功率適配器、電子裝置和電子系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請涉及功率和數(shù)據(jù)的時(shí)域復(fù)用，公開了允許電子裝置控制功率適配器的電路、方法和裝置。一個(gè)例子可提供電子系統(tǒng)，其中電子裝置可通過通訊通道控制功率適配器。在通訊通道中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可包括功率適配器的溫度、適配器的充電容量和其它類型的數(shù)據(jù)。在一個(gè)例子中，功率和數(shù)據(jù)可共用同樣的兩根電線，功率和數(shù)據(jù)可以是時(shí)間復(fù)用。即，兩根電線可在不同的時(shí)間傳輸功率和數(shù)據(jù)。另一個(gè)例子可包括檢測電子裝置和功率適配器之間連接的電路。一旦檢測到連接，功率可以從功率適配器傳輸給電子裝置。這種功率傳輸可臨時(shí)中斷以在功率適配器和電子裝置之間傳輸數(shù)據(jù)。
【專利說明】功率適配器、電子裝置和電子系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及功率和數(shù)據(jù)的時(shí)域復(fù)用。
[0002]本申請要求2011年5月3日提交的美國臨時(shí)專利申請N0.61/482，195的權(quán)益，該申請通過引用方式結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0003]消費(fèi)者使用的電子裝置的類型和數(shù)量在過去的幾年有了巨大的增長，且增長的速率沒顯示出任何即將減緩的征兆。這些電子元件包括手提便攜器件，例如筆記本、上網(wǎng)本，或平板電腦，電池、媒介，或智能電話、全球定位裝置、媒體播放器和其它類似的裝置。
[0004]這些手提便攜裝置在運(yùn)行中需要供應(yīng)功率，而這些功率可來自于外部源或內(nèi)部源，例如電池。這些電池通常需要用外部源(例如功率適配器)來充電。這些功率適配器可以從墻壁插頭、車載充電器或其它功率源接收AC功率，并提供用于給電池充電的DC功率。
[0005]但是一些裝置，例如筆記本，具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，因此要求相當(dāng)大的功率。使之復(fù)雜化的事實(shí)是，這些筆記本用戶想要能夠延長他門的筆記本運(yùn)行時(shí)間周期，而不需要重新給電池充電。此外，當(dāng)用戶連接功率源給電池充電時(shí)，更傾向的是用戶想要給電池迅速地充電，從而用戶能夠自由地從功率源斷開。
[0006]基于這些原因，許多新的電子裝置具有相對較大的電池。因而，期望能夠非?？斓靥峁┒鄠€(gè)充電的功率源。
[0007]但是這種快的充電并不是沒有它的缺陷。例如，這種快速的充電在功率適配器中可引起高溫。為了冷卻功率適配器，功率適配器要求被制作得相當(dāng)?shù)拇笠允篃崃磕鼙簧⑹?。為了避免這樣的情況，期望電子裝置控制或調(diào)整功率適配器，從而保持功率適配器的溫度。
[0008]因此，需要的是允許電子裝置控制功率適配器的電路、方法和裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]因此，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例提供允許電子裝置控制功率適配器的電路、方法和裝置。在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，這可使得電子裝置控制電子裝置接收的功率。
[0010]本實(shí)用新型描述的一個(gè)實(shí)施例可提供一種電子系統(tǒng)，其中，電子裝置可以通過通信通道控制功率適配器。即，電子裝置可以通過發(fā)送數(shù)據(jù)給功率適配器并從功率適配器接收數(shù)據(jù)而控制功率適配器。
[0011]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，各種類型數(shù)據(jù)可被傳輸。該數(shù)據(jù)可以包括功率適配器的溫度，適配器的充電能力，和其它類型的數(shù)據(jù)。電子裝置可以使用這些數(shù)據(jù)調(diào)整從適配器抽取的電流，從而控制功率適配器的溫度。這可允許使用更小更廉價(jià)的功率適配器。
[0012]這個(gè)數(shù)據(jù)也可以包括由電子裝置提供給功率適配器以關(guān)閉功率適配器的命令。當(dāng)在電子裝置中的電池提供功率給電子裝置比電子裝置從功率適配器接收功率具有更大的功率效率時(shí)，這是特別地有用的。[0013]在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，其它類型的數(shù)據(jù)可以被傳輸。例如可以傳輸包括電流和電壓容量的標(biāo)識數(shù)據(jù)、適配器標(biāo)識、或版本信息。本實(shí)用新型的其它實(shí)施例可以包括對故障進(jìn)行日志記錄。故障(例如過熱、過壓，或過流故障)可以由電子裝置和功率適配器中的一者或兩者來傳輸或存儲(chǔ)。
[0014]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，被充電的電子裝置可作為主設(shè)備，同時(shí)功率適配器可作為從屬設(shè)備。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，被充電的電子裝置可作為從屬設(shè)備，而功率適配器可作為主設(shè)備。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，電子裝置和功率適配器可以對等地傳輸數(shù)據(jù)，即處于對等(peer-to-peer)構(gòu)造。
[0015]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可以通過給電子裝置提供功率和接地的兩個(gè)導(dǎo)體來傳輸和接收。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，為了這種通訊，可提供一個(gè)、兩個(gè)或超過兩個(gè)的附加電線。使用相同的導(dǎo)體提供功率和數(shù)據(jù)減少了來自功率適配器的電纜中電線的數(shù)量，并且使得給定尺寸的電纜提供符合它本身尺寸的最大的功率。
[0016]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，其中功率和數(shù)據(jù)共用兩個(gè)電線，功率和數(shù)據(jù)可以各種方式復(fù)用(multiplex)。例如，功率和數(shù)據(jù)可以受到頻率復(fù)用。在本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例中，可以避免頻率復(fù)用所需的大濾波器，而使用時(shí)分復(fù)用。即，兩個(gè)電線可在不同時(shí)間傳輸功率和數(shù)據(jù)。
[0017]本實(shí)用新型描述的一個(gè)實(shí)施例可以包括檢測電子裝置和功率適配器之間的連接的電路。一旦連接被檢測，功率可被從功率適配器傳輸給電子裝置。這種功率傳輸有時(shí)會(huì)中斷，以在功率適配器和電子裝置之間傳輸數(shù)據(jù)。
[0018]這種檢測電路可以包括功率適配器和電子裝置中的電路。功率適配器檢測電路可以包括耦合于檢測電阻器的電壓供應(yīng)源，該電阻器與電纜導(dǎo)體串聯(lián)。當(dāng)電纜連接于電子裝置時(shí)，系統(tǒng)標(biāo)識電阻器可從功率適配器的電壓供應(yīng)源汲取電流，從而在電纜導(dǎo)體上產(chǎn)生電壓。電纜導(dǎo)體上的電壓可被檢測，例如，使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0019]在電纜導(dǎo)體上的電壓值可被用于確定系統(tǒng)電阻器的值，該值可以表明關(guān)于電子裝置的信息。例如，電壓可以簡單的表明已經(jīng)連接了電子裝置。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，其它信息(例如電子裝置的類型、由電子裝置接收的電荷或電壓、或電子裝置的其它方面)可以通過系統(tǒng)電阻器的值和電纜導(dǎo)體上所得的電壓而傳輸。
[0020]在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，其它檢測電路可由功率適配器應(yīng)用。例如，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，第二電阻器可以與功率適配器中的檢測電阻器并聯(lián)(或串聯(lián))地切換。這第二個(gè)電阻可被切換進(jìn)來，使電纜導(dǎo)體上的所得第二電壓可被測量。這種技術(shù)可提供兩個(gè)電壓，這兩個(gè)電壓能夠彼此相減以產(chǎn)生差分測量。這種差分測量可以對元件泄漏、二極管壓降和其它電路效應(yīng)具有便低敏感度。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，在檢測器件使用的電壓供應(yīng)源可以是可變的。
