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CN101001550A - 便携能量消耗装置 - Google Patents

便携能量消耗装置 Download PDF

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CN101001550A
CN101001550A CNA200580027441XA CN200580027441A CN101001550A CN 101001550 A CN101001550 A CN 101001550A CN A200580027441X A CNA200580027441X A CN A200580027441XA CN 200580027441 A CN200580027441 A CN 200580027441A CN 101001550 A CN101001550 A CN 101001550A
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CN
China
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heating element
energy
source
element heater
power supply
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Application number
CNA200580027441XA
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English (en)
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沃尔特·R·伊娃尼克
蒂姆·朗
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Powerpulse Technologies L P
Original Assignee
Powerpulse Technologies L P
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Abstract

一种改进的便携能量消耗装置。它利用外部电源贮存该装置中的动能一直到达到要求的水平为止，然后，该外部电源从该装置断开以便形成便携装置，并且内部电源自动用于维持该要求动能水平。因此，该外部电源使至少一个装置负载达到要求工作水平，例如温度，然后，在该装置从在其上安装它的底座移出时，该外部电源断开，并且内部电源自动地连接到这至少装置负载以便使它恰好维持该要工作水平。控制电路耦合在内部电源和它联系的内部负载使只足够的功率加到负载上以便维持要求的工作水平。

Description

便携能量消耗装置
本申请享有2004年8月10日提出的编号为60/600208的临时申请的权益。
发明背景
1.发明领域
本发明一般涉及便携能量消耗装置。在最广的意义上，本新型发明利用外部电源贮存便携能量消耗装置中的动能，并只在该动能贮存期间同时贮存该装置的内部电源中的电能，使得当外部电源与该装置分离时内部电源被用于维持贮存的动能。特别是，本新型发明涉及改进的便携能量消耗装置，例如理发操作装置理发操作装置和熨烫衣服装置。它们用外部电源达到所要求的工作水平，例如温度，然后外部电源断开，内部电源，例如蓄电池组，维持所要求的工作水平，由此延长内部电源的寿命以及能量消耗装置(例如加热元件)的寿命。
2.有关技术的描述
有许多便携能量消耗装置。有理发操作装置理发操作装置，例如，卷发器或吹干器，它们利用蓄电池组供给必要的热量。
这些装置引起蓄电池组上的大电流泄放和缩短蓄电池组的使用寿命。在共同转让的美国专利No.6449870和No.6718651中，披露了手动控制能量消耗装置的要求设定温度的电路。在共同转让的一起处理中的临时专利申请S.N.60/545783和S.N.60/573716中，披露了这样的电路，自动提供数量上等于便携装置的功率损耗Pl(例如冷却和系统损耗)的输入功率Pin，以致功率输出Po等于剩余功率Pr(例如，诸如热量、质量转动等这样的动能)。于是，在要求的工作水平上，例如要求的温度，供给的输入功率只等于功率损耗，而剩余功率等于装置的输出功率。
当这些装置很好起作用时，为使便携装置获得要求的工作水平，在蓄电池组上有极大的电流泄放。例如，在要求质量加热到特定温度的场合，加热该质量(如卷发烙铁的金属质量)到要求的温度占有大量的蓄电池组电流。通过如在一起处理的临时专利申请中披露的控制蓄电池组上的电流泄放，的确能延长蓄电池组的剩余寿命。
然而，希望有的是，利用外部电源使质量达到要求的温度，然后断掉外部电源，使内部电源，即蓄电池组只维持新型便携能量消耗装置的要求温度。在这个新型的系统中，蓄电池组寿命更进一步地延长，因为使用很小的从蓄电池组的电流泄放，直到已达到要求的工作水平，然后装置同内部电源一起作为便携装置使用。内部电源只维持这个要求的工作水平(例如温度)。假若内部电源因任何缘故而失效，便携能量消耗装置能够直接连接到外部电源，按传统方式使用。
