專利名稱：負(fù)載狀況受控電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減小電子裝置中的功耗。更具體而言，本發(fā)明涉及用于在存在空閑負(fù) 載狀況時從電源模塊(power module)、壁裝插座板系統(tǒng)(wall plate system)和/或接線 板(power strip)中的功率輸入分離功率輸出的電路和方法。
背景技術(shù)：
對于低功耗和環(huán)境友好的消費(fèi)裝置不斷增加的需求導(dǎo)致在使用“綠色”技術(shù)的電 源電路中的興趣。例如，平均來說，筆記本電源適配器的連續(xù)“插電”占到其在空閑模式時 間的67%。即使使用符合消耗小于0. 5瓦/小時的規(guī)范要求的電源適配器，這種延伸的空 閑時間使得每個適配器每年浪費(fèi)的能量高達(dá)3000瓦時。當(dāng)計算大量空閑電源適配器的浪 費(fèi)能量時，功率損失是相當(dāng)大的。商用或民用建筑中的每個電器和電源適配器將以某種方式插入到壁裝插座板的 插座(outlet)中。標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板具有兩個插座，不過存在從單個插座到多于兩個插座的 各種變化。在辦公室或家庭環(huán)境中，計算機(jī)、監(jiān)視器、打印機(jī)、掃描儀和其他電子裝置連接到 壁裝插座板。當(dāng)不使用時，這些連接的裝置將通常保持開啟且進(jìn)入典型地每個裝置消耗小 于1瓦功率的自我強(qiáng)加的空閑模式。即使每個裝置消耗待機(jī)功率，壁裝插座板傳遞的總功 率可能是使用的插座的數(shù)目乘以空閑功率那么多，有可能是4瓦或更多。類似地，接線板用 于增加從單個AC插孔可用的AC插座的數(shù)目。在辦公或家庭環(huán)境中，計算機(jī)、監(jiān)視器、打印 機(jī)、掃描儀和其他電子裝置常連接到相同的接線板。當(dāng)不使用時，這些連接的裝置常保持開 啟且進(jìn)入典型地每個裝置消耗小于1瓦功率的自我強(qiáng)加的空閑模式。即使每個裝置消耗 待機(jī)功率，接線板發(fā)送的總功率可能是使用的插座的數(shù)目乘以空閑功率那么多，有可能是6 瓦或更多。如果壁裝插座板或接線板可以學(xué)習(xí)或被編程為感測每個插座的空閑狀況且如果 存在空閑狀況則關(guān)閉該插座，則可以減小或消除浪費(fèi)的空閑功率的這種增加。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的各個方面，提供用于減小空閑狀況中電源模塊、壁裝插座板系統(tǒng)、接 線板等的功耗的方法和電路。在示例性實(shí)施例中，負(fù)載狀況受控電源模塊可以配置成通過 從功率輸入分離至少一個功率輸出減小或消除空閑模式中的功率。電源模塊可以連接到一 個或更多功率輸出以及可以向一個或更多個功率輸出提供交流(AC)的功率輸入。電源模 塊可以包括電流測量系統(tǒng)、控制電路和開關(guān)。電流測量系統(tǒng)提供正比于功率輸出處的負(fù)載 的輸出功率電平信號。在示例性實(shí)施例中，如果電流測量系統(tǒng)的行為指示至少一個功率輸 出基本不從AC功率輸入汲取功率，則開關(guān)促進(jìn)從這種功率輸出分離功率輸入。在示例性實(shí)施例中，壁裝插座板系統(tǒng)配置成通過從功率輸入分離至少一個插座減 小或消除空閑模式中的功率。壁裝插座板系統(tǒng)可以包括一個或更多插座和一個或更多壁裝 插座板電路，AC功率輸入通過(多個)壁裝插座板電路連接到插座。壁裝插座板電路可以 包括電流測量系統(tǒng)、控制電路和開關(guān)。電流測量電路通過開關(guān)提供正比于插座處的負(fù)載的輸出功率信號。在示例性實(shí)施例中，如果電流測量電路的行為指示至少一個插座基本不從 AC功率輸入汲取功率，則開關(guān)促進(jìn)從這種插座分離功率輸入。壁裝插座板系統(tǒng)還包括標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板和電路以減小空閑模式中的功率。壁裝插 座板電路可以容放在標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板內(nèi)或后方。在另一實(shí)施例中，壁裝插座板系統(tǒng)可以是 配置成符合且連接到標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板的壁裝插座板適配器。壁裝插座板適配器可以通過插 入到標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板的插座任意一個或更多個而連接到標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板，且電子裝置可以 插入到壁裝插座板適配器而不是標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板。在示例性實(shí)施例中，接線板配置成通過從功率輸入分離至少一個插座減小或消除 空閑模式中的功率。接線板可以包括一個或更多插座以及一個或更多插座電路，AC功率輸 入通過(多個)插座電路連接到插座。插座電路可以包括電流互感器、控制電路和開關(guān)。在 示例性實(shí)施例中，電路互感器的次級繞組提供正比于插座處負(fù)載的輸出功率電平信號。在 示例性實(shí)施例中，如果電流互感器的行為指示至少一個插座基本不從AC功率輸入汲取功 率，則開關(guān)促進(jìn)從這種插座分離電流互感器的初級電路。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參考詳細(xì)描述和權(quán)利要求可以得出本發(fā)明的更完整的理 解，附圖中，貫穿附圖，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，且其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控電源模塊的框圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控電源模塊的框圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控電源模塊的框圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控電源模塊電路中使用的示 例性控制電路的電路圖；圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座板系統(tǒng)的框圖；圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座板系統(tǒng)的另一框 圖；圖5C示出示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座板系統(tǒng)的又一框圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座板系統(tǒng)的框圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座板系統(tǒng)中使用的 示例性控制電路的電路圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座板系統(tǒng)的框圖；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座板系統(tǒng)中使用的 示例性控制電路的示意圖；以及圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例作為自適應(yīng)裝置的示例性負(fù)載狀況受控壁裝插座 板系統(tǒng)的圖示；圖IlA示出示例性負(fù)載狀況受控接線板的框圖；圖IlB示出根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控接線板的另一框圖；圖12示出根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控接線板的框圖；圖13示出根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控板內(nèi)使用的示例性控制電路 的電路圖；以及
圖14示出根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性負(fù)載狀況受控接線板的框圖。
具體實(shí)施例方式可以根據(jù)各種功能組件和各種處理步驟描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，這種功能組件可 以通過配置成形成特定功能的任意數(shù)目的硬件或結(jié)構(gòu)組件實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采用各 種集成組件，諸如緩沖器、電流鏡以及包含各種電學(xué)器件(例如，其值可適當(dāng)?shù)嘏渲糜糜诟?種目的的電阻器、晶體管、電容器、二極管等)的邏輯器件。另外，本發(fā)明可以在任意集成電 路應(yīng)用中實(shí)踐。然而，僅用于說明目的，此處將結(jié)合感測和控制系統(tǒng)以及與接線板電路、電 源模塊、插座等一起使用的方法描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。而且，應(yīng)當(dāng)注意，盡管各個組 件適于耦合或連接到示例性電路中的其他組件，這種連接和耦合可以通過組件之間的直接 連接或通過位于其間的其他組件和裝置實(shí)現(xiàn)。電源樽塊各個實(shí)施例能夠涉及配置成減小或消除空閑模式期間的功率的電源模塊。在示例 性實(shí)施例中，用于實(shí)現(xiàn)電源模塊的電路集成到較大裝置中或者作為較大裝置的一部分且基 于各種負(fù)載狀況控制較大裝置的電源輸入。在另一示例性實(shí)施例中，電源模塊是可移除的 組件或者作為電子裝置的部件的固定組件。電源模塊可以是印刷電路板、封裝塊(potted block)、集成電路、MEMS器件或配置成在較大裝置或系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的任意其他結(jié)構(gòu)。在另一 示例性實(shí)施例中，電源模塊可位于外殼中，該外殼配置成有利于電源模塊的簡單安裝。該實(shí) 施例可以添加到現(xiàn)有電學(xué)裝置。根據(jù)本發(fā)明的各個方面，公開了一種配置成通過分離功率輸入在空閑模式期間減 小或消除功率的電源模塊。在示例性實(shí)施例中，且參考圖1，電源模塊100包含功率輸入 110、功率輸出120和電源模塊電路130。因此，電源模塊100可以包含任意系統(tǒng)配置，該系 統(tǒng)中功率輸入被接收，在功率輸出提供功率，且電路分離提供到功率輸出的功率以減小功
