电气负载管理系统及方法

专利名称：电气负载管理系统及方法
技术领域：
本发明的实施例总体上涉及电气负载的管理，更具体地涉及对要求比能够从公共电源中获得的电カ更多的电カ的电气设备的负载管理。
背景技术：
存在很多示例，其中多个电气负载被连接至单个公共电源并且由该单个公共电源供电。该公共电源可以被设计成向所有电气负载提供充足的电力，以确保每个负载均被充分地供电。但是在某些情况下，可能期望从供应对于向所有电气负载充足地供电来说不足够的电カ的电源来为ー些电气负载提供电カ。要求比可获得的电カ更多的电カ可能在ー些情况下导致设备性能不足，以及或者除此之外，激活该电源内置的保护电路。例如，可能由于跳闸的断路器、引起电源电压折返的过流或限流电路、或者将分配的电カ限制为已知可接受的水平而不超过可获得的电源电力的其它方法，而导致过载。保护特征的激活会导致到达需要供电的电气负载的电カ減少或者为零。因此，附接到电源的负载的功能可能减小或失效。源电カ可能受限于多种原因，该多种原因包括例如配线尺寸、断路器的限制、国家电气规程和国际电气规程(National and International Electrical Codes)、谐波电流的发展、车辆电气功率的限制、或者源于目前可获得的可替代能源(诸如太阳能或风能)的限制。可能受到这些类型的限制的结构的一个示例是笔记本电脑或者膝上型电脑的充电柜或充电站。存在同时使用多个膝上型电脑的很多场合。例如，出于教育目的，在教室中广泛使用多个膝上型电脑。在很多情况下，在教室中同时使用10-40个笔记本电脑。典型的膝上型电脑柜为具有用于搁放膝上型电脑的搁架以及用于充电和/或使用膝上型电脑的电カ连接器和/或通讯连接器的橱柜。在很多情况下，同时充电和/或使用大量笔记本电脑所需要的功耗可能超出国家电气规程和外国类似规程对交流(AC)线路电压提出的限制。这种功耗也常常超出直流(DC)电源的能力，其中该直流电源为直接给笔记本电脑的电池充电的电子器件提供大的充电电流。已知的充电方法需要用户手动在笔记本电脑或电池的组之间切换电カ以将峰值电流汲取保持在物理配置的限制以内。如果计算机柜或充电站中设有辅助的电カ输出装置，已知的方法还要求用户手动接通待供电的外部设备，同时切断内部设备。

发明内容
根据本发明的ー个方面，提供了ー种电气负载管理系统，其用于在若干电气负载之间切换电力。负载管理系统包括将负载管理系统与公共电源耦接的电カ输入端，以及与多个电气负载耦接的多个电カ输出端。若干个开关将电カ输入端与电カ输出端耦接。电流传感器与电カ输出端耦接，并且感测由电カ输出端中的ー个或多个汲取的电流。控制器与开关和电流传感器耦接，并且被配置成測量由各个电カ输出端和相应的电气负载汲取的电流。控制器还基于针对系统确定的开关电流限制和电气负载的测量电流将电カ输出端和电气负载分组成ー个或多个负载组。对负载组进行限定使得各负载组中的电气负载电流的总和不超出开关电流限制。控制器还被配置成根据供电序列来激活开关以将来自公共电源的电カ施加给负载组。本发明的另一方面提供了一种用于将电カ分配给电气负载的方法。该方法包括测量由经由负载管理系统与公共电源耦接的若干个电气负载中的每ー个汲取的电流。根据开关电流限制和电气负载的测量电流将电气负载分组成ー个或多个负载组。对该分组进行配置，使得对于每个负载组，负载组中的电气负载的测量电流的总和不超出开关电流限制。该方法还包括根据供电序列通过将提供给每个负载组的电カ进行切換来将来自公共电源的电カ施加给负载组。本发明的另一方面提供对充电站的电气负载的管理。该充电站包括被配置成将充电站与公共电源耦接的电カ输入端，以及被配置成将充电站与若干个电气负载耦接以进行充电的多个开关式(switched)电カ输出端。充电站还包括若干个开关，若干个开关耦接于电カ输入端和开关式电カ输出端之间以将来自公共电源的电カ施加给开关式电カ输出端。电流传感器与开关式电カ输出端耦接以检测由开关式电カ输出端中的ー个或多个所汲取的电流。在一个实施例中，可选的非开关式(un-switched)电カ输出端与电カ输入端I禹接，并且被配置成将充电站与非开关式电气负载耦接，同时与非开关式输出端耦接的第二电流传感器感测由非开关式电カ输出端汲取的电流。在两个实施例中，充电系统包括与开关、第一电流传感器以及可选的第二电流传感器耦接的控制器。控制器利用第一电流传感器测量由分别与开关式电カ输出端耦接的各个电气负载汲取的电流。在测量电流之后，控制器基于开关电流限制和电气负载的测量电流将开关式电カ输出端以及相应的电气负载分组成ー个或多个负载组，使得对于每个负载组，负载组中的电气负载的测量电流的总和不超出开关电流限制。控制器还被配置成根据供电序列激活开关以将来自公共电源的电カ施加给负载组。在一些情况下，控制器被配置成基于由可选的非开关式电カ输出端汲取的电流和/或公共电源的电流限制来确定开关电流限制。通过对下列详细描述的阅读，这些和各种其它的特征和优点将变得清楚。


下面的附图是对本发明特定实施例的说明，并且因此不限制本发明的范围。这些附图不按比例的(除非声明是按比例的)，并且g在与下列详细描述中的解释一同使用。下面将结合附图(其中类似的数字指示类似的元件)对本发明的实施例进行描述。图1是对根据本发明实施例的负载管理系统的多个功能进行说明的高层次图示；图2是根据本发明实施例的负载管理系统的高层次示意图3为流程图，其说明了根据本发明实施例的用于将电力施加给若干个非开关式电カ设备和开关式电力设备的方法；图4是用于根据本发明实施例的负载管理系统的指示器面板的图示；图5A是根据本发明实施例的充电站的透视图；图5B是根据本发明实施例的充电站的透视图；图5C是图5B的充电站的另一透视图；图是图5B的充电站的后透视图；图6A是根据本发明实施例的柜的顶视图；图6B是图6A的柜的前透视图；图6C是图6A的柜的前平面图；图6D是图6A的柜的侧平面图；图7A是根据本发明实施例的门处于打开状态的柜的前透视图；图7B是其后部面板被去除的图7A的柜的后透视图；图7C是根据本发明实施例的具有处于打开位置的盖子的辅助电力插座的前透视图；图7D是根据本发明实施例的具有处于打开位置的盖子的辅助电力插座的前透视图；图8是根据本发明实施例的用于笔记本充电柜的电源系统的高层次示意图；图9A-9B为流程图，其说明了根据本发明实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法；图10A-10B为流程图，其说明了根据本发明实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法；图11A-11B为流程图，其说明了根据本发明实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法；图12A-12B为流程图，其说明了根据本发明实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法。
