CN110199456A - 便携式电源解决方案 - Google Patents

Abstract

该系统包括设备激活模块和系统监控模块，其在系统操作员可通过广域网访问的资源中。在一个实施方案中，该方法用于处理来自用户所拥有的客户端设备所获得的担保品，该用户有兴趣激活用户从多个便携式充电器中选择的充电器中包括的AC输出。此外，如果担保品被接受，则授权从设备激活模块无线传送到客户端设备，在接收到授权之后从客户端设备无线传送的设备激活信号由用户选择的充电器接收，并且在接收到设备激活信号之后，激活用户选择的充电器中包括的AC输出。

Description

便携式电源解决方案

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年12月27日递交的美国临时申请号62/439,419，题为“PORTABLE POWER SOLUTIONS(便携式电源方案)”的权益。

发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及的是用于便携式电源方案的系统、装置和方法。更为具体地，至少一个实施方案涉及的是提供适合于使用AC充电电路的再充电设备的便携式充电方案的系统、装置和方法。

2.相关技术的讨论

便携式电子设备，诸如膝上型电脑、平板电脑、智能电话和其他便携式终端用户计算设备，在家庭、学校和办公室中是常见的。这些设备通常需要AC电源进行充电。住宅中可用的电源插座的数量通常足以连接在那里找到的各种终端用户设备。然而，其他人口密度更高的设施通常缺乏支持大多数乘客所使用的设备的AC电源连接所需的基础设施。这些设施可包括教室、共用工作空间、图书馆、机场或其他交通枢纽、咖啡馆和餐馆。

在传统设施中(例如，建造超过15或20年前的大学教室)，改造一个设施以增加AC电源插座，以便在设施中找到密集的占用空间，这可能需要花费数百万美元。

一些方法采用经由自助服务终端提供的便携式电源充电器，然而，这些方法不提供包括AC输出电流的充电器。除此之外，自助服务终端可占用设施的大量空间。自助服务终端的空间分配必须与已有的现有基础设施竞争。其他方法采用“锁箱”型解决方案，该解决方案可以在充电期间暂时离开用户而无需访问其便携式电子设备。这些方法也不提供任何AC输出。因此，膝上型计算机的用户通常必须将壁装插座定位为充电电源。当然，壁装插座的数量有限，只能在固定位置使用。

当前的便携式充电解决方案可以包括具有用于对充电器充电的硬接线连接的集成电池，以及用于连接待充电设备的一个或多个硬接线连接(例如，电缆和/或端口)。这些充电器现在有时包括感应充电选项。感应充电采用电磁场将能量从充电器传递到通过电磁感应充电的装置。包括在两个装置中的线圈之间的电感耦合用于传递用于对便携式装置中包括的电池充电的能量(发送/接收)。

一些便携式充电器可以存储在充电站上，所述充电器一个堆叠在另一个上。当这些充电器被堆叠在相邻的充电器上和/或具有相邻的充电器堆叠在其上时，这种方法可能在准确感测配置充电器时产生挑战。前述方式要求比一些便携式充电器中包含更为复杂的“充电逻辑”。增加感应充电进一步增加了复杂性，并且尚未针对可堆叠的便携式充电器解决。

发明内容

因此，需要为需要额外的AC电源插座以满足设施的占用者的需求的设施提供便携式充电解决方案的系统、装置和方法。本文描述的实施方案提供用于监测和管理便携式电源充电器的系统，所述便携式电源充电器以所有当今最流行的手持电子设备所需的标称电压和功率水平提供AC电源充电。例如，需要120VAC、75瓦电源才能为现今的MacBook Pro充电。本文描述的方法提供基于云的资源，其允许系统操作员无缝地部署满足前述要求的充电器。在各种实施方案中，系统操作员可以使用如本文所述的基于云的资源来远程监测和管理部署的充电器。

此外，需要提供包括感应充电特征的便携式可堆叠充电器的系统、装置和方法。本文描述的一些实施方案提供具有能够为膝上型计算机充电的AC输出的便携式可堆叠充电器。在进一步的实施方案中，这些充电器包括感应充电能力。在更进一步的实施方案中，便携式可堆叠充电器包括电路，所述电路容易地允许充电器在彼此堆叠时与紧邻它们的充电器完成电连接。

在一个方面，一种用于远程监控和管理充电器的系统提供了一种以便携式手持式设备交流输出方法，其中系统操作员可通过广域网访问监控和管理功能。根据一些实施方案，该系统包括多个便携式充电器，每个便携式充电器具有内部电池，第一充电输出耦合到内部电池并且被配置用于提供AC充电电力，并且至少一个附加充电输出耦合到内部电池，其中所述至少一个附加充电输出选自：感应充电器和插入式直流充电器。所述系统进一步包括连接到AC电源的外壳，适于对多个便携式充电器进行再充电，所述外壳包括多个机架，每个机架配置用于接收多个便携式充电器中的一个，所述多个机架中的每一个包括电连接，所述电连接被配置为耦合到相应便携式充电器的内部电池以提供电力以对内部电池进行再充电；系统操作员可通过广域网访问资源，以允许系统操作员监控和管理多个便携式充电器的操作。根据一个实施方案，所述资源包括设备激活模块，其被配置为允许用户在接收到用户经由客户端设备提供的担保品之后激活从多个便携式充电器中选择的充电器，导致充电电力正在进行的设备激活使在第一充电输出和至少一个附加充电输出中的每一个处可用；以及系统监控模块，其被配置为向系统操作员提供关于多个便携式充电器中的每一个的操作状态的信息，该操作状态包括从由以下各项组成的组中选择的信息：使用统计、内部电池的预计寿命，和内部电池的当前充电状态。

根据一个实施方案，客户端设备是被配置为无线耦合到所述资源的第一无线通信设备，并且所述系统进一步包括被配置为无线耦合到多个便携式充电器的第二无线通信设备。在一个版本中，所述第二无线通信设备被配置为将关于操作状态的信息无线地传送到系统监控模块。

