(57)【要約】  動的な電流制限を行うシステム及び方法は、外部電源の最大供給電流と、時間と共に変化する動作中のデバイスのデバイス電流との間の差を判定することにより、デバイスのバッテリを充電する充電電流を制御する。従って、動作中のデバイスのデバイス電流と組み合わせて外部電源の最大供給電流を超えない充電電流を使用して、バッテリは高速に充電され得る。
2014530590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電するように構成されたシステムであって、
供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源と前記システムとを電気的に結合するように構成された入力コネクタであり、前記外部電源は、最大供給電流を有し、前記外部電源は、前記システムとは別の分離したデバイスである入力コネクタと、
デバイス電流を受け取るためのデバイスと前記システムとを電気的に結合するように構成されたデバイスコネクタであり、前記デバイスは、前記外部電源から前記デバイスコネクタを通じて受け取った電力を引き出し、前記デバイス電流は、前記デバイスの動作条件によって時間と共に変化する量を有するデバイスコネクタと、
前記入力コネクタを通じて受け取った前記供給電流からシンク電流を流すように構成された第１のシンク回路であり、前記シンク電流の量が、前記入力コネクタを通じて受け取った前記外部電源の前記供給電流の量を示すように構成される第１のシンク回路と、
前記入力コネクタを通じて受け取った前記供給電流からバイアス電流を流すように構成された第２のシンク回路であり、前記バイアス電流の量が、前記外部電源の前記最大供給電流の量を示すように構成される第２のシンク回路と、
前記入力コネクタを通じて受け取った前記供給電流からバッテリを充電するための充電電流を制御するように構成された充電制御回路であり、前記デバイスの前記デバイス電流の変化する量と組み合わせた前記充電電流の量が前記最大供給電流より下に維持されるように、前記充電電流の量が前記シンク電流及び前記バイアス電流に基づいて時間と共に変化するように構成される充電制御回路と
を有するシステム。
【請求項２】
サンプリング回路を通じた電圧低下が前記シンク電流及び前記バイアス電流に基づくように、前記供給電圧と前記第１のシンク回路及び前記第２のシンク回路との間に電気的に結合されたサンプリング回路を更に有し、
前記充電制御回路は、前記サンプリング回路を通じた前記電圧低下をサンプリングするように更に構成され、前記充電制御回路は、前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記充電電流を制御する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２のシンク回路は、
前記外部電源の回路部品を識別するように構成された識別回路であり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応する識別回路と、
前記最大供給電流に基づいて前記バイアス電流を設定するように構成されたバイアス制御回路と
を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２のシンク回路は、
前記バイアス電流を流すように構成された電流シンクと、
前記電流シンクを制御するように構成されたデジタル・アナログ変換器と、
コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成された１つ以上のプロセッサと
を有し、
前記コンピュータプログラムモジュールは、
前記外部電源の回路部品を識別するように構成された識別モジュールであり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応する識別モジュールと、
前記識別された回路部品に基づいて前記デジタル・アナログ変換器を制御するように構成された変換器制御モジュールと
を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記充電制御回路は、前記サンプリングされた電圧低下が目的の電圧低下に近くなるまで前記充電電流が調整されるように、前記充電電流を制御するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電する方法であって、
外部電源から供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源とバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合するステップであり、前記外部電源は、最大供給電流を有するステップと、
前記外部電源からデバイス電流を受け取るためのデバイスと前記バッテリを充電するように構成された前記システムとを電気的に結合するステップであり、前記デバイス電流の量は、前記デバイスの動作条件によって変化するステップと、
前記外部電源から受け取った前記供給電流を自動的に判定するステップと、
前記外部電源の前記最大供給電流を判定するステップと、
前記デバイス電流の変化する量と組み合わせた充電電流の量が前記最大供給電流より下に維持されるように、前記判定に基づいて前記外部電源から受け取った充電電流を自動的に制御するステップと、
前記制御された充電電流で前記バッテリを充電するステップと
を有する方法。
【請求項７】
前記供給電流を判定するステップは、第１のシンク回路を通じてシンク電流を流すステップであり、前記シンク電流の量は、前記外部電源の量に基づくステップを含み、
前記最大供給電流を判定するステップは、第２のシンク回路を通じてバイアス電流を流すステップであり、前記バイアス電流の量は、前記最大供給電流の量に基づくステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記充電電流を自動的に制御するステップは、
サンプリング回路を通じた電圧低下が前記シンク電流と前記バイアス電流とに基づくように、前記供給電圧と前記第１のシンク回路及び前記第２のシンク回路の双方との間にサンプリング回路を電気的に結合するステップと、
前記サンプリング回路を通じた前記電圧低下をサンプリングするステップと、
前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記充電電流を制御するステップであり、前記充電電流の量は、前記サンプリングされた電圧低下の量に基づくステップと
を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記最大供給電流を判定するステップは、