具体实施例方式下列详细描述本质上是示例性的，且并非g在以任何方式限制本发明的范围、可应用性或构造。相反，下列描述提供了ー些用于实施本发明示例性实施例的实际说明。针对选定元件来提供构造、材料、尺寸及制造过程的示例，但是也可以采用本领域普通技术人员熟知的所有其它元件。本领域技术人员将认识到，所提及的示例中有很多具有各种合适的替换方案。图1是说明根据本发明实施例的负载管理系统100的高层次图。一般而言，系统100提供电源102和多个电气负载104之间的接ロ，控制从电源102到电气负载104中的一个或多个的电力分配。负载管理系统100可以提供有用的解决方案来管理各种环境中的电气负载。例如，系统100可以被用于对学校教室或商业设施中使用的大量膝上型电脑(在本文中也被称作“笔记本电脑”或“笔记本”)进行供电和/或充电。系统100还可以被用于为ー组移动计算设备管理电力，所述移动计算设备例如包括平板电脑、手机、智能电话、个人数字助理、摄像机、音乐播放器、和/或全球定位卫星(GPS)设备。在一些示例中，系统100可以被用于为与车辆(例如汽车、飞机等)电カ系统耦接的若干个电气负载提供电力。当然，这些只是用于使用系统100的几个设想示例，而系统100在其它情形中也可能是有用的。在某些场合，负载管理系统100可以被用于管理从替代能源(例如风能或太阳能)到多个电气负载的电カ输送。其它能源可以与系统100耦接，并且电力的特定格式或结构可以根据特定实施例的要求而变化。如将在文中进ー步讨论的那样，在一些情况下，电源102可以提供AC电カ或DC电力。在一些实施例中，电カ为脉冲、正弦、非正弦或者具有其它波形。如图1中所示，负载管理系统100提供了可用于将电力分配给多个电气负载104的若干功能。特别地，系统100提供电源保护110、涌流限制112、控制逻辑114、电流感测116、开关式电カ分配118、以及非开关式电カ分配120。根据ー些实施例，可以通过硬件和固件或软件，或硬件、固件及软件的组合来实施和提供负载管理系统100的功能。所示系统100只是文中描述的负载管理系统的ー个示例，而其它实施例可以提供图1中所示功能的全部或仅一部分，或者提供并未描绘的不同功能。下面将对所示负载管理系统100的功能中的几个进行更详细的描述。图2是说明根据本发明实施例的负载管理系统200的高层次示意图。系统200通常提供电カ输入端202和多个电カ输出端204之间的接ロ。电カ输出端204通过开关206与输入端耦接，所述开关206起到选择性地将电カ传送给电カ输出端204的作用。通过控制器208控制和管理对开关206的控制，并且由此控制和管理从电カ输入端202到电カ输出端204中的一个或多个的电力分配。电流传感器210与电カ输出端204和控制器208耦接，从而允许控制器208基于测得的由电カ输出端204中的ー个或多个汲取的电流来决定电カ分配。在此实施例中，负载管理系统200还包括两个非开关式电カ输出端，其中包括非开关式辅助电カ输出端212和非开关式联网电カ输出端214。联网电カ输出端214与第一电流传感器210耦接，所述传感器210也提供由联网电カ输出端214汲取的电流的測量值。第二电流传感器216与非开关式辅助输出端212耦接，并且提供由辅助输出端212汲取的电流的測量值。再次參见图2，电カ输入端202被配置成将负载管理系统与单个公共电源(未示出)耦接。在该实施例中，电カ输入端202为电カ插座，并且通过电源线和连接插头将现场电カ(site power)引入系统200。也可以使用其它类型的电カ输入端，包括其它可移动式连接器以及硬连线的连接。在一些实施例中，然后通过保护和调理电路220将电カ分配给系统200。保护和调理电路220包括电路断路器和/或可重设的保险丝(例如PTC设备)和线路滤波器以控制来自负载管理系统200的剰余部分和与附接到电カ输出端204的电气负载的发射。负载管理系统200在该示例中被配置成在电カ输入端202处接收AC电力。其它实施例可以被配置成接收DC电力。负载管理系统200通过电カ输入端202接收电力，然后通过开关206按照路线将其发送给电カ输出端204中的ー个或多个。电カ输出端204被配置成将负载管理系统与ー个或多个电气负载(图2中未示出)耦接。在图2所示的示例中，电カ输出端204被配置成电カ插座，所述插座可以接受与电气负载连接的插头。可以根据情形使用其它类型的连接，包括与电气负载硬线连接的输出端。
开关206耦接在电カ输入端202和电カ输出端204之间。相应地，电カ输出端204也被称作“开关式”电カ输出端。开关206可以利用本领域已知的任何合适的开关设备来实现。示例包括但不限于固态继电器(AC和DC)、三端双向可控硅开关(AC)和MOSFET (DC)。开关206与控制器208耦接，所述控制器208通过例如低电平的控制逻辑信号来操作开关。控制器208经由输入端222从电カ输入端202处接收操作电力。在电カ为AC的情况下，控制器208也可以包括AC/DC变换器，以产生DC信号以为控制器208供电。控制器208包括处理部件224，处理部件224被配置成为系统200提供期望的控制。可以以硬件、固件和/或软件的任何适当的组合来实现该处理部件。在一些情况下，处理部件包括微控制器和存储在集成的存储器中的相关固件。在一个示例中，利用可编程集成电路(PIC)或可编程逻辑器件(PLD)来实现处理部件224，但是也可以设想使用其它类型的可编程处理器。如图2中所示，控制器208与电流传感器210耦接，传感器210接着通过开关206与各个电カ输出端204耦接。电流传感器210可以利用任何合适的方法实现电流传感器210，该方法包括例如阻性分流器、霍尔效应传感器或者感应传感器。通过传感器210，控制器208能够单独或者以各种组合形式监视和測量由ー个或多个电カ输出端204 (例如由与输出端耦接的电气负载)汲取的电流。为了测量由特定电カ输出端204汲取的电流，控制器208被配置成激活与特定电カ输出端204相对应的开关206，同时去激活用于其它电カ输出端的开关控制器。然后控制器208使用电流传感器210来监测从电カ输入端202汲取的电流。在图2所示的示例中，单个电流传感器210被用于测量由每个电カ插座204汲取的电流。还了设想了可以利用多个电流传感器来更迅速地(例如同吋)測量由多个电カ输出端汲取的电流。例如，可以沿着通向特定电カ输出端204的每个电路分支来设置电流传感器。根据ー些实施例，控制器208被配置成通过将电カ输出端204 (及相应的负载)进行分组并随后根据供电序列选择性地向电カ输出端的组施加电カ来将从电力输入端202处可获得的电カ分配给电カ输出端204。已确定的是，这会是ー种向连接到电カ输出端204的电气负载进行供电的有用方法，特别是在由电カ输出端204和相应电气负载(未示出)汲取的组合电流可能大于由电カ输入端202提供的电流的情况下。根据该方法，控制器208被配置成測量由每个开关式电カ输出端204汲取的电流，然后基于所测量的电流和所确定的开关电流限制将电カ输出端204和相应的电气负载分成ー个或多个负载组。在一个实施例中，对开关式电カ输出端204进行分组，使得测得的特定组内的电カ输出端的电流的总和不超出开关电流限制。控制器208然后可以激活恰当的开关206，以便依次将电カ施加给所定义的分组。开关电流限制是ー种确定的阈值，其表不在任何一次从电カ输入端202施加给电カ输出端204的电カ的量的期望限制。可以采用多个因素来确定开关电流限制，该多个因素包括例如电カ输入端202的电流容量。如下文所讨论的，在某些情形下，还可以或者可替代地基于分配给除开关式输出端204之外的输出端的电カ的量来确定开关电流限制。