根据进一步地实施方案，所述的设备激活模块被配置为将设备激活信号传送到客户端设备，并且从多个充电器中选择的充电器被配置为当从客户端设备接收到设备激活信号时，在第一充电输出和至少一个附加充电输出处提供电力。在进一步的实施方案中，所述的设备激活模块被配置为将从多个充电器中选择的充电器保持在关闭状态，等待接受用户提供的担保品。

根据进一步的实施方案，所述的设备激活模块可由系统操作员配置为接受由系统操作员选择的预定类型的担保品。根据另一实施方案，预定类型的担保品选自由以下各项组成的组：货币支付；用户与托管在资源上并传送到客户端设备的内容的交互；用户的身份验证身份；和用户的支付账户信息。取决于实施方案，预定的担保品可以包括前述的任何一个、前述的任何组合，其他形式的担保品可以使用基于云的资源或者前述担保品和其他形式的担保品的一个或多个的任意组合来评估。

根据另一个实施方案，所述资源包括用户管理模块，其被配置为允许多个用户中的每一个分别建立账户以唯一地识别用户，并且系统操作员可访问用户管理模块以建立一个或多个对于多个用户中的每个用户的许可，由系统操作员基于从包括以下各项的组中选择的条件建立的许可：接受用户身份；识别相应用户可访问的多个便携式充电器的地理位置；以及相应用户可访问的场所。

根据各种实施方案，所述第一充电输出端被配置为提供120V AC充电功率额定值为75瓦或更高。

根据另一方面，提供了一种通过广域网远程监控和管理多个便携式充电器的操作和部署的方法，每个便携式充电器由系统操作员以手持式设备提供AC输出。根据一些实施方案，该系统包括在系统操作员可通过广域网访问的资源中的设备激活模块和系统监视模块。在一个实施方案中，该方法操作用于处理由来自用户具有的客户端设备的资源接收的担保品，其中所述用户对激活用户从所述多个便携式充电器选择的充电器包括的AC输出感兴趣。此外，如果担保品被接受，则授权从设备激活模块无线传送到客户端设备，在接收到授权之后从客户端设备无线传送的设备激活信号由用户选择的充电器接收，并且在接收到设备激活信号之后，激活用户选择的充电器中包括的AC输出。

根据一个实施方案，所述方法包括在部署所述多个充电器时将所述多个便携式充电器中的每一个耦合到无线通信设备，并且通过所述系统监控模块接收从所述无线通信设备无线地传送的关于操作状态信息。多个便携式充电器中的每一个的操作状态，包括从由以下各项组成的组中选择的信息：使用统计、内部电池的预计寿命和内部电池的当前充电状态。

附图说明

所附附图并不旨在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的数字表示。为清楚起见，并非每个组件都可以在每个图纸中标记。在所述附图中：

图1示出了根据一个实施方案的充电系统；

图2示出了根据一个实施方案的便携式充电器；

图3示出了根据另一实施方案的便携式充电器的仰视图；

图4示出了图3中根据一个实施方案所示的便携式充电器的平面图；

图5示出了根据一个实施方案的关于便携式充电器的配置和操作的过程；

图6示出了根据一个实施方案的关于基站的配置和操作的过程；以及

图7示出了根据一个实施方案的包括用于监视便携式电力充电器的网络操作环境的系统。

具体实施方式

本发明的应用不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践或实施。此外，这里使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中“包括(including)”、“包括(comprising)”或“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”及其变化形式的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。

图1示出了在一个实施方案中的充电系统100，其包括基站102、电源线104、第一便携式充电器106A和第二便携式充电器106B。电源线104将基站102连接到电源，例如，通过将电源线104插入AC电源插座。基站102包括具有顶表面103的壳体。每个便携式充电器106A、106B包括具有顶表面107和底表面108的壳体。在所示实施方案中，第一便携式充电器106A的底表面未被识别，因为它搁置在基站102的顶表面103上。

第一便携式充电器106A的顶表面107A包括第一组电连接110。在所示实施方案中，第一组电连接110包括充电器106A的每个角落中的连接，例如，第一组电连接110A、110B、110C和110D。在第二便携式充电器106B的顶表面107B处包括类似的一组电连接110。

第二便携式充电器106B的底表面108包括第二组电连接112。在所示实施方案中，第二组电连接112包括充电器106B的每个角落中的连接。如图所示，第二组电连接112包括电连接112A、112B和112C。根据一个实施方案，第四电连接包括在第二便携式充电器106B的底表面108上的后角处。在第一便携式充电器106A的底表面包括类似的一组电连接112。

根据实施方案，电连接的数量和配置可以变化。通常，连接的极性应匹配以便正确操作。例如，在DC电源电路中采用电连接110、112的情况下，包括在第一便携式充电器上的电连接中的正极应连接到第二便携式充电器上的正极。类似地，当两个便携式充电器对接在另一个上时，应该完成各个便携式充电器的负极的连接。在壳体为便携式充电器提供整体对称形状的情况下，便携式充电器可以彼此堆叠，其中充电器相对于彼此处于多于一个的旋转位置。例如，充电器可以围绕相对于充电器堆叠居中定位的垂直轴旋转。对于非对称的盟友形状的壳体也可以发生前述情况。例如，具有整体矩形形状的壳体可以在两个彼此分开180°旋转的位置对接(或嵌套在一起)。本文描述的方法提供了无差错方法，以维持将一个充电器连接到下一个充电器的电路的极之间的正确连接。

第一组电连接110和第二组电连接112中的每一个分别包括接触表面。此外，第一组电连接110可包括例如尺寸和/或形状的结构，以在相邻的便携式充电器彼此堆叠时与第二组电连接112对准和接合。根据一个实施方案，第一组电连接110以“阴”配置提供，第二组电连接112以“阳”配置提供。根据一个实施方案，便携式充电站的顶表面107的形状被配置为便于电连接的对准。例如，第一组电连接110中的每一个可以分别包括在顶表面107上的凹槽中。与之类似地，第二组电连接112中的每一个可以分别包括在底表面108上的突起上。