前記外部電源の回路部品を識別するステップであり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応するステップと、
バイアス電流を前記最大供給電流に対して反比例するように設定するステップと
を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記充電電流を制御するステップは、
前記サンプリングされた電圧低下が目的の電圧低下に近くなるまで前記充電電流を調整するステップを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電するように構成されたシステムであって、
外部電源から供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源とバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合する手段であり、前記外部電源は、最大供給電流を有する手段と、
前記外部電源からデバイス電流を受け取るためのデバイスとバッテリを充電するように構成された前記システムとを電気的に結合する手段であり、前記デバイス電流の量は、前記デバイスの動作条件によって変化する手段と、
前記外部電源から受け取った前記供給電流を自動的に判定する手段と、
前記外部電源の前記最大供給電流を判定する手段と、
前記デバイス電流の変化する量と組み合わせた充電電流の量が前記最大供給電流より下に維持されるように、前記判定された供給電流及び前記判定された最大供給電流に基づいて前記外部電源から受け取った充電電流を自動的に制御する手段と、
前記制御された充電電流でバッテリを充電する手段と
を有するシステム。
【請求項１２】
前記供給電流を自動的に判定する手段は、シンク電流を流すように構成され、前記シンク電流の量は、前記外部電源の量に基づき、
前記最大供給電流を判定する手段は、バイアス電流を流すように構成され、前記バイアス電流の量は、前記最大供給電流の量に基づく、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
電圧差を設定する手段を更に有し、
前記電圧差を設定する手段は、前記電圧差が前記シンク電流と前記バイアス電流とに基づくように、前記供給電圧と前記供給電流を判定する手段及び前記最大供給電流を判定する手段の双方との間に構成され、
前記充電電流を自動的に制御する手段は、
前記電圧差を設定する手段を通じて電圧低下をサンプリングする手段と、
前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記充電電流を制御する手段と
を有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記最大供給電流を判定する手段は、
前記外部電源の回路部品を識別する手段であり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応する手段と、
バイアス電流を前記最大供給電流に対して反比例するように設定する手段と
を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記充電電流を制御する手段は、前記サンプリングされた電圧低下が目的の電圧低下に近くなるまで前記充電電流を調整するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、バッテリを充電するシステム及び方法に関し、特に、デバイスが動作中であり、変化するデバイス電流を流している（消費している）間に、デバイスのバッテリを充電することに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス及び電気デバイスが充電可能なバッテリにより電力供給され得ることは周知である。電源は、電力供給及び／又は充電するデバイスの外部に存在し得ることは周知である。デバイスのバッテリはデバイスが動作しているときと同時に充電され得ることは周知である。デバイスが使用する電力及び／又は電流は時間と共に及び／又はデバイスの動作条件に基づいて変化し得ることは周知である。バッテリを充電する電源及び他のデバイスは、最大供給電流を有しており、デバイス又はシステムは最大供給電流より大きい電流を流すべきでないことは周知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電するように構成されたシステムを提供することが、この開示の１つ以上の実施例の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このシステムは、外部電源とシステムとを電気的に結合するように構成された入力コネクタと、デバイス電流を受け取るためのデバイスとシステムとを電気的に結合するように構成されたデバイスコネクタであり、デバイスは、外部電源からデバイスコネクタを通じて受け取った電力を引き出すデバイスコネクタと、第１のシンク回路と、第２のシンク回路と、バッテリを充電するための充電電流を制御するように構成された充電制御回路とを含む。外部電源は、供給電圧と供給電流とを供給し、最大供給電流を有してもよい。外部電源は、システムとは別の分離したデバイスでもよい。デバイスは、デバイスの動作条件によって変化する量を有するデバイス電流を流してもよい。第１のシンク回路は、入力コネクタを通じて受け取った供給電流からシンク電流を流すように構成されてもよく、シンク電流の量は、外部電源から入力コネクタを通じて受け取った供給電流の量を示す。第２のシンク回路は、入力コネクタを通じて受け取った供給電流からバイアス電流を流すように構成されてもよく、バイアス電流の量は、外部電源の最大供給電流の量を示す。電流制御回路は、入力コネクタを通じて受け取った供給電流からバッテリを充電するための充電電流を制御するように構成されてもよく、充電電流の量は、デバイスのデバイス電流の変化する量と組み合わせた充電電流の量が最大供給電流より下に維持されるように、シンク電流及びバイアス電流に基づいて時間と共に変化する。
【０００５】
