DE10103200A1 - Power supply system for different loads has automatic identification and adjustment of conditions - Google Patents
Power supply system for different loads has automatic identification and adjustment of conditionsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Versorgungsvorrichtung zur Versorgung einer Verbrauchervorrichtung mit elektrischer Energie, eine Verbrauchervorrichtung zum Anschluß an eine derartige Versorgungsvor richtung sowie ein Verfahren zur Versorgung einer Verbrauchervorrich tung mit elektrischer EnergieThe present invention relates to a supply device for Supply of a consumer device with electrical energy, a Consumer device for connection to such a supply direction and a method for supplying a consumer device with electrical energy
Die Benutzung von tragbaren elektrischen und elektronischen Geräten hat in den letzten Jahren spürbar zugenommen. Bei solchen tragbaren Gerä ten, wie z. B. tragbaren Computern (Laptops, Palmtops) oder Mobiltele fonen (Handys) erfolgt die Versorgung mit elektrischer Energie durch einen in das Gerät eingebauten Akkumulator, der regelmäßig nachgeladen werden muß. Dazu werden üblicherweise Netzteile, die meist als soge nannte Steckernetzteile ausgeführt sind, verwendet. Diese setzen die Netzspannung des Stromnetzes durch einen Transformator auf die jeweils vom elektrischen bzw. elektronischen Gerät benötigte Spannung herunter. Häufig sind zusätzliche elektronische Schaltungen vorgesehen, die beispielsweise die freigegebene Stromstärke begrenzen. Der elektrische Kontakt zwischen Netzteil und elektrischem bzw. elektronischem Gerät erfolgt mechanisch durch einen Stecker und eine entsprechend ausge führte Anschlußdose.The use of portable electrical and electronic devices has increased noticeably in recent years. With such portable devices ten such. B. portable computers (laptops, palmtops) or mobile phones fonen (cell phones) is supplied with electrical energy a built-in battery that regularly recharges must become. For this purpose, power supplies are usually used, which are usually called called power supplies are used. These set the Mains voltage of the electricity network through a transformer to each voltage required by the electrical or electronic device. Additional electronic circuits are often provided limit the released current, for example. The electric one Contact between power supply and electrical or electronic device is done mechanically by a plug and a correspondingly led junction box.
Aufgrund der unterschiedlichen Bauausführungen und Aufgabenstellun gen der jeweiligen Geräte müssen diese mit unterschiedlichsten Strom spannungen und Stromstärken versorgt werden. Daher wird bislang für im wesentlichen jedes Gerät ein eigens dafür bestimmtes Netzteil vorgese hen. Dies hat zur Folge, daß eine unter Umständen sehr hohe Anzahl an Netzteilen beim Benutzer vorhanden ist. Bei einer solchen größeren Anzahl elektronischer Geräte ist der Benutzer, der ein Gerät wieder aufladen will, leicht verwirrt, welches Netzteil er zum Aufladen des jeweiligen Geräts zu verwenden hat. Besonders auf Reisen ist es für den Benutzer mühsam, eine größere Anzahl an Netzteilen mitzuführen, da diese ein entsprechendes Volumen im Reisegepäck beanspruchen und darüber hinaus ein erhebliches Gewicht aufweisen können. Schließlich kann bei einer Verwechslung von Netzteilen, also wenn versehentlich ein falsches Netzteil an das aufzuladende Gerät angeschlossen wird, entweder kein Ladevorgang möglich sein oder das Gerät bzw. das Netzteil beschä digt oder zerstört werden. Weiterhin macht es das bisherige Vorgehen nötig, daß zu jedem ausgelieferten Gerät ein Steckernetzteil mitgeliefert werden muß, was sich in einem entsprechend erhöhten Verkaufspreis niederschlägt.Due to the different construction types and tasks The respective devices must use a wide variety of currents voltages and currents are supplied. Therefore, for im each device is provided with a dedicated power supply hen. As a result, a very high number of Power supplies are available to the user. With such a larger one Number of electronic devices is the user who has a device again want to charge, easily confused which power supply he needs to charge the device. It is especially useful when traveling Troublesome user to carry a large number of power supplies, because these claim a corresponding volume in the luggage and can also have a significant weight. Finally can be confused with power supplies, so if you accidentally wrong power supply is connected to the device to be charged, either no charging process is possible or the device or power supply is damaged damaged or destroyed. It also does the previous procedure It is necessary that a plug-in power supply is included with every device delivered must be what is in a correspondingly increased sales price reflected.
Um die Anzahl an benötigten Netzteilen zu verringern sind Netzteile bekannt, bei denen die freigegebene Spannung mittels Regelschaltern verändert werden kann. Somit kann ein einziges Netzteil für eine Mehr zahl von elektronischen Geräten verwendet werden. Bei solchen Netztei len ist jedoch die Gefahr von Verwechslungen bei der Einstellung der Versorgungsspannung deutlich erhöht, so daß die Gefahr einer Zerstörung des elektronischen Gerätes relativ hoch ist. Darüber hinaus ist in der Regel eine entsprechend große Anzahl an Adaptersteckern für das Netz teil vorzusehen, da unterschiedliche elektronische Geräte oftmals unterschiedliche Anschlüsse aufweisen. Auch eine Begrenzung bzw. Anpas sung der freigegebenen Stromstärke ist bei diesen Netzteilen oftmals nicht möglich.To reduce the number of power supplies required, power supplies are known in which the released voltage by means of control switches can be changed. Thus, a single power supply can be used for more number of electronic devices can be used. With such a power supply However, there is a risk of confusion when setting the Supply voltage increased significantly, so that the risk of destruction of the electronic device is relatively high. In addition, in the Usually a correspondingly large number of adapter plugs for the network to provide part, since different electronic devices often different Have connections. Also a limitation or adjustment The approved current strength is often with these power supplies not possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Versorgung eines elektrischen bzw. elektronischen Gerätes mit elektrischer Energie vorzuschlagen, die bzw. das für den Benutzer besonders einfach, komfortabel und fehlersicher in der Anwen dung ist.The invention is therefore based on the object of a device or a method for supplying an electrical or electronic Propose device with electrical energy for the Users particularly easy, comfortable and fail-safe to use dung is.
