充电装置与充电系统的制作方法

本申请要求于2016年1月5日提交的、标题为“改进充电效率的USB C型连接器(USB TYPE-C CONNECTOR FOR IMPROVED CHARGE EFFICIENCY)”下的优先权权益，通过引用将其全部内容合并至此。

技术领域

该文献一般地涉及充电电子设备，并且尤其涉及使用USB缆线和连接器的高速率充电。

背景技术：

对诸如蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、个人媒体播放器等这样的电子设备进行充电所消耗的时间经常能够代表设备的功能使用的限制。能够更快速地对设备进行充电的技术能够为这种设备的设备制造商以及用户提供多个益处。

技术实现要素：

提供使用通用串行总线(USB)缆线和连接器对电子设备进行充电的技术。

在示例中，充电装置可以包括充电器、在缆线的第一端耦合到充电器的USB缆线、在缆线的第二端耦合到缆线的USB连接器的叶片卡，叶片卡包括差分数据接触件，并且其中叶片卡的差分数据接触件在叶片卡处短接在一起。

在上述充电装置的一个示例中，叶片卡的差分数据接触件耦合到充电器的总线电压导体。

在上述充电装置的一个示例中，USB缆线包括耦合在充电器与叶片卡之间的配置导体。

在上述充电装置的一个示例中，USB缆线不包括耦合在叶片卡的差分数据接触件与充电器之间的差分数据导体。

在上述充电装置的一个示例中，叶片卡为USB C型连接器而配置。

在上述充电装置的一个示例中，USB缆线被充电器俘获。

在示例中，充电系统包括：电子设备，具有电池和USB连接器的第一部分；充电器，被配置为经由USB连接器将充电能量提供给电池；通用串行总线(USB)缆线，在USB缆线的第一端耦合到充电器；用于USB连接器的第二部分的叶片卡，叶片卡在USB缆线的第二端耦合到USB缆线，叶片卡包括差分数据接触件；以及其中叶片卡的差分数据接触件在叶片卡处短接在一起。

在上述充电系统的一个示例中，叶片卡的差分数据接触件耦合到充电器的总线电压导体。

在上述充电系统的一个示例中，USB缆线包括耦合在充电器与叶片卡之间的配置导体。

在上述充电系统的一个示例中，USB缆线不包括耦合在叶片卡的差分数据接触件与充电器之间的差分数据导体

该实用新型内容打算提供本专利申请的主题的一般概述。它不打算提供本实用新型的排他的或者穷举的说明。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述类似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以代表类似组件的不同实例。作为示例，但是不作为限制，附图一般地例示在本文献中讨论的各种实施例。

图1A和1B一般地例示旅行充电适配器的USB连接器和缆线。

图2一般地例示具有USB C型连接器的俘获式(captive)缆线充电器的示例。

图3一般地例示具有常规充电器缆线和常规USB C型连接器的充电器与具有常规充电器缆线和根据本主题的叶片板的充电器之间的充电效率的比较。

具体实施方式

通用串行总线(USB)C型连接器是相对新、微小的物理连接器。连接器能够支持各种USB标准，像新的USB 3.1和USB电力输送(PD)。不像典型地组合USB A型和USB B型连接器的当前USB缆线，C型连接器的小尺寸和可逆插入能力，连同强大的电力输送能力使得USB C型连接器不仅对于诸如移动电话和配件这样的小的电子产品而且对于包括例如笔记本电脑的较大设备是有吸引力的。另外，USB C型端口能够支持使用交替模式的各种不同的协议，这能够允许从单个USB C型端口能够输出HDMI、VGA显示端口或者其他类型的连接的适配器。如此，现在在个人计算机和笔记本电脑上发现的不同尺寸的端口的混乱能够使用一个或多个USB C型端口而精简。

图1A和1B一般地例示包括充电器电子装置112的旅行充电适配器102的USB连接器100和缆线101。图1A一般地例示物理连接器100。图1B例示物理连接器100的缆线101和叶片卡(paddle card)103的导体的框图，物理连接器100能够耦合到诸如移动电话、智能电话、平板电脑、个人数字助理、个人娱乐设备等这样的移动设备。缆线101能够包括两个总线电压(VBUS)导体、两个差分数据(Dp、Dn)导体、包括屏蔽(Shield)导体的五个接地(GND)导体以及配置通道(CC)导体。在某些配置中，USB C型缆线能够包括用于更高速度通信的另外的双绞差分导体对。叶片卡103能够包括迹线，将缆线末端104与连接器接触件105连接。所例示的叶片卡103包括几个中间通孔。差分数据线(Dp、Dn)的每个使用通孔115、106将耦合到缆线末端104的迹线从叶片卡103的底部过渡到叶片卡103的顶部，其中每个耦合到连接器接触件(A6、A7)105。CC缆线末端耦合到卡的底部上的迹线107，在第一通孔109过渡到卡的顶部上的迹线108，在第二通孔111过渡到卡的底部上的迹线110，并且耦合到连接器接触件(A5)105。

