(57)【要約】【課題】既知の充電方法は、ユーザが手動で電力を負荷グループ間において切り替えることにより、ピーク電流引出し量を物理構成の限度内に維持することを必要としている。【解決手段】負荷管理システム（１００）は、電力入力といくつかのスイッチング電力出力及び非スイッチング電力出力との間のインターフェイスを提供する。コントローラは、システムについて判定されたスイッチング電流限度及び電気負荷の計測電流に基づいて、スイッチング電力出力を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けする。負荷グループは、それぞれの負荷グループ内の電気負荷の電流の合計がスイッチング電流限度を超過しないように、規定されている。また、コントローラは、電源シーケンスに従って、一つ又は複数のスイッチを起動し、電力を負荷グループに印加する。また、負荷グループを用いて電力を電気負荷に分配するための方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気負荷管理システムであって、
前記負荷管理システムを共通電源と結合するように構成された電力入力と、
前記負荷管理システムを複数の電気負荷と結合するように構成された複数の電力出力と、
前記電力入力と前記電力出力の間において結合された複数のスイッチと、
前記電力出力のうちの一つ又は複数の電力出力によって引き出される電流を検知するために前記電力出力に結合された第１電流センサと、
前記複数のスイッチ及び前記第１電流センサに結合されたコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
前記第１電流センサにより、前記複数の電力出力にそれぞれ結合されている複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される電流を計測し、
それぞれの負荷グループごとに、その負荷グループ内の前記電気負荷の計測された電流の合計がスイッチング電流限度を超過しないように、前記スイッチング電流限度及び前記電気負荷の前記計測電流に基づいて、前記電力出力及び個々の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けし、且つ、
電源シーケンスに従って、前記複数のスイッチを起動し、電力を前記共通電源から前記負荷グループに印加する、
ように構成されている、システム。
【請求項２】
前記コントローラに結合されたインジケータを更に有し、前記コントローラは、前記システムの状態に基づいて前記インジケータを起動するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラに結合された温度センサを更に有し、前記コントローラは、前記温度センサから温度信号を受け取ると共に前記温度信号に基づいて前記複数のスイッチのうちの一つ又は複数のスイッチを起動して前記電力出力のうちの一つ又は複数の電力出力をターンオフするように、更に構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記電力入力は、前記負荷管理システムを交流（ＡＣ）電源と結合するように構成されており、前記複数のスイッチは、ＡＣ電力を切り替えるように構成されており、且つ、前記複数の電力出力は、前記負荷管理システムをＡＣ電力を必要とする複数の電気負荷と結合するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記電力入力は、前記負荷管理システムを直流（ＤＣ）電源と結合するように構成されており、前記複数のスイッチは、ＤＣ電力を切り替えるように構成されており、且つ、前記複数の電力出力は、前記負荷管理システムをＤＣ電力を必要とする複数の電気負荷と結合するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記電力入力に結合された非スイッチング電力出力と、前記コントローラに結合された第２電流センサと、を更に有し、前記非スイッチング電力出力は、前記負荷管理システムを対応する非スイッチング電気負荷と結合するように構成されており、且つ、前記第２電流センサは、前記非スイッチング電力出力によって引き出される電流を検知するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記スイッチング電流限度は、前記非スイッチング電気負荷によって引き出される前記計測電流に基づいている請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記電源シーケンスを開始する前に且つ／又は前記電源シーケンスを完了させた後に、前記第２電流センサにより、前記非スイッチング電気負荷によって引き出される前記電流を計測するように構成されている請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記第２電流センサにより、前記電源シーケンスにおいて前記非スイッチング電気負荷によって引き出される前記電流を計測し、
前記非スイッチング電気負荷の電流の前記計測値が前記非スイッチング負荷によって引き出される前記電流の増大を通知した場合に、
前記増大に基づいて前記スイッチング電流限度を調節し、且つ、
前記負荷グループ内の前記電気負荷の前記計測電流の前記合計が前記調節済みのスイッチング電流限度を超過している場合に、
前記電源シーケンスを中断させ、且つ、前記複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される前記電流を再計測し、
前記調節済みのスイッチング電流限度及び前記再計測された電流に基づいて、前記複数の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループに再グループ分けし、且つ、
変更済みの電源シーケンスに従って、前記複数のスイッチを起動し、電力を前記共通電源から前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに印加する、
ように更に構成されている請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、
前記複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される前記電流を再計測し、
前記スイッチング電流限度及び前記再計測された電流に基づいて、前記複数の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループに再グループ分けし、且つ、
変更済みの電源シーケンスに従って、前記複数のスイッチを起動し、電力を前記共通電源から前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに印加する、
ように更に構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記電源シーケンスにおいて前記複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される前記電流を計測し、且つ、前記計測された電流が前記電源シーケンスにおいて前記スイッチング電流限度を上回る前記電気負荷によって引き出される前記電流の増大を通知した場合に、前記複数の電気負荷を再計測すると共に再グループ分けするように、更に構成されている請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記電源シーケンスを完了させた後に、前記複数の電気負荷を再計測すると共に再グループ分けするように、更に構成されている請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
充電ステーションであって、
前記充電ステーションを共通電源と結合するように構成された電力入力と、
前記充電ステーションを充電対象の複数の電気負荷と結合するように構成された複数のスイッチング電力出力と、
前記電力入力と前記スイッチング電力出力の間において結合された複数のスイッチと、
前記スイッチング電力出力のうちの一つ又は複数のスイッチング電力出力によって引き出される電流を検知するために前記スイッチング電力出力に結合された第１電流センサと、
前記電力入力に結合されると共に前記充電ステーションを非スイッチング電気負荷と結合するように構成された非スイッチング電力出力と、
前記非スイッチング電力出力によって引き出される電流を検知するために前記非スイッチング電力出力に結合された第２電流センサと、
前記複数のスイッチ、前記第１電流センサ、及び前記第２電流センサに結合されたコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
前記非スイッチング電力出力によって引き出される前記電流及び前記共通電源の電流限度に基づいて、スイッチング電流限度を判定し、
前記第１電流センサにより、前記スイッチング電力出力にそれぞれ結合された前記電気負荷のそれぞれによって引き出される電流を計測し、
それぞれの負荷グループごとに、その負荷グループ内の前記電気負荷の前記計測された電流の合計が前記スイッチング電流限度を超過しないように、前記スイッチング電流限度及び前記電気負荷の前記計測電流に基づいて、前記スイッチング電力出力及び個々の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けし、且つ、
電源シーケンスに従って、前記複数のスイッチを起動し、電力を前記共通電源から前記負荷グループに印加する、
ように構成されている、充電ステーション。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記電源シーケンスを開始する前に且つ／又は前記電源シーケンスを完了させた後に、前記第２電流センサにより、前記非スイッチング電力出力によって引き出される前記電流を計測するように構成されている請求項１３に記載の充電ステーション。
【請求項１５】
前記コントローラは、
前記第２電流センサにより、前記電源シーケンスにおいて前記非スイッチング電力出力によって引き出される前記電流を計測し、
前記非スイッチング電力出力の電流の前記計測値が前記非スイッチング電力出力によって引き出される前記電流の増大を通知した場合に、
前記増大に基づいて前記スイッチング電流限度を調節し、且つ、
前記負荷グループ内の前記電気負荷の前記計測電流の前記合計が前記調節済みのスイッチング電流限度を超過している場合に、
前記電源シーケンスを中断させ、且つ、前記スイッチング電力出力のそれぞれによって引き出される前記電流を再計測し、
前記調節済みのスイッチング電流限度及び前記再計測された電流に基づいて、前記スイッチング電力出力及び個々の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループに再グループ分けし、且つ、
変更済みの電源シーケンスに従って、前記複数のスイッチを起動し、電力を前記共通電源から前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに印加する、
ように更に構成されている請求項１３に記載の充電ステーション。
【請求項１６】
前記コントローラは、
前記スイッチング電力出力のそれぞれによって引き出される前記電流を再計測し、
前記スイッチング電流限度及び前記再計測された電流に基づいて、前記スイッチング電力出力及び電気負荷を一つ又は複数の負荷グループに再グループ分けし、