根据各种实施方案，基站102包括用于将提供给基站102的AC电力转换为适合于对连接到基站102的多个便携式充电器充电的DC电力的电路。根据实施方案，基站102可以采用物理接触来连接到包括在便携式充电器106A的下侧上的兼容物理连接，例如，位于便携式充电器106A的下侧的第二电连接112。在其他实施方案中，基站102可以采用感应充电，使得在基站102和便携式充电器106A之间完成无线充电连接，其中充电器106A放置在基站102的顶表面103上。在又一个实施方案中，系统100分别包括基站102和便携式充电器106，每个都包括用于充电电路中的直接连接的物理触点和用于无线电力传输的感应充电电路。

在操作中，基站102连接到AC电源。通常，AC电力被转换成适合用于通过直接电连接对连接的便携式充电器106充电的DC电力。在基站102包括感应充电的情况下(替代地或除了前述之外)，DC电力被转换为高频AC电力，用于无线传输到便携式充电器106中的接收线圈。

第一便携式充电器106A放置在基站102的顶表面103上。第二便携式充电器106B放置在第一便携式充电器106A的顶表面107A上。在各种实施方案中，可以将另外的便携式充电器一个放在另一个上以增加位于基站102上的便携式充电器106的堆叠的高度。根据各种实施方案，充电电力经由位于基站和堆叠上的最上面的便携式充电器之间的任何便携式充电器从基站传送到位于堆叠上的最上面的便携式充电器106B。例如，根据一个实施方案，经由图1所示的系统100中的第一便携式充电器106A将充电电力从基站102传送到第二便携式充电器106B。因此，提供用于将电力从第二组电连接112传导到第一组电连接110的最大载流能力可以限制可包括在任何一个堆叠中的便携式充电器106的数量。

现在参考图2，根据一个实施方案示出了便携式充电器206。根据所示实施方案，便携式充电器206包括具有上表面107、底表面108和存储凹槽118的壳体。便携式充电器206还包括第一组电触点110、第二组电触点112、感应电力发射器114、充电电缆116、电源插座120、第一电源端口122和第二电源端口124。

在所示实施方案中，便携式充电器206被配置为具有正方形、矩形或其他平行四边形形状。充电器206包括第一侧壁126和第二侧壁128。存储凹槽118位于第一侧壁中并且被配置为将充电电缆116存储在壳体内，同时在需要时使电缆116易于接近以供使用。在各种实施方案中，便携式充电器可包括多个充电电缆，从而为各种类型的连接器提供连接。在其他实施方案中，便携式充电器206仅提供插入式插座连接，并且不包括电缆。根据所示实施方案，电源插座120也位于第一侧壁中，用于将外部设备直接连接到便携式充电器206中包括的电源上。在一些实施方案中，插座120处可用的电源是高电流AC电力，例如，以120VAC提供的高电流电力。第一电源端口122和第二电源端口124中的每一个位于第二侧壁中。根据各种实施方案，第一电源端口122和第二电源端口124被配置为USB端口。在另一实施方案中，第一电源端口122是额定为5VDC至3Amps的传统USB端口，而第二电源端口124包括“快速充电”特征，例如 Quick 技术。

根据实施方案，壳体可以以其他形状提供。例如，在替代的实施方案中，便携式充电器206以盘形提供。在各种实施方案中，便携式充电器206的壳体可由塑料制成，例如ABS或金属，例如铝或钢。

在各种实施方案中，便携式充电器206提供多种类型的连接以与各种便携式电子设备一起使用。例如，充电电缆116可包括适用于Apple设备中包括的电连接器的连接器117，例如Apple Lighting连接器、Apple 30针连接器等。充电电缆还可以包括非专有连接器117，例如，mini-USB，微型USB，USB-A，USB-B和USB-C连接器或其他类型的连接器，其为凸形配置。类似地，第一端口122和第二端口124可包括相同或不同类型的连接器，例如，以凹形配置。实施例包括mini-USB，微型USB，USB-A，USB-B和USB-C。前述实施例是非限制性的，因为连接器可以被配置用于支持向选定的一组便携式电子设备的电力传输的硬连接线连接。根据实施方案，便携式充电器206的电力输出被提供以适合于连接到待充电的便携式电子设备的DC电压。例如，在便携式设备是iPhone或iPad的情况下，可以以标称的5VDC提供DC输出。根据实施方案，可以提供更高的输出电压(例如，12VDC)。

AC电力输出的可用性对于便携式电子设备的充电是有利的，因为作为两个实施例，AC电力转换/传输在诸如移动电话和膝上型计算机的多个电池供电设备中更普遍。根据各种实施方案，电源插座120包括A型插头插座或额定120VAC/150VDC的B型插头插座，通常在北美使用。在其他实施方案中，电源插座120包括C型插头插座，F型插头插座(通常在欧洲使用)或额定电压为230VAC/300VDC的A型插座。因此，便携式充电器206可以输送50W或更高的AC电力。在一些实施方案中，充电器206包括高功率DC输出源。根据另外的实施方案，便携式充电器206包括至少两个电源插座120，其中第一电源插座提供AC电源，第二电源插座提供高功率DC电源。在又一个实施方案中，多个AC电源插座和/或多个DC电源插座可以包括在便携式充电器206中。

上述电源插座120的AC版本与现今设备所有者的需求很好地匹配。例如，可以使用膝上型计算机向学生提供便携式充电器120，其中大学教室缺少分布在整个教室中的插座。可以在教室入口处或附近提供包括多个充电器的系统100，以允许学生携带120VAC充电电源到他们的座位以操作他们的膝上型电脑。120VAC配置还可以允许学生为他们拥有的任何移动设备充电。图1所示的可堆叠配置以占据最小空间量的方式促进了前述内容。另外，基站102是系统100中唯一需要电源插座的元件。

在采用感应电力传输的系统100中，便携式电力充电器206包括位于顶表面107处的感应电力发射器114，以及位于底表面108处的感应电力接收器(未示出)。实际上，感应电力发射器和接收器分别位于相关的顶表面107和底表面108处或恰好在其下方。根据各种实施方案，提供线圈位于表面下方的最大距离，以在第一装置放置在第二装置(便携式充电器和/或便携式电子装置)上时维持相邻装置之间的电感耦合。在一个实施方案中，最大距离是5mm。在各种实施方案中，发射器包括用于产生和无线传输高频AC电力信号的线圈。接收器包括用于接收高频AC电力信号的线圈，并将电力传送到包括在便携式电力充电器中的电路以转换为DC。根据一些实施方案，发射和接收线圈分别被提供为平面电力线圈。在便携式充电器206包括感应电源电路的情况下，外壳可以由不会干扰无线电力传输的塑料或其他非导电材料制成。

