(57)【要約】  本発明の様々な態様により、パワーストリップ、ウオールプレート・システム、電源モジュールなどでの電力消費を低減させる方法および回路を提示する。例示的な一実施形態で、電源回路が、電気接続部を電力入力部から切り離すことによってアイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成される。例示的な電源回路は、ＡＣ電力入力部と連絡することができ、変流器、制御回路、およびスイッチを含むことができる。変流器２次巻線は、アウトレット負荷に比例する出力電力レベル信号を供給する。変流器２次巻線の挙動が、電源回路がＡＣ電力入力部から引き出している電力が実質的に無いことを示す場合、スイッチは、変流器の１次を電源回路から切り離すことを促進する。
2011526036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスのアイドル動作中の電力を低減させるように構成されたパワーストリップであって、
外部アウトレットに接続されるように構成されたプラグおよびコードを含む交流（ＡＣ）ライン入力部と、
電子デバイスまで電力を伝送するように構成された、前記外部アウトレットとは異なる複数のアウトレットと、
前記ＡＣライン入力部から電力を受け取り、前記複数のアウトレットのうちの少なくとも１つのアウトレットまで電力を伝送するように構成されたアウトレット回路とを備え、前記アウトレット回路が、前記少なくとも１つのアウトレットの引き出している電力が実質的に無いのに応答して、前記少なくとも１つのアウトレットへの電力伝送を切断する、パワーストリップ。
【請求項２】
前記アウトレット回路が、
前記ＡＣライン入力部からの電流を監視するように構成された電流測定システムであって、前記少なくとも１つのアウトレットの負荷に比例する出力電力レベル信号を供給する電流測定システムと、
前記電流測定システムおよび前記少なくとも１つのアウトレットと連絡するスイッチと、
前記出力電力レベル信号を受け取り、前記スイッチの開閉を制御して前記少なくとも１つのアウトレットを電源から切り離すように構成された制御回路とを備える、請求項１に記載のパワーストリップ。
【請求項３】
前記制御回路が、ラッチ回路、アナログ回路、状態機械、およびマイクロプロセッサのうちの少なくとも１つである、請求項２に記載のパワーストリップ。
【請求項４】
前記スイッチが、リレー、ラッチング・リレー、トライアック、および光分離トライアックのうちの少なくとも１つである、請求項２に記載のパワーストリップ。
【請求項５】
前記制御回路が、前記スイッチの開閉を促進するための制御信号を受け取るように構成された、請求項２に記載のパワーストリップ。
【請求項６】
前記少なくとも１つのアウトレットの動作モードを選択するように構成されたグリーン・モード・スイッチをさらに備え、前記動作モードが通常モードおよびグリーン・モードの少なくとも一方である、請求項１に記載のパワーストリップ。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアウトレットにある前記電子デバイスが活性状態であるかどうかを表示するように構成された、少なくとも１つのＬＥＤ表示器をさらに備える、請求項１に記載のパワーストリップ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのＬＥＤ表示器がさらに、前記アウトレット回路が前記少なくとも１つのアウトレットを検査している場合に点滅するように構成された、請求項７に記載のパワーストリップ。
【請求項９】
データを表示するように構成された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）をさらに備え、前記データが、前記少なくとも１つのアウトレットに供給された負荷電力、前記少なくとも１つのアウトレットによって節減された電力、前記パワーストリップによって節減された電力、および前記パワーストリップによって消費された電力のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のパワーストリップ。
【請求項１０】
前記制御回路を不作動にするように、また前記スイッチを閉状態に再係合するように構成された再接続デバイスをさらに備える、請求項２に記載のパワーストリップ。
【請求項１１】
前記再接続デバイスがさらに、前記スイッチを開状態に切断するように構成された、請求項１０に記載のパワーストリップ。
【請求項１２】
前記再接続デバイスが押しボタンである、請求項１０に記載のパワーストリップ。
【請求項１３】
前記再接続デバイスが前記パワーストリップから遠隔に配置される、請求項１０に記載のパワーストリップ。
【請求項１４】
前記再接続デバイスが、赤外線信号および無線周波信号のうちの少なくとも１つによって制御される、請求項１０に記載のパワーストリップ。
【請求項１５】
前記再接続デバイスが、単一の制御回路を不作動にするように、また単一のスイッチを閉状態に再係合するように構成された、請求項１０に記載のパワーストリップ。
【請求項１６】
前記再接続デバイスがさらに、単一のスイッチを開状態に切断するように構成された、請求項１５に記載のパワーストリップ。
【請求項１７】
前記再接続デバイスが、複数の制御回路を不作動にするように、また複数のスイッチを閉状態に再係合するように構成された、請求項１０に記載のパワーストリップ。
【請求項１８】
前記再接続デバイスがさらに、複数のスイッチを開状態に切断するように構成された、請求項１０に記載のパワーストリップ。
【請求項１９】
前記制御回路を前記ＡＣライン入力部から電気的に分離するように構成される電力切断部をさらに備える、請求項２に記載のパワーストリップ。
【請求項２０】
実質的に無い電力とは、前記少なくとも１つのアウトレットにある前記電子デバイスの典型的な最大出力負荷のおよそ０〜１％である、請求項１に記載のパワーストリップ。
【請求項２３】
スリープ・モード・デューティ・サイクルの持続時間を設定する手段をさらに備える、請求項１に記載のパワーストリップ。
【請求項２４】
前記アウトレット回路が、前記パワーストリップのパラメータをユーザが修正できるように構成された、請求項１に記載のパワーストリップ。
【請求項２５】
電力を受け取り、電力をアウトレットまで伝送するように構成された、パワーストリップ内のアウトレット回路であって、
前記アウトレットの負荷に比例する出力信号を供給するように構成された電流測定システムと、
前記アウトレットの電力を切断するように構成されたスイッチと、
前記出力信号を解釈して前記スイッチを制御するように構成された制御回路とを備え、前記スイッチが、前記アウトレットの負荷がある閾値レベル未満である場合に電力を切断する、アウトレット回路。
【請求項２６】
前記制御回路に接続された再接続デバイスをさらに備え、前記再接続デバイスが、電力を前記アウトレットに再係合するように構成された、請求項２５に記載のアウトレット回路。
【請求項２７】
電気構成要素がアイドル・モードにある場合に、前記制御回路が前記電気構成要素を電力入力部から分離するように構成された電力切断デバイスをさらに備える、請求項２５に記載のアウトレット回路。
【請求項２８】
電力を電子デバイスに効率的に供給するように構成されたパワーストリップであって、
前記電子デバイスに電力を供給するように構成された少なくとも１つのアウトレットと、
少なくとも開状態および閉状態を有するスイッチであって、前記少なくとも１つのアウトレットおよび交流（ＡＣ）ライン入力部と連絡するスイッチと、
前記少なくとも１つのアウトレットによって引き出される電流を監視するように構成された電流測定システムと、
前記スイッチの状態を制御するように構成された制御回路とを備え、
前記制御回路が、前記少なくとも１つのアウトレットによって引き出される電流がある閾値レベル未満である場合に、前記少なくとも１つのアウトレットが前記ＡＣライン入力部から実際上切り離されるように前記スイッチを開位置に設定する、パワーストリップ。
【請求項２９】
前記制御回路が、前記スイッチを閉状態に設定して前記少なくとも１つのアウトレットによって引き出される電流が前記閾値レベルよりも低いかどうかを判定することで、前記少なくとも１つのアウトレットの負荷状態を検査する、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３０】
前記制御回路が個々に前記少なくとも１つのアウトレットを制御する、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３１】
前記制御回路が複数の前記少なくとも１つのアウトレットを制御する、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３２】
前記電流測定システムが変流器である、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３３】
前記電流測定システムが、抵抗を伴う差動増幅器、電流検知チップ、およびホール効果デバイスのうちの少なくとも１つである、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３４】
前記制御回路を不作動にして前記スイッチを閉状態に再係合するように構成された再接続デバイスをさらに備える、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３５】
前記制御回路を前記ＡＣライン入力部から電気的に分離するように構成された電力切断部をさらに備える、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３６】
前記制御回路が電流センサおよび論理制御ユニットを備える、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項３７】
前記パワーストリップ周辺の周囲光のレベルを表示するように構成された光電池をさらに備え、前記論理制御ユニットが、前記周囲光のレベルに基づいて前記少なくとも１つのアウトレットを切り離すように構成された、請求項３６に記載のパワーストリップ。
【請求項３８】
内部クロックをさらに含み、前記論理制御ユニットが前記内部クロックを使用して前記少なくとも１つのアウトレットの使用期間を決定する、請求項３６に記載のパワーストリップ。
【請求項３９】
前記閾値レベルが既定レベルである、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項４０】
前記既定レベルが約１ワット以下である、請求項３９に記載のパワーストリップ。
【請求項４１】
前記閾値レベルが、前記少なくとも１つのアウトレットでの負荷状態の長期監視によって決定された学習レベルである、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項４２】
前記閾値レベルが、再接続デバイスを活性化することによって手動で設定され、また前記閾値レベルが、前記パワーストリップのアイドル・モード中の電力レベルを測定することに一部は基づく、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項４３】
前記閾値レベルが、前記電子デバイスの決定されたおおよその低電力レベルのある百分率値である、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項４４】
前記決定されたおおよその低電力レベルの百分率値が、約１００〜１０５％、約１００〜１１０％、および約１１０〜１２０％のうちの少なくとも１つの範囲にある、請求項４３に記載のパワーストリップ。
【請求項４５】
前記少なくとも１つのアウトレットが、第１の閾値レベルを有する第１のアウトレットと、第２の閾値レベルを有する第２のアウトレットとを備え、前記第１の閾値レベルが前記第２の閾値レベルと異なる、請求項２８に記載のパワーストリップ。
【請求項４６】
パワーストリップの低電力消費化を促進する方法であって、
アウトレットで電子デバイスに電力を供給するステップと、
電流測定システムにおいて前記アウトレットでの負荷状態を監視するステップと、
前記負荷状態を制御回路に伝えるステップと、
前記制御回路においてスイッチの状態を制御するステップと、
前記負荷状態がある閾値レベル未満である場合に前記スイッチの状態を開に設定し、前記アウトレットをＡＣライン入力部から切り離すステップとを含む、方法。
【請求項４７】
前記アウトレットの前記負荷状態の検査方法であって、
前記スイッチを閉状態に設定するステップと、
前記負荷状態が前記閾値レベル未満であるかどうかを判定するステップとを含む検査方法をさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
再接続デバイスを使用して前記制御回路を不作動にするステップと、
前記スイッチを閉状態に再係合するステップとをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
電力切断部を使用して前記制御回路を前記ＡＣライン入力部から電気的に分離するステップをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
前記アウトレットの負荷状態を監視するステップと、
前記負荷状態の監視に基づいて前記閾値レベルを決定するステップとをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
電気構成要素がアイドル・モードである場合に前記電気構成要素を電力入力部から分離するように構成された電力切断回路であって、
前記電力入力部および前記電気構成要素と連絡するトランジスタからなる回路網を備え、
前記トランジスタからなる回路網が、
前記電力入力部を切断するように構成された第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタへの電圧を安定化させるように構成された第２のトランジスタとを含み、
前記電気構成要素が、前記電力切断回路によって前記電力入力部から分離された場合に、実質的に電力を引き出さない、電力切断回路。
【請求項５２】
前記電力切断回路がさらに、前記電力入力部を前記電気構成要素に適した電力レベルにまで安定化させるように構成された、請求項５１に記載の電力切断回路。
【請求項５３】
前記電気構成要素が制御回路である、請求項５１に記載の電力切断回路。
【請求項５４】
前記電力切断回路が電力供給システムに組み込まれる、請求項５１に記載の電力切断回路。
【請求項５５】
前記電気構成要素がエネルギー蓄積ユニットを備え、前記トランジスタからなる回路網が、前記エネルギー蓄積ユニットを再充電するために前記電気構成要素を前記電力入力部に周期的に再接続する、請求項５１に記載の電力切断回路。
【請求項５６】
電子デバイスのアイドル動作中の電力を低減させるように構成されたウオールプレート・システムであって、ウオールプレート内にあるように、またはそれに差し込まれるように構成され、
交流（ＡＣ）ライン入力部と、
電力を電子デバイスに伝送するように構成された、前記ウオールプレート・システムの少なくとも１つのアウトレットと、
前記ＡＣライン入力部から電力を受け取り、前記少なくとも１つのアウトレットまで電力を伝送するように構成されたウオールプレート回路であって、前記少なくとも１つのアウトレットの引き出している電力が実質的に無いのに応答して、前記少なくとも１つのアウトレットへの電力伝送を切断するように構成されたウオールプレート回路とを備え、
壁に固定して取り付けられるように構成された、ウオールプレート・システム。
