自適應(yīng)電源系統(tǒng)及供電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)及其供電方法。該自適應(yīng)電源系統(tǒng)及方法采用設(shè)備電源接口向電源提供單元發(fā)出對應(yīng)設(shè)備電源需求的標(biāo)識信息，電源提供單元根據(jù)該標(biāo)識信息改變輸出電源的電壓水平，從而實現(xiàn)自適應(yīng)的電源供應(yīng)。通過上述系統(tǒng)和方法，可以對設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的供電電源匹配，同時不僅可以自適應(yīng)的根據(jù)已知設(shè)備的輸入電源要求而改變電源系統(tǒng)輸出，還可以通過外部控制改變電源系統(tǒng)輸出。提高了電源系統(tǒng)的便攜性，通用性和靈活性。
【專利說明】自適應(yīng)電源系統(tǒng)及供電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電源系統(tǒng)和供電方法，尤其涉及一種根據(jù)用電設(shè)備需要而自適應(yīng)改變輸出的電源系統(tǒng)和供電方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，越來越多的數(shù)碼產(chǎn)品以不同功能提供者的形式進(jìn)入到生活當(dāng)中，如筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、便攜式DVD、PDA、MP3、MP4、GPS、保暖設(shè)備、醫(yī)療保健設(shè)備等。
[0004]通常在室內(nèi)環(huán)境中，這些設(shè)備可以使用電源適配器(Power adapter)直接連接市電電源插座從而獲得電力。電源適配器是一種小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電源變換設(shè)備，一般由外殼、電源變壓器和整流電路組成，按其輸出類型可分為交流輸出型和直流輸出型，廣泛配套于各類電子設(shè)備中。
[0005]而在室外環(huán)境沒有市電電源插座的情況下，這些設(shè)備通常使用電池獲得電力，但通常原配電池都會因為容量低而不能滿足設(shè)備的長時間使用。當(dāng)出差或旅游時又是這些設(shè)備的工作高峰期，經(jīng)常在關(guān)鍵時刻電池沒有電了，譬如在手機(jī)正在打電話時，數(shù)碼相機(jī)正在拍照時，PDA正在工作時等等。盡管可以使用備用電池延長設(shè)備使用時間，但是通常不可能為每種設(shè)備都配一個備用電池，不但成本高而且也不方便。
[0006]移動電源的出現(xiàn)解決這個問題，現(xiàn)有的移動電源一般采用聚合物鋰離子電芯，容量可達(dá)HOOOmAh到20000mAh，同時還具備短路、過充、過放、恒流、恒壓等保護(hù)措施，從而可以解決眾多移動設(shè)備的電源供給問題。
[0007]目前的各類電子設(shè)備由于生產(chǎn)廠家及應(yīng)用要求的不同，在輸入、充電電壓/電流上各不相同，如果使用輸入/輸出電壓不相匹配的電源適配器或移動電源為電子設(shè)備供電或充電，容易導(dǎo)致電子設(shè)別的負(fù)載電池充不滿或充電后使用時間短的問題，甚至造成設(shè)備損壞。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中的電源適配器和移動電源普遍采用的輸出電壓多為固定模式(例如輸出電壓為3.7V，5V，12V等等)，為了提供不同的輸出電壓，電源適配器可能帶有多個不同輸出電壓的輸出電纜，移動電源帶有多個不同輸出電壓的輸出接口。
[0009]同時，如果用戶同時擁有多個不同電子設(shè)備時，就需要多個不同電源適配器或者移動電源，或者是帶有多個電纜輸出端的電源適配器或者帶有多個接口的移動電源，顯然這樣的電源適配器或者移動電源將占用較大的體積或者復(fù)雜的結(jié)構(gòu)而不便于攜帶。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種根據(jù)用電設(shè)備需要而自適應(yīng)改變輸出的電源系統(tǒng)和供電方法。
[0011]一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)，包括連接外部電源的電源提供單元和連接設(shè)備的設(shè)備電源接口，其特征在于:
電源提供單元包含可變電壓輸出單元，第一控制單元，外部電源輸入端和電源輸出接口 ；其中，
所述可變電壓輸出單元的輸入連接外部電源輸入端，可變電壓輸出單元的輸出連接電源輸出接口的電源端，可變電壓輸出單元的控制端連接第一控制單元的輸出；
所述第一控制單元的輸入連接電源輸出接口的數(shù)據(jù)端；
設(shè)備電源接口包含穩(wěn)壓模塊，第二控制單元，電源端和數(shù)據(jù)端；其中，
所述穩(wěn)壓模塊的輸入連接設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊的輸出連接第二控制單元的輸入；
