專利名稱：Ac-dc輸入適配器的制作方法
技術領域：
本發明的實施方式包括適于確定電子設備的電源要求并且向這 些設備提供適合于它們各自電源要求的電能的方法和過程。優選地， 這些過程和方法由與本發明 一 致的通用電源的控制模塊來執行。然 而，在一些實施方式中，這些過程和方法不同于這里所述的控制模 塊或通用電源的部件來完成。
圖IO是示出與本發明的一些實施方式一致的、確定設備的電源 要求并且向設備提供適合于其電源要求的電能的過程400的流程圖。 該過程包括一系列的步驟，其允許通用電源測量設備的電源要求， 并且向設備提供具有基于設備的電源要求的參數的電能。
在示出的實施方式中，過程400使用來自源的電能。過程400 包括接收來自源的電能的步驟410。過程400進一步包括用于確定設 備的電源要求的步驟420。此外，過程400包括基于電源要求轉換電能以產生具有基于該電源要求的參數的轉換后電能的步驟430。過程 400還包括將轉換后電能提供給設備的步驟440。
圖11是示出與本發明的一些實施方式一致的、確定設備的電源 要求并且向設備提供適合于其電源要求的電能的過程500的流程圖。 該過程包括一 系列的步驟，其允許通用電源測量設備的電源要求， 并且基于設備的電壓要求來向設備提供合適的電壓。該電源要求優 選地是充電要求。
過程500包括步驟510,其中電能流自電源或是由電源提供。優 選地，電能流自AC電源。可替換地，電能可以來自DC電源。優選 地，使用具有110V/220V輸入的AC適配器，AC電源通過AC接線 端插口進入到通用電源。然而，對于本領域技術人員來說明顯的是， 本發明不限于AC適配器和通用電源。本發明允許電能通過任意數 目的裝置和/或機件進入到通用電源。本領域技術人員將進一步理解 到圖ll僅僅是示例性的，并且在不偏離本發明的精神和范圍的情況 下，過程500中的一個或多個步驟可以-陂去除。
在進一步的步驟520中，從電源接收到的電能優選地流經電^茲 干擾(EMI)段。該EMI段優選地濾除任何不規則的信號或阻止不 期望的信號進行本發明的敏感電路。優選地，EMI段也可以配置成 減小可以破壞或干擾其他電子系統的可能的電磁輻射干擾的量。應 該明白，在步驟520處，可以使用不同于EMI,殳的其他機件來處理 來自電源的電能，以便阻止不期望的信號干擾一個或多個周圍的電 系統。
在步驟520處經EMI段處理電能后，優選地是在步驟530處， 對電能整流。優選地，使用二極管橋來執行整流。優選地，在步驟 530處整流器將AC電轉換成DC電。然而，在DC電的情況下，步 驟530被旁路，因為不需要整流。本領域技術人員將理解到可以使 用除二極管橋以外的手段來對電能進行整流。
在步驟540處，執行功率因數校正(PFC)。優選地，通過使用 功率因數控制器來執行PFC。步驟540是可選地，并且可以使用有
19源的或無源的PFC來執行。
在步驟545處，由存儲電容器對電能進行緩存。在一些實施方 式中，PFC步驟使用存儲電容器的輸出作為PFC過程的一部分。在 一些實施方式中，不執行PFC步驟，并且整流器的輸出直接耦合到 存儲電容器。
當經整流的且可選地經因數校正的電能提供給轉換器時，過程 500繼續。步驟560包括將整流后的電能轉換成適于供輸出模塊使用 的形式。優選地，整流后的電能經由總線結構提供給轉換器。然而， 向轉換器提供電能的其他手段是可預見的。優選地，該過程使用下 轉換器(down converter)，例如回掃正激、半橋或全橋轉換器。優 選地，轉換步驟560調節電壓。在優選的實施方式中，步驟560提 供調節到12伏的DC電。
在進一步的步驟570中，過程500接收經整流、調節的電能到 次級轉換器并且產生轉換后電能。優選地，次級轉換器是降壓/升壓 轉換器，其能夠產生向上調節或向下調節的電能。
