專利名稱：Ac-dc輸入適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式包括適于確定電子設(shè)備的電源要求并且向這 些設(shè)備提供適合于它們各自電源要求的電能的方法和過(guò)程。優(yōu)選地， 這些過(guò)程和方法由與本發(fā)明 一 致的通用電源的控制模塊來(lái)執(zhí)行。然 而，在一些實(shí)施方式中，這些過(guò)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(lái)完成。
圖IO是示出與本發(fā)明的一些實(shí)施方式一致的、確定設(shè)備的電源 要求并且向設(shè)備提供適合于其電源要求的電能的過(guò)程400的流程圖。 該過(guò)程包括一系列的步驟，其允許通用電源測(cè)量設(shè)備的電源要求， 并且向設(shè)備提供具有基于設(shè)備的電源要求的參數(shù)的電能。
在示出的實(shí)施方式中，過(guò)程400使用來(lái)自源的電能。過(guò)程400 包括接收來(lái)自源的電能的步驟410。過(guò)程400進(jìn)一步包括用于確定設(shè) 備的電源要求的步驟420。此外，過(guò)程400包括基于電源要求轉(zhuǎn)換電能以產(chǎn)生具有基于該電源要求的參數(shù)的轉(zhuǎn)換后電能的步驟430。過(guò)程 400還包括將轉(zhuǎn)換后電能提供給設(shè)備的步驟440。


圖11是示出與本發(fā)明的一些實(shí)施方式一致的、確定設(shè)備的電源 要求并且向設(shè)備提供適合于其電源要求的電能的過(guò)程500的流程圖。 該過(guò)程包括一 系列的步驟，其允許通用電源測(cè)量設(shè)備的電源要求， 并且基于設(shè)備的電壓要求來(lái)向設(shè)備提供合適的電壓。該電源要求優(yōu) 選地是充電要求。
過(guò)程500包括步驟510,其中電能流自電源或是由電源提供。優(yōu) 選地，電能流自AC電源。可替換地，電能可以來(lái)自DC電源。優(yōu)選 地，使用具有110V/220V輸入的AC適配器，AC電源通過(guò)AC接線 端插口進(jìn)入到通用電源。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是， 本發(fā)明不限于AC適配器和通用電源。本發(fā)明允許電能通過(guò)任意數(shù) 目的裝置和/或機(jī)件進(jìn)入到通用電源。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步理解 到圖ll僅僅是示例性的，并且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下，過(guò)程500中的一個(gè)或多個(gè)步驟可以-陂去除。
在進(jìn)一步的步驟520中，從電源接收到的電能優(yōu)選地流經(jīng)電^茲 干擾(EMI)段。該EMI段優(yōu)選地濾除任何不規(guī)則的信號(hào)或阻止不 期望的信號(hào)進(jìn)行本發(fā)明的敏感電路。優(yōu)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(tǒng)的可能的電磁輻射干擾的量。應(yīng) 該明白，在步驟520處，可以使用不同于EMI,殳的其他機(jī)件來(lái)處理 來(lái)自電源的電能，以便阻止不期望的信號(hào)干擾一個(gè)或多個(gè)周圍的電 系統(tǒng)。
在步驟520處經(jīng)EMI段處理電能后，優(yōu)選地是在步驟530處， 對(duì)電能整流。優(yōu)選地，使用二極管橋來(lái)執(zhí)行整流。優(yōu)選地，在步驟 530處整流器將AC電轉(zhuǎn)換成DC電。然而，在DC電的情況下，步 驟530被旁路，因?yàn)椴恍枰?。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到可以使 用除二極管橋以外的手段來(lái)對(duì)電能進(jìn)行整流。
在步驟540處，執(zhí)行功率因數(shù)校正(PFC)。優(yōu)選地，通過(guò)使用 功率因數(shù)控制器來(lái)執(zhí)行PFC。步驟540是可選地，并且可以使用有
19源的或無(wú)源的PFC來(lái)執(zhí)行。
在步驟545處，由存儲(chǔ)電容器對(duì)電能進(jìn)行緩存。在一些實(shí)施方 式中，PFC步驟使用存儲(chǔ)電容器的輸出作為PFC過(guò)程的一部分。在 一些實(shí)施方式中，不執(zhí)行PFC步驟，并且整流器的輸出直接耦合到 存儲(chǔ)電容器。