发明概要
对于本发明，借助能量消耗装置外部的电源，例如交流(ac)源或外部直流(dc)源，能量消耗装置(例如卷发烙铁、焊枪、热胶枪、平衣服熨斗、质量转筒等)达到要求的工作水平(例如温度、旋转速度等)。一旦装置达到要求的工作水平，外部电源从装置断开，而内部电源自动开始给能量消耗装置供电，数量上只需维持要求的工作水平即可。换句话说，它供给恰足够补偿装置中的功率和系统损耗的能量，由此使剩余能量(例如温度、质量旋转等)能维持与要求的输出功率相等。
外部电源可以是交流、直流、射频能量、磁耦合能量等。下面为简单起见，外部电源将被识别为交流或直流。能量消耗装置是个温度控制装置时，它可以具有用于接收供预热的外部直流电源输出的单独加热元件以及维持要求的工作水平的内部电源(蓄电池组)输出或用于连接到交流外部电源获得要求的工作水平的交流加热元件和用于连接到内部电源维持要求的工作水平的直流加热元件。
当交流加热元件和直流加热元件都被使用时，电阻性加热元件可以是若干类型的，例如以不同关系排列的带型电阻，不同关系例如以互相相邻插入关系或以重叠电绝缘方式绕在一起的电绝缘线圈。电阻性元件还可以是任何已知类型的，例如线绕组、陶瓷等。
可以在能量消耗装置内部安排开关。当且只当外部电源连接到能量消耗装置时，该开关使内部电源与负载(例如电阻性加热元件)断开。于是，当接头(插头)把能量消耗装置连接到外部电源时，该接头接合并打开开关，使得内部电源不能供给负载电流。
然而，在装置达到要求的工作水平并且通过把接头从与装置的接合移出而使得外部电源从装置断开时，装置中的开关闭合，由此借用控制把内部电源耦合到负载的电子开关(例如功率FET)的信号使内部电源能维持要求的工作水平。
当能量消耗装置是平衣服熨斗时，它安装在底座上。该底座具有接合平衣服熨斗上的相应配合接头的接头。
再有，单独的直流加热元件或直流加热元件和交流加热元件两者都可以用作平熨斗中的加热元件。在任一情况下，适当的电源耦合到平熨斗上的相应接头，以便首先把平熨斗带到要求的工作温度，然后平熨斗从底座移出，成为便携平熨斗。内部电源则利用控制信号维持要求的工作温度。
如果要求的话，平熨斗可以没有对外部电源的加热元件，但要有能耦合到内部加热元件的内部电源。
在这样情况下，平熨斗安装在具有平加热表面的底座机构上，它由外部电源加电。热量靠金属到金属的传导传递到平熨斗，直到平熨斗达到适当的要求工作温度为止。在底座机构上的接头再接合平熨斗上的相应接头，以便防止内部电源对加热元件供电，直到平熨斗从底座机构移出为止。移出的接头然后允许内部开关闭合并将内部电源连接到内部加热元件，以便只维持要求的热量。
在这样情况下，很清楚的是，内部电源可以由蓄电池组组成，而没有这里披露的新型脉冲产生电路。于是，用外部电源把该机构加热到要求的温度，然后当该机构从外部电源移出时，内部电源，只蓄电池组可以连接到加热元件，只要蓄电池组持续就可维持要求的热量。只要当新型脉冲产生电路用于把蓄电池组功率用脉冲加到负载时，内部电源就将不持续，但它们比便携机构持续得时间长，该便携机构单独使用蓄电池组，不仅把该机构带到要求的温度，也维持要求的温度。
应当理解，在内部电源的情况下，该电源必须与装置中产生的热量绝缘。这能用许多方法完成。在卷发烙铁的情况下，该电源(例如蓄电池组)能放在其把手内，该把手在卷发烙铁的离加热元件的相对端。该电源可由多个串联连接的蓄电池组电池、条形蓄电池组或其他型式的电源(下文称为“电源”)组成，需要时它们能简单地插入把手内或从把手移出。
在平衣服熨斗的情况下，蓄电池组能再被放在平衣服熨斗的把手内。该把手已与熨平表面热绝缘，使使用者能靠把手握烙铁。还有，蓄电池可以由多个串联连接的蓄电池组电池或条形电源组合体组成，需要时它们能简单地插入把手内或从把手移出。在能量消耗装置放在底座机构上时，如较早所述的，内部电源可以被充电。
于是，本发明的目的是提供这样的便携能量消耗装置，它使用一种外部电源和一种内部电源，外部电源使要求的工作水平能达到，一旦装置从外部电源断开使其成为便携的，内部电源只维持要求的工作水平。
本发明的另一个目的是提供一种便携能量消耗装置中的单独直流负载。它既用于用外部直流电源把装置带到要求的工作水平，又在装置从外部电源断开而成为便携的时用内部直流电源维持要求的工作水平。
本发明的还另一个目的是提供一种第一交流负载和一种第二直流负载。第一交流负载用于用外部电源把能量消耗装置带到要求的工作水平。第二交流负载用于在装置从外部电源断开并成为便携的时用内部直流电源维持要求的工作水平。
本发明的再另一个目的是提供一种底座机构，能量消耗装置可以放在该底座机构上。该底座机构具有一个外部电源，该外部电源使能量消耗装置能带到要求的工作水平，任选地用于只在外部电源在给能量消耗装置供应功率期间对能量消耗装置中的内部电源进行充电。
本发明的再另一个目的是耦合内部电源和能量消耗负载间的控制电路，来自动维持要求的工作水平，由此节省内部安置的电源以及延长能量消耗负载的寿命。
