JP5271423B2

JP5271423B2 - 電子デバイスおよびパワー・アダプターを有するデバイス装置ならびにパワー・アダプター接続方法

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Publication number: JP5271423B2
Application number: JP2011538982A
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Inventors: スマントゥリ，アルベルトゥス; バスラー，エルヴィン
Original assignee: フジツウテクノロジーソリューションズインタレクチュアルプロパティゲーエムベーハー
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2013-08-21
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Description

本発明は、再充電可能バッテリーを有する電子デバイスと、前記電子デバイスに電気的に結合されることができ、電源システムからの供給電圧から前記電子デバイスのための少なくとも一つの動作電圧を生成するためのコンバーター回路を有するパワー・アダプターとを有するデバイス装置に関する。さらに、本発明は、電子デバイスのためのパワー・アダプターをスイッチングする方法に関する。

電子デバイスおよび該電子デバイスに電気的に結合できるパワー・アダプターを有するデバイス構成は広く知られている。たとえば、組み込みのまたは挿入可能な再充電可能バッテリーをもついわゆるラップトップ・コンピュータの場合、当該電子デバイスに動作電圧を供給するために、外部スイッチト・モード・パワー・アダプターが一般的に使われる。該動作電圧は、なかでも、電子デバイス内の再充電可能バッテリーを充電するために使われる。モバイル使用においては、電子デバイスは再充電可能バッテリーから電力を供給され、その結果、パワー・アダプターをも備える必要はない。

このようなデバイス装置には欠点がある。なかでも、パワー・アダプターは、電子デバイスの動作状態に関わりなく、常にわずかな電力損失につながる。電子デバイスのスイッチがオフにされているとき、あるいは電子デバイスとパワー・アダプターとの間の接続が切断されているとき、パワー・アダプターは電力を消費し続ける。これは、電子デバイスにとって無駄である。

本発明は、そのようなデバイス装置のエネルギー・バランスを改善する目的に基づいている。一つの具体的な目標は、電子デバイスおよび該電子デバイスに電気的に結合できるパワー・アダプターを有するデバイス装置ならびに電子デバイスのためのパワー・アダプターをスイッチングする方法であって、特に電子デバイスが使用中でない期間中に、電力消費を軽減するものを記述することである。好ましくは、パワー・アダプターは、電子デバイスが電力を必要としないときには電源システムから全く電力を消費しないべきである。

上述した目的は、最初に述べた型のデバイス装置であって、前記電子デバイスが前記電子デバイスおよび／または前記再充電可能バッテリーの少なくとも一つの状態をモニタリングするモニタリング手段と、モニタリングされる状態の関数として少なくとも一つの制御信号を生成する第一の制御手段と、生成された制御信号をパワー・アダプターに信号伝達する第一の信号伝達手段とを有するものによって達成される。さらに、パワー・アダプターは、コンバーター回路を電源システムから電気的に切断する電源システム切断手段と、前記第一の信号伝達手段からの信号伝達された制御信号を同定する第二の信号伝達手段と、同定された制御信号の関数として電源システム切断手段を動作させる第二の制御手段とを有する。

電子デバイスの状態、たとえば動作状態またはエネルギー節約状態をモニタリングする、および／または再充電可能バッテリーを、たとえば充電状態をモニタリングする機能と、前記電子デバイスから前記パワー・アダプターに信号伝達する機能とを通じて、電子デバイスによって信号伝達される制御信号を受信している間、電源システムからコンバーター回路を電気的に切断する電源システム切断手段を設けることとにより、電子デバイスが自分がパワー・アダプターからそれ以上エネルギーを必要としていないことを見出すとき、パター・アダプターは電源システムから完全に切断されることができる。たとえば、パワー・アダプターは、電子デバイスがスタンバイ状態にあり、再充電可能バッテリーが少なくとも部分的に充電されているとき、電源システムから切断されることができる。

ある有利な構成によれば、第二の制御手段は、コンバーター回路を電源システム切断手段によって電源システムから切断することを、第一の制御手段のスイッチ・オフ信号を同定した際に行うよう設計される。あるさらなる有利な構成によれば、第二の制御手段はさらに、スイッチ・オン信号を同定した際にコンバーター回路を電源システムに接続するよう設計される。このような制御手段は、現在の動作状態においてパワー・アダプターのスイッチをオフにするまたはオンにすることが有利であろうことを電子デバイスが信号伝達するときに、それぞれ、パワー・アダプターが自動的に電源システムから切断され、電源システムに再接続されることを許容する。

