功率适配器、电子装置和电子系统的制作方法
【专利说明】功率适配器、电子装置和电子系统
[0001]本申请是申请号为201210205546.1、申请日为2012年5月3日、发明名称为“功率适配器、电子装置和电子系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本申请涉及功率和数据的时域复用。
[0003]本申请要求2011年5月3日提交的美国临时专利申请N0.61/482，195的权益，该申请通过引用方式结合于此。
【背景技术】
[0004]消费者使用的电子装置的类型和数量在过去的几年有了巨大的增长，且增长的速率没显示出任何即将减缓的征兆。这些电子元件包括手提便携器件，例如笔记本、上网本，或平板电脑，电池、媒介，或智能电话、全球定位装置、媒体播放器和其它类似的装置。
[0005]这些手提便携装置在运行中需要供应功率，而这些功率可来自于外部源或内部源，例如电池。这些电池通常需要用外部源(例如功率适配器)来充电。这些功率适配器可以从墙壁插头、车载充电器或其它功率源接收AC功率，并提供用于给电池充电的DC功率。
[0006]但是一些装置，例如笔记本，具有强大的计算能力，因此要求相当大的功率。使之复杂化的事实是，这些笔记本用户想要能够延长他们的笔记本运行时间周期，而不需要重新给电池充电。此外，当用户连接功率源给电池充电时，更倾向的是用户想要给电池迅速地充电，从而用户能够自由地从功率源断开。
[0007]基于这些原因，许多新的电子装置具有相对较大的电池。因而，期望能够非常快地提供多个充电的功率源。
[0008]但是这种快的充电并不是没有它的缺陷。例如，这种快速的充电在功率适配器中可引起高温。为了冷却功率适配器，功率适配器要求被制作得相当的大以使热量能被散失。为了避免这样的情况，期望电子装置控制或调整功率适配器，从而保持功率适配器的温度。
[0009]因此，需要的是允许电子装置控制功率适配器的电路、方法和装置。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的一个实施例提供允许电子装置控制功率适配器的电路、方法和装置。在本发明的各种实施例中，这可使得电子装置控制电子装置接收的功率。
[0011]本发明描述的一个实施例可提供一种电子系统，其中，电子装置可以通过通信通道控制功率适配器。g卩，电子装置可以通过发送数据给功率适配器并从功率适配器接收数据而控制功率适配器。
[0012]在本发明的各种实施例中，各种类型数据可被传输。该数据可以包括功率适配器的温度，适配器的充电能力，和其它类型的数据。电子装置可以使用这些数据调整从适配器抽取的电流，从而控制功率适配器的温度。这可允许使用更小更廉价的功率适配器。
[0013]这个数据也可以包括由电子装置提供给功率适配器以关闭功率适配器的命令。当在电子装置中的电池提供功率给电子装置比电子装置从功率适配器接收功率具有更大的功率效率时，这是特别地有用的。
[0014]在本发明的另一个实施例中，其它类型的数据可以被传输。例如可以传输包括电流和电压容量的标识数据、适配器标识、或版本信息。本发明的其它实施例可以包括对故障进行日志记录。故障(例如过热、过压，或过流故障)可以由电子装置和功率适配器中的一者或两者来传输或存储。
[0015]在本发明的一些实施例中，被充电的电子装置可作为主设备，同时功率适配器可作为从属设备。在本发明的其它实施例中，被充电的电子装置可作为从属设备，而功率适配器可作为主设备。在本发明的其它实施例中，电子装置和功率适配器可以对等地传输数据，即处于对等(peer-to-peer)构造。
[0016]在本发明的各种实施例中，数据可以通过给电子装置提供功率和接地的两个导体来传输和接收。在本发明的其它实施例中，为了这种通讯，可提供一个、两个或超过两个的附加电线。使用相同的导体提供功率和数据减少了来自功率适配器的电缆中电线的数量，并且使得给定尺寸的电缆提供符合它本身尺寸的最大的功率。