所述第二控制單元的輸出連接設(shè)備電源接口的數(shù)據(jù)端；
設(shè)備電源接口和電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端在需要向設(shè)備提供電源時相互連接。
[0012]其中所述電源提供單元進(jìn)一步包括可充電電池和充電單元，所述充電單元的輸入連接外部電源輸入端，所述充電單元的輸出連接可充電電池的充電端口；可充電電池的輸出連接到可變電壓輸出單元的輸入端。
[0013]其中所述第一控制單元連接外部顯示端，以輸出提示信息；
其中所述第一控制單元連接外部控制端，以實現(xiàn)二者之間的消息通信。
[0014]其中所述外部控制端包括鍵盤或計算機(jī)系統(tǒng)。
[0015]其中所述第一控制單元與所述外部控制端通過有線/無線鏈路相互連接。
[0016]一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟:
當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接；
可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓；
第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧?，其中?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號；
第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單兀；
可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
[0017]一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟:
當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接；
可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓；
第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧?，其中?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單元；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知需要通過外部控制來獲得設(shè)備需要輸入的電壓信號，那么輸出控制信息到外部顯示端或外部控制端，第一控制單元接收來自外部控制端的調(diào)整信息，并根據(jù)調(diào)整信息輸出控制信號到可變電壓輸出單元；
可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
[0018]一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)，包括連接外部電源的電源提供單元和連接設(shè)備的設(shè)備電源接口，其特征在于:
電源提供單元包含可變電壓輸出單元，第一控制單元，外部電源輸入端和電源輸出接口 ；其中，
所述可變電壓輸出單元的輸入連接外部電源輸入端，可變電壓輸出單元的輸出連接電源輸出接口的電源端，可變電壓輸出單元的控制端連接第一控制單元的輸出；
所述第一控制單元的輸入連接電源輸出接口的數(shù)據(jù)端；
設(shè)備電源接口包含穩(wěn)壓模塊，電源端，接地端和兩個數(shù)據(jù)端，并且還包括可插入電路板卡的插槽；其中，
所述穩(wěn)壓模塊的輸入連接設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊的輸出連接插槽的第一觸點(diǎn)，設(shè)備電源接口的接地端以及兩個數(shù)據(jù)端連接第二到第四觸點(diǎn)；
所述電路板卡包括第二控制單元以及第五至第八觸點(diǎn)，其中第二控制單元的電源端，接地端和兩個數(shù)據(jù)輸出端依次連接第五至第八觸點(diǎn)；
當(dāng)電路板卡插入插槽時，第一至第四觸點(diǎn)與第五至第八觸點(diǎn)依次電性連接；
設(shè)備電源接口和電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端在需要向設(shè)備提供電源時相互連接。
[0019]其中所述電源提供單元進(jìn)一步包括可充電電池和充電單元，所述充電單元的輸入連接外部電源輸入端，所述充電單元的輸出連接可充電電池的充電端口；可充電電池的輸出連接到可變電壓輸出單元的輸入端。
[0020]其中所述第一控制單元連接外部顯示端，以輸出提示信息；
其中所述第一控制單元連接外部控制端，以實現(xiàn)二者之間的消息通信。
[0021]其中所述外部控制端包括鍵盤或計算機(jī)系統(tǒng)。
[0022]其中所述第一控制單元與所述外部控制端通過有線/無線鏈路相互連接。
[0023]一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟:
當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，將電路板卡插入插槽，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接；