あるさらなる有利な構成によれば、動作電圧はDC電圧であり、電子デバイスおよびパワー・アダプターは該DC電圧を伝送するために少なくとも一つの電力供給線を介して互いに接続されている。ここで、第一の信号伝達手段は、前記制御信号に関連するAC電圧信号を電力供給線上に変調するよう設計され、第二の信号伝達手段は変調された制御信号を復調するよう設計される。AC電圧信号を電子デバイスを動作させるためのDC電圧上に変調することは、電子デバイスからパワー・アダプターへの信号伝達が追加的な線を使うことなく行われることを許容する。

ある代替的な構成によれば、電子デバイスおよびパワー・アダプターは、制御信号を伝送するために少なくとも一つのデータ線を介して互いに接続される。ここで、第一の信号伝達手段は、前記少なくとも一つのデータ線を介して前記制御信号を第二の信号伝達手段に伝送するよう設計される。電子デバイスからパワー・アダプターに制御信号を伝送するためにデータ線を使うことにより、第一の信号伝達手段と第二の信号伝達手段の間のデータ伝送を簡単にすることが可能になる。

あるさらなる有利な構成によれば、デバイス装置は、第二の信号伝達手段がさらに、第一の信号伝達手段に制御信号を伝送するよう設計される。第二の信号伝達手段がさらにパワー・アダプターからの制御信号を電子デバイスに伝送するよう設計される場合、電子デバイスとパワー・アダプターの間で双方向通信が可能になり、それにより、電子デバイスの種々の動作状況についてパワー・アダプターによって必要とされるおよび／または生成できる動作電流および電圧に関係する複雑な要求を交換することも可能になる。

あるさらなる有利な構成によれば、電源システム切断手段は電気的に動作可能なスイッチング素子を有し、第二の制御手段は、再充電可能バッテリーから得られる電気的なスイッチング電圧を、前記電気的に動作可能なスイッチング素子に印加するよう設計される。再充電可能バッテリーから得られる電気的なスイッチング電圧が印加されることのできる電気的に動作可能なスイッチング素子により、パワー・アダプター内の追加的な電源なしで、パワー・アダプターが電源システムに接続されることができるようになる。

あるさらなる有利な構成によれば、電源システム切断手段はさらに手動で動作可能なスイッチング素子を有する。ここで、手動で動作可能なスイッチング素子は、再充電可能バッテリーの電圧とは独立に、パワー・アダプターをスイッチ・オンするよう設計される。追加的な、手動で動作可能なスイッチング素子の使用により、再充電可能バッテリーが完全に放電されていたとしても、パワー・アダプターが再スタートできるようになる。

上述した目的は、電子デバイスのためのパワー・アダプターをスイッチングする方法であって：
・前記電子デバイスの状態および／または前記電子デバイスのための再充電可能バッテリーの状態をモニタリングする段階と；
・前記電子デバイスによるモニタリングされる状態の関数として少なくとも一つの制御信号を生成する段階と；
・前記少なくとも一つの生成された制御信号を前記電子デバイスからパワー・アダプターに信号伝達する段階と；
・信号伝達された制御信号を識別する段階と；
・前記識別においてスイッチ・オフ信号またはスイッチ・オン信号が識別されたとき、それぞれ、コンバーター回路を電源システムから切断または電源システムに接続するために、パワー・アダプター内の電源システム切断手段を動作させる段階とを含む方法、
によっても達成される。

上述の諸段階は、電子デバイスが電源システムからのさらなる動作エネルギーを必要としていない状況において、パワー・アダプターが電源システムから自動的に切断されることを許容する。スイッチ・オン信号が識別されたときにコンバーター回路を電源システムに接続することは、電子デバイスによって必要とされる際にパワー・アダプターが動作させられることを許容する。

さらなる有利な構成が従属請求項および以下の十全な記述において特定される。本発明は、いくつかの例示的な実施形態を参照しつつ以下において記述される。実施形態は、図面を使ってより詳細に説明される。

本発明の第一の例示的な実施形態に基づくデバイス装置を示す図である。本発明の第二の例示的な実施形態に基づくデバイス装置を示す図である。電子デバイスのための再充電可能バッテリーの充電状態をモニタリングする方法のフローチャートである。パワー・アダプターへの制御信号の信号伝達をモニタリングするための方法のフローチャートである。電子デバイスおよびパワー・アダプターを有するデバイス装置のための二つの協働図を示す図である。電子デバイスおよびパワー・アダプターを有するデバイス装置のための二つのさらなる協働図を示す図である。

図１は、電子デバイス１およびパワー・アダプター２を有するデバイス装置を示している。電子デバイス１、たとえばラップトップ・コンピュータは、再充電可能バッテリー３と、第一のコントローラ４と、変調装置５とを有する。変調装置５は、第一のコンデンサ６によって動作電圧入力７に容量結合されている。動作電圧入力７を介して与えられるDC電圧U_Bは、第一のフィルタ・コイル８を介して再充電可能バッテリー３、第一のコントローラ４および図１には示されないが電子デバイス１内に含まれるプロセッサのような他のコンポーネントに伝送される。