Die Aufgabe wird durch eine Versorgungsvorrichtung gemäß Patentan spruch 1 bzw. eine Verbrauchervorrichtung gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gemäß dem Patent anspruch 14 gelöst.The object is achieved by a supply device according to Patentan award 1 or a consumer device according to claim 13 solved. The object is further achieved by a method according to the patent claim 14 solved.
Eine Versorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versorgt eine Verbrauchervorrichtung, also beispielsweise ein elektrisches oder elektronisches Gerät, mit elektrischer Energie, wobei die Versorgungs vorrichtung zumindest eine Erkennungseinrichtung aufweist, welche zumindest die Art der Verbrauchervorrichtung erkennt und der Verbrau chervorrichtung eine angepaßte Stromspannung und/oder Stromstärke und/oder Frequenz zur Verfügung stellt. Dabei hängt es von der jeweili gen Verbrauchervorrichtung ab, ob nur die Stromspannung, die Strom stärke oder die Frequenz angepaßt werden muß, oder ob mehrere oder alle Parameter angeglichen werden müssen. So kann beispielsweise eine Begrenzung der der Verbrauchervorrichtung bereitgestellten Stromstärke durch die Versorgungsvorrichtung unterbleiben. Unter Frequenz ist nicht nur die Frequenz einer Wechselspannung zu verstehen, sondern auch deren Wellenform, also ob es sich um ein beispielsweise sinusförmiges oder rechteckförmiges Signal handelt. Auch ist unter dem Begriff Fre quenz zu verstehen, ob es sich überhaupt um eine Wechselspannung handelt, oder ob eine Gleichspannung von der Versorgungsvorrichtung zur Verfügung gestellt wird. Die Anpassung der Stromspannung, Stromstärke bzw. Frequenz kann im übrigen nicht nur in Abhängigkeit vom Gerätetyp der Verbrauchervorrichtung erfolgen, sondern auch in Abhän gigkeit vom Betriebszustand der Verbrauchervorrichtung. So kann z. B. ein Gerät in einem Bereitschaftszustand (stand-by-Betrieb) mit einer niedrigeren Stromspannung versorgt werden als in einem Betriebszustand. Es ist im Übrigen unerheblich, ob die Erkennungseinrichtung unter Benutzung elektronischer Mittel, wie einer Datenübertragung durch hochfrequente elektrische Ströme, elektromagnetische Wellen oder optische Strahlung, mechanischer Mittel oder einer Kombination daraus arbeitet.A supply device according to the present invention supplies a consumer device, for example an electrical or electronic device, with electrical energy, the supply device has at least one recognition device which recognizes at least the type of consumer device and the consumption cherv Device an adjusted voltage and / or current and / or frequency. It depends on the respective gene consumer device, whether only the voltage, the current strength or the frequency must be adjusted, or whether several or all Parameters must be adjusted. For example, a Limitation of the current strength provided to the consumer device by the supply device. Under frequency is not to understand only the frequency of an AC voltage, but also whose waveform, i.e. whether it is a sinusoidal, for example or rectangular signal. Also under the term Fre to understand whether it is an AC voltage at all or whether a DC voltage from the supply device is made available. The adjustment of the voltage, current or frequency can not only depend on Device type of the consumer device take place, but also depending the operating state of the consumer device. So z. B. a device in a standby mode with one are supplied with a lower voltage than in an operating state. It is also irrelevant whether the detection device is under Use of electronic means, such as data transmission through high frequency electrical currents, electromagnetic waves or optical radiation, mechanical means or a combination thereof is working.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Versorgungsvorrichtung zumindest eine Stromanschlußeinrichtung zum Anschluß der Versor gungsvorrichtung an eine externe Stromversorgung aufweist, wobei die Stromanschlußeinrichtung so ausgebildet ist, daß diese die Charakteristik der externen Stromversorgung erkennt und so anpaßt, daß die Versor gungseinrichtung mit der externen Stromversorgung betreibbar ist. Bei einer entsprechenden Ausführung der Versorgungsvorrichtung kann diese mit einer im wesentlichen beliebigen Stromquelle betrieben werden, ohne daß der Benutzer irgendwelche Einstellungen tätigen müßte. Unter der Charakteristik einer externen Stromversorgung ist, analog zu oben, die Spannung, die Stromstärke und die Frequenz (Wellenform bzw. Vorliegen einer Gleichspannung) zu verstehen. Eine besonders vielseitige Verwen dung der Versorgungsvorrichtung kann somit ermöglicht werden. Die Versorgungsvorrichtung kann beispielsweise mit jeder beliebigen der weltweit üblichen Netzspannungen (z. B. 110 V/60 Hz in den USA, 230 V/50 Hz in Europa), sowie mit der Bordnetzspannung von Kraftfahrzeu gen wie Motorrädern (üblicherweise 6 oder 12 V), Automobilen (üblicherweise 12 V) oder Nutzfahrzeugen (üblicherweise 24 V) betrieben werden. Wie der Anschluß an das Stromnetz bzw. Bordnetz erfolgt ist erfindungsgemäß beliebig. Ein Anschlußkabel kann also fest oder abzieh bar an der Versorgungsvorrichtung angebracht sein. Auch ein oder mehre re direkt an der Versorgungsvorrichtung angebrachte Stecker sind denkbar. Als vorteilhaft können sich auch an sich bekannte Mehrfach- Reisestecker zur Verwendung mit den je nach Land unterschiedlichen Stromnetzsteckdosen, aber auch Zigarettenanzünderstecker zur Verwen dung in Kraftfahrzeugen sowie das Vorsehen einer sogenannten "Kaltgerätesteckdose" erweisen, da Kaltgerätestecker beispielsweise zum Anschluß von Computern international üblich und entsprechend weit verbreitet sind. Zur anfänglichen Versorgung der Versorgungsvorrichtung mit elektrischer Energie, also bevor die externe Stromversorgung ange legt bzw. erkannt wurde, kann eine Batterie oder ein Akkumulator in der Versorgungsvorrichtung vorgesehen werden.It is particularly advantageous if the supply device at least one power connection device for connecting the utility supply device to an external power supply, the Power connection device is designed so that it has the characteristic recognizes the external power supply and adjusts so that the Versor supply device can be operated with the external power supply. at a corresponding design of the supply device can can be operated with an essentially any power source without that the user would have to make any settings. Under the Analogous to the above, the characteristic of an external power supply is that Voltage, current and frequency (waveform or presence a DC voltage) to understand. A particularly versatile use The supply device can thus be made possible. The Supply device can, for example, with any of the Mains voltages common worldwide (e.g. 110 V / 60 Hz in the USA, 230 V / 50 Hz in Europe), as well as with the vehicle electrical system voltage conditions such as motorcycles (usually 6 or 12 V), automobiles (usually 12 V) or commercial vehicles (usually 24 V) become. How the connection to the power grid or vehicle electrical system was made any according to the invention. A connection cable can be fixed or disconnected bar attached to the supply device. One or more too right plugs attached to the supply device are conceivable. Also known as multiple can be advantageous Travel plug for use with the different country Power sockets, but also cigarette lighter plugs for use tion in motor vehicles and the provision of a so-called "IEC connector" prove because IEC connector, for example, to Connection of computers internationally common and accordingly far are common. For the initial supply of the supply device with electrical energy, i.e. before the external power supply is switched on a battery or an accumulator in the Supply device can be provided.