當(dāng)經(jīng)整流的且可選地經(jīng)因數(shù)校正的電能提供給轉(zhuǎn)換器時(shí)，過(guò)程 500繼續(xù)。步驟560包括將整流后的電能轉(zhuǎn)換成適于供輸出模塊使用 的形式。優(yōu)選地，整流后的電能經(jīng)由總線結(jié)構(gòu)提供給轉(zhuǎn)換器。然而， 向轉(zhuǎn)換器提供電能的其他手段是可預(yù)見(jiàn)的。優(yōu)選地，該過(guò)程使用下 轉(zhuǎn)換器(down converter)，例如回掃正激、半橋或全橋轉(zhuǎn)換器。優(yōu) 選地，轉(zhuǎn)換步驟560調(diào)節(jié)電壓。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟560提 供調(diào)節(jié)到12伏的DC電。
在進(jìn)一步的步驟570中，過(guò)程500接收經(jīng)整流、調(diào)節(jié)的電能到 次級(jí)轉(zhuǎn)換器并且產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后電能。優(yōu)選地，次級(jí)轉(zhuǎn)換器是降壓/升壓 轉(zhuǎn)換器，其能夠產(chǎn)生向上調(diào)節(jié)或向下調(diào)節(jié)的電能。
過(guò)程500也包括步驟580,其向要充電或供電的設(shè)備提供轉(zhuǎn)換后 電能，并且在監(jiān)視由設(shè)備所汲取的電流的同時(shí)增加轉(zhuǎn)換后電能的電 壓。優(yōu)選地，數(shù)字控制器執(zhí)行該步驟。另外優(yōu)選地，控制器以初始 電壓開(kāi)始供電，并且以第一速率增加電壓。
優(yōu)選地，控制器允許以至少一種速率來(lái)增加電壓，并且允許令 電壓被調(diào)節(jié)、重置或停止。
過(guò)程500進(jìn)一步包括步驟590,其檢測(cè)由設(shè)備所汲取的電流的改 變，并且以基于發(fā)生電流改變的功率參數(shù)的電壓來(lái)向設(shè)備供電。在 一些實(shí)施方式中，所汲取的電流的單個(gè)類型的改變充當(dāng)關(guān)于已經(jīng)確 定了設(shè)備的正確電源要求的指示。在該情況下，電流強(qiáng)度信號(hào)的改 變可以指示正在以正確的電壓要求發(fā)送電能到設(shè)備。
在其他的實(shí)施方式中，可以;險(xiǎn)測(cè)多個(gè)類型的改變。在一些實(shí)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(shí)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(fā)明一致。
一旦信號(hào)或信號(hào)的組合向控制器指示正在以設(shè)備的正確的電壓
要求供電時(shí)，該過(guò)程執(zhí)行步驟595,提供與設(shè)備的要求一致的電能對(duì) 設(shè)備充電或操作設(shè)備。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以將何種另外的可選步驟添加到
過(guò)程500,以便向目標(biāo)設(shè)備或設(shè)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(shè)備的電壓要求的實(shí)現(xiàn)的框圖。優(yōu)選地，該電 路包括通用電源的控制模塊。該電路執(zhí)行一系列步驟，其允許通用 裝置測(cè)量設(shè)備的電壓要求，使得通用裝置可以自配置成以基于設(shè)備 的電壓要求的合適的電壓設(shè)置來(lái)供電。然而，在一些實(shí)施方式中， 該過(guò)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(yōu)選地，電源要求是充電要求。
實(shí)現(xiàn)300接收來(lái)自源310的電能。優(yōu)選地，電能流自AC電源。 可替換地，電能可以流自DC電源。優(yōu)選地，使用具有110V/220V 輸入的AC適配器，AC電源通過(guò)AC接線端插口進(jìn)入到通用電源。
和通用電源。本發(fā)明允許電能通過(guò)任意數(shù)目的裝置和/或機(jī)件進(jìn)入到 通用電源。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步理解到圖9僅僅是示例性的， 并且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，實(shí)現(xiàn)300中的一個(gè)或 多個(gè)元件可以被去除。
實(shí)現(xiàn)300包括電石茲干擾(EMI)段320。 EMI段320優(yōu)選地濾除 任何不規(guī)則信號(hào)或阻止不期望信號(hào)進(jìn)入本發(fā)明的敏感電路。優(yōu)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(tǒng)的可能 的電磁輻射干擾的量。
