电源设备的制作方法

1.本公开总体上涉及电源设备。


背景技术：

2.尽管目前无线连接是功率和数据交换领域的主要研究方向之一，但是电缆似乎仍然是连接多个电子设备的最可靠的方法，无论是交换数据还是为一个或多个电子设备供电或充电。
3.在usb标准的不同类型的电缆和连接器中，usb
‑
c类型是使得能够交换数据和功率的类型之一。usb
‑
pd技术(pd表示“功率递送”)是一种适用于usb
‑
c类型的电缆和连接器的技术。这种技术使得能够管理电子设备的供电。


技术实现要素：

4.期望能够至少部分地改进用于经由电缆，特别是经由适于usb
‑
pd技术的usb
‑
c电缆，来从电源向负载提供供电功率的设备的某些方面。
5.实施例克服了用于从电源向负载提供供电功率的已知设备的全部或部分缺点。
6.根据本公开的第一方面，提供了一种电源设备，包括：电压转换器，被配置为从第一电压提供在所述转换器的输出端子上的第二电压，所述第二电压具有由所述转换器的控制端子上的第三电压确定的当前值；斜坡生成电路，被配置为：当所述第二电压的设定点值从第一设定点值切换到小于所述第一设定点值的第二设定点值时，生成包括斜坡的第一信号，所述斜坡依次表示所述第一设定点值、在所述第一设定点值和所述第二设定点值之间的多个递减的中间值，以及所述第二设定点值；误差放大器，被配置为提供第二信号，所述第二信号表示所述第一信号与第三信号之间的差，所述第三信号表示所述第二电压的所述当前值；以及反馈控制电路，被配置为基于所述第二信号来设置所述第三电压。
7.在一些实施例中，所述斜坡生成电路被配置为从预先定义的设定点值的集合选择第一设定点值和第二设定点值。
8.在一些实施例中，所述第一设定点值小于从预先定义的设定点值的集合选择的预先定义的设定点值，所述第一设定点值从所选择的所述预先定义的设定点值而被确定，并且所述第二设定点值选自所述集合。
9.在一些实施例中，所述斜坡生成电路被配置为：从所述转换器的所述输出端子上可用的电流与预先定义的最大电流之间的差，选择所述第一设定点值。
10.在一些实施例中，所述斜坡生成电路被配置为：当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换到所述第二设定点值时，存储表示所述第一设定点值的第四信号；生成第五信号，所述第五信号包括斜坡，所述斜坡依次表示所选择的所述预先定义的设定点值、在所选择的所述预先定义的设定点值与所述第二设定点值之间的多个递减的中间值，以及所述第二设定点值；以及生成所述第一信号，所述第一信号等于所述第四信号，直到所述第五信号等于所述第四信号，并且此时所述第一信号等于所述第五信号。
11.在一些实施例中，斜坡生成电路包括比较器，所述比较器被配置为提供表示所述第四信号与所述第五信号的比较的第六信号。
12.在一些实施例中，斜坡生成电路被配置为从所述第四信号、所述第五信号和所述第六信号生成所述第一信号。
13.在一些实施例中，反馈控制电路包括：分压桥，连接在所述转换器的所述输出端子与基准电位的施加节点之间，所述分压桥的中间节点被连接到所述转换器的所述控制端子；以及晶体管，被连接在所述分压桥的所述中间节点与所述基准电位的所述施加节点之间，所述晶体管的控制端子被配置为接收所述第二信号。
14.在一些实施例中，斜坡生成电路包括状态机和数模转换器。
15.在一些实施例中，状态机被配置为：当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换到所述第二设定点值时，将二进制控制代码依次提供给所述数模转换器，所述代码分别表示所述第一设定点值、所述递减的中间值和所述第二设定点值，所述数模转换器具有被配置为提供所述第一信号的输出端子。
16.在一些实施例中，所述斜坡生成电路被配置为：当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换为所述第二设定点值时，存储表示所述第一设定点值的第四信号；生成第五信号，所述第五信号包括斜坡，所述斜坡依次表示所选择的所述预先定义的设定点值、在所选择的所述预先定义的设定点值与所述第二设定点值之间的多个递减的中间值，以及所述第二设定点值；以及生成所述第一信号，所述第一信号等于所述第四信号，直到所述第五信号等于所述第四信号，并且此时所述第一信号等于所述第五信号；并且所述状态机被配置为：当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换到所述第二设定点值时，将二进制控制代码依次提供给所述数模转换器，所述代码分别表示所述第一设定点值、在所述第一设定点值与所述第二设定点值之间的所述多个递减的中间值，以及所述第二设定点值，所述数模转换器具有被配置为提供所述第五信号的输出端子。
17.在一些实施例中，所述斜坡生成电路包括：第一开关，将所述数模转换器的所述输出端子耦合到第一内部节点；以及电容器，连接到所述第一内部节点；以及第二开关，将第二内部节点耦合到所述第一内部节点，所述第一信号在所述第一内部节点上可用，并且所述第四信号在所述第二内部节点上可用。
18.在一些实施例中，所述状态机被配置为：当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换到所述第二设定点值时，关断所述第二开关；以及当所述第五信号变为等于所述第四信号时，接通所述第一开关。
19.根据本公开的第二方面，提供了一种电源设备，包括：电源，被配置为提供第一电压；usb
‑