^^ ο在示例性實(shí)施例中，功率輸入110和功率輸出120是3引腳或2引腳插頭或插座。 在另一示例性實(shí)施例中，功率輸入110和功率輸出120包含用于連接到各個電組件的飛線。 其他連接可以通過接線條、鏟形連接器或安裝到印刷電路板上的固定連接器形成。然而，功 率輸入110和功率輸出120可以適當(dāng)?shù)匾匀我馄渌斎牒?或輸出配置來配置。此外，在 示例性實(shí)施例中，功率輸入110可以連接到110伏特或220伏特的電源。在示例性實(shí)施例中，電源模塊100包含通信耦合到電源模塊電路130的功率輸入 110，該電源模塊電路130進(jìn)而通信耦合到電源輸出120，如圖2所示。在一個實(shí)施例中，功 率輸出120還可以連接或以其他方式耦合到地線和零線。電源模塊電路130包含電流測量 系統(tǒng)231、控制電路232以及開關(guān)233。在示例性實(shí)施例中且用于說明目的，電流測量系統(tǒng) 231包含具有初級電路和次級繞組的電流互感器231。然而，電流測量系統(tǒng)231還可以包含 具有差分放大器的電阻器、電流感測芯片、霍耳效應(yīng)器件或配置成以現(xiàn)在已知或以后設(shè)計 的方式測量電流的任意其他合適組件。電流互感器231向控制電路232提供正比于功率輸 出120處的負(fù)載的輸出功率電平信號。而且，開關(guān)233將電流互感器231的初級電路連接 到功率輸出120。在示例性實(shí)施例中，控制電路232包含以下組件至少之一或者由以下組件組成鎖存電路、模擬電路、狀態(tài)機(jī)以及微處理器。在一個實(shí)施例中，控制電路232監(jiān)控電流互感 器231的次級繞組的狀況且控制開關(guān)233的操作。此外，在示例性實(shí)施例中，控制電路232 從電流互感器231接收低頻或DC信號。低頻信號例如可以是60Hz。該低頻或DC信號被控 制電路232解讀為功率輸出120處的負(fù)載所需的電流?？刂齐娐?32可以包含用于監(jiān)控電流互感器231的次級繞組的狀況且控制開關(guān) 233的操作的各種結(jié)構(gòu)。在示例性實(shí)施例中且參考圖3，控制電路232包括電流傳感器301 和邏輯控制單元302。電流傳感器301監(jiān)控電流測量系統(tǒng)(例如，電流互感器231的次級繞 組)的輸出，該輸出是正比于負(fù)載電流的AC電壓。而且，電流傳感器301向邏輯控制單元 302提供信號。在一個實(shí)施例中，該信號可以是與電流傳感器301監(jiān)控的電流成正比的DC 電壓。在另一實(shí)施例中，該信號可以是與電流傳感器301監(jiān)控的電流成正比的電流。在示例性實(shí)施例中，邏輯控制單元302由能量存儲電容器供電。邏輯控制單元302 簡單地連接存儲電容器到功率輸入Iio以連續(xù)對邏輯控制單元302供電。在另一實(shí)施例 中，邏輯控制單元302由電池或其他能量源供電。該能量源也被稱為家政或旅店電源；它用 作低輔助性電源。在一個實(shí)施例中，輔助性功率來自于功率輸入110。對于類似電流監(jiān)控 的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，參見通過引用包括于此的名為“Circuit and Method for Ultra-Low Idle Power”的美國臨時專利申請61/052，939。在示例性實(shí)施例中，邏輯控制單元302是在電子裝置中能夠在集成電源模塊100 之前和之后被編程的微處理器。在一個實(shí)施例中，用戶能夠連接到邏輯控制單元302且定 制電源模塊100的參數(shù)。例如，用戶可以設(shè)置閾值等級和電源模塊100的休眠模式占空比。 來自于電源模塊100的例如關(guān)于歷史功耗和/或節(jié)省的能量的數(shù)據(jù)可被發(fā)送。電源模塊100 和顯示裝置之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸可以通過諸如紅外信號、射頻信號或其他類似信號的無線 信號實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸還可以使用諸如USB連接或其他類似連接的有線連接實(shí)現(xiàn)。根據(jù)示例性實(shí)施例，控制電路232還包含與邏輯控制電路302通信的電源斷路器 303。電源斷路器303被配置成從功率輸入110隔離邏輯控制單元302且減小功率損失。盡 管被隔離，邏輯控制單元302通過存儲電容器或其他能量源供電且邏輯控制單元302進(jìn)入 休眠模式。如果存儲電容器達(dá)到低功率電平，則電源斷路器303被配置成重新將邏輯控制 單元302連接到功率輸入110以對存儲電容器充電。在示例性實(shí)施例中，電源斷路器303 能夠?qū)⒐β蕮p失從微安的漏電流范圍減小到納安的漏電流范圍。在另一示例性實(shí)施例中，控制電路232接收另一控制器強(qiáng)加于功率輸入110的控 制信號。該控制信號例如可以是XlO控制協(xié)議或其他類似協(xié)議信號。控制電路232可以通 過電流互感器321的次級繞組從耦合的功率輸入110或配置成如現(xiàn)在已知或以后設(shè)計的耦 合功率輸入110到控制電路232的任意其他合適的裝置接收控制信號。該控制信號可以來 自電源模塊100內(nèi)部或者可以來自外部控制器。該控制信號可以是高頻控制信號或至少是 頻率不同于功率輸入100的頻率的控制信號。在示例性實(shí)施例中，控制電路232解讀高頻 控制信號以連接或斷開開關(guān)233。在另一實(shí)施例中，外部控制器可以發(fā)送信號以將電源模塊 100置于“開啟”或“關(guān)閉”狀態(tài)。在示例性實(shí)施例中，如果電流互感器231的次級繞組的行為指示基本不從功率輸 入110汲取功率輸出120，則開關(guān)233促進(jìn)或控制電流互感器231的初級電路從功率輸出 120的分離。換句話說，開關(guān)233促進(jìn)電源從功率輸出120的分離。在示例性實(shí)施例中，在功率輸入110的AC線頻率處針對AC波形監(jiān)控電流互感器231的次級繞組，其中該AC波形 具有與經(jīng)過電流互感器231的初級電路到達(dá)功率輸出120的負(fù)載電流成正比的RMS電壓。 在另一實(shí)施例中，該AC波形被整流和濾波以在被控制電路232接收之前產(chǎn)生DC信號。該 DC信號與經(jīng)過電流互感器231的初級電路到達(dá)功率輸出120的負(fù)載電流成正比。在一個實(shí)施例中，措辭“基本沒有功率”旨在表示輸出功率處于典型最大輸出負(fù)載 的約0-1%的范圍。在示例性實(shí)施例中，開關(guān)233配置成控制電流互感器231的初級電路到 功率輸出120的連接且包含基本從功率輸出120分離電流互感器231的初級電路的切換機(jī) 制。開關(guān)233可以包含繼電器、鎖存繼電器、TRIAC和可選隔離的TRIAC其中至少之一。通過基本使得電流互感器231的初級電路失效，減小功率輸出120處的功耗。在 一個實(shí)施例中，基本使得功率輸出120失效旨在表示電流互感器231的次級繞組的輸出信 號被控制電路232解讀為足夠低，使得其適于分離開關(guān)233和從功率輸出120去除功率。在另一示例性實(shí)施例中，且參考圖2和3，電源模塊電路130還包含重連裝置234， 該重連裝置234配置成通過邏輯控制單元203實(shí)現(xiàn)開關(guān)233的閉合。開關(guān)233的閉合將功 率輸出120重新連接到電流互感器231的初級電路和功率輸入110。在示例性實(shí)施例中， 重連裝置234包含可以以各種方式閉合和斷開的開關(guān)裝置。例如，重連裝置234可以包含 可手動操作的按鈕。在一個實(shí)施例中，該按鈕位于電源模塊100的表面上。在另一實(shí)施例 中，重連裝置234由傳播經(jīng)過功率輸入110的信號遠(yuǎn)程地作用，控制電路將該信號解讀為開 /關(guān)控制。在又一實(shí)施例中，重連裝置234由諸如紅外信號、射頻信號或其他類似信號的無 線信號控制。在示例性實(shí)施例中且參圖3和4，電源模塊電路130還包含重連裝置存儲器狀態(tài) 器304。重連裝置存儲器狀態(tài)器304配置成指示重連裝置234最近是否被激活以使得邏輯 控制電路302可以在上電時判斷電路狀況。在示例性實(shí)施例中，重連裝置存儲器狀態(tài)器304 包含電容器C5，其在重連裝置234被激活時充電。邏輯控制單元302然后可以測量電容器 C5上的電壓作為重連裝置234是否被激活的指示。在一個示例性實(shí)施例中，重連裝置存儲 器狀態(tài)器304向邏輯控制單元302的PBl輸入提供數(shù)字讀數(shù)。如果在電容器C5處存在足 夠的電壓，則PBl輸入讀為“1”。如果在電容器C5處存在不足電壓，則PBl輸入讀為“0”。 電壓是否足夠的判斷部分地依賴于電阻器R6和R7的比，且可以通過邏輯控制單元302解 讀，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。電容器C5用于存儲重連裝置234的狀態(tài)，直到電容器C5 的電壓可以被邏輯控制單元302讀取。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，開關(guān)233在周期的基礎(chǔ)上自動操作。例如，開關(guān)233可以 在幾分鐘或幾十分鐘或者更小或更長的周期之后自動重連。在一個實(shí)施例中，開關(guān)233足 夠頻繁地自動重連，使得連接到電源模塊100的電池操作的裝置在對所連接的裝置的輸入 處沒有功率的時段中將不完全釋放內(nèi)部電池電量。在功率輸出120重連之后，在示例性實(shí) 施例中，電源模塊電路130測試或評估負(fù)載狀況，比如功率輸出120處的功率需求。如果功 率輸出120上的負(fù)載狀況增加到原先的測量的等級以上，則功率輸出120將保持連接到電 流互感器231的初級電路，直到負(fù)載狀況返回到指示“低負(fù)載”的所選或預(yù)定閾值等級。換 句話說，如果功率輸出120處的功率需求增加，則功率被提供到功率輸出120，直到功率需 求下降且指示限定的空閑模式。在示例性實(shí)施例中，在已經(jīng)過去了選擇的時間期之后，例 如，在若干秒或分鐘之后，做出重連時負(fù)載狀況的判斷，使得電流涌入或者初始化事件被忽略。在一個實(shí)施例中，負(fù)載狀況可以在所選的幾秒或幾分鐘的時間期上求平均，使得高負(fù)載 的短突發(fā)被平均掉。在又一示例性實(shí)施例中，電源模塊100包含可以將所有功率輸出120 重加入到功率輸入110的主重連裝置。在示例性操作方法中，電源模塊100在初始供電時使得開關(guān)233閉合，使得功率流 到功率輸出120。當(dāng)功率輸出120處的負(fù)載狀況低于閾值等級時，控制電路232斷開開關(guān) 233以形成開路且從輸入功率信號分離功率輸出120。這種分離有效地消除了功率輸出120 處的任何空閑功率損失。在一個實(shí)施例中，閾值等級是預(yù)定等級，例如約為流入到功率輸出 120的1瓦或更少的功率。在示例性實(shí)施例中，不同功率輸出120可以具有不同的固定閾值等級，使得在空 閑時具有較高功率電平的裝置可以有用地連接到電源模塊100以進(jìn)行功率管理。例如，大 裝置可以在空閑時仍然汲取約5W的功率，但是如果所連接的功率輸出120具有約1瓦的閾 值，則永不從功率輸入110斷開。在各個實(shí)施例中，某些功率輸出120可以具有較高的閾值 等級以適應(yīng)高功率裝置，或者具有較低閾值等級以用于較低功率裝置。在另一實(shí)施例中，閾值等級是學(xué)習(xí)的等級。學(xué)習(xí)的等級可以通過控制電路232長 期監(jiān)控功率輸出120處的負(fù)載狀況而建立。通過監(jiān)控建立隨時間變化的功率電平的歷史， 且該功率電平的歷史可以用作功率需求模板。在示例性實(shí)施例中，控制電路232檢查功率 電平的歷史且決定低功率需求的較長時段是否是在功率輸出120連接的裝置處于低、或者 最低功率模式的時間。在示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)凸β手芷谂c模板匹配時，控制電路232在低 功率使用時間期間分離功率輸出120。例如，該模板可以說明該裝置通過功率輸出120汲取 功率8個小時，此后是16小時的低功率需求。在另一示例性實(shí)施例中，控制電路232確定連接在功率輸出120處的電子裝置的 近似低功率電平，且設(shè)置閾值等級為所確定的近似低功率電平的一個百分比。例如，控制電 路232可以將閾值等級設(shè)置為近似低功率電平需求的約100-105%。在另一實(shí)施例中，閾值 需求可以設(shè)置為近似低電平功率需求的約100-110%或110-120%。另外，低功率電平百分 比范圍可以是公開的范圍的任意變型或組合。另外，可以手動設(shè)置學(xué)習(xí)的閾值等級。根據(jù)示例性實(shí)施例，部分地通過激活重連裝 置234某一時間期且測量電流功率電平來設(shè)置閾值。例如，用戶可以在電源模塊100以空 閑模式操作時按住重連裝置234幾秒且測量功率電平。測量的功率電平用于設(shè)置功率閾值 等級。在一個示例性實(shí)施例中，該閾值等級被設(shè)置為測量功率電平加上偏移值。該偏移值 可以被配置在各種功率電平處。而且，偏移值可以增加或減小以適用于特定配置。例如，如 果測量值約為1W，且使用約0. 5W的偏移值，則閾值約為1. 5W。在示例性實(shí)施例中，此實(shí)例 中電源模塊100被配置成如果負(fù)載下降到約1. 5W則以超低空閑模式操作。有利地，通過手 動啟動功率值測量更精確地設(shè)置閾值等級。已經(jīng)公開了用于配置成通過分離功率輸入來減小或消除空閑模式期間的功率的 示例性功率模塊的各種功能和結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以提供示例性功率模塊 400的詳細(xì)示意圖。參考圖4，在功率模塊400的示例性實(shí)施例中，電源模塊電路130包含 電流互感器231、電流傳感器301、邏輯控制單元302、電源斷路器303、重連裝置存儲器狀態(tài) 器304以及開關(guān)233。在一個實(shí)施例中，電流互感器231和電流傳感器301組合以測量來自功率輸入110