電子デバイス１は電力供給線９を介してパワー・アダプター２に接続される。パワー・アダプター２はコンバーター回路１０と、第二のコントローラ１１と、復調装置１２とを有する。復調装置１２は第二のコントローラ１１に結合され、第二のコンデンサ１３を介してパワー・アダプター２の電圧出力１４に容量結合される。コンバーター回路１０も任意的に第二のコントローラ１１に接続され、第二のコントローラ１１によって動作させられることができる。例として、コントローラ１１はコンバーター回路１０の出力電圧をパルス幅変調によって制御してもよい。さらに、第二のコントローラ１１は、その時点でコンバーター回路１０によって生成されている動作電圧U_Bまたは出力動作電流Iをモニタリングすることができる。

コンバーター回路１０の二次側は、電圧出力１４において、第二のフィルタ・コイル１５を介して動作電圧U_Bを提供する。コンバーター回路１０の一次側は、パワー・アダプター２の電源システム入力１６に接続される。電源システム入力１６は、第一の、電気的に動作可能なスイッチング素子１７または第二の手動で動作可能なスイッチング素子１８を介してコンバーター回路１０に結合されることができる。例として、第一のスイッチング素子１７は電気機械式、電気光学式もしくは電子式リレーまたはサイリスタである。例として、第二のスイッチング素子１８は電源ボタンまたはスイッチである。第一のスイッチング素子１７および第二のスイッチング素子１８は一緒になって、電源システム切断手段２０を形成する。この電源システム切断手段２０は、コンバーター回路１０と電源システム入力１６の選択的な結合または切断のために使われる。

図１において概略的に示されるデバイス装置は、次のように動作する。コンバーター回路１０が第一のスイッチング素子１７または第二のスイッチング素子１８を介して電源システム電圧に接続されるとき、コンバーター回路１０によって与えられるDC電圧が電力供給線９を介して電子デバイスに伝達される。電子デバイス１内の第一のコントローラ４が、たとえば電子デバイス１がスイッチ・オフされた状態またはスタンバイ状態にあり、再充電可能バッテリー３が少なくとも部分的に、大幅にまたは完全に充電されているために、もはやパワー・アダプター２が動作電圧U_Bを提供し続ける必要はないことを識別するとき、第一のコントローラ４はスイッチ・オフ信号S_OFFを生成する。スイッチ・オフ信号S_OFFは変調装置５によって高周波（radio frequency）AC電圧信号として、電力供給線９を介して復調装置１２に伝送され、該復調装置１２がこれを復号する。第二の制御装置１１は、復号されたスイッチ・オフ信号S_OFFを識別し、これに応答してコンバーター回路１０を電源システム入力１６から切断する。たとえば、第二のコントローラ１１は、リレーの好適な接続によって、コンバーター回路１０を電源システム入力１６から直流電気的に絶縁することができる。コンバーター回路１０が電源システムから切断されたら、それ以上電源システムからの電力は消費しない。

電子デバイス１が、たとえばスタンバイ状態においてイベントをモニタリングするために、いまだ電力を消費している場合、再充電可能バッテリー３は時間の経過とともに放電されていく。再充電可能バッテリー３が臨界閾値、たとえば第一のコントローラ４によってモニタリングされるバッテリー電圧の閾値に届かない場合、第一のコントローラ４は第二のコントローラ１１に、上述したように、コンバーター回路１０がいま一度電源システム入力１６に接続されるべきであることを信号伝達する。たとえば、該接続は、第二のコントローラが第一のスイッチング素子１７を閉じることによってなされる。

上記の機能は電子デバイス１からパター・アダプター２への一方向通信によって、すなわちパワー・アダプター２から電子デバイス１への戻りチャネルなしで、実行できることを注意しておくべきである。図１に示される構成は、もちろん、以下に述べるさらなる制御方法を実装するために、双方向通信のためのパワー・アダプター２および電子デバイス１内の変調器および復調器を使うことによって拡張できる。

図２は、電子デバイス１およびパワー・アダプター２を有するデバイス装置の代替的な構成を示している。図１に示した例示的な実施形態とは対照的に、電子デバイス１およびパワー・アダプター２は図２に示されるように二つの異なる接続を介して互いに接続されている。電力供給線９はパワー・アダプター２から電子デバイス１に動作電圧U_Bを伝送するために使われる。さらに、電子デバイス１およびパワー・アダプター２はデータ線１９を介して互いに接続される。例として、データ線１９はUSBまたはI²C接続であってもよい。線９および１９は別個の接続、たとえば標準化されたジャック・プラグおよびUSB接続の形であってもよいし、あるいは共通プラグ接続の異なる線の形であってもよい。