Vorzugsweise weist die Versorgungsvorrichtung zumindest eine Daten übertragungseinrichtung zur Datenübertragung zwischen der Versor gungsvorrichtung und zumindest einer Verbrauchervorrichtung und/oder einer Computereinrichtung auf. Mittels einer solchen Datenübertragungs einrichtung ist es möglich, der Versorgungsvorrichtung die zur Anpas sung der Stromspannung, Stromstärke bzw. Frequenz benötigten Infor mationen zu übermitteln. Dabei kann die Information entweder in Form von Spannungs-, Strom- und Frequenz angaben erfolgen, oder in Form einer Typenangabe, wobei die Versorgungsvorrichtung durch Abgleich mit einer Gerätetabelle die entsprechenden Parameter ermittelt. Es ist auch möglich, daß die Gerätedaten auf einer Computereinrichtung gespei chert sind, mit der die Versorgungsvorrichtung Daten austauschen kann, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die auf der Computerein richtung gespeicherten Daten regelmäßig aktualisiert werden. Es ist auch denkbar, daß mittels der Datenübertragungseinrichtung ein Anschluß an ein Datenübertragungsnetz, wie beispielsweise einem lokalen Netzwerk (LAN) oder einem sogenannten "Wide Area Network" (WAN), wie dem Internet, zur Verfügung gestellt wird. In diesem Fall können auf der Verbrauchervorrichtung befindliche Daten an das Netzwerk bzw. eine an das Netzwerk angeschlossene Computereinrichtung gesendet werden bzw. von dieser empfangen werden. Bei den übertragenen Daten muß es sich nicht ausschließlich um Daten zur Anpassung der Stromparameter an die Verbrauchervorrichtung handeln. Es können vielmehr auch zusätzliche Daten wie Nachrichten, Dateien und ähnliches übertragen werden. Wenn also beispielsweise ein Taschencomputer (Palmtop) zum Aufladen des Akkus mit der Versorgungsvorrichtung verbunden wird, so kann er gleichzeitig E-Mails aussenden und empfangen. Die Versorgungsvor richtung kann dabei in beliebiger Weise die Daten der Verbrauchervor richtung beispielsweise einfach passiv weiterleiten, elektronisch verstär ken oder auch eine Umsetzung durchführen, beispielsweise indem zur Verbrauchervorrichtung hin eine Datenübertragung durch optische Si gnale, zum Computernetzwerk hin dagegen eine Datenübertragung durch hochfrequente elektrische Ströme erfolgt, oder indem eine Protokollum setzung (beispielsweise Ethernet auf ISDN), oder beides erfolgt. Somit entfällt ein vom Benutzer durchzuführender, separater Datenübertra gungsvorgang, für den er beispielsweise die Verbrauchervorrichtung mit einem Modemkabel verbinden müßte. Es ist auch denkbar, daß die Ver sorgungsvorrichtung einer angeschlossenen Verbrauchervorrichtung mittels der Datenübertragungseinrichtung Befehle erteilt. Beispielsweise könnte eine in einem Flugzeug oder Fahrzeug eingebaute Versorgungs vorrichtung ein angeschlossenes Mobiltelefon dazu veranlassen, keine elektromagnetischen Aussendungen mehr über die eingebaute Antenne durchzuführen, sondern statt dessen eine im Flugzeug bzw. Fahrzeug eingebaute externe Antenne zu verwenden. In jedem Fall kann die Ver sorgungsvorrichtung den Benutzerkomfort erhöhen.The supply device preferably has at least one data Transmission device for data transmission between the supplier supply device and at least one consumer device and / or a computer device. By means of such a data transmission device, it is possible to adapt the supply device to the solution of the voltage, current or frequency required information mations to transmit. The information can either be in the form of voltage, current and frequency information, or in the form a type specification, the supply device by comparison the corresponding parameters are determined using a device table. It is also possible that the device data stored on a computer device with which the supply device can exchange data, which is particularly advantageous if they are on the computer direction stored data are updated regularly. It is also conceivable that a connection to the data transmission device a data transmission network, such as a local area network (LAN) or a so-called "Wide Area Network" (WAN), such as the Internet that is made available. In this case, on the Consumer device data to the network or one the network connected computer device are sent or be received by this. With the transferred data it must be not exclusively for data to adapt the current parameters to the Act consumer device. Rather, additional ones can also be used Data such as messages, files and the like are transmitted. If So for example a pocket computer (palmtop) for charging the Batteries is connected to the supply device, so it can Send and receive emails at the same time. The pension plan The consumer data can be sent in any direction For example, simply passively forward the direction, electronically amplify it ken or carry out an implementation, for example by using Consumer device data transmission through optical Si gnale, on the other hand a data transmission to the computer network high frequency electrical currents are made, or by a protocol setting (for example Ethernet to ISDN), or both. Consequently there is no need for a separate data transfer to be carried out by the user supply process for which he, for example, the consumer device would have to connect a modem cable. It is also conceivable that the Ver Care device of a connected consumer device issued commands by means of the data transmission device. For example could be a supply built into an airplane or vehicle device cause a connected cell phone to not electromagnetic emissions via the built-in antenna to perform, but instead one in the airplane or vehicle built-in external antenna to use. In any case, the Ver care device increase user comfort.