11的電流且將所述電流轉(zhuǎn)換成可以被邏輯控制單元302讀取的成比例的DC電壓。而且，開關(guān) 233可以包含鎖存繼電器，諸如繼電器線圈Kl，其在從邏輯控制單元302接收命令之后提供 功率輸入110到功率輸出120的硬連接/分離。開關(guān)233在斷開和閉合接觸之間交替。而 且，開關(guān)233保持其位置，直到通過邏輯控制單元302復(fù)位，且將保持位置而不消耗繼電器 線圈Kl中的任何功率。在示例性實(shí)施例中，邏輯控制單元302包含微控制器，該微控制接收功率輸入線 的電流輸入、控制開關(guān)233的狀態(tài)且讀取或估計重連裝置234和開關(guān)233的接觸的狀態(tài)或 位置。另外，邏輯控制單元302學(xué)習(xí)和存儲連接到功率輸出120的電子裝置的功率配置文 件。在另一示例性實(shí)施例中，電源模塊電路130還包含重連裝置234和重連裝置存儲器狀 態(tài)器304。重連裝置234在電源模塊電路130首次連接到功率輸入110時或者在功率輸出 120立即需要滿功率時被激活以接通功率輸出120。重連裝置存儲器狀態(tài)器304被配置成 指示邏輯控制單元302重連裝置234最近是否被激活過。在示例性實(shí)施例中，電源斷路器303包含與齊納二極管Zl、Z2 一起使用的晶體管 QU Q2、Q3的網(wǎng)絡(luò)以調(diào)節(jié)功率輸入110到適于邏輯控制單元302的安全電平且從功率輸入 110隔離邏輯控制單元302。在另一實(shí)施例中，除了或者代替現(xiàn)有實(shí)施例的晶體管，電源斷 路器302包含繼電器。電源模塊400的初始連接涉及將電源模塊400連接到可以是AC或DC的電源。在 示例性方法中，當(dāng)電源模塊400初始插入到電源時，電源模塊電路130的所有電路不活動且 開關(guān)233處于邏輯控制單元302設(shè)置的上次的位置或狀態(tài)。該初始狀況可以或可以不向功 率輸出120提供功率。當(dāng)所有電路不活動時，沒有電流流到電源模塊電路130。這是由于 電源斷路器303和處于正常的斷開位置的重連裝置234提供的隔離造成大。在示例性實(shí)施 例中，電源斷路器303包含晶體管Q1、Q2、Q3和電容器C3。在該狀態(tài)，僅漏電流將流過晶體 管Ql、Q2且漏電流將約是幾十納安的量級。而且，電流互感器231提供從初級端到次級端 的電介質(zhì)隔離，使得僅少量由于電流互感器231的繞組間電容而產(chǎn)生的漏電流流過。繼續(xù)參考圖4，在示例性實(shí)施例中且用于說明目的，用戶可以使用重連裝置234重 連電路以建立通過二極管D1、齊納二極管Z1、重連裝置234、電阻器R4、二極管D6和齊納二 極管Z3的電流路徑。二極管Dl用于半波整流AC線以使得峰峰電壓減半。齊納二極管Zl 還將二極管Dl的電壓例如減小到約20伏特。齊納二極管和電阻器R4形成電流限制齊 納調(diào)節(jié)器，在支持重連裝置234時在VDD輸入處向邏輯控制單元302提供適當(dāng)?shù)腄C電壓。 另外，電容器C2平滑齊納二極管上的DC信號且在重連裝置234的接觸反跳(bounce) 期間提供存儲。電容器C2大小設(shè)計為在邏輯控制單元302的起動時間期間提供足夠的存 儲，且電容器C2與電阻器R4組合起來提供VDD輸入上的快速上升沿，以適當(dāng)?shù)貜?fù)位邏輯控 制單元302。而且，二極管D5從電容器C5隔離電容器C2，使得電容器C2和電阻器R4的上 升時間常量不受電容器CS的大電容的影響。當(dāng)電容器CS對邏輯控制單元302供電時，電 容器CS的電流經(jīng)過二極管D5。二極管D6用于在釋放重連裝置234時隔離電容器C2上的 電壓。這允許在重連裝置234斷開期間保留重連裝置234在閉合時間期間在電容器C5上 存儲的電壓，且告知邏輯控制單元302該斷開狀況。在示例性方法中，如果重連裝置234被激活幾毫秒，邏輯控制單元302被配置成初 始化且立即起動以在重連裝置234被釋放之前提供其自己的功率。這從邏輯控制單元302
12的倍壓器輸出VD1-VD3和ZGl實(shí)現(xiàn)。首先輸出ZGl被驅(qū)動為高以接通晶體管Q2。當(dāng)晶體 管Q2接通時，建立通過電阻器R3和齊納二極管Z2的電流路徑，在晶體管Ql的漏極處提供 調(diào)節(jié)電壓。該調(diào)節(jié)電壓類似于通過齊納二極管Z3產(chǎn)生的電壓且適于邏輯控制單元302的 VDD輸入。其次，在齊納二極管Z2上的電壓穩(wěn)定了幾微秒之后，邏輯控制單元302的輸出 VD1-VD3開始切換為提供柵極驅(qū)動信號以接通晶體管Ql。輸出VD1-VD3以及包括電容器C3、 晶體管Q3、電容器C4、二極管D3和二極管D4的組件產(chǎn)生的信號在晶體管Ql的柵極處產(chǎn)生 電壓，該電壓是邏輯控制單元302的VDD輸入上的電壓的兩倍。該電壓倍增硬接通晶體管 Q1。一旦晶體管Ql接通，齊納二極管Z2處的電壓對電容器CS充電。在示例性實(shí)施例中， 電容器CS是重連裝置234未被激活時用于給邏輯控制單元302供電的大存儲電容器。在 電容器CS充電了幾毫秒之后，輸出VD1-VD3和ZGl返回休息狀態(tài)且晶體管Ql和Q2截止。 在該實(shí)施例中，邏輯控制單元302漸漸用盡電容器CS中的存儲的電荷，且不從功率輸入110 汲取功率。當(dāng)重連裝置234不再活動時，電容器CS將繼續(xù)對邏輯控制單元302供電。如果功率輸出120空閑且基本不汲取功率，則邏輯控制單元302能夠從脫離汲取 電源且進(jìn)入“休眠”模式。在示例性方法中，且參考圖4，當(dāng)邏輯控制單元302靠電容器CS 中存儲的能量工作時，在邏輯控制單元302中實(shí)現(xiàn)計時功能，使用電容器C6來執(zhí)行計時功 能。電容器C6暫時通過邏輯控制單元302的CAPTIME輸出充電且電容器C6隨時間的放電 率將模擬電容器CS上的電壓的衰退。一旦輸入CAPTIME處的電容器C6電壓達(dá)到低電平， 邏輯控制單元302將輸出VD1-VD3和ZGl的狀態(tài)設(shè)置為再次從AC線對電容器CS充電。該 過程一遍一遍地重復(fù)，使得對于邏輯控制單元302，功率絕不中斷。依賴于電容器CS的大 小，充電過程僅花費(fèi)幾毫秒或更少的時間操作。而且，在示例性方法中，當(dāng)邏輯控制單元302不忙于對電容器CS充電、切換繼電器 Kl或測量從功率輸出120汲取的功率時，邏輯控制單元302操作在深休眠模式中，該模式停 止所有的或基本所有的內(nèi)部活動并且等待電容器C6放電。該休眠模式消耗極小的功率且 允許存儲電容器CS上的電荷持續(xù)很多秒。如果重連裝置234在該休眠模式中被激活，則電 容器C5將被充電且邏輯控制單元302將恢復(fù)正常操作且設(shè)置或復(fù)位繼電器Kl。備選地，如 果電容器C6電壓下降得太低，則邏輯控制單元302將再次對電容器CS充電且然后返回到 休眠模式。當(dāng)電子裝置處于空閑模式時，電源模塊100可以繼續(xù)監(jiān)控電子裝置汲取的功率中 的變化。在示例性方法中，盡管邏輯控制單元302連續(xù)出入休眠模式以對其自己重新供電， 邏輯控制單元302還將周期性地測試從功率輸出120汲取的功率。功率測試的周期遠(yuǎn)大于 電容器CS充電的周期，并且例如，可以每十分鐘或更長的時間僅測試一次。根據(jù)示例性方 法，至少存在源自功率測試的三種可能結(jié)果1)裝置工作且開關(guān)不處于待機(jī)狀況，2)裝置 不工作但是開關(guān)未處于待機(jī)狀況，或者3)開關(guān)處于待機(jī)狀況。對于當(dāng)裝置工作且開關(guān)不處于待機(jī)狀況時的結(jié)果，繼電器Kl原先設(shè)置為向功率 輸出120傳遞功率且功率測試顯示連接的電子裝置汲取適當(dāng)?shù)呢?fù)載電流?！斑m當(dāng)?shù)呢?fù)載”可 由被編程到邏輯控制單元302中的某固定值限定，或者它可以是多個功率測試的結(jié)果且是 用于該電子裝置的典型負(fù)載電流。此處功率測試結(jié)果將被解讀為正常狀況且邏輯控制單元 302將返回休眠模式循環(huán)，直到過去了另一時間段，比如十分鐘，再次進(jìn)行功率測試。在另一 示例性實(shí)施例中，休眠模式循環(huán)的持續(xù)期由用戶確定。例如，用戶可以設(shè)置休眠模式持續(xù)期是1分鐘、2分鐘或5分鐘，且可以使用撥盤、數(shù)字輸入、按鈕、鍵區(qū)或者現(xiàn)在已知或今后可以 設(shè)計出的任意其他合適的裝置來完成。對于當(dāng)裝置未工作但是開關(guān)未處于待機(jī)狀況時的結(jié)果，繼電器Kl先前被設(shè)置為 向功率輸出120傳遞功率且功率測試顯示所連接的裝置汲取可忽略的負(fù)載電流?！翱珊雎缘?負(fù)載”可以是編程到邏輯控制單元302中的某固定值，或者它可以是多個功率測試的結(jié)果， 且可以是用于此電子裝置的典型最小值。在任一情況中，邏輯控制單元302采取的動作將 是通過使用邏輯控制單元302的輸出RELAY1-RELAY2將繼電器Kl設(shè)置為斷開狀況以激活 繼電器線圈K1。繼電器Kl的狀態(tài)通過測試REALY3處的電阻器R5的存在的邏輯控制單元 302來確定，因?yàn)檫壿嬁刂茊卧?02可能知道繼電器Kl的先前狀態(tài)，例如從斷電狀態(tài)開始。對于當(dāng)開關(guān)處于待機(jī)狀況時的結(jié)果，S卩，繼電器Kl被設(shè)置為從功率輸出120去除 功率，邏輯控制單元302必須將繼電器Kl設(shè)置為閉合狀況以允許AC功率被應(yīng)用于功率輸 出。在示例性方法中，一旦設(shè)置了繼電器K1，在完成功率測試之前允許經(jīng)歷一段時間。該延 遲允許附接到功率輸出120的電子裝置初始化且進(jìn)入穩(wěn)定工作模式。現(xiàn)在可以在某段時間 上進(jìn)行功率測量以確定該電子裝置是處于低功率狀態(tài)還是高功率狀態(tài)。如果判斷為高功率 狀態(tài)，則繼電器Kl保持設(shè)置。如果判斷為低功率狀態(tài)，則繼電器Kl復(fù)位為斷開狀況，且再 次從功率輸出120去除功率。而且，邏輯控制單元302將再次開始休眠模式循環(huán)且在預(yù)定 時間期之后例如每10分鐘進(jìn)行功率測試。如果用戶希望操作連接到功率輸出120且功率輸出關(guān)閉的裝置，在示例性實(shí)施例 中，激活重連裝置234將立即將邏輯控制單元302從休眠模式喚醒。因?yàn)閱拘褋碜杂谥剡B 裝置234的激活而并非由于功率測試或電容器CS充電，所以邏輯控制單元302將立即將繼 電器Kl設(shè)置到閉合位置以對連接到功率輸出120的電子裝置供電。除了上述實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)各種其它元件以增強(qiáng)控制和用戶體驗(yàn)。增強(qiáng)用戶控制 的一種方式是允許用戶選擇功率輸出的操作模式。在示例性實(shí)施例中，電源模塊100還包 含使“綠色”模式操作生效或失效的“綠色模式”開關(guān)。綠色模式開關(guān)可以是硬、手動開關(guān) 或者它可以是給邏輯控制單元302的信號?！熬G色”模式操作是當(dāng)在功率輸出120處基本不 汲取負(fù)載時功率輸出120從功率輸入110分離。用戶可以在需要時使用綠色模式開關(guān)，使 得綠色操作模式在各種功率輸出上失效。例如，這種增加的控制在給具有時鐘的裝置或者 諸如傳真機(jī)的需要持續(xù)開啟的裝置供電的功率輸出上可能是需要的。在一個實(shí)施例中，電源模塊100包括LED指示器，其可以指示功率輸出是否連接到 功率線且汲取負(fù)載電流。LED指示器可以指示功率輸出是否有效，即，功率被電子裝置汲取 和/或功率輸出具有可用功率，即使未連接電子裝置。另外，脈沖LED可用于顯示功率測試 何時完成或指示休眠模式充電的“心跳”。在另一實(shí)施例中，電源模塊100包含至少一個IXD顯示器。IXD顯示器可以通過 邏輯控制單元302操作以指示例如在操作時間期間負(fù)載功率被提供到功率輸出120。LCD 還可以提供關(guān)于在出入“綠色”模式時操作電源模塊100節(jié)省的功率或消耗的功率的信息。 