図２に示されるソリューションは、図１に示されるソリューションと比較して、追加的なデータ線１９を必要とするが、図２に示されるデバイス装置には、制御信号を動作DC電圧U_B上に変調する必要がないという追加的な利点がある。さらに、図２に示される装置には、電子デバイス１のための第一のコントローラ４とパワー・アダプター２のための第二のコントローラ１１との間の双方向通信を許容するという利点がある。したがって、図２に示されるデバイス装置１を使うことで、特に柔軟な制御方法が実行できる。さらに、図２に示される装置では、DCおよびAC電圧コンポーネントの電気的な分離〔デカップリング〕のためのフィルタ素子を使う必要がない。

図３は、再充電可能バッテリー３のバッテリー電圧U_BATTをモニタリングする方法３０を示している。この場合、図３に示される方法は、電子デバイス１の種々の状態のモニタリングの例を表す。

ステップ３１では、再充電可能バッテリーのバッテリー電圧U_BATTがモニタリング回路によって記録される。例として、モニタリング回路は、バッテリー電圧U_BATTまたは放電電流Iをモニタリングする別個のアナログ回路であってもよいし、あるいは図１または図２に示される例示的な実施形態の一つにおけるような第一のコントローラ４の一部であってもよい。

ステップ３２では、記録されたバッテリー電圧U_BATTが所定の上限値U_MAXより上であるかどうかを判定するために検査が実行される。例として、再充電可能バッテリー３が95パーセントを超えて充電されていることを示す電圧を閾値U_MAXとして定義できる。

上記の判定が成り立つ場合、ステップ３３において、制御信号Sが値S_OFFに設定される。例として、バッテリー電圧U_BATTの評価後、第一のコントローラ４は適切なレジスタ値を制御回路に書き込むことができ、あるいはこれを変調装置５に送信することができる。

あるさらなる方法ステップ３４において、与えられた制御値Sがパワー・アダプター２に信号伝達される。例として、これは、変調装置５によって、高周波AC電圧信号を電力供給線９の動作電圧U_B上に変調することによって、できる。あるいはまた、制御信号Sの異なる信号伝達も可能である。たとえば、データ線１９を介した伝達でもよい。この場合、ステップ３４における信号伝達は、規則的な時点で、所定のイベントが発生したとき、たとえば第一のコントローラ４が変化したバッテリー電圧U_BATTを識別したとき、あるいは第二のコントローラ１１の要求に際して、実行されることができる。本方法は次いで、新しいバッテリー電圧U_BATTを検出することによって、ステップ３１において再開される。

ステップ３２において、バッテリー電圧U_BATTが前記所定の上限値U_MAXより上でない場合、動作電圧U_Bが所定の下限値U_MINより低いかどうかを検査する任意的なステップ３５が実行される。例として、第二の限界値U_MINは、再充電可能バッテリー３が10パーセント充電に満たないことを示すバッテリー電圧U_BATTであってもよい。

もしそのことが見出されれば、その後のステップ３６において、制御信号Sとしてスイッチ・オン信号S_ONが生成される。次いで、スイッチ・オン信号S_ONはここでもまた、ステップ３４においてパワー・アダプター２に伝送される。

電圧U_BATTが第一の限界値U_MAXより下だが第二の限界値U_MINより上である場合、本方法は、新しい制御信号Sを生成したり信号伝達したりする必要なしに、ステップ３１に続く。

図４は、パワー・アダプター２が、電子デバイス１によって生成された制御信号Sをモニタリングする対応する方法４０を示している。

ステップ４１で制御信号Sが受信される。例として、電力供給線９からの高周波AC電圧信号を復調するために復調装置１２が使われることができる。あるいはまた、制御信号Sは受信側のパワー・アダプター２に異なる手段によって、たとえば追加的なデータ線１９によって、伝送されることもできる。

ステップ４２では、第二のコントローラ１１が、伝送された制御信号がスイッチ・オフ信号S_OFFであるかどうかを検査する。もしそうであれば、その後のステップ４３において、コンバーター回路１０は電源システム入力１６から切断される。たとえば、電源システム入力１６をコンバーター回路１０に接続する電子リレーが開かれることができる。あるいはまた、接続のために使われるサイリスタがもはやトリップ信号や同様の動作信号を供給されなくなり、その結果として一次電源システムAC電圧の次の位相交差においてスイッチ・オフされてもよい。

本方法は次いで、ステップ４１に進み、パワー・アダプター２のための第二のコントローラ１１が、制御信号Sの受信があるかどうか、入力をモニタリングし続ける。ある好ましい構成では、電源システムから切断されているときは、第二のコントローラ１１はこの目的のために、電子デバイス１内の再充電可能バッテリー３から電力供給線９を介して給電される。あるいはまた、パワー・アダプター２内に組み込まれたバッテリー、あるいは電源システムからの一次側の給電を介して、たとえば低電力で効率的な補助コンバーターによって、給電が提供されることもできる。