[0021 ] 在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，其它系統(tǒng)標(biāo)識電路可以由電子裝置應(yīng)用。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，可以使用第一電阻器，它與彼此串聯(lián)的第二電阻器和二極管并聯(lián)。當(dāng)在電子裝置接收到低電壓時(shí)，二極管可以關(guān)斷，負(fù)載可看作是第一電阻器。這個(gè)電阻器可被用于表明功率適配器已連接到電子裝置。隨著接收到的電壓增加，二極管可以導(dǎo)通，負(fù)載可以(近似地)看作是并聯(lián)的第一和第二電阻器?？梢酝ㄟ^包含第二電阻器來驗(yàn)證連接。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，第二電阻器的值可以傳輸關(guān)于電子裝置的其它信息，如上文所描述的。
[0022]在本實(shí)用新型另一具體實(shí)施例中，第一電阻器與二極管可被并聯(lián)使用。當(dāng)電子裝置接收高電壓時(shí)，二極管可對電壓進(jìn)行箝位。隨著接收到的電壓降低，二極管可以關(guān)斷，負(fù)載可以看作第一電阻器。這樣的兩步處理也可以被用于驗(yàn)證功率適配器和電子裝置之間的連接。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，第一電阻器的值可以傳輸關(guān)于電子裝置的其它信息，如上文所描述的。
[0023]這種功率適配器典型地通過電纜連接于連接器插頭。這個(gè)連接器插頭可具有第一形狀因子(form factor)。有時(shí)，期望把這樣的功率適配器連接到老式的或其它的電子裝置，這些電子裝置可以容納連接器插座，該插座被設(shè)置來接納具有第二形狀因子的連接器插頭。因此，本實(shí)用新型的實(shí)施例可提供轉(zhuǎn)換器或連接適配器，它具有連接器插座以接納具有第一形狀因子的連接器插頭。轉(zhuǎn)換器還可以包括具有第二形狀因子的連接器插頭。這個(gè)連接適配器還可以包括電路以使適配器可被功率適配器檢測到。這個(gè)連接適配器可包括電路，以提供從它的連接器插座到它的連接器插頭的功率連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，電阻器可以耦合在連接器插座和連接器插頭之間。開關(guān)，例如場效應(yīng)晶體管，可以耦合在電阻器兩端，并由控制電路來控制。電阻器可以具有由功率適配器檢測的值，該值可以把電阻器標(biāo)識成與轉(zhuǎn)換器或連接適配器關(guān)聯(lián)的值。在檢測后，當(dāng)由功率適配器施加功率時(shí)，控制電路可以激活開關(guān)，從而使電阻器短路并通過轉(zhuǎn)換器提供功率給電子裝置。
[0024]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種功率適配器，包括:功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率；檢測電路，檢測電子裝置到第一電線和第二電線的連接；功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；以及通訊電路，通過第一和第二電線從電子裝置接收第一信號，并通過第一和第二電線提供第二信號給所述電子裝置，其中，所述功率電路提供的DC功率和所述通訊電路提供的第二信號被時(shí)域復(fù)用，使得當(dāng)所述通訊電路提供所述第二信號時(shí)所述功率電路不提供所述DC功率，且當(dāng)所述功率電路提供所述DC功率時(shí)所述通訊電路不提供所述第二信號。
[0025]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種功率適配器，包括:功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率；檢測電路，檢測電子裝置到第一電線和第二電線的連接；功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；以及通訊電路，通過第一和第二電線從電子裝置接收提供數(shù)據(jù)的指令，并通過第一和第二電線提供第一信號給所述電子裝置。
[0026]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種功率適配器，包括:功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率；檢測電路，檢測電子裝置到第一電線和第二電線的連接；功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；以及通訊電路，通過第一和第二電線從電子裝置接收提供數(shù)據(jù)的指令，并通過第一和第二電線提供溫度數(shù)據(jù)給所述電子裝置。
[0027]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子裝置，包括:檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接；功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地；充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和通訊電路，通過第一和第二電線給功率適配器提供第一信號，并通過第一和第二電線從功率適配器接收第二信號，其中，當(dāng)所述功率接收電路正在從所述功率適配器接收DC功率時(shí)，所述通訊電路不提供所述第一信號給所述功率適配器。
[0028]在本實(shí)用新型的關(guān)于電子裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還包括第一電路，所述第一電路由功率適配器用來確定到電子裝置的連接并提供關(guān)于電子裝置的信息。
[0029]在本實(shí)用新型的關(guān)于電子裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一電路包括電阻器。
[0030]在本實(shí)用新型的關(guān)于電子裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一電路包括第一電阻器，第一電阻器并聯(lián)于串聯(lián)在一起的二極管和第二電阻器。
[0031 ] 在本實(shí)用新型的關(guān)于電子裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一電路包括與二極管并聯(lián)的第一電阻器。
[0032]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子裝置，包括:檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接；功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地；充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和通訊電路，通過第一和第二電線將提供數(shù)據(jù)的指令提供給功率適配器，并通過第一和第二電線從功率適配器接收第一信號。
[0033]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子裝置，包括:檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接；功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地；充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和通訊電路，通過第一和第二電線將提供數(shù)據(jù)的指令提供給功率適配器，并通過第一和第二電線從功率適配器接收溫度數(shù)據(jù)。
[0034]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子裝置，包括:檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接；功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地；充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和通訊電路，通過第一和第二電線將表示電池要被充電的預(yù)先的提醒提供給功率適配器，并通過第一和第二電線從功率適配器接收第一信號。
