專利名稱：具有自動模式切換的電力轉換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備和用于電子設備的電力轉換器電路。
背景技術：
交流(AC)電力一般是從墻上的電源插座提供的，并且有時候被稱為線路電力。電子設備包括通過直流(DC)電力操作的電路。電力轉換器電路用于將AC電力轉換成DC電力。以這種方式產生的DC電力可以用于對電子設備供電。所產生的DC電力還可以用于給電子設備中的電池充電。在一些應用中，AC到DC電力轉換器電路可以結合到電子設備中。例如，臺式計算機常常包括計算機電源單元形式的AC到DC電力轉換器電路。計算機電源單元具有接收AC 電源線的插座。利用這種類型的布置，AC電源線可以直接插到計算機的后面，來提供AC電力，而不使用外部的電力轉換器。盡管臺式計算機大到足以容納內部電源，但例如手持式電子設備和便攜式計算機的其它設備不是如此。因此，典型的手持式電子設備和膝上型計算機需要使用外部電力轉換器。當與電力轉換器分開時，手持式電子設備或者便攜式計算機會由內部電池供電。當 AC線路電力可用時，電力轉換器用于將AC電力轉換成用于電子設備的DC電力。緊湊型AC-DC電力轉換器的設計一般基于切換模式的電源體系結構。切換模式電力轉換器包含例如基于晶體管的開關的開關，這種開關與例如電感型和電容型元件的能量存儲部件一起工作，來調整從AC源的DC電力的產生。反饋路徑可以用于分接到轉換器的輸出并由此確保在變化的負載下產生期望的DC電壓電平。為了省電，高電力轉換器效率是期望的。高電力轉換效率可以通過使用有效的轉換器拓撲結構和低損耗部件來獲得。但是，即使在使用最佳設計的時候，操作電力轉換器的時候還是會有殘余的電力損耗。這些殘余的損耗與由于操作轉換器的切換模式電路產生的泄漏電流和其它寄生現象關聯，而且即使在電力轉換器沒有主動地用于給電子設備供電的時候也會導致電力轉換器的電力消耗。當電力轉換器沒有用于給電子設備供電時的電力消耗代表不期望的電力損耗的來源，這種損耗可以降低，而不會不利地影響轉換器的功能。
發明內容
可以提供一種包括能量存儲電路的電力轉換器。該電力轉換器可以接收例如線路電力信號的輸入信號并且可以產生例如用于設備或其它電路的電力信號的對應輸出信號。 該電力轉換器可以設置成待機模式以省電。在待機模式中，能量存儲電路可以用于給電路供電，其在適當的時候可以將電力轉換器從待機模式喚醒。電力轉換器電路可以作為獨立電力適配器的部分來提供或者可以結合到其它電子設備中。
利用一種合適的布置，電力轉換器可以是例如交流(AC)到直流(DC)切換模式電力轉換器電路的電力轉換器電路。該電力轉換器電路可以將AC線路電力轉換成DC電力， 用于給所附接的電子設備供電。例如，電力轉換器可以用于給例如蜂窩電話、便攜式計算機或者音樂播放器的電子設備的供電。該電力轉換器電路可以具有調制成控制電力流動的開關。當開關斷開時，電力轉換器電路基本上關閉而且將不在其輸出產生DC電力。在這種有時候稱為待機模式或者睡眠模式的狀態下，電力轉換器的電力消耗最小化。當期望給所附接的電子設備供電時，電力轉換器電路可以在主動模式操作，其中開關主動地調制成產生期望的輸出信號(例如，DC 輸出電壓)。電力轉換器電路可以通過切換電路將其輸出提供給輸出線路。在正常操作中，監控器電路將切換電路設置成閉合狀態，其中電力轉換器電路耦合到輸出線路并產生用于給電子設備供電的DC輸出電壓。監控器可以周期性地開路切換電路，以將電力轉換器電路與輸出線路隔離開。輸出線路上的電壓的行為可以由監控器來監控。在存在汲取電力的負載的情況下，輸出線路電壓將趨于下降。當不存在負載時由內部升壓電路(boosting circuit)驅動的時候，輸出線路電壓可以上升(或者可以至少不下降到低于給定閾值)。如果輸出線路上的電壓上升(或者不下降到低于給定閾值)，則監控器可以推斷電子設備從電力轉換器斷開。如果輸出線路上的電壓下降(或者下降超過給定閾值)，則監控器可以推斷電子設備附接到電力轉換器。電力轉換器可以包括例如電容器或者電池的能量存儲元件。當電力轉換器電路操作在待機模式中時，監控器可以從該能量存儲元件汲取電力。這使得監控器能夠主動地監控輸出線路的狀態，以自動地確定什么時候電子設備重新附接到電力轉換器。監控器還可以監控能量存儲元件的狀態。如果能量存儲元件被耗盡，則監控器可以指示電力轉換器電路從待機操作模式暫時轉變到主動操作模式，來補充能量存儲元件。如果檢測到指示電子設備重新附接到電力轉換器的輸出線路電壓中的下降，則監控器可以激活電力轉換器電路，使得可以給電子設備供電。根據附圖和以下對優選實施方式的詳細描述，本發明的更多特征、其本質與各種優點將更加明顯。
圖1是根據本發明實施方式的、包括電力轉換器和電子設備的系統的電路圖。圖2是根據本發明實施方式的、顯示可以用于圖1所示類型的電力轉換器的說明性部件的電路圖。圖3是根據本發明實施方式的、顯示當電子設備從電力轉換器斷開時來自圖2所示類型的電力轉換器的輸出電壓會如何發展的圖。圖4是根據本發明實施方式的、顯示在待機模式操作和能量補充操作過程中圖2 所示類型的電力轉換器中能量存儲元件上的電壓會如何發展的圖。圖5是根據本發明實施方式的、顯示當電子設備附接到電力轉換器時來自圖2所示類型的電力轉換器的輸出電壓會如何發展的圖。圖6是根據本發明實施方式的、顯示在當由電力轉換器供電的電子設備保持附接到電力轉換器時的監控操作過程中來自圖2所示類型的電力轉換器的輸出電壓會如何發展的圖。圖7是根據本發明實施方式的、顯示說明性操作模式和在圖2所示類型的電力轉換器中操作模式之間的轉變所涉及的操作的圖。圖8是根據本發明實施方式的、顯示監控器電路可如何由能量存儲電路供電以檢測電子設備中電源線中的電源改變的電子設備的圖。圖9是根據本發明實施方式的、顯示由能量存儲電路供電的監控器電路會如何用于喚醒已經被設置成待機模式的電子設備中的電源的電子設備的圖。圖10是根據本發明實施方式的、具有第一和第二電源的電子設備的圖，顯示由能量存儲電路供電的監控器電路會如何用于控制所述第一和第二電源。圖11是根據本發明實施方式的、可以用于圖1所示類型的電力適配器電路的說明性電力適配器外罩配置的圖。圖12是根據本發明實施方式的、可以用于圖1所示類型的電力適配器電路而且可以具有磁性附接機制的說明性電力適配器外罩配置的圖。圖13是根據本發明實施方式的、顯示電力轉換器電路輸出電容器可如何用作能量存儲設備來給監控器電路供電的圖。
具體實施例方式有時候稱為電力適配器的電力轉換器用于轉換電力電平和類型。例如，電力轉換器可以用于升高或降低直流(DC)電力電平。電力轉換器還可以用于將交流(AC)電力轉換成DC電力。用于將AC電力轉換成DC電力的電力轉換器有時候在此作為例子來描述。但是，總的來說，電力轉換器電路可以包括用于將任何合適的輸入信號(例如，AC或DC電流和電壓)變換成任何合適的輸出信號(例如，升高的、降低的或者以其它方式變換的AC或DC 電流和電壓)的電路。例如從AC輸入信號產生調節的DC輸出電壓的AC-DC電力轉換器的電力轉換器的使用僅僅是說明性的。在典型的情形中，電力轉換器可以插到例如墻上電源插座的AC線路電源中。該AC 電源可以提供120伏或者240伏的電力(作為例子)。電力轉換器中的電路可以將所接收到的AC線路電力轉換成DC電力。例如，AC-DC電力轉換器可以在輸入接收AC線路電力并可以在對應的輸出提供DC電力。輸出電壓電平可以是12伏、5伏或者任何其它合適的DC 輸出電平。電力轉換器中的電路可以基于切換模式的電源體系結構。切換模式的電源使用例如金屬氧化物半導體功率晶體管的開關和關聯的控制方案，例如脈寬調制控制方案或者頻率調制控制方案，在相對緊湊的電路中實現電力轉換功能。