專利名稱：一種可防止未充電時空耗的電源適配器和充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電子領(lǐng)域，且具體而言，涉及電子產(chǎn)品的電源適配器和充電方法。
背景技術(shù)：
隨著智能移動電話和平板電腦等移動電子設(shè)備的日益普及，除了過去最基本的通話和短消息功能外，人們可以在這些移動電子設(shè)備上實現(xiàn)越來越多的以往只能由電腦才能實現(xiàn)的功能，比如網(wǎng)頁瀏覽、聽音樂、看視頻、聊天、寫文檔等等，這都要求電子設(shè)備具有強大的電源供應(yīng)支持以保證人們可以持續(xù)進行娛樂或工作。但考慮到電池的成本、重量、安全性等問題，現(xiàn)有的移動電子設(shè)備的電池容量往往不足以滿足長時間使用的需求。在電池的電力不足時，用戶往往需要將電子設(shè)備連接到電源適配器而提供額外長時間的電力。然而，在這種情況下，如果用戶將電源適配器接入電子產(chǎn)品，并非打算為其充電，而是希望利用市電來供電時，傳統(tǒng)的電源適配器并不能識別用戶的這一意圖，而是自動給電池充電。如此一來，一是造成不必要的能源浪費，二是反復充放電也會降低電池的使用壽命。此外，現(xiàn)在市面上的為移動電話、移動電話電池、平板電腦等電子設(shè)備進行充電的電源適配器，在電源適配器連接到電源(例如市電)上但未對移動電話或移動電話電池進行充電，或電池充滿而未將適配器從電源上取下的情況中都會有電流空耗現(xiàn)象發(fā)生，即電源適配器插在電源插座上時，無論電池是否充滿，甚至電池已被取下，電源適配器均在消耗電力。隨著電子產(chǎn)品使用者的日益增多，傳統(tǒng)電源適配器的空耗現(xiàn)象帶來的能源損失及環(huán)境污染問題不容忽視。同時，電池的空耗現(xiàn)象也會縮短電源適配器的壽命。盡管目前已有廠家在電源適配器上或者電子產(chǎn)品上設(shè)置充電結(jié)束提醒信號，但這需要用戶施加一定的注意力。因此用戶極易忽視這些提醒信號，也給用戶的使用帶來不便。因此，需要提供一種能克服上述或其它問題的用于電源適配器及充電方法的改進技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面旨在提供一種用于電子設(shè)備充電或供電的電源適配器，包括:電源輸入管腳，用于連接到外部電源；變壓器模塊，用于將通過電源輸入管腳輸入的外部電源電壓轉(zhuǎn)換為所述電子設(shè)備充電或供電所需要的電壓；繼電器，連接在所述電源輸入管腳和變壓器模塊之間，根據(jù)輸入的控制信號在特定的工作條件下接通或關(guān)閉外部電源輸入到變壓器模塊的電流通路；復位開關(guān)，連接于所述繼電器，接受外部控制信號來復位所述繼電器；檢測管腳，接收來自電子設(shè)備發(fā)出的控制信號以控制所述繼電器的工作；以及電源輸出管腳，將變壓器模塊轉(zhuǎn)換得到的電壓輸出到所需要進行充電或供電的電子設(shè)備上，并連接到繼電器用于控制繼電器的工作。本發(fā)明的另一方面提供了一種用于通過電源適配器為電子設(shè)備充電或供電的方法，包括如下步驟:a.將電源適配器連接到外部電源；b.檢測電源適配器是否連接到電子設(shè)備，若已連接，則進入步驟C ;若未連接，則返回步驟a等待直到與電子設(shè)備相連；c.觸發(fā)復位開關(guān)以接通繼電器，將外部電源輸入的電壓轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需要的電壓；d.檢測所述電源適配器的管腳接收到的控制信號以判斷電子設(shè)備已經(jīng)充滿電，若未充滿則返回步驟C，若充滿則進入步驟e ；e.檢測所述電源適配器的管腳接收到的控制信號以判斷電子設(shè)備是否仍需要供電，若仍需要返回步驟C，若不需要則切斷所述繼電器。優(yōu)選地，所述外部電源是IlOV或220V的交流電源 優(yōu)選地，所述變壓器模塊輸出的電壓為3.5V 5.5V直流電壓。優(yōu)選地，所述繼電器是磁簧繼電器或半導體繼電器。優(yōu)選地，所述檢測管腳和電源輸出管腳通過接口連接到所述電子設(shè)備。優(yōu)選地，所述接口選自30針Dock接口、USB接口以及Micro USB接口其中任意一種。優(yōu)選地，所述電源適配器還包括外殼，所述外殼由絕緣材料制作。優(yōu)選地，所述電源適配器還包括位于所述外殼上的指示器，用于指示所述電源適配器的工作狀態(tài)。優(yōu)選地,所述指示器為LED燈或液晶顯示屏。優(yōu)選地，所述電子設(shè)備選自移動電話、平板電腦、移動多媒體播放設(shè)備和MP3播放器其中任意一種。根據(jù)本發(fā)明的電源適配器，可以根據(jù)用戶的需求通過電子設(shè)備控制何時對電子設(shè)備進行充電，而解決了傳統(tǒng)的電源適配器并不能識別用戶充電意圖的問題。避免了不必要的能源浪費，也避免了反復充放電對電池的使用壽命造成的影響。另外，本發(fā)明可以完善地解決未充電或充滿電池未取下的情況下產(chǎn)生空耗現(xiàn)象的技術(shù)問題。本發(fā)明上述方面以及其他方面的一些優(yōu)點將通過以下對優(yōu)選實施例的具體描述而顯現(xiàn)。