[0035]在本實(shí)用新型的關(guān)于電子裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述電池是燃料電池。
[0036]在本實(shí)用新型的關(guān)于電子裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述電子裝置是燃料電池系統(tǒng)。
[0037]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了 一種電子系統(tǒng)，包括用電纜連接在一起的功率適配器和電子裝置，所述電纜具有由功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體組成的導(dǎo)體，其中，所述功率適配器被構(gòu)造為對所述電子裝置連接到功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體進(jìn)行檢測，且所述電子裝置被構(gòu)造為對功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體連接到所述功率適配器進(jìn)行檢測，所述功率適配器被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體提供功率給所述電子裝置，且所述電子裝置被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體從功率適配器接收功率；以及所述電子裝置被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體提供第一信號給所述功率適配器，且所述功率適配器被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體提供第二信號給所述電子裝置。
[0038]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子系統(tǒng)，包括用電纜連接在一起的功率適配器和電子裝置，所述電纜具有由功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體組成的導(dǎo)體，其中，所述功率適配器被構(gòu)造為對所述電子裝置連接到功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體進(jìn)行檢測，且所述電子裝置被構(gòu)造為對功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體連接到所述功率適配器進(jìn)行檢測，所述功率適配器被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體提供功率給所述電子裝置，且所述電子裝置被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體從功率適配器接收功率；以及所述電子裝置被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體將提供數(shù)據(jù)的指令提供給所述功率適配器，且所述功率適配器被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體提供第二信號給所述電子裝置。
[0039]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子系統(tǒng)，包括用電纜連接在一起的功率適配器和電子裝置，所述電纜具有由功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體組成的導(dǎo)體，其中，所述功率適配器被構(gòu)造為對所述電子裝置連接到功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體進(jìn)行檢測，且所述電子裝置被構(gòu)造為對功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體連接到所述功率適配器進(jìn)行檢測，所述功率適配器被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體提供功率給所述電子裝置，且所述電子裝置被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體從功率適配器接收功率；以及所述電子裝置被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體將提供數(shù)據(jù)的指令提供給所述功率適配器，且所述功率適配器被構(gòu)造為使用功率導(dǎo)體和接地導(dǎo)體提供溫度數(shù)據(jù)給所述電子裝置。
[0040]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子系統(tǒng)，包括:功率適配器，該功率適配器包括:功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率；功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；和通訊電路，通過第一和第二電線提供信號；電纜，該電纜包括:第一電線；和第二電線；以及插頭，該插頭包括:發(fā)光二極管；和通過所述第一電線和所述第二電線接收所述信號并為所述發(fā)光二極管提供至少一部分電流路徑的電路。
[0041]在本實(shí)用新型的關(guān)于電子系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述信號包括打開發(fā)光二極管的指令。
[0042]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種包括連接檢測電路的功率適配器，所述連接檢測電路包括:第一電壓供應(yīng)源；第一電阻器，耦合在所述第一電壓供應(yīng)源與電纜中的第一導(dǎo)體之間；串聯(lián)電路，包括開關(guān)和第二電阻器，耦合于所述第一電壓供應(yīng)源和所述電纜中的所述第一導(dǎo)體之間；和電壓檢測電路，耦合到所述電纜中的所述第一導(dǎo)體。
[0043]在本實(shí)用新型的關(guān)于功率適配器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一電壓供應(yīng)源包括低壓差調(diào)節(jié)器。
[0044]在本實(shí)用新型的關(guān)于功率適配器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述開關(guān)是場效應(yīng)晶體管。
[0045]在本實(shí)用新型的關(guān)于功率適配器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)所述開關(guān)處于第一狀態(tài)且所述電壓檢測電路檢測到第一范圍內(nèi)的第一電壓時(shí)，所述開關(guān)被置于第二狀態(tài)且第二電壓被檢測到。
[0046]在本實(shí)用新型的關(guān)于功率適配器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，被檢測到的第一電壓和被檢測到的第二電壓之間的差用于確定電纜所連接到的電子裝置的類型。
[0047]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種適配器，包括:第一連接器插座，接納具有第一形狀因子的第一連接器插頭；第二連接器插頭，具有第二形狀因子，以被插入到第二連接器插座；第一電阻器，耦合于所述第一連接器插座和所述第二連接器插頭之間；開關(guān)，與所述第一電阻器并聯(lián)耦合；和控制電路，當(dāng)在所述第一連接器插座處接收到第一閾值之上的電壓時(shí)，該控制電路關(guān)閉所述開關(guān)。
[0048]在本實(shí)用新型的關(guān)于適配器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一連接器插頭耦合于電纜，且所述第二連接器插座被容納在電子裝置中。
[0049]在本實(shí)用新型的關(guān)于適配器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述開關(guān)包括場效應(yīng)晶體管，所述控制電路包括第二電阻器，所述第二電阻器在所述場效應(yīng)晶體管的源襁和柵極之間。
[0050]在本實(shí)用新型的關(guān)于適配器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制電路還在所述場效應(yīng)晶體管的柵極與地之間包括被此串聯(lián)的電阻器和二極管。