當切換電路具有第一種配置時， 電力從電源傳輸到存儲元件，例如電感器(例如，變壓器)或者電容器。當切換電路具有第二種配置時，電力從存儲元件釋放到負載。反饋可以用于調節電力傳輸操作并由此確保輸出電壓維持在期望的電平。可以用在電力轉換器中的切換模式電源拓撲結構的例子包括降壓轉換器、升壓轉換器、回掃轉換器，等等。利用一種在此作為例子描述的合適布置，AC-DC電力轉換器可以利用電壓整流器和回掃轉換器來實現。電壓整流器將AC線路電力轉換成相對高電壓電平的DC電力。而電力轉換器的回掃轉換器部分在整流器電路的輸出將DC電力逐步降低至12伏、5伏或者其它適當的低電平，以操作電子設備中的電路。如果需要，可以使用其它電力轉換器的體系結構。基于回掃轉換器設計的切換模式電力轉換器布置的使用在此作為例子來描述。AC-DC電力轉換器可以將DC電力提供給任何合適的電子設備。可以從AC-DC電力轉換器接收DC電力的電子設備的例子包括手持式計算機、微型或者可穿戴設備、便攜式計算機、臺式計算機、路由器、接入點、具有無線通信能力的備用存儲設備、移動電話、音樂播放器、遠程控制器、全球定位系統設備和組合了這些設備中一個或多個的功能的設備。利用一種在此有時候作為例子來描述的合適布置，從AC-DC電力轉換器接收DC電力的電子設備是緊湊型的便攜式設備，例如手持式電子設備(例如，移動電話或者音樂播放器)。但是，這僅僅是說明性的。AC-DC電力轉換器可以與任何合適的電子設備一起操作。一種其中電力轉換器可以向電子設備提供電力的說明性系統環境在圖1中示出。 如圖1所示，系統8可以包括例如AC電源14的AC電源、例如AC-DC電力轉換器12的電力轉換器和例如電子設備10的電子設備。AC電源14可以是例如標準的墻上電源插座，其經電源線提供AC線路電力。墻上電源插座電力一般以大約Iio伏至240伏的AC電壓輸送。電力轉換器12可以包括例如AC-DC電力轉換器電路122的電力轉換器電路。 AC-DC電力轉換器電路122可以基于切換模式的電源設計，例如回掃轉換器或者其它合適的電力轉換器拓撲結構。電子設備10可以具有用于當不附接到電力轉換器12時給設備10供電的電池。當電力轉換器12插到AC電源14中時而且當電子設備10連接到電力轉換器12時，電力轉換器12可以將從AC電源14接收到的AC電力變換成用于設備10的DC電力。如果期望，連接器可以在電力轉換器12的輸入和/或輸出提供。例如，設備10可以具有通用串行總線(USB)端口，USB電纜可以插到該端口中。USB電纜可以用于在電力轉換器12和電子設備10之間傳送DC電力。例如，USB電纜或者其它電纜可以包括例如正電源線72的第一線路，該線路用于從轉換器12向設備10傳送12伏、5伏或者其它合適的正 DC電壓電平的正DC電壓。這種DC電壓電平有時候稱為Vbus，而轉換器12的線路73有時候稱為電源總線或者輸出線路。USB電纜或者其它電纜還可以具有例如地線74的第二線路，該線路用于向設備10傳送0伏或者其它合適地電壓電平的地電壓。例如USB電纜的電纜還可以包含可以可選地用于在設備10和轉換器12之間傳送信息的數據線。當連接到電力轉換器12時，電子設備10可以通過USB連接器的電力引腳和電纜接收DC電力(作為例子)。但是，USB連接器連接電力轉換器12和電子設備10的使用僅僅是說明性的。如果期望，任何合適的插頭、插座、端口、引腳、其它連接器或者硬連線的連接都可以用于互連電力轉換器12和電子設備10。類似地，硬連線的連接或者合適的插頭、 插座、端口、引腳結構或者其它連接器都可以用于將電力轉換器12連接到電源14。AC-DC電力轉換器電路122可以將來自AC源14的AC電力轉換成輸出路徑64和 70上的DC電力。路徑64可以是經開關SW2耦合到轉換器輸出線路73的正電源線路。路徑70可以是耦合到轉換器12的地輸出75和將轉換器12連接到設備10的電纜或其它路徑中的地線74的地電源線路。例如開關SW2的切換電路可以基于任何合適的電氣部件，這種電氣部件可以控制DC電力從AC-DC電力轉換器電路122的輸出到與電子設備10關聯的電源輸入線路(例如，連接到電源線路72和74的設備10的輸入)的流動。例如，切換電路SW2可以利用一個或多個晶體管(例如一個或多個功率場效應晶體管(功率FET))實現。在其中例如電子設備10的電子設備連接到電力轉換器12的正常操作過程中，電力轉換器12可以使用AC-DC電力轉換器電路122在線路64和70上提供DC電源電壓。切換電路SW2在正常操作過程中通常是閉合的，因此線路64將短路到輸出線路73。這允許AC-DC 電力轉換器電路122的輸出的DC電源電壓經路徑72和74提供給電子設備。AC-DC電力轉換器電路122可以包含用于控制內部切換電路的控制電路。該控制電路可以對反饋信號作出響應。例如，反饋路徑可以用于為AC-DC電力轉換器電路122提供關于輸出線路73上的電壓Vbus的當前電平的信息。響應這種反饋信息，AC-DC電力轉換器電路122中的控制電路可以對提供給AC-DC電力轉換器電路輸出的DC電壓的量作出實時調整。例如，如果輸出64上的DC電壓具有5伏的額定值Vsec而反饋指示電壓已經不期望地上升到5. 05伏，則AC-DC電力轉換器電路122中的控制電路可以做出調整，將DC輸出電壓降低回到額定值(Vsec)。電力轉換器12可以包含能量存儲電路50。能量存儲電路50 (有時候也稱為能量存儲元件)可以基于用于存儲能量的任何合適電路。作為例子，能量存儲電路50可以包括一個或多個電池、電容器，等等。在當AC-DC電力轉換器電路122向輸出路徑64提供電力的電力轉換器12的操作的過程中，例如路徑66的路徑可以用于將電力傳送到能量存儲電路 50。以這種方式傳送到能量存儲電路50的電力可以用于補充電路50中的電池、電容器或者其它能量存儲部件。在圖1的例子中，能量存儲電路50通過路徑64和66耦合到AC-DC 電力轉換器電路122。但是，這僅僅是說明性的。如果期望的話，任何合適的傳送路徑都可以用于從AC-DC電力轉換器電路122向能量存儲電路50提供補充電力。如圖1所示，電力轉換器12可以包括例如監控器M的監控電路。監控器M可以利用例如路徑66和60的路徑監控電力轉換器12的狀態。在適當的時候，監控器M可以利用例如路徑76的路徑向AC-DC電力轉換器電路122提供控制信號。該控制信號可以用于將AC-DC電力轉換器電路設置成適當的操作模式。總的來說，如果期望的話，任何合適數量的操作模式都可以被AC-DC電力轉換器電路122支持。利用一種在這里有時候作為例子描述的合適的布置，AC-DC電力轉換器電路122 可以設置成主動模式和待機模式。在有時候也稱為高電力模式或者正常操作模式的主動模式中，AC-DC電力轉換器122接通，并提供用于補充能量存儲電路50和用于給電子設備10 供電的DC輸出電力。在有時候稱為睡眠模式或者低電力模式的待機模式中，AC-DC電力轉換器電路122被設置成其中AC-DC電力轉換器電路122消耗很少電力或者不消耗電力的狀態(即，通過抑制其切換模式電源開關的調制使AC-DC電力轉換器電路122關斷)。如果期望的話，AC-DC電力轉換器電路122可以具有多個低電力狀態(例如，部分關斷狀態和完全關斷狀態)。其中AC-DC電力轉換器122設置成待機狀態或者主動狀態的布置有時候在此作為例子描述。但是，這僅僅是說明性的。總的來說，電力轉換器12可以支持任何合適數量的操作模式(例如，完全接通模式、部分接通模式、睡眠模式、深度睡眠模式，等等)。當AC-DC電力轉換器電路122處于待機模式中時，AC-DC電力轉換器電路122關斷并且允許輸出64浮動。