通過下述結(jié)合附圖對本發(fā)明各實施例的具體描述，本發(fā)明將得到更為全面的理解，其中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器的框圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器連接到電子設(shè)備的示意圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器體現(xiàn)為終端產(chǎn)品的具體實施例。圖4是根據(jù)本發(fā)明的電源適配器工作流程圖。本發(fā)明是能夠以各種修改和替代形式來實現(xiàn)，其細節(jié)已通過附圖的示例方式展現(xiàn)并將加以詳細描述。但是應(yīng)予理解的是，其目的并非將本發(fā)明限制于所描述的具體實施例。相反，在如隨附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明涵蓋所有修改，等值和替代實施例。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的電源適配器可以智能地識別所進行充電的電子設(shè)備(如移動電話、平板電腦、移動多媒體播放設(shè)備、MP3播放器等)的狀態(tài)，根據(jù)用戶的需要來對電子設(shè)備進行充電或提供電源供應(yīng)，并在充滿電的情況下及時切斷適配器與市電輸入的連接，防止漏電產(chǎn)生，有效地節(jié)約了電能。本發(fā)明的電源適配器適用于通過既能實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信也能實現(xiàn)電源充電功能的接口，例如蘋果公司的30針Dock接口、USB接口以及Micro USB接口等等。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器的原理框圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的電源適配器100包括電源輸入管腳110，用于連接到外部電源，例如市電交流電源，即IlOV或220V的交流電源；變壓器模塊130，用于將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備充電或正常運行所需要的直流電壓，例如5V的直流電壓；繼電器130，連接在電源輸入管腳110和變壓器模塊130之間，根據(jù)輸入的控制信號在特定的工作條件下接通或關(guān)閉外部電源輸入到變壓器模塊的電流通路；復位開關(guān)140，連接于繼電器130，接受外部控制信號，例如用戶從外部輸入的操作輸入信號來復位繼電器的工作；檢測管腳150，連接到電子設(shè)備的數(shù)據(jù)/充電端口，接收來自電子設(shè)備發(fā)出的控制信號，從而控制繼電器的工作狀態(tài)；以及電源輸出管腳，連接到變壓器模塊120，將變壓器模塊轉(zhuǎn)換得到的直流電壓輸出到所需要進行充電或供電的電子設(shè)備上，同時連接到繼電器130用于控制繼電器130的工作狀態(tài)。優(yōu)選地，繼電器130為交流型繼電器，可以選用磁簧繼電器、半導體繼電器等本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的類型。本發(fā)明的電源適配器的工作原理如下。將電源適配器100沒有與任何的電子設(shè)備相連接時，檢測管腳150和電源輸出管腳160浮空，繼電器130的控制端沒有電位差，繼電器130保持關(guān)斷。這樣，即使電源適配器100通過電源輸入管腳110連接到外部交流電源(圖1中未示出)，例如220V市電時，由于繼電器130關(guān)斷，電源適配器100內(nèi)部的電流通路也是斷開的，因此電源適配器100不產(chǎn)生任何空耗電流或泄露電流，節(jié)省了能耗。當電源適配器100通過電源輸入管腳110連接到外部交流電源，并通過檢測管腳150和電源輸出管腳160連接到要進行充電或供電的電子設(shè)備200時,用戶觸發(fā)復位開關(guān)140，接通繼電器130，即接通電源輸入管腳110與變壓器模塊120之間的通路，變壓器模塊120開始工作，將外部電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需要的直流電壓，例如
