智能的具有供电功能的通信端口的制作方法

专利名称：智能的具有供电功能的通信端口的制作方法
技术领域：
本申请涉及通过具有供电功能的通信端口更有效地传递电力。
背景技术：
若干不同数据通信标准允许设备，诸如个人计算机，通过数据连接给外围设备提 供电力。仅仅作为两个例子，通用串行总线(“USB”)和IEEE1394( "Fireffire")标准提 供电力以及数据连接。作为能够从这些类型的数据端口获得电力的结果，会有越来越多的 从这种具有供电功能的数据端口汲取其电力的各种设备。虽然最初所有这些设备都是计算机外围设备类型的设备，诸如例如网络适配器、 打印机或存储设备，但是越来越多的这样的设备根本不是数据设备，或仅具有非常少的数 据功能。例如，移动电话可出于传输数据文件(例如，以该电话的摄像头拍摄的照片)的目 的而通过这种端口连接到计算机，但是该电话也可以使用该连接来充电。许多用户发现通 过数据连接给他们的移动电话充电更为方便，即使他们可能没有数据要传输。作为另一个 例子，一种完全没有数据功能的可用设备类型是设计为由USB端口供电的咖啡杯加热垫。具有供电功能的通信端口的标准规定了从单个端口必须能够获得多少电力或电 流。例如，USB标准规定5V时500mA的最大电流。随着需要越来越多电力的设备被引入， 这些标准必须不断升级。

发明内容
不同于不断升级诸如USB或FireWire标准之类的标准，根据本发明，可以为根据 这种标准操作的端口的电力导体提供可变电源。所述电源最少可以提供该标准所要求的电 力量(amount of power) 0另外，端口控制器可以将通信信号加到电力导体的电力传输上， 其性质类似于电力线通信(也被称为电力线联网)中所用的，并且可以使用该信号与连接 到端口的设备协商，以便确定提供多少电力。要连接到这种端口的外围设备优选地将包括使其能够与端口协商的软件。外围设 备将请求为其设定的最大电力量。端口将被限制为提供其电源能够传递的电力量，但是如 果请求电力的外围设备被连接到与该相同电源连接的其它端口，则该端口可能传递少于该 最大值的电力。在这种情况下，端口控制器将向每个外围设备报告其有多少电力可用，并且 端口控制器和每个外围设备将就传递的电力量“达成一致”。如果未达成一致——例如，如 果特定外围设备的最少电力要求大于电力控制器能够同意的(例如，当考虑其它端口的要 求时，大于能够从电源获得的电力量)——则优选地将不激活该外围设备，以防止损坏外围设备自身以及损坏电源、端口、主机设备、以及有可能的在主机设备上的其它端口和连接到 这些端口的外围设备。另外，在本发明的某些实施例中，可能可以根据将外围设备连接到通信端口的电 缆的容量而调整传递的电力。在这种实施例中，在提供适当的感测能力和软件的情况下，可 以测量电缆上的I-R降，以便确定电缆的电流容量，并且如果需要可以减少传递的电力，以 防止电缆过载，从而防止损坏电缆以及外围设备和主机设备。作为这种实施例的变体，可能 可以调整电压以补偿电缆的电流限制。具体地，可以通过提高电压(在主机设备和外围设 备的电压规范的限制内)来增加能够以电缆的最大电流容量传递的电力量。使用电力线通信来执行本发明的电力协商技术允许该技术无需改变具有供电功 能的通信端口的现有标准而工作。本发明的技术与现有技术向后兼容。配备有本发明的 端口可被设计为使得，如果连接到端口的外围设备不支持本发明的电力线通信技术(或如 果出于任何原因不能建立通信)，端口将简单地根据用于该端口的现有标准(例如，USB或 Fireffire)传递电力。在另一个实施例中，具有供电功能的数据端口可被内置在建筑物的建筑物配线 内，以便作为常规交流市电(mains)电力插座的补充或替代来提供电力。将这种内置端口 包括在建筑物配线中使得能够给直流设备供电，而不用如现在需要的那样使用大体积的 AC-DC适配器，每种AC-DC适配器可能是被供电的设备所特有的。然而，由于不同设备仍然 具有不同电力要求，这种内置的具有供电功能的端口仍然可以使用本发明来与插入其中的 任何设备协商，以便确定传递多少电力。这种内置的具有供电功能的端口可以仅用于电力 传输，或者也可以用于数据用途，诸如建筑物内的局域联网和/或化切！！！讨连接传递。可以从一个或多个集中安放的电源给根据本发明的内置于建筑物中的具有供电 功能的端口供电。例如，可以在建筑物的公共设施区域(例如，地下室)中有一个电源，或可 以例如建筑物的每层有一个电源。所述集中安放的电源可被连接到建筑物市电电源，并且 可以不仅包括此处描述的可变电源，而且还包括所描述的用于与耗电设备协商的控制器。可替换地，建筑物中的每个内置的具有供电功能的端口可以具有自己的可变电源 和控制器。该电源又可以从附近的市电电压汲取电力。在一个实施例中，内置的具有供电 功能的端口可以位于市电电压插座附近，并且具有从市电电压汲取其电力的电源。在本实 施例的变体中，根据本发明的市电电压插座和内置的具有供电功能的端口可以位于相同接 线盒内，并且可以在同一墙壁面板(wall plate)上提供给用户。实际上，市电电压插座和 内置的具有供电功能的端口可被包括在单个配线设备中。当然，即使在具有供电功能的端 口从远离市电电压插座的中央电源获取电力的情况下，内置的具有供电功能的端口和市电 电压插座也可在同一墙壁面板上提供给用户。因此，根据本发明，提供了一种操作主机设备的通信端口以向外围设备提供电力 和数据连接的方法。通信端口具有电力导体和数据导体，并且该方法包括使用电力线通信 协议在电力导体上建立通信通道，尝试在该通信通道上在主机设备和外围设备之间协商要 由主机设备通过电力导体向外围设备传递的电力量，并且在达成了成功协商之后，通过电 力导体传递该电力量。还提供了根据该方法操作的通信端口，以及包括这种端口的系统。