根据各种实施方案，包括在便携式充电器206中的感应系统采用Qi标准。根据这些实施方案，感应系统在15W或低于15W的装置之间传递能量。

现在参考图3和图4，在一个实施方案中示出了便携式充电器306，其中充电器如图2所述，其可以配置成可堆叠阵列，以便在对接基站时进行充电。图3示出了便携式充电器306的下侧，其包括下部电接触区域325、第一导电区域326、绝缘体328和第二导电区域330。便携式充电器306还包括形成底表面333的底座332(参见图4)。图4示出了根据一个实施方案的第一便携式充电器306A和第二便携式充电器306B的平面图。如图所示，第一便携式充电器306A部分地从充电器堆叠中移除，箭头A表示相对于最下面的充电器，第二便携式充电器306B的移除(向上)或重新连接(向下)的方向。

便携式充电器306还包括上部电接触区域334和凹槽336。凹槽336形成在便携式充电器306的顶侧，并且上部电接触区域334形成围绕凹槽336的外边缘的边缘。根据所示实施方案，上部电接触区域334包括与参考下部电接触区域325描述的元件类似的三个元件。例如，上部电接触区域334的径向向外部分包括第一导电区域，并且上部电接触区域334的径向向内部分包括第二导电区域。在一个实施方案中，绝缘体以类似于包括在下部电接触区域中的绝缘体328的方式位于包括在上部电接触区域中的第一和第二导电区域之间。用于便携式对接站(例如，便携式对接站306)的基站(例如，基站102)可包括对应于包括在便携式对接站306中的上部电接触表面334和凹槽336的结构。

根据一个实施方案，第一导电区域326和第二导电区域330提供对位于便携式充电器306中的DC电源电路的访问。例如，第一和第二导电区域326、330分别提供对充电和/或电力传输电路中包括的正和负DC极之一的访问。位于上部电接触区域334中的相应导电区域被配置为提供与下部电接触区域的适当匹配。例如，在第一导电区域326提供对正DC极的访问并且第二导电区域330提供对负DC极的访问的情况下，包括在上部电触点334中的对应导电区域被配置为匹配。结果，当第一便携式充电器306A堆叠在第二便携式充电器306B上时，每个电接触区域325、334的正极的接触区域彼此接触。类似地，每个电接触区325、334的负极的接触区域彼此接触放置，第一便携式充电器306A堆叠在第二便携式充电器306B上。

下部电接触区域325、上部电接触区域334、基部332和凹槽336的位置、尺寸和形状提供了用户友好的对准，其可以利用正确的电极性容易地完成。例如，在第二便携式充电器306B位于基站上的情况下，第一便携式充电器306A的基座332位于第二便携式充电器306B中包括的凹槽336B内。在第一便携式充电器306A搁置在第二便携式充电器306A的顶部上的情况下，第一充电器306A的下部电接触区域325A被放置成与第二充电器306B的上部电接触区域334B接触，同时保持正确的极性，如上所述。

根据替代的实施方案，简单地提供图3和4示出的机械设计特征作为对准机构。根据这些实施方案，便携式充电器306A和306B包括下部区域325、基部332、上部区域334和凹部336，但省略了下部区域325和上部区域334中的每一个中的电触点。在这些区域中不存在导电材料的情况下，该结构提供了用户友好的对准机制。在这些实施方案中，采用另一种接触方式来完成与便携式充电器的电连接，例如，第一组电连接110和第二组电连接112。

除了便于对接/堆叠便携式充电站外，图3和图4中所示的便携式充电器306的实施方案也是有利的，因为它们提供了将相邻充电器的DC电源电路彼此正确连接的防错装置。采用基座和堆叠配置同时为多个便携式充电器充电的系统要求所连接的充电器的极性在整个堆叠中是正确的。这里示出的实施方案的矩形形状虽然不对称，但是产生了相同的挑战，因为充电器可以以多于一种的配置堆叠，其中机械连接在机械上是“正确的”。例如，这里示出的充电器可以旋转180度并且仍然彼此嵌套。围绕充电器圆周设置360度的上下电接触表面的配置提供了故障安全电接口，当便携式充电器堆叠在两个旋转位置中的任意一个时，该接口始终以正确的DC极性连接到相邻充电器。因此，电接触区域325、334的形状和位置以正确的极性提供故障安全连接，同时避免需要使用棘爪或其他机械结构来使充电器具有正确的连接。

上述方法允许从基站到位于便携式充电器堆叠中最下面的第一便携式充电器的电力传输，例如，图1中所示的第一便携式充电器106A。通过上接触区域334与第二便携式充电器106B的下接触区域325的接合，可以向上传送电力。可以以类似的方式将电力传送到堆叠上方的一个或多个便携式充电器。

现在参考图5，根据各种实施方案示出了用于配置和操作便携式充电器106、206和306的过程500。通常，过程500与便携式充电器一起使用，所述便携式充电器包括DC输入端、电感输入和电感输出中的一个或多个的组合。当DC便携式充电器位于基站102时，DC输入端和感应输入可用于对便携式充电器充电。此外，过程500适用于直接位于基站102上的便携式充电器(例如，第一便携式充电器106A)或堆叠在位于其下方的一个或多个充电器上的便携式充电器(例如，第二便携式充电器106B)。过程500还可以与便携式充电器一起使用，该便携式充电器包括用于为便携式电子设备充电的一个或多个硬连接线输出。根据实施方案，输出可以包括DC输出和/或包括以120VAC提供的高电流功率的AC输出。

