專利名稱：供電設(shè)備、電力接收設(shè)備、供電系統(tǒng)和供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供電設(shè)備、電力接收設(shè)備、供電系統(tǒng)和供電方法。
背景技術(shù)：
許多電子裝置，例如個人計算機(jī)和游戲機(jī)，使用交流電路(AC)適配器用于其工作 和用于充電其電池。AC電從商用電源被輸入至AC適配器，并且隨后與裝置適配的電力從 AC適配器被輸出。普通電子裝置通過直流(DC)工作，其中各裝置的電壓和/或電流可以相 互不同。因而，用于輸出適配于各裝置的電力的AC適配器的標(biāo)準(zhǔn)對于各裝置將是不同的， 對于裝置的增加的數(shù)量，這導(dǎo)致不利地增加了 AC適配器的數(shù)量。既便相似形狀的AC適配 器也可能相互不兼容。針對這樣的缺點，提出了一種電源總線系統(tǒng)，其中用于給裝置供電的供電塊(例 如電池或者AC適配器)和從供電塊被供電的耗電塊被連接至一條公共直流總線(見JP 2001-306191 (A)和JP 2008-123051 (A))。在這樣的電源總線系統(tǒng)中，直流流過總線。各塊 被描述為對象，并且各塊的對象通過總線相互發(fā)送/接收信息(狀態(tài)數(shù)據(jù))。此外，各塊的 對象基于來自另一塊的對象的請求生成信息(狀態(tài)數(shù)據(jù))，并且發(fā)送它作為應(yīng)答數(shù)據(jù)。隨 后，接收應(yīng)答數(shù)據(jù)的塊的對象可以基于所接收的應(yīng)答數(shù)據(jù)的內(nèi)容來控制供電和耗電。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的提供直流電的電源總線系統(tǒng)中，用于信息通信的通信調(diào)制解調(diào)器和用于 控制機(jī)器的控制微處理器在用于供電的服務(wù)器和用于接收電力的客戶端兩者中都被激活。 但是，在該電源總線系統(tǒng)中，既便從服務(wù)器定期地接收電力，電力也應(yīng)當(dāng)被間歇地提供。因 而有利地，用于激活這些調(diào)制解調(diào)器和處理器的常規(guī)電源應(yīng)當(dāng)需要通過某種方法來確保。 有利地，不存在用于與電源總線系統(tǒng)連接用設(shè)備的電源，直至該設(shè)備被連接至總線以便通 過服務(wù)器被供電，除非它包括用于其激活的任何輔助電源，例如電池?？紤]到前述，理想地是提供用于提供直流電的電源總線系統(tǒng)中的一種供電設(shè)備、 電力接收設(shè)備、供電系統(tǒng)以及供電方法，其是新穎和被改進(jìn)的，并且允許例如簡化了的供電 系統(tǒng)、維護(hù)的改善和提高，成本降低等優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種供電設(shè)備，包括連接至總線的直流電源，在 總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流電上，所述直 流電源被配置成始終輸出正電壓的第二直流電至總線，第二直流電在總線上被重疊于在預(yù) 定的第一時段輸出的第一直流電之上。第二直流電的電壓低于第一直流電的最小電壓。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種電力接收設(shè)備，包括連接至總線的電力接 收器，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流 電上，所述電力接收器被配置成從總線接收比第一直流電的最小電壓低的正電壓的第二直 流電，第二直流電在總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上。根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供了一種供電系統(tǒng)，包括連接至總線的供電設(shè)備和電力接收設(shè)備，在總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的 直流電上。所述供電設(shè)備包括配置成始終輸出正電壓的第二直流電至總線的直流電源，所 述第二直流電在總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上。第二直流電的 電壓低于第一直流電的最小電壓。所述電力接收設(shè)備包括被配置成從總線接收第二直流電 的電力接收器。根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，提供了一種供電方法，包括如下步驟被連接至在其上 表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流電上的總線，并且始終 輸出正電壓的第二直流電至總線，所述第二直流電在總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸 出的第一直流電之上。第二直流電的電壓低于第一直流電的最小電壓。根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供了一種供電設(shè)備，包括連接至總線的直流電源，在 總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流電上，所述第 二直流電在總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上，所述直流電源被配 置成在與所述第一時段不同的第二時段向總線輸出負(fù)電壓的第二直流電。根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，提供了一種電力接收設(shè)備，包括連接至總線的電力接 收器，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流 電上，所述第二直流電在總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上，所述 電力接收器被配置成在與第一時段不同的第二時段從總線接收負(fù)電壓的第二直流電。