本发明总体上涉及USB连接器。更具体地，本发明的实施例涉及C型USB连接器。
背景技术：
电子设备利用电力来运行。电力通常是通过壁式插座以高压交流电(ac)的形式来传输。用于为电子设备充电的常见类型的接口是通用串行总线(USB)接口。
多年来，已经开发了许多类型的USB平台、设备、插座、插头、插孔、连接器等，它们主要归于两种标准——标准A和标准B，并且被视为传统设备。随着平台使用模式的演变，可用性和稳健性(robustness,鲁棒性)要求已经有所提高，而现有的一套USB连接器原本并不是针对这些更新的要求中的一些而设计的。最近发布的标准，即C型，是一种新的USB连接器生态系统，其满足平台和设备演变发展的需求，同时保留了构成这一最流行的计算设备互连的基础的USB的所有功能益处。C型USB缆线和连接器规范(修订版1.1，2015年4月3日)定义了与现有USB接口电气和功能规范兼容的新型插座、插头、缆线和检测机构。
附图说明
参照以下附图描述本发明的非限制性和非穷尽实施方案，其中除非另行说明，相同的附图标记贯穿各个视图指代相似的部分。
图1是示出典型USB通信系统的一个实施例的功能框图，该USB通信系统包括经由USB传统设备适配器耦合到A型、B型或C型USB受电单元的A/B/C型USB充电单元。
图2是示出包括在示例USB通信系统中的充电单元的一个实施例的功能框图。
图3是示出根据本发明的教导的用于与示例USB通信系统一起使用的示例功率转换器的功能框图。
图4是示出根据本发明的教导的示例泄放电路的充电单元的一部分的功能框图。
图5是示出根据本发明的教导的另一示例泄放电路的充电单元的一部分的功能框图。
图6是示出根据本发明的教导的用于对USB连接器电压进行充电和放电的示例过程的示例流程图600。
贯穿附图的多个视图，对应的附图标记表示相应的部件。本领域技术人员会领会，图中的元件是为了简化和清楚起见而示出的，并且不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助改进对本发明的各实施方案的理解。此外，常常不描绘在商业上可行的实施方案中有用或必要的常见但是广为人知的元件，以便于较少受妨碍地查看本发明的这些各实施方案。
具体实施方式
在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，不需要采用该具体细节来实施本发明。在其他情况下，未详细描述公知的材料或方法以避免使本发明模糊。
贯穿本说明书对“一个实施方案(one embodiment)”、“实施方案(an embodiment)”、“一个实施例(one example)”或“实施例(an example)”的提及意味着结合该实施方案或实施例所描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书各处出现的措辞“在一个实施方案中(in one embodiment)”、“在实施方案中(in an embodiment)”、“一个实施例”或“实施例”并不一定都指的是相同的实施方案或实施例。此外，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合来组合。具体特征、结构或特性可以被包括在提供所描述的功能的集成电路、电子电路、组合逻辑电路或其他合适的部件中。此外，应当领会，随本文提供的附图是出于向本领域普通技术人员进行说明的目的，并且附图不一定按比例绘制。
此外，本申请中的实施方案/实施例涉及以特定方式响应于“逻辑高”或“逻辑低”信号的不同电路部分；然而，本领域技术人员会领会，相同的电路部分可以被配置为以相同的方式对相反的信号作出响应(例如，响应于逻辑高信号而接通的电路部分可以被配置为响应于逻辑低信号而接通，反之亦然)。