过程500包括一系列动作，包括决策点和活动。决策点包括确定便携式充电器中包括的电池是否完全充电的动作506，确定便携式充电器是否包括DC输入端的动作508，确定DC输入端(如果包括的话)是否启用的动作510，确定便携式充电器是否包括感应输入的动作512，确定是否启用感应输入的动作514，确定便携式充电器是否包括感应输出的动作516，确定是否启用感应输出(如果包括的话)的动作518，以及确定便携式充电器是否检测到与其相邻的另一个便携式充电器的动作520。

如下文详细解释的，所示实施方案包括过程500中的以下活动：仅将便携式充电器置于感应输入中的动作522，禁用所有输入的动作524，启用DC输入的动作526，将便携式充电器置于仅DC输入模式的动作528，启动感应输入的动作530，启动便携式充电器感应输出感测的动作532，禁用便携式充电器的感应电力传输的动作534和启用感应电力传输的动作536。

根据所示实施方案，过程500在动作502处开始，其中充电电路配置开始。在动作506，确定便携式充电器中包括的电池是否完全充电。如果电池未完全充电，则过程500移动到动作508，其中确定便携式充电器是否包括DC输入端。如果便携式充电器包括DC输入端，则过程500移动到动作510以确定DC输入端是否被启用。如果DC输入端被启用，则过程500移动到动作512以确定便携式充电器是否包括感应输入。如果便携式充电器包括感应输入，则过程500移动到动作514以确定是否启用感应输入。

在过程500的这一点上，便携式充电器的输入硬件配置是已知的，例如，便携式充电器是否包括DC输入端和/或可用于对内部电池充电的感应输入，输入硬件是否处于活动状态以及位于便携式充电器中的电池的充电状态。然而，除此之外，过程500用于配置输入的操作状态。如果在动作506处确定便携式充电器中的电池被完全充电，则过程移动到动作524，因为在电池的完全充电状态下不需要有效输入。

如果在动作508处确定DC输入端不包括在便携式充电器中，则过程500移动到动作522，其中便携式充电器被置于仅感应输入模式。然后，过程500继续动作514以确定是否启用感应输入。如果在动作514处确定未启用感应输入，则过程500移动到动作输入被启用的动作530。然后该过程返回到动作502。如果在动作514处确定已经启用感应输入，则过程500移动到动作516，这将在下面进一步描述。

如果在动作510处确定未启用DC输入，则过程500移动到动作526，其中启用包括在充电器中的DC输入并且过程返回到动作502。如上所述，如果在动作510处确定已经启用DC输入，则过程500移动到动作512。如果在动作512处确定便携式充电器不包括感应输入，则过程移动到动作528，其中充电器被置于仅DC输入模式。然后该过程返回到动作502。如果在动作512处确定便携式充电器包括感应输入，则过程500移动到动作514。如果在动作514处确定未启用感应输入，则过程500移动到动作输入被启用的动作530。然后该过程返回到动作502。

如果在动作514确定感应输入被启用，则过程500移动到动作516以确定便携式充电器是否还包括感应输出。如果确定充电器不包括感应输出，则过程500返回到动作502。如果在动作516处确定便携式充电器包括感应输出，则过程500移动到动作518以确定是否启用感应输出。如果在动作518处确定未启用感应输入，则过程500移动到动作输出感测电路被启用的动作538。然后该过程返回到动作502。如果在动作518处确定启用感应输入，则过程500移动到动作532，其中便携式充电器的感应输出感测被激活。感应输出感测电路使便携式充电器能够检测位于第一便携式充电器附近的第二便携式充电器的存在，使得可以建立电感耦合以允许第二充电器经由感应输出从第一充电器接收充电电力。

在动作532之后，过程500移动到动作520以确定是否检测到相邻的便携式充电器。如果未检测到相邻的便携式充电器，则过程500移动到动作534，其中包括在便携式充电器中的感应传输特征被禁用。或者，如果检测到相邻的便携式充电器，则过程500移动到动作发送特征被启用的动作536。过程500在动作534和536中的任何一个之后移动到动作502。

在各种实施方案中，采用过程500的便携式充电器还可以确定充电器是否位于基站上。例如，在充电器包括DC输入端的实施方案中，便携式充电器中包括的电路通过直接连接检测堆叠上的DC电压。在采用无线充电的实施方案中，充电器上的无线接收器感测来自基站(或来自位于其正下方的充电器)的无线传输。

现在参考图6，根据各种实施方案示出了用于配置和操作基站102的过程600。通常，过程600与基站一起使用，该基站包括取决于实施方案的DC输出终端和感应输出中的一个或多个的组合。过程600包括一系列动作，包括决策点和活动。决策点可以包括动作606以确定基站是否包括DC输出终端；用于确定DC输出终端(如果包括的话)是否被启用的动作608，用于确定基站是否包括感应输出的动作610，用于确定是否启用感应输出(如果包括的话)的动作612以及动作614，判断便携式充电是否位于基站上。

如下文详细解释的，所示实施方案包括过程600中的以下活动：基站处于断电状态的动作602，初始化基站以进行充电操作的动作604，将基站置于仅感应输出模式的动作616，使得DC输出用于充电的动作618，将基站置于仅DC输出模式的动作620，用于启用感应感测的动作622，操作感应感测模式中的基站的动作624，禁用感应电力传输特征的动作626，以及启用感应电力传输特征的动作628。

根据所示实施方案，过程600在动作602处开始，其中基站处于断电状态。当基站通电时，在动作604开始用于操作的基站的初始化。过程600移动到动作606并确定基站是否包括DC输出终端。如果确定基站包括DC输出终端，则该过程移动到动作608以确定DC输出是否被启用。如果DC输出终端被启用，则过程600移动到动作610以确定基站是否还包括感应充电输出。如果基站包括感应输出，则过程600移动到动作612以确定是否启用感应输出。

在过程600的这一点上，基站的输出配置是已知的，例如，基站是否包括DC输出终端和/或感应输出。过程600还用于配置输出的操作状态。如上所述，如果基站不包括DC输出终端，则过程600从动作600移动到动作616。在动作616处基站被置于仅感应充电模式的情况下，过程600移动到动作612以确定是否启用感应输出。此外，如果在动作610处发现基站不包括感应输出，则该过程移动到动作620，其中基站被置于仅DC输出模式。

