(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエネルギ源から第２のエネルギ源に電力を供給する電気システムであって、
前記第１のエネルギ源に連結するように構成された第１のインタフェースと、
前記第２のエネルギ源に連結するように構成された第２のインタフェースと、
前記第１のインタフェースと前記第２のインタフェースとの間に連結されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子および前記第２のインタフェースに連結された処理システムと、を備え、
前記処理システムは、
前記第２のインタフェースが前記第２のエネルギ源に連結されていることを示す前記第２のインタフェースの電気的特性に基づいて接続イベントを識別し、
前記接続イベントを識別したことに応答して、前記スイッチング素子を作動させて前記第１のエネルギ源からの電流路を提供するように構成され、
前記電気システムは、第３のエネルギ源とスイッチとをさらに備え、
前記処理システムは、
前記第２のインタフェースが前記第２のエネルギ源からの連結を解除されていること、または前記第２のエネルギ源が前記第１のエネルギ源からの電力を要求していないことを示す切断イベントを識別し、
前記切断イベントに応答して、前記スイッチング素子を作動させて前記第１のエネルギ源からの電流路を遮断するように構成され、
前記スイッチング素子が前記第１のエネルギ源からの電流路を遮断するように作動された場合、前記第３のエネルギ源は、前記処理システムに電力を供給するように閉スイッチ状態の前記スイッチを介して接続され、
前記スイッチング素子が前記第１のエネルギ源からの電流路を提供するように作動された場合、前記スイッチは、開スイッチ状態である、電気システム。
【請求項２】
前記スイッチング素子は、第１の極スイッチおよび第２の極スイッチを含み、
前記第１の極スイッチは、前記第１のインタフェースと前記第２のインタフェースとの間に接続され、
前記スイッチは、前記第２の極スイッチで具体化され、
前記処理システムは、前記接続イベントを識別したことに応答して、前記第１の極スイッチを作動させて前記第１のエネルギ源からの電流路を提供する、請求項１に記載の電気システム。
【請求項３】
前記第２の極スイッチは、前記第３のエネルギ源に接続された第１の端子と、前記処理システムに接続された第２の端子と、前記第１の極スイッチを第１のスイッチ状態で作動させて前記第１のエネルギ源からの電流路を提供した場合に第３のエネルギ源を充電するために前記第１のエネルギ源から前記第１の極スイッチを介して電力を受け取る回路に接続された第３の端子とを有する双投スイッチであり、
前記スイッチング素子の第１のスイッチ状態において、前記第３の端子は、第１の端子に接続され、
前記スイッチング素子の第２のスイッチ状態において、前記第２の端子は、前記第１の端子に接続され、前記第１の極スイッチは、前記第１のエネルギ源からの電流路を提供しないように作動され、
前記スイッチング素子の第１のスイッチ状態は、前記スイッチの前記開スイッチ状態に対応し、
前記スイッチング素子の第２のスイッチ状態は、前記スイッチの前記閉スイッチ状態に対応する、請求項２に記載の電気システム。
【請求項４】
前記第３のエネルギ源は、バッテリである、請求項２に記載の電気システム。
【請求項５】
目標エネルギ源に連結されたインタフェースを用いて、供給エネルギ源から前記目標エネルギ源へ電力を供給する方法であって、前記インタフェースが接続要素と、前記接続要素と一体にされた検出要素とを含み、
処理システムにより、前記検出要素の電気的特性に基づいて前記インタフェースが前記目標エネルギ源に連結されていることを示す接続イベントを検出し、
前記処理システムにより、前記接続イベントに応答して前記供給エネルギ源からの電流路を確立することを含み、
前記供給エネルギ源は、前記供給エネルギ源からの前記電流路が確立されると、前記接続要素を経由して前記目標エネルギ源へ電力を供給し、
前記方法は、
前記処理システムにより、前記インタフェースの電気的特性に基づいて、前記目標エネルギ源が前記供給エネルギ源からの電力の供給を要求していないことを示す切断イベントを検出すること、
前記処理システムにより、前記切断イベントに応答して前記供給エネルギ源からの電流路を遮断することを更に含み、
前記供給エネルギ源からの電流路が遮断されると、内部エネルギ源は、前記処理システムに電力を供給するように閉スイッチ状態のスイッチを介して接続され、
前記供給エネルギ源からの電流路が確立されたとき、前記スイッチは、開スイッチ状態である、方法。
【請求項６】
前記接続要素は第１の導体を含み、
前記検出要素は前記第１の導体に対して同軸の第２の導体を含み、
前記接続イベントを検出することは、前記インタフェースが前記目標エネルギ源に連結していることを示す前記第２の導体の容量を検出することを含む、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに記載された本発明の実施例は、広くは電気システムに関し、より詳しくは、本発明の実施例は、電子デバイスを充電する際、またはその他の目的でこのデバイスに電力を供給する際に、配電網などのエネルギ源からの電力を効率的に利用する電気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの電子デバイスは直流（ＤＣ）で動作する。しかしながら、多くの送電および／または配電システムは交流（ＡＣ）を供給する。従って、多くの電子デバイスは、ＡＣアダプタ、ウォール・アダプタ、ウォール・ワート、またはチャージャなど、様々な名前で呼ばれるＡＣ／ＤＣ電源アダプタを使用して、ＡＣ電源（主電源など）からのＡＣ電力を電子デバイスの動作および／または充電に利用できるＤＣ電力に変換する。多くの電源アダプタは待機電力を消費する、即ち、電子デバイスが抜かれていても、フル充電されていても、電源を切られていても、電源アダプタが電力を消費するということである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ユーザは、日常的に電源アダプタを差し込んだままにするか、または何らかの他の形態でＡＣ電源に繋いだままにしている。その結果、電源アダプタが広く使われていることで待機電力が大量に消費されることになり、そのことは、殆どまたは全く有益でないうえに、電気エネルギを事実上無駄にすることになる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の一実施例による電源アダプタでの使用に適した電気システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による図１の電気システムを備えたデバイスインタフェースとしての使用に適したシールド付きケーブルの断面図である。
【図３】本発明の一実施例による電源アダプタでの使用に適した電気システムの概略図である。
【図４】本発明の一実施例による図１または図３の電気システムでの使用に適した電力管理プロセスの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明についてのより完全な理解は、以下の図面と併せて詳細な説明および請求の範囲を参照することにより得られ、すべての図面を通して、同じ参照番号は同様な構成要素を示す。
【０００６】
以下の詳細な説明は、本来例示的なものに過ぎず、本発明の実施例、またはかかる実施例の利用を制限することを意図するものではない。ここで用いられる「典型的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という語は、「例、事例、または例示になる」ということを意味する。ここで典型的と表現する場合、何れも必ずしも他の場合より好ましいまたは有利であるという趣旨に解されるべきではない。更に、前述の技術分野、背景技術、または以下の詳細な説明中の如何なる明示または暗示の理論による拘束を全く意図しない。
【０００７】
以下の説明は、互いに「接続された」または「連結された」要素、ノードまたは特徴物に言及している。ここでは、特段の明示的記載がない限り、「接続された」というのは、１つの要素が他の要素に直接接続されている（または直接連通している）ことを意味するが、必ずしも機械的にということではない。同様に、特段の明示的記載がない限り、「連結された」というのは、１つの要素が他の要素に直接もしくは間接的に接続されている（または直接もしくは間接的に連通している）ことを意味するが、必ずしも機械的にということではない。従って、図面中に示す概略図は、要素の１つの典型的構成を示すものであるが、他の介在要素、デバイス、特徴物、または部品も本発明の実施例に存在してもよい。
【０００８】