可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓；
第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧?，其中?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號；
第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單兀；
可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
[0024]一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟:
當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，將電路板卡插入插槽，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接； 可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓；
第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧渲袠?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單元；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知需要通過外部控制來獲得設(shè)備需要輸入的電壓信號，那么輸出控制信息到外部顯示端或外部控制端，第一控制單元接收來自外部控制端的調(diào)整信息，并根據(jù)調(diào)整信息輸出控制信號到可變電壓輸出單元；
可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
[0025]通過上述系統(tǒng)和方法，可以對設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的供電電源匹配，同時不僅可以自適應(yīng)的根據(jù)已知設(shè)備的輸入電源要求而改變電源系統(tǒng)輸出，還可以通過外部控制改變電源系統(tǒng)輸出。提高了電源系統(tǒng)的便攜性，通用性和靈活性。
[0026]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分以便于理解，附圖中:
圖1A為本發(fā)明第一實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)；
圖1B為本發(fā)明第一實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法；
圖2為本發(fā)明第二實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)；
圖3A為本發(fā)明第三實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)。
[0028]圖3B為本發(fā)明第三實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法；
圖4為本發(fā)明中第四實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)。
[0029]_

【具體實施方式】
[0030]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的實施方式。
[0031]實施例一
由于不同的電子設(shè)備具有不同的額定輸入電壓，因此為了實現(xiàn)電源系統(tǒng)輸出電壓的自適應(yīng)變化，需要從設(shè)備端向電源端提供標(biāo)識信息，以提示所需要的電壓信號水平。
[0032]圖1顯示了本發(fā)明第一實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)。自適應(yīng)電源系統(tǒng)100包括電源提供單元101，設(shè)備電源接口 120和設(shè)備130。
[0033]設(shè)備電源接口 120包含電源端VCC121，地電壓端GND122，數(shù)據(jù)端D+和D-，穩(wěn)壓模塊123和控制單元124。電源端VCC121和地電壓端GND122連接到設(shè)備130的電源輸入端。
[0034]穩(wěn)壓模塊123的輸入連接電源端VCC121以及地電壓端GND122，其輸出端連接控制單元124以便給控制單元124提供固定的工作電壓。
[0035]控制單元124的電源端分別連接穩(wěn)壓模塊123的輸出和地電壓端GND122，其數(shù)據(jù)輸出端連接設(shè)備電源接口 120的數(shù)據(jù)端D+和D-，從而能夠由此輸出內(nèi)部存儲的標(biāo)識信息ID，該ID信息表示設(shè)備130額定的輸入電源信息，例如當(dāng)ID=1，那么設(shè)備130需要3.7V的輸入/充電電壓；當(dāng)ID=2，那么設(shè)備130需要5V的輸入/充電電壓；當(dāng)ID=3，那么設(shè)備130需要12V的輸入/充電電壓。