ステップ４２で制御信号Sがスイッチ・オフ信号S_OFFでない場合、制御信号がスイッチ・オン信号S_ONであるかどうかを検査するために、任意的なステップ４４が実行される。もしそうであれば、コンバーター回路１０はステップ４５で電源システム入力１６に接続され、その結果として、パワー・アダプター２はいま一度動作電圧U_Bを電子デバイス１に提供する。本方法は次いで、いま一度ステップ４１に進む。

受信された制御信号Sがスイッチ・オフ信号S_OFFでもスイッチ・オン信号S_ONでもない場合、第二のコントローラ１１は、図４には示さない、コンバーター回路１０および／または第一のスイッチング素子１７の動作に関係するさらなるステップを実行することができる。本方法は次いで、いま一度ステップ４１に進む。

図５は、スイッチ・オンされるときにパワー・アダプター２を制御するための電子デバイス１のための二つのシナリオ５０および５５を示している。スイッチ・オン過程はこの場合、パワー・アダプター２または電子デバイス１によって開始されることができる。

第一のシナリオ５０では、パワー・アダプター２についてのスイッチ・オン信号が第一のステップ５０．１において生成される。例として、電源システム切断手段２０のための第二のスイッチング素子１８が手動で動作されることができる。このようにして、コンバーター回路１０は電源システム入力１６に接続され、それに応答してコンバーター回路１０は第二のコントローラ１１のための動作電圧U_Bを提供する。

ステップ５０．２では、第二のコントローラ１１は、パワー・アダプター２が作動されたことを識別し、要求によって、電子デバイス１についての所定の動作データを検査する。例として、パワー・アダプター２は、電子デバイス１に、再充電可能バッテリー３の充電容量、充電電圧または充電電流を決定するよう要求することができる。

ステップ５０．３では、第一のコントローラ４は第二のコントローラ１１からの要求を記録し、たとえば、電子デバイス１内の再充電可能バッテリー３の容量および充電の状態を検査する。ステップ５０．４において要求されたデータがバッテリー３から第一のコントローラ４に返されるとすぐ、このデータはパワー・アダプター２およびその第二のコントローラ１１に、さらなるメッセージによって送り返される。

これに応答して、コントローラ１１はコンバーター回路１０を、電子デバイス１に給電するためおよび／または電子デバイス１に収容されている再充電可能バッテリー３に充電するための好適な動作電圧U_Bまたは好適な動作電流Iを提供するよう構成する。これは、図５においてステップ５０．５によって示されている。

第二のシナリオ５５は、電子デバイス１においてスイッチングがあり、その後、パワー・アダプター２が電源システム入力１６に接続される過程を示している。

この目的のために、電子デバイス１のさらなるコンポーネント２１、たとえば電子デバイス１のスイッチ・オン・ボタン、バッテリー３についての電圧モニタリング回路または電子デバイス１のための時間コントローラが、ステップ５５．１において、第一のコントローラ４にスイッチ・オン要求を送信する。

ステップ５５．２において、これに応答して、第一のコントローラ４はスイッチ・オン信号S_ONを第二のコントローラ１１に送信する。ステップ５５．３では、コンバーター回路１０を電源システム１６に接続するために、第二のコントローラ１１は好適な動作信号を電源システム切断手段２０に送信する。該接続は、ステップ５５．４においてなされる。

図６は、デバイス装置のためのパワー・アダプター２を制御するための二つのさらなるシナリオを示している。第三のシナリオ６０は、再充電可能バッテリー３の急速充電のための、パワー・アダプター２の改善された動作を示している。第四のシナリオ６５は、電子デバイス１をスイッチ・オフするための手順を示している。

第三のシナリオ６０では、第一のコントローラ４は再充電可能バッテリー３の急速充電が望まれていることを識別する。例として、これは、電子デバイス１のさらなるコンポーネント２１によって明示的に要求されることができるし、あるいは再充電可能バッテリー３が完全に放電されたことに基づいて第一のコントローラ４によって自動的に判別されてもよい。

ステップ６０．１の始まりにおいて、第一のコントローラ４は、パワー・アダプター２の急速充電機能を作動させるために、制御信号S_FASTを提供する。制御信号S_FASTは、第二のコントローラ１１に送信される。ステップ６０．２において、第二のコントローラ１１は、適切な動作信号を送信することによってコンバーター回路１０を構成設定し、それによりコンバーター回路１０は特に高い動作電流Iを電子デバイス１に出力する。これはステップ６０．３においてなされる。