根据ー些实施例，负载管理系统还可以为ー个或多个电カ输出端提供非开关式(例如连续式)电力。如图2中所示，负载管理系统200包括两个非开关式电カ输出端，SP非开关式辅助电カ输出端212和非开关式联网电カ输出端214。联网电カ输出端214与第一电流传感器210耦接，所述传感器210可以提供由联网电カ输出端214汲取的电流的測量值。第二电流传感器216与非开关式辅助输出端212耦接，并且提供由辅助输出端212汲取的电流的測量值。负载管理系统200中可以包括任何期望数量的非开关式电カ输出端。与非开关式输出端耦接的电流传感器可以被用于测量由非开关式输出端汲取的电流。例如，负载管理系统200中的电流传感器216允许控制器208容易地确定辅助端ロ电流，辅助端ロ电流可能根据连接到端ロ 212的负载类型而改变或周期性地切断。此外，第一电流传感器210允许控制器208容易地确定当已去激活开关206时由联网电カ输出端214汲取的电流。通过非开关式电カ输出端为电气负载供电允许负载管理系统200优先考虑针对优先于连接到开关式电カ输出端204的负载的那些负载的电力分配。例如，非开关式电カ输出端212、214不受到与开关式输出端204 —同使用的开关式供电序列，因此非开关式输出端及连接的电气负载可以接收连续的电力，而在ー些情况下，开关式输出端204只可以接收间歇的电力。此外，在一些情况下，来自电カ输入端202的可获取的电カ的一部分实际上专用于非开关式电カ输出端，从而降低了可用于分配给开关式电カ输出端204的电カ的量。相应地，在一些情况下，针对开关式输出端204的开关电流限制是基于由非开关式负载汲取的电流来确定。作为示例，在一个实施例中，控制器208被配置成通过电流传感器216来感测连接到辅助端ロ 212的外部非开关式负载是否被接通。控制器208測量由该辅助端ロ 212汲取的电流，然后从之前可用于开关式电カ输出端204可用的电流中减去该测量电流。可以因此基于为非开关式电カ输出端和负载保留的电カ的量来确定或调节针对开关式电カ输出端的开关电流限制。在一些情况下，这种方法可以最大化可用于非开关式输出端212、214的电流，同时仍然为开关式电カ输出端204提供降低的电力水平。一旦非开关式负载或设备被关闭或被从非开关式输出端处拔出，控制器208可以自动増大针对开关式输出端的开关电流限制。负载管理系统(例如图2中示出的系统200)可以被修改成与各种应用场合相兼容，并且可以被并入到若干更大的系统中。如将參考图5-12所讨论的那样，本发明的一些实施例提供一种负载管理系统，该负载管理系统被构造用于为若干膝上型计算机电池充电，同时还为外部设备或外围设备提供电カ。例如，负载管理系统可以通过多个开关式电カ端ロ为多个笔记本或笔记本电池提供电力，同时还通过非开关式电力端ロ为辅助设备(例如打印机、投影仪、扫描仪或其它设备)提供电力。相应地，负载管理系统200可以有助于给笔记本电池充电，同时仍然允许使用外围设备和辅助设备，该外围设备和辅助设备是全部使用并不足以同时给所有连接设备供电的单个电源来供电的。在一些情况下，可以将负载管理系统并入电池充电站中，电池充电站例如是台式机充电站(例如图5A-5D中的)或者笔记本充电柜(例如图6和图7中所不)。然而，本发明的实施例不限于笔记本应用，并且可以被用于为各式各样的电子设备(即电气负载)提供电力。例如，电气负载204可以包括诸如台式电脑、手机、智能电话、个人数字助理、摄像机、音乐播放器和/或全球定位卫星(GPS)设备等设备。图3为流程图，其说明了根据本发明实施例的用于向若干个非开关式和开关式电子设备施加电カ的方法300。根据ー个实施例，可以利用被配置成执行方法中步骤的控制器来实现方法300，该控制器例如是关于图2中的负载管理系统200描述的控制器208。根据ー个方面，所示方法300通常使得能够实现一种电カ分配方案，在该方案中将有限量的可用输入电力在若干个间歇的开关式负载当中分配，并且如适用的话，在一个或多个连续的非开关式负载当中分配。在一些情况下，方法300还允许对输入电カ的分配进行优先化。例如，在一些情况下，向某些非开关式负载给予优先级，以按需提供完全操作。在一些情况下，供应非开关式负载后剩余的电カ被施加给较低优先级的负载，并且可以在较低优先级的负载的组之间进行切换以最大化剩余输入电カ的能力。回到图3，在该示例中，方法300通常包括測量和/或确定由特定负载汲取的电流，基于电流测量值/确定值将若干个开关式负载进行分组，然后一次一组地给开关式负载的分组提供电力。尽管在图3中按顺序示出了若干个步骤，但是应当认识到，不必按照所示顺序来执行该方法中的这些步骤。此外，尽管就向“设备”施加电カ这方面来讨论该方法300，但是应该理解，该方法被认为适用于通常的电气负载。在将电カ施加给非开关式或被连续供电的负载的情况下，所示方法300中的第一步骤可以包括将电カ提供给任何非开关式设备，并且測量由这些设备汲取的电流(302)。參见图2，该步骤可以包括例如向辅助电カ输出端212施加电力，然后利用与控制器208耦接的电流传感器216測量由辅助输出端212汲取的电流。此外，该步骤可以包括去激活开关206，并且向联网电カ输出端214施加电力，然后利用与控制器208耦接的第一电流传感器210測量由输出端214汲取的电流。在測量或以其它方式确定电流(302)之后，可以将电流值存储在存储器中以供将来使用。回到图3，方法300还包括确定开关电流限制(304)以用于对电气负载/设备进行分组。如上所述，开关电流限制为确定的阈值，该确定的阈值表示开关式负载在任何一次可获得的电カ的量。可以利用若干个因素来确定开关电流限制，该若干个因素包括例如电カ输入端的电流容量或电流限制，以及由非开关式负载汲取的和步骤302中测得的电流。根据ー个实施例，通过确定电カ输入端的电流容量/限制，然后减去任何测得或以其它方式知晓的与非开关式负载相关的电流来计算开关电流限制。在一些情况下，确定开关电流限制(304)还包括调节开关电流限制以考虑在电カ输入端处接收的线电压的变化。例如，在操作期间，线电压的变化影响可获得的源电流。为考虑这种类型的变化，可以被调低(例如调低了 10-20%)开关电流限制，以考虑因源分配线路上的其它负载引起的输入压降导致的输入电流増大。提供这种类型的滞后在一些情况下可以帮助阻止或降低当负载接近开关电流限制的最大值时因不断在负载之间进行电カ切换和对电流的重新检查而导致的错误报警的可能性。在一些情况下，还可以将开关电流限制设置成考虑世界不同地区(诸如美国或欧洲)中线电压的变化。例如，本发明的一些实施例通过不论线电压如何而自动限制最大电流来补偿世界的电压源范围。回到图3，方法300还包括測量由每个开关式电气负载或设备汲取的电流(306)。例如，參见图2，控制器208被配置成利用电流传感器210測量与每个开关式电カ输出端204相关联的电流。在測量由每个输出端汲取的电流之后，可以将测得的电流保存在存储器中以供将来使用。继续參考图2，在一些情况下，通过一次一个地接通每个输出端204、測量由与输出端耦接的负载汲取的电流、保存所测量的电流值、切断关于该特定输出端的电力、将电カ切换到下ー输出端、并重新开始这一序列来确定由每个输出端204汲取的电流。该序列允许利用单个电流传感器210 —次一个地测量与开关式输出端204相关联的电流。