为充电插座使用计数器的制作方法

相关申请的交叉引用

本发明要求于2017年3月1日递交的发明名称为“用于usb插座的插入计数器”、美国临时专利申请号为62/465,510的美国临时专利申请案的权益。美国临时专利申请案62/465,510的公开内容在此全部并入本文。

本公开一般涉及管理电源插座的寿命周期，具体而言，涉及监视通用串行总线(usb)插座或ac插座的使用计数。

背景技术：

大量个人电子设备(ped)用户群期望许多设置能够提供电源，例如通过标准化ac电源插座或通过采用通用串行总线(usb)a型(type-a)或c型端口(type-c)的插座。然而，这些插座中的连接器寿命有限，部分是因为电触头出现磨损以及保持特征最终劣化。使用频率可能有很多不同，能够预测和补救单个连接器不可避免的磨损是保持该插座能够继续提供预期电源的重要方面。可预测性在诸如飞机舱这类位置中尤其重要，在这些位置中必须由合格人员执行更换，并且不会中断预定的空中服务。

技术实现要素：

本发明涉及监视和计数usb连接器、ac电源连接器和其它供电连接器的使用，从而便于其及时更换。通过收集有关持续使用的数据，可以及时更换插座提高可靠性，从而减少相应成本和意外断电导致的服务中断。

以下定义适用于ac或usb电源插座，并且适用于本文：

插座-提供电源的系统总成或子总成，通常用于个人电子设备(ped)。插座可包含以下一种或多种：ac连接器，用于通过标准ac电源线为ped(例如笔记本电脑)的适配器供电；usba型端口，采用连接器或固定电缆为连接的ped供电；usbc型端口，采用还可支持usb供电的连接器或固定电缆；以及必要电路、固件或软件，用于支持本文所述的插座功能。

计数单元-功能块，用于计算和保持对连接事件的非易失性连接计数。计数单元可以在插座总成内部或在插座总成外部实施，并且还可以单独或组合的形式包括软件、硬件锚固件。

端口控制器-一种处理插座内外通信的设备。

usb端口-一种符合usba型或c型规范的电路功能块。

本公开的系统包括用于计算累积插座连接数的总成。连接检测可以使用本文进一步描述的电气和/或机械装置来完成。计数以非易失性完成，并且可以选择性地查询与计数相关联的数据。出于本申请的目的，连接计数将表示通过递增或递减计数值更新的计数。例如，可以采用预设连接计数，对每次连接递减预设连接计数，直至该计数达到零。或者，还可以采用预设连接计数，对每次连接递增预设连接计数，直至该计数达到某一特定值。

在某些实施例中，可以包括限值比较器，使得在连接计数达到预定计数时，生成信号以通知用户或操作员应该维修或更换相关插座或其子单元。可以选择计数器或初始化限值的任何组合，使得需要指定的计数值达到比较器限值。

附图说明

图1是具有限值比较器的实施例的框图。

图2是具有usbc型端口的实施例的框图。

图3是用于usbc型插座的实施例设备的简化示意电气图。

图4是结合usbc型插座和ac插座且两个插座之间具有电绝缘的实施例的框图。

图5a-5c示出了图4的实施例的布局。

图6是用于检测usba型设备连接的电路的实施例的示意图。

具体实施方式

所公开的系统和方法解决不确定何时应维修或更换供电接口的问题。通过收集有关插座使用的数据，可以准确确定何时需要注意这些插座，提高整体可靠性并减少意外停机时间。

图1示出了实施例的功能框图。插座总成100具有连接器101、检测单元102、计数单元103、存储计数器限值104、比较单元105和限值指示器(indicator)106。当设备107和连接器101之间进行连接时，连接检测单元102检测使用/连接情况并提示计数单元103增加连接计数。检测可以使用本文描述的电气和/或机械装置来完成。连接检测包括检测插入或电气连接。在本文中，术语“连接计数”用于指代连接检测的计数。某些实施例可以采用比较电路105，其将连接计数与一个或多个计数器限值104进行比较。当连接计数达到预定值时，比较单元105可以生成限值指示器106以通知用户和/或操作员应该更换连接器101。限值指示器可以是模拟或数字输出，也可以是诸如led或可发声的传感指示器。如上面图1所示的功能块和其它附图可以选用电路总成实现，或者可以通过固件或软件使用。此外，在本文公开的各总成内的各个功能块和电路的功能也可以选择地驻留在总成外部。

应当理解的是，也可以采用多种类型的供电插座。这些插座可以包括但不限于那些用于位于加利福尼亚州库比蒂诺的苹果公司作为照明连接器销售的电连接器的插座。

在某些实施例中，连接计数作为串行或并行数据检索，以无线或有线方式传输。

在某些实施例中，连接计数通过监视提供给供电插座的电连接器的电流来确定。当设备已连接并吸收电流时，电路将检测电流并向连接计数器发送信号，指示设备已连接并吸收电流，因此应增加连接计数。图6中示出了这样的一个实施例。

图2示出了usbc型端口108的功能框图。usbc型端口控制器109根据usbc型规范完成usbc型设备的检测。端口控制器109向计数器110发送信号，指示该计数器递增或递减连接计数并将连接计数存储在非易失性存储器110中。

图3是具有usbc型端口的演示实施例的示意图，该端口使用usbc型端口控制器检测usbc型电缆的连接。

在安装或重新加载端口控制器111固件或软件或者其它固件或软件时，可以将实施例的连接计数初始化为某一计数，例如零。在制造期间可以实施对硬件计数器初始化。有几种选项可以将计数器重置为其先前初始化的值(可以是零或非零值)。例如，当更换c型连接器114时，可以通过重新安装固件重置连接计数，或者可以通过在串行总线115上发送重置命令重置计数寄存器。基于硬件的计数器也可以可选地通过在初始制造期间使用的相同方式进行重置。

控制输入117允许启用或禁用连接计数和其传输。

存储在存储器中的连接计数可以使用通信协议传输。图3包括ctr_tx功能118，其指示端口控制器111发送连接计数。连接计数传输可以在任何通信总线上实施，例如串行接口115或通过usb数据线119。

计数限值可以在单独的硬件或固件中设置，如图3所示，或者可以在单独的连接计数器单元中设置。这些限值用于与连接计数进行比较。在递增计数器的情况下，当计数大于计数器限值时，限值引脚120将从低状态转变为高状态。限值引脚120连接到led电路，当连接计数大于限值时，该led电路点亮led。如图3中所示的一个实施例。在其它实施例中，限值引脚120可以驱动能够发出光、声音、振动或电磁波的设备进行远程监控。

图4示出了将usbc型电源插座与ac电源插座组合使用的实施例的框图。在此实施例中，提供了如图2所示的usbc型端口108，以及具有ac连接器402的ac端口400。ac端口400包括用于确定ac插头何时已插入ac连接器402的检测装置。检测装置401通过电绝缘通道向usb端口控制器发送信号。在图4中，利用红外led403和光电晶体管404来表明电绝缘。

图5a-5c示出了图4中所示的功能框图的物理实施例。

图6是实现通过检测流过连接器的电流来检测usba型设备连接的实施例方法的示意图。与输出连接器602串联的电流感测电阻器601的电压将随着连接设备产生的电流增大而增大。电流感测电阻器两端的电压由op-amp603放大，并使用比较器604与固定参考电压605进行比较。当电压超过参考值时，将信号606发送到图1所示和所述的其它功能块，特别是计数器103、比较单元105和指示器106。

在某些实施例中，计数单元配置为当增量计数达到第一阈值时提供第一警报并且当增量计数达到第二阈值时提供第二警报，其中第二阈值高于第一阈值。