3.5V 5.5V，優(yōu)選5V或5.1V。此時，檢測管腳150接收來自電子設(shè)備的控制信號，該控制信號可由電子設(shè)備的軟件或操作系統(tǒng)發(fā)出指令而產(chǎn)生，表示當前電子設(shè)備的狀態(tài)，如用戶需要對電子設(shè)備進行充電，用戶不需要對電子設(shè)備進行充電而只需要對電子設(shè)備持續(xù)供電以實現(xiàn)視頻播放、音樂播放等功能，或者用戶需要同時進行充電和持續(xù)供電等等。電子設(shè)備的軟件或操作系統(tǒng)可應(yīng)用戶的要求發(fā)出控制信號給電源適配器100的檢測管腳150。可替換地，該控制信號可以是電子設(shè)備本身的電源系統(tǒng)自動發(fā)出的狀態(tài)信號，例如指示當前電池剩余的電量，當剩余電池電量不足時，表示電子設(shè)備需要進行充電；當電池為滿電量且仍需要使用電子設(shè)備時，表示電子設(shè)備需要進行持續(xù)的供電。當需要電源適配器100為電子設(shè)備進行充電時，由電子設(shè)備通過軟件或操作系統(tǒng)向檢測管腳150發(fā)出低電平信號，即低于變壓器模塊輸出的直流電壓，繼電器在此狀態(tài)下保持為導通，即持續(xù)為電子設(shè)備進行充電。當電子設(shè)備的電池充電已滿同時不需要再為電子設(shè)備持續(xù)供電時，由電子設(shè)備通過軟件或操作系統(tǒng)向檢測管腳150發(fā)出大于或等于變壓器模塊輸出的直流電壓的電平信號，此時激活繼電器130斷開以防止為電子繼續(xù)充電造成的能量消耗和可能引起的電池損壞。當電子設(shè)備的電池充電雖然已充滿但同時需要再為電子設(shè)備持續(xù)供電時，可以通過用戶的指令由電子設(shè)備通過軟件或操作系統(tǒng)向檢測管腳150發(fā)出小于變壓器模塊輸出的直流電壓的電平信號，此時繼電器130仍保持導通，變壓器模塊120輸出的直流電壓作為電子設(shè)備的供電源為電子設(shè)備持續(xù)供電。當電源適配器100連接到外部電源上，但是沒有與任何的電子設(shè)備相連接，或者即使相連也不需要再為電子設(shè)備持續(xù)供電時，如果用戶觸動復位開關(guān)140強制讓繼電器接通時，由于檢測管腳150和電源輸出管腳160浮空，繼電器130的控制端沒有電位差，因此繼電器130會在一定時間段后自動關(guān)斷，例如3-5秒鐘，防止了任何空耗電流或泄露電流的產(chǎn)生。檢測管腳150和電源輸出管腳160浮空，繼電器130的控制端沒有電位差，繼電器130保持關(guān)斷。這樣，即使電源適配器100通過電源輸入管腳110連接到外部交流電源(圖1中未示出)，例如220V市電時，由于繼電器130關(guān)斷，電源適配器100內(nèi)部的電流通路也是斷開的，因此電源適配器100不產(chǎn)生任何空耗電流或泄露電流，節(jié)省了能耗。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器連接到一個具體的電子設(shè)備的示意圖。如圖2所述，檢測管腳150接收來自電子設(shè)備200操作系統(tǒng)通過CPU發(fā)出的控制信號和來自電子設(shè)備本身的電源系統(tǒng)自動發(fā)出的狀態(tài)信號進行與操作后的結(jié)果。來自操作系統(tǒng)的控制信號可表示當前電子設(shè)備的狀態(tài)，如用戶需要對電子設(shè)備進行充電，用戶不需要對電子設(shè)備進行充電而只需要對電子設(shè)備持續(xù)供電以實現(xiàn)視頻播放、音樂播放等功能，或者用戶需要同時進行充電和持續(xù)供電等等。而來自電子設(shè)備本身的電源系統(tǒng)自動發(fā)出的狀態(tài)信號可以例如指示當前電池剩余的電量，當剩余電池電量不足時，表示電子設(shè)備需要進行充電；當電池為滿電量且仍需要使用電子設(shè)備時，表示電子設(shè)備需要進行持續(xù)的供電。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器體現(xiàn)為終端產(chǎn)品的一個具體實施例。如圖3所示，電源適配器300包括外殼301，可使用PE塑料、陶瓷等絕緣材料制作；復位開關(guān)302，用于連接到繼電器130，接受用戶的外部操作輸入信號來復位繼電器的工作；以及輸出端口 304，包括檢測管腳和電源輸出管腳，檢測管腳連接到電子設(shè)備的數(shù)據(jù)/充電端口，接收來自電子設(shè)備發(fā)出的控制信號，從而控制繼電器的工作狀態(tài)；電源輸出管腳變壓器模塊轉(zhuǎn)換得到的直流電壓輸出到所需要進行充電或供電的電子設(shè)備上，同時連接到內(nèi)部的繼電器用于控制繼電器的工作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電源適配器300可包括設(shè)置在外殼301上的指示器303，用于指示電源適配器300當前的工作狀態(tài)。