该方法还可以降低在供电方案起始期间从电力输入端202处要求过多电力的可能性，从而降低早期过流故障的风险。在一些情况下，在将电カ切换到每个电カ输出端204与测量由该输出端汲取的电流之间提供内置延迟。例如，控制器208可以被配置成激活开关206之ー以向电カ输出端204和相关负载施加电力，然后在測量与该电カ输出端204和负载相关的电流之前等待一定时间(例如数毫秒)。该过程可以帮助考虑不同电气负载在上电方面的变化(例如考虑斜坡电流等)，以及确保对每个电カ输出端204做出精确的电流測量。回到图3，在測量每个开关设备的电流(306)，測量与任何非开关式负载相关的电流(302)，以及确定开关电流限制(304)之后，该方法300还包括基于开关电流限制和测得的电流将开关式输出端和相关联的电气负载分成ー个或多个负载组(308)。这些负载组由此被限定成包括开关式输出端和相应的开关式电气负载中的ー个或多个。考虑到所确定的与电カ输入端相关联的开关电流限制，每个分组优选包括若干个开关式输出端和负载，但是所测得的与所选择的输出端/负载相关联的电流的总和不超出开关电流限制。相应地，在将电カ切換至特定负载组吋，该负载组内输出端/负载的组合电流汲取将不大于先前确定的开关电流限制。可以采用若干种方法来将开关式输出端和开关式负载分组在一起，并且本发明的实施例并非g在仅被限制为特定方法。根据ー些实施例，步骤308寻求使单个负载组内的开关式输出端和设备的数量最大化，使得在又不超出先前确定的开关电流限制的情况下，一次对尽可能多的开关式输出端/负载进行供电。在特定实施例中，可以通过将所保存的有关开关式输出端/负载的特定分组的电流测量值相加且将结果与开关电流限制作比较来评估开关式输出端/负载的不同組合。如果总电流输出大于开关电流限制，则可以评估开关式输出端/负载的较小分组或子集。该方法可以持续直到确定了具有低于开关电流限制的组合电流输出的开关式输出端/负载的最大组合为止。在以该方式确定第一个负载组的构成之后，然后可以以相同的方式将剩余的开关式输出端/负载分成附加的负载组。在对开关式输出端和相应的电气负载进行分组之后，该方法300包括向姆个负载组施加电カ(310)。在一些实施例中，这包括根据供电序列激活开关以将电カ从公共电源施加到负载组。在特定情况下，在从每个负载组去除电カ并且向序列中的下一负载组施加电力之前，可以向每个负载组提供电カ持续ー确定时间段。用于向负载组施加电カ的序列可以按照任何期望的次序放置负载组。在一些实施例中，供电序列按照首先从具有不超出开关电流限制的最大电流汲取的负载组开始直到具有最小电流汲取的负载组最后的次序放置负载组。根据ー些实施例，当电カ被从ー个负载组去除并且被施加到供电序列中的下ー负载组时，在去除和随后的施加之间插入短暂延迟，以限制来自被同时连接到电カ输入端的多个电气负载的涌流。例如，在一些情况下，图2中示出的系统200的控制器208可以被配置成去激活ー组开关206，然后延迟约100ms，接着触发另ー组开关206以向另一负载组施加电力。在步骤310中向一个负载组施加电カ之后，方法300在步骤314上判断是否所有负载组均已接收到电力。如果答案是否定的，则该方法前进至供电序列中的下一负载组(316)，并且将电カ切换给下ー负载组。在已根据供电序列向所有负载组供电之后，该方法300返回该过程的起始以重新测量开关式输出端和开关式负载的电流(306)，重新测量每个非开关式设备的电流(假设存在ー个或多个非开关式设备)，以及将开关电流限制重新确定至必要范围(304)。根据这一更新的信息，该方法对开关式输出端/负载重新分组。在重新分组期间，在特定情形下可以遵循最大化每个负载组中的开关式输出端/负载的数量的相同步骤。在该过程的第二及后续的重复期间，采用相同的步骤对于电池的充电而言特别有用。例如，当先前的循环增加了电池电荷时，可以在相同的负载组中包括更多数量的电池(即开关式负载)。根据重新分组的范围，可以修正供电序列以激活开关来给期望的开关式输出端/负载施加电力。重新测量电流和重新分组开关式输出端/负载的过程在需要时持续至不再需要电カ或者需要对该过程进行改变为止。可以中断上述方法300的ー种事件类型是导致来自电カ输入端的増大的电流汲取高出开关电流限制的对开关式电气负载和/或非开关式电气负载的改变。根据ー些实施例，方法300还包括监测(312)开关式负载和非开关式负载以确定是否出现电流増大。尽管在方法300中的特定点处示出监测步骤312，但是所设想的是，在一些实施例中，监测步骤312可以贯穿该方法300与其它步骤同步持续进行。在检测到高出开关电流限制的电流增长时(314)，方法300可以中断电流活动以再次在起始点启动该过程，从而可以重新測量电流和在必要时对开关式电气负载重新进行分组以防止瞬时的过流事件。此外，必要时可以基于所检测到的电流增长来调节开关电流限制。例如，如果用户突然开启连接到非开关式电カ输出端的设备，导致非开关式电流増大，则可以调节开关电流限制以反映可用于开关式负载上的电流的減少，从而使非开关式负载优先。图4是用于根·据本发明实施例的负载管理系统的指示器面板400的图示。在ー些情况下，指示器面板为用户提供负载管理系统当前状态的指示，该状态包括扫描、供电、故障等。在一些情况下，负载管理系统具有以下模式: 扫描 供电 故障 未上电 上电 感测到附接到辅助电力插座的物体 未感测到附接到辅助电力插座的物体下面的描述只是指示方案的ー个可能的示例。当负载管理系统对附接的负载/设备测量电流时，通过照亮代表负载的编号402并且使编号快速闪光(例如1/4秒开，1/4秒关)来指不正被扫描的负载(1，2，3, 4…)。在一些情况下,将个别地扫描负载,因此在扫描期间一次不会有超过ー个的负载编号发生闪光。一旦完成对所有的开关式负载的扫描，并且确定了可被同时供电的负载组，则那些负载组将被接通电源，并且通过用缓慢闪光的灯(例如I秒开，I秒关)照亮所有合适的负载编号(1，2，3，4-)来向用户指示那些负载组。如上所述，负载组可以包括开关式负载的任意组合，因此负载指示器402的任意组合可能发生闪光。
在某些情形下，当出现故障状况(例如过流、高温等)时，将不会照亮负载指示器402中的任何ー个。如果故障状况是高温，则高温图标404将被照亮并且进行闪光(例如1/2秒开，1/2秒关)。当负载管理系统与输入电源耦接时，接通电源图标406将被照亮。当系统感测到在其非开关式电カ输出端(例如辅助电カ插座)上附接的负载时，电カ插头图标408可发光。当没有东西被附接到非开关式电カ输出端，或者附连了负载并且电力足够低(例如