第一のコントローラ４は再充電可能バッテリー３のバッテリー電圧U_BATTを連続的にモニタリングする。ステップ６０．４において、たとえば再充電可能バッテリー３が85パーセントまで充電されているために、再充電可能バッテリーが第一の閾値電圧を超えたことが見出される場合、第一のコントローラ４はさらなる信号S_NORMALを第二のコントローラ１１に送信する。第二のコントローラ１１はステップ６０．５において制御信号S_NORMALを評価し、ステップ６０．６において、コンバーター回路１０を、これが今や電子デバイス１に正常なまたは低下した電流Iを提供するよう、構成設定する。

ステップ６０．７では、第一のコントローラ４は、再充電可能バッテリー３がさらなる閾値を超えたことを識別する。再充電可能バッテリー３の完全な充電が、たとえば再充電可能バッテリー３の動作温度または再充電可能バッテリー３の充電電圧曲線の識別によって、識別されることができる。これに応答して、第一のコントローラ４はスイッチ・オフ信号S_OFFを第二のコントローラ１１に送信し、第二のコントローラ１１がこれをステップ６０．８において受信する。制御信号S_OFFを受信することに反応して、第二のコントローラ１１は電源システム切断手段２０の第一のスイッチング素子１７を中断して、それによりコンバーター回路１０を電源システム入力１６から切断する。これは、図６のステップ６０．９として示されている。

電子デバイス１内の再充電可能バッテリーのための第三のシナリオ６０において示される充電方法は、再充電可能バッテリー３が特に急速に受電されることと、同時に、必要に応じて、パワー・アダプター２を電源システム入力１６から切断することとを許容する。

電子デバイス１のさらなるコンポーネント、たとえば節電回路またはラップトップのための節電ソフトウェアと関連して、本デバイス装置について、特にエネルギーを節約する制御方法が実行できる。たとえば、再充電可能バッテリー３の充電状態が所定のレベルを下回るまで、パワー・アダプター２を電源システムから切断し、その後はじめて再充電可能バッテリー３が高電流によって再充電されることが可能である。コンバーター回路１０を巡回的に電源システム入力１６から切断し電源システム入力１６に接続することにより、電子デバイス１の連続動作の間の、電源システムからの平均電力消費を保証することが可能になる。同時に、スイッチ・オン状態にあるとき、コンバーター回路１０はその最大電力近くで、したがって、より高い効率で動作する。

第四のシナリオ６５は、電子装置１が、該電子装置のさらなるコンポーネント２１によってスイッチ・オフされるところを示している。ステップ６５．１において、コンポーネント２１は、たとえば電子デバイス１上のスタンバイ・キーまたは節電キーを操作することによって開始されて、スイッチ・オフ要求を第一のコントローラ４に送信する。ステップ６５．２では、第一のコントローラ４は次いでスイッチ・オフ信号S_OFFを第二のコントローラ１１に送信する。

ステップ６５．３では、第二のコントローラ１１はスイッチ・オフ信号S_OFFを受信し、これに応答して、第一のコントローラ４に要求を送り返す。例として、第二のコントローラ１１がコンバーター回路１０を電源システム１６から切断するために、第二のコントローラ１１は第一のコントローラ４に、モニタリング機能、たとえばいわゆるウェイクオンラン機能（WoL: wake-on LAN）またはタイマー機能が電子デバイス１においてアクティブであるかどうかを尋ねることができる。ステップ６５．４では、第一のコントローラ４は要求された情報を第二のコントローラ１１に送り返す。

たとえば電子デバイス１のモニタリング機能が作動されていないまたは再充電可能バッテリー３の充電状態が比較的長期間にわたってバッテリー電圧U_BATTを電子デバイス１に供給するのに十分であるため、第一のコントローラ４または第二のコントローラ１１が、電子デバイス１がパワー・アダプター２からそれ以上電力を供給される必要がないとの結論に至る場合、コンバーター回路１０はステップ６５．５において電源システム入力１６から切断される。

第四のシナリオ６５は、電子デバイス１とパワー・アダプター２の間の双方向通信によってパワー・アダプター２を動作させる機能が実質上、第一のコントローラ４と第二のコントローラ１１の間で必要に応じて分散されることができることを示している。具体的には、パワー・アダプター２を動作させるための最適戦略を決定するために、第一のコントローラ４および第二のコントローラ１１は、電子デバイス内のコンバーター回路１０、再充電可能バッテリーまたはさらなるコンポーネント２１のパラメータ値に関係する情報を互いに交換できる。

