具有集成充电器的便携式电气设备的制作方法

具有集成充电器的便携式电气设备


背景技术：

1.随着便携式电气设备变得越来越普遍，消费者不断地寻找可用于给便携式电气设备充电的新电源。例如，可以利用其他便携式电气设备的板载电源(如电池)，如手电筒、灯笼、收音机、扬声器(如连接的扬声器)，通过将单独的电气设备连接到电气设备的充电通道(如充电端口)，来对连接的单独的电气设备(如移动电话)的可充电电源进行充电。对于经常使用没有其他电源(如壁装电源插座)的电气设备的消费者，将充电端口合并到一些电气设备中特别有益。例如，露营者、远足者和其他户外活动者可能经常使用远离基于电网的电源的各种设备(如移动电话和/或露营灯)。因此，这些用户可能会寻求可以利用的辅助电源来给一些电气设备充电。但是，这些电气设备的板载电源具有有限的功率容量，仅能够以电流形式输出有限的功率。因此，这些设备的用户必须决定如何使用辅助电源：用作主要用途(如用作手电筒、扬声器和/或类似物)，或者用作其他设备的充电电源。
2.因此，需要提供电气设备特征，以使得用户能够对其他设备充电，而不显著减少用于其他目的的电气设备的功能。


技术实现要素：

3.本发明的各个实施例旨在提供一种具有集成充电通道端口的便携式电气设备(如手电筒、灯笼等)，集成充电通道端口可用于为单独的电气设备(如移动电话、手持式计算设备等)充电。电气设备可以具有板载电源(如一个或多个电池)，板载电源被设置为向输出设备(如集成照明设备)和集成充电通道端口提供电力。电气设备可以具有板载控制器，板载控制器被设置为：监视电气设备的电力使用，并自动节流和/或重定向电力流从板载电源到输出设备之一和/或集成充电通道端口。例如，在检测到通过集成充电通道端口连接的外部设备时，控制器可以减少提供给输出设备(如照明设备)的电量，以节省用于对连接的设备进行充电的电能。
4.本发明的一些实施例旨在提供一种便携式电气设备，其包括：电源；输出设备，被设置为产生最小输出功率和最大输出功率之间的功率的输出功率；充电通道，被设置为用于将电流从电源传输到单独的电气设备；板载控制器，被设置为在检测到通过充电通道连接的单独的电气设备时，降低输出设备的最大输出功率。
5.在本发明的一些实施例中，便携式电气设备的输出设备是照明设备，照明设备被设置为用于生成具有最小亮度和最大亮度之间的亮度的光输出，板载控制器被设置为：当检测到存在通过充电通道连接的单独的电气设备时，减小最大输出亮度。此外，充电通道可以包括充电端口，充电端口被设置为接收与单独的电气设备电连接的充电电缆。
6.在本发明的一些实施例中，输出设备被设置为以第一输出功率产生输出；板载控制器被设置为：检测通过充电通道连接的单独的电气设备；将输出设备产生的输出的输出功率调整为小于第一输出功率的第二输出功率。此外，输出设备可以被设置为：用于以多个离散输出功率水平中的一个生成输出，多个离散输出功率水平至少包括最小输出功率水平和最大输出功率水平。板载控制器可以被设置为：在检测到通过充电通道连接的单独的电
气设备时，禁用最大输出功率水平。在本发明的各个实施例中，减小输出设备的最大输出功率包括：将输出的输出功率从第一离散输出功率水平减小到第二离散输出功率水平。
7.在本发明的一些实施例中，板载控制器包括至少两个输出配置文件，包括：第一输出配置文档，限定第一最小输出功率水平和第一最大输出功率水平，其中，板载控制器被设置为：在没有检测到通过充电通道连接的单独的电气设备时，实施第一输出配置文件；以及第二输出配置文件，限定第二最小输出功率水平和第二最大输出功率水平，其中，板载控制器被设置为：在检测到通过充电通道连接的单独的电气设备时，实施所述第二输出配置文件，第二最大输出功率水平小于第一最大输出功率水平。此外，电源可以包括一个或多个板载电池。