簡略化のため、ここでは電力変換、バッテリ充電システム、ならびに／またはシステム（およびシステムの各作動部品）のスキーム、容量検出、電圧検出、信号処理、ならびにその他の機能面に関する従来技術については詳しく説明しない。更に、ここに含まれる色々な図面に示す接続線は、様々な要素間の典型的機能的関係および／または物理的連結を示すことを意図したものである。なお、本発明の実施例には、多くの代替的または追加的な機能的関係もしくは物理的接続があり得ることに留意すべきである。また、ある用語は、以下の説明中、参照の目的のみに用いられるものかも知れず、それ故限定することを意図するものではなく、「第１の」、「第２の」およびその他の同様な数字を用いた構造に関係する用語は、文脈で明確に示されない限り、シーケンスや順序を意味しない。
【０００９】
ここで説明される技術や概念は、電子デバイスおよび／または目標エネルギ源に電力を効率的に供給するためのシステムおよび／または方法に関する。電子デバイスおよび／または目標エネルギ源にインタフェースが接続されたことに応答して自動的に供給エネルギ源からの電流路を確立するには、ラッチングリレー等のスイッチング素子が用いられる。典型的一実施例において、インタフェースはシールド付きケーブルとして実現されるが、シールド付きケーブルが電子デバイスおよび／または目標エネルギ源に装着（プラグイン）されたことを示すシールドの状態または特性を検出またはその他の形態で識別したことに応答して、スイッチング素子は、供給エネルギ源からの電流の経路を提供するように作動される。電子デバイスおよび／または目標エネルギ源が電力を必要としていないとき、例えば、目標エネルギ源がフル充電されている（または充電状態閾値を超えて充電されている）とき、またはインタフェースが電子デバイスおよび／または目標エネルギ源から切断されているとき、スイッチング素子は供給エネルギ源からの電流を遮断するように作動される。その結果、インタフェースが電子デバイスおよび／もしくは目標エネルギ源に接続されていないとき、または電子デバイスおよび／もしくは目標エネルギ源が供給エネルギ源からの電力を必要としていないときには、供給エネルギ源からの電力が無駄にされることはない。
【００１０】
図１は、携帯デバイス（携帯電話、個人情報端末（ＰＤＡ）等）、コンピュータ（ラップトップ・コンピュータ、パーソナル・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ等）、デジタル・オーディオ・プレーヤ、電子ブックリーダ、または他の適当な電子デバイスのような電子デバイス１０４用の電源アダプタ１０２での使用に適した電気システム１００の典型的一実施例を示す。典型的一実施例において、電気システム１００は、これに限定するものではないが、第１のインタフェース１０６と、スイッチング素子１０８と、電力変換モジュール１１０と、電力管理システム１１２と、第２のインタフェース１１４とを含む。なお、図１は図示すると共に説明を容易にするための電気システム１００の簡略図であり、ここに記載された本発明を如何なる面でも限定する意図はないことが理解されるべきである。電気システム１００の実用的実施例は、明細書に記載されていない追加的機能性を果たすべく構成された追加部品および／または要素を含んでいてもよいことが理解されるであろう。
【００１１】
典型的一実施例において、スイッチング素子１０８は、第１のインタフェース１０６と電力変換モジュール１１０との間に電気的に直列に構成されており、それにより、スイッチング素子１０８が第１のインタフェース１０６に接続された供給エネルギ源１１６から電力変換モジュール１１０への電流（または電力）の流れを遮断または許可する。以下でより詳しく述べるが、典型的一実施例において、電力管理システム１１２は、第２のインタフェース１１４が電子デバイス１０４に接続されたことに応答して、供給エネルギ源１１６および／または第１のインタフェース１０６からの電流路を提供するように自動的に作動する（閉路またはオンする）ように構成されており、それにより、供給エネルギ源１１６からの電力を第２のインタフェース１１４経由で電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に供給することができるようになっている。便宜上、しかしこれに限定されないが、第１のインタフェース１０６は、明細書において第１のインタフェース１０６に替わって供給インタフェースと呼称されることがあり、また、第２のインタフェース１１４は、明細書において第２のインタフェース１１４に替わってデバイスインタフェースと呼称されることがある。
【００１２】
１つ以上の実施例によると、供給エネルギ源１１６は、電力網（主電源または送配電網電力）内の多くのビルディングや住居、またはその他の構造物に共通の単相ＡＣ電源などの交流（ＡＣ）電源として実現される。従って、便宜上、しかしこれに限定されないが、供給エネルギ源１１６は、明細書では供給エネルギ源１１６に替わってＡＣエネルギ源と呼称されることがあり、また、第１のインタフェース１０６は、明細書では第１のインタフェース１０６に替わってＡＣインタフェースと呼称されることがある。しかしながら、明細書では本発明をＡＣ電源の文脈で説明しているが、他の実施例では、供給エネルギ源１１６は、例えば、太陽電池やバッテリ、または他の適当なＤＣ電源などの直流（ＤＣ）電源として実現してもよいということが理解されるべきである。ＡＣエネルギ源１１６の電圧および／または周波数は、電気システム１００および／または電源アダプタ１０２が使用される地理的範囲によって変わることがあることが理解されよう。例えば、合衆国ではＡＣエネルギ源１１６は２４０Ｖ、６０Ｈｚとして実現されることになるのに対し、他の地域においては、ＡＣエネルギ源１１６は１１０Ｖまたは２２０Ｖ、５０Ｈｚとして実現されることもある。
【００１３】
典型的一実施例において、ＡＣインタフェース１０６は、電気システム１００とＡＣエネルギ源１１６間の電気的インタフェースを行うためにＡＣエネルギ源１１６の対応する物理的特徴物（例えば壁ソケットやコンセント）とのインタフェースになったり、接続したり、または何らかの他の形態で電気的接続を確立するのに適合されたプラグまたはその他の適切な物理的特徴物を含む。１つ以上の実施例によると、電源アダプタ１０２は、プラグイン式または壁掛け型の電源アダプタ（またはウォール・ワート（wall wart））として実現され、スイッチング素子１０８、電力変換モジュール１１０および電力管理システム１１２は、ＡＣインタフェース１０６の近傍に配置されるおよび／またはそれと一体化される。代替の実施例において、電源アダプタ１０２は、ドッキング・ステーションまたはドッキング・プラットフォーム上に実現されてもよく、スイッチング素子１０８、電力変換モジュール１１０および電力管理システム１１２は、当該技術分野において知られているように、デバイスインタフェース１１４と一体化され、ＡＣインタフェース１０６から離間して配置される。
【００１４】
典型的一実施例において、スイッチング素子１０８は、ＡＣインタフェース１０６と電力変換モジュール１１０の入力１０９との間に接続され、ＡＣインタフェース１０６と電力変換モジュール１１０との間に電気的に直列に構成されており、そのため、以下でより詳しく述べるように、スイッチング素子１０８を、ＡＣエネルギ源１１６から入力１０９への電流（または電力）の流れを調整するか、何らかの他の形態で制御するのに用いることができる。典型的一実施例において、電力変換モジュール１１０の出力１１１は、電力管理システム１１２経由でデバイスインタフェース１１４に連結されている。電力管理システム１１２は、以下でより詳しく述べるように、電力変換モジュール１１０の出力１１１から電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８への電力の供給および／または流れを調整する。
【００１５】
典型的一実施例において、スイッチング素子１０８は、電力管理システム１１２からの電気信号に応じてその状態を変化させるように構成されたラッチングリレーとして実現される。代替の実施例において、スイッチング素子１０８は、非ラッチングリレー、固体スイッチ、コンタクタ、または他の適切なスイッチング機構として実現されてもよい。典型的一実施例において、スイッチング素子１０８は、第１の状態（例えば、閉状態またはＯＮ状態）のとき、ＡＣインタフェース１０６および／またはＡＣエネルギ源１１６から電力変換モジュール１１０への電流路（または電力の流れ）を提供するか、何らかの他の形態で確立する。スイッチング素子１０８は、第２の状態（例えば、開状態またはＯＦＦ状態）のとき、ＡＣインタフェース１０６および／またはＡＣエネルギ源１１６から電力変換モジュール１１０への電流の流れを遮断するか、何らかの他の形態で禁止する。この点に関して、スイッチング素子１０８が開状態のとき、電気システム１００および／または電源アダプタ１０２がＡＣエネルギ源１１６から消費する電流または電力は実質的に零である。以下でより詳しく述べるが、典型的一実施例において、スイッチング素子１０８は、デバイスインタフェース１１４に接続された電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８から必要とされるおよび／または要求されるとき、電源アダプタ１０２がＡＣエネルギ源１１６からの電流（または電力）を消費するが、それ以外のときには電流（または電力）を消費しないように作動される。従って、電源アダプタ１０２は「無駄のない（ｚｅｒｏ  ｄｒａｗ）」デバイスであり、換言すれば、電源アダプタ１０２が消費する待機電力は、実質的に零である。