在電能經(jīng)EMI段320處理之后，優(yōu)選地是將電能提供給整流器330。優(yōu)選地，整流器330是二極管橋。優(yōu)選地，整流器330將AC 電轉(zhuǎn)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(lǐng)域技術(shù)人員將理解到可以使用除二極管橋以外 的裝置來(lái)對(duì)電能進(jìn)行整流。
另外的元件340或者執(zhí)行功率因數(shù)校正(PFC)和功率緩存(優(yōu) 選地通過(guò)使用存儲(chǔ)電容器來(lái)執(zhí)行)，或者進(jìn)行沒(méi)有PFC的功率緩存。 優(yōu)選地，元件340是具有存儲(chǔ)電容器的功率因數(shù)控制器。步驟340 是可選地，并且可以使用有源的或無(wú)源的PFC來(lái)執(zhí)行。
轉(zhuǎn)換器360將整流后的電能轉(zhuǎn)換成適于供輸出模塊370使用的 形式。優(yōu)選地，整流后的電能經(jīng)由總線結(jié)構(gòu)350提供給轉(zhuǎn)換器360。 然而，向轉(zhuǎn)換器360提供電能的其他手段是可預(yù)見(jiàn)的。優(yōu)選地，轉(zhuǎn) 換器360包括下轉(zhuǎn)換器，例如回掃正激、半橋或全橋轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選 地，轉(zhuǎn)換器360調(diào)節(jié)電壓。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，其提供調(diào)節(jié)到12 伏的DC電。
轉(zhuǎn)換器360通過(guò)連接器380向輸出模塊370提供將整流的轉(zhuǎn)換 后的電能。優(yōu)選地，輸出模塊370包括次級(jí)轉(zhuǎn)換器，并且產(chǎn)生轉(zhuǎn)換 后電能。優(yōu)選地，次級(jí)轉(zhuǎn)換器是降壓/升壓轉(zhuǎn)換器，其能夠產(chǎn)生向上 調(diào)節(jié)或向下調(diào)節(jié)的電能。
輸出模塊370向例如圖12的設(shè)備200提供轉(zhuǎn)換后電能，并且在 監(jiān)視由設(shè)備所汲取的電流的同時(shí)增加轉(zhuǎn)換后電能的電壓。優(yōu)選地， 輸出模塊370包括操作次級(jí)轉(zhuǎn)換器來(lái)完成該功能的數(shù)字控制器。優(yōu) 選地，控制器允許以至少一種速率來(lái)增加電壓并且允許令電壓被調(diào) 節(jié)、重置或停止。
另外優(yōu)選地，；模塊370以初始電壓開(kāi)始供電，并且以第一速率 增加電壓。進(jìn)一步，模塊370優(yōu)選地包括適于檢測(cè)設(shè)備所汲取的電 流的改變的元件，并且以基于發(fā)生電流改變的功率參數(shù)的電壓來(lái)向 設(shè)備供電。在一些實(shí)施方式中，所汲取的電流的單個(gè)類型的改變充 當(dāng)關(guān)于已經(jīng)確定設(shè)備的正確電源要求的指示。在該情況下，電流強(qiáng) 度信號(hào)的改變可以指示正在以正確的電壓要求發(fā)送電能到設(shè)備。在其他的實(shí)施方式中，可以檢測(cè)多個(gè)類型的改變。在一些實(shí)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(shí)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(fā)明一致。
一旦信號(hào)或信號(hào)的組合向控制器指示正在以設(shè)備的正確的電壓
要求供電時(shí)，該過(guò)程執(zhí)行步驟395，提供與設(shè)備的要求一致的電能以 對(duì)設(shè)備充電或操作設(shè)備。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以將何種另外的可選步驟添加到 過(guò)程300，以便向目標(biāo)設(shè)備或設(shè)備的電池提供具有合適的電壓的電能。
優(yōu)選地，斷續(xù)連接器380是這里所迷的通用電源的部件。在一 些實(shí)施方式中，圖1A和圖1B的通用電源使用圖9的實(shí)現(xiàn)300來(lái)確 定耦合到通用電源的設(shè)備200的電源要求。在一些實(shí)施方式中，圖 1A和圖1B的輸出模塊150使用實(shí)現(xiàn)300 (圖9)來(lái)確定和提供基于 例如圖12的設(shè)備200 (耦合到輸出模塊150)的電源要求的合適的 電壓。
