CN1905344A

CN1905344A - 电源装置和使用该电源装置的电子设备

Info

Publication number: CN1905344A
Application number: CNA2006101081393A
Authority: CN
Inventors: 车载德
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2007-01-31
Also published as: US20070025128A1; KR20070013896A; KR100734421B1

Abstract

提供了一种提供直流电源以驱动电子设备的电源装置以及使用该电源装置的电子设备，该电源装置包括：交流/直流变换器，用于将输入的交流电源转换为直流电源；和交流开关，用于基于从电子设备提供的开关信号来切换输入到交流/直流变换器的交流电源。因此，电源装置从电子设备接收关于电子设备的工作状态的信息，以便根据电子设备的工作状态来控制交流电源的输入。

Description

电源装置和使用该电源装置的电子设备

技术领域

本发明的各方面涉及电源装置和使用该电源装置的电子设备，更具体地，涉及一种根据电源是否被输出到电子设备来控制被提供给适配器的交流(AC)电的电源装置、和使用该电源装置的电子设备。

背景技术

利用电池的电子设备由于它们便于携带并且甚至在移动时也可使用，而正得到广泛使用。电子设备包括例如膝上计算机、笔记本计算机的便携式计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、致密盘(CD)播放器和摄像机等。另外，电子设备具有使用适配器的适配器连接端，该适配器将商业AC(交流)电转换为DC(直流)电。

便携式电子设备可以使用所携带的电池，而不是用适配器。二次电池可被用作电子设备的通过来自连接到电子设备的适配器的电源充电的电池。

图1是常规适配器100的结构。如其中所示，适配器100包括：整流电路120，用于对输入的AC电源110进行整流；诸如电容器的平滑滤波器130，用于使整流电路120整流后的电源平滑；和DC/DC变换器140，用于将平滑滤波器130平滑滤波后的电源变换为输出到电子设备(未示出)的预定电平的DC电源，并且将其进行输出。

如所示，整流电路120被提供为全桥型二极管整流电路。DC/DC变换器140被提供为回扫式DC/DC变换器。通过脉宽调制(PWM)方法由晶体管的工作来驱动该回扫式DC/DC变换器。然而，如果输入AC电源110，则常规适配器100工作以允许DC/DC变换器140输出DC电源，而不管电子装置的工作状态如何。因此，即使电子设备未工作和/或未使用DC电源，在DC/DC变换器140中也会发生线路损耗和开关损耗。

另外，作为整流电路120，平滑滤波器130和DC/DC变换器140不顾电子设备的驱动(或者操作)而进行工作，从整流电路120输出的DC电源被持续提供给平滑滤波器130，从而平滑滤波器130中包含的电容器的寿命可能缩短。

发明内容

因此，本发明的各方面包括从电子设备接收关于电子设备的工作状态的信息以便根据电子设备的工作状态来控制AC(交流)电源的输入的电源装置、和使用该电源装置的电子设备。

本发明的附加方面和/或优点将在下面的描述中部分得以阐述，以及将从说明中部分显而易见，或者可以通过本发明的实践获得。

本发明的上述和/或其他方面包括一种提供DC电源以驱动电子设备的电源装置，包括：AC/DC变换器，用于将输入的AC电源转换为DC电源；和AC开关，用于基于从电子设备提供的开关信号来切换输入连接到AC/DC变换器的AC电源。

根据本发明的另一方面，从电子设备提供的开关信号包括第一开关信号和第二开关信号，并且AC开关包括：第一继电器部分，其被AC电源磁化，以便将AC电源输入到AC/DC变换器；第一开关元件，其相应于第一开关信号而导通，用于使第一继电器部分被AC电源磁化；第二继电器部分，其被DC电源磁化，以便切断第一继电器部分以便不被AC电源磁化；和第二开关元件，其相应于第二开关信号而导通，用于使第二继电器部分被DC电源磁化。

根据本发明的另一方面，第一继电器部分包括：第一A触点，用于根据AC电源的磁化使AC电源输入到AC/DC变换器；和第二A触点，其与第一开关元件并联连接，用以根据AC电源的磁化通过AC电源来维持第一继电器部分的磁化状态。