電力接收設(shè)備還可以包括通過第二直流電的負(fù)電壓的出現(xiàn)來檢測第二時段的定 時檢測器。通過定時檢測器檢測的第二時段可以被用于電力接收設(shè)備和連接至所述總線的 另一設(shè)備之間的同步處理。根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供了一種供電系統(tǒng)，包括連接至總線的供電設(shè)備和 電力接收設(shè)備，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流 電的直流電上。第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之 上。供電設(shè)備包括直流電源，所述直流電源配置成在與第一時段不同的第二時段向總線輸 出負(fù)電壓的第二直流電。電力接收設(shè)備包括電力接收器，所述電力接收器配置成在第二時 段從總線接收第二直流電。根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，提供了一種供電方法，包括如下步驟被連接至在其上 表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流電上的總線，所述第二 直流電在總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上，并且在與所述第一時 段不同的第二時段向總線輸出負(fù)電壓的第二直流電。根據(jù)上述本發(fā)明的實施例，在用于提供直流電的電源總線系統(tǒng)中，可以節(jié)省用于 觸發(fā)初期激活的輔助電源，并且由于輔助電源被節(jié)省，所以可以提供新穎和被改善的供電 設(shè)備、電力接收設(shè)備、供電系統(tǒng)和供電方法，其允許例如簡化的供電系統(tǒng)、維護(hù)的改進(jìn)和提 高、成本降低等優(yōu)點。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1的配置的圖。圖2是示出從根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中的電源服務(wù)器提供的電壓輸 出的圖。
圖3是示出在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中用于在總線10上重疊電壓 Vs的示例性配置的圖。圖4是示出來自電源服務(wù)器100的電壓和來自直流電源300的電壓被重疊于總線 10上的實例的圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的客戶端200的配置的圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的客戶端201的配置的圖。圖7是示出在本發(fā)明的第三實施例中來自電源服務(wù)器100的電壓和來自直流電源 300的電壓被重疊于總線10上的實例的圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的客戶端202的配置的圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的客戶端203的配置的圖。圖10是示出利用根據(jù)本發(fā)明每一實施例的供電系統(tǒng)1的供電過程的圖。
具體實施例方式以下，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意，在本說明書和附圖中，具 有基本相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同的附圖標(biāo)記指稱，并且這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)的解 釋被省略。按照下列順序，將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。1.第一實施例1-1.供電系統(tǒng)的配置1--2.電壓輸出的實例
1--3.在總線上重疊電壓的配置
1--4.客戶端的配置
2.第二實施例
3.第三實施例
4.第四實施例
5.通過供電系統(tǒng)進(jìn)行的供電過程
6.結(jié)論
1.第一實施例1-1.供電系統(tǒng)的配置首先，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)的配置。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明 第一實施例的供電系統(tǒng)1的配置的圖?，F(xiàn)在，將參考圖1在下面描述根據(jù)本發(fā)明第一實施 例的供電系統(tǒng)1的配置。如圖1中所示出的，根據(jù)本發(fā)明實施例的供電系統(tǒng)1包括電源服務(wù)器100和客戶 端200。電源服務(wù)器100和客戶端200通過總線10相互連接。電源服務(wù)器100向客戶端200提供直流。而且，電源服務(wù)器100發(fā)送信息信號至 客戶端200/接收來自客戶端200的信息信號。在該實施例中，總線10被用于在電源服務(wù) 器100和客戶端200之間提供直流和發(fā)送/接收信息信號這兩者。電源服務(wù)器100包括用于發(fā)送/接收信息信號的通信用調(diào)制解調(diào)器，用于控制電 源的微處理器，用于控制直流的輸出的開關(guān)等。
