用于控制电源转换系统中的热的方法和装置的制造方法_4

文档序号:9732569阅读:来源:国知局
机或膝上型计算机。例如,传递15W的常规的电源适配器可能需要大约一小时来给完全耗尽状态的平板计算机的电池充电。可以是合乎期望的是,特别是对于电池充电可利用的时间是有限的情况下,可以更快地对移动设备充电。作为示例,旅行者可能希望在登机之前给移动电话的电池或平板计算机的电池充电。在一些实施方式中,电源适配器可以提供更大量的功率以使得能够更快地对电池充电。例如,电源适配器可以传递60W,这可以使得与利用传递15W的电源适配器需要1小时相比,能够在一小时的一部分(例如,小于十五分钟)中给移动设备或平板计算机充电。
[0074]本发明人已经认识到,由于“快速充电”电源适配器可以仅在相对短的时间间隔(例如,小于一小时,如15分钟至30分钟或更少)传递功率,因此与被设计为在一段时间内给膝上型计算机充电的电源适配器相比,被设计为用于“快速充电”的电源适配器可以需要更少的吸热性能。与被设计为在较长时间段内传递功率的电源适配器相比,包括具有高热质量的材料(例如,相变材料)的“快速充电”电源适配器可以包括更少的这样的材料。可替换地或另外地,热移除设备可以间歇地工作(例如,具有较低的占空比)。在一些实施方式中,可以将“快速充电”电源适配器设计成比被设计为在较长时间段内传递功率的电源适配器小。
[0075]图8示出了图示根据一些实施方式的电源与控制电路206以及可选的传感器和指示器设备的框图。如在图8中所示的,连接电源与控制电路206以接收AC输入电压,例如AC线路电压。AC至DC转换器402被配置成将AC输入电压转换成DC输出电压。在一些实施方式中,AC至DC转换器402可以包括整流器,然后是DC/DC转换器。DC/DC转换器可以以相对高的开关频率工作,例如在VHF范围(30MHz至300MHz)内工作,并且可以利用谐振开关技术和/或软开关技术以使效率最大化。在于2011年8月18日提交的PCT申请WO 2012/024542(PCT/US2011/048326)中描述了适当的电源转换电路,其全部内容通过引用被并入本文中。然而,在本文中描述的技术不限于此,可以使用其他适当类型的AC/DC转换器。
[0076]控制器404可以使用给AC/DC转换器402和致动式热移除设备202提供的适当的控制信号来控制AC/DC转换器402和致动式热移除设备202的操作。在一些实施方式中,如上所述,控制器404可以接收来自温度传感器406的信号,并且可以控制AC/DC转换器402以减小在温度超过阈值时传递的功率的量。在一些实施方式中,控制器404可以响应于来自温度传感器406的温度信号来增加或减少对致动式热移除设备202的致动(例如,如果使用风扇,可以改变风扇的速度)。
[0077]在一些实施方式中,电源适配器可以包括触摸或接近传感器408以检测人(例如,手)何时靠近或触摸电源适配器。响应于由触摸或接近传感器408检测到的信号,可以产生人类可察觉的效果。例如,电源适配器可以包括指示器设备410,如产生光的发光设备(例如,LED)和/或可以产生可听声音的设备。响应于由触摸或接近传感器408检测到的信号,可以打开指示器设备410。例如,发光设备可以照明,这可以辅助用户在黑暗中找到电源适配器。作为另一示例,可以播放可听声音,这可以辅助用户找到处于难以到达的位置(例如,在家具下面或者在家具后面)的适配器。在一些实施方式中,如果包括指示器设备410,则电源适配器可以包括能量存储设备,例如电池或超级电容器,以向指示器设备提供电力。
[0078]在一些实施方式中,控制器404可以被配置成响应于检测到人的触摸或接近来改变对致动式热移除设备202的致动。例如,在一些实施方式中,可以响应于检测到人手的触摸或接近来减少或停止对致动式热移除设备20 2的致动。
[0079]在一些实施方式中,控制器404可以测量提供至电源适配器的输入端的功率的量和/或在电源适配器的输出端的功率的量。电源适配器可以具有接口,例如有线接口或无线接口(例如,WiFi或蓝牙接口设备)以使得能够与外部设备进行通信。电源适配器可以向外部设备(例如,膝上型计算机、平板计算机、智能电话或服务器)发送关于所测量的功率和/或总能量的信息使得人(例如,用户)可以查看该信息以发现连接至电源适配器的输出端的设备消耗了多少功率。
[0080]在一些实施方式中,电源适配器可以包括使得一条或更多条电线能够可移除地与其连接的一个或更多个DC输出连接端口。在一些实施方式中,可以提供具有一个或多个电连接器的一条或更多条电线,所述一个或多个电连接器被设计成连接至电源适配器的一个或多个DC输出连接端口。可以使用任何适当的技术(例如机械连接和/或通过磁吸引)来将电线的连接器保持在DC输出连接端口的适当的地方。
[0081 ]图9示出了可以具有多个DC输出连接端口 501、502和503的电源适配器。图9所示的电源适配器的侧面可以与电源适配器的连接电线104的端部(例如,图1的左侧)对应。如在图9中所示的,电线104可以具有被配置成可移除地连接至DC输出连接端口 501的连接器505。电线104可以具有用于连接至第一类型的电子设备(例如,膝上型电脑)的连接器106。可以提供具有相同类型的连接器505但是具有用于连接至其他类型的电子设备(例如,智能电话、平板计算机等)的不同连接器106的其他电线。在一些实施方式中,可以沿着电源适配器成套地提供这样的电线。因此,用户可以选择具有适当的连接器106以连接至用户想要提供电力和/或充电的设备的合适的电线。有利地,电源适配器可以是能够给多个不同设备(例如,膝上型电脑、蜂窝电话、平板计算机等)充电的通用电源适配器。因此,用户可以带着能够给多个不同的设备充电的一个小的通用电源适配器而不是携带专用于用户的设备中的每个设备的多个电源适配器旅行。
