具有可访问内部存储器的AC/DC电源适配器的制作方法

本申请要求2016年8月12日提交的标题为“highlyintegratedpoweradapter”的第62/374,440号美国临时申请和2017年5月1日提交的标题为“ac/dcpoweradapterwithaccessibleinternalmemory”的第15/583,181号美国非临时申请的优先权权益，这两个申请的全部内容在本文中以引用的方式明确地并入到以下具体实施方式中。

本文的示例性实施例大体上涉及交流/直流(ac/dc)电源适配器领域，例如用于诸如膝上型电脑、手机和其它智能装置等移动装置的ac/dc电源适配器。

背景技术：

ac/dc电源适配器在许多消费型电子产品中使用。这些电源适配器通常体积很大，与它们用于供电和充电的装置相比，在尺寸上要厚得多。

当前的电源适配器可能不会提供除了将来自壁式插座的ac电力转换为待传递到移动装置的dc电力之外的任何功能性。这限制了其价值和最终用户利益。

尽管需要电源适配器用于对移动装置充电和供电，但是适配器通常成本高，占用大量空间，用于单一用途，并且向消费者提供良好体验。

技术实现要素：

根据一个示例性实施例，大体上提供一种具有增强功能性范围和/或减小尺寸的电源适配器系统。

根据一个示例性实施例，提供一种用于向移动装置供应电力的电源适配器。所述电源适配器包括壳体、具有用于与移动装置进行数据通信和电力传输的接口的处理器、包括在电源适配器的壳体内部的存储器的存储器模块以及电耦合到所述处理器的ac/dc电力转换电路。ac/dc电力转换电路被配置为接收ac电力输入，并且被配置为将ac电力输入转换为dc电力输出经由接口用于移动装置。处理器被配置为：识别与连接到dc电力输出的移动装置相关联的负载；基于所述负载来设置dc电力输出；激活存储器模块；经由接口从移动装置接收备份数据；并且将来自移动装置的备份数据存储在存储器内。

在一个示例性实施例中，提供一种用于向移动装置供应电力的电源适配器，所述电源适配器包括：壳体；容纳在壳体中的处理器；用于与移动装置进行数据通信和电力传送的接口；在壳体内部的存储器；ac/dc电力转换电路，其电耦合到所述处理器，所述ac/dc电力转换电路被配置为接收ac电力输入并且被配置为将ac电力输入转换为dc电力输出经由接口用于所述移动装置。处理器被配置为：当连接到dc电力输出时识别与移动装置相关联的负载；基于负载来设置dc电力输出；经由接口从移动装置接收备份数据；并且将来自移动装置的备份数据存储在存储器内。

在另一个示例性实施例中，提供一种由电源适配器执行的方法，所述方法包括：接收对ac/dc转换电路的ac电力输入，所述ac/dc转换电路电耦合到电源适配器的处理器；将ac电力输入转换为dc电力输出经由接口用于与移动装置进行数据通信；当连接到dc电力输出时由处理器识别与移动装置相关联的负载；由处理器基于负载来设置dc电力输出；由处理器经由接口从移动装置接收备份数据；以及由处理器将来自移动装置的备份数据存储在电源适配器的壳体内部的存储器内。

在一些示例性实施例中，电源适配器可以将多个特征集成到单个壳体或外壳中，并且可以使用单个端口和电缆来同时传送电力和数据。电源适配器可以用于给膝上型电脑或类似移动装置充电，并且同时，可以提供外部存储器/数据存储备份能力。适配器还可以集成数据、音频、视频和无线连接性，从而减少对用于如hdmi等标准的独立转换适配器的需要。

在示例性实施例中，本文所描述的方面可以允许减少移动装置上所需要的端口数目，从而允许更小的移动装置尺寸和延长的电池寿命。由于消除多个端口而节省的空间可以用于更大的电池或诸如传感器或更好相机等额外特征。

