基于處理器的設(shè)備僅為 示例性的，并因此不旨在以任何方式限制術(shù)語"基于處理器的設(shè)備"的定義和/或含義。
[0051] 圖1所示示例性實(shí)施例中的控制器128監(jiān)視第一信號(hào)線122的電壓狀態(tài)以檢測(cè)第 一信號(hào)線122上的任何電壓變化。更具體地，控制器128可在第一電壓下經(jīng)由儲(chǔ)能元件130 將電壓施加至第一信號(hào)線122并測(cè)量經(jīng)由反饋輸入到控制器128的電壓。當(dāng)電纜110連接 至便攜式設(shè)備104時(shí)，在第一信號(hào)線122上監(jiān)測(cè)到的電壓將與所施加的電壓不同。控制器 128因此檢測(cè)第一信號(hào)線122上的這種電壓變化，并作為響應(yīng)運(yùn)作繼電器126以將干線電源 102再連接至轉(zhuǎn)換器電路116。來自外部干線電源102的電功率隨后經(jīng)由電纜110中的電 源線118通過轉(zhuǎn)換器電路116傳遞至便攜式設(shè)備104。同時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備130被再充電至其滿 容量。
[0052] 當(dāng)電纜110從便攜式設(shè)備104斷開或移除時(shí)，第一信號(hào)線122上的電壓再次改變。 這種改變由控制器128檢測(cè)到，在便攜式設(shè)備104的電池114被充電的同時(shí)，控制器128繼 續(xù)監(jiān)視第一信號(hào)線122。響應(yīng)于電纜110與便攜式電子設(shè)備104的斷開，控制器128運(yùn)作 繼電器126以使干線電源102與轉(zhuǎn)換器電路116斷開。在這一時(shí)間，轉(zhuǎn)換器電路116不從 外部干線電源102接收任何功率，并且控制器128通過儲(chǔ)能設(shè)備130被供電，僅為了監(jiān)視目 的。如此，充電器100在便攜式設(shè)備104與之?dāng)嚅_的時(shí)間期間（即前述無載狀態(tài)，其中電纜 110與電子設(shè)備104斷開）不浪費(fèi)任何能量。
[0053] 下面描述了多個(gè)例子，其中對(duì)于充電器100的狀態(tài)檢測(cè)可通過用控制器128監(jiān)視 一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線122或124來作出，如若不然，則響應(yīng)于檢測(cè)到的充電器100的狀態(tài)變化 而提供相同的功能?？刂破?28可有效地確定便攜式設(shè)備110是經(jīng)由電纜110的連接耦合 至充電器100,還是經(jīng)由電纜110的斷開與充電110解除耦合。通過確定電纜110和便攜式 設(shè)備104的這種耦合和解除耦合，可僅當(dāng)設(shè)備104處于連接狀態(tài)時(shí)通過充電器100將功率 提供給設(shè)備104,而當(dāng)設(shè)備斷開時(shí)，可有效地消除充電器100的能耗。
[0054] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2,其描述了一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在該例中，標(biāo)準(zhǔn)電纜 11〇(圖1)是具有與電池充電器100相接的USB連接器150的通用串行總線（USB)電纜。 如圖2所示，該USB電纜接口包括電源線152和在連接器150中表示為Vbus的對(duì)應(yīng)觸頭、 兩信號(hào)線154、156和圖2所示連接器150中表示為D-和D+的對(duì)應(yīng)觸頭以及接地線158和 圖2中表示為GND的連接器150中的對(duì)應(yīng)觸頭。當(dāng)連接器150與設(shè)備104相接時(shí)，設(shè)備104 中對(duì)應(yīng)的觸頭電連接至連接器150中的Vbus、D-和D+觸頭。
[0055] 當(dāng)轉(zhuǎn)換器電路116連接至干線電源102 (圖1)時(shí)，轉(zhuǎn)換器電路116將圖2中表示 為Vcharge的電壓160輸出到Vbus電源線150上。在該例中，USB規(guī)范將Vchargel60定 義為5伏DC。在該例中，信號(hào)線154、156 (D-和D+)在電池充電器100中被短接在一起。根 據(jù)USB-IF電池充電規(guī)范，信號(hào)線154、156的這種短接狀態(tài)可由便攜式電子設(shè)備104 (它設(shè) 有與圖示的連接器150的匹配的連接器）使用，作為指示便攜式設(shè)備104連接至專用充電 器端口或?qū)Ｓ贸潆娖髟O(shè)備的指示。
[0056] 短接的信號(hào)線154、156通過偏壓電阻器Rl、R2偏壓至與Vcapl62相等的電壓。 Vcapl62對(duì)應(yīng)于在圖2的例子中由儲(chǔ)能設(shè)備130或超級(jí)電容器提供的電壓。在一個(gè)例子中， Vcapl62被設(shè)定為3. 6伏，盡管也可采用其它電壓（如果需要）。當(dāng)沒有便攜式設(shè)備104經(jīng) 由連接器150被連接時(shí)，信號(hào)線154、156 (D-和D+)相應(yīng)地偏壓至Vcap或3. 6伏。這種偏 壓由控制器128 (在本例中為微處理器）在其輸入端164處感測(cè)到，該輸入端164則連接至 R1和R2之間的節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)例子中，將R1選擇成10千歐姆而將R2選擇成1. 0兆歐姆。
[0057] 控制器128包括微處理器并通常是非常低功耗的器件。合適的微處理器設(shè)備已知 被用作控制器128,該控制器128包括但不限于由亞利桑那州Chandler市的Microchip公 司（www. microchip, com)制造的零件號(hào)為PIC16LF1823的微控制器?？删幊痰?，當(dāng)沒有便 攜式設(shè)備104存在時(shí)（即無載狀態(tài)，其中電纜110不連接至便攜式設(shè)備104)，微控制器128 將其絕大多數(shù)時(shí)間花費(fèi)在深度睡眠模式。在深度睡眠模式中，該微控制器128在輸入166 僅汲取來自其電壓供給（在圖2中也表示為Vd)的電流1微安的一小部分。由于Vd是通 過儲(chǔ)能設(shè)備130 (在本例中為超級(jí)電容器）供給的，因此在Vcapl62減至儲(chǔ)能設(shè)備130需要 被再充電的點(diǎn)之前花費(fèi)非常長的時(shí)間。