c连接器；以及连接接口，耦合在所述电源与所述usb
‑
c连接器之间，所述连接接口包括：电压转换器，被配置为从所述第一电压提供在所述转换器的输出端子上的第二电压，所述第二电压具有由所述转换器的控制端子上的第三电压确定的当前值，所述转换器的所述输出端子被耦合到所述usb
‑
c连接器；斜坡生成电路，被配置为：当所述第二电压的设定点值从第一设定点值切换到小于所述第一设定点值的第二设定点值时，生成包括斜坡的第一信号，所述斜坡依次表示所述第一设定点值、在所述第一设定点值和第二设定点值之间的多个递减的中间值，以及所述第二设定点值；误差放大器，被配置为提供第二信号，所述第二信号表示所述第一信号与第三信号之间的差，所述第三信号表示所述第二电压的所述
当前值；以及反馈控制电路，被配置为基于所述第二信号来设置所述第三电压。
20.在一些实施例中，所述反馈控制电路包括：分压桥，连接在所述转换器的所述输出端子与基准电位的施加节点之间，所述分压桥的中间节点被连接到所述转换器的所述控制端子；以及晶体管，被连接在所述分压桥的所述中间节点与所述基准电位的所述施加节点之间，所述晶体管的控制端子被配置为接收所述第二信号。
21.在一些实施例中，所述斜坡生成电路包括：状态机，被配置为：当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换到所述第二设定点值时，依次提供二进制控制代码，所述代码分别表示所述第一设定点值、所述递减的中间值，以及所述第二设定点值；以及数模转换器，具有被配置为从所述状态机接收所述二进制控制代码的输入端子，并且具有被配置为提供所述第一信号的输出端子。
22.在一些实施例中，所述第一设定点值小于从预先定义的设定点值的集合选择的预先定义的设定点值，所述第一设定点值从所选择的所述预先定义的设定点值而被确定，并且所述第二设定点值选自所述集合；所述斜坡生成电路被配置为：当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换为所述第二设定点值时，存储表示所述第一设定点值的第四信号；生成第五信号，所述第五信号包括斜坡，所述斜坡依次表示所选择的所述预先定义的设定点值、在所选择的所述预先定义的设定点值与所述第二设定点值之间的多个递减的中间值，以及所述第二设定点值；以及生成所述第一信号，所述第一信号等于所述第四信号，直到所述第五信号等于所述第四信号，并且此时所述第一信号等于所述第五信号；并且所述斜坡生成电路包括：状态机，被配置为当所述第二电压的所述设定点值从所述第一设定点值切换到所述第二设定点值时，连续提供二进制控制代码，所述代码分别表示所述第一设定点值、在所述第一设定点值与所述第二设定点值之间的所述多个递减的中间值，以及所述第二设定点值；以及数模转换器，具有被配置为从所述状态机接收所述二进制控制代码的输入端子，并且具有被配置为提供所述第五信号的输出端子。
23.根据本公开的实施例，提供了改善的从电源向负载供电的设备。
附图说明
24.将在下面结合附图对特定实施例的非限制性描述中详细讨论前述和其他特征和优点，其中：
25.图1是图示电源与电子设备之间的连接的简化图；
26.图2是图示用于向图1的电子设备提供电源的电子设备的一个实施例的简化图；
27.图3以详细的方式示出了图2的电源设备的一部分的一个实施例；以及
28.图4以详细的方式示出了图2的电源设备的一部分的一个备选实施例。
具体实施方式
29.一个实施例提供了一种设备，包括：
30.‑
电压转换器，被配置为从第一dc电压提供在转换器的输出端子上的第二dc电压，该第二dc电压具有由转换器的控制端子上的第三电压确定的当前值；
31.‑
电路，被配置为：当第二电压的设定点值从第一设定点值切换到小于第一值的第二设定点值时，生成第一斜坡信号，该第一斜坡信号依次表示第一设定点值、在第一设定点
值和第二设定点值之间的多个递减的中间值，以及第二设定点值；以及
32.‑
误差放大器，被配置为提供第二信号，该第二信号表示第一信号与第三信号之间的差，该第三信号表示第二电压的当前值，第三电压由第二信号确定。
33.根据一个实施例，从预先定义的设定点值的集合选择第一设定点值和第二设定点值。
34.根据一个实施例，第一设定点值小于从预先定义的设定点值的集合选择的预先定义的设定点值，第一设定点值从所选择的预先定义的设定点值而被确定，并且第二设定点值选自上述集合。
35.根据一个实施例，第一设定点值还从转换器的输出端子上可用的电流与预先定义的最大电流之间的差而被确定。
36.根据一个实施例，上述电路被配置为：当第二电压的设定点值从第一设定点值切换到第二设定点值
·
时，
37.‑
存储表示第一设定点值的第四信号；
38.‑
生成第五斜坡信号，该第五斜坡信号依次表示所选择的预先定义的设定点值、在所选择的预先定义的设定点值与第二设定点值之间的多个递减的中间值，以及第二设定点值；以及
39.‑
生成第一信号，第一信号等于第四信号，直到第五信号等于第四信号，并且此时第一信号等于第五信号。
40.根据一个实施例，该电路包括比较器，该比较器被配置为提供表示第四信号与第五信号的比较的第六信号。
41.根据一个实施例，电路被配置为从第四信号、第五信号和第六信号确定第一信号。
42.根据一个实施例：
43.‑
分压桥被连接在转换器的输出端子与基准电位的施加节点之间，上述桥的中间节点被连接到转换器的控制端子；并且
44.‑
晶体管被连接在上述桥的中间节点与基准电位的施加节点之间，该晶体管的控制端子被配置为接收第二信号。