8.本发明的各个实施例旨在提供一种电气设备控制器，电气设备控制器被设置为用于控制便携式电气设备的输出。在本发明的各个实施例中，电气设备控制器被设置为：将电力从电气设备的电源传输到电气设备的输出设备，以使输出设备生成具有最小输出功率和最大输出功率之间的输出功率的输出；监视电气设备的充电通道，以确定是否有单独的电气设备通过充电通道连接到电气设备；当检测到通过充电通道连接的单独的电气设备时，降低输出设备的最大输出功率水平。
9.在本发明的一些实施例中，输出设备为照明设备，照明设备被设置为产生具有最小亮度和最大亮度之间的亮度的光输出。电气设备控制器被设置为：在检测到通过充电通道连接的独立的电气设备存在时，减小最大输出亮度。此外，电气设备控制器还可以被设置为：在输出设备以第一输出功率产生输出时，检测通过充电通道连接的电气设备；以及调节从电源向输出设备传输的功率，以将输出的输出功率减小至小于第一输出功率的第二输出功率。在本发明的一些实施例中，将功率从电源传输到输出设备包括：将功率节流到多个离散输出功率水平中的一个，多个离散输出功率水平至少包括最小输出功率水平和最大输出功率水平。此外，电气设备控制器还可被设置为：在检测到通过充电通道连接的单独的电气设备时，禁用最大功率水平。在本发明的各个实施例中，电气设备控制器还被设置为：替代地实施至少两个输出配置文件，至少两个输出配置文件包括：第一输出配置文件，限定第一最小输出功率水平和第一最大输出功率水平，电气设备控制器被设置为：在没有检测到单独的电气设备通过充电通道连接时，实施第一输出配置文件；以及第二输出配置文件，限定第二最小输出功率水平和第二最大输出功率水平，电气设备控制器被设置为：在检测到通过充电通道连接的单独的电气设备时，实施第二输出配置文件，第二最大输出功率水平小于第一最大输出功率水平。
10.本发明的各个实施例旨在提供一种电气设备的操作方法，其包括：将电力从电气设备的电源传输至电气设备的输出设备，以使输出设备生成具有最小输出功率水平与最大输出功率水平之间的功率水平的输出；监视电气设备的充电通道，以确定是否有单独的电气设备通过充电通道连接到电气设备；当检测到通过充电通道连接的单独的电气设备时，降低输出设备的最大输出功率水平。
11.在本发明的各个实施例中，输出设备为照明设备，照明设备被设置为产生最小亮度和最大亮度之间的亮度的光输出。本发明的操作方法还包括：在检测到通过充电通道连接的单独的电气设备存在时，减小最大输出亮度。此外，本发明的操作方法可以进一步包括：在输出设备以第一输出功率水平产生输出时，检测通过充电通道连接的电气设备；以及
调节从电源向输出设备传输的功率，以将输出的功率水平减小到第二输出功率水平，第二输出功率水平小于第一输出功率水平。
12.在本发明的一些实施例中，将电力从电源传输到输出设备包括：将电力节流到多个离散输出功率水平中的一个，其中，多个离散输出功率水平至少包括最小输出功率水平和最大输出功率水平。此外，操作方法还可以包括：在没有检测到通过充电通道连接单独的电气设备时，根据第一输出配置文件将电力从电源传输到输出设备，其中，第一输出配置文件限定第一最小输出水平和第一最大输出水平。当检测到通过充电通道连接了单独的电气设备时，根据第二输出配置文件将电力从电源传输到输出设备，其中，第二输出配置文件限定第二最小输出功率水平和第二最大输出功率水平，第二最大输出功率水平小于第一最大输出功率水平。
附图说明
13.以下结合附图详细描述本发明，附图并非严格按比例绘制，其中：
14.图1所示为根据本发明的一个实施例的电气设备(体现为照明设备)的示意图。
15.图2所示为根据本发明的一个实施例的示例性照明设备的各个电子部件的示意图。
16.图3所示为根据本发明的一个实施例的示例性照明设备的功能流程图。
具体实施方式