根据本发明的另一方面，根据电子设备的工作状态和/或电子设备中提供的电池的充电状态中的至少一个，通过电子设备提供第一开关信号和第二开关信号中的至少一个。

本发明的上述和/或其他方面也可以通过一种电子设备来实现，所述电子设备包括具有多个电子组件的***，还包括：电源装置，用于将输入的AC电源转换为DC电源；和电源控制器，用于根据***的工作状态而控制电源装置将输入的AC电源转换为DC电源。

根据本发明的另一方面，电源装置包括：AC/DC变换器，用于将输入的AC电源转换为DC电源；和AC开关，用于根据电源控制器的控制来控制AC电源输入到AC/DC变换器。

根据本发明的另一方面，电子设备还包括将电源提供给***的电池，其中电源控制器基于***的工作状态和来自电源装置DC电源对电池的充电状态中的至少一个，将第一开关信号和第二开关信号之一输出到电源装置，和AC开关包括：第一继电器部分，其被AC电源磁化，以便将AC电源输入到AC/DC变换器；第一开关元件，其相应于第一开关信号而导通，用于使第一继电器部分被AC电源磁化；第二继电器部分，其被DC电源磁化，以便切断第一继电器部分而不被AC电源磁化；和第二开关元件，其相应于第二开关信号而导通，用于使第二继电器部分被DC电源磁化。

根据本发明的另一方面，第一继电器部分包括：第一A触点，用于根据AC电源的磁化使AC电源输入到AC/DC变换器；和第二A触点，其与第一开关元件并联连接，用于根据AC电源的磁化通过AC电源来维持第一继电器部分的磁化状态。

根据本发明的另一方面，如果检测到在***不工作的状态下完成电池的充电，则电源控制器将第二开关信号输出到电源装置。

根据本发明的另一方面，如果检测到***的工作或者电池的充电尝试，则电源控制器将第一开关信号输出到电源装置。

根据本发明的另一方面，电子设备还包括用于打开电子设备的电源按钮和用于向电源按钮供电的辅助电源，其中，相应于电源按钮的调节，将第一开关信号输出到电源装置。

根据本发明的另一方面，一种将DC电源提供给电子设备的装置包括：变换器，用于将AC电源转换为DC电源；和开关，用于基于来自电子设备的第一信号，使变换器能够将AC电源转换为DC电源，并且基于来自电子设备的第二信号，禁用变换器以便防止变换器将AC电源转换为DC电源。

附图说明

从结合附图的下列方面的描述，本发明的上面和/或其他方面和优点将变得明显并且更容易理解，其中：

图1是常规适配器的控制方框图；

图2是根据本发明一方面的电源装置的控制方框图；

图3详细图解说明了图2的电源装置；

图4是根据本发明一方面的电子设备的控制方框图；和

图5图解说明了图4的电子设备的电源控制器的示例。

具体实施方式

现在将对本发明的实施例进行详细参考，在附图中图示了本发明的示例，全文中类似的附图标记指向类似的元件。下面参考附图来描述实施例以便解释本发明。

这里，作为本发明的一个示例，以适配器的形式示出了电源装置。根据本发明一方面的电源装置包括将输入AC电源转换为DC电源以便将其提供至电子设备的装置，而不管其类型或如何使用。而且，根据本发明的适配器可被外部提供来连接到电子设备的DC电源插孔，或者被安装在或者集成到电子设备中。

如图2所示，根据本发明一方面的适配器1包括AC/DC变换器和AC开关50。AC/DC变换器包括：整流电路20，用于整流输入的AC电源10；平滑滤波器30(例如电容器)，用于对整流电路20整流后的电源平滑滤波；DC/DC变换器40，用于将平滑滤波器30平滑滤波后的电源转换为到电子设备2(如图4中所示，将要在下面描述)的在预定电平的DC电源输出Vadapt_out(下文，将被称作适配器DC电源“Vadapt_out”)，并输出该Vadapt_out。