45.根据一个实施例，该电路包括控制单元和数模转换器。
46.根据一个实施例，控制单元被配置为：当第二电压的设定点值从第一设定点值切换到第二设定点值时，将二进制控制代码依次提供给模数转换器，该代码分别表示第一设定点值、上述递减的中间值和第二设定点值，第一信号在数模转换器的输出端子上可用。
47.根据一个实施例，控制单元被配置为：当第二电压的设定点值从第一设定点值切换到第二设定点值时，将二进制控制代码依次提供给模数转换器，上述代码分别表示上述选择的预先定义的设定点值、在所选择的预先定义的设定点值与第二设定点值之间的上述多个递减的中间值，以及第二设定点值，第五信号在数模转换器的输出端子上可用。
48.根据一个实施例：
49.‑
数模转换器的输出端子通过第一开关耦合到第一内部节点；
50.‑
电容器连接到第一内部节点；并且
51.‑
第四信号在第二内部节点上可用，第二内部节点通过第二开关耦合到第一内部节点，第一信号在第一内部节点上可用。
52.根据一个实施例，控制电路被配置为：
53.‑
当第二电压的设定点值从第一设定点值切换到第二设定点值时，关断第二开关；以及
54.‑
当第五信号变为等于第四信号时，接通第一开关。
55.一个另外的实施例提供了电源与usb
‑
c连接器之间的连接接口，该接口包括所描述的设备，其中第一电压由电源提供，当负载耦合到usb
‑
c连接器时，第二电压旨在为上述负载供电。
56.一个另外的实施例提供了一种控制电压转换器的方法，该电压转换器从第一dc电压提供第二dc电压，该第二dc电压具有由第三电压确定的当前值，方法包括：当第二电压的设定点值从第一设定点值切换到小于第一设定点值的第二设定点值时，进行以下步骤：
57.‑
凭借电路生成第一斜坡信号，该第一斜坡信号依次表示第一设定点值、在从第一设定点值到第二设定点值的范围内的多个递减的中间值，以及第二设定点值；
58.‑
凭借误差放大器提供第二信号，该第二信号表示第一信号与第三信号之间的差，该第三信号表示第二电压的当前值；以及
59.‑
从第二信号确定第三电压。
60.在不同的附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。特别地，不同实施例共有的结构和/或功能元件可以用相同的附图标记指定并且可以具有相同的结构、尺寸和材料性质。
61.为了清楚起见，仅示出和详细描述了对于理解所描述的实施例有用的那些步骤和元件。特别地，没有详细说明与要从电源提供给负载的供电功率有关的协商阶段的管理。此外，仅描述了usb
‑
c和usb
‑
pd技术的相关方面，其他方面没有修改就可以适应。特别地，未描述经由连接器并且可能地经由usb
‑
c类型的电缆(优选地适于usb
‑
pd技术)进行的数据交换的功能，所描述的实施例与usb
‑
c和usb
‑
pd技术的常规数据交换功能兼容。
62.贯穿本公开，术语“连接”用于指定电路元件之间的直接电连接，除了导体之外没有中间元件，而术语“耦合”用于指定电路元件之间的电连接，该电连接可以是直接的，也可以是经由一个或多个中间元件。
63.在以下描述中，当提及限定绝对位置(诸如，术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)或相对位置(诸如，术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)的术语，或提及限定方向(诸如，术语“水平”、“竖直”等)的术语时，除非另外指定，否则指的是附图的定向。
64.术语“大约”、“基本上”和“近似”在本文中用于表示所讨论的值的正负10％，优选正负5％。
65.图1是图示在具有电源(源(source))作用的电子设备200与具有负载(宿(sink))作用的要被供电的电气设备400之间的功率传输的简化图。设备200和设备400经由usb
‑
c类型的电缆c连接，在本示例中，usb
‑
c类型的电缆c适用于usb
‑
pd或usb“功率递送”技术。
66.设备200包括电源201。电源201例如是市电电源或dc电源。在下面的描述中，认为设备200包括dc电源201，设备200例如是计算机、便携式电池等，或者是能够为设备供电和/或对电池充电的任何其他电子设备。
67.电缆c在其端部中的每个端部处包括usb
‑
c类型的连接器c1、c2，在本示例中，该连接器c1、c2适用于usb
‑
pd技术。连接器c1、c2通常相同。
68.源设备200包括连接元件210，连接元件210包括连接接口214和连接器212。接口214将源201耦合到连接器212。连接器212被配置为与电缆c的连接器c1协作。
69.类似地，负载设备400包括连接元件410，连接元件410包括连接接口414和连接器412。连接接口414将连接器412耦合到负载电路装置401。连接器412被配置为与电缆c的连接器c2协作。
70.接口214、414通常相同。连接接口214、414使得能够根据由负载400的负载电路装置401使用的功率来适配由电源201提供的功率。更具体地，在以下描述中，连接214、414使得能够根据由负载设备400的负载电路装置401使用的供电功率的设定点，来适配由电源201提供的功率，特别是在实施了usb
‑
pd技术的情况下。为此，接口214包括功率转换器(未在图1中示出)，优选地是dc/dc电压转换器，其被控制成从电源201适配被提供给负载400的功率。
71.在由usp
‑