客戶端200通過電源服務(wù)器100被提供直流。而且，客戶端200發(fā)送信息信號至 電源服務(wù)器100/接收來自電源服務(wù)器100的信息信號。圖1示出了二客戶端200，它們分 別被標(biāo)為200，給出作為示意?？蛻舳?00包括用于發(fā)送/接收信息的通信用調(diào)制解調(diào)器，用于控制電源的微處 理器，用于控制直流的輸出的開關(guān)等。此外，盡管圖1示出了供電系統(tǒng)1包括一個電源服務(wù)器100和二客戶端200的實 例，當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解在本發(fā)明的實施例中電源服務(wù)器的數(shù)量和客戶端的數(shù)量不局限于該實 例。上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1的配置。下面，將描述從根 據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中的電源服務(wù)器提供的電壓輸出的實例。1-2.電壓輸出的實例圖2是示出從根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的供電系統(tǒng)1中的電源服務(wù)器提供的電壓 輸出的圖。現(xiàn)在，下面將參考圖2描述來自根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的供電系統(tǒng)1中的電 源服務(wù)器的電壓輸出。圖2示出了例如直流是如何從電源服務(wù)器100被提供至二客戶端200的。來自電 源服務(wù)器的電力在時隙(電力隙)中被提供至客戶端，對于合適的單位時間，分離地給出各 時隙，例如在圖2中的時段AB、CD、EF或者GH。對于作為GLl被指示的部分，即對于時段AB 和EF，電力被送出，地址為客戶端CLl。并且對于作為CL2被指示的部分，即對于時段⑶和 GH,電力被送出，地址為客戶端CL2。電力隙之間的時段被界定為吸收電源服務(wù)器100和客 戶端200之間的切換控制定時之間的間隙的保護(hù)時段。例如，電力隙的時段可以是1. 5秒， 并且保護(hù)時段可以是300毫秒。用于同步電源服務(wù)器100和客戶端200的技術(shù)和用于從電源服務(wù)器100向客戶端 200供電的技術(shù)在JP 2008-123051 (A)中被公開，并且因而在此將不描述其細(xì)節(jié)。因而，因為從電源服務(wù)器100間歇地供電，所以在客戶端200連接至總線10之后， 客戶端200可以不總是立即從電源服務(wù)器100供電?？蛻舳?00的存在應(yīng)當(dāng)需要通知電源 服務(wù)器100，使得客戶端200從電源服務(wù)器100被供電(見JP 2008-123051 (A))。為了向 電源服務(wù)器100通知客戶端200的存在，包括在客戶端200內(nèi)的通信調(diào)制解調(diào)器和微處理 器將需要被激活。于是，為了通信調(diào)制解調(diào)器和微處理器的激活，用于激活的電力將需要與 從電源服務(wù)器100提供的電力分開地被確保。于是，在本實施例中，為了用于客戶端200的激活，低于來自電源服務(wù)器100的直 流電壓輸出的電壓Vs被輸出至總線10以便被重疊于來自電源服務(wù)器100的直流電壓輸出 上。比來自電源服務(wù)器100的直流電壓輸出低的電壓Vs在來自電源服務(wù)器100的直流電 壓輸出之上的重疊使得能夠節(jié)省用于激活包括在客戶端200內(nèi)的通信調(diào)制解調(diào)器和微處 理器的輔助電源或者使用小容量輔助電源。上面已經(jīng)描述了來自根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中的電源服務(wù)器的電 壓輸出的實例。下面，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中用于重疊電壓Vs于總 線10上的配置。1-3.重疊電壓于總線上的配置圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中用于重疊電壓Vs于總線10上的示例性配置的圖。現(xiàn)在，將在下面參考圖3描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中 用于重疊電壓Vs于總線10上的配置。在圖3中所示出的配置中，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的供電系統(tǒng)1，除了電源服務(wù) 器100之外，還包括為了重疊電壓Vs于總線10上的目的而輸出電壓Vs的直流電源300。 直流電源300經(jīng)由二極管D2輸出電壓Vs的電力至總線10。另一方面，通過開關(guān)Sl的切換，從電源服務(wù)器100至客戶端200的直流電供給受 到控制。當(dāng)開關(guān)Sl保持接通時，直流電從電源服務(wù)器100輸出至總線10，而當(dāng)開關(guān)Sl保持 斷開時，停止從電源服務(wù)器100提供直流電。這樣的開關(guān)Sl的切換可以通過被包括在電源 服務(wù)器100中的控制微處理器(未示出)而受到控制。電源服務(wù)器100和客戶端200以重疊在被提供至總線10的電力上的射頻信號相 互通信。以射頻信號的通信在經(jīng)由電容器C的路徑上進(jìn)行。因而，無論開關(guān)Sl的接通/斷 開，射頻信號都經(jīng)由電容器C被送至總線10，并且電源服務(wù)器100和客戶端200之間的通信 以射頻信號進(jìn)行。來自直流電源300的輸出電壓Vs被設(shè)置為低于由電源服務(wù)器100所提供的最小 電壓的值。如果由電源服務(wù)器100所提供的最小電壓等于或者低于Vs，則不從電源服務(wù)器 100供電而是從直流電源300供電，這將通過把來自直流電源300的輸出電壓Vs設(shè)置為低 于由電源服務(wù)器100所提供的電力的最小電壓而被避免。通過設(shè)置Vs為低于由電源服務(wù) 器100所提供的電力的最小電壓的值，二極管D2被反向偏置，使得對于其中從電源服務(wù)器 100輸出電力的時段，即對于在圖2中所示出的電力隙的時段，Vs被掩蔽。因而，對于從電 源服務(wù)器100輸出電力的時段，從電源服務(wù)器100獲得全部電力。于是，僅當(dāng)開關(guān)Sl保持 打開時，在總線10僅觀測到來自直流電源的輸出電壓Vs。在圖2中所示出的實例中，正是 對于各時段BC、DE和TO，在總線10僅觀測到來自直流電源300的輸出電壓Vs。此外，直流電源300可以限制其要輸出的電流，以便在如圖1中所示出的供電系統(tǒng) 中在接收電力的任何客戶端200碰巧落入短路事故或者任何事情的情形中(它可能導(dǎo)致從 直流電源300提供過大的電流)，避免來自直流電源300的過大電流的供給。