[0051]本實(shí)用新型的各種實(shí)施例可以包含此處描述的一個(gè)或多個(gè)這些和其它特征。本實(shí)用新型的本質(zhì)和好處更好的理解可通過參考下面詳細(xì)的描述和相應(yīng)的附圖獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]附圖1圖示了通過包含本實(shí)用新型的實(shí)施例改善的電子系統(tǒng)；
[0053]附圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的簡化的電路圖；
[0054]附圖3圖示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)管理控制器的狀態(tài)圖；
[0055]附圖4圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的適配器狀態(tài)機(jī)的各種狀態(tài)；
[0056]附圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的故障檢測電路的狀態(tài)圖；
[0057]附圖6A和6B圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的對功率適配器和電子裝置之間的連接進(jìn)行檢測的狀態(tài)圖；
[0058]附圖7圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的對功率適配器和電子裝置之間的連接進(jìn)行檢測的電路；
[0059]附圖8A和SB圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的從功率適配器提供功率給電子裝置的狀態(tài)圖；
[0060]附圖9圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的從功率適配器提供功率給電子裝置的電路；
[0061]附圖1OA和IOB示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的適配器和電子裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)圖；
[0062]附圖11示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的傳輸數(shù)據(jù)的電路；
[0063]附圖12是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路圖；
[0064]附圖13示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的功率適配器的電路；
[0065]附圖14示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的的驅(qū)動(dòng)電路；
[0066]附圖15示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的有限態(tài)機(jī)器；
[0067]附圖16示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)檢測電路；
[0068]附圖17示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的功率適配器和電子裝置通過轉(zhuǎn)換器連接；
[0069]附圖18示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)化器或連接器適配器的電路；
[0070]附圖19示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器或連接器適配器的電路；
[0071]附圖20示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的可用于連接檢測的電路；和
[0072]附圖21示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)可用于連接檢測的電路。
【具體實(shí)施方式】
[0073]附圖1圖示了通過包含本實(shí)用新型的實(shí)施例而改善的電子系統(tǒng)。該圖以及其它包括的圖是示意性目的，不應(yīng)限制本實(shí)用新型的可能實(shí)施例或權(quán)利要求。
[0074]該圖包括電子裝置110。在這個(gè)具體的例子中，電子裝置110可以是筆記本電腦。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，電子裝置110可以是上網(wǎng)本或平板電腦、電池、媒介或智能電話，全球定位裝置、媒體播放器或其它這樣的裝置。[0075]電子裝置110可以包含電池。該電池可以提供功率給在電子裝置110中的電子電路?？墒褂霉β蔬m配器120來對該電池充電。具體地，功率適配器120可從外部源接收功率，例如壁上電源插座或車載充電器。功率適配器120可以把接收到的外部功率(可以是AC或DC功率)轉(zhuǎn)換成DC功率，并可以通過電纜130提供轉(zhuǎn)換的DC功率到插頭132。插頭132可以設(shè)置為與電子裝置110上的插座112匹配。在插座112處可以從插頭132接收功率，功率被提供給電子裝置110中的電池和電子電路。
[0076]所期望的是電子裝置110能夠控制從功率適配器120所接收的功率。例如，電子裝置110可監(jiān)控功率適配器120的溫度。這樣，電子裝置可以調(diào)整從功率適配器120汲取的功率，從而使得功率適配器120的溫度被控制在一定溫度之下。這可允許使用較小的、不昂貴的功率適配器120。有時(shí)，電子裝置110從它的電池汲取功率比從功率適配器120汲取功率更有效。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，電子裝置110可關(guān)閉功率適配器120，并代之以從電池汲取功率。
[0077]在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，其它參數(shù)可被控制、監(jiān)控或另外測量。例如，在太陽能電池系統(tǒng)中，最大功率點(diǎn)可被跟蹤。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，電子裝置能夠給適配器做出即發(fā)事件的預(yù)先提醒。例如，電子裝置能夠提醒適配器電池要被充電。這種信息可用于控制功率適配器中各種供應(yīng)和保護(hù)電路，或者為其它目的。這可使得功率適配器能夠以更有效的方式傳輸功率做好準(zhǔn)備。在燃料電池系統(tǒng)中這尤其重要，例如，燃料電池可能需要大量的時(shí)間在其轉(zhuǎn)換室內(nèi)建立壓力。即，本實(shí)用新型的實(shí)施例能夠使用這種通訊路徑把電池充電電流預(yù)先提醒給燃料電池系統(tǒng)。這樣的預(yù)先提醒在制作這種可供選擇的燃料電池系統(tǒng)的實(shí)踐中可能是重要的。
[0078]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，插頭152也可包括一個(gè)LED134。LED134可用于表明功率適配器120和電子裝置110之間的功率連接。因此，當(dāng)功率適配器120檢測到電子裝置110的連接時(shí)，功率適配器120可激活LED134。
[0079]因此，本實(shí)用新型的實(shí)施例可提供功率適配器120和電子裝置110之間的通訊。本實(shí)用新型的實(shí)施例可進(jìn)一步提供功率適配器120和與LED134關(guān)聯(lián)的電路之間的通訊。在這種方式中，電子裝置110可從功率適配器120讀取數(shù)據(jù)，并指示功率適配器120去調(diào)整它的電流或關(guān)斷。相似地，功率適配器120可與LED134關(guān)聯(lián)的電路進(jìn)行通訊，指示LED134根據(jù)需要的關(guān)閉或開啟。
[0080]對于功率適配器120，可能期望的是能夠通過電纜130提供最大量的功率給電子裝置110。因此，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供電路使得這些通訊可通過電纜130中的功率導(dǎo)體而發(fā)生。因?yàn)檫@種通訊不需要額外的電線，在電纜130中的所有電線能夠傳輸功率給電子裝置110。這種電路的例子在下面的圖中示出。
[0081]附圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的簡化的電路圖。該電路可包括功率適配器中的電路、功率插頭和電子裝置或系統(tǒng)。該電路可包括用于三個(gè)主要功能的電路。第一電路可包括檢測電路以檢測功率適配器和電子裝置之間的連接的存在情況。第二電路可包括從功率適配器到電子裝置傳輸功率的功率電路。第三電路可包括用于功率適配器與功率插頭之間的第一信號路徑和功率適配器與電子裝置之間的第二信號路徑的電路。該電路在下面的圖中進(jìn)行進(jìn)一步解釋。