此外，本文所描述的示例性实施例可以有助于在每次发生电力充电时无缝、加密且自动地将数据备份到在物理上分开的数据存储位置。

在一个示例性实施例中，电源适配器可以使用usb-c电力输送标准通过单个端口和电缆输送电力和数据，所述标准可以支持高达100瓦并且足以用于智能电话、膝上型电脑和监视器。

在另一个示例性实施例中，电源适配器可以利用其顶面或任何侧面作为触摸板以用于接收输入，诸如口令、文本和类似用户输入。

附图说明

现在将参考附图仅以举例方式描述示例性实施例，在附图中：

图1a是电源适配器的功能图；

图1b是根据示例性实施例的具有内部存储器的电源适配器的功能图；

图2描绘用于电源适配器的多绕组反激式转换器及其相关联数字处理器的示例性实施例的示意图；

图3是展现具有快闪存储器和指纹扫描器的电源适配器的设计和构造的示例性实施例的图；

图4是展现电源适配器的设计和构造的另一个示例性实施例的另一个图；

图5是示出具有添加到顶面以用于用户输入的触摸板的电源适配器的另一个示例性实施例的另一个图；

图6是示出具有快闪存储器和相关联电路的电源适配器的另一个示例性实施例的另一个图，所述相关联电路在源和/或宿提供电力时启用对所存储内存的访问；以及

图7是由电源适配器执行的用于向移动装置供应电力的方法的流程图。

在所有附图中，相同参考标记可以用于指示相似元件和特征。

具体实施方式

图1a示出电源适配器10的示例。如图描绘，电源适配器10从壁式插座12接收ac电力，使用ac/dc电力转换电路14将ac电力转换为dc，并且将dc电力输送到移动装置16。

图1b和图2示出根据一个示例性实施例的高度集成电源适配器20的示例，其包括ac/dc电力转换电路101a、处理器144、内部存储器(例如，有形计算机可读介质)以及用于数据、音频、视频和无线连接110的接口108。电源适配器20从插座/壁式插头100接收ac电力并且使用ac/dc电力转换电路101a将ac电力转换为dc电力。可以使用接口112将dc电力提供到移动装置103，诸如膝上型电脑、智能电话、平板电脑等。在一个示例性实施例中，处理器144识别连接到dc电力的负载rload(图2)，并且确定可编程dc电压输出设定点以便向负载rload提供有效操作。在一个示例性实施例中，这例如通过使用来自usb-c的方法来执行。接口112可以包括能够用于与移动装置103进行双向数据通信和双向dc电力传输两者的单个接口，其中接口112可以是(例如)usb-c端口。电源适配器20还可以具有与处理器144耦合的多个外部通信接口108以用于与外围装置104介接，所述外围装置诸如为监视器、usb驱动器、耳机/扬声器、外部sd卡和/或硬盘驱动器。电源适配器20还可以经由无线信道110与因特网通信。在一些示例中，电源适配器20可以进一步包括视频和/或音频接口。

现在转向图2，提供用于将ac转换为dc电力的多绕组反激式转换器200的详细示意图，诸如第15/209,184号美国专利申请所描述，所述美国专利申请的内容全部明确地以引用的方式并入本文中。如图所示，多绕组反激式转换器200具有电压源202，其在这个示例中被配置为向多个转换器单元204(例如，第一、第二、第三、...第k)提供ac。每个转换器单元具有输入电容器gin1...cink以用于接收来自电压源202的ac输入。各个转换器单元204具有双绕组变压器206，其被适配单个多绕组变压器208。用于电力开关装置保护和来自相邻单元的缓冲能量回收的齐纳二极管zsk允许跨某个范围的输入电压202进行通用操作。这种配置通过仅在最后转换器中具有齐纳二极管zsk来允许在具有较低输入电压的多绕组反激式转换器204中回收漏电感l1k1...l1kk能量。

多绕组反激式转换器200的次级侧端口又并联连接到输出负载rload，提供输出电压vout。输出电压vout由减法块210感测并与参考电压vref进行比较。接着由增益补偿器212处理电压差ve，以便计算控制信号vc。控制信号被传递到包括一个或多个控制器(例如，硬件和/或软件)的电力转换控件214，其可以是生成等效smps开关通断控制动作的多输出脉宽调制器(mpwm)。处理器144还可以使用控制信号以便进行效率优化、负载识别和管理。