[0058] 微控制器128的輸入端口 164可編程地配置，以使其上任何電壓變化將使微處理 器128從其深度睡眠模式蘇醒。這一端口編程特征是已知的并且在這里不再進(jìn)一步描述。
[0059] 當(dāng)沒有便攜式設(shè)備104存在時(shí)，大小為Vcap的穩(wěn)定電壓出現(xiàn)在微控制器128的輸 入端口 164。一旦便攜式設(shè)備104被連接（即電纜和連接器150與便攜式電子設(shè)備104匹 配），信號(hào)線154、156 (D-和D+) -起從電壓Vcap被拉低至接近0伏的電壓。結(jié)果，輸入端口 電壓將類似地被拉低。經(jīng)由輸入端口 164檢測(cè)到的這種電壓變化將喚醒微控制器128?？?編程地，微控制器128可核實(shí)輸入電壓已改變至一個(gè)值，該值指示便攜式設(shè)備104存在（例 如在所不的USB例子中為大約5伏）。一旦這種情況被核實(shí)，微控制器128隨后在輸出端口 168輸出一電壓作為信號(hào)命令以運(yùn)作繼電器126 (圖1)，從而將干線電源102連接至充電器 100中的轉(zhuǎn)換器電路116。接著，電壓160(Vcharge)將從AC/DC轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)并將充電功率 提供給Vbus線或電源線152。另外，電壓Vcharge將通過調(diào)壓器170和二極管172對(duì)儲(chǔ)能 設(shè)備130 (在該例中為超級(jí)電容器）再充電。調(diào)壓器170使Vcharge (在本例中為5伏）逐 步降至Vcap (3. 6伏），而二極管172防止超級(jí)電容器130在轉(zhuǎn)換器電路116經(jīng)由繼電器開 關(guān)126與干線電源120斷開時(shí)的這些時(shí)刻通過調(diào)壓器170往回放電。
[0060] 一旦開關(guān)126將轉(zhuǎn)換器電路116連接至干線電源102,微控制器128繼續(xù)監(jiān)視出現(xiàn) 在輸入端口 164的電壓的大小。當(dāng)電纜110和連接器150與便攜式設(shè)備104斷開并且無載 狀態(tài)發(fā)生時(shí)，該輸入電壓將返回到Vcap的值（在該例中為3. 6伏）。一旦微控制器128感 測(cè)到這種無載狀態(tài)或條件，它將設(shè)定輸出端口 168處的輸出電壓以使繼電器開關(guān)126將干 線電源102與轉(zhuǎn)換器電路116斷開。在這個(gè)時(shí)間，微處理器128返回到深度睡眠狀態(tài)并等 待充電器100的狀態(tài)的另一次改變，這對(duì)應(yīng)于它與便攜式設(shè)備104的再連接，或可能與同樣 兼容于充電器100的另一便攜式設(shè)備104連接。
[0061] 為了考慮到電子設(shè)備104僅在非常長的時(shí)間段之后再連接（或連接另一便攜式設(shè) 備）的可能情況，微控制器128可編程地配置成以短時(shí)間的規(guī)則的間隔而蘇醒。這種定時(shí)的 蘇醒特征在可供使用的微處理器/微控制器中是常有的。在蘇醒時(shí)段內(nèi)，微控制器128通 過測(cè)量輸入端口 164處的電壓來測(cè)量Vcap的值。如果Vcap的值被發(fā)現(xiàn)等于或低于一閾值 (例如2. 5伏），則微控制器128運(yùn)作繼電器開關(guān)126以在固定或預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將干線電源 102連接至轉(zhuǎn)換器電路116。在這段時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)換器電路116在本例中通過調(diào)壓器170將超 級(jí)電容器再充電回到3. 6伏。在固定時(shí)間段結(jié)束時(shí)，微控制器128在重置定時(shí)蘇醒特征之 后回到深度睡眠模式。
[0062] 另一方面，如果在微控制器128蘇醒后，微處理器替代地測(cè)量可接受的Vcap值 (即高于預(yù)定閾值或在本例中為2. 5伏），微處理器在重置定時(shí)蘇醒特征之后迅速回到深度 睡眠模式。
[0063] 圖2中例子的闡述示出于圖3中。遵循USB-IF電池充電規(guī)范的蜂窩電話形式的測(cè) 試電子設(shè)備104連接至通過R2 (1. 0兆歐姆電阻）向信號(hào)線154(圖2中的線D-)施加3. 5 伏的測(cè)試電路，所述信號(hào)線154被短接至信號(hào)線156 (圖2中的線D+)。在D-處的電壓被測(cè) 量并在圖3中以相對(duì)于時(shí)間的標(biāo)繪圖示出。如圖3中可以看到的那樣，電壓變化和電壓大 小易于由微控制器128檢測(cè)到?？梢钥吹剑?dāng)充電器100連接至便攜式設(shè)備104時(shí)，測(cè)得的 電壓從大約3. 6伏（等于Vcap)的穩(wěn)定電壓被拉低至大約零，并且當(dāng)充電器100與便攜式 設(shè)備104斷開時(shí)，電壓回升到Vcap?？刂破?04可因此在任何給定的時(shí)間點(diǎn)將充電器100 的狀態(tài)檢測(cè)為與便攜式設(shè)備104連接或斷開，并可運(yùn)作繼電器開關(guān)126以避免當(dāng)無載狀態(tài) 存在時(shí)浪費(fèi)的功耗。
[0064] 圖4示出另一示例性實(shí)施例，其中便攜式設(shè)備104不遵循USB-IF電池充電規(guī)范， 但使用由便攜式設(shè)備104的制造商采用的替代方法以判斷設(shè)備104是否連接至專用的電池 充電器。
[0065] 如圖4所示，便攜式設(shè)備制造商檢測(cè)電池充電器的方法涉及在電源線152上出現(xiàn) Vchargel60(在該例中為大約5伏）或Vbus之后測(cè)量信號(hào)線154、156(D-和D+)上的電壓。 為此，提供電阻器網(wǎng)絡(luò)，并在一個(gè)例子中，所示電阻器網(wǎng)絡(luò)中的電阻值是Rl = 75千歐姆，R2 =49. 9千歐姆，R3 = 43. 2千歐姆且R4 = 49. 9千歐姆。分析很容易地表明，該網(wǎng)絡(luò)將2. 7 伏作用到信號(hào)線D-并將2. 0伏作用到信號(hào)線D+。在檢測(cè)相應(yīng)信號(hào)線上的這些電壓之后，便 攜式設(shè)備104允許充電繼續(xù)。
