供电控制设备的制作方法

专利名称：供电控制设备的制作方法
技术领域：
本申请涉及对插入式电设备的电力供给的控制，具体涉及对此类电设 备组的电力供给的控制，其中这些组的供电要求与电设备的主部件的工作 状态有关。
背景技术：
台式计算机设备通常关联有多个外围设备和其它相关联的电设备，其 中每一个被单独地供电。外围设备可包括诸如打印机、扫描仪以及调制解 调器之类的东西，或可能存在诸如台灯或室内取暖器之类的关联设备。
当计算机不工作时，这些外围设备和关联电设备一般也不被使用。不 过，因为它们是单独供电的，所以用户在关闭计算机时还必须关闭每一个 外围设备和关联设备。这是个浪费时间的过程，而且如果电源开关放置在 许多此类电设备上，则确实会极其不方便。
广泛使用的计算机操作系统在接收到关机命令和实际关闭计算机之 间、或处于要关闭计算机电源而不引起计算机系统问题的状况时需要相当 多的时间来执行某些"内务处理"任务，这也是事实。在此时，计算机系 统可能也不允许对外围设备断电。
因此许多用户简单地听任附加设备在计算机关闭之后继续通电。
这出于多个原因是不理想的。第一个原因是设备继续耗电，这既昂贵 又耗资源。这尤其成问题，因为许多现代设备使用小的插入式变压器来提 供它们需要的低工作电压。当这些插入式变压器连接至主电源时，即使它 们所供电设备上的电源开关已切断，它们仍继续耗电。较新的电源使用固
态开关装置，但仍会消耗约0.5W。
所有电设备具有有限的工作寿命，而且如果设备在不使用时被切断， 则它的寿命可被延长至更长时间，这也是事实。在不需要时将设备从主电源断开以降低暴露给主电源中有害的浪涌的 可能性也是有利的。
现有技术设备已经试图通过提供继电器来解决此问题，继电器在无电 流流向主设备时将外围设备的供电切断，该主设备是台式计算机本身。
然而，多数现代台式计算机具有通过进入一个或多个较低功耗状态， 通常称为待机状态来控制其用电的能力。用户可允许设备在这样的待机状 态中花费延长期限，从而使现有技术设备的优点无效。
发明公开
本文所使用的术语"主设备"指的是至少一个电设备，因为它可以是 单个电设备或各自需要电源的多个电设备。术语"主设备"旨在涵盖诸如 计算机、音频设备、可视设备等之类的设备的组合，其中每一个设备被附 连至供电设备。
本文所使用的术语"真实RMS功率"指的是在不考虑波形的情况下在 预定时段上的功率的平均测量值。
因此，在本发明的一种形式中提出了一种供电控制设备，其允许从单 个干线供电输出口对多个电设备供电，其特征在于提供了多个受控的电 输出口；单个电输入端，适于连接至干线供电输出；功率传感器，适于检 测主电设备的用电并产生用电信号；计算机处理器，适于处理所述用电信 号，以确定主电设备的至少两种功率状态；开关装置，其由计算机处理器 控制，适于将来自供电输出口的供电连接至各个受控的电输出口，受控的 电输出端被控制成连接至根据所确定功率状态确定的供电。
'功率传感器'测量真实RMS功率，而且可被具体化成模拟电路的形 式，其将瞬时电压和电流信号相乘以导出真实RMS功率信号，或利用微控 制器将电压和电流信号数字化然后相乘，将采样值求和并平均以计算真实 RMS功率值。
优选地主设备的至少两种功能状态包括待机和完全开启。 优选地主设备包括第三功能状态关闭。
优选地计算机处理器适于接收来自主设备的表明其实际或预期功能状
6态的数字信息。
优选地计算机处理器适于监测主设备的任何端口的状态，以确定主设 备的状态。
优选地该端口是串行端口。 优选地该端口是并行端口。 优选地该端口是USB端口。
多个可能装置中的一个或多个可用来检测主设备的状态。这些可包括 对来自主设备的表明其实际或预期功能状态的数字信息的直接接收。
它还可包括至主设备的任一个或多个输出端口的连接，这些输出端口 可包括串行或并行通信端口、 USB端口或任何其它端口。
