[发明专利]电力供应设备及其操作方法

说明书

一种电力供应设备(10)包括DC‑DC功率转换器(14)，其接收输入电压(30)并产生第一输出电压(24)或小于第一输出电压(24)的第二输出电压(24)，第一和第二输出电压(24)均小于输入电压(30)；以及设备控制器(16)，其与DC‑DC功率转换器(14)通信。设备控制器(16)具有一个或多个处理器和存储器。存储器包括指令，使设备控制器(16)在输入电压(30)等于或大于阈值电压(32)时命令DC‑DC功率转换器(14)输出第一输出电压(24)，并使设备控制器(16)在输入电压(30)小于阈值电压(32)时命令DC‑DC功率转换器(14)输出第二输出电压(24)。还提出了一种操作电力供应设备(10)的方法(100)。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求享有于2018年4月17日提交的美国专利申请No.15/954,851的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及电力供应设备和操作电力供应设备的方法。

附图说明

现在将参考附图通过示例说明本发明，其中：

图1是根据一个实施例的电力供应设备的示意图；

图2是根据一个实施例的操作电力供应设备的方法的流程图；以及

图3是根据一个实施例的电力供应设备的输入电压和输出电压的曲线图。

具体实施方式

现在将详细参考实施例，其示例在附图中示出。在以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供对各种描述的实施例的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践各种描述的实施例。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、部件、电路和网络以免不必要地使实施例的各方面难以理解。

通用串行总线(USB)已经从能够提供有限电力的数据接口发展为利用数据接口的主要电力提供者。如今，许多设备从笔记本电脑、汽车、飞机甚至墙壁插座中包含的USB端口充电或获取电力。USB已成为许多消费者设备(如蜂窝电话、数字媒体播放器和/或其他手持设备)的普遍存在的电源插座。用户利用USB不仅在数据方面满足他们的要求，而且还简单地为他们的设备供电或充电，通常无需加载驱动器，以便执行“传统”USB功能。

USB电力输送(PD)规范通过提供更灵活的电力输送(例如，用于电池充电)以及在单根电缆上的数据来实现USB的最大功能。其目标是与现有的USB生态系统一起操作并以此为基础。USB电力输送规范3.0由USB Implementer's Forum，Inc发布，并且通过引用的方式结合于此。

符合汽车应用中的USB电力输送规范的USB PD设备的现有实施方案已使用“降压/升压”DC-DC功率转换器来产生5伏至20伏的电压，这二者高于和低于12至14伏的典型车辆输入电压。能够提供大于或小于输入电压的DC输出电压的降压/升压DC-DC转换器比仅能提供小于输入电压的DC输出电压的仅降压DC-DC转换器更昂贵，物理尺寸更大且能效更低。发明人在此提出了一种使用仅降压DC-DC转换器设计的高效率、低成本、入门级USB PD设备。

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OEM已经对USB PD设备施加了要求，并且由车辆电池供电的其他汽车电气模块要求其满足“启动/停止”瞬态测试，其中车辆电池电压暂时下降低至6伏以模拟热启动期间的车辆起动。在此瞬态期间，USB PD设备预计将继续运行而不会中断消费者体验。在瞬态期间利用仅6伏输入电压，仅降压DC-DC转换器不可能保持在充电时给消费者设备高于输入电压的输出电压，例如9伏。