【００１６】
典型的一実施例において、電力変換モジュール１１０は、その入力１０９におけるＡＣエネルギ源１１６からの電圧および／または電流を、その出力１１１において目標エネルギ源１１８に適した電圧レベルおよび／または電流レベルに変換するように構成される。典型的一実施例において、目標エネルギ源１１８は直流（ＤＣ）エネルギ蓄積要素として実現され、電力変換モジュール１１０は、ＡＣエネルギ源１１６からのＡＣ電力を目標エネルギ源１１８に適したＤＣ電圧レベルに変換する。典型的一実施例において、目標エネルギ源１１８は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛電池等の充電式電池（または充電式電池パック）として実現される。代替の実施例において、目標エネルギ源１１８は、キャパシタ（例えば、ウルトラ・キャパシタやスーパー・キャパシタ）または他の適切なエネルギ蓄積要素として実現されてもよい。典型的一実施例において、電力変換モジュール１１０は、入力１０９に接続され、その後段に整流器（または整流段）が続く変圧器（または変圧器段）を含み、変圧器と整流器は、入力１０９におけるＡＣ電力（または電流）に応答して、電力変換モジュール１１０の出力１１１に目標エネルギ源１１８に適したＤＣ電圧レベルを生成するように協働的に構成されている。例えば、典型的一実施例において、電力変換モジュール１１０は、目標エネルギ源１１８がフル充電されているとき、実質的に目標エネルギ源１１８の公称電圧に等しい（例えば、実用的および／または現実的な動作許容範囲内の）ＤＣ電圧レベルを出力１１１に生成する。なお、代替の実施例において、供給エネルギ源１１６がＤＣエネルギ源として実現されている場合、電力変換モジュール１１０は、当該技術分野において知られているように、適切に構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとして実現されることに留意すべきである。
【００１７】
電力管理システム１１２は、一般的に、電力変換モジュール１１０の出力１１１および／またはＡＣエネルギ源１１６から目標エネルギ源１１８への電力の供給および／または流れを調整するように構成されたハードウェア、ファームウェア、処理ロジック、および／またはソフトウェアの組合せを意味する。典型的一実施例において、電力管理システム１１２は、電力回路１２０と、処理システム１２２と、内部エネルギ源１２４とを含む。電力回路１２０は、電力変換モジュール１１０の出力１１１とデバイスインタフェース１１４との間に接続される。典型的一実施例において、電力回路１２０は、処理システム１２２が電力変換モジュール１１０の出力１１１から電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８への電力の流れを調整し、監視し、または何らかの他の形態で制御できるように適切に構成されたＨブリッジおよび／またはその他の回路を含む。電力回路１２０は、内部エネルギ源１２４にも接続されており、内部エネルギ源１２４へのおよび／または内部エネルギ源１２４からの双方向の電流の流れ（または電力の流れ）が可能となるように、または何らかの他の形態で処理システム１２２が電力変換モジュール１１０の出力からの電力の流れを制御できるように構成された回路を含む。なお、幾つかの代替の実施例において、電力変換モジュール１１０の出力１１１は、接続要素１２６に直接接続されることもあることに留意すべきである。
【００１８】
典型的一実施例において、電力管理システム１１２は、電力回路１２０、内部エネルギ源１２４およびデバイスインタフェース１１４に接続されている。処理システム１２２は、一般的に、スイッチング素子１０８、電力回路１２０を作動させ、以下でより詳しく述べる追加のタスク、機能、および／または動作を実行するように構成されたハードウェア、ファームウェア、処理ロジック、および／またはソフトウェアの組合せを意味する。典型的一実施例において、内部エネルギ源１２４は、スイッチング素子１０８が開状態のとき、電力管理システム１１２に電力を供給するように構成された充電式電池として実現される。典型的一実施例において、内部エネルギ源１２４は、小さいフォーム・ファクタ（ｆｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒ）の充電式電池（例えば、コイン型リチウム・イオン電池）として実現されるが、代替の実施例において、内部エネルギ源１２４は、キャパシタ（例えば、ウルトラ・キャパシタやスーパー・キャパシタ）または他の適切なエネルギ源として実現されてもよい。
【００１９】
典型的一実施例において、処理システム１２２は、ここで説明するタスク、機能、および／または動作を実行するように構成された１つ以上のマイクロコントローラとして実現される。代替の実施例において、処理システム１２２は、明細書において説明する機能を支援および／または実行するように設計された汎用プロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、ステート・マシン、連想メモリ、デジタル・シグナル・プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、何れかの適切なプログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートもしくはトランジスタ論理、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、またはそれらの何れかの組合せで実現してもよい。処理システム１２２は、例えば、処理コアのような計算デバイスの組合せとして、またはそれ以外の同様な構成として実装されてもよい。実際には、処理システム１２２は、以下でより詳しく述べるように、電気システム１００の動作に関係する機能、技術および処理タスクを実行するように構成された処理ロジックを含んでいる。更に、開示される実施例に関連して明細書において説明される方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアに、ファームウェアに、処理システム１２２により実行されるソフトウェア・モジュールに、またはそれらの如何なる組合せに搭載してもよい。典型的一実施例において、処理システム１２２と電力回路１２０は、単一の集積回路パッケージ（またはチップ）に封入またはそれ以外の形態で内装してもよく、代替の実施例において、処理システム１２２と電力回路１２０は、複数の集積回路パッケージ（またはチップ）、複数のディスクリート部品、またはそれらの組合せとして搭載してもよい。
【００２０】
典型的一実施例において、デバイスインタフェース１１４は、電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に接続するように構成され、接続要素１２６および検出要素１２８を含む。接続要素１２６は、電力回路１２０に接続されるが、電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８の対応するレセプタクルとのインタフェースになったり、接続したり、または何らかの他の形態で電気的接続を確立するのに適合したプラグ１３０（または他の適切な物理的特徴物）を含む。この点に関して、プラグ１３０が電子デバイス１０４に挿入されているとき、電力変換モジュール１１０の出力１１１から電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８への電流路が、接続要素１２６および電力回路１２０を経由して作られる。
【００２１】
典型的一実施例において、検出要素１２８は、接続要素１２６と一体化されている。以下でより詳しく述べるように、処理システム１２２は、接続要素１２６が電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に接続されていることを示す検出要素１２８の電気的特性または状態に基づいて、接続イベントを検出またはそれ以外の形態で識別し、この接続イベントに応答してスイッチング素子１０８を作動させて供給エネルギ源１１６からの電流路を提供するように構成されている。更に、処理システム１２２は、電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８が供給エネルギ源１１６からの電流を必要としていないおよび／または要求していないことを示す接続要素１２６および／または検出要素１２８の状態または特性に基づいて、切断イベントを検出またはそれ以外の形態で識別するとともに、この切断イベントに応答してスイッチング素子１０８を開にして供給エネルギ源１１６からの電流の流れを遮断するように構成されている。