现代台式计算机一般具有复杂和相对耗时的"通电程序"，该"通电 程序"是计算机在第一次接通之后立即执行的一系列动作。此程序可包括 查明什么外围设备已连接至计算机并与这些外围设备建立通信的动作。待 机模式的优点之一在于，计算机在从待机进入完全通电模式时不必经过此 通电程序。
然而，这样存在的问题是，当计算机处于待机模式时某些类型的外围 设备不会被切断，或者计算机将失去与此类设备通信的能力，直到执行完 全通电程序。
因此，受控制的电输出口被控制成在状态传感器指示主电设备处于待 机状态时，使至少一个受控电输出口继续提供供电。
优选地，当主电设备处于关闭状态时，至少一个受控电输出口继续提 供供电。
优选地，当主电设备处于待机状态时，至少一个受控电输出口继续提 供供电。
优选地，至少一个受控电输出口受控制，以使它在主电设备处于待机 状态时不提供供电，而当主设备处于开启状态时提供供电。
优选地，存在受计算机处理器控制的第二开关装置，其适于将干线供
电从供电控制设备断开；以及储能装置，其足以允许在用户或外部设备要 求时对电路系统供电以恢复对供电控制设备的供电。例如，调制解调器或外部磁盘驱动器可按照一方式被连接，其中当计 算机处于待机模式未将供电断开，而打印机或台灯可被连接以仅当计算机 处于完全开启模式时它们接收功率。
取决于各个计算机及其特定硬件配置，计算机在待机模式时消耗的电 流或功率可不同。
附图简述
现将参考附图描述本发明，其中


图1是本发明一实施例的图示，
图2是示出本发明一实施例的主功能块的框图，
图3是示出本发明一实施例的电路图，以及
图4示出本发明的另 一实施例的电路图。
图5示出另一实施例的框图，其中本发明的设备被包含在个人计算机 的外壳内。
图6是计算机的用电的曲线图，本发明的设备可应用于该计算机。 图7示出在关闭模式时无干线用电的本发明的实施例的细节。 图8示出关于与视听设备一起使用的本发明的实施例的流程图。 图9示出关于与计算机设备一起使用的本发明的实施例的流程图。
实现本发明的最佳模式
现在转到图1，示出了根据本发明一实施例的供电控制设备的透视图。 方框100包括了该设备的工作电路。电线101连接至通用的电输出口。电 输出口 102与设备的干线供电永久电连接。要供电的主设备，即在此情况 下的个人计算机111被连接至此输出口。主设备可以是其状态确定其它相 关联设备的电力要求的任何其它电设备。
供电输出口 104可用于连接至仅当主计算机处于满功率模式时才要求 电力的这些电负载。配电板或配电盘107连接至此输出口以允许按照此方 式对多个设备供电。示出了示例性的此类设备，即打印机112和台灯113。
还有一个电输出口 103可用于连接当计算机处于完全运行或待机模式时要求电力、但在主计算机切断时不要求电力的负载。另一个配电板或配 电盘108连接至此输出口以允许按照此方式对多个设备供电。示例性的这 种类型的设备是调制解调器109。
连接端口 105用于将串行通信电缆连接至该设备。开关106被称为"唤 醒/修改"开关，被设置用于在该设备自身掉电的情况下激活该设备。
考虑图2，可看出框图形式的该设备的主功能模块。存在干线供电引 入线201，其对低压电源202供电。此电源向设备的电子部件供电。干线电 源还被提供给PC供电模块203，该模块提供未加开关的输出204用于对主 电设备供电，该主电设备通常是台式计算机。电涌抑制器202保护该电路 免遭干线电源电涌。
干线电源还通过开关装置207和208提供给受控输出205和206。通 过状态传感器209监控对未加开关的输出口 204的供电。状态传感器将与 台式计算机消耗的电流和电压成比例的信号提供给微控制器212的输入 210和211。
因此该微控制器能够识别计算机的用电水平，从而确定其工作状态。
其中用电为零或非常低的关闭状态表明计算机已关闭或处于非工作省 电状态。此状态意味着该设备已完全关机、功能上关机，但仍通过它的电 源用少量电，或处于"休眠"模式。