この開示の１つ以上の実施例の更に他の態様は、デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電する方法を提供する。この方法は、外部電源から供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源とバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合し、ただし、外部電源は、最大供給電流を有し、外部電源からデバイス電流を受け取るためのデバイスとバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合し、ただし、デバイス電流の量はデバイスの動作条件によって変化し、外部電源の供給電流を自動的に判定し、外部電源の最大供給電流を判定し、デバイス電流の変化する量と組み合わせた充電電流の量が最大供給電流より下に維持されるように、判定に基づいて外部電源から受け取った充電電流を自動的に制御し、制御された充電電流でバッテリを充電することを有する。
【０００６】
１つ以上の実施例の更に他の態様では、デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電するように構成されたシステムを提供する。このシステムは、外部電源から供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源とバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合する手段であり、外部電源は、最大供給電流を有する手段と、外部電源からデバイス電流を受け取るためのデバイスとバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合する手段であり、デバイス電流の量はデバイスの動作条件によって変化する手段と、外部電源の供給電流を自動的に判定する手段と、外部電源の最大供給電流を判定する手段と、デバイス電流の変化する量と組み合わせた充電電流の量が最大供給電流より下に維持されるように、判定された供給電流と判定された最大供給電流とに基づいて外部電源から受け取った充電電流を自動的に制御する手段と、制御された充電電流でバッテリを充電する手段とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電するように構成されたシステムの概略図
【図２】時間と共に変化するデバイス電流及び充電電流のグラフ
【図３】デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電する方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
この開示の前記及び他の目的、機能及び特徴と、動作方法、構成の関係する要素の機能、部分の組み合わせ及び製造の経済は、添付図面を参照して以下の説明及び特許請求の範囲を考慮することで明らかになる。添付図面の全てはこの明細書の一部を形成し、同様の参照符号は、様々な図面において対応する部分を示すことがある。しかし、図面は例示及び説明の目的に過ぎず、決して限定の定義として意図されるものではないことが明らかに分かる。
【０００９】
ここで使用される単数は、特に明記しない限り、複数の参照を含む。ここで使用される２つ以上の部分又は構成要素が“結合される”という言及は、連結が生じる限り、部分が直接的又は間接的に（すなわち、２つ以上の介在部分又は構成要素を通じて）結びつけられること又は一緒に動作することを意味する。ここで使用される“直接的に結合される”ことは、２つ以上の要素が相互に直接的に接触していることを意味する。ここで使用される“固定的に結合される”こと又は“固定される”ことは、２つ以上の構成要素が相互に関して一定の方向を維持しつつ、１つとして動くように結合されることを意味する。
【００１０】
ここで使用される“ユニタリ”という用語は、単一の部分又はユニットとして生成されることを意味する。すなわち、別々に生成されてユニットとして一緒に結合された部分を含む構成要素は、“ユニタリ”構成要素又は物体ではない。ここで使用される２つ以上の部分又は構成要素が相互に“連動する”という言及は、部分が直接的に又は１つ以上の介在部分又は構成要素を通じて相互に力を及ぼすことを意味する。ここで使用される“数字”は、１又は１より大きい整数（すなわち、複数）を意味する。
【００１１】
ここで使用される方向的な用語（例えば、非限定的に、上、下、左、右、上方、下方、前方、後方及びその派生形は、図面に示す要素の方向に関係しており、特に明記しない限り特許請求の範囲で限定するものではない。
【００１２】
図１は、外部電源から電力を受け取り、受け取った電力でバッテリ18を充電する及び／又はデバイス17に電力供給するように構成されたシステム10を概略的に示している。システム10は、バッテリを充電するためにデバイス17に電力供給するために使用されていない外部電源からの利用可能な電力を使用することにより、バッテリ18の充電が速度、効率及び／又は他の側面に関して向上し得るように構成されてもよい。システム10は、入力コネクタ2、デバイスコネクタ17b、バッテリコネクタ18b、第１のシンク回路4、第２のシンク回路5、充電制御回路6、サンプリング回路7、識別回路113、デジタル・アナログ変換器19、プロセッサ110及び／又は他の構成要素のうち１つ以上を含んでもよい。
【００１３】
システム10は、入力コネクタ2を通じて供給電圧2b及び供給電流2aを受け取るために、外部電源に電気的に結合されてもよい。システム10は、デバイスコネクタ17bを通じてデバイス電流17aを受け取るためのデバイスに電気的に結合されてもよい。デバイスコネクタ17bはリードでもよく、及び／又は例えばシステム10内に組み込まれてもよい。デバイス17は、外部電源から入力コネクタ2を通じて受け取った電力を引き出すように構成されてもよい。デバイス17は、外部電源からデバイス電流17aを流してもよい。これは供給電流2aの量に寄与してもよい。デバイス電流17aは、デバイス17の動作条件によって変化してもよい。外部電源は、最大供給電流を有してもよい。システム10は、外部電源から最大供給電流より大きい電流を合計で流すべきではない。外部電源は、入力コネクタ2を通じて電気的に接続されて、システム10と別の分離したデバイスでもよい。
【００１４】
例えば、デバイス17は、酸素濃縮器及び／又は他の（医療）デバイスでもよい。ここで提供される開示は、１つのデバイス又は１つの種類のデバイスに限定されることを意図するものではない点に留意すべきである。
【００１５】
