TW201124832A - Power supply device, power receiving device, and power supply method - Google Patents

Description

201124832 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電源供應裝置、一種電源接收裝置及 一種電源提供方法。 【先前技術】 許多電子裝置（諸如個人電腦及遊戲機）使用一 Ac適配 器’其輸入來自一商業電源供應器之一交流（AC)電源並輸 出呈與該裝置相容之一形式的電功率，以用於操作該裝置 及給電池充電。雖然電子裝置通常以一直流電（DC)操作， 但在各裝置中電壓及電流係不同。因此，輸出匹配各裝置 之電功率的AC適配器對於各裝置亦為不同。因此，即使 AC適配器具有相似形狀’其等亦可能彼此不相容，且存 在一問題在於AC適配器之數量隨裝置數量之增加而增 加。 為解決以上問題，已提出一種電源匯電系統，其中將電 功率供應至裝置（諸如一電池及一 AC適配器）之一電源供應 Εΐ塊及自§玄電源供應區塊接收電功率之一功率消耗區塊係 連接至一共同DC匯電線（例如下列專利文獻1及專利文獻 2)。在此電源匯電系統中’ 一 DC電流流動通過一匯電線。 此外，在該電源匯電系統中，各區塊自身係描述為一物 體，且各自區塊之物體通過一匯電線而互相傳送及接收資 訊（狀態資料）。各區塊之物體基於來自另一區塊之物體的 一請求而產生資訊（狀態資料）並傳送資訊作為回覆資料。 已接收該回覆資料的區塊之物體可基於所接收回覆資料之 149456.doc 201124832 内容而控制電功率供應及消耗。 [PTL 1] 曰本專利特許公開申請案第2001_306191號 [PTL 2] 曰本專利特許公開申請案第2008-123051號 【發明内容】 在（例如）專利文獻參考1及專利文獻參考2所揭示之電源 匯電系統中，通過一匯電線而執行一伺服器與一用戶端之 間之所有通信。同時，作為一供電機制，存在使用一磁線 及類似物之無線電力轉移，且當該供電機制（諸如無線電 力轉移）係併入電源匯電系統中時，其不適宜支援基於有 線之通信。本發明者認識到此習知方法不允許用戶端裝置 將能夠提供不同電源形式以用於將電源無線或直接輸送至 该等用戶端裝置之不同電源伺服器區別開。 【實施方式】 在下文中，將參考附圖而詳細描述本發明之若干例示性 實施例。應注意，在此說明書及附圖巾，用相同元件符號 表示具有大體相同功能及結構之結構元件，且省略此等結 構元件之重複說明。 將按以下順序進行描述： < 1 ·第一實施例> (1 -1 ·電源供應系統之構造） (1 -2.由電源供應系統處理之電源供應） (1 -3.電源供應伺服器之構造實例） I49456.doc 201124832 (I-4.電源供應伺服器之操作實例） < 2.第—實施例> (2-1.電源供應系統之構造） k (2-2.電源供應系統之操作） . <3.結論> < 1 ·第一實施例> (1 -1.電源供應系統之構造） 首先，將描述根據本發明之一第一實施例之一電源供應 系統之一構造。圖丨係顯示根據該第一實施例之該電源供 應系統之該構造的一說明圖。在下文中，將使用圖丨而描 述根據該第一實施例之該電源供應系統之該構造。 如圖1中所示，一電源供應系統丨係經組態以包含一電源 供應伺服器100及一用戶端200 ^該電源供應伺服器1〇〇及 該用戶端200係通過（如所示）可包含分離導體之一匯電線1〇 而彼此連接。 電源供應伺服器10〇WDC電源供應至用戶端2〇〇 ^電源 供應伺服器100進一步將一資訊信號傳送至用戶端2〇〇及自 用戶端200接收-資訊信號。在本實施例中，電源供應飼 、服器⑽與用戶端200之間之DC電源'供應及該資訊信號之 • 傳送與接收係在匯電線1 〇上共用。 電源供應伺服器100係經組態以包含用於傳送及接收資 訊信號之一通信數據機、用於控制一電功率供應之微處理 器及控制一 DC電源輸出之一開關。然而，處理器亦可為 -基於邏輯之裝置’諸如一應㈣定積體電路（A叫或— 149456.doc 201124832 可程式化邏輯陣列（PLA)。 用戶端200自電源供應伺服器100接收DC電源供應。用 戶端200進一步將資訊信號傳送至電源供應伺服器1〇〇及自 電源供應伺服器1〇〇接收資訊信號。圖i中繪示兩個用戶端 2〇〇。在以下描述中，為便於說明之目的，將兩個用戶端 200分別區別為CL1或CL2。 用戶端200係經組態以包含用於傳送及接收資訊信號之 一通信數據機、用於控制電功率供應之—微處理器及控制 DC電源輸出之一開關。 在圖i所示之電源供應系統艸，繪示單一電源供應伺服 "1〇0及兩個用戶端細。然而，在本發明t，電源供應伺 服器之數量及用戶端之數量不限於實例中所示之特定數 量。 因為在日本㈣特許公Μ請案第2_·123()5!號中描 遂一種在圖1所示之電源供應系統1及2中供應電功率之方 法，所以日本專利特許公開申請案第2_-! 2305 i號之全 文以引用方式併入本文中。