待机状态中的计算机比关机状态用显著更多的电，但显著比其完全工 作模式少。这可能是因为计算机已经进入待机模式，其中某些功能模块(例 如硬盘)被禁用，因此它用更少电，但能够快速响应用户输入。这也可能 是这样一种情况，用户长时间未使用计算机，但该计算机因为待机延迟时 间设置或简单地因为待机未启用而未进入待机模式。
在另一实施例中，由用户不活动引起的待机状态可与计算机进入待机 模式引起的待机状态被分开标识。这将被称为用户不活动待机状态。
还可标识不同用电水平的其它工作状态。
在开启状态中，计算机执行操作。
微控制器通过连续地监测计算机的用电来标识这三种或更多状态。现 参考图6，其示出由该设备测得的用电与时间的曲线图601。在时段610期间，计算机在使用中。微控制器监测用电以动态地确定
基线用电(在图6中被绘制为线602)，且该基线用电频繁偏移至较大的值。 带有偏移的此基线值被供电控制器识别为对应于开启状态。
动态地确定基线用电的价值在于，同一节能设备可与不同的设备部件 一起使用，而无需事先了解对应于开启状态的准确用电。这还意味着改变 系统的部件，例如安装更为功率高效的硬盘驱动器，不会使节能设备错误 地认为计算机已进入待机模式。
在时段611期间，计算机保持开启，但未使用。它未进入待机模式， 可能是因为用户未启用此功能。可以看出基线用电未变化，但从基线的偏 移变得很少。当偏移在足够长时间内充分少时，微控制器将此模式识别为 对应于待机状态。在另一实施例中，它将被单独地识别为用户不活动待机 状态。
在时段612期间，计算机进入待机模式。功耗显著降低。微控制器立 刻将其识别为指示待机状态。
在时段613期间，计算机被关闭或进入休眠模式。功耗再次显著降低， 至非常低或零水平。节能设备将此识别为关机状态。
微控制器212处理这些信号，并仅当开启状态有效时产生输出信号213 以接通第一受控开关207。当待机状态或用户不活动待机状态有效时，微控 制器在输出214处产生信号以接通第二受控开关208。
因此仅当计算机完全工作时第一受控开关207接通，而当计算机处于 开启或待机状态时第二受控开关208接通。
还设置了通信模块215，其允许台式计算机与供电控制设备之间的直 接数据通信。这可用来更新微控制器固件以设置或改变微控制器中保存的 任何变量，或使得计算机能直接承担电压和电流检测器209和210的功能 并直接控制开关207和208。
在图5中以框图形式示出的另一实施例中，节能设备的功能元件被包 含在计算机的外壳501内。
在此情况下，干线供电输出口 502被连接至节能设备电路503。受控 供电输出口 504、 505位于外壳的外部。从节能设备直接地或通过微控制器控制开关507向PC电源506供电。
节能设备和PC电源可在物理上位于计算机外壳的同一可移动子外壳 中，以将所有高压组件保持在一起。
在此情况下，计算机主电路或母板可配备有数据输出508，数据输出 508使能与节能设备电路的直接通信。
唤醒/修改开关509位于计算机外壳的外部或远程。该开关可以是红外 传感器，其适于感测来自红外遥控装置的信号。
图3示出本发明一实施例的电路图。干线供电插头1向供电设备供电， 而且是供电源，该供电由设备对计算机敷设装置的外围设备和相关联设备 开关。
低压电源被示为框7。其由保险丝2、变压器3组成，其中变压器具有 干线电压初级线圈和两个9伏次级线圈。直流整流由桥式整流器4和线性 稳压器6提供。这提供稳定的5伏直流电源Vcc 90，以及+12V电源91和 -12V电源92。
电涌抑制电路30与该电源并联连接。它利用按照三角构造连接的三个 金属氧化物变阻器29将任意两线之间的最大电压限制为变阻器的额定击穿 电压来提供电涌抑制。
对台式计算机的供电通过电输出口 9提供，该供电通过本发明的设备 提供但不由该设备开关。对此插头的中性连接包括电流感测电阻器8。存在 电流信号调节差分输入放大器10。这将电流信号的基准从中性转变为接地。 如果不这么做，则中性连接线必须被连接至电源的公共端子。通过任何串 行端口连接，这可能被连接至计算机内部电源的中性或接地线，这会引起 保护电路的剩余电流装置的误跳闸。