例如，LCD可以顯示某段時間期間(諸如，在電源模塊100的壽命或者在一天)中節(jié)省的總 瓦數(shù)。各種實(shí)施例可以用于增強(qiáng)功率模塊和/或功率模塊中的各個功率輸出的有效使 用。一個這種實(shí)施例是光電元件或者邏輯控制單元302監(jiān)控的其他光學(xué)傳感器的實(shí)現(xiàn)。光電元件確定在電源模塊100的位置是否有光且邏輯控制單元302可以使用該確定結(jié)果根據(jù) 環(huán)境光狀況分離功率輸出120。例如，邏輯控制單元302可以在黑暗期分離功率輸出120。 換句話說，功率模塊的功率輸出可以在晚上關(guān)閉。另一示例是如果位于黑暗房間(諸如辦 公室中不常用的會議室)中則不需要功率的裝置。而且，當(dāng)環(huán)境光狀況超過某一等級時，功 率輸出可以關(guān)閉，該等級可以被預(yù)定或者由用戶確定。在另一實(shí)施例中，電源模塊100還包含內(nèi)部時鐘。邏輯控制單元302可以使用該 內(nèi)部時鐘來學(xué)習(xí)哪個時間期顯示出功率輸出120的高功率使用情況。該知識可以被包括以 確定功率輸出何時應(yīng)具有可用功率。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)部時鐘具有石英晶體精度。而 且，內(nèi)部時鐘不需要設(shè)置為實(shí)際時間。而且，內(nèi)部時鐘可以與光電元件一起使用，以更加提 高功率模塊效率和/或準(zhǔn)確度。壁裝插座板系統(tǒng)各個實(shí)施例還可能涉及配置成減小或消除空閑模式期間的功率的壁裝插座板系 統(tǒng)。在示例性實(shí)施例中，該壁裝插座板系統(tǒng)和相關(guān)電路配置成與具有一個或更多插座的壁 裝插座板耦合或嚙合。例如，該壁裝插座板系統(tǒng)可安放在標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板內(nèi)部或后方。該實(shí) 施例可以添加到住宅或商用地點(diǎn)中的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板。在另一示例性實(shí)施例中，該壁 裝插座板系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板和電路以減小空閑模式期間的功率。在又一示例性實(shí)施 例中，且參考用于說明目的的圖10，此處使用的壁裝插座板系統(tǒng)可以限定為壁裝插座板適 配器，該壁裝插座板適配器配置成符合且連接到標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板。壁裝插座板適配器可以 通過插入到標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板的插座中的一個或更多個而連接到標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板。在該實(shí)施 例中，電子裝置可以插入到壁裝插座板適配器而不是標(biāo)準(zhǔn)壁裝插座板?？梢灶A(yù)期，用于耦合 和/或嚙合壁裝插座板系統(tǒng)和電學(xué)插座的其他配置也處于本發(fā)明的各個實(shí)施例的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的各個方面，公開了一種配置成在空閑模式期間通過從至少一個插座 分離功率輸入減小或消除功率的壁裝插座板系統(tǒng)。在示例性實(shí)施例中，且參考圖5A，壁裝 插座板系統(tǒng)500包含兩個或更多的插座520和壁裝插座板電路530。在另一示例性實(shí)施例 中，壁裝插座板系統(tǒng)500包含單個插座520和單個壁裝插座板電路530。在又一示例性實(shí)施 例中，且參考圖5B，壁裝插座板系統(tǒng)500包含與壁裝插座板電路530耦合的至少一個插座 520以及直接連接到AC線輸入510的至少一個插座520。在另一示例性實(shí)施例中，且參考 圖5C，壁裝插座板系統(tǒng)500包含兩個或更多插座520以及兩個或更多壁裝插座板電路530， 各個壁裝插座板電路配置成控制輸入到各個插座520的功率。因此，壁裝插座板系統(tǒng)500 可以包含任意系統(tǒng)配置，該系統(tǒng)中接收功率被輸入，功率在插座處被提供，且電路分離提 供到該插座的功率以減小功耗。在示例性實(shí)施例中，且參考圖6，壁裝插座板系統(tǒng)500包含通信耦合到壁裝插座板 電路530的AC線輸入510，該壁裝插座板電路510進(jìn)而通信耦合到插座520。插座520還 連接或耦合到地線和零線。而且，在示例性實(shí)施例中，AC線輸入510可以連接到110伏特 或220伏特的電源。壁裝插座板電路530包含電流測量系統(tǒng)631、控制電路632以及開關(guān) 633。在示例性實(shí)施例中且用于說明目的，電流測量系統(tǒng)631包含具有初級電路和次級繞組 的電流互感器631。然而，電流測量電路632還可以包含具有差分放大器的電阻器、電流感 測芯片、霍耳效應(yīng)器件或配置成以現(xiàn)在已知或以后設(shè)計的方式測量電流的任意其他合適組 件。電流互感器631提供正比于插座520處的負(fù)載的輸出功率信號。而且，開關(guān)633將電流互感器631的初級電路連接到插座520。在示例性實(shí)施例中，控制電路632包含以下組件中至少之一或者組合鎖存電路、 模擬電路、狀態(tài)機(jī)以及微處理器。在一個實(shí)施例中，控制電路632監(jiān)控電流互感器631的次 級繞組的狀況且控制開關(guān)633的操作。而且，在示例性實(shí)施例中，控制電路632從電流互感 器631接收低頻或DC信號。低頻信號例如可以是60Hz。該低頻或DC信號被控制電路632 解讀為插座520處的負(fù)載所需的電流?？刂齐娐?32可以包含用于監(jiān)控電流互感器631的次級繞組的狀況且控制開關(guān) 633的操作的各種結(jié)構(gòu)。在示例性實(shí)施例中，且參考圖7，控制電路632包括電流傳感器701 和邏輯控制單元702。電流傳感器701監(jiān)控電流測量系統(tǒng)，例如，電流互感器231的次級繞 組的輸出，該輸出是正比于負(fù)載電流的AC電壓。而且，電流傳感器701向邏輯控制單元702 提供信號。在一個實(shí)施例中，該信號可以是與電流傳感器701監(jiān)控的電流成正比的DC電 壓。在另一實(shí)施例中，該信號可以是與電流傳感器701監(jiān)控的電流成正比的電流。在另一 示例性實(shí)施例中，且臨時參考圖8，壁裝插座板系統(tǒng)的壁裝插座板電路530包含邏輯控制單 元702，該邏輯控制單元702與多于一個的電流互感器631和多于一個的開關(guān)633通信且控 制它們。在示例性實(shí)施例中，邏輯控制單元702通過儲能電容器供電。邏輯控制單元702 暫時地連接存儲電容器以連續(xù)對邏輯控制單元702供電。在另一實(shí)施例中，邏輯控制單元 702可由電池或其他能量源供電。該能量源也被稱為家政或旅店電源；它用作低輔助電源。 在一個實(shí)施例中，輔助功率來自于AC線輸入510。對于類似的電流監(jiān)控的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，參見 通過引用結(jié)合于此的名為“Circuit and Method for Ultra-Low Idle Power”的美國臨時 專利申請61/052，939。在示例性實(shí)施例中，邏輯控制單元702是能夠在集成壁裝插座板系統(tǒng)500之前和 之后被編程到電子裝置中的微處理器。在一個實(shí)施例中，用戶能夠連接到邏輯控制單元702 且定制壁裝插座板系統(tǒng)500的參數(shù)。例如，用戶可以設(shè)置閾值等級和壁裝插座板系統(tǒng)500 的休眠模式占空比?？梢园l(fā)送來自于壁裝插座板系統(tǒng)500的例如關(guān)于歷史功耗和/或節(jié)省 的能量的數(shù)據(jù)。壁裝插座板系統(tǒng)500和顯示裝置之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸可以通過諸如紅外信 號、射頻信號或其他類似信號的無線信號實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸還可以使用諸如USB連接或其他 類似連接的有線連接實(shí)現(xiàn)。根據(jù)示例性實(shí)施例，控制電路632還包含與邏輯控制電路702通信的電源斷路器 703。電源斷路器703配置成從AC線輸入510隔離邏輯控制單元702且減小功率損失。盡 管被隔離，邏輯控制單元702由存儲電容器或其他能量源供電且邏輯控制單元702進(jìn)入休 眠模式。如果存儲電容器達(dá)到低功率電平，則電源斷路器703配置成重新將邏輯控制單元 702連接到AC線輸入510以對存儲電容器充電。在示例性實(shí)施例中，電源斷路器703能夠 將功率損失從幾微安的泄漏范圍減小到幾納安的泄漏范圍。在另一示例性實(shí)施例中，控制電路632接收另一控制器強(qiáng)加于AC線輸入510的控 制信號。該控制信號例如可以是Xio控制協(xié)議或其他類似信號?？刂齐娐?32可以通過電 流互感器631的次級繞組從耦合的AC線輸入510或現(xiàn)在已知或以后設(shè)計為配置成耦合AC 線輸入510到控制電路632的任意其他合適的裝置接收控制信號。該控制信號可以來自壁 裝插座板系統(tǒng)500內(nèi)部或者可以來自外部控制器。該控制信號可以是高頻控制信號或頻率不同于AC線輸入510的至少一個控制信號。在示例性實(shí)施例中，控制電路632解讀高頻控 制信號以接合或斷開開關(guān)633。在另一實(shí)施例中，外部控制器可以發(fā)射信號以將壁裝插座板 系統(tǒng)500置于“開啟”或“關(guān)閉”狀況。在示例性實(shí)施例中，如果電流互感器631的次級繞組的行為指示插座520基本不 從AC線輸入510汲取功率，則開關(guān)633促使或控制電流互感器631的初級電路從插座520 分離。換句話說，開關(guān)633促使電源從插座520的分離。在示例性實(shí)施例中，監(jiān)控電流互感 器631的次級繞組以監(jiān)控AC線頻率處的AC波形，其中該AC波形具有正比于經(jīng)過電流互感 器631的初級電路到達(dá)插座520的負(fù)載電流的RMS電壓。在另一實(shí)施例中，該AC波形被整 流和濾波以在被控制電路632接收之前產(chǎn)生DC信號。該DC信號正比于經(jīng)過電流互感器 631的初級電路到達(dá)插座520的負(fù)載電流。在一個實(shí)施例中，措辭“基本沒有功率”旨在表示輸出功率處于典型最大輸出負(fù)載 的約0-1%的范圍。在示例性實(shí)施例中，開關(guān)633配置成控制電流互感器631的初級電路到 插座520的連接且包含基本從插座520分離電流互感器631的初級電路的切換機(jī)制。開關(guān) 633可以包含繼電器、鎖存繼電器、TRIAC和可選的隔離TRIAC或者用于分離的其他切換機(jī) 制至少之一。通過基本使得電流互感器631的初級電路失效，減小插座520處的功耗。在一個 實(shí)施例中，基本使得插座520失效旨在表示電流互感器631的次級繞組的輸出信號已被控 制電路632解讀為足夠低，使得其適于分離開關(guān)633且從插座520去除功率。在另一示例性實(shí)施例中，壁裝插座板電路530還包含重連裝置634，該重連裝置 634配置成通過邏輯控制單元702實(shí)現(xiàn)開關(guān)633的閉合。開關(guān)633的閉合重連插座520到 電流互感器631的初級電路和AC線輸入510。在示例性實(shí)施例中，重連裝置634包含可以 各種方式閉合和斷開的開關(guān)裝置。例如，重連裝置634可以包含可以手動操作的按鈕。在一 個實(shí)施例中，該按鈕位于壁裝插座板系統(tǒng)500的表面上。在另一示例性實(shí)施例中，重連裝置 634是遠(yuǎn)離壁裝插座板系統(tǒng)500的壁裝開關(guān)以允許用戶重新激活去往壁裝插座板系統(tǒng)500 的插座的功率。在另一實(shí)施例中，重連裝置634通過傳播經(jīng)過AC線輸入510的信號遠(yuǎn)程地 作用，該信號被控制電路632解讀為開/關(guān)控制。在又一實(shí)施例中，重連電路634由諸如紅 外信號、射頻信號或其他類似信號的無線信號控制。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，開關(guān)633在周期的基礎(chǔ)上自動操作。例如，開關(guān)633可以 在幾分鐘或幾十分鐘或者更小或更長的周期之后自動重連。在一個實(shí)施例中，開關(guān)633足 夠頻繁地自動重連，使得連接到壁裝插座板系統(tǒng)500的電池操作的裝置沒有功率輸入到所 連接的裝置期間將不對內(nèi)部電池完全放電。在插座520重連之后，在示例性實(shí)施例中，壁裝 插座板電路530測試或評估負(fù)載狀況，諸如插座520處的功率需求。如果插座520上的負(fù)載 狀況增加到原先測量的電平以上，則插座520將保持連接到電流互感器631的初級電路，直 到負(fù)載狀況返回到指示“低負(fù)載”的所選或預(yù)定閾值等級。換句話說，如果插座520處的功 率需求增加，則功率被提供到插座520，直到功率需求下降，且指示所定義的空閑模式。在示 例性實(shí)施例中，在消逝了選擇的時間期之后，例如，在若干秒或分鐘之后，做出重連時負(fù)載 狀況的判斷，使得電流涌入或者初始化事件被忽略。在另一實(shí)施例中，負(fù)載狀況可以在所選 的幾秒或幾分鐘的時間期上被平均，使得高負(fù)載的短突發(fā)被平均掉。在又一示例性實(shí)施例 中，壁裝插座板系統(tǒng)500包含可以將所有插座520重嚙合到AC線輸入510的主重連裝置。
