[发明专利]用于向电子设备提供功率的方法和装置

说明书

本发明涉及用于向电子设备提供功率的方法和装置。在示例而非限制性阐述的实施例中电子设备的USB功率转换器包括包含VBUS电力线、D‑和D+数据线的USB总线、可变电压转换器、处理器时钟、耦合到D‑和D+数据线的USB收发机及耦合到处理器时钟和USB收发机的处理器。可变电压转换器优选具有交流（AC）输入、耦合到VBUS电力线的直流（DC）输出及响应于电压控制信号来在DC输出处提供多个电压电平的电压控制输入。在这个示例实施例中处理用以基于来自连接到USB总线的电子设备的通信来生成控制信号。在非限制性实施例中USB功率转换器还包括具有耦合到处理器的主机ID控制输入的主机ID控制器，主机ID控制器响应于处理器生成的主机ID控制信号选择性地耦合到D‑和D+数据线。

背景技术

越来越多的电子设备通过其USB连接器而被供电。例如，很多智能电话、MP3播放器、平板计算机等可具有只可通过其USB连接器来充电的电池。在5伏DC的USB标准电压下，可用于充电的电流通常范围为从大约500mA到大约1.5A。作为结果，一般有可用于通过电子设备的USB连接器来充电的大约7.5W的最大值。

电子设备的电池越大，对它充电所花费的时间就越长。使用7.5W的最大可用功率，一些电子设备（例如平板计算机）可能花费很多小时来充电。具有更大的电池的电子设备（例如膝上型计算机）往往花费不可接受地长的时间来通过USB端口充电，且因此一般设置有可选的充电端口，例如专用充电器端口。

为了减少充电时间，可用于充电的功率必须增大。因为P=I*V，这可通过增大电流、增大电压或这两者来实现。然而，增大电流增大了线缆和连接器中的I2R损耗。

被称为USB功率输送（在本文被称为“USBPD”）的新标准处于USB实施者论坛公司——USB技术的创建者——的早期开发中。例如，通过引用并入本文的标题为“UniversalSerial Bus Power Delivery Specification Revision1.0”的文件——包括Erratathrough31-October-2012（版本1.1）——可用于从usb.org的网站下载。因为还没有合规性文件（compliance documentation），这个提议的标准距离实现（如果可以实现的话）还有很多年。

USBPD规范的可能的缺点是，它提议通过USB总线的电力线提供主机和设备之间的通信。这种通信方法具有几个缺点，包括大电感器被添加到电路以抵消过功率信号（signalover power）所需的大AC旁路电容器的效应的要求，以及因为USB功率收发机必须被添加到主机（例如功率转换器）和设备（例如平板计算机）。

用于向电子设备提供更高的功率的另一可能的解决方案是提供特殊的专用连接器。然而，这对电子设备及其操作增加了成本和复杂度。

当阅读了下面的描述并研究了几个附图时，现有技术的这些和其它限制对于本领域技术人员而言将变得明显。

发明内容

在作为例子而不是限制阐述的实施例中，用于向电子设备提供功率的装置包括：具有电力线、接地线和至少一个数据通信线的总线，可变电压转换器，以及耦合到至少一个数据通信线所述可变电压转换器并用于响应于与电子设备的数据通信而生成电压控制信号以生成充电电压的逻辑单元。在非限制性例子中，装置还可包括用于选择性地耦合到至少一个数据通信线以模拟传统模式（legacy mode）的主机ID。