在這種情況下，已經存儲到能量存儲電路50中的電力可以從能量存儲電路50中輸送到路徑66。例如，如果能量存儲電路50包含電池或者電容器，則該電池或者電容器可以用于向路徑66提供電池或者電容器電壓。由能量存儲電路50提供的電壓可以以與當AC-DC電力轉換器電路122處于主動模式中時AC-DC電力轉換器電路122提供給路徑64的額定輸出電壓電平(Vsec)相同的電壓電平提供。電壓調節器66可以在其輸入IN接收由能量存儲電路50經路徑66提供的電壓， 并且可以經其輸出OUT向輸出路徑58提供對應的輸出電壓。在輸出線路73上沒有負載的情況下，電壓調節器52提供給路徑58的電壓可能相對于Vsec升高(即，在待機操作中由電壓調節器52提供給路徑58的電壓可能等于大于Vsec的升高的電壓Vaux)。例如，如果 Vsec是5. 0伏(作為例子)，則Vaux可能是5. 1伏(作為例子)。輸出線路58可以通過路徑56耦合到輸出線路73和路徑72。在待機模式期間， 監控器M可以經例如路徑62的路徑向切換電路SW2提供切換控制信號。該控制信號可以將SW2設置成開路模式，其中線路64和73彼此電氣斷開。從路徑64斷開輸出線路73將輸出73與AC-DC電力轉換器電路122和能量存儲電路50隔離開。在監控器M使切換電路SW2開路之后輸出線路73呈現的電壓依賴于電子設備10的狀態。如果在切換電路SW2開路的時候電子設備10從電力轉換器12斷開，則電壓調節器52將經路徑58和56向輸出線路73提供升高的電壓Vaux，由此將Vbus驅動至Vaux。如果在監控器M使切換電路SW2開路的時候電子設備10連接到電力轉換器12，則電子設備 10將作為負載操作，并且將經線路58和56從電壓調節器的輸出OUT汲取電力。電壓調節器52可以包含電流限制電路，該電流限制電路確保電壓調節器52將只能夠向電子設備10 提供相對適度的量的電流。因此，從電子設備10汲取的電力將把Vbus拉低。通過經路徑56和60監控輸出線路73上的電壓Vbus，監控器M可以確定電子設備10的附接狀態。如果當切換電路SW2開路的時候監控器檢測到電壓Vbus中的上升，則監控器M可以推斷出電子設備10目前從電力轉換器12斷開。如果當切換電路SW2開路的時候監控器M檢測到電壓Vbus中的下降，則監控器M可以推斷出電子設備10目前附接到電力轉換器12。每當監控器M確定電子設備10附接到電力轉換器12時，監控器M 都可以將AC-DC電力轉換器電路122設置成主動模式，以便給設備10供電。如果沒有檢測到電子設備10的存在，則監控器M可以將AC-DC電力轉換器電路留在待機模式以節省電力。如果監控器M檢測到能量存儲電路50已經由于待機模式中的長時間操作而耗盡時， 則監控器M可以暫時喚醒AC-DC電力轉換器電路122，來補充能量存儲電路50。圖1的電力轉換器12可以利用任何合適的電路來實現。可以用于實現電力轉換器12的說明性電路在圖2中示出。在圖2的例子中，電力轉換器電路122利用回掃式切換模式電源設計形成。但是，這僅僅是說明性的。如果期望，任何合適的電力轉換器電路都可以用于AC-DC電力轉換器電路122。如圖2所示，AC源14可以在端子L和N處耦合到電力轉換器12。來自端子L和 N的AC電力可以提供給路徑20和22。電力轉換器12可以具有整流器電路16。二極管18可以將路徑20和22上的AC 電壓轉換成跨線路M和26的整流的(正)信號。路徑20和22上的AC電壓可以是正弦曲線，并且整流器電路16的輸出可以是整流的正弦曲線。為了平滑來自二極管18的原始整流輸出，電力轉換器12可以包括電容器觀。可以看作整流器16 —部分的電容器觀將來自源14的AC信號的整流版本轉換成節點30上具有減少的AC紋波量的DC電壓。
AC-DC電力轉換器電路122可以包括例如轉換器控制電路38的電力轉換器控制電路。地線56可以用于將轉換器控制電路連接到接地路徑M。正電源電壓Vb可以在輸入84提供給轉換器控制電路38。通過利用泄放電路82分接電源線路沈，輸入84可以具有電壓Vb。泄放電路82可以包含例如一個或多個電阻器的電流限制部件。變壓器32可以具有連接到整流器16的輸出的輸入及連接到二極管40和電容器 42的輸出。變壓器32可以具有例如10 1或者20 1的匝數比的匝數比。例如雙極或者金屬氧化物半導體功率晶體管的切換電路SWl可以用于調節流動通過變壓器32初級側的電流Ip。開關SWl可以在控制輸入36從轉換器控制電路38接收控制信號。該控制信號可以具有大約20kHz到IOOkHz的頻率(作為例子)。控制電路38可以在線路36上產生調節通過轉換器12的電力流的控制信號。當電力轉換器12在主動模式中操作時，該控制信號是主動的，并且根據需要而改變，以調節電壓Vbus的量值。當電力轉換器12處于待機模式中時，該控制信號是無效的(即，線路36上不存在時變控制信號)。甚至在輸出線路73 上沒有所連接負載的情況下，這也減少了電力轉換器12中將相反由于切換電路SWl的操作而引起的電力消耗。通過使可選的切換電路(例如開關SW3和SW4)開路，以減少泄漏電流 (例如，使用來自轉換器控制電路38和/或來自監控器M的控制信號)，待機電力消耗可以進一步減少。在線路36上提供給切換電路SWl的控制信號可以是其頻率被調整成控制流動通過轉換器的電力量的信號或者可以是例如脈寬調制(PWM)信號的信號，其中PWM信號的占空比被調整成根據脈寬調制方案控制流動通過轉換器的電力量。利用典型的PWM方案，當期望接通開關SWl以便允許電流Ip流動時，線路36上的控制信號可以具有高值，并且當期望關斷開關SWl以便防止電流Ip流動時，線路36上的控制信號可以具有低值。線路36上的控制信號可以是例如其占空比可以由控制電路38調節以便調整輸出73上的Vbus的量值的方波PWM信號。如果期望，可以使用頻率調制方案。 在頻率調制方案中，線路36上的控制信號可以是其頻率由控制電路38調節以便調整電壓 Vbus的量值的方波或者其它控制信號。例如電力轉換器12的電力轉換器中的PWM控制信號的使用有時候在此作為例子描述。但是，PWM信號的使用僅僅是說明性的。如果期望，任何合適類型的控制信號都可以用于控制轉換器12中的電力流。當控制電路38向開關SWl施加例如PWM控制信號的控制信號時，變壓器32的次級側的電流Is將具有等于控制信號頻率的頻率(例如，大約20kHz到100kHz)。二極管40 和電容器42將該AC信號轉換成節點44處的DC電壓。這個電壓提供給線路64并代表圖1 的AC-DC電力轉換器電路122的輸出。線路64上的額定電源輸出電壓(有時候在此稱為 Vsec)可以是例如12伏、5伏或者其它合適的電壓。當在主動模式過程中電子設備10連接到輸出線路73時，在輸出64產生的電壓可以通過切換電路SW2、輸出73和路徑72傳送到電子設備10，給電子設備10的電路供電。電力轉換器12可以利用開環控制方案來控制。利用這種類型的布置，電力轉換器 12可以向切換電路SWl施加預先確定的PWM信號、頻率調制信號或者其它控制信號，以便在輸出64和輸出線路73上產生期望的輸出電平。如果期望，閉環控制方案可以通過提供例如由線路48和49形成的反饋路徑的反饋路徑FB來使用。利用線路48和49，控制電路38 可以接收跨節點44和46的當前電壓電平(S卩，線路64上的輸出電壓)的反饋。如果節點44上的輸出電壓的當前監控值低于期望的目標電平(即，低于期望的Vsec電平)，則PWM 信號的占空比，或者在頻率調制方案中控制信號的頻率，可以增加，以便相應地增加輸出電壓。