Die Versorgungsvorrichtung kann so ausgeführt sein, daß zumindest eine Datenübertragungseinrichtung als Hochfrequenzübertragungseinrichtung zur Datenübertragung zwischen der Versorgungsvorrichtung und zumin dest einer Verbrauchervorrichtung und/oder einer Computereinrichtung mittels hochfrequenter elektrischer Ströme ausgebildet ist. Eine Daten übertragung mittels hochfrequenter elektrischer Ströme ist relativ einfach und kostengünstig zu realisieren und kann darüber hinaus kompatibel zu bestehenden Standards, wie beispielsweise dem Ethernet-Standard, dem ISDN-Standard oder analoger Datenübertragung über Telefon (POTS), ausgeführt werden. Zur Übermittlung der relevanten Gerätedaten, welche für eine Anpassung der Versorgungsvorrichtung an die Verbrauchervor richtung benötigt werden, kann die Verbrauchervorrichtung zunächst mit Akkustrom oder Batteriestrom einer Sicherungsbatterie betrieben werden, oder aber von der Versorgungsvorrichtung mit einer definierten Klein spannung versorgt werden. Vorteilhaft ist es bei einer Datenübertragung mittels hochfrequenter elektrischer Ströme auch, daß keine Daten nach außen hin abgestrahlt werden, so daß ein Abhören der übertragenen Daten verhindert wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn nicht nur Gerätedaten, sondern auch andere, insbesondere sicherheitsrelevante persönliche Daten über die Datenübertragungseinrichtung übertragen werden sollen.The supply device can be designed so that at least one Data transmission device as a high-frequency transmission device for data transmission between the supply device and at least a consumer device and / or a computer device is formed by means of high-frequency electrical currents. A data Transmission by means of high-frequency electrical currents is relatively simple and inexpensive to implement and can also be compatible existing standards, such as the Ethernet standard, the ISDN standard or analog data transmission via telephone (POTS), be carried out. To transmit the relevant device data, which for adapting the supply device to the consumer direction are needed, the consumer device can initially with Battery or battery power of a backup battery are operated, or from the supply device with a defined small voltage can be supplied. It is advantageous for data transmission by means of high-frequency electrical currents that no data after be emitted outside, so that listening to the transmitted data is prevented. This is particularly important, if not only Device data, but also other, especially safety-relevant transmit personal data via the data transmission device should be.
Die Versorgungsvorrichtung kann vorteilhaft so ausgeführt werden, daß zumindest eine Datenübertragungseinrichtung als optische Datenübertra gungseinrichtung zur Datenübertragung zwischen der Versorgungsvor richtung und zumindest einer Verbrauchervorrichtung und/oder einer Computereinrichtung mittels optischer Strahlung ausgeführt ist. Bei einer rein optischen Datenübertragung sind die elektronischen Bauteile der Datenübertragungseinrichtung von außen her elektrisch nicht zugänglich. Dadurch kann eine Beschädigung der Datenübertragungseinrichtung, beispielsweise durch ein defektes angeschlossenes Gerät oder durch elektrostatische Aufladungen, verhindert werden. Eine optische Daten übertragung, beispielsweise über eine Glasfaserkopplung kann darüber hinaus besonders schnell ausgeführt werden, so daß hohe Datenübertra gungsraten möglich sind. Diese Auführungsform kann ferner in agressi ven Umgebungen vorteilhaft sein, in denen beispielsweise elektrische Anschlußflächen korrodieren könnten.The supply device can advantageously be designed so that at least one data transmission device as optical data transmission supply device for data transmission between the supply direction and at least one consumer device and / or one Computer device is designed by means of optical radiation. At a The electronic components of the are purely optical data transmission Data transmission device is not electrically accessible from the outside. This can damage the data transmission device, for example, by a defective connected device or by electrostatic charges can be prevented. An optical data Transmission, for example via a fiber optic coupling, can be done via it also be executed particularly quickly, so that high data transfer rates are possible. This form of performance can also in agressi ven environments may be advantageous in which, for example, electrical Could corrode pads.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Versorgungsvorrichtung besteht darin, daß diese zumindest eine Funkübertragungseinrichtung zur Datenübertragung mittels Empfang und/oder Aussendung elektromagneti scher Strahlung aufweist. Auch bei dieser Bauform ist die Datenübertragungseinrichtung von außen her nicht direkt elektrisch zugänglich, so daß ein Schutz gegen Beschädigung durch schadhafte Geräte bzw. statische Aufladungen gewährleistet werden kann. Die Gefahr von Übertragungs problemen, beispielsweise durch verschmutzte optische Übertragungsflä chen, wie Leuchtdioden, Fotodioden oder Glasfaserenden, bzw. durch schlechten elektrischen Kontakt, wie korrodierte, verbogene oder ver schmutzte Anschlußflächen, kann somit nochmals deutlich verringert werden. Zur Datenübertragung zwischen Versorgungsvorrichtung und einem Computernetzwerk wie dem Internet kann beispielsweise ein Funkmodem nach dem GSM-Standard, dem HSCSD-Standard oder dem UMTS-Standard verwendet werden, das sich somit in bestehende Mobil funknetze einwählen kann.Another advantageous embodiment of the supply device is that this at least one radio transmission device for Data transmission by means of reception and / or transmission electromagnetic has shear radiation. The data transmission device is also of this type not directly electrically accessible from the outside, so that protection against damage from defective devices or static Charges can be guaranteed. The risk of transmission problems, for example due to dirty optical transmission surfaces chen, such as light emitting diodes, photodiodes or glass fiber ends, or by poor electrical contact, such as corroded, bent or ver dirty pads, can thus be significantly reduced again become. For data transmission between the supply device and a computer network such as the Internet, for example Radio modem according to the GSM standard, the HSCSD standard or the UMTS standard are used, which is therefore in existing mobile can dial in radio networks.