0.2安培)或者负载电力被切断吋，电カ插头图标408将不被照亮。本发明的实施例包括与负载管理系统200和上述用于施加电カ的方法300有关的方面，并且本发明的实施例可以以各式各样的特定应用的实施例的方式来实现。本发明的实施例不限于任何特定应用，但是可以被用于向各式各样的电气负载提供和管理电力，所述负载例如包括诸如笔记本电脑和台式电脑、手机、智能电话、PDA、摄像机、音乐播放器和/或GPS设备之类的电子设备。作为ー个示例，如文中描述的ー种负载管理系统可以设在车辆供电系统内或与车辆供电系统结合，以便为车辆内的若干个设备(例如GPS、手机、视频播放器、音乐播放器等)提供电カ和/或进行充电。如上所述，在一些情况下，本发明的实施例可以并入电池充电站(例如台式机充电站或笔记本充电柜)内。现在将更详细地讨论这些特殊的应用场合。图5A- 是根据本发明实施例的笔记本电池充电站500的透视图。众所周知，大多数笔记本/膝上型电脑具有一个或多个可拆卸式电池，这些电池可以与膝上型电脑断开连接或去附接以进行充电、维护、替换等。在本发明的一些实施例中，充电站500包括被配置成容纳和/或保存一个或多个膝上型电脑的电池504的壳体502。充电站500还包括ー个或多个相应的充电电路506和用于将ー个或多个电池504与充电电路506耦接的电缆508和/或连接器510。充电站500可以被配置成包括多达所需数量的膝上型电脑的电池。在一些实施例中，充电站保存至少5个膝上型电脑的电池。在其它实施例中，充电站被配置成保存10个以上的电池(例如多至20、30或40个电池)。翻到图5D，充电站500包括适于向与该站耦接的一个或多个电池充电的电路。可以设置电カ供应系统来用于向被容纳在站内的多个电池充电。电カ供应系统可用于为膝上型电脑的电池重新充电。电カ供应系统包括用于将电力接收到柜中的设备，诸如从柜中伸出的公电源线或者充电站内或上的母插座。电カ供应系统的实施例包括电カ盒(powerbrick)520,电カ盒在ー些情况下将AC电カ转换成DC电力，所述DC电カ最终按照线路被传送给存放在站500内的各个膝上型电脑的电池。在一些实施例中，外部的AC/DC电カ变换器提供在充电站处被接收的DC电力。在一些情况下，充电电路包括ー个或多个指示器(例如LED518)，该指示器在充电电路当前处于使用状态时发光。在一些实施例中，充电站500可以被配置成接收整个膝上型电脑，而非只是膝上型电脑的电池。在这样的情况下，可以设置联网连接(例如以太网)来用于当膝上型电脑存放在充电站中时将膝上型电脑连接至网络。这样的连接可用于在膝上型电脑未处于使用状态时向它们提供软件升级。当然，充电站500可以为每个膝上型电脑提供其它连接。此外，如果需要可以在充电站500的外部上设置ー个或多个电カ插座(未示出)。这样的电カ插座允许将附属设备(诸如打印机和投影仪)的插头插入到充电站中，使得无需从站至墙壁设置额外的电源线。在一些情况下，同时向大量笔记本或笔记本电池进行充电可能超出如由国家电气规程和外国同等规程提出的家用、学校用和商用的典型墙壁插座的有限电流容量。此外，多个笔记本/电池504的电カ需求可能超出为电池充电电器提供大的充电电流的DC电源520的容量。根据ー些实施例，充电站500并入了负载管理系统，例如在图2中示出和关于图2描述的系统200。负载管理系统在DC电源520和充电电路506之间接合，以管理从电源520处接收到的电力，并且以上述方式将该电力分配给充电电路并且随后分配给电池504，而不超出国家电气规程中提出的分路电流容量或本地DC电源的容量。例如，简略參考图2，充电站的电源520可以在电力输入端202处与负载管理系统200接合，尽管可以使用硬线连接或其它连接。通过类似的方式，各个充电线路506可以通过例如硬线连接或其它连接与各个电カ输出端204接合。此外，非开关式辅助电カ输出端212可以与外部电カ插座耦接，至其被包含在充电站500内的程度。图6A-6D是根据本发明实施例的膝上型电脑充电/存放柜600的视图。图7A-7B是根据本发明另一实施例的另ー膝上型电脑柜700的透视图。该柜可以包括可用于保存多个膝上型电脑或其它移动计算设备并且向膝上型电脑提供电カ连接和/或网络连接的任何结构。在共同所有和共同待决的13/025，782号美国专利申请中公开了可用于存放膝上型电脑和其它移动计算设备和/或对膝上型电脑和其它移动计算设备进行充电的柜的多个示例，在此通过引用将该文献的全部内容并入本文中。回到图6A-7B，如图所示，柜600、700每个可以包括橱柜630，橱柜630限定出用于存放多个膝上型电脑的内部空间。在一些情况下，该内部空间可以包括用于布置在柜内的每个膝上型电脑的膝上型电脑坞站650。如图6A-7B中所示，在一些实施例中，橱柜630包括门组件670，门组件670具有一个或多个门来封闭由顶部、底部和四个侧面限定的内部空间。这些门可以是，包括滑动式、可从顶部开启式或者可向外摇摆式的任何风格。在ー些实施例中，门可以可选地被锁住以将移动计算设备保护在柜内。在一些实施例中，在橱柜630的下面设有车轮610以便轻易移动柜。此外，可以设置把手620以方便移动柜。如图6B-6C中所示，多个坞站650可以被配置成以大体垂直的位置保存膝上型电脑，或者如图7A中所示，多个坞站650可以被配置成以大体水平取向定位在搁板654上的方式保存膝上型电脑。该柜可以被配置成保存需要根据需要仅可能多的膝上型电脑。在一些实施例中，柜将至少10个膝上型电脑保存在其内部空间中。在其它实施例中，柜被配置成将10到40个(例如20和30个)膝上型电脑保存在其内部空间中。此外，如图7B-7D中所示，可以在任ー柜的外部设置ー个或多个辅助电カ插座730。这样的电カ插座允许将附属设备(例如打印机和投影仪)的插头插入到柜中，因此无需从柜至墙壁设置额外的电源线。图7C-7D为辅助电カ插座730的前透视图，所述插座730具有盖子790 (处于打开位置)以降低外来物被放入辅助电カ插座730中的可能性。在图7C中，盖子被打开以提供到达美式电カ插座的入口，而在图7D中，盖子被打开以提供到达欧式电力插座的入口。网络连接(例如以太网)系统(未示出)可以被提供用于在多个膝上型电脑被存放在内部空间中时将该多个膝上型电脑连接至网络。网络连接系统包括至少ー个用于柜与网络进行通讯的设备。在一些实施例中，该设备包括从柜中伸出的导线。在其它实施例中，柜包括允许柜与网络进行通讯的无线发射机。最后，柜允许存放在柜中的每个膝上型电脑与网络之间的通讯。这种连接可用于在膝上型电脑未处于使用状态时为其提供软件升级。一般而言，这些系统是柜内在的，并且不容易被用户访问。当然，柜600、700可以给每个膝上型电脑提供其它连接。在一些实施例中，柜包括空气循环系统，以当多个膝上型电脑位于内部空间中时对它们进行冷却。空气循环系统可以包括至少ー个风扇770，风扇770被布置在橱柜630的外表面上以促进橱柜内部和外部之间的空气交換。在一些实施例中，在橱柜的外部设有一个或多个被动通风孔以促进空气循环。电カ供应系统可以被提供用于对存放在柜600、700的内部空间中的多个膝上型电脑进行充电。每个电力供应系统包括用于将电力接收到柜中的设备，该设备例如是从柜中伸出的公电源线或者柜中或柜上的目插座。电カ供应系统的实施例将AC电カ转换成DC电力，并且最终按照线路将电カ传送给存放在柜600、700内的每个膝上型电脑。电カ供应系统还可以按照线路将电カ传送给柜600、700内的其它子系统，该其它子系统包括辅助插座、联网线路、和/或上述空气循环系统。如前面关于图5A- 中不出的充电站500所提及的那样,在一些情况下，同时对大量笔记本或笔记本电池进行充电可能超出如由国家电气规程和外国同等规程提出的典型的家用、学校用和商用墙壁插座的有限电流容量。此外，多个笔记本/电池504的电カ需求可能超出为电池充电电器提供大的充电电流的DC电源520的容量。这些相同的限制还会影响膝上型电脑充电/存放柜(例如文中描述的柜600、700)的性能。根据ー些实施例，膝上型电脑柜的电カ供应系统并入了负载管理系统，负载管理系统例如是在图2中示出和关于其描述的系统200。