デバイス17の動作中に、デバイス電流17aは、デバイス17の動作条件に応じて変化及び／又は変更してもよい。或いは及び／又は同時に、デバイス電流17aは、周期的に及び／又は予測できない変化に従って変化してもよい。例えば、或る実施例では、デバイス電流17aが上限の電流及び下限の電流により制限されるように、デバイス電流17aは、三角波（又は正弦波及び／又は他の形状の波若しくはこれらの組み合わせ）に従って変化してもよく、所定の期間を有してもよい。存在する場合には、所定の期間は、1ms、0.1s、1s、10s、1分、10分及び／又は他の所定の期間でもよい。バッテリ18を充電するために使用されるシステム10の回路及び／又は構成要素は、デバイス17がデバイス17の動作中にいずれか所与の時点で外部電源から流すデバイス電流17aの正確な量を制御しなくてもよく、及び／又はデバイス電流17aの正確な量の予測した認識を有さなくてもよい。
【００１６】
外部電源の最大供給電流から現在のデバイス電流17aを引いたものは、外部電源以外に他の電源が存在しないことを仮定して、デバイス17の動作と同時にバッテリ18を充電するために利用可能になり得る電流の最大の理論的な量に等しくてもよい。バッテリ18を充電するために使用される電流は、充電電流18aと呼ばれることがある。充電電流18aは、供給電流2aの量に寄与してもよい。バッテリコネクタ18bはリードでもよく、及び／又は例えばシステム10及び／又は充電回路6に組み込まれてもよい。例えば、バッテリ18は、システム10に組み込まれてもよい。或いは、バッテリ18がシステム10の残りと別であり分離している（すなわち、システム10に組み込まれていない）実施例では、バッテリコネクタ18bは物理コネクタでもよい。システム10は、バッテリコネクタ17bを通じてバッテリ18に電気的に結合されてもよい。バッテリ18は、バッテリコネクタ18bを通じて充電電流18aを流してもよい。デバイス17の上限の電流が存在しており既知である実施例では、バッテリ充電回路は、外部電源の最大供給電流とデバイス17の上限の電流との差を判定し、バッテリ18を充電するために充電電流18aとして前に判定された残りの電流の量を安全に使用してもよい。一時的にのみであっても現在のデバイス電流17aが上限の電流より下に低下した場合、バッテリ18を充電するために単に前に判定された残りの電流の量を使用することは効率を向上させない可能性がある。
【００１７】
システム10は、充電電流18aの量を自動的に判定することにより、デバイス電流17aが動的に変化する間に外部電源からの最大供給電流の全て又はほぼ全てを使用するように設計されてもよい。例えば、これは、ここに記載の技術により及び／又は他の技術を通じて実現され得る。
【００１８】
第１のシンク回路（sink  circuit）4は、供給電流2aからシンク電流4aを流すように構成されてもよい（シンク電流4aは供給電流2aに比べて非常に小さくてもよい）。シンク電流4aの量は、外部電源の供給電流2aの量を示してもよい。或る実施例では、第１のシンク回路4は、（例えば、入力コネクタ2において又はその近くで）電圧差を設定するように構成された回路部品3の反対側に電気的に結合された入力を有する電流増幅器4cを含む。例えば、回路部品3は、10mΩ、100mΩ及び／又は他の量の抵抗のような小さい抵抗を有する抵抗器を含んでもよい。電流増幅器4cの出力電圧は、供給電流2aにプラス方向に関係してもよい（例えば、比例）。電流シンク4bは、電流シンク4bが流す電流の量が電流増幅器4cの出力電圧にプラス方向に関係するように（例えば、比例）、電流増幅器4cの出力に電気的に結合されてもよい。
【００１９】
第２のシンク回路5は、供給電流2aからバイアス電流5aを流すように構成されてもよい（バイアス電流5aは供給電流2aに比べて非常に小さくてもよい）。バイアス電流5aの量は、外部電源の最大供給電流の量を示してもよい。第２のシンク回路5が（例えばバイアス制御回路5bを通じて）流すシンク電流5aの量は、外部供給電流の最大供給電流にマイナスに関係してもよい（例えば、比例）。或る実施例では、バイアス制御電流5bは、例えば電流シンク4bと同様の伝達関数を有する電流シンクでもよい。最大供給電流は、検出されてもよく、プログラムされてもよく、手動で設定されてもよく、他の手段により取得されてもよい。或る実施例では、最大供給電流は、バイアス制御回路5bと共に動作する識別回路113、プロセッサ110、デジタル・アナログ変換器19及び／又は他の構成要素を通じて自動的に検出されてもよい。
【００２０】
最大供給電流の自動判定／検出は、外部電源内の特徴的な回路部品に依存してもよい。特徴的な回路部品は、既知の方法で最大供給電流に対応する抵抗を有するいわゆるID抵抗器（ID  resistor）でもよい。ここでは識別回路113と呼ばれる既知の技術及び回路は、特徴的な回路部品を“読み取る”ために（すなわち、ID抵抗器の抵抗を判定するために）使用されてもよい。或る実施例では、プロセッサ110により実行される実行可能なコンピュータプログラムモジュールでもよい識別モジュール111は、外部電源内の特徴的な回路部品を識別するように構成されてもよい。他の実行可能なプログラムモジュールである変換器制御モジュール112は、DAC19がバイアス制御回路5b、従って第２のシンク回路が流すバイアス電流5aの量を制御するように、識別された回路部品に基づいてDAC19を制御するように構成されてもよい。
【００２１】
第１のシンク回路4及び第２のシンク回路5は、サンプリング回路7を通じて電流を流すように構成されてもよい。サンプリング回路7は、電圧差を設定するように設計されてもよい。例えば、サンプリング回路7は、1Ω、10Ω及び／又は他の量の抵抗のような小さい抵抗を有する抵抗器を含んでもよい。サンプリング回路7は、サンプリング回路7を通じた電圧低下7がシンク電流5b及びバイアス電流5aの量に基づき得るように、供給電圧2bと第１のシンク回路4及び第２のシンク回路5の双方との間に電気的に結合されてもよい。
【００２２】
充電制御回路6は、充電電流18aの量（時間と共に変化する）にデバイス電流17aの変化する量を加えたものが外部電源の最大供給電流より下に維持されるように、シンク電流5a及びバイアス電流4aに基づいて（及び／又はサンプリング回路7の反対側の電圧をサンプリングすることにより判定された電圧低下7aに基づいて）充電電流18aを制御するように構成されてもよい。充電制御回路6は、典型的にはデバイス電流17a又は最大供給電流を変化させることができなくてもよい。充電制御回路6は、サンプリングされた電圧低下7aが目的の電圧低下に近くなるまで充電電流18aが調整されるように、充電電流18aを制御するように構成されてもよい。或る実施例では、サンプリング回路7は、10Ωの抵抗器を有し、目的の電圧低下は100mVである。これはサンプリング回路7を通じた10mAの目的の電流に対応する。現在の充電電流18aが利用可能な充電電流の最大の理論量より下になる動作条件は、目的の電圧低下より下のサンプリングされた電圧低下7aに対応してもよい。
【００２３】