【００２２】
ここで図２を参照すると、図２は、図１の電気システム１００のデバイスインタフェース１１４としての使用に適した、例えば、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ケーブル、ＲＳ‐２３２シリアル・ケーブル、ディー・サブミニアチュア（またはＤ‐ｓｕｂ）ケーブル、ＰＳ／２ケーブル、ＨＤＭＩケーブル、または他の同軸ケーブルのようなシールド付きケーブル２００の典型的一実施例を示している。典型的一実施例において、シールド付きケーブル２００は、内部導体コア２０２と、内部絶縁体２０４と、外部導体２０６と、外部絶縁体２０８とからなっている。図示の通り、典型的一実施例において、内部絶縁体２０４は内部導体コア２０２に対して同軸であるとともに内部導体コア２０２を被覆し、外部導体２０６は内部絶縁体２０４に対して同軸であるとともに内部絶縁体２０４を被覆し、外部絶縁体２０８は外部導体２０６に対して同軸であるとともに外部導体２０６を被覆している。内部導体コア２０２は、電気信号をシールド付きケーブル２００の一端から（例えば、電力回路１２０の出力から）シールド付きケーブル２００の他端へ（例えば、電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８へ）送信するための１つ以上の導体（例えば、ワイヤ）を含む。内部絶縁体２０４は、絶縁を施すとともに内部導体コア２０２への、および／または内部導体コア２０２からの電気信号の導通を防止する、例えば、プラスチック、ゴム、より糸などの絶縁材料を含む。外部導体２０６は、電磁遮蔽を施すともに放射性電磁干渉の低減効果がある導電材料を含む。従って、外部導体２０６は、当該技術分野において知られているように、シールドと呼ばれることもある。典型的一実施例において、シールド２０６は、編み銅（または他の適切な銅）或いは銅繊維として実現される。外部絶縁体２０８は、絶縁を施すとともにシールド２０６への、および／またはシールド２０６からの電気信号の導通を防止するプラスチック、ゴム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの絶縁材料を含む。
【００２３】
引き続き図２を参照するとともに再び図１を参照すると、１つ以上の実施例において、電源アダプタ１０２がプラグイン式または壁掛け型の電源アダプタとして実現されるときは、デバイスインタフェース１１４はシールド付きケーブル２００として実現され、接続要素１２６がシールド付きケーブル２００の内部導体コア２０２を含むとともに、検出要素１２８がシールド付きケーブル２００の外部導体２０６を含む。以下でより詳しく述べるように、一実施例によると、デバイスインタフェース１１４のプラグ１３０は、プラグ１３０が電子デバイス１０４に接続されたとき検出要素１２８および／またはシールド２０６を接地点に接続するように構成されており、ここで、処理システム１２２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧を監視するとともに、検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧に基づいて接続イベントを検出するように構成されている。別の実施例において、電力管理システム１１２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６を容量検出電極として利用するように構成されており、検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量に基づいて接続イベントを検出する。
【００２４】
図３は、電子デバイス用の電源アダプタとの使用に適した別の実施例による典型的な電気システム３００を示す。電気システム３００は、これに限定されることはないが、供給インタフェース３０６と、スイッチング素子３０８と、電力変換モジュール３１０と、電力管理システム３１２と、デバイスインタフェース３１４とを含む。電力管理システム３１２は、電力回路３２０と、処理システム３２２と、内部エネルギ源３２４とを含む。図３の様々な要素は図１の文脈で前述した対応する要素に類似しており、ここではそのような要素は、図３の文脈では重複して説明しない。典型的一実施例において、デバイスインタフェース３１４の第１のノード３２６は、接続要素（例えば、接続要素１２６）と接続されているか、一体化されているかの何れかまたはその両方であり、デバイスインタフェース３１４の第２のノード３２８は、検出要素（例えば、検出要素１２８）と接続されているか一体化されているかの何れかまたはその両方である。なお、図３は図示すると共に説明を容易にするための電気システム３００の簡略図であり、ここに記載された本発明を如何なる面でも限定する意図はないことが理解されるべきである。電気システム３００の実用的実施例は、ここに記載されていない追加的機能性を果たすべく構成された追加部品および／または要素を含んでいてもよいことが理解されるであろう。
【００２５】
典型的一実施例において、電力回路３２０は、バッテリ管理回路３４０と、負荷監視回路３４２とを含む。バッテリ管理回路３４０は、一般的に、内部エネルギ源３２４の電圧および／または充電状態を監視し、電力変換モジュール３１０の出力３１１から内部エネルギ源３２４を充電するように構成されたハードウェア、ファームウェア、処理ロジックおよび／もしくはソフトウェア（またはその組合せ）を意味する。バッテリ管理回路３４０は、電力変換モジュール３１０の出力３１１に接続され、スイッチング素子３０８経由で内部エネルギ源３２４に接続されている。典型的一実施例において、バッテリ管理回路３４０は処理システム３２２に接続されており、内部エネルギ源３２４の電圧および／または充電状態に関する情報を処理システム３２２に与えるが、これについては以下により詳しく述べる。負荷監視回路３４２は、一般的に、デバイスインタフェース３１４から／へ供給される電流および／または電圧を監視するように構成されたハードウェア、ファームウェア、処理ロジック、および／もしくはソフトウェア（またはその組合せ）を意味する。典型的一実施例において、負荷監視回路３４２は処理システム３２２に接続されており、デバイスインタフェース３１４に流れる電流量に関する情報を処理システム３２２に与えるが、これについては以下により詳しく述べる。典型的一実施例において、電力管理システム３１２は、処理システム３２２とスイッチング素子３０８との間に接続されたドライバ回路３４４を含む。ドライバ回路３４４は、一般的に、処理システム３２２からの信号に応答してスイッチング素子３０８の状態を変更するように構成されたハードウェアを意味する。
【００２６】
図３に示すように、典型的一実施例において、スイッチング素子３０８は、双極双投（ＤＰＤＴ：ｄｏｕｂｌｅ  ｐｏｌｅ  ｄｏｕｂｌｅ  ｔｈｒｏｗ）ラッチングリレーとして実現される。この点に関し、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８が第１の状態（例えば、閉状態またはＯＮ状態）にあるとき、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８は供給インタフェース３０６から電力変換モジュール３１０への電流路を提供するとともに、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８は、バッテリ管理回路３４０から内部エネルギ源３２４への電流路も提供する。ＤＰＤＴラッチングリレー３０８が第１の状態にあるとき、電力変換モジュール３１０は、図１の文脈で先に述べたのと同じように、供給インタフェース３０６からの電力を電力変換モジュール３１０の出力３１１における電圧レベルに変換するが、その場合、バッテリ管理回路３４０は、内部エネルギ源３２４を監視するか、電力変換モジュール３１０の出力３１１から必要とされるのに応じて内部エネルギ源３２４を充電するかの何れかまたはその両方を実行する。以下により詳しく述べるように、処理システム３２２は、切断イベントに応答して、ドライバ回路３４４にＤＰＤＴラッチングリレー３０８の状態を変更させる（例えば、開にするかＯＦＦにする）信号を生成するか、または何らかの他の形態で与える。ＤＰＤＴラッチングリレー３０８が第２の状態（例えば、開状態またはＯＦＦ状態）にあるとき、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８は、供給インタフェース３０６から電力変換モジュール３１０への電流路を遮断することで、供給インタフェース３０６からの電流の流れを遮断する。ＤＰＤＴラッチングリレー３０８は、第２の状態にあるとき、内部エネルギ源３２４がＤＰＤＴラッチングリレー３０８を経由してノード３５０で処理システム３２２に接続されるように構成されている。