[0036]電源提供單元101包含可變電壓輸出單元102，控制單元103，外部電源輸入端104和電源輸出接口 105。
[0037]可變電壓輸出單元102包括電源輸入端，電源輸出端以及控制端。其電源輸入端經(jīng)由外部電源輸入端104接收來自外部電源(例如100-240V市電)的輸入，同時其電源輸出端通過電源線106和地線107連接到電源輸出接口 105的電源端VCC108和地電壓端GND109，從而可以根據(jù)控制端的信息經(jīng)由電源輸出接口 105輸出電壓到設(shè)備。
[0038]可變電壓輸出單元102可以使用UC3842AN及其外圍電路構(gòu)成，控制單元可以使用C8051F320/STM32F103/PIC18F4550及其外圍電路構(gòu)成，顯然也可以使用其他本領(lǐng)域技術(shù)人員習(xí)知的電路構(gòu)成。
[0039]控制單元103的輸入端連接到電源輸出接口 105的數(shù)據(jù)端D+和D-，同時控制單元103的輸出端連接到可變電壓輸出單元102的控制端，從而可以根據(jù)來自數(shù)據(jù)端D+和D-的標(biāo)識信息ID控制可變電壓輸出單元102的輸出，例如控制單元103存儲有標(biāo)識信息ID與對應(yīng)電壓、對應(yīng)電壓控制信號的映射表，當(dāng)接收到的標(biāo)識信息ID=I時，對應(yīng)電壓控制信號表示將控制可變電壓輸出單元102的輸出3.7V電壓；當(dāng)接收到標(biāo)識信息ID=2時，對應(yīng)電壓控制信號表示將控制可變電壓輸出單元102輸出5V電壓；當(dāng)接收到標(biāo)識信息ID=3時，對應(yīng)電壓控制信號表不將控制可變電壓輸出單兀102的輸出1V電壓。
[0040]圖1B顯示了自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法。當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，設(shè)備電源接口120連接到電源輸出接口 105，且兩個接口中的電源端VCC，地電壓端GND，數(shù)據(jù)端D+和D-都對應(yīng)的連接。
[0041]可變電壓輸出單元102提供初始的輸出電壓至設(shè)備電源接口 120和電源輸出接口105的電源端VCC和地電壓端GND，由此穩(wěn)壓模塊123通過轉(zhuǎn)換初始電壓而為控制單元124提供工作電壓。
[0042]控制單兀124啟動后將存儲的標(biāo)識彳目息ID經(jīng)由設(shè)備電源接口 120和電源輸出接口 105的數(shù)據(jù)端D+和D-傳輸?shù)娇刂茊卧?03，其中標(biāo)識信息ID表示設(shè)備需要輸入的電壓信號。
[0043]控制單元103根據(jù)標(biāo)識信息ID獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單元102。
[0044]可變電壓輸出單兀102根據(jù)控制信號改變輸出電壓并輸出設(shè)備需要輸入的電壓信號到設(shè)備電源接口 120和電源輸出接口 105的電源端VCC，從而為設(shè)備供電。
[0045]實施例二
盡管可以由連接設(shè)備的設(shè)備電源接口裝置向電源提供單元提供指示信息，但是由于的設(shè)備電源接口內(nèi)控制單元僅存儲一個ID信息，只能用于需要相同輸入電源的一類電子設(shè)備。為了適用于不同電壓需求的電子設(shè)備，在一種情況下需要更改設(shè)備電源接口中控制單元存儲的ID信息以對應(yīng)不同的電壓信號，從而使得設(shè)備電源接口裝置能夠通用于不同的電子設(shè)備的供電，然而這就需要增加額外的修改裝置以更改ID信息。
[0046]圖2顯示了本發(fā)明第二實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)。自適應(yīng)電源系統(tǒng)200包括電源提供單元201，設(shè)備電源接口 220和設(shè)備230。
[0047]電源提供單元201，設(shè)備電源接口 220和設(shè)備230之間的連接關(guān)系以及電源提供單元201的結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，在此不再重述。
[0048]與第一實施例不同的是，設(shè)備電源接口 220包含電源端VCC221，地電壓端GND222，數(shù)據(jù)端D+和D-，穩(wěn)壓模塊223。穩(wěn)壓模塊223的輸入連接電源端VCC121以及地電壓端GND122 ο
[0049]同時，設(shè)備電源接口 220還具有插槽，可用于可更換的插入不同的電路板卡，且插槽內(nèi)具有四個觸點(diǎn)A，B, C，D0穩(wěn)壓模塊223的工作電壓輸出端連接插槽內(nèi)的第一觸點(diǎn)A。同時地電壓端GND222，數(shù)據(jù)端D+和D-分別連接到插槽內(nèi)的第二，三，四觸點(diǎn)B，C，D。