在结合附图考虑下面的详细描述之后，将明了本发明的其它特征、其属性和各种 优点，其中在所有图中，类似的附图标记指示类似部分，并且其中图1是根据本发明的一个实施例的说明性电子设备的示意图；图2A和2B是根据本发明的一个实施例，用在电子设备中的说明性端口的示意 图；图3是根据本发明的一个实施例的连接器的说明性部件的示意图；图4是根据本发明的一个实施例，用于确定提供给耦连到主机设备的外围设备的 电力量的说明性处理的流程图；图5是根据本发明的一个实施例，具有用于耦连外围设备的嵌入式的具有供电功 能的数据端口的说明性建筑物的示意图；图6是包含有根据本发明的端口和市电插座的接线盒的图；和图7是包含有根据本发明的端口和市电插座这两者的单个配线设备。
具体实施例方式图1是根据本发明的一个实施例的说明性电子设备的示意图。电子设备100可以 包括控制电路102、存储设备104、存储器106、输入/输出电路108、通信电路110和供电电 路112。在某些实施例中，电子设备部件100中的一个或多个可被组合或省略(例如，组合 存储设备104和存储器106)。在某些实施例中，电子设备100可以包括未被组合或包括在 图1所示的部件中的其它部件(例如，运动检测部件、显示器、总线、或输入机构)，或图1所 示的部件的若干实例。出于简单起见，图1中每种部件仅示出了一个。控制电路102可以包括可操作以控制电子设备100的操作和性能的任何处理电路 或处理器。例如，控制电路102可用于运行操作系统应用、固件应用、媒体回放应用、媒体编 辑应用或任何其它应用。在某些实施例中，控制电路可以驱动显示器和处理从用户接口接 收的输入。存储设备104可以包括例如一个或多个存储介质，包括硬盘驱动器、固态驱动器、 闪存、永久存储器(诸如ROM)、任何其它适当类型的存储部件、或其任何组合。存储设备104 可以存储例如媒体数据(例如，音乐和视频文件)、应用数据(例如，用于在设备100上实现 功能)、固件、用户偏好信息数据(例如，媒体回放偏好)、认证信息(例如，与授权用户相关 联的数据的库)、生活方式信息数据(例如，食物偏好)、健身信息数据(例如，由健身监视 装置获得的信息)、交易信息数据(例如，诸如信用卡信息等信息)、无线连接信息数据(例 如，可以使得电子设备100能够建立无线连接的信息)、订阅信息数据(例如，追踪用户订 阅的播客或电视节目或其它媒体的信息)、联系人信息数据(例如，电话号码和电子邮件地 址)、日历信息数据、和任何其它适当的数据或其任何组合。存储器106可以包括高速缓存存储器、半永久性存储器(诸如RAM)、和/或用于临 时存储数据的一个或多个不同类型的存储器。在某些实施例中，存储器106还可以用于存 储用于操作电子设备应用的数据，或可被存储在存储设备104中的任何其它类型的数据。 在某些实施例中，存储器106和存储设备104可被组合为单个存储介质。输入/输出电路108可操作以将模拟信号和其它信号转换(以及编码/解码，如果需要的话)为数字数据。在某些实施例中，输入/输出电路108还可以将数字数据转换 为任何其它类型的信号，并且反之亦然。例如，输入/输出电路108可以接收并且转换物理 接触输入(例如，来自多点触摸屏幕)、物理运动(例如，来自鼠标或传感器)、模拟音频信 号(例如，来自麦克风)、或任何其它输入。数字数据可被提供给处理器102、存储设备104、 存储器106、供电电路112、或电子设备100的任何其它部件，并且可以从这些部件接收数字 数据。虽然输入/输出电路108在图1中被示出为电子设备100的单个部件，但是电子设 备100中可以包括输入/输出电路的若干实例。电子设备100可以包括允许用户向输入/输出电路108提供输入的任何适当 的机构或部件。例如，电子设备100可以包括任何适当的输入机构，诸如例如，按键、小 键盘、拨号盘、点击轮或触摸屏。在某些实施例中，电子设备100可以包括电容式感测 机构或多点触摸电容式感测机构。在Hotelling等共同所有的提交于2004年7月30 日的题目为〃 Gestures for Touch Sensitive Input Device"的美国公开专利申请 No. 1006/0026521,以及 Hotelling 等提交于 2005 年 1 月 18 日的题目为〃 Mode-Based Graphical User Interfaces for Touch Sensitive InputDevice“的美国公开专利申请 No. 1006/0026535中描述了某些感测机构，通过引用将这两者完整结合在此。在某些实施例中，电子设备100可以包括与输出设备相关联的专用输出电路，诸 如例如，一个或多个音频输出。