従って、開状態（またはＯＦＦ状態）のとき、内部エネルギ源３２４は、処理システム３２２に動作電力を供給する。図示の実施例では、ノード３２６とノード３５０間には第１のダイオード３５２が備えられ、ノード３５０からノード３２６への電流の流れを遮断するように構成され、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８とノード３５０間には第２のダイオード３５４が備えられて、ノード３５０から内部エネルギ源３２４への電流を遮断するようになっている。この点に関して、典型的一実施例において、内部エネルギ源３２４の電圧（第２のダイオード３５４のＯＮ電圧未満）は、好ましくは、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８が第２の状態にあるとき内部エネルギ源３２４のみが処理システム３２２に電力を供給するように、ノード３２６の電圧より低くなっている。以下により詳しく述べるように、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８が開状態のとき、処理システム３２２は、ノード３２６が或るデバイスおよび／または目標エネルギ源に電気的に接続されていることを示す信号に応じて、ドライバ回路３４４がＤＰＤＴラッチングリレー３０８の状態を第１の状態（または開状態）から第２の状態（または閉状態）に変化させるような信号を生成するか、または何らかの他の形態で与える。
【００２７】
ここで図４を参照すると、典型的一実施例において、電気システムは、以下に説明する電源管理プロセス４００と、追加のタスク、機能、および／または動作を実行するように構成することができる。様々なタスク、機能、および／または動作は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せにより実行してもよい。以下の説明において、図示の目的で、図１〜図３に関連して上述した要素を参照することがある。実際、当該タスク、機能および動作は、前述のデバイスの異なる構成要素、例えば、スイッチング素子１０８、電力変換モジュール１１０、３１０、電力管理システム１１２、３１２、処理システム１２２、３２２、接続要素１２６、および／または検出要素１２８等によって実行してもよい。なお、如何なる個数の追加のまたは代替的タスクも含んでよく、当該タスクは、ここでは詳述されない追加的機能性を有する更に総合的な手順またはプロセスに組み入れてよいことが理解されるべきである。
【００２８】
引き続き図１〜図３を参照しつつ図４を参照すると、電源管理プロセス４００は、電力網或いは主電源等の供給エネルギ源からの電力を効率的に利用するとともに、電源アダプタが長期間供給エネルギ源に接続されている（またはプラグが差し込まれている）ときに有効利用されない電力を無駄することや、何らかの他の形態で消費するのを避けるため、電源アダプタ内の電気システムにより実行することができる。この点に関して、ユーザは、電源アダプタ１０２のＡＣインタフェース１０６を、ＡＣエネルギ源１１６に接続するか、それ以外の形態でプラグを差し込んで、電力を無駄にすることを気にすることなく電源アダプタ１０２をＡＣエネルギ源１１６に接続したままにしておくことができる。典型的一実施例において、スイッチング素子１０８は、最初に開状態（またはＯＦＦ状態）になるよう構成されており、それ故、何もしなければ電源アダプタ１０２および／または電気システム１００は、ＡＣエネルギ源１１６からの電力を消費することはない。上述のように、スイッチング素子１０８が開状態のときは、スイッチング素子１０８は、ＡＣエネルギ源１１６から電気システム１００および／または電力変換モジュール１１０への電流（または電力）の流れを遮断するか、何らかの他の形態で禁止する。その結果、ＡＣエネルギ源１１６からの電力が必要とされていないおよび／または要求されていないとき、電力変換モジュール１１０の変圧器またはそれ以外の部品がＡＣエネルギ源１１６からの電力を消費する、および／または無駄にすることはない。以下でより詳しく述べるように、スイッチング素子１０８が開状態のとき、内部エネルギ源１２４は、ここで説明する各種タスク、機能および動作を実行する電力管理システム１１２用に電力を提供する。
【００２９】
典型的一実施例において、電源管理プロセス４００は、接続イベントを検出すべく電源アダプタのデバイスインタフェースを監視することから始まるが、このデバイスインタフェースとは電子デバイスに接続されるように構成された電源アダプタのインタフェースのことである（タスク４０２、４０４）。これに関して、接続イベントは、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に接続されていることを示すデバイスインタフェース１１４および／または検出要素１２８の電気的特性または状態を指しているものと理解されるべきである。一実施例によると、デバイスインタフェース１１４は、電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８にプラグが差し込まれているか、それ以外の形態で接続されているかの何れかまたはその両方のとき、検出要素１２８および／またはシールド２０６を接地するように構成されており、その場合、電力管理システム１１２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧を監視して、検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧が接地点に対応したときに接続イベントを識別する。１つ以上の実施例によると、電力管理システム１１２は、供給電圧（例えば、内部エネルギ源１２４からの）と検出要素１２８および／またはシールド２０６との間にプルアップ抵抗を含み、それにより、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に接続されたとき、プルアップ抵抗と検出要素１２８および／またはシールド２０６との間のノードの電圧が、論理値‘１’（または論理的ハイ状態）から論理値‘０’（または論理的ロー状態）に移行する。これに関して、処理システム１２２は、処理システム１２２用の供給電圧と検出要素１２８および／またはシールド２０６に接続されたピンとの間に連結された内部抵抗を有したマイクロコントローラとして実現してもよく、その場合、処理システム１２２は、ピンの電圧を監視して、そのピンの電圧が論理値‘０’に対応したときに接続イベントを識別する。例えば、図３を参照して、一実施例によると、約１メガオームの抵抗を有する抵抗体がノード３５０とノード３２８との間に接続されて（処理システム３２２の内部であっても外部であってもよい）、その場合、処理システム３２２がノード３２８の電圧を監視して、ノード３２８の電圧が論理値‘０’に対応したときに接続イベントを識別する。
【００３０】
別の実施例によると、電力管理システム１１２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量を監視して、検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量が、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に接続されたデバイスインタフェース１１４に対応したときに接続イベントを識別する。この点に関して、デバイスインタフェース１１４がシールド付きケーブル２００として実現されているとき、外部絶縁体２０８は、シールド２０６とシールド付きケーブル２００の外表面（例えば、外部絶縁体２０８の外側）との間に容量を形成する。シールド２０６とシールド付きケーブル２００の外表面との間の容量は、シールド付きケーブル２００の外表面との接触に影響されるが、それ故、電力管理システム１１２は、シールド付きケーブル２００のプラグを電子デバイス１０４に挿すか、それ以外の形態で電子デバイス１０４に接続する目的で、ユーザがシールド付きケーブル２００を掴んだことに対応して容量を識別してもよい。１つ以上の実施例によると、電力管理システム１１２は、入力信号（例えば、一定の電圧および／または電流）を検出要素１２８および／またはシールド２０６に印加し、応答信号（例えば、入力信号に起因する電流および／または電圧）を測定して、入力信号と応答信号との間の関係に基づいて検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量を決定する。例えば、電力管理システム１１２は、入力信号に対する応答信号の立ち上がり時間に基づいて、ある時定数を求め、この時定数に基づいて検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量を決定してもよい。この点に関して、１つ以上の実施例によると、検出要素１２８および／またはシールド２０６に接続されたピンを有したマイクロコントローラとして実現されて、その場合、処理システム１２２は、ピンに一定の電流を印加し、その一定の電流に応答してピンの電圧を監視および／または測定して、入力信号と応答電圧との間の関係に基づいて検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量を決定する。例えば、図３を参照して、処理システム３２２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６に接続されたノード３２８に一定の電流を印加し、ノード３２８の電圧を監視および／または測定して、入力信号と応答電圧との間の関係に基づいてノード３２８の容量を決定してもよい。