一例として、図２は、時間と共に変化するデバイス電流17a及び充電電流18aのグラフ20を示している。図２に示すグラフ20に対応するシステム10（図１に示す）と同様のシステム又は同じシステムの実施例は、8Aの最大供給電流を有する外部電源と共に動作してもよい。図２のデバイス電流17aは、所定の期間で三角波パターンのように見える電流関数（current  function）21に従って変化してもよい。例えば酸素濃縮器では、所定の期間は、例えば10sでもよい。予測不可能な電流関数及び／又は周期性のない電流関数のように、他の期間も考えられる。電流関数21は、例えば5Aの電流を表してもよい下限の電流21で開始する。半分の期間の後に、電流関数21は、例えば6.5Aの電流を表してもよい上限の電流23に到達する。他の半分の期間の後に、電流関数21は、再び下限の電流22と同じレベルに到達する。
【００２４】
図２に示すグラフ20に対応するシステム10（図１に示す）と同様のシステム又は同じシステムの実施例は、8Aの最大供給電流に対応する既知の外部電源（図１に関して記載した外部電源と同様のもの又は同じもの）内の特徴的な回路部品を識別し得る識別回路113（図１に示す）と同様の識別回路又は同じ識別回路を含んでもよい。グラフ20に対応するシステム10（図１に示す）と同様のシステム又は同じシステムの実施例は、外部電源から供給電流を流してもよい。供給電流は、供給電流2a（図１に示す）と同様でもよく、同じでもよい。最大供給電流に関する情報は、バイアス制御回路5b（図１に示す）ものと同様のバイアス制御回路又は同じバイアス制御回路が2mAの（比較的静的な）バイアス電流を流すようにDAC19（図１に示す）ものと同様のDAC又は同じDACを制御するために、例えば識別モジュールを使用することにより使用されてもよい。このバイアス電流は、一般的には以下の式に従って制御されてもよい。
バイアス電流=10mA-((最大供給電流)/1000)
図２において、デバイス電流17aが下限の電流22の5Aである場合、グラフ20に対応するシステム10（図１に示す）と同様のシステム又は同じシステムの実施例は、5mAのシンク電流4a（図１に示す）と同様のシンク電流又は同じシンク電流4aを流してもよい。これは、デバイス電流17aが外部電源から現在流れている実質的に全ての電流を有し、従って、デバイス電流17aが外部電源の供給電流に実質的に等しいことを想定する。グラフ20に対応するシステム10（図１に示す）と同様のシステム又は同じシステムの実施例は、サンプリング回路7（図１に示す）と同様のサンプリング回路又は同じサンプリング回路を含んでもよい。従って、サンプリング回路を通じた電流は、サンプリング回路を通じた電圧低下が70mAになるように、7mAでもよい。グラフ20に対応するシステム10（図１に示す）と同様のシステム又は同じシステムの実施例は、充電制御回路6（図１に示す）と同様の充電制御回路又は同じ充電制御回路を含んでもよい。グラフ20に対応するシステム10（図１に示す）と同様のシステム又は同じシステムの実施例は、充電制御回路により制御されるグラフ20の充電電流18aにより充電されるように構成されたバッテリ（図１に示すものと同様のバッテリ又は同じバッテリ18）を含んでもよい。
【００２５】
充電制御回路は、サンプリング回路を通じた電圧低下が、充電電流18aが3A（図２の電流関数24の上限の電流25により示される）になったときに生じる100mVの目的の電圧低下に等しくなるまで、バッテリを充電する充電電流18aを増加させてもよい。この時点で、供給電流は8Aの最大供給電流に一致する。電流関数21の約半分の期間の後に、デバイス電流17aは6.5Aに到達する。その間に、サンプリング回路を通じた電圧低下が100mVの目的の電圧低下に一致し続け、供給電流が8Aの最大供給電流に一致し続けるように、充電制御回路は、充電電流18aを1.5A（図２の電流関数24の下限の電流26により示される）に下げて調整する。図２に示すように、デバイス電流17aと充電電流18aとの和は一定であり、最大供給電流（この例では、8A）に一致する。図２の印27は、電流関数21及び電流関数21の反対の極値が同じ時点において又はその近くに生じることを示している。
【００２６】
ここに記載のいずれかの構成要素の電流、電圧、抵抗及び／又は他の電気特性の所与の量及び／又は値は、限定的であることを意図するものではない点に留意すべきである。システム10内の動作条件の所与の例は、所定の範囲の最大供給電流について記載されたように適切に機能することが想定されることが分かる。異なる範囲の最大供給電流を有する外部電源を使用してバッテリを充電するシステム及び方法も、記載の実施例の範囲内にあり、例えば、サンプリング回路7の抵抗、目的の電圧低下等のようなシステム10の特定の構成要素のパラメータを調整することにより実現されてもよい。
【００２７】
図１を参照すると、図１のシステム10のユーザインタフェース120は、システム10とユーザ（例えば、ユーザ108）との間に、ユーザがシステム10に情報を提供してシステム10から情報を受信することができるインタフェースを提供するように構成されてもよい。これは、データ、結果及び／又は命令並びに他の通信項目（併せて“情報”と呼ばれる）がユーザとシステム10との間で通信することを可能にする。ユーザ108に伝達され得る情報の例は、バッテリ18を充電するために使用される現在の外部電源に関する情報である。ユーザインタフェース120に含めるのに適したインタフェースデバイスの例は、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、ディスプレイ画面、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータ・ライト、可聴アラーム及びプリンタを含む。情報は、可聴信号、可視信号、触感信号及び／又は他の知覚信号又はこれらのいずれかの組み合わせの形式でユーザインタフェース120によりユーザ108に提供されてもよい。
【００２８】
非限定的な例として、ユーザインタフェース120は、光を放射可能な線源を含んでもよい。例えば、線源は、少なくとも１つのLED、少なくとも１つの白熱電球、ディスプレイ画面及び／又は他のソースのうち１つ以上を含んでもよい。ユーザインタフェース120は、供給電流2aの電流レベルに関する情報をユーザ108に伝達するように光を放射するよう、線源を制御してもよい。
【００２９】