変更済みの電源シーケンスに従って、前記複数のスイッチを起動し、電力を前記共通電源から前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに印加する、
ように、更に構成されている請求項１３に記載の充電ステーション。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記電源シーケンスにおいて前記スイッチング電力出力のそれぞれによって引き出される前記電流を計測し、且つ、前記計測された電流が前記電源シーケンスにおいて前記スイッチング電流限度を上回る前記スイッチング電力出力によって引き出される前記電流の増大を通知した場合に、前記スイッチング電力出力及び電気負荷を再計測すると共に再グループ分けするように、更に構成されている請求項１６に記載の充電ステーション。
【請求項１８】
前記コントローラは、前記電源シーケンスを完了させた後に、前記スイッチング電力出力及び電気負荷を再計測すると共に再グループ分けするように、更に構成されている請求項１６に記載の充電ステーション。
【請求項１９】
前記充電対象の複数の電気負荷は、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、カメラ、音楽プレーヤ、及びＧＰＳ装置のうちの少なくとも一つを有する請求項１３に記載の充電ステーション。
【請求項２０】
前記充電ステーションは、ノートブック充電カートを有する請求項１３に記載の充電ステーション。
【請求項２１】
前記充電ステーションは、固定された電池充電ステーションを有する請求項１３に記載の充電ステーション。
【請求項２２】
電力を電気負荷に対して分配するための方法であって、
負荷管理システムを通じて共通電源に結合された複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される電流を計測するステップと、
それぞれの負荷グループごとに、その負荷グループ内の前記電気負荷の前記計測された電流の合計がスイッチング電流限度を超過しないように、前記スイッチング電流限度及び前記電気負荷の前記計測電流に基づいて、前記電気負荷を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けするステップと、
電源シーケンスに従って前記電力を前記負荷グループのそれぞれに対して切り替えることにより、電力を前記共通電源から前記負荷グループに印加するステップと、
を有する方法。
【請求項２３】
前記複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される前記電流を計測する前記ステップは、電力を一度に一つの電気負荷に対して印加するステップを有する請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記複数の電気負荷をグループ分けする前記ステップは、所定のスイッチング電流限度を超過することなしに、それぞれの負荷グループ内の電気負荷の数を最大化させるステップを有する請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記電源シーケンスにおける第１負荷グループは、前記スイッチング電流限度を超過しない最大電流引出し量を有する負荷グループである請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記共通電源から、前記電源シーケンスに従って、前記負荷グループに対して、且つ、前記負荷管理システムを通じて、非スイッチング電気負荷に対して、電力を同時に印加するステップを更に有する請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記非スイッチング電気負荷によって引き出される電流を計測するステップを更に有し、前記スイッチング電流限度は、前記非スイッチング電気負荷によって引き出される前記計測電流に基づいている請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記電源シーケンスを開始する前に且つ／又は前記電源シーケンスを完了させた後に、前記非スイッチング電気負荷によって引き出される前記電流を計測するステップを更に有する請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記電源シーケンスにおいて前記非スイッチング電気負荷によって引き出される前記電流を計測するステップを更にし、且つ、
前記非スイッチング電気負荷の前記電流を計測するステップが前記非スイッチング負荷によって引き出される前記電流の増大を示した場合に、
前記増大に基づいて前記スイッチング電流限度を調節するステップと、
前記負荷グループ内の前記電気負荷の前記計測電流の前記合計が前記調節済みのスイッチング電流限度を超過した場合に、
前記電源シーケンスを中断させ、且つ、前記複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される前記電流を再計測するステップと、
前記調節済みのスイッチング電流限度及び前記再計測された電流に基づいて、前記複数の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループに再グループ分けするステップと、
変更済みの電源シーケンスに従って前記電力を前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに対して切り替えることにより、電力を前記共通電源から前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに対して印加するステップと、
を更に有する請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記スイッチング電流限度は、前記共通電源の電流限度に更に基づいている請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される前記電流を再計測するステップと、
前記スイッチング電流限度及び前記再計測された電流に基づいて、前記複数の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループに再グループ分けするステップと、
変更済みの電源シーケンスに従って前記電力を前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに対して切り替えることにより、電力を前記共通電源から前記再グループ分けされた負荷グループのそれぞれに対して印加するステップと、
を更に有する請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記電源シーケンスにおいて前記複数の電気負荷のそれぞれによって引き出される前記電流を計測し、且つ、前記計測された電流が前記電源シーケンスにおいて前記スイッチング電流限度を上回る前記電気負荷によって引き出される前記電流の増大を通知した場合に、前記複数の電気負荷を再計測すると共に再グループ分けするステップを更に有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記電源シーケンスを完了させた後に、前記複数の電気負荷を再計測すると共に再グループ分けするステップを更に有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記負荷管理システムは、電池を充電するために構成されている請求項２２に記載の方法。
【請求項３５】
前記負荷管理システムは、ノートブックコンピュータを充電するための充電ステーションの一部である請求項２２に記載の方法。
【請求項３６】
前記充電ステーションは、ノートブック充電カートを有する請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記充電ステーションは、ノートブック充電カートを有する請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年６月３０日付けで出願された米国仮特許出願第６１／３６０，２７７号及び２０１０年９月１５日付けで出願された米国仮特許出願第６１／３８３，２２４号の利益を主張する。これら両特許出願の内容は、本引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
【０００２】
本発明の実施形態は、一般に、電気負荷の管理に関し、且つ、更に詳しくは、共通電源から供給可能なものを上回る電力を要求する電気装置の負荷の管理に関する。
【背景技術】
【０００３】
複数の電気負荷が、単一の共通電源に接続されると共にこの共通電源による電力供給を受けるという事例が多数存在している。共通電源は、それぞれの負荷への十分な電力供給を保証するために、すべての電気負荷に対して十分な電力を供給するように設計されることになろう。
【０００４】
但し、特定の状況においては、すべての電気負荷に対して電力を十分に供給するには不十分な電力しか供給しない電源からいくつかの電気負荷に電力を供給することが望ましい場合もある。供給可能な電力を上回る電力を要求することは、いくつかのケースにおいては、電源に組み込まれている保護回路の作動のみならず、即ち、これに加えて、不十分な装置性能をも、もたらすことになろう。例えば、過負荷は、回路遮断器のトリップに起因し、過電流又は電流制限回路による電源電圧のフォールドバックを、或いは、供給可能な電源電力を超過することなしに分配される電力を既知の受け入れ可能なレベルに制限するその他の方法を、結果的にもたらす可能性がある。保護機能の起動は、電力供給を必要としている一つ又は複数の電気負荷に到達する電力を低減させるか又はこれをなくしてしまう可能性がある。この結果、電源に装着されている一つ又は複数の負荷の機能が低減されるか又は無効になる可能性がある。
【０００５】
電源電力は、例えば、配線のサイズ、回路遮断器の制限、米国又は外国の電気規程、高調波電流の発生、車両の電力制限、或いは、太陽光又は風力によって生成される電力などの現在入手可能な代替エネルギ源に起因した制限などを含むいくつかの理由から制限されることになろう。
【０００６】
これらのタイプの制限が適用されることになる構成の一例が、コンピュータノートブック又はラップトップ充電カート又は充電ステーションである。複数のラップトップコンピュータが同時に使用される状況が多数存在している。例えば、教育を目的として、複数のラップトップコンピュータが教室において広く使用されている。多くの場合に、教室内において、１０〜４０台のノートブックが同時に使用されている。通常のラップトップカートは、ラップトップが載置される棚と、ラップトップを充電及び／又は使用するための電力及び／又は通信接続と、を有するキャビネットである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くの場合に、多数のノートブックを同時に充電及び／又は使用するのに必要とされる電力消費量は、交流（ＡＣ）線間電圧について米国及び外国の電気規程によって規定されている限度を超過する可能性がある。また、このタイプの電力消費量は、しばしば、ノートブックの電池を直接充電する電子回路にバルク充電電流を供給する直流（ＤＣ）電源の容量を超過する場合もある。既知の充電方法は、ユーザが手動で電力をノートブック又は電池のグループ間において切り替えることにより、ピーク電流引出し量を物理構成の限度内に維持することを必要としている。また、コンピュータカート又は充電ステーションに補助電力取出装置が設けられている場合には、既知の方法によれば、ユーザは、内部装置がスイッチオフされている間に、手動で電力供給対象の任意の外部装置をスイッチオンする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、電力をいくつかの電気負荷の間において切り替えるための電気負荷管理システムが提供される。負荷管理システムは、負荷管理システムを共通電源に結合する電力入力と、複数の電気負荷と結合する複数の電力出力と、を含む。いくつかのスイッチが電力入力を電力出力に結合している。電流センサが、電力出力に結合されており、且つ、電力出力のうちの一つ又は複数の電力出力によって引き出される電流を検知する。コントローラが、スイッチ及び電流センサに結合されており、且つ、電力出力及び個々の電気負荷のそれぞれによって引き出される電流を計測するように構成されている。また、コントローラは、システムについて判定されたスイッチング電流限度及び電気負荷の計測電流に基づいて、電力出力及び電気負荷を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けする。負荷グループは、それぞれの負荷グループ内の電気負荷の電流の合計がスイッチング電流限度を超過しないように、規定されている。また、コントローラは、電源シーケンスに従って、スイッチを起動し、電力を共通電源から負荷グループに印加するように構成されている。