[0050]控制單元224集成在對應(yīng)于上述插槽形狀大小的外部電路板卡card上，其具有工作電源端，地電壓端以及兩個數(shù)據(jù)端，分別連接到電路板卡上的四個觸點(diǎn)A’，B’，C’，D’?？梢跃哂卸鄠€這樣的電路板卡，不同板卡中的控制單元224存儲有不同的標(biāo)識信息ID，以代表不同的電壓信號水平。
[0051]第二實施例自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法與第一實施例的不同之處在于，在使用設(shè)備電源接口 220連接電源提供單元201和設(shè)備230之前，首先將包含對應(yīng)于設(shè)備所需電壓信號水平的標(biāo)識信息ID的電路板卡card插入設(shè)備電源接口 220，使得觸點(diǎn)A，B，C，D與A’，B’，C’，D’電性連接，從而使得控制單元224可以通過電源端接收工作電源信號以及通過數(shù)據(jù)端發(fā)送存儲的標(biāo)識信息ID，然后再連接電源提供單元201和設(shè)備230。從而使得不同的電子設(shè)備在使用同一個設(shè)備電源接口接收電源信號時，可以通過更換包含不同標(biāo)識信息ID的電路板卡，以便提示電源提供單元201提供對應(yīng)于不同標(biāo)識信息ID的電源電壓信號。
[0052]例如，當(dāng)插入存儲有ID=I的電路板卡時，表示設(shè)備需要3.7V的輸入/充電電壓；當(dāng)插入存儲有ID=2的電路板卡時，表示設(shè)備需要5V的輸入/充電電壓；當(dāng)插入存儲有ID=3的電路板卡時，表不設(shè)備需要12V的輸入/充電電壓。
[0053]實施例三
在第二實施例中，盡管插卡式的設(shè)備電源接口可以通過更換帶有不同ID信息的電路板卡，從而使用一個設(shè)備電源接口就可以為不同電子設(shè)備供電，但是由于電子設(shè)備種類繁多，同時不容易知曉所有已知或者未知電子設(shè)備電源需求。這樣可能使得用戶需要攜帶數(shù)量龐大的電路板卡，或者由于沒有對應(yīng)的電路板卡而不能使用電源系統(tǒng)。
[0054]圖3A顯示了本發(fā)明第三實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)。自適應(yīng)電源系統(tǒng)300包括電源提供單元301，設(shè)備電源接口 320和設(shè)備330。
[0055]電源提供單元301，設(shè)備電源接口 220和設(shè)備230的連接關(guān)系與第一，二實施例中相同，設(shè)備電源接口 220的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與第二實施例相同(或者也可以與第一實施例中相同，即采用固定內(nèi)部連接關(guān)系的設(shè)備電源接口)，在此不再重復(fù)描述。
[0056]與第一，二實施例不同的是，電源提供單元301除了包含可變電壓輸出單元302，控制單元303，外部電源輸入端304和電源輸出接口 305，控制單元303連接有外部顯示端(例如LED)和外部控制端。
[0057]與第一實施例相同，可變電壓輸出單元302包括電源輸入端，電源輸出端以及控制端。其電源輸入端經(jīng)由外部電源輸入端104接收來自外部電源(例如100-240V市電)的輸入，同時其電源輸出端通過電源線306和地線307連接到電源輸出接口 305的電源端VCC308和地電壓端GND309，從而可以根據(jù)控制端的信息經(jīng)由電源輸出接口 305輸出電壓到設(shè)備。
[0058]控制單元303的輸入端連接到電源輸出接口 105的數(shù)據(jù)端D+和D-，同時控制單元303的輸出端連接到可變電壓輸出單元102的控制端，從而可以根據(jù)來自數(shù)據(jù)端D+和D-的標(biāo)識信息ID控制可變電壓輸出單元102的輸出。
[0059]同時，控制單元303通過接口連接外部顯示端(例如LED)和外部控制端(例如鍵盤或者外部計算機(jī))，可以通過外部顯示端用于顯示來自控制單元303的輸出信息，以及通過外部控制端接收來自外部的輸入信息。進(jìn)一步的，控制單元303還可以通過有線/無線接口與外部控制端相連，利于控制單元303與外部控制端之間交換信息。
[0060]例如，如果沒有對應(yīng)的電路板卡能夠提示設(shè)備需要輸入的電源電壓，那么即插入帶有識別信息ID為特定值的電路板卡(或者使用實施例一中存儲有特定ID信息的設(shè)備電源接口)，該特定值表示電子設(shè)備的輸入電壓不能由設(shè)備電源接口確定而需要從外部控制端確定。那么在設(shè)備電源接口連接設(shè)備與電源提供單元時，控制單元303接收到來自設(shè)備電源接口的特定識別信息ID (例如ID=0)，那么表示電子設(shè)備的輸入電壓不能由設(shè)備電源接口確定而需要由外部控制，那么控制單元303將向外部顯示端輸出提示信息以提示需要調(diào)整輸出電壓信號，同時也可以向外部控制端輸出提示信息提示需要調(diào)整輸出電壓信號，然后控制單元303接收到來自外部控制端的電壓控制信號(例如外部控制端確定設(shè)備需要12V輸入電壓,那么就傳送代表12V輸出電壓的控制信號)后，控制單兀303向可變電壓輸出單元102提供控制信號以使得可變電壓輸出單元102改變初始輸出電壓到設(shè)備需要的電壓(例如12V)。