因此，本发明涉及一种建立便携能量消耗装置的方法。该方法包括这些步骤：用与其有联系的能量消耗负载组成本体部分；利用在本体部分外部安置的电源使能量消耗负载达到要求的工作水平；在达到要求的工作水平时从能量消耗负载去掉在外部供应的能量；以及利用在本体部分内部安置的电源只维持能量消耗负载的要求工作水平，由此建立便携能量消耗装置。
附图的简要说明
在结合下面的附图的详细说明理解时，将较全面地披露本发明的这些和其他目的。附图中相同的数字代表相似的元件。这些附图中：
图1是个方块图，说明利用外部电源只把能量消耗装置带到要求的工作水平，然后利用内部电源恰好维持要求的工作水平，再说明利用外部电源在装置连接到外部电源期间充电内部电源(蓄电池组)的选项；
图2是个方块图，说明外部电源连接到装置，用于把该装置带到要求的工作水平，而同时充电该装置的内部蓄电池组，再说明机械接头，当该装置耦合到外部电源时，该接头从负载断开内部电源(在此例中为蓄电池组)；
图3是个方块图，说明带有控制电路处于其便携状态的能量消耗装置操作电子开关提供脉冲时间调制功率给负载以只维持要求的装置工作水平；
图4是个方块图，说明在其上放置平衣服熨斗的底座机构和说明从外部电源到底座上的接头的电连接，这些连接用于接合平衣服熨斗上的相应接头，既把平衣服熨斗带到要求的温度(工作水平)又同时充电与平衣服熨斗有联系的内部蓄电池组；
图5说明底座机构，该机构具有与其有联系的AC/DC转换器，用于产生直流功率信号，把能量消耗装置带到要求的工作水平，又同时产生用于充电能量消耗装置中的内部蓄电池组的直流信号。
图6A说明以用插入、电绝缘关系绕在公共骨架上的两个扁平电阻金属带的形式的交流电阻加热元件和直流电阻加热元件；
图6B说明以用重叠、电绝缘关系放置在能量消耗装置中的两个扁平电阻元件的形式的交流电阻加热元件和直流电阻加热元件；
图7是个原理图，说明安装在底座机构中的如卷发烙铁这样能量消耗装置和说明用于既预热装置又同时充电装置内部蓄电池组的外部电连接；
图8是个用于平衣服熨斗或其他能量消耗装置的把手的原理图，说明在需要时和如果需要能从该把手移出并用另电源代替的以多个串联连接的单个电池或条型蓄电池组的形式的内部电源，即蓄电池组；
图9是把手中带有内部电源(蓄电池组)的平衣服熨斗的图解说明，该电源连接到第一加热元件，而第二单独的加热元件连接到外部电源；
图10是平衣服熨斗的图解说明，该平衣服熨斗靠从底座机构上的平板的传导加热，该平板由外部电源加热，并说明在底座上的接头，为了恰好维持要求的工作温度，它们接合平衣服熨斗中的开关以防止内部电源提供功率；以及
图11说明在共同转让的一起处理中的临时专利申请S.N.60/573716中所示出的控制电路，它能便利地同本发明一起被使用。
附图的详细说明
众所周知，需要有效功率使其能达到要求的工作水平或条件的装置制作成便携装置是困难的，因为恰好把装置达到要求的工作水平所需的蓄电池组或内部电源的尺寸。到达到要求的工作水平的时候，内部电源(例如蓄电池组)已经能量耗尽，以致没有多少为恰好维持要求工作水平而使用的剩余的内部电源能量。
如果能借用外部电源把装置带到要求的工作水平或条件，然后通过断掉外部电源使装置成为便携的，然后内部电源能用于恰好维持要求的工作水平。然后，该装置将确实是便携的并能在没有交流电源线的情况下被使用。
通过利用外部电源贮存在所选的能量消耗装置中的动能(例如温度或旋转质量)直到达到要求的工作水平为止，然后从装置断开外部电源使装置成为便携的，本发明满足这些要求。然后，内部电源自动的用于恰好维持在要求的工作水平上的动能。
在图1上披露了这样的装置，其中示出了方块图10，说明本发明的一般实施例。如图所示，能量消耗装置12(下文称“装置”)具有外部电源14，借助位于装置内的负载元件18的导体16可除去地与装置12耦合，使装置12达到要求的工作水平。然后，在达到要求的工作水平时，外部电源14从装置12断开，装置12成为便携的，并且内部电源20与其自己的负载元件22耦合，恰好维持装置12的要求工作水平。
如较早所述的，内部电源20可以只由内部蓄电池组组成，在这样情况下，外部电源14把装置带到适当的操作温度，然后被断掉，只内部蓄电池连接到装置，维持装置的温度。只要在同这里披露的脉冲发生电路一起使用时，蓄电池组或电源14就将不持续，但将比利用其既加热装置到要求的温度又然后维持这个要求的温度的内部蓄电池组的装置持续得时间长。
当然，内部电源20可以由内部蓄电池组和脉冲加内部蓄电池组的功率到负载的如下文将表明的脉冲发生电路组成。在这种情况下，内部蓄电池组的寿命甚至可以延长得比下文描述的更长。
仅仅作为例子，考虑卷发烙铁。该烙铁具有用作加热面的金属质量，并且它必须升到足够高的温度使它能被使用。在现有技术中这靠利用交流来完成，而且把金属质量带到为在卷发时使用的足够温度花费几分钟。然后在使用它时，交流电源线必须仍然是附上的，以保持烙铁是热的。