发明人已经认识到，对于旅行适配器和其他充电器，USB C型连接器的常规USB缆线和初始连接器配置没有对于高效充电而优化。另外，发明人已经认识到使用USB C型连接器与诸如次于USB-PD这样的高容量速率充电能力兼容的充电器的系统，USB C型连接器也能够与USB电池充电修订1.2(USB Battery Charging Revision 1.2)向后兼容。

图2一般地例示具有USB C型连接器的俘获式缆线充电器202的示例的框图，USB C型连接器能够耦合到诸如移动电话、智能电话、平板电脑、个人数字助理、个人娱乐设备等这样的移动设备。在某些示例中，充电器202能够包括充电器电子装置212，包括充电器缆线201的输出端、充电器缆线201以及USB C型连接器的叶片卡203。缆线201能够包括总线电压导体(VBUS)、接地导体(GND)和CC导体(CC)。在某些示例中，缆线201不包括用于数据的差分导体，诸如与USB 2.0相关联的数据+(Dp)和数据-(Dn)，而是代替地使用那些导体作为两个另外的总线电压导体221、222。另外的总线电压导体221、222能够相对于包括USB 2.0型差分数据导体(Dp、Dn)的充电器显著地增加充电器202的效率。另外，USB 2.0型数据差分导体(Dp、Dn)的缆线末端和路由迹线的消除允许USB C型连接器的叶片卡203不那么复杂。在某些示例中，用于差分数据导体(Dp、Dn)的USB C型连接器的差分数据接触件(A6、A7)能够使用短路迹线223或者短路导体而短接在一起。将差分数据接触件(A6、A7)短路能够允许俘获式缆线充电器202与USB电池充电修订1.2向后兼容。如这里使用的，与能够容易地连接到充电器电子装置并且容易地从充电器电子装置去除的缆线相对照，俘获式缆线充电器是具有集成到或者焊接到充电器电子装置的缆线的充电器。

图3一般地例示具有常规充电器缆线和常规USB C型连接器的充电器与具有常规充电器缆线和根据本主题的叶片板的充电器之间的充电效率的比较。通过用在连接器处输出的功率除以在充电器处输入的功率来计算效率。输入功率(Pin)能够由下面给出，

Pin＝Vin x I, (Eq.1)

其中Vin是充电器处的电压并且I是充电电流。

连接器处的输出功率(Pout)能够由下面给出，

Pout＝Pin–Ploss, (Eq.2)

其中Ploss是缆线的功率损耗。缆线的功率损耗(Ploss)能够由下面给出，

Ploss＝I x IRdrop, (Eq.3)

其中IRdrop(IR降)是与缆线相关联的电压降，包括与总线电压导体相关联的电压降和与接地导体相关联的电压降。所例示的比较包括对于不同类型(VBUS、GND)的导体的每个而测量的IRdrop。如比较例示的，例如通过改变常规USB缆线的数据导体(Dp、Dn)的用途，添加另外的总线电压导体，能够降低与总线电压导体相关联的IRdrop并且因此增加高容量速率充电模式中充电器的充电效率大约3.5％或者更多。

除了增加的效率之外，根据本主题的充电器缆线和连接器没有比常规缆线和连接器装配花费更多成本，并且因为USB C型连接器的简化的叶片板而能够更便宜。而且，USB C型连接器处数据末端的短路能够允许充电器系统与USB电池充电修订1.2向后兼容。

概括而言，本实用新型至少披露了下面的示例。

示例1是一种装置，包括：充电器；通用串行总线(USB)缆线，在缆线的第一端耦合到充电器；USB连接器的叶片卡，在缆线的第二端耦合到缆线，叶片卡包括差分数据接触件；以及其中叶片卡的差分数据接触件在叶片卡处短接在一起。

在示例2中，示例1的叶片卡的差分数据接触件可选地耦合到充电器的总线电压导体。

在示例3中，示例1-2的任何一个或多个的主题可选地包括其中缆线包括耦合在充电器与叶片卡之间的配置导体。

在示例4中，示例1-3的任何一个或多个的主题可选地包括其中缆线不包括耦合在叶片卡的差分数据接触件与充电器之间的差分数据导体。

在示例5中，示例1-4的任何一个或多个的主题可选地包括其中叶片卡为USB C型连接器而配置。

在示例6中，示例1-5的任何一个或多个的主题可选地包括其中USB缆线被充电器俘获。

示例7是一种系统，包括：电子设备，具有电池和USB连接器的第一部分；充电器，被配置为经由USB连接器将充电能量提供给电池；通用串行总线(USB)缆线，在缆线的第一端耦合到充电器；用于USB连接器的第二部分的叶片卡，叶片卡在缆线的第二端耦合到缆线，叶片卡包括差分数据接触件；以及其中叶片卡的差分数据接触件在叶片卡处短接在一起。