现在参考图2和图3，处理器144用于电力转换/控制以及效率优化、负载识别和管理，还有数据存储和处理，如本文中更详细地描述。小型化、高度集成、数字控制的电源适配器20可以集成一组额外电子器件，所述额外电子器件可以包括内部快闪存储器302、数据通信、音频端口、视频端口、无线互联网连接以及用于存储器扩展的端口，其中：ac电力输入被转换成dc电力输出；并且数据和dc电力的双向传送通过端口和电缆同时进行。电源适配器20可以具有位于电源适配器20的壳体内部的一个或多个快闪存储器模块302，从而允许加密或非加密的数据存储/备份，并且在电源适配器20与所连接的移动装置103之间同时传送数据和电力。在将外部移动装置103连接到电源适配器20后，存储器模块302中的至少一者被激活(供电)，并且可以起始自动验证和数据存储/同步/备份。存储器模块302的激活可以包括将ac电力输入转换为dc电力，并且使用处理器144控制对存储器模块302的电力激活。在一些示例性实施例中，插头100可以包括电线(如图3所示)，并且在其它示例性实施例中，插头100可以与电源适配器20的壳体集成在一起(例如，没有电线的插脚)。

图3示出电源适配器20以内置于电源适配器20并集成在其内的内部快闪存储器302为特征的示例性实施例。一般来说，快闪存储器302在电源适配器20的壳体内并且不容易移除。例如，这与外部可移除存储卡形成对比。电源适配器20具有至少一个usb-c端口304以用于双向数据和电力传送并且用于对内部快闪存储器302进行外部访问。快闪存储器302可以向移动装置103提供数据存储和/或备份。快闪存储器302可以包括持久存储器。指纹扫描器306可以提供指纹数据以用于验证与电源适配器20相关联的用户，如下文参考图6进一步论述。在一些示例性实施例中，电源适配器20可以使用usb-c电力输送标准通过usb-c端口304输送电力，所述标准可以支持高达100瓦并且足以用于智能电话、膝上型电脑和监视器。多个usb-c端口304可以集成在适配器20内，从而允许对多个移动装置103进行充电和/或备份，并且还在不需要通用计算机(未示出)的情况下在移动装置103之间进行直接数据传送。

在一个示例性实施例中，通过将存储器302包含在电源适配器20的壳体/外壳内来执行将快闪存储器302集成到电源适配器20内部。在一个示例性实施例中，壳体是两个或更多个壳体部分，其例如咬合、螺旋或密封在一起。在另一个示例性实施例中，壳体是一体式的。在一个示例性实施例中，快闪存储器302和相关联存储器模块大致上永久集成在电源适配器20内且/或不容易移除。例如，在一些示例性实施例中，存储器302嵌入在硬件中，诸如位于与电源适配器20的其它部件相同的硬件平台(例如，硅裸片、芯片、印刷电路板)上，诸如与处理器114和/或ac/dc电力转换电路101a位于同一位置。

仍然参考图2，处理器114被配置为在连接到接口112后执行识别与移动装置103相关联的负载rload(图2)，以便向移动装置103提供dc电力输出。在一个示例性实施例中，在移动装置103连接到接口112(例如，usb-c端口)后，在移动装置103与处理器114之间执行控制信号或控制通信。移动装置103发送一条或多条通信消息，其通知移动装置103的指定所需电压，并且还通知最大指定容许电流。例如，这种电力要求传送可以符合诸如usb-c协议等协议。

在dc电力输出期间，ac/dc电力转换电路101a向移动装置103提供实现移动装置103的实时电流负载要求的适当输出vout。如上所述，这使用输出电压vout与参考电压vref之间的电压比较来实现，以便输出所需电压vref。