另一方面，從 電源服務(wù)器100供給的電力被限制為根據(jù)客戶端200和電源服務(wù)100之間預(yù)先的協(xié)議規(guī)定 的最大供電電流。圖4是示出來自電源服務(wù)器100的電壓和來自直流電源300的電壓被重疊于總線 10上的實例的圖。在圖4中所示出的實例中，時段AB、⑶、EF和GH是可以從電源服務(wù)器 100供電的時段，而時段BC、DE和TO是吸收電源服務(wù)器100和客戶端200之間的切換控制 定時之間的間隙的保護(hù)時段。在圖4中所示出的實例中，對于時段AB，沒有從電源服務(wù)器100供電。因而，對于 時段AB，來自直流電源300的電壓Vs照原樣在總線10被觀測到。自然地，對于下面的時段 BC,沒有從電源服務(wù)器100供電，并且因而對于該時段BC，來自直流電源300的電壓Vs照原 樣也在總線10被觀測到。在圖4中所示出的實例中，對于下面的時段CD，從電源服務(wù)器100供電。對于該時 段，來自直流電源300的電壓Vs被掩蔽從而在總線10不被觀測到，使得在總線10僅觀測 到來自電源服務(wù)器100的輸出電壓。因而時段CD的阻抗是針對電源服務(wù)器100的阻抗，電 源服務(wù)器100是供電電源。自然地，對于下面的時段DE，沒有從電源服務(wù)器100供電，并且因而對于該時段DE，來自直流電源300的電壓Vs照原樣在總線10被觀測到。相似于時段CD，對于下面的時段EF，從電源服務(wù)器100供電。對于該時段，來自直 流電源300的電壓Vs被掩蔽從而在總線10不被觀測到，使得在總線10僅觀測到來自電源 服務(wù)器100的輸出電壓。自然地，對于下面的時段re，沒有從電源服務(wù)器100供電，并且因 而對于該時段re，來自直流電源300的電壓Vs照原樣在總線10被觀測到。于是，相似于時 段AB，對于下面的時段GH，沒有從電源服務(wù)器100供電。因而，對于時段GH，來自直流電源 300的電壓Vs照原樣在總線10被觀測到。因而通過重疊來自電源服務(wù)器100的輸出電壓和來自直流電300的電壓Vs于，在 總線10上始終觀測到等于或者高于電壓Vs的電壓。連接至總線10時要被使用的客戶端 200可以在連接至總線10之后立即被提供至少電壓Vs的電力。上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的供電系統(tǒng)1中在總線10上重疊電壓 Vs的配置。下面，將描述在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)1中被供電的一個客戶端200 的配置。1-4.客戶端的配置圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的客戶端200的配置的圖?，F(xiàn)在，下面將參考 圖5描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的客戶端200的配置。如同在圖5中所示出的，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的客戶端200包括開關(guān)210、升壓 /降壓變換器220、微處理器230和電容器Cl。此外，在圖5中所示出的配置被配置成從直 流電源300接收電壓Vs的電力。除了在圖5中所示出的配置之外，客戶端200包括用于接 收從電源服務(wù)器100供給的電力的配置。例如，在JP 2008-123051 (A)中所公開的配置可 以被用于客戶端200，以便接收從電源服務(wù)器100供給的電力。當(dāng)沒有從電源服務(wù)器100向客戶端200供電時，開關(guān)210被關(guān)閉。開關(guān)210的切 換由微處理器230控制。當(dāng)開關(guān)210被關(guān)閉時，客戶端200可以從直流電源300接收電壓 Vs的電力。在開關(guān)210閉合的狀態(tài)下，來自直流電源300的電壓Vs的電力被用于充電電容 器Cl。升壓/降壓變換器220把輸入電壓變換為高于或者低于輸入電壓的電壓并且輸出 被變換的電壓。由于通過來自直流電源300的電壓Vs的電力在電容器Cl中存儲電荷，所 以電容器Cl的電壓最終將被增加。與電容器Cl的電壓的此增加相關(guān)聯(lián)，升壓/降壓變換 器220觸發(fā)其激活。升壓/降壓變換器220把輸入電壓變換為用于激活微處理器230的電 壓V_local (例如3. 3V)并且輸出被變換的電壓。微處理器230控制客戶端200的激活；例如，它可以控制開關(guān)210的切換或者檢測 客戶端200和電源服務(wù)器100之間的同步定時。微處理器230被由升壓/降壓變換器220輸出的電壓V_local激活。換言之，微 處理器230與升壓/降壓變換器220的激活相關(guān)聯(lián)地觸發(fā)其激活，升壓/降壓變換器220 的激活與被充電的電容器Cl的電壓的增加相關(guān)。當(dāng)微處理器230觸發(fā)其激活時，客戶端200和電源服務(wù)器100之間的同步定時因 此可以被檢測。同步定時對應(yīng)于圖4中的時段BC、DE和TO。微處理器230控制開關(guān)210以 對于圖4中的每一時段BC、DE和TO是關(guān)閉的并且對于其它時段是打開的。利用在微處理 器230控制下的開關(guān)210的切換，客戶端200可以被提供來自直流電源300的電壓Vs的電力，用于客戶端200和電源服務(wù)器100之間的同步定時。對于其它時段，客戶端可以被控制 為不被提供來自直流電源300的電壓Vs的電力。上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的客戶端200的配置。根據(jù)上面描述的本 發(fā)明的第一實施例，正電壓Vs的電力可以被重疊于總線10上，作為用于客戶端200的初期 激活的電源。對于沒有從電源服務(wù)器供電的時段，該正電壓在總線10被觀測到。結(jié)果，客 戶端200可以接收總線10上的正電壓Vs的電力，以便使用它作為用于初期激活的電源。2.第二實施例下面將描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的客戶端201的配置。