音频输出可以包括内置于电子设备100中的一个或多个扬 声器(例如，单声道或立体声扬声器)，或远程耦连到电子设备100的音频部件(例如，可有 线或无线耦连到通信设备的耳麦、头戴耳机、或耳塞)。在某些实施例中，1/0电路108可以包括用于提供用户可视的显示的显示电路(例 如，屏幕或投影系统)。例如，显示电路可以包括被结合在电子设备100中的屏幕(例如， IXD屏幕)。作为另一个例子，显示电路可以包括可移动显示器或用于在远离电子设备100 的表面上提供内容显示的投影系统(例如，视频投影仪)。在某些实施例中，显示电路可以 包括编码器/解码器(编解码器(Codec))，以便将数字媒体数据转换为模拟信号。例如，显 示电路(或电子设备100中的其它适当电路)可以包括视频编解码器、音频编解码器或任 何其它适当类型的编解码器。显示电路还可以包括显示驱动器电路，用于驱动显示驱动器的电路或这两者。可 以操作显示电路，以便在控制电路102的指示下显示内容(例如，媒体回放信息、在电子设 备上实现的应用的应用屏幕、关于进行中的通信操作的信息、关于进入的通信请求的信息 或设备操作屏幕)。可替换地，可以操作显示电路，以便向远程设备(例如，图1，显示器130) 提供指令。通信电路110可以包括任何适当的通信电路，其可操作以连接到通信网络，并且 从通信设备100向通信网络内的其它设备传输通信(例如，语音或数据)。通信电路110可 以包括任何适当的通信端口，这些通信端口可操作以使得能够进行无线或有线通信。在某 些实施例中，通信电路110可以包括电路和天线，它们可以操作以使用任何适当的通信协 议与通信网络接口，举例而言，通信协议诸如Wi-Fi (例如，802.11协议)、Bluetooth 、射 频系统(例如，900MHz、1. 4GHz和5. 6GHz通信系统)、红外线、GSM、GSM加EDGE、CDMA、四频 带、及其它蜂窝协议、VOIP、或任何其它适当的协议。在某些实施例中，通信电路110可以包 括一个或多个通信端口，它们可操作以接纳电线或电缆，并且通过电线或电缆传输数据。例如，通信电路110可以包括用于接纳与特定通信协议相关联的连接器的端口，诸如RJ45以 太网、USB、FireWire或其它适当的连接器或插头。电子设备100可以包括通信电路110的一个或多个实例，以便使用不同通信网络 同时执行若干通信操作，尽管在图1中仅示出了通信电路的一个实例以避免使得附图过于 复杂。例如，电子设备100可以包括用于在蜂窝网络上通信的通信电路110的第一实例、以 及用于在Wi-Fi上或使用Bluetooth 通信的通信电路no的第二实例、用于提供一个或 多个USB端口的通信电路110的第三实例、以及用于提供一个或多个FireWire端口的通信 电路110的第四实例。在某些实施例中，电子设备100可耦连到主机设备以便进行数据传输、同步通信 设备、软件或固件更新、向远程源提供性能信息(例如，向远程服务器提供骑行特性)、或执 行可能需要电子设备100耦连到主机设备的任何其它适当的操作。使用主机设备作为服务 器，若干电子设备100可以耦连到单个主机设备，作为替换或附加，电子设备100可以耦连 到若干主机设备(例如，多个主机设备中的每一个作为存储在电子设备100中的数据的备 份)。在某些实施例中，电子设备100可耦连到主机设备或外围设备，以便传输电力，例如， 由主机设备供电或充电，或者给外围设备供电或充电。电子设备可以使用任何适当的部件。供电电路112可以包括用于给电子设备100的部件提供电力的任何适当电路。例 如，供电电路112可以包括一个或多个电池(例如，凝胶、镍金属氢化物、镍镉、镍氢、铅酸、 或锂离子电池)、不间断或持续电源(UPS或CPS)、和用于处理从发电源接收的电力(例如， 由发电厂产生并且通过电插座传递给用户的电力)的电路。接收的电力可作为交流电或直 流电被提供，并且被处理以将电力变换为或将接收到的电力限制为特定特性。例如，接收的 电力可被变换为直流电，或从直流电变换而来，或被限制到平均功率、有效功率、峰值功率、 每个脉冲的能量、电压、电流(例如，以安培测量)或接收到的电力的任何其它特性中的一 个或多个值。特别地，供电电路112可根据特定电压或电流量而被设定，或者要求正确操作 所需的最小或最大电压和电流。在某些实施例中，供电电路112可耦连到通信电路110，或 者与通信电路耦连或结合以提供使用一个或多个协议(例如，使用具有相应协议的USB或 Fireffire连接器)同时传输数据和电力的机构。使用该设备的通信端口，一个或多个外围设备可耦连到电子设备。如果通信端口 与供电电路耦连或包括供电电路，可以从电子设备向一个或多个外围设备供电。外围设备 可以包括例如打印机、鼠标、键盘、通信配件(例如，蓝牙适配器或蜂窝数据卡)、移动设备 (例如，蜂窝电话或便携媒体设备)、音频部件(例如，扬声器、麦克风或声卡)、数字相机、大 容量存储设备(例如，闪存驱动器、存储卡读取器或外部驱动器)、集线器(例如，USB集线 器)、智能卡读取器、网络摄像头、认证设备(例如，指纹锁)、或可操作以接收或向电子设备 发送数据的任何其它设备。