在确定了基站的配置的情况下，过程600操作以激活包括在基站中的输出。例如，如果在动作608处未启用包括在基站中的DC输出，则过程600移动到动作618以启用DC输出。然后，过程600移动到动作604和初始化。与之相似地，如果在动作612处未启用包括在基站中的感应输出，则过程600移动到动作622以启用感应感测。在启用感应感测的情况下，基站检测便携式充电器何时物理定位，使得充电器可以通过基站感应充电。然后该过程转到动作604并初始化。

包括在基站中的输出被启用的情况下(并且假设基站不在仅DC输出模式下操作)，该过程从动作612移动到动作624以操作包括在基站中的感应感测。在感应操作的情况下，过程600移动到动作614以确定便携式充电器是否位于基站附近(例如，放置在基站上)，使得可以建立感应耦合以经由基站对便携式充电器充电。如果未检测到相邻的便携式充电器，则该过程移至动作626并且禁用感应电力传输。如果检测到相邻的便携式充电器，则过程600移动到动作628，其中启用感应电力传输特征。

图5和6示出的实施方案是非限制性的，因为根据实施方案，可以以各种组合采用相同和/或其他动作。例如，可以提供所示动作的不同序列。在更进一步的实施方案中，可以从过程中替换和/或移除一个或多个所示动作。

现在参考图7，根据一个实施方案示出了包括用于监控和管理便携式电力充电器的网络操作环境的系统700。经由网络对系统700的各个部分的访问可用于多个不同的实体。在各种实施方案中，系统700由部署便携式电力充电器(即，系统操作员)，受管理云服务的提供者(即，系统管理员)和多个最终用户的一个或多个公司使用。

根据一个实施方案，系统操作员和系统管理员是同一实体。根据替换的实施方案，系统管理员是第三方，其将基于云的资源集成到便携式电力充电系统中作为对一个或多个系统管理员的服务。例如，系统操作员可以包括单独的大学系统，系统管理员为每个大学系统提供他们自己的一组便携式充电器，每个大学管理和监控独立于其他大学。因此，参考图7示出和描述的基于云的资源可以由多个不同的实体安全地使用。前述和其他方面和实施方案在2017年6月6日提交的题为“Apparatus,System and Method for Sharing TangibleObjects(共享有形物体的装置、系统和方法)”的共同拥有的美国序列号15/614,737中描述，该专利的全部内容通过引用并入本文。

根据所示实施方案，系统700包括基于云的资源702，多个便携式电力充电器704A、704B、704C，接入设备706，监控设备708和客户端设备710。系统700还包括多个通信网络，包括第一通信网络712、第二通信网络714、第三通信网络716和第四通信网络718。

在所示实施方案中，基于云的资源702包括用户管理模块720，设备激活模块722和系统监视和管理模块724。基于云的资源702可以包括各种实施方案中的附加特征和功能，例如，参考共同拥有的美国申请序列号15/614,737的图4所示的和所述的特征。根据一个实施方案，基于云的资源702包括数据库，该数据库被配置为存储关于便携式电力充电器704A、704B、704C的状态、位置和健康状况中的一个或多个的信息。

根据实施方案，便携式充电器704A、704B、704C包括AC充电插座730，至少一个USB充电插座732和感应充电器734中的一个或多个。例如，根据一个实施方案，便携式充电器704A、704B、704C包括AC充电插座730和至少一个USB充电插座732，但不包括感应充电器734。充电插座730，至少一个USB充电插座732和感应充电器734的其他组合可以一起使用或与适合于为终端用户移动设备充电的其他类型的充电输出组合使用。

在AC充电插座730处提供的电压可以根据实施方案而变化。在一个实施方案中，AC充电插座730提供例如在美国的住宅墙壁插座中发现的120VAC。在另一个实施方案中，AC充电插座730提供220VAC，例如，如在欧洲的住宅墙壁插座中发现的那样。前面的电压是标称电压，使得由AC充电插座730提供的实际电压可以在额定输出电平附近略微变化，这取决于例如输出的调节和输出上的负载。

根据一些实施方案，便携式充电器704A、704B、704C中的每一个包括无线通信设备，例如，蓝牙(BLUETOOTH)设备或蓝牙低能量设备，其允许充电器和监控设备708之间的无线通信。无线通信还用于便携式电力充电器704A、704B、704C与客户端设备710之间的无线通信。

根据一个实施方案，当便携式充电器704A、704B、704C未被终端用户使用时，便携式充电器704A、704B、704C对接在外壳740中。外壳740包括多个隔间742，其中每个隔间742被配置为接收便携式充电器704A、704B、704C中的一个。根据另一实施方案，每个隔间742包括第一连接器，第一连接器构造成接收位于每个便携式充电器704A、704B、704C的壳体中的第二连接器。在一些实施方案中，插头包括电力和通信导体。在一个实施方案中，第一连接器和第二连接器分别配置为阳插头和阴插座。根据另一实施方案，使用无线通信提供与便携式电力充电器704A、704B、704C的通信。在该实施方案的一个版本中，连接器仅包括电力导体并且不包括通信导体。

根据一个实施方案，电力导线连接到AC充电电源，该AC充电电源用于对对接在其中一个隔间742中的多个充电器704A、704B、704C中的任何一个充电。例如，可以从额定为120VAC或220VAC的壁装插座提供AC充电电源。在采用硬连接线通信的情况下，通信导体连接到监控设备708，并且还连接到停靠在一个隔间742中的多个电力充电器704A、704B、704C中的任何一个。当对接时与多个充电器704A、704B、704C的通信连接向监控设备708提供关于所连接的便携式充电器的状态的信息。根据替换实施方案，状态信息被无线传送。根据一个实施方案，状态信息从监控设备708无线地传送到基于云的资源702。