在某些实施例中，负载管理系统在电力供应系统的AC输入盒与由电カ供应系统供电的柜内的各个子系统之间接合。该负载管理系统管理从AC输入端处接收到的电カ，并且将其分配给每个柜600、700内的坞站650、以及辅助插座、联网线路、和/或上述空气循环系统。如上所述(例如关于图2-3)，负载管理系统被配置成在不超出国家电气规程中提出的分路电流容量的情况下将电カ分配给柜600、700内的这些系统。图8是根据本发明实施例的用于笔记本充电柜的电カ供应系统800的高层次示意图。仅作为一个不例，可以将电力供应系统800并入上述柜600、700中的任一个中。电カ供应系统800包括被配置成将电カ接收到柜内的AC输入盒850，并且可以包括位于柜中或柜上的母插座，或者从柜中伸出的公电源线。AC输入盒850与负载管理系统801耦接，AC输入盒850在该示例中也被称作电カ控制盒。负载管理系统801管理从AC输入盒接收到的电力，并且将其分配给电カ供应系统内的多个子系统。根据本发明的实施例，负载管理系统801提供与关于图2描述的系统200类似的功能。例如，负载管理系统801包括电カ输入插座802,电カ输入插座802与AC输入盒稱接，并且从AC输入盒处接收电カ。系统801还包括若干个开关式电カ输出插座804,开关式电カ输出插座804与若干个电カ扩展条825耦接。各扩展条852包括多个母电カ插座，该母电カ插座用于给多至5台膝上型电脑接通电源(在该实施例中未使用第6个插座)，从而为柜内的多至30台膝上型电脑提供电力。负载管理系统801还包括与联网电カ盒854耦接的联网电カ输出端814，以及与辅助插座856耦接的辅助输出端812。负载管理系统801通过电カ输入端822从AC/DC转换器858处接收操作电カ。此外，在该实施例中，负载管理系统801还包括三个电カ输出端860，三个电カ输出端860与构成柜的空气循环系统的一部分的若干个风扇862耦接。另外，负载管理系统801包括用于给温度感测板866供电的电カ输出端864，以及用于给LED指示板870供电的电カ输出端868。如上面关于图2所讨论的，图8中的负载管理系统801包括控制器，控制器被配置成通过将电カ输出端804进行分组、然后根据供电序列选择性地将电カ施加到电カ输出端的组(并且通过扩展，施加到电カ扩展条852及与之耦接的膝上型电脑)来将从电カ输入端802处可获得的电カ分配给开关式电カ输出端804。与系统200 —祥,负载管理系统801也将非开关式(例如连续的)电カ提供给ー个或多个电カ输出端，该ー个或多个电カ输出端在此示例中包括辅助电カ输出端812和联网电カ输出端814，以及用于空气循环系统风扇862、温度感测板866和LED指示板870的电カ输出端860、864和868。当然，在负载管理系统801中可以包括任意数量的附加电カ输出端，并且取决于例如所提供功能的重要性和提供那些不被中断(例如非开关式)功能的期望性，输出端的任意组合可以是开关式或非开关式的。如关于系统200所讨论的那样,系统801还包括若干个电流传感器(未不出),该若干个传感器与开关式电カ输出端804和非开关式电カ输出端I禹接以帮助确定由与负载管理系统801耦接的各个子系统汲取的电流。控制器(未示出)然后可以使用这些电流，与电源的电流限制一同来对开关式输出端进行分组，并且根据上面关于系统200所讨论的确定的供电序列向姆个开关式输出端施加电力。相应地，负载管理系统801允许电カ供应系统800优先考虑向非开关式负载分配电力，同时按照有效、依序充电的方案通过开关式电カ输出端204将剩余的可用电カ提供给膝上型电脑。根据本发明的特定实施例，负载管理系统被配置成监测笔记本电脑或个体电池的电流，并且以有效的方式将它们进行分组以便在不超出分路电流限制或大电源限制的情况下同时对大多数笔记本/电池进行充电。在特定时间段之后，系统将电カ从第一组笔记本或电池切换给第二组笔记本/电池，并且向第二组提供电カ持续一特定时间段。根据柜适于保存的笔记本数量，可以提供所需的分组。这种电流监测和分组持续至所有的笔记本或电池均被从柜/充电站移除，或者充电完成位置。如果给柜/充电站增加额外的笔记本或电池，则如果对于实现最佳充电而言有必要的话，可以重新测量电流，并且可以对笔记本和电池重新进行分组。根据ー些实施例，与全部膝上型电脑耦接的系统可以通过在充电完成之后向以太网连接提供电カ来自动开启以太网连接，因此该系统可以在笔记本获得充足电量之后对笔记本进行管理。根据特定实施例，负载管理系统还进行监测以观察外部设备的插头是否被插入到任何所设置的辅助电カ插座中。如果系统检测到这样的外部设备，则它可以赋予该设备最高优先级，并且自动去除或減少提供给笔记本、电池、联网电路及其它较低优先级的子系统的电力。如果系统检测到外部设备已被移除，则它可以开始向其它子系统施加电力。因此，在一些实施例中，系统按照优先级顺序自动且选择性地将电カ引向外部设备、笔记本/电池充电系统、以及笔记本管理系统。另外，在一些实施例，系统监测柜或充电站的温度，并且如果检测到过温现象，则它去除提供给所有笔记本和/或电池的电カ。在一些实施例中，当过温现象已经被校正，则控制器自动重新施加电カ。在一些实施例中，在过温检测之前有至少30ms的延迟以防止在电磁干扰事件期间的错误指示。可以通过使LED指示板上的LED闪烁来向用户提供有关过温现象的指示。
图9A-9B为流程图900，其说明了根据本发明实施例的用于对多个笔记本电脑进行充电的步骤和决策点。流程图900总体上说明了在100/110/120伏特、15安培(“Amp”)的输入电源的环境下对30个笔记本电脑进行充电的方法，并且流程图900对应于关于图8描述的电力供应系统800的实施例。该充电方法从初始化配置902开始。初始化配置902以电カ供应系统和负载管理系统的初始通电为起始。初始化配置902中的第一步骤包括接通Power On LED、logo LED及辅助电カ输出端。初始化过程然后完成对负载管理系统801的初始测试以在启动充电过程之前确定是否存在任何过流现象。在测试期间，将每个开关式电カ输出端804，连同对应的耦接的电カ扩展条852和任何耦接的笔记本电脑接通I秒钟。图9A和图9B将开关式电カ输出端和扩展条称作集合“集合(bank)”。然后将充电计时器设为10分钟，并且对每个集合(即开关式电カ输出端804和扩展条852)的电流各自扫描30秒。接下来是对联网电カ输出端814的5秒钟的电流扫描。扫描之后就将测得的电流保存在存储器中。图9A和图9B的充电方法包括对配置902中的初始扫描期间测得的电流的首次查询904，以判断是否存在初始的过流现象。首次查询904检查除了在辅助电カ输出端(“AUX”)和联网电カ输出端(“SW”)上检测的电流之外，在I秒钟的扫描或30秒钟的扫描期间测得的电流是否大于12安培。该查询采用12安培为比较点，这是因为国家电气规程(NEC)将对15安培的现场支路电线的限制设为12安培(外国同等规程对10安培的支路限制为8安培)。相应地，在北美，插头插入墙壁插座的设备不能超过12安培。如果测得的电流大于12安培，则负载管理系统进入死循环906，在死循环906中LED快速闪烁以指示出现过流事件。如果测得的电流小于或等于12安培，则进行第二次查询908以判断系统温度是否落在期望范围内。