然而，在下文中將簡單描述由 根據本實施例之電源供應系統丨執行之處理。 (1-2.由電源供應系統處理之電源供應） 圖2係用於解釋由根據本實施例 電源供應的一說明圓。在下文中 據本發明之以上實施例各者 供應。 f 之電源供應系統1處理之 ’將使用圖2而描述由根 源供應系統1處理之電源 如圖2中所示 供應伺服器100將同步封包A1、 149456.doc 201124832 A2、A3及…週期性輸出至匯電線1〇。電源供應伺服器ι〇〇 進一步輸出資訊封包Bl、B2、B3及…及電源封包C1、 C2、C3及…以便將電功率供應至用戶端2〇〇。該等資訊封 包Bl、B2、B3及…係傳送至用戶端2〇〇及自用戶端2〇〇接 收之資訊信號’且該等電源封包C 1、C2、C3及…係藉由 使一電此封包化而獲得。同時，用戶端2 〇 〇輪出資訊封包 Dl、D2、D3及·..（其等係傳送至電源供應伺服器及自 電源供應伺服器100接收之資訊信號）以便自電源供應伺服 器100接收電功率供應。 電源供應伺服器100在一預定時間間隔（例如每1秒）之一 時槽之開始輸出同步封包A1、A2、A3及...。該時槽包 含：一資訊槽，通過該資訊槽而傳送資訊封包；及一電源 槽，通過該電源槽而傳送電源封包。資訊槽IS1、iS2、is3 及...係電源供應伺服器100與用戶端2〇〇之間互換資訊封包 之區段。電源供應槽PS1、PS2、PS3及...係輸出自電源供 應伺服器100供應至用戶端2〇〇之電源封包ci、c2、〇 及…的區段。資訊封包係能夠僅在資訊槽ISi、is2、is3 及··.之區段中執行輸出的n以，#在_資訊槽中 士完成資訊封包之傳送及接收時，在複數個資訊槽上傳送 育訊封包。㈣’電源封包係能夠僅在電源供應槽psi、 PS2、pS3及…之區段中執行輸出的一封包。 電源供應伺服器100具有一個或兩個或兩個以上伺服器 電源供應資料檔’其等顯示可自我供應之一電源規格。例 示性電源規格可包含參數：電壓範圍、電流強度、工作週 149456.doc 201124832 期、AC頻率或DC。用戶端200自可供應與其自身規格匹配 之電功率的電源供應伺服器i00接收電功率供應。此時， 用戶端200自電源供應伺服器1〇〇獲得一伺服器電源供應資 料檀並判定用於用戶端200自身的電源供應伺服器1〇〇之規 格（飼服器電源供應資料槽）。特定言之，用戶端2〇〇首先偵 測到待輸出至電源供應伺服器i 00之一同步封包A1並獲得 包含在該同步封包A1内的電源供應伺服器100之位址。位 址可為（例如）一]VIAC位址。接著，用戶端200將一資訊封 包D1傳送至電源供應伺服器1 〇〇，該資訊封包D 1請求傳送 電源供應伺服器1〇〇所擁有的伺服器電源供應資料檔之數 量〇 已接收資訊封包D1之電源供應伺服器1〇〇在資訊封包m 中傳送一伺服器電源供應資料檔數量。該伺服器電源供應 資料檔數量係電源供應伺服器i 〇〇之伺服器電源供應資料 檔之數量。已接收資訊封包B1之用戶端2〇〇自電源供應伺 服器10 0獲付伺服器電源供應資料檔之内容且數量等於電 源供應伺服器100之伺服器電源供應資料檔之數量。例 如，當電源供應飼服器100具有兩㈣服器電源供應資料 檔時，用戶端200首先獲得該兩個伺服器電源供應資料檔 之一者。已接收該兩個伺服器電源供應資料檔之一者的用 戶端2婦作為請求使用電源供應之f訊封包的的祠服器 電源供應資料檔傳送至電源供應伺服器1〇〇。 已接收資訊封包D2之電源供應伺服器⑽將作為資訊封 包B2之H服器電源供應資料槽傳送至用戶端2〇〇。 149456.doc 201124832 該第一伺服器電源供應資料檔係儲存在包含在電源供應伺 服器100内之一儲存部件（圖中未顯示）中。已自電源供應伺 服器100接收資訊封包B2之用戶端200傳送用於獲得一第二 伺服器電源供應資料檔之資訊封包。然而，資訊槽isi在 此時終止，且用於傳送電源供應封包之電源供應槽psi開 始。因此，在下一資訊槽IS2中傳送此資訊封包。在電源 供應槽PSit，因為未判定用戶端2〇〇自電源供應飼服器 100接收的電功率之電源規格，所以無法執行電功率供 應。 電源槽PS1終止，且自電源供應伺服器1〇〇輸出顯示下一 時槽之開始的同步封包A2。此後，已自電源供應伺服器 100接收資訊封包B2之用戶端200傳送作為資訊封包〇3之 用於獲得第二伺服器電源供應資料檔的資訊。 已接收資訊封包D3之電源供應伺服器1〇〇將作為資訊封 包B3之第二伺服器電源供應資料檔傳送至用戶端。第 二伺服器電源供應資料檔係儲存在包含在電源供應祠服器 100内之一儲存部件（例如一記憶體，諸如一半導體記憶 體，圖中未顯示）中。已接收資訊封包幻以獲得電源供應: 伺服器HK)之兩個伺服器電源供應資料檔的用戶端選擇 具有與用戶端200自身匹配之一電源規格的祠服器電源供 應資料檔。接著，用戶端2〇〇將用於判定所選擇伺服器電 源供應資料檔之資訊封包D4傳送至電源供應飼服器 已接收資訊封包以之電源供應飼服器⑽將充當資訊封 包B4並表示電源規格被判定之1應的資訊傳送至用戶端 I49456.doc 201124832 200,以便通知用戶端200已完成第一飼服器電源供應資料 檔之判定。