[0082]該電路可包括系統(tǒng)或電子裝置中的系統(tǒng)管理控制器(SMC)，和功率適配器中的適配器微控制器。這些控制器可控制在電子裝置中的功率適配器和功率電路的狀態(tài)?？杀槐緦?shí)用新型的實(shí)施例使用的狀態(tài)圖的一個(gè)例子在下面的圖中示出。
[0083]附圖3圖示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)管理控制器狀態(tài)圖。電子裝置施加功率，進(jìn)入狀態(tài)310。一旦功率從功率適配器被接收，在狀態(tài)320中可以檢測到有效功率適配器的存在。
[0084]在這種狀態(tài)下，功率由電子裝置從功率適配器接收，可能發(fā)生兩件事情中的一個(gè):一個(gè)是功率可以被去除，一個(gè)是電子裝置可能期望啟動(dòng)通訊。(在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，只有電子裝置能啟動(dòng)通訊，因?yàn)檫@種通訊要求功率適配器關(guān)斷供應(yīng)給該電子裝置的功率，而這種功率的缺失可能在電池電荷量低的時(shí)候引起電子裝置關(guān)閉。)如果斷開功率連接，復(fù)位信號在狀態(tài)340中發(fā)出，主要查詢否功率適配器是否已經(jīng)斷開連接。如果功率適配器已經(jīng)斷開連接，則沒有響應(yīng)被接收到，且狀態(tài)機(jī)可回到狀態(tài)310。當(dāng)電子裝置想要啟動(dòng)與功率適配器的通訊時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)330，且復(fù)位信號在狀態(tài)340被發(fā)出。如果返回的信號被觀察到，在狀態(tài)350進(jìn)入鏈路激活狀態(tài)。在這種情況下，數(shù)據(jù)可被傳送。一旦數(shù)據(jù)已被傳送，則在狀態(tài)360中結(jié)束位可被發(fā)送。這個(gè)結(jié)束位可指示執(zhí)行所有先前的命令；但在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，命令是在當(dāng)它們被接收到的時(shí)候而執(zhí)行的。在狀態(tài)370中，電子裝置可等待來自功率適配器的響應(yīng)。如果沒有響應(yīng)被接收，電子裝置可進(jìn)入狀態(tài)310。如果響應(yīng)被接收到，電子裝置可繼續(xù)在狀態(tài)320中接收功率。
[0085]附圖4圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的適配器狀態(tài)機(jī)的各種狀態(tài)。適配器施加功率，適配器可進(jìn)入在狀態(tài)410中的休眠模式。一旦電子裝置的連接被檢測到，可進(jìn)入狀態(tài)420。如果這種檢測是穩(wěn)定的且在特定的電流水平之下，可進(jìn)入狀態(tài)440。一旦復(fù)位脈沖被觀察到，在狀態(tài)450中響應(yīng)信號可被提供。一旦當(dāng)前信號已被發(fā)送，進(jìn)入鏈路激活狀態(tài)460。在這種狀態(tài)下，信號可被提供或被接收。在結(jié)束位被從電子裝置接收之后，功率適配器可進(jìn)入狀態(tài)430，并繼續(xù)提供功率給電子裝置。
[0086]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，欠壓或過流情況可被檢測到。在這些情況中，供應(yīng)給適配器的功率可以被循環(huán)，從而重新啟動(dòng)或重新設(shè)定功率適配器。在下面的圖中示出了一個(gè)例子。
[0087]附圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的故障檢測電路的狀態(tài)圖。當(dāng)欠壓發(fā)生時(shí)，可進(jìn)入狀態(tài)510。當(dāng)過流情況發(fā)生時(shí)，可進(jìn)入狀態(tài)520。進(jìn)入者兩個(gè)狀態(tài)中任一狀態(tài)后，循環(huán)供應(yīng)給適配器功率，從而復(fù)位適配器。
[0088]再有，在本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施例中，當(dāng)功率適配器被激活連接于電子裝置時(shí)，該連接通過功率適配器被檢測到。所包括的狀態(tài)圖和電路的一個(gè)例子在下面的圖中示出。
[0089]附圖6A和6B圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的檢測功率適配器和電子裝置之間連接的狀態(tài)圖。施加功率，功率適配器可進(jìn)入狀態(tài)610。在檢測之后，功率適配器可進(jìn)入狀態(tài)620。在狀態(tài)630中功率能夠并且提供給電子裝置。
[0090]施加功率，電子裝置可進(jìn)入狀態(tài)640。一旦電子裝置感測到功率已被提供，電子裝置可識別存在有效的適配器并進(jìn)入狀態(tài)650。
[0091]附圖7圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的檢測功率適配器和電子裝置之間連接的電路。當(dāng)功率適配器和電子裝置或系統(tǒng)之間被連接時(shí)，電線700通過電阻Rsys耦合到地。所得的低電壓可通過比較器C2而被檢測到，比較器可提供檢測信號給功率適配器電路。這可以表明功率適配器的連接已經(jīng)進(jìn)行，且功率可被供應(yīng)。在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，Rsys選自如可能具有不同值的寄生電阻或“有機(jī)體"電阻(如用戶的手指)。這有助于防止功率適配器進(jìn)行錯(cuò)誤連接檢測。
[0092]具體地，功率供應(yīng)器710可包括LDO，LDO提供電壓給電阻器Rldo。這個(gè)電壓可產(chǎn)生通過Rldo、Dl和Rsys的電流。所得的電壓可通過比校器C2而被檢測，比較器可以把檢測信號提供回功率適配器。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，比較器C5不被這種事件開關(guān)。而是，當(dāng)由功率適配器提供滿功率給電子裝置時(shí)，比較器C5進(jìn)行開關(guān)。取決于裝置類型，Rsys可具有各種值。這樣，通過功率適配器而被充電的裝置類型能由功率適配器識別。
[0093]在這個(gè)例子中，功率插頭的端部可被看作是與低壓供應(yīng)源串聯(lián)的大電阻。當(dāng)沒有被檢測到有效的連接時(shí)，這種構(gòu)造可限制從功率適配器汲取的電流。這樣，當(dāng)功率插頭的觸點(diǎn)被用戶觸摸時(shí)，不從功率適配器中汲取顯著的電流。
[0094]再有，一旦有效的連接被功率適配器檢測到，功率可被提供給電子裝置。一旦功率被電子裝置接收，兩件事情中的一個(gè)可能發(fā)生，其中之一是功率斷開連接，一個(gè)是電子裝置希望啟動(dòng)通訊。狀態(tài)圖和相關(guān)電路的例子在下面的圖中示出。
[0095]附圖8A和SB圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的從功率適配器提供功率給電子裝置的狀態(tài)圖。再有，功率適配器可進(jìn)入狀態(tài)810，從而提供功率給電子裝置。功率適配器可接收來自電子裝置激活通訊的信號，從而進(jìn)入狀態(tài)820。
[0096]相似地，電子裝置在狀態(tài)830中可接收功率。然后功率可斷開連接，借此電子裝置可在狀態(tài)850發(fā)出復(fù)位信號?？商娲兀娮友b置可激活通訊并進(jìn)入狀態(tài)850。再有，復(fù)位信號在狀態(tài)850中可被發(fā)出。
[0097]附圖9圖示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的從功率適配器提供功率給電子裝置的電路。在這個(gè)例子中，功率供應(yīng)源710憑借功率電線700提供功率給電子裝置。這個(gè)功率可被充電器900接收。充電器900可提供功率給電子裝置或系統(tǒng)中的電池或電路。
[0098]有時(shí)系統(tǒng)可能進(jìn)入低功率狀態(tài)，例如休眠或關(guān)閉。在這種環(huán)境下，功率可通過調(diào)節(jié)晶體管MPOWER的開和關(guān)周期性地從負(fù)載連接或斷開。依賴于通過系統(tǒng)在更低功率狀態(tài)下的功率汲取，這種周期和占空比可被改變。在一個(gè)具體實(shí)施例中，在關(guān)狀態(tài)下，占空比可以是300:1(關(guān)與開的比率)，在休眠狀態(tài)下，比率可能大概為30:10