【請求項５７】
前記ウオールプレート回路が、前記少なくとも１つのアウトレットの正面の背後に係合される、請求項５６に記載のウオールプレート・システム。
【請求項５８】
少なくとも１つの追加アウトレットをさらに備え、前記ウオールプレート回路が前記少なくとも１つのアウトレットの正面に係合される、請求項５６に記載のウオールプレート・システム。
【請求項５９】
電子デバイスのアイドル動作中の電力消費を低減させるために前記電子デバイスの構成要素として構成された電源モジュールであって、
前記電源モジュールの電力入力部と、
電子デバイスに電力を伝送するように構成された、前記電源モジュールの少なくとも１つの電力出力部と、
前記電力入力部から電力を受け取り、前記少なくとも１つの電力出力部に電力を伝送するように構成された電源モジュール回路とを備え、
引き出している電力が実質的に無い前記少なくとも１つの電力出力部に対応して、前記少なくとも１つの電力出力部への電力伝送を切断する、電源モジュール。
【請求項６０】
前記電力モジュールが前記電子デバイスに組み込まれる、請求項５９に記載の電源モジュール。
【請求項６１】
前記電力モジュールが前記電子デバイスから取り外し可能である、請求項５９に記載の電源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの消費電力を低減させることに関する。より具体的には、本発明は、アイドル負荷状態が存在する場合に電源モジュール、ウオールプレート・システム［ｗａｌｌ  ｐｌａｔｅ  ｓｙｓｔｅｍ］、および／またはパワーストリップ［ｐｏｗｅｒ  ｓｔｒｉｐ］の電力出力部を電力入力部から切り離すための回路および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
より低消費電力で環境にやさしい消費者デバイスの需要が高まることにより、「グリーン」技術と共に電源回路に対する関心が生じてきた。例えば、継続して「プラグインされている」ノートブック型機電源アダプタは、平均して、その時間の６７％をアイドル・モードで使う。損失が０．５ワット／時未満という規制要件に適合する電源アダプタでも、こうした長期間にわたるアイドル時間が結局は、アダプタ１台当たり毎年３０００ワット時までの浪費エネルギーになる。多数のアイドル電源アダプタの浪費エネルギーを計算すると、その電力損失はかなりのものになる。
【０００３】
商業用または居住用建物内のそれぞれの装置および電源アダプタは、ウオールプレートのアウトレットに何らかの方法で差し込まれる。標準的なウオールプレートは２つのアウトレットを有するが、単一のアウトレットから２つより多いアウトレットまで様々な種類が存在する。職場または家庭の環境において、コンピュータ、モニタ、プリンタ、スキャナ、および他の電子デバイスがウオールプレートに接続される。使用されていないとき、接続されたこれらのデバイスはオンのまま放置されて自己設定アイドル・モードに入ることが多く、このモードでは一般にデバイス１台当たり１ワット未満を消費する。各デバイスはスタンバイ電力を消費するが、ウオールプレートから供給される合計電力は、使用されるアウトレットの数にアイドル電力を掛けたほどになり、おそらく４ワット以上にもなりうる。同様に、単一のＡＣソケットから利用できるＡＣアウトレットの数を倍増させるためにパワーストリップが使用される。職場または家庭の環境において、コンピュータ、モニタ、プリンタ、スキャナ、および他の電子デバイスが同一のパワーストリップに接続されることが多い。使用されていないとき、これら接続されたデバイスはオンのまま放置されて自己設定アイドル・モードに入ることが多く、このモードでは一般にデバイス１台当たり１ワット未満を消費する。各デバイスはスタンバイ電力を消費するが、パワーストリップから供給される合計電力は、使用されるアウトレットの数にアイドル電力を掛けたほどになり、おそらく６ワット以上にもなりうる。ウオールプレートまたはパワーストリップが各アウトレットのアイドル状態を検知することを学習でき、またはそのようにプログラムでき、アイドル状態が存在する場合にはそのアウトレットをオフにできれば、このように多い浪費アイドル電力を低減または削除することができる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の様々な態様により、アイドル状態中の電源モジュール、ウオールプレート・システム、パワーストリップなどでの電力消費を低減させる方法および回路を提示する。例示的な一実施形態で、負荷状態により制御される電源モジュールが、少なくとも１つの電力出力部を電力入力部から切り離すことによって、アイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成可能である。電源モジュールは、１つまたは複数の電力出力部と、この１つまたは複数の電力出力部に交流（ＡＣ）を供給できる電力入力部とに接続することができる。電源モジュールは、電流測定システム、制御回路、およびスイッチを含むことができる。電流測定システムは、電力出力部の負荷に比例する出力電力レベル信号を供給する。例示的な一実施形態で、電流測定システムの挙動が、少なくとも１つの電力出力部がＡＣ電力入力部から引き出している電力が実質的に無いことを示す場合、スイッチは、そのような電力出力部から電力入力部を切り離すことを促進する。
【０００５】
例示的な一実施形態で、ウオールプレート・システムが、少なくとも１つのアウトレットを電力入力部から切り離すことによって、アイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成される。ウオールプレート・システムは、１つまたは複数のアウトレット、および１つまたは複数のウオールプレート回路を含むことができ、ＡＣ電力入力部がアウトレットにウオールプレート回路（１つまたは複数）を介して接続されている。ウオールプレート回路は、電流測定システム、制御回路、およびスイッチを含むことができる。電流測定システムは、スイッチを介して、アウトレットの負荷に比例する出力電力信号を供給する。例示的な一実施形態で、電流測定システムの挙動が、少なくとも１つのアウトレットがＡＣ電力入力部から引き出している電力が実質的に無いことを示す場合、スイッチは、そのようなアウトレットから電力入力部を切り離すことを促進する。
【０００６】
ウオールプレート・システムはまた、アイドル・モード中の電力を低減させるための標準的なウオールプレートおよび回路の両方を含むこともできる。ウオールプレート回路は、標準的なウオールプレートの内部および後部に収容することができる。別の実施形態では、ウオールプレート・システムは、標準的なウオールプレートの上で嵌合しそれに接続するように構成されたウオールプレート・アダプタとすることができる。ウオールプレート・アダプタは、標準的なウオールプレートの１つまたは複数のアウトレットにプラグを差し込むことによって、標準的なウオールプレートと接続することができ、電子デバイスを標準的なウオールプレートの代わりにウオールプレート・アダプタに差し込むことができる。
【０００７】
例示的な一実施形態で、パワーストリップが、少なくとも１つのアウトレットを電力入力部から切り離すことによって、アイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成される。パワーストリップは、１つまたは複数のアウトレット、および１つまたは複数のアウトレット回路を含むことができ、ＡＣ電力入力部がアウトレットにアウトレット回路（１つまたは複数）を介して接続されている。アウトレット回路は、変流器、制御回路、およびスイッチを含むことができる。例示的な一実施形態で、変流器の２次巻線は、アウトレットの負荷に比例する出力電力レベル信号を供給する。例示的な一実施形態で、変流器の２次巻線の挙動が、少なくとも１つのアウトレットがＡＣ電力入力部から引き出している電力が実質的に無いことを示す場合、スイッチは、そのようなアウトレットから変流器の１次回路を切り離すことを促進する。
【０００８】
本発明のより完全な理解は、図と関連付けて考察すれば、詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって得ることができよう。図では、同じ参照番号が同様な要素を図全部にわたって指している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的な電源モジュールのブロック図である。
【図２】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的な電源モジュールのブロック図である。
【図３】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的な電源モジュールのブロック図である。
【図４】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的な電源モジュール回路内で使用するための例示的な制御回路の回路図である。
【図５Ａ】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システムのブロック図である。
【図５Ｂ】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システムの別のブロック図である。
【図５Ｃ】負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システムのさらに別のブロック図である。
【図６】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システムのブロック図である。
【図７】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システム内で使用するための例示的な制御回路の回路図である。
【図８】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システムのブロック図である。
【図９】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システム内で使用するための例示的な制御回路の概略図である。
【図１０】例示的な一実施形態による適応デバイスとして、負荷状態により制御される例示的なウオールプレート・システムの図面である。
【図１１Ａ】負荷状態により制御される例示的なパワーストリップのブロック図である。
【図１１Ｂ】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なパワーストリップの別のブロック図である。
【図１２】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なパワーストリップのブロック図である。
【図１３】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なパワーストリップ内で使用するための例示的な制御回路の回路図である。
【図１４】例示的な一実施形態による、負荷状態により制御される例示的なパワーストリップのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明をここで、様々な機能構成要素および様々な処理ステップに関して説明することができる。このような機能構成要素は、特定の機能を果たすように構成された任意の数のハードウェアまたは構造的構成要素によって実現できることを理解されたい。例えば、本発明は、様々な所期の目的に対し値を適切に構成できる様々な電気デバイス、例えば抵抗、トランジスタ、コンデンサ、ダイオードなどからなるバッファ、カレントミラーおよび論理デバイスなどの様々な集積構成要素を使用することができる。さらに、本発明は、どんな集積回路応用分野でも実施することができる。しかし、本発明の例示的な諸実施形態をここでは、例示的説明のみを目的として、パワーストリップ回路、電源モジュール、アウトレットなどと共に使用する検知および制御のシステムおよび方法に関して説明する。さらに、様々な構成要素を例示的な回路内で他の構成要素に適切に結合または接続することができるが、このような接続部および結合部は、各構成要素間の直接接続によって、またはそれらの間に配置された他の構成要素およびデバイスを介して接続することによって実現できることに留意されたい。
【００１１】
電源モジュール
様々な実施形態が、アイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成される電源モジュールで可能である。例示的な一実施形態では、電源モジュールを実施するための回路が、より大きなデバイスの一部分の中に組み込まれるか別の方法で一部分になり、より大きなデバイスに入力される電力を様々な負荷状態に基づいて制御する。別の例示的な実施形態では、電源モジュールは、電子デバイスの一部として取り外し可能にできる、または固定することができる構成要素である。電源モジュールは、プリント回路基板、ポットブロック、集積回路、ＭＥＭＳデバイス、またはより大きなデバイスまたはシステム内で実施するように構成された他の任意の構造物とすることができる。別の例示的な実施形態では、電源モジュールは、電源モジュールの簡単な取付けを促進するように構成されたハウジング内にあり得る。この実施形態は、既存の電気デバイスに付加することができる。
【００１２】
本発明の様々な態様により、電力入力部を切り離すことによってアイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成された電源モジュールを開示する。例示的な一実施形態で、図１を参照すると、電源モジュール１００が電力入力部１１０、電力出力部１２０および電源モジュール回路１３０を含む。したがって、電源モジュール１００は、電力入力部が収容され、電力出力部に電力が供給され、消費電力を低減させるために回路が電力出力部に供給される電力を切り離す、任意の構成のシステムを含むことができる。
【００１３】
例示的な一実施形態では、電力入力部１１０および電力出力部１２０は、３ピンまたは２ピンのプラグまたはレセプタクルである。別の例示的な実施形態では、電力入力部１１０および電力出力部１２０は、様々な電気構成要素との接続のためにフライング・リード線を備える。他の接続部は、端子板、スペード・コネクタ、またはプリント回路基板上に装着された固定コネクタで作製することができる。しかし、電力入力部１１０および電力出力部１２０は、他の任意の入力部および／または出力部構成でも適切に構成することができる。さらに、電力入力部１１０は、例示的な一実施形態では１１０ボルトまたは２２０ボルトの電力源に接続することができる。
【００１４】
例示的な一実施形態では、電源モジュール１００は、電源モジュール回路１３０と連絡可能に結合された電力入力部１１０を含み、電源モジュール回路１３０は次に、図２に示されるように、電力出力部１２０と連絡可能に結合される。電力出力部１２０はまた、一実施形態では、接地ラインおよび中性ラインと接続または結合することもできる。電源モジュール回路１３０は、電流測定システム２３１、制御回路２３２、およびスイッチ２３３を含む。例示的な一実施形態で、例示の目的で、電流測定システム２３１は、１次回路および２次巻線を有する変流器２３１を含む。しかし、電流測定システム２３１はまた、抵抗に伴って差動増幅器、電流検知チップ、ホール効果デバイス、あるいは電流を測定するように構成された現在知られている、または今後考案される他の任意の適切な構成要素を含むこともできる。変流器２３１は、電力出力部１２０の負荷に比例する出力電力レベル信号を制御回路２３２に供給する。さらに、スイッチ２３３は、変流器２３１の１次回路を電力出力部１２０に接続する。