如所示，整流电路20采用全桥型二极管整流电路。DC/DC变换器40被提供为回扫式DC/DC变换器。通过PWM方法由晶体管的工作来驱动该回扫式DC/DC变换器。然而，可以使用其他类型的电路、变换器和平滑滤波器。

AC开关50根据从电源控制器72提供的开关信号来控制输入到AC/DC变换器的AC电源10以便变换为DC电源(将在下面描述)。尽管未在所有方面要求，但是开关信号包括第一开关信号Adapt_ON和第二开关信号Adapt_OFF(将在下面描述)。

下文中，将参考图3来详细描述根据本发明一方面的AC开关50。在如图3所示的本发明的一方面，AC开关50包括第一继电器部分、第二继电器部分、第一开关元件S1和第二开关元件S2。应当理解，在本发明的其他方面可以使用单个继电器部分和/或开关。

第一继电器部分控制将被提供到AC/DC变换器的AC电源10。这里，第一继电器部分被输入到适配器1的AC电源10磁化，进而接通和断开。在如图3所示的本发明的一方面，第一继电器部分包括：第一线圈C1，其由AC电源10磁化；和第一A触点A1，用于根据第一线圈C1的磁化来允许AC电源10被输入到AC/DC变换器。如所示，第一线圈C1被提供在与整流电路20并联连接的线路上。第一A触点A1被提供在整流电路20与第一线圈C1之间的AC电源10的供电线上。

第一开关元件S1与第一线圈C1串联连接，并且通过从电源控制器72提供的第一开关信号Adapt_ON而导通和截止。如果第一开关元件S1被第一开关信号Adapt_ON导通，则第一线圈C1被AC电源10磁化，从而第一A触点A1相应于第一线圈C1的磁化而接通。

在所示的本发明的一方面，第一继电器部分还包括第二A触点A2。第二A触点A2与第一开关元件S1并联连接从而相应于AC电源10对第一线圈C1的磁化而接通。如果第二A触点A2相应于第一线圈C1的磁化而接通，则第一线圈C1维持被AC电源10磁化。也就是，即使第一开关元件S1不维持导通状态，第一线圈C1也可通过第二A触点A2的接通而维持被磁化。因此，来自电源控制器72的第一开关信号Adapt_ON不必被持续维持在接通状态。来自电源控制器72的第一开关信号Adapt_ON可被施加有脉冲信号。然而，当持续施加Adapt_ON信号时，应当理解，不需要第二A触点A2。

同时，在本发明的一方面，第二继电器部分包括第二线圈C2。第二线圈C2与DC/DC变换器40的输出端并联连接，从而被从DC/DC变换器40输出的适配器DC电源Vdapt_out磁化。第二继电器点还包括B触点“B”，该触点串联连接到第一开关元件S1和第一线圈C1，从而相应于第二线圈C2的磁化而断开。

第二开关元件S2串联连接到第二线圈C2，并且通过来自电源控制器72的第二开关信号Adapt_OFF而导通和截止，以便确定是否磁化第二线圈C2。也就是，如果第二开关元件S2被第二开关信号Adapt_OFF导通时，则第二线圈C2被从DC/DC变换器40输出的DC电源磁化。

当B触点“B”相应于第二线圈C2的磁化而断开，并且第一继电器部分的第一线圈C1的磁化相对于B触点“B”的断开状态而释放时，第一继电器部分的第一A触点A1和第二A触点A2断开，从而切断提供给整流电路20的AC电源10。

使用上述结构，下面将描述根据本发明一方面的打开和关闭适配器1的处理。当适配器1关闭时(即，当AC电源10未被输入到AC/DC变换器时)，第一继电器部分的第一A触点A1和第二A触点A2断开，并且第二继电器部分的B触点“B”维持接通状态。

如果从电源控制器72提供第一开关信号Adapt_ON，则第一开关元件S1导通。当第一开关元件S1导通时，第一线圈C1被AC电源10磁化以便接通第一A触点A1、第二A触点A2和B触点B。然后，AC电源10被输入到AC/DC变换器，并且适配器1可以输出适配器DC电源Vdapt_out。这里，即使第一开关信号Adapt_ON被施加有脉冲信号，第一线圈C1也可以相应于第二A触点A2的接通而维持被磁化。