[0099]再有，當(dāng)功率適配器和電子裝置之間的有效連接被檢測時(shí)，可期望的是激活在功率插頭上的LED以表明這樣的情況。因此，一個(gè)LED可被提供在功率插頭中。在這個(gè)例子中，LED通過可編程的開關(guān)控制的電流源驅(qū)動(dòng)。這種可編程的開關(guān)可以是可編程的I/O電路，例如由CA, sunnyvale的Maxim Integrated Products公司提供的DS2413,但是在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，其它開關(guān)可使用。再有，一旦連接被檢測，功率適配器可指示可編程開關(guān)以開啟LED，從而確定功率適配器和電子裝置或系統(tǒng)之間連接的存在。
[0100]在一些情況下，用戶之后可關(guān)閉系統(tǒng)。在那個(gè)時(shí)候，系統(tǒng)可指示可編程開關(guān)關(guān)閉LED。但是，在其它情況下功率適配器可經(jīng)歷異步斷開。即，用戶可簡單地從系統(tǒng)拔出插頭。在這種情況下，功率適配器可關(guān)閉功率FET MP0WER，其可關(guān)斷LED。
[0101]再有，電線700可被用于傳輸數(shù)據(jù)。狀態(tài)圖和相關(guān)電路的例子在下面的圖中示出。
[0102]附圖1OA和IOB示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的在適配器和電子裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)圖。初始，功率適配器可進(jìn)入狀態(tài)1005。如果電流下降到一個(gè)設(shè)定的水平之下，功率適配器可意識到電子裝置可激活通訊。跟隨由功率適配器在狀態(tài)1015中提供的響應(yīng)信號，功率適配器可進(jìn)入鏈路激活狀態(tài)1020。在這種情況下，信號可被提供和接收。在結(jié)束位被電子裝置接收到之后，功率適配器可進(jìn)入狀態(tài)430，并繼續(xù)提供功率給電子裝置。
[0103]施加功率給電子裝置，可進(jìn)入狀態(tài)1050。一旦功率從功率適配器接收，有效功率適配器的存在可在狀態(tài)1055中被檢測到。在這種情況下，功率可通過電子裝置從功率適配器接收，且兩個(gè)事情中的一個(gè)可發(fā)生，其中之一功率可被去除，之一是電子裝置可期望激活通訊。如果功率斷開連接，復(fù)位信號在狀態(tài)1065中被發(fā)出，實(shí)質(zhì)上是查詢功率適配器是否已經(jīng)斷開連接。如果功率適配器已經(jīng)斷開連接，沒有響應(yīng)被接收，并且狀態(tài)機(jī)可返回到狀態(tài)1050。
[0104]當(dāng)電子裝置想要激活與功率適配器的通訊時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)1060，復(fù)位信號在狀態(tài)1065被發(fā)出。如果返回信號被觀察到，鏈路激活狀態(tài)可以進(jìn)入狀態(tài)1070。在這種情況下，數(shù)據(jù)可被傳送。一旦數(shù)據(jù)被傳送，在狀態(tài)1075中結(jié)束位被發(fā)送。這個(gè)結(jié)束位可指示執(zhí)行所有先前的命令，但是在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，命令在其被接收的時(shí)候執(zhí)行。在狀態(tài)1080，電子裝置可等待來自功率適配器的響應(yīng)。如果沒有響應(yīng)被接收，電子裝置可進(jìn)入狀態(tài)1050。如果響應(yīng)被接收到，電子裝置可繼續(xù)在狀態(tài)1055中接收功率，且功率可從功率適配器提供給電子裝置。
[0105]再有，溫度數(shù)據(jù)可從功率適配器傳輸給系統(tǒng)。系統(tǒng)可使用這個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)控功率適配器并阻止過熱。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，其它類型的數(shù)據(jù)可在功率適配器和系統(tǒng)之間傳輸。例如，包括電流和電壓容量的標(biāo)識數(shù)據(jù)、適配器標(biāo)識和版本信息可被傳輸。本實(shí)用新型的其它一些實(shí)施例也包括故障日志。故障，例如過熱、過壓或過流故障可通過電子裝置和功率適配器之一或兩者被傳輸或存儲(chǔ)。例如，如果功率適配器由于過熱而被關(guān)閉，它可在為了以后恢復(fù)的日志中記錄數(shù)據(jù)。為了由系統(tǒng)診斷這個(gè)數(shù)據(jù)也可通過功率適配器傳輸給系統(tǒng)。
[0106]附圖11示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的傳輸數(shù)據(jù)的電路。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)電路可被包括在功率適配器和系統(tǒng)兩者之中。在數(shù)據(jù)傳輸期間保持LED處在發(fā)光狀態(tài)下的電流路徑可被提供。在這個(gè)具體例子中，LDO提供了通過5000hm電阻到LED的電流?？杀皇褂迷诠β蔬m配器和電子裝置中的驅(qū)動(dòng)電路的例子在下面的圖中示出。
[0107]附圖12是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路的框圖。在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可提供至少三個(gè)功能。它可在連接檢測期間提供低泄露路徑，它可保護(hù)微控制器或其它電路在功率傳輸期間免受高壓，且它可在數(shù)據(jù)傳輸期間提供強(qiáng)降壓。
[0108]這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可包括晶體管Ml。當(dāng)連接被檢測時(shí)晶體管Ml可被用于為驅(qū)動(dòng)電路提供高阻抗。在功率傳輸期間，晶體管M2可被提供以將微控制器功率供應(yīng)Vl與提供在電線700上的高壓隔離。在通信期間，低信號可通過晶體管Ql提供。具體地，晶體管Ql可打開并使電線700電壓降低。電阻Rl可被包括作為在電線700上提供高信號水平的提升。
[0109]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，其它電路可與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起使用。例子在下面的圖中不出。
[0110]附圖13示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的功率適配器的電路。如前文，這個(gè)電路可包括至少三個(gè)功能的電路。具體地，這個(gè)電路可包括檢測到電子裝置的連接的電路，傳輸功率給電子裝置的電路，和與其它電路通訊的電路，例如在功率插頭或電子裝置中的電路。
[0111]在這個(gè)具體例子中，包括檢測電路。具體地，低壓差(low dropout, LD0)調(diào)節(jié)器U2可提供低電壓給電阻R4的端子。這個(gè)低電壓可通過電阻R4和二極管D2提供給線V0700 (可以是功率導(dǎo)體)。再有，這可在功率插頭的端子適當(dāng)?shù)靥峁┫喈?dāng)高的阻抗，從而保護(hù)用戶意外暴露于潛在的危險(xiǎn)電流和電壓。
[0112]如前面，降壓電阻Rsys可存在于電子裝置中。當(dāng)Rsys連接于線V0799時(shí)，在VO上的電壓降低。電壓的這種降低能通過比校器U3檢測出，其可提供系統(tǒng)檢測的信號。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，U3的電路可是更復(fù)雜的并能夠檢測在線VO上的電壓。這些各種電壓可指示各種Rsys電阻，從而指示出被充電的裝置的類型。
[0113]在本實(shí)用新型這個(gè)具體實(shí)施例中，功率電路也可被包括，以從功率適配器提供功率給電子裝置。具體地，功率供應(yīng)源被連接于V+。連接器Ml是允許的，從而連接線V0700到功率供應(yīng)源V+。
[0114]在本實(shí)用新型的這個(gè)具體實(shí)施例中，也可包括通訊電路。這個(gè)電路可允許功率適配器與電子裝置、功率插頭中的電路或其它電路進(jìn)行通訊。這個(gè)電路可包括低壓差調(diào)節(jié)器Ulo低壓差調(diào)節(jié)器Ul可以串聯(lián)的方式與電阻Rl和二極管Dl連接。這個(gè)構(gòu)造可被用于確保在功率插頭中的LED在數(shù)據(jù)通訊期間保持發(fā)光。