高度希望的是，使卷发烙铁成为便携的并消除交流电源线的实际干扰。然而，如果使卷发烙铁成为便携的，就要不附任何电源线并不使用任何交流电。因此，必须根据把装置带到要求的工作水平(在这个例子中是温度)的严重功率泄放来放置内部电源。
于是，用图1的方块图能见到，如果装置12是卷发烙铁，它能用外部交流电源14被加热到要求的工作水平或温度。当卷发烙铁的质量达到要求的工作水平或温度时，交流电源线16从卷发烙铁12断开，断开用众所周知的方式进行，例如借助从装置12拨掉交流接头。然后自动利用如下文将表明的内部电源恰好维持要求的工作水平或温度。
在图1上表示的一般化的实施例中，利用外部交流电源，并且交流电源连接到它自己的位于装置12内的交流加热元件。
一旦交流电源线从装置12断开，内部电源20自动连接到它自己的直流加热元件22，如下文将解释的，使装置12维持其要求的温度。
还有，如图1所示的，外部电源14可用于只要装置12一安装在如下文将表明的底座机构中就借助第二导体24(表示为虚线)充电内部电源20。
当然，在图1上一般说明的装置12除了卷发烙铁外还能代表任何理发操作装置理发操作装置，例如吹干器。吹干器需要大量的能量使装置达到适当的温度。图1上的装置12也能代表平衣服熨斗、焊枪、胶枪、旋转质量等。
再有，在吹干器代表理发操作装置理发操作装置时，通过使由吹风扇产生的空气通过蓄电池组并冷却它们，蓄电池组的寿命能进一步延长。众所周知，当蓄电池组在延长的时间段内连续使用时，蓄电池组的内部电阻增加。该增加的电阻使蓄电池组变热以及减少它们的输出电压。如果蓄电池组那时冷却，输出电压返回到较高电平。于是，这个利用吹风扇冷却蓄电池组的独特方法也在一定的“运行”周期内延长蓄电池组的寿命，也延长了蓄电池组的整个寿命，这样的改进是使用便携装置的有价值的优点。
图2是装置12的原理图，说明与其有联系的电子设备的一般化型式。图2上的内部电源20经开关28耦合到直流加热元件22。在把装置12带到如温度这样的要求工作水平时，外部交流电源14和连接的电源线16在其末端上具有任何本技术领域内众所周知类型的延长接头26，它以众所周知的方式插入装置12中的配合插座(未示出)，把外部电源连接到内部安置的交流负载，只作为例子，例如线32和34上的加热器18。
同时，如果要求，能把交流输入连接到内部的或外部的(作为内部的在这里示出)交流/直流转换器30，它能用于以传统方式对内部蓄电池组进行充电。
在交流加热器18使装置12(这里是温度装置)达到要求的工作水平(在这种情况下是温度)时，从配合插座拔出接头26，使装置成为便携的。在这种情况发生时，开关28返回到正常闭合位置，借此把内部电源20连接到它自己的在线36上的直流负载22。如下文涉及图3和图11时将表明的，控制电路38从内部电源20提供恰好足够的能量使装置12只维持要求的工作水平。
图3上原理上示出的电路包括控制电路38，它由内部电源20加电。如较早解释的，在接头26(这里用虚线表示)从装置12断开时开关28闭合。
借用“脉冲时间调制”信号，电子开关40，例如动率FET由控制电路38打开和闭合，调制从内部电源20到负载22的功率信号。如果要求，可以利用发光二极管(LED)42，让使用者知道控制电路38在起作用。
如较早解释的，在任何需强电流的负载的情况下，本新型发明很好地工作，把它带到要求的工作水平。图4说明安装在用横截面表示的底座机构44上的平衣服熨斗46。平衣明熨斗46具有把手47。把手47与平熨斗46的加热本体部分充分温度绝缘，使使用者能拿起和使用加热的平熨斗46。
将在图4上注意到，外部电源14经电源线16耦合到接头，该接头以如以前解释的众所周知的方式插入到底座机构中。在这个例子中，使用者要求使用平熨斗时，在由使用者操作底座(图中未示)上的开关时外部交流功率由接头50直接连接到接头52预热熨斗。同时，如果要求，内部电源能由从接头26上的交流/直流转换器48的输出充电。在熨斗达到要求的温度时(如可以由图10上所示的LED 76以众所周知的方式表示的)，可以把熨斗从底座机构44移出，并由此成为便携熨斗。应该注意到，虽然交流/直流转换器48被表示为底座机构44的一部分，然而如果需要的话，它可以是底座机构44外部的。于是，图4上表示的平熨斗46使用在平熨斗46内部安置的第一和第二加热元件。一个加热元件是交流加热元件(要由外部电源使用)，而另一个是直流加热元件(要由内部电源使用)。
如果要求，平熨斗46只具有一个加热元件，这是直流加热元件，在底座机构44上的预热期间首先被使用，然后，在平熨斗46从底座机构44断开使平熨斗成为便携的时候，单个的直流加热元件连接到内部电源20恰好维持要求的温度。如图5所示，底座机构44具有与其有联系的交流/直流转换器48，对底座机构44是内部的(如所示)或外部的。然后，装置使用用于预热单个直流加热元件的直流电源，在装置从底座机构44断开使装置成为便携的时候，内部直流电源耦合到同一直流加热元件。考虑建立这样连接的功用，这样的连接对本专业技术的人员来说会是明显的，因而在这里既不表明也不解释。