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明 第二實施例的客戶端201的配置的圖。如同在圖6中所示出的，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的客戶端201包括升壓/降壓變 換器220、微處理器230和電容器Cl。在圖6中所示出的客戶端201與在圖5中所示出的 客戶端200的不同之處在于圖6中缺少圖5的開關(guān)210。因而，在圖6中所示出的客戶端 201可以存儲部分(或者全部)輸入電壓于電容器Cl中。電容器Cl被充電之后的操作與 在圖5中所示出的客戶端200相同，而在圖6中所示出的微處理器230將不控制切換，因為 在客戶端201中開關(guān)210的缺失。如此配置，客戶端201不僅可以使用針對在圖4中所示出的每一時段BC、DE和TO 從直流電源300供給的電壓Vs的電力，而且還可以使用針對時段CD、EF等從電源服務(wù)器 100提供的用于客戶端的部分電力。上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的客戶端201的配置。根據(jù)上面描述的本 發(fā)明的第二實施例，正電壓Vs的電力可以被重疊于總線10上，作為用于客戶端201的初期 激活的電源。對于沒有從電源服務(wù)器供電的時段，該正電壓在總線10被觀測到。結(jié)果，客戶 端201可以接收總線10上的正電壓Vs的電力，以便使用它作為用于初期激活的電源。此 外，客戶端201不僅可以使用來自直流電源300的電壓Vs的電力，而且可以使用從電源服 務(wù)器100提供的用于客戶端的部分電力作為用于初期激活的電源。3.第三實施例下面，將描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例的客戶端202的配置。圖8是示出根據(jù)本發(fā) 明第三實施例的客戶端202的配置的圖。如同在圖8中所示出的，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的客戶端202包括變換器212、微 處理器230、二極管Dl和電容器Cl。變換器212包括開關(guān)211、穩(wěn)壓器213、電容器C2、電感 器Ll以及電阻Rl和R2。在上面描述的本發(fā)明的第一和第二實施例中，正電壓Vs的電力從直流電源300被 提供。在本發(fā)明的第三實施例中，負(fù)電壓-Vs的電力從直流電源300被提供。圖7是示出 在本發(fā)明的第三實施例中來自電源服務(wù)器100的電壓和來自直流電源300的電壓被重疊于 總線10上的實例的圖。如同在圖7中所示出的，在本發(fā)明的第三實施例中對于時段AB，既沒有從電源服 務(wù)器100供電也沒有從直流電源300供電。因而，對于時段AB，在總線10觀測到接地電壓。 對于下一時段BC，從直流電源300供電，并且自然地沒有從電源服務(wù)器100供電，并且因而 對于該時段BC，在總線10觀測到來自直流電源300的負(fù)電壓-Vs0在圖7中所示出的實例中，對于下一時段CD，從電源服務(wù)器100供電。對于該時段，沒有從直流電源300供電，并且于是將在總線10僅觀測到來自電源服務(wù)器100的輸出 電壓。相似于時段BC，對于下一時段DE，從直流電源300供電并且自然地沒有從電源服務(wù) 器100供電，并且因而對于該時段DE，來自直流電源300的負(fù)電壓-Vs在總線10被觀測到。接著，對于時段EF，在總線10僅觀測到來自電源服務(wù)器100的輸出電壓，以及對 于時段TO，來自直流電源300的負(fù)電壓-Vs在總線10被觀測到。隨后，對于時段GH，在總 線10僅觀測到來自電源服務(wù)器100的輸出電壓。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的 客戶端202被配置成通過變換器212將來自直流電源300的該負(fù)電壓-Vs變換為正電壓V_ Local,以用于微處理器230的初期激活。此外，盡管在圖8的客戶端202中示出了用于將 負(fù)電壓-Vs變換為正電壓V_Local的變換器212，但是應(yīng)當(dāng)理解，將負(fù)電壓-Vs變換為正電 SV_L0cal的技術(shù)當(dāng)然不局限于在本發(fā)明的實施例中的上述實例。當(dāng)來自直流電源300的負(fù)電壓-Vs的電力被輸出至總線10時，它然后被客戶端 202所接收?？蛻舳?02利用部分(或者全部)被接收的電力經(jīng)由二極管Dl來充電電容 器C1。當(dāng)電容器使用來自直流電源300的負(fù)電壓-Vs的電力被充電時，變換器212將負(fù)電 壓-Vs變換為正電壓V_L0cal。然后，該被變換的正電壓V_Local將被用于微處理器230 的初期激活。因而，客戶端202的微處理器230可以通過使用從直流電源300輸出的負(fù)電 壓-Vs的電力來激活。此外，來自電源服務(wù)器100的電力可以被有效地消費，因為來自電 源服務(wù)器100的用于客戶端的電力輸出將不再被用于客戶端202的微處理器230的初期激 活。在本實施例中，在圖7中所示出的改變將出現(xiàn)于總線10的電壓中。據(jù)此，不用監(jiān) 測經(jīng)由總線10傳播的射頻信號，對于電源服務(wù)器100和客戶端202的同步時段部分，即圖 7中的時段BC、DE和TO，可以通過檢測電壓的改變而被提取。上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的客戶端202的配置。根據(jù)如上所述的本 發(fā)明的第三實施例，負(fù)電壓-Vs的電力可以被重疊于總線10上作為用于客戶端202的初期 激活的電源?？蛻舳?02可以接收總線10上的負(fù)電壓-Vs的電力并且將其從負(fù)電壓變換 為正電壓，以便使用它作為用于初期激活的電源。此外，客戶端201不僅可以使用來自直流 電源300的電壓Vs，而且還可以使用從電源服務(wù)器100提供的用于客戶端的部分電力作為 用于初期激活的電源。4.第四實施例下面，將描述根據(jù)本發(fā)明第四實施例的客戶端203的配置。圖9是示出根據(jù)本發(fā) 明第四實施例的客戶端203的配置的圖。