[0115]數(shù)據(jù)通訊可使用單線驅(qū)動(dòng)器Xl獲得。如此驅(qū)動(dòng)器的例子在下面的圖中示出。
[0116]附圖14示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器電路。驅(qū)動(dòng)器1400可通過電線700與電子電路和功率插頭中的電路通訊。如前文，這個(gè)驅(qū)動(dòng)器可提供至少三個(gè)功能。
[0117]第一，檢測期間，高阻抗可被提供，從而使得檢測電路可正常工作。具體地，齊納二極管Dl在低壓下關(guān)閉，如同在檢測期間由U2提供低電壓，因而在檢測期間提供高阻抗。
[0118]第二，在功率傳輸期間，高壓保護(hù)被提供給微控制器電路。再有，齊納二極管Dl階梯關(guān)閉高壓的重要部分，同時(shí)通過電阻Rl和R2形成的電阻分壓器分壓其余的電壓。
[0119]第三，邏輯電平被提供在線V0700上。具體地，晶體管Ql可降低線700上的電壓，同時(shí)電阻Rp可降低線700上的電壓。
[0120]這個(gè)電路數(shù)據(jù)可通過二極管Dl被緩沖器B接收。緩沖器B可驅(qū)動(dòng)有限態(tài)機(jī)器，其接著可驅(qū)動(dòng)緩沖器C。緩沖器C可驅(qū)動(dòng)晶體管Q1，其接著驅(qū)動(dòng)輸出線10。
[0121]數(shù)據(jù)可通過這個(gè)電路被驅(qū)動(dòng)線IO驅(qū)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)緩沖器A。緩沖器A可驅(qū)動(dòng)有限態(tài)機(jī)器，其接著可驅(qū)動(dòng)緩沖器B。緩沖器B可驅(qū)動(dòng)晶體管Q1，其可驅(qū)動(dòng)線V0700。
[0122]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)可被用于解決輸入和輸出數(shù)據(jù)路徑之間的沖突。例如，在各種構(gòu)造中，沒有有限態(tài)機(jī)器，四個(gè)緩沖器(或比較器)和相關(guān)的晶體管可鎖定在穩(wěn)定的狀態(tài)。在其它構(gòu)造中，沒有有限態(tài)機(jī)器，四個(gè)緩沖器和相關(guān)晶體管可振動(dòng)。因此，為了解決這些沖突，可使用一個(gè)有限態(tài)機(jī)器。如此狀態(tài)的機(jī)器的例子在下面的圖中示出。
[0123]附圖15示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的有限態(tài)機(jī)器。這個(gè)有限態(tài)機(jī)器可是異步的，即它不是時(shí)控的。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，這個(gè)狀態(tài)機(jī)可以是時(shí)控的。
[0124]在這個(gè)例子中，八個(gè)總狀態(tài)由查閱表1500被映射。狀態(tài)圖1510描述了有限態(tài)機(jī)器的各種狀態(tài)。例如，如果現(xiàn)在的狀態(tài)是S0，且輸入A和B分別變?yōu)榱愫鸵?，有限態(tài)機(jī)器可移到狀態(tài)S3。
[0125]兩個(gè)額外或未使用的狀態(tài)UO和Ul無條件地移到狀態(tài)S3和S4，目的是如果突然進(jìn)入這些狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)時(shí)，避免穩(wěn)定情況。那樣的突然進(jìn)入可由功率突變或其它瞬間狀況引起。
[0126]再有，在附圖7中示出的檢測電路可被用于識別在電子裝置或系統(tǒng)中的系統(tǒng)標(biāo)識電阻的值。這個(gè)值之后可被用于確認(rèn)功率適配器和電子裝置的有效連接。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，關(guān)于電子裝置的其它信息可從系統(tǒng)電阻的該值中確定。例如，電流接收容量、裝置類型或關(guān)于電子裝置的其它信息可被系統(tǒng)電阻的該值進(jìn)行表示。
[0127]不幸地，各種因子，如漏電流、二極管壓降和其它錯(cuò)位項(xiàng)目，可減少測量的準(zhǔn)確度。為了改善這種測量，可檢測差分電壓。即，可進(jìn)行兩個(gè)檢測測量。這些測量可從彼此相減計(jì)算出，或者另外用于更準(zhǔn)確地測量系統(tǒng)電阻。一個(gè)例子示出在下面的圖中。
[0128]附圖16示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)檢測電路。這個(gè)檢測電路包括在功率適配器和電子裝置或系統(tǒng)中的檢測電路。
[0129]如前文，低壓差調(diào)節(jié)器可以通過功率適配器中的電阻RSl提供電壓給系統(tǒng)電阻Rsys，系統(tǒng)電阻Rsys位于電子裝置系統(tǒng)中。當(dāng)功率適配器和電子裝置之間有效連接時(shí)，所得的電壓可由模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測到。
[0130]在這個(gè)例子中，第二個(gè)測量可通過把第二電阻RS2與電阻RSl并聯(lián)連接而進(jìn)行。具體地，開關(guān)(此處示意性地示為P溝道場效應(yīng)晶體管)，可被閉合，從而把電阻RS2短接在電阻RSl兩端。場效應(yīng)晶體管可處在第一狀態(tài)(例如關(guān))，直到第一范圍中的電壓被模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測到。一旦這個(gè)電壓被檢測到，控制電路可改變場效應(yīng)晶體管的狀態(tài)(例如變?yōu)殚_)，且第二電壓可被檢測到。
[0131]這種與低壓差調(diào)節(jié)器串聯(lián)的阻抗的改變可導(dǎo)致由模數(shù)轉(zhuǎn)換器所檢測到的電壓的改變。這兩個(gè)被檢測到的電壓可從彼此相減算出以產(chǎn)生差分電壓。這個(gè)差分電壓然后可被用于確定系統(tǒng)電阻的值。使用這種差分測量可減少各種漏電流、二極管壓降、接地降低和其它錯(cuò)誤項(xiàng)目的影響。同時(shí)各種非線性錯(cuò)誤可能大量留存時(shí)，例如與二極管相關(guān)的非線性，測量的準(zhǔn)確度可通過使用那樣的差分測量而被提高。
[0132]同時(shí)在本實(shí)用新型的這個(gè)實(shí)施例中，差分測量通過開關(guān)與第一電阻并聯(lián)的第二電阻來進(jìn)行，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，也可使用其它的電路技術(shù)。例如，由低壓差調(diào)節(jié)器提供的電壓可被改變。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，與第一電阻串聯(lián)的第二電阻可被接通和斷開，且進(jìn)行差分測量。
[0133]有時(shí)，可期望的是連接功率適配器到電子裝置或系統(tǒng)，其中功率適配器和電子裝置是不兼容的。例如，功率適配器可具有一個(gè)第一形狀因子的連接器插頭，同時(shí)電子裝置可具有的插座是接收具有第二形狀因子的連接器插頭。因此，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供連接器適配器或轉(zhuǎn)換器，從而允許進(jìn)行那樣的連接。例如，轉(zhuǎn)換器也可具有接收第一形狀因子連接器插頭的插座。轉(zhuǎn)換器也可具有第二形狀因子的連接器插頭，那樣的轉(zhuǎn)換器可被插入電子裝置或系統(tǒng)中。包括那樣的轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的例子在下面的圖中示出。
[0134]附圖17示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的功率適配器和電子裝置通過轉(zhuǎn)換器的連接。這個(gè)轉(zhuǎn)換器可包括可由功率適配器檢測的轉(zhuǎn)換器電阻。更具體地，轉(zhuǎn)換器電阻RCNV和系統(tǒng)電阻RSYS的串聯(lián)組合可由功率適配器檢測。這可告知功率適配器老式的(或其它的)裝置通過轉(zhuǎn)換器或連接器適配器被施加功率。一旦功率被施加于系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換器電阻RCNV可從功率路徑去除以避免功率耗散產(chǎn)生另外的結(jié)果。這可使用開關(guān)進(jìn)行。如此構(gòu)造的例子在下面的附圖中示出。
[0135]附圖18示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器或連接器適配器的電路。在這個(gè)例子中，輸入端子IN可被連接于轉(zhuǎn)換器上連接器插座的插腳，連接器插座接納耦合于功率適配器的連接器插頭，同時(shí)輸出端子OUT可被耦合于連接器插頭的插腳，連接器插頭與安置在電子裝置內(nèi)的連接器插座匹配。
