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公開番号2025060474
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2024168226
出願日2024-09-27
発明の名称腐食を低減するためのAC電力供給
出願人アップルインコーポレイテッド,Apple Inc.
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 50/05 20160101AFI20250403BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】腐食を低減するためのAC電力供給方法及び電力伝送回路を提供する。
【解決手段】接点の腐食を引き起こす可能性がある電界を補償するシステムであって、接点における電圧波形は、0ボルト平均を有し、したがって、0正味電界を有する。接点及びハウジングによって使用される異種金属によって生成されるガルバニック電圧は、電界を生成することができ、ガルバニック電界によって誘導される電流は、接点をそれらの対応する回路に容量結合することによって遮断することができる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電子デバイスから第２の電子デバイスに電力を供給する方法であって、
前記第１の電子デバイスを用いて、１つ以上の環境パラメータを決定することと、
ＡＣ充電波形を最適化するために前記１つ以上の環境パラメータを使用することと、
前記最適化されたＡＣ充電波形を前記第２の電子デバイスに提供することと、を含む、方法。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記１つ以上の環境パラメータは、電解質の存在を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＡＣ充電波形は、前記第１の電子デバイスのガルバニック電圧を補償するために前記ＡＣ充電波形の平均を調整することによって部分的に最適化される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＡＣ充電波形は、２つの帯域幅制限された逆位相方形波、２つの逆位相方形波、及び２つの逆位相正弦波のうちの１つを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
電力伝送回路であって、
バッテリと、
前記バッテリに結合されたスイッチと、
前記スイッチに結合されたブースト／バック回路と、
前記ブースト／バック回路に結合されたインバータ／整流器回路と、
前記インバータ／整流器回路の第１の出力に結合された第１のコンデンサと、
前記インバータ／整流器回路の第２の出力に結合された第２のコンデンサと、
前記第１のコンデンサに結合された第１の接点と、
前記第２のコンデンサに結合された第２の接点と、を備える、電力伝送回路。
【請求項６】
前記第１の接点及び前記第２の接点は、ばね付勢接点である、請求項５に記載の電力伝送回路。
【請求項７】
前記第１の接点及び前記第２の接点は各々、傾斜コイルばねを備える、請求項６に記載の電力伝送回路。
【請求項８】
前記第１の接点及び前記第２の接点は各々、ベルビルワッシャのスタックを備える、請求項６に記載の電力伝送回路。
【請求項９】
前記第１の接点及び前記第２の接点は各々、ベルビルワッシャの２つのスタックを備える、請求項６に記載の電力伝送回路。
【請求項１０】
前記第１の接点及び前記第２の接点が固定接点である、請求項５に記載の電力伝送回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２３年９月２９日出願の「腐食を低減するためのＡＣ電力供給」に関する米国特許仮出願第６３／５４１，７２６号、及び、２０２４年９月２５日出願の「腐食を低減するためのＡＣ電力供給」に関する米国特許非仮出願第１８／８９６，２９９号の利益を主張し、これらはここに参照することにより、あらゆる目的でその全体が本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電子デバイス間で伝達されるデータの量は、ここ数年で大幅に増加している。現在は、大量のオーディオ、ストリーミングビデオ、テキスト、及び他の種類のデータコンテンツが、デスクトップ及びポータブルコンピュータ、メディアデバイス、ハンドヘルドメディアデバイス、ディスプレイ、記憶デバイス、及び他の種類の電子デバイスの間で定期的に伝達されている。
【０００３】
１つ以上のワイヤ導体、光ファイバケーブル、又は他の導体を含むことができるケーブルを介して、１つの電子デバイスから別の電子デバイスに電力及びデータを提供することができる。コネクタインサートを、これらのケーブルの各端部に配置することができ、通信デバイス又は電力伝送電子デバイスのコネクタレセプタクルに挿入することができる。コネクタインサート内又はコネクタインサート上の接点は、コネクタレセプタクル内の対応する接点と電気接続を形成することができる。他のデバイスは、デバイスの表面に接点を有することができる。電力及びデータのための経路は、デバイスが互いに隣接して取り付けられるか又は配置され、対応する接点が互いに電気的に接続されるときに形成され得る。
【０００４】