电阻器8的值被选择为非常小，以降低电阻器中的功耗。因此，需要 电流信号放大器11来提供幅值足够大的基准信号。可在微控制器24的控 制下通过控制模拟开关12来将一个或一个以上电阻器13接入电路或从电 路断开以改变此放大器的增益。
通过信号调节电路31进一步调节电流信号。电容器消除放大器输出中 的任何直流偏移，而电阻器和两个二极管提供电流限制和电压钳位，以使经放大的电流信号处于基准电压Varef (即60处的电压)附近的固定范围。 信号范围是VAref±0.3V。然后电流检测信号被施加到微控制器24的模数 转换器输入51。
输入的有效线和中性线被连接至电阻性分压器14，以检测施加到台式 计算机的电压。差分放大器15按照差分输入放大器10对电流信号进行的 同一处理方式将电压信号基准从中性线移至地线。
然后该电压信号被施加至调节电路16，其包括限流电阻器和将信号限 制为VAref 土0.3V的钳位二极管。该信号被施加给微控制器24的输入52， 该输入52被配置为模数转换器的第二通道。
当电压位于零时，过零检测器17向微控制器24提供信号。这使微控 制器能确保电压和电流信号的测量同步。有效精确电压基准23提供电压基 准。此基准电压被施加给微控制器以固定模数转换器的上限。
串行通信电路22允许RS 232串行端口的连接。固态继电器27控制对 设有开关的供电输出口的供电。开关固态继电器27的信号是从微控制器24 通过晶体管缓冲器28提供。开关33被设置成在该开关接通时将微控制器 24的中断输入53接地。微控制器中的软件监测台式计算机所消耗的电流/ 功率，而且它控制电输出口 25和26。
微控制器自动地检测和确定如以上在图2的描述中所述的对应于台式 计算机的完全工作模式、待机模式以及完全关机模式的功率级。
对应于计算机的每一个可标识工作状态的功率阈值的启动值被存储在 电可编程只读存储器中。这些值由微控制器在启动时使用，但基于检测到 的计算机用电不断计算新的值。
当微控制器程序确定待机状态有效时，对输出26供电；当识别出开启 状态时，对输出25和26供电。
通过采集施加至微控制器的输入51和52的电压信号和电流信号，并 倍增相应的样本，且进行相关计算来计算台式计算机功耗。此功率测量给 出比简单的电流测量准确得多的对台式计算机功耗的指示，因为它还考虑 了电流与电压以及波形之间的任何相移。
图4示出了本发明的另一实施例。此电路以与图3的电路相同的方式工作，其中存在下述变化。
在某些情况下，当计算机关机时，用户可能要求将计算机及其外围设 备断电。这是因为，使用软件开关的现代计算机电源时，即使在计算机被 指示关机后它仍继续用少量电。替代地，某些用户在得知计算机从干线供 电断开的情况下会更加舒服。
在此实施例中，未加开关的电输出口 9被电输出口 511代替，其中对
此输出口的供电由微控制器24通过固态继电器512控制。这用于在微处理 器检测到计算机关机时将输出口 511以及输出口 25和26断电。
当此发生时，计算机开机/关机开关无效，因为计算机所连接的输出口 511未通电。为了打开PC，按下中断开关33，这将会引起短时间内对电输 出口511供电(此情况下为10秒)。如果在此期间PC打开，则电流将通 过输出口 511取得，且供电控制设备能够工作，在适当时向输出口 511、 25 以及26供电。
PC开机/关机"软"供电开关可被去掉，或被中断开关33取代或补充。 这是因为PC bios (基本输出输入系统)可被设置成只要施加干线供电PC 就"启动"，而不需要按下电源开启/关闭开关的这个事实。