[0066] 如同之前的例子（圖2)，當(dāng)沒有便攜式設(shè)備104連接并且開關(guān)126開路時(shí)， Vcharge為0伏并且Vcap (大約3. 6伏）通過電阻器R和第二二極管180被施加至信號(hào)線 D-。在圖4所示的這個(gè)例子中，R被選擇為11千歐姆且二極管2存在以使儲(chǔ)能設(shè)備130(在 該例中為超級(jí)電容器）不暴露于當(dāng)開關(guān)126閉合并且轉(zhuǎn)換器電路116與干線電源102連接 時(shí)出現(xiàn)在Vbus上的5伏電壓。
[0067] 當(dāng)便攜式設(shè)備104連接至圖4例子中的充電器時(shí)，微控制器128的輸入端口 164 將猝然地改變電壓，這進(jìn)而喚醒微處理器。微控制器128繼續(xù)操作以命令開關(guān)126將干線 電源102連接至轉(zhuǎn)換器電路116,該轉(zhuǎn)換器電路116隨后將電壓Vcharge (在該例中為大約 5伏）作用在電源線152或Vbus上。在這一時(shí)刻，電阻器網(wǎng)絡(luò)將正確的電壓作用到信號(hào)線 154、156 (D-和D+)，這被便攜式設(shè)備104感測(cè)到。便攜式電子設(shè)備104隨后允許電池114 (圖 1)的充電繼續(xù)進(jìn)行。
[0068] 微控制器隨后監(jiān)視第二輸入端口 182處的電壓，該第二輸入端口 182連接至信號(hào) 線156或D+。當(dāng)便攜式電子設(shè)備104與電纜110或USB連接器150斷開時(shí)，信號(hào)線156 (D+) 上的電壓改變大小并由此容易被微處理器測(cè)得。微控制器128隨后繼續(xù)操作以命令開關(guān) 126斷開干線電源102并回到深度睡眠模式。
[0069] 如此，微控制器128監(jiān)視第一信號(hào)線154中的電壓變化以感測(cè)充電器狀態(tài)的第一 變化（即經(jīng)由電纜110將充電器連接至便攜式電子設(shè)備104)，并監(jiān)視第二信號(hào)線156的電 壓變化以感測(cè)充電器狀態(tài)的第二變化（即經(jīng)由電纜110的斷開將充電器與便攜式電子設(shè)備 104斷開）。然而要理解，這種配置在另一實(shí)施例中可以被有效地反過來。
[0070] 圖4所示例子的展示在圖5中被觀察到。具有便攜式設(shè)備制造商如前所述檢測(cè)電 池充電器的方法的測(cè)試電子設(shè)備104被連接至結(jié)合圖4描述的控制電路。在Vbus、D-和D+ 下的電壓被測(cè)量并在圖5中相對(duì)于時(shí)間以標(biāo)繪圖示出。
[0071] 在圖5中的時(shí)間點(diǎn)1之前，只有通過電阻器從Vcap提供的偏壓出現(xiàn)在Vbus、D-和 D+。由于電阻器分壓網(wǎng)絡(luò)，電壓Vbus、D-和D+彼此不同。
[0072] 在時(shí)間點(diǎn)1，便攜式設(shè)備104連接至充電器，并且所有三個(gè)電壓Vbus、D-和D+被 拉低至遠(yuǎn)小于1伏的低值。D-上的電壓變化很大并在這一時(shí)刻使微控制器128蘇醒?？刂?器128命令開關(guān)126閉合，并在時(shí)間點(diǎn)2,轉(zhuǎn)換器電路116將大約5伏施加至Vbus。結(jié)果， D-和D+處的電壓迅速改變至由電阻器網(wǎng)絡(luò)確定的值。
[0073] 在時(shí)間點(diǎn)3,電子設(shè)備104通過將D+拉低至大約等于D-上的電壓的值而作出響 應(yīng)。
[0074] 在時(shí)間點(diǎn)4,電子設(shè)備104開始汲取充電功率。
[0075] 在時(shí)間點(diǎn)5,手動(dòng)地將電子設(shè)備104與電池充電器斷開，并且無載狀態(tài)發(fā)生。注意， 在時(shí)間5, D-上的電壓不改變。然而，D+處的電壓迅速回落至電阻器網(wǎng)絡(luò)--確定大約2 伏的值。微控制器128可在第二輸入端口 182 (圖4)容易地檢測(cè)到這種電壓變化，并命令 開關(guān)126開路并使轉(zhuǎn)換器116與干線電源102斷開。
[0076] 在時(shí)間6,干線電源102斷開并且所有電壓Vbus、D-和D+回到它們?cè)跁r(shí)間點(diǎn)1之 前的值。
[0077] 圖2-5因此示出信號(hào)線的監(jiān)視可被作用于與電池充電器一起使用的多種不同配 置的便攜式電子設(shè)備104。
[0078] 圖6示出可使用又一種配置以通過使用信號(hào)線的監(jiān)視來檢測(cè)便攜式設(shè)備連接和 斷開。用來產(chǎn)生圖6的標(biāo)繪圖的電路類似于圖2所示和前面描述的電路，除了 R2被選擇成 大約11千歐姆而R1為0歐姆。遵循USB-IF電池充電規(guī)范的蜂窩電話形式的測(cè)試便攜式 電子設(shè)備被連接至電路，并且Vbus、D-和D+的電壓被測(cè)量并以標(biāo)繪圖示出在圖6中。
[0079] 如前，時(shí)間點(diǎn)1對(duì)應(yīng)于將電子設(shè)備連接至電池充電器的時(shí)間。時(shí)間點(diǎn)2對(duì)應(yīng)于 Vcap (在本例中為大約3. 6伏）至Vbus的電池充電器施加。時(shí)間點(diǎn)3對(duì)應(yīng)于當(dāng)檢測(cè)到有效 的專用充電端口已被連接時(shí)電子設(shè)備104的響應(yīng)。時(shí)間點(diǎn)4對(duì)應(yīng)于便攜式電子設(shè)備104手 動(dòng)地與電池充電器斷開，由此導(dǎo)致無載狀態(tài)。
[0080] 在時(shí)間點(diǎn)1輸入端口 164(圖2)上的電壓變化可導(dǎo)致通過喚醒微控制器對(duì)電子設(shè) 備連接的檢測(cè)，并且在時(shí)間點(diǎn)4輸入端口 164上的電壓變化可能導(dǎo)致電子設(shè)備與充電器的 斷開的檢測(cè)。
