CN101911431A - 电源适配器 - Google Patents

Abstract

一种电源适配器(10)包括：原级侧(12)，用于接收来自电网电源的电力；和次级侧(14)，用于将电力提供给与所述次级侧相连接的电子装置(16)。存在逻辑部(28)确定所述次级侧是否连接有所述电子装置，当所述存在逻辑部确定所述电子装置未被连接时切换逻辑部(32)自动关闭所述原级侧。如果未附接电子装置，则电源适配器关闭自己，而当有装置连接到电源适配器因而需要时电源适配器自动开启自己。电源适配器还可以包括用于检测装置充满电的时间的电压检测逻辑部(26)。当附接的电子装置充满电时电源适配器也关闭自己，而当电子装置的充电状态下降到预定电平以下时电源适配器自动开启自己。

Description

电源适配器

技术领域

本发明涉及电子装置，更具体地涉及对电子装置供电和/或充电的电源适配器。

背景技术

各种类型的便携式电子装置已流行了数十年并且持续增加流行性。这些便携式装置包括、但不限于数字电话、移动电话、寻呼机、通信机、相机、电子记事本、个人数字助理(PDA)、智能电话、媒体播放器等。

多数电子装置用电池电力工作。另外，许多便携式电子装置被配置为用来自电源适配器的电力工作。用电池电力工作的便携式电子装置通常包括一个或更多个可再充电电池。为了给电池再充电，电子装置连接到适于对电子装置内的电池再充电的电源适配器。在某些情况下，电池可从电子装置移除，并且可以直接连接到电源适配器。

适于对电池再充电和/或向电子装置提供工作电力的电源适配器通常将电网电力转换为DC电压，该DC电压接着对电池充电和/或对电子装置供电。电源适配器的原级侧接到电网。次级侧连接到电子装置(或电池)的DC输入，以提供用于对装置再充电和/或使装置工作的电力。

常规电源适配器的问题是当附接到电网时，即使电源适配器未实际用于对装置提供再充电和/或工作电力，电源适配器仍消耗待机功率(即，降低的功率)。这样的待机功率合计达到大量的浪费功率，特别是考虑到全世界使用的电源适配器的数量时。

考虑到与常规电源适配器关联的前述问题，强烈需要这样一种电源适配器，该电源适配器特别是在未使用时，避免了不必要的待机功率消耗。

发明内容

本发明涉及用于供应再充电和/或工作电力的电源适配器。电源适配器被配置为当不使用时尽管保持与电网的连接但自动关闭自己，以避免消耗甚至待机功率。另外，该电源适配器被配置为当需要时自动唤醒自己以供应再充电和/或工作电力。如果没有电子装置(如便携式电子装置和/或自身表示电子装置的电池)被附接，则电源适配器关闭自己，而当有装置连接到电源适配器因此被需要时，电源适配器自动启动自己。当电源适配器检测到连接的装置充满电时电源适配器也自动关闭自己。在被关闭时，电源适配器不消耗电力或消耗很少的电力(例如，仅仅泄漏电流的级别)。甚至在装置自己没有电力(例如，关闭和/或具有耗尽(或废弃)电池)的情况下，电源适配器业可以唤醒自己并对装置提供电力。

根据本发明的一方面，提供一种电源适配器，该电源适配器包括：原级侧，其用于接收来自电网电源的电力；次级侧，其用于将从所述原级侧得到的工作和/或充电电力提供给与所述次级侧连接的电子装置；存在逻辑部，其用于确定所述次级侧是否连接有所述电子装置；以及切换逻辑部，其用于当所述存在逻辑部确定未连接有所述电子装置时自动关闭所述原级侧。

根据一个实施方式，当所述存在逻辑部确定连接有所述电子装置时所述切换逻辑部自动开启所述原级侧。

根据另一个实施方式，该电源适配器还包括用于向所述存在逻辑部提供电力的储能部。

根据又一个实施方式，该电源适配器还包括用于临时开启所述原级侧以对所述储能部再充电的逻辑部。

根据另一个实施方式，用于临时开启所述原级侧的所述逻辑部包括电压检测逻辑部，该电压检测逻辑部用于检测所述储能部的电压已下降到预定电平以下的时间。

在又一实施方式中，所述存在逻辑部包括机械开关、电接口或光学开关中的至少一个。

根据又一个实施方式，该电源适配器还包括用于在所述原级侧初始连接到所述电网电源时临时自动开启所述原级侧的逻辑部。

根据又一个实施方式，所述存在逻辑部包括用于由用户按压以手动指示所述电子装置的存在的按钮。

根据又一个实施方式，该电源适配器还包括用于检测所述电子装置的充电电平的电压检测逻辑部，其中当所述电压检测逻辑部确定所述电子装置充满电时，所述切换逻辑部关闭所述原级侧。