[0061]圖3B顯示了第三實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法。當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，設(shè)備電源接口 320連接到電源輸出接口 305，且兩個接口中的電源端VCC，地電壓端GND，數(shù)據(jù)端D+和D-都對應(yīng)的連接。顯然，如果自適應(yīng)電源系統(tǒng)采用實施例二中可以插入電路板卡的方式，那么在這一步驟之前同樣可以采用實施例二的方式插入電路板卡到設(shè)備電源接□。
[0062]可變電壓輸出單元302提供初始的輸出電壓至設(shè)備電源接口 320和電源輸出接口305的電源端VCC和地電壓端GND，由此穩(wěn)壓模塊323通過轉(zhuǎn)換初始電壓而為控制單元324提供工作電壓。
[0063]控制單兀324啟動后將存儲的標(biāo)識彳目息ID經(jīng)由設(shè)備電源接口 320和電源輸出接口 305的數(shù)據(jù)端D+和D-傳輸?shù)娇刂茊卧?03，其中標(biāo)識信息ID表示設(shè)備需要輸入的電壓信號。
[0064]如果控制單元303根據(jù)標(biāo)識信息ID獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單元302。如果控制單元303根據(jù)標(biāo)識信息ID獲知需要通過外部控制來獲得設(shè)備需要輸入的電壓信號，那么輸出控制信息到外部顯示端或者外部控制端，控制單元303接收來自外部控制端的調(diào)整信息并根據(jù)調(diào)整信息輸出控制信號到可變電壓輸出單元 302。
[0065]可變電壓輸出單兀302根據(jù)控制信號改變輸出電壓并輸出設(shè)備需要輸入的電壓信號到設(shè)備電源接口 320和電源輸出接口 305的電源端VCC，從而為設(shè)備供電。
[0066]實施例四
盡管上述三個實施例采用外部電源對可變電壓輸出單元提供輸入電源，顯然也可以采用可充電電池單元為可變電壓輸出單元提供輸入電源，這樣就可以自適應(yīng)電源系統(tǒng)實現(xiàn)為移動電源系統(tǒng)。
[0067]圖4顯示了本發(fā)明第四實施例的自適應(yīng)電源系統(tǒng)。自適應(yīng)電源系統(tǒng)400包括電源提供單元401，設(shè)備電源接口 420和設(shè)備430。
[0068]電源提供單元401，設(shè)備電源接口 420和設(shè)備430的連接關(guān)系可以與第一，二，三實施例中相同，設(shè)備電源接口 220的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與第一，二實施例相同，在此不再重復(fù)描述。
[0069]電源提供單元401的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系可以與第一，二，三實施例大致相同，在此不再重復(fù)描述。
[0070]與第一，二，三實施例不同的是，電源提供單元401還包括可充電電池411和充電單元412。充電單元412的輸入連接外部電源輸入端404，接收外部電源輸入。充電單元412的輸出連接可充電電池411的充電端口，用于對電池充電?？沙潆婋姵?11的輸出連接到可變電壓輸出單元402的輸入端，可變電壓輸出單元402根據(jù)控制信號將可充電電池411的輸出電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)備所需要的電源電壓。
[0071 ] 上述實施例中的設(shè)備電源接口和電源輸出接口可以使各種標(biāo)準(zhǔn)USB接口，其電源端和數(shù)據(jù)端分別利用USB接口中的電源線和數(shù)據(jù)線。同樣的也可以利用其他接口裝置，只要滿足具有電源端和數(shù)據(jù)端的要求，例如火線接口等。
[0072]盡管本發(fā)明是通過上述優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述的，但是其實現(xiàn)形式并不局限于上述的實施方式。應(yīng)該認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出不同的變化和修改。