【００１５】
例示的な一実施形態で、制御回路２３２は、ラッチ回路、アナログ回路、状態機械およびマイクロプロセッサのうちの少なくとも１つ、またはそれらの組合せを含むことができる。一実施形態では、制御回路２３２は、変流器２３１の２次巻線の状態を監視し、スイッチ２３３の動作を制御する。さらに、例示的な一実施形態では、制御回路２３２は変流器２３１から低周波信号または直流信号を受け取る。低周波信号は、例えば６０Ｈｚとすることができる。この低周波信号または直流信号は、制御回路２３２によって、電力出力部１２０の負荷に必要な電流と解釈される。
【００１６】
制御回路２３２は、変流器２３１の２次巻線の状態の監視、およびスイッチ２３３の動作の制御のための様々な構造物を含むことができる。例示的な一実施形態で、図３を参照すると、制御回路２３２は電流センサ３０１および論理制御ユニット３０２を含む。電流センサ３０１は、例えば変流器２３１の２次巻線などの電流測定システムの、負荷電流に比例するＡＣ電圧である出力を監視する。電流センサ３０１はまた、論理制御ユニット３０２に信号を供給する。一実施形態では、この信号は、電流センサ３０１によって監視される電流に比例する直流電圧とすることができる。別の実施形態では、この信号は、電流センサ３０１によって監視される電流に比例する電流とすることができる。
【００１７】
例示的な一実施形態で、論理制御ユニット３０２は、エネルギー蓄積コンデンサから電力供給される。論理制御ユニット３０２への電力供給を継続するために、論理制御ユニット３０２は、この蓄積コンデンサを電力入力部１１０に短時間接続することができる。別の実施形態では、論理制御ユニット３０２は、電池または他のエネルギー源から電力供給することができる。このエネルギー源はまた、ハウスキーピング電源またはホテル電源とも呼ばれ、補助低電力源として機能する。一実施形態では、補助電力は電力入力部１１０から取り出される。類似の電流監視のさらなる詳細については、参照により本明細書に組み込む「Circuit and Method for Ultra-Low Idle Power」という名称の米国特許仮出願第６１／０５２，９３９号を参照されたい。
【００１８】
例示的な一実施形態では、論理制御ユニット３０２は、電源モジュール１００を電子デバイスに組み込む前と後にプログラム書込みができるマイクロプロセッサである。一実施形態では、ユーザが論理制御ユニット３０２と連絡して、電源モジュール１００のパラメータをカスタマイズすることができる。例えば、ユーザが電源モジュール１００の閾値レベルおよびスリープ・モード・デューティ・サイクルを設定することができる。例えば、消費電力および／または節減エネルギーの履歴に関するデータを電源モジュール１００から送出することができる。電源モジュール１００とディスプレイ・デバイスの間の双方向データ伝送は、例えば赤外線信号、無線周波信号、または他の同様な信号など、無線信号によって実施することができる。データ伝送はまた、例えばＵＳＢ接続または他の同様な接続など、有線接続を用いて実施することもできる。
【００１９】
例示的な一実施形態によれば、制御回路２３２はさらに、論理制御ユニット３０２と連絡する電力切断部［ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ］３０３を含むことができる。電力切断部３０３は、論理制御ユニット３０２を電力入力部１１０から分離し、電力損失を低減させるように構成されている。論理制御ユニット３０２は、分離されている間、蓄積コンデンサまたは他のエネルギー源から電力供給され、スリープ・モードに入る。蓄積コンデンサが低電力レベルに達したならば、電力切断部３０３は、論理制御ユニット３０２を電力入力部１１０に再接続して蓄積コンデンサを再充電するように構成される。例示的な一実施形態では、電力切断部３０３は、マイクロアンペアの範囲の漏洩電流からナノアンペアの範囲の漏洩電流へと電力損失を低減させることができる。
【００２０】
別の例示的な実施形態では、制御回路２３２は、他のコントローラによって電力入力部１１０に印加される制御信号を受け取る。この制御信号は、例えばＸ１０制御プロトコルまたは他の同様なプロトコルとすることができる。制御回路２３２は、結合された電力入力部１１０から変流器２３１の２次巻線を介して、あるいは現在知られているまたは今後考案される、電力入力部１１０を制御回路２３２に結合するように構成された他の適切な手段を介して、制御信号を受け取ることができる。この制御信号は、電源モジュール１００内部から来ることもあり、外部のコントローラから来ることもある。制御信号は、高周波制御信号とすることができ、あるいは、少なくとも電力入力部１１０の周波数とは異なる周波数の制御信号とすることができる。例示的な一実施形態では、制御回路２３２は、高周波制御信号を解釈してスイッチ２３３を係合したり切断したりする。別の実施形態では、外部コントローラが、電源モジュール１００を「オン」または「オフ」の状態に変化させるための信号を送出することができる。
【００２１】
例示的な一実施形態で、変流器２３１の２次巻線の挙動が、電力出力部１２０で電力入力部１１０から実質的に電力を引き出していないことを示す場合、スイッチ２３３は、変流器２３１の１次回路を電力出力部１２０から切り離すことを促進し、または制御する。言い換えると、スイッチ２３３は、電力源を電力アウトレット１２０から切り離すことを促進する。例示的な一実施形態では、変流器２３１の２次巻線は、電力入力部１１０のＡＣライン周波数のＡＣ波形を監視されるが、このＡＣ波形は、変流器２３１の１次回路を通って電力出力部１２０に至る負荷電流に比例する実効電圧を有する。別の実施形態では、ＡＣ波形は、制御回路２３２で受け取られる前に整流されフィルタリングされて、直流信号が生成される。この直流信号は、変流器２３１の１次回路を通って電力出力部１２０に至る負荷電流に比例する。
【００２２】
一実施形態では、「実質的に電力が無い」という語句は、出力電力が、典型的な最大出力負荷の約０〜１％の範囲にあることを表すものである。例示的な一実施形態では、スイッチ２３３は、変流器２３１の１次回路を電力出力部１２０に接続することを制御するように構成され、変流器２３１の１次回路を電力出力部１２０から実質的に切り離すための切替え機構を含む。スイッチ２３３は、リレー、ラッチング・リレー、トライアック（ＴＲＩＡＣ）、および光分離トライアックのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２３】
変流器２３１の１次回路を実質的に不能にすることによって、電力出力部１２０の電力消費が低減される。一実施形態では、電力出力部１２０が実質的に不能になることは、変流器２３１の２次巻線の出力信号が十分に低く、そのためスイッチ２３３を切断し電力出力部１２０からの電力を除去することが適切であると制御回路２３２によって解釈されたことを表すものである。
【００２４】
別の実施形態で、図２および図３を参照すると、電源モジュール回路１３０はさらに、論理制御ユニット３０２を介してスイッチ２３３を閉じることができるように構成されている再接続デバイス２３４を含む。スイッチ２３３が閉じると、電力出力部１２０が変流器２３１の１次回路および電力入力部１１０に再接続する。例示的な一実施形態では、再接続デバイス２３４は、様々な方法で開閉できるスイッチデバイスを含む。例えば、再接続デバイス２３４は、手動で操作できる押しボタンを含む。一実施形態では、この押しボタンは電源モジュール１００の表面に配置される。別の実施形態では、再接続デバイス２３４は、電力入力部１１０を通って伝わる信号の影響を遠隔で受け、この信号を制御回路２３２はオン／オフ制御として解釈する。さらに別の実施形態では、再接続デバイス２３４は、例えば赤外線信号、無線周波信号、または他の同様な信号など、無線信号によって制御される。
【００２５】
例示的な一実施形態で、図３および図４を参照すると、電源モジュール回路１３０はさらに、再接続デバイス・メモリ状態３０４を含む。再接続デバイス・メモリ状態３０４は、論理制御ユニット３０２が電源立上げ時に回路状態を決定できるように、再接続デバイス２３４が最近活性化されたかどうかを示すように構成される。この例示的な実施形態では、再接続デバイス・メモリ状態３０４は、再接続デバイス２３４が活性化されたときに充電されるコンデンサＣ５を含む。それゆえ論理制御ユニット３０２は、再接続デバイス２３４が活性化されたかどうかを示すものとしてコンデンサＣ５の電圧を測定することができる。例示的な一実施形態では、再接続デバイス・メモリ状態３０４は、論理制御ユニット３０２のＰＢ１入力にデジタル読取値を与える。コンデンサＣ５に十分な電圧がある場合、ＰＢ１入力は「１」を読み込む。コンデンサＣ５に十分な電圧がない場合、ＰＢ１入力は「０」を読み込む。何ボルトが十分であるかの判別は、一部には抵抗Ｒ６とＲ７の比によって決まり、当業者には知られているように、論理制御ユニット３０２で解釈することができる。コンデンサＣ５は、論理制御ユニット３０２がコンデンサＣ５の電圧を読み込むことができるまで、再接続デバイス３２４の状態を記憶する働きをする。
【００２６】
別の例示的な実施形態によれば、スイッチ２３３は周期的に自動で作動する。例えば、スイッチ２３３は、２〜３分または５〜６分、または数十分の後、またはある程度間隔の短い任意の期間の後に、自動的に再接続することができる。一実施形態では、スイッチ２３３は、電源モジュール１００に接続された電池動作デバイスが、接続されたデバイスへの入力部に電力がない期間中に内部電池を完全に放電しない十分に短い間隔で、自動的に再接続される。電力出力部１２０が再接続された後、例示的な一実施形態では、電源モジュール回路１３０が、電力出力部１２０の電力需要などの負荷状態を検査または評価する。電力出力部１２０の負荷状態があらかじめ測定されたレベルよりも増大した場合には、電力出力部１２０は、「低負荷」であることを示す選択された閾値レベルまたは既定の閾値レベルに負荷状態が戻るまで、変流器２３１の１次回路に接続されたままになる。言い換えると、電力出力部１２０の電力需要が増加した場合、電力需要が低下し規定のアイドル・モードを示すまで、電力出力部１２０に電力が供給される。例示的な一実施形態では、再接続時の負荷状態の判定は、選択された時間が経過した後、例えば数秒または数分後に行われ、そのため電流突入または初期化事象が無視されるようになる。別の実施形態では、高負荷の短いバーストを平均するように、負荷状態を数秒または数分の選択された時間にわたって平均することができる。さらに別の例示的な実施形態では、電源モジュール１００は、すべての電力出力部１２０を電力入力部１１０と再連結できるマスタ再接続デバイスを含む。
【００２７】
例示的な動作方法では、電源モジュール１００は、電力が電力出力部１２０に流れるように、最初の電源立上がり時にスイッチ２３３が閉じている。電力出力部１２０の負荷状態がある閾値レベル未満である場合、制御回路２３２は、スイッチ２３３を開いて開回路を形成し、電力出力部１２０を入力電力信号から切り離す。こうして切り離すことにより、電力出力部１２０によって失われるアイドル電力が実質上なくなる。一実施形態では、閾値レベルは、例えば電力出力部１２０に流れる電力が約１ワット以下の既定のレベルになる。
【００２８】
例示的な一実施形態で、別の電力出力部１２０は、アイドル時の電力レベルがより高いデバイスを電力管理のための電源モジュール１００に有効に接続できるように、様々な固定閾値レベルを有することができる。例えば、大型のデバイスは、アイドル中でも約５ワットを引き出すことがあるが、接続された電力出力部１２０が約１ワットの閾値レベルを有するとすれば、電力入力部１１０から切り離されることが決してない。様々な実施形態で、いくつかの電力出力部１２０は、高電力デバイスに対応するためには高い閾値レベルを有し、あるいは低電力デバイスの場合には低い閾値レベルを有することができる。
【００２９】
別の実施形態では、閾値レベルは学習レベルである。学習レベルは、制御回路２３２で電力出力部１２０の負荷状態を長期間監視することによって確立することができる。監視することにより電力レベルの長期にわたる履歴が作成され、電力需要のテンプレートの機能を果たすことができる。例示的な一実施形態では、制御回路２３２は電力レベルの履歴を調べ、長い低電力需要の期間が、電力出力部１２０に接続されたデバイスが低電力モード、または最低電力モードにある時間であったかどうかを判定する。例示的な一実施形態では、制御回路２３２は、低電力の期間がテンプレートと合致する低電力使用時間中に、電力出力部１２０を切り離す。例えば、このテンプレートは、デバイスが電力出力部１２０を通して電力を８時間引き出し、その後に１６時間の低電力需要が続くことを示すものであり得る。
【００３０】
別の例示的な一実施形態で、制御回路２３２は、電力出力部１２０に接続された電子デバイスのおおよその低電力レベルを決定し、その決定されたおおよその低電力レベルのある百分率値になるように閾値レベルを設定する。例えば、制御回路２３２は、閾値レベルをおおよその低電力レベル需要の約１００〜１０５％になるように設定することができる。別の実施形態では、閾値需要は、おおよその低レベル電力需要の約１００〜１１０％または１１０〜１２０％以上に設定することができる。さらに、この低電力レベル百分率比の範囲は、任意の変化量、または開示された範囲とすることができる。
【００３１】
さらに、学習閾値レベルは手動で設定することもできる。例示的な一実施形態によれば、閾値レベルが、再接続デバイス２３４をある時間活性化させて現在の電力レベルを測定することに一部は基づいて設定される。例えば、ユーザは、電源モジュール１００がアイドル・モードで動作しているときに再接続デバイス２３４を数秒間押し下げて電力レベルを測定することができる。測定された電力レベルは、電力閾値レベルを設定するために使用される。例示的な一実施形態では、閾値レベルは、測定された電力レベルにオフセット値を加えて設定される。オフセット値は、様々な電力レベルにおいて構成することができる。さらに、オフセット値は、特定の構成に適するように増大または減少させることもできる。例えば、測定された閾値が約１Ｗで、約０．５Ｗのオフセット値が使用される場合、閾値は約１．５Ｗになる。例示的な一実施形態では、電源モジュール１００は、負荷がこの例では約１．５Ｗ未満に低下した場合、超低アイドル・モードで動作するように構成される。有利には、閾値レベルは、手動で電力レベル測定を起動することによってより正確に設定される。
【００３２】
電力入力部を切り離すことによってアイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成された、例示的電源モジュールの様々な機能および構造物を開示したので、本発明の例示的な一実施形態による例示的な電源モジュール４００の詳細な概略図を提示することができる。図４を参照すると、電源モジュール４００の例示的な一実施形態で、電源モジュール回路１３０は、変流器２３１、電流センサ３０１、論理制御ユニット３０２、電力切断部３０３、再接続デバイス・メモリ状態３０４、およびスイッチ２３３を含む。
【００３３】
一実施形態では、変流器２３１と電流センサ３０１が一緒になって電力入力部１１０からの電流を測定し、前記電流を、論理制御ユニット３０２によって読み込むことができる比例直流電圧に変換する。さらに、スイッチ２３３は、リレー・コイルＫ１などのラッチング・リレーを含むことができ、このリレーは、論理制御ユニット３０２からのコマンドに従って電力出力部１２０に対する電力入力部１１０の確実な接続／切断を行う。スイッチ２３３は、開接点になったり閉接点になったりする。さらに、その接点状態をスイッチ２３３は、論理制御ユニット３０２によってリセットされるまで保持し、リレー・コイルＫ１内で全く電力を消費しないでその接点状態を保持する。