此後，當資訊槽IS2終止且電源槽ps2開始時， 電源供應伺服器100將電源供應封包以輸出至用戶端2〇〇並 執行電源供應。關於傳送電源封包之定時，可藉由使用表 示一傳送開始時間設定請求之資訊而由用戶端2〇〇指定針 對電源供應飼服器100之一電源供應開始時間。 在上文中，已描述由根據上述實施例之電源供應系統1 處理之電源供應。 如上所述，在電源供應系統丨中，存在整合整個系統之 一同步祠服器。該同步伺服器開始將同步封包輸出至匯電 線，且债測到同步封包之其他伺服器及用戶端係被登錄為 系統之-構件。接著，用戶端及㈣器協商通過匯電線之 供應電源之規格。在下文中，將描述藉由無線通信而由同 步飼服器傳送封包及執行用戶端與词服器之間之協商。 在（例如）專利文獻2所揭示之系統令，因為一信號及電 功率在相㈣電線上流動’所以用戶端及餘器自同步饲 服器接收同步封包以由此自動明白同步封包係在某—系統 上。再者，不進行多個電源飼服器之識別’且因此，若存 在夕個電源伺服器則一用戶端無法辨識電源伺服器。同 時S通k路控係無線時，即使用戶端及词服器接收同步 封包’亦無法確定同步封包是否由連接至供應電功率之相 同電源系統的同步伺服器傳送。 因此’在本實施例+，將指述使用無線通信來伯測各裝 置係在相同電源供應線上之-方法。本實施例係基於通過 149456.doc 201124832 一導線而供應電功率。首先，將描述根據本發明之第一實 施例之電源供應伺服器之一構造實例。 (1-3.電源供應伺服器之構造實例） 圖3係顯示根據第一實施例之電源供應饲服器ι〇〇之一構 造的-說明圖。在下文中，將使用圖3而描述根據第一實 施例之電源供應伺服器1 〇〇之該構造。 圖中所不根據第一貫施例之電源供應伺服器1 〇〇係 經組態以包含一連接器101、連接線1〇2與106、一主開關 1〇3、一數據機104、一微處理器1〇5、一電源供應源旧、 一保險絲109、一天線"〇、-子開關"1、-電阻器112及 一子電壓供應器113。連接5|i〇1、道綠 逆按益ιυι V線102與1〇6及天線 110之一子集或所有可為一電介面之一部分。 連接器101藉由連接$ 。 柯迓接至連接益u而連接一電源供應伺服 器本體及匯電線1〇( 一 同介暫一杳· 丨、 V Η "為之貫例）。連接線102係用 於連接連接器ΗΗ及電源供應飼服器本體。主開關⑻㈣ -電功率輸出。當接通主開關1〇3時，電源供應伺服請 可將來自電源供應源1G7之電功率輸送至可用以提供操作 電源給用戶端之匯電線10。順便說明-下，用戶端無需立 即使用操作電源，Y日可骑甘户本六+ 彳一 T將其儲存在用戶端處備用。同時， 當斷開主開關1G3時，電源供應㈣器⑽可停止來自電源 供應源10 7之電功率供應。 數據機104係用於經由共同介督(苴/ 昧.〇山 、IJ ;1負（其在此情況中係匯電 1 〇)而將資訊傳送至苴他雷、'盾也庙 /、他電源供應伺服器及用戶端及自盆 他電源供應伺服器及用戶端接收眘 %接收貝汛。數據機1 04將一通 149456.doc 201124832 信信號傳送至天線110，數據機1〇4亦接收由天線11〇無線 接收之通信信號。 微處理器105控制電源供應伺服器100之操作。當電源供 應祠服器1 00與用戶端（例如圖1之用戶端2〇〇)之間之協商完 成時，微處理器105接通主開關1〇3使得自電源供應源1〇7 供應電功率，藉此可將電功率供應至匯電線1〇。 連接線106係用於連接電源供應伺服器本體及電源供應 源1 07。電源供應源1 〇7可供應包含DC電壓之電功率。當 接通電源供應伺服器1 〇〇之主開關i〇3時，可將Dc電源供 應至匯電線1 〇。保險絲1 〇9係用於保護電路免於經受高電 流。若流過高於一額定電流之一電流，則保險絲1〇9藉由 其自身產生之熱而自我切斷以防止高電流之流通。 天線110無線傳送及接收一信號。天線110接收由另一词 服器（同步伺服器或電源供應伺服器）及用戶端無線傳送之 信號並將信號無線傳送至其他伺服器及用戶端。當天線 11〇自其他伺服器及用戶端無線接收一信號時，將該信號 傳送至數據機104以在數據機1 04中經受解調處理。由天線 110無線傳送在數據機1〇4中經受解調處理之該信號以到達 其他飼服器及用戶端。 子開關111切換連接線102與電阻器i i 2之間之連接且經 構ΐς以便藉由控制4處理器1 〇 5而導通及斷開。電阻器1 1 2 及子電壓供應器113係用於藉由子開關lu之連接而將來自 子電壓供應器113之一預定DC電壓V供應至匯電線1〇。該 預定電壓v可為固定或變動的。提供電阻器112以便防止發 I49456.doc •12· 201124832 生在電源供應錢器_中之-短路破壞電源供應词服写 100中之裝置。 在上文中，已使用圖3而描述根據本發明之第—實施例 之電源供應飼服器100之構造。接著，將描述根據第一實 施例之電源供應飼服器1〇〇之操作。在以下描述中計 述電源供應伺服器⑽之操作，其中電源供應飼服器ι〇〇亦田 作為一同步伺服器而操作。 (1_4.