CTM型(此后称为C型)USB、插座、插头和缆线为现有的USB 3.1互连(标准和微型USB缆线及连接器)提供了更小、更薄并且更耐用的替代方案。这一新解决方案的目标是用于非常薄的平台——其范围从超薄笔记本电脑一直到智能手机，其中现有的标准A和微型AB插座被认为太大、难以使用或不够耐用。虽然C型USB互连不再通过为A型或B型来物理区分缆线上的插头，但USB接口仍保持主机到设备的逻辑关系。这种主机到设备关系的确定是通过配置信道(CC)完成的，该配置信道(CC)通过缆线连接。此外，配置信道用于建立和管理功率和备用/配件模式。使用配置信道，C型USB互连定义了简化的基于5伏VBUS的电力传输和充电解决方案，该解决方案对USB 3.1规范中已经定义的进行了补充。关于C型USB互连的更高级电力传输和电池充电特征是基于USB电力传输规范。作为一种产品实现改进，C型USB互连将USB电力传输(PD)通信协议从通过VBUS来传送转变为通过C型USB配置信道来传输。总体而言，VBUS提供了在USB主机和USB设备之间传输电力的路径。更具体地，USB PD通信协议要求通过VBUS在充电器和主机之间或者在充电器和设备之间传输电力。USB PD规范涉及C型USB连接器的电力传输方面。有关USB PD通信协议的更多详细可以在USB电力传输规范中找到。
如将要讨论的，根据本发明的教导的实施例针对USB通信系统的电力传输方面。根据USB PD规范，用于电力传输的典型USB系统可以包括功率转换器，以在连接器的VBUS端子处提供5V的输出电压。
总体而言，USB电力传输系统可以包括耦合到A/B/C型设备的新型C型USB连接器。典型的USB充电系统(下面在图1中示出)可以包括经由USB连接器耦合的充电单元和受电单元。充电单元和受电单元均可具有A/B/C型插孔。为了本公开起见，将假定，充电单元是具有C型插孔的C型单元，并且受电单元是具有A/B/C型插孔的A/B/C型单元。USB连接器也可以被称为插座、连接器、适配器或传统设备适配器。传统设备适配器的一端可以具有C型插头，该C型插头可以连接到C型单元上的C型插头，而传统设备适配器的另一端可以具有A型、B型或C型插头，所述A型、B型或C型插头可以连接到A型、B型或C型单元。在一个实施例中，受电单元可以是USB主机或USB设备。
对于A型、B型或C型单元而言的推荐VBUS电压为大约5V。作为安全预防措施，USB PD规范建议利用C型USB连接器实现VBUS发起和VBUS吸收特征。根据上述特征，VBUS发起晶体管(source transistor，源起晶体管)(MOSFET)和VBUS吸收晶体管(sink transistor，沉没晶体管)(MOSFET)被耦合在功率转换器的输出端和VBUS端子之间。每当受电设备连接到USB连接器时，充电单元中包含的功率转换器就在VBUS端子上发起推荐电压。在典型的USB通信系统中，USB主机可以声明VBUS信号。然后，电荷泵可以响应于主机所声明的VBUS信号而在功率转换器的输出端处输出推荐电压。内部逻辑可以接通发起晶体管(MOSFET)。每当受电设备与USB连接器断开时，以VBUS端子上的电压被包含的功率转换器被大致放电至零伏特。这在USB PD规范中通常被称为vSafe0V。这可以通过接通吸收晶体管来实现。一般而言，USB通信控制器通常具有两个分开的端子以便实现发起和吸收功能。
每当受电单元被连接到USB连接器时，第一端子或驱动端子或发起端子可以接通发起晶体管，提供推荐VBUS电压。每当受电单元与USB连接器断开时，第二端子或放电端子或吸收端子可以接通吸收晶体管，将VBUS电压放电至零伏(vSafe0V)。为了驱动VBUS和使VBUS放电的目的而具有两个端子可能会使相关联的USB电路的尺寸和成本增加。
由于该设备跨两个高压节点连接，所以，驱动该FET成为对于设计者而言的主要难题。名义上有两种方法：即，使用高侧驱动器驱动NMOS，或使用PMOS FET，并且以尺寸/成本为代价来换取更简单的驱动方案。
因此，具有既能够驱动晶体管又能够使VBUS电压放电的单个端子可能是有利的。
本文中描述的是根据本发明的教导经由USB通信控制器的单个端子提供驱动功能和放电功能的方法和设备。举例而言，如将在一个实施例中描述的，提供了供与USB通信控制器一起使用的单个驱动放电端子和泄放电路。USB通信控制器可以使用该单个驱动放电端子和泄放电路来接通或关断发起晶体管。在一个实施例中，USB通信控制器可以通过接通发起晶体管并关断泄放器发起VBUS电压。USB通信控制器可以通过关断发起晶体管并接通泄放器吸收VBUS电压。在一个实施例中，接通发起晶体管可以自动关断泄放器，并且关断发起晶体管可以自动接通泄放器。此外，在一个实施例中，USB通信控制器可以在发起VBUS电压时在单个驱动放电端子上提供较高的电压值(例如，在10V dc的范围内)，并且可以在吸收VBUS电压时在单个驱动放电端子上提供较低的电压值。换言之，在一个实施例中，当受电单元耦合到USB连接器时，USB通信控制器可以在驱动放电端子上提供较高的电压以接通发起晶体管并关断泄放器。此外，在一个实施例中，当受电设备与USB连接器解耦时，USB通信控制器可以在驱动放电端子上提供较低的电压以关断发起晶体管并接通泄放器。