根据又一个实施方式，在所述存在逻辑部仍确定所述电子装置连接到所述次级侧时，所述切换逻辑部关闭所述原级侧。

根据又一个实施方式，当所述电压检测逻辑部确定所述电子装置的充电电平己下降到预定电平以下时，所述切换逻辑部自动开启所述原级侧。

根据又一个实施方式，该电源适配器还包括容纳所述原级侧和所述次级侧的壳体。

根据又一个实施方式，该电源适配器还包括用于连接到电网电源的电网插头和用于连接到所述电子装置的装置连接器。

根据又一个实施方式，所述装置连接器包括用于容纳所述电子装置(16)的对接部。

为了实现前面的和相关目的，本发明包括下面充分描述和在权利要求中具体指出的特征。下面的描述和附图详细地说明了本发明的特定示例性实施方式。但是，这些实施方式仅表示可以采用本发明原理的各种方式中的一些。当结合附图考虑时根据对本发明的下面的详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得明显。

应当强调，在说明书中使用的词语“包括”是用于指所陈述的特征、要件、步骤或组件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、要件、步骤、组件或其组合的存在或添加。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施方式的用于对电子装置供电和/或充电的电源适配器的示意性框图。

图2是图1的示例性电源适配器的原级侧的详细示意图。

图3是图1的电源适配器的示例性推动按钮充电器配置的示意图。

具体实施方式

现在，将参考附图来描述本发明，其中在全部图中使用相似标号来表示相似部件。应理解的是，这些图可能不按比例绘制。

本发明的电源适配器包括当电源适配器未用时自动关闭以避免不必要的电力消耗的原级侧和次级侧。如在下面将详细说明的，该电源适配器包括存在检测器，该存在检测器检测电源适配器连接到电子装置的时间。当电源适配器连接到电子装置时，电源适配器以常规方式工作以向电子装置提供工作和/或充电电力。

如果存在检测器未检测到有电子装置连接到电源适配器，则电源适配器关闭原级侧和次级侧二者以最少化或甚至消除电力消耗，即使电源适配器可以保持与电网的连接。任何剩余的电力消耗最多限于泄漏电流，从而可能由于周期性短暂重启电源适配器而产生，这在下面更充分地说明。

图1例示根据本发明示例性实施方式的电源适配器10。电源适配器10包括原级侧12，原级侧12插入电网或以其它方式(经由墙壁插头)接收来自电网的电力。电源适配器10还包括次级侧14，次级侧14与原级侧12电隔离，并被设计为向电子装置16提供工作和/或电池充电电力。电子装置16可以是移动电话、媒体播放器、相机、PDA等，如所理解的。另选地，对于可从移动电话、媒体播放器、相机、PDA等移除的可再充电电池，电子装置16可以简单地为电池自身。

在电源适配器10处于使用中时，次级侧14经由电力连接器(未示出)电连接到电子装置16的电力输入端。电力连接器可以是在被设计为插入电子装置的一端具有连接器的电线。在另一实施方式中，电力连接器可以采用被设计为容纳电子装置16的对接部的形式或某种其他类型的插座。对接部或其他类型的插座包括被设计为插入电子装置的连接器。如将理解的，电源适配器10可以按照不偏离本发明范围的多种不同方式中的任一种可拆卸地连接到装置16。

继续参照图1，次级侧12包括开始逻辑部18和原级侧充电电路20，这将参考图2在下面更详细地说明。当电源适配器首次连接到电网时(例如，插入到墙壁插头)，开始逻辑部18被设计为使原级侧充电电路20临时用于初始操作。在本示例性实施方式中的原级侧充电电路20包括原级线圈。原级线圈耦合到次级侧14包括的次级侧充电电路22的次级线圈。在正常的操作中，来自电网的电力从原级侧12变压到次级侧14，在次级侧14，电力被转换为DC电压，随后经由电力连接器提供到装置16，这和常规的一样。