如上所述，就用于電源服務(wù)器和客戶端的同步時段而言，不用由客戶端監(jiān)測經(jīng)由 總線10傳播的射頻信號，同步時段可以通過從直流電源300輸出負(fù)電壓-Vs而被提取。如同在JP 2008_123051 (A)中所述，對于同步時段，整個供電系統(tǒng)的定時信息在 總線上傳播。因而，被連接至供電系統(tǒng)的電源服務(wù)器和客戶端可以使用從直流電源300輸 出的負(fù)電壓-Vs作為定時信息。根據(jù)如在JP 2008-123051 (A)中所述的服務(wù)器-客戶端型供電系統(tǒng)，在僅一個電 源服務(wù)器存在于系統(tǒng)(總線)上的初期狀態(tài)中，電源服務(wù)器輸出要于同步時段被送出的同 步包，該同步包附加作為適當(dāng)標(biāo)記的參數(shù)。在該狀態(tài)中，電源服務(wù)器將不輸出任何負(fù)電源。 以該狀態(tài)開始，又一電源服務(wù)器或者客戶端可以隨后被連接于系統(tǒng)(總線)上，將在供電系 統(tǒng)內(nèi)選擇同步服務(wù)器，并且任一電源服務(wù)器將變成同步服務(wù)器。負(fù)電壓-Vs將從同步服務(wù)
11器被選出的此狀態(tài)成立的時間點輸出。因而，負(fù)電壓-Vs可以從被選出的同步服務(wù)器輸出。如同在此實施例中，非常準(zhǔn)確地把握同步定時的能力是連接至供電系統(tǒng)的電源服 務(wù)器和客戶端使用從直流電源300輸出的負(fù)電壓-Vs作為定時信息的模式的優(yōu)點。如同在 JP 2008-123051 (A)中所描述的，例如，電源服務(wù)器和客戶端之間的同步已經(jīng)典型地通過軟 件方式同步而進(jìn)行，它將在同步包檢測的基礎(chǔ)上進(jìn)行。根據(jù)基于軟件方式同步的技術(shù)，可能 不容易產(chǎn)生非常準(zhǔn)確的定時，因為輸出同步包的處理時間將受到軟件內(nèi)部狀態(tài)的影響。而 且在接收由同步服務(wù)器所產(chǎn)生的同步包側(cè)，既便經(jīng)由總線傳播的同步包被檢測到，軟件處 理也可能導(dǎo)致廣的變化，直至它最終被確定為同步定時。與上述技術(shù)正相反，定時檢測的非常高的準(zhǔn)確性是連接至供電系統(tǒng)的電源服務(wù)器 和客戶端使用負(fù)電壓-Vs輸出作為定時信息的模式的優(yōu)點，它因而導(dǎo)致對于輸出電力包的 定時而言容易實現(xiàn)同步定時時段最小化的有利效果。此外，實際上，優(yōu)選設(shè)置合適的時段作 為同步定時，因為減小的同步定時時段導(dǎo)致電力的減少。在上面所描述的點的基礎(chǔ)上，將描述根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的客戶端203的配 置。如同在圖9中所示出的，根據(jù)本發(fā)明第四實施例的客戶端203包括開關(guān)211、變換器
212、定時檢測器電路221、微處理器230、二極管Dl和電容器Cl。變換器212包括穩(wěn)壓器
213、電容器C2、電感器Ll以及電阻Rl和R2。在圖9中所示出的根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的客戶端203與在圖7中所示出的根 據(jù)本發(fā)明第三實施例的客戶端202的不同之處在于存在定時檢測器電路221。定時檢測器 電路被直接連接至總線10。它是用于檢測由直流電源300輸出并且在總線10被觀測到的 負(fù)電壓-Vs的出現(xiàn)的電路。通過定時檢測器電路221檢測負(fù)電壓-Vs的出現(xiàn)，可以檢測到 電源服務(wù)器100和客戶端203之間的同步定時。此外，客戶端203可以包括用于將由定時檢測器電路221所檢測的負(fù)電壓-Vs變 換為適用于微處理器230的電壓的電平變換器電路，以便向微處理器230提供被變換的電 壓。微處理器230隨后可以以用于提供來自電平變換器電路的電壓的此定時運行中斷處 理，以便在供電系統(tǒng)1中執(zhí)行同步處理。上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的客戶端203的配置。根據(jù)上述本發(fā)明 的第四實施例，負(fù)電壓-Vs的電力可以被重疊于總線10上，作為用于客戶端203的初期激 活的電源?？蛻舳?03可以接收總線10上的負(fù)電壓的電力并且將其從負(fù)電壓變換為正電 壓，以便使用它作為用于初期激活的電源。此外，客戶端203可以檢測負(fù)電壓的出現(xiàn)時段， 以便使用該時段用于與電源服務(wù)器的同步處理。5.通過供電系統(tǒng)進(jìn)行的供電過程此外，在此將不詳細(xì)描述在圖1中所示出的供電系統(tǒng)1的供電方式，由于它在上述 參考文獻(xiàn)JP 2008-123051 (A)中被描述，而下面將簡要描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的供電 系統(tǒng)1的供電過程。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明每一實施例的供電系統(tǒng)1的供電過程的圖。現(xiàn)在，下面將 參考圖10描述根據(jù)本發(fā)明每一實施例的供電系統(tǒng)1的供電過程。如同在圖10中所示出的，電源服務(wù)器100輸出同步包A1、A2、A3...至總線10。而 且，為了給客戶端供電，電源服務(wù)器100輸出信息包B1、B2、B3...，它是發(fā)送到/接收自客 戶端200的信息信號；和電力包C1、C2、C3...，電能被打包于其中。另一方面，為了由電源服務(wù)器100供電，客戶端200輸出信息包D1、D2、D3...，它們是發(fā)送到/接收自電源服務(wù)器 100的信息信號。電源服務(wù)器100在時隙的開始以預(yù)定間隔(例如，以一秒的間隔)輸出同步包Al、 A2、A3...。時隙包括信息隙，其中信息包被發(fā)送；和電力隙，其中電力包被發(fā)送。信息隙 IS1、IS2、IS3...是在電源服務(wù)器100和客戶端200之間交換信息包的區(qū)間。電力隙PS1、 PS2、PS3...是電力包Cl、C2、C3...