電源供應伺服器之操作實例） 在電源供應系統”，當完成用戶端與伺服器之間之協 商且用戶端已知與之通信之词服器並已設定待供應電源之 規格時，電源供應祠服器開始電功率供應，且用戶端在一 狀態中能夠接收電功率供應。再者，在協商中可於词服 器與用戶端之間共用用於唯一指定電源供應系統的一唯一 ID之資訊。當電源供應伺服器1〇〇係作為同步伺服器而操 作時，微處理器105通過數據機1〇4及天線ιι〇而無線傳送 同步封包（訊息内容）。接著，微處理器1〇5接通子開關 111一適當時間（例如由電源供應系統丨界定之介於電源封 ^之間之保濩時間）。子開關1 π係通過一指定阻抗（電阻 器112)而連接至輸出—預定M v之子㈣供應器113。因 此，在以上時間期間，來自子電壓供應器丨13之該預定電 壓V出現在匯電線10上。 因此電源供應系統1之連接可取決於在無線接收同步 封包之定時内疋否可谓測到來自子電麼供應器⑴之電壓 V。電壓V之值係作為由天線11〇無線傳送之同步封包之一 149456.doc 201124832 參數而傳播。此外，可在傳送同步封包之各定時 壓v之值。 文电 由於來自子電壓供應器113之電壓V出現在匯電線1〇上， 所以即使存在複數個無線同步封包，連接至匯電線10之各 伺服器及用戶端亦可指定—電源傳送及分佈系统飼服器 及用戶端係連接或非連接至該電源傳送及分佈系統。傳送 由作為同步飼服器而操作之電源供應伺服器100傳送之同 步封包’其包含電源供應飼服器100所屬之電源供應系統i 之唯-ID。因此’ 6自電源供應伺服器刚接收同步封包 之各词服器及用戶端可唯-指定電源傳送及分佈系統。 圖4A係顯示在匯電線1G上所觀察到的—電壓之—改變的 -說明圖。圖4A顯示與來自子電壓供應器113之電壓乂無 ，的電源供應系統（在1前技術中）中< 匯電線上之一電 屋之一改變。如圖4A中所示，在（例如）專利文獻2所揭示 之系統中，與電壓無關之一無電壓區段（一保護區段）存在 於自電源供應伺服器供應電功率之槽之間。 圖4B係顯示在匯電線丨〇上所觀察到的一電壓之一改變的 一說明圓。圖4B顯示在根據第一實施例之電源供應系統ι 中之匯電線10上所觀察到的一電壓之一改變。圖4B亦顯示 在相同時間軸上由同步伺服器（電源供應伺服器ι〇〇)無線傳 送之同步封包。如圖4B中所示，在根據第一實施例之電源 供應系統1中，在保護區段中觀察到自同步伺服器（電源供 應伺服器100)供應之預定電壓v。由同步伺服器(電源供應 5器1 〇〇)無線傳送之同步封包包含電源供應系統ι之電 149456.doc 201124832 壓v及唯一 ID之資訊。因此，當出現在匯電線上之電壓v 之電壓值與包含在當電壓V出現在匯電線上之定時内所接 收之同步封包内的電壓值之資訊彼此一致時，連接至匯電 - 線（其上觀察到圖4B中所示之電壓）之伺服器及用戶端可指 • 定其等所屬之電源傳送及分佈系統。 圖5係顯示在根據第一實施例之電源供應系統丨之已接收 同步封包之伺服器及用戶端中之一電壓偵測處理的一流程 圖。在下文中，將使用圖5而描述在已接收同步封包之伺 服器及用戶端中之該電壓偵測處理。在以下描述中自同 步伺服器無線接收内容之伺服器及用戶端簡稱為一「裝 置」。 X控於電源供應系統丨之裝置首先接收由同步伺服器無 線傳送之同步封包（例如訊息内容）（步驟si〇i)。已接收同 二封包之褒置藉由數據機而使同步圭子包解調以藉由微處理 ^而解譯同步封包並因此獲得一系統ID之資訊（步驟 )且同時獲得包含在同步封包内之電壓資料（步驟 S103)。 接者’ I置在接收同步封包之定時内量測出現在匯電線 . ^之電壓（步驟議）以判定所量測結果與步驟S1〇3中所 獲传之電壓資料彼此是否一致（步驟Si〇5)。作為步驟_ 中之判定結果，若所量測結果與步驟81〇3中所獲得之電麼 資料不—致，職料回至步⑽Q1，且裝置接收 祠服器無線傳送之同步封包。同時，作為步驟湖中之判 足結果，當所量測結果與步驟Sl〇3中所獲得之電壓資料— 149456.doc -15- 201124832 致時’裝置確認步驟S102中所獲得的電源供應系統之 ID(步驟 S106)。 在專利文獻2及類似文件所揭示之系統中，電源供應系 統不具有用於唯一指定系統之ID。此是因為在先前技術之 貫例中’資訊及電功率通過一導線而在相同匯電線上流 動’且因為在一條匯電線上原則上僅存在一個電源供應系 統，所以無需唯一指定系統之資訊。同時，在本實施例 中’因為無線傳送同步封包，所以已接收同步封包之伺服 器及用戶端指定已由同步伺服器之一特定者傳送同步封 包。 因此，在本實施例中，自同步伺服器（電源供應伺服器 100)輸出之一適當DC電壓具有待輸出至匯電線1〇之某一阻 抗（電阻器112)以用於一保護區段。偵測到Dc電壓之伺服 器及用戶端執行具有一高輸入阻抗且存在於匯電線1〇上的 電壓之判定。 匯電線10上之電壓係由複數個裝置同時監測，且該等裝 置之總阻抗可導致電壓略微減小。亦在此情況中，因為在 由同步飼服器傳送之同步封包中描述—㈣測電壓脈衝之 -電壓，所以易於自同步封包中所述之電壓值之轉變而判 定電壓值。