本節(jié)參考了本發(fā)明的各種實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的例子在附 圖中示出。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解 該描述并不旨在限制本發(fā)明。相反，本發(fā)明旨在覆蓋可以包括在本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的可選方案、修改方案和等同方案。進(jìn)一步， 在本發(fā)明的詳細(xì)描述中，已經(jīng)闡述了眾多特定的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本 發(fā)明的完全理解。然而，應(yīng)該注意，本發(fā)明可以在沒(méi)有這些特定細(xì) 節(jié)的情況下進(jìn)行實(shí)踐。在其他的實(shí)例中，并未對(duì)公知的方法、過(guò)程 和部件進(jìn)行詳細(xì)的描述，以防止不必要地混淆本發(fā)明的多個(gè)方面。
2權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)使用來(lái)自源的電能向設(shè)備供電的輸出模塊，包括a.入口；b.出口；c.電源轉(zhuǎn)換電路，其配置成通過(guò)所述入口從所述源接收電能，并且通過(guò)所述出口向所述設(shè)備提供轉(zhuǎn)換后的電能；d.控制電路，其耦合到所述電源轉(zhuǎn)換電路，并且配置成確定設(shè)備的電源要求，以及操作所述電源轉(zhuǎn)換電路，以產(chǎn)生具有基于所述電源要求的參數(shù)的轉(zhuǎn)換后電能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出模塊，進(jìn)一步包括用于從所述設(shè) 備接收信號(hào)的裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出模塊，進(jìn)一步包括用于以第一速 率線性地增加電壓的裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸出模塊，進(jìn)一步包括用于確定從所 述設(shè)備接收的信號(hào)的改變的裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸出模塊，進(jìn)一步包括用于基于所述 接收的信號(hào)的改變，以第二速率增加電壓的裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出模塊，其中所述設(shè)備是下迷之一: 個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理、個(gè)人娛樂(lè) 設(shè)備、音樂(lè)娛樂(lè)設(shè)備、個(gè)人游戲系統(tǒng)、無(wú)線電子設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、 攝像機(jī)、電子設(shè)備、便攜式設(shè)備、手持設(shè)備、裝置以及它們的任意 組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出模塊，其中所述控制電路包括自 動(dòng)數(shù)字控制器。
8. —種通用電源，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出模塊，以 及進(jìn)一步包括配置為所述輸出模塊的源的電源。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的通用電源，其進(jìn)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(shè)備輸送電能。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通用電源，其中所述電纜進(jìn)一步配置 用于在所述輸出模塊和所述設(shè)備之間傳送信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求8所述的通用電源，其中所述控制模塊通過(guò)適 配器耦合到所述電源。
13. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求8所述的通用電源，其中所述輸出模塊進(jìn)一步 包括用于感應(yīng)來(lái)自所述電源的電力電流的裝置。
15. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jīng)由適配器接口耦合。
17. 根據(jù)權(quán)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(dòng)地耦合所述輸出模塊和所述電源的表面。
18. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1所述的通用電源，其中所述電源要求是所述 設(shè)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(shè)備耦合；c. 初級(jí)電源轉(zhuǎn)換電路，其配置成從所述輸入連接器接收電能并 且產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的電能；d. 次級(jí)電源轉(zhuǎn)換電路，其配置成通過(guò)所述入口接收所述經(jīng)調(diào)節(jié) 的電能，并且通過(guò)所述輸出連接器向所述設(shè)備提供轉(zhuǎn)換后的電能；e.控制電路，其耦合到所述次級(jí)電源轉(zhuǎn)換電路，并且配置成確 定所述設(shè)備的電源要求，以及操作所述次級(jí)電源轉(zhuǎn)換電路，以產(chǎn)生 具有基于所述電源要求的參數(shù)的轉(zhuǎn)換后的電能。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的通用電源，其中所述電源要求是所 述設(shè)備的電池的充電要求。
22. —種使用來(lái)自源的電能對(duì)設(shè)備供電的方法，包括a. 從所述源接收電能；b. 確定所述設(shè)備的電源要求；c. 轉(zhuǎn)換所述電能以產(chǎn)生具有基于所述電源要求的參數(shù)的轉(zhuǎn)換后 的電能；以及d. 將所述轉(zhuǎn)換后電能提供給所述設(shè)備。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述電源要求是所述設(shè) 備的電池的充電要求。
24. —種供電系統(tǒng)，包括a. 用于從源接收電能的裝置；b. 用于確定設(shè)備的電源要求的裝置；c. 用于轉(zhuǎn)換所述電能以產(chǎn)生具有基于所述設(shè)備的電源要求的參 數(shù)的轉(zhuǎn)換后的電能；以及d. 用于將所述轉(zhuǎn)換后的電能提供給所述設(shè)備的裝置。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的供電系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于從所述 設(shè)備接收信號(hào)的裝置。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的供電系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于以第一 速率線性地增加電壓的裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的供電系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于確定從 所述設(shè)備接收的信號(hào)的改變的裝置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的供電系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于基于所 述接收的信號(hào)的改變而以第二速率增加電壓的裝置。
29. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的供電系統(tǒng)，其中所述設(shè)備是下述之 一個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理、個(gè)人娛樂(lè)設(shè)備、音樂(lè)娛樂(lè)設(shè)備、個(gè)人游戲系統(tǒng)、無(wú)線電子設(shè)備、數(shù)字照 相機(jī)、攝像機(jī)、電子設(shè)備、便攜式設(shè)備、手持設(shè)備、裝置以及它們 的任意組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的供電系統(tǒng)，其中所述電源要求是所 述設(shè)備的電池的充電要求。
全文摘要
一種用于通過(guò)使用來(lái)自源的電能來(lái)向設(shè)備提供電能的輸出模塊，其包括入口、出口、電源轉(zhuǎn)換電路以及控制電路，該電源轉(zhuǎn)換電路配置成通過(guò)入口從所述源接收電能并且通過(guò)所述出口向所述設(shè)備供應(yīng)轉(zhuǎn)換后電能，該控制電路耦合到電源轉(zhuǎn)換電路，并且配置成確定設(shè)備的電源要求，以及操作所述電源轉(zhuǎn)換電路來(lái)產(chǎn)生具有基于所述電源要求的參數(shù)的轉(zhuǎn)換后電能。優(yōu)選地，電源要求是設(shè)備的電池的充電要求。
文檔編號(hào)H02M7/02GK101630919SQ20091014882
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者B·沙里菲波爾, K·胡 申請(qǐng)人:弗萊克斯電子有限責(zé)任公司