有線であれ無線であれ、他の通信技術もここでユーザインタフェース120として考えられることが分かる。例えば、一実施例では、ユーザインタフェース120は、電子記憶装置130により提供される取り外し可能記憶インタフェースと統合されてもよい。この例では、情報は、ユーザがシステム10の実装をカスタマイズすることを可能にする取り外し可能記憶装置（例えば、スマートカード、フラッシュドライブ、取り外し可能ディスク等）からシステム10にロードされる。ユーザインタフェース120としてシステム10で使用するのに適合された他の例示的な入力デバイス及び技術は、RS-232ポート、RFリンク、IRリンク、モデム（電話、ケーブル、Ethernet（登録商標）、インターネット等）を含むが、これらに限定されない。要するに、システム10と情報を通信する如何なる技術もユーザインタフェース120として考えられる。
【００３０】
図１のシステム10の電子記憶装置130は、情報を電子的に格納する電子記憶媒体を有する。電子記憶装置130の電子記憶媒体は、システム10と統合して（すなわち、実質的に取り外し不可能に）提供されるシステム記憶装置、及び／又は例えばポート（例えば、USBポート、FireWireポート等）又はドライブ（例えば、ディスクドライブ等）を介してシステム10に取り外し可能に接続可能な取り外し可能記憶装置の一方又は双方を含んでもよい。電子記憶装置130は、光学読み取り可能な記憶媒体（例えば、光ディスク等）、磁気読み取り可能な記憶媒体（例えば、磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ等）、電荷に基づく記憶媒体（例えば、EPROM、EEPROM、RAM等）、ソリッドステート記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ等）、及び／又は他の電子的読み取り可能記憶媒体のうち１つ以上を含んでもよい。電子記憶装置130は、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサ110により判定された情報、ユーザインタフェース120を介して受信した情報、及び／又はシステム10が適切に機能することを可能にする他の情報を格納してもよい。例えば、電子記憶装置130は、供給電流2a及び／又は充電電流18a（この中のどこかで説明されたもの）のような電流レベルの１つ以上の測定値及び／又は他の情報を記録又は格納してもよい。電子記憶装置130は、システム10内の別の構成要素でもよく、電子記憶装置130は、システム10の１つ以上の他の構成要素（例えば、プロセッサ110）と統合して提供されてもよい。
【００３１】
図１のシステム10のプロセッサ110は、システム10の情報処理機能を提供するように構成される。従って、プロセッサ110は、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、状態機械、及び／又は情報を電子的に処理する他の機構を含む。プロセッサ110は単一のエンティティとして図１に示されているが、これは例示目的に過ぎない。或る実装では、プロセッサ110は複数の処理ユニットを含む。
【００３２】
図１に示すように、プロセッサ110は、１つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。１つ以上のコンピュータプログラムモジュールは、識別モジュール111、変換器制御モジュール112及び／又は他のモジュールのうち１つ以上を含む。プロセッサ110は、ソフトウェアにより、ハードウェアにより、ファームウェアにより、ソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアの何らかの組み合わせにより、及び／又はプロセッサ110の処理機能を構成する他の機構により、モジュール111及び／又は112を実行するように構成されてもよい。
【００３３】
モジュール111及び112が単一の処理ユニット内に一緒に配置されたものとして図１に示されているが、プロセッサ110が複数の処理ユニットを含む実装では、モジュール111及び／又は112のうち１つ以上は他のモジュールから離れて存在してもよいことが分かる。以下に説明する異なるモジュール111及び／又は112により提供される機能の説明は例示目的であり、限定的であることを意図するものではない。従って、モジュール111及び／又は112のいずれかは記載のものより多くの機能又は少ない機能を提供してもよい。例えば、モジュール111及び／又は112のうち１つ以上が省略されてもよく、その機能の一部又は全部がモジュール111及び／又は112の他方により提供されてもよい。プロセッサ110は、モジュール111及び／又は112のうち１つに属する機能の一部又は全部を実行してもよい１つ以上の更なるモジュールを実行するように構成されてもよい点に留意すべきである。
【００３４】
図１のシステム10の識別モジュール111は、外部電源内の回路部品を識別するように構成されてもよい。この回路部品は、外部電源の最大供給電流に既知の方法で対応し得る特定の抵抗を有する抵抗器のような特徴的な回路部品でもよい。最大供給電流に関する情報は、システム10の他のモジュール及び／又は他の構成要素により使用されてもよい。
【００３５】
図１のシステム10の変換器制御モジュール112は、例えば識別モジュール111による識別された回路部品に基づいて、DAC19がバイアス制御電流5b（従って、第２のシンク回路5が流すバイアス電流5aの量）を制御するように、DAC19を制御するように構成されてもよい。
【００３６】
図３は、デバイス17が動作している間にバッテリ18を充電する方法300を示している。以下に示す方法300の動作は、例示的であることを意図する。或る実施例では、方法300は、記載しない１つ以上の更なる動作で実現されてもよく、及び／又は説明した１つ以上の動作なしに実現されてもよい。更に、方法300の動作が図３に示されて以下に記載される順序は、限定的であることを意図しない。
【００３７】
或る実施例では、方法300は、１つ以上の処理デバイス（例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように構成されたアナログ回路、状態機械、及び／又は情報を電子的に処理する他の機構）に実装されてもよい。１つ以上の処理デバイスは、電子記憶媒体に電子的に格納された命令に応じて方法300の動作の一部又は全部を実行する１つ以上のデバイスを含んでもよい。１つ以上の処理デバイスは、方法300の１つ以上の動作を実行するように特に設計されたハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアを通じて構成された１つ以上のデバイスを含んでもよい。
【００３８】