過程500也包括步驟580,其向要充電或供電的設備提供轉換后 電能，并且在監視由設備所汲取的電流的同時增加轉換后電能的電 壓。優選地，數字控制器執行該步驟。另外優選地，控制器以初始 電壓開始供電，并且以第一速率增加電壓。
優選地，控制器允許以至少一種速率來增加電壓，并且允許令 電壓被調節、重置或停止。
過程500進一步包括步驟590,其檢測由設備所汲取的電流的改 變，并且以基于發生電流改變的功率參數的電壓來向設備供電。在 一些實施方式中，所汲取的電流的單個類型的改變充當關于已經確 定了設備的正確電源要求的指示。在該情況下，電流強度信號的改 變可以指示正在以正確的電壓要求發送電能到設備。
在其他的實施方式中，可以;險測多個類型的改變。在一些實施 方式中， 一種類型的改變將提示控制器將電壓增加速率改變到第二 速率。在一些實施方式中，另一種類型的改變將隨后提示控制器將電壓增加速率改變到第三速率。電壓增加速率和所汲取電流的改變 的各種組合與本發明一致。
一旦信號或信號的組合向控制器指示正在以設備的正確的電壓
要求供電時，該過程執行步驟595,提供與設備的要求一致的電能對 設備充電或操作設備。
本領域技術人員將認識到，可以將何種另外的可選步驟添加到
過程500,以便向目標設備或設備的電池提供具有合適的電壓的電
6匕 f]匕。
電路
圖9是用于確定設備的電壓要求的實現的框圖。優選地，該電 路包括通用電源的控制模塊。該電路執行一系列步驟，其允許通用 裝置測量設備的電壓要求，使得通用裝置可以自配置成以基于設備 的電壓要求的合適的電壓設置來供電。然而，在一些實施方式中， 該過程可以由除這里所述的控制模塊或通用裝置之外的部件完成。 優選地，電源要求是充電要求。
實現300接收來自源310的電能。優選地，電能流自AC電源。 可替換地，電能可以流自DC電源。優選地，使用具有110V/220V 輸入的AC適配器，AC電源通過AC接線端插口進入到通用電源。
和通用電源。本發明允許電能通過任意數目的裝置和/或機件進入到 通用電源。本領域技術人員將進一步理解到圖9僅僅是示例性的， 并且在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，實現300中的一個或 多個元件可以被去除。
實現300包括電石茲干擾(EMI)段320。 EMI段320優選地濾除 任何不規則信號或阻止不期望信號進入本發明的敏感電路。優選地， EMI段320也可以配置成減小可以破壞或干擾其他電子系統的可能 的電磁輻射干擾的量。
在電能經EMI段320處理之后，優選地是將電能提供給整流器330。優選地，整流器330是二極管橋。優選地，整流器330將AC 電轉換成DC電。然而，在DC電的情況下，整流器330被旁路，因 為不需要整流。本領域技術人員將理解到可以使用除二極管橋以外 的裝置來對電能進行整流。
另外的元件340或者執行功率因數校正(PFC)和功率緩存(優 選地通過使用存儲電容器來執行)，或者進行沒有PFC的功率緩存。 優選地，元件340是具有存儲電容器的功率因數控制器。步驟340 是可選地，并且可以使用有源的或無源的PFC來執行。
轉換器360將整流后的電能轉換成適于供輸出模塊370使用的 形式。優選地，整流后的電能經由總線結構350提供給轉換器360。 然而，向轉換器360提供電能的其他手段是可預見的。優選地，轉 換器360包括下轉換器，例如回掃正激、半橋或全橋轉換器。優選 地，轉換器360調節電壓。在優選的實施方式中，其提供調節到12 伏的DC電。
轉換器360通過連接器380向輸出模塊370提供將整流的轉換 后的電能。優選地，輸出模塊370包括次級轉換器，并且產生轉換 后電能。優選地，次級轉換器是降壓/升壓轉換器，其能夠產生向上 調節或向下調節的電能。