如果控制電路38確定AC-DC電力轉換器電路122的輸出64和節點44上的輸出電壓太高，則PWM信號的占空比或者控制信號的頻率可以降低，以便朝著其期望的目標電平減小輸出電壓。例如轉換器控制電路38的電路可以位于變壓器32的初級側。例如監控器電路54、 能量存儲元件50、切換電路SW2和電壓調節器52的電路可以位于變壓器32的次級側。如果期望，例如隔離級51的隔離級可以包括在反饋路徑FB中，以便幫助電隔離變壓器32的初級側和次級側的電路。類似地，例如隔離級78的隔離級可以包括在監控器M和轉換器控制電路38之間的控制路徑76中。隔離級51和78可以由信號變壓器、光隔離器件等形成。如圖2所示，能量存儲電路50可以由例如電容器80的能量存儲元件形成。電容器80可以耦合在路徑66和地(例如，節點46)之間。在待機操作過程中，電容器80可以用于給監控器M和電壓調節器52供電。監控器M可以監控路徑66上來自電容器80的輸出電壓，以確定電容器80何時充分耗盡而需要補充。當期望電容器80能量的補充時，監控器討可以經控制路徑76向轉換器控制電路38發出喚醒控制信號。作為響應，通過恢復控制線路36上控制信號的生成，轉換器控制電路38可以轉變到主動模式。這將導致線路 64上DC輸出電壓的產生，該電壓可以經路徑66傳送到電容器80，以便給電容器80再次充電。當基于電池的能量存儲元件耗盡時，它們也可以以這種方式再次充電。基于電池的能量存儲元件50可以具有例如連接在路徑66和電池之間的充電電路。電壓調節器電路52可以由例如DC-DC升壓轉換器52A的DC-DC電力轉換器和例如電流限制電路52B的電流限制電路形成。如果期望，電流限制電路52B的電流限制能力可以與電力轉換器電路52A的電壓調節能力組合起來。在圖2的例子中，電壓調節和電流限制功能利用單獨的電路實現。這僅僅是說明性的。例如電力轉換器52A和52B的電路可以由一個、兩個或者多于兩個集成電路形成，而且，如果期望的話，可以包括離散的部件。電力轉換器52A可以是例如由控制電路(例如控制電路38)、存儲元件(電容器和 /或電感器)及其它部件((例如，二極管)形成的升壓電路的切換模式電源。例如這些的電子部件可以作為單個集成電路的一部分來實現。在操作過程中，升壓轉換器52A可以在輸入IN上接收電力(例如，來自電容器80的DC電壓Vstore)，并且可以在輸出OUT上提供對應的輸出電壓。電力轉換器52A輸出OUT上的輸出電壓可以低于或者高于電壓Vstore。 在圖2的例子中，轉換器52A是在輸出OUT上產生額定輸出電壓Vaux的升壓轉換器，其中 Vaux大于在電力轉換器電路122的輸出64上產生的額定輸出電壓Vsec。例如，如果Vsec 是5.0伏，則Vaux可以是5. 1伏(作為例子)。電壓Vstore的范圍可以在電容器80充滿電時的5.0伏到當電容器80耗盡時的較低的值(例如，在大約1-4. 5伏范圍內的電壓)之間。電流限制電路52B可以利用一個或多個電阻器或者用于限制當負載連接到輸出線路73時可以從電力轉換器52A汲取的電流的最大量的其它合適的電路來實現。當電力轉換器電路122處于待機模式中時，開關SW2將開路。在輸出線路73上沒有負載的情況下，電流限制電路52B可以將升壓轉換器52A的輸出OUT上的電壓傳遞到線
13路58，該電壓在量值上的變化是可以忽略的。在這種情況下，如果來自升壓轉換器52A的額定輸出電壓是Vaux，則輸出線路73上的DC電壓Vbus將上升到Vaux。當例如電子設備10的負載連接到電力轉換器12時，輸出線路73上的電壓Vbus 將被拉低。在這種情況下，升壓轉換器52A將不能夠把Vbus維持在Vaux，這是因為電流限制電路52B用于限制可以提供給設備10的電流的量。這導致電壓Vbus在有負載的情況下下降。因此，在控制切換電路SW2的同時，通過測量電壓Vbus并觀察在Vbus中發生的變化，監控器M可以監控電子設備10的附接狀態。圖3顯示當用戶把電子設備從電力轉換器12斷開時輸出線路73上的電壓Vbus 如何發展。在to之前的時間，電子設備10附接到電力轉換器12并接收線路72和74上的 DC電力。電力轉換器電路122處于主動模式并在輸出64上以額定輸出電壓Vsec提供DC 輸出電壓。切換電路SW2在主動模式過程中是閉合的，因此電力轉換器電路122的輸出64 上的電壓Vsec傳遞到電力轉換器輸出線路73。因此，在t0之前的時間，線路73上的電壓 Vbus等于Vsec。在時間t0，用戶把電子設備10從輸出線路73斷開。因為輸出線路73連到輸出64，輸出64提供電壓Vsec，所以電壓Vbus維持在電壓Vsec。在時間tl，監控器M 使切換電路SW2開路，以隔離輸出線路73與電力轉換器電路122。監控器M可以每幾秒鐘或每幾分鐘或者在其它合適的時間以這種方式開路切換電路SW2 —次，以便檢查電子設備 10的附接狀態。在時間t0之后的時間，電子設備10不再附接到輸出線路73。因此，當切換電路 SW2在時間tl開路時，電子設備10不再向輸出線路73提供負載。這使得Vbus上升到電壓 Vaux的電平，其中Vaux在電壓調節器52的輸出OUT提供，如由曲線86的斜坡段87所指示的。監控器M可以利用路徑60監控電壓Vbus中的這種上升。當在時間t2達到例如閾值電壓Vth2的預定閾值電壓時，監控器M可以推斷出電子設備10已經從電力轉換器12上移除。因此，監控器M可以在控制路徑76上向電力轉換器電路122發出斷電命令，以便將 AC-DC電力轉換器電路122和電力轉換器12設置成待機電力消耗模式。在這種模式中，切換電路SW2保持開路，因此電壓Vbus可以在時間t2和t3之間的時間t處升到Vaux。圖4的圖中的線88示出了當電子設備10從電力轉換器12斷開時電容器80的輸出的路徑66上的電壓Vstore會如何隨著時間發展。在時間ti，電力轉換器12處于待機模式。在待機模式中，電力轉換器電路122關斷(即，沒有主動地切換開關SWl)，并且監控器 M是由電容器80中所存儲的能量供電的。最初，在時間ti，電容器80具有Vsec ( S卩，當電力轉換器電路122主動的時候由電力轉換器電路122產生的輸出64上的額定輸出電壓) 的電壓Vstore。在時間ti到td期間，監控器M操作成檢測電子設備10的附接狀態的變化。這消耗電力并使電容器80能量耗盡，導致電壓Vstore從Vsec降到Vth4，如由曲線段90所指示的。在時間td，Vstore下降到低于預定的閾值電壓Vth4。當監控器M檢測到Vstore 已經降到低于Vth4時，監控器M可以在路徑76上發出激活控制命令，該激活控制命令接通電力轉換器電路122。一旦電力轉換器電路122在時間td被設置成主動模式，輸出64上的輸出電壓就將上升到額定輸出值Vsec，如由曲線88的線段92所指示的。