便携式充电器704A、704B、704C中的每一个包括内部电池和电力转换电路。根据实施方案，电力转换电路可以包括以下中的任何一个、全部或两个或更多个的组合：用于将AC输入转换为DC以对内部电池充电的电路；电池电源转换为提供给AC充电插座730的AC输出的电路；电源转换电路，用于调节电池电源，以便通过至少一个USB充电插座732进行分配；电源转换电路用于调节电池电源以供给感应充电器734。在一些实施方案中，便携式充电器704A、704B、704C中的每一个包括AC充电插座730，至少一个USB充电插座732和感应充电器734，其配置如参考图2所示的便携式充电器206。因此，在一些实施方案中，AC充电插座730处可用的电源是高电流AC电源；至少一个USB充电插座732包括额定电压为5VDC至3Amps的传统USB端口和“快速充电”USB端口，例如 Quick 技术；感应充电器734包括用于产生和无线传输高频AC功率信号的线圈。

访问设备706由系统操作员操作以监控和管理便携式充电器704A、704B、704C。该功能可以向系统操作者提供信息，包括使用统计，包括在便携式充电器704A、704B、704C中的内部电池的预计寿命，内部电池的当前充电状态以及便携式充电器704A、704B、704C的位置。根据实施方案，访问设备706可以包括台式计算机或便携式设备中的任何一个，例如平板计算机、手持式计算机、个人数字助理、电子阅读器、移动电话、智能电话、膝上型计算机，或这些处理设备和/或其他处理设备中的任何两个或更多个的组合，条件是访问设备706向系统操作员提供对基于云的资源702的访问，显示和导航工具以允许系统运营商利用资源702。根据另外的实施方案，系统700还允许系统操作员经由基于云的资源702控制系统的元件。例如，系统管理员可以设置激活便携式电源充电器704A、704B、704C所需的各种类型和数量的附属品，和/或停用用户账户以防止未授权用户访问。

在一个实施方案中，监控设备708是平板计算机。然而，根据实施方案，监控设备708可以是例如适合于远程通信的任何类型的处理设备，诸如台式计算机、平板计算机、手持式计算机、个人数字助理、电子阅读器、移动电话、相机、智能电话、膝上型计算机，或这些处理设备和/或其他处理设备中的任何两个或更多个的组合。在进一步的实施方案中，监控设备708被包括作为外壳740的一部分。例如，监控设备708可以是包括在外壳740中的嵌入式计算机。在一个实施方案中，监控设备708可以与便携式充电器704A、704B、704C无线通信，便携式充电器704A、704B、704C位于用于监控设备和充电器之间的通信的无线通信设备的范围内，例如，蓝牙或Wi-Fi。

在一个实施方案中，客户端设备710是移动电话。然而，根据实施方案，客户端设备710可以是例如便携式设备中的任何一个，例如平板电脑、手持式计算机、个人数字助理、电子阅读器、移动电话、智能电话、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、膝上型计算机，或这些处理设备和/或其他处理设备中的任何两个或更多个的组合，条件是客户端设备710可以操作以与基于云的资源702通信以允许用户提供他们的身份和担保品并且接收激活便携式充电器704A、704B、704C的授权。

根据实施方案，通信网络712、714、716、718可以包括任何局域网(LAN)，广域网(WAN)，无线通信，有线通信，可能包括互联网。根据另外的实施方案，通信网络单独地或与基于云的资源702组合地提供对一个或多个远程设备、服务器、应用程序资源管理和/或数据存储系统的访问。系统700中的通信可以使用Wi-Fi网络，蓝牙通信，蜂窝网络，卫星，以太网和点对点网络中的任何一种进行通信。根据各种实施方案，其他通信协议和拓扑也可以实现为通信网络712、714、716、718的一部分。通信网络712、714、716、718可以是本领域普通技术人员已知的能够支持本文描述的操作的任何网络拓扑。

根据所示实施方案，访问设备706经由第一通信网络712连接到基于云的资源702，监控设备708经由第二通信网络714连接到基于云的资源，客户端设备710连接到云经由第三通信网络716的基础资源和监控设备经由第四通信网络718连接到外科740。根据一个实施方案，外壳740不包括任何通信。根据该实施方案，采用第四通信网络在监控设备708和便携式电力充电器704A、704B、704C之间直接通信。通信网络712、714、716、718可以包括彼此共用的一个或多个段。作为一个实施例，第二通信网络714和第三通信网络716可以包括在外壳740附近操作的公共Wi-Fi网络。在其他实施方案中，网络段彼此不同。例如，第四通信网络718可以包括在监控设备708和位于外壳740附近的每个便携式电源充电器704B、704C之间提供的通信连接。

根据一个实施方案，用户管理模块720用于接收和批准由终端用户提供的标识信息，例如，当终端用户通过提供用户名和密码来创建账户时。用户管理模块720还可以用于存储支付或其他账户信息，该支付或其他账户信息用于为终端用户提供辅助以激活便携式电力充电器704A、704B、704C中的一个。

根据一个实施方案，设备激活模块722用于处理当终端用户从外壳740移除便携式充电器704A以激活充电器以供使用时接收的激活请求。根据实施方案，激活请求可以包括唯一标识用户的信息，唯一标识充电器的信息，以及在需要时由用户提供的附属信息。在一个实施方案中，如果用户请求被批准，则设备激活模块722还生成设备激活信号。在另一实施方案中，设备激活模块722还向终端用户传送消息传递，例如，指示批准或拒绝激活便携式充电器704A的请求。

根据一个实施方案，系统监控和管理模块724用于向系统操作员提供关于便携式充电器704A、704B、704C的状态、位置和健康状况中的一个或多个的信息。在一个实施方案中，系统监控和管理模块提供每个便携式充电器是否对接在外壳中的指示，或者用户已经移除了替代方案。进一步的实施方案提供包括使用统计，内部电池的预计寿命和内部电池的当前充电状态中的一个或多个的信息。

在操作中并且根据一个实施方案，系统操作员将便携式充电器704A、704B、704C现场部署在外壳740中。外壳740连接到AC源，并且经由监控设备708和基于云的资源702激活监控。监控设备708例如与每个便携式电力充电器704A、704B、704C无线通信以获得状态信息。除了前一段中描述的状态信息的类型之外，根据实施方案，状态信息可以包括以下类型的信息中的任何一种，以下的任何组合或以下的任何组合以及其他类型的信息：电池特性例如标称电池电压，电池充电时的电池输入电流，以及向用户设备提供电流时的电池输出电压；以及前一段中描述的任何类型的状态信息。