在另-伺服器及用戶端中，由於提供偵測到出 現在保護區段之匯電線10上之電壓位準的一電壓偵測器， :以即使通信系統完全為無線，亦可判定各電源供應饲服 益及用戶端是否連接至—電源傳送及分佈系統。 以上方法能夠使各裝置使用 一無線連接來指定一組有線 149456.doc -16 · 201124832 電源連接以允許使用專利文獻2及類似文件中所揭示之方 法，諸如同步飼服器之判定、存在於系統上之電源供應飼 服器及-電源供應用戶端之指定、飼服器與用戶端之間之 協商、及電功率之傳送與接收。 在以上描述中，為知道舰器及用戶端存在於相同有線 匯電線上，圖中已顯示方法，其中同步飼服器發送用於電 源槽之間之保護區段的一適當沉電虔且在其他伺服器及 用戶端中债測到該DC電麼。在以下方法中在保護時段 内不執行該DC電壓之輸出，僅使用唯-區別電源供應系 統之ID，且以一無線通信鏈路傳送及接收I。。 在以上方法中，在電源供應系統中提供，且假定一 系統’藉由無線傳送而將該ID作為—參數傳播至該系统。 適當地’該參數係-同步封包之一參數，且接收該同步封 包之⑽器及用戶端可識別伺服器及用戶端所屬之電源匯 電系統之ID。該ID可設定為足夠長以便在全世界為唯一可 識別’或可設定為較短但仍為足約長以防止在一特定附近 地區之重疊。 在連接至具有ID之電供應系統的伺服器及用戶端中，一 個體(例如系統之一管理員)在構建系統時事先設定⑴。 即’當具有複數個無線信號鏈路之電源供應系統存在時， 手動設定伺服器及用戶端將連接之系統。根據此構建，即 使伺服器與用戶端之間未執行實際電功率轉移，但當系统 具有相同1D時’伺服器及用戶端亦可被確認為屬於相同系 、统0 ,' 149456.doc 201124832 因此’與專利文獻2中所述之系統不同，電源供應系統 之ID係提供為無線傳送同步封包中之一參數，且可手動設 定ID。 在使用無線傳送及接收唯一 ID之方法的電源供應系統 中’若伺服器及用戶端之ID發生一設定錯誤，則飼服器與 用戶端之間不無可能執行電功率轉移。在發生該m設定錯 誤之伺服器或用戶端中，判定在專利文獻2及類似文件所 揭不之電源供應系統所示之一協定中不存在系統，藉此使 相關伺服器或用戶端與系統自動分開。因此，在此情況 中，相關伺服器或用戶端顯示「其未連接至系統」以通知 一使用者’藉此該使用者可知道出錯。 <2.本發明之第二實施例〉 在以上描述中，已描述電源供應系統，其中雖然通過一 導線而供應電功率，但資訊被無線傳送及接收。接著，將 描述一電源供應㈣，其中無線執行電功率供應與資訊之 傳送及接收兩者。以下描述假定電源供應系統之⑴被手動 設定，但可使用其他自動設定ID方法。 是一匯電線而是一空間（例如一氣 以可轉移電功率不是Dc而是AC。 因為一電源轉移線不 隙或其他傳播介質），所 然而，此空間係一種用於輸送資訊及電磁能之介質。在本 實施例中，不限制輸送能量之形式，所以電能之形式可為 可用以激勵-天線並產生或接收電磁能（其包含電能或磁 能）之AC。然而，即使電功率係沉，僅存在一匯電線與另 -匯電線（吾人想通過該等匯電線而傳送及接收電功率）使 149456.doc 201124832 該等匯電線之間 有效率電源轉移之一機制之構建 同。因此，在本眘^…焉建為不 不貫施例中，將描述一情況，其中可 電功率時使用—功率人。 、 丰耦。為（一種介面）來無線執行電 供應及資訊之傳送與接收。 (2-ι·電源供應系統之構造） 圖6係顯示根攄_笛_ 课第一貫施例之一電源供應系統2的一 明圖。"ΊΓ* Jy. 1 又〒，將使用圖6而描述根據該第二實施例之 该電源供應系統2之構造。 △圖6中所不’根據第二實施例之電源供應系統2係經組 態以包含一電源供應伺服器300及一用戶端4〇〇。 電源供應飼服器300係經組態以包含一連接器3〇1、連接 線 /、306 主開關303、一數據機304、一微處理器 3〇5、一電源供應源3〇7、一驅動器3〇9、一天線、一耦 合線圈3 11及一無線傳送/接收電路3丨2。 用戶端400係經組態以包含一連接器4〇1、連接線4〇2與 406 一主開關403、一數據機4〇4、一微處理器405、一負 載 407、一 AC/DC轉換器 408、一電池409、一天線410、— 麵合線圈4 11及一無線傳送/接收電路4丨2。 首先’將描述電源供應伺服器3〇〇之各組件之構造。連 接器301係用於連接一電源供應伺服器本體及一匯電線 3〇。連接線302係用於連接連接器3〇 1及電源供應伺服器本 體。主開關303控制電功率輸出。當主開關3〇3係位於— 「a」位置時，可通過一導線而將電功率供應至該匯電線 30。當主開關303係位於一「c」位置時，可通過一功率輕 149456.doc •19· 201124832 合器而無線供應電功率。當主開關303係位於一「b」位置 時’停止有線及無線電功率供庫 開關3 0 3 ^ ^ ^ 機械開關可用作為主 數據機304係用於通過一導線而傳送及接收其他電源供 應祠服器與用戶端之間之資訊。無線傳送/接收電路312係 用於通過天㈣0而無線傳送及接收其他電源供應飼服器 與用戶端之間之資訊。無線傳送/接收電路312將通信信號 傳送至天線310及接收由天線31〇無線接收之通信信號。 