【００３４】
例示的な一実施形態で、論理制御ユニット３０２はマイクロコントローラを含み、これは、電力入力ラインの電流入力を受け取り、スイッチ２３３の状態を制御し、再接続デバイス２３４およびスイッチ２３３の接点の状態または設定を読み取り、または推定する。さらに、論理制御ユニット３０２は、電力出力部１２０に接続された電子デバイスの電力プロファイルを学習し記憶する。別の例示的な実施形態では、電源モジュール回路１３０はさらに、再接続デバイス２３４および再接続デバイス・メモリ状態３０４を含む。再接続デバイス２３４は、電源モジュール回路１３０が最初に電力入力部１１０に接続されたとき、または電力出力部１２０で最大電力がすぐに必要なときに活性化されて電力出力部１２０をオンにする。再接続デバイス・メモリ状態３０４は、再接続デバイス２３４が最近活性化されたかどうかを論理制御ユニット３０２に対して示すように構成される。
【００３５】
例示的な一実施形態で、電力切断部３０３は、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３からなる回路網を含み、これらのトランジスタは、ツェナー・ダイオードＺ１、Ｚ２と共に使用されて、電力入力部１１０を論理制御ユニット３０２に適した安全なレベルにコンディショニングし、論理制御ユニット３０２を電力入力部１１０から分離する。別の実施形態では、電力切断部３０３は、前の実施形態のトランジスタに加えて、またはその代わりにリレーを含む。
【００３６】
電源モジュール４００の最初の接続では、電源モジュール４００をＡＣでも直流でもよい電源に接続することを要する。例示的な一方法では、電源モジュール４００を最初に電源に差し込むとき、電源モジュール回路１３０の全回路は通電されていなく、スイッチ２３３は、論理制御ユニット３０２によって設定された最後の位置または状態にある。この最初の状態では、電力出力部１２０に電力が供給されることもされないこともある。全回路が通電されていないとき、電源モジュール回路１３０に流れ込む電流はない。これは、通常開放の接点状態の電力切断部３０３および再接続デバイス２３４によって分離されていることによる。例示的な一実施形態では、電力切断部３０３はトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびコンデンサＣ３を含む。この状態では、漏洩電流だけがトランジスタＱ１、Ｑ２を通って流れることになり、この漏洩電流は数十ナノアンペア程度である。さらに、変流器２３１が１次側からの誘電体分離を２次側に対し行い、そのため変流器２３１の巻線間静電容量によるわずかな漏洩電流が流れるだけになる。
【００３７】
図４を引き続き参照すると、説明が目的の例示的な一実施形態で、ユーザは、再接続デバイス２３４を使用して回路を再接続してダイオードＤ１、ツェナー・ダイオードＺ１、再接続デバイス２３４、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ６、およびツェナー・ダイオードＺ３を通る電流経路を確立することができる。ダイオードＤ１は、ＡＣラインを半波整流してピークツ−ピーク電圧を半分に低下させるように働く。ツェナー・ダイオードＺ１は、ダイオードＤ１からの電圧を例えば約２０ボルトまでさらに低減させる。ツェナー・ダイオードＺ３と抵抗Ｒ４は電流制限ツェナーレギュレータを形成し、このレギュレータは、再接続デバイス２３４が保持されている間、論理制御ユニット３０２のＶＤＤ入力部に適切な直流電圧を供給する。さらに、コンデンサＣ２は、ツェナー・ダイオードＺ３の直流信号を平滑にすると共に、再接続デバイス２３４の接点はね返り中に蓄電を供給する。コンデンサＣ２は、論理制御ユニット３０２の起動時間中に十分に蓄電するような所定の大きさにされ、抵抗Ｒ４と組み合わされたコンデンサＣ２は、ＶＤＤ入力に速い立上がりエッジを与えて論理制御ユニット３０２を適正にリセットする。さらに、ダイオードＤ５は、コンデンサＣ２をコンデンサＣＳから分離し、したがって、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ４の立上がり時定数は、大容量のコンデンサＣＳの影響を受けない。コンデンサＣＳが論理制御ユニット３０２に電力供給しているとき、コンデンサＣＳの電流はダイオードＤ５を通る。ダイオードＤ６は、再接続デバイス２３４が解放されたときにコンデンサＣ２の電圧を分離するように働く。これにより、再接続デバイス２３４が閉じた時間中にコンデンサＣ５に蓄えられた電圧が、再接続デバイス２３４が開いたときに保持され、論理制御ユニット３０２に開状態を知らせることが可能になる。
【００３８】
例示的な一方法で、再接続デバイス２３４が数ミリ秒間活性化された場合、論理制御ユニット３０２は、初期化し直ちにセットアップして、再接続デバイス２３４が解放される前にそれ自体の電力を供給するように構成される。これは、論理制御ユニット３０２の倍電圧器ＶＤ１〜ＶＤ３および出力ＺＧ１により実現される。まず、出力ＺＧ１がハイに駆動されてトランジスタＱ２をオンにする。トランジスタＱ２がオンになると、抵抗Ｒ３およびツェナー・ダイオードＺ２を通る電流経路が確立されて、安定化電圧がトランジスタＱ１のドレインに得られる。この安定化電圧は、ツェナー・ダイオードＺ３によって生成されるものと同様であり、論理制御ユニット３０２のＶＤＤ入力に適している。次に、ツェナー・ダイオードＺ２の電圧が数マイクロ秒間安定化した後、論理制御ユニット３０２の出力ＶＤ１〜ＶＤ３がスイッチングを開始して、トランジスタＱ１をオンにするゲート駆動信号を生成する。出力ＶＤ１〜ＶＤ３と、コンデンサＣ３、トランジスタＱ３、コンデンサＣ４、ダイオードＤ３およびダイオードＤ４を含む構成要素とで生成された信号により、論理制御ユニット３０２のＶＤＤ入力電圧の約２倍の電圧がトランジスタＱ１のゲートに生成される。この倍電圧化で、トランジスタＱ１が確実にオンする。トランジスタＱ１がオンすると、ツェナー・ダイオードＺ２の電圧でコンデンサＣＳを充電する。例示的な一実施形態では、コンデンサＣＳは、再接続デバイス２３４が活性化されていないときに論理制御ユニット３０２に電力供給するために使用される大型の蓄電コンデンサである。コンデンサＣＳが数ミリ秒間充電された後、出力ＶＤ１〜ＶＤ３およびＺＧ１は休止状態に戻り、トランジスタＱ１およびＱ２はオフになる。この実施形態では、論理制御ユニット３０２は、コンデンサＣＳに蓄えられた電荷と切り離されて動作しており、電力入力部１１０から電力を引き出していない。再接続デバイス２３４がもはや活性ではないとき、コンデンサＣＳは、論理制御ユニット３０２に電力供給し続ける。
【００３９】
電力出力部１２０がアイドリングしており、実質的に電力を引き出していない場合、論理制御ユニット３０２は、電力を引き出すことから切り離され、「スリープ」モードに入ることができる。例示的な一方法で、図４をさらに参照すると、論理制御ユニット３０２がコンデンサＣＳに蓄えられたエネルギーにより動作しているとき、論理制御ユニット３０２内でタイミング機能がイネーブルされ、論理制御ユニット３０２はコンデンサＣ６を用いてタイミング機能を実施する。コンデンサＣ６は、論理制御ユニット３０２のＣＡＰＴＩＭＥ出力によって短時間充電され、経時的なコンデンサＣ６の放電速度は、コンデンサＣＳの電圧の低下によく似ている。入力ＣＡＰＴＩＭＥでコンデンサＣ６の電圧が低レベルに達すると、論理制御ユニット３０２は、コンデンサＣＳを改めてＡＣラインから再充電するように出力ＶＤ１〜ＶＤ３およびＺＧ１の状態を設定する。この過程は、何度となく繰り返され、したがって論理制御ユニット３０２への電力は決してなくならない。再充電過程は、作動するのに数ミリ秒以下を要するだけであり、コンデンサＣＳの大きさに依存する。
【００４０】
さらに、例示的な一方法では、論理制御ユニット３０２が、コンデンサＣＳの再充電、リレーＫ１の切替え、または電力出力部１２０から引き出される電力の測定で使用中ではないとき、論理制御ユニット３０２は、ディープ・スリープ・モードで動作しており、この動作では、内部の動作をすべて、またはほぼすべて停止し、コンデンサＣ６が放電するのを待つ。このスリープ・モードでは、消費する電力が非常に少なく、蓄電コンデンサＣＳの電荷が何秒も持続することができる。再接続デバイス２３４がスリープ・モード中に活性化された場合、コンデンサＣ５が再充電され、論理制御ユニット３０２は通常の動作を再開し、リレーＫ１をセットまたはリセットする。あるいは、コンデンサＣ６の電圧があまりに低くなった場合には、論理制御ユニット３０２は、改めてコンデンサＣＳを再充電してからスリープ・モードに戻る。
【００４１】
電子デバイスがアイドル・モードにある間、電源モジュール１００は、電子デバイスによって引き出される電力に変化がないかの監視を続けることができる。例示的な一方法では、論理制御ユニット３０２がスリープ・モードに継続的に出入りしてそれ自体に電源供給する間、論理制御ユニット３０２もまた、電力出力部１２０から引き出されている電力を周期的に検査する。電力を検査する周期は、コンデンサＣＳを充電する周期よりはずっと長く、例えば１０分以上ごとに検査するだけのこともある。例示的な一方法によれば、電力検査の結果としてあり得る結果が少なくとも３つある。すなわち、１）デバイスが動作しており、スイッチがスタンバイ状態にない、２）デバイスが動作していないが、スイッチはスタンバイ状態にない、または３）スイッチがスタンバイ状態にある。
【００４２】
デバイスが動作しておりスイッチがスタンバイ状態にないときの結果では、リレーＫ１が電力出力部１２０に電力を供給するように以前に設定されており、電力検査は、接続された電気デバイスによってかなりの負荷電流が引き出されていることを示している。「かなりの負荷」は、論理制御ユニット３０２にプログラムできる何らかの固定値によって定義することができ、あるいは、何度かの電力検査の結果としても、この電子デバイスの典型的な負荷電流としてもよい。ここで電力検査結果は通常状態と解釈され、論理制御ユニット３０２は、１０分間などさらに時間が過ぎて電力検査が再び行われるときまで、スリープ・モード・サイクルに戻る。別の例示的な実施形態では、スリープ・モード・サイクルの持続時間はユーザによって決定される。例えば、ユーザは、スリープ・モード持続時間を１分、２分、または５分に設定でき、そのようにはダイヤル、デジタル入力部、押しボタン、キーパッド、あるいは現在知られている、または今後考案される適切な他の手段を用いてできる。
【００４３】
デバイスが動作していないがスイッチはスタンバイ状態にないときの結果では、リレーＫ１が電力出力部１２０に電力を供給するように以前に設定されており、電力検査は、接続されたデバイスによって無視できるほど小さい負荷電流が引き出されていることを示している。「無視できるほど小さい負荷」は、論理制御ユニット３０２にプログラムできる何らかの固定値とすることができ、あるいは、何度かの電力検査の結果としても、この電子デバイスで見出される典型的な最小値としてもよい。どちらの場合も、論理制御ユニット３０２が行う動作は、リレー・コイルＫ１に通電するための論理制御ユニット３０２の出力ＲＥＬＡＹ１〜ＲＥＬＡＹ２を使用して、リレーＫ１を解放状態に設定することである。リレーＫ１の状態は、論理制御ユニット３０２がリレーＫ１の以前の状態、例えば電源オフ状態からの始動を知ることができないので、ＲＥＬＡＹ３に抵抗Ｒ５が存在するかどうかを検査して論理制御ユニット３０２によって決定される。
【００４４】
スイッチがスタンバイ状態にあるとき、すなわちリレーＫ１が電力出力部１２０からの電力を除去するように設定されているときの結果では、論理制御ユニット３０２は、ＡＣ電力を電力出力部に加えることができるようにリレーＫ１を閉状態に設定しなければならない。例示的な一方法では、リレーＫ１がセットされた後、電力検査が行われる前にある時間が経過することが可能になる。この遅延により、電力出力部１２０に接続された電子デバイスが初期化し、安定動作モードに入ることができる。ここで電力測定をある時間にわたり行って、電子デバイスが低電力状態にあるか高電力状態にあるかを決定することができる。高電力状態が決定された場合、リレーＫ１はセットされたままになる。低電力状態が決定された場合、リレーＫ１は開状態にリセットされ、電力が再び電力出力部１２０から除去される。また、論理制御ユニット３０２は再び、スリープ・モード・サイクルと、ある決められた時間、例えば１０分ごとの電力検査とを開始する。
【００４５】
ユーザが、電力出力部１２０に接続されたデバイスを動作させることを望み、その電力出力部がオフになっている場合、例示的な一実施形態では、再接続デバイス２３４を活性化することにより論理制御ユニット３０２がスリープ・モードから直ちに起動する。この起動は再接続デバイス２３４の活性化によるものであり、電力検査またはコンデンサＣＳの再充電によるものではないので、論理制御ユニット３０２は、電力出力部１２０に接続された電子デバイスに電力供給するように直ちにリレーＫ１を閉位置に設定する。
【００４６】
上述の各実施形態に加えて、制御およびユーザ経験を向上させるように様々な他の要素を実施することができる。ユーザ制御を向上させる１つの方法は、ユーザが電力出力部の動作モードを選択できるようにすることである。例示的な一実施形態では、電源モジュール１００はさらに、「グリーン」モード動作をイネーブルまたはディスイネーブルする「グリーン・モード」スイッチを備える。グリーン・モード・スイッチは、ハードウェアの手動スイッチとすることができ、あるいは論理制御ユニット３０２への信号とすることができる。「グリーン」モード動作では、電力出力部１２０にかかる負荷が実質的に無い場合に電力出力部１２０を電力入力部１１０から切り離す。ユーザは、必要に応じて、様々な電力出力部に対してグリーン・モード・スイッチを使用してグリーン・モード動作をディスイネーブルすることができる。例えば、この追加の制御スイッチは、クロックを有するデバイス、またはファクシミリ機など即座にオンする必要があるデバイスに電力供給する電力出力部に対して望ましいことがある。
【００４７】
一実施形態で、電源モジュール１００は、電力出力部が電源ラインに接続され、負荷電流を引き出しているかどうかを表示できるＬＥＤ表示器を含む。このＬＥＤ表示器は、電力出力部が活性状態かどうか、すなわち電子デバイスによって電力が引き出されているかどうか、かつ／または電力出力部が、電子デバイスが接続されていない場合でも使用可能な電力を有しているかどうかを表示することができる。さらに、点滅するＬＥＤを用いて、電力検査が行われているときを示す、あるいはスリープ・モード再充電の「心拍」を表示することもできる。
【００４８】
別の実施形態では、電源モジュール１００は、少なくとも１つのＬＣＤディスプレイを備える。このＬＣＤディスプレイは、論理制御ユニット３０２によって動作させて、電力出力部１２０に供給されている負荷電力を例えば動作時間中に表示することができる。ＬＣＤはまた、「グリーン」モードの内または外で動作している電源モジュール１００によって節減された電力、または消費された電力についての情報を与えることもできる。例えばＬＣＤは、電源モジュール１００の寿命、または１日などの特定の期間中に節減された総ワット数を表示することができる。
【００４９】