[0081] 圖6暗示，在通過微控制器監(jiān)視信號(hào)線的同時(shí)可建立檢測(cè)便攜式設(shè)備與充電器的 連接和斷開的又一種方法。不再使用經(jīng)由輸入164在微處理器的電壓改變特征上的蘇醒， 可使用微控制器128的定時(shí)蘇醒特征。例如，按預(yù)定的間隔（例如每一分鐘），微控制器128 可編程地蘇醒并經(jīng)由開關(guān)126連接干線電源102。在多于兩秒之后，它可在輸入端口 164測(cè) 得D-上的電壓。如果測(cè)得的電壓接近零，則可推斷出便攜式設(shè)備被連接并要求充電繼續(xù)。 如果電壓被測(cè)量為將近等于3. 6伏的值、發(fā)現(xiàn)在圖6中的時(shí)間點(diǎn)1之前的值或在時(shí)間點(diǎn)4 之后的值，則可推斷出便攜式設(shè)備不被連接并且它可回到定時(shí)的深度睡眠模式。
[0082] 這種情況在下面的例子中更詳細(xì)地被考慮，其中連接的便攜式設(shè)備104是蜂窩電 話，它遵循例如圖6例子中使用的USB-IF電池充電規(guī)范。此外，施加至信號(hào)線D-、D+的偏 壓電壓通過電阻器網(wǎng)絡(luò)取自Vcharge，并且Vcap僅對(duì)微處理器供電。在圖7中示出了這種 配置。
[0083] 在圖7所示的配置中的微控制器128在一定時(shí)的深度睡眠時(shí)段后蘇醒，并經(jīng)由開 關(guān)126應(yīng)用干線電源102。它隨后監(jiān)視輸入端口 164處的信號(hào)線D-并觀察圖8中標(biāo)繪出的 行動(dòng)。
[0084] 如圖8中看到的，Vcharge(在本例中大約為5. 0伏）在時(shí)間=0秒時(shí)出現(xiàn)在Vbus 上。被短接在一起的D-和D+通過電阻器網(wǎng)絡(luò)偏壓至大約2. 5伏的值。在時(shí)間點(diǎn)1后的短 時(shí)間，電子設(shè)備104開始充電并通過將D-(和D+)拉低至接近零伏而作出響應(yīng)。微控制器 128檢測(cè)該零電壓值并在繼續(xù)監(jiān)視信號(hào)線D-的同時(shí)繼續(xù)允許充電。
[0085] 在時(shí)間點(diǎn)2,便攜式電子設(shè)備在短接的信號(hào)線D-和D+上施加一些數(shù)據(jù)活動(dòng)。便 攜式電子設(shè)備繼續(xù)充電，直到它在時(shí)間點(diǎn)3手動(dòng)地與充電器斷開為止。D-隨后返回到大約 2. 5伏的值。微控制器128在輸入164處檢測(cè)這種變化。微控制器126命令開關(guān)126開路 并將干線電源斷開。在10秒標(biāo)志點(diǎn)，干線電源被斷開并且微控制器返回到定時(shí)深度睡眠模 式。
[0086] 這種相同的定時(shí)蘇醒技術(shù)可應(yīng)用于圖4的例子，圖4的例子具有圖5所示的行為。 在干線電源連接之后，如果在D+測(cè)得的電壓值等于圖5中的時(shí)間點(diǎn)3和時(shí)間點(diǎn)5之間發(fā)現(xiàn) 的值，則充電應(yīng)當(dāng)繼續(xù)。如果相反在D+處測(cè)得的電壓值等于在時(shí)間點(diǎn)5和時(shí)間點(diǎn)6之間發(fā) 現(xiàn)的值，則微處理器可推斷出便攜式設(shè)備不被連接并且它可回到定時(shí)的深度睡眠模式。 [0087] 圖4所示的例子--即連接使用其子集的方法確定與電阻器網(wǎng)絡(luò)的連接的制造商 的蜂窩電話--如圖9所示的配置表示的那樣被修正。
[0088] 在圖9中，僅使用微處理器上的一個(gè)輸入端口 164,并且該輸入端口 164連接至 D+，D+是被監(jiān)視的唯一信號(hào)線。圖9中其它內(nèi)容與圖4中定義的相同。該例中的行為示出 于圖10中。
[0089] 由Vcap提供的偏壓在時(shí)間點(diǎn)1之前產(chǎn)生如圖10所示表示在Vbus、D-和D+上的 電壓。就在時(shí)間點(diǎn)1，便攜式電子設(shè)備104連接至電池充電器。
[0090] 在從定時(shí)深度睡眠模式蘇醒后，微處理器128正好在時(shí)間點(diǎn)2處連接干線電源并 且Vcharge出現(xiàn)在Vbus上。
[0091] 在時(shí)間點(diǎn)3處，電子設(shè)備104作出響應(yīng)，并且D+上的電壓值上升至大約3伏。微 控制器128檢測(cè)該電壓值并繼續(xù)施加干線電源。如果相反地檢測(cè)到大約2伏或2伏以下的 電壓值，微控制器128將斷開干線電源并回到定時(shí)深度睡眠模式。
[0092] 在時(shí)間點(diǎn)4處，便攜式電子設(shè)備104開始充電過程。
[0093] 在時(shí)間點(diǎn)5,電子設(shè)備104手動(dòng)地與電池充電器斷開。在D+處檢測(cè)到的電壓值下 降至2伏。微處理器響應(yīng)于該電壓值在時(shí)間點(diǎn)6處斷開干線電源，并隨后回到定時(shí)深度睡 眠模式。
[0094] 圖11示出由前述基于處理器的控制執(zhí)行和實(shí)現(xiàn)的過程的的算法200的示例性流 程圖，所述基于處理器的控制包括但不一定局限于前述示例性電路中的控制器128。經(jīng)由該 示例性算法，基于處理器的控制可經(jīng)由如前所述一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線上檢測(cè)到的電壓變化對(duì) 充電器與便攜式電子設(shè)備的實(shí)際連接以及充電器與便攜式電子設(shè)備的斷開作出響應(yīng)，以確 定充電電纜與電子設(shè)備104是連接的還是斷開的。
[0095] 如圖11所示，算法200開始于干線電源經(jīng)由充電器中的開關(guān)斷開，如步驟202所 示?？刂破髟诓襟E204進(jìn)入其低功率睡眠狀態(tài)，但在睡眠狀態(tài)中被配置成監(jiān)視至少一個(gè)信 號(hào)線，如步驟206所示。
[0096] 如前面闡述的，所監(jiān)視的信號(hào)線上的電壓變化使控制器從低功率睡眠狀態(tài)蘇醒。 因此，如步驟208所示，如果所監(jiān)視的信號(hào)線上的電壓不變，則控制器保持在睡眠狀態(tài)但繼 續(xù)監(jiān)視該信號(hào)線。
[0097] 當(dāng)在步驟208檢測(cè)到電壓變化時(shí)，控制器蘇醒并在滿功率下進(jìn)入其正常的工作狀 態(tài)?？刂破麟S后測(cè)量信號(hào)線上的電壓，如步驟212所示；并可確定測(cè)得的電壓指示電子設(shè)備 是連接的還是斷開的，如步驟214所示?？墒褂萌魏吻笆黾夹g(shù)來作出充電器是否與便攜式 電子設(shè)備處于連接狀態(tài)或者充電器是否處于無載狀態(tài)或不連接至任何便攜式電子設(shè)備的 這種判斷。