微處理器305係用於控制電源供應伺服器3〇〇之操作。例 如，當電源供應伺服器300與用戶端4〇〇之間之協商完成 時，微處理器305將主開關303設定至「c」位置使得自電 源供應源307供應電功率，藉此可通過耦合線圈3ιι及4ιι 而將電功率供應至用戶端4〇〇。 連接線306係用於連接電源供應伺服器本體及電源供應 源307。電源供應源3〇7可供應包含AC電壓之電功率。當 電源供應伺服器300之主開關303被設定至「a」位置或 「c」位置時’可通過一導線或無線而供應電功率。 驅動器309驅動來自電源供應源3〇7之電功率，其具有使 耦合線圈3 11最佳化之一頻率。藉由驅動器3〇9而將具有使 耦合線圈3 11最佳化之該頻率的AC電源輸出至耦合線圈 311 〇 天線3 10無線傳送及接收信號。天線3 1 〇接收由其他词服 器（同步伺服器及電源供應伺服器）及用戶端無線傳送之信 號及將信號無線傳送至其他伺服器及用戶端。當天線3 1〇 I49456.doc •20· 201124832 自其他伺服器及用戶端無線接收信號時，將信號傳送至無 線傳送/接收電路3 12以在無線傳送/接收電路3丨2中經受解 調處理。由天線3 1 0無線傳送在無線傳送/接收電路3丨2中 經受解調處理之信號以到達其他伺服器及用戶端。 在上文中，已描述電源供應伺服器3〇〇之各組件之構 造。接著，將描述用戶端400之構造。連接器4〇1連接用戶 端本體及一匯電線40。連接線4〇2係用於連接連接器4〇1及 用戶端本體。主開關403控制電功率輸出。當主開關4〇3係 位於「a」位置時，變為可通過一導線而自該匯電線4〇接 收電功率供應，且若主開關403係位於「c」位置，則變為 可通過一功率耦合器而無線接收電功率供應。當主開關 403係位於「b」位置時’停止通過—導線或無線之有線或 無線電功率供應。一機械開關可用作為主開關4〇3。 數據機404係用於傳送及#收其他電源供應飼服器與用 戶端之間資訊。無線傳送/接收電路412係用於通過天線 而無線傳送及接收其他電源供應伺服器與用戶端之間 之資訊。無線傳送/接收電路412將通信信號傳送至天線 410及接收由天線410無線接收之通信信號。 微處理器405控制用戶端彻之操作:例如，當電源供應 飼服器300與用戶端4〇〇之間協商完成時，微處理器他將 主開關彻設定至「e」位置以便接收自電源供應祠服器 3〇〇供應之電功率，藉此變為可通軸合線圈3ιι及川而 接收自電源供應伺服器3〇〇供應之電功率。 連接線偏係用於連接用戶端本體及負載術。負載4〇7 149456.doc 201124832 係一區塊，其消耗自電源供應伺服器供應之電功率。 AC/DC轉換器娜係-整流電路，其用於將通過輕合線圈 311及411而自電源供應伺服器3〇〇供應之AC電流轉換為具 有不同電壓之DC電流。電池409儲存自電源供應伺服器供 應之電功率。雖然圖6中未繪示，但用戶端4〇〇可包含控制 電池409之充電及放電的一電荷控制電路。 天線4Π)無線傳送及接收信號。天線41〇接收由其他飼服 器（同步伺服器及電源供應伺服器）及用戶端無線傳送之信 號及將信號無線料至其他词服器及用戶端。#天線41〇 自其他飼服器及用戶端無線接收—信號時，將該信號傳送 至無線傳送/接收電路412以在無線傳送/接收電路412中經 又解調處理。由天線41 〇無線傳送在無線傳送/接收電路 412中經受解調處理之該信號以到達其他伺服器及用戶 端。 提供耦合線圈411以便與耦合線圈311配對。耦合線圈 311與411構成功率耦合器。 在上文中，已描述用戶端400之構造。接著，將描述具 有圖6中所不之以上構造的電源供應伺服器3〇〇及用戶端 400之操作。在此實例中，已給用戶端400指派一適當位址 且用戶鸲400係在一能夠自電源供應伺服器3〇〇接收電功率 的狀態。 圖7係顯不電源词服器1D與在電源伺服器將電源輸送至 用戶食而之别之返回資料之互換的一流程圖。程序在步驟 siooo中開始，其中伺服器準備一訊息並接著在步驟si〇〇i 149456.doc •22- 201124832 中傳送具有電源伺服器ID之該訊息。接著，程序進行至步 驟S 1002 ’其中用戶端傳送返回資料。此返回資料可指示 用於特定用戶端裝置之所請求電源資料檔。接著，程序進 行至步驟S1003，其中電源伺服器將呈所請求形式之電源 輸送至用戶端。接著’程序進行至步驟sl〇〇4，其中用戶 端使用由電源伺服器輸送之電源以操作用戶端。 (2-2_電源供應系統之操作） 當電源供應伺服器300開始操作時，電源供應伺服器3〇〇 通過一無線信號鏈路（例如天線310)而接收同步封包以將其 自身登錄為存在於匯電線20側上之同步伺服器上之電源供 應伺服器。即，電源供應伺服器3〇〇由天線31〇傳送用於同 步伺服器之一登錄封包，且已通過天線4丨〇而自電源供應 伺服器300接收登錄封包之用戶端4〇〇通過數據機4〇4及微 處理器405而將自電源供應伺服器3〇〇接收之該登錄封包傳 送至同步伺服器。 給電源供應伺服器300指派一位址，且由同步伺服器將 新電源供應伺服器300係連接至匯電線2〇之資訊傳播至連 接至匯電線20之伺服器及用戶端。