用户可能不希望出现供电的完全关闭。因此，提供了固件以允许两种 工作模式。在一种模式下，开关512如上所述地工作。在第二种模式下， 开关512—直接通，且设备按照与图3的电路一样的方式运转。微处理器 24的固件允许使用中断开关33来传达要采用哪个模式。提供中断扩展槽 517，以允许将中断开关离主供电控制设备远程放置。
在主设备不是计算机而是例如音频视频设备、或卡带式录影机、或可 能是微波炉的情况下，可能存在诸如实时时钟、时间显示或红外远程控制 检测器之类的需要一直进行的非常少量供电的设备。
这种非常少量的功率一般可从干线供电获取。这需要对设备电源持续 供电。只对这些负载供电的电源的最小用电量是约0.5W。这可能是维持不 能断电的这些功能所需的实际功率的50倍。
在如图4所示的本发明的实施例中，这样的少量待机功率需求可从诸 如充电电池或储能电容之类的储能设备提供。此储能设备还向触发器供电，
13以告知节能设备恢复对主设备的供电。这允许节能设备以如上所述的模式 工作，其中当检测到关机模式时将主设备断电，而且其中还将节能设备自 身从干线供电断电。将设备断电通过干线供电控件700实现。这可以是简
单的手动开关，或者它可以是受微控制器24控制的控制电路，如图7所示。
这也可以是受被供电的主设备控制的继电器，或属于独立的控制电路。
干线供电控件700的附加电路的细节在图7中示出。电池激活功能块 710检测干线供电可用。当它可用时，功能块710使点709处的电池电压可 用，否则电池被断开。这确保当干线供电不可用，从而也不可能使用主设 备时，电池电力不会被浪费。
干线供电的存在通过电容器702提供足够的电流以导通晶体管703， 这又会导通p型MOSFET 704。来自电池705的电力现在在点709处可用。
当控制线路781电位变低时，晶体管708将导通。这使电池电压可用 至Vcc90，而且节能设备电路被激活。
功能块711现在将向节能设备电路临时供电。继电器718被激活。电 池通过晶体管708被直接提供给继电器718。电阻器713、电阻器717以及 电容器714的RC网络驱动晶体管712，晶体管712将继电器718接地。继 电器718被激活，其将输入的干线有效线连接至供电变压器3的有源端子 701，如图4所示。
Vcc 90现在如上所述地由干线供电提供。通过电阻器707和二极管706 提供对电池705的涓流充电。
Vcc的存在保持晶体管712导通，这保持继电器718接通，而且继续 对节能设备供电。
控制线780通过保护二极管716连接至微控制器24。当微控制器程序 确定必须将干线供电从节能设备断开时，控制线780取低电位。晶体管712 截止，从而继电器718切断。节能设备被断电，而且不活动的用电被降至 零。
为了使节能设备被激活，控制线781必须变成低电位。这通过通常由 用户发起的外部动作来实现。
最简单的方法是如752所示的手动开关。此开关的暂时激活将启动所述程序并使节能电路通电。
此开关可以是节能设备上的独立开关，或者可被结合到受控设备的打 开/关闭开关中。
替代地，可通过遥控接收器753提供控制线781上的暂时低电位信号。 此遥控设备由电池705供电——无论干线供电是否可用。遥控接收器753 检测由用户发起的对红外或无线遥控的使用，并在控制线781上提供暂时 的低电位。
当主受控设备是诸如电视机之类的音频视频设备时，这尤其有用。此 类设备通常通过遥控开启。遥控检测器不需要对来自遥控发送器的消息解 码。遥控发送器单元足以用来表明用户有可能要求对主设备供电。这解决 了诸如电视机之类的有待机功率要求的受遥控设备的主要问题。用户一般 不愿意在使用之前手动地打开设备和使用之后手动地关闭设备。在此情况 下，该设备关闭且没有待机用电，但在使用遥控时立即打开，无需任何附 加的用户动作。在主设备不使用时断电的节能设备的正常动作执行用户同 样不愿意执行的关闭步骤。