輸出模塊370向例如圖12的設備200提供轉換后電能，并且在 監視由設備所汲取的電流的同時增加轉換后電能的電壓。優選地， 輸出模塊370包括操作次級轉換器來完成該功能的數字控制器。優 選地，控制器允許以至少一種速率來增加電壓并且允許令電壓被調 節、重置或停止。
另外優選地，；模塊370以初始電壓開始供電，并且以第一速率 增加電壓。進一步，模塊370優選地包括適于檢測設備所汲取的電 流的改變的元件，并且以基于發生電流改變的功率參數的電壓來向 設備供電。在一些實施方式中，所汲取的電流的單個類型的改變充 當關于已經確定設備的正確電源要求的指示。在該情況下，電流強 度信號的改變可以指示正在以正確的電壓要求發送電能到設備。在其他的實施方式中，可以檢測多個類型的改變。在一些實施 方式中， 一種類型的改變將提示控制器將電壓增加速率改變到第二 速率。在一些實施方式中，另一種類型的改變將隨后提示控制器將 電壓增加速率改變到第三速率。電壓增加速率和所汲取電流的改變 的各種組合與本發明一致。
一旦信號或信號的組合向控制器指示正在以設備的正確的電壓
要求供電時，該過程執行步驟395，提供與設備的要求一致的電能以 對設備充電或操作設備。
本領域技術人員將認識到，可以將何種另外的可選步驟添加到 過程300，以便向目標設備或設備的電池提供具有合適的電壓的電能。
優選地，斷續連接器380是這里所迷的通用電源的部件。在一 些實施方式中，圖1A和圖1B的通用電源使用圖9的實現300來確 定耦合到通用電源的設備200的電源要求。在一些實施方式中，圖 1A和圖1B的輸出模塊150使用實現300 (圖9)來確定和提供基于 例如圖12的設備200 (耦合到輸出模塊150)的電源要求的合適的 電壓。
本節參考了本發明的各種實施方式，這些實施方式的例子在附 圖中示出。盡管已經描述了本發明的多種實施方式，但是應該理解 該描述并不旨在限制本發明。相反，本發明旨在覆蓋可以包括在本 發明的精神和范圍內的可選方案、修改方案和等同方案。進一步， 在本發明的詳細描述中，已經闡述了眾多特定的細節以便提供對本 發明的完全理解。然而，應該注意，本發明可以在沒有這些特定細 節的情況下進行實踐。在其他的實例中，并未對公知的方法、過程 和部件進行詳細的描述，以防止不必要地混淆本發明的多個方面。
2權利要求
1.一種用于通過使用來自源的電能向設備供電的輸出模塊，包括a.入口；b.出口；c.電源轉換電路，其配置成通過所述入口從所述源接收電能，并且通過所述出口向所述設備提供轉換后的電能；d.控制電路，其耦合到所述電源轉換電路，并且配置成確定設備的電源要求，以及操作所述電源轉換電路，以產生具有基于所述電源要求的參數的轉換后電能。
2. 根據權利要求1所述的輸出模塊，進一步包括用于從所述設 備接收信號的裝置。
3. 根據權利要求1所述的輸出模塊，進一步包括用于以第一速 率線性地增加電壓的裝置。
4. 根據權利要求3所述的輸出模塊，進一步包括用于確定從所 述設備接收的信號的改變的裝置。
5. 根據權利要求4所述的輸出模塊，進一步包括用于基于所述 接收的信號的改變，以第二速率增加電壓的裝置。
6. 根據權利要求1所述的輸出模塊，其中所述設備是下迷之一: 個人計算機、筆記本計算機、蜂窩電話、個人數字助理、個人娛樂 設備、音樂娛樂設備、個人游戲系統、無線電子設備、數字照相機、 攝像機、電子設備、便攜式設備、手持設備、裝置以及它們的任意 組合。
7. 根據權利要求1所述的輸出模塊，其中所述控制電路包括自 動數字控制器。
8. —種通用電源，其包括根據權利要求1所述的輸出模塊，以 及進一步包括配置為所述輸出模塊的源的電源。
9. 根據權利要求8所述的通用電源，其進一步包括電纜，所述 電纜配置用于從所述輸出模塊向所述設備輸送電能。
10. 根據權利要求9所述的通用電源，其中所述電纜進一步配置 用于在所述輸出模塊和所述設備之間傳送信號。