様々な実施形態を用いてまた、電源モジュールおよび／または電源モジュール内の個々の電力出力部の効果的使用法を向上させることもできる。そのような一実施形態は、論理制御ユニット３０２によって監視される光電池または他の光センサの実施である。光電池は、電源モジュール１００の位置に光が存在するかどうかを判定し、論理制御ユニット３０２は、この判定を用いて、周囲光の状態により電力出力部１２０を切り離すことができる。例えば、論理制御ユニット３０２は、暗闇の期間中に電力出力部１２０を切り離すことができる。言い換えると、電源モジュールの電力出力部は夜間にオフすることができる。別の例は、事務所の使用されていない会議室などの暗い部屋に置かれた場合には電力を必要としないデバイスである。また、電力出力部は、既定またはユーザ決定にできる特定のレベルを周囲光の状態が超えた場合にオフすることもできる。
【００５０】
別の実施形態で、電源モジュール１００はさらに、内部クロックを有することができる。論理制御ユニット３０２は、この内部クロックを使用して、電力出力部１２０においてどの時間間隔で高い電力使用量が示されるかを学習することができる。この知識は、電力出力部がいつ電力を使用可能にするべきかを決定するために含めることができる。例示的な一実施形態で、内部クロックは水晶の精度を有する。また、内部クロックは実際の時間に設定する必要がない。さらに、内部クロックは、より高い電源モジュールの効率および／または精度を得るために光電池と組み合わせて使用することもできる。
【００５１】
ウオールプレート・システム
様々な実施形態がまた、アイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成されたウオールプレート・システムで可能である。例示的な一実施形態で、ウオールプレート・システムおよび付属回路は、１つまたは複数のアウトレットを有するウオールプレートと結合または係合するように構成される。例えば、ウオールプレート・システムは、標準的なウオールプレートの内側および後面に収容することができる。この実施形態は、居住用または商業用の場所で既存の標準的なウオールプレートに付加することができる。別の例示的な実施形態では、ウオールプレート・システムは、標準的なウオールプレートと、アイドル・モード中の電力を低減させるための回路との両方を含む。さらに別の例示的な実施形態では、説明が目的の図１０を参照すると、ここで使用されるウオールプレート・システムは、標準的なウオールプレートの上で嵌合しそれに接続するように構成されたウオールプレート・アダプタと定義することができる。ウオールプレート・アダプタは、標準的なウオールプレートの１つまたは複数のアウトレットにプラグを差し込むことによって、標準的なウオールプレートと接続することができる。この実施形態で、電子デバイスを標準的なウオールプレートの代わりにウオールプレート・アダプタに差し込むことができる。ウオールプレート・システムを電気アウトレットに結合および／または係合するための他の構成もまた、本発明の様々な実施形態の範囲内で企図される。
【００５２】
本発明の様々な態様によれば、電力入力部を少なくとも１つのアウトレットから切り離すことによってアイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成されたウオールプレート・システムが開示される。例示的な一実施形態で、図５Ａを参照すると、ウオールプレート・システム５００は、２つ以上のアウトレット５２０、およびウオールプレート回路５３０を含む。別の例示的な実施形態では、ウオールプレート・システム５００は、単一のアウトレット５２０、および単一のウオールプレート回路５３０を含む。さらに別の例示的な実施形態では、図５Ｂを参照すると、ウオールプレート・システム５００は、ウオールプレート回路５３０と結合された少なくとも１つのアウトレット５２０と、ＡＣライン入力部５１０に直接接続された少なくとも１つのアウトレット５２０とを含む。別の例示的な実施形態では、図５Ｃを参照すると、ウオールプレート・システム５００は、２つ以上のアウトレット５２０、および２つ以上のウオールプレート回路５３０を含み、個々のウオールプレート回路が個々のアウトレット５２０への電力入力を制御するように構成されている。したがって、ウオールプレート・システム５００は、電力が受け取られ、電力がアウトレットに供給され、電力消費を低減させるためにアウトレットに供給される電力を回路が切断する、任意の構成のシステムを含むことができる。
【００５３】
例示的な一実施形態で、図６を参照すると、ウオールプレート・システム５００は、ウオールプレート回路５３０と連絡可能に結合されたＡＣライン入力５１０を含み、ウオールプレート回路５３０は、アウトレット５２０と連絡可能に結合される。アウトレット５２０はまた、接地ラインおよび中性ラインと接続または結合される。さらに、ＡＣライン入力部５１０は、例示的な一実施形態で１１０ボルトまたは２２０ボルトの電源に接続することができる。ウオールプレート回路５３０は、電流測定システム６３１、制御回路６３２、およびスイッチ６３３を含む。例示的な説明目的の一実施形態では、電流測定システム６３１は、１次回路および２次巻線を有する変流器６３１を含む。しかし、電流測定システム６３１はまた、抵抗を伴う差動増幅器、電流検知チップ、ホール効果デバイス、あるいは電流を測定するように構成された現在知られている、または今後考案される他の任意の構成要素を含むこともできる。変流器６３１は、電力出力部５２０の負荷に比例する出力電力信号を供給する。さらに、スイッチ６３３は、変流器６３１の１次回路をアウトレット５２０に接続する。
【００５４】
例示的な一実施形態で、制御回路６３２は、ラッチ回路、アナログ回路、状態機械およびマイクロプロセッサのうちの少なくとも１つ、またはそれらの組合せを含むことができる。一実施形態では、制御回路６３２は、変流器６３１の２次巻線の状態を監視し、スイッチ６３３の動作を制御する。さらに、例示的な一実施形態では、制御回路６３２は変流器６３１から低周波信号または直流信号を受け取る。低周波信号は、例えば６０Ｈｚとすることができる。この低周波信号または直流信号は、制御回路６３２によって、アウトレット５２０の負荷に必要な電流と解釈される。
【００５５】
制御回路６３２は、変流器６３１の２次巻線の状態の監視、およびスイッチ６３３の動作の制御のための様々な構造物を含むことができる。例示的な一実施形態で、図７を参照すると、制御回路６３２は電流センサ７０１および論理制御ユニット７０２を含む。電流センサ７０１は、例えば変流器６３１の２次巻線などの電流測定システムの、負荷電流に比例するＡＣ電圧である出力を監視する。電流センサ７０１はまた、論理制御ユニット７０２に信号を供給する。一実施形態では、この信号は、電流センサ７０１によって監視される電流に比例する直流電圧とすることができる。別の実施形態では、この信号は、電流センサ７０１によって監視される電流に比例する電流とすることができる。別の例示的な実施形態で、図８をしばらく参照すると、ウオールプレート・システムのウオールプレート回路５３０は、複数の変流器６３１および複数のスイッチ６３３と連絡し、それを制御する論理制御ユニット７０２を含む。
【００５６】
例示的な一実施形態で、論理制御ユニット７０２は、エネルギー蓄積コンデンサから電力供給される。論理制御ユニット７０２への電力供給を継続するために、論理制御ユニット７０２は、この蓄積コンデンサを短時間接続することができる。別の実施形態では、論理制御ユニット７０２は、電池または他のエネルギー源から電力供給することができる。このエネルギー源はまた、ハウスキーピング電源またはホテル電源とも呼ばれ、補助低電力源として機能する。一実施形態では、補助電力はＡＣライン入力部５１０から取り出される。類似の電流監視のさらなる詳細については、「Circuit and Method for Ultra-Low Idle Power」という名称の米国特許仮出願第６１／０５２，９３９号を参照されたい。
【００５７】
例示的な一実施形態では、論理制御ユニット７０２は、ウオールプレート・システム５００を電子デバイスに組み込む前と後にプログラム書込みができるマイクロプロセッサである。一実施形態では、ユーザが論理制御ユニット７０２と連絡して、ウオールプレート・システム５００のパラメータをカスタマイズすることができる。例えば、ユーザがウオールプレート・システム５００の閾値レベルおよびスリープ・モード・デューティ・サイクルを設定することができる。例えば、消費電力および／または節減エネルギーの履歴に関するデータをウオールプレート・システム５００から送出することができる。ウオールプレート・システム５００とディスプレイ・デバイスの間の双方向データ伝送は、例えば赤外線信号、無線周波信号、または他の同様な信号など、無線信号によって実施することができる。データ伝送はまた、例えばＵＳＢ接続または他の同様な接続など、有線接続を用いて実施することもできる。
【００５８】
例示的な一実施形態によれば、制御回路６３２はさらに、論理制御ユニット７０２と連絡する電力切断部７０３を含むことができる。電力切断部７０３は、論理制御ユニット７０２をＡＣライン入力部５１０から分離し、電力損失を低減させるように構成されている。論理制御ユニット７０２は、分離されている間、蓄積コンデンサまたは他のエネルギー源から電力供給され、スリープ・モードに入る。蓄積コンデンサが低電力レベルに達したならば、電力切断部７０３は、論理制御ユニット７０２をＡＣライン入力部５１０に再接続して蓄積コンデンサを再充電するように構成される。例示的な一実施形態では、電力切断部７０３は、マイクロアンペアの範囲の漏洩からナノアンペアの範囲の漏洩へと電力損失を低減させることができる。
【００５９】
別の例示的な実施形態では、制御回路６３２は、他のコントローラによってＡＣライン入力部５１０に印加される制御信号を受け取る。この制御信号は、例えばＸ１０制御プロトコルまたは他の同様なプロトコルとすることができる。制御回路６３２は、結合されたＡＣライン入力部５１０から変流器６３１の２次巻線を介して、あるいは現在知られているまたは今後考案される、ＡＣライン入力部５１０を制御回路６３２に結合するように構成された他の適切な手段を介して、制御信号を受け取ることができる。この制御信号は、ウオールプレート・システム５００内部から来ることもあり、外部のコントローラから来ることもある。制御信号は、高周波制御信号とすることができ、あるいは、少なくともＡＣライン入力部５１０の周波数とは異なる周波数の制御信号とすることができる。例示的な一実施形態では、制御回路６３２は、高周波制御信号を解釈してスイッチ６３３を係合したり切断したりする。別の実施形態では、外部コントローラが、ウオールプレート・システム５００を「オン」または「オフ」の状態に変化させるための信号を送出することができる。
【００６０】
例示的な一実施形態で、変流器６３１の２次巻線の挙動が、アウトレット５２０でＡＣライン入力部５１０から実質的に電力を引き出していないことを示す場合、スイッチ６３３は、変流器６３１の１次回路をアウトレット５２０から切り離すことを促進し、または制御する。言い換えると、スイッチ６３３は、電力源をアウトレット５２０から切り離すことを促進する。例示的な一実施形態では、変流器６３１の２次巻線は、ＡＣライン周波数のＡＣ波形を監視されるが、このＡＣ波形は、変流器６３１の１次回路を通ってアウトレット５２０に至る負荷電流に比例する実効電圧を有する。別の実施形態では、ＡＣ波形は、制御回路６３２で受け取られる前に整流されフィルタリングされて、直流信号が生成される。この直流信号は、変流器６３１の１次回路を通ってアウトレット５２０に至る負荷電流に比例する。
【００６１】
一実施形態では、「実質的に電力が無い」という語句は、出力電力が、典型的な最大出力負荷の約０〜１％の範囲にあることを表すものである。例示的な一実施形態では、スイッチ６３３は、変流器６３１の１次回路をアウトレット５２０に接続することを制御するように構成され、変流器６３１の１次回路をアウトレット５２０から実質的に切り離すための切替え機構を含む。スイッチ６３３は、リレー、ラッチング・リレー、トライアック（ＴＲＩＡＣ）、および光分離トライアックまたは切り離すための他の切替え機構のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００６２】
変流器６３１の１次回路を実質的に不能にすることによって、アウトレット５２０の電力消費が低減される。一実施形態では、アウトレット５２０が実質的に不能になることは、変流器６３１の２次巻線の出力信号が十分に低く、そのためスイッチ６３３を切断しアウトレット５２０からの電力を除去することが適切であると制御回路６３２によって解釈されたことを表すものである。
【００６３】
別の実施形態で、ウオールプレート回路５３０はさらに、論理制御ユニット７０２を介してスイッチ６３３を閉じることができるように構成されている再接続デバイス６３４を含む。スイッチ６３３が閉じると、アウトレット５２０が変流器６３１の１次回路およびＡＣライン入力部５１０に再接続する。例示的な一実施形態では、再接続デバイス６３４は、様々な方法で開閉できるスイッチデバイスを含む。例えば、再接続デバイス６３４は、手動で操作できる押しボタンを含む。一実施形態では、この押しボタンはウオールプレートシステム５００の表面に配置される。別の例示的な実施形態では、再接続デバイス６３４は、ユーザがウオールプレート・システム５００のアウトレットへの電力を再イネーブルできるようにするための壁面スイッチであり、ウオールプレート・システム５００まで遠く離れている。別の実施形態では、再接続デバイス６３４は、ＡＣライン入力部５１０を通って伝わる信号の影響を遠隔で受け、この信号を制御回路６３２はオン／オフ制御として解釈する。さらに別の実施形態では、再接続デバイス６３４は、例えば赤外線信号、無線周波信号、または他の同様な信号など、無線信号によって制御される。
【００６４】
別の例示的な実施形態によれば、スイッチ６３３は周期的に自動で作動する。例えば、スイッチ６３３は、２〜３分または５〜６分後、または数十分後に、またはある程度間隔の短い任意の期間の後に、自動的に再接続することができる。一実施形態では、スイッチ６３３は、ウオールプレート・システム５００に接続された電池動作デバイスが、接続されたデバイスへの入力部に電力がない期間中に内部電池を完全に放電しない十分に短い間隔で、自動的に再接続される。アウトレット５２０が再接続された後、例示的な一実施形態では、ウオールプレート回路５３０が、アウトレット５２０の電力需要などの負荷状態を検査または評価する。アウトレット５２０の負荷状態があらかじめ測定されたレベルよりも増大した場合には、アウトレット５２０は、「低負荷」であることを示す選択された閾値レベル、または既定の閾値レベルに負荷状態が戻るまで、変流器６３１の１次回路に接続されたままになる。言い換えると、アウトレット５２０の電力需要が増加した場合、電力需要が低下し規定のアイドル・モードを示すまで、アウトレット５２０に電力が供給される。例示的な一実施形態では、再接続時の負荷状態の判定は、選択された時間が経過した後、例えば数秒または数分後に行われ、そのため電流突入または初期化事象が無視されるようになる。別の実施形態では、高負荷の短いバーストを平均するように、負荷状態を数秒または数分の選択された時間にわたって平均することができる。さらに別の例示的な実施形態では、ウオールプレート・システム５００は、すべてのアウトレット５２０をＡＣライン入力部５１０と再連結できるマスタ再接続デバイスを含む。
【００６５】