【０００９】
本発明の別の態様は、電力を電気負荷に分配するための方法を提供する。この方法は、負荷管理システムを通じて共通電源に結合されたいくつかの電気負荷のそれぞれによって引き出される電流を計測するステップを含む。電気負荷は、スイッチング電流限度及び電気負荷の計測電流に基づいて、一つ又は複数の負荷グループにグループ分けされる。グループ分けは、それぞれの負荷グループごとに、その負荷グループ内の電気負荷の計測電流の合計がスイッチング電流限度を超過しないように、構成されている。また、本方法は、電源シーケンスに従って電力を負荷グループのそれぞれに対して切り替えることにより、電力を共通電源から負荷グループに印加するステップをも含む。
【００１０】
本発明の別の態様は、充電ステーションの電気負荷の管理を実現する。充電ステーションは、充電ステーションを共通電源と結合するように構成された電力入力と、充電のために充電ステーションをいくつかの電気負荷と結合するように構成された複数のスイッチング電力出力と、を含む。また、充電ステーションは、共通電源からスイッチング電力出力に電力を印加するために電力入力とスイッチング電力出力の間に結合されたいくつかのスイッチをも含む。スイッチング電力出力のうちの一つ又は複数のスイッチング電力出力によって引き出される電流を検知するために、電流センサがスイッチング電力出力に結合されている。一実施形態においては、任意選択の非スイッチング電力出力が、電力入力に結合され、且つ、充電ステーションを非スイッチング電気負荷と結合するように構成されており、非スイッチング出力に結合された第２電流センサが、非スイッチング電力出力によって引き出される電流を検知している。いずれの実施形態においても、充電ステーションは、コントローラを含み、コントローラは、スイッチ、第１電流センサ、及び任意選択によって第２電流センサに結合されている。コントローラは、第１電流センサにより、スイッチング電力出力にそれぞれ結合された電気負荷のそれぞれによって引き出される電流を計測する。電流を計測した後に、コントローラは、それぞれの負荷グループごとに、その負荷グループ内の電気負荷の計測電流の合計がスイッチング電流限度を超過しないように、スイッチング電流限度及び電気負荷の計測電流に基づいて、スイッチング電力出力及び個々の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けする。また、コントローラは、電源シーケンスに従って、スイッチを起動し、電力を共通電源から負荷グループに印加するように構成されている。いくつかのケースにおいては、コントローラは、任意選択の非スイッチング電力出力によって引き出される電流及び／又は共通電源の電流限度に基づいてスイッチング電流限度を判定するように構成されている。
【００１１】
これらの及び様々なその他の特徴及び利点については、以下の詳細な説明を参照することにより、明らかとなろう。
【００１２】
添付の図面は、本発明の特定の実施形態の例示を目的としたものであり、且つ、従って、本発明の範囲を限定するものではない。添付図面は、（特記されていない限り）縮尺が正確ではなく、且つ、以下の詳細な記述における説明との関連において使用されることを意図したものである。以下、添付図面との関連において、本発明の実施形態について記述することとするが、添付図面においては、同一符号によって同一の要素を表記している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による負荷管理システムの複数の機能を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による負荷管理システムの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態によるいくつかの非スイッチング及びスイッチング電気装置に電力を印加するための方法を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態による負荷管理システム用のインジケータパネルの図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による充電ステーションの斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による充電ステーションの斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの充電ステーションの別の斜視図である。
【図５Ｄ】図５Ｂの充電ステーションの背面斜視図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態によるカートの平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのカートの前面斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ａのカートの正面図である。
【図６Ｄ】図６Ａのカートの側面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による、そのドアが開放された状態にあるカートの前面斜視図である。
【図７Ｂ】その背面パネルが取り除かれた状態にある図７Ａのカートの背面斜視図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態による、カバーが開放位置にある補助電源コンセントの前面斜視図である。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態による、カバーが開放位置にある補助電源コンセントの前面斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるノートブック充電カート用の電源システムの概略図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図９Ｃ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図１１Ｃ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明は、その特性が例示を目的としたものであり、且つ、本発明の範囲、適用可能性、又は構成をいかなる方式によっても限定することを意図したものではない。むしろ、以下の説明は、本発明の例示用の実施形態を実装するためのいくつかの実際的な例示を提供している。選択された要素については、構造、材料、寸法、及び製造プロセスの例が提供されており、且つ、すべてのその他の要素は、当業者には周知のものを利用している。当業者は、記述されている例の多くが様々な適切な代替肢を有することを認識するであろう。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による負荷管理システム１００を示す概略図である。一般に、システム１００は、電源１０２と複数の電気負荷１０４の間のインターフェイスを提供しており、これにより、電源１０２から電気負荷１０４のうちの一つ又は複数の負荷への電力の分配を制御する。負荷管理システム１００は、様々な環境において電気負荷を管理するための有用な解決策を提供することができる。例えば、システム１００は、学校の教室又はビジネス環境において使用される多数のラップトップコンピュータ（本明細書においては、「ノートブックコンピュータ」又は「ノートブック」とも呼称する）に電力供給すると共に／又はこれらを充電するために使用することができる。また、システム１００は、例えば、タブレットコンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、カメラ、音楽プレーヤ、及び／又はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）装置を含むモバイル演算装置のグループのための電力を管理するために使用することもできよう。いくつかの例においては、システム１００は、輸送手段（例えば、自動車や航空機など）の電力システムに結合されたいくつかの電気負荷に電力を供給するために有用であろう。当然のことながら、これらは、システム１００を使用するためのいくつかの想定される例に過ぎず、且つ、システム１００は、その他の状況においても有用であろう。
【００１６】
いくつかのケースにおいては、負荷管理システム１００は、風力や太陽光などの代替エネルギ源から複数の電気負荷に対する電力の供給を管理するために有用であろう。その他のエネルギ源をシステムに結合してもよく、且つ、電力の特定のフォーマット又は構成は、特定の実施形態の要件に応じて変化してもよい。更に後述するように、いくつかのケースにおいては、電源１０２は、ＡＣ電力又はＤＣ電力を供給してもよい。いくつかの実施形態においては、電力は、パルス化されているか、正弦波であるか、非正弦波であるか、或いは、別の波形を有する。
【００１７】
図１に示されているように、負荷管理システム１００は、電力を複数の電気負荷１０４に分配するために有用ないくつかの機能を提供している。具体的には、システム１００は、電源の保護１１０、突入電流の制限１１２、制御ロジック１１４、電流の検知１１６、スイッチング電力の分配１１８、及び非スイッチング電力の分配１２０を提供している。いくつかの実施形態によれば、負荷管理システム１００の機能は、ハードウェア及びファームウェア又はソフトウェア、或いは、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアの組合せによって実装及び提供することができる。図示のシステム１００は、本明細書に記述されている負荷管理システムの一例に過ぎず、且つ、その他の実施形態は、図１に示されている機能のすべて又は一部のみを提供してもよく、或いは、示されてはいない別の機能を提供してもよい。図示の負荷管理システム１００における機能のいくつかについては、更に詳細に後述することとする。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態による負荷管理システム２００の概略図である。システム２００は、一般に、電力入力２０２と複数の電力出力２０４の間のインターフェイスを提供している。電力出力２０４は、スイッチ２０６を通じて入力に結合されており、これらのスイッチ２０６は、電力を電力出力２０４に選択的に伝達するように機能する。スイッチ２０６の、並びに、従って、電力入力２０２から電力出力２０４のうちの一つ又は複数の電力出力への電力の分配の、制御をコントローラ２０８によって制御及び管理することができる。電流センサ２１０が、電力出力２０４及びコントローラ２０８に結合されており、これにより、コントローラ２０８は、電力出力２０４のうちの一つ又は複数の電力出力によって引き出される計測電流に基づいて電力分配に関する決定を下すことができる。また、この実施形態においては、負荷管理システム２００は、非スイッチング補助電力出力２１２及び非スイッチングネットワーキング電力出力２１４を含む２つの非スイッチング電力出力をも含む。ネットワーキング電力出力２１４は、第１電流センサ２１０に結合されており、第１電流センサ２１０は、ネットワーキング電力出力２１４によって引き出される電流の計測値をも提供する。第２電流センサ２１６が、非スイッチング補助出力２１２に結合されており、且つ、補助出力２１２によって引き出される電流の計測値を提供する。