如果答案是否定的，则系统关闭开关式电カ输出端(即集合1-6)，并且使High Temp LED闪烁。如果系统落在温度范围内，则在查询910中将辅助电流与0.2安培进行比较，以判断与辅助电カ输出端耦接的外部设备是否被接通，并且在912处，系统使AUXLED发光。在这些初始评估之后，充电方法开始比较在每个开关式电カ输出端上测得的电流，以将电カ输出端分成ー个或多个负载组，然后将电カ施加给负载组。该方法执行迭代方式，在该迭代方式中将不同的开关式电カ输出端组合与开关电流限制进行比较以确定分组。在该情况下，开关电流限制等于10安培减去辅助输出端和联网输出端上的电流(IOAAUX-Sff)0使用10安培来替代实际的12安培的NEC限制，以便在阈值附近加入迟滞，从而避免当位于阈值附近时不断地切換。比较从查询920开始，在查询920中判断所有6个开关式电カ输出端集合的组合(所有6个“集合”)的组合电流是否小于开关电流限制。如果确实小于，则只形成ー个包括所有集合的负载组，并且在922处将其接通电源10分钟。在十分钟时间段已过之后，该过程再次重新开始。如果在电流比较期间的任何时刻，总电流大于12安培(查询924)，则该过程立即中断以重新測量各个电流(步骤926)，并且重新开始分组过程。如果在查询920处所有6个集合上的电流不小于开关电流限制，则比较在查询930处继续进行，其中在查询930处判断头5个集合的组合电流是否小于开关电流限制。如果是小于的话，则在932处向包括头5个集合的第一负载组供电10分钟，然后向只包括第6个集合的第二负载组供电10分钟。在在图9A和图9B中可以看到的，根据该实施例，根据所示充电方法，大量的负载分组(在矩形框940中限定)是可能的，这取决于在每个开关电カ输出端上测得的电流以及在AUX和SW输出端上测得的电流。此外，在该实施例中，贯穿各个电流比较过程持续进行查询924，且如果在任何时刻合并的总电流大于12安培，则该过程中断，并且重新测量电流以将电カ输出端重新分成电流不超出开关电流限制的负载组。图10A-10B、图11A-11B和图12A-12B示出了在很多方面与图9A和9B中示出的方法类似的另外的充电方法。图10A-10B的方法对应于利用100/110/120VU5A的输入电源对20个膝上型电脑进行充电的计算机柜。图11A-11B和图12A-12B对应于由220/230/240V的输入源供电的计算机柜。图11A-11B示出了 30个笔记本的方法，ニ图12A-12B示出了 20个笔记本的方法。由此公开了本发明的实施例。尽管已參考特定公开实施例对本发明进行了相当详细的描述，但是所公开的实施例被提出用于说明而非限制的目的，并且本发明的其它实施例是可能的。本领域技术人员将认识到，可以进行各种改变、适应和修改，同时不背离本发明的精神和所提交的权利要求的范围。
权利要求
1.一种电气负载管理系统,包括: 被配置成将所述负载管理系统与公共电源耦接的电カ输入端； 被配置成将所述负载管理系统与多个电气负载耦接的多个电カ输出端； 多个开关，其耦接于所述电カ输入端和所述多个电カ输出端之间； 与所述电カ输出端耦接的第一电流传感器，其用于感测由所述多个电カ输出端中的一个或多个汲取的电流；以及 与所述多个开关和所述第一电流传感器耦接的控制器，所述控制器被配置成: 利用所述第一电流传感器测量由分别与所述多个电カ输出端耦接的多个电气负载中的姆ー个电气负载汲取的电流； 基于开关电流限制和测得的所述电气负载的电流来将所述电カ输出端和相应的电气负载分组成ー个或多个负载组，使得对于每个负载组，测得的所述负载组中的所述电气负载的电流的总和不超出所述开关电流限制；并且 根据供电序列激活所述多个开关以将来自所述公共电源的电カ施加到所述负载组。
2.按权利要求1所述的系统，还包括与所述控制器耦接的指示器，其中，所述控制器被配置成基于所述系统的状态来激活所述指示器。
3.按权利要求1所述的系统，还包括与所述控制器耦接的温度传感器，其中，所述控制器还被配置成接收来自所述温度传感器的温度信号，并且基于所述温度信号来激活所述多个开关中的一个或多个开 关以关断所述多个电カ输出端中的ー个或多个电カ输出端。
4.按权利要求1所述的系统，其中，所述电カ输入端被配置成将所述负载管理系统与交流(AC)电源耦接，所述多个开关被配置成对AC电カ进行切換，并且所述多个电カ输出端被配置成将所述负载管理系统与需要AC电カ的多个电气负载耦接。
5.按权利要求1所述的系统，其中，所述电カ输入端被配置成将所述负载管理系统与直流(DC)电源耦接，所述多个开关被配置成对DC电カ进行切換，并且所述多个电カ输出端被配置成将所述负载管理系统与需要DC电カ的多个电气负载耦接。
6.按权利要求1所述的系统，还包括与所述电カ输入端耦接的非开关式电カ输出端以及与所述控制器耦接的第二电流传感器，所述非开关式电カ输出端被配置成将所述负载管理系统与对应的非开关式电气负载耦接，并且所述第二电流传感器被配置成感测由所述非开关式电カ输出端汲取的电流。
7.按权利要求6所述的系统，其中，所述开关电流限制是基于所测得的由所述非开关式电气负载汲取的电流的。
8.按权利要求6所述的系统，其中，所述控制器被配置成在开始所述供电序列之前和/或在完成所述供电序列之后，利用所述第二电流传感器来測量由所述非开关式电气负载汲取的电流。
9.按权利要求6所述的系统，其中，所述控制器还被配置成: 在所述供电序列期间利用所述第二电流传感器来測量由所述非开关式电气负载汲取的电流，并且 如果所述非开关式电气负载的电流的測量结果指示由所述非开关式负载汲取的电流増大，则基于所述增大来调整所述开关电流限制，并且 如果测得的所述负载组中的所述电气负载的电流的总和超出调整后的开关电流限制，则中断所述供电序列，并且重新測量由所述多个电气负载中的每ー个汲取的电流； 基于调整后的所述开关电流限制和重新测量的电流来将所述多个电气负载重新分组成ー个或多个负载组，并且 根据修正后的供电序列，激活所述多个开关以将来自所述公共电源的电カ施加到重新分组后的负载组中的每ー个。
10.按权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置成: 重新測量由所述多个电气负载中的每ー个汲取的电流； 基于所述开关电流限制和重新测量的电流来将所述多个电气负载分组成ー个或多个负载组，并且 根据修正后的供电序列，激活所述多个开关以将来自所述公共电源的电カ施加到重新分组后的负载组中的每ー个。
11.按权利要求10所述的系统，其中，所述控制器还被配置成測量在所述供电序列期间由所述多个电气负载中的每ー个汲取的电流，并且如果测得的电流表明在所述供电序列期间由所述电气负载汲取的电流増大至超出所述开关电流限制，则对所述多个电气负载进行重新測量和重新分组。
12.按权利要求10所述的系统，其中，所述控制器还被配置成在完成所述供电序列之后对所述多个电气负载进行重新測量和重新分组。