[0098] 如果在步驟214確定充電器不連接至電子設(shè)備（即，充電器處于無載狀態(tài)），則控 制器返回以進(jìn)入低功率睡眠狀態(tài)，如步驟204所示。
[0099] 如果在步驟214確定充電器連接至電子設(shè)備（即充電器連接至電子設(shè)備以充電）， 則控制器如步驟216所示地連接干線電源，以使充電功率能通過充電器被提供給連接的電 子設(shè)備?？刂破麟S后，如步驟218所示，使用前述任何技術(shù)繼續(xù)監(jiān)視信號(hào)線的電壓。當(dāng)監(jiān)視 的線路上的電壓再次改變時(shí)，控制器可使用前述技術(shù)來確定充電器狀態(tài)。
[0100] 如果在步驟220確定充電器已從電子設(shè)備斷開，則控制器返回以斷開干線電源， 如步驟202所示那樣。
[0101] 如果在步驟220確定充電器仍然連接至電子設(shè)備，則控制器回到步驟218并繼續(xù) 監(jiān)視信號(hào)線的電壓。
[0102] 使用算法200,控制器保持在低功率狀態(tài)直到便攜式設(shè)備被連接為止，并隨后保持 在其正常的滿功率工作狀態(tài)直到便攜式電子設(shè)備斷開為止。也就是說，控制器當(dāng)連接干線 電源時(shí)在所有時(shí)刻都保持電氣激活，并從充電器中提供的儲(chǔ)能設(shè)備中汲取功率以持續(xù)監(jiān)視 信號(hào)線。然而，儲(chǔ)能設(shè)備在其運(yùn)作時(shí)由充電器中的轉(zhuǎn)換器電路再充電，并因此當(dāng)控制器稍后 進(jìn)入其低功率睡眠狀態(tài)時(shí)充電器中的儲(chǔ)能設(shè)備將被滿額充電。
[0103] 圖12示出由前述基于處理器的控制執(zhí)行和實(shí)現(xiàn)的過程的的算法300的示例性流 程圖，所述基于處理器的控制包括但不一定局限于前述示例性電路中的控制器128。
[0104] 類似于算法200 (圖11)，圖12所示的算法300開始于干線電源經(jīng)由充電器中的開 關(guān)斷開，如步驟302所示?？刂破髟诓襟E304進(jìn)入其低功率睡眠狀態(tài)。
[0105] 在預(yù)定時(shí)間段經(jīng)過后，控制器蘇醒并以滿功率進(jìn)入其正常工作狀態(tài)，如步驟306 所示?？刂破麟S后經(jīng)由開關(guān)連接干線電源，如步驟308所示；并測(cè)量信號(hào)線上的電壓，如步 驟310所示。
[0106] 控制器隨后在步驟312確定所測(cè)得的電壓指示電子設(shè)備是連接的還是斷開的?？?使用前述技術(shù)中的任何一項(xiàng)技術(shù)以作出充電器是否與便攜式電子設(shè)備處于連接狀態(tài)的判 斷，或者充電器是否處于無載狀態(tài)或未連接至任何便攜式電子設(shè)備的判斷。
[0107] 如果在步驟312確定充電器不連接至電子設(shè)備（即，充電器處于無載狀態(tài)），則控 制器在步驟302返回以將干線電源斷開并在步驟304進(jìn)入低功率睡眠狀態(tài)。
[0108] 如果在步驟312確定充電器連接至電子設(shè)備（即充電器連接至電子設(shè)備以充電）， 則控制器使用前述任何技術(shù)在步驟310繼續(xù)測(cè)量信號(hào)線的電壓。
[0109] 比較算法200和300,可以看到算法300不依賴于監(jiān)視電壓以使控制器蘇醒。相 反，控制器周期地蘇醒以測(cè)量所監(jiān)視的信號(hào)線上的電壓。另外，算法300不利用充電器中儲(chǔ) 能設(shè)備的電壓來監(jiān)視該電壓，而是連接干線電源以作出電壓判斷。結(jié)果，算法300實(shí)行起來 略為簡單，但在實(shí)際使用中比算法200消耗更多的功率。
[0110] 已描述了算法200、300,相信本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可對(duì)控制器128編程或以其它方 式配置它以實(shí)現(xiàn)結(jié)合圖2-12展示和描述的過程和特征。然而發(fā)現(xiàn)，不是圖11和圖12中展 示和描述的所有過程步驟都是實(shí)現(xiàn)所描述的至少一些益處所必需的。還發(fā)現(xiàn)，所描述的步 驟的順序不一定僅限于所闡述的具體順序，并且所描述的一些功能可通過其它步驟順序來 達(dá)成。超出這些特別說明以外的附加步驟也可與所描述的步驟結(jié)合地實(shí)現(xiàn)。
[0111] 圖13示出電插座400的一個(gè)示例性實(shí)施例，該電插座400包括將干線電源102與 插口連接器404、406和408相接的控制電路402,如圖所示。盡管圖13的例子中示出三個(gè) 插口，但在其它實(shí)施例中可提供更多或更少數(shù)量的插口?？刂齐娐?02則對(duì)應(yīng)于控制電路 108(圖1)并可根據(jù)前面結(jié)合圖2-12披露的任何示例性實(shí)施例而工作?？刂齐娐?02可 以已知方式硬線連接至干線電源102并可附連至面板410,該面板410包括對(duì)插口連接器 404、406、408的開口。覆蓋板（未示出）也被提供以圍住面板410。插座400可作為如圖 所示用于安裝的組件提供，或者作為現(xiàn)場組裝和安裝的套件提供。插座400也可作為對(duì)沒 有能量管理特征的已有插座的改型更換插座而被提供。
[0112] 如圖13的例子所示，插口 404包括標(biāo)準(zhǔn)的、三叉電連接器，用于以傳統(tǒng)方式建立與 AC干線電源102的電連接。插口 406、408可為兼容的便攜式電子設(shè)備（包括任何前述設(shè) 備）提供例如DC功率連接器。因此，一個(gè)以上的設(shè)備可經(jīng)由插口 406、408連接至插座400。
[0113] 此外，插口 406、408可包括USB端口或連接器，它們被配置成經(jīng)由USB電纜連接 至電子設(shè)備，或者可被配置成經(jīng)由設(shè)備制造者的規(guī)范連接至電子設(shè)備的電纜。在如前所述 的控制402中提供從干線電源120的功率變換，并將轉(zhuǎn)換后的輸出功率提供給插口連接器 406、408。如前面詳細(xì)描述的，控制402可監(jiān)視與電子設(shè)備相聯(lián)的充電電纜或功率電纜中的 信號(hào)線或多根信號(hào)線，以確定電纜是否與電子設(shè)備連接或斷開。因此，控制402可監(jiān)視信號(hào) 線上的電壓，并當(dāng)電纜與電子設(shè)備斷開時(shí)將轉(zhuǎn)換器電路與干線電源斷開，并因此當(dāng)處于無 載狀態(tài)時(shí)消費(fèi)零功率。在電纜被插入到插口 406、408的同時(shí)，這就可以完成，并因此電子設(shè) 備的用戶在不使用時(shí)無需將電纜從壁式插座400中拔去。