17.以下结合附图详细描述本发明的各个实施例。应当理解的是，本说明书示出和描述了本发明的一些实施例，并非全部实施例。实际上，实施例可以采用不同的形式。因此，本发明不应被解释为仅限于本说明书揭示的实施例，本说明书提供的实施例只是为了使公开满足适用的法律要求。本说明书中，相同的附图标记始终表示相同的元件。
18.本技术描述的实施例可以并入合并在电气设备(如照明设备)内的电源，电气设备可以用作将电流传输到一个或多个单独的电气设备(如手机、平板电脑、便携式计算机、手电筒、风扇、扬声器、电缆等)的辅助电源。在本发明的一些实施例中，电气设备可以彼此连接，以将电流传送到一个电气设备，通过一个电气设备传送到另一电气设备(如蜂窝电话可以与电缆连接，电缆可以连接到作为辅助电源的便携式电气设备)。因此，为用户提供了辅助电源的功能，其可用于对具有相应的板载电源的电气设备进行充电(和/或二次充电)，无需用户携带超出远离电网范围的远足时使用的设备之外的其他设备。
19.如本技术所论述，充电通道(如充电端口)被并入具有除了提供辅助电源之外的其他功能的便携式电气设备中。例如，便携式电气设备可以包括一个或多个输出设备，其被设置为生成一个或多个输出(如光信号、声音信号、无线电信号等)，如从照明设备发出的光，从扬声器发出的声音。为了节省便携式电气设备的能量，平衡电子设备作为电源和替代输出功能(如生成输出，如光信号)，电子设备可以具有板载控制器，板载控制器被设置为：当检测到一个单独的电气设备通过充电通道连接时，限制一个或多个输出设备用于生成相应输出的功率(如电流)的流量。板载载控制器监视充电通道，当检测到连接有单独的电气设备时(如通过检测物理开关和/或电信号开关的触发事件)，降低传输到输出设备以产生输出的功率。例如，具有集成充电端口的野营灯内的板载控制器可以设置为：当单独的电气设
备(如可以相对于移动电话连接的充电电缆)连接到集成充电端口时，使野营灯发出的光变暗。作为本发明的又一个实施例，具有集成充电端口的扬声器中的板载控制器可以被设置为：当单独的电气设备连接至集成充电端口时，降低扬声器的输出音量。
20.便携式电气设备
21.图1所示为便携式电气设备10的示意图，在图示实施方式中，便携式电气设备10可以是便携式电灯笼。便携式电灯笼被设置成发射光输出，且具有位于壳体11内的各种电子元件。但是，应当理解的是，便携式电气设备10也可以是手电筒、扬声器、收音机、显示设备、风扇、加热器、加湿器、除湿器，或包括电源(如携带电源)的各种电器中的任何一种。
22.请继续参照图1所示的实施例，壳体11包括镜头部12和集成的手柄13。镜头部12可以是透明的或半透明的，以使得位于镜头部12内的光源15产生的光能够通过镜头部12发射并被用户辨别。此外，光源15可以包括一个或多个发光器(如发光二极管(led))，其可设置成用于同时照明和/或替代照明，以提供多种替代照明模式。根据本发明的一个实施例，光源15可以包括一个红色led和一个或多个白色led，红色led被设置为提供较低水平的红光，白色led被设置为提供较高水平的白光。在本发明的一些实施例中，便携式电灯笼可以被设置为通过第一照明模式(如红光模式)来激活红色led，或者，通过第二照明模式(如白光模式)来激活一个或多个白光led(如多个白色led)。
23.如图1所示，便携式电气设备10包括用户界面(图1所示实施例中为电源开关16)，其被设置为接受用户输入，以从便携式电气设备10的多个使用状态中选择。用户界面可包括一个或多个按钮、一个或多个滑块、一个或多个开关、一个或多个接口轮，一个或多个电容传感器等。在本发明的各个实施例中，用户界面使用户能够选择“开启”状态(如处于不可选择的功率水平的单个“开启”状态)和“关闭”状态。在本发明的一些实施例中，用户界面可以使得在对应于各种输出模式(如红光模式或白光模式)和/或各种输出功率水平(如由所示灯笼的光源15发出的各种亮度水平)的多个“开启”状态之间进行选择。单个按钮用户界面可以允许用户在按钮的顺序激活下在“关闭”状态和各种“开启”状态之间循环。例如，按下按钮一次将灯打开到第一照明模式(如红光模式)，再次按下按钮将光改变到处于第一亮度等级的第二照明模式(如白光模式)，第三次按下按钮将光改为第二照明模式下的第二亮度级别，再次按下按钮将光循环回到关闭状态。本发明的一些示例性实施例仅包括单个照明模式，因此多次按下用户界面按钮可以使光在单个照明模式内(如在白光模式内)在各个亮度等级之间循环。