当在适配器1能够输出DC电源的状态下(即，在第一A触点A1和第二A触点A2都接通的状态下)从电源控制器72提供第二开关信号Adapt_OFF时，第二开关元件S2导通。当第二开关元件S2导通时，第二线圈C2被从DC/DC变换器40输出的适配器DC电源Vdapt_out磁化。这时，B触点“B”相应于第二线圈C2的磁化而断开，从而释放第一线圈C1的磁化。

相应地，当第一线圈C1的磁化被释放时，第一A触点A1和第二A触点A2断开，以切断输入到AC/DC变换器的AC电源10。当输入到AC/DC变换器的AC电源10被切断时，从DC/DC变换器40输出的适配器DC电源Vdapt_out被切断。然后，第二线圈C2的磁化释放，以便接通B触点“B”。第一线圈C1可被随后的第一开关信号Adapt_ON磁化。

下文中，将参考图4来描述使用适配器1的电子设备3。尽管未在所有方面要求，电子设备可以是非充电的电池或燃料电池。如果是这样的话，则不需要电池充电器74。

在如图4所示的本发明的一方面，根据本发明的电子设备3可以由从适配器1、电池5之一或它们的任意组合提供的电源驱动。这里，从适配器1提供的电源将被称作适配器DC电源Vdapt_out。从电池5提供的电源将被称作电池DC电源。

如图4所示，根据本发明一方面的电子设备3包括***71、电源73和电源控制器72。电子设备3还包括电池充电器74和电源按钮75，这在本发明的其他方面并不需要。***71包括多个电子组件，用于当它接收来自电源73的***驱动电源时执行电子设备3的主要功能。例如，如果根据本发明的电子设备3被提供为便携式计算机，则***71的电子组件可以包括中央处理器(CPU)、诸如随机存取存储器(RAM)的存储器、芯片组、主板、图形卡等。应当理解，诸如便携式视频游戏机等的能够被提供有DC电源的任何电子设备都在本发明的范围之内。

电源73将从适配器1或电池5提供的适配器DC电源Vdapt_out或电池DC电源分别转换为驱动***71的相应电子组件所需的电压电平的***驱动电源，并且将其进行输出。这里，***71可以包括多个电压调节器，其根据其规格而生成预定电压电平的电源。例如，如果根据本发明的电子设备3被提供为便携式计算机，则电源73的相应电压调节器输出驱动***71的相应电子组件所需的各个电平的电压，例如12V、5V、3.3V和2.5V。如果必要，从相应电压调节器输出的各个电压电平的电源被用来驱动电子组件和/或发送信号。而且，尽管所示为使用可充电的电池5，但是电池5可被代替或替换为非充电的电池或燃料电池，从而减少或消除了电池充电器的需要。

同时，根据本发明一方面的电子设备3可以包括使用来自适配器1的适配器DC电源Vdapt_out对电池5进行充电的电池充电器74。这里，电池充电器74根据电源控制器72的控制而对电池5充电，并且向电源控制器72提供通知电池的充电(或者正在充电)是否完成的信号。

根据本发明一方面的电源控制器72管理从电源73提供到***71的电源。这里，如果电源控制器72从电源按钮75接收到打开(或调节)信号来打开电子设备3，则电源控制器72控制电源73将***驱动电源提供到***71。如果电子设备3关闭，或者被电源按钮75强制关闭，则电源控制器72切断从电源73提供给***71的***驱动电源。

而且，根据本发明的电源控制器72基于***的工作状态和适配器DC电源Vdapt_out对电池5的充电状态，将第一开关信号Adapt_ON和第二开关信号Adapt_OFF之一输出到适配器1。