在一个示例性实施例中，移动装置103可以加载有特定应用程序或操作系统特征，其准许将移动装置103的数据自动备份到电源适配器20的存储器302。在一些示例性实施例中，移动装置103可以在第一次连接移动装置103时向用户提供关于用户是否希望在可操作地连接到电源适配器20后总是备份数据的提示。在一些示例性实施例中，用户可以在连接时手动备份。

图4示出另一个实施例，其中集成电源适配器20包括外围模块或外围接口，诸如一个sd卡插槽402、hdmi端口404、音频连接器406、usb-a端口408和用于双向数据和电力传送的两个usb-c端口304。3.5mm音频连接器406可以集成在适配器20内，从而允许将耳机与电源适配器20一起使用。用于音频信号的数/模转换(dac)是使用适配器20内的处理器144来执行的。hdmi连接器404集成在适配器20内，从而允许连接到监视器或电视机以进行图形显示(未示出)。hdmi到usb-c转换由处理器144在适配器20内进行。例如，hdmi连接器404可以用于在两者均连接到电源适配器20时显示来自移动装置103的输出，或者用于向音频连接器406输出音频，等等。集成在适配器内的usba型连接器408允许连接到usb-a外围装置，诸如存储棒和/或dvd/cd写入器。在一些示例性实施例中，额外外围接口包括vga和以太网。电源适配器20可以被配置为充当集线器或通过连接器，其借助于各种接口通信地连接不同装置。当移动装置103被插入usb-c端口304中并且适用的外围装置也被插入电源适配器20中时，移动装置103可以访问任何或所有示例性外围接口。在一些示例性实施例中，在适用时，电源适配器20还在外围装置被插入外围接口中时向外围装置提供适用的dc电力。例如，本文所描述的ac到dc电路。

例如，当电源适配器20未被插入ac源中时，来自源或宿的双向加电电路602可以被配置为通过从移动装置103接收dc电力来启用对所插入的外围装置进行dc到dc供电，反之亦然。

图5示出又一个实施例，其中集成电源适配器20在其顶面上具有触摸板502以用于用户输入。触摸板502可以是任何类型的触摸板，诸如电容触摸屏、投射电容触摸屏、模拟电阻触摸屏或光学触摸屏。触摸板502可以包括与其相关联的显示器以显示从触摸板接受输入的用户界面。在其它实施例中，触摸板502可以具有与集成电源适配器的功能对应的永久图形或图标。触摸板502可以用于接收输入，诸如口令、文本和类似用户输入。在另一个示例性实施例中，电源适配器可以利用任何侧面作为触摸板502。在一个示例性实施例中，可以在移动装置103连接到电源适配器20后激活触摸板(例如，启用以接受指纹输入或触摸命令)。

图6示出一个示例性实施例中的具有内部快闪存储器302的高度集成电源适配器20的更详细框图。快闪存储器302和指纹扫描器306与处理器144(例如，控制器/usb集线器控制器)介接。处理器144又通过usbc型插孔经由超高速差分对ss-tx/rx向移动装置接收和发射数据。处理器144还向插孔提供一个或多个控制通道cc1，2。宿/源电力管理加电电路602使用usbc型断开开关，其借助于dc-dc转换器308从ac/dc转换器的dc输出向处理器144、快闪存储器302和指纹扫描器306提供电力。例如，当电源适配器20没有被插入ac源时，来自源或宿的双向加电电路602通过从移动装置103接收dc电力来实现访问存储在快闪存储器302中的备份数据。

在一些示例性实施例中，处理器144可以将内部快闪存储器302分割成一个或多个分区。每个分区可以特定用于被配置为与适配器20一起使用的特定移动装置103。处理器144可以使用唯一标识符来分配并识别哪个特定移动装置103被连接，并且分区可以与唯一标识符相关联。可以使用其它唯一标识符，诸如序列号、mac地址、个人标识号、令牌或签名。