pd技术管理的连接中，在设备200和设备400之间建立通信，以确定针对待供电和/或充电的设备400的供电功率。更具体地，设备400可以例如经由其接口414指示用于其操作的最小功率，并且设备200例如经由其接口214指示其能够提供的电源水平。然后，在本示例中由usb
‑
pd技术管理的协商开始限定设备200将提供给设备400的功率。在协商结束后，连接接口214根据协商的结果，适配电源201的供电功率，之后开始针对设备400的功率供给。然后，根据协商的结果来控制接口214的电压转换器，以例如通过根据协商的功率来适配由转换器递送的电压，来将电源201的功率适配为协商的功率。
72.优选地，所协商的供电功率选自预先定义的供电水平的列表。该列表例如被记录在接口214中。优选地，该列表由标准定义。每个预先定义的供电功率水平可以由多个值表征，特别是由电压的预先定义的值表征，并且可能由与预先定义的功率相对应的电流的预先定义的最小值表征。在usb
‑
pd技术中，表征列表中的预先定义的供电水平的每组值对应于由首字母pdo(“功率数据对象”)指定的信息集，其中这种pdo信息集可以在设备200与设备400之间传送，该pdo信息集适用于usb
‑
pd技术，以在协商期间定义设备200应当向负载400递送哪些预先定义的功率水平。
73.在下面的描述中，考虑了由接口214的转换器递送的电压的设定点值减小的情况。由转换器递送的电压的设定点值的这种减小可能具体地是由于以下引起：设备200可以向负载提供的功率的重新协商、电缆c的断开连接、或在检测到接口操作中的故障之后的接口的重新设置。作为示例，在电缆c的断开连接或接口的重新设置之后，由转换器递送的电压的设定点值将改变为默认值，例如5v。
74.在以下描述中，认为接口214包括误差放大器，该误差放大器具有其输出信号或电压，该输出信号或电压表示信号或电压(表示由转换器递送的电压的设定点值)与转换器输出处的有效可用的电压之间的差。还认为，转换器由取决于放大器的输出信号的控制信号或电压控制，即，由通过放大器的输出信号确定的控制信号或电压控制。在该情况下，当转换器输出电压的设定点值从第一设定点值切换到第二较小设定点值时，这可能引起转换器控制信号的不期望的变化。控制信号的这种不期望的变化可能引起转换器的劣化、破坏或故障。
75.作为示例，当转换器的控制电压在分压桥(优选地，电阻性的)的中间节点上可用时，可能出现这种变化，该分压桥连接在转换器输出与基准电位的施加节点之间，并且由误
差放大器的输出电压控制的晶体管连接在中间节点与基准电位的施加节点之间。实际上，当转换器输出电压的设定点值从第一设定点值切换到第二较小设定点值时，误差放大器可能饱和并且引起晶体管的阻塞，这导致接收控制电压的转换器的控制端子上的过压。
76.为了抑制转换器控制信号的不期望的变化，当转换器的输出电压的设定点值从第一设定点值切换到第二设定点值时，发明人在此提供了表示转换器的输出电压的设定点值的信号，该信号不会突然地从表示第一设定点值的第一状态直接切换到表示第二设定点值的第二状态。更具体地，发明人提供了接口的一个实施例，其中当转换器的输出电压的设定点值从第一设定点值切换到第二设定点值时，表示这种设定点值的信号或电压是斜坡(诸如，阶梯)，该斜坡依次表示在转换器输出电压的第一设定点值和第二设定点值之间的多个中间递减值。
77.图2是图示用于从图1的电源201向图1的电子设备400提供供电功率的电子设备的一个实施例的简化图。更具体地，图2示意性地示出usb
‑
c类型连接接口214的电路的一个实施例，在本示例中usb
‑
c类型连接接口214适用于usb
‑
pd技术，其中接口414可以与接口214相同。
78.接口214包括连接到电源201(未示出)的至少两个输入端子2141、2142。电源201的dc电压vsource被施加在端子2141与端子2142之间，电压vsource相对于端子2142上的基准电位(通常为接地gnd)而被参考。接口214还包括提供dc电源电压vbus的第一输出端子2143，dc电源电压vbus相对于处于电位gnd的第二输出端子2144而被参考。该接口还包括至少一个通信端子。这些输出和通信端子都旨在耦合到对应的连接器212(未示出)，这然后允许例如经由连接器c1、电缆c和连接器c2到设备400的连接，如图1中所示的。在该实施例中，接口214包括两个通信端子cc1、cc2。具有两个通信端子的优点在于，在端子被对称地定位在连接器212上的情况下，这使得能够制造可逆连接器c1，即，例如矩形的连接器c1，其可以在第一方向和在与第一方向相反的第二方向上被耦合到连接器212。
79.接口214包括电压转换器(conv)12、开关sw和控制单元或电路(m)14。
80.在该示例中，转换器12是能够将dc电压vsource转换成dc电压vsrc的dc/dc电压转换器。转换器12包括：
81.‑
输入端子1201，其旨在接收电压vsource，端子1201耦合(优选地，连接)到端子2141；
82.‑
输入端子1202，其旨在接收基准电位，端子1202耦合(优选地，连接)到端子2142；
83.‑
输出端子1203，其提供经转换或经适配的电压vsrc，端子1203耦合到端子2143；以及
84.‑
控制端子1204，接收控制或反馈信号vfb，在该示例中，信号vfb与端子1204和端子1202之间的电压相对应。
85.开关sw使其端子中的一个端子耦合到转换器12的端子1203，它的其他端子耦合(优选地，连接)到提供电压vbus的输出端子2143。在该实施例中，开关sw由控制单元14控制，并且更具体地由单元14的端子1400提供的控制信号控制。当开关sw断开时，转换器的输出端子1203与接口的输出端子2143电隔离，或换句话说，转换器12与耦合到接口214的可能负载400电隔离。