動作302において、バッテリを充電するように構成されたシステムは、外部電源と電気的に結合される。一実施例では、動作302は、入力コネクタ2（図１に示して前述したもの）と同様のコネクタ又は実質的に同じコネクタにより実行される。
【００３９】
動作303において、バッテリを充電するように構成されたシステムは、デバイスの動作条件によって時間と共に変化するデバイス電流を受け取るためのデバイスと電気的に結合される。一実施例では、動作303は、デバイスコネクタ17b（図１に示して前述したもの）と同様のデバイスコネクタ又は実質的に同じデバイスコネクタにより実行される。
【００４０】
動作304において、外部電源から受け取った供給電流が自動的に判定される。一実施例では、動作304は、第１のシンク回路4（図１に示して前述したもの）と同様のシンク回路又は実質的に同じシンク回路により実行される。
【００４１】
動作306において、外部電源の最大供給電流が判定される。一実施例では、動作306は、第２のシンク回路5（図１に示して前述したもの）と同様のシンク回路又は実質的に同じシンク回路により実行される。
【００４２】
動作308において、充電電流は、供給電流及び最大供給電流の判定に基づいて自動的に制御される。一実施例では、動作308は、充電制御回路6（図１に示して前述したもの）と同様の充電制御回路又は実質的に同じ充電制御回路により実行される。
【００４３】
動作310において、バッテリは、充電電流に変化するデバイス電流を加えたものが最大供給電流より下に維持されるように、制御された充電電流で充電される。一実施例では、動作310は、充電制御回路6（図１に示して前述したもの）と同様の充電制御回路又は実質的に同じ充電制御回路により実行される。
【００４４】
請求項において、括弧の間にある参照符号は請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。“有する”又は“含む”という用語は、請求項に記載のもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。複数の手段を列挙したデバイスの請求項において、これらの手段のいくつかはハードウェアの同一のアイテムにより具現されてもよい。単数の要素はこのような要素の複数の存在を除外しない。複数の手段を列挙したデバイスの請求項において、これらの手段のいくつかはハードウェアの同一のアイテムにより具現されてもよい。特定の要素が相互に異なる従属項に記載されているという単なる事実は、これらの要素が組み合わせて使用できないことを示すのではない。
【００４５】
本発明について、現時点で最も実用的であり好ましい実施例であるものと考えられるものに基づいて、例示目的で詳細に説明したが、このような詳細は、単にその目的のためのものであり、本発明は開示された実施例に限定されず、これに対して特許請求の範囲の要旨及び範囲内にある変更及び等価構成をカバーすることを意図することが分かる。例えば、本発明は、可能な限り、いずれかの実施例の１つ以上の特徴が他の実施例の１つ以上の特徴と組み合わせてもよいことを考慮することが分かる。
【００４６】
この特許出願は、2011年9月13日に出願された米国仮出願第61/533,916号の35  U.S.C.  §119(e)による優先権を主張し、この全内容を援用する。
【図１】
2014530590.tif 000003
【図２】
2014530590.tif 000004
【図３】
2014530590.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月14日(2014.3.14)
【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】
デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電するように構成されたシステムであって、
供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源と前記システムとを電気的に結合するように構成された入力コネクタであり、前記外部電源は、最大供給電流を有し、前記外部電源は、前記システムとは別の分離したデバイスである入力コネクタと、
デバイス電流を受け取るためのデバイスと前記システムとを電気的に結合するように構成されたデバイスコネクタであり、前記デバイスは、前記外部電源から前記デバイスコネクタを通じて受け取った電力を引き出し、前記デバイス電流は、前記デバイスの動作条件によって時間と共に変化する量を有するデバイスコネクタと、
前記入力コネクタを通じて受け取った前記供給電流からシンク電流を流すように構成された第１のシンク回路であり、前記シンク電流の量が、前記入力コネクタを通じて受け取った前記外部電源の前記供給電流の量を示すように構成される第１のシンク回路と、
前記入力コネクタを通じて受け取った前記供給電流からバイアス電流を流すように構成された第２のシンク回路であり、前記バイアス電流の量が、前記外部電源の前記最大供給電流の量を示すように構成される第２のシンク回路と、
サンプリング回路を通じた電圧低下が前記シンク電流及び前記バイアス電流に基づくように、前記第１のシンク回路及び前記第２のシンク回路に電気的に結合されたサンプリング回路と、
前記サンプリング回路を通じた前記電圧低下をサンプリングし、前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記供給電流からバッテリを充電するための充電電流を制御するように構成された充電制御回路であり、前記充電電流は、前記入力コネクタを通じて受け取られ、前記デバイスの前記デバイス電流の変化する量と組み合わせた前記充電電流の量が前記最大供給電流より下に維持されるように構成される充電制御回路と
を有するシステム。
【請求項２】
前記第１のシンク回路は、前記サンプリング回路を通じて電流を流すように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２のシンク回路は、
前記外部電源の回路部品を識別するように構成された識別回路であり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応する識別回路と、
前記最大供給電流に基づいて前記バイアス電流を設定するように構成されたバイアス制御回路と
を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２のシンク回路は、
前記バイアス電流を流すように構成された電流シンクと、
前記電流シンクを制御するように構成されたデジタル・アナログ変換器と、
コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成された１つ以上のプロセッサと
を有し、
前記コンピュータプログラムモジュールは、
前記外部電源の回路部品を識別するように構成された識別モジュールであり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応する識別モジュールと、
前記識別された回路部品に基づいて前記デジタル・アナログ変換器を制御するように構成された変換器制御モジュールと
を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記充電制御回路は、前記サンプリングされた電圧低下が目的の電圧低下に近くなるまで前記充電電流が調整されるように、前記充電電流を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電する方法であって、
外部電源から供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源とバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合するステップであり、前記外部電源は、最大供給電流を有するステップと、
前記外部電源からデバイス電流を受け取るためのデバイスと前記バッテリを充電するように構成された前記システムとを電気的に結合するステップであり、前記デバイス電流の量は、前記デバイスの動作条件によって変化するステップと、
前記外部電源から受け取った前記供給電流を自動的に判定するステップと、
前記外部電源の前記最大供給電流を判定するステップと、
サンプリング回路を通じた電圧低下がシンク電流とバイアス電流とに基づくように、第１のシンク回路及び第２のシンク回路にサンプリング回路を電気的に結合するステップと、
前記サンプリング回路を通じた前記電圧低下をサンプリングするステップと、
前記デバイス電流の変化する量と組み合わせた充電電流の量が前記最大供給電流より下に維持されるように、前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記外部電源から受け取った充電電流を自動的に制御するステップと、
前記制御された充電電流で前記バッテリを充電するステップと
を有する方法。
【請求項７】
前記供給電流を判定するステップは、第１のシンク回路を通じてシンク電流を流すステップであり、前記シンク電流の量は、前記外部電源の量に基づくステップを含み、
前記最大供給電流を判定するステップは、第２のシンク回路を通じてバイアス電流を流すステップであり、前記バイアス電流の量は、前記最大供給電流の量に基づくステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記外部電源から受け取った前記供給電流を自動的に判定するステップは、
前記サンプリング回路を通じて電流を流すステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記最大供給電流を判定するステップは、
前記外部電源の回路部品を識別するステップであり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応するステップと、
前記バイアス電流を前記最大供給電流に対して反比例するように設定するステップと
を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記充電電流を制御するステップは、
前記サンプリングされた電圧低下が目的の電圧低下に近くなるまで前記充電電流を調整するステップを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
デバイスが動作している間にデバイスのバッテリを充電するように構成されたシステムであって、
外部電源から供給電圧及び供給電流を受け取るために、外部電源とバッテリを充電するように構成されたシステムとを電気的に結合する手段であり、前記外部電源は、最大供給電流を有する手段と、
前記外部電源からデバイス電流を受け取るためのデバイスとバッテリを充電するように構成された前記システムとを電気的に結合する手段であり、前記デバイス電流の量は、前記デバイスの動作条件によって変化する手段と、
前記外部電源から受け取った前記供給電流を自動的に判定する手段と、
前記外部電源の前記最大供給電流を判定する手段と、
電圧差を設定する手段であり、前記電圧差がシンク電流とバイアス電流とに基づくように、前記供給電流を判定する手段及び前記最大供給電流を判定する手段に電気的に結合された手段と、
前記電圧差を設定する手段を通じた電圧低下をサンプリングする手段と、
前記デバイス電流の変化する量と組み合わせた充電電流の量が前記最大供給電流より下に維持されるように、前記サンプリングされた電圧低下に基づいて前記外部電源から受け取った充電電流を自動的に制御する手段と、
前記制御された充電電流でバッテリを充電する手段と
を有するシステム。
【請求項１２】
前記供給電流を自動的に判定する手段は、シンク電流を流すように構成され、前記シンク電流の量は、前記外部電源の量に基づき、
前記最大供給電流を判定する手段は、バイアス電流を流すように構成され、前記バイアス電流の量は、前記最大供給電流の量に基づく、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
電圧差を設定する手段を更に有し、
前記電圧差を設定する手段は、前記電圧差が前記シンク電流と前記バイアス電流とに基づくように、前記供給電圧と前記供給電流を判定する手段及び前記最大供給電流を判定する手段の双方との間に構成され、
前記供給電流を自動的に判定する手段は、
前記電圧差を設定する手段を通じて電流を流すように更に構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記最大供給電流を判定する手段は、
前記外部電源の回路部品を識別する手段であり、前記回路部品は、前記最大供給電流に対応する手段と、
前記バイアス電流を前記最大供給電流に対して反比例するように設定する手段と
を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記充電電流を制御する手段は、前記サンプリングされた電圧低下が目的の電圧低下に近くなるまで前記充電電流を調整するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【国際調査報告】
2014530590.tif 000006
2014530590.tif 000007