在示例性操作方法中，在初始啟動時，壁裝插座板系統(tǒng)500使開關(guān)633閉合，使得 功率流入到插座520。當(dāng)插座520處的負(fù)載狀況低于閾值等級時，控制電路632斷開開關(guān) 633以形成開路且從AC功率信號分離插座520。這種分離有效地消除了插座520的任何空 閑功率損失。在一個實(shí)施例中，閾值等級是流入到插座520的例如約為1瓦或更少功率的
預(yù)定等級。在示例性實(shí)施例中，不同插座520可以具有不同固定閾值等級，使得在空閑時具 有較高功率電平的裝置可以有效地連接到壁裝插座板系統(tǒng)500以進(jìn)行功率管理。例如，大 裝置在空閑時仍可能汲取約5W的功率，但如果連接的插座520具有約1瓦的閾值等級，則 絕不從AC線輸入510斷開。在各個實(shí)施例中，某些插座520可以具有較高的閾值等級以適 應(yīng)高功率裝置，或者具有較低閾值等級以用于較低功率裝置。在另一實(shí)施例中，閾值等級是學(xué)習(xí)的值。該學(xué)習(xí)的值可以通過控制電路632長期 監(jiān)控插座520處的負(fù)載狀況建立。通過監(jiān)控建立隨時間變化的功率電平的歷史，且該歷史 可以用作功率需求模板。在示例性實(shí)施例中，控制電路632檢查功率電平的歷史且判斷長 期的功率需求是否是插座520連接的裝置處于低、或者最低功率模式的那些時間。在示例 性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)凸β势谂c模板匹配時，控制電路632在低功率使用時間分離插座520。例 如，該模板可以顯示裝置通過插座520汲取功率8個小時，此后是16小時的低功率需求。在另一示例性實(shí)施例中，控制電路632判斷連接在插座520處的電子裝置的近似 低功率電平，且設(shè)置閾值等級為所確定的近似低功率電平的百分比。例如，控制電路632可 以將閾值等級設(shè)置為近似低功率電平需求的約100-105%。在另一實(shí)施例中，閾值需求可以 設(shè)置為近似低電平功率需求的約100-110%或110-120%或更高。另外，低功率電平百分比 范圍可以是公開的范圍的任意變型或組合。另外，可以手動設(shè)置學(xué)習(xí)的閾值等級。根據(jù)示例性實(shí)施例，部分地通過激活重連裝 置634某一時間期且測量當(dāng)前功率電平設(shè)置閾值等級。例如，當(dāng)壁裝插座板系統(tǒng)500以空 閑模式操作時，用戶可以保持重連裝置634幾秒且測量功率電平。測量的功率電平用于設(shè) 置功率閾值等級。在一個示例性實(shí)施例中，閾值等級被設(shè)置為測量的功率電平加上偏移值。 偏移值可以以各種功率電平配置。而且，偏移值可以增加或減小以適于特定配置。例如，如 果測量的閾值約為1W，且使用約0. 5W的偏移值，則閾值約為1. 5W。在示例性實(shí)施例中，壁 裝插座板系統(tǒng)500在此實(shí)例中被配置成如果負(fù)載下降到約1. 5W以下則以超低空閑模式操 作。有利地，通過手動發(fā)起功率電平測量更精確地設(shè)置閾值等級。已經(jīng)公開了配置成通過分離功率輸入減小或消除空閑模式期間的功率的示例性 壁裝插座板系統(tǒng)的各種功能和結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以提供示例性壁裝插座 板系統(tǒng)的詳細(xì)示意圖。在示例性實(shí)施例中且參考圖9，壁裝插座板系統(tǒng)900包括壁裝插座板 電路530，該壁裝插座板電路530包含電流互感器631、電流傳感器701、邏輯控制單元702、 電源斷路器703以及開關(guān)633。在一個實(shí)施例中，電流互感器631和電流傳感器701組合以測量來自AC線輸入 510的電流且將所述電流轉(zhuǎn)換成可以被邏輯控制單元702讀取的成比例的DC電壓。而且， 開關(guān)633可以包含鎖存繼電器，該鎖存繼電器在從邏輯控制單元702接收命令之后提供AC 線輸入510到插座520的硬連接/斷開。開關(guān)633在斷開和閉合接觸之間交替。而且，開 關(guān)633保持其位置，直到由邏輯控制單元702復(fù)位，且將保持位置而不消耗繼電器線圈Kl中的任何功率。在示例性實(shí)施例中且類似于邏輯控制單元302，邏輯控制單元702包含微控制器， 該微處理器接收AC線中的電流的輸入，控制開關(guān)633的狀態(tài)且讀取或估計重連裝置634和 開關(guān)633的接觸的狀態(tài)或位置。另外，邏輯控制單元702學(xué)習(xí)和存儲連接到插座520的電 子裝置的功率概況。在另一示例性實(shí)施例中，壁裝插座板電路530還包含重連裝置634，當(dāng) 壁裝插座板電路530首次連接到AC線輸入510時或者當(dāng)插座520處立即需要滿功率時，該 重連裝置634被激活以接通插座520。在示例性實(shí)施例中，電源斷路器703包含晶體管Q1、Q2、Q3的網(wǎng)絡(luò)，用于調(diào)節(jié)AC線 輸入510到適于邏輯控制單元702的安全電平且從AC線輸入510隔離邏輯控制單元702。 在另一實(shí)施例中，除了現(xiàn)有實(shí)施例的晶體管之外，或者代替現(xiàn)有實(shí)施例的晶體管，電源斷路 器703包含繼電器。壁裝插座板系統(tǒng)900的初始連接涉及將壁裝插座板系統(tǒng)900連接到AC電源。在 示例性方法中，當(dāng)壁裝插座板系統(tǒng)900初始插入到電源時，壁裝插座板電路530的所有電路 不活動且開關(guān)633處于邏輯控制單元702設(shè)置的最后位置。該初始狀況可以也可以不向插 座520提供功率。當(dāng)所有電路不活動時，沒有電流流到壁裝插座板電路530。這是由于電源 斷路器703和處于正常的斷開位置的重連裝置634提供的隔離。在示例性實(shí)施例中，電源 斷路器703包含晶體管Ql、Q2、Q3和電容器C3。在該狀態(tài)中，僅漏電流將流過晶體管Q1、 Q2且漏電流將是約幾十納安的量級。而且，電流互感器631提供從初級端到次級端的電介 質(zhì)隔離，使得僅少量漏電流由于電流互感器631的繞組間電容而流過。繼續(xù)參考圖9，在示例性實(shí)施例中且用于說明目的，用戶可以使用重連裝置634重 連電路以建立通過二極管D1、齊納二極管Z1、電阻R4、重連裝置634和齊納二極管Ti的電 流路徑。二極管Dl用于半波整流AC線以使得峰峰電壓減半。齊納二極管Zl還將二極管 Dl的電壓減小到例如約20伏特。齊納二極管^3和電阻器R4形成電流限制齊納調(diào)節(jié)器，在 支持重連裝置634時，將VDD輸入處的適當(dāng)DC電壓提供到邏輯控制單元702。另外，電容 器C2平滑齊納二極管上的DC信號且在重連裝置634的接觸顫動過程中提供存儲。電 容器C2大小設(shè)計為在邏輯控制單元702的起動時間期間提供足夠的存儲，且電容器C2與 電阻器R4的組合提供VDD輸入上的快速上升沿以適當(dāng)?shù)貜?fù)位邏輯控制單元702。而且，二 極管D5從電容器C5隔離電容器C2，使得電容器C2和電阻器R4的上升時間常數(shù)基本不受 電容器CS的大電容的影響。當(dāng)電容器C3對邏輯控制單元302供電時，電容器CS的電流經(jīng) 過二極管D5。在示例性方法中，如果重連裝置634被激活幾毫秒，則邏輯控制單元702被配置成 初始化且立即起動以在重連裝置634被釋放之前提供其自己的功率。類似于與邏輯控制單 元302相關(guān)的重連操作，這從邏輯控制單元702的倍壓器輸出VD1-VD3和輸出ZGl實(shí)現(xiàn)。如 果插座520空閑且基本不汲取功率，則邏輯控制單元702能夠從汲取電源分離且進(jìn)入“休 眠”模式。在示例性實(shí)施例中，且進(jìn)一步參考圖9，當(dāng)邏輯控制單元702依靠電容器CS中存 儲的能量操作時，在邏輯控制單元302中實(shí)現(xiàn)計時功能，使用電容器C5來執(zhí)行計時功能。電 容器C5暫時通過邏輯控制單元702的CAPTIME輸出充電且電容器C5隨時間的放電率將模 擬電容器CS上的電壓衰退。一旦輸入CAPTIME處的電容器C5電壓達(dá)到低電平，則邏輯控 制單元702將設(shè)置輸出VD1-VD3和輸出ZGl的狀態(tài)為再次從AC線對電容器CS充電。該過程一遍一遍地重復(fù)，使得對于邏輯控制單元702功率絕不中斷。依賴于電容器CS的大小， 該充電過程僅花費(fèi)幾毫秒的時間操作。而且，在示例性方法中，當(dāng)邏輯控制單元702不忙于對電容器CS充電、切換繼電器 K1、或測量從插座520汲取的功率時，邏輯控制單元702操作在深休眠模式，停止所有、或基 本上所有的內(nèi)部行為且等待電容器C5放電。該休眠模式消耗極小的功率且允許存儲電容 器CS上的電荷持續(xù)很多秒。如果在休眠模式期間激活重連裝置634，則邏輯控制單元702 將恢復(fù)正常操作且設(shè)置或復(fù)位繼電器K1。備選地，如果電容器C5電壓下降得太低，則邏輯 控制單元702將再次對電容器CS充電且然后返回到休眠模式。當(dāng)電子裝置處于空閑模式時，壁裝插座板系統(tǒng)500可以繼續(xù)監(jiān)控電子裝置汲取的 功率中的變化。在示例性方法中，在邏輯控制單元702連續(xù)出入休眠模式以對其自己重新 供電的同時，邏輯控制單元702還將周期性地測試從插座520汲取的功率。功率測試的周 期遠(yuǎn)大于電容器CS充電的周期，并且例如，可以每十分鐘或更長的時間僅測試一次。根據(jù) 示例性方法，至少存在源自功率測試結(jié)果的三種可能結(jié)果1)裝置工作且開關(guān)不處于待機(jī) 狀況，2)裝置不工作但是開關(guān)未處于待機(jī)狀況，或者3)開關(guān)處于待機(jī)狀況。與這些可能的 結(jié)果其中每一個相關(guān)的特性和行為類似于參考電源模塊100描述的可能結(jié)果。如果用戶希望操作連接到插座520且插座關(guān)閉的裝置，在示例性實(shí)施例中，激活 重連裝置634將立即將邏輯控制單元702從休眠模式喚醒。因?yàn)閱拘褋碜杂谥剡B裝置634 的激活而并非由于功率測試或電容器CS充電，所以邏輯控制單元702將立即將繼電器Kl 設(shè)置為閉合位置以對連接到插座520的電子裝置供電。除了上述實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)各種其它元件以增強(qiáng)控制和用戶體驗(yàn)。增強(qiáng)用戶控制 的一種方式是允許用戶選擇插座的操作模式。在示例性實(shí)施例中，壁裝插座板系統(tǒng)500還 包含使“綠色”模式操作生效或失效的“綠色模式”開關(guān)。綠色模式開關(guān)可以是硬手動開關(guān) 或者它可以是給邏輯控制單元302的信號?！熬G色”模式操作是當(dāng)在插座520處基本不汲取 負(fù)載時從AC線輸出510分離插座520。用戶可以在需要時使用綠色模式開關(guān)使得綠色操作 模式在不同插座上失效。