図５および図６に示されるシナリオ５０、５５、６０および６５は単に例示的な性質のものであり、記載された例示的な実施形態に基づくデバイス装置のためのパワー・アダプター２について、多数のさらなる動作オプションが可能であることを注意しておくべきである。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
再充電可能バッテリーを有する電子デバイスと、前記電子デバイスに電気的に結合されることができ、電源システムからの供給電圧から前記電子デバイスのための少なくとも一つの動作電圧を生成するためのコンバーター回路を有するパワー・アダプターとを有するデバイス装置であって、前記電子デバイスは、前記電子デバイスおよび／または前記再充電可能バッテリーの少なくとも一つの状態をモニタリングするモニタリング手段と、モニタリングされる状態に応じて少なくとも一つの制御信号を生成する第一の制御手段と、生成された信号を前記パワー・アダプターに信号伝達する第一の信号伝達手段とを有しており、前記パワー・アダプターは、前記コンバーター回路を前記電源システムから電気的に切断する電源システム切断手段と、前記第一の信号伝達手段からの信号伝達された制御信号を識別する第二の信号伝達手段と、識別された制御信号に応じて前記電源システム切断手段を動作させる第二の制御手段とを有する、デバイス装置。
〔態様２〕
態様１記載のデバイス装置であって、
前記第二の制御手段は、前記コンバーター回路を前記電源システム切断手段によって前記電源システムから切断することを、前記第一の制御手段のスイッチ・オフ信号を識別した際に行うよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様３〕
態様１または２記載のデバイス装置であって、
前記第二の制御手段は、前記第一の制御手段のスイッチ・オン信号を識別した際に、前記電源システム切断手段によって、前記コンバーター回路を前記電源システムに接続するよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様４〕
態様１ないし３のうちいずれか一項記載のデバイス装置であって、
前記動作電圧はDC電圧であり、前記電子デバイスおよび前記パワー・アダプターは前記DC電圧を伝送するために少なくとも一つの電力供給線を介して互いに接続され、前記第一の信号伝達手段は、前記制御信号に関連するAC電圧信号を前記電力供給線上に変調するよう構成され、前記第二の信号伝達手段は前記変調された制御信号を復調するよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様５〕
態様１ないし３のうちいずれか一項記載のデバイス装置であって、
前記電子デバイスおよび前記パワー・アダプターは、制御信号を伝送するために少なくとも一つのデータ線を介して互いに接続され、前記第一の信号伝達手段は、前記少なくとも一つのデータ線を介して前記制御信号を前記第二の信号伝達手段に伝送するよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様６〕
態様１ないし５のうちいずれか一項記載のデバイス装置であって、
さらに前記第二の信号伝達手段が前記第一の信号伝達手段に制御信号を伝送するよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様７〕
態様６記載のデバイス装置であって、
前記第二の制御手段が、前記電子デバイスのデバイス特性を検査するための制御信号を前記第一の制御手段に伝送するよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様８〕
態様６または７記載のデバイス装置であって、
前記第二の制御手段が、前記パワー・アダプターによって生成されることのできる動作電圧および／または動作電流に関係するパラメータ値についての制御信号を前記第一の制御手段に伝送するよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様９〕
態様１ないし８のうちいずれか一項記載のデバイス装置であって、
前記電源システム切断手段は電気的に動作可能なスイッチング素子を有し、前記第二の制御手段は、前記再充電可能バッテリーから得られる電気的なスイッチング電圧を、前記電気的に動作可能なスイッチング素子に加えるよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。
〔態様１０〕
態様９記載のデバイス装置であって、
前記電源システム切断手段はさらに手動で動作可能なスイッチング素子を有しており、前記手動で動作可能なスイッチング素子は、前記再充電可能バッテリーの電圧とは独立に、前記パワー・アダプターをスイッチ・オンするよう構成される、
デバイス装置。
〔態様１１〕
電子デバイスのためのパワー・アダプターをスイッチングする方法であって：
・前記電子デバイスの状態および／または前記電子デバイスのための再充電可能バッテリーの状態をモニタリングする段階と；
・前記電子デバイスによるモニタリングされる状態に応じて少なくとも一つの制御信号を生成する段階と；
・前記少なくとも一つの生成された制御信号を前記電子デバイスから前記パワー・アダプターに信号伝達する段階と；
・前記パワー・アダプターによって前記信号伝達された制御信号を識別する段階と；
・前記識別する段階において前記パワー・アダプターがスイッチ・オフ信号またはスイッチ・オン信号を識別したとき、それぞれ、コンバーター回路を電源システムから切断または電源システムに接続するよう前記パワー・アダプター内の電源システム切断手段を動作させる段階とを含む、
方法。
〔態様１２〕
態様１１記載の方法であって、前記モニタリングする段階において、モニタリング回路が少なくとも、前記再充電可能バッテリーの充電状態をモニタリングする、方法。
〔態様１３〕
態様１１または１２記載の方法であって、前記モニタリングする段階において、モニタリング回路が少なくとも、前記電子デバイスの動作状態をモニタリングする、方法。
〔態様１４〕
態様１１ないし１３のうちいずれか一項記載の方法であって：
・前記電子デバイスから前記パワー・アダプターに、動作状態データを送信する段階と；
・前記送信された動作状態データに応じて前記電源システム切断手段および／または前記コンバーター回路を動作させる段階とをさらに含む、
方法。
〔態様１５〕
態様１４記載の方法であって、
前記動作状態データを送信する段階において、急速充電電流、通常充電電流、維持充電電流、動作電流、動作電圧、充電状態、スタンバイ状態、エネルギー節約状態および／または通常動作状態が、前記パワー・アダプターに送信されることを特徴とする、
方法。
〔態様１６〕
態様１１ないし１５のうちいずれか一項記載の方法であって：
・前記パワー・アダプターによって前記電子デバイスのパラメータを検査する段階と；
・検査されたパラメータに応じて前記電源システム切断手段および／または前記コンバーター回路を動作させる段階とをさらに含む、
方法。
〔態様１７〕
態様１６記載の方法であって、
前記パラメータ検査段階において、前記再充電可能バッテリーの最も最近の充電の時間および／または継続時間、前記再充電可能バッテリーの充電状態、前記電子デバイスのエネルギー節約設定および／または電源システム切断設定、あるいは前記電子デバイスの動作状態が検査される、方法。