当主设备是诸如膝上计算机之类的具有它自己的电源和外部电池的设 备时，则可采用功能块754的电路。膝上计算机的正相电源被连接至端子 755，即端子757的公共电源。连接至端子756的是由膝上型计算机控制的 控制线，当膝上型计算机开启时其活动。当此控制线活动时，晶体管760 导通，从而使控制线781电位低且激活节能设备。
如图4的电路中所示，电流感测电阻8可被电流变压器510取代。其 好处在于，电流感测信号与干线电压电隔离。这消除了对电流信号调节放 大器的需要。
通过提供连接至供电变压器3的干线电压传感器516，还可排除差分 放大器15。此干线电压传感器向调节电路16提供干线电压信号，该调节电 路16已作为图3的实施例被描述。
微处理器24的输出用来驱动发光二极管502以表明设备的工作状态。 还设置受微处理器24控制的蜂鸣器504，以使状态消息能被传达给操作员。
设置开关503以信令微处理器它应当进入编程模式以允许接收固件更
15新。
来自电流变压器510的信号被施加至电流信号放大器513。此放大器
的增益由微处理器24通过利用控制线514将选定的电阻器515连接到放大 器的接地路径中来控制。
供电控制设备连续监测经整流的干线电压，并将结果提供给微控制器。 微控制器被编程，以使如果干线供电偏移预定范围达预设时长，则开关26 和27按照这样的一种方式工作所有受控输出口被断电，直到电压再次稳 定在预定范围内达预设时长。这提供对干线供电的过压和低压保护。供电 控制设备对干线电压采样，然后计算真实的RMS电压。这意味着不管供电 波形失真如何都可正确地测量该值。该方法对于非正弦电压也能正确地起 作用，诸如由某些固态逆变器产生的电压。
本发明可结合仅观测和测量两种功率状态的设备来使用，诸如打开和 关闭或开启和待机状态。典型的此类电设备是电视听设备。这就是说，通 过观测和测量设备或设备组的需要成为的至少两个功能状态，本发明可起 作用。
例如，视听(AV)设备可包括多个独立部件，诸如TV屏幕、放大器 以及DVD播放器，其中每一个都要求打开以使该设备正常工作。本发明通 过监测真实的RMS功率，而能够适于确定设备的各种状态和它们的功率需 求，从而当不同部件附连至供电控制设备时动态地响应于变化的供电要求。
按照这种方式，供电控制设备可适应于所附连的电设备的变化需求。 例如，用户可能首先将电视机的电源线附连至供电控制设备，供电控制设 备然后确定电视机的两种功能状态。单个电视设备的状态的确定与关于计 算机设备所描述的一样，不过，用户可能稍后再添加附加电设备，诸如要 连接至电视的放大器。
当放大器首先被打开时，它呈现待机模式。当施加干线供电时，以"快" 速率测量功耗，而且从此数据中提取设备或设备集合的待机功率。供电控 制设备中所使用的算法分析绝对功率测量和功率波动以确定是否有任何设 备在工作和脱离待机模式。没有用电波动情况下的最低功率测量值被存储 为电视和放大器的总待机功率。然后此变量被增大特定量，以使低于该值的任何功率读数表明电视和放大器均处于待机模式。
此新值被称为"经修改的待机功率水平"。这允许测量值中的任何"噪 声"或不准确。当设备或设备集合的功率测量值落至经修改的待机水平达 一定时间，例如30秒时，供电控制设备将使干线供电从AV系统断开。
当供电控制设备向置于关闭待机状态的所有设备重新供电时，该待机 功率水平再次被确认，同时确保不存在功率波动。
功率波动的缺失和稳定状态功率降至低于计算所得的待机值表明连接
的设备数量的减少，而在缺少用电波动的情况下的稳定状态功率增大表明 连接至供电控制设备的电设备数量的增加。
在未将电视系统立即断电但缺少任何遥控动作达例如3小时时间的情
况下，将AV系统断电。再次通电以计算此新构造的待机功率级。图8示 出与图9所示方法相比较的此方法的流程图，图9所示的方法用于计算机 电子设备。
图8示出本发明的方法，其中在第一步骤600时，供电控制设备查明 关闭待机功率级，这是与其附连的设备或多个设备所使用的功率级或累加 功率级。然后供电控制设备等待(610)以接收来自远程设备的信号，诸如 来自远程设备的IR或射频信号，且一旦接收到就向所有附连设备供电。