雖然亦通過天線31〇而 1-头電源供應伺服器3〇〇資訊，但電源供應伺服器3〇〇對該 貝5扎不作出回應。因此，用戶端400可知新電源供應伺服 Γ 00之增加。因為用戶端4〇〇尚未接收電功率之供應所 以用戶端400開始與已登錄電源供應伺服器3〇〇協商。 田成功執行電源供應伺服器3〇〇與用戶端4〇〇之間之協商 時電源供應伺服器3 00及用戶端4〇〇分別將主開關3〇3及 I49456.doc -23- 201124832 彻設定“側上，使得可由功率麵合器無線供應電功率。 接著，通過耗合線圏311及411而於電源供應飼服器⑽盘 用戶端彻之間傳送電功率。因為傳送及接收電功率之^ 時係由連接至匯電線20之同步飼服器(圖中未顯示)控制， 所以分配匯電線20之電源槽，且使用電源槽之時間。 取決於Μ合線圈311與411之間之連接條件，無法獲得且 有類似於藉由電源供應伺服器3〇〇與用戶端4〇〇之間之協商 而獲得之規格之-規格的電功率。以，用戶端彻可檢 查自電源供應舰器期接收的電功率之内容（例如憑藉微 處理器405)。作為檢查之—結果，當調整電功率時，用戶 ^ 400再次與電源供應伺服器则協商，且若電源供應㈣ 器300具有用於調整電功率之一機帝】，則可基於電源供應 伺服器300方而改變電源規格使得電功率在一電源接收端 處為最佳。當然，若電源供應伺服器3〇〇不具有用於調整 電功率之該機制，則用戶端400接收某些電功率且此後可 放棄自電源供應伺服器300接收電功率。然而，在可無線 供應電功率之電源供應伺服器中，為對應於由一無線鏈路 引起的電源條件之一變動，較佳地提供可調整電功率能 力。當涉及無線供應（或輸送）電「功率」時，此描述涵蓋 將來自一裝置之能量輸送至後來用以提供操作電源給接收 裝置之另一裝置。 在上文中’已描述電源供應/(司服器3 〇 〇及用戶端4 〇 〇之操 作。在具有圖6所示之構造的電源供應伺服器3〇〇及用戶端 4〇〇中，主開關303及403之切換允許通過一導線而傳送及 149456.doc • 24- 201124832 接收電功率，且當電源供應伺服器300及用戶端400屬於一 既有電源供應系統時其等可連接。 在第二實施例中，由電源鏈路使用之時間槽完全受控於 匯電線20周圍之電源供應系統。然而，藉由耗合線圈311 及4U之電源鏈路可完全獨立於匯電線2〇周圍之電源供應 系統而操作。因此’在具有—無線電源鏈路之—對伺服器 與用戶端巾’可實現-用法，使得在藉由餘器與用戶端 之間之協商而獲得同意之後，維持藉由該電源鏈路之一功 率耦合器的連接。 為對應於以上用法，扁太眘尬九,+ ., 在本實施例中，在伺服器及用戶端 之-資料财提供參數「無線電源料」&「可連接鍵路 之數量」。接著’擴展具有無線電源鏈路之—對伺服器與 用戶端之間之協商之條件以包含諸如「一直連接」及「藉 由伺服器與用戶端之間之同意而連接及斷開」之條件。5 在微處理器305及405之控制下執行在此情況中之「一直連 接」，且電功率線並非永久連接。即，「—直連接」意謂雖 然微處理』5及彻可根據需要在任何時間切斷電源鍵 路，但使用將延續一段時間。 在第二實施例中’提供-對無線電源鏈路4存在一一 對一無線電源鏈路。然而，在使用—磁場之電源鏈路中， 若在某種程度上損及效率，則可構建—對多鏈 鏈路。當無線《鏈路為—對多（電源傳送方一個且: 源接收方··多個）時，提供時間肖，且可將電 同時傳送至複數则當分時傳送電功率時，1= 149456.doc -25- 201124832 用執行如上所述操作 —^ 勘疋，所以可使用經伺服器與用 戶端雙方同意之電源規格。同時，在將電源同時傳送至複 用戶端時，雖然不無可能執行使各用戶端最佳化，但 可使用所有用戶端均可用 J』用之此—電源規格。此外，可防止 不匹配該電源規格之用戶端在用戶端側上接收電功率。 (3.結論） 4據士上所述之各實施例’可構建一飼服器、一用戶端 及包含該伺服器及該用戶端之一電源供應系統，其中通信 之執行與電功率轉移區分開且無線執行通信。此外，可通 過一導線及無線而轉移電功率。 熟習此項技術者應瞭解可根據設計要求及其他因辛而進 行各種修改、組合、子组合及替代，只要其料在隨附申 請專利範圍或其等效物之範圍内。 本申請案含有與2_年1M23日於日本專利局中請之日 本優先專利申請案JP 2〇〇9_244424號中所揭示之標的相關 之標的，該案之全文以引用方式併入本文中。 本發明可應用於-種電源供應裝置、—種電源接收裝 置、一種電源供應系統及一種電源提供方法。 【圖式簡單說明】 統之一構 圖1係顯示根據一第一實施例之一電源供應系 造的一說明圖。 圖2係用於解釋由根據第一實施例之—電源供應系統螅 理之一電源供應的一說明圖。 圖3係顯示根據第一實施例之一電源批庙 1 J ^电你供應伺服器1 〇〇之一 149456.doc -26 - 201124832 構造的一說明圖。 圖4 A係顯示在一匯電線丨〇上所觀察到之一電壓之一改變 的一說明圖。 圖4B係顯示在一匯電線1〇上所觀察到之一電壓之一改變 的一說明圖。 