例示的な動作方法では、ウオールプレート・システム５００は、電力がアウトレット５２０に流れるように、最初の電源立上がり時にスイッチ６３３が閉じている。アウトレット５２０の負荷状態がある閾値レベル未満である場合、制御回路６３２は、スイッチ６３３を開いて開回路を形成し、アウトレット５２０をＡＣ電力信号から切り離す。こうして切り離すことにより、アウトレット５２０によって失われるアイドル電力が実際上なくなる。一実施形態では、閾値レベルは、例えばアウトレット５２０に流れる電力が約１ワット以下の既定のレベルになる。
【００６６】
例示的な一実施形態で、別のアウトレット５２０では、アイドル時の電力レベルがより高いデバイスを電力管理のためのウオールプレート・システム５００に有効に接続できるように、様々な固定閾値レベルを有することができる。例えば、大型のデバイスは、アイドル中でも約５ワットを引き出すことがあるが、接続されたアウトレット５２０が約１ワットの閾値レベルを有するとすれば、ＡＣライン入力部５１０から切り離されることが決してない。様々な実施形態で、いくつかのアウトレット５２０は、高電力デバイスに対応するためには高い閾値レベルを有し、あるいは低電力デバイスの場合には低い閾値レベルを有することができる。
【００６７】
別の実施形態では、閾値レベルは学習レベルである。学習レベルは、制御回路６３２でアウトレット５２０の負荷状態を長期間監視することによって確立することができる。監視することにより電力レベルの長期にわたる履歴が作成され、電力需要のテンプレートの機能を果たすことができる。例示的な一実施形態では、制御回路６３２は電力レベルの履歴を調べ、長い低電力需要の期間が、アウトレット５２０に接続されたデバイスが低電力モード、または最低電力モードにある時間であったかどうかを判定する。例示的な一実施形態では、制御回路６３２は、低電力の期間がテンプレートと合致する低電力使用時間中に、アウトレット５２０を切り離す。例えば、このテンプレートは、デバイスがアウトレット５２０を通して電力を８時間引き出し、その後に１６時間の低電力需要が続くことを示すものであり得る。
【００６８】
別の例示的な一実施形態で、制御回路６３２は、アウトレット５２０に接続された電子デバイスのおおよその低電力レベルを決定し、その決定されたおおよその低電力レベルのある百分率値になるように閾値レベルを設定する。例えば、制御回路６３２は、閾値レベルをおおよその低電力レベル需要の約１００〜１０５％になるように設定することができる。別の実施形態では、閾値レベルは、おおよその低レベル電力需要の約１００〜１１０％または１１０〜１２０％以上に設定することができる。さらに、この低電力レベル百分率比の範囲は、任意の変化量、または開示された各範囲の組合せとすることができる。
【００６９】
さらに、学習閾値レベルは手動で設定することもできる。例示的な一実施形態によれば、閾値レベルが、再接続デバイス６３４をある時間活性化させて現在の電力レベルを測定することに一部は基づいて設定される。例えば、ユーザは、ウオールプレート・システム５００がアイドル・モードで動作しているときに再接続デバイス６３４を数秒間押し下げて電力レベルを測定することができる。測定された電力レベルは、電力閾値レベルを設定するために使用される。例示的な一実施形態では、閾値レベルは、測定された電力レベルにオフセット値を加えて設定される。オフセット値は、様々な電力レベルにおいて構成することができる。さらに、オフセット値は、特定の構成に適するように増大または減少させることもできる。例えば、測定された閾値が約１Ｗで、約０．５Ｗのオフセット値が使用される場合、閾値は約１．５Ｗになる。例示的な一実施形態では、ウオールプレート・システム５００は、負荷がこの例では約１．５Ｗ未満に低下した場合、超低アイドル・モードで動作するように構成される。有利には、閾値レベルは、手動で電力レベル測定を起動することによってより正確に設定される。
【００７０】
電力入力部を切り離すことによってアイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成された、例示的ウオールプレート・システムの様々な機能および構造物を開示したので、本発明の例示的な一実施形態による例示的なウオールプレート・システムの詳細な概略図を提示することができる。例示的な一実施形態で、図９を参照すると、ウオールプレート回路５３０を含むウオールプレート・システム９００は、変流器６３１、電流センサ７０１、論理制御ユニット７０２、電力切断部７０３、およびスイッチ６３３を備える。
【００７１】
一実施形態では、変流器６３１と電流センサ７０１が一緒になってＡＣライン入力部の電流を測定し、前記電流を、論理制御ユニット７０２によって読み込むことができる比例直流電圧に変換する。さらに、スイッチ６３３はラッチング・リレーを含むことができ、このリレーは、論理制御ユニット７０２からのコマンドに従ってアウトレット５２０に対するＡＣライン入力部５１０の確実な接続／切断を行う。スイッチ６３３は、開接点になったり閉接点になったりする。さらに、その接点状態をスイッチ６３３は、論理制御ユニット７０２によってリセットされるまで保持し、リレー・コイルＫ１内で全く電力を消費しないでその接点状態を保持する。
【００７２】
例示的な一実施形態で、論理制御ユニット３０２と同様に、論理制御ユニット７０２はマイクロコントローラを含み、これは、ＡＣラインの電流入力を受け取り、スイッチ６３３の状態を制御し、再接続デバイス６３４およびスイッチ６３３の接点の状態または設定を読み取り、または推定する。さらに、論理制御ユニット７０２は、アウトレット５２０に接続された電子デバイスの電力プロファイルを学習し記憶する。別の例示的な実施形態では、ウオールプレート回路５３０はさらに、再接続デバイス６３４を含み、これは、ウオールプレート回路５３０が最初にＡＣライン入力部５１０に接続されたとき、またはアウトレット５２０で最大電力がすぐに必要なときに活性化されてアウトレット５２０をオンにする。
【００７３】
例示的な一実施形態で、電力切断部７０３は、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３からなる回路網を含み、これらのトランジスタは、ＡＣライン入力部５１０を論理制御ユニット７０２に適した安全なレベルにコンディショニングし、論理制御ユニット７０２をＡＣライン入力部５１０から分離する。別の実施形態では、電力切断部７０３は、前の実施形態のトランジスタに加えて、またはその代わりにリレーを含む。
【００７４】
ウオールプレート・システム９００の最初の接続では、ウオールプレート・システム９００をＡＣ電源に接続することを要する。例示的な一方法では、ウオールプレート・システム９００を最初に電源に差し込むとき、ウオールプレート回路５３０の全回路は通電されていなく、スイッチ６３３は、論理制御ユニット７０２によって設定された最後の接点状態にある。この最初の状態では、アウトレット５２０に電力が供給されることもされないこともある。全回路が通電されていないとき、ウオールプレート回路５３０に流れ込む電流はない。これは、通常開放の接点状態の電力切断部７０３および再接続デバイス６３４によって分離されていることによる。例示的な一実施形態では、電力切断部７０３はトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびコンデンサＣ３を含む。この状態では、漏洩電流だけがトランジスタＱ１、Ｑ２を通って流れることになり、この漏洩電流は数十ナノアンペア程度である。さらに、変流器６３１が１次側からの誘電体分離を２次側に対し行い、そのため変流器６３１の巻線間静電容量によるわずかな漏洩電流が流れるだけになる。
【００７５】
図９を引き続き参照すると、説明が目的の例示的な一実施形態で、ユーザは、再接続デバイス６３４を使用して回路を再接続してダイオードＤ１、ツェナー・ダイオードＺ１、抵抗Ｒ４、再接続デバイス６３４、およびツェナー・ダイオードＺ３を通る電流経路を確立することができる。ダイオードＤ１は、ＡＣラインを半波整流してピークツ−ピーク電圧を半分に低下させるように働く。ツェナー・ダイオードＺ１は、ダイオードＤ１からの電圧を例えば約２０ボルトまでさらに低減させる。ツェナー・ダイオードＺ３と抵抗Ｒ４は電流制限ツェナーレギュレータを形成し、このレギュレータは、再接続デバイス６３４が保持されている間、論理制御ユニット７０２のＶＤＤ入力部に適切な直流電圧を供給する。さらに、コンデンサＣ２は、ツェナー・ダイオードＺ３の直流信号を平滑にすると共に、再接続デバイス６３４の接点はね返り中に蓄電を供給する。コンデンサＣ２は、論理制御ユニット７０２の起動時間中に十分に蓄電するような所定の大きさにされ、抵抗Ｒ４と組み合わされたコンデンサＣ２は、ＶＤＤ入力に速い立上がりエッジを与えて論理制御ユニット７０２を適正にリセットする。さらに、ダイオードＤ５は、コンデンサＣ２をコンデンサＣＳから分離し、したがって、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ４の立上がり時定数は、大容量のコンデンサＣＳの影響を受けない。コンデンサＣＳが論理制御ユニット７０２に電力供給しているとき、コンデンサＣＳの電流はダイオードＤ５を通る。
【００７６】
例示的な一方法で、再接続デバイス６３４が数ミリ秒間活性化された場合、論理制御ユニット７０２は、初期化し直ちにセットアップして、再接続デバイス６３４が解放される前にそれ自体の電力を供給するように構成される。これは、論理制御ユニット３０２に伴う再接続動作と同様に、論理制御ユニット７０２の倍電圧器ＶＤ１〜ＶＤ３および出力ＺＧ１により実現される。アウトレット５２０がアイドリングしており、実質的に電力を引き出していない場合、論理制御ユニット７０２は、電力を引き出すことから切り離され、「スリープ」モードに入ることができる。例示的な一方法で、図９をさらに参照すると、論理制御ユニット７０２がコンデンサＣＳに蓄えられたエネルギーにより動作しているとき、論理制御ユニット７０２内でタイミング機能がイネーブルされ、論理制御ユニット７０２はコンデンサＣ５を用いてタイミング機能を実施する。コンデンサＣ５は、論理制御ユニット７０２のＣＡＰＴＩＭＥ出力によって短時間充電され、経時的なコンデンサＣ５の放電速度は、コンデンサＣＳの電圧の低下によく似ている。入力ＣＡＰＴＩＭＥでコンデンサＣ５の電圧が低レベルに達すると、論理制御ユニット７０２は、コンデンサＣＳを改めてＡＣラインから再充電するように出力ＶＤ１〜ＶＤ３および出力ＺＧ１の状態を設定する。この過程は、何度となく繰り返され、したがって論理制御ユニット７０２への電力は決してなくならない。再充電過程は、作動するのに数ミリ秒以下を要するだけであり、コンデンサＣＳの大きさに依存する。
【００７７】
さらに、例示的な一方法では、論理制御ユニット７０２がコンデンサＣＳの再充電、リレーＫ１の切替え、またはアウトレット５２０から引き出される電力の測定で使用中ではないとき、論理制御ユニット７０２は、ディープ・スリープ・モードで動作しており、この動作では、内部の動作をすべて、またはほぼすべて停止し、コンデンサＣ５が放電するのを待つ。このスリープ・モードでは、消費する電力が非常に少なく、蓄電コンデンサＣＳの電荷が何秒も持続することができる。再接続デバイス６３４がスリープ・モード中に活性化された場合、論理制御ユニット７０２は通常の動作を再開し、リレーＫ１をセットまたはリセットする。あるいは、コンデンサＣ５の電圧があまりに低くなった場合には、論理制御ユニット７０２は、改めてコンデンサＣＳを再充電してからスリープ・モードに戻る。
【００７８】
電子デバイスがアイドル・モードにある間、ウオールプレート・システム５００は、電子デバイスによって引き出される電力に変化がないかの監視を続けることができる。例示的な一方法では、論理制御ユニット７０２が継続的にスリープ・モードに入ったり出たりしてそれ自体に電源供給する間、論理制御ユニット７０２もまた、アウトレット５２０から引き出されている電力を周期的に検査する。電力を検査する周期は、コンデンサＣＳを充電する周期よりはずっと長く、例えば１０分以上ごとに検査するだけのこともある。例示的な一方法によれば、電力検査の結果としてあり得る結果が少なくとも３つある。すなわち、１）デバイスが動作しており、スイッチがスタンバイ状態にない、２）デバイスが動作していないが、スイッチはスタンバイ状態にない、または３）スイッチがスタンバイ状態にある。これらあり得る結果のそれぞれを伴う特徴および動作は、電源モジュール１００に関して説明したあり得る結果と同様である。
【００７９】
ユーザが、アウトレット５２０に接続されたデバイスを動作させることを望み、そのアウトレットがオフになっている場合、例示的な一実施形態では、再接続デバイス６３４を活性化することにより論理制御ユニット７０２がスリープ・モードから直ちに起動する。この起動は再接続デバイス６３４の活性化によるものであり、電力検査またはコンデンサＣＳの再充電によるものではないので、論理制御ユニット７０２は、アウトレット５２０に接続された電子デバイスに電力供給するように直ちにリレーＫ１を閉位置に設定する。
【００８０】
上述の各実施形態に加えて、制御およびユーザ経験を向上させるように様々な他の要素を実施することができる。ユーザ制御を向上させる１つの方法は、ユーザがアウトレットの動作モードを選択できるようにすることである。例示的な一実施形態では、ウオールプレート・システム５００はさらに、「グリーン」モード動作をイネーブルまたはディスイネーブルする「グリーン・モード」スイッチを備える。グリーン・モード・スイッチは、ハードウェアの手動スイッチとすることができ、あるいは論理制御ユニット７０２への信号とすることができる。「グリーン」モード動作では、アウトレット５２０にかかる負荷が実質的に無い場合にアウトレット５２０をＡＣライン入力部５１０から切り離す。ユーザは、必要に応じて、様々なアウトレットに対してグリーン・モード・スイッチを使用してグリーン・モード動作をディスイネーブルすることができる。例えば、この追加の制御スイッチは、クロックを有するデバイス、またはファクシミリ機など即座にオンする必要があるデバイスに電力供給するアウトレットに対して望ましいことがある。
【００８１】
一実施形態で、ウオールプレート・システム５００は、アウトレットが電源ラインに接続され、負荷電流を引き出しているかどうかを表示できるＬＥＤ表示器を含む。このＬＥＤ表示器は、アウトレットが活性状態かどうか、すなわち電子デバイスによって電力が引き出されているかどうか、かつ／またはアウトレットが、電子デバイスが接続されていない場合でも使用可能な電力を有しているかどうかを表示することができる。さらに、点滅するＬＥＤを用いて、電力検査が行われているときを示す、あるいはスリープ・モード再充電の「心拍」を表示することもできる。
【００８２】
別の実施形態では、ウオールプレート・システム５００は、少なくとも１つのＬＣＤディスプレイを備える。このＬＣＤディスプレイは、論理制御ユニット７０２によって動作させて、アウトレット５２０に供給されている負荷電力を例えば動作時間中に表示することができる。ＬＣＤはまた、「グリーン」モードの内または外で動作しているウオールプレート・システム５００によって節減された電力、または消費された電力についての情報を与えることもできる。例えばＬＣＤは、ウオールプレート・システム５００の寿命、または１日などの特定の期間中に節減された総ワット数を表示することができる。
【００８３】