在某些实施例中，外围设备可以包括可操作以仅从电子设备接 收电力的设备。这种设备可以包括，例如，灯、加热垫、冷却器或冷藏系统、太阳能充电器、或 任何其它适当的设备。耦连到电子设备的每个外围设备可以从电子设备电源接收电力。然而，基于例如 外围设备的部件、由协议确定的电力分配、或任何其它适当的准则，每个外围设备可以请求 不同的电力量。在某些实施例中，例如，由于协议随时间的改变，或由于每个设备可获得的 其它电力来源(例如，外围设备可以包括电池，或直接连接到电力来源)，每个外围设备的电力要求可以不同。可以使用任何适当的方法控制向每个外围设备的电力传输。在某些实施例中，与 物理连接器的类型(例如，用于外围设备的插头和端口类型)相关联的通信协议可以定义 电力标准，诸如最小和/或最大功率、电流(例如，IOOmA到1. 8A)或电压限制(例如，电压 在4. 75和5. 25V之间)。然而，随着设备的发展，它们可能需要比现有协议的电力标准的最 大限制所提供的功率更大的功率。从而必须修改电力标准，以便允许更加功率密集的外围 设备正确操作。为了使得不论由于通信协议电力设置所引起的限制如何，外围设备都能正确操 作，可将单独的通信协议移植到现有标准中以控制电力传输。该单独的通信协议可以包括 例如电力线通信协议。可以使用当前可获得的或正在开发的许多电力线通信协议中的任何 一个。这些协议可以包括当前主要用于家庭自动化的Xio协议、或HomePlug电力线联盟 (HomePlug Powerline Alliance)的协议中的任何一种，其中的一个例子是HomePlugl. O 联网协议。可以使用的处于各种开发阶段的其它协议包括由通用电力线协会(Universal Powerline Association)、欧洲电信标准化协会(European Telecommunications Standards Institute)、ff| 费电子电力线通 /[言联盟(Consumer ElectronicsPowerline Communications Alliance)、欧盟委员会资助的开放PLC欧洲研究联盟(Open PLC European Research Alliance, OPERA)正在开发的协议，国际电信联盟(ITU)的ITU电信 标准部门(ITU-T)的G.hn标准，或电气和电子工程师协会的IEEE 643-2004标准。可操作以接纳来自外围设备的连接器的每个通信端口可以包括电力导体或引脚 (pin)，以及数据导体或引脚。图2A和2B是根据本发明的一个实施例，用在电子设备中的 说明性端口的示意图。端口 200和220可以包括可操作以传导电力和数据中的一个或多个 的若干引脚。例如，端口 200和220可以分别包括电力引脚202和208以及222和228，并 且分别包括数据引脚204和206以及2M和226。可以使用任何适当的方法，包括例如基于 与连接器相关联的标准，确定电力和数据引脚中每一个的特定位置。可由电子设备或端口中的任何适当部件来控制通过连接器的数据和电力传输。图 3是根据本发明的一个实施例的连接器的说明性部件的示意图。连接器300可以包括端口 控制器302、电源304和电力线通信模块306。端口控制器302可操作以居中协调连接器的 数据引脚310上的数据传输，并且可以为连接器的电力引脚312提供缓冲以允许外围设备 的“热插拔”。可以使用电源304给电力引脚312供电，电源304可以包括受控制器302控 制的可变电源。使用适当的标准(诸如上述标准之一)的电力线通信模块306可以允许控制器 302与外围设备在引脚上(例如，分别在图2A和2B中的引脚204和206或引脚224和226 上)进行协商。特别地，模块306可以确定外围设备能够从电源304获得的电力，以及外围 设备需要或请求的电力(例如，通过由端口控制器302控制的通信来接收)。如果外围设备 需要的电力多于使用该通信协议的电力标准能够获得的电力，则外围设备和模块306可以 进行协商，以便提供不在该协议的限制内、但是确保电子设备和主机设备都能正确操作的 电力量。模块306可以使用任何适当的方法来确定向外围设备提供多少电力。图4是根据 本发明的一个实施例，用于确定向耦连到主机设备的外围设备提供的电力量的说明性处理的流程图。处理400可以在步骤402开始。在步骤404，电子设备可以检测外围设备到通信 端口(例如，图2A和2B的端口 200或端口 220)的连接。例如，电子设备可以使用端口控 制器(例如，图3的端口控制器302)检测初始通信。在步骤406，端口控制器可以使用电力 线通信模块(例如，图3的模块30)将电力线信号加到电力导体或引脚上。例如，端口控制 器可以查验(Ping)或请求来自外围设备的确认，以确保能够进行正确的通信和数据传输。 在步骤408，电子设备可以确定是否已经接收到确认。例如，端口控制器可以等待通信协议 所指示的、响应于初始查验的响应。如果未接收到确认，则可以假定该外围设备不具备使用 电力线通信进行通信的能力(或外围设备存在某些其它问题)，并且处理400可以进入步 骤410。在步骤410，电子设备可以指示端口控制器调整可变电源(例如，图3的可变电源 304)，以便传递该端口的标准(例如，由与电子设备所使用的连接器或端口类型相关联的 协议设置的电力标准)所规定的电力量。