コネクタインサート内、コネクタレセプタクル内、又はデバイスの表面上のこれらの様々な接点は、局所環境に曝露され得る。これらの接点は、液体、水分、又は他の有害な汚染物質に遭遇する可能性がある。例えば、液体がこれらの接点上にこぼれる可能性があり、又はデバイスが、その接点が液体の溜まりに着地するように置かれる可能性がある。ユーザは、電気デバイスを装着又は保持しながら、水泳又は運動することができる。これらの活動は、様々な汚染物質に遭遇するポジションに電子デバイスの接点を置く可能性がある。
【０００５】
これらの液体又は他の汚染物質は、接点を腐食し、損傷する可能性がある。この腐食は、一定電圧又はＤＣ電圧が接点に印加されるときなど、電界の存在によって大幅に悪化する可能性がある。その結果、電力接点は特に腐食を受けやすい可能性がある。
【０００６】
したがって、デバイス接点の腐食を最小限に抑えながらデバイス接点を介して電力を供給することができる方法、構造、及び装置が必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、本発明の実施形態は、腐食を最小限に抑えながら、一対の電力接点を介して電力を供給することができる方法、構造、及び装置を提供することができる。本発明の例示的な実施形態は、０ボルト（又はゼロボルトに近い）平均電圧を有する差動交流電圧を使用して電力を供給することによって腐食を最小限に抑えながら、一対の電力接点を介して電力を供給することができる方法、構造、及び装置を提供することができる。本発明のこれら及び他の実施形態は、電力接点を電子デバイス内の回路に容量結合することによって、ガルバニック電圧から生じ得る電流の流れを防止することができる。
【０００８】
電子デバイス上の接点は、腐食性材料及び流体に曝露され得る。これらの腐食性材料及び流体は、接点の腐食を誘発し、それによって接点からイオンを放出する可能性がある。ＤＣ電界の存在下では、イオンの腐食及び放出を加速することができる。交流電界を印加することによって、接点の正味の腐食を低減することができる。０ボルト又はそれに近い平均値を有する電圧を有する交流電界を印加することによって、接点からのイオンの移動は、接点へのイオンの移動と少なくともほぼ等しくなり得る。この対称的な移動は、接点の腐食を低減することができる。この効果は、接点を形成する第１の金属と、電子デバイスのハウジング又はエンクロージャを形成する第２の金属との間に存在し得るガルバニック電圧によって低減され得る。このガルバニック電圧は、腐食を引き起こす可能性もある電界を生成する可能性がある。ガルバニック電圧は、接点を通り、電子デバイス内の回路を通って、接地され得るハウジング又はエンクロージャに電流の流れを提供することができる。この電流の電子流は、液体中のイオンの移動を平衡させることができる。この電流は、電力接点を電子デバイス内の回路に容量結合することによって遮断することができる。すなわち、コンデンサは、直流（ＤＣ）ブロックとして作用することができ、ガルバニック電圧によって誘導される電流のＤＣ成分を遮断し、電力接点の腐食を更に低減することができる。
【０００９】
本発明のこれら及び他の実施形態では、様々な接触構造を使用することができる。第１のデバイス上の第１の接点は、第２のデバイス上の第２の接点と嵌合することができる。第１の接点は、接触力を提供するようにばね付勢されることができ、第２の接点は、デバイスエンクロージャに固定されることができ、第１の接点の接触力によって作用されることができる。第１の接点は、一対の傾斜コイルばねによって付勢することができる。傾斜コイルばねは、その中心軸が第１の接点の接続方向に直交するように、ハウジング内に配置することができる。第１のデバイス及び第２のデバイスが嵌合されるとき、第１の接点は、第１のデバイス内への方向に押し込まれ得る。第１の接点は、プレート及びホルダを傾斜コイルばね内に押し込み、それによって傾斜コイルばねの直径を圧潰又は平坦化することができる。歪んだ傾斜コイルばねは、第２の接点に撓み力を提供することができる。第１のデバイスと第２のデバイスとが切断されると、傾斜コイルばねは元の形状に戻り、第１の接点を第１のデバイスから押し離すことができる。第１の接点の動きは、第１の接点及びピンをホルダに取り付けることによって制限することができ、ピンは、第１のデバイス内のハウジング内の対応するスロット内で移動することができる。傾斜コイルばねは、傾斜コイルばねの中心軸を通って配置された１つ以上のピンを使用して所定位置に保持することができる。
【００１０】
本発明のこれら及び他の実施形態では、第１の接点は、単一の傾斜コイルばねによって付勢することができる。傾斜コイルばねは、その中心軸が第１の接点の接続方向に直交するようにハウジング内に配置することができる。第１のデバイス及び第２のデバイスが嵌合されるとき、第１の接点は、第１のデバイス内への方向に押し込まれ得る。第１の接点は、プレート及びホルダを傾斜コイルばね内に押し込み、それによって傾斜コイルばねの直径を圧潰又は平坦化することができる。歪んだ傾斜コイルばねは、第２の接点に撓み力を提供することができる。第１のデバイスと第２のデバイスとが切断されると、傾斜コイルばねは元の形状に戻り、第１の接点を第１のデバイスから押し離すことができる。第１の接点の動きは、ピンをホルダに取り付けることによって制限することができ、ピンは、第１のデバイス内のハウジング内のスロット内で移動することができる。傾斜コイルばねは、フレームに取り付けられた多数のスラットを使用して所定位置に保持することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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