在要求使用两个加热元件(交流和直流元件)时，可以以任何要求的方式形成它们。例如，如果装置是卷发烙铁，可以以环形样式围绕非导电圆筒17绕电阻加热元件，如图6A所示。以如图所示的插入、间隔开、非导电关系围绕非导电圆筒17绕两个电阻加热元件18和22。当然，本专业技术的人员会知道如何产生其他型式的布置，例如并列关系。
如果加热元件是扁平电阻型，可以以非导电关系一个重叠另一个上，如图6B所示。在这里，扁平交流加热元件18已重叠在那上面，并由绝缘体54从那里电绝缘扁平直流加热元件22。本专业技术人员会知道两个加热元件18和22能以其被便利地布置的其他样式。
图7说明底座机构44，卷发烙铁64(用虚线表示)能安装在底座机构44上，用于预热和其内部电源的充电。如本领域中众所周知的，内部电源可以是蓄电池组。再有，交流电源(用电插头14代表)用电源线16连接到底座机构44上的接头56，如较早解释的。也如较早解释的，卷发烙铁64可具有单个加热元件，既用于预热又用于便携操作。然而，如图所示，第一加热元件用于用外部交流电源预热，而第二加热元件用于用内部直流电源的便携操作。
从外部电源的交流输入直接连接到底座机构44上的接头62，而用于同时充电内部电源的直流功率来自交流/直流转换器58，转换器58的直流输出耦合到接头60。
电源软线16在底座机构44与接头56终接。优选地，接头56与底座机构44上的接头62相同。如果因任何缘故禁止装置64的便携操作，交流接头56能直接插入到装置64，在装置64这里，功率由接头62正常供应。在这样情况下，卷发烙铁64可以作为传统的附有电源线的非便携卷发装置而优选地继续被使用。
在蓄电池组与加热元件一起的任何使用中，蓄电池组必须不受从加热元件的加热的影响。在卷发烙铁中，蓄电池组可以放在如本领域众所周知的热绝缘的把手元件中，把手与加热元件热绝缘。
在本新型发明与平衣服熨斗一起使用时，必须专门保护蓄电池组避免由大金属质量维持的热量。图8上表示一个热绝缘蓄电池组的这样方法。如图所示，蓄电池组可以是一些单独的蓄电池组电池或众所周知的“条”66，它们可以以众所周知的方式插入到把手47中。在蓄电池组“条”66的情况下，为以众所周知的方式替换或在平衣服熨斗外部对蓄电池组进行充电，把蓄电池组简单地滑入和滑出把手。用相同的方式，把手47的顶部能是绞折板(未示出)。为移出和插入蓄电池组，能以众所周知的方式打开或关上该绞折板。本领域技术人员会懂得其他保护蓄电池组避免热量的安装和绝缘它们的方法。
图9是具有带有在其中安置的蓄电池组20(内部电源)的把手47的便携平衣服熨斗46的图解描绘。该蓄电池组被图解地表示成连接到如直流加热元件这样的直流负载22，而如交流加热元件18这样的交流负载被显示连接到至少用于当预热时接收来自外部电源的功率的插座50。
图10原理上说明本发明的备选实施例。
在该实施例中，平衣服熨斗46没有任何用于预热的内部加热元件。在该实施例中，底座机构68具有上板70。上板70由用壁插头14代表的外部电源经电源线16预热。平衣服熨斗46以金属到金属接触的方式简单地坐落在加热板70上预热平衣服熨斗46。在平衣服熨斗46是预热的时候，如可以以按LED 76的众所周知的方式指示的，通过从底座机构上板70移出使它成为便携的。至少一个接头72防止了内部电源20在预热期间给直流加热元件加电。在平熨斗46从底座机构68移出时，至少一个接头72从允许便携、内部功率的操作的相应插座移出，如以前关于图2所解释的。
当然，在所有的上述实施例中，图10上图解说明的开关74能用于防止装置12当它放在底座机构时预热。
图11是用于这里的新型发明的电子控制电路的原理图。该电路只供给足够的“脉冲时间调制”能量到装置，以便只代替负载损耗和维持要求的功率输出，由此节省蓄电池组能量(否则它会被浪费)。在一起处理中的共同转让的临时专利申请S.N.60/573716中详细地解释了这个图。
然而，简单地说，机构78是个感测要求的工作水平的探测器(例如如图11上所示的温度传感器80)。在这种情况下，振荡器94产生在线96上的锯齿波输出。它与在线90上的放大探测器78信号一起耦合到比较器92。只要在线90上的放大探测器78的输出比在线96上的振荡器94输出的幅度大，就有从比较器92经电阻器100的固定输出。这个信号经开关28耦合到功率FET 102，使它导通并加最大功率到负载22。
然而，如较早解释的，为节省内部蓄电池组，例如，装置具有被加热把装置带到要求的操作温度的交流加热元件18。如在图11上见到的，装置首先用外部电源44加热到要求的操作温度。外部电源44在这种情况下借助公接头26耦合到能量消耗装置。公接头26与点75和76(在线16上)接触，提供功率到装置中的交流负载18。开关74是双极单掷开关，它首先把外部交流电源耦合到交流负载加热元件18。另外，开关74的另一半把内部电源(蓄电池组)耦合上述的控制电路。因为该控制电路使用这样小的功率，在外部电源在把装置带到要求的操作温度的时间内，很小的泄放放在内部蓄电池组上。如较早解释的，用虚线26表示的公接头物理地打开开关28，由此防止FET接收任何来自装置的控制电路的信号。于是，在外部交流电源在借用交流加热元件18加热装置到要求的操作温度的时间内，没任何功率在供给到直流负载22。在交流加热元件即负载18使装置达到要求的温度(这能用靠LED的发光的众所周知的方式指示)时，装置从其底座移出，并且公接头26从装置移出，闭合开关28并允许来自控制电路的比较器92的信号连接到功率FET 102。FET 102开始加功率到直流负载22。因为直流负载22处于物理靠近已被外部电源44加热的金属质量的状态，直流负载22已被加热到近似的要求操作温度，功率FET 102现在被控制电路“脉冲时间调制”提供恰好足以维持装置的要求操作温度的到直流负载22的能量。