[0114] 在不同實(shí)施例中，電纜與插口 406、408的連接可以被個(gè)別地監(jiān)視，或組合地監(jiān)視。 例如，如果附連至第一插口 406的電纜被確定為連接至第一電子設(shè)備，則第二插口 408可自 動(dòng)地被接通（反之亦然），不管電纜是否同時(shí)附連至第二插口 408。替代地，插口 406、408 可獨(dú)立地作用并僅當(dāng)連接的電纜被確定為耦合至電子設(shè)備時(shí)經(jīng)由控制402連接至干線電 源。在這種場景下，插口 406、408中的一個(gè)可被確定為處于無載狀態(tài)，而插口中的另一個(gè)奉禹 合至需要功率的電子設(shè)備。因此，通過控制402的操作，插口 406、408中的一個(gè)可以接通， 而另一個(gè)保持?jǐn)嚅_。
[0115] 插口 404在各實(shí)施例中也可與插口 406、408配合地工作，或可視插口 404、406的 狀態(tài)而獨(dú)立地工作。也就是說，插口 404僅當(dāng)插口 406、408中的一個(gè)耦合至電子設(shè)備時(shí)被 接通，或者從控制402的角度看可以是不可切換的或常開的。在又一實(shí)施例中，插口 404可 受到控制以管理相聯(lián)設(shè)備的不合需的能耗，但其控制方式不同于針對(duì)插口 406、408描述的 控制。
[0116] 通過在插座400中建立能量管理智能，電子設(shè)備用戶根本不需要考慮吸血鬼功率 問題，并且困難的消費(fèi)者教育問題和/或消費(fèi)者協(xié)作以管理吸血鬼能量問題顯然是沒有必 要的。在各實(shí)施例中，電插座可被配置為壁式插座、地板式插座或家具插座。換句話說，例 如插座可被安裝在住宅或商業(yè)建筑的墻壁上，插座可被安裝在住宅或商業(yè)建筑的地板上， 或可被安裝在諸如桌子、書柜或娛樂中心的一件家具上。對(duì)于具有不同數(shù)量和排列的插口 的每種應(yīng)用（例如壁安裝、地板安裝或家具安裝），可提供不同版本的插座。當(dāng)然，可結(jié)合地 使用一種以上類型的插口以為不同的電子設(shè)備提供又一些數(shù)量和變型的潛在連接。在再一 些實(shí)施例中，插座可被配置為車輛電功率插座，用以安裝在車輛的任何方便的位置。
[0117] 在又一些實(shí)施例中，這些智能插座400可與又一些其它類型的設(shè)備（例如燈）整 合以為了外部供電和充電目的提供與電子設(shè)備方便的連接。集成在諸如燈的其它設(shè)備上的 這些插座在旅館房間或度假村房間內(nèi)是尤為合需的，以在房間內(nèi)的其它引人注目特征內(nèi)提 供更多數(shù)量的功率插座。
[0118] 最后，所述類型的智能插座甚至可設(shè)置在其它電子設(shè)備之中或之上。例如，筆記本 或平板計(jì)算機(jī)可設(shè)有智能插口 406、408,它們僅當(dāng)相聯(lián)的電纜實(shí)際上耦合至另一電子設(shè)備 時(shí)才向插口連接器提供輸出功率。
[0119] 現(xiàn)在相信本發(fā)明的利益和優(yōu)勢(shì)從所披露的示例性實(shí)施例中變得顯而易見。然而已 發(fā)現(xiàn)，可執(zhí)行進(jìn)一步的調(diào)整以實(shí)現(xiàn)類似的功能。
[0120] 已披露了經(jīng)由干線電源供電的電子設(shè)備的能量管理控制，所述電纜包括電源線和 至少一個(gè)信號(hào)線。所述控制包括：基于處理器的設(shè)備；轉(zhuǎn)換器電路，其被配置成當(dāng)電纜連接 至電子設(shè)備時(shí)向電纜中的電源線提供輸出功率；以及開關(guān)，它可由基于處理器的設(shè)備運(yùn)作 以連接或斷開干線電源和轉(zhuǎn)換器電路。該基于處理器的設(shè)備被配置成監(jiān)視至少一個(gè)信號(hào)線 的電壓以確定電纜是連接至電子設(shè)備還是與之?dāng)嚅_，并當(dāng)確定電纜與電子設(shè)備斷開時(shí)運(yùn)作 開關(guān)以斷開干線電源和轉(zhuǎn)換器電路。
[0121] 選擇地，能量管理控制可進(jìn)一步包括儲(chǔ)能元件，并且基于處理器的設(shè)備可進(jìn)一步 配置成：通過儲(chǔ)能元件將電壓施加至至少一個(gè)信號(hào)線；并測(cè)量至少一個(gè)信號(hào)線的電壓?？?制器可被配置成當(dāng)所施加的電壓不同于測(cè)得電壓時(shí)確定電纜連接至電子設(shè)備。儲(chǔ)能元件可 作用以當(dāng)轉(zhuǎn)換器電路與干線電源斷開時(shí)向基于處理器的設(shè)備供電?；谔幚砥鞯脑O(shè)備可被 配置成在轉(zhuǎn)換器電路與干線電源斷開的同時(shí)監(jiān)視至少一個(gè)信號(hào)線的電壓。
[0122] 電纜可包括電源線、一對(duì)信號(hào)線和接地線。電纜可配有通用串行總線（USB)連接 器。這對(duì)信號(hào)線可被短接到一起?；谔幚砥鞯脑O(shè)備可在電纜被確定為不連接的同時(shí)在低 功率睡眠模式下作用?；谔幚砥骺杀慌渲贸桑涸谔幱诘凸β仕吣Ｊ降耐瑫r(shí)監(jiān)視與短接 的信號(hào)線關(guān)聯(lián)的電壓，當(dāng)檢測(cè)到短接的信號(hào)線的電壓的任何變化時(shí)蘇醒，并基于檢測(cè)到的 電壓變化運(yùn)作開關(guān)以連接或斷開轉(zhuǎn)換器電路和干線電源?；谔幚砥鞯脑O(shè)備可被配置成基 于短接的信號(hào)線上檢測(cè)到的電壓增加而運(yùn)作開關(guān)以斷開轉(zhuǎn)換器電路和干線電源。
[0123] 基于處理器的設(shè)備也可被配置成基于短接的信號(hào)線上檢測(cè)到的電壓減小而運(yùn)作 開關(guān)以連接轉(zhuǎn)換器電路和干線電源。能量管理控制可進(jìn)一步包括儲(chǔ)能元件，并且基于處理 器的設(shè)備可被配置成：在電纜被確定為斷開的同時(shí)蘇醒；測(cè)量與儲(chǔ)能元件關(guān)聯(lián)的電壓；以 及如果測(cè)得的電壓低于預(yù)定閾值，則運(yùn)作開關(guān)以將轉(zhuǎn)換器電路連接至干線電源達(dá)足以將儲(chǔ) 能元件再充電至預(yù)定電壓的時(shí)間。