[0017]在本发明的实施例中，其中功率和数据共用两个电线，功率和数据可以各种方式复用(multiplex)。例如，功率和数据可以受到频率复用。在本发明的示例性实施例中，可以避免频率复用所需的大滤波器，而使用时分复用。即，两个电线可在不同时间传输功率和数据。
[0018]本发明描述的一个实施例可以包括检测电子装置和功率适配器之间的连接的电路。一旦连接被检测，功率可被从功率适配器传输给电子装置。这种功率传输有时会中断，以在功率适配器和电子装置之间传输数据。
[0019]这种检测电路可以包括功率适配器和电子装置中的电路。功率适配器检测电路可以包括耦合于检测电阻器的电压供应源，该电阻器与电缆导体串联。当电缆连接于电子装置时，系统标识电阻器可从功率适配器的电压供应源汲取电流，从而在电缆导体上产生电压。电缆导体上的电压可被检测，例如，使用模数转换器。
[0020]在电缆导体上的电压值可被用于确定系统电阻器的值，该值可以表明关于电子装置的信息。例如，电压可以简单的表明已经连接了电子装置。在本发明的其它实施例中，其它信息(例如电子装置的类型、由电子装置接收的电荷或电压、或电子装置的其它方面)可以通过系统电阻器的值和电缆导体上所得的电压而传输。
[0021]在本发明的其它实施例中，其它检测电路可由功率适配器应用。例如，在本发明的具体实施例中，第二电阻器可以与功率适配器中的检测电阻器并联(或串联)地切换。这第二个电阻可被切换进来，使电缆导体上的所得第二电压可被测量。这种技术可提供两个电压，这两个电压能够彼此相减以产生差分测量。这种差分测量可以对元件泄漏、二极管压降和其它电路效应具有更低敏感度。在本发明的其它实施例中，在检测器件使用的电压供应源可以是可变的。
[0022]在本发明的其它实施例中，其它系统标识电路可以由电子装置应用。在本发明的具体实施例中，可以使用第一电阻器，它与彼此串联的第二电阻器和二极管并联。当在电子装置接收到低电压时，二极管可以关断，负载可看作是第一电阻器。这个电阻器可被用于表明功率适配器已连接到电子装置。随着接收到的电压增加，二极管可以导通，负载可以(近似地)看作是并联的第一和第二电阻器。可以通过包含第二电阻器来验证连接。在本发明的其它实施例中，第二电阻器的值可以传输关于电子装置的其它信息，如上文所描述的。
[0023]在本发明另一具体实施例中，第一电阻器与二极管可被并联使用。当电子装置接收高电压时，二极管可对电压进行箝位。随着接收到的电压降低，二极管可以关断，负载可以看作第一电阻器。这样的两步处理也可以被用于验证功率适配器和电子装置之间的连接。在本发明的其它实施例中，第一电阻器的值可以传输关于电子装置的其它信息，如上文所描述的。
[0024]这种功率适配器典型地通过电缆连接于连接器插头。这个连接器插头可具有第一形状因子(form factor)。有时，期望把这样的功率适配器连接到老式的或其它的电子装置，这些电子装置可以容纳连接器插座，该插座被设置来接纳具有第二形状因子的连接器插头。因此，本发明的实施例可提供转换器或连接适配器，它具有连接器插座以接纳具有第一形状因子的连接器插头。转换器还可以包括具有第二形状因子的连接器插头。这个连接适配器还可以包括电路以使适配器可被功率适配器检测到。这个连接适配器可包括电路，以提供从它的连接器插座到它的连接器插头的功率连接。在本发明的一个具体实施例中，电阻器可以耦合在连接器插座和连接器插头之间。开关，例如场效应晶体管，可以耦合在电阻器两端，并由控制电路来控制。电阻器可以具有由功率适配器检测的值，该值可以把电阻器标识成与转换器或连接适配器关联的值。在检测后，当由功率适配器施加功率时，控制电路可以激活开关，从而使电阻器短路并通过转换器提供功率给电子装置。
[0025]本发明的各种实施例可以包含此处描述的一个或多个这些和其它特征。本发明的本质和好处更好的理解可通过参考下面详细的描述和相应的附图获得。
【附图说明】
[0026]附图1图示了通过包含本发明的实施例改善的电子系统；
[0027]附图2是根据本发明的一个实施例的简化的电路图；