次级侧14包括前述次级侧充电电路22。另外，次级侧14包括储能部24、电压检测逻辑部26、以及存在检测逻辑部28。储能部24是任何类型的能够在延长时段中储能的组件。例如，储能部24可以是电容器和/或电池。电池可以是可再充电的或可替换的。储能部24向电压检测逻辑部26以及存在检测逻辑部28提供工作电力。但是，由于电压检测逻辑部26以及存在检测逻辑部28可以使用甚低功耗电路(例如，无源CMOS逻辑部)来构造，所以来自储能部24的能量足以适合于向这样的电路提供电力达几小时、几天、几星期等。特别是在储能部24为电容器或能够再充电的可再充电电池的实施方式中，储能部24优选耦合到次级侧充电电路22的输出端，用于从该输出端获得电力，这将在下面详细说明。

存在检测逻辑部28包括能够检测电源适配器10连接到电子装置16的时间的多种类型传感器中的任一种。例如，存在检测逻辑部28可以包括当装置16接合到电源适配器10的电力连接器时被激活的机械开关。在另一实施方式中，存在检测逻辑部28可以包括电接口。例如，存在检测逻辑部28可以包括当装置接合到电源适配器10的电力连接器时与装置16中包括的类似部件交互的触点、上拉电阻器、下拉电阻器等。作为又一选择，存在检测逻辑部28可以包括被设计为当电源适配器10的电力连接器连接到电子装置16时光学感测的光学传感器。在这些实施方式的每一个中，当没有装置连接时，存在检测逻辑部28将从储能部24抽取很小电流或不抽取电流。应理解的是，存在检测逻辑部28可以利用多种不同传感器中的任一种，而不偏离本发明的范围。

存在检测逻辑部28被配置为向电压检测逻辑部26输出感测信号。当电子装置16连接到电源适配器10时，来自存在检测逻辑部28的感测信号是有效的。当电子装置16未连接到电源适配器10时，来自存在检测逻辑部28的感测信号是无效的。电压检测逻辑部26被配置为，使得当来自存在检测逻辑部28的感测信号是有效的时候，电压检测逻辑部26激活提供给原级侧18的接通控制信号。如将参照图2详细说明的，有效的接通控制信号使原级侧充电电路20启动并向次级侧14供应电力，以对电子装置16供电和/或再充电。相反，当接通控制信号为无效的时候(例如，由于电子装置16未连接到电源适配器10并且来自存在检测逻辑部28的感测信号是无效的)，由电压检测逻辑部26输出的接通控制信号是无效的。无效的接通控制信号使原级侧充电电路20关闭，以不再向次级侧14供应电力。应理解的是，电压检测逻辑部26向原级侧电路20提供接通控制信号的线路优选地包括、但不限于维持原级侧12与次级侧14之间的电隔离的低功耗光电耦合器。

电压检测逻辑部26也被配置为检测储能部24的电压电平。如果储能部24的电压下降到预定值以下(例如，作为随时间而出现的泄漏或消耗电流的结果)，电压检测逻辑部26临时激活接通控制信号，而不管存在检测逻辑部28输出的感测信号的状态。按照该方式，原级侧2开启并且开始向次级侧14供应电力。这接着使次级侧充电电路22对储能部24充电直到其回升到预定电压。在检测到储能部24已充电回升到其预定电压时，电压检测逻辑部26使接通控制信号无效，因而关闭原级侧12。应理解的是，由于电压检测逻辑部26和存在检测逻辑部28如上所述地抽取很小电流或不抽取电流，储能部24将很少需要再充电或者只在极短的时间再充电。

现在参照图2，更详细地例示原级侧112。原级侧包括将电网电力转换为DC电压的整流电路15，如常规的那样。电源适配器包括常规切换电源技术(未具体示出)，由此整流电路15的输出电压被提供有交变电压分量，该交变电压分量在次级侧被整流为DC电压。原级侧还包括原级侧充电电路20，如上所述。原级侧充电电路20包括上面提到的原级线圈30。原级侧还包括开关32，开关32优选是在关闭状态下抽取很少电力的固态开关。当开关32关闭时，没有电流流经原级线圈30，从而原级侧12关闭。相反，当开关32开启时，允许电流流经原级线圈30并且将电力提供给次级侧14，使得可以向装置16提供工作和/或充电电力。