然后处理400可以在步骤412结束。如果在步骤408电子设备接收到确认，则处理400可以进入步骤414。在步骤414， 电子设备可以询问外围设备以确定其电力要求。例如，端口控制器可以使用电力线通信协 议发送请求以确定外围设备的电力要求。在步骤416，电子设备可以确定其是否有足够的电 力可用以满足外围设备的电力要求。例如，电子设备可以确定可变电源的最大电力输出。作 为另一个例子，电子设备可以确定连接到电子设备其它端口的其它外围设备的电力要求， 以及提供给其它外围设备的电力是否可以减少(例如，基于优先级分配方案或用户提供的 关于外围设备相对重要性的指示)。如果电子设备确定没有足够的电力可用，则处理400可 以进入步骤418。在步骤418，电子设备可以向外围设备告知可用的电力量，并且向外围设备询问该 可用的电力量是否足够或可接受。在步骤420，电子设备可以从外围设备接收关于可用的电 力量是否可接受的指示。例如，端口控制器可以接收指示可用电力对于外围设备而言是否 可接受的通信。如果电子设备接收到可用电力可接受的指示，处理400可以进入步骤422。 在步骤422，电子设备向外围设备提供该可用电力。处理400然后可以进入步骤428。如果在步骤420电子设备接收到指示该可用电力对于外围设备而言不可接受的 通信，处理400可以进入步骤424。在步骤424，电子设备可以仅向外围设备提供待机电力， 其可以防止外围设备操作，但是也可以防止损坏电源、电子设备端口、该外围设备、连接到 电子设备的其它外围设备、或甚至该电子设备。可替换地，当协商不成功时，可以传递由端 口标准规定的默认电力量(例如，取代待机电力)。如果在步骤416电子设备确定外围设备所要求的电力是可用的，处理400可以进 入步骤426。在步骤426，电子设备可以向外围设备提供所要求的电力。例如，控制器可以 指示可变电源调整电力输出，以便向电子设备传递所要求的电力。处理400然后可以进入 步骤428。另外，在步骤422和似4之后，处理400也可以进入步骤428。在步骤428，电子 设备可以确定可用电力是否有所改变。例如，电子设备可以监视外围设备的数目是否已经 改变(例如，以前的外围设备已被移除，从而增加了可用电力，或添加了新的外围设备，从 而减少了可用电力)。如果可用电力未改变，处理400可以返回步骤428，并且继续监视可 用电力。如果在步骤428电子设备确定可用电力已经改变，处理400可以返回步骤418，并 且向外围设备告知可用电力。如果外围设备从电子设备断开，处理400可以结束。在某些实施例中，外围设备可直接连接到电源，这消除了主机电子设备的介入。例如，建筑物内的电力插座可以包括具有端口控制器的具有供电功能的数据端口，其中端口 控制器可操作以控制提供给连接的外围设备的电力。图5是根据本发明的一个实施例，具 有用于耦连外围设备的嵌入式的具有供电功能的数据端口的说明性建筑物的示意图。建筑 物500可以通过传递到建筑物500的地下室502的市电供电设施501接收电力，市电供电 设施501被连接到电源和控制电路503(以及在大部分情况下，连接到标准市电电力分配系 统(未示出))。类似于图3所示的电路，电路503可以包括控制器530、可以在控制器530 的控制下变化的电源531、以及电力线通信模块532。控制器530、电源531和电力线通信模 块532可以类似于控制器302、电源304和电力线通信模块306那样操作，除了它们的大小 适合于为整个建筑物500服务。电力导体504可以从电源和控制电路503将电力分配到建筑物500的各个房间 505中的各个具有供电功能的端口 520。虽然每个房间505中仅示出了一个端口 520，但是 可以在每个房间505提供多于一个端口 520。而且，虽然每个端口 520都基于具有供电功能 的数据端口，但是端口 520也可以仅用于根据本发明传递电力。可替换地，端口 520也可用 于数据用途，包括建筑物500内的数据联网，以及外部数据源(诸如hternet (未示出)) 在建筑物500内的分配。如图5所示，每个端口 520可以与以常规的北美双插座507示出的市电电力插座 共享位置506，它们中的每一个可通过未示出的连接而连接到市电电力设施501。优选地， 在位置506，端口 520和插座507共享面板，并且因此共享接线盒。插座507也可以从位置 506省略，并且被设置在其它位置(或者，如果所有家庭电子设备可被配置为以端口 520提 供的电力运行，则根本没有插座507)。在图6所示的可替换实施例中，可以去除地下室502中的电路503。取而代之，每个 位置606可以包括端口 520和市电电力插座507 (由市电设施501提供服务)，它们可以共享 接线盒600和面板601。另外，在某些实施例中，在接线盒600中可以提供可变电源631 (根 据本发明，其将来自设施501的市电AC电力转换为用于端口 520的可变DC电力)、电力线 通信模块632和端口控制器630。根据本发明，基于与连接到端口 520的设备的协商，端口 控制器630、电源631和电力线通信模块632可以一起向端口 520提供可变电力。