監控器M可以監控由線段92表示的補充過程，以便確認何時Vstore回到其完全充滿狀態或者可以指示電力轉換器電路122在給定的時段(例如，足以對電容器80進行再次充電的幾秒鐘的時段)中保持主動。在時間tr，在電容器80補充滿之后，監控器M可以將電力轉換器電路122設置成待機模式。如由線段94所指示的，線段90的耗盡過程重復。 監控器M可以如圖4中所示那樣接通和關斷電力轉換器電路122持續所需的長度(即，直到電子設備10附接上為止)。圖5的圖示出了在將電子設備10附接到電力轉換器12的過程中電壓Vbus會如何發展。在時間ts，電子設備10沒有附接到電力轉換器12。在輸出線路73上沒有負載的情況下，電壓Vbus上升到Vaux，以匹配電壓調節器M的空載輸出電壓，如由曲線96的線段 98所示。在時間ta，用戶將電子設備10附接到電力轉換器12(例如，通過在設備10和電力轉換器12之間連接USB電纜或者其它電纜)。一旦設備10連接到輸出線路73，設備10 就開始作為輸出線路73的負載。電流限制電路52B防止電壓調節器52提供電子設備10所需的足量電流。這造成電壓Vbus從時間ta的Vaux下降到時間tb的例如Vth3的預定閾值電壓，如由線段100所指示的。當監控器M檢測到電壓Vbus已經降到Vth3時，監控器M可以推斷出電子設備 10已經附接到電力轉換器12。因此，監控器M可以在路徑76上向電力轉換器電路122發出將電力轉換器電路122設置成其主動模式的命令。—旦電力轉換器電路122被激活，來自電力轉換器電路122的輸出電壓就可以給電子設備10供電，使得電壓Vbus能夠上升至其額定值Vsec，如由圖5中的線段102所指示的。在時間tc之后的時間(例如，沿著線段104)，Vbus可以被轉換器控制電路38保持在電壓Vsec0圖6顯示當電子設備10保持附接時當監控器M使切換電路SW2開路的時候Vbus 會如何發展。在時間tbg，電力轉換器12是主動的，而且通過提供Vsec的電壓Vbus給電子設備10供電。在時間top，監控器使切換電路SW2開路。因為電子設備10連接到電力轉換器12，所以電壓Vbus下降。當在時間tcl達到預定的閾值電壓Vthl時，監控器M可以推斷出電子設備10仍然連接到電力轉換器12，并且可以使切換電路SW2閉合。電壓Vbus 優選地保持為高于電壓Vmin (例如，大約4. 5伏)，以防止電子設備10錯誤地推斷電子設備10已經從電力轉換器12斷開。一旦切換電路SW2閉合，就向輸出線路73恢復電力，并且電壓Vbus將上升，在時間tfn達到額定輸出電壓電平Vsec。顯示當用戶把設備10附接到電力轉換器12和從電力轉換器12斷開時電力轉換器12和設備10如何在圖1的系統8中操作的圖在圖7中示出。在主動模式106中，電力轉換器12作為AC-DC電力轉換器正常操作，并且把電力從AC源14提供給附接的電子設備10。在典型情形下，電子設備10包含當電子設備10連接到電力轉換器12時可以再次充電的可充電電池。在模式106的操作過程中，監控器討主要保持切換電路SW2閉合，以便允許電力從線路64輸送到輸出線路73和電子設備10。在適當的時候(例如，每幾秒鐘、每幾分鐘等一次)，監控器M暫時使切換電路SW2開路，以檢查電子設備10是否仍然附接。如果電壓Vbus在切換電路SW2開路的時候沒有上升(例如，如果電壓Vbus降到Vthl，如聯系圖6所描述的)，則監控器M可以推斷出電子設備10 仍然附接到電力轉換器12。于是，如由線108所指示的，主動模式106的操作則可以繼續不
15中斷。但是，如果如聯系圖3所描述的那樣在切換電路SW2開路的時候電壓Vbus上升到閾值Vth2，則監控器討可以推斷出設備10已經斷開。如線110所示，監控器M隨后可以把電力轉換器電路122和電力轉換器12設置成待機模式114。在待機模式114中，電力轉換器電路122不是主動的，因此電力轉換器電路122無法輸送給監控器M供電的電力。相反，電力是從能量存儲電路50提供的。特別地，能量存儲電路50可以向監控器M以及向升壓轉換器52A的輸入IN提供電壓Vstore (圖幻。只要電壓Vstore的電壓電平足夠(即，高于Vth4)，能量存儲電路50就可以用于給監控電路 54和電壓調節器52供電。在這段時間內，監控器M可以周期性地檢查電子設備10的附接狀態。如果電壓Vbus在這些檢查中的一次檢查中降到低于Vth3，如聯系圖5所描述的， 則監控器M可以將電力轉換器電路122和電力轉換器12返回到主動模式106，如由線112 所指示的。如果監控器M確定電壓Vstore降到低于Vth4，如聯系圖4所描述的，則監控器M可以暫時激活電力轉換器電路122 (主動模式118)。在主動模式118中，電力轉換器電路122是主動的并且補充能量存儲元件50 (例如，通過在路徑66上給電容器80再次充電)。在模式118的操作中，設備10保持斷開。在電壓Vstore恢復之后(圖4的線段9 ，監控器M可以把電力轉換器電路122 和電力轉換器12返回待機模式144，以省電，如由線120所指示的。如果期望，Vaux可以以不同的電平(例如，大于設備10或者其它這種負載的最小操作電壓但不大于Vsec的電平)提供。在圖4、5、6和7的例子中，大于Vsec的Vaux值的使用有助于方便在開關SW2開路時檢測設備10的附接狀態。在其中Vaux不大于Vsec的情形下，設備10或者其它這種負載的存在可以通過確定電壓Vbus沒有下降(例如，Vbus沒有下降到超過特定的閾值電壓)來檢測。其中Vaux大于Vsec的配置有時候在這里作為例子描述。但是，這僅僅是說明性的。如圖8所示，系統8的電路可以結合到例如設備300的電子設備的全部或者部分中。設備300可以是便攜式計算機、手持式計算設備、臺式計算機、例如電視機或者立體聲系統的消費者電子設備、計算機顯示器、游戲控制器或者任何其它合適的電子設備。在正常操作過程中，設備300可以由電力轉換器12的電路來供電。這允許設備300的電路得到完全供電。設備300中的電路部件在圖8中示意性地示為設備電路210，并且可以包括例如用戶接口部件(例如，觸摸屏、觸摸板、鼠標、鍵、按鈕、例如紅外線接收器電路的用于接收監控來自遠端控制器的信號的無線用戶命令的電路、監控用戶信號的射頻無線通信電路、處理與存儲電路、傳感器等)的電子部件。能量存儲電路50可以在正常操作過程中充電。當期望省電時，電路122可以設置成降低電力(待機)操作模式。在待機模式中，設備電路210可以等待指示設備300應當恢復正常操作的動作。例如，設備電路210可以包括監控用戶輸入動作或者其它合適事件的紅外線接收器電路或者其它用戶輸入電路。當用戶提供了由設備電路210檢測的紅外線命令或者其它動作時，設備電路210的所產生的行為可以造成線路72上電壓的改變。監控器M可以感測電壓中的這種改變而且可以經路徑76向轉換器電路122發出對應的喚醒命令。監控器M還可以周期性地喚醒轉換器電路122，以補充能量存儲電路50，如聯系圖1 所描述的。
如果期望，電路210可以利用其它類型的信號發送機制通知監控器M已經檢測到用戶輸入或者其它被監控的動作。作為例子，考慮圖9的布置。如圖9所示，電子設備300 可以具有例如AC-DC電力轉換器電路122的電源，所述電源給能量存儲和電力(電壓)調節器電路302充電。電路302可以是例如以下的電路，其包括如圖8的能量存儲電路50的能量存儲電路，并且可選地包括電壓調節器或者在給電路210供電時幫助調節能量存儲電路輸出的其它電路。處理器304可以包括存儲和處理電路，例如一個或多個微處理器和其它控制電路 (例如，集成電路，等等)。處理器304可以用于控制設備300和電路210的操作。在圖9的設備300的正常操作過程中，電源122可以給電路302供電，因此可以給能量存儲電路302充電。電路210和處理器304可以得到供電并可以正常操作。當期望省電時，電源122可以(例如，由處理器304、監控器210或者其它控制電路)設置成待機狀態。在待機狀態中，能量存儲電路可以用于在路徑306上給電路210供電，并且可以用于在路徑308上給監控器M供電。電路210可以等待例如指示設備300應當被帶出待機模式的紅外線遠端控制命令或者其它合適事件的用戶輸入。當檢測到這種事件時，電路210可以通過在路徑310上發送信號來通知監控器M該事件的發生。路徑310可以是具有一條或多條用于在電路210 和監控器M之間傳送通信的關聯線路的模擬或數字路徑。一旦監控器M確定適宜喚醒電源122以便處理用戶輸入命令或者其它事件，監控器M就可以在路徑76上發出用于電源電路122的適當的喚醒控制命令。