24.此外，如图1所示，便携式电气设备10包括至少一个充电通道，至少一个充电通道被设置为从便携式电气设备10向通过充电通道连接的单独的电气设备50提供电力(如图2所示)。在图1所示的实施例中，充电通道为充电端口20(如usb端口，微型usb端口、迷你usb端口、闪电充电器端口等)，充电端口20被设置为接受电气设备50(如充电/数据电缆，包括设有板载、可再充电电源等的电器)。但是，充电通道也可以是任一种电力通信接口，如无线感应充电接口、电磁电源端口，以及两脚式电源插座等。
25.如图2所示，便携式电气设备10包括电源14，电源14可以为包括一个或多个电池(如可更换的一次电池或可充电的二次电池(集成在便携式电气设备10内或可更换的二次电池))或其他蓄电设备的板载电源。例如，图1所示的体现为电灯笼的便携式照明设备10可以包括4个d
‑
电池的板载电源，且电灯笼可以产生至少约1000流明的光输出。作为本发明的
又一个实施例，电源14可以包括一个或多个电源转换器(如可连接到外部连续电源)和/或类似物。
26.电源14通过控制器17向设置成产生输出的输出设备(如设置为产生光输出的照明设备15)和至少一个充电通道(如充电通道端口20)供电。在本发明的一些实施例中，控制器17为集成电路，被设置为将电力(如电流)从电源14引导至输出设备和/或至少一个充电通道。控制器17与用户界面16通信，以根据用户提供的输入将功率从电源14引导到便携式电气设备的输出，以提供具有用户期望的输出功率水平的输出。
27.控制器17还与充电通道一起形成反馈回路，以检测何时连接了单独的电气设备50，以便从便携式电气设备10进行充电。在一些实施例中，充电通道为充电通道端口20，充电通道端口20可以包括存在传感器，用于检测便携式电气设备10何时连接到充电通道端口20。例如，充电通道端口20可以包括存在感测引脚，在检测到连接有单独的电气设备50时，存在感测引脚发送信号至控制器17，以表示存在的单独的电气设备50电连接充电通道端口20，充电通道端口20的一个具体实施例是5针usb连接器。根据本发明的其他实施例，充电通道可包括用于检测单独的电气设备50(如通过充电通道连接的电缆)存在的机械开关、磁性开关，以及用于检测跨充电通道到连接的单独的电气设备50的电流传感器等。
28.板载控制器17被设置为控制由便携式电气设备10消耗的电功率，以通过输出设备(如照明设备15)产生输出，并通过充电通道对单独的电气设备50充电。在本发明的一些实施例中，板载控制器17可以设置为节流提供给输出设备(如照明设备15)的电功率(如通过减小提供给输出设备的允许的最大恒定电流，通过减小通过脉冲宽度调制提供给输出设备的功率脉冲的宽度)，以在检测到单独的电气设备50通过充电通道连接时降低输出设备发出的输出功率水平。例如，板载控制器17可以设置为实现要提供给输出设备的最大恒定电流水平，最大恒定电流水平小于在没有单独的电气设备50通过充电通道连接时实现的最大恒定电流水平，从而降低输出设备产生的输出功率水平(如使照明设备15发出的输出光变暗)。作为本发明的又一个实施例，板载控制器17可以被设置为：与当没有单独的电气设备50通过充电通道连接时所提供的功率间隔的长度相比，以更短的功率间隔向输出设备提供脉宽调制的电流脉冲，从而降低输出设备产生的输出功率水平。