[0073]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)，包括連接外部電源的電源提供單元和連接設(shè)備的設(shè)備電源接口，其特征在于: 電源提供單元包含可變電壓輸出單元，第一控制單元，外部電源輸入端和電源輸出接口 ；其中， 所述可變電壓輸出單元的輸入連接外部電源輸入端，可變電壓輸出單元的輸出連接電源輸出接口的電源端，可變電壓輸出單元的控制端連接第一控制單元的輸出； 所述第一控制單元的輸入連接電源輸出接口的數(shù)據(jù)端； 設(shè)備電源接口包含穩(wěn)壓模塊，第二控制單元，電源端和數(shù)據(jù)端；其中， 所述穩(wěn)壓模塊的輸入連接設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊的輸出連接第二控制單元的輸入； 所述第二控制單元的輸出連接設(shè)備電源接口的數(shù)據(jù)端； 設(shè)備電源接口和電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端在需要向設(shè)備提供電源時相互連接。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述電源提供單元進(jìn)一步包括可充電電池和充電單元，所述充電單元的輸入連接外部電源輸入端，所述充電單元的輸出連接可充電電池的充電端口；可充電電池的輸出連接到可變電壓輸出單元的輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述第一控制單元連接外部顯示端，以輸出提不信息。
4.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述第一控制單元連接外部控制端，以實現(xiàn)二者之間的消息通信。
5.如權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述外部控制端包括鍵盤或計算機(jī)系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述第一控制單元與所述外部控制端通過有線/無線鏈路相互連接。
7.一種用于權(quán)利要求1、2任一所述自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟: 當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接； 可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓； 第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧?，其中?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號； 第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單兀； 可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
8.一種用于權(quán)利要求3-6任一所述自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟: 當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接； 可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓； 第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧?，其中?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單元；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知需要通過外部控制來獲得設(shè)備需要輸入的電壓信號，那么輸出控制信息到外部顯示端或外部控制端，第一控制單元接收來自外部控制端的調(diào)整信息，并根據(jù)調(diào)整信息輸出控制信號到可變電壓輸出單元； 可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
9.一種自適應(yīng)電源系統(tǒng)，包括連接外部電源的電源提供單元和連接設(shè)備的設(shè)備電源接口，其特征在于: 電源提供單元包含可變電壓輸出單元，第一控制單元，外部電源輸入端和電源輸出接口 ；其中， 所述可變電壓輸出單元的輸入連接外部電源輸入端，可變電壓輸出單元的輸出連接電源輸出接口的電源端，可變電壓輸出單元的控制端連接第一控制單元的輸出； 所述第一控制單元的輸入連接電源輸出接口的數(shù)據(jù)端； 設(shè)備電源接口包含穩(wěn)壓模塊，電源端，接地端和兩個數(shù)據(jù)端，并且還包括可插入電路板卡的插槽；其中， 所述穩(wěn)壓模塊的輸入連接設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊的輸出連接插槽的第一觸點(diǎn)，設(shè)備電源接口的接地端以及兩個數(shù)據(jù)端連接第二到第四觸點(diǎn)； 所述電路板卡包括第二控制單元以及第五至第八觸點(diǎn)，其中第二控制單元的電源端，接地端和兩個數(shù)據(jù)輸出端依次連接第五至第八觸點(diǎn)； 當(dāng)電路板卡插入插槽時，第一至第四觸點(diǎn)與第五至第八觸點(diǎn)依次電性連接； 設(shè)備電源接口和電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端在需要向設(shè)備提供電源時相互連接。
10.如權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述電源提供單元進(jìn)一步包括可充電電池和充電單元，所述充電單元的輸入連接外部電源輸入端，所述充電單元的輸出連接可充電電池的充電端口；可充電電池的輸出連接到可變電壓輸出單元的輸入端。