例如，這種增加的控制在給具有時鐘的裝置或者諸如傳真機(jī)的需 要持續(xù)開啟的裝置供電的插座上可能是需要的。在一個實(shí)施例中，壁裝插座板系統(tǒng)500包括LED指示器，其可以指示插座是否連接 到電源線且汲取負(fù)載電流。LED指示器可以指示插座是否有效，S卩，功率被電子裝置汲取和 /或插座具有可用功率，即使未連接電子裝置。另外，脈沖LED可用于顯示功率測試何時完 成或指示休眠模式充電的“心跳”。在另一實(shí)施例中，壁裝插座板系統(tǒng)500包含至少一個IXD顯示器。該IXD顯示器 可以由邏輯控制單元702操作以指示在操作時間期間被提供到插座520的負(fù)載功率。該 LCD還可以提供關(guān)于在出入“綠色”模式時操作壁裝插座板系統(tǒng)500節(jié)省的功率或消耗的功 率的信息。例如，LCD可以顯示某時間期(諸如，在壁裝插座板系統(tǒng)500的壽命中或者在一 天)中節(jié)省的總瓦數(shù)。各種實(shí)施例可以用于增強(qiáng)壁裝插座板系統(tǒng)和/或壁裝插座板系統(tǒng)中的各個插座 的有效使用。一個這種實(shí)施例是邏輯控制單元702監(jiān)控的光電元件或者其他光學(xué)傳感器的 實(shí)現(xiàn)。光電元件判斷在壁裝插座板系統(tǒng)500的位置是否有光且邏輯控制單元702可以使用 該判斷結(jié)果以根據(jù)環(huán)境光狀況分離插座520。例如，邏輯控制單元702可以在黑暗期中分離插座520。換句話說，壁裝插座板系統(tǒng)的插座可以在晚上關(guān)閉。另一示例是如果位于黑暗房 間(諸如辦公室中不常用的會議室)中則不需要功率的裝置。而且，當(dāng)環(huán)境光狀況超過某 一等級時，功率輸出可以關(guān)閉，該等級可以是預(yù)定的或者由用戶確定。在另一實(shí)施例中，壁裝插座板系統(tǒng)500還包含內(nèi)部時鐘。邏輯控制單元702可以 使用內(nèi)部時鐘來學(xué)習(xí)哪個時間期示出在插座520處有高功率使用。該知識可被包括用于判 斷插座何時應(yīng)具有可用功率。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)部時鐘具有石英晶體精度。而且，內(nèi)部 時鐘不需要設(shè)置為實(shí)際時間。而且，內(nèi)部時鐘可以與光電元件一起使用，以更加提高壁裝插 座板系統(tǒng)效率和/或準(zhǔn)確度。接線板根據(jù)本發(fā)明的各個方面，公開了一種配置成通過從至少一個插座分離功率輸入來 在空閑模式期間減小或消除功率的接線板。在示例性實(shí)施例中，且參考圖11A，接線板1100 包含兩個或更多的插座1120和兩個或更多插座電路1130。在另一示例性實(shí)施例(未示出) 中，接線板1100包含單個插座1120和單個插座電路1130。在又一示例性實(shí)施例中，且參 考圖11B，接線板1100包含與插座電路1130耦合的至少一個插座1120以及直接連接到AC 線輸入1110的至少一個插座1120。在示例性實(shí)施例中，且參考圖12，接線板1100包含連接到插座電路1130的AC線 輸入1110，該插座電路1130又連接到插座1120。插座電路1130包含電流測量系統(tǒng)1231、 控制電路1232以及開關(guān)1233。在示例性實(shí)施例中，出于說明目的，電流測量系統(tǒng)1231包含 具有初級電路和次級繞組的電流互感器1231。然而，電流測量系統(tǒng)1231還可以包含具有差 分放大器的電阻器、電流感測芯片、霍耳效應(yīng)器件或配置成以現(xiàn)在已知或以后設(shè)計的方式 測量電流的任意其他合適組件。電流互感器1231提供與插座1120處的負(fù)載成比例的輸出 功率電平信號。而且，開關(guān)1233將電流互感器1231的初級電路連接到插座1120。而且，在一個實(shí)施例中，AC線輸入1110是連接到接線板1110的主體的標(biāo)準(zhǔn)3線接 地插頭和電線。然而，AC線輸入1110可以以任何AC功率輸入配置的形式被適當(dāng)配置或者 使用任意其他輸入功率配置替代。AC線輸入1110并聯(lián)到位于AC線輸入1110和插座I-N 1120之間的多個類似插座電路1130。而且，在示例性實(shí)施例中，AC線輸入1110可以連接 到110伏特或220伏特的電源。在示例性實(shí)施例中，控制電路1232可包含以下組件至少之一或者組合鎖存電 路、模擬電路、狀態(tài)機(jī)以及微處理器。在一個實(shí)施例中，控制電路1232監(jiān)控電流互感器1231 的次級繞組的狀況且控制開關(guān)1233的操作。此外，在示例性實(shí)施例中，控制電路1232從電 流互感器1231接收低頻或DC信號。該低頻信號例如可以是60Hz。該低頻或DC信號被控 制電路1232解讀為插座1120處的負(fù)載所需的電流。控制電路1232可以包含用于監(jiān)控電流互感器1231的次級繞組的狀況且控制開關(guān) 1233的操作的各種結(jié)構(gòu)。在示例性實(shí)施例中，且參考圖13，控制電路1232包括電流傳感器 1301和邏輯控制單元1302。電流傳感器1301監(jiān)控電流測量系統(tǒng)(例如，電流互感器1231 的次級繞組)的輸出，該輸出是與負(fù)載電流成比例的AC電壓。而且，電流傳感器1301向邏 輯控制單元1302提供信號。在一個實(shí)施例中，該信號可以是與經(jīng)過電流傳感器1301的電 流成比例的DC電壓。在另一實(shí)施例中，該信號可以是與經(jīng)過電流傳感器1301的電流成比 例的電流。在另一示例性實(shí)施例中，且臨時參考圖14，接線板的插座電路1130包含邏輯控
21制單元1302，該邏輯控制單元1302與多于一個的電流互感器1231和多于一個的開關(guān)1233 通信且控制它們。在示例性實(shí)施例中，邏輯控制單元1302由能量存儲電容器供電。邏輯控制單元 1302暫時連接存儲電容器到AC線輸入1110以連續(xù)對邏輯控制單元1302供電。在另一實(shí) 施例中，邏輯控制單元1302可由電池或其他能量源供電。該能量源也被稱為家政或旅店電 源；它用作低輔助電源。在一個實(shí)施例中，輔助電源來自于AC線輸入1110。對于類似電流 監(jiān)控的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，參見通過引用結(jié)合于此的名為“Circuit and Method for Ultra-Low Idle Power”的美國臨時專利申請61/052，939。在示例性實(shí)施例中，邏輯控制單元1302是能夠在集成接線板1100之前和之后被 編程到電子裝置中的微處理器。在一個實(shí)施例中，用戶能夠連接到邏輯控制單元1302且定 制接線板1100的參數(shù)。例如，用戶可以設(shè)置閾值等級和接線板1100的休眠模式占空比?？?發(fā)送來自于接線板1100的例如關(guān)于歷史功耗和/或節(jié)省的能量的數(shù)據(jù)。接線板1100和顯 示裝置之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸可以通過諸如紅外信號、射頻信號或其他類似信號的無線信號 實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸可以使用諸如USB連接或其他類似連接的有線連接實(shí)現(xiàn)。根據(jù)示例性實(shí)施例，控制電路1232可還包含與邏輯控制電路1302通信的電源斷 路器1303。電源斷路器1303配置成從AC線輸入1110隔離邏輯控制單元1302且減小功 率損失。盡管被隔離，邏輯控制單元1302由存儲電容器或其他能量源供電且邏輯控制單元 1302進(jìn)入休眠模式。如果存儲電容器達(dá)到低功率電平，則電源斷路器1303配置成將邏輯控 制單元1302重新連接到AC線輸入1110以對存儲電容器充電。在示例性實(shí)施例中，電源斷 路器1303能夠?qū)⒐β蕮p失從幾微安的泄漏范圍減小到幾納安的泄漏范圍。在另一示例性實(shí)施例中，控制電路1232接收另一控制器施加于AC線輸入1110的 控制信號。該控制信號例如可以是XlO控制協(xié)議或其他類似信號?？刂齐娐?232可以通過 電流互感器1231的次級繞組從耦合的AC線輸入1110或現(xiàn)在已知或以后設(shè)計的配置成耦 合AC線輸入1110到控制電路1232的任意其他合適的裝置接收控制信號。該控制信號可 以來自接線板1100內(nèi)部或者可以來自外部控制器。該控制信號可以是高頻控制信號或頻 率不同于AC線輸入1110的頻率的至少一個控制信號。在示例性實(shí)施例中，控制電路1232 解讀該控制信號以接合或分離開關(guān)1233。在另一實(shí)施例中，外部控制器可以發(fā)送信號以將 接線板1100置于“開啟，，或“關(guān)閉”狀況。在示例性實(shí)施例中，如果電流互感器1231的次級繞組的行為指示插座1120基本 不從AC線輸入1110汲取功率，則開關(guān)1233促使或控制電流互感器1231的初級電路從插座 1120分離。換句話說，開關(guān)1233促使電源從插座1120的分離。在示例性實(shí)施例中，在AC 線頻率，針對AC波形監(jiān)控電流互感器1231的次級繞組，其中該AC波形具有與經(jīng)過電流互 感器1231到達(dá)插座1120的負(fù)載電流成比例的RMS電壓。在另一實(shí)施例中，該AC波形被整 流和濾波以在被控制電路1232接收之前產(chǎn)生DC信號。該DC信號與經(jīng)過電流互感器1231 的初級電路到達(dá)插座1120的負(fù)載電流成比例。在一個實(shí)施例中，措辭“基本沒有功率”旨在表示輸出功率處于典型最大輸出負(fù)載 的約0-1%的范圍。在示例性實(shí)施例中，開關(guān)1233配置成控制電流互感器1231的初級電路 到插座1120的連接且包含從插座1120基本上分離電流互感器1231的初級電路的切換機(jī) 制。開關(guān)1233可以包含繼電器、鎖存繼電器、TRIAC和可選地隔離的TRIAC其中至少之一。
通過基本使得電流互感器1231的初級電路失效，減小插座1120處的功耗。在一 個實(shí)施例中，基本使得插座1120失效旨在表示電流互感器1231的次級繞組的輸出信號已 被控制電路1232解讀為足夠低，使得其適于分離開關(guān)1233和從插座1120去除功率。在另一示例性實(shí)施例中，插座電路1130還包含重連裝置1234，該重連裝置1234配 置成通過邏輯控制單元1302實(shí)現(xiàn)開關(guān)1233的閉合。開關(guān)1233的閉合重連插座1120到電 流互感器1231的初級電路和AC線輸入1110。在示例性實(shí)施例中，重連裝置1234包含以各 種方式閉合和斷開的開關(guān)裝置。例如，重連裝置1234可以包含可以手動操作的按鈕。在一 個實(shí)施例中，該按鈕位于接線板1100上的插座1120附近，例如，位于接線板1100上與插座 1120相同的表面上，或者位于接線板1100與插座1120相鄰的側(cè)面上。在另一實(shí)施例中，重 連裝置1234遠(yuǎn)離接線板1110布置以允許用戶重新使能到接線板1100的插座的功率，而無 需與接線板1100具有直接接觸。在另一實(shí)施例中，重連裝置1234通過傳播經(jīng)過AC線輸入 1110的信號遠(yuǎn)程地作用，該信號被控制電路1232解讀為開/關(guān)信號。在又一實(shí)施例中，重 連電路1234通過諸如紅外信號、射頻信號或其他類似信號的無線信號控制。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，開關(guān)1233以周期為基礎(chǔ)自動操作。例如，開關(guān)1233可以 在幾分鐘或幾十分鐘或者更小或更長的周期之后自動重連。在一個實(shí)施例中，開關(guān)1233足 夠頻繁地自動重連，使得連接到接線板1100的電池操作的裝置在對所連接的裝置的輸入 處沒有功率的期間將不對內(nèi)部電池完全放電。在插座1120重連之后，在示例性實(shí)施例中， 插座電路1130測試或估計負(fù)載狀況。如果插座1120上的負(fù)載狀況增加到原先測量的電平 以上，則插座1120將保持連接到電流互感器1231的初級電路，直到負(fù)載狀況已返回到指示 “低負(fù)載”的所選或預(yù)定的閾值等級。在示例性實(shí)施例中，在消逝了選擇的時間期之后，例 如，在若干秒或分鐘之后，做出重連時負(fù)載狀況的判斷，使得電流涌入或者初始化事件被忽 略。在一個實(shí)施例中，負(fù)載狀況可以在所選的幾秒或幾分鐘的時間期上被平均，使得高負(fù)載 的短突發(fā)被平均掉。在又一示例性實(shí)施例中，接線板1100包含可以將所有插座1120重接 合到AC線輸入1110的主重連裝置。在示例性操作方法中，在初始供電時，接線板1100使開關(guān)1233閉合，使得功率流 入到插座1120。當(dāng)插座1120處的負(fù)載狀況低于閾值等級時，控制電路1232斷開開關(guān)1233 以形成開路且從AC電源信號分離插座1120。這種分離有效地消除了插座1120的任意空閑 功率損失。在一個實(shí)施例中，該閾值等級是流入到插座1120的例如約為1瓦或更少功率的