圖5係顯示在根據第一實施例之電源供應系統丨之已接收 一同步封包之-伺服器及1戶端中之—電壓偵測處理的 一流程圖。 電源供應系統2的一說 圖6係顯示根據一第二實施例之一 明圖。 圖7係一種在一電源伺服器將電源輪送至一用戶端以給 該用戶端供電之前用於使該電源伺服器與該用戶端之間通 信的方法之一流程圖。 【主要元件符號說明】 1 電源供應系統 2 電源供應系統 100 電源供應伺服器 101 連接器 102 連接線 103 主開關 104 數據機 105 微處理器 106 連接線 107 電源供應源 149456.doc -27- 201124832 109 保險絲 110 天線 111 子開關 112 電阻器 113 子電壓供應器 200 用戶端 300 電源供應伺服器 301 連接器 302 連接線 303 主開關 304 數據機 305 微處理器 306 連接線 307 電源供應源 309 驅動器 310 天線 311 耦合線圈 3 12 無線傳送/接收電路 400 用戶端 401 連接器 402 連接線 403 主開關 404 數據機 405 微處理器 149456.doc -28- 201124832 406 連接線 407 負載 408 AC/DC轉換器 . 409 電池 410 天線 411 耦合線圈 412 無線傳送/接收電路 149456.doc - 29 -

Claims (1)

1. 201124832 七、申請專利範圍： 1. 一種電源伺服器，其包括： 一處理器，其準備包含該電源伺服器之一識別的訊息 内容； 一電介面，其係經組態以 將具有該識別之該訊息内容傳送至—用戶端並自該 用戶端接收返回資料，及 經由一介質而將能量輸送至該用戶端以用於提供操 作電源給該用戶端。 2. 如請求項1之電源伺服器，其中： 該電介面包含一天線，通過該天線而傳送該訊息内容 及接收該返回資料；及 該介質包含一電導體。 3. 如請求項1之電源伺服器，其中： 該電介面無線傳送該訊息内容，且該介質包含一氣 隙’通過該氣隙而將該能量輸送至該用戶端。 4·如請求項1之電源伺服器，其中該處理器係一軟體可程 式化處理器。 . 5-如請求項1之電源伺服器’其中該處理器係一基於邏輯 之處理器。 6.如請求項1之電源伺服器，其中該電介面係可控制以在 用於經由一導體而將該能量輸送至該用戶端之一有線介 質與用於將該能量無線輸送至該用戶端之—無線介質之 間選擇。 149456.doc 201124832 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 如請求項1之電源伺服器，其中該識別係一唯一識別， 其將該電源伺服器與另一電源伺服器區別開。 如請求項1之電源伺服器，其中該處理器係經組態以基 於自該用戶端接收之該返回資料而調整輸送至該用戶端 的該能量之一規格。 一種用戶端裝置，其包括： 電’I面，其係經組態以接收包含一電源伺服器之— 識別的訊息内容；及 器料其:Γ由該電介面而傳送至該電源伺服 5亥電介面係經组_賤w I Mr -r- j. A 旦、 〜乂、，！由一"質而自該電源伺服器接 又月b里以用於提供操作電源給該用戶端裝置。 如請求項9之用戶端裝置，其中： 通過該天線而傳送該返回資料 該電介面包含一天線， 及接收該訊息内容；及 該介質包含一電導體。 如請求項9之用戶端裝置，其中： 該電介面以一I始油 包含—氣隙；；線傳送而接收該訊息内容，且該介質 该氣隙經由該電源伺服器而輪送該能 如請求項9之 式化處理器。 如請求項9之 之處理器。 用戶端裝置 用戶端裝置 其中該處理器係一軟體可程 其中該處理器係一基於邏輯 149456.doc 201124832 14 ·如請求項9夕田 用於經由-導f H中該電介面係可控制以在 介質盘w 電源㈣器接受該能量之-有線 門、於自該電源飼服器無線接受該能量之 質之間選擇。 深）| 长項9之用戶端裝置，其中該識別係—一 其將該電源伺服器與另—電源伺服器區別開。識別， Μ 戶端裝置，其中該處理器係經組態以指 用戶：：電源飼服器輸送的該能量之一規格，如在由該 裝置傳送之該返回資料中所指示。 種用於將旎置輸送至一用戶端裝 其包括： 电腩貫施方法’ 在電源伺服器處準備句合兮· φ 0 nn 訊息内容； #備包“亥電㈣服器之-識別的 將具有該識別之該訊息内容傳送至該用戶端裝置； =自該用戶端之返回資料傳送至該電源伺服器： 戶：;：介質而將來自該電源祠服器之能量輸送至該用 2 =㈣送步驟中所輸送之該能量以提供操作 ，··。4用戶端供電。 18. 如請求項17之方法，其中· 該傳送該訊息内容包含無線傳送該訊息内容；及 該輪送该能篁包含在—電導體上輸送該能量。 19. 如請求項17之方法，其中： 該傳送该訊息内容包含無線輸送該訊息内容；及 149456.doc 201124832 該輪送該能量包含無線輸送該能量。 20.如請求項n之方法，其進—步包括： 之該能量指 用戶端裝置 在該返回資料中對在該輪送步驟中待輪送 定一電源規格，該電源規格識別可相容於兮 之諸電源要求的至少一參數。 149456.doc 4-