也就是，如果在适配器1处于如上所述的关闭状态的同时检测到***71的工作或者适配器DC电源Vdapt_out对电池5的充电(或者充电尝试)，则电源控制器72将第一开关信号Adapt_ON输出到适配器1。这时，根据第一开关信号Adapt_ON的适配器1的工作处理如上所述。因此，适配器DC电源Vdapt_out从适配器1提供到电源73从而允许***71的工作，和/或允许电池充电器74对电池5充电。

这里，电源控制器72可以通过从电源按钮75输入的打开(或者调节)信号来检测***71的工作。因此，如果当电子设备3处于关闭状态(假设电池5的充电已完成)时用户调节(或打开)电源按钮75以打开电子设备3，则相应于电源按钮75的打开信号，第一开关信号Adapt_ON从电源控制器72提供到适配器1以打开适配器1。

如果当电子设备3关闭时需要对电池5充电，则电源控制器72将第一开关信号Adapt_ON提供到适配器1以打开适配器1，并且根据来自适配器1的适配器DC电源Vdapt_out控制电池充电器74对电池5充电。

当电源控制器72检测到***71没有工作并且完成了电池5的充电时，它将第二开关信号Adapt_OFF输出到适配器1。也就是，如果电子设备3不使用来自适配器1的适配器DC电源Vdapt_out，则电源控制器72将第二开关信号Adapt_OFF输出到适配器1以关闭适配器1。

图5图解说明了根据本发明一方面的电源控制器72的示例。如这里所示，电源控制器72包括微计算机72a、与门72c和或门72b。微计算机72a控制电源73提供或切断对***71的电源。而且，微计算机72a向电池充电器74输出电池充电信号Charge_ON以使电池充电器74对电池5充电，并且向电池充电器74输出电池充电完成信号Charge_OFF以使电池充电器74完成(或者结束)对电池5的充电。

或门72b对从微计算机72a输出的电池充电信号Charge_ON以及从电源按钮75输出的打开信号进行逻辑和运算，以便打开电子设备3，从而输出第一开关信号Adapt_ON。

与门72c对从微计算机72a输出的电池充电完成信号Charge_OFF以及从电源按钮75输出的关闭信号进行逻辑乘运算，以便关闭电子设备3，从而输出第二开关信号Adapt_OFF。

最好，尽管未在所有方面要求，但是电源按钮75接收来自辅助电源76、即来自安装在电子设备3的某一电子组件中的RTC电池的电源，用以持续提供电源，不管和/或独立于来自适配器1或电池5的电源。因此，即使在适配器1关闭的状态下从电子设备3中移除电池5，用户也可以通过从电源按钮75输出打开信号来调节电源按钮75打开适配器1。

在上述方面中，电源控制器72包括微计算机72a、或门72b和与门72c。另外，相应于***71的工作状态和电池5的充电状态，电源控制器72可以将第一开关信号Adapt_ON和第二开关信号Adapt_OFF输出到适配器1。最好但是不必要的是，第一开关信号Adapt_ON通过电源按钮75的调节而输出到适配器1。然后，当从电子设备3移除电池5并且适配器1处于关闭状态时，适配器1可以通过电源按钮75的调节来打开，以便打开电子设备3。

尽管已经示出和描述了本发明的一些方面，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些方面中进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等效物限定。

Claims

1.一种提供直流电源以驱动电子设备的电源装置，包括：

交流/直流变换器，用于将输入的交流电源转换为直流电源；和

交流开关，用于基于从电子设备提供的开关信号将交流电源连接到交流/直流变换器，以便选择性地防止输入的交流电源变换为直流电源。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其中

从电子设备提供的开关信号包括第一开关信号和第二开关信号，和

交流开关包括：第一继电器部分，其被交流电源磁化，以便将交流电源输入到交流/直流变换器；第一开关元件，其相应于第一开关信号而导通，用于使第一继电器部分被交流电源磁化；第二继电器部分，其被直流电源磁化，以便切断第一继电器部分而不被交流电源磁化；和第二开关元件，其相应于第二开关信号而导通，用于使第二继电器部分被直流电源磁化。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其中，第一继电器部分包括：第一A触点，用于根据交流电源的磁化使交流电源输入到交流/直流变换器；和第二A触点，其与第一开关元件并联连接，用以根据交流电源的磁化通过交流电源来维持第一继电器部分的磁化状态。