預(yù)定等級。在示例性實(shí)施例中，不同插座1120可以具有不同固定閾值等級，使得在空閑時具 有較高功率電平的裝置可以有效地連接到接線板1100以進(jìn)行功率管理。例如，大裝置在空 閑時仍可能汲取約5W的功率，但是在連接的插座1120具有約1瓦的閾值時，絕不從AC線 輸入1110斷開。在各個實(shí)施例中，某些插座1120可以具有較高的閾值等級以適應(yīng)高功率 裝置，或者具有較低閾值等級以用于較低功率裝置。在另一實(shí)施例中，閾值是學(xué)習(xí)的值。學(xué)習(xí)的值可以通過控制電路1232長期監(jiān)控插 座1120處的負(fù)載狀況建立。通過監(jiān)控建立隨時間變化的功率電平的歷史，且該歷史可以用 作功率需求模板。在示例性實(shí)施例中，控制電路1232檢查功率電平的歷史且判斷長期功率 需求是否是插座1120連接的裝置處于低、或者最低功率模式的時間。在示例性實(shí)施例中， 當(dāng)?shù)凸β势谂c模板匹配時，控制電路1232在低功率使用時間分離插座1120。例如，模板可以示出裝置通過插座1120汲取功率8個小時，此后是16小時的低功率需求。在另一示例性實(shí)施例中，控制電路1232判斷連接在插座1120的電子裝置的近似 低功率電平，且將閾值等級設(shè)置為預(yù)定的近似低功率電平的百分比。例如，控制電路1232 可以將閾值設(shè)置為近似低功率電平需求的約100-105%。在另一實(shí)施例中，閾值可以設(shè)置為 近似低功率電平需求的約100-110%或110-120%或更高。另外，低功率電平百分比范圍可 以是所公開的范圍的任意變型或組合。另外，可以手動設(shè)置學(xué)習(xí)的閾值等級。根據(jù)示例性實(shí)施例，部分地通過激活重連裝 置1234某一時間期且測量電流功率電平而設(shè)置閾值等級。例如，當(dāng)接線板1100以空閑模 式操作時，用戶可以保持重連裝置1234幾秒且測量功率電平。測量的功率電平用于設(shè)置功 率閾值等級。在一個示例性實(shí)施例中，閾值等級被設(shè)置為測量的功率電平加上偏移值。該 偏移值可以以各種功率電平配置。而且，該偏移值可以增加或減小以適于特定配置。例如， 如果測量的閾值約為1W，且使用約0. 5W的偏移值，則閾值等級約為1. 5W。在示例性實(shí)施例 中，接線板1100配置成如果在此實(shí)例中負(fù)載下降到約1.5W則以超低空閑模式操作。有利 地，通過手動發(fā)起功率電平測量更精確地設(shè)置閾值等級。已經(jīng)公開了配置成通過分離功率輸入在空閑模式期間減小或消除功率的示例性 接線板的公開的各種功能和結(jié)構(gòu)，示例性接線板電路的詳細(xì)示意圖類似于參考圖9描述的 壁裝插座板系統(tǒng)的組件和功能。參考圖9的詳細(xì)描述可以進(jìn)一步理解示例性接線板的操 作。除了上述實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)各種其它元件以增強(qiáng)控制和用戶體驗(yàn)。增強(qiáng)用戶控制 的一種方式是允許用戶選擇插座的操作模式。在示例性實(shí)施例中，接線板1100還包含使得 “綠色”模式操作生效或失效的“綠色模式”開關(guān)。該綠色模式開關(guān)可以是硬手動開關(guān)或者 它可以是給邏輯控制單元302的信號?！熬G色”模式操作是當(dāng)在插座1120處基本不汲取負(fù) 載時從AC線輸入1110分離插座1120。用戶可以在需要時使用綠色模式開關(guān)使得綠色操作 模式在不同插座上失效。例如，這種增加的控制在給具有時鐘的裝置或者諸如傳真機(jī)的需 要持續(xù)開啟的裝置供電的插座上可能是需要的。在一個實(shí)施例中，接線板1100包括LED指示器，其可以指示插座是否連接到電源 線且汲取負(fù)載電流。LED指示器可以指示插座是否活動，即，功率被電子裝置汲取和/或插 座具有可用功率，即使電子裝置未連接。另外，脈沖LED可用于顯示功率測試何時完成或指 示休眠模式充電的“心跳”。在另一實(shí)施例中，接線板1100包含至少一個IXD顯示器。IXD顯示器可以通過邏 輯控制單元1302操作以指示例如在操作時間期間被提供到插座1120的負(fù)載功率。LCD還 可以提供關(guān)于在出入“綠色”模式時操作接線板1100節(jié)省的功率或消耗的功率的信息。例 如，LCD可以顯示某一時間期(諸如，在接線板1100的壽命或者在一天)中節(jié)省的總瓦數(shù)。各種實(shí)施例可以用于增強(qiáng)接線板和/或接線板中的各個插座的高效使用。一個這 種實(shí)施例是邏輯控制單元1302監(jiān)控的光電元件或者其他光學(xué)傳感器的實(shí)現(xiàn)。該光電元件 判斷在接線板1100的位置是否有光且邏輯控制單元1302可以使用該判斷結(jié)果根據(jù)環(huán)境光 狀況分離插座1120。例如，邏輯控制單元1302可以在黑暗期中分離功率輸出1120。換句 話說，接線板可以在晚上關(guān)閉。另一示例是如果位于黑暗房間(諸如辦公室中不常用的會 議室)中則不需要功率的裝置。而且，當(dāng)環(huán)境光狀況超過某一電平時，功率輸出可以關(guān)閉，
24該電平可以是預(yù)定的或者由用戶確定。在另一實(shí)施例中，接線板1100還包含內(nèi)部時鐘。邏輯控制單元1302可以使用內(nèi) 部時鐘來學(xué)習(xí)到哪些時間期在插座1120處顯示出高功率使用。該知識可被包括以用于確 定插座何時應(yīng)具有可用功率。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)部時鐘具有石英晶體精度。而且，內(nèi)部 時鐘不需要設(shè)置為實(shí)際時間。而且，內(nèi)部時鐘可以與光電元件一起使用，以更加提高接線板 的效率和/或準(zhǔn)確度。已經(jīng)參考各個示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，可 以對示例性實(shí)施例做出改變和修正而不偏離本發(fā)明的范圍。例如，除了上述的電路之外，各 個示例性實(shí)施例可以與其他類型的接線板電路一起實(shí)現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)特定應(yīng)用或考慮與系統(tǒng) 操作相關(guān)的任意數(shù)量的因素而適當(dāng)?shù)剡x擇這些備選實(shí)施例。而且，這些和其他改變和變型 旨在被包括在如下面的權(quán)利要求表達(dá)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種接線板，被配置成減小電子裝置的空閑操作期間的功率，該接線板包含交流(AC)線輸入，包含配置成連接到外部插座的插頭和電線；多個插座，配置成向電子裝置發(fā)送功率，所述外部插座不同于所述多個插座；以及插座電路，配置成從所述AC線輸入接收功率且向所述多個插座其中至少一個插座發(fā) 送功率，其中所述插座電路響應(yīng)于所述至少一個插座基本不汲取功率而分離向所述至少一 個插座發(fā)射的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接線板，所述插座電路包含電流測量系統(tǒng)，配置成監(jiān)控來自所述AC線輸入的電流，其中所述電流測量系統(tǒng)提供與 所述至少一個插座處的負(fù)載成比例的輸出功率電平信號；開關(guān)，與所述電流測量系統(tǒng)和所述至少一個插座通信；以及控制電路，配置成接收所述輸出功率電平信號且控制所述開關(guān)的斷開和閉合以從電源 分離所述至少一個插座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接線板，其中所述控制電路是鎖存電路、模擬電路、狀態(tài)機(jī)和 微處理器其中至少之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接線板，其中所述開關(guān)是繼電器、鎖存繼電器、TRIAC和可選 隔離TRIAC其中至少之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接線板，其中所述控制電路被配置成接收控制信號以促使所 述開關(guān)的斷開和閉合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接線板，還包含綠色模式開關(guān)，被配置成選擇所述至少一個 插座的操作模式，其中所述操作模式是正常模式和綠色模式其中至少之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接線板，還包含至少一個LED指示器，被配置成指示在所述至 少一個插座處的所述電子裝置是否活動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接線板，其中所述至少一個LED指示器還配置成如果所述插 座電路正在測試所述至少一個插座，則閃爍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接線板，還包含配置成顯示數(shù)據(jù)的液晶顯示器(IXD)，其中所 述數(shù)據(jù)是提供到所述至少一個插座的負(fù)載功率、所述至少一個插座節(jié)省的功率、所述接線 板節(jié)省的功率以及所述接線板消耗的功率其中至少之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接線板，還包含重連裝置，該重連裝置配置成使所述控制電 路無效且使所述開關(guān)重新接合到閉合狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接線板，其中所述重連裝置還配置成分離所述開關(guān)為斷開 狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接線板，其中所述重連裝置是按鈕。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接線板，其中所述重連裝置遠(yuǎn)離所述接線板而設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接線板，其中所述重連裝置是由紅外信號和射頻信號至少 之一控制的。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接線板，其中所述重連裝置配置成使單個控制電路無效且 使單個開關(guān)重新處于閉合狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接線板，其中所述重連裝置還配置成分離單個開關(guān)為斷開 狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接線板，其中所述重連裝置配置成使多個控制電路無效且 使多個開關(guān)重新處于閉合狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接線板，其中所述重連裝置還配置成分離多個開關(guān)為斷開 狀態(tài)。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接線板，還包含功率斷路器，該功率斷路器配置成從所述AC 線輸入電隔離所述控制電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接線板，其中基本沒有功率為所述至少一個插座處的所述 電子裝置的典型的最大輸出負(fù)載的約0-1 %。
21.