[0124] 基于處理器的設(shè)備可被配置成監(jiān)視成對(duì)信號(hào)線中的第一信號(hào)線的電壓以確定電 纜是否連接至電子設(shè)備，并且控制器可被配置成監(jiān)視成對(duì)信號(hào)線中的第二信號(hào)線的電壓以 確定電纜是否與電子設(shè)備斷開。第一信號(hào)線上的第一電壓變化可指示電纜與電子設(shè)備的連 接，而第二信號(hào)線上的第二電壓變化可指示電纜與電子設(shè)備的斷開，其中第一和第二電壓 變化是彼此不同的。
[0125] 基于處理器的設(shè)備也可被配置成監(jiān)視成對(duì)信號(hào)線的僅一個(gè)信號(hào)線的電壓，以確定 電纜是否連接至電子設(shè)備?；谔幚砥鞯脑O(shè)備可在較低功率睡眠模式下工作，并可被配置 成定期地蘇醒并檢查僅一個(gè)信號(hào)線的電壓以確定電纜是否連接至電子設(shè)備?；谔幚砥鞯?設(shè)備可被配置成在檢查僅一個(gè)信號(hào)線上的電壓之前將干線電源連接至轉(zhuǎn)換器電路。
[0126] 基于處理器的設(shè)備可被配置成在監(jiān)視至少一個(gè)信號(hào)線的電壓之前將干線電源連 接至轉(zhuǎn)換器電路。
[0127] 電子設(shè)備可以是便攜式電子設(shè)備，包括可再充電機(jī)載電源，并且控制可被配置為 針對(duì)可再充電機(jī)載電源的充電設(shè)施。便攜式電子設(shè)備可以是蜂窩電話、智能電話、筆記本計(jì) 算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、便攜式DVD播放機(jī)、音頻和視頻媒體娛樂設(shè)備、電子閱讀器 設(shè)備、游戲設(shè)備、全球定位系統(tǒng)（GPS)設(shè)備、數(shù)字相機(jī)設(shè)備和錄像機(jī)設(shè)備中的至少一者。
[0128] 轉(zhuǎn)換器電路可針對(duì)AC干線電源和DC干線電源被調(diào)整。能量管理控制也可包括接 口插頭，該接口插頭被配置成連接于干線電源。接口插頭可被配置成經(jīng)由車輛內(nèi)提供的電 源插座而連接至車輛的DC電源。車輛是載客車輛、商用車輛、建筑車輛、軍用車輛、越野車 輛、海洋交通工具、飛行器、太空交通工具以及野營車中的至少一者。
[0129] 能量管理控制也可被配置為電插座。插座可包括電纜的至少一個(gè)連接器。至少一 個(gè)連接器可以是通用串行總線（USB)連接器。插座可以是壁式插座、地板式插座或家具插 座。插座也可包括針對(duì)多個(gè)電纜中的相應(yīng)一個(gè)的多個(gè)連接器。
[0130] 該書面描述使用例子來披露本發(fā)明，包括最佳模式，并也允許本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員 實(shí)踐本發(fā)明，包括作出和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)并執(zhí)行任何涵蓋的方法。本發(fā)明的專利保護(hù) 范圍由權(quán)利要求書定義，并可包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員作出的其它例子。旨在使這些其它例 子落在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，如果它們具有與權(quán)利要求書的文字語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)要 素，或者它們包括與權(quán)利要求書的文字語言無實(shí)質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)要素。
【權(quán)利要求】
1. 一種經(jīng)由包括電源線和至少一個(gè)信號(hào)線的電纜通過干線電源供電的電子設(shè)備的能 量管理控制，所述控制包括： 基于處理器的設(shè)備； 轉(zhuǎn)換器電路，其被配置成當(dāng)所述電纜連接至所述電子設(shè)備時(shí)向所述電纜中的電源線提 供輸出功率；以及 開關(guān)，其由所述基于處理器的設(shè)備來運(yùn)作以連接或斷開所述干線電源和所述轉(zhuǎn)換器電 路； 其中所述基于處理器的設(shè)備被配置成監(jiān)視至少一個(gè)信號(hào)線的電壓以確定所述電纜是 連接至所述電子設(shè)備還是與之?dāng)嚅_，并當(dāng)確定所述電纜與所述電子設(shè)備斷開時(shí)運(yùn)作所述開 關(guān)以斷開所述干線電源和所述轉(zhuǎn)換器電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的能量管理控制，其特征在于，還包括儲(chǔ)能元件，并且其中，所述 基于處理器的設(shè)備被進(jìn)一步配置成： 使用所述儲(chǔ)能元件將一電壓施加至至少一個(gè)信號(hào)線；以及 測(cè)量所述至少一個(gè)信號(hào)線的電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的能量管理控制，其特征在于，所述控制器被配置成當(dāng)所施加的 電壓不同于所測(cè)得的電壓時(shí)確定所述電纜連接到所述電子設(shè)備。
4. 如權(quán)利要求2所述的能量管理控制，其特征在于，所述儲(chǔ)能元件作用以當(dāng)所述轉(zhuǎn)換 器電路與所述干線電源斷開時(shí)向所述基于處理器的設(shè)備供電。
5. 如權(quán)利要求2所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備被配置成 在所述轉(zhuǎn)換器電路與所述干線電源斷開的同時(shí)監(jiān)視所述至少一個(gè)信號(hào)線的電壓。
6. 如權(quán)利要求1所述的能量管理控制，其特征在于，所述電纜包括電源線、一對(duì)信號(hào)線 和接地線。
7. 如權(quán)利要求6所述的能量管理控制，其特征在于，所述電纜配置有通用串行總線 (USB)連接器。
8. 如權(quán)利要求6所述的能量管理控制，其特征在于，所述一對(duì)信號(hào)線被短接在一起。