虽然在这 个实施例中，导体504可以完全在接线盒600内，并且因此不能将数据带到位置506之外， 但是如果端口 520还被用于提供数据服务，则可以设置外部数据导体604。在图7所示的另一个实施例中，提供了配线设备707。配线设备707可以类似于双 插座507，除了两个市电电力插座之一可被端口 520取代这一点。另外，可变电源731 (根据 本发明，其将来自设施501的市电AC电力转换为用于端口 520的可变DC电力)、电力线通 信模块732和端口控制器730可以全部包含在配线设备707中，其中，根据本发明，基于与 连接到端口 520的设备的协商，它们一起向端口 520提供可变电力。因此，根据本发明，配 线设备707可安装在能够访问市电设施501以提供电力的任何标准配线盒中。然而，如果 端口 520还要提供数据服务，则还必须在配线盒处提供外部数据导体604。由此可见，提供了数据通信端口，其根据某个标准支持电力和数据，但是配备有可 变电源和电力线通信模块，从而可以利用电力导体上的电力线信号来允许端口控制器与外 围设备协商电力要求。还提供了基于这种端口的电力分配系统。应当理解，前面仅是对本 发明的原理的说明，本领域的技术人员可以做出各种修改，而不脱离本发明的范围和精神，并且本发明仅由所附的权利要求限定。
权利要求
1.一种操作主机设备的通信端口以向外围设备提供电力和数据连接的方法，所述通信 端口具有电力导体和数据导体；所述方法包括使用电力线通信协议在所述电力导体上建立通信通道；尝试在所述通信通道上在所述主机设备和所述外围设备之间协商要由所述主机设备 通过所述电力导体向所述外围设备传递的电力量；和在达成了成功协商之后，通过所述电力导体传递所述电力量。
2.如权利要求1所述的方法，还包括基于不能通过所述通信通道进行连接而协商失败之后，通过所述电力导体传递默认的 电力量。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述默认的电力量由管理所述通信端口的操作的标 准来定义。
4.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述主机设备和所述外围设备针对所述电力量不能达成一致而协商失败之后，通 过所述电力导体传递默认的电力量。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述默认的电力量由管理所述通信端口的操作的标 准来定义。
6.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述主机设备和所述外围设备针对所述电力量不能达成一致而协商失败之后，通 过所述电力导体最多传递待机电力。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述外围设备通过电缆连接到所述主机设备的所述 通信端口 ；所述方法还包括测量所述电缆的特性；和 基于所述特性调整所述电力量。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述调整包括限制传递电流。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述调整包括升高传递电压。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述特性包括I-R降。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述电力线通信协议是X10。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述电力线通信协议是HomePlug电力线联盟的协议。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述电力线通信协议是HomePlug1.0。
14.一种操作供电端口以向设备提供电力的方法，所述供电端口具有电力导体；所述 方法包括使用电力线通信协议在所述电力导体上建立通信通道；尝试在所述通信通道上在所述供电端口和所述设备之间协商要由所述供电端口通过 所述电力导体向所述设备传递的电力量；和在达成了成功协商之后，通过所述电力导体传递所述电力量。
15.如权利要求14所述的方法，还包括基于不能通过所述通信通道进行连接而协商失败之后，通过所述电力导体传递默认的 电力量。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口的操作的 标准来定义。
17.如权利要求14所述的方法，还包括基于所述供电端口和所述设备针对所述电力量不能达成一致而协商失败之后，通过所 述电力导体传递默认的电力量。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口的操作的 标准来定义。
19.如权利要求14所述的方法，还包括基于所述供电端口和所述设备针对所述电力量不能达成一致而协商失败之后，通过所 述电力导体最多传递待机电力。