當期望經路徑 210補充能量存儲和電力調節器電路302中的能量存儲電路時，監控器M還可以周期性地喚醒電源122。圖10顯示設備300可以如何具有多個電源電路122。在圖10的例子中，設備300 具有電源電路PSl和電源電路PS2。電源PSl可以是提供幾十或者幾百瓦特功率的高功率 (主)電源，而電源PS2可以是提供較小功率(例如，十或者更少瓦特功率)的低功率(次) 電源。在待機模式中，每個電源只消耗其有效電力容量的一部分(例如，1-10%)(作為例子)。這些僅僅是說明性的例子。如果期望，主電源PSl和次電源PS2可以具有任何合適的電源容量。在正常操作過程中，電源PSl可以處于主動狀態而且可以向設備300中的電路 210、處理器304和其它部件供電。為了省電，當不需要全部電力時，電源PSl可以設置成低電力待機狀態。同樣，當不需要主動操作時，電源PS2也設置成待機狀態，以便省電。在待機狀態，能量存儲和電壓調節器電路302可以向電路210供電，如聯系圖9所描述的。不時地，電路302中的能量存儲電路可能需要補充。如聯系圖1的電路所描述的，監控器M可以監控能量存儲電路的狀態。當期望補充時，監控器M可以在路徑314上向電源PS2發出補充控制信號。作為響應，可以從其待機狀態喚醒電源PS2。因為電源PS2使用比電源PSl 少的能量，并且因為在關于電源PS2的補充操作過程中不是整個設備300都需要供電，所以用電源PS2給能量存儲電路補充而電源PSl保持在待機狀態中可以幫助省電。如果電路210檢測到指示設備300應當進入其主動狀態的用戶輸入或者其它動作，則電路210可以指示監控器M經路徑316喚醒電源PS1。監控器M還可以喚醒電源 PS2。如果期望，電路210還可以使用處理器304來發出喚醒命令和其它控制命令。處理器304可以例如每當在利用電路210接收到用戶輸入的時候喚醒電源PS1，而監控器M可以用于喚醒電源PS2(作為例子)。用于例如圖1的電力適配器12的電力適配器12的說明性配置在圖11中示出。如圖11所示，電力適配器可以具有例如外罩318的外罩，其中可以安裝例如圖1的電路12的電路。導電插腳320可以用于將電力適配器連接到AC線路電力。電纜322可以用于把來自適配器12的輸出信號傳送到連接器324。連接器3M可以用于將電力適配器連接到電子設備10。連接器3M可以是例如有時候用于把音樂播放器和電話設備耦合到計算機和電源的類型的30引腳連接器。總的來說，連接器3M可以具有任何合適數量的觸點。30引腳布置的使用僅僅是說明性的。圖12示出了另一種說明性的電力適配器布置。在圖12的布置中，圖1的電力適配器電路安裝在外罩326中。圖12的例子中的連接器3 可以是例如來自位于加利福尼亞Cupertino的Apple公司的MagSafe 連接器的磁性連接器。這種類型的連接器使用磁體吸引來幫助將連接器328固定到匹配設備。例如，在連接器328的部分330中可以有磁體。如果期望，插頭類型的連接器也可以用于電力適配器12中。如圖13所示，能量存儲電路50可以構成AC-DC電力轉換器電路122的一部分。例如，轉換器電路122可以是具有跨其正線路和接地輸出線路的電容器的類型的轉換器電路 (例如，為了濾波)。在這種類型的布置中，用于給監控器討供電和用于給例如電路210(圖 13例子中的設備10)的電路供電的能量可以存儲在這種濾波電容器中，而不需要附加的能量存儲設備。總的來說，能量存儲電路50可以由任意數量的合適部件(電容器、電池，等等)構成而且這些部件可以構成獨立電路，或者，如果期望的話，可以組合到系統8中的其它電路中。例如圖1和13說明性配置的例子僅僅是說明性的。根據一種實施方式，提供了一種交流(AC)到直流(DC)電力轉換器，當期望利用所述電力轉換器給電子設備供電時，所述電子設備可以連接到所述電力轉換器，所述電力轉換器包括電力轉換器電路，從AC電壓產生DC電壓；輸出線路，所述電子設備可以連接到該輸出線路；切換電路，耦合在所述電力轉換器電路和所述輸出線路之間，將所述電力轉換器電路周期性地從所述輸出線路斷開；以及確定電路，當利用所述切換電路將所述電力轉換器電路從所述輸出線路斷開時，通過監控所述輸出線路上的電壓電平來確定所述電子設備是否附接到所述輸出線路。根據另一種實施方式，該電力轉換器包括控制電路，并且所述確定電路包括一旦確定所述電子設備已經從所述輸出線路斷開就指示所述控制電路把所述電力轉換器電路設置成待機模式的監控器。根據另一種實施方式，該電力轉換器還包括當所述電力轉換器電路處于所述待機模式中時存儲用于給所述監控器供電的能量的能量存儲元件，其中所述監控器配置成當所述監控器確定所述能量存儲元件要被補充時指示所述控制電路暫時把所述電力轉換器電路設置成主動模式，來代替待機模式。根據另一種實施方式，所述監控器配置成當在待機模式中操作所述電力轉換器電路時一旦確定所述電子設備已經附接到所述輸出線路就指示所述控制電路把所述電力轉換器電路設置成主動模式。根據另一種實施方式，所述能量存儲元件包括電容器。
根據另一種實施方式，所述電力轉換器還包括電壓調節器，當電壓調節器輸出沒有所述電子設備作為負載時，所述電壓調節器接收來自所述能量存儲元件的能量存儲元件電壓并在電壓調節器輸出上提供所述能量存儲元件電壓的對應改變版本。根據另一種實施方式，所述電力轉換器還包括把所述電壓調節器輸出電耦合到所述輸出線路的路徑，并且所述能量存儲元件電壓的改變版本大于由所述電力轉換器電路產生的DC電壓根據另一種實施方式，所述電力轉換器還包括插入到將所述電壓調節器輸出電耦合到所述輸出線路的路徑中的電流限制電路。根據另一種實施方式，所述電壓調節器包括產生所述能量存儲元件電壓的改變版本的DC-DC切換模式電力轉換器，并且所述能量存儲元件電壓的改變版本大于所述能量存儲元件電壓。根據另一種實施方式，所定義的電力轉換器還包括把所述電壓調節器輸出電耦合到所述輸出線路的路徑，并且所述能量存儲元件電壓的改變版本不大于由所述電力轉換器電路產生的DC電壓。根據另一種實施方式，所述監控器配置成當在待機模式中操作所述電力轉換器電路時一旦確定所述電子設備附接到所述輸出線路就指示所述控制電路把所述電力轉換器電路設置成主動模式。根據一種實施方式，提供一種交流(AC)到直流(DC)電力轉換器，當期望利用所述電力轉換器給電子設備供電時，所述電子設備可以連接到所述電力轉換器，所述電力轉換器包括切換模式電力轉換器電路，從AC電壓產生DC電壓，并且可以在其中產生DC電壓的主動模式和其中不產生DC電壓的待機模式中操作；輸出線路，所述電子設備可以連接到所述輸出線路，以便接收等于由所述切換模式電力轉換器電路所產生DC電壓的輸出線路電壓，從而給所述電子設備供電；切換電路，耦合在所述切換模式電力轉換器電路和所述輸出線路之間；能量存儲元件，產生能量存儲元件電壓；電壓調節器，接收所述能量存儲元件電壓并且具有耦合到所述輸出線路的電壓調節器輸出；以及監控器，監控所述能量存儲元件電壓和所述輸出線路電壓并且控制所述切換電路和切換模式電力轉換器電路。根據另一種實施方式，所述監控器配置成當所述電力轉換器電路處于主動模式中時暫時開路所述切換電路，以隔離所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路；當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時監控所述輸出線路電壓是否上升，其指示所述電子設備從所述電力轉換器斷開；以及當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時監控所述輸出線路電壓是否下降，其指示所述電子設備附接到所述電力轉換