Vorteilhaft ist es, wenn die Versorgungsvorrichtung zumindest eine Dateneingabeeinrichtung zur Eingabe von Daten in die Versorgungsvor richtung aufweist, insbesondere der Gerätedaten von Verbrauchervor richtungen, deren Art von der Erkennungseinrichtung nicht erkannt wird. Für den Fall, daß die Erkennungseinrichtung der Versorgungsvorrichtung die Verbrauchervorrichtung nicht erkennt, kann somit die Verbraucher vorrichtung in Abhängigkeit von einer manuellen Eingabe in die Geräte dateneingabeeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden. Ein Versagen der Erkennungseinrichtung ist nicht nur bei einem Gerätefehler denkbar, sondern auch, wenn die Verbrauchervorrichtung so neu ist, daß deren Gerätedaten der Versorgungsvorrichtung nicht bekannt sind oder aber, falls die Verbrauchervorrichtung aufgrund einer Tiefentladung des Akkus nicht mehr die erforderlichen Gerätedaten an die Versorgungsvor richtung übermitteln kann.It is advantageous if the supply device has at least one Data input device for inputting data into the supply has direction, in particular the device data of consumers directions, the type of which is not recognized by the recognition device. In the event that the detection device of the supply device the consumer device does not recognize the consumer device depending on a manual input into the devices data input device can be supplied with electrical energy. On Failure of the detection device is not just a device failure conceivable, but also if the consumer device is so new that whose device data of the supply device are not known or however, if the consumer device due to a deep discharge of the Batteries no longer supply the required device data to the supply can transmit direction.
Vorzugsweise weist die Versorgungsvorrichtung eine Speichereinrichtung auf, die durch die Dateneingabeeinrichtung eingegebenen Daten, insbe sondere Gerätedaten, speichert. Insbesondere wenn es sich um eine neue Verbrauchervorrichtung handelt, müssen die Gerätedaten nur einmal manuell in die Versorgungsvorrichtung eingegeben werden. Bei einem erneuten Anschluß der Verbrauchervorrichtung an die Versorgungsvor richtung können die Gerätedaten aus der Speichereinrichtung entnommen werden.The supply device preferably has a storage device on, the data entered by the data input device, esp special device data, stores. Especially if it is a new one Acting consumer device, the device data only need once manually entered into the supply device. At a reconnection of the consumer device to the supply direction, the device data can be extracted from the storage device become.
Vorzugsweise weist die Versorgungsvorrichtung zumindest eine Display einrichtung auf, welche insbesondere der Anzeige wichtiger und/oder veränderlicher Gerätedaten zumindest einer angeschlossenen Verbrau chervorrichtung dient. Auf einer solchen Displayeinrichtung können beispielsweise die angeschlossenen Gerätetypen angezeigt werden bzw. kann angezeigt werden, ob diese noch Daten austauschen. Der Benutzer ist somit über den aktuellen Betriebszustand der Versorgungsvorrichtung sowie der angeschlossenen Verbrauchervorrichtungen informiert. Selbst verständlich können auch Daten der Versorgungsvorrichtung auf der Displayeinrichtung dargestellt werden.The supply device preferably has at least one display establishment on which, in particular, the display of important and / or changeable device data of at least one connected consumer Serving device. On such a display device can For example, the connected device types are displayed or can be displayed whether they are still exchanging data. The user is thus about the current operating state of the supply device as well as the connected consumer devices. itself data of the supply device on the Display device are shown.
Vorteilhafterweise weist zumindest eine Displayeinrichtung zumindest eine Ladezustandsanzeige zur Anzeige des Ladezustands zumindest einer Verbrauchervorrichtung auf. Der Benutzer kann dann erkennen, ob, bzw. wann der Ladevorgang für den Akkumulator abgeschlossen ist, so daß dieser keine nur teilweise geladenen Verbrauchervorrichtungen aus der Versorgungsvorrichtung entnimmt. Somit kann für den Benutzer eine optimale Betriebsdauer der Verbrauchervorrichtungen gewährleistet werden. Darüber hinaus kann insbesondere bei Nickel-Cadmium- Akkumulatoren ein Überladen bzw. der sogenannte Memoryeffekt beim nicht vollständigen Laden bzw. Entladen der Nickel-Cadmium- Akkumulatoren vermieden werden.At least one display device advantageously has at least one a charge status display for displaying the charge status of at least one Consumer device on. The user can then see whether or when the charging process for the accumulator is completed, so that this no partially loaded consumer devices from the Remove supply device. Thus, a optimal service life of the consumer devices guaranteed become. In addition, especially with nickel-cadmium Accumulators overcharging or the so-called memory effect when incomplete loading or unloading of the nickel-cadmium Accumulators can be avoided.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Versorgungsvorrichtung weist diese zumindest eine Befehlseingabeeinrichtung zur Eingabe von Befeh len an die Versorgungsvorrichtung und/oder an zumindest eine Verbrau chervorrichtung und/oder an eine Computereinrichtung oder mehrere dieser Einheiten auf. Somit kann beispielsweise ein Lade- oder Entlade vorgang für die Akkumulatoren der Verbrauchervorrichtungen gestartet werden, oder ein Datenabgleich wie beispielsweise ein Senden und Empfangen von E-Mails zwischen einem Palmtop und einem Computer initiiert werden.In an advantageous development of the supply device this at least one command input device for entering commands len to the supply device and / or at least one consumption device and / or to one or more computer devices of these units. Thus, for example, loading or unloading process started for the accumulators of the consumer devices or a data comparison such as sending and Receive email between a palmtop and a computer be initiated.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Versorgungsvorrichtung die Anschlußsteckereinrichtungen der Versorgungsvorrichtung zumindest teilweise gleichartig ausgebildet sind. In diesem Fall kann ein beliebiger Anschlußsteckplatz für eine große Anzahl verschiedener Verbrauchervor richtungen verwendet werden. Somit wird einerseits eine einfache Bedie nung der Versorgungsvorrichtung für den Benutzer gefördert werden, andererseits kann eine besonders kompakte Bauart der Versorgungsvor richtung gewährleistet werden, da entsprechend wenige unterschiedlich ausgebildete Steckplätze erforderlich sind. Selbstverständlich kann als Anschlußsteckereinrichtung auch eine anschlußdosenartige Ausbildung bzw. eine Mischform aus Steckern und Steckdosen verwendet werden.It is particularly advantageous if the supply device Connector devices of the supply device at least are partially constructed in the same way. In this case, any Connection slot for a large number of different consumers directions are used. On the one hand, this makes it easy to operate the supply device for the user to be promoted, on the other hand, a particularly compact type of supply can direction can be guaranteed, since there are accordingly few different trained slots are required. Of course, as Connector device also a junction-like training or a mixed form of plugs and sockets can be used.