指示器303可以為LED指示燈，通過顯示不同的顏色來表示電源適配器不同的工作狀態(tài)，例如LED指示燈顯示綠色表示繼電器接通，電源適配器正在工作，即為電子設(shè)備充電或供電；而LED指示燈顯示紅色繼電器已斷開，電源適配器不工作。LED指示燈還可以替換成液晶顯示屏，用文字或符號等本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何方式顯示電源適配器的工作狀態(tài)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的電源適配器工作流程圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的電源適配器工作流程開始于步驟400。在步驟401，將電源適配器連接到外部電源。在步驟402，檢測電源適配器是否連接到電子設(shè)備，若沒有，則返回等待直到與電子設(shè)備相連；若已連接則進入步驟403。在步驟403，用戶觸發(fā)復位開關(guān)，接通繼電器，變壓器模塊開始工作，將外部電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需要的直流電壓。在步驟404，通過檢測管腳接收到的控制信號判斷電子設(shè)備已經(jīng)充滿電，如果未充滿則返回步驟403繼續(xù)供電，如果充滿了則進入步驟405。在步驟405中，通過檢測管腳接收到的控制信號判斷電子設(shè)備是否仍需要供電，如果仍需要返回步驟403繼續(xù)供電，如果不需要則進入步驟406。在步驟406中，檢測管腳接收控制信號，切斷繼電器。步驟407中，結(jié)束工作流程。本發(fā)明提供的可防止未充電時空耗的電源適配器和充電方法，可以自動檢測電池的充電狀態(tài)，在電子設(shè)備的電池已充滿或者被取下時，自動斷開電源輸入端，以節(jié)約電能并延長電源適配器的使用壽命，解決了未充電或充滿電池未取下的情況下產(chǎn)生空耗現(xiàn)象的技術(shù)問題。此外，在電子產(chǎn)品內(nèi)部電路的控制下，可以根據(jù)用戶的需求，確定是否進行充電，更是增加了本發(fā)明的電源適配器和充電方法的靈活性，避免了不必要的能源浪費，也避免了反復充放電對電池的使用壽命造成的影響。上述實施例旨在例舉而非限定。在權(quán)利要求范圍內(nèi)存在更多的實施例。此外，雖然已經(jīng)參考特定實施例對本發(fā)明的各方面加以描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所定義的精神和范圍的情況下，可以在形式及細節(jié)上加以變化。相關(guān)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該認識到，本發(fā)明可以包含少于上述任何單獨的實施例所例舉的特征。本文所描述的實施例并未試圖對本發(fā)明各個特征的可能組合方式進行窮舉。因此，并不排斥實施例之間特征的互相組合；當然，根據(jù)本領(lǐng)域一般技術(shù)人員的理解，本發(fā)明可以由從不同獨立實施例中選取的不同獨立特征的組合構(gòu)成。限制以引用方式對上述文檔進行的任何合并，因此，主題內(nèi)容不應(yīng)被引用，否則與此處的明確披露相違背。進一步限制以引用方式對上述文檔進行的任何合并，因此，不應(yīng)將本發(fā)明文檔中所包括的權(quán)利要求以引用的方式進行合并。再進一步限制以引用方式對上述文檔進行的任何合并，因此，除非本發(fā)明明確指出，否則不應(yīng)對本發(fā)明文檔中所提供的任何定義以引用的方式加以合并。
權(quán)利要求
1.一種用于電子設(shè)備充電或供電的電源適配器，包括: 電源輸入管腳，用于連接到外部電源； 變壓器模塊，用于將通過電源輸入管腳輸入的外部電源電壓轉(zhuǎn)換為所述電子設(shè)備充電或供電所需要的電壓； 繼電器，連接在所述電源輸入管腳和變壓器模塊之間，根據(jù)輸入的控制信號在特定的工作條件下接通或關(guān)閉外部電源輸入到變壓器模塊的電流通路； 復位開關(guān)，連接于所述繼電器，接受外部控制信號來復位所述繼電器； 檢測管腳，接收來自電子設(shè)備發(fā)出的控制信號以控制所述繼電器的工作；以及電源輸出管腳，將變壓器模塊轉(zhuǎn)換得到的電壓輸出到所需要進行充電或供電的電子設(shè)備上，并連接到繼電器用于控制繼電器的工作。
2.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述外部電源是IIOV或220V的交流電源。