ο根據另一種實施方式，所述電壓調節器包括在電壓調節器輸出提供電壓調節器輸出電壓的升壓轉換器，當所述電子設備從所述輸出線路斷開并且不作為所述輸出線路的負載時，所述電壓調節器輸出電壓具有大于由所述切換模式電力轉換器電路所產生的DC電壓的電壓電平。根據另一種實施方式，所述電壓調節器還包括電流限制電路，當所述電子設備附接到輸出線路電力轉換器并且所述切換模式電力轉換器電路通過使所述切換電路開路而與所述輸出線路隔離時，所述電流限制電路確保輸出線路電壓下降。
根據另一種實施方式，所述監控器配置成當所述切換模式電力轉換器電路處于主動模式時暫時使所述切換電路開路，以隔離所述輸出線路與切換模式電力轉換器電路； 當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時，監控所述輸出線路電壓是否沒有下降超過給定閾值，其指示所述電子設備從所述電力轉換器斷開；以及當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時，監控所述輸出線路電壓是否下降得多于給定閾值， 其指示所述電子設備附接到所述電力轉換器。根據一種實施方式，提供一種操作交流(AC)到直流(DC)電力轉換器的方法，其中所述電力轉換器具有當期望利用該電力轉換器給電子設備供電時電子設備可以連接到其的輸出線路，其中所述電力轉換器具有切換模式電力轉換器電路，所述切換模式電力轉換器電路可以在其中產生DC電壓的主動模式和其中不產生DC電壓的待機模式中操作。所述方法包括暫時隔離所述切換模式電力轉換器電路與所述輸出線路；監控所述輸出線路上的電壓電平；以及響應于所監控的電壓電平，控制所述切換模式電力轉換器電路是操作在主動模式中還是操作在待機模式中。根據另一種實施方式，其中監控所述電壓電平包括當暫時隔離所述切換模式電力轉換器電路與所述輸出線路時確定所監控的輸出線路的電壓電平是否上升，其指示所述電子設備從所述輸出線路斷開。所述方法還包括一旦確定所述電子設備已經從所述輸出線路斷開，就把所述切換模式電力轉換器電路設置成待機模式。根據另一種實施方式，其中監控所述電壓電平包括當暫時隔離所述切換模式電力轉換器電路與所述輸出線路時確定所監控的輸出線路的電壓電平是否下降，其指示所述電子設備已經附接到所述輸出線路。所述方法還包括一旦確定所述電子設備已經附接到所述輸出線路，就把所述切換模式電力轉換器電路設置成主動模式。根據另一種實施方式，其中監控所述電壓電平包括利用監控器監控所述電壓電平，所述方法還包括當所述切換模式電力轉換器電路處于待機模式中時，用電容器給所述監控器供電。根據另一種實施方式，所述方法還包括當所述電子設備從所述輸出線路斷開時， 暫時把所述切換模式電力轉換器設置成主動模式，以便暫時產生DC輸出電壓來給電容器充電。根據一種實施方式，提供一種電路系統，包括第一電源電路；第二電源電路；能量存儲電路；以及當所述第一電源電路和所述第二電源電路為了省電而被設置成待機狀態時由能量存儲設備供電的電路。根據另一種實施方式，由能量存儲電路供電的電路包括監控用戶動作的電路。根據另一種實施方式，由能量存儲電路供電的電路包括紅外線接收器，并且其中所述電路系統包括電視的至少一部分。根據另一種實施方式，所述電路系統還包括監控器電路，所述監控器電路當由能量存儲電路供電的電路檢測動作時接收來自由能量存儲電路供電的電路的信號，并且當接收到來自由能量存儲電路供電的電路的信號時喚醒第一電源電路以便給所述電路系統供 H1^ ο根據另一種實施方式，所述電路系統還包括監控器電路，所述監控器電路配置成確定何時所述能量存儲電路被耗盡，并且配置成喚醒所述第二電源電路來補充所述能量存儲電路，而不喚醒第一電源。根據另一種實施方式，當由能量存儲電路供電的電路檢測到指示所述電路系統應當在正常操作模式中操作的動作時，所述監控器電路接收來自由所述能量存儲電路供電的電路的信號，并且所述監控器電路配置成響應來自由能量存儲電路供電的電路的信號而喚醒所述第一電源電路來給所述電路系統供電。根據另一種實施方式，所述能量存儲電路包括電容器。根據另一種實施方式，所述能量存儲電路包括電容器，并且所述電容器和所述第二電源電路構成交流(AC)到直流(DC)電力轉換器電路的部分。根據一種實施方式，提供一種電子設備，包括在主動模式和待機模式中操作的第一切換模式交流(AC)到直流(DC)電源電路；在主動模式和待機模式中操作的第二 AC-DC 電源電路；能量存儲電路，在所述第一切換模式AC-DC電源電路處于其待機模式中時至少有時候由所述第二 AC-DC電源電路充電；以及當第一切換模式AC-DC電源電路和第二切換模式AC-DC電源電路在其待機模式中操作時使用能量存儲電路供電的至少一個電路。根據另一種實施方式，所述電子設備還包括與所述至少一個電路通信并且配置成響應從所述至少一個電路接收到的信號而把第一切換模式AC-DC電源電路從其待機模式改變成其主動模式的監控器電路。前面所述的僅僅是說明本發明的原理，在不背離本發明范圍與主旨的情況下可以由本領域技術人員進行各種修改。
權利要求
1.一種交流(AC)到直流(DC)電力轉換器，當期望利用所述電力轉換器給電子設備供電時，所述電子設備可以連接到所述電力轉換器，所述電力轉換器包括電力轉換器電路，從AC電壓產生DC電壓；輸出線路，所述電子設備可以連接到該輸出線路；切換電路，耦合在所述電力轉換器電路和所述輸出線路之間，將所述電力轉換器電路周期性地從所述輸出線路斷開；以及確定電路，當利用所述切換電路將所述電力轉換器電路從所述輸出線路斷開時，通過監控所述輸出線路上的電壓電平來確定所述電子設備是否附接到所述輸出線路。
2.如權利要求1所述的電力轉換器，其中所述電力轉換器電路包括控制電路，并且其中所述確定電路包括一旦確定所述電子設備已經從所述輸出線路斷開就指示所述控制電路把所述電力轉換器電路設置成待機模式的監控器。
3.如權利要求2所述的電力轉換器，還包括當所述電力轉換器電路處于所述待機模式中時存儲用于給所述監控器供電的能量的能量存儲元件，其中所述監控器配置成當所述監控器確定所述能量存儲元件要被補充時指示所述控制電路暫時把所述電力轉換器電路設置成主動模式，來代替待機模式。
4.如權利要求3所述的電力轉換器，其中所述監控器配置成當在待機模式中操作所述電力轉換器電路時一旦確定所述電子設備已經附接到所述輸出線路就指示所述控制電路把所述電力轉換器電路設置成主動模式。
5.如權利要求3所述的電力轉換器，其中所述能量存儲元件包括電容器。
6.如權利要求3所述的電力轉換器，還包括電壓調節器，當電壓調節器輸出沒有所述電子設備作為負載時，所述電壓調節器接收來自所述能量存儲元件的能量存儲元件電壓并在電壓調節器輸出上提供所述能量存儲元件電壓的對應改變版本。
7.如權利要求6所述的電力轉換器，還包括把所述電壓調節器輸出電耦合到所述輸出線路的路徑，并且其中所述能量存儲元件電壓的改變版本大于由所述電力轉換器電路產生的DC電壓。
8.如權利要求7所述的電力轉換器，還包括插入到將所述電壓調節器輸出電耦合到所述輸出線路的路徑中的電流限制電路。
9.如權利要求7所述的電力轉換器，其中所述電壓調節器包括產生所述能量存儲元件電壓的改變版本的DC-DC切換模式電力轉換器，并且其中所述能量存儲元件電壓的改變版本大于所述能量存儲元件電壓。
10.如權利要求6所述的電力轉換器，還包括把所述電壓調節器輸出電耦合到所述輸出線路的路徑，并且其中所述能量存儲元件電壓的改變版本不大于由所述電力轉換器電路產生的DC電壓。