86.单元14包括一个或多个通信端子，其耦合(优选地，连接)到接口214的(多个)通信
端子cc1、cc2。在该示例中，单元14包括两个端子1403、1404，端子1403、1404连接到相应的端子cc1和cc2。
87.在该实施例中，控制单元14由电压vsrc供电，并且包括耦合(优选地连接)到转换器12的端子1203的端子1401，并且包括耦合(优选地连接)到电位gnd(端子2142和2144)的端子1402。
88.单元14被配置为观察由转换器12提供的电压vsrc的值，在该示例中，在其端子1401上接收电压vsrc。
89.根据一个实施例，单元14被配置为观察由转换器提供的电流。更具体地，在该示例中，接口214包括电阻器rsense，电阻器rsense连接在转换器12的端子1203与连接到开关sw的节点2145之间，节点2145随后耦合(优选地，连接)到单元14的端子1405。
90.单元14包括处理电路1406(ctrl)，例如，其包括状态机、微处理器、可编程逻辑电路等。
91.电路1406被配置为从预先定义的供电功率的列表选择预先定义的功率。
92.电路1406还被配置为提供开关sw的控制信号。
93.电路1406还被配置为提供表示电压vsrc的设定点值的信号vref(例如，电压)，该设定点值例如部分地由所选择的预先定义的功率确定。电压vref在电路1406的端子14060上可用。
94.单元14还包括误差放大器1407，其反馈回路未被示出。误差放大器1407被配置为提供信号verr(这里，电压)，信号verr表示电压vsrc的值与其设定点值之间的差。信号verr被提供给电路14的输出端子1408。
95.更具体地，根据所说明的实施例，放大器1407被配置为提供电压verr，电压verr等于电压vscr’(表示电压vscr的当前值)和电压vref(表示电压vsrc的设定点值)之间的差。因此，放大器1407的输入端子耦合(优选地，连接)到电路1406的端子14060，放大器1407的其他输入端子接收电压vsrc’，并且放大器1407的输出端子提供电压verr。电压verr在单元14的输出端子1408上可用。
96.在该示例中，电压vsrc’像电压vsrc一样变化，即，当电压vsrc分别增大或减小时，电压vsrc’分别增大或减小。此外，电压vref像它表示的设定点值一样变化，即，当电压vsrc的设定点值分别增大或减小时，电压vref分别增大或减小。
97.在该示例中，电压vref被施加到误差放大器1407的非反相端子或输入(+)，电压vsrc’被施加到误差放大器1407的反相端子或输入(
‑
)。因此，当电压vref比电压vsrc’更快地减小时，电压verr减小。
98.如前所述，转换器12的控制电压vfb取决于电压verr，或者换句话说，它由电压verr确定。电压vfb还取决于由转换器12提供的电压vsrc的值。
99.更具体地，在该实施例中，接口214包括反馈控制电路16，反馈控制电路16包括分压桥13(在图2中的虚线中，在该示例中是电阻性分压桥)和晶体管15(优选地，mos晶体管)。分压桥13连接在转换器12的端子1203与基准电位gnd的施加节点(端子2142和2144)之间。桥13的中间节点1301连接到转换器12的端子1204。电压vfb在节点1301处可用。
100.在该示例中，桥13包括串联连接在端子1203与端子2142之间的两个电阻器r1和r2。电阻器r1连接到端子1203，电阻器r2连接到端子2142，并且节点1301对应于电阻器r1和
r2之间的连接节点。
101.晶体管15连接在节点1301和处于基准电位gnd(端子2141和2144)处的节点之间。晶体管15的控制端子接收信号verr，并且因此耦合(优选地，连接)到单元14的端子1408。在该示例中，晶体管15具有n沟道，其源极耦合(优选地，连接)到电位gnd的施加节点，并且其漏极耦合(优选地连接)到节点1301。
102.尽管未在图2中示出，但该转换器在其端子1203与1202之间包括输出电容器，电压vsrc跨该输出电容器可用。转换器12的输出电容器以及转换器12的可能的其他组件(诸如，电感、其他电容器和/或多个电阻器中的一个电阻器)可以被布置在转换器12的外部，被布置在接口214中。
103.现在将描述接口214的操作。
104.在协商或重新协商阶段之后，已经在预先定义的供电功率的列表中选择了预先定义的功率。所选择的预先定义的功率确定电压vsrc的设定点值。电路1406然后提供表示设定点值的信号vref。
105.当电压vsrc的值恒定并且等于其设定点值时，电压vsrc’与vref之间的差恒定，由此电压verr具有恒定的非零值。晶体管15然后从节点1301汲取基本恒定的非零电流。电压vfb的值因此是恒定的，并且由电压vsrc的值施加，因此由转换器施加。更具体地，电压vfb的恒定值通过电压vsrc的值、通过由晶体管15汲取的电流的值以及通过桥13的电阻器r1、r2的值而被确定。
106.当电压vsrc的值距其设定点值变远时，例如相对于设定点值增加，这引起电压vsrc’的对应变化，并且因此引起电压vscr’与vref之间的差的对应变化。电压verr的值被对应地修改，由此从节点1301汲取的电流并且因此电压vfb被修改。电压vfb的这种修改控制转换器12以使电压vsrc的值回到其设定点值。