如果要求，LED 103可以跨在FET 102上耦合并通以脉冲，用FET的脉冲产生对使用者指示控制电路在起作用。
于是，已披露了一种新型改进便携能量消耗装置。它利用外部电源使装置达到要求的工作水平，然后在装置从其底座移出时，外部电源从装置断开，然后内部电源自动连接到直流负载维持装置的要求工作水平。控制电路耦合在内部电源和直流负载之间“脉冲时间调制”加到那里的信号只代替负载损耗并恰好维持要求的工作水平。如较早解释的，要求的工作水平规定为意指要求的操作温度、要求的操作rpm(转数/分)或任何其他类型的具有这样动能的负载操作条件，如果提供足够的能量恰好代替装置损耗，这个动能将维持要求的工作条件。
虽然已示出和描述了本发明的个别实施例，但对本专业技术人员明显的将是，如果不偏离本发明的精神和范围，可以做出在其各个实施例中的本发明的变化和改进。无实质上不同于这里描述的其他元件、步骤、方法和技术也在本发明的范围之内。于是，本发明的范围不应该被这里描述的个别实施例限制，而应该由所附的权利要求和其相当东西规定。
要理解到，如在这里使用的术语“电子开关”规定为涵盖这样的合适开关。能控制它断续地给负载供电，该负载包括如继电器这样的机械操作开关或如以前在这里讨论的场效应三极管(FET)这样的固态开关。

Claims (53)

1.一种建立便携能量消耗装置的方法，包括以下步骤：
用与其有联系的能量消耗负载构成本体部分，该负载具有系统功率损耗；
利用位于本体部分外部的一个电源使能量消耗负载达到一个要求工作水平；
在达到要求工作水平时从能量消耗负载移出外部电源；以及
利用位于本体部分内部的一个电源补偿系统损耗来维持能量消耗负载的要求工作水平，由此建立一个便携能量消耗装置
2.权利要求1的方法，还包括以下步骤：
把至少一个加热元件与本体部分联系起来作为能量消耗负载；
通过连接位于其外部的电源使这至少一个加热元件获得代表要求工作水平的一个要求温度；
在这至少一个加热元件已达到该要求温度时从这至少一个加热元件移出外部电源；以及
在断开该第一电源时，自动地使位于内部的电源连接到这至少一个加热元件提供足以仅维持要求温度的功率。
3.权利要求2的方法，还包括以下步骤：
利用交流(ac)作为位于外部的电源；以及
利用蓄电池组(dc)作为位于内部的电源。
4.权利要求3的方法，其中把至少一个加热元件与本体部分联系起来的步骤还包括以下步骤：
可除去地连接位于外部的交流电源到与本体部分有联系的一个交流加热元件使交流加热元件加热到要求温度；以及
仅在外部交流电源从交流加热元件移出时，为用内部蓄电池组加热，自动地把一个直流加热元件与本体部分联系起来以提供足以仅维持要求温度的功率。
5.权利要求2的方法，还包括以下步骤：
利用直流(dc)作为位于外部的电源；以及
利用蓄电池组(dc)作为位于内部的电源。
6.权利要求5的方法，其中把至少一个加热元件与该本体部分联系起来的步骤还包括以下步骤：
构成本体部分中的单个直流加热元件；
整流一个外部交流电源输出以获得一个直流输出，该直流输出加到单个直流加热元件以获得要求温度；以及
仅在单个加热元件从整流外部交流电源的直流输出断开时，自动地连接位于内部的蓄电池组到单个直流加热元件以提供仅足以维持要求温度的功率。
7.权利要求1的方法，还包括以下步骤：
在这至少一个的能量消耗负载和位于内部的第二电源之间放置一个常闭电开关；以及
在外部电源连接到这至少一个能量消耗负载时自动打开该电开关，以防止位于内部的电源连接到这至少一个能量消耗负载。
8.权利要求7的方法，还包括以下步骤：
提供插入到与本体部分有联系的一个插座中的一个电插头，以把外部电源连接到能量消耗负载；以及
利用该电插头，在被插入该插座时，自动打开该电开关并防止位于内部的电源连接到这至少一个能量消耗负载。
9.权利要求8的方法，还包括步骤：
外部交流电源一连接到能量消耗负载就自动充电位于内部的电源。
10.权利要求6的方法，还包括以下步骤：
在单个直流加热元件和位于内部的蓄电池组之间放置一个电开关；以及
在外部电源的直流输出连接到单个直流加热元件时自动打开该电开关，以防止位于内部的蓄电池组连接到单个直流加热元件。
11.权利要求10的方法，还包括以下步骤：
提供插入到与能量消耗装置的本体部分有联系的一个插座中的一个电接头，以把外部电源连接到单个直流加热元件；以及
利用该电接头，在被插入该插座时，自动打开电开关并防止位于内部的蓄电池组连接到单个直流加热元件。
12.权利要求11的方法，还包括步骤：
该外部电源一连接到单个直流加热元件就自动充电位于内部的蓄电池组。