开关32由通过开始逻辑部18提供的开始信号或来自电压检测逻辑部26的接通信号激活(即，开启)。当来自开始逻辑部18的开始信号或来自电压检测逻辑部26的接通信号是有效的时候，开关32打开。因此，原级侧12开启并将电力传送到次级侧14。如果来自开始逻辑部18的开始信号或来自电压检测逻辑部26的接通信号都不是有效的时候，开关32保持关闭，因而原级侧12和次级侧14保持关闭。因而针对全部实际应用消除了功耗。

开始逻辑部18简单地是这样的逻辑部，即，当电源适配器10在原先处于未插入的状态后初始插入电网电源时，该逻辑部使开始信号临时提供给开关32。在一个实施方式中，开始逻辑部可以设置有可选的辅助开关33，该辅助开关33可以用于手动激活开始逻辑部，而不是使开始逻辑部自动地响应于将适配器插入电网电源中。必要时，开始逻辑部允许原级侧12开启足够的时间量以使次级侧充电电路22初始地对储能部24充电。开始逻辑部18可以简单地被构造为电阻器-电容器网络，该电阻器-电容器网络被设计为向开关32提供开始信号达预定时间，该时间足以在储能部24首次连接到电网时对储能部24充电。此后，开始逻辑部18如果抽取电力的话，也只抽取很少的电力。

在装置16关闭或具有坏电池的情况下，储能部24特别有利。在这样的情况下，装置16自身不能用它自己的电力来驱动存在检测逻辑部28在初始连接时开启电源适配器10。储能部24为次级侧逻辑部以及电压检测逻辑部26提供充足的工作电力，以使电源适配器10开启自己，而不必为此依赖于来自电子装置16自身的电力。

因此，应理解的是，根据本发明的电源适配器10能够在与电子装置16断开时关闭自己，而在连接到电子装置16开启自己，而不消耗待机电力。如果电子装置16连接到电力连接器，则存在检测逻辑部28检测这样的事件，并提示电压检测逻辑部26开启开关32，由此自动开启原级侧12。如果电子装置16从电力连接器断开，则存在检测逻辑部28检测这样的事件并提示电压检测逻辑部26关掉开关32，由此自动关闭原级侧12。如果电源适配器10初始附接到电网电源，则开始逻辑部18将使开关32临时开启以保证储能部24被充电。电源适配器10接着将自动关闭自己，除非连接到电子装置16。如果储能部中24储存的能量下降到预定电平以下，则电压检测逻辑部26将自动短暂开启开关32，使得可以对储能部24充电。此后，开关32恢复到关闭位置。

图3A-3B描述了电源适配器10的示例性构造。如图3A所述，在该实施方式中，原级侧和次级侧(及其组件)被容纳在壳体40中。壳体40可以由硬质塑料或通常用于充电装置的可比材料制成。电源适配器电连接到电网插头42，电网插头42可以插入电网电源，如墙壁插座等。电源适配器10也可以电连接到装置插头44，装置插头44将电源适配器连接到待充电的电子装置。在一个实施方式中，装置连接器可以采用被设计为容纳电子装置16的对接部的形式或某种其他类型的插座。对接部或其他类型的插座包括被设计为插入电子装置的连接器。应当理解，电源适配器10可以按照多种不同方式中的任一种可拆卸地连接到装置16，而不偏离本发明的范围。

如上面结合图2所述，存在检测逻辑部28可以检测电源适配器10连接到电子装置的时间。在图3A-3C的实施方式中，电源适配器设置有按钮46，按钮46可以由用户手动按压以指示电源适配器已连接到装置。按钮充当触发存在检测逻辑部内的传感器(如上所述的机械、电或光学)的开关，以检测电子装置的连接。图3B描述电源适配器，在电源适配器中按钮46按压到“开”位置。当在这样的位置处时，存在检测逻辑部检测到电子装置被连接，从而电源适配器可以按照上述方式对装置充电。图3C描述按钮46在“关”位置的电源适配器10，按钮46被指示为升高到电源适配器的壳体40上方。在这样的位置处，存在检测逻辑部28检测不到装置的连接，因此电源适配器将与电网电源断开。

在一个实施方式中，电源适配器也可以感测所连接的装置充满电的时间，并且电源适配器可以接着自动与电网电源断开。按照该方式，不会因试图对充满电的装置进行充电而浪费电力。如果电源适配器检测到连接的装置的充电电平下降到预定电平以下，则充电可以重新开始。