１電子デバイス
２パワー・アダプター
３再充電可能バッテリー
４第一のコントローラ
５変調装置
６第一のコンデンサ
７動作電圧入力
８第一のコイル
９電力供給線
１０コンバーター回路
１１第二のコントローラ
１２復調装置
１３第二のコンデンサ
１４電圧出力
１５第二のコイル
１６電源システム入力
１７第一のスイッチング要素
１８第二のスイッチング要素
１９データ線
２０電源システム切断手段
２１さらなるコンポーネント
５０第一のシナリオ
５５第二のシナリオ
６０第三のシナリオ
６５第四のシナリオ
I 動作電流
U_B 動作電圧
U_BATT バッテリー電圧
S 制御信号

Claims

再充電可能バッテリーを有する電子デバイスと、前記電子デバイスに電気的に結合されることができ、電源システムからの供給電圧から前記電子デバイスのための少なくとも一つの動作電圧を生成するためのコンバーター回路を有するパワー・アダプターとを有するデバイス装置であって、前記動作電圧はDC電圧であり、前記電子デバイスおよび前記パワー・アダプターは前記DC電圧を伝送するために少なくとも一つの電力供給線を介して互いに接続されており、前記電子デバイスは、前記電子デバイスおよび／または前記再充電可能バッテリーの少なくとも一つの状態をモニタリングするモニタリング手段と、モニタリングされる状態に応じて少なくとも一つの制御信号を生成する第一の制御手段と、生成された信号を前記パワー・アダプターに信号伝達する第一の信号伝達手段とを有しており、前記第一の信号伝達手段は、前記制御信号に関連するAC電圧信号を前記電力供給線上に変調するよう構成されており、前記パワー・アダプターは、前記コンバーター回路を前記電源システムから電気的に切断する電源システム切断手段と、前記第一の信号伝達手段からの信号伝達された制御信号を識別する第二の信号伝達手段と、識別された制御信号に応じて前記電源システム切断手段を動作させる第二の制御手段とを有しており、前記第二の信号伝達手段は変調された前記制御信号を復調するよう構成されており、前記電源システム切断手段は第一の電気的に動作可能なスイッチング素子および第二の手動で動作可能なスイッチング素子を有し、前記第二の制御手段は、前記再充電可能バッテリーから得られる電気的なスイッチング電圧を前記電気的に動作可能なスイッチング素子に加えるよう構成されており、前記手動で動作可能なスイッチング素子は、前記再充電可能バッテリーの電圧とは独立に前記パワー・アダプターをスイッチ・オンするよう設計されている、デバイス装置。
請求項１記載のデバイス装置であって、
前記電子デバイスの前記第一の制御手段は、前記第一の制御手段が前記パワー・アダプターがもはや動作電圧を提供し続ける必要がないことを識別する場合にスイッチ・オフ信号を生成するよう設計されており、前記第一の制御手段は前記電子デバイスのさらなるコンポーネントが前記第一の制御手段にスイッチ・オン要求を送信する場合にスイッチ・オン信号を生成するようさらに設計されており、前記第二の制御手段は、前記コンバーター回路を前記電源システム切断手段によって前記電源システムから切断することを、前記第一の制御手段の前記スイッチ・オフ信号を識別した際に行い、前記第一の制御手段の前記スイッチ・オン信号を識別した際には、前記電源システム切断手段によって、前記コンバーター回路を前記電源システムに接続するよう構成されていることを特徴とする、
デバイス装置。