具体地，当检测到单独的电气设备50通过充电通道连接时，如果在与单独的电气设备50通过充电通道形成电连接时输出设备是激活的，板载控制器17减小提供给输出设备的功率，和/或板载控制器17降低可用于板载输出设备(如照明设备15)的最大输出功率水平。图3提供了根据本发明一个实施例的体现为灯笼的便携式电气设备10的流程图，示出了便携式电气设备10的示例性功能。在本发明的一些实施例中，板载控制器17被设置为，如果输出设备在多个操作模式中的特定操作模式下是激活的，则减小提供给输出设备的功率。例如，在一些实施例中，便携式电气设备10为包括红色led(如在激活时提供第一、红光模式操作)和一个或多个白色led(如在激活时提供第二、白光模式操作)的照明设备。当便携式电气设备10在第二、白光操作模式下处于激活状态时，板载控制器17可以设置为使输出变暗。第一、红光操作模式本身可提供足够低的电流消耗(如小于调光后的第二、白光操作模式)，以使得红色led的调光不会影响可用于至少一个充电通道的电量。
29.请参照图3所示，如框31所示，便携式电气设备10接收照明设备上的用户输入。用户输入可以选择期望的操作模式和/或期望的在最小和最大功率/亮度/输出功率水平之间
的功率/亮度/输出功率水平。例如，选择多个离散输出功率水平选项中的一个，在最小输出功率水平和最大输出功率水平之间的无限可调范围内选择输出功率水平，或选择一个可用的“开启”功率水平。控制器17将电流从电源14导向照明设备15，基于选择的功率水平以第一亮度水平(第一照明输出功率水平)发光，如框32所示。控制器17还监视充电通道，以检测是否/何时连接了单独的电气设备50进行充电。在照明设备处于激活状态时(如框33所示)，当检测到通过充电通道与单独的电气设备50的连接(如物理连接、电连接等)形成时，控制器调节传输到照明设备15的电流，以将发射的亮度水平减小到第二亮度水平(第二照明输出功率水平)，如方框34所示，可以在不与用户界面16交互的情况下进行亮度水平的调节。如前所述，可以在照明设备以多种操作模式中的一种激活时进行功率输出的调整，当照明设备在多种操作模式中的第二种模式下处于激活状态，照明输出水平可以保持至少基本恒定(如不进行调整)。
30.控制器17可以继续监视至少一个充电通道，在照明设备15处于活动状态时(如框35所示)，检测到单独的电气设备50被移除(如单独的电气设备50与充电通道断开连接)，控制器17可以增加提供给照明设备15的功率，以增加亮度水平(如增加到第一亮度/照明输出功率水平，增加到第一亮度/照明输出功率水平和第二亮度/照明输出功率水平之间的第三亮度/照明输出功率水平，如框36所示。仅作为本发明的一个示例，控制器17可以增加提供给照明设备15的功率，以将亮度水平增加到第三亮度水平，第三亮度水平大于在连接外部电气设备时提供的调暗亮度水平，但小于(调暗)连接外部电气设备之前发出的第一亮度水平。作为本发明的一个特定示例，控制器17可以增加提供给照明设备15的功率，以将亮度水平增加到用户可选择的“低”亮度水平。通过用户界面，控制器17可以向用户提供选项，返回到更亮的，“高”用户可选的亮度水平。
31.作为本发明的一个示例，控制器17可以使照明设备15的亮度减小超过50％，例如，相对于在没有单独的电气设备50通过充电通道连接的情况下发出的第一亮度水平(使得调光后发射的亮度约为调光前发射的亮度的1％
‑
10％)，照明设备15的亮度减小约90％
‑
99％。减小照明装置15发出的亮度可以节省来自电源的能量，以用于对连接的单独的电气设备50充电，并基于存储在电源14中的电力延长照明设备能够发光的时间。