被輸出以便從電源服務(wù)器100提供至客戶端200的區(qū) 間。信息包是僅在信息隙131、152、153...的區(qū)間內(nèi)可以被輸出的包。因而，如果信息包在 一個信息隙內(nèi)未完成發(fā)送/接收，則該信息包可以渡過多個信息隙被發(fā)送。另一方面，電力 包是可以在電力隙PS1、PS2、PS3...的區(qū)間內(nèi)被輸出的包。電源服務(wù)器100可以具有一個或者更多個指示可由電源服務(wù)器100提供的電力規(guī) 格的服務(wù)器電源剖面，并且客戶端200可以由可供給適配于其自身規(guī)格的電力的電源服務(wù) 器100供電。在該情形中，客戶端200將從電源服務(wù)器100獲得服務(wù)器電源剖面，以便確定 針對它們的電源服務(wù)器100的規(guī)格(服務(wù)器電源剖面)。為此，首先，客戶端200檢測由電 源服務(wù)器100輸出的同步包Al，并且獲得包含在同步包Al中的電源服務(wù)器100的地址。地 址可以例如是MAC地址。接著，客戶端200向電源服務(wù)器100發(fā)送用于請求發(fā)送電源服務(wù) 器100具有的服務(wù)器電源剖面數(shù)的信息包D1。電源服務(wù)器100接收信息包D1，并且它隨后在信息包Bl中發(fā)送服務(wù)器電源剖面 數(shù)，它是電源服務(wù)器100具有的服務(wù)器電源剖面的數(shù)目?？蛻舳?00接收信息包Bi，并且它 們從電源服務(wù)器100獲得關(guān)于電源服務(wù)器100的服務(wù)器電源剖面數(shù)的服務(wù)器電源剖面的內(nèi) 容。例如，假定電源服務(wù)器100具有2個服務(wù)器電源剖面，則客戶端200隨后首先獲得一個 服務(wù)器電源剖面?？蛻舳?00獲得該服務(wù)器電源剖面，并且它們發(fā)送用于請求電源的使用 的信息包D2。電源服務(wù)器100接收信息包D2，并且它發(fā)送在被設(shè)置于電源服務(wù)器100內(nèi)部的存 儲器中(未被示出)存儲的第一服務(wù)器電源剖面至客戶端200，作為信息包B2。客戶端200 接收信息包B2，并且它們發(fā)送用于獲得第二服務(wù)器電源剖面的信息包。但是，此時信息隙 ISl已經(jīng)終止，并且用于發(fā)送電力包的電力隙PSl已經(jīng)開始。因而，該信息包將在下一信息 隙IS2內(nèi)被發(fā)送。此外，由于要從電源服務(wù)器100提供至客戶端200的電力的規(guī)格尚未被 確定，因此在電力隙PSl內(nèi)將不供電。電力隙PSl終止，電源服務(wù)器100隨后輸出指示下一時隙的開始的同步包A2。隨 后，客戶端200從電源服務(wù)器100接收信息包B2，并且它們發(fā)送用于獲得第二服務(wù)器電源剖 面的信息作為信息包D3。電源服務(wù)器100接收信息包D3，并且它發(fā)送在設(shè)置于電源服務(wù)器100內(nèi)部的存儲 器(未示出)中存儲的第二服務(wù)器電源剖面至客戶端200，作為信息包B3。客戶端200接 收信息包B3，獲得電源服務(wù)器100具有的兩個服務(wù)器電源剖面，并且隨后選擇適合其各自 的電源規(guī)格的一個服務(wù)器電源剖面?？蛻舳?00隨后向電源服務(wù)器100發(fā)送用于確定被選 擇的服務(wù)器電源剖面的信息包D4。電源服務(wù)器100接收信息包D4，并且它們發(fā)送表示對于電源規(guī)格的確定的應(yīng)答的 信息至客戶端200作為信息包B4，以便告知客戶端200第一服務(wù)器電源剖面已經(jīng)被確定。 隨后，當(dāng)電力隙PS2在信息隙IS2終止之后已經(jīng)開始時，電源服務(wù)器100輸出電力包Cl至客戶端200用于供電。此外，至于電力包發(fā)送的定時，客戶端200可以利用表示發(fā)送開始時 間設(shè)置請求的信息為電源服務(wù)器100指定供電開始時間。根據(jù)本發(fā)明每一上述實施例的供電系統(tǒng)1的供電過程已經(jīng)在上面被描述。在上面 描述的本發(fā)明的第三和第四實施例中，對于沒有電力包從電源服務(wù)器送出的時段，即對于 信息隙的時段，直流電源300可以輸出負(fù)電壓-Vs的電力。于是，根據(jù)本發(fā)明第四實施例的 客戶端203可以檢測負(fù)電壓的出現(xiàn)時段，以把該時段用于與電源服務(wù)器的同步處理。6.結(jié)論如上所述，根據(jù)本發(fā)明的每一實施例，直流電源300被提供于供電系統(tǒng)1中，用于 輸出預(yù)定正電壓Vs或者預(yù)定負(fù)電壓-Vs的直流電，它獨立于從電源服務(wù)器輸出的電力。如 果正電壓Vs的直流電被輸出，則直流電源300始終提供直流電。如果負(fù)電壓-Vs的直流電 被輸出，則直流電源300僅對于其中沒有從電源服務(wù)器100供電的時段(同步時段)提供 直流電。根據(jù)本發(fā)明每一實施例的客戶端接收從直流電源300提供的正電壓Vs或者負(fù)電 壓-Vs的直流電，并且把所接收的電力用于微處理器的激活。通過這樣地提供直流電并且接收直流電，連接至服務(wù)器-客戶端型供電系統(tǒng)的電 源服務(wù)器和客戶端可以節(jié)省用于觸發(fā)初期激活的輔助電源。由于輔助電源被節(jié)省，出現(xiàn)例 如簡化的供電系統(tǒng)、維護(hù)的改善和提高、降低的成本等優(yōu)點。此外，通過輸出負(fù)電壓-Vs的脈沖直流至總線10并且在接收電力側(cè)上接收負(fù)電 壓-Vs的脈沖直流，該直流電可以被用于同步定時確定。硬件方式的確定而非軟件方式的 確定給出了更為準(zhǔn)確的同步定時檢測，并且可以導(dǎo)致提高來自電源服務(wù)器100的電源輸出 定時的控制精度。換言之，來自電源服務(wù)器100的電源輸出定時的控制精度的提高使得能 夠針對電源輸出定時最小化同步定時時段，并且因而可以導(dǎo)致縮短從電源服務(wù)器100接收 電力的空轉(zhuǎn)時間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計要求和其它因素可以出現(xiàn)各種修改、結(jié)合、 子結(jié)合和變更，只要它們在所附權(quán)利要求或者其等同物的范圍之內(nèi)。