在示例8中，示例1-7的任何一个或多个的叶片卡的差分数据接触件可选地耦合到充电器的总线电压导体。

在示例9中，示例7-8的任何一个或多个的主题可选地包括其中缆线包括耦合在充电器与叶片卡之间的配置导体。

在示例10中，示例7-9的任何一个或多个的主题可选地包括其中缆线不包括耦合在叶片卡的差分数据接触件与充电器之间的差分数据导体。

在示例11中，示例7-10的任何一个或多个的主题可选地包括其中叶片卡为USB C型连接器而配置。

在示例12中，示例7-11的任何一个或多个的主题可选地包括其中USB缆线被充电器俘获。

示例13是一种方法，包括：使用电子设备的通用串行总线(USB)连接器和耦合到USB连接器的USB兼容缆线对电子设备的电池进行充电，其中充电包括在USB兼容缆线的差分数据导体上传导充电能量。

在示例14中，示例13的主题可选地包括其中USB连接器是USB C型连接器。

在示例15中，示例14的主题可选地包括其中充电包括使用USB C型连接器的叶片处的短路型连接，将充电能量从缆线的总线电压导体传递到电子设备以及将充电电流从差分数据导体传递到电子设备。

上面的详细描述包括对附随附图的参考，附随附图形成详细描述的一部分。作为例示，附图示出能够在其中实践本实用新型的具体的实施例。这些实施例在这里也称作“示例”。这种示例能够包括除了示出或者描述的那些之外的元素。然而，本发明人也考虑包括仅提供示出或者描述的那些元素的示例。而且，本发明人也考虑包括相对于特定的示例(或者其一个或多个方面)，或者相对于这里示出或者描述的其他示例(或者其一个或多个方面)，使用示出或者描述的那些元素(或者其一个或多个方面)的任何组合或排列的示例。

在该文献中引用的所有公开、专利和专利文献通过引用将其全部内容合并至此，就好像通过引用个体地合并一样。在该文献与通过引用如此合并的那些文献之间的不一致用法的情况下，应当认为合并引用中的用法是对该文献用法的补充；对于不可调和的不一致，该文献中的用法为主。

在该文献中，如在专利文献中常见的，使用术语“一”或者“一个”以包括一个或者多于一个，独立于“至少一个”或者“一个或多个”的任何其他实例或者用法。在该文献中，术语“或者”用来指非排他的或者，使得“A或者B”包括“A但是没有B”、“B但是没有A”以及“A和B”，除非另外指示。在附加的权利要求书中，术语“包括”和“在其中”用作各自术语“包含”和“其中”的简明英语等同物。而且，在下面的权利要求书中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，包括除了在权利要求中这种术语之后列出的那些之外的元素的系统、设备、物品或处理仍然认为落在该权利要求的范围内。而且，在下面的权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不打算将数字要求强加于它们的对象上。

这里描述的方法示例能够至少部分地机器或者计算机实现。一些示例能够包括使用指令进行编码的计算机可读介质或者机器可读介质，指令可操作以配置电子设备执行在上面的示例中描述的方法。这种方法的实现方式能够包括代码，诸如微码、汇编语言代码、高级语言代码等。这种代码能够包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的部分。而且，代码能够诸如在执行期间或者在其他时间，有形地存储在一个或多个易失性或者非易失性有形计算机可读介质上。这些有形计算机可读介质的示例能够包括，但不局限于，硬盘、可移除磁盘、可移除光盘(例如，压缩盘和数字视频光盘)、磁带盒、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

上面的描述打算是例示性的而不是限制性的。例如，上面描述的示例(或者其一个或多个方面)可以彼此组合使用。能够诸如由回顾上面描述的本领域中普通技术人员使用其他实施例。提供摘要以遵守37 C.F.R.§1.72(b)，从而允许读者快速地明确技术公开的性质。它被提交并且理解它将不用来解释或者限制权利要求书的范围或者意思。而且，在上面的详细描述中，各种特征可以分组在一起以精简公开。这不应当解释为未要求的公开特征对于任何权利要求是必不可少的目的。而是，实用新型的主题可以在于特定的公开的实施例的少于全部特征中。因此，下面的权利要求书由此合并到详细描述中，并且每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且应当思考这种实施例能够在各种组合或排列中彼此组合。本实用新型的范围应当参考附加权利要求书，连同授予这种权利要求书权利的等同物的全部范围而确定。