图1示出USB通信系统100的一个实施例的功能框图，该USB通信系统包括具有A/B/C型USB插孔104的充电单元102，具有A/B/C型USB插孔112的受电单元114，和用于将充电单元102耦合到受电单元114的传统设备适配器108。传统设备适配器108在一端具有耦合到充电单元102的A/B/C型USB插孔104的C型插头106。传统设备适配器108的另一端具有A/B/C型插头110，该A/B/C型插头可以耦合到对应的A/B/C型插孔112。
图2示出包括在USB通信系统200中的示例充电单元202。应当领会的是，图2的充电单元202与图1的充电单元102类似，并且下文提及的类似命名和编号的元件因此可以与上文所述类似地被耦合和起作用。如所示出的，充电单元202包括输入电力连接器204、功率转换器206、USB通信控制器214、晶体管Q1 240、泄放器244、电容器CBUS247以及A/B/C型插孔258——此后称为插孔258。USB通信控制器214进一步包括分开的内部块，诸如VBUS/VCONN端口功率控制器和管理器以及通用输入/输出(GPIO)单元216、驱动放电控制单元237、控制和感测单元222以及USB端口控制器和管理器224。如所示出的，驱动放电控制单元237包括电荷泵218和三态驱动器220，该三态驱动器被耦合以在耦合到晶体管Q1 240和泄放电路244的单个驱动放电端子处提供输出VBEN 238。在一个实施例中，功率转换器206和USB通信控制器214可以集成在单个集成电路封装件中。
USB通信控制器214被耦合以与插孔258交换通信信号，即D+246、D-248、CC1 250和CC2 252。插孔258可以进一步耦合到A/B/C型插头(未示出)。总体而言，控制和感测单元222被耦合以从插孔258接收信号D+246、D-248、CC1 250和CC2 252。在一个实施例中，如果插孔258为A/B型，则由控制和感测单元222接收的信号是D+246和D-248；而如果插孔258为C型，则由控制和感测单元222接收的信号是CC1 250和CC2 252。USB端口控制器和管理器224经由信号228耦合到控制和感测单元222。VBUS/VCONN端口功率控制器和管理器以及GPIO单元216经由信号226耦合到USB端口控制器和管理器224。电荷泵218被耦合以从USB端口控制器和管理器224接收信号230，并且被耦合以输出dc电压VC 233。三态驱动器220被耦合以经由信号232接收dc电压VC 233。三态驱动器220还被耦合以经由USB端口控制器和管理器224接收控制或启用信号235。dc电压VC 233相对于返回电势(return potential，回线电势)254为正。
输入电力连接器204可以从壁式插座接收电力。功率转换器206被耦合以经由信号208从输入电力连接器204接收ac或dc输入电压。功率转换器206被耦合以将输出电压VO236和输出电流IO 234提供到负载，该负载在所描述的实施例中为晶体管Q1 240。USB通信控制器214被耦合以与功率转换器206交换电力信号UVC 212。功率转换器206、USB通信控制器214和插孔258全部耦合到相同的返回参考电压GND 254。晶体管Q1 240耦合到功率转换器206、USB通信控制器214和插孔258。示例实施方案中的晶体管Q1 240是MOSFET，但是其可以是如C型USB 3.0规范所推荐的任何其他合适的晶体管。晶体管Q1 240的漏极耦合到节点N1210，该节点N1还耦合到功率转换器206的输出。功率转换器206被耦合以将相对于返回电势254的经调节dc电压VO 236以及输出电流IO 234输出到晶体管Q1 240和其他相关联的电路。晶体管Q1 240的控制端子(栅极)——下文称栅极——也被耦合以从USB通信控制器214的输出端子接收电压信号VBEN 238，USB通信控制器的输出端子在一个实施例中是从驱动放电电路237输出的驱动放电端子。