32.在本发明的一些实施例中，在检测到连接到充电通道的单独的电气设备50时，控制器17可以降低照明设备15可以发射的最大可用亮度水平(如最大输出功率水平)。在与单独的电气设备50连接时，无论照明设备15是否启动，控制器17可以实现最大亮度。但是，在稍后激活照明设备15时(如响应于提供给用户界面的用户输入)，单独的电气设备50仍通过充电通道保持连接，控制器17根据所实现的最大值来限制提供给照明设备15的电量。因此，当单独的电气设备50相对于充电通道保持连接时，可限制照明设备15可以发射的最大亮度水平。
33.如上所述，便携式电气设备10可以使用户能够在激活照明设备15时选择期望的亮度水平。此时，控制器17可以被设置为通过用户界面16调节用户可用的最大亮度水平，并使用户能够在检测到通过充电通道连接的单独的电气设备50存在时，在由控制器17建立的最小亮度水平(如“关闭”状态)和最大亮度水平之间选择亮度水平。在一些实施例中，控制器17可以禁用高于最大亮度水平的任何亮度水平，并保持其他亮度水平选项不变。例如，在便携式电气设备10使用户能够在多个离散的亮度水平之间进行选择的实施例中，可以通过控
制器17禁用高于最大亮度水平的亮度水平。在本发明的其他实施例中，控制器17可以调整提供给用户的各种亮度水平选项下发出的亮度水平。例如，控制器17可以成比例地调整在用户可用的每个亮度水平选项处发射的亮度水平(如每个亮度水平可以减小一定的百分比)。作为本发明的又一个实施例，在连接电气设备时，控制器17可以将所发射的亮度限制为小于用户可选择的亮度水平中的任一个的最大亮度水平。
34.当单独的电气设备50通过充电通道连接时，通过降低提供给便携式电气设备10的输出设备的功率水平，便携式电气设备10分配较大百分比的可用电功率(如通过板载电源14储存)向连接的独立的电气设备50充电，并根据板载电源14所提供的功率增加便携式电气设备10的输出设备的运行时间。
35.作为示例，对于包括四个d尺寸电池的电源14，控制器17可设置为在电气设备50连接至充电通道时将约0.7a
‑
5a的电流引导至充电通道，将约25
‑
35ma的电流流向输出设备15。可用的电流总量和引向充电通道的电流总量，可能取决于电源14中提供的电池类型。例如，对于碱性d型电池，流向充电通道的电流量约0.5
‑
2a(如约700
‑
900ma)。
36.结论
37.受益于前述记载和相关附图的教导，本技术所属领域的技术人员可以想到许多修改和其他实施例。因此，应当理解的是，本技术并不限于所公开的特定实施例，基于本技术的修改和其他实施例也应被包括在权利要求的范围内。尽管本技术采用了特定术语，但是这些特定术语仅在一般性和描述性意义上使用，并不对本技术构成限制。
38.如上所述，便携式电气设备10可以为照明设备、扬声器、显示设备，或具有集成充电通道的便携式电气设备中的任何一种。本技术的构思可以通过包括本技术讨论的板载控制器17的任一种便携式电气设备10来实现，其设置为当单独的电气设备50与充电通道电气连接时，限制提供给便携式电气设备10的输出设备的输出功率(限制输出设备产生的输出功率)。作为一个非限制性的示例，当将单独的电气设备50与扬声器的充电通道连接时，可以减小扬声器的最大音量。当单独的电气设备50与风扇的充电通道连接时，可以减小风扇的最大旋转速度。当将单独的电气设备50连接至显示设备等的充电通道时，可以减小最大显示亮度。
39.此外，在包括多个充电通道(如多个充电端口20)的实施例中，板载控制器17可以监视多个充电通道中的每个充电通道，且可以基于连接的电气设备50的数量来调节输出设备(如照明设备)的输出。例如，板载控制器17可以被设置为在仅连接一个电气设备50时将亮度调节至第一暗淡的亮度水平，并可以在连接两个电气设备50时将亮度调节至第二暗淡的亮度水平。类似地，板载控制器17可以被设置为监视从每个连接的电气设备50汲取的电流，并可以基于在至少一个充电通道上汲取的电流量来调节暗淡的亮度水平。例如，随着流过充电通道的电流增加，照明装置的调光量可以增加(如在离散的调暗亮度水平之间按比例或逐步增加)。