13.权利要求1的方法，还包括步骤：
只在装置是便携的时在内部电源和能量消耗负载之间耦合一个控制电路以便自动维持要求的工作水平，由此节省位于内部的电源以及延长能量消耗负载的寿命。
14.权利要求13的方法，还包括以下步骤：
用控制电路产生一个表示瞬时负载工作水平的反馈信号；以及
利用产生的反馈信号减少由内部电源加到能量消耗负载的功率输入到足以仅代替系统损耗的数量，由此通过用减少功率输入维持一个要求负载工作水平来节省电功率。
15.权利要求14的方法，还包括以下步骤：
在能量消耗负载和内部电源之间耦合一个电子功率开关；以及
用“脉冲时间调制”信号接通ON和断开OFF该电子功率开关以减少功率输入，以致仅足够的功率加到能量消耗负载来维持要求工作水平。
16.权利要求1的方法，还包括步骤：
利用一个在理发操作装置和平衣服熨斗装置中选择的装置的加热元件作为能量消耗负载。
17，权利要求16的方法，还包括以下步骤：
在不作为一个便携装置使用时，构成一个底座机构，在该底座机构上放置一个在理发操作装置和平衣服熨斗装置中选择的装置；以及
在底座机构上放置至少一个电接头，用于把外部电源连接到加热元件，在这些装置中选择的一个置用作一个便携能量消耗装置之前预热加热元件到一个要求工作水平。
18.权利要求17的方法，还包括步骤：
为了只在放置在底座机构上的在这些装置中选择的一个装置的加热元件在从外部电源接收功率时提供充电电压到内部电源，在底座机构上放置附加电接头并把附加电子电路与底座机构联系起来。
19.权利要求12的方法，还包括以下步骤：
在不作为一个便携装置使用时，构成一个底座机构，在该底座机构上放置能量消耗装置的本体部分；以及
为了把外部电源连接到单个直流加热元件来预热加热元件到一个要求工作水平，插入与底座机构有联系的附加电接头中的至少一个，用于插入至少一个与本体部分有联系的插座。
20.权利要求4的方法，还包括以下步骤：
利用一个以线圈形式绕的第一电阻带作为交流加热元件；以及
利用一个第二以与第一绕的电阻带间隔开和电绝缘的线圈的形式绕的第二电阻带作为直流加热元件。
21.权利要求4的方法，还包括以下步骤：
利用一个第一扁平导体电阻作为交流加热元件；以及
在第一扁平导体电阻上并与之电绝缘地重叠一个第二扁平导体电阻作为直流加热元件。
22.权利要求16的方法，还包括以下步骤：
构成在该理发操作装置和该平衣服熨斗装置中选择的一个装置的一部分作为一个把手；以及
在选择的装置的把手内放置电源。
23.权利要求22的方法，还包括步骤：
在选择的装置的把手内插入一个条型蓄电池组作为内部电源。
24.权利要求22的方法，还包括步骤：
在选择的装置的把手内插入多个串联的单独蓄电池组电池作为内部电源。
25.权利要求1的方法，还包括以下步骤：
利用蓄电池组作为位于本体部分内部的电源；
提供保持带有与其有联系的能量消耗装置的本体部分的固定装置；
把至少一个第一电接头与固定装置联系起来，以便把外部电源耦合到能量消耗装置使能量消耗装置达到要求的工作水平；以及
把至少一个第二电接头与固定装置联系起来使一个外部直流电源能用于只在能量消耗装置固定到固定装置时充电位于内部的蓄电池组，以致在达到装置的要求工作水平时装置能从固定装置移出，由此从装置断开外部电源并使装置通过利用位于内部的蓄电池组成为便携的。
26.一种建立便携温度产生装置的方法，包括以下步骤：
用这里的一个加热元件构成本体部分；
利用一个第一固定位置电源把加热元件加热到一个要求温度；
在达到该要求温度时从第一电源断开加热元件，以便形成为一个便携温度产生装置；以及
用位于便携温度产生装置内的一个第二D。C。电源来维持加热元件的要求温度。
27.一种操作便携能量消耗装置的方法，包括以下步骤：
借用一个位于装置外部的电源贮存在装置中的动能；在装置中的动能的贮存期间同时贮存在一个位于装置内部的电源中的电能，内部电源提供维持贮存动能的能量，使在该外部电源脱离装置时，内部电源提供能量，以维持贮存动能；通过只在内部电源在用于维持贮能量时在内部电源上吹外部空气，冷却内部电源和延长内部电源的寿命，由此使可从电源得到的能量的数量最大。
28.权利要求14的方法，还包括步骤：
为了用“脉冲时间调制信号”控制到能量消耗负载的功率，在能量消耗负载和内部电源之间耦合一个电子开关，包括FET和继电器中的任何一个。
29.一种便携能量消耗装置，包括：
一个带有与其有联系的能量消耗负载的本体部分，该负载具有系统功率损耗；
一个位于本体部分外部并可除去地耦合到与本体部分有联系的能量消耗负载的电源，用于使能量消耗负载达到一个要求工作水平；以及
一个位于本体部分内部的电源，只在能量消耗负载已达到要求工作水平并外部电源从那里移出时，它才耦合到能量消耗负载来补偿系统损耗并维持能量消耗负载的要求工作水平。
30.权利要求29的装置，还包括：
至少一个作为能量消耗负载的与本体部分有联系的加热元件，用于在可除去地连接到该外部电源时获得一个要求温度；以及
至少一个只在外部电源从装置移出时自动地连接到内部电源的加热元件，内部电源提供足以维持用外部电源获得的要求温度的功率。