在一个实施例中，USB端口控制器和管理器224可以使控制或启用信号235为逻辑高以启用或接通三态驱动器220；并且USB端口控制器和管理器224可以使控制或启用信号235为逻辑低以禁用或关断三态驱动器220。当三态驱动器220启用时，信号VBEN 238处的电压大致等于电荷泵电压VC233。当三态驱动器220的启用信号235为逻辑低时，信号VBEN 238的值可以为高阻抗(高Z(high-Z))。在一个实施例中，当受电单元连接到插孔时，电荷泵218可能需要将电压VC 233增加到较高的值VC_HIGH以便驱动或接通晶体管Q1 240，并且当受电单元从插孔258断开时，电荷泵218可能需要将电压VC 233降低到较低的值VC_LOW以便关断晶体管Q1 240。在一个实施例中，VC_HIGH的值可以在10V的范围内，而VC_LOW的值可以大致等于零伏特。在所描述的实施例中，VC_HIGH的值可以是至少10V。
当VC 233等于VC_HIGH时，晶体管Q1 240接通，并且VBUS242因此大致等于VO 236。当VC233等于VC_LOW时，晶体管Q1 240关断，并且VBUS 242通过泄放器244大致放电至零伏特。在一个实施例中，在启用三态驱动器220之前，USB通信控制器214可以使输出电压VO 236大致等于5V。在一个实施例中，电压VBUS 242可以大致等于电容器CBUS 247上的电压。
如前所述，插孔258可以经由传统设备适配器(图2中未示出)耦合到A型、B型或C型设备。USB通信控制器214被耦合以经由信号CC1 250和CC2 252识别耦合在传统设备适配器的另一端的设备。电压VO 236的值的增加和减少是由电荷泵218来实现的。
在一个实施例中，当受电单元被连接时，USB端口控制器和管理器224可以使电荷泵电压VC 233等于VC_HIGH。当受电单元被断开时，USB端口控制器和管理器224可以使电荷泵电压VC 233等于VC_LOW。此外，当受电单元被连接时，USB端口控制器和管理器224可以启用三态驱动器220。当受电单元被断开时，USB端口控制器和管理器224可以最初在电荷泵电压VC233等于VC_LOW并且电压VBUS 242放电时启用三态驱动器220，然后在电压VBUS 242已经大致放电至零伏(vSafe0V)之后禁用三态驱动器220。在一个实施例中，当受电单元被连接时，USB端口控制器和管理器224可以不启用三态驱动器220，直到输出电压VO 236为5V。
当三态驱动器220被启用时，其被耦合以将电荷泵电压VC 233传送至信号VBEN 238。当三态驱动器220被禁用时，其被耦合以在信号VBEN 238上输出高Z值。因此，易于领会的是，当受电单元被连接时，信号VBEN 238上的电压会大致等于电荷泵电压VC_HIGH。信号VBEN238上的电压在受电单元被断开时会最初大致等于电荷泵电压VC_LOW，并且随后大致为高Z，直到受电单元被再次连接，并且输出电压VO 236为5V。
当信号VBEN 238处于VC_HIGH时，晶体管Q1 240接通。当信号VBEN 238处于VC_LOW或高Z时，晶体管Q1 240关断。此外，信号VBEN 238的高Z值可以禁止晶体管Q1 240接通。
一般而言，任何时候受电单元被连接，USB通信控制器214都可以将输出电压VO236的值与期望值进行比较。如果输出电压VO 236的值低于期望值，则USB通信控制器214可以使信号VBEN 238变为高Z，并且可以禁止晶体管Q1 240接通。在一个实施例中，USB通信控制器214可以在输出电压VO 236等于期望值时使信号VBEN 238为高。在所描述的实施例中，输出电压的期望值可以为5V。在另外的实施例中，与输出电压VO 236比较的值可以不同于5V。
当晶体管Q1 240导通时，电压VBUS 242将大致等于功率转换器206的输出电压VO236。电容器CBUS 247两端的电压大致等于电压VBUS 242。
当晶体管Q1 240导通时，VBUS 242可以大体上充电至期望的输出电压VO 236。此时，可能存在一些泄漏电流通过泄放器244。当晶体管Q1 240断开时，VBEN 238处于VC_LOW，并且VBUS 242可以通过泄放器244大致放电到0V。在一个实施例中，根据本发明的教导，电压VBUS 242的放电通过泄放器244来实现。