4.根据权利要求3所述的电源装置，其中，根据电子设备的工作状态和/或电子设备中提供的电池的充电状态中的至少一个，通过电子设备提供第一开关信号和第二开关信号中的至少一个。

5.一种电子设备，包括具有多个电子组件的***，所述电子设备还包括：

电源装置，用于将输入的交流电源转换为直流电源；和

电源控制器，用于根据***的工作而控制电源装置将输入的交流电源转换为直流电源，以便选择性地防止输入的交流电源转换为直流电源。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，电源装置包括：交流/直流变换器，用于将输入的交流电源转换为直流电源；和交流开关，用于根据电源控制器的控制来控制输入到交流/直流变换器的交流电源。

7.如权利要求6所述的电子设备，还包括向***供电的电池，其中

电源控制器基于***的工作状态和来自电源装置的直流电源对电池的充电状态中的至少一个，将第一开关信号和第二开关信号之一输出到电源装置，和

8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，第一继电器部分包括：第一A触点，用于根据交流电源的磁化使交流电源输入到交流/直流变换器；和第二A触点，其与第一开关元件并联连接，用于根据交流电源的磁化通过交流电源来维持第一继电器部分的磁化状态。

9.根据权利要求7所述的电子设备，其中，如果检测到在***不工作的状态下完成电池的充电，则电源控制器将第二开关信号输出到电源装置。

10.根据权利要求7所述的电子设备，其中，如果检测到***的工作或者电池的充电尝试，则电源控制器将第一开关信号输出到电源装置。

11.根据权利要求9或10所述的电子设备，还包括用于打开电子设备的电源按钮和用于向电源按钮供电的辅助电源，其中

相应于电源按钮的调节，将第一开关信号输出到电源装置。

12.一种将直流电源提供给电子设备的装置，包括：

变换器，用于将交流电源转换为直流电源；和

开关，用于基于来自电子设备的第一信号，使变换器能够将交流电源转换为直流电源，并且基于来自电子设备的第二信号，禁用变换器以便防止变换器将交流电源转换为直流电源。

13.如权利要求12所述的装置，其中开关包括：

第一继电器部分，当其接通时使变换器能够将交流电源转换为直流电源，并且包括用于接收第一信号的第一开关元件和与该第一开关元件连接的第一线圈，其中第一线圈通过至第一开关元件的第一信号而接通；和

第二继电器部分，当其接通时禁用变换器将交流电源转换为直流电源，并且包括用于接收第二信号的第二开关元件和与该第二开关元件连接的第二线圈，其中第二线圈通过至第二开关元件的第二信号而接通。

14.如权利要求13所述的装置，其中第一继电器部分包括接触器，当第二继电器部分的第二线圈接通时该接触器断开。

15.如权利要求13所述的装置，其中第一继电器部分包括与第一开关元件并联的接触器，其中当接触器接通时，第一线圈维持被磁化。

16.如权利要求12所述的装置，其中开关包括：

第一继电器部分，当其接通时使变换器能够将交流电源转换为直流电源，并且包括用于接收第一信号的第一开关元件和与该第一开关元件连接的第一线圈，其中第一线圈通过到第一开关元件的第一信号而接通。

17.如权利要求12所述的装置，其中开关包括：

第二继电器部分，当其接通时禁用变换器以便防止变换器将交流电源转换为直流电源，并且包括用于接收第二信号的第二开关元件和与该第二开关元件连接的第二线圈，其中第二线圈通过到第二开关元件的第二信号而接通。

18.如权利要求12所述的装置，其中电子设备包括：

电源控制器，用于生成第一和第二信号，该电源控制器包括：

微计算机，用于生成电池充电打开信号和/或电池充电关闭信号；

电源按钮，用于生成电源打开信号和/或电源关闭信号；

或门，用于基于充电打开信号和电源打开信号的逻辑和而生成第一信号；和

与门，用于基于充电关闭信号和电源关闭信号的逻辑积而生成第二信号。