11. 根據權利要求8所述的通用電源，其中所述電源是交流電源 和直流電源之一。
12. 根據權利要求8所述的通用電源，其中所述控制模塊通過適 配器耦合到所述電源。
13. 根據權利要求12所述的通用電源，其中所述適配器是交流 電輸入適配器和直流電輸入適配器之一。
14. 根據權利要求8所述的通用電源，其中所述輸出模塊進一步 包括用于感應來自所述電源的電力電流的裝置。
15. 根據權利要求14所述的通用電源，其中所述電力電流包括 交流和直流之一。
16. 根據權利要求8所述的通用電源，其中所述輸出模塊和所述 電源經由適配器接口耦合。
17. 根據權利要求16所述的通用電源，其中所述適配器接口包 括配置用于可滑動地耦合所述輸出模塊和所述電源的表面。
18. 根據權利要求17所述的通用電源，其中所述適配器接口的 表面包括槽。
19. 根據權利要求1所述的通用電源，其中所述電源要求是所述 設備的電池的充電要求。
20. —種通用電源，包括a. 輸入連接器，其配置成與電源耦合；b. 輸出連接器，其配置成與設備耦合；c. 初級電源轉換電路，其配置成從所述輸入連接器接收電能并 且產生經調節的電能；d. 次級電源轉換電路，其配置成通過所述入口接收所述經調節 的電能，并且通過所述輸出連接器向所述設備提供轉換后的電能；e.控制電路，其耦合到所述次級電源轉換電路，并且配置成確 定所述設備的電源要求，以及操作所述次級電源轉換電路，以產生 具有基于所述電源要求的參數的轉換后的電能。
21. 根據權利要求20所述的通用電源，其中所述電源要求是所 述設備的電池的充電要求。
22. —種使用來自源的電能對設備供電的方法，包括a. 從所述源接收電能；b. 確定所述設備的電源要求；c. 轉換所述電能以產生具有基于所述電源要求的參數的轉換后 的電能；以及d. 將所述轉換后電能提供給所述設備。
23. 根據權利要求22所述的方法，其中所述電源要求是所述設 備的電池的充電要求。
24. —種供電系統，包括a. 用于從源接收電能的裝置；b. 用于確定設備的電源要求的裝置；c. 用于轉換所述電能以產生具有基于所述設備的電源要求的參 數的轉換后的電能；以及d. 用于將所述轉換后的電能提供給所述設備的裝置。
25. 根據權利要求24所述的供電系統，進一步包括用于從所述 設備接收信號的裝置。
26. 根據權利要求24所述的供電系統，進一步包括用于以第一 速率線性地增加電壓的裝置。
27. 根據權利要求24所述的供電系統，進一步包括用于確定從 所述設備接收的信號的改變的裝置。
28. 根據權利要求27所述的供電系統，進一步包括用于基于所 述接收的信號的改變而以第二速率增加電壓的裝置。
29. 根據權利要求24所述的供電系統，其中所述設備是下述之 一個人計算機、筆記本計算機、蜂窩電話、個人數字助理、個人娛樂設備、音樂娛樂設備、個人游戲系統、無線電子設備、數字照 相機、攝像機、電子設備、便攜式設備、手持設備、裝置以及它們 的任意組合。
30.根據權利要求24所述的供電系統，其中所述電源要求是所 述設備的電池的充電要求。
全文摘要
一種用于通過使用來自源的電能來向設備提供電能的輸出模塊，其包括入口、出口、電源轉換電路以及控制電路，該電源轉換電路配置成通過入口從所述源接收電能并且通過所述出口向所述設備供應轉換后電能，該控制電路耦合到電源轉換電路，并且配置成確定設備的電源要求，以及操作所述電源轉換電路來產生具有基于所述電源要求的參數的轉換后電能。優選地，電源要求是設備的電池的充電要求。
文檔編號H02M7/02GK101630919SQ20091014882
公開日2010年1月20日 申請日期2009年6月11日 優先權日2008年6月12日
發明者B·沙里菲波爾, K·胡 申請人:弗萊克斯電子有限責任公司