Eine Verbrauchervorrichtung zum Anschluß an eine Versorgungsvorrich tung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Identifizierungsmittel auf, anhand dessen die Versorgungsvorrichtung die Verbrauchervorrich tung mit einer auf die Verbrauchervorrichtung angepaßten Stromspannung und/oder Stromstärke und/oder Frequenz versorgt. Wie oben bereits erläutert, kann dieses Identifizierungsmittel beliebig ausgeführt sein, beispielsweise durch elektronische Mittel, wie eine Datenübertragung durch hochfrequente elektrische Ströme, elektromagnetische Wellen oder optische Strahlung, oder aber auch rein mechanisch ausgeführt sein. Als Verbrauchervorrichtung sind beliebige Geräte wie Laptops, Palmtops, Mobiltelefone, elektrische Rasierapparate, Haartrockner usw. denkbar. Insbesondere kann der Einsatz akkumulatorbetriebener bzw. portabler Geräte vereinfacht werden. Es ist dabei durchaus sinnvoll, daß auch einzelne Akkumulatoren, beispielsweise Reserveakkus, als Verbraucher vorrichtung an eine Versorgungsvorrichtung angeschlossen werden. A consumer device for connection to a supply device device according to the present invention has an identification means on the basis of which the supply device the consumer device device with a voltage adapted to the consumer device and / or current and / or frequency supplied. As above explained, this means of identification can be of any design, for example by electronic means such as data transmission by high frequency electrical currents, electromagnetic waves or optical radiation, or else be carried out purely mechanically. As Consumer devices are any devices such as laptops, palm tops, Mobile phones, electric shavers, hair dryers, etc. are conceivable. In particular, the use of battery operated or portable Devices are simplified. It makes perfect sense that too individual batteries, such as reserve batteries, as consumers device can be connected to a supply device.
Ein Verfahren zur Versorgung einer Verbrauchervorrichtung mit elektri scher Energie gemäß dem Patentanspruch 14 weist die oben genannten Vorteile in analoger Weise auf.A method for supplying a consumer device with electri sher energy according to claim 14 has the above Advantages in an analogous manner.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention is illustrated by means of exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 einen Verbindungsstecker gemäß der vorliegenden Er findung in Draufsicht; Figure 1 shows a connector according to the present invention in plan view.
Fig. 2 eine Verbindungsdose in Draufsicht; Fig. 2 is a junction box in plan view;
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Bauform einer Verbindungsdose in Draufsicht; Fig. 3 shows a modified form of a junction box compared to Figure 2 in plan view.
Fig. 4 eine Versorgungsstation in perspektivischer Ansicht; Fig. 4 is a supply station in a perspective view;
Fig. 5 ein Taschencomputer mit einer Verbindungsdose ge mäß Fig. 3 in perspektivischer Ansicht. Fig. 5 is a pocket computer with a junction box according to FIG. 3 in a perspective view.
In Fig. 1 ist ein Verbindungsstecker 1 in Draufsicht von der Verbin dungsrichtung aus gesehen gezeigt. Der dargestellte Verbindungsstecker 1 weist zwei Stromversorgungsstifte 2 und 3 auf, über die einem ange schlossenen Verbraucher die elektrische Energie zur Verfügung gestellt wird. Zusätzlich ist ein Erdungsstift 4 vorgesehen, über den Versorgungs station und Verbraucher auf ein gemeinsames Potential gelegt werden können.In Fig. 1, a connector 1 is shown in plan view from the connec tion direction seen. The connector 1 shown has two power supply pins 2 and 3 , via which a connected consumer electrical energy is made available. In addition, an earthing pin 4 is provided, can be placed on the supply station and consumers to a common potential.
Der Verbindungsstecker 1 weist eine Anzahl von unterschiedlich ausge führten Datenübertragungseinrichtungen auf. So ist über einen Koaxial stecker 5 eine Datenübertragung mittels hochfrequenter elektrischer Ströme möglich. Ob der Koaxialstecker 5 als Antennenstecker, Cinch stecker, PL-Stecker, N-Stecker, FME-Stecker, SMA-Stecker, Twinax- Stecker, BNC-Stecker oder anderweitig ausgeführt wird, ist unerheblich. Ebenso ist es denkbar, daß anstatt eines Koaxialsteckers 5 mit Innenleiter 6 und Außenleiter 7, bei dem die Ströme asymmetrisch übertragen werden, auch ein Steckverbinder mit einer symmetrischen Signalübertragung verwendet wird.The connector 1 has a number of differently designed data transmission devices. Data transmission by means of high-frequency electrical currents is possible via a coaxial connector 5 . It is irrelevant whether the coaxial connector 5 is designed as an antenna connector, cinch connector, PL connector, N connector, FME connector, SMA connector, Twinax connector, BNC connector or otherwise. It is also conceivable that instead of a coaxial connector 5 with inner conductor 6 and outer conductor 7 , in which the currents are transmitted asymmetrically, a connector with a symmetrical signal transmission is also used.