3.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述變壓器模塊輸出的電壓為3.5V 5.5V直流電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述繼電器是磁簧繼電器或半導體繼電器。
5.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述檢測管腳和電源輸出管腳通過接口連接到所述電子設(shè)備。
6.如權(quán)利要求5所述的電源適配器，其特征在于，所述接口選自30針Dock接口、USB接口以及Micro USB接口其中任意一種。`
7.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述電源適配器還包括外殼，所述外殼由絕緣材料制作。
8.如權(quán)利要求7所述的電源適配器，其特征在于，所述電源適配器還包括位于所述外殼上的指示器，用于指示所述電源適配器的工作狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述的電源適配器，其特征在于，所述指示器為LED燈或液晶顯示屏。
10.如權(quán)利要求10所述的電源適配器，其特征在于，所述電子設(shè)備選自移動電話、平板電腦、移動多媒體播放設(shè)備和MP3播放器其中任意一種。
11.一種用于通過電源適配器為電子設(shè)備充電或供電的方法，包括如下步驟: a.將電源適配器連接到外部電源； b.檢測電源適配器是否連接到電子設(shè)備，若已連接，則進入步驟c;若未連接，則返回步驟a等待直到與電子設(shè)備相連； c.觸發(fā)復位開關(guān)以接通繼電器，將外部電源輸入的電壓轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需要的電壓； d.檢測所述電源適配器的管腳接收到的控制信號以判斷電子設(shè)備已經(jīng)充滿電，若未充滿則返回步驟C，若充滿則進入步驟e ； e.檢測所述電源適配器的管腳接收到的控制信號以判斷電子設(shè)備是否仍需要供電，若仍需要返回步驟C，若不需要則切斷所述繼電器。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述外部電源是IlOV或220V的交流電源。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述變壓器模塊輸出的電壓為3.5V 5.5V直流電壓。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述繼電器是磁簧繼電器或半導體繼電器。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述管腳通過接口連接到所述電子設(shè)備。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述接口選自30針Dock接口、USB接口以及Micro USB接口其中任意一種。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述電源適配器還包括外殼，所述外殼由絕緣材料制作。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述電源適配器還包括位于所述外殼上的指示器，用于指示所述電源適配器的工作狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述指示器為LED燈或液晶顯示屏。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述電子設(shè)備選自移動電話、平板電腦、移動多媒體播放設(shè)備和MP3播放器其中任意一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于電子設(shè)備充電或供電的電源適配器及方法，所述電源適配器包括電源輸入管腳，用于連接到外部電源；變壓器模塊，用于將通過電源輸入管腳輸入的外部電源電壓轉(zhuǎn)換為所述電子設(shè)備充電或供電所需要的電壓；繼電器，連接在所述電源輸入管腳和變壓器模塊之間，根據(jù)輸入的控制信號在特定的工作條件下接通或關(guān)閉外部電源輸入到變壓器模塊的電流通路；復位開關(guān)，連接于所述繼電器，接受外部控制信號來復位所述繼電器；檢測管腳，接收來自電子設(shè)備發(fā)出的控制信號以控制所述繼電器的工作；以及電源輸出管腳，將變壓器模塊轉(zhuǎn)換得到的電壓輸出到所需要進行充電或供電的電子設(shè)備上，并連接到繼電器用于控制繼電器的工作。
文檔編號H02J7/02GK103107582SQ201110357538
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者徐爽 申請人:輝達公司