様々な実施形態を用いてまた、ウオールプレート・システムおよび／またはウオールプレート・システム内の個々のアウトレットの効果的使用法を向上させることもできる。そのような一実施形態は、論理制御ユニット７０２によって監視される光電池または他の光センサの実施である。光電池は、ウオールプレート・システム５００の位置に光が存在するかどうかを判定し、論理制御ユニット７０２は、この判定を用いて、周囲光の状態によりアウトレット５２０を切り離すことができる。例えば、論理制御ユニット７０２は、暗闇の期間中に出力部５２０を切り離すことができる。言い換えると、ウオールプレート・システムのアウトレットは夜間にオフすることができる。別の例は、事務所の使用されていない会議室などの暗い部屋に置かれた場合には電力を必要としないデバイスである。また、電力出力は、既定またはユーザ決定にできる特定のレベルを周囲光の状態が超えた場合にオフすることもできる。
【００８４】
別の実施形態で、ウオールプレート・システム５００はさらに、内部クロックを有することができる。論理制御ユニット７０２は、この内部クロックを使用して、アウトレット５２０においてどの時間間隔で高い電力使用量が示されるかを学習することができる。この知識は、アウトレットでいつ電力を使用可能にするべきかを決定するために含めることができる。例示的な一実施形態で、内部クロックは水晶の精度を有する。また、内部クロックは実際の時間に設定する必要がない。さらに、内部クロックは、より高いウオールプレート・システムの効率および／または精度を得るために光電池と組み合わせて使用することもできる。
【００８５】
パワーストリップ
本発明の様々な態様により、電力入力部を少なくとも１つのアウトレットから切り離すことによってアイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成されたパワーストリップを開示する。例示的な一実施形態で、図１１Ａを参照すると、パワーストリップ１１００は、２つ以上のアウトレット１１２０、および２つ以上のアウトレット回路１１３０を含む。別の例示的な実施形態（図示せず）では、パワーストリップ１１００は、単一のアウトレット１１２０、および単一のアウトレット回路１１３０を含む。さらに別の例示的な実施形態で、図１１Ｂを参照すると、パワーストリップ１１００は、アウトレット回路１１３０に結合された少なくとも１つのアウトレット１１２０と、ＡＣライン入力部１１１０に直に接続された少なくとも１つのアウトレット１１２０とを含む。
【００８６】
例示的な一実施形態で、図１２を参照すると、パワーストリップ１１００は、アウトレット回路１１３０に接続されたＡＣライン入力部１１１０を含み、アウトレット回路１１３０はアウトレット１１２０に接続される。アウトレット回路１１３０は、電流測定システム１２３１、制御回路１２３２、およびスイッチ１２３３を含む。例示的な一実施形態で、電流測定システム１２３１は、例示目的の１次回路および２次巻線を有する変流器１２３１を含む。しかし、電流測定システム１２３１はまた、抵抗を伴う差動増幅器、電流検知チップ、ホール効果デバイス、あるいは電流を測定するように構成された現在知られている、または今後考案される他の任意の構成要素を含むこともできる。変流器１２３１は、アウトレット１１２０の負荷に比例する出力電力レベル信号を供給する。さらに、スイッチ１２３３は、変流器１２３１の１次回路をアウトレット１１２０に接続する。
【００８７】
さらに、一実施形態では、ＡＣライン入力部１１１０は、パワーストリップ１１００の本体に接続する標準的な３線の接地プラグとコード・セットである。しかし、ＡＣライン入力部１１１０は、任意のＡＣ電源入力部構成として構成でき、あるいは他の任意の入力電源構成と置き換えることができる。ＡＣライン入力部１１１０は、ＡＣライン入力部１１１０とアウトレットＩ−Ｎ１１２０の間にあるいくつかの同様なアウトレット回路１１３０と並列に接続される。さらに、ＡＣライン入力部１１１０は、例示的な一実施形態で、１１０ボルトまたは２２０ボルトの電源に接続することができる。
【００８８】
例示的な一実施形態で、制御回路１２３２は、ラッチ回路、アナログ回路、状態機械およびマイクロプロセッサのうちの少なくとも１つ、またはそれらの組合せを含むことができる。一実施形態では、制御回路１２３２は、変流器１２３１の２次巻線の状態を監視し、スイッチ１２３３の動作を制御する。さらに、例示的な一実施形態では、制御回路１２３２は変流器１２３１から低周波信号または直流信号を受け取る。低周波信号は、例えば６０Ｈｚとすることができる。この低周波信号または直流信号は、制御回路１２３２によって、アウトレット１１２０の負荷に必要な電流と解釈される。
【００８９】
制御回路１２３２は、変流器１２３１の２次巻線の状態の監視、およびスイッチ１２３３の動作の制御のための様々な構造物を含むことができる。例示的な一実施形態で、図１３を参照すると、制御回路１２３２は電流センサ１３０１および論理制御ユニット１３０２を含む。電流センサ１３０１は、例えば変流器１２３１の２次巻線などの電流測定システムの、負荷電流に比例するＡＣ電圧である出力を監視する。電流センサ１３０１はまた、論理制御ユニット１３０２に信号を供給する。一実施形態では、この信号は、電流センサ１３０１を通る電流に比例する直流電圧とすることができる。別の実施形態では、この信号は、電流センサ１３０１を通る電流に比例する電流とすることができる。別の例示的な実施形態で、図１４を参照すると、パワーストリップのアウトレット回路１１３０は、複数の変流器１２３１および複数のスイッチ１２３３と連絡し、それを制御する論理制御ユニット１３０２を含む。
【００９０】
例示的な一実施形態で、論理制御ユニット１３０２は、エネルギー蓄積コンデンサから電力供給される。論理制御ユニット１３０２への電力供給を継続するために、論理制御ユニット１３０２は、この蓄積コンデンサをＡＣライン入力部１１１０に短時間接続することができる。別の実施形態では、論理制御ユニット１３０２は、電池または他のエネルギー源から電力供給することができる。このエネルギー源はまた、ハウスキーピング電源またはホテル電源とも呼ばれ、補助低電力源として機能する。一実施形態では、補助電力はＡＣライン入力部１１１０から取り出される。類似の電流監視のさらなる詳細については、「Circuit and Method for Ultra-Low Idle Power」という名称の米国特許仮出願第６１／０５２，９３９号を参照されたい。
【００９１】
例示的な一実施形態では、論理制御ユニット１３０２は、パワーストリップ１１００を電子デバイスに組み込む前と後にプログラム書込みができるマイクロプロセッサである。一実施形態では、ユーザが論理制御ユニット１３０２と連絡して、パワーストリップ１１００のパラメータをカスタマイズすることができる。例えば、ユーザがパワーストリップ１１００の閾値レベルおよびスリープ・モード・デューティ・サイクルを設定することができる。例えば、消費電力および／または節減エネルギーの履歴に関するデータをパワーストリップ１１００から送出することができる。パワーストリップ１１００とディスプレイ・デバイスの間の双方向データ伝送は、例えば赤外線信号、無線周波信号、または他の同様な信号など、無線信号によって実施することができる。データ伝送はまた、例えばＵＳＢ接続または他の同様な接続など、有線接続を用いて実施することもできる。
【００９２】
例示的な一実施形態によれば、制御回路１２３２はさらに、論理制御ユニット１３０２と連絡する電力切断部１３０３を含むことができる。電力切断部１３０３は、論理制御ユニット１３０２をＡＣライン入力部１１１０から分離し、電力損失を低減させるように構成されている。論理制御ユニット１３０２は、分離されている間、蓄積コンデンサまたは他のエネルギー源から電力供給され、「スリープ」モードに入る。蓄積コンデンサが低電力レベルに達したならば、電力切断部１３０３は、論理制御ユニット１３０２をＡＣライン入力部１１１０に再接続して蓄積コンデンサを再充電するように構成される。例示的な一実施形態では、電力切断部１３０３は、マイクロアンペアの範囲の漏洩からナノアンペアの範囲の漏洩へと電力損失を低減させることができる。
【００９３】
別の例示的な実施形態では、制御回路１２３２は、他のコントローラによってＡＣライン入力部１１１０に印加される制御信号を受け取る。この制御信号は、例えばＸ１０制御プロトコルまたは他の同様なプロトコルとすることができる。制御回路１２３２は、結合されたＡＣライン入力部１１１０から変流器１２３１の２次巻線を介して、あるいは現在知られているまたは今後考案される、ＡＣライン入力部１１１０を制御回路１２３２に結合するように構成された他の適切な手段を介して、制御信号を受け取ることができる。この制御信号は、パワーストリップ１１００内部から来ることもあり、外部のコントローラから来ることもある。制御信号は、高周波制御信号とすることができ、あるいは、少なくともＡＣライン入力部１１１０の周波数とは異なる周波数の制御信号とすることができる。例示的な一実施形態では、制御回路１２３２は、制御信号を解釈してスイッチ１２３３を係合したり切断したりする。別の実施形態では、外部コントローラが、パワーストリップ１１００を「オン」または「オフ」の状態に変化させるための信号を送出することができる。
【００９４】
例示的な一実施形態で、変流器１２３１の２次巻線の挙動が、アウトレット１１２０でＡＣライン入力部１１１０から実質的に電力を引き出していないことを示す場合、スイッチ１２３３は、変流器１２３１の１次回路をアウトレット１１２０から切り離すことを促進し、または制御する。言い換えると、スイッチ１２３３は、電力源をアウトレット１１２０から切り離すことを促進する。例示的な一実施形態では、変流器１２３１の２次巻線は、ＡＣライン周波数のＡＣ波形を監視されるが、このＡＣ波形は、変流器１２３１の１次回路を通ってアウトレット１１２０に至る負荷電流に比例する実効電圧を有する。別の実施形態では、ＡＣ波形は、制御回路１２３２で受け取られる前に整流されフィルタリングされて、直流信号が生成される。この直流信号は、変流器１２３１の１次回路を通ってアウトレット１１２０に至る負荷電流に比例する。
【００９５】
一実施形態では、「実質的に電力が無い」という語句は、出力電力が、典型的な最大出力負荷の約０〜１％の範囲にあることを表すものである。例示的な一実施形態では、スイッチ１２３３は、変流器１２３１の１次回路をアウトレット１１２０に接続することを制御するように構成され、変流器１２３１の１次回路をアウトレット１１２０から実質的に切り離すための切替え機構を含む。スイッチ１２３３は、リレー、ラッチング・リレー、トライアック（ＴＲＩＡＣ）、および光分離トライアックのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００９６】
変流器１２３１の１次回路を実質的に不能にすることによって、アウトレット１１２０の電力消費が低減される。一実施形態では、アウトレット１１２０が実質的に不能になることは、変流器１２３１の２次巻線の出力信号が十分に低く、そのためスイッチ１２３３を切断しアウトレット１１２０からの電力を除去することが適切であると制御回路１２３２によって解釈されたことを表すものである。
【００９７】
別の例示的な実施形態で、アウトレット回路１１３０はさらに、論理制御ユニット１３０２を介してスイッチ１２３３を閉じることができるように構成されている再接続デバイス１２３４を含む。スイッチ１２３３が閉じると、アウトレット１１２０が変流器１２３１の１次回路およびＡＣライン入力部１１１０に再接続する。例示的な一実施形態では、再接続デバイス１２３４は、様々な方法で開閉できるスイッチデバイスを含む。例えば、再接続デバイス１２３４は、手動で操作できる押しボタンを含む。一実施形態では、押しボタンは、パワーストリップ１１００上、例えばパワーストリップ１１００のアウトレット１１２０と同じ面上、またはパワーストリップ１１００のアウトレット１１２０に近い側面上の、アウトレット１１２０の近くに配置される。別の例示的な実施形態では、再接続デバイス１２３４は、パワーストリップ１１００に直に接することなくユーザがパワーストリップ１１００のアウトレットへの電力を再イネーブルできるように、パワーストリップ１１００まで遠く離れて配置される。別の実施形態では、再接続デバイス１２３４は、ＡＣライン入力部１１１０を通って伝わる信号の影響を遠隔で受け、この信号を制御回路１２３２はオン／オフ制御として解釈する。さらに別の実施形態では、再接続デバイス１２３４は、例えば赤外線信号、無線周波信号、または他の同様な信号など、無線信号によって制御される。
【００９８】
別の例示的な実施形態によれば、スイッチ１２３３は周期的に自動で作動する。例えば、スイッチ１２３３は、２〜３分または５〜６分後、または数十分後に、またはある程度間隔の短い任意の期間の後に、自動的に再接続することができる。一実施形態では、スイッチ１２３３は、パワーストリップ１１００に接続された電池動作デバイスが、接続されたデバイスへの入力部に電力がない期間中に内部電池を完全に放電しない十分に短い間隔で、自動的に再接続される。アウトレット１１２０が再接続された後、例示的な一実施形態では、アウトレット回路１１３０が負荷状態を検査または評価する。アウトレット１１２０の負荷状態があらかじめ測定されたレベルよりも増大した場合には、アウトレット１１２０は、「低負荷」であることを示す選択された閾値レベルまたは既定の閾値レベルに負荷状態が戻るまで、変流器１２３１の１次回路に接続されたままになる。例示的な一実施形態では、再接続時の負荷状態の判定は、選択された時間が経過した後、例えば数秒または数分後に行われ、そのため電流突入または初期化事象が無視されるようになる。別の実施形態では、高負荷の短いバーストを平均するように、負荷状態を数秒または数分の選択された時間にわたって平均することができる。さらに別の例示的な実施形態では、パワーストリップ１１００は、すべてのアウトレット１１２０をＡＣライン入力部１１１０と再連結できるマスタ再接続デバイスを含む。
【００９９】
例示的な動作方法では、パワーストリップ１１００は、電力がアウトレット１１２０に流れるように、最初の電源立上がり時にスイッチ１２３３が閉じている。アウトレット１１２０の負荷状態がある閾値レベル未満である場合、制御回路１２３２は、スイッチ１２３３を開いて開回路を形成し、アウトレット１１２０をＡＣ電力信号から切り離す。こうして切り離すことにより、アウトレット１１２０によって失われるアイドル電力が実際上なくなる。一実施形態では、閾値レベルは、例えばアウトレット１１２０に流れる電力が約１ワット以下の既定のレベルになる。
【０１００】
例示的な一実施形態で、別のアウトレット１１２０では、アイドル時の電力レベルがより高いデバイスを電力管理のためのパワーストリップ１１００に有効に接続できるように、様々な固定閾値レベルを有することができる。例えば、大型のデバイスは、アイドル中でも約５ワットを引き出すことがあるが、接続された１１２０が約１ワットの閾値レベルを有するとすれば、ＡＣライン入力部１１１０から切り離されることが決してない。様々な実施形態で、いくつかのアウトレット１１２０は、高電力デバイスに対応するためには高い閾値レベルを有し、あるいは低電力デバイスの場合には低い閾値レベルを有することができる。
【０１０１】
別の実施形態では、閾値レベルは学習レベルである。学習レベルは、制御回路１２３２でアウトレット１１２０の負荷状態を長期間監視することによって確立することができる。監視することにより電力レベルの長期にわたる履歴が作成され、電力需要のテンプレートの機能を果たすことができる。例示的な一実施形態では、制御回路１２３２は電力レベルの履歴を調べ、長い低電力需要の期間が、アウトレット１１２０に接続されたデバイスが低電力モード、または最低電力モードにある時間であったかどうかを判定する。例示的な一実施形態では、制御回路１２３２は、低電力の期間がテンプレートと合致する低電力使用時間中に、アウトレット１１２０を切り離す。例えば、このテンプレートは、デバイスがアウトレット１１２０を通して電力を８時間引き出し、その後に１６時間の低電力需要が続くことを示すものであり得る。