【００１９】
図２を再度参照すれば、電力入力２０２は、負荷管理システムを単一の共通電源（図示されてはいない）と結合するように構成されている。この実施形態においては、電力入力２０２は、電源コンセントであり、且つ、外部電力は、電源コード及び接続されたプラグを通じてシステム２００に導入される。その他の着脱自在のコネクタ、並びに、配線による接続を含むその他のタイプの電力入力を使用してもよい。次いで、いくつかの実施形態においては、電力は、保護及びコンディショニング回路２２０を通じてシステム２００に伝達される。保護及びコンディショニング回路２２０は、負荷管理システム２００の残りの部分及び電力出力２０４に装着された電気負荷からの放射を制御するために、回路遮断器及び／又はリセット可能なヒューズ（例えば、ＰＴＣ装置）並びにラインフィルタを含む。この例においては、負荷管理システム２００は、ＡＣ電力を電力入力２０２において受け取るように構成されている。その他の実施形態は、ＤＣ電力を受け取るように構成されてもよい。
【００２０】
負荷管理システム２００は、電力入力２０２を通じて電力を受け取り、且つ、次いで、その電力をスイッチ２０６を通じて電力出力２０４のうちの一つ又は複数の電力出力に送っている。電力出力２０４は、負荷管理システムを一つ又は複数の電気負荷（図２には図示されていない）と結合するように構成されている。図２に示されている例においては、電力出力２０４は、電気負荷に接続されたプラグを受け入れることができる電源コンセントとして構成されている。状況に応じて、電気負荷まで配線された出力を含むその他のタイプの接続を使用してもよい。
【００２１】
スイッチ２０６は、電力入力２０２と電力出力２０４の間に結合されている。従って、電力出力２０４は、「スイッチング」電力出力とも呼称される。スイッチ２０６は、当技術分野において既知の任意の適切なスイッチング装置を使用して実装することができる。例は、限定を伴うことなしに、半導体リレー（ＡＣ及びＤＣ）、トライアック（ＡＣ）、ＭＯＳＦＥＴ（ＤＣ）を含む。スイッチ２０６は、コントローラ２０８に結合されており、コントローラ２０８は、例えば、ローレベルの制御ロジック信号を通じてスイッチを作動させる。
【００２２】
コントローラ２０８は、入力２２２を介して電力入力２０２から動作電力を受け取る。また、電力がＡＣである場合には、コントローラ２０８は、コントローラ２０８に電力供給するためにＤＣ信号を生成するためのＡＣ／ＤＣコンバータを含んでもよい。コントローラ２０８は、望ましい制御をシステム２００に対して提供するように構成された処理コンポーネント２２４を含む。処理コンポーネントは、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアの任意の適切な組合せとして実装することができる。いくつかのケースにおいては、処理コンポーネントは、マイクロプロセッサと、内蔵されたメモリ内に保存されている関連するファームウェアと、を含む。一例においては、処理コンポーネント２２４は、ＰＩＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実装されているが、その他のタイプのプログラム可能なプロセッサも想定される。
【００２３】
図２に示されているように、コントローラ２０８は、電流センサ２１０に結合されており、この電流センサ２１０は、スイッチ２０６を通じて電力出力２０４のそれぞれに結合されている。電流センサ２１０は、数ある中でも、例えば、抵抗性短絡、ホール効果センサ、又は誘導性センサを含む任意の適切な方法を使用して実装することができる。コントローラ２０８は、センサ２１０を通じて、単独で又は様々な組合せにおいて、一つ又は複数の電力出力２０４によって（例えば、出力に結合された電気負荷によって）引き出される電流を監視及び計測することができる。特定の電力出力２０４によって引き出される電流を計測するために、コントローラ２０８は、その他の電力出力のスイッチを無効化しつつ、特定の電力出力２０４に対応したスイッチ２０６を起動するように、構成されている。次いで、コントローラ２０８は、電流センサ２１０を使用し、電力入力２０２から引き出される電流を監視する。
【００２４】
図２に示されている例においては、単一の電流センサ２１０を使用し、電源コンセント２０４のそれぞれによって引き出される電流を計測している。複数の電流センサを使用し、複数の電力出力によって引き出される電流を更に迅速に（例えば、同時に）計測することもできるものと想定される。例えば、電流センサは、特定の電力出力２０４まで延在する回路分岐のそれぞれに沿って配置することができよう。
【００２５】
いくつかの実施形態によれば、コントローラ２０８は、電力出力２０４（並びに、個々の負荷）をグループ分けした後に電力を電源シーケンスに従って電力出力のグループに対して選択的に印加することにより、利用可能な電力を電力入力２０２から電力出力２０４に分配するように構成されている。これは、特に、電力出力２０４及び個々の電気負荷（図示されてはいない）によって引き出される合計電流が電力入力２０２によって供給される電流を上回る場合があるケースにおいて、電力出力２０４に接続されている電気負荷に電力供給するために有用な方法でありうることが判明している。この方法によれば、コントローラ２０８は、スイッチング電力出力２０４のそれぞれによって引き出される電流を計測し、且つ、次いで、計測された電流及び既定のスイッチング電流限度に基づいて、電力出力２０４及び個々の電気負荷を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けするように、構成されている。一実施形態においては、スイッチング電力出力２０４は、特定のグループ内の電力出力２０４の計測電流の合計がスイッチング電流限度を超過しないように、グループ分けされている。次いで、コントローラ２０８は、規定されたグループに対して電力を順番に印加するために、適切なスイッチ２０６を起動することができる。
【００２６】
スイッチング電流限度は、任意の一時点において電力入力２０２から電力出力２０４に印加されている電力量の望ましい限度を表す既定の閾値である。スイッチング電流限度は、例えば、電力入力２０２の電流容量を含むいくつかの要因を使用して判定することができる。後述するように、更に、又はこの代わりに、いくつかの状況においては、スイッチング電流限度は、スイッチング出力２０４とは別の出力に分配される電力量に基づいて判定することもできる。
【００２７】
いくつかの実施形態によれば、負荷管理システムは、非スイッチング型の（例えば、連続的な）電力を一つ又は複数の電力出力に供給することもできる。図２に示されているように、負荷管理システム２００は、２つの非スイッチング電力出力を、即ち、非スイッチング補助電力出力２１２及び非スイッチングネットワーキング電力出力２１４を、含む。ネットワーキング電力出力２１４は、第１電流センサ２１０に結合されており、第１電流センサ２１０は、ネットワーキング電力出力２１４によって引き出される電流の計測値を提供することができる。第２電流センサ２１６は、非スイッチング補助出力２１２に結合されており、且つ、補助出力２１２によって引き出される電流の計測値を提供する。
【００２８】
任意の望ましい数の非スイッチング電力出力を負荷管理システム２００内に含むことができる。非スイッチング出力に結合された電流センサは、非スイッチング出力によって引き出される電流を計測するために有用であろう。例えば、負荷管理システム２００内の電流センサ２１６により、コントローラ２０８は、ポート２１２に接続されている負荷のタイプに応じて変化するか又は定期的にシャットオフされる補助ポート電流を容易に判定することができる。更には、第１電流センサ２１０により、コントローラ２０８は、スイッチ２０６が無効になった際に、ネットワーキング電力出力２１４によって引き出される電流を容易に判定することができる。
【００２９】
非スイッチング電力出力を通じて電気負荷に電力供給することにより、負荷管理システム２００は、これらの負荷のための電力分配を、スイッチング電力出力２０４に接続されている負荷よりも、優先させることができる。例えば、非スイッチング電力出力２１２、２１４には、スイッチング出力２０４と共に使用されるスイッチング電源シーケンスが適用されず、且つ、従って、いくつかのケースにおいては、非スイッチング出力及び接続されている電気負荷は、連続的な電力を受け取ることが可能であり、スイッチング出力２０４は、間欠的な電力のみを受け取ってもよい。更には、いくつかのケースにおいては、電力入力２０２からの利用可能な電力の一部は、事実上、非スイッチング電力出力に専用となっており、これにより、スイッチング電力出力２０４への分配に利用可能な電力の量が減少している。従って、いくつかのケースにおいては、スイッチング出力２０４のスイッチング電流限度を、一つ又は複数の非スイッチング負荷によって引き出される一つ又は複数の電流に基づいて判定している。
【００３０】
一例として、一実施形態においては、コントローラ２０８は、補助ポート２１２に接続された外部の非スイッチング負荷が電源投入されているかどうかを電流センサ２１６を通じて検知するように構成されている。コントローラ２０８は、補助ポート２１２によって引き出される電流を計測し、且つ、次いで、この計測された電流を、スイッチング電力出力２０４が予め利用可能である電流から減算する。従って、非スイッチング電力出力及び負荷のために予約されている電力の量に基づいて、スイッチング電力出力のスイッチング電流限度を判定又は調節することができる。いくつかのケースにおいては、この方法によれば、低減された電力レベルをスイッチング電力出力２０４に依然として供給しつつ、非スイッチング出力２１２、２１４が利用可能な電流を最大化させることができる。非スイッチング負荷又は装置がターンオフされるか又は非スイッチング出力からプラグが引き抜かれたら、コントローラ２０８は、スイッチング出力のスイッチング電流限度を自動的に増大させることができる。
【００３１】