Weiterhin sind im Verbindungsstecker 1 zwei Glasfaserenden 8 und 9 zu erkennen, über die mittels optischer Strahlung Daten ausgetauscht werden können. Im dargestellten Beispiel dient das Glasfaserende 8 zum Emp fang von Daten, während über das Glasfaserende 9 Daten ausgesendet werden. Zusätzlich kann im Verbindungsstecker 1 noch ein Stiftraster 10 mit einer Anzahl von Taststiften 11 vorgesehen sein, so daß beispielswei se beim Einfügen einer entsprechend ausgeführten, in Fig. 3 dargestellten Verbindungsdose 18 auf mechanischem Weg erkannt wird, welche Strom spannung, Stromstärke und Frequenz dem angeschlossenen Verbraucher zur Verfügung gestellt werden muß.Furthermore, two glass fiber ends 8 and 9 can be seen in the connector 1 , via which data can be exchanged by means of optical radiation. In the example shown, the glass fiber end 8 is used to receive data, while data is sent out via the glass fiber end 9 . In addition, a pin grid 10 with a number of styli 11 can be provided in the connector 1 , so that, for example, when inserting a correspondingly designed junction box 18 shown in FIG Must be made available to consumers.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer zum Verbindungsstecker 1 passenden Verbindungsdose 12 in Draufsicht dargestellt, bei dem der Verbindungsstecker über kein Stiftraster verfügt. Dabei sind Stromver sorgungsbuchsen 13 und 14 vorgesehen, über die dem Verbraucher elektrische Energie zugeführt wird. Da im dargestellten Ausführungsbei spiel eine elektrische Potentialtrennung zwischen Versorgungsstation und Verbraucher erreicht werden soll, sind anstelle einer Erdungsbuchse bzw. einer Koaxialleiterbuchse Hohlräume 15 und 33 vorgesehen, in denen die dazu korrespondierend angeordneten, hervorstehenden Teile 4 und 5 des Verbindungssteckers 1 aufgenommen werden können, ohne daß ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Der Datenaustausch erfolgt bei der Verbindungsdose 12 über Glasfaserenden 16 und 17 mittels optischer Strahlung.In FIG. 2, one embodiment of a mating connector for connection box 1 is shown in top view 12, in which the connector plug has no pin grid. Stromver supply sockets 13 and 14 are provided, via which electrical energy is supplied to the consumer. Since in the exemplary embodiment shown, electrical potential separation between the supply station and the consumer is to be achieved, instead of an earth socket or a coaxial conductor socket, cavities 15 and 33 are provided, in which the correspondingly arranged, projecting parts 4 and 5 of the connector 1 can be accommodated without that an electrical contact is made. The data exchange takes place in the connection box 12 via glass fiber ends 16 and 17 by means of optical radiation.
In Fig. 3 ist eine Verbindungsdose 18 dargestellt, die neben den Strom versorgungsbuchsen 19 und 20 sowie einer Erdungsbuchse 21 eine Koaxi albuchse 23 aufweist, so daß bei einem Zusammenfügen der Verbin dungsdose 18 mit einem Verbindungsstecker 1 ein Datenaustausch über hochfrequente elektrische Ströme erfolgen kann. Zusätzlich sind einzelne Ausnehmungen 27 in einem Ausnehmungsraster 26 zur korrespondieren den Aufnahme von Taststiften 11 eines Stiftrasters 10 vorgesehen, durch deren Anordnung die zur Verfügung zu stellende Stromspannung, Strom stärke und Frequenz definiert ist.In Fig. 3, a junction box 18 is shown, which in addition to the power supply sockets 19 and 20 and an earth socket 21 has a Koaxi albuchse 23 , so that when connecting the connec tion box 18 with a connector 1 , data can be exchanged via high-frequency electrical currents. In addition, individual recesses 27 are provided in a recess grid 26 for correspondingly receiving the stylus 11 of a pin grid 10 , by the arrangement of which the current voltage, current strength and frequency to be provided is defined.
Fig. 4 zeigt eine Versorgungsstation 28 in perspektivischer Ansicht. Die dargestellte Versorgungsstation 28 verfügt im dargestellten Ausführungs beispiel über drei Verbindungssteckplätze 30, so daß bis zu drei Verbrau cher gleichzeitig von der Versorgungsstation 28 aufgenommen werden können. Es kann jedoch auch eine beliebige, davon abweichende Anzahl von Verbindungssteckplätzen 30 vorgesehen werden. Ein Display 29 zeigt Informationen über die angeschlossenen Verbraucher an, und stellt insbesondere deren Ladezustand dar, so daß der Benutzer erkennen kann, ob der Akku des jeweiligen Verbrauchers bereits voll geladen ist. Im dargestellten Beispiel ist das Display 29 als graphikfähiges Rasterdisplay ausgebildet, jedoch sind auch beliebige andere Bauformen denkbar. Fig. 4 shows a supply station 28 in a perspective view. The supply station 28 shown has, for example, three connection slots 30 in the illustrated embodiment, so that up to three consumers can be accommodated simultaneously by the supply station 28 . However, any number of connection slots 30 which deviate therefrom can also be provided. A display 29 shows information about the connected consumers, and in particular shows their state of charge, so that the user can see whether the battery of the respective consumer is already fully charged. In the example shown, the display 29 is designed as a graphics-capable raster display, but any other design is also conceivable.
Ferner verfügt die Versorgungsstation 28 über eine Tastatur 22, mit der der Versorgungsstation 28 sowie den daran angeschlossenen Verbrau chern Befehle erteilt werden können. So kann beispielsweise die Versor gungsstation 28 dazu angewiesen werden, daß der Nickel-Cadmium-Akku eines an die Versorgungsstation 28 angeschlossenen Verbrauchers zu nächst entladen wird, bevor dieser wieder aufgeladen wird. Zusätzlich kann über die Tastatur 22 eine bereitzustellende Stromspannung, Strom stärke sowie Frequenz angegeben werden, falls die automatische Erken nung nicht funktionieren sollte.Furthermore, the supply station 28 has a keyboard 22 with which the supply station 28 and the consumers connected thereto can be given commands. For example, the supply station 28 can be instructed that the nickel-cadmium battery of a consumer connected to the supply station 28 is first discharged before it is recharged. In addition, via the keyboard 22, a current voltage, current strength and frequency to be provided can be specified if the automatic detection should not work.