9. 如權(quán)利要求8所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備在確定所 述電纜是斷開的同時(shí)工作在低功率睡眠模式中。
10. 如權(quán)利要求9所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器被配置成： 在處于所述低功率睡眠模式中的同時(shí)，監(jiān)視與被短接的信號(hào)線關(guān)聯(lián)的電壓； 當(dāng)被短接的信號(hào)線的任何電壓變化被檢測(cè)到時(shí)就蘇醒；以及 基于檢測(cè)到的電壓變化，運(yùn)作所述開關(guān)以連接或斷開所述轉(zhuǎn)換器電路和所述干線電 源。
11. 如權(quán)利要求10所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備可被配 置成基于被短接的信號(hào)線上所檢測(cè)到的電壓增加而運(yùn)作所述開關(guān)以斷開所述轉(zhuǎn)換器電路 和所述干線電源。
12. 如權(quán)利要求10所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備可被配 置成基于被短接的信號(hào)線上所檢測(cè)到的電壓減小而運(yùn)作所述開關(guān)以連接所述轉(zhuǎn)換器電路 和所述干線電源。
13. 如權(quán)利要求9所述的能量管理控制，其特征在于，還包括儲(chǔ)能元件，并且其中，所述 基于處理器的設(shè)備被配置成： 當(dāng)所述電纜被確定為斷開時(shí)就蘇醒； 測(cè)量與所述儲(chǔ)能元件關(guān)聯(lián)的電壓；以及 如果所測(cè)得的電壓低于預(yù)定閾值，則運(yùn)作所述開關(guān)以將所述轉(zhuǎn)換器電路連接至所述干 線電源達(dá)足以將所述儲(chǔ)能元件再充電至預(yù)定電壓的時(shí)間。
14. 如權(quán)利要求6所述的能量管理控制，其特征在于，基于處理器的設(shè)備被配置成監(jiān)視 所述一對(duì)信號(hào)線中的第一信號(hào)線的電壓以確定所述電纜是否連接至所述電子設(shè)備，并且所 述控制器被配置成監(jiān)視所述一對(duì)信號(hào)線中的第二信號(hào)線的電壓以確定所述電纜是否與所 述電子設(shè)備斷開。
15. 如權(quán)利要求14所述的能量管理控制，其特征在于，所述第一信號(hào)線上的第一電壓 變化指示所述電纜與所述電子設(shè)備的連接，而所述第二信號(hào)線上的第二電壓變化指示所述 電纜與所述電子設(shè)備的斷開，其中所述第一和第二電壓變化是彼此不同的。
16. 如權(quán)利要求6所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備被配置 成監(jiān)視所述一對(duì)信號(hào)線中的僅一個(gè)信號(hào)線的電壓，以確定所述電纜是否連接至所述電子設(shè) 備。
17. 如權(quán)利要求16所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備在較低 功率睡眠模式中工作，并被配置成定期地蘇醒并檢查所述僅一個(gè)信號(hào)線的電壓以確定所述 電纜是否連接至所述電子設(shè)備。
18. 如權(quán)利要求17所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備被配置 成在檢查所述僅一個(gè)信號(hào)線上的電壓之前將所述干線電源連接至所述轉(zhuǎn)換器電路。
19. 如權(quán)利要求1所述的能量管理控制，其特征在于，所述基于處理器的設(shè)備被配置成 在監(jiān)視所述至少一個(gè)信號(hào)線的電壓之前將所述干線電源連接至所述轉(zhuǎn)換器電路。
20. 如權(quán)利要求1所述的能量管理控制，其特征在于，所述電子設(shè)備是便攜式電子設(shè) 備，包括可再充電機(jī)載電源，并且所述控制被配置為用于所述可再充電機(jī)載電源的充電設(shè) 施。
21. 如權(quán)利要求20所述的能量管理控制，其特征在于，所述便攜式電子設(shè)備包括蜂窩 電話、智能電話、筆記本計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、便攜式DVD播放機(jī)、音頻和視頻 媒體娛樂設(shè)備、電子閱讀器設(shè)備、游戲設(shè)備、全球定位系統(tǒng)（GPS)設(shè)備、數(shù)字相機(jī)設(shè)備和錄 像機(jī)設(shè)備中的至少一者。
22. 如權(quán)利要求1所述的能量管理控制，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器電路適用于AC干線電 源和DC干線電源中的一者。
23. 如權(quán)利要求1所述的能量管理控制，其特征在于，還包括接口插頭，所述接口插頭 被配置成連接于所述干線電源。
24. 如權(quán)利要求23所述的能量管理控制，其特征在于，所述接口插頭被配置成經(jīng)由車 輛內(nèi)所提供的功率插座而連接至所述車輛的DC電源。
25. 如權(quán)利要求24所述的能量管理控制，其特征在于，所述車輛是載客車輛、商用車 輛、建筑車輛、軍用車輛、越野車輛、海洋交通工具、飛行器、太空交通工具以及野營車中的 至少一者。
26. 如權(quán)利要求1所述的能量管理控制，其特征在于，所述控制被配置成電插座。
27. 如權(quán)利要求26所述的能量管理控制，其特征在于，所述插座包括用于所述電纜的 至少一個(gè)連接器。
28. 如權(quán)利要求27所述的能量管理控制，其特征在于，所述至少一個(gè)連接器是通用串 行總線（USB)連接器。
29. 如權(quán)利要求27所述的能量管理控制，其特征在于，所述插座是壁式插座、地板式插 座、或家具插座中的一者。
30. 如權(quán)利要求26所述的能量管理控制，其特征在于，所述插座包括用于多個(gè)電纜中 的相應(yīng)一個(gè)電纜的多個(gè)連接器。
【文檔編號(hào)】H02J9/00GK104115360SQ201280053276
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月7日
【發(fā)明者】F·A·多爾杰克 申請(qǐng)人:庫柏技術(shù)公司