高電壓專用充電端口的制作方法
【專利說明】高電壓專用充電端口
[000。 相關(guān)申請秦的香叉參考
[0002] 本發(fā)明請求2013年2月5日提交的第13/759,865號美國申請案的優(yōu)先權(quán)，所述 美國申請案還請求2012年10月29日提交的第61/719, 822號美國臨時(shí)申請案的優(yōu)先權(quán)， 所述兩個(gè)申請案的內(nèi)容的全文均出于所有目的W引用的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003] 除非在此另有說明，否則該個(gè)部分中描述的方法不是本申請案中的權(quán)利要求書的 現(xiàn)有技術(shù)，并且并不因?yàn)榘谠搨€(gè)部分中就被認(rèn)可為現(xiàn)有技術(shù)。
[0004] 對于現(xiàn)代便攜式電子裝置（例如，具有較大顯示器的裝置、LTE裝置（收音機(jī)、調(diào) 制解調(diào)器等）、多核屯、處理器，等等）的電力需求正極其快速地提高。為了維持可接受的可 使用時(shí)間，所述裝置利用具有較高容量的電池。在所述系統(tǒng)中，當(dāng)使用常規(guī)電源時(shí)，電池充 電時(shí)間往往極長。原因包含；（1)有限的功率容量扣SB最大5V/1.8A);及（2)輸入電源與 電池之間的電壓余量問題。此外，許多可容易獲得的電源（例如，監(jiān)視器、筆記本計(jì)算機(jī)等） 因?yàn)槠涓唠妷翰僮髋c便攜式裝置可耐受的情況的對比而無法被利用。實(shí)施需要使用次級便 攜式裝置連接器（專用連接器、墻面適配器等）的解決方案顯著增加解決方案與消費(fèi)者成 本。
[0005] 在電池容量逐漸增加的情況下，5V輸入電壓由于電纜、連接器、PCB和充電器阻抗 而并不提供足夠的電壓余量來充分實(shí)現(xiàn)高電荷電流。許多電池現(xiàn)在具有4. 35V的浮充電 壓，該使所述問題更加嚴(yán)重，特別是因?yàn)橼厔菔鞘褂幂^高電壓。舉例來說，2S堆找提供約 8. 4V或8. 7V，由此需要高于5V的電壓來有效地充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 一種用于從外部裝置為電池充電的電路可包含用來檢測信號線的電配置的檢測 電路，所述信號線包括用于將電路連接到外部裝置的電纜。配置電路可響應(yīng)于所述檢測電 路斷言信號線上的若干電配置中的一者。作為響應(yīng)，外部裝置可能W對應(yīng)于信號線上經(jīng)斷 言的電配置的電壓電平在電力線上供應(yīng)電壓。
[0007] 在一些實(shí)施例中，所述電路根據(jù)USB電池充電規(guī)范操作。電力線可為VBUS，并且信 號線可為在所述USB規(guī)范中闡述的D+線和D-線。所述電路可與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后向兼容，從而 允許現(xiàn)存規(guī)范化連接器和電纜線，而同時(shí)允許更大范圍的超出USB規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)5V操作電平 的操作電壓。
[000引 W下詳細(xì)描述和附圖提供對本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的更好理解。
【附圖說明】
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的電路的高階通用框圖。
[0010] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的處理的高階功能性流程圖。
[0011] 圖3示出了基于USB規(guī)范的說明性實(shí)施例。
[0012] 圖4說明了外部裝置的實(shí)例。
[0013] 圖5示出了圖3中所示出的便攜式裝置中的處理的功能性流程圖。
[0014] 圖6示出了圖3中所示出的外部裝置中的處理的功能流程圖。
[0015] 圖7示出了根據(jù)USB電池充電規(guī)范的電壓電平。
[0016] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)操作的概述。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 在W下描述中，為達(dá)成解釋的目的，闡述眾多實(shí)例和具體細(xì)節(jié)W便提供對本發(fā)明 的透徹理解。但是，對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明顯的是，在權(quán)利要求中表述的本發(fā)明可包 含一些或所有所述實(shí)例中的特征（單獨(dú)的或與下文描述的其它特征組合），并且可進(jìn)一步 包含本文中所描述的特征和概念的修改和等效物。