図２に示されているシステム２００などの負荷管理システムは、様々な用途に適合するように変更することが可能であり、且つ、いくつかの更に大規模なシステムに内蔵されてもよい。図５〜図１２を参照して後述するように、本発明のいくつかの実施形態は、外部又は周辺装置のための電力をも供給しつつ、いくつかのラップトップコンピュータの電池を充電するために構成された負荷管理システムを提供する。例えば、負荷管理システムは、非スイッチング電力ポートを通じて、プリンタ、プロジェクタ、スキャナ、又はその他の装置などのアクセサリにも電力を供給しつつ、複数のスイッチング電力ポートを通じて電力を複数のノートブック又はノートブックの電池に供給してもよい。従って、負荷管理システム２００は、すべての接続された装置に対して同時に十分に電力供給するには不十分な単一の電源を使用していずれもが電力供給されている周辺装置及びアクセサリの使用を依然として許容しつつ、ノートブックの電池を充電するために、有用であろう。
【００３２】
いくつかのケースにおいては、負荷管理システムは、デスクトップ充電ステーション（例えば、図５Ａ〜図５Ｄなどのもの）又はノートブック充電カート（例えば、図６及び図７に示されているようなもの）などの電池充電ステーションに内蔵されてもよい。但し、本発明の実施形態は、ノートブックの用途に限定されるものではなく、且つ、様々な電気装置（即ち、電気負荷）のための電力の供給を対象としてもよい。例えば、電気負荷２０４は、数ある中でも、タブレットコンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、カメラ、音楽プレーヤ、及び／又はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）装置などの装置を含むことができる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態によるいくつかの非スイッチング及びスイッチング電気装置に電力を印加するための方法３００を示す流れ図である。一実施形態によれば、方法３００は、図２の負荷管理システム２００との関連において説明したコントローラ２０８などの方法のステップを実行するように構成されたコントローラによって実装することができる。一態様によれば、図示の方法３００は、一般に、限定された量の利用可能な電力が、いくつかの間欠的なスイッチング負荷と、適宜、一つ又は複数の連続的な非スイッチング負荷と、の間において分配される電力分配方式を可能にする。また、いくつかのケースにおいては、方法３００により、入力電力の分配に優先順位付けすることが可能となる。例えば、いくつかのケースにおいては、必要に応じて完全な動作を提供するように、優先権が特定の非スイッチング負荷に対して付与される。いくつかのケースにおいては、非スイッチング負荷に供給した後の残った電力は、低優先順位の負荷に印加されており、且つ、この残った電力を優先順位の低い負荷のグループ間において切り替えることにより、残りの入力電力の容量を最大化させてもよい。
【００３４】
図３を再度参照すれば、この例においては、方法３００は、一般に、特定の負荷によって引き出される電流を計測及び／又は判定するステップと、電流計測値及び／又は判定結果に基づいていくつかのスイッチング負荷をグループ分けするステップと、次いで、同時に電力をスイッチング負荷のグループに対して印加するステップと、を含む。図３には、いくつかのステップが一つの順序において示されているが、本方法のステップは、必ずしも、図示の順序において実行する必要はないことを理解されたい。更には、方法３００は、電力を「装置」に印加するという観点において説明されているが、本方法は、電気負荷に対して全般的に適用可能であると考えられることを理解されたい。
【００３５】
非スイッチング型の又は連続的に電力供給される負荷に電力を印加する必要がある場合には、図示の方法３００の最初のステップは、電力を任意の非スイッチング装置に供給し、且つ、それらの装置によって引き出される電流を計測するステップ（３０２）を含むことができる。図２を参照すれば、このステップは、例えば、電力を補助電力出力２１２に印加するステップと、次いで、コントローラ２０８に結合されている電流センサ２１６を使用し、補助出力２１２によって引き出される電流を計測するステップと、を含むことができよう。更には、このステップは、スイッチ２０６を無効にし、電力をネットワーキング電力出力２１４に印加し、且つ、コントローラ２０８に結合されている第１電流センサ２１０によって出力２１４によって引き出される電流を計測するステップを含むことができよう。電流を計測するか又はその他の方法によって判定した後に（３０２）、電流値を将来使用するためにメモリ内に保存してもよい。
【００３６】
図３を再度参照すれば、方法３００は、電気負荷／装置のグループ分けにおいて使用するためにスイッチング電流限度を判定するステップ（３０４）を更に含む。上述のように、スイッチング電流限度は、任意の一時点においてスイッチング負荷が利用可能な電力量の限度を表す既定の閾値である。スイッチング電流限度は、例えば、電力入力の電流容量又は電流限度、並びに、非スイッチング負荷によって引き出されると共にステップ３０２において計測される電流を含むいくつかの要因を使用して判定することができる。一実施形態によれば、スイッチング電流限度は、電力入力の電流容量／限度を判定し、且つ、次いで、非スイッチング負荷と関連する任意の計測された又はその他の既知の電流を減算することにより、算出される。
【００３７】
いくつかのケースにおいては、スイッチング電流限度を判定するステップ（３０４）は、電力入力において受け取られる線電流の変動を考慮するために、スイッチング電流限度を調節するステップをも含む。例えば、動作の際に、線間電圧の変化は、利用可能な電源電流に対して影響を及ぼす。このタイプの変動を考慮するために、スイッチング電流限度を下方に（例えば、１０〜２０％だけ）調節することにより、電源分配線路上におけるその他の負荷によって生成される入力電圧の降下に起因した入力電流の増大を許容することができる。このタイプのヒステリシスの提供は、いくつかのケースにおいては、負荷がスイッチング電流限度の最大値の近傍に位置している際の負荷間における絶え間ない電力スイッチング及び電流の再チェックに起因した誤ったアラームの防止又はこの可能性の低減に有用であろう。また、いくつかのケースにおいては、スイッチング電流限度は、米国や欧州などの世界の様々な領域における線間電圧の変動を考慮するために設定されてもよい。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、線間電圧とは無関係に最大電流を自動的に制限することにより、世界中の電圧源の範囲を補償している。
【００３８】
また、図３を再度参照すれば、方法３００は、それぞれのスイッチング電気負荷又は装置によって引き出される電流を計測するステップ（３０６）をも含む。例えば、図２を参照すれば、コントローラ２０８は、電流センサ２１０を使用してスイッチング電力出力２０４のそれぞれと関連する電流を計測するように構成されている。それぞれの出力によって引き出される電流を計測した後に、計測された電流を将来使用するためにメモリ内に保存することができる。
【００３９】
図２を更に参照すれば、いくつかのケースにおいては、それぞれの出力２０４を一度に一つずつスイッチオンし、出力に結合された負荷によって引き出される電流を計測し、計測された電流値を保存し、その特定の出力への電力をスイッチオフし、次の出力に電力を切り替え、且つ、シーケンスを最初から繰り返すことにより、それぞれの出力２０４によって引き出される電流を判定している。このシーケンスによれば、単一の電流センサ２１０により、スイッチング出力２０４と関連する電流を一度に一つずつ計測することができる。また、この方法は、電力供給方式の初期化の際に、過大な電力が電力入力２０２に対して要求される可能性を低減し、これにより、早期の過電流障害のリスクを減少させることもできる。
【００４０】
いくつかのケースにおいては、それぞれの電力出力２０４に対して電力を切り替えるステップと出力によって引き出される電流を計測するステップの間に遅延を組み込んでいる。例えば、コントローラ２０８は、電力を電力出力２０４及び関連する負荷に対して印加し、且つ、次いで、多少の時間（例えば、数ミリ秒）にわたって待機した後に、その電力出力２０４及び負荷と関連する電流を計測するように、スイッチ２０６のうちの一つを起動するべく構成されてもよい。この手順は、様々な電気負荷の電源が立ち上がる方法の変動を考慮するために（例えば、ランプ電流（ｒａｍｐｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ）などを考慮するために）有用であり、且つ、それぞれの電力出力２０４における正確な電流計測の実施を保証することができる。
【００４１】
図３を再度参照すれば、それぞれのスイッチング装置の電流が計測され（３０６）、任意の非スイッチング負荷と関連する電流が計測され（３０２）、且つ、スイッチング電流限度が判定された後に（３０４）、本方法は、スイッチング電流限度及び計測された電流に基づいて、スイッチング出力及び関連する電気負荷を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けするステップ（３０８）を更に含む。従って、負荷グループは、スイッチング出力のうちの一つ又は複数のスイッチング出力及び対応するスイッチング電気負荷を含むように規定されている。電力入力と関連する既定のスイッチング電流限度を考慮することにより、それぞれのグループは、好ましくは、いくつかのスイッチング出力及び負荷を含むが、選択された出力／負荷と関連する計測された電流の合計は、スイッチング電流限度を超過しない。従って、電力を特定の負荷グループに対して切り替える際に、その負荷グループ内の出力／負荷の合計電流引出し量は、予め判定されたスイッチング電流限度を上回ることにならない。
【００４２】
いくつかの方法を使用し、スイッチング出力とスイッチング負荷を一緒にグループ分けすることが可能であり、且つ、本発明の実施形態は、特定の方法のみに限定されるものと解釈してはならない。いくつかの実施形態によれば、ステップ３０８は、可能な限り多くのスイッチング出力／負荷が、予め判定されたスイッチング電流限度を超過することなしに、同時に電力供給されるように、単一の負荷グループ内のスイッチング出力及び装置の数を最大化させることを追及している。特定の実施形態においては、スイッチング出力／負荷の特定のグループの保存された電流計測値を加算し、且つ、その結果をスイッチング電流限度と比較することにより、スイッチング出力／負荷の様々な組合せを評価してもよい。合計電流引出し量がスイッチング電流限度を上回っている場合には、次いで、スイッチング出力／又は負荷の更に小さなグループ又はサブセットを評価してもよい。この方法は、スイッチング電流限度未満の合計電流引出し量を有するスイッチング出力／負荷の最大の組合せが判定される時点まで、継続してもよい。このようにして第１負荷グループの構成を判定した後に、残りのスイッチング出力／負荷を同一の方式によって更なる負荷グループにグループ分けすることができる。
【００４３】
スイッチング出力及び対応する電気負荷のグループ分けに続いて、方法３００は、電力を負荷グループのそれぞれに対して印加するステップ（３１０）を含む。いくつかの実施形態においては、これは、電源シーケンスに従って、スイッチを起動し、電力を共通電源から負荷グループに印加するステップを伴う。特定のケースにおいては、そのシーケンスにおいて、負荷グループから電力を除去すると共に電力を次の負荷グループに対して印加する前に、既定の期間にわたって、電力をそれぞれの負荷グループに対して印加してもよい。電力を負荷グループに対して印加するためのシーケンスは、任意の望ましい順序において負荷グループを配置することができる。いくつかの実施形態においては、電源シーケンスは、スイッチング電流限度を超過しない最大電流引出し量を有する負荷グループから始まり、最低電流引出し量を有する負荷グループで終了する順序において、負荷グループを配置している。