11.如權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述第一控制單元連接外部顯示端，以輸出提不信息。
12.如權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述第一控制單元連接外部控制端，以實現(xiàn)二者之間的消息通信。
13.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述外部控制端包括鍵盤或計算機(jī)系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電源系統(tǒng)，其中所述第一控制單元與所述外部控制端通過有線/無線鏈路相互連接。
15.一種用于權(quán)利要求9、10任一所述自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟: 當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，將電路板卡插入插槽，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接； 可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓； 第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧?，其中?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號； 第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單兀； 可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
16.一種用于權(quán)利要求11-14任一所述自適應(yīng)電源系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟: 當(dāng)設(shè)備需要電源輸入時，將電路板卡插入插槽，設(shè)備電源接口連接到電源輸出接口的電源端和數(shù)據(jù)端相互對應(yīng)的連接； 可變電壓輸出單元經(jīng)由電源輸出接口提供初始輸出電壓至設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊將來自電源端的初始電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓； 第二控制單元接收工作電壓而啟動后，將所存儲的標(biāo)識信息經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口的數(shù)據(jù)端傳輸?shù)降谝豢刂茊卧?，其中?biāo)識信息表示設(shè)備需要輸入的電壓信號；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知設(shè)備需要輸入的電壓信號，并輸出控制信號到可變電壓輸出單元；如果第一控制單元根據(jù)標(biāo)識信息獲知需要通過外部控制來獲得設(shè)備需要輸入的電壓信號，那么輸出控制信息到外部顯示端或外部控制端，第一控制單元接收來自外部控制端的調(diào)整信息，并根據(jù)調(diào)整信息輸出控制信號到可變電壓輸出單元； 可變電壓輸出單元根據(jù)控制信號改變初始輸出電壓為設(shè)備所需電壓，并經(jīng)由設(shè)備電源接口和電源輸出接口輸出設(shè)備所需電壓到設(shè)備的電源輸入端。
17.一種用于自適應(yīng)電源系統(tǒng)中的設(shè)備電源接口，用于將來自電源提供單元輸出的電源信號提供給設(shè)備，其特征在于: 所述設(shè)備電源接口包含穩(wěn)壓模塊，第二控制單元，輸入電源端和數(shù)據(jù)端；其中， 所述穩(wěn)壓模塊的輸入連接設(shè)備電源接口的電源端，穩(wěn)壓模塊的輸出連接第二控制單元的輸入； 所述第二控制單元的輸出連接設(shè)備電源接口的數(shù)據(jù)端； 進(jìn)一步的，在需要通過設(shè)備電源接口向設(shè)備提供電源時，設(shè)備電源接口的輸入電源端和數(shù)據(jù)端與電源提供單元的輸出電源端和數(shù)據(jù)端相互連接。
18.一種用于自適應(yīng)電源系統(tǒng)中的電源提供單元，其特征在于: 電源提供單元包含可變電壓輸出單元，第一控制單元，外部電源輸入端和電源輸出接口 ；其中， 所述可變電壓輸出單元的輸入連接外部電源輸入端，可變電壓輸出單元的輸出連接電源輸出接口的電源端，可變電壓輸出單元的控制端連接第一控制單元的輸出； 所述第一控制單元的輸入連接電源輸出接口的數(shù)據(jù)端。
【文檔編號】G05F1/46GK104281184SQ201310279081
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】陳梓平 申請人:汕頭市易普聯(lián)科技有限公司