20.如权利要求14所述的方法，其中所述设备通过电缆连接到所述供电端口；所述方 法还包括测量所述电缆的特性；和 基于所述特性调整所述电力量。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述调整包括限制传递电流。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述调整包括升高传递电压。
23.如权利要求20所述的方法，其中所述特性包括I-R降。
24.如权利要求14所述的方法，其中所述电力线通信协议是X10。
25.如权利要求14所述的方法，其中所述电力线通信协议是HomePlug电力线联盟的协议。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述电力线通信协议是HomePlug1.0。
27.一种用于向设备供电的供电端口 ；所述供电端口包括 电力导体；端口控制器； 可变电源；和电力线通信调制器，用于使用电力线通信协议在所述电力导体上建立通信通道，其中所述端口控制器尝试在所述通信通道上与所述设备协商，以确定要由所述可变电源通 过所述电力导体向所述设备传递的电力量；和在达成了成功协商之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传 递所述电力量。
28.如权利要求27所述的供电端口，其中，基于不能通过所述通信通道进行连接而协 商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传递默认的电力量。
29.如权利要求观所述的供电端口，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口的操 作的标准来定义。
30.如权利要求27所述的供电端口，其中，基于所述端口控制器和所述设备针对所述 电力量不能达成一致而协商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电 力导体传递默认的电力量。
31.如权利要求30所述的供电端口，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口的操作的标准来定义。
32.如权利要求27所述的供电端口，其中，基于所述端口控制器和所述设备针对所述 电力量不能达成一致而协商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电 力导体最多传递待机电力。
33.如权利要求27所述的供电端口，其中所述电力线通信协议是X10。
34.如权利要求27所述的供电端口，其中所述电力线通信协议是HomePlug电力线联盟 的协议。
35.如权利要求34所述的供电端口，其中所述电力线通信协议是HomePlug1.0。
36.如权利要求27所述的供电端口，还包括数据导体，所述供电端口是用于在主机设备和所述设备之间提供电力和数据连接的具 有供电功能的通信端口 ；其中所述端口控制器控制所述数据导体上的所述数据连接。
37.如权利要求36所述的供电端口，其中，基于不能通过所述通信通道进行连接而协 商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传递默认的电力量。
38.如权利要求37所述的供电端口，其中所述默认的电力量由管理所述通信端口的操 作的标准来定义。
39.如权利要求36所述的供电端口，其中，基于所述端口控制器和所述设备针对所述 电力量不能达成一致而协商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电 力导体传递默认的电力量。
40.如权利要求39所述的供电端口，其中所述默认的电力量由管理所述通信端口的操 作的标准来定义。
41.一种系统，包括 主机设备；外围设备；在所述主机设备上的通信端口，用于在所述主机设备和所述外围设备之间提供电力和 数据连接；和将所述外围设备连接到所述通信端口的电缆；其中所述通信端口包括电力导体，数据导体，端口控制器，可变电源，和电力线通信调制器，用于使用电力线通信协议在所述电力导体上建立通信通道；并且 所述端口控制器控制所述数据导体上的所述数据连接；所述端口控制器还尝试在所述通信通道上与所述外围设备协商，以确定要由所述可变 电源通过所述电力导体向所述外围设备传递的电力量；和在达成了成功协商之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传 递所述电力量。
42.如权利要求41所述的系统，其中，基于不能通过所述通信通道进行连接而协商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传递默认的电力量。
43.如权利要求42所述的系统，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口的操作的 标准来定义。
44.如权利要求41所述的系统，其中，基于所述端口控制器和所述外围设备针对所述 电力量不能达成一致而协商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电 力导体传递默认的电力量。