因此，由于晶体管Q1 240关断，VBUS 242响应于USB通信控制器214的驱动端子VBEN 238上的较低的电压值VC_LOW或高阻抗信号高Z中任一而从功率转换器206的输出端子断开。类似地，由于晶体管Q1 240导通，VBUS 242响应于USB通信控制器214的驱动端子VBEN 238上的较低的电压值VC_HIGH而连接到功率转换器206的输出端子。
图3示出可被包括在USB通信系统300中的功率转换器306的实施例，该USB通信系统可用于充电单元中。应当领会的是，图3的功率转换器306和USB通信系统300可以是图2的功率转换器206和USB通信系统200的示例，并且下文提及的类似命名和编号的元件因此可以与上文所述类似地被耦合和起作用。具体而言，图3示出示例功率转换器306，其被耦合以接收dc输入电压VIN 304并且被耦合以在节点N1 310处提供输出电压VO 336。图3中的示例功率转换器306是反激式转换器。在其他实施例中，功率转换器306可以是任何其他类型的dc-dc或ac-dc转换器。功率转换器306是示出dc-dc功率转换器的一个实施例的功能框图，该dc-dc功率转换器经由输入电力连接器(未示出)接收输入电压VIN 304以在负载处产生输出电压VO 336和输出电流IO 334。在所描述的一个实施例中，晶体管Q1 240和与插孔258相关联的其他电路(如例如之前在图2中所描述的)可以被视为负载。输入电力连接器(未示出)可以被耦合以从壁式插座接收ac电压。在ac-dc功率转换器的实施例中，dc输入电压VIN304可以是经整流和滤波的ac输入电压。
如所描绘的实施例中所示出的，功率转换器306还包括能量传递元件T1 305、初级绕组307、次级绕组311、偏置绕组309、箝位电路313、初级控制电路315、初级开关S1 317、电阻器R1 335和R2 337、次级控制电路321、同步整流器330以及输出电容器CO 332。输入电压VIN 304相对于输入返回354为正。输出电压VO 336相对于输出返回356为正。能量传递元件T1 305也可以被称为耦合电感器。耦合电感器有时被称为变压器。变压器T1 305被图示为具有三个绕组，即具有NP匝的初级绕组307、具有NS匝的次级绕组311以及具有NB匝的偏置绕组309。绕组上的电压通过每个绕组上的匝数相关。变压器T1 305的次级绕组311与初级绕组307和偏置绕组309电流隔离。
图3还示出初级驱动信号319、初级电流IP 323、初级电流感测信号345、初级电压VP329、次级电流IS 343、次级电压VS 333、次级驱动信号347、同步整流器电压VSR 349、次级电流感测信号345、偏置绕组电压VB 331、偏置绕组电流IB 339以及初级开关电流ID 327。
如所描绘的实施例中所示出的，初级开关S1 317响应于来自初级控制电路315的初级驱动信号319而断开和闭合。在一个实施例中，初级开关S1 317可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在另一个实施例中，初级开关S1 317可以是双极结型晶体管(BJT)。在又一实施例中，初级开关S1 317可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)或其他合适的开关。初级控制电路315和初级开关S1 317可以被集成。
在一个实施例中，初级控制电路315响应于偏置电压信号341而生成初级驱动信号319以接通或关断初级开关S1 317。初级开关S1 317在导通时闭合并且在关断时断开。初级控制电路315还可以对初级电流感测信号345响应，初级电流感测信号指示初级开关S1 317中的初级开关电流ID 327的值。本领域中实施的用于感测开关中的电流的若干方式中的任一种都可以提供初级电流感测信号345。在一个实施例中，当初级电流感测信号345达到预定值时，初级驱动信号319使初级开关S1 317关断。
箝位电路313并联耦合在初级绕组307两端之间。在操作中，由于能量传递元件的初级绕组307和其他绕组之间的非理想磁耦合，由初级电流IP 323通过初级绕组307所存储的能量并不能够全部传递到其他绕组。在示例功率转换器306中，不能被传递到其他绕组的能量由箝位电路313接收。箝位电路313限制初级绕组307两端的电压以保护初级开关S1 317免受因过度电压导致的损害。