[001引圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電路100。電路100可包含在便攜式裝置10(例 如智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)，等等）中。便攜式裝置10可包含用來為便攜式裝置供電的電池 12。在一些實(shí)施例中，電池12可為電路100可充電的可再充電電池。電池12可為單電池 配置或可為多電池堆找。
[0019] 便攜式裝置10可連接到外部裝置14。在一些實(shí)施例中，外部裝置14可為交流電 (AC)適配器，例如墻面適配器。在其它實(shí)施例中，外部裝置14可為可向便攜式裝置供應(yīng)電 力的電子裝置。舉例來說，外部裝置14可為從其自身的電池組供應(yīng)電力或通過連接到AC 供應(yīng)器來供應(yīng)電力的膝上型計(jì)算機(jī)。
[0020] 便攜式裝置10和外部裝置14可具有對應(yīng)的連接器22和24。電纜26可電連接便 攜式裝置10和外部裝置14。
[0021] 在一些實(shí)施例中，電路100可包含充電電路102、檢測電路104、控制電路106和配 置電路108。電路100可包含用于電連接到電纜26中的電力線的電力總線114。電路100 可進(jìn)一步包含信號總線112,所述信號總線包括用于電連接到電纜26中的信號線的多個(gè)信 號總線線路。包括信號總線112的信號總線線路的數(shù)目可因?qū)嵤├鞑幌嗤?。舉例來說， 基于USB規(guī)范的設(shè)計(jì)定義兩個(gè)信號總線線路，即D+和D-，而另一設(shè)計(jì)可采用兩個(gè)W上信號 總線線路。
[0022] 充電電路102可連接到電力總線114來傳送來自由外部裝置14供應(yīng)的電壓的電 力來為電池12充電。充電電路102可具有任何已知設(shè)計(jì)，例如切換充電器設(shè)計(jì)（舉例來 說）。
[0023] 檢測電路104可連接到信號總線112來檢測包括信號總線的信號總線線路上的各 種電配置。外部裝置14可斷言電纜26的信號線上的電配置，檢測電路104可在信號總線 112上檢測到所述電配置。在一些實(shí)施例中，檢測電路104可包括電壓比較器、電流傳感器 等等來檢測信號總線112上的電配置。
[0024] 信號總線112的信號總線線路上斷言的電配置可為一或多個(gè)信號總線線路上斷 言的一電壓電平（包含接地電位），或若干信號總線線路上斷言的多個(gè)電壓電平。電配置也 可為分別在信號總線線路中的一或多者中流動(dòng)的一或多個(gè)電流。在一些實(shí)施例中，電配置 可通過將信號總線線路中的一或多者連接到電阻器（或其它無源裝置，例如電容器或電感 器）或?qū)⑿盘柨偩€線路中的一或多者連接在一起來斷言。在一些實(shí)施例中，電配置可使用 電壓、電流和/或電阻器（或其它無源裝置）的組合來斷言。
[0025] 如上文所提及，電配置可由憑借電纜26電連接到信號總線的外部裝置14在信號 總線112的信號總線線路上斷言。類似地，電配置可由配置電路108在信號總線線路上斷 言。在一些實(shí)施例中，舉例來說，配置電路108可包含電壓源、電流源、開關(guān)（例如，MOS開 關(guān)）、無源裝置（例如，電阻器）等等來斷言包括信號總線112的信號總線線路中的一或多 者上的電壓電平和/或電流電平的一些組合。
[0026] 可連接控制電路106來從檢測電路104接收一或多個(gè)信號104a。信號104a可指 示由外部裝置14在信號總線112上斷言的所檢測電配置?？蛇B接控制電路106來向配置 電路108提供一或多個(gè)控制信號106aW便斷言信號總線112上的特定電配置。
[0027] 便攜式裝置10可進(jìn)一步包括裝置電子器件（負(fù)載）101。舉例來說，如果便攜式裝 置10為平板計(jì)算機(jī)，那么裝置電子器件101可包括例如處理器、存儲器、顯示器等的組件。 裝置電子器件101可憑借連接器114a連接到電力總線114W汲取由電路100接收的電力。 [002引除包括外部裝置的其它電子電路（未示出）之外，外部裝置14可包含電壓選擇器 122和電力區(qū)段124。舉例來說，外部裝置14可為膝上型計(jì)算機(jī)，或外部裝置可為電力供應(yīng) 器（例如，AC適配器）等。電力電路124可能W可憑借電纜26傳遞到便攜式裝置10的若 干可選電壓電平中的一者提供電壓。舉例來說，外部裝置14可包含連接到電纜26中的電力 線的電力總線134。電壓選擇器122可將由電力區(qū)段124產(chǎn)生的電壓連接到電力總線134。 在一些實(shí)施例中，電壓選擇器122可連接到包括多個(gè)信號總線線路的信號總線132,所述信 號總線可憑借電纜26電連接到信號總線112。如下文更詳細(xì)地解釋，電壓選擇器122可檢 測或感測信號總線132上的電配置并且控制或W其它方式發(fā)信號通知電力區(qū)段124輸出對 應(yīng)于所檢測電配置的電壓電平。電壓選擇器122可包括數(shù)字邏輯模擬電路或數(shù)字和模擬組 件的組合來檢測或感測信號總線132上的電配