22.
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接線板，還包含用于設(shè)置休眠模式占空持續(xù)期的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接線板，其中所述插座電路配置成使得所述接線板的參數(shù) 可以由用戶修改。
25.一種接線板中的插座電路，所述插座電路配置成接收功率且向插座發(fā)送功率，且所 述插座電路包含電流測量系統(tǒng)，配置成提供與所述插座處的負(fù)載成比例的輸出信號；開關(guān)，配置成從所述插座分離功率；以及控制電路，配置成解讀所述輸出信號并且控制所述開關(guān)；其中所述開關(guān)在所述插座處的負(fù)載低于閾值等級時分離功率。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的插座電路，還包含連接到所述控制電路的重連裝置，其中 所述重連裝置配置成將功率重新接合到所述插座。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的插座電路，其中所述控制電路還包含功率斷路裝置，該功 率斷路裝置被配置成如果電組件處于空閑模式則從功率輸入隔離所述電組件。
28.一種接線板，配置成高效地向電子裝置提供功率，所述接線板包含至少一個插座，配置成向所述電子裝置提供功率；開關(guān)，至少具有斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)，其中所述開關(guān)與所述至少一個插座和交流(AC) 線輸入通信；電流測量系統(tǒng)，配置成監(jiān)控所述至少一個插座汲取的電流；以及控制電路，配置成控制所述開關(guān)的狀態(tài)；其中如果所述至少一個插座汲取的所述電流低于閾值等級，則所述控制電路將所述開 關(guān)設(shè)置為斷開狀態(tài)，使得所述至少一個插座從所述AC線輸入有效地分離。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述控制電路通過將所述開關(guān)設(shè)置為閉合狀 態(tài)且判斷所述至少一個插座汲取的電流是否低于所述閾值等級，測試所述至少一個插座處 的負(fù)載狀況。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述控制電路個別地控制所述至少一個插座。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述控制電路控制多個所述至少一個插座。
32.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述電流測量系統(tǒng)是電流互感器。
33.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述電流測量系統(tǒng)是具有差分放大器的電阻 器、電流感測芯片和霍爾效應(yīng)器件至少之一。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的接線板，還包含重連裝置，該重連裝置配置成使所述控制電路無效且使所述開關(guān)重新接合到閉合狀態(tài)。
35.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，還包含功率斷路器，該功率斷路器配置成從所述 AC線輸入電隔離所述控制電路。
36.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述控制電路包含電流傳感器和邏輯控制單元。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的接線板，還包含光電元件，該光電元件配置成指示所述接 線板周圍的環(huán)境光的等級，其中所述邏輯控制單元配置成基于環(huán)境光的所述等級分離所述 至少一個插座。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的接線板，還包含內(nèi)部時鐘，其中所述邏輯控制單元使用所 述內(nèi)部時鐘來確定所述至少一個插座的使用期。
39.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述閾值等級是預(yù)定的等級。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的接線板，其中所述預(yù)定等級約為1瓦或更小。
41.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述閾值等級是通過長期監(jiān)控所述至少一個 插座處的負(fù)載狀況而確定的學(xué)習(xí)的等級。
42.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述閾值等級是通過激活重連裝置手動設(shè)置 的，且其中所述閾值等級部分地基于測量所述接線板的空閑模式期間的功率電平。
43.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的接線板，其中所述閾值等級是所述電子裝置的所確定的近 似低功率電平的百分比。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的接線板，其中所確定的近似低功率電平的所述百分比是約 100-105%、約100-110%和約110-120%其中至少一個范圍。
45.根據(jù)權(quán)利要求28所述的接線板，其中所述至少一個插座包含具有第一閾值等級的 第一插座和具有第二閾值等級的第二插座，其中所述第一閾值等級不同于所述第二閾值等 級。
46.一種促使接線板具有低功耗的方法，所述方法包含向插座處的電子裝置提供功率；在電流測量系統(tǒng)處監(jiān)控所述插座處的負(fù)載狀況；向控制電路發(fā)送所述負(fù)載狀況；在所述控制電路處控制開關(guān)的狀態(tài)；以及如果所述負(fù)載狀況低于閾值等級，則將所述開關(guān)狀態(tài)設(shè)置為斷開，且從AC線輸入分離 所述插座。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，還包含所述插座處的負(fù)載狀況的測試方法，所述測 試方法包含將所述開關(guān)設(shè)置為閉合狀態(tài)；以及確定所述負(fù)載狀況是否低于所述閾值等級。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，還包含使用重連裝置使所述控制電路無效；以及使所述開關(guān)重新接合到閉合狀態(tài)。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，還包含使用功率斷路器從所述AC線輸入電隔離所述 控制電路。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，還包含 監(jiān)控所述插座處的負(fù)載狀況；以及基于所述負(fù)載狀況的監(jiān)控確定所述閾值等級。
51.一種功率斷路電路，配置成如果電組件處于空閑模式則從功率輸入隔離所述電組 件，所述功率斷路電路包含晶體管網(wǎng)絡(luò)，與所述功率輸入和所述電組件通信； 所述晶體管網(wǎng)絡(luò)包含第一晶體管，配置成斷開所述功率輸入；以及 第二晶體管，配置成調(diào)節(jié)給所述第一晶體管的電壓；其中當(dāng)通過所述功率斷路電路從所述功率輸入隔離時，所述電組件基本不汲取功率。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的功率斷路電路，其中所述功率斷路電路還配置成調(diào)節(jié)所述 功率輸入為用于所述電組件的合適功率電平。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的功率斷路電路，其中所述電組件是控制電路。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的功率斷路電路，其中所述功率斷路電路集成到電源系統(tǒng)中。
55.根據(jù)權(quán)利要求51所述的功率斷路電路，其中所述電組件包含能量儲存單元，且其 中所述晶體管網(wǎng)絡(luò)周期性地重連所述電組件到所述功率輸入以對所述能量儲存單元充電。
56.一種壁裝插座板系統(tǒng)，配置成減小電子裝置的空閑操作期間的功率，所述壁裝插座 板系統(tǒng)配置成處于壁裝插座板內(nèi)或插入到壁裝插座板中，所述壁裝插座板系統(tǒng)包含交流(AC)線輸入；所述壁裝插座板系統(tǒng)的至少一個插座，配置成向電子裝置發(fā)送功率；以及 壁裝插座板電路，配置成從所述AC線輸入接收功率且向所述至少一個插座發(fā)送功率， 并且所述壁裝插座板電路配置成響應(yīng)于至少一個插座基本不汲取功率而分離給所述至少 一個插座發(fā)送的功率；其中所述壁裝插座板系統(tǒng)配置成固定安裝到墻壁上。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的壁裝插座板系統(tǒng)，其中所述壁裝插座板電路接合在所述至 少一個插座的表面后。
58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的壁裝插座板系統(tǒng)，還包含至少一個附加插座且其中所述壁 裝插座板電路接合到所述至少一個插座的表面。
59.一種功率模塊，配置成作為電子裝置的組件以減小所述電子裝置的空閑操作期間 的功耗，所述功率模塊包含所述功率模塊的功率輸入；所述功率模塊的至少一個功率輸出，配置成向電子裝置發(fā)送功率；以及功率模塊電路，配置成從所述功率輸入接收功率且向所述至少一個功率輸出發(fā)送功率；其中所述功率模塊電路響應(yīng)于所述至少一個功率輸出基本不汲取功率而分離向所述 至少一個功率輸出發(fā)送的功率。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的功率模塊，其中所述功率模塊集成到所述電子裝置中。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的功率模塊，其中所述功率模塊能夠從所述電子裝置移除。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的各個方面，提供用于減小在空閑狀況中電源模塊、壁裝插座板系統(tǒng)、接線板等的功耗的方法和電路。在示例性實(shí)施例中，電源電路配置成通過從功率輸入分離電學(xué)連接減小或消除在空閑模式中的功率。示例性電源電路可以與AC功率輸入通信，且可以包括電路互感器、控制電路和開關(guān)。電流互感器次級繞組向插座負(fù)載提供功率輸出電平信號。如果電流測量系統(tǒng)的行為指示電源電路基本不從AC功率輸入汲取功率，則開關(guān)促進(jìn)電流互感器初級電路從電源電路的分離。
文檔編號H01R13/70GK102124614SQ200980131916
公開日2011年7月13日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者M·D·黑爾, R·G·布博塞, W·桑頓 申請人:Igo公司