【０１０２】
別の例示的な一実施形態で、制御回路１２３２は、アウトレット１１２０に接続された電子デバイスのおおよその低電力レベルを決定し、その決定されたおおよその低電力レベルのある百分率値になるように閾値レベルを設定する。例えば、制御回路１２３２は、閾値レベルをおおよその低電力レベル需要の約１００〜１０５％になるように設定することができる。別の実施形態では、閾値レベルは、おおよその低電力レベル需要の約１００〜１１０％または１１０〜１２０％以上に設定することができる。さらに、この低電力レベル百分率比の範囲は、任意の変化量、または開示された各範囲の組合せとすることができる。
【０１０３】
さらに、学習閾値レベルは手動で設定することもできる。例示的な一実施形態によれば、閾値レベルが、再接続デバイス１２３４をある時間活性化させて現在の電力レベルを測定することに一部は基づいて設定される。例えば、ユーザは、パワーストリップ１１００がアイドル・モードで動作しているときに再接続デバイス１２３４を数秒間押し下げて電力レベルを測定することができる。測定された電力レベルは、電力閾値レベルを設定するために使用される。例示的な一実施形態では、閾値レベルは、測定された電力レベルにオフセット値を加えて設定される。オフセット値は、様々な電力レベルにおいて構成することができる。さらに、オフセット値は、特定の構成に適するように増大または減少させることもできる。例えば、測定された閾値が約１Ｗで、約０．５Ｗのオフセット値が使用される場合、閾値は約１．５Ｗになる。例示的な一実施形態では、パワーストリップ１１００は、負荷がこの例では約１．５Ｗ未満に低下した場合、超低アイドル・モードで動作するように構成される。有利には、閾値レベルは、手動で電力レベル測定を起動することによってより正確に設定される。
【０１０４】
電力入力部を切り離すことによってアイドル・モード中の電力を低減または削除するように構成された、例示的パワーストリップの様々な機能および構造物を開示したが、例示的パワーストリップの詳細な概略図は、図９を参照して説明したウオールプレート・システムの構成要素および機能と類似している。例示的パワーストリップの動作についてのさらなる理解は、図９についての詳細な説明を参考にして得られる。
【０１０５】
上述の各実施形態に加えて、制御およびユーザ経験を向上させるように様々な他の要素を実施することができる。ユーザ制御を向上させる１つの方法は、ユーザがアウトレットの動作モードを選択できるようにすることである。例示的な一実施形態では、パワーストリップ１１００はさらに、「グリーン」モード動作をイネーブルまたはディスイネーブルする「グリーン・モード」スイッチを備える。グリーン・モード・スイッチは、ハードウェアの手動スイッチとすることができ、あるいは論理制御ユニット１３０２への信号とすることができる。「グリーン」モード動作では、アウトレット１１２０にかかる負荷が実質的に無い場合にアウトレット１１２０をＡＣライン入力部１１１０から切り離す。ユーザは、必要に応じて、様々なアウトレットに対してグリーン・モード・スイッチを使用してグリーン・モード動作をディスイネーブルすることができる。例えば、この追加の制御スイッチは、クロックを有するデバイス、またはファクシミリ機など即座にオンする必要があるデバイスに電力供給するアウトレットに対して望ましいことがある。
【０１０６】
一実施形態で、パワーストリップ１１００は、アウトレットが電源ラインに接続され、負荷電流を引き出しているかどうかを表示できるＬＥＤ表示器を含む。このＬＥＤ表示器は、アウトレットが活性状態かどうか、すなわち電子デバイスによって電力が引き出されているかどうか、かつ／またはアウトレットが、電子デバイスが接続されていない場合でも使用可能な電力を有しているかどうかを表示することができる。さらに、点滅するＬＥＤを用いて、電力検査が行われているときを示す、あるいはスリープ・モード再充電の「心拍」を表示することもできる。
【０１０７】
別の実施形態では、パワーストリップ１１００は、少なくとも１つのＬＣＤディスプレイを備える。このＬＣＤディスプレイは、論理制御ユニット１３０２によって動作させて、アウトレット１１２０に供給されている負荷電力を例えば動作時間中に表示することができる。ＬＣＤはまた、「グリーン」モードの内または外で動作しているパワーストリップ１１００によって節減された電力、または消費された電力についての情報を与えることもできる。例えばＬＣＤは、パワーストリップ１１００の寿命、または１日などの特定の期間中に節減された総ワット数を表示することができる。
【０１０８】
様々な実施形態を用いてまた、パワーストリップおよび／またはパワーストリップ内の個々のアウトレットの効果的使用法を向上させることもできる。そのような一実施形態は、論理制御ユニット１３０２によって監視される光電池または他の光センサの実施である。光電池は、パワーストリップ１１００の位置に光が存在するかどうかを判定し、論理制御ユニット１３０２は、この判定を用いて、周囲光の状態によりアウトレット１１２０を切り離すことができる。例えば、論理制御ユニット１３０２は、暗闇の期間中に電力出力部１１２０を切り離すことができる。言い換えると、パワーストリップは夜間にオフすることができる。別の例は、事務所の使用されていない会議室などの暗い部屋に置かれた場合には電力を必要としないデバイスである。また、電力出力は、既定またはユーザ決定にできる特定のレベルを周囲光の状態が超えた場合にオフすることもできる。
【０１０９】
別の実施形態で、パワーストリップ１１００はさらに、内部クロックを有することができる。論理制御ユニット１３０２は、この内部クロックを使用して、アウトレット１１２０においてどの時間間隔で高い電力使用量が示されるかを学習することができる。この知識は、アウトレットでいつ電力を使用可能にするべきかを決定するために含めることができる。例示的な一実施形態で、内部クロックは水晶の精度を有する。また、内部クロックは実際の時間に設定する必要がない。さらに、内部クロックは、より高いパワーストリップの効率および／または精度を得るために光電池と組み合わせて使用することもできる。
【０１１０】
以上、様々な例示的実施形態について本発明を説明した。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、これら例示的実施形態に変更および修正を加えることができることを当業者は理解されよう。例えば、様々な例示的実施形態は、上記で示した回路に加えて、他のタイプのパワーストリップ回路を用いて実施することもできる。これらの代替形態は、特定の用途に応じて、またはシステムの動作に関連するいくつもの要素を考慮して、適切に選択することができる。さらに、上記その他の変更または修正は、添付の特許請求の範囲に示される本発明の範囲内に含まれるものである。
【図１】
2011526036.tif 000003
【図２】
2011526036.tif 000004
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011526036.tif 000014
【図１１Ａ】
2011526036.tif 000015
【図１１Ｂ】
2011526036.tif 000016
【図１２】
2011526036.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月25日(2011.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスのアイドル動作中の電力を低減させるように構成されたウオールプレート・システムであって、ウオールプレート内にあるように、またはそれに差し込まれるように構成され、
前記ウオールプレート・システムの、電力を前記電子デバイスに伝送するように構成された少なくとも１つのアウトレットと、
交流（ＡＣ）ライン入力部から電力を受け取り、前記少なくとも１つのアウトレットまで電力を伝送するように構成されたウオールプレート回路であって、引き出している電力が実質的に無い前記少なくとも１つのアウトレットに対応して、前記少なくとも１つのアウトレットへの伝送電力を切断するように構成されたウオールプレート回路とを備える、ウオールプレート・システム。
【請求項２】
前記ウオールプレート回路が、
前記ＡＣライン入力部からの電流を監視するように構成された、出力電力信号を供給する電流測定システムと、
前記出力電力信号を受け取り、前記少なくとも１つのアウトレットと前記ＡＣライン入力部の間の接続を制御するように構成された制御回路とを備える、請求項１に記載のウオールプレート・システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのアウトレットの動作モードを選択するように構成されたグリーン・モード・スイッチをさらに備え、前記動作モードが通常モードおよびグリーン・モードの少なくとも一方である、請求項１に記載のウオールプレート・システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのアウトレットに接続された前記電子デバイスが活性状態であるかどうかを表示するように構成された、少なくとも１つのＬＥＤ表示器をさらに備える、請求項１に記載のウオールプレート・システム。
【請求項５】
データを表示するように構成された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）をさらに備え、前記データが、前記少なくとも１つのアウトレットに供給された負荷電力、前記少なくとも１つのアウトレットによって節減された電力、前記ウオールプレート・システムによって節減された電力、および前記ウオールプレート・システムによって消費された電力のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のウオールプレート・システム。
【請求項６】
前記制御回路を不作動にするように、また前記少なくとも１つのアウトレットと前記ＡＣライン入力部を再係合するように構成された再接続デバイスをさらに備え、前記再接続デバイスがさらに、前記少なくとも１つのアウトレットと前記ＡＣライン入力部を切り離すように構成される、請求項２に記載のウオールプレート・システム。
【請求項７】
前記再接続デバイスが、単一の制御回路を不作動にするように構成される、請求項６に記載のウオールプレート・システム。
【請求項８】
実質的に無い電力とは、前記少なくとも１つのアウトレットにある前記電子デバイスの典型的な最大出力負荷のおよそ０〜１％である、請求項１に記載のウオールプレート・システム。
【請求項９】
前記ウオールプレート回路が、前記少なくとも１つのアウトレットの正面の背後に係合される、請求項１に記載のウオールプレート・システム。
【請求項１０】
少なくとも１つの追加アウトレットをさらに備え、前記ウオールプレート回路が前記少なくとも１つの追加アウトレットの正面に係合される、請求項１に記載のウオールプレート・システム。
【請求項１１】
電子デバイスに電力を効率的に供給するように構成された電力切断システムであって、
前記電子デバイスに電力を供給するように構成された少なくとも１つのアウトレットと、
前記少なくとも１つのアウトレットによって引き出される電流を監視するように構成された電流測定システムと、
前記少なくとも１つのアウトレットの交流（ＡＣ）ライン入力部との結合を制御するように構成された制御回路とを備え、
前記制御回路が、前記少なくとも１つのアウトレットによって引き出される電流がある閾値レベル未満であるのに応答して、前記少なくとも１つのアウトレットが前記ＡＣライン入力部から実際上切り離されるように、前記少なくとも１つのアウトレットを分離する、電力切断システム。
【請求項１２】
前記制御回路が、前記少なくとも１つのアウトレットを前記ＡＣライン入力部に再係合し、前記少なくとも１つのアウトレットによって引き出される前記電流が前記閾値レベル未満であるかどうかを判定することによって、前記少なくとも１つのアウトレットの負荷状態を検査する、請求項１１に記載の電力切断システム。
【請求項１３】
前記制御回路が個々に前記少なくとも１つのアウトレットを制御する、請求項１１に記載の電力切断システム。
【請求項１４】
前記電力切断システム周辺の周囲光のレベルを測定するように構成された光電池をさらに備え、前記制御回路が、前記周囲光のレベルに基づいて前記少なくとも１つのアウトレットを切り離すように構成された、請求項１１に記載の電力切断システム。
【請求項１５】
前記閾値レベルが、前記少なくとも１つのアウトレットでの負荷状態の長期監視によって決定された学習レベルである、請求項１１に記載の電力切断システム。
【請求項１６】
前記閾値レベルが、前記電子デバイスの決定されたおおよその低電力レベルのある百分率値であり、約１００〜１０５％、約１００〜１１０％、および約１１０〜１２０％のうちの少なくとも１つの範囲にある、請求項１１に記載の電力切断システム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのアウトレットが、第１の閾値レベルを有する第１のアウトレットと、第２の閾値レベルを有する第２のアウトレットとを備え、前記第１の閾値レベルが前記第２の閾値レベルと異なる、請求項１１に記載の電力切断システム。
【請求項１８】
より低い電力消費を電力切断システムにより促進する方法であって、
前記電力切断システムに結合された電子デバイスに電力を供給するステップと、
前記電力切断システムでの負荷状態を電流測定システムで監視して測定負荷状態を生成するステップと、
前記測定負荷状態を制御回路に伝えるステップと、
ある閾値レベル未満の前記測定負荷状態に対応して、追加の電力切断システムを切り離すことなく、前記電力切断システムを交流（ＡＣ）ライン入力部から切り離すステップとを含む、方法。
【請求項１９】
前記ＡＣライン入力部を前記電力切断システムに再係合する再接続デバイスを使用して前記制御回路を不作動にするステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記電力切断システムにおける負荷状態の監視に基づいて前記閾値レベルを決定するステップと、
電力切断部を使用して前記制御回路を前記ＡＣライン入力部から電気的に分離するステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記電力切断システムが、複数のウオールプレート・アウトレットを有するウオールプレート・システム内の単一のウオールプレート・アウトレットである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記電力切断システムが、複数のアウトレットを有するパワーストリップである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
電子デバイスのアイドル動作中の電力を低減させるように構成されたパワーストリップであって、
電力を前記電子デバイスに伝送するように構成された複数のアウトレットと、
交流（ＡＣ）ライン入力部から電力を受け取り、前記複数のアウトレットのうちの第１のアウトレットまで電力を伝送するように構成されたアウトレット回路とを備え、前記アウトレット回路が、前記第１のアウトレットの引き出している電力が実質的に無いのに応答して、前記第１のアウトレットへの伝送電力を切断する、パワーストリップ。
【国際調査報告】
2011526036.tif 000020
2011526036.tif 000021