107.当接口214在例如稳定状态下操作时，认为出现：电缆c(图1)的断开、设备200向负载400提供的电压的朝向较低值重新协商，或者接口214的重新设置。更一般地，认为电压vsrc的设定点值从第一设定点值vsrc1(例如，在列表或预先定义的设定点值的集合中选择)切换到小于值vsrc1的第二设定点值vsrc2(例如，在预先定义的设定点值的集合中选择)。
108.在该实施例中，代替将电压vref从表示设定点值vsrc1的第一值vref1突然切换到表示设定点值vsrc2的第二值vref2，电路1406被配置为提供电压斜坡vref，在本示例中，电压斜坡vref在值vref1和vref2之间递减。然后，电路1406作为斜坡生成器操作。因此，电压vref依次表示设定点值vsrc1、多个递减的中间值，以及设定点值vsrc2，中间值在设定点值vsrc1和vsrc2之间。电压vref的突然改变的缺少使得能够确保在电压vsrc的设定点值改变时，误差放大器在调节模式中操作，即，误差放大器不饱和。只要放大器1407在调节模式中操作，电压vref就非零，并且晶体管15继续从节点1301汲取电流，然后当电压vsrc恒定并且等于其设定点值时，电压vfb恒定。
109.在不存在这种电压斜坡vref的情况下，即，如果电路1406以全或无(all or nothing)的方式将电压vref从值vref1切换为值vref2，则放大器1407将不再在调节模式中操作，并且其输出电压verr将变为零。零电压verr会使晶体管15关断，导致转换器12的控制电压vfb上的电压峰值或过电压。应当避免端子1204上的这种过电压，因为它可能会引起转
换器12的故障，例如，这是因为电压vfb超过了阈值，超过该阈值转换器12进入配置阶段。端子1204上的这种过电压甚至可能引起转换器12的恶化，或甚至损坏。
110.优选地，在电压vsrc的设定点值从值vsrc1到低于值vscr1的值vscr2改变时，单元14(例如，电路1406)被配置为关断开关sw并且接通另一开关(未示出)，从而使得能够通过放电电阻器(未示出)将电压vsrc放电到接地gnd，以减小电压vsrc的值。实际上，电压vsrc与跨转换器12的滤波或输出电容器(未示出)的电压相对应。因此，电压vsrc以由放电电阻器的值r和转换器12的输出电容器的值c调节的速度放电。基于上述功能性的指示，并且特别是基于等于值r和c的乘积的时间常数，确定电压vref在值vref1和vref2之间的最大斜率，以确保放大器1407针对整个斜坡持续时间以调节模式操作在本领域技术人员的能力范围内。优选地，在值vref1和vref2之间的电压vref的斜坡的斜率从时间常数r.c而被确定，以避免在绝对值上超过电压vsrc’的斜率。
111.图3以更详细的方式示出了根据一个实施例的图2的接口214的一部分。更具体地，在图3中，仅示出了单元14的一部分。
112.在该实施例中，表示电压vsrc的值的电压vsrc’在两个电阻器r3和r4之间的连接的节点1409上可用，该两个电阻器r3和r4串联连接在单元14的端子1401和1402之间。
113.此外，根据一个实施例，单元14包括放大器1410，放大器1410具有其分别连接到单元14的端子1401和1405的输入端子，并且具有其提供表示由转换器12(图2，并且更具体地由转换器12的端子1203)提供的电流的信号mesi的输出端子。信号mesi被提供给电路1406的端子14061。作为变型，可以省略放大器1410。
114.电路1410可以包括其他输入端子，其他输入端子例如旨在耦合到温度传感器以检测接口操作的故障、旨在耦合到端子1401以接收电压vsrc、例如旨在耦合到电源电路1406，等等(本文以单个端子14062的形式示出)。
115.根据一个实施例，电路1406包括连接到单元14的端子1400的端子14063，以提供开关sw(图2)的控制信号。
116.在说明的实施例中，电路1406包括控制电路或单元14064。电路14064特别包括状态机。作为示例，电路14064实施针对供电功率的协商的步骤，然后电路14064被耦合到端子1403和1404(图2)。在该示例中，电路14064向单元14的端子1400提供开关sw的控制信号。
117.在该实施例中，电路1406包括数模转换器(dac)14065，数模转换器(dac)14065具有其提供电压vref的输出。转换器14065由状态机14064控制。特别地，状态机14064被配置为：当在预先定义的设定点值的列表中选择了电压的设定点值时，通过多个比特或二进制代码将数字信号提供给转换器14065，以使转换器提供表示电压vsrc的所选择的预先定义的设定点值的电压vref。
118.在该实施例中，当状态机14064实施了电压vsrc的设定点值从预先定义的设定点值vsrc1到预先定义的设定点值vsrc2的改变时，而不是向转换器14065提供与电压vref的值vref1相对应的二进制代码b1，并且然后，例如在对电路14064的操作进行计时(rating)的时钟信号的下一个周期t处提供对应于电压vref的值vref2的二进制代码b2，状态机14064依次提供二进制代码b1、多个二进制代码b和二进制代码b2。二进制代码b对应于电压vref的中间值，该中间值在值vref1和vref2之间。更具体地，二进制代码b例如在时钟信号的每个周期处被连续地提供，以使电压vref的对应中间值递减。因此，信号vref表现为在值
vref1和vref2之间递减的斜坡，并且在本文中更具体地表现为阶梯状斜坡。