【００４４】
いくつかの実施形態によれば、電力が、電源シーケンスにおいて、一つの負荷グループから取り除かれ、且つ、次の負荷グループに対して印加されるのに伴って、短い遅延を除去と後続の印加の間に挿入し、同時に電力入力に接続される複数の電気負荷からの突入電流を制限している。例えば、いくつかのケースにおいては、図２に示されているシステム２００のコントローラ２０８は、スイッチ２０６の一つのグループを無効にした後に、約１００ｍｓだけ遅延させ、且つ、次いで、スイッチ２０６の別のグループを起動して電力を別の負荷グループに印加するように、構成してもよい。
【００４５】
ステップ３１０において電力を負荷グループのうちの一つに対して印加した後に、方法３００は、ステップ３１４において、すべての負荷グループが電力を受け取ったかどうかを判定する。判定結果が偽である場合には、本方法は、電源シーケンスにおける次の負荷グループに進み（３１６）、且つ、電力を次の負荷グループに対して切り替える。すべての負荷グループが電源シーケンスに従って電力供給された後に、方法３００は、プロセスの開始点に戻り、必要な程度だけ、スイッチング出力及びスイッチング負荷の電流を再計測し（３０６）、（一つ又は複数の非スイッチング装置の存在を仮定した場合に）それぞれの非スイッチング装置の電流を再計測し、且つ、スイッチング電流限度を再判定する。この更新された情報に基づいて、本方法は、スイッチング出力／負荷を再グループ分けする（３０８）。グループ分けにおいては、それぞれの負荷グループ内のスイッチング出力／負荷の数を最大化させるという同一の手順が特定の事例においては踏襲される。このプロセスの第２の及び後続の反復において同一の手順を使用することは、電池を充電するために特に有用であろう。例えば、以前のサイクルによって電池の電荷を増大するのに伴って、更に多くの数の電池（即ち、スイッチング負荷）を同一の負荷グループに含むことができる。再グループ分けの程度に応じて、電源シーケンスを変更することにより、望ましいスイッチング出力／又は負荷に電力を印加するためにスイッチを起動してもよい。電流を再計測すると共にスイッチング出力／負荷を再グループ分けするプロセスは、必要に応じて、電力がもはや不要となるか又はプロセスの変更が必要となる時点まで、継続する。
【００４６】
上述の方法３００を中断させる可能性のあるイベントの一つのタイプが、スイッチング電流限度を上回る電力入力からの大きな電流引出しを生成するスイッチング電気負荷及び／又は非スイッチング電気負荷の変化である。いくつかの実施形態によれば、方法３００は、スイッチング及び非スイッチング負荷を監視して電流の増大が発生するかどうかを判定するステップ（３１２）をも含む。監視ステップ３１２は、方法３００の特定の時点において示されているが、いくつかの実施形態においては、監視ステップ３１２は、方法３００の全体を通じて、その他のステップと同時に、継続してもよいものと想定される。スイッチング電流限度を上回って上昇する電流の増大を検出した際には（３１４）、方法３００は、電流を再計測することができると共にスイッチング電気負荷を必要に応じて再グループ分けして即時の過電流イベントを防止することができるように、電流の動きを中断させ、開始点においてプロセスを再開してもよい。更には、必要に応じて、検出された電流の増大に基づいて、スイッチング電流限度を調節することもできる。例えば、ユーザが非スイッチング出力に接続された装置を突然にターンオンし、これにより、非スイッチング電流の流れの増大が生じた場合には、スイッチング負荷の利用可能な電流の減少を反映させるようにスイッチング電流限度を調節し、これにより、非スイッチング負荷に対して優先権を付与することができる。
【００４７】
図４は、本発明の一実施形態による負荷管理システム用のインジケータパネル４００の図を示している。いくつかのケースにおいては、インジケータパネルは、読取り、電力供給、障害などを含む負荷管理システムの現在の状態に関する通知をユーザに対して提供する。いくつかのケースにおいては、負荷管理システムは、次のモードを有する。
・読取り
・電力供給
・障害
・電源未投入
・電源投入済み
・補助電力レセプタクルへの装着物の検知
・補助電力レセプタクルへの装着物の非検知
【００４８】
以下の説明は、通知方式の一つの可能な例に過ぎない。負荷管理システムが、装着された負荷／装置の電流を計測する際には、負荷を表す番号４０２を点灯させ、且つ、その番号を高速で（例えば、４分の１秒だけオン、４分の１秒だけオフ）でフラッシングさせることにより、読み取られている負荷（１、２、３、４．．．）を通知する。いくつかのケースにおいては、負荷は、読取りの際に一度に一つを上回る数の負荷番号が決してフラッシングしないように、個別に読み取られる。すべてのスイッチング負荷の読取りが完了し、且つ、一度に電力供給可能な負荷グループが判定されたら、それらの負荷グループは、電力供給され、且つ、低速のフラッシング光（例えば、１秒オン、１秒オフ）によって適用可能な負荷番号（１、２、３、４．．．）のすべてを点灯させることにより、ユーザに対して通知されることになる。上述のように、負荷グループは、スイッチング負荷の任意の組合せを含むことが可能であり、且つ、従って、負荷インジケータ４０２の任意の組合せがフラッシングしてもよい。
【００４９】
いくつかの状況においては、障害状態（例えば、過電流、高温など）が存在している際には、負荷インジケータ４０２は、いずれも点灯しなくなる。障害状態が高温である場合には、高温アイコン４０４が、点灯し、且つ、フラッシングすることになる（例えば、２分の１秒オン、２分の１秒オフ）。負荷管理システムが入力電源と結合された際には、電源投入アイコン４０６を点灯させることができる。システムがその非スイッチング電力出力（例えば、補助電力レセプタクル）上に装着された負荷を検知した際には、電源プラグアイコン４０８が点灯することができる。非スイッチング出力になにも装着されていない際には、或いは、負荷は装着されているが、電力が十分に小さいか（例えば、０．２アンペア）、或いは、負荷の電源がオフ状態にある場合には、電源プラグアイコン４０８は点灯しない。
【００５０】
上述の負荷管理システム２００及び電力を印加するための方法３００に関係する態様を含む本発明の実施形態は、様々な用途固有の実施形態において実装することができる。本発明の実施形態は、任意の特定の用途に限定されるものではなく、例えば、数ある中でも、ノートブック及びタブレットコンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カメラ、音楽プレーヤ、及び／又はＧＰＳ装置などの電気装置を含む様々な電気負荷のための電力の供給及び管理を対象としてもよい。一例として、本明細書に記述されているものなどの負荷管理システムは、車両内のいくつかの装置（例えば、ＧＰＳ、携帯電話機、ビデオプレーヤ、音楽プレーヤなど）に電力供給すると共に／又はこれらを充電するために、車両電力システム内に又はこれとの関係において提供することもできよう。
【００５１】
上述のように、いくつかのケースにおいては、本発明の一実施形態は、デスクトップ充電ステーションやノートブック充電カートなどの電池充電ステーションに内蔵してもよい。以下、これらの特定の用途について更に詳細に説明することとする。
【００５２】
図５Ａ〜図５Ｄは、本発明の一実施形態によるノートブック電池充電ステーション５００の斜視図である。既知のように、大部分のノートブック／ラップトップコンピュータは、充電、保守、交換などのためにラップトップから接続解除可能且つ結合解除可能な一つ又は複数の着脱自在の電池を有する。本発明のいくつかの実施形態においては、充電ステーション５００は、一つ又は複数のラップトップ電池５０４を受け入れると共に／又は保持するように構成されたハウジング５０２を含む。また、充電ステーション５００は、一つ又は複数の対応する充電回路５０６と、一つ又は複数の電池５０４を充電回路５０６に結合するためのケーブル５０８及び／又はコネクタ５１０と、をも含む。充電ステーション５００は、望ましい数のラップトップ電池を保持するように構成することができる。いくつかの実施形態においては、ステーションは、少なくとも５つのラップトップ電池を保持する。その他の実施形態においては、ステーションは、１０個を上回る数の電池（例えば、最大で２０、３０、又は４０個の電池）を保持するように構成されている。
【００５３】
図５Ｄを参照すれば、充電ステーション５００は、ステーションに結合された一つ又は複数の電池を充電するように適合された回路を含む。ステーション内に受け入れられた際に複数の電池を充電するために、電源システムを設けることもできる。電源システムは、ラップトップの電池を再充電するために有用である。電源システムは、カートから延在する雄電源コード又は充電ステーション内又は上の雌レセプタクルなどのカート内に電力を受け取るための装置を含む。電源システムの実施形態は、いくつかのケースにおいては、ＡＣ電力を、最終的にはステーション５００内に保存されているそれぞれのラップトップ電池に送られるＤＣ電力に変換するパワーブリック（ｐｏｗｅｒ  ｂｒｉｃｋ）５２０を含む。いくつかの実施形態においては、外部ＡＣ／ＤＣ電力コンバータが、充電ステーションにおいて受け取られるＤＣ電力を供給している。いくつかのケースにおいては、充電回路は、充電回路が現在使用中である際に点灯するＬＥＤ５１８などの一つ又は複数のインジケータを含む。
【００５４】
いくつかの実施形態においては、充電ステーション５００は、ラップトップ電池のみではなく、ラップトップ全体を受け入れるように構成してもよい。このようなケースにおいては、充電ステーション内に保管されている際にラップトップコンピュータをネットワークに接続するために、ネットワーキング接続（例えば、イーサネット（登録商標））を設けることができる。このような接続は、使用中ではない際にラップトップに対してソフトウェアアップデートを提供するために有用である。当然のことながら、充電ステーション５００は、それぞれのラップトップに対してその他の接続を提供することもできる。更には、必要に応じて、一つ又は複数の電源コンセント（図示されてはいない）を充電ステーション５００の外部に設けることもできる。このような電源コンセントによれば、プリンタやプロジェクタなどのアクセサリを充電ステーションにプラグ結合することが可能であり、結果的に、更なる電源コードをステーションから壁まで配線する必要がなくなる。
【００５５】
いくつかのケースにおいては、多くのノートブック又はノートブック電池を同時に充電することにより、米国の又は外国の電気規程によって規定された住宅、学校、及びビジネスにおいて見出される通常の壁コンセントの限られた電流容量を超過する可能性がある。更には、複数のノートブック／電池５０４の電力要件が、電池充電電子回路のためのバルク充電電流を供給するＤＣ電源５２０の容量を超過する可能性もある。いくつかの実施形態によれば、充電ステーション５００は、図２に示されていると共にこの図との関係において説明したシステム２００などの負荷管理システムを内蔵している。負荷管理システムは、米国の電気規程に規定されている分岐回路電流容量又は局所的なＤＣ電源の容量を超過することなしに、上述の方式により、電源５２０から受け取った電力を管理し、且つ、その電力を充電回路に、且つ、その後に、電池５０４に分配するために、ＤＣ電源５２０と充電回路５０６の間を連結している。図２を簡潔に参照すれば、例えば、充電ステーションの電源５２０は、電力入力２０２において負荷管理システム２００と連結しているが、配線接続又はその他の接続を使用してもよい。類似の方式により、充電回路５０６のそれぞれは、例えば、配線接続又はその他の接続を通じて電力出力２０４のそれぞれと連結することができる。更には、充電ステーション５００当たりに一つずつ含まれるように、非スイッチング補助電力出力２１２を外部電源コンセントに結合することもできる。