从监控设备708传送到基于云的资源的信息被存储以供系统操作员706访问。系统操作员建立条件，通过该条件，终端用户可以激活便携式充电器704A、704B、704C以供使用，例如，是否需要使用何种类型的担保品以及使用何种类型的担保品。在一个实施方案中，需要提前付款。根据另一个实施方案，仅凭认证的用户身份就足够了，例如，大学向学生提供充电器作为礼貌。

用户从外壳740移除充电器704A并在充电器外壳上定位唯一识别充电器的信息。用户使用客户端设备710将他们的身份连同充电器的身份传送到基于云的资源702。在用户被批准的情况下，将设备激活信号从云资源702传送到客户端设备710。客户端设备710将设备激活信号传送到在其请求中识别的充电器。充电功率输出端730、732和734被激活以供使用。终端用户操作便携式充电器以采用最适合其设备的所需充电电源插座。当充电过程完成时，便携式充电器704A返回到外壳并将该状态改变传送到系统监控和管理模块724。然后最终用户免于退回充电器的责任。监控设备708检测便携式充电器704A的返回。系统操作员能够在任何时间监控充电器704A、704B、704C中的哪一个以及哪个充电器对接在外壳740中。因此，系统操作员知道用户在使用后是否未能返回充电器。

虽然在其中容纳多个便携式充电器704A、704B、704C的实施方案中示出和描述了外壳740，但是在各种替代实施方案中可以采用其他方法。例如，多个便携式充电器704A、704B、704C可以以其他形式的对接站接收，只要在存储或对接时，充电器分别接收电力以对其内部电池再充电。根据一个实施方案，采用感应充电来对便携式充电器704A、704B、704C进行再充电，例如，以上面参考图1-6所示和所述的方式。

本文描述的装置、方法和系统的实施方案可用于在新的或现有设施中提供分布式AC电力。

已经如此描述了本发明的至少一个实施方案的若干方面，应当理解的是，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前面的描述和附图仅是示例性的。

Claims (11)

1.一种用于对充电器进行远程监控和管理的系统，所述系统以便携式手持式设备提供交流输出，系统操作员可通过广域网访问所述监控和管理功能，所述系统包括：

多个便携式充电器，每个便携式充电器包括内部电池、耦合到所述内部电池的第一充电输出和配置用于提供AC充电电力，以及耦合至所述内部电池的至少一个附加充电输出，所述至少一个附加充电输出选自以下：感应充电器和插入式DC充电器；以及耦合至AC电源耦合的外壳，所述AC电源适于给多个便携式充电器充电，所述外壳包括多个机架，每个机架分别配置为接收所述多个便携式充电器，所述多个机架中的每个机架包括一个电连接，所述电连接配置为与各便携式充电器的内部电池耦合，从而为所述内部电池充电；以及

所述系统操作员通过广域网访问的资源，从而允许所述系统操作员监控和管理所述多个便携式充电器的操作，所述资源包括：

设备激活模块，其被配置为允许用户在收到用户通过客户端设备提供的担保品后激活从所述多个便携式充电器中选择的充电器，所述设备激活使每个在所述第一充电输出和所述至少一个附加充电输出处的充电电源可用；以及

系统监控模块，其配置用于向所述系统操作员提供关于所述多个便携式充电器的每个便携式充电器的操作状态的信息，所述操作状态包括从以下组中选择的信息：使用统计、所述内部电池的预计寿命和所述内部电池的当前充电状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述客户设备端为第一无线通信设备，其配置为无线耦合至所述资源。

3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括第二无线通信设备，其配置为无线耦合至所述多个便携式充电器，

其中所述第二无线通信设备被配置为将关于所述操作状态的信息无线地传送至所述系统监控模块。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述设备激活模块被配置为将设备激活信号传送到所述客户端设备，以及

其中，当从所述客户端设备接收到设备激活信号时，从所述多个充电器中选择的所述充电器被配置为在所述第一充电输出和至少一个附加充电输出处提供电力。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述设备激活模块被配置为将从所述多个充电器中选择的所述充电器保持在关闭状态，等待接受所述用户提供的所述担保品。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述设备激活模块由所述系统操作员配置为接受由所述系统操作员选择的预定类型的担保品。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述预定类型的担保品选自由以下各项组成的组：货币支付；用户与托管在所述资源上并传送到客户端设备的内容的交互；用户的身份验证；以及用户的支付账户信息。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述资源包括用户管理模块，其被配置为允许多个用户中的每一个分别建立账户以唯一地标识所述用户，以及

其中所述用户管理模块由所述系统操作员访问以建立一个或者多个用户中的每个用户的权限，由系统操作员基于从包括以下各项的组中选择的条件建立权限：接受用户身份；相应用户可访问的多个便携式充电器的地理位置的识别；以及相应用户可访问的场所。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一充电输出被配置用于提供额定为75瓦特或者更高的120VAC充电电力。

10.一种在广域网上远程监控和管理多个便携式充电器的操作和部署的方法，每个便携式充电器由系统操作员以手持式设备提供AC输出，所述方法包括：

所述系统操作员可通过广域网访问包括设备激活模块和系统监控模块的资源；

处理由来自用户具有的客户端设备的资源接收的担保品，其中所述用户对激活用户从所述多个便携式充电器选择的充电器包括的AC输出感兴趣；以及

如果所述担保品被接受：

将来自所述设备激活模块的授权无线通信至所述的客户端设备；

通过用户选择的充电器接收到授权后从客户端设备无线通信的设备激活信号；以及

在接收到设备激活信号之后激活用于选择的充电器中包括的AC输出。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

当部署所述多个充电器时，将所述多个便携式充电器中的每一个耦合至无线通信设备；以及

所述系统监控模块从所述无线通信设备无线接收与所述多个便携式充电器中的每一个的操作状态有关的信息，所述操作状态包括选自由以下项目组成的组：使用统计、所述内部电池的预计寿命和所述内部电池的当前充电状态。