119.优选地，电路14064在其时钟信号的每个周期t处更新提供给转换器14065的二进制代码。优选地，电路14064依次提供在代码b1和b2之间的所有二进制代码b。
120.作为特定示例，认为：
121.‑
状态机14064通过改变在对其操作进行计时的时钟信号的每个周期t提供的代码的值来依次提供二进制代码b1、b和b2；
122.‑
在依次提供代码b1、b和b2时，提供给dac转换器的代码的每个修改对应于dac的输出电压的相同电压变化dv；并且
123.‑
电压vsrc’等于vsrc/a。
124.在这种情况下，确保了值dv/t小于值(vsrc2
‑
vsrc1)/(rc)。
125.之前已经参考图2和图3描述了一个实施例，其中要由转换器12递送的电压vsrc的设定点值从值vscr1切换到值vscr2，两者都从预先定义的设定点值的列表中选择。电压vsrc的预先定义的设定点值例如由预先定义的供电功率的列表和默认设定点值确定。作为示例，默认设定点值与预先定义的设定点值的列表中的最低的预先定义的设定点值相对应。
126.在一个备选实施例中，关于图2描述的接口214根据所谓的“恒定电流”模式操作。
127.在该变型中，从预先定义的供电功率的列表选择预先定义的功率p1等同于选择电压vsrc的预先定义的设定点值vsrc1以及转换器12的最大输出电流imax。然后，电压vsrc不仅根据其设定点值vsrc1而被调节，而且还使得由转换器提供的电流不超过最大电流imax。
128.在该变型中，单元14被配置为：例如在本变型中凭借放大器1407，从跨电阻器rsense(图2)的电压来测量由转换器12提供的电流。当由转换器12提供的电流超过电流imax时，单元14控制转换器12，以使其将电压vsrc提供到设定点值vsrc3，该设定点值vsrc3小于设定点值vsrc1，并且由转换器12提供的电流与电流imax之间的差来确定。为此，在本示例电路1406中，单元14被配置为根据由转换器12提供的电流与电流imax之间的差来调整电压vref的值，以使电压vref采用表示设定点值vsrc3的值vref3。更具体地，值vref3等于表示设定点值vsrc1的值vref1减去值vref1的百分比，该百分比通过由转换器12提供的电流与电流imax之间的差来确定。换句话说，值vref3等于k乘以值vref1，k小于1并且通过由转换器12提供的电流与电流imax之间的差确定。在该变型中，与设定点值vsrc1和vsrc2相反，设定点值vsrc3不是预先定义的设定点值。
129.作为示例，单元14(例如其电路1406)包括误差放大器(图2中未示出)，该误差放大器提供表示由转换器12提供的电流与电流imax之间的差的信号，值vref3由误差放大器的输出信号确定，电压vref优选与该输出信号成比例或相等。
130.此外，在本变型中，如果电压vsrc的值变得小于低阈值，则单元14检测到该故障并且选择预先定义的设定点值vsrc2，在本变型中，该设定点值vsrc2优选地与电压vsrc的默认设定点值相对用，这引起电压vsrc的设定点值从值vsrc3到值vsrc2的改变。这种低阈值由设定点值vsrc1或换句话说由预先定义的功率p1确定。
131.作为示例，单元14(例如其电路1406)包括在表示电压vsrc的信号和表示该低阈值的信号之间的比较器(图2中未示出)，该比较器提供二进制信号，其状态“1”或“0”取决于表示电压vsrc的信号与表示低阈值的信号之间的比较的结果。
132.当设定点值改变为vsrc2时，则它可以像之前那样被提供给电压vref，以表现出在值vref1和vref2之间的斜坡。然而，这会导致电压vref在从值vref1到值vref3的电压斜坡之前，突然从值vref3切换到值vref1。这是不期望的，特别是因为在转换器输出处的电压vsrc将表现出电压峰值。
133.因此，在这种变型中，为单元14并且更具体地为其电路1406提供电压vref，电压vref具有从值vref3到值vref2的电压斜坡，而不是具有从值vref1到值vref2的电压斜坡。
134.优选地，单元14(例如其处理电路1406)被配置为存储值vref3，例如，以存储处于值vref3的值vref。然后，电路1406被配置为：提供从值vref1到值vref2的电压斜坡vr，将电压斜坡vr与所存储的电压vref3进行比较，并且从电压vr和所存储的电压vref3生成电压vref。更具体地，电路1406被配置为生成电压vref，使得只要电压斜坡vr大于电压vref3，电压vref就等于vref3，并且使得电压vref之后等于电压vr。
135.图4以更详细的方式示出了根据备选实施例的图2的接口214的一部分，其中该接口以恒定电流实施操作。在图4中，仅示出了单元14的一部分。这里仅详细描述了图3的单元14与图4的单元14之间的差异。
136.在该备选实施例中，单元14包括放大器1410。如前所述，电路1406(例如电路14064)被配置为根据由转换器提供的电流与电流imax之间的差来适配电压vref的值，例如，以用于当由转换器提供的电流变得大于电流imax时，根据由转换器12提供的电流与电流imax之间的差来减小电压vref的值。
137.在该备选实施例中，电路1406包括端子14062，端子14062连接到端子1401以接收电压vsrc。尽管未示出，但是电路1406包括一个或多个比较器，其被配置为将电压vsrc与低阈值进行比较，并且可能地与高阈值进行比较。高阈值和低阈值由所选择的预先定义的功率确定，并且更具体地由电压vsrc的对应的预先定义的设定点值确定。如前所述，当预先定义的值p1被选择时，当电压vsrc变得小于低阈值时，电路1406(例如电路14064)被配置为选择电压vsrc的较小的设定点值，优选地选择默认设定值。