在一个实施例中，初级控制电路315响应于初级电流感测信号345和偏置电压信号341，利用初级驱动信号319控制初级开关S1 317的切换。偏置电压信号341可以是由电阻器R1 335和R2 337调节的偏置绕组电压VB 331。在所描绘的实施例中，初级控制电路315控制初级开关S1 317的切换，以将功率转换器的输出调节到期望的调节值。输出可以是电压、电流或者电压和电流的组合。示例功率转换器306示出初级控制电路315经由节点N1 310调节负载(图3中未示出)处的输出电压VO 336和输出电流IO 334。电容器CO 332具有足够的电容，使得输出电压VO 336基本是dc电压。
功率转换器306还包括操作同步整流器330的次级控制电路321，而次级绕组311将次级电流IS 343传输到输出端。在所示的实施例中，次级控制电路321接收次级绕组311处的电压VS 333。次级控制电路321产生控制同步整流器330的次级驱动信号347。初级控制电路315响应于偏置绕组电压VB 331的变化来控制初级开关S1 317，以控制初级开关S1 317使得输出电压VO 336被调节到期望的调节电压。
图4示出包括在如图2所示的USB通信系统中的示例充电单元的一部分。具体地，图4示出带有根据本发明的教导的示例泄放电路的细节的示例充电单元(未示出)的一部分。如所描绘的实施例中所示出的，图4包括功率转换器406、晶体管Q1 440、泄放器444、电容器CBUS 447以及A/B/C型插孔458——此后称为插孔458。图4的所有电路元件都被耦合以类似于图2和图3中的对应电路元件运作，并且因此，下文提及的类似命名和编号的元件因此可以与上文所述类似地被耦合和起作用。功率转换器406被耦合以在节点N1 410处提供输出电流IO 434和输出电压VO 436。功率转换器406的输出经由节点N1 410耦合到晶体管Q1 440。如所示出的，插孔458被耦合以与USB通信控制器(未示出)交换信号D+446、D-448、CC1 450和CC2 452。在一个实施例中，如果插孔458为A/B型，则与USB通信控制器交换的信号是D+446和D-448；而如果插孔458为C型，则与USB通信控制器交换的信号为CC1 450和CC2 452。
图4中还示出从USB通信控制器(图4中未示出)的驱动放电端子输出的信号VBEN 438。信号VBEN 438可以具有值VC_HIGH、VC_LOW或高z。在一个实施例中，泄放器444可以包括电阻器RB 441。在其他实施例中，泄放器444可以包括附加的有源或无源电路元件，比如举例而言晶体管、二极管等。电阻器RB 441的一端耦合到晶体管Q1 440的控制端子(栅极)，而电阻器RB 441的另一端耦合到晶体管Q1 440的源极端子。晶体管Q1 440的栅极还被耦合以接收来自USB通信控制器(图4中未示出)的信号VBEN 438。在一个实施例中，当信号VBEN 438上的电压等于VC_HIGH(电荷泵电压，图4中未示出)时，晶体管Q1 440接通，并且VBUS 442大致等于期望的输出电压VO 436。此时，一些泄漏电流可能流动通过电阻器RB 441，但是泄漏电流的量可以通过选择电阻器RB 441的较高的值而被最小化。在一个实施例中，当信号VBEN 438处的电压等于VC_LOW(电荷泵电压，图4中未示出)时，晶体管Q1 440关断，并且VBUS 442经由电阻器RB 441大致放电至0V。电容器CBUS 447上的电压大致等于电压VBUS 442。在一个实施例中，电压VBUS 442放电至800mV所花费的时间为500ms。
如先前说明的，当受电单元(图4中未示出)被连接到充电单元时，信号VBEN 438可以具有值VC_HIGH并接通晶体管Q1 440。VBUS 442大致等于期望的输出电压VO 436，该期望的输出电压在一个实施例中可以为5V。
图5示出包括在如图2中所示的USB通信系统中的另一示例充电单元的一部分。相应地，下文提及的类似命名和编号的元件因此可以与上述所述类似地被耦合和起作用。具体地，图5示出包括泄放电路的另一实施例的示例充电单元(未示出)的一部分。图5中还示出功率转换器506、晶体管Q1 540、泄放器544、电容器CBUS 547以及A/B/C型插孔558——此后称为插孔558。图5的所有电路元件都被耦合以类似于图2和图3中的对应电路元件运作。功率转换器506被耦合以在节点N1 510处提供输出电流IO 534和输出电压VO 536。功率转换器506的输出经由节点N1 510耦合到晶体管Q1 540。如所示出的，插孔558被耦合以与USB通信控制器(未示出)交换信号D+546、D-548、CC1 550和CC2 552。在一个实施例中，如果插孔558为A/B型，则与USB通信控制器交换的信号是D+546和D-548；而如果插孔558为C型，则与USB通信控制器交换的信号为CC1 550和CC2 552。图5中还示出来自USB通信控制器(图5中未示出)的驱动放电端子的信号VBEN 538。信号VBEN 538可以具有值VC_HIGH、VC_LOW或高z。