然后通过实时监测不断监测的设备的用电和检测功率波动(620)，然 后系统确定该设备活动而且正在工作，并且保持对设备的供电(625)。在 步骤630，如果未观测到功率波动，则供电控制设备确定功率级是否与预定 的关闭待机水平匹配。
如果供电测量值与预定关闭待机水平匹配，则对设备的供电被切断， 系统返回步骤610监测IR或射频。如果确定设备不处于关闭待机水平，诸 如观测到无功率波动的稳定状态功率级，则在步骤640，系统寻找可能指示 使用的任何远程IR或射频信号。如果观测到此类信号，则在步骤625保持 对设备的供电接通，但如果在步骤650系统未观测到信号达预定时长，例 如4小时，而且在这期间未检测到动作，则系统确定所观测到的用电可能 是新的待机功率级，而且所有的设备被关闭。然后系统重新对这些设备供 电并监测这些设备的用电。如果观测到无功率波动的稳定状态，则系统确
17定这是新的待机功率级。然后系统将设备断电，并继续步骤610中对IR和 射频信号的监测。
按照这种方式，有可能向供电控制设备添加附加电子设备，或从供电 控制设备移除电子设备，而且系统将能不断监测这些设备的累加功率需求， 且在需要时建立这些设备所需的新的关闭待机功率级。这使系统能成为动 态和自我学习的系统，从而避免需要用户不断地改变设置和监测任何用电。
因此该供电控制设备能适应用电的变化，因为
1. 设备在待机模式中的功耗具有非常微小的功率级波动或没有波动。
2. 设备在工作时的功耗具有显著的功率级波动。
3. 供电控制装置能在非常短的时间内采样和测量真实EMS功率，因 此允许它监测功率波动，该功率波动指示设备正在工作而非处于待机模式。
真实的RMS功率监测需要供电控制设备能确定所附连的一个或多个 电子设备的工作状态。RMS功率是限定时长内的功率的平均测量值。在干 线电力测量中，对确定功耗有用的功率测量的最小间隔是干线供电频率的 半(0.5)周期，即50Hz上的10 ms。因此，在此申请中，RMS功率的瞬时 测量值可以是IO毫秒到5秒(通常小于0.5秒)上的平均值。
虽然在本文中以被认为是最实用和优选的实施例的内容示出和描述了 本发明，但应认识到可在本发明的范围内作出变更，本发明的范围不受限 于本文中所描述的细节，而是与所附权利要求的完整范围一致，以包括任 何和所有的等价设备和装置。
权利要求
1.一种供电控制设备，其允许从单个干线供电输出口对多个电设备供电，其特征在于，设置有多个受控的电输出口；单个电输入端，适于连接至所述干线供电输出；功率传感器，适于检测主电设备的用电并产生用电信号；计算机处理器，适于处理所述用电信号，以确定所述主电设备的至少两种功率状态；开关装置，其由所述计算机处理器控制，适于将来自所述供电输出口的供电连接至各个受控的电输出口，哪一个受控的电输出端被控制成连接至所述供电根据所确定的功率状态确定。
2. 如权利要求1所述的供电控制设备，其特征在于，所述主设备的所述 至少两个功能状态包括待机和完全开启。
3. 如权利要求2所述的供电控制设备，其特征在于，所述主设备包括第 三功能状态关闭。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，所 述主设备的功能状态从关闭、待机、用户不活动待机以及完全开启或在使用中 的功能状态中选择。
5. 如权利要求1所述的供电控制设备，其特征在于，包括由所述计算机 处理器控制的第二开关装置，其适于将主线供电从所述供电控制设备断电，还 包括储能装置，其足以允许在用户或外部设备要求时对所述供电控制设备恢复 供电。
6. 如权利要求1或2所述的供电控制设备，其特征在于，所述计算机处 理器适于接收来自所述主设备的指示其实际或预期功能状态的数字信息。
7. 如权利要求1或2所述的供电控制设备，其特征在于，所述计算机处 理器适于监测所述主设备的任一端口的状态，以确定所述主设备的状态。