【００３１】
典型的一実施例において、電源管理プロセス４００は、接続イベントを識別したことに応答して、供給エネルギ源からの電流（または電力）の流れ経路を確立することによって継続される（タスク４０６）。典型的一実施例において、電力管理システム１１２は、接続イベントを識別したことに応答して、スイッチング素子１０８を自動的に作動させてＡＣエネルギ源１１６から電気システム１００および／または電力変換モジュール１１０への電流路を提供することにより、ＡＣエネルギ源１１６からの電流路を確立する。典型的一実施例において、電力管理システム１１２が検出要素１２８の電圧を監視して、検出要素１２８の電圧が論理値‘０’に対応したときに（例えば、プラグ１３０が電子デバイス１０４の対応するレセプタクルに挿入されたことに応答して）、処理システム１２２は、スイッチング素子１０８に自動的に信号を送って素子１０８を閉にするか、ＯＦＦにするか、または何らかの他の形態で閉状態に変更する。例えば、図３の実施例を参照して、ノード３２８の電圧が接続イベントに対応したとき、処理システム３２２は、ドライバ回路３４４に信号を送って、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８の状態を供給インタフェース３０６から電力変換モジュール３１０への電流路を提供する閉状態に変化させるようにしてもよい。
【００３２】
別の一実施例において、上記のように、処理システム１２２は、検出要素１２８の容量を監視して、検出要素１２８の容量によってデバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４に接続されたことが指示されたときに、スイッチング素子１０８が閉状態に変化すべく素子１０８に自動的に信号を送るようにすることができる。この点に関して、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４に接続されていないときは、検出要素１２８および／またはシールド２０６が浮遊電圧を持ち、結果として検出要素１２８および／またはシールド２０６に印加される一定の電流に応答して電圧の立ち上がり時間が比較的短くなり、そのため、処理システム１２２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量が比較的小さいと判断する。デバイスインタフェース１１４（例えばシールド付きケーブル２００）がユーザに把握されると、検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量が増加して、その結果、一定の電流に応答して検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧の立ち上がり時間がその分増加する。更に、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４に連結され、かつ検出要素１２８および／またはシールド２０６が接地されたときは、検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧が上昇することは禁止されているため、検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧の立ち上がり時間が指数関数的に増加する。従って、処理システム１２２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量が閾値容量より大きいときに接続イベントを識別するかそれ以外の形態で検出して、シールド２０６の容量が閾値容量より大きいときにスイッチング素子１０８に自動的に信号を送って素子１０８を閉状態に変化させるようにしてもよい。閾値容量は、好ましくは、ユーザがデバイスインタフェース１１４をしっかり把握していることを示すように選定されて、ユーザがデバイスインタフェース１１４をしっかり把握しているか、またはデバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８にプラグを差し込まれているかそれ以外の形態で接続されているかの何れにも応答して、スイッチング素子１０８は閉にされる。
【００３３】
別の実施例によると、検出要素１２８は加速度計として実現されてもよく、その場合、処理システム１２２は、検出要素１２８の電圧を監視して、検出要素１２８の電圧が、ユーザがデバイスインタフェース１１４を電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に接続したことを示す加速度に対応したときに、接続イベントを識別する。この点に関して、検出要素１２８は、デバイスインタフェース１１４の加速度および／または動きにほぼ比例する電圧を生成および／または発生して、処理システム１２２は、検出要素１２８の電圧（またはその変化）が閾値電圧よりも高いときに接続イベントを識別するかそれ以外の形態で検出できるようになる。この閾値電圧は、閾値電圧を超える電圧が、ユーザがデバイスインタフェース１１４を電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８に接続することによるものであるという十分に高い蓋然性を持つように選定されて、スイッチング素子１０８は、デバイスインタフェース１１４にうっかり接触しても閉にされることはない。
【００３４】
典型的一実施例において、供給エネルギ源からの電流（または電力）の流れ経路を確立後、電源管理プロセス４００は、供給エネルギ源から目標エネルギ源および／または電子デバイスに電力を供給することによって継続される（タスク４０８）。実施例によっては、電源管理プロセス４００が実行されて、ＡＣエネルギ源１１６から電子デバイス１０４に動作電力を供給するか、または電子デバイス１０４内の目標エネルギ源１１８に充電（または再充電）電流を提供する。上述のように、電力変換モジュール１１０は、ＡＣエネルギ源１１６からの電圧および／または電流を、目標エネルギ源１１８に適した電圧および／または電流レベルに変換する。例えば、典型的一実施例では、ＡＣエネルギ源１１６は６０Ｈｚの１２０ＶＡＣ主電源を含み、目標エネルギ源１１８は５ＶのＤＣ充電式電池を含み、電力変換モジュール１１０は、その入力１０９の１２０ＶＡＣをその出力１１１で約５Ｖに変換する。処理システム１２２は、電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８にデバイスインタフェース１１４（例えば、接続要素１２６または内部導体コア２０２）経由で電力を供給するように電力回路１２０を作動させる。
【００３５】
典型的一実施例において、電源管理プロセス４００は、切断イベントの有無について、電源アダプタのデバイスインタフェースを監視することによって切断イベントを検出またはそれ以外の形態で識別する（タスク４１０、４１２）。ここで用いられる切断イベントとは、例えば、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４から切断されたかそのプラグが引き抜かれたか、または目標エネルギ源１１８が十分に充電されている（例えば、閾値充電状態を超えて充電されている）ときに、電子デバイスおよび／または目標エネルギ源がＡＣエネルギ源からの電力を必要としていないおよび／または要求していないことを示すデバイスインタフェースの状態または特性を指していると理解されるべきである。一実施例によると、処理システム１２２は、検出要素１２８および／またはシールド２０６の電圧を監視して、シールド２０６が接地されていない（または浮いている）ときに切断イベントを識別するかそれ以外の形態で検出することで、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８から連結が外されているかまたは接続が外されていることを示す。上述のように、処理システム１２２はプルアップ抵抗を搭載してもよく、このプルアップ抵抗は、デバイスインタフェース１１４が電子デバイス１０４から接続および／または連結が外され、検出要素１２８および／またはシールド２０６が接地されていないときに、プルアップ抵抗と検出要素１２８および／またはシールド２０６との間のノードの電圧、即ち、検出要素１２８および／またはシールド２０６に連結されたピンの電圧を論理値‘０’（または論理的ロー状態）から論理値‘１’（または論理的ハイ状態）に変化させるものである。