在一个实施例中，泄放器544包括第一电阻器R1 541、第二电阻器R2 543和二极管D1 545。在其他实施例中，泄放器544可以包括附加的有源或无源元件，比如举例而言晶体管、二极管等。电阻器R2 543的第一端耦合到晶体管Q1 540的栅极，而电阻器R2 543的第二端耦合到电阻器R1 541的第一端。R1 541的第二端耦合到晶体管Q1 540的源极端子。二极管D1 545的第一端耦合到电阻器R2 543的第一端，而二极管D1 545的第二端耦合到电阻器R2 543的第二端。晶体管Q1 540的栅极还被耦合以接收来自USB通信控制器(图5中未示出)的信号VBEN 538。在一个实施例中，当信号VBEN 538上的电压等于VC_HIGH(电荷泵电压，图5中未示出)时，晶体管Q1 540接通，并且VBUS 542大致等于期望的输出电压VO 536。此时，一些泄漏电流可能流动通过电阻器R1 541、R2 543和二极管D1 545。图5的泄放器544的优点在于，泄漏电流的量可以通过选择电阻器R1 541的较高的值而被最小化。当信号VBEN 538上的电压等于VC_LOW时，晶体管Q1 540关断，并且VBUS 542经由泄放器544大致减小到0V。在一个实施例中，电容器CBUS上的电压大致等于电压VBUS 542。
如先前说明的，当受电单元(图5中未示出)被连接到充电单元时，信号VBEN 538可以具有值VC_HIGH并接通晶体管Q1 540。此时，VBUS 542大致等于期望的输出电压VO 536，该期望的输出电压在一个实施例中可以为5V。
图6是示出根据本发明的教导的用于对USB连接器电压进行充电和放电的示例过程的示例流程图600。
在过程块601处开始之后，可以在判定块602处检查受电单元是否被连接。如果受电单元被连接，则过程移动到判定块603，否则过程移动到过程块605。在判定块603处，可以检查VBUS信号是否由USB主机声明。如果是，则该过程可以转至过程块604，否则该过程可以再次返回到判定块607。
在过程块604处，电荷泵电压VC可增加到VC_HIGH。简要地参照图2，当电荷泵电压处于VC_HIGH时，晶体管Q1 240将接通，并且电压VBUS 242将大致等于输出电压236。换言之，泄放器244可以被关断。在一个实施例中，当电荷泵电压处于VC_HIGH时，泄放器不可以接通。在过程块604结束时，过程可以返回到判定块602。
在过程块605处，在检测到受电单元未被连接时，电荷泵电压VC可减小到VC_LOW。简要地参照图2，当电荷泵电压处于VC_LOW时，晶体管Q1 240将关断，而泄放器244将接通。此时，电压VBUS 242可以开始通过泄放器244大致放电至零伏特(vSafe0V)。在过程块605结束时，过程转至判定块606。
在判定块606处，可以检查电压VBUS是否等于零。如果电压VBUS尚未减小到零，则过程返回到块605。如果电压VBUS已经减小到零，则过程可以转至过程块607。
在过程块607处，可以使信号VBEN为高z。简要地参照图2，信号VBEN 238的高z值可以防止晶体管Q1 240接通。
在过程块607结束时，过程可转至判定块602。当电压VBUS大致达到零(表明VBUS已完全放电)时，则过程可转至判定块602的开始以检查受电单元是否被连接。
对示出的本发明的实施例的以上描述，包括在摘要中所描述的，不旨在是穷尽性的或是对所公开的确切形式的限制。尽管为了说明的目的在本文中描述了本发明的具体实施方案和实施例，但是在不脱离本发明的更宽泛精神和范围的情况下，各种等同修改是可能的。事实上，应当领会的是，具体的示例电压、电流、频率、功率范围值、时间等是为了说明的目的而提供的，并且根据本发明的教导，在其他实施方案和实施例中也可以使用其他值。