An einer Seite der Versorgungsstation 28 sind im dargestellten Beispiel verschiedene Dosen ausgebildet: Es handelt sich dabei zunächst um eine Kaltgerätedose 34, die dem Anschluß der Versorgungsstation 28 an ein Stromnetz dient. Dabei sind vornehmlich 110 V bei 60 Hz und 230 V bei 50 Hz Wechselspannung üblich. Die Versorgungsstation 28 erkennt die Spannung des Stromnetzes selbsttätig und paßt sich automatisch darauf an. So kann die Versorgungsstation auf einfache Weise und unabhängig vom konkreten Stromnetz betrieben werden. An die Kaltgerätedose 34 können jedoch auch weitgehend beliebige, andere Spannungen und Frequenzen (auch eine Gleichspannung) angelegt werden, so daß die Versorgungsstation 28 wie beispielsweise auch am Bordnetz eines Kraft fahrzeugs betrieben werden kann. Die Ausbildung der Dose 34 als Kaltge rätedose hat den Vorteil, daß ein Kaltgerätenetzkabel benutzt werden kann. Solche Kaltgerätenetzkabel sind als Netzkabel für Computer und sonstige Elektrogeräte weltweit so weit verbreitet, so daß an fast jedem Ort weltweit der Anschluß der Versorgungsstation 28 an das jeweilige Stromnetz mittels der Kaltgerätebuchse 28 möglich ist.In the example shown, different sockets are formed on one side of the supply station 28 : it is initially a cold device socket 34 which is used to connect the supply station 28 to a power supply system. Mainly 110 V at 60 Hz and 230 V at 50 Hz AC are common. The supply station 28 automatically detects the voltage of the power network and adjusts itself automatically to it. The supply station can thus be operated in a simple manner and independently of the specific power network. However, largely any other voltages and frequencies (also a DC voltage) can be applied to the IEC socket 34 , so that the supply station 28 can be operated as, for example, on the electrical system of a motor vehicle. The formation of the box 34 as Kaltge device box has the advantage that a power cord can be used. Such IEC power cables are widely used as power cables for computers and other electrical devices in the world, so that the connection of the supply station 28 is possible in almost any location worldwide to the respective mains by means of the IEC socket 28th
Die zusätzlich vorhandene Klinkenbuchse 37 dient vornehmlich zum Anschluß der Versorgungsstation 28 an eine Niederspannung. Klinken buchsen sind für Niederspannungen weit verbreitet. Zwar ist die Versor gungsstation 28 so ausgelegt, daß eine beliebige Spannung, auch eine Netzspannung, an die Klinkenbuchse 37 angelegt werden kann, jedoch sind höhere Spannungen bei Klinkensteckern aus Sicherheitsgründen zu vermeiden, da diese keinen ausreichenden Schutz gegen eine zufällige Berührung unter Spannung stehender Teile bieten.The additional jack socket 37 is used primarily for connecting the supply station 28 to a low voltage. Jack sockets are widely used for low voltages. Although the supply station 28 is designed so that any voltage, including a mains voltage, can be applied to the jack socket 37 , however higher voltages for jack plugs are to be avoided for safety reasons, since these do not provide adequate protection against accidental contact with live parts Offer.
Die Versorgungsstation 28 paßt sich im Übrigen nicht nur an die ange legte Stromquelle an, sondern wählt auch selbsttätig die Buchse aus. Die Buchsen sind auch elektrisch voneinander getrennt, so daß die an der einen Buchse angelegte Spannung an der anderen Buchse nicht anliegt.The supply station 28 not only adapts to the current source, but also selects the socket automatically. The sockets are also electrically isolated from one another so that the voltage applied to one socket is not applied to the other socket.
Die Buchsen 35 und 36 dienen im dargestellten Beispiel der Datenüber tragung. Auch hier wird die Buchse automatisch von der Versorgungssta tion 28 ausgewählt. Bei der Buchse 35 handelt es sich um eine 6-polige Westerndose, die vornehmlich dem Anschluß an ein analoges Telefonnetz (POTS) dient. Die Versorgungsstation 28 erkennt automatisch, welche Anschlußkonfiguration (Pinbelegung) des Anschlußsteckers vorliegt.The sockets 35 and 36 are used in the example shown for data transmission. Here, too, the socket is automatically selected by the supply station 28 . The socket 35 is a 6-pin Western socket, which is primarily used to connect to an analog telephone network (POTS). The supply station 28 automatically recognizes which connection configuration (pin assignment) of the connector is present.
Bei der Buchse 36 handelt es sich um eine 8-polige RJ45-Buchse. Die Versorgungsstation 28 erkennt ebenfalls automatisch, ob beispielsweise ein ISDN-Anschluß, ein 10 Mbit-Ethernet-Anschluß oder ein 100 Mbit- Anschluß vorliegt.The socket 36 is an 8-pin RJ45 socket. The supply station 28 also automatically detects whether there is, for example, an ISDN connection, a 10 Mbit Ethernet connection or a 100 Mbit connection.
In Fig. 5 ist schließlich ein Taschencomputer (Palmtop) 31 in perspekti vischer Ansicht gezeigt. Auf seiner Unterseite weist er eine Verbin dungsdose 32 auf, die zu den Verbindungssteckplätzen 30 der Versor gungsstation 28 passend ausgebildet ist. Somit kann der Taschencomputer 31 mit der Versorgungsstation 28 verbunden werden. Dadurch wird einerseits der Akkumulator des Taschencomputers aufgeladen, gleichzei tig kann ein Datenabgleich, beispielsweise ein Austauschen von E-Mails oder anderen Daten mit einem hier nicht dargestellten Computer, welcher über ein Netzwerk ebenfalls mit der Versorgungsstation 28 verbundenen ist, erfolgen.In Fig. 5, finally, a pocket computer (palm top) 31 is shown in a perspective view. On its underside it has a connec tion box 32 which is designed to match the connector slots 30 of the supply station 28 . The pocket computer 31 can thus be connected to the supply station 28 . On the one hand, the accumulator of the pocket computer is charged, at the same time a data comparison, for example an exchange of e-mails or other data with a computer, not shown here, which is also connected to the supply station 28 via a network, can take place.
Claims (20)
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