【００５６】
図６Ａ〜図６Ｄは、本発明の一実施形態によるラップトップ充電／保管カート６００の図である。図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の別の実施形態による別のラップトップカート７００の斜視図である。カートは、複数のラップトップコンピュータ又はその他のモバイル演算装置を保持し、且つ、電力及び／又はネットワーク接続をラップトップコンピュータに提供するために有用な任意の構造を含むことができる。ラップトップコンピュータ及びその他のモバイル演算装置を保管及び／又は充電するために有用なカートの複数の例が、本出願人による同時係属中の米国特許出願第１３／０２５，７８２号明細書に開示されており、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。
【００５７】
図６Ａ〜図７Ｂを再度参照すれば、図示されているように、カート６００、７００は、それぞれ、複数のラップトップコンピュータを保管するための内部空間を規定するキャビネット６３０を含むことができる。内部空間は、いくつかのケースにおいては、カート内に配設されたそれぞれのラップトップ用のラップトップドッキングステーション６５０を含んでもよい。図６Ａ〜図７Ｂに示されているように、いくつかの実施形態においては、キャビネット６３０は、上面、底面、及び４つの側面によって境界が定められた内部空間を閉鎖するための一つ又は複数のドアを有するドア組立体６７０を含む。このようなドアは、摺動するか、上部から開放可能であるか、或いは、外側にスイング可能なスタイルを含む任意のスタイルであってよい。いくつかの実施形態においては、ドアは、任意選択により、カート内においてモバイル演算装置を固定するために、ロックされてもよい。いくつかの実施形態においては、カートの容易な移動を促進するために、車輪６１０をキャビネット６３０の裏面上に配置することができる。更には、ハンドル６２０を設けてカートの移動を促進することもできる。
【００５８】
図６Ｂ及び図６Ｃに示されているように、複数のドッキングステーション６５０は、略垂直の位置においてラップトップコンピュータを保持するように構成することも可能であり、或いは、図７Ａに示されているように、複数のドッキングステーション６５０は、棚６５４上に配置された略水平の向きにおいてラップトップコンピュータを保持するように構成することもできる。カートは、望ましい数のラップトップを保持するように構成することができる。いくつかの実施形態においては、カートは、その内部空間内に少なくとも１０台のラップトップコンピュータを保持している。その他の実施形態においては、カートは、１０〜４０台（例えば、２０台や３０台などの）のラップトップをその内部空間内に保持するように構成されている。
【００５９】
更には、図７Ｂ〜図７Ｄに示されているように、一つ又は複数の補助電源コンセント７３０を任意のカートの外部に設けることもできる。このような電源コンセントによれば、プリンタやプロジェクタなどのアクセサリをカートにプラグ接続することが可能であり、この結果、更なる電源コードをカートから壁まで配線する必要がなくなる。図７Ｃ及び図７Ｄは、異物が補助電源コンセント７３０内に進入する可能性を低減するためのカバーを（開放位置において）有する補助電源コンセント７３０の前面斜視図である。図７Ｃにおいては、カバーは、米国スタイルの電源コンセントに対するアクセスを提供するために開放状態にあり、図７Ｄにおいては、カバーは、欧州スタイルの電源コンセントに対するアクセスを提供するために開放状態にある。
【００６０】
内部空間内に保管された際に、複数のラップトップコンピュータをネットワークに接続するために、ネットワーク接続（例えば、イーサネット）システム（図示されてはいない）を設けることができる。ネットワーク接続システムは、カートがネットワークと通信するための少なくとも一つの装置を含む。いくつかの実施形態においては、この装置は、カートから延在するワイヤを含む。その他の実施形態においては、カートは、カートがネットワークと通信できるようにする無線送信機を含む。最終的には、カートは、カート内に保管されているそれぞれのラップトップとネットワークの間の通信を実現する。このような接続は、使用中でない際にラップトップにソフトウェアアップデートを提供するために有用である。一般に、これらのシステムは、カートの内部に位置しており、且つ、ユーザからは、容易にアクセス可能な状態にはない。当然のことながら、カート６００、７００は、それぞれのラップトップに対してその他の接続を提供することもできる。
【００６１】
いくつかの実施形態においては、カートは、内部空間内に存在している際に複数のラップトップコンピュータを冷却するための空気循環システムを含む。空気循環システムは、キャビネットの内部と外部の間の空気交換を促進するためにキャビネット６３０の外側表面内に配設された少なくとも一つのファン７７０を含むことができる。いくつかの実施形態においては、空気循環を促進するために、一つ又は複数の受動型の通気口がキャビネットの外部に設けられている。
【００６２】
カート６００、７００の内部空間内に保管されている際に複数のラップトップコンピュータを充電するために、電源システムを設けることができる。それぞれの電源システムは、カートから延在する雄電源コード又はカート内又は上の雌レセプタクルなどのカート内に電力を受け取るための装置を含む。電源システムの実施形態は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、且つ、最終的には、電力をカート６００、７００内に保管されているそれぞれのラップトップに送る。また、電源システムは、電力を補助コンセント、ネットワーキング回路、及び／又は上述の空気循環システムを含むカート６００、７００内のその他のサブシステムに送ってもよい。
【００６３】
図５Ａ〜図５Ｄに示されている充電ステーション５００との関係において上述したように、いくつかのケースにおいては、多くのノートブック又はノートブック電池を同時に充電することにより、米国又は外国の電気規程によって規定された住宅、学校、及びビジネスにおいて見出される通常の壁コンセントの限られた電流容量を超過する可能性がある。更には、複数のノートブック／電池５０４の電力要件が、電池充電電子回路のためのバルク充電電流を供給するＤＣ電源５２０の容量を超過する可能性もある。また、これらの同一の制限が、本明細書に記述されているカート６００、７００などのラップトップ充電／保管カートの性能に対して影響を及ぼす可能性もある。
【００６４】
いくつかの実施形態によれば、ラップトップカートの電源システムは、図２に示されていると共に図２との関連において説明したシステム２００などの負荷管理システムを内蔵している。特定の実施形態においては、負荷管理システムは、電源システムのＡＣ入力ボックスと電源システムによって電力供給されるカート内の様々なサブシステムの間を連結している。負荷管理システムは、ＡＣ入力から受け取った電力を管理し、且つ、この電力をそれぞれのカート６００、７００内のドッキングステーション６５０に、且つ、補助コンセント、ネットワーキング回路、及び／又は上述の空気循環システムに、分配する。（例えば、図２及び図３との関連において）上述したように、負荷管理システムは、米国の電気規程に規定された分岐回路電流容量を超過することなしに、電力をカート６００、７００内のこれらのシステムに分配するように構成されている。
【００６５】
図８は、本発明の一実施形態によるノートブック充電カート用の電源システム８００の概略図である。一例に過ぎないが、電源システム８００は、上述のカート６００、７００のうちのいずれのものにも内蔵することができる。電源システム８００は、カート内に電力を受け取るように構成されたＡＣ入力ボックス８５０を含み、且つ、カート内又は上の雌レセプタクル又はカートから延在する雄電源コードを含んでもよい。ＡＣ入力ボックス８５０は、負荷管理システム８０１に結合されており、これは、この例においては、電力制御ボックスとも呼称される。負荷管理システム８０１は、ＡＣ入力ボックスから受け取った電力を管理し、且つ、この電力を電源システム内のいくつかのサブシステムに分配する。本発明の一実施形態によれば、負荷管理システム８０１は、図２との関係において説明したシステム２００と類似した機能を提供する。
【００６６】
例えば、負荷管理システム８０１は、ＡＣ入力ボックスと結合すると共にＡＣ入力ボックスから電力を受け取る電力入力レセプタクル８０２を含む。また、システム８０１は、いくつかのスイッチング電力出力レセプタクル８０４をも含み、これらは、いくつかの電源延長テーブルタップ８５２に結合されている。それぞれの延長テーブルタップ８５２は、最大で５つのラップトップコンピュータ（この実施形態においては、６番目のレセプタクルは使用されていない）にプラグ結合するための複数の雌電源レセプタクルを含み、これにより、カート内において最大で３０台のラップトップコンピュータに電力を供給する。また、負荷管理システム８０１は、ネットワーキング電力ボックス８５４に結合されたネットワーキング電力出力８１４と、補助コンセント８５６に結合された補助出力８１２と、をも含む。負荷管理システム８０１は、電力入力８２２を通じてＡＣ／ＤＣコンバータ８５８から動作電力を受け取っている。更には、この実施形態においては、負荷管理システム８０１は、カートの空気循環システムの一部を構成するいくつかのファン８６２に結合された３つの電力出力８６０をも含む。更には、負荷管理システム８０１は、温度検知ボード８６６に電力供給するための電力出力８６４と、ＬＥＤ通知ボード８７０に電力供給するための電力出力８６８と、をも含む。
【００６７】
図２との関係において上述したように、図８の負荷管理システム８０１は、電力出力８０４をグループ分けし、且つ、次いで、電源シーケンスに従って電力を電力出力のグループに（並びに、延長部を通じて、電源延長テーブルタップ８５２及びこれらに結合されたラップトップに）選択的に印加することにより、利用可能な電力を電力入力８０２からスイッチング電力出力８０４に分配するように構成されたコントローラを含む。また、システム２００と同様に、負荷管理システム８０１は、非スイッチング型の（例えば、連続的な）電力を、この場合には、補助電力出力８１２及びネットワーキング電力出力８１４と、それぞれ、空気循環システムファン８６２、温度検知ボード８６６、及びＬＥＤ通知ボード８７０用の電力出力８６０、８６４、及び８６８と、を含む一つ又は複数の電力出力に対して供給している。当然のことながら、任意の数の更なる電力出力を負荷管理システム８０１内に含むことが可能であり、且つ、例えば、提供される機能の重要性と、例えば、非スイッチング型などの連続的な機能の提供の望ましさと、に応じて、出力の任意の組合せを切り替えることも可能であり、或いは、切り替えないでもよい。
【００６８】
また、システム２００との関係において説明したように、システム８０１は、負荷管理システム８０１に結合された様々なサブシステムによって引き出される電流の判定を支援するために、スイッチング電力出力８０４及び非スイッチング電力出力に結合されたいくつかの電流センサ（図示されてはいない）をも含む。次いで、コントローラ（図示されてはいない）は、電源の電流限度と共に、これらの電流を使用して、スイッチング出力をグループ分けし、且つ、システム２００との関係において上述した既定の電源シーケンスに従って電力をスイッチング出力のそれぞれに対して印加することができる。従って、負荷管理システム８０１により、電源システム８００は、非スイッチング負荷のための電力分配を優先しつつ、残りの利用可能な電力を効率的な順序付けされた充電方式によってスイッチング電力出力２０４を通じてラップトップコンピュータに供給することができる。
