[发明专利]管理USB源设备的输出电源引脚上的电源电压的方法和设备

说明书

本公开涉及用于管理USB源设备的输出电源引脚上的电源电压的方法和设备。一种支持USB功率传送模式且耦合至USB接收器设备的USB源设备，包括传送电源电压的功率转换器和耦合至功率转换器的电容网络。一种用于管理USB源设备的输出电源引脚上的电源电压的方法，包括：对电容网络放电，以便响应于通过USB接收器设备将电源电压降低到目标电压的请求而降低电源电压；以及向功率转换器传送用于电源电压的设定点电压，设定点电压的值非线性地降低，以便保持设定点电压的时间变化低于电源电压的时间变化。

相关申请的交叉参考

本申请要求2018年4月17日提交的法国专利申请第1853349号的优先权并且是2018年8月24日提交的美国申请第16/111,933号的部分延续，该美国申请要求2017年8月25日提交的法国专利申请第1757877号的优先权。以上所有申请均通过引证并入本文。

技术领域

本发明的实施方式和实施例涉及通用串行总线(USB)设备，具体是支持USB功率传送模式的通用串行总线设备(本领域技术人员熟知的首字母缩略词USB PD)，更具体地，涉及对USB线缆(将称为USB源的设备链接到称为USB接收器的设备)上传输的电压的调整。

背景技术

理论上，支持USB功率传送模式的USB设备可以经由本领域技术人员所熟知的首字母缩略词VBUS的输出电源引脚来传输高达100W的功率(最大电压为20V，最大电流为5A)。

因此，支持USB PD模式并向USB接收器设备传送第一功率的USB源设备能够响应于USB接收器设备的功率改变请求而传送与第一功率不同的第二功率。

如果所请求的第二功率低于第一功率，则USB源设备被配置为在VBUS输出电源引脚上产生与第二功率对应的第二电压，而不是与第一功率对应的第一电压。第二电压通常低于第一电压。

一般来说，第二电压通过在标准化生产周期内通过放电去耦电容器并调节VBUS输出电源引脚上的电压来降低第一电压而产生，其中标准化生产周期通常为本领域技术人员所熟知的缩写tSrcReady(源就绪时间)，即一般等于270ms。

然而，第一电压的这种降低通常会导致VBUS输出电源引脚上传送的电压的下冲。

如果在VBUS输出电源引脚上传送的该电压下降到低于用于验证USB源设备的较低阈值(本领域技术人员通常已知的缩写为vSrcValid_lo)，则存在USB接收器设备将非故意地停止操作的风险。

另外，如果所传送电压的调节率变得大于与去耦电容器的放电相关的传送电压的降低率，则调节达到饱和，使USB源设备在消隐时间内切换到待机模式。

然而，在USB源设备处于待机状态时，随着电容网络的放电继续使传送电压降低，并且由于调节仅在消隐时间结束处才重新激活，因此存在所传送电压的值在调节被重新激活之前降到低于阈值vSrcValid_lo或者不能够在标准化生产周期tSrcReady结束之前达到目标电压的风险。

一种常见的解决方案是产生恒定电流，用于释放在输出电源引脚上传送的电压，但这种解决方案要求为USB源设备的每个应用调整恒定电流。

另一种常见的解决方案是对输出电源引脚上传送的电压提供线性调节，并通过固定电阻器对去耦电容器进行放电。

然而，为了维持调节的操作，该解决方案要求使用小电阻器，从而增加USB源设备的消耗。

因此，需要提供一种低复杂性且低消耗的技术解决方案，可以确保USB源设备响应于降低输出电源引脚上传送的电压的请求的正确操作，并且避免所传送电压的潜在下冲。

发明内容