11.如權利要求2所述的電力轉換器，其中所述監控器配置成當在待機模式中操作所述電力轉換器電路時一旦確定所述電子設備附接到所述輸出線路就指示所述控制電路把所述電力轉換器電路設置成主動模式。
12.一種交流(AC)到直流(DC)電力轉換器，當期望利用所述電力轉換器給電子設備供電時，所述電子設備可以連接到所述電力轉換器，所述電力轉換器包括切換模式電力轉換器電路，從AC電壓產生DC電壓，并且可以在其中產生DC電壓的主動模式和其中不產生DC電壓的待機模式中操作；輸出線路，所述電子設備可以連接到所述輸出線路，以便接收等于由所述切換模式電力轉換器電路所產生DC電壓的輸出線路電壓，從而給所述電子設備供電； 切換電路，耦合在所述切換模式電力轉換器電路和所述輸出線路之間； 能量存儲元件，產生能量存儲元件電壓；電壓調節器，接收所述能量存儲元件電壓并且具有耦合到所述輸出線路的電壓調節器輸出；以及監控器，監控所述能量存儲元件電壓和所述輸出線路電壓并且控制所述切換電路和切換模式電力轉換器電路。
13.如權利要求12所述的電力轉換器，其中所述監控器配置成當所述電力轉換器電路處于主動模式中時暫時開路所述切換電路，以隔離所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路；當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時監控所述輸出線路電壓是否上升，其指示所述電子設備從所述電力轉換器斷開；以及當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時監控所述輸出線路電壓是否下降，其指示所述電子設備附接到所述電力轉換器。
14.如權利要求13所述的電力轉換器，其中所述電壓調節器包括在電壓調節器輸出提供電壓調節器輸出電壓的升壓轉換器，當所述電子設備從所述輸出線路斷開并且不作為所述輸出線路的負載時，所述電壓調節器輸出電壓具有大于由所述切換模式電力轉換器電路所產生的DC電壓的電壓電平。
15.如權利要求14所述的電力轉換器，其中所述電壓調節器還包括電流限制電路，當所述電子設備附接到輸出線路電力轉換器并且所述切換模式電力轉換器電路通過使所述切換電路開路而與所述輸出線路隔離時，所述電流限制電路確保輸出線路電壓下降。
16.如權利要求12所述的電力轉換器，其中所述監控器配置成當所述切換模式電力轉換器電路處于主動模式時暫時使所述切換電路開路，以隔離所述輸出線路與切換模式電力轉換器電路；當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時，監控所述輸出線路電壓是否沒有下降超過給定閾值，其指示所述電子設備從所述電力轉換器斷開；以及當所述輸出線路與所述切換模式電力轉換器電路隔離時，監控所述輸出線路電壓是否下降得多于給定閾值，其指示所述電子設備附接到所述電力轉換器。
17.一種操作交流(AC)到直流(DC)電力轉換器的方法，其中所述電力轉換器具有當期望利用該電力轉換器給電子設備供電時電子設備可以連接到其的輸出線路，其中所述電力轉換器具有切換模式電力轉換器電路，所述切換模式電力轉換器電路可以在其中產生DC 電壓的主動模式和其中不產生DC電壓的待機模式中操作，所述方法包括暫時隔離所述切換模式電力轉換器電路與所述輸出線路； 監控所述輸出線路上的電壓電平；以及響應于所監控的電壓電平，控制所述切換模式電力轉換器電路是操作在主動模式中還是操作在待機模式中。
18.如權利要求17所述的方法，其中監控所述電壓電平包括當暫時隔離所述切換模式電力轉換器電路與所述輸出線路時確定所監控的輸出線路的電壓電平是否上升，其指示所述電子設備從所述輸出線路斷開，所述方法還包括一旦確定所述電子設備已經從所述輸出線路斷開，就把所述切換模式電力轉換器電路設置成待機模式。
19.如權利要求18所述的方法，其中監控所述電壓電平包括當暫時隔離所述切換模式電力轉換器電路與所述輸出線路時確定所監控的輸出線路的電壓電平是否已下降，其指示所述電子設備已經附接到所述輸出線路，所述方法還包括一旦確定所述電子設備已經附接到所述輸出線路，就把所述切換模式電力轉換器電路設置成主動模式。
20.如權利要求19所述的方法，其中監控所述電壓電平包括利用監控器監控所述電壓電平，所述方法還包括當所述切換模式電力轉換器電路處于待機模式中時，用電容器給所述監控器供電。
21.如權利要求20所述的方法，還包括當所述電子設備從所述輸出線路斷開時，暫時把所述切換模式電力轉換器設置成主動模式，以便暫時產生DC輸出電壓來給電容器充電。
22.—種電路系統，包括第一電源電路；第二電源電路；能量存儲電路；以及當所述第一電源電路和所述第二電源電路為了省電而被設置成待機狀態時由能量存儲設備供電的電路。
23.如權利要求22所述的電路系統，其中由能量存儲電路供電的電路包括監控用戶動作的電路。
24.如權利要求22所述的電路系統，其中由能量存儲電路供電的電路包括紅外線接收器，并且其中所述電路系統包括電視的至少一部分。
25.如權利要求22所述的電路系統，還包括監控器電路，所述監控器電路當由能量存儲電路供電的電路檢測動作時接收來自由能量存儲電路供電的電路的信號，并且當接收到來自由能量存儲電路供電的電路的信號時喚醒第一電源電路以便給所述電路系統供電。
26.如權利要求22所述的電路系統，還包括監控器電路，所述監控器電路配置成確定何時所述能量存儲電路被耗盡，并且配置成喚醒所述第二電源電路來補充所述能量存儲電路，而不喚醒第一電源。
27.如權利要求26所述的電路系統，其中，當由能量存儲電路供電的電路檢測到指示所述電路系統應當在正常操作模式中操作的動作時，所述監控器電路接收來自由所述能量存儲電路供電的電路的信號，并且其中所述監控器電路配置成響應來自由能量存儲電路供電的電路的信號而喚醒所述第一電源電路來給所述電路系統供電。
28.如權利要求22所述的電路系統，其中所述能量存儲電路包括電容器。
29.如權利要求22所述的電路系統，其中所述能量存儲電路包括電容器，并且其中所述電容器和所述第二電源電路構成交流(AC)到直流(DC)電力轉換器電路的部分。
30.一種電子設備，包括在主動模式和待機模式中操作的第一切換模式交流(AC)到直流(DC)電源電路； 在主動模式和待機模式中操作的第二 AC-DC電源電路；能量存儲電路，在所述第一切換模式AC-DC電源電路處于其待機模式中時至少有時候由所述第二 AC-DC電源電路充電；以及當第一切換模式AC-DC電源電路和第二切換模式AC-DC電源電路在其待機模式中操作時使用能量存儲電路供電的至少一個電路。
31.如權利要求30所述的電子設備，還包括與所述至少一個電路通信并且配置成響應從所述至少一個電路接收到的信號而把第一切換模式AC-DC電源電路從其待機模式改變成其主動模式的監控器電路。
全文摘要
提供了一種電力轉換器，該電力轉換器具有交流(AC)到直流(DC)切換模式電力轉換器電路，將交流電力轉換成直流電力，用于給所附接的電子設備供電。可以通過在電子設備從電力轉換器斷開的任何時候自動地將電力轉換器電路設置成低電力待機操作模式來省電。當電力轉換器操作在待機模式中時，監控電路可以由電容器或者其它能量存儲元件來供電。如果監控電路檢測到指示電子設備附接的輸出電壓改變或者如果存儲元件需要補充，則監控電路可以把電力轉換器電路設置成主動操作模式。
文檔編號H02M7/02GK102318175SQ200980156524
公開日2012年1月11日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年2月12日
發明者J·J·特里茲, N·A·西姆斯 申請人:蘋果公司