例如，用户可能具有移动电话和膝上型电脑。快闪存储器302具有两个分区，每个装置103使用一个分区。在一个示例性实施例中，使用指定标准来执行分割，诸如针对2个装置中的每一者使用可用存储器的50％分区，或者针对3个装置使用33％，等等。可以指定更高或更低的存储器分配，例如由处理器144自动指定或经由用户或管理输入手动指定。移动电话分区可以根据移动电话可读且可写的文件系统来格式化。膝上型电脑分区同样可以根据膝上型电脑可读且可写的文件系统来格式化。在一些示例中，存储在分区中的数据可以对其它移动装置103隐藏。当相应移动装置103与适配器20连接时，处理器144与在移动装置103上执行的软件介接并且接收唯一标识符，并且可以被配置为自动备份自从上次连接到与唯一标识符相关联的分区以来已经改变的任何数据。由于需要适配器20为移动装置103充电，所以这在不干扰用户对移动装置103的操作的情况下提供便利的备份。在一些示例性实施例中，usb-c端口可以用于从快闪存储器302检索备份数据。

在一些实施例中，存储在快闪存储器302中的数据可以由处理器144自动加密。在示例性实施例中，每个分区可以用特定加密密钥加密或编码(例如，签名)，所述密钥可以由移动装置103或处理器144生成。在一个示例性实施例中，所述密钥可以是密钥对的一部分。密钥和/或对称解密密钥可以是正在访问数据或将数据保存到那个分区的移动装置103已知的。在一些其它示例性实施例中，接入移动装置103呈现令牌或唯一签名以便由处理器144验证。在一些其它示例性实施例中，为了准许访问加密的备份数据，指纹扫描器306将来自用户的指纹数据提供给处理器144，所述指纹数据与授权用户的数据库进行比较。如果发生匹配/验证，则处理器144通过在传送到所连接的移动装置103之前对加密数据进行解密来准许访问所述数据。在一些示例性实施例中，处理器144将所述数据作为加密数据发送到所连接的移动装置103。

虽然本文所描述的实施例具有特定用于每个特定移动装置103的分区，但是其它实施例可以具有用于每个移动装置103的压缩文件。

在一些示例性实施例中，如本领域中所理解的，可以使用其它生物计量检测器，例如虹膜、话音或面部识别扫描器等。在一个示例性实施例中，可以在移动装置103连接到电源适配器20后激活生物计量检测器(例如，启用以接受来自用户的生物计量数据)。

根据所述实施例的一些方面，互联网连接可以集成在适配器内，从而允许与互联网和/或多个本地装置(诸如物联网)进行无线通信。

根据一些实施例，各种连接器之间的通信路径可以由电源适配器20的处理器144动态地重新配置。例如，3.5mm音频连接器406可以被配置为与任何兼容usbc型连接装置通信。通信信道的重新配置可以由用户使用集成在电源适配器20的表面上的触摸板502来起始。

在示例性实施例中，在适用时，处理器144或控制器可以由例如以下系统中的一者或多者来实施或执行：可编程逻辑控制器(plc)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、硬件和/或软件。控制器可以包括处理器，其被配置为执行存储在诸如存储器等计算机可读介质中的指令。

在一些示例性实施例中，诸如以引用的方式并入本文中的第15/209,184号美国专利申请所公开，顶部多绕组反激式转换器单元可以适于利用组合的缓冲和电压调节器电路。缓冲和电压调节器电路可以与变压器初级侧漏电感电流路径并联放置。此外，电压调节器输出电压端口可以连接到栅极驱动器电压轨。电压调节器可以经由电压缓冲回收变压器泄漏能量。对于大输入电压应用，可以显著降低电压调节器峰值输入电压，从而实现电压调节器的小型化、成本优化和电力损耗降低。电压调节器和栅极驱动器电路在低到中输出电力负载期间减少电压缓冲电力损耗。电力损耗降低归因于电压调节器与栅极驱动器组合的可变有效电阻，其在较低电力电平下从电压缓冲电容器汲取较少电力。当利用可变电压调节器时，这些替代实施例可以允许在低输出电力负载水平期间进一步减少缓冲损耗。通过允许电压调节器的输出电压跟踪缓冲电容器(其在低负载操作期间较小)，可以进一步减少栅极驱动器的有效电力损耗。以这种方式，可以在smps低到中输出电力负载操作条件期间显著减少主导栅极驱动器电力损耗，从而促成更高的整体smps电力处理效率。