13.一种充电站,包括: 被配置成将所述充电站与公共电源耦接的电カ输入端； 被配置成将所述充电站与多个待充电的电气负载耦接的多个开关式电カ输出端； 多个开关，其耦接于所述电カ输入端和所述多个开关式电カ输出端之间； 第一电流传感器，其与所述开关式电カ输出端耦接，以用于感测由所述多个开关式电カ输出端中的ー个或多个汲取的电流； 非开关式电カ输出端，其与所述电カ输入端耦接，并且所述非开关式电カ输出端被配置成将所述充电站与非开关式电气负载耦接； 与所述非开关式输出端耦接的第二电流传感器，所述第二电流传感器用于感测由所述非开关式电カ输出端汲取的电流；以及 与所述多个开关、所述第一电流传感器和所述第二电流传感器耦接的控制器，所述控制器被配置成: 基于由所述非开关式电カ输出端汲取的电流和所述公共电源的电流限制来确定开关电流限制， 利用所述第一电流传感器来測量由分别与所述开关式电カ输出端耦接的每个所述电气负载汲取的电流， 基于所述开关电流限制和测得的所述电气负载的电流来将所述开关式电カ输出端和相应的电气负载分组成ー个或多个负载组，使得对于每个负载组，测得的所述负载组中的所述电气负载的电流的总和不超出所述开关电流限制，并且 根据供电序列来激活所述多个开关以将来自所述公共电源的电カ施加到所述负载组。
14.按权利要求13所述的充电站，其中，所述控制器被配置成在开始所述供电序列之前和/或在完成所述供电序列之后利用所述第二电流传感器来測量由所述非开关式电力输出端汲取的电流。
15.按权利要求13所述的充电站，其中，所述控制器还被配置成: 利用所述第二电流传感器来測量在所述供电序列期间由所述非开关式电カ输出端汲取的电流，并且 如果所述非开关式电カ输出端的电流的測量结果指示由所述非开关式电カ输出端汲取的电流増大，则基于所述增大来调整所述开关电流限制，并且 如果测得的所述负载组中的所述电气负载的电流的总和超出调整后的开关电流限制，则中断所述供电序列，并且重新測量由每个所述开关式电カ输出端汲取的电流； 基于调整后的所述开关电流限制和重新测量的电流来将所述开关式电カ输出端和相应的电气负载重新分组成ー个或多个负载组，并且 根据修正后的供电序列，来激活所述多个开关以将来自所述公共电源的电カ施加到重新分组后的负载组中的每ー个。
16.按权利要求13所述的充电站，其中，所述控制器还被配置成: 重新測量由每个所述开关式电カ输出端汲取的电流， 基于所述开关电流限制和重新测量的电流来将所述开关式电カ输出端和电气负载分组成ー个或多个负载组，并且 根据修正后的供电序列，来激活所述多个开关以将来自所述公共电源的电カ施加到重新分组后的所述负载组中的每ー个。
17.按权利要求16所述的 系统，其中，所述控制器还被配置成測量在所述供电序列期间由每个所述开关式电カ输出端汲取的电流，并且如果测得的电流表明在所述供电序列期间由所述开关式电カ输出端汲取的电流増大至超过所述开关电流限制，则对所述开关式电カ输出端和电气负载进行重新測量和重新分组。
18.按权利要求16所述的充电站，其中，所述控制器还被配置成在完成所述供电序列之后对所述开关式电カ输出端和电气负载进行重新測量和重新分组。
19.按权利要求13所述的充电站,其中,待充电的所述多个电气负载包括笔记本电脑、台式电脑、手机、智能电话、个人数字助理、摄像机、音乐播放器和全球定位卫星设备中的至少ー个。
20.按权利要求13所述的充电站，其中，所述充电站包括笔记本充电柜。
21.按权利要求13所述的充电站，其中，所述充电站包括固定式电池充电站。
22.一种用于将电カ分配给电气负载的方法，包括: 測量由通过负载管理系统与公共电源耦接的多个电气负载中的每ー个汲取的电流； 基于开关电流限制和测得的所述电气负载的电流来将所述电气负载分组成一个或多个负载组，使得对于每个负载组，测得的所述负载组中的所述电气负载的电流的总和不超出所述开关电流限制；以及 通过根据供电序列将来自所述公共电源的电カ切換到每ー个所述负载组来将所述电力施加到所述负载组。
23.按权利要求22所述的方法，其中，测量由所述多个电气负载中的每ー个汲取的电流包括每次向ー个电气负载施加电力。
24.按权利要求22所述的方法，其中，对所述多个电气负载进行分组包括在不超出预定的开关电流限制的情况下使每个负载组中的电气负载的数量最大化。
25.按权利要求24所述的方法，其中，所述供电序列中的第一个负载组是具有不超出所述开关电流限制的最大电流汲取的负载组。
26.按权利要求22所述的方法，还包括根据所述供电序列将来自所述公共电源的电カ同时施加到所述负载组，并且同时经由所述负载管理系统将来自所述公共电源的电カ施加到非开关式电气负载。
27.按权利要求26所述的方法，还包括測量由所述非开关式电气负载汲取的电流，其中，所述开关电流限制是基于测得的由所述非开关式电气负载汲取的电流的。
28.按权利要求27所述的方法，还包括在开始所述供电序列之前和/或完成所述供电序列之后測量由所述非开关式电气负载汲取的电流。
29.按权利要求27所述的方法，还包括測量在所述供电序列期间由所述非开关式电气负载汲取的电流，并且如果对所述非开关式电气负载的电流的測量表明由所述非开关式负载汲取的电流増大，则所述方法还包括: 基于所述増大来调整所述开关电流限制，以及 如果测得的所述负载组中的所述电气负载的电流的总和超出调整后的所述开关电流限制，则中断所述供电序列，并且重新測量由所述多个电气负载中的每ー个汲取的电流， 基于调整后的所述开关电流限制和重新测量的电流来将所述多个电气负载重新分组成ー个或多个负载组，并且 通过根据修正后的供电序列将来自所述公共电源的电カ切换给重新分组后的负载组中的每ー个，来将所述电カ施加到所述重新分组后的负载组中的每ー个。
30.按权利要求26所述的方法，其中，所述开关电流限制还基于所述公共电源的电流限制。
31.按权利要求22所述的方法，还包括: 重新測量由所述多个电气负载中的每ー个汲取的电流， 基于所述开关电流限制和重新测量的电流来将所述多个电气负载重新分组成ー个或多个负载组，以及 通过根据修正后的供电序列将来自所述公共电源的电カ切换给重新分组的负载组中的每ー个来将所述电カ施加到所述重新分组的负载组中的每ー个。
32.按权利要求31所述的方法，还包括測量在所述供电序列期间由所述多个电气负载中的每ー个汲取的电流，并且如果测得的电流表明在所述供电序列期间由所述电气负载汲取的电流増大至超过所述开关电流限制，则对所述多个电气负载进行重新測量和重新分组。
33.按权利要求31所述的方法，还包括在所述供电序列完成之后对所述多个电气负载进行重新測量和重新分组。
34.按权利要求22所述的方法，其中，所述负载管理系统被构造用于对电池进行充电。
35.按权利要求22所述的方法，其中，所述负载管理系统是用于对笔记本电脑进行充电的充电站的一部分。
36.按权利要求35所述的方法，其中，所述充电站包括笔记本充电柜。
37.按权利要求35所述的方法，其中，所述充电站包括笔记本充电柜。
全文摘要
一种负载管理系统提供了电力输入端与数个开关式电力输出端和非开关式电力输出端之间的接口。控制器基于针对该系统确定的开关电流限制和测得的电气负载的电流将开关式电力输出端分组成一个或多个负载组。负载组被限定成使每个负载组中的电气负载的电流的总和不超出开关电流限制。控制器还根据供电序列来激活一个或多个开关以向负载组施加电力。还提供了一种使用负载组向电气负载分配电力的方法。
文档编号H05K7/20GK103098572SQ201180032283
公开日2013年5月8日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者W·D·蒂舍尔 申请人:爱格升公司