【００３６】
別の実施例によると、電力管理システム１１２は、接続要素１２６に連結され、接続要素１２６を流れる電流に基づいて切断イベントを識別するように構成されてよい。例えば、処理システム１２２は、接続要素１２６を流れる電流を監視するように接続要素１２６に連結されていてもよく、その場合、処理システム１２２は、接続要素１２６を流れる電流が閾値よりも小さいときに切断イベントを識別するかそれ以外の形態で検出する。あるいは、図３に示す実施例の場合、負荷監視回路３４２がノード３２６に流れる電流を定期的に監視して、その結果を処理システム３２２に提供するようにしてもよい。目標エネルギ源１１８がフル充電状態に近づくに連れて目標エネルギ源１１８に流れる電流は減少して、その場合、閾値は、例えば目標エネルギ源１１８が閾値量（例えば１００％の充電状態）以上の充電状態を有しているときのように、目標エネルギ源１１８が供給エネルギ源１１６からの電力を要求していないことを示すように選定される。別の実施例によると、閾値は、デバイスインタフェース１１４および／またはプラグ１３０が電子デバイス１０４に連結されていないことを示す電流値、例えば零アンペア、として選定してもよい。
【００３７】
幾つかの実施例において、電力管理システム１１２は、目標エネルギ源１１８をフル充電するのに要する公称時間量に対応するタイマを搭載して、タイマが時間切れになったときに切断イベントを識別するようにし、これによって、当該技術分野で評価されるように、電気システム１００および／または電源アダプタ１０２が供給エネルギ源１１６からの電流（または電力）を永続的に消費しないことを確実にすることができる。一実施例によると、電力管理システム１１２は、先に述べたのと同じように、検出要素１２８および／またはシールド２０６の容量が閾値未満に低下したときに切断イベントを識別するかそれ以外の形態で検出してもよい。更に別の実施例によると、検出要素１２８が加速度計として実現される場合、ユーザが電子デバイス１０４および／または目標エネルギ源１１８からデバイスインタフェース１１４を外したことに検出要素１２８の電圧（またはその変化）が対応したときに、電力管理システム１１２は、切断イベントを識別するかそれ以外の形態で検出してもよい。
【００３８】
典型的一実施例において、電源管理プロセス４００は、切断イベントを検出またはそれ以外の形態で識別したことに応答して、供給エネルギ源からの電流（または電力）の流れを遮断することによって継続される（タスク４１４）。この点に関して、例えば、ユーザが電子デバイス１０４からプラグ１３０および／またはデバイスインタフェース１１４の接続を外す等の切断イベントに応答して、処理システム１２２は、スイッチング素子１０８を開にするか、ＯＦＦにするか、それ以外の形態でその状態を変更してＡＣエネルギ源１１６から電気システム１００への電流路を取り除くことで、ＡＣエネルギ源１１６からの電流路が何もないようにする。例えば、図３の実施例を参照して、抵抗体がノード３５０とノード３２８との間に接続されているときは、ノード３２８の電圧が論理値‘１’に対応したときに処理システム３２２は接続イベントを識別し、切断イベントに応答してドライバ回路３４４に信号を供給してＤＰＤＴラッチングリレー３０８の状態を開状態に変更することができる。このようにして、電力変換モジュール１１０、電力管理システム１１２、目標エネルギ源１１８および／または電子デバイス１０４等の電気システム１００の部品は、例え、電源アダプタ１０２および／またはプラグ１０６がＡＣエネルギ源１１６に連結および／またはプラグが差し込まれたままになったとしても、効果的に供給エネルギ源１１６から電気的接続が解除される。タスク４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４で定義されるループは、電源アダプタ１０２がＡＣエネルギ源１１６にプラグが差し込まれたおよび／または連結された状態になっている期間全体にわたって、必要に応じて反復してもよい。
【００３９】
上述のように、典型的一実施例において、内部エネルギ源１２４は、スイッチング素子１０８が開状態の間、接続イベントを検出すべくデバイスインタフェース１１４を監視するための電力を処理システム１２２に提供する。この点に関して、デバイスインタフェース１１４を監視するのに必要とされる電流（または電力）量は実際には比較的小さいものであり（例えばマイクロアンペア単位）、内部エネルギ源１２４は、十分な期間にわたって十分な電力を提供することが可能である。典型的一実施例において、スイッチング素子１０８が閉のときは、処理システム１２２は、内部エネルギ源１２４に充電電流（電力）を提供するように電力回路１２０を作動させ、それにより、内部エネルギ源１２４は、スイッチング素子１０８が後から開にされる前に十分な充電状態を維持するか、それ以外の形態で達成する。代替の実施例において、内部エネルギ源１２４は完全に消耗することがあり得るが、その時点においてユーザは、例えば、消耗したコイン型電池を取り除いて未使用および／またはフル充電したコイン型電池を挿入するなどして内部エネルギ源１２４を交換することができる。
【００４０】
典型的一実施例において、処理システム１２２は内部エネルギ源１２４の充電状態を監視するように構成され、また、内部エネルギ源１２４の充電状態が低充電状態閾値以下のときは、スイッチング素子１０８を閉にするとともに電力回路１２０を作動させて、内部エネルギ源を高充電状態閾値まで充電するように構成されている。処理システム１２２は、内部エネルギ源１２４の充電状態が高充電状態閾値以上のときは、スイッチング素子１０８を再び開にして、供給エネルギ源１０６からの更なる電流の流れ（または電力の流れ）を遮断するように構成されている。このようにして、処理システム１２２は、内部エネルギ源１２４の充電状態を電力管理システム１１２の長期運転に適した望ましい範囲内に維持する。例えば、図３の実施例を参照して、内部エネルギ源３２４の充電状態が低充電状態閾値以下のときは、処理システム３２２がドライバ回路３４４に信号を送って、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８を閉にするか、その状態を供給インタフェース３０６からの電流路を提供するような状態に変更する。バッテリ管理回路３４０は、内部エネルギ源３２４の充電状態が高充電状態閾値以上になるまで、電力変換モジュール３１０の出力３１１から内部エネルギ源３２４を充電する。内部エネルギ源３２４の充電状態が高充電状態閾値以上になると、処理システム３２２がドライバ回路３４４に信号を送って、ＤＰＤＴラッチングリレー３０８を開にするか、その状態を供給インタフェース３０６からの電流を遮断するような状態に変更するが、これは内部エネルギ源３２４が処理システム３２２に動作電力を供給できるように、内部エネルギ源３２４から処理システム３２２に電流を供給しつつ行われる。
【００４１】
ここで説明した電源管理プロセス４００によって、電源アダプタ１０２および／または電気システム１００が消費する待機電力が減少する。例えば、ユーザは、電源アダプタ１０２のＡＣ電源プラグ１０６をＡＣエネルギ源１１６用の壁ソケットに挿し、デバイスプラグ１３０を電子デバイス１０４に挿してよい。プラグ１３０が電子デバイス１０４に挿入されたこと（即ち、接続イベント）に呼応して、電力管理システム１１２および／または処理システム１２２は、スイッチング素子１０８を閉にして、ＡＣエネルギ源１１６から電子デバイス１０４に電力を供給する。充電動作において、電力管理システム１１２および／または処理システム１２２は、目標エネルギ源１１８への電流の流れの減少に基づいて、目標エネルギ源１１８がフル充電またはフル充電に近いときにこれを識別してスイッチング素子１０８を開にすることで、電源アダプタ１０２および／または電子デバイス１０４がＡＣエネルギ源１１６からそれ以上の電流（または電力）を消費することを防ぐようにしてもよい。デバイスインタフェース１１４および／またはプラグ１３０が電子デバイス１０４から抜かれているときは、スイッチング素子１０８は開のままになり、それにより、デバイスインタフェース１１４および／またはプラグ１３０が電子デバイス１０４に連結されるか、内部エネルギ源１２４が低充電状態限界に達するかの何れかまたはその両方の状態になるまでＡＣエネルギ源１１６から電流（または電力）を消費することを防ぐ。電力管理システム１１２および／または処理システム１２２は、ユーザに替わって如何なる介入または努力を要することなく、切断イベントに呼応して自動的にスイッチング素子１０８を開にするとともに、接続イベントに呼応して自動的にスイッチング素子１０８を閉にするように構成されている。
【００４２】
本発明の実施例によるシステムおよび方法は、以下のものに関する。