现在参考图7，其示出根据一个示例性实施例的由电源适配器20执行的用于向移动装置103供应电力的方法700的流程图。在事件702处，方法700包括接收对电源适配器20的ac/dc电力转换电路101a的ac电力输入。在事件704处，方法700包括将ac电力输入转换为dc电力输出经由接口112用于与移动装置103进行数据通信。在事件706处，方法700包括当连接到dc电力输出时由处理器114识别与移动装置103相关联的负载。所述识别可以包括移动装置103与处理器114之间的控制通信。在事件708处，方法700包括由处理器114基于所检测到的负载来设置dc电力输出。在事件710处，方法700包括由处理器114经由接口112从移动装置103接收备份数据。在事件712处，方法700包括由处理器114将来自移动装置103的备份数据存储在电源适配器20的壳体内部的存储器302内。

在示例性实施例中，在适当时，每个所示出的块或模块可以表示软件、硬件或硬件与软件的组合。此外，可以在其它示例性实施例中组合一些块或模块，并且可以在其它示例性实施例中存在更多或更少的块或模块。此外，可以在其它实施例中将一些块或模块分成多个子块或子模块。

尽管根据方法描述了本发明的一些实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，本发明的实施例还针对于各种设备，诸如包括用于执行所描述的方法的至少一些方面和特征的部件的服务器设备，无论是借助于硬件部件、软件或两者的任何组合，还是以任何其它方式。此外，用于与所述设备一起使用的制品(诸如包括记录在其上的程序指令的预先记录的存储装置或其它类似非暂时性计算机可读介质)或者携载计算机可读程序指令的计算机数据信号可以指导设备促进所描述的方法的实践。应当理解，此类设备、制品和计算机数据信号也落在本发明的示例性实施例的范围内。

尽管一些上述示例已经被描述为以特定次序发生，但是本领域的技术人员将了解，一些步骤或过程可以按不同次序执行，只要任何给定步骤的改变次序的结果不会阻止或损害后续步骤的发生。此外，可以在其它实施例中移除或组合一些上述步骤，并且可以在其它实施例中将一些上述步骤分成多个子步骤。更进一步，在必要时，可以重复所述对话的一些或所有步骤。被描述为方法或步骤的元素同样适用于系统或子部件，反之亦然。

如本文所使用的术语“计算机可读介质”包括能够存储指令、程序步骤等以供计算机或其它计算装置使用或执行的任何介质，包括但不限于：磁性介质，诸如磁盘、磁盘驱动器、磁鼓、磁光盘、磁带、磁芯存储器等；电子存储装置，诸如任何类型的随机存取存储器(ram)(包括静态ram、动态ram、同步动态ram(sdram))、只读存储器(rom)、任何类型的可编程只读存储器(包括prom、eprom、eeprom、flash、earom)、所谓的“固态盘”、任何类型的其它电子存储装置(包括电荷耦合装置(ccd)或磁泡存储器)。

可以对一些示例性实施例做出变化，其可以包括上述任一者的组合和子组合。上文所呈现的各种实施例仅仅是示例，并且决不打算限制本公开的范围。本文所描述的示例性实施例的变化将对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的，此类变化属于本公开的预期范围内。明确地说，来自一个或多个上述实施例的特征可以被选择以创建上文可能没有明确描述的由特征子组合组成的另选实施例。另外，来自一个或多个上述实施例的特征可以被选择和组合以创建上文可能没有明确描述的由特征组合组成的另选实施例。本领域的技术人员在审阅本公开全文后将容易明白适合于此类组合和子组合的特征。本文所描述的主题希望涵盖并包含所有合适技术变化。

可以对所描述的实施例做出某些调适和修改。因此，上文所论述的实施例被认为是说明性的而非限制性的。