例如，在上述實施例中，預(yù)定正電壓Vs或者預(yù)定負(fù)電壓-Vs的直流電從與電源服 務(wù)器100分離的直流電源300輸出，盡管本發(fā)明的實施例不僅局限于此。例如，用于控制電 源服務(wù)器和客戶端之間的同步的同步服務(wù)器可以包括用于輸出預(yù)定正電壓Vs或者預(yù)定負(fù) 電壓-Vs的直流電的直流電源。工業(yè)實用性本發(fā)明可適用于供電設(shè)備、電力接收設(shè)備、供電系統(tǒng)和供電方法，尤其是提供直流 電的供電系統(tǒng)和在該供電系統(tǒng)中使用的供電設(shè)備、電力接收設(shè)備和供電方法。本發(fā)明包含涉及在日本專利局于2009年5月11日提交的日本在先專利申請JP 2009-114923中公開的主題，其整體內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
一種供電設(shè)備，包括連接至總線的直流電源，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流電上，所述直流電源被配置成始終輸出正電壓的所述第二直流電至所述總線，所述第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上，其中所述第二直流電的電壓低于所述第一直流電的最小電壓。
2.一種電力接收設(shè)備，包括連接至總線的電力接收器，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直 流電和第二直流電的直流電上，所述電力接收器被配置成從所述總線接收比所述第一直流 電的最小電壓低的正電壓的所述第二直流電，所述第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù) 定的第一時段輸出的第一直流電之上。
3.一種供電系統(tǒng)，包括連接至總線的供電設(shè)備和電力接收設(shè)備，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊 于包括第一直流電和第二直流電的直流電上，其中所述供電設(shè)備包括配置成始終輸出正電壓的所述第二直流電至所述總線的直流 電源，所述第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上，其中所述第二直流電的電壓低于所述第一直流電的最小電壓，并且其中所述電力接收設(shè)備包括被配置成從所述總線接收所述第二直流電的電力接收器。
4.一種供電方法，包括如下步驟被連接至在其上表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流 電上的總線，并且始終輸出正電壓的所述第二直流電至所述總線，所述第二直流電在所述 總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上，其中所述第二直流電的電壓低于所述第一直流電的最小電壓。
5.一種供電設(shè)備，包括連接至總線的直流電源，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流 電和第二直流電的直流電上，所述第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸 出的第一直流電之上，所述直流電源被配置成在與所述第一時段不同的第二時段向所述總 線輸出負(fù)電壓的所述第二直流電。
6.一種電力接收設(shè)備，包括連接至總線的電力接收器，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直 流電和第二直流電的直流電上，所述第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段 輸出的第一直流電之上，所述電力接收器被配置成在與所述第一時段不同的第二時段從所 述總線接收負(fù)電壓的所述第二直流電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電力接收設(shè)備，還包括通過所述第二直流電的所述負(fù)電壓的出現(xiàn)來檢測所述第二時段的定時檢測器，其中通過所述定時檢測器檢測的所述第二時段被用于所述電力接收設(shè)備和連接至所 述總線的另一設(shè)備之間的同步處理。
8.一種供電系統(tǒng)，包括連接至總線的供電設(shè)備和電力接收設(shè)備，在所述總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流電上，其中所述第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上，其中所述供電設(shè)備包括直流電源，所述直流電源配置成在與所述第一時段不同的第二 時段向所述總線輸出負(fù)電壓的所述第二直流電，并且其中所述電力接收設(shè)備包括電力接收器，所述電力接收器配置成在所述第二時段從所 述總線接收所述第二直流電。
9. 一種供電方法，包括如下步驟被連接至在其上表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流 電上的總線，所述第二直流電在所述總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電 之上，并且在與所述第一時段不同的第二時段向所述總線輸出負(fù)電壓的所述第二直流電。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種供電設(shè)備、電力接收設(shè)備、供電系統(tǒng)和供電方法。所述供電設(shè)備包括連接至總線的直流電源，在總線上，表示信息的信息信號被重疊于包括第一直流電和第二直流電的直流電上，所述直流電源被配置成始終輸出正電壓的第二直流電至總線，第二直流電在總線上被重疊于在預(yù)定的第一時段輸出的第一直流電之上。第二直流電的電壓低于第一直流電的最小電壓。
文檔編號H02J1/10GK101888086SQ20101017745
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者田島茂 申請人:索尼公司