CN102405578A

CN102405578A - 节能电源适配器

Info

Publication number: CN102405578A
Application number: CN2009801565919A
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·F·本内特
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2012-04-04
Also published as: US20130229743A1; WO2010075528A2; EP2380257A2; US20100302757A1; US8400110B2; WO2010075528A3

Abstract

根据一个实施例，用于将电压提供给用电设备的AC电源适配器包括经由至少一个火线引线和至少一个零线引线与电源电耦合的电源转换器模块。电源转换器模块配置为将从电源接收到的电压转换为适于用电设备使用的电压。AC电源适配器还包括继电器电路，该继电器电路与该火线引线耦合以控制从电源传输至电源转换器模块的电压。

Description

节能电源适配器

相关申请

本申请与2008年12月23日提交的序列号为61/140,456、发明名称为“Energy Efficient Power Adapter”的美国临时专利申请相关并且要求其优先权，其全部内容通过援引合并于此。

技术领域

本发明大体涉及电源适配器，更具体地涉及节能电源适配器。

背景技术

待机功率(也称为吸血鬼功率(vampire power)、幻象负载(ghost load)、无功电流、幻路负载(phantom load)或漏电)指的是电子电器在关掉或处于待机模式时所消耗的电功率。“电吸血鬼”的一个常见实例是不具有断电开关的AC电源适配器或壁瘤(wall wart)。例如，用于手机的AC电源适配器即使在电池充满电或者手机未插入电源的情况下，也将继续提供负载。其它电气设备由于功能性原因消耗待机功率，有时是合理的(例如冰箱上的温度传感器)，有时是不合理的(例如无人时在无线电广播设备上显示数字时钟)。家用电子设备中任一特定设备所浪费的待机功率通常是非常小的，但是整个家中所有这种设备所消耗的功率集合在一起就变得非常大。

根据美国能源部，“许多电器在关掉时继续耗电。这些‘幻路’负载在大部分用电电器中都会出现，例如VCR、电视、立体音响系统、计算机和厨房电器。在普通的家庭中，用来为家庭电子设备供电的75％的电力是在产品关闭时被消耗掉的。这可以通过拔掉这些电器的插头来避免，或者使用电源板并且使用电源板上的开关切断提供给电器的所有电力来避免。”，美国能源部，“Home office and Home electronics”，可于2008年1月15日在http://wwwl.eere.energy.gov/consumer/tips/home_office.html获得，该链接的最后访问日为2008年12月3日。

发明内容

本发明的上述概述不意欲代表本发明的每个实施例或每个方面。具体的说明和附图将描述本发明的多个实施例和方面。

附图说明

在阅读了以下详细的描述并参考附图之后，本发明的上述和其它优点将变得明显。

图1例示了传统AC电源适配器的电路图。

图2例示了根据一个实施例的AC电源适配器的电路图。

图3例示了根据另一个实施例的AC电源适配器的电路图。

虽然本发明可以有各种改型和替代形式，但是在附图中通过实例示出了特定实施例并且将在此详细描述该特定实施例。但是应该理解，本发明不意欲限定为在此公开的特定形式。当然，本发明覆盖落入本发明精神和范围内的所有改型、等同物、和替代物。

具体实施方式

参考图1，电路图中例示了用于将用电设备102连接到电网104的传统AC电源适配器100。传统电源适配器100包括两个触点106、108，例如引脚、管脚和/或闸刀，其机械或电耦合至与电网104连接的电壁式插座的相应孔和/或槽中。其中的一个触点是将AC电压传输给电源适配器100的火线触点(hot contact)106，另一个触点是使来自电源适配器100的AC电压返回的零线触点108。设想在一些例子中，电源适配器100可包括两个以上的火线触点106和/或用于使电源适配器100的外壳接地的附加触点。还设想，可以根据任一适当配置来配置触点从而允许与连接至电网的相应的壁式插座机械和电耦合。例如，电源适配器的触点可以被配置为符合任一标准的国产或国际适配器和插座配置，包括但不限于：NEMA 1-15、NEMA 5-15、JIS C 8303、CEE 7/16、CEE 7/17、BS 4573、BS 546、CEE7/4、Gost 7396、CEE 7/7、BS 1363、SI 32、AS 3112、CPCS-CCC、IRAM 2073、SEV 1011、CEI 23-16/VII以及CEI 23-5。

电源适配器100还包括电源转换器模块110。电源转换器模块110包括用于将来自电网104的电源转换为适于用电设备102使用的电源的电子电路。许多用电设备102需要DC电源。在这种实例中，电源转换器模块110可以包括电子电路，例如变压器、整流电路、电容器、开关、线性稳压器、其组合和/或类似物。另一方面，一些用电设备需要以不同于电网的电压或频率运作的AC电源。在这些实例中，电源转换器模块可以包括电子电路，例如步降变压器电路和步升变压器电路。