31.权利要求30的装置，其中：
外部电源是个(交流)源；以及
内部电源是个(直流)源。
32.权利要求31的装置，其中这至少一个加热元件包括：
一个交流加热元件，可除去地连接到外部电源，用于加热装置到要求温度；以及
一个直流加热元件，只在从交流加热元件断开时自动连接到内部电源来维持装置的要求温度。
33.权利要求30的装置，其中：
外部电源是个直流电源；以及
内部电源也是个直流电源。
34.权利要求33的装置，还包括：
在本体部分中的单个直流加热元件；
一个位于外部的交流电源，具有整流输出，提供一个加到单个直流加热元件获得要求温度的直流输出；以及
只在单个直流加热元件从整流外部交流电源的直流输出断开时位于内部的直流电源自动连接到单个直流加热元件提供足以维持要求温度的功率。
35.权利要求29的装置，还包括：
一个常闭电开关，放置在中间，把这至少一个的能量消耗负载耦合到位于内部的电源；以及
一个与外部电源有联系的接头，用于外部电源连接到这至少一个能量消耗负载就自动打开该常闭电开关，以防止位于内部的电源连接到这至少一个能量消耗负载。
36.权利要求35的装置，其中接头包括：
一个电插头，用于插入与能量消耗装置的本体部分有联系的插座，把外部电源连接到这至少一个能量消耗负载；以及
在插入插座中时，电插头自动打开电开关并防止位于内部的电源连接到这至少一个能量消耗负载。
37.如权利要求36中的装置，还包括：
一个直流充电电路，与外部电源有联系，用于外部电源连接到与装置有联系的能量消耗负载就自动充电位于内部的电源。
38.权利要求29的装置，还包括：
一个控制电路，耦合在内部电源和能量消耗负载之间，只在装置是便携的时自动维持工作水平，由此节省位于内部的电源以及延长能量消耗负载的寿命。
39.权利要求38的装置，还包括：
一个反馈装置，用于产生一个表示瞬时负载工作水平的信号；以及
控制电路，利用反馈信号减少由内部电源加到能量消耗负载的功率输入到足以仅代替系统损耗的数量，由此通过用减少的功率输入维持一个要求负载工作水平来节省电功率。
40.权利要求39的装置，还包括：
一个电子功率开关，由FET和继电器中的一个组成，耦合在能量消耗负载和内部电源之间；以及
控制电路用“脉冲时间调制”信号接通和断开该电子功率开关ON和OFF以减少功率输入，以致仅足够的功率加到能量消耗负载来维持要求工作水平。
41.权利要求29的装置，还包括：
一个在理发操作装置和平衣服熨斗装置中选择的装置，是能量消耗装置；以及
一个在理发操作装置和平衣服熨斗装置中选择的装置中的加热元件，用作该能量消耗负载。
42.权利要求41的装置，还包括：
一个底座机构，用于容纳在理发操作装置和平衣服熨斗装置中选择的一个装置；以及
在底座机构上的至少一个电接头，用于把外部电源连接到加热元件，在在这些装置中选择的装置用作一个便携能量消耗装置之前预热加热元件到一个要求工作水平。
43.权利要求42的装置，还包括：
附加电接头和电路，与底座机构有联系，用于只在放置在底座机构上的选择的装置的加热元件在从外部电源接收功率时提供充电电压到内部电源。
44.权利要求37的装置，还包括：
一个底座机构，在不作为一个便携装置使用时，在该底座机构上放置能量消耗装置的本体部分；以及
至少一个电插头，构成底座机构的一部分，用于插入这至少一个与本体部分有联系的插座，用于把外部电源连接到单个直流加热元件以预热加热元件到一个要求工作水平。
45.权利要求32的装置，还包括：
一个以线圈形式绕的第一电阻带，作为交流加热元件；以及
一个以与第一绕的电阻带间隔开和电绝缘的线圈的形式绕的第二电阻带，作为直流加热元件。
46.权利要求32的装置，还包括：
一个第一扁平电阻导体，作为交流加热元件；以及
一个第二扁平电阻导体，在第一扁平电阻导体上并与之电绝缘，作为直流加热元件。
47.权利要求41的装置，还包括：
一个把手，构成在理发操作装置和平衣服熨斗装置中选择的装置的一部分；以及
内部电源放置在装置的把手中。
48.权利要求41的装置，其中放置在装置的把手中的内部电源包括：
一种条型蓄电池。
49.权利要求47的装置，其中放置在装置的把手中的内部电源包括：
多个个别串联连接的蓄电池
50.一种便携温度产生装置，包括：
一个在其中具有一个加热元件的本体部分；
一个外部电源，可除去地耦合到本体部分，用于把加热元件加到一个要求温度，然后从本体部分断开，以便使装置成为便携的；以及
一个内部电源，有选择地耦合到加热元件以维持便携装置中的加热元件的要求温度。
51.一种改进的能量消耗装置，包括：
一个装置外部的电源，用于以一个要求水平贮存装置中的动能；
一个外部电源，在贮存的动能达到要求水平时，该外部电源从装置断开以便使装置成为便携的；以及
一个装置内部的电源，用于在外部电源从那里断开时维持动能的要求水平。
52.权利要求51的装置，其中：
贮存的动能是以温度的形式。
53.权利要求51的装置，其中：
贮存的动能是以质量旋转的形式。
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