8. 如权利要求6所述的供电控制设备，其特征在于，所述端口是串行端□。
9. 如权利要求6所述的供电控制设备，其特征在于，所述端口是并行端□。
10. 如权利要求6所述的供电控制设备，其特征在于，所述端口是USB端口。
11. 如以上权利要求中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，当所 述主电设备处于关闭状态时，至少一个受控电输出口继续提供供电。
12. 如以上权利要求中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，当所 述主电设备处于待机状态时，至少一个受控电输出口继续提供供电。
13. 如以上权利要求中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，至少 一个受控电输出口被控制成使它在所述主电设备处于待机状态时不提供供电， 而在所述主设备处于开启状态时提供供电。
14. 如以上权利要求中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，所述用电信号是预定时间上的功率测量值。
15. 如以上权利要求中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，所述 预定时间是5毫秒到5秒之间的时间间隔。，
16. 如以上权利要求中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，所述 预定时间是10毫秒到1秒之间的时间间隔。
17. 如以上权利要求中的任一项所述的供电控制设备，其特征在于，所述 预定时间是10毫秒的时间间隔。
18. —种利用如权利要求1所述的供电控制设备控制对至少一个电设备的 供电的方法，所述方法包括以下步骤a. 将至少一个电设备连接至所述供电控制设备，所述设备具有第一累加待 机功率级；b. 监控用电，并通过所述用电信号检测对所述至少一个所附连电设备的供 电中的功率波动；i.从而，当检测到功率波动时，保持对至少一个所附连电设备的供电;c. 当未检测到功率波动时，则将所述功率级与所述第一累加关闭待机功率 级作比较；i.因此，如果所述功率级低于所述第一累加关闭待机功率级，则将供 电从至少一个所附连电设备切断。
19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤 a.将附加电设备附连至所述供电控制设备，以提供第二累加待机功率级信号；b. 监测所述累加待机功率级信号，并通过所述累加的待机第二用电信号检 测对所述至少一个所附连电设备和附加电设备的供电的功率波动；i.从而，当检测到功率波动时，保持对所述至少一个所附连电设备和 附加电设备的供电；c. 当未检测到功率波动，而且所述第二功耗级保持恒定时，则将供电从所 有设备断开，并在预定时段之后再供电并观测等于第二累加待机功率级的第三 用电水平。
20.如权利要求18或19中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括以 下步骤a. 在未检测到功率波动之后，则b. 监控与所述供电控制设备有效关联的远程设备的远程动作，其中检测远 程动作将导致对所述电设备继续供电。
全文摘要
本发明公开了一种供电控制设备，诸如计算机或AV设备之类的多个电设备可附连至该供电控制设备。该供电设备能确定和监测设备的待机用电水平，以在控制设备检测到已连接的电设备未被使用时，将供电从该设备断开。
文档编号G06F1/32GK101617282SQ200780050484
公开日2009年12月30日 申请日期2007年11月27日 优先权日2006年11月27日
发明者G·A·格隆尼斯 申请人:恩贝尔技术控股有限公司