45.如权利要求44所述的系统，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口的操作的 标准来定义。
46.如权利要求41所述的系统，其中，基于所述端口控制器和所述外围设备针对所述 电力量不能达成一致而协商失败之后，所述端口控制器调整所述可变电源，以通过所述电 力导体最多传递待机电力。
47.如权利要求41所述的系统，其中 所述端口控制器测量所述电缆的特性；和所述端口控制器基于所述特性调整所述可变电源，以调整所述电力量。
48.如权利要求47所述的系统，其中所述调整包括限制传递电流。
49.如权利要求47所述的系统，其中所述调整包括升高传递电压。
50.如权利要求47所述的系统，其中所述特性包括I-R降。
51.如权利要求41所述的系统，其中所述电力线通信协议是X10。
52.如权利要求41所述的系统，其中所述电力线通信协议是HomePlug电力线联盟的协议。
53.如权利要求52所述的系统，其中所述电力线通信协议是HomePlug1. O。
54.一种电力分配系统，包括用于向设备提供电力的至少一个供电端口，所述至少一个供电端口各自包括电力导体；至少一个系统控制器； 至少一个可变电源；和至少一个电力线通信调制器，用于使用电力线通信协议在所述电力导体上建立通信通 道；其中所述系统控制器尝试在所述通信通道上与所述设备协商，以确定要由所述可变电源通 过所述电力导体向所述设备传递的电力量；和在达成了成功协商之后，所述系统控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传 递所述电力量。
55.如权利要求M所述的电力分配系统，其中，基于不能通过所述通信通道进行连接 而协商失败之后，所述系统控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传递默认的电力量。
56.如权利要求55所述的电力分配系统，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口 的操作的标准来定义。
57.如权利要求M所述的电力分配系统，其中，基于所述系统控制器和所述设备针对 所述电力量不能达成一致而协商失败之后，所述系统控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传递默认的电力量。
58.如权利要求57所述的电力分配系统，其中所述默认的电力量由管理所述供电端口 的操作的标准来定义。
59.如权利要求M所述的电力分配系统，其中，基于所述系统控制器和所述设备针对 所述电力量不能达成一致而协商失败之后，所述系统控制器调整所述可变电源，以通过所 述电力导体最多传递待机电力。
60.如权利要求M所述的电力分配系统，其中所述系统控制器测量将所述设备连接到所述电力导体的电缆的特性；并且 所述端口控制器基于所述特性调整所述可变电源，以调整所述电力量。
61.如权利要求60所述的电力分配系统，其中所述调整包括限制传递电流。
62.如权利要求60所述的电力分配系统，其中所述调整包括升高传递电压。
63.如权利要求60所述的电力分配系统，其中所述特性包括I-R降。
64.如权利要求M所述的电力分配系统，其中所述电力线通信协议是X10。
65.如权利要求讨所述的电力分配系统，其中所述电力线通信协议是HomePlug电力线 联盟的协议。
66.如权利要求M所述的电力分配系统，其中所述电力线通信协议是HomePlug1. O。
67.如权利要求M所述的电力分配系统，其中所述至少一个供电端口中的至少一个还包括用于向所述设备传递数据的数据导体，所 述至少一个供电端口中的所述至少一个中的每一个都是具有供电功能的通信端口 ；并且 所述系统控制器还控制所述数据传递。
68.如权利要求67所述的电力分配系统，其中，基于不能通过所述通信通道进行连接 而协商失败之后，所述系统控制器调整所述可变电源，以通过所述电力导体传递默认的电力量。
69.如权利要求68所述的电力分配系统，其中所述默认的电力量由管理各个所述具有 供电功能的通信端口的操作的标准来定义。
70.如权利要求67所述的电力分配系统，其中，基于所述系统控制器和所述设备针对 所述电力量不能达成一致而协商失败之后，所述系统控制器调整所述可变电源，以通过所 述电力导体传递默认的电力量。
71.如权利要求70所述的电力分配系统，其中所述默认的电力量由管理各个所述具有 供电功能的通信端口的操作的标准来定义。
全文摘要
一种根据某个标准提供电力的端口配备有可变电源和电力线通信模块。使用电力导体上的电力线信号以允许端口控制器与外围设备协商电力要求，并且相应地调整电源。如果外围设备不支持这种协商，择根据所述标准传递电力。所述端口可以是根据某个标准提供电力和数据的数据通信端口。
文档编号G06F13/42GK102138134SQ200980133348
公开日2011年7月27日 申请日期2009年7月9日 优先权日2008年7月10日
发明者A·法德尔 申请人:苹果公司