一実施例によると、第１のエネルギ源から第２のエネルギ源に電力を供給する電気システムが提供される。電気システムは、第２のエネルギ源に連結するように構成されたインタフェースと、第１のエネルギ源とインタフェースとの間に連結されたスイッチング素子と、スイッチング素子とインタフェースに連結された処理システムとを含む。処理システムは、インタフェースが第２のエネルギ源に連結されていることを示すインタフェースの電気的特性に基づいて接続イベントを識別し、接続イベントを識別したことに応答して、スイッチング素子を作動させて第１のエネルギ源からの電流路を提供するように構成されている。一実施例によると、インタフェースは、シールドを含むシールド付きケーブルを備え、ここで、処理システムは、シールドの電圧に基づいて接続イベントを識別するように構成されている。別の実施例において、処理システムは、シールドの容量に基づいて接続イベントを識別するように構成されている。別の実施例によると、処理システムは、インタフェースが第２のエネルギ源からの連結を解除されていることを示す切断イベントを識別し、切断イベントに応答して、スイッチング素子を作動させて第１のエネルギ源からの電流路を遮断するように構成されている。更に別の実施例において、電気システムは、スイッチング素子とインタフェースに連結された電力変換モジュールを更に含む。電力変換モジュールは、スイッチング素子が第１のエネルギ源からの電流路を提供したとき、インタフェース経由で第１のエネルギ源から第２のエネルギ源に電力を供給するように構成されている。更なる実施例において、処理システムは、第２のエネルギ源が第１のエネルギ源からの電力を要求していないことを示す切断イベントを識別し、切断イベントを識別したことに呼応して、第１のエネルギ源から電力変換モジュールへの電流を防ぐべくスイッチング素子を作動させるように構成されている。更なる実施例において、電気システムは、第３のエネルギ源とバッテリ管理回路とを更に含む。第３のエネルギ源は、スイッチング素子が第１のエネルギ源からの電流を遮断するとき、処理システムに連結される。バッテリ管理回路は、電力変換モジュールの出力と第３のエネルギ源との間に連結される。処理システムは、第３のエネルギ源の充電状態が第１の閾値以下のときスイッチング素子を作動させて第１のエネルギ源からの電流路を提供するように構成されているが、ここで、バッテリ管理回路は、第３のエネルギ源を電力変換モジュールの出力から充電するように構成されている。処理システムは、更に第３のエネルギ源の充電状態が第２の閾値以上のときスイッチング素子を作動させて第１のエネルギ源から電力変換モジュールへの電流を遮断するように構成されている。
【００４３】
別の実施例によると、第１のエネルギ源からデバイスに電力を供給するシステムが提供される。システムは、第１のエネルギ源に連結するように構成された第１のインタフェースと、デバイスに連結するように構成された第２のインタフェースとを含む。スイッチング素子が第１のインタフェースと第２のインタフェースとの間に連結され、このスイッチング素子は、第１のインタフェースからの電力の流れを制御するように構成されている。電力管理システムは、第２のインタフェースとスイッチング素子に連結されている。電力管理システムは、第２のインタフェースがデバイスに連結されたことに応答してスイッチング素子を閉にするように構成されており、スイッチング素子を閉にすることによって第１のインタフェースからの電流路が生成される。一実施例によると、システムは、スイッチング素子と第２のインタフェースに連結された電力変換モジュールを更に含む。電力変換モジュールは、スイッチング素子が閉にされたとき、第２のインタフェース経由で第１のエネルギ源からデバイスに電力を供給するように構成されている。電力管理システムは、第２のインタフェースがデバイスからの連結を解除されたことに応答して、スイッチング素子を開にして第１のエネルギ源からの電流の流れを遮断するように構成されている。別の実施例によると、デバイスは第２のエネルギ源を含み、第２のインタフェースは、接続要素と、接続要素と一体にされた検出要素とを含む。検出要素は電力管理システムに連結されており、電力管理システムは、第２のインタフェースがデバイスに連結されていることを示す検出要素の第１の状況を検出し、この第１の状況に応答してスイッチング素子を閉にするように構成されている。ここで、接続要素は、第２のインタフェースがデバイスに連結され、かつスイッチング素子が閉にされているとき、スイッチング素子と第２のエネルギ源との間に連結されるように構成されている。更なる実施例において、電力管理システムは、第２のインタフェースがデバイスからの連結を解除されていることを示す第２のインタフェースの第２の状況を検出し、この第２の状況に応答して、スイッチング素子を開にして第１のエネルギ源からの電流の流れを遮断するように構成されている。別の実施例によると、デバイスは第２のエネルギ源を含み、第２のインタフェースは、内部導体コアと、内部導体コアに対して同軸であるとともに内部導体コアを被覆する絶縁体と、絶縁体に対して同軸であるとともに絶縁体を被覆する導体とを含む。電力管理システムは、導体に連結されるとともに、第２のインタフェースがデバイスに連結されていることを示す導体の特性を検出し、第２のインタフェースがデバイスに連結されていることを示す導体の特性を検出したことに応答して、スイッチング素子を閉にするように構成されており、第２のインタフェースがデバイスに連結されているとき、内部導体コアはスイッチング素子と第２のエネルギ源との間に連結されている。更なる実施例において、電力管理システムは、第２のインタフェースがデバイスに連結されていることを示す導体の電圧を検出し、第２のインタフェースがデバイスに連結されていることを示す導体の電圧に応答して、スイッチング素子を閉にするように構成されている。別の実施例において、電力管理システムは、導体に応答信号を生じることになる入力電気信号を導体に印加し、応答信号に基づいて導体の容量を検出し、第２のインタフェースがデバイスに連結されていることを示す導体の容量に応答して、スイッチング素子を閉にするように構成されている。
【００４４】
別の実施例において、目標エネルギ源に連結されたインタフェースを用いて、供給エネルギ源から目標エネルギ源へ電力を供給する方法が提供される。インタフェースは、接続要素と、接続要素と一体にされた検出要素とを含む。方法は、検出要素の電気的特性に基づいてインタフェースが目標エネルギ源に連結されていることを示す接続イベントを検出し、接続イベントに応答して供給エネルギ源からの電流路を確立することを含む。供給エネルギ源は、供給エネルギ源からの電流路が確立されると、接続要素を経由して目標エネルギ源へ電力を供給する。更なる実施例において、接続要素は第１の導体を含み、検出要素は第１の導体に対して同軸の第２の導体を含み、接続イベントを検出することは、インタフェースが目標エネルギ源に連結していることを示す第２の導体の容量を検出することを含む。別の実施例において、接続イベントを検出することは、インタフェースが目標エネルギ源に連結していることを示す第２の導体の電圧を検出することを含む。更に別の実施例において、スイッチング素子が供給エネルギ源とインタフェースとの間に連結されている。スイッチング素子は、開状態において供給エネルギ源からの電流を遮断するように構成されており、電流路を確立することは、接続イベントに呼応してスイッチング素子を閉にすることを含む。スイッチング素子は、閉状態において供給エネルギ源からの電流路を提供する。別の実施例において、方法は、インタフェースの電気的特性に基づいて、目標エネルギ源が供給エネルギ源からの電力の供給を要求していないことを示す切断イベントを検出し、切断イベントに呼応してスイッチング素子を開にすることを更に含む。別の実施例によると、方法は、インタフェースの電気的特性に基づいて、目標エネルギ源が供給エネルギ源からの電力の供給を要求していないことを示す切断イベントを検出し、切断イベントに呼応して供給エネルギ源からの電流を防ぐことを更に含む。
【００４５】
前述の詳細な説明において少なくとも１つの典型的実施例を提示したが、極めて多数の変形が存在することを理解すべきである。ここに記載された典型的な１つまたは複数の実施例は、請求する本発明の範囲、適用可能性または構造を、如何なる点においても制限することを意図していないことも理解すべきである。むしろ、前述の詳細な説明は、説明された１つまたは複数の実施例を当業者が実施するうえで便利な指針を提供するであろう。特許請求の範囲によって定義された範囲から逸脱することなく、構成要素の機能および配列に、本願提出時において既知の均等物および予見可能な均等物を含む種々の変更を施すことができることを理解すべきである。
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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