138.在该备选实施例中，电容器c1连接在端子14060与端子1402之间。此外，开关sw1连接在端子14060与转换器14065的输出之间，并且开关sw2连接在端子14060与电路14064的输出端子140641之间。当由转换器12提供的电流变得大于电流imax时，电路14064被配置为提供处于值vref3的电压，该值vref3通过由转换器12提供的电流与电流imax之间的差确定。优选地，电路14064包括误差放大器(图4中未示出)，该误差放大器在表示电流imax的信号与表示由转换器12提供的电流的信号(例如信号mesi)之间，然后该放大器提供表示由转换器12提供的电流与电流imax之间的差的输出信号。优选地，误差放大器被配置为提供电压verf3作为输出信号。
139.如将在下文中更详细地看到的，在电压vsrc已经超过低阈值之后，当电压vsrc的设定点值改变以设置预先定义的设定点值vsrc2时，电容器c1使得能够存储处于值vref3的电压vref。
140.在该备选实施例中，电路1406(例如，状态机14064)在表示电压vsrc的信号与表示电压vsrc的低阈值(由所选择的预先定义的功率确定)的信号之间执行比较(图4中未示出)。
141.在该备选实施例中，电路1406包括比较器14066，其被配置为将在dac转换器14065
的输出处可用的电压与跨电容器c1的电压vref进行比较。比较器14066的输出连接到状态机14064的端子140642。
142.在该备选实施例中，电路1406(例如状态机14064)被配置为控制开关sw1和sw2。
143.在操作中，在已经选择了预先定义的功率p1之后，电路1406维持开关sw1接通并且维持开关sw2关断。此外，状态机14064向转换器14065提供二进制代码b1，使得该转换器跨电容器c1施加处于值vref1的电压vref，值vref1表示电压vsrc的对应的预先定义的设定点值vsrc1。
144.当转换器12(图2)的输出电流变得大于由所选择的预先定义的功率p1确定的电流imax时，这由状态机14064检测，特别地从信号mesi检测。然后状态机14064在其端子140641上提供处于值vref3的电压，该值vref3取决于由转换器12提供的电流与电流imax之间的差。状态机14064还控制开关sw1的关断和开关sw2的接通，由此跨电容器c1的电压vref的值等于vref3。如果在恒定电流调节期间电压vsrc小于低阈值，则这由状态机14064检测。状态机14064控制开关sw2的关断。结果，电压vref跨电容器c1被存储，并且等于vref3。然后状态机14064选择优选地对应于默认设定点值的预先定义的设定点值vsrc2。
145.然后，如图3的实施例中那样，状态机14064向转换器10465提供一系列的二进制代码b1、b和b2。从值vref1到值vref2的电压斜坡vr然后在转换器14065的输出上可用。
146.只要状态机14064从比较器14066接收到指示电压vref小于电压vr的信号，它就维持两个开关sw1和sw2关断。然后电压vref被维持在值vref3。
147.一旦状态机14064从比较器14066接收到指示电压vref等于或大于电压vr的信号，则其接通开关sw1。然后可以在电容器c1上找到电压vr。结果，电压vref等于电压vr，并且呈现出从值vref3到值vref2的电压斜坡。
148.关于状态机14064如何将二进制代码提供给dac 14065以生成斜坡vr的特定示例(已经关于图3的实施例进行了描述)也适用于图4的实施例。
149.已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以被组合，并且本领域技术人员将想到其他变型。特别地，尽管已经关于图4描述了在恒定电流下的一个实施例，其中值vref3跨电容器c1被存储，然后将其与电压斜坡vr进行比较以提供从值vref3到值vref2的电压斜坡vref，但是可以提供使得能够提供这种电压斜坡vref的电路1406的其他实施例。特别地，为了在恒定电流下操作，电路1406可以被提供为包括模数转换器，该模数转换器使得能够在电压vsrc下降到低阈值以下时，获得对应于值vref3的二进制代码b3，使得从这时起，电路14064依次向dac转换器14065提供代码b3、连续代码b和代码b2，代码b在代码b3与代码b2之间。
150.最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。特别地，基于上述功能指示，确定电压vref的斜率，以使放大器1407保持在调节操作中(例如，通过提供在两个值vref1和vref2之间的电压斜坡vref，或者在两个值vref3和vref2之间的电压斜坡vref(如果接口以恒定电流操作)，持续至少1ms，优选至少10ms)在本领域技术人员的能力范围内。
151.可以将上述各种实施例组合以提供另外的实施例。可以根据以上详细描述对实施例进行这些和其他改变。通常，在以下权利要求中，所使用的术语不应当被解释为将权利要求限制为说明书和权利要求中公开的特定实施例，而是应当被解释为包括所有可能的实施
例以及赋予这些权利要求的等同物的全部范围。因此，权利要求不受公开内容的限制。