电源转换器模块110通过火线电源引线112和零线电源引线114电耦合到火线触点106和零线触点108。电源转换器模块110通过火线设备引线122和零线设备引线124电耦合到用电设备102。

在一些实例中，电源转换器模块110位于用电设备102的外壳中。在另一些实例中，火线触点112、零线触点114和电源转换器模块110内置于与用电设备102的外壳分离的外壳中。设备引线122、124的与电源转换器模块110相对的端部可形成为用于与用电设备102中相应的插座连接的公或母插头。这种配置通常被称为“壁瘤”或“电源砖(power brick)”。在又一些实例中，电源转换器模块110位于与用电设备102和触点112、114分离的外壳中。再一次，设备引线122、124的与电源转换器模块110相对的端部可形成为用于在一端与用电设备102中相应的插座连接的公或母插头。可选地，设备引线的其它端部可形成为用于与电源转换器模块110中的相应插座连接的插头或插座。类似地，电源引线112、114的与触点106、108相对的端部可形成为用于与电源转换器模块110中相应插座连接的公或母插头。

参见图2，电路图用于例示根据本发明一个实施例的用于将用电设备202连接至电网204的电源适配器200。与以上参照图1描述地类似，电源适配器200包括至少一个火线触点206和火线电源引线212、至少一个零线触点208和零线电源引线214、电源转换器模块210、至少一个火线设备引线222和至少一个零线设备引线224。电源适配器200还包括继电器电路216，用于选择性地隔离通过火线电源引线212从火线电源触点206传输到电源转换器电路210的电压。该继电器电路216电耦合到开关电路218。当开关218工作(即闭合)时，电流传输到继电器电路216，其转而使火线电源引线212将电压从火线触点206传输到电源转换器模块210。当开关218不工作(即断开)时，继电器电路218禁止火线电源引线212将电压从火线触点206传输到电源转换器模块210。因此，当开关电路218不工作时，没有电压从电网204输出。

可以使用任意合适的继电器电路216，例如固态继电器、电动机械继电器、闩锁继电器、振簧继电器、水银湿润继电器、极化继电器、机床继电器、接触器式继电器、巴克霍尔茨继电器、强制引导接触继电器、其组合和/或类似物。继电器电路216可以位于与电源转换器模块210的外壳相同的外壳中或者位于该外壳外部。类似地，可以使用任意适当的开关，例如单刀单掷开关、单刀双掷开关、单刀转换开关、双刀单掷开关、双刀双掷开关、双刀转换开关、中置开关(intermediate switch)、偏置开关、水银倾斜开关、闸刀开关、晶体管、离心开关、DIP开关、霍尔效应开关、惯性开关、薄膜开关、拨动开关、转换开关、其组合和/或类似物。开关电路218可以位于与电源转换器模块210的外壳相同的外壳中、位于该外壳外部、和/或位于用电设备202的外壳中。设想根据一些实施例，开关电路218可以电耦合和/或机械耦合到用电设备202中或用电设备202上的电源开/关按钮或面板(dial)。根据其它实施例，开关218是可以例如经由红外线信号、紫外线信号、其组合和/或类似物使其工作和/或不工作的远程操作开关。根据另一些实施例，可以通过计时器使开关218工作和/或不工作。

还设想，用电设备202可包括根据用电设备202是否需要电源而自动使开关电路218工作和/或不工作的电子电路。例如，无论手机电池是否完全充满电，手机在与传统电源适配器连接时都继续从电网中取电。设想，开关电路218可以连接到手机中的这样的电路：一旦电池充满电就使开关电路218不工作以及一旦电池失去阈值量的充电电能时再使开关工作。作为另一实例，电视通常需要待机功率以通过遥控使能及时上电。设想电视可以包括使电视维持在待机模式的小电池和当电池需要再充电时(例如当电池电量下降到预定的阈值以下时)用于使开关电路218工作或不工作的电子电路。

根据可替换实施例，图2所示的实施例的开关电路218可以省略，如图3所示。参见图3，如上面参考图2所描述的，电源适配器300包括至少一个火线触点306和火线电源引线312、至少一个零线触点308和零线电源引线314、电源转换模块310、至少一个火线设备引线322、至少一个零线设备引线324和继电器电路316。电源适配器还包括一端耦合至继电器电路316的继电器引线320。继电器引线320的另一端与火线设备引线322和零线设备引线324一起形成公插头或母插头326，用于与用电设备302中的相应插座328电耦合和机械耦合。根据此实施例，每当插头326连接到用电设备302的插座328时，电流通过继电器引线320到达继电器电路316。继电器电路316闭合，以使火线电源引线312将电压从火线触点306传输到电源转换器模块310。相反地，每当用电设备不与电源适配器300连接时，没有电压从电网304中流出。