[0082]在一些实施方式中,可以连接至DC输出连接端口501的每条电线当被插入时可以由电源适配器单独地识别。例如,当用户将特定类型的电线插入DC输出连接端口时,电源适配器可以确定所插入的电线的类型。可以用多种方式中的任一种方式来进行这样的确定。例如,可以将电线设计成当被测量时具有某一阻抗,并且电源适配器可以当电线被连接时对电线进行阻抗测量以识别电线。作为另一示例,电线可以被提供有对电线进行识别的集成电路。作为示例,可以在连接器505和/或连接器106中提供这样的集成电路。作为另一示例,可以基于时域反射技术来识别电线。可以使用用于识别电线的任何适当的技术。
[0083]电源适配器(例如,控制器404)可以基于对电线的识别来确定待提供的适当的DC输出电压。例如,当插入第一电线时,电源适配器可以识别该电线为被设计成提供5V DC输出电压。因此,控制器404可以控制AC/DC转换器402将5V DC输出电压提供至电线连接的对应的DC输出端口。如果将另一电线插入相同的DC输出端口,则电源适配器可以识别该电线为被设计成提供9V DC输出电压。因此,控制器404可以控制AC/DC转换器402将9V DC输出电压提供至DC输出端口。
[0084]在一些实施方式中,电源适配器能够同时给多个设备提供电力和/或充电。例如,第一电线的第一连接器可以插入DC输出连接端口501以给膝上型电脑提供电力,第二电线的第二连接器可以插入DC输出端口502以给蜂窝电话提供电力,和/或第三电线可以插入DC输出连接端口 503以给另一设备提供电力。在被配置成同时给多个设备提供电力和/或充电的电源适配器中,AC/DC转换器可以被配置成将多个具有适当输出电压的DC输出提供给相应的DC输出连接端口。DC输出端的输出电压可以是不同的以使得能够给不同类型的设备充电,或者DC输出端的输出电压可以是相同的。
[0085]DC输出连接端口 501、502和503可以是相同形状和类型的端口或者不同形状和/或类型的端口以接收不同类型的连接器。在一些非限制性的实施方式中,DC输出连接端口中的一个或更多个端口可以是USB端口(例如,USB 3.0端口)。然而,本文中描述的技术不限于采用的特定类型的一个或多个连接端口。
[0086]如上所述,本文中描述的电源适配器能够在小尺寸的壳体中提供大的输出功率。在一些实施方式中,电源适配器(不包括电线)的体积可以相对较小,例如5立方英寸或更小、4立方英寸或更小、3立方英寸或更小、或者2立方英寸或更小。例如,在一些实施方式中,电源适配器可以是大约2英寸长或更小、大约1英寸宽或更小以及大约1英寸高或更小。在一些实施方式中,由电源适配器提供的输出功率是至少30W,例如至少40W、至少45W、至少60W、至少80W或者至少100W或更高。在一些实施方式中,电源转换器可以提供15W/in3或更高、20W/in3或更高、30W/in3或更高、40W/in3或更高、或者50W/in3或更高的电源转换密度。术语“电源转换密度”指的是电源转换模块(例如,电源适配器)可以传递的最大的功率的量除以电源转换模块的体积(即,以电源适配器的壳体为边界并且不包括电线)。
[0087]上述是可以用于给消费性电子设备提供电力和/或充电的电源适配器。然而,本文中描述的技术不限于用于消费性电子设备的电源适配器。一些实施方式涉及用于其他电子设备的电源转换模块,例如服务器或数据中心的其他设备,这可以得益于电力电子产品的尺寸的减小。应用的其他非限制性示例包括用于工业装备的电力电子产品以及用于汽车、飞行器和舰船的电子产品。
[0088]本文中描述的装置和技术的各个方面可以单独地使用、组合地使用、或者以在前面说明书中描述的实施方式中没有特别地讨论的各种布置的方式来使用,并且因此,本文中描述的装置和技术的各个方面不限于其在前面说明书中陈述或在附图中示出的部件的细节和布置的应用。例如,在一个实施方式中描述的方面可以以任何方式与在其他实施方式中描述的方面组合。
[0089]在权利要求书中修饰权利要求要素的序数术语例如“第一”、“第二”、“第三”等的使用并不意味着术语自身表示任何优先级、优先性、或一个权利要求要素的顺序优于另一权利要求要素的顺序或执行方法的动作的时间顺序,而是仅用作标签来将具有某一名称的权利要求要素与具有相同名称(但是使用序数术语)的另一要素区分开以区分权利要求要素。
[0090]此外,本文中使用的措辞和术语是用于描述的目的并且不应当被认为是限制性的。本文中“包含(including)”、“包括(compr i sing)”、或“具有(having)”、“含有(containing)”、“包括(involving)”及其在文中的变化形式的使用是指包含其后列出的项及其等同物以及另外的项。
【主权项】
1.一种电源适配器,包括
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