例如，再参照图1和图2，如上所述，存在检测逻辑部28可以检测电子装置连接到电源适配器的时间。可以将感测信号发送到电压检测逻辑部26，电压检测逻辑部26接着向原级侧12发送接通信号以开始充电。接通信号导致原级侧的开关32的闭合，使得充电电路20变为有效的。在该实施方式中，电压检测逻辑部26也可以确定电子装置充满电的时间。当电子装置充满电时，电压检测逻辑部26可以终止向原级侧发送接通信号，即使存在逻辑部28仍检测到装置被连接。接通信号的停止导致开关32的失活，并且电源适配器因而与电网电源断开。

如果例如因连接时的使用或泄漏而使连接的电子装置的充电状态下降到预定电平以下，则充电可以重新开始。预定电平例如可以是完全充电的75％、50％或某个其他比例。电压检测逻辑部26可以检测电子装置的充电已下降到预定电平以下，并重新开始向原级侧发送接通信号。接通信号可以重新激活开关32来重新开始充电。

因而，与简单地进入降低的功率模式的其他电源适配器相比，本发明的电源适配器提供非常低的功耗。

这里提到的术语“电子装置”包括便携式无线电通信设备。这里还称为“移动无线终端”的术语“便携式无线电通信设备”包括诸如移动电话、寻呼机、通信机(例如，电子记事本)、个人数字助理(PDA)、智能电话等的所有设备。

尽管已针对特定优选实施方式示出和描述了本发明，但显见的是，对于本技术领域技术人员来说，在阅读和理解说明书后可以做出等同例和修改例。本发明包括所有这样的等同例和修改例，并且仅由下面的权利要求的范围来限制。

Claims (14)

1.一种电源适配器(10)，该电源适配器包括：

原级侧(12)，其用于接收来自电网电源的电力；

次级侧(14)，其用于将从所述原级侧得到的工作和/或充电电力提供给与所述次级侧连接的电子装置(16)；

存在逻辑部(28)，其用于确定所述次级侧是否连接有所述电子装置；以及

切换逻辑部(32)，其用于当所述存在逻辑部确定未连接有所述电子装置时自动关闭所述原级侧。

2.根据权利要求1所述的电源适配器(10)，其中，当所述存在逻辑部(28)确定连接有所述电子装置(16)时所述切换逻辑部(32)自动开启所述原级侧(12)。

3.根据权利要求1到2中任一项所述的电源适配器(10)，该电源适配器还包括用于向所述存在逻辑部(28)提供电力的储能部(24)。

4.根据权利要求3所述的电源适配器(10)，该电源适配器还包括用于临时开启所述原级侧(12)以对所述储能部(24)再充电的逻辑部(26)。

5.根据权利要求4所述的电源适配器(10)，其中，用于临时开启所述原级侧(12)的所述逻辑部(26)包括电压检测逻辑部(26)，该电压检测逻辑部用于检测所述储能部(24)的电压已下降到预定电平以下的时间。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的电源适配器(10)，其中，所述存在逻辑部(28)包括机械开关、电接口或光学开关中的至少一个。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的电源适配器(10)，该电源适配器还包括用于在所述原级侧初始连接到所述电网电源时临时自动开启所述原级侧(12)的逻辑部(18)。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的电源适配器(10)，其中，所述存在逻辑部(28)包括用于由用户按压以手动指示所述电子装置(16)的存在的按钮(46)。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的电源适配器(10)，该电源适配器还包括用于检测所述电子装置(16)的充电电平的电压检测逻辑部(26)，其中当所述电压检测逻辑部确定所述电子装置充满电时，所述切换逻辑部(32)关闭所述原级侧(12)。

10.根据权利要求9所述的电源适配器(10)，其中，即便所述存在逻辑部(28)仍确定所述电子装置(16)连接到所述次级侧(14)，所述切换逻辑部(32)也关闭所述原级侧(12)。

11.根据权利要求9所述的电源适配器(10)，其中，当所述电压检测逻辑部(26)确定所述电子装置(16)的充电电平已下降到预定电平以下时，所述切换逻辑部(32)自动开启所述原级侧(12)。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的电源适配器(10)，该电源适配器还包括容纳所述1原级侧(12)和所述次级侧(14)的壳体(40)。

13.根据权利要求1到12中任一项所述的电源适配器(10)，该电源适配器还包括用于连接到电网电源的电网插头(42)和用于连接到所述电子装置(16)的装置连接器(44)。

14.根据权利要求13所述的电源适配器(10)，其中，所述装置连接器(44)包括用于容纳所述电子装置(16)的对接部。

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