根据此实施例的电源适配器300在用电设备仅连接到电源适配器300用于对电池充电的情况下尤其有用。例如，当用于手机的传统电源适配器插入壁式插座时，无论手机是否连接到该电源适配器，该电源适配器都会从电网中引出电力。这是因为电源转换器模块构成了从电网中引出电力的闭合电路。当使用根据本实施例的电源适配器300时，在不是为了充电连接手机时，没有电力从电网中流出。

虽然已经参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将了解在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明做出各种改变。可以设想这些实施例和其明显变型中的每一个都落入在所附权利要求书中阐明的本发明的精神和范围内。

Claims

1.一种用于将电压提供给用电设备的AC电源适配器，包括：

电源转换器模块，经由至少一个火线引线和至少一个零线引线与电源耦合，该电源转换器模块配置为将从该电源接收到的电压转换为适于该用电设备所使用的电压；以及

继电器电路，耦合至该火线引线以控制从该电源传输至该电源转换器模块的电压。

2.如权利要求1所述的AC电源适配器，还包括开关电路，该开关电路耦合至该继电器电路以控制应用于该继电器电路的电流，该继电器电路配置为响应于应用于继电器电路的电流而使电压从该电源传输至该电源转化器模块。

3.如权利要求2所述的AC电源适配器，其中该开关电路被耦合到按钮或面板，该按钮或面板能够机械操作以控制应用于该继电器电路的电流。

4.如权利要求2所述的AC电源适配器，其中该开关电路能够远距离操作以控制应用于该继电器电路的电流。

5.如权利要求2所述的AC电源适配器，其中该开关电路被耦合到计时器以控制应用于该继电器电路的电流。

6.如权利要求2所述的AC电源适配器，其中该用电设备包括控制电路，该控制电路被耦合到该开关电路以控制应用于该继电器电路的电流。

7.如权利要求1所述的AC电源适配器，还包括：

至少一个继电器引线，具有第一端和第二端，该至少一个继电器引线在第一端被耦合至该继电器电路，该至少一个继电器引线在第二端形成为继电器插头。

8.如权利要求7所述的AC电源适配器，其中该继电器插头被配置为插入该用电设备的至少一个插座中。

9.如权利要求8所述的AC电源适配器，其中该继电器电路配置为响应于该继电器插头插入该至少一个插座，将电压从电源传输到电源转换器模块。

10.如权利要求2所述的AC电源适配器，其中该开关电路设置在与该电源转换器模块和该继电器电路分离的外壳中。

11.如权利要求2所述的AC电源适配器，其中该开关电路设置在该用电设备的外壳中。

12.如权利要求1所述的AC电源适配器，其中该继电器电路设置在与该电源转换器模块分离的外壳中。

13.如权利要求1所述的AC电源适配器，其中该电源转换器模块设置在该用电设备的外壳中。

14.一种用于将电压提供给用电设备的AC电源适配器，包括：

电源转换器模块，经由至少一个火线引线和至少一个零线引线电耦合到电源，该电源转换器模块被配置为将从该电源接收到的电压转换为适于用电设备使用的电压；

至少一个设备引线，具有第一端和第二端，该至少一个设备引线在该至少一个设备引线的第一端处与该电源转换器模块耦合，该至少一个设备引线在该至少一个设备引线的第二端处形成为设备插头；

至少一个继电器引线，具有第一端和第二端，该至少一个继电器引线在该至少一个继电器引线的第一端处与该继电器电路耦合，该至少一个继电器引线在该至少一个继电器引线的第二端处形成为继电器插头，该器件插头与该继电器插头一体化；以及

继电器电路，耦合至该火线引线以控制从该电源传输至该电源转换器模块的电压，该继电器电路配置为响应于容纳在该用电设备的至少一个插座中的继电器插头，将电压从该电源传输给该电源转换器模块。

15.一种用于对用电设备充电的系统，包括：

电源；

包括电池的用电设备，该电池具有指示该电池上存储的电势的充电级别；

电源转换器模块，经由至少一个火线引线和至少一个零线引线电耦合到该电源，该电源转换器模块被配置为将从该电源接收到的电压转换为适于该用电设备使用的电压；

继电器电路，耦合到该火线引线以控制从该电源传输至该电源转换器模块的电压；以及

开关电路，耦合到该继电器电路以控制应用于该继电器电路的电流，该继电器电路被配置为响应于该电流，将电压从该电源传输到该电源转换器，该开关电路配置为响应于该电池的充电级别将该电流传输给该继电器电路。