【００６９】
本発明の特定の実施形態によれば、負荷管理システムは、ノートブックコンピュータ又は個々の電池の電流を監視し、且つ、それらを効率的な方法でグループ分けして分岐回路電流限度又はバルク電源限度を超過することなしに同時に大部分のノートブック／電池を充電するように、構成されている。規定の期間の後に、本システムは、電力をノートブック又は電池の第１グループからノートブック／電池の第２グループに切り替え、且つ、電力を規定の期間にわたって第２グループに供給する。カートが保持するように適合されているノートブックの数に応じて、望ましい数のグループに対して供給することができる。この電流の監視及びグループ分けは、すべてのノートブック又は電池がカート／充電ステーションから取り外されるか又は充電が完了する時点まで、継続される。更なるノートブック又は電池がカート／充電ステーションに追加された場合には、電流を再計測してもよく、且つ、必要に応じて、最適な充電のために、ノートブック及び電池を再グループ分けすることができる。いくつかの実施形態によれば、完全なラップトップコンピュータに結合しているシステムは、ノートブックコンピュータが十分な電荷を受け取った後にそれらのノートブックを管理することができるように、充電が完了した後に、電力をイーサネット接続に印加することにより、イーサネット接続の電源を自動的に投入してもよい。
【００７０】
また、特定の実施形態によれば、負荷管理システムは、任意の設けられている補助電源レセプタクルに外部装置がプラグ結合されているかどうかを確認するために監視している。このような外部装置を検出した場合には、本システムは、その装置に対して最上位の優先順位を付与することが可能であり、且つ、ノートブック、電池、ネットワーキング回路、及びその他の相対的に優先順位が低いサブシステムに対する電力を自動的に除去又は低減することができる。外部装置が取り外されたことを検出した場合には、本システムは、その他のサブシステムに対する電力の印加を開始することができる。従って、いくつかの実施形態においては、本システムは、自動的且つ選択的に、電力を外部装置、ノートブック／電池充電システム、及びノートブック管理システムに対してその優先順位の順番どおりに供給する。更には、いくつかの実施形態においては、本システムは、カート又は充電ステーションの温度を監視し、且つ、過温度状態を検出した場合に、本システムは、すべてのノートブック及び／又は電池に対する電力を除去する。いくつかの実施形態においては、コントローラは、過温度状態が改善された際に、電力を自動的に再印加する。いくつかの実施形態においては、電磁干渉イベントの際の誤った通知を防止するために、過温度検出の前に、少なくとも３０ｍｓの遅延が設けられている。ユーザに対する過温度状態の通知は、ＬＥＤ通知ボード上のブリンクするＬＥＤによって提供することができる。
【００７１】
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の一実施形態による複数のノートブックコンピュータを充電するためのステップ及び判定点を示す流れ図９００である。流れ図９００は、一般に、１００／１１０／１２０ボルトで１５アンペア（「Ａｍｐ」）の入力電源を有する環境において３０台のノートブックコンピュータを充電するための方法を示しており、且つ、図８との関係において説明した電源システム８００の実施形態に対応している。この充電方法は、初期化セットアップ９０２によって始まっている。初期化セットアップ９０２は、電源システム及び負荷管理システムの初期電源投入の際に始まる。初期化セットアップ９０２における最初のステップは、電源投入ＬＥＤ、ロゴＬＥＤ、及び補助電力出力をターンオンするステップを含む。
【００７２】
次いで、初期化シーケンスは、負荷管理システム８０１の初期試験を完了させることにより、充電シーケンスを開始する前になんらかの過電流が存在しているかどうかを判定する。試験の際には、それぞれのスイッチング電力出力８０４を、対応する結合された電源延長テーブルタップ８５２及び任意の結合されたノートブックコンピュータと共に、１秒間にわたってターンオンさせる。図９Ａ及び図９Ｂにおいては、スイッチング電力出力及び延長テーブルタップを「バンク」と呼称している。次いで、充電タイマを１０分に設定し、且つ、それぞれのバンク（即ち、スイッチング電力出力８０４及び延長テーブルタップ８５２）の電流をそれぞれ３０秒にわたって読み取る。これに、ネットワーキング電力出力８１４の５秒間の電流読取りが後続している。読取りに続いて、計測された電流をメモリに保存する。
【００７３】
図９Ａ及び図９Ｂの充電方法は、初期過電流が存在するかどうかを判定するためのセットアップ９０２における初期読取りの際に計測される電流の第１クエリ９０４を含む。第１クエリ９０４は、補助電力出力（「ＡＵＸ」）及びネットワーキング電力出力（「ＳＷ」）に加えて、１秒の読取り又は３０秒の読取りにおいて計測された電流が１２アンペアを上回っているかどうかをチェックしている。米国電気規程（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ：ＮＥＣ）が１５アンペアの外部分岐配線の限度を１２アンペアに設定しているため、このクエリは、１２アンペアを比較点として使用している（これに相当する１０アンペアの分岐回路における外国の限度は、８アンペアである）。従って、壁レセプタクルにプラグ結合された装置は、北米においては、１２アンペアを超過することができない。計測された電流が１２アンペアを上回っている場合には、負荷管理システムは、過電流イベントを通知するためにＬＥＤが高速でフラッシングされるエンドレスループ９０６に進入する。
【００７４】
計測された電流が１２アンペア以下である場合には、第２クエリ９０８を実行し、システムの温度が望ましい範囲内にあるかどうかを判定する。判定結果が偽である場合には、システムはスイッチング電力出力（即ち、バンク１〜６）をターンオフし、且つ、高温ＬＥＤをフラッシングさせる。システムが温度範囲内にある場合には、クエリ９１０において、補助電流を０．２アンペアと比較し、補助電力出力に結合されている外部装置がターンオンされているかどうかを判定し、ターンオンされている場合には、システムは、９１２において、ＡＵＸ  ＬＥＤを点灯させる。
【００７５】
これらの初期評価に続いて、充電方法は、電力出力を一つ又は複数の負荷グループにグループ分けするために、それぞれのスイッチング電力出力上において計測された電流の比較を開始し、且つ、次いで、電力を負荷グループに印加する。本方法は、スイッチング電力出力の様々な組合せをスイッチング電流限度と比較してグループ分けを判定する反復的な方式を踏襲している。この場合に、スイッチング電流限度は、１０アンペアから補助及びネットワーキング出力上の電流を差し引いたものに等しい（１０Ａ−ＡＵＸ−ＳＷ）。１０アンペアは、閾値周辺のヒステリシスを考慮して閾値近傍のレベルにある際の絶え間ない切替えを回避するために、１２アンペアの実際のＮＥＣ限度の代わりに、使用されている。
【００７６】
比較は、クエリ９２０によって始まっており、ここで、すべての６つのスイッチング電力出力（すべての６つの「バンク」）の合計が、スイッチング電流限度を下回る合計電流を有しているかどうかを判定している。この判定が真である場合には、すべてのバンクを含む一つの負荷グループのみを形成し、且つ、９２２において、このグループに１０分間の期間にわたって電力供給する。１０分間の期間が満了した後に、本プロセスは、再度初めから実行される。電流比較における任意の時点において、合計電流が１２アンペアを上回っている場合には（クエリ９２４）、プロセスを即座に中断し、様々な電流を再計測し（ステップ９２６）、且つ、グループ分けプロセスを再度初めから実行する。
【００７７】
クエリ９２０において、すべての６つのバンク上の電流がスイッチング電流限度未満ではない場合には、比較は、クエリ９３０に継続し、ここで、最初の５つのバンクが、スイッチング電流限度未満の合計電流を有するかどうかを判定する。判定結果が真である場合には、９３２において、最初の５つのバンクを含む第１負荷グループに１０分間にわたって電力供給し、且つ、次いで、バンク６のみを含む第２負荷グループに１０分間にわたって電力供給する。
【００７８】
図９Ａ及び図９Ｂにおいて観察することができるように、この実施形態によれば、それぞれの個別のスイッチング電力出力上において計測された電流と、ＡＵＸ及びＳＷ出力上において計測された電流と、に応じて、図示の充電方法に従って多数の負荷グループ（矩形ボックス９４０によって規定されているもの）が可能である。更には、この実施形態においては、クエリ９２４は、様々な電流比較の全体を通じて継続的に実行されており、且つ、任意の時点において、合成された合計電流が１２アンペアを上回っている場合に、その電流がスイッチング電流限度を超過していない負荷グループに電力出力を再グループ分けするために、シーケンスを中断し、且つ、電流を再計測している。
【００７９】
図１０Ａ及び１０Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂ、並びに、図１２Ａ及び図１２Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示されている方法に多数の観点において類似している更なる充電方法を示している。図１０Ａ及び図１０Ｂの方法は、１００／１１０／１２０ボルトで１５アンペアの入力電源によって電力供給される２０台のラップトップコンピュータを有するコンピュータカートに対応している。図１１Ａ及び図１１Ｂ並びに図１２Ａ及び図１２Ｂは、２２０／２３０／２４０ボルトの入力源によって電力供給されるコンピュータカートに対応している。図１１Ａ及び図１１Ｂは、３０台のノートブックの方法を示しており、図１２Ａ及び図１２Ｂは、２０台のノートブックの方法を示している。
【００８０】
以上、本発明の実施形態を開示した。特定の開示されている実施形態を参照し、本発明についてかなり詳細に説明したが、開示されている実施形態は、限定ではなく、例示を目的として提示されたものであり、且つ、本発明のその他の実施形態が可能である。当業者は、本発明の精神及び添付の請求項の範囲を逸脱することなしに、様々な変更、適合、及び変形を実施してもよいことを理解するであろう。
【図１】
2013532465.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2013532465.tif 000017
【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2013532465.tif 000021
【図９Ｃ】
2013532465.tif 000022
【図１０Ａ】
2013532465.tif 000023
【図１０Ｂ】
2013532465.tif 000024
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
2013532465.tif 000028
【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
2013532465.tif 000030