[0136]這個(gè)電路包括與開關(guān)Ml并聯(lián)的檢測電阻R3。在檢測期間，在線IN上接收到的電壓是低的，且開關(guān)Ml是關(guān)閉的，因此電阻R3可由功率適配器中的電路檢測。
[0137]—旦存在有效連接已被確定，在線IN上的電壓可增加。這種增加的電壓可導(dǎo)致電流通過電阻R2，其可為晶體管Ml提供柵極-源極電壓。接著，這可打開晶體管M1，從而短路電阻R3，并允許功率從輸入端IN流到輸出端OUT。
[0138]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，附加電路，例如過壓保護(hù)電路，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例可被包括在轉(zhuǎn)換器中。在下面的圖中示出了一個(gè)例子。
[0139]附圖19示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器或連接器適配器的電路。這個(gè)電路包括連接于端子IN的過壓電路。總之，在過壓的情況下，這個(gè)電路打開晶體管Q1，從而短路電阻R2，并關(guān)閉晶體管開關(guān)Ml。接著，這使電阻R3與電子裝置串聯(lián)，從而保護(hù)電子裝置不受過壓情況的影響。
[0140]在本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中，系統(tǒng)電阻可被用于表明電子裝置到功率適配器連接的存在。再有，關(guān)于電子裝置的其它信息可通過這個(gè)電阻值被傳送。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，其它電路可被用于這種檢測和標(biāo)識。例子在下面的圖中示出。
[0141]附圖20示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的可用于連接檢測的電路。這個(gè)電路包括與二極管RSYS DIODE和第二系統(tǒng)電阻RSYS2串聯(lián)組合并聯(lián)的第一系統(tǒng)電阻RSYSl。當(dāng)線IN上接收低電壓時(shí)，二極管可是關(guān)閉的，且在線IN上的負(fù)載可近似看作是第一系統(tǒng)電阻RSYS1。當(dāng)在線IN上的電壓增加時(shí)，負(fù)載可改變第一和第二系統(tǒng)電阻的并聯(lián)組合。
[0142]這種兩步程序可以各種方式使用。例如，那樣的程序可能很小程度上導(dǎo)致錯(cuò)誤連接檢測。即，同時(shí)寄存阻擋可能導(dǎo)致功率適配器錯(cuò)誤地確定已經(jīng)進(jìn)行的與電子裝置的連接，那樣的錯(cuò)誤在那樣的雙阻抗測量中是不太可能的。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，第一測量可被用于確定連接的存在，同時(shí)第二測量可被用于傳送關(guān)于電子裝置的信息，例如充電容量、裝置類型標(biāo)識或其它信息。
[0143]附圖21示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)可用于連接檢測的電路。這個(gè)電路包括與二極管RSYS DIODE并聯(lián)的系統(tǒng)電阻RSYSl。當(dāng)高壓被接收時(shí)，二極管可鉗制輸入線IN。當(dāng)這個(gè)電壓增加時(shí)，負(fù)載可能呈現(xiàn)出等于系統(tǒng)電阻RSYS。如前文，這個(gè)兩步程序很長程度上導(dǎo)致功率適配器的錯(cuò)誤連接確定。鉗制電壓或系統(tǒng)電阻的值，或者兩者，也可被用于傳送關(guān)于電子裝置的信息。
[0144]上文進(jìn)行的對于本實(shí)用新型的實(shí)施例的說明是描述性和說明性的目的。它并不想要是窮舉或限制實(shí)用新型到所描述的精確形式，且根據(jù)上文的教導(dǎo)許多修改和變化是可能的。所選擇和描述的實(shí)施例是為了最好地解釋本實(shí)用新型的原理和它的實(shí)際應(yīng)用，從而能夠使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員在各種實(shí)施例中、以及適合于預(yù)期的具體使用的各種修改中最好地使用本實(shí)用新型。因此，所期望的是實(shí)用新型想要將所有的修改和等價(jià)替換涵蓋在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種功率適配器，其特征在于包括: 功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率； 檢測電路，檢測電子裝置到第一電線和第二電線的連接； 功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；以及通訊電路，通過第一和第二電線從電子裝置接收第一信號，并通過第一和第二電線提供第二信號給所述電子裝置， 其中，所述功率電路提供的DC功率和所述通訊電路提供的第二信號被時(shí)域復(fù)用，使得當(dāng)所述通訊電路提供所述第二信號時(shí)所述功率電路不提供所述DC功率，且當(dāng)所述功率電路提供所述DC功率時(shí)所述通訊電路不提供所述第二信號。
2.—種功率適配器，其特征在于包括: 功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率； 檢測電路，檢測電子裝置到第一電線和第二電線的連接； 功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；以及通訊電路，通過第一和第二電線從電子裝置接收提供數(shù)據(jù)的指令，并通過第一和第二電線提供第一信號給所述電子裝置。
3.—種功率適配器，其特征在于包括: 功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率； 檢測電路，檢測電 子裝置到第一電線和第二電線的連接； 功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；以及通訊電路，通過第一和第二電線從電子裝置接收提供數(shù)據(jù)的指令，并通過第一和第二電線提供溫度數(shù)據(jù)給所述電子裝置。
4.一種電子裝置，其特征在于包括: 檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接； 功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地； 充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和 通訊電路，通過第一和第二電線給功率適配器提供第一信號，并通過第一和第二電線從功率適配器接收第二信號， 其中，當(dāng)所述功率接收電路正在從所述功率適配器接收DC功率時(shí)，所述通訊電路不提供所述第一信號給所述功率適配器。
5.如權(quán)利要求4所述的電子裝置，其特征在于還包括第一電路，所述第一電路由功率適配器用來確定到電子裝置的連接并提供關(guān)于電子裝置的信息。
6.如權(quán)利要求5所述的電子裝置，其特征在于，所述第一電路包括電阻器。
7.如權(quán)利要求5所述的電子裝置，其特征在于，第一電路包括第一電阻器，第一電阻器并聯(lián)于串聯(lián)在一起的二極管和第二電阻器。
8.如權(quán)利要求5所述的電子裝置，其特征在于，第一電路包括與二極管并聯(lián)的第一電阻器。
9.一種電子裝置，其特征在于包括: 檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接； 功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地；充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和 通訊電路，通過第一和第二電線將提供數(shù)據(jù)的指令提供給功率適配器，并通過第一和第二電線從功率適配器接收第一信號。
10.一種電子裝置，其特征在于包括: 檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接； 功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地； 充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和 通訊電路，通過第一和第二電線將提供數(shù)據(jù)的指令提供給功率適配器，并通過第一和第二電線從功率適配器接收溫度數(shù)據(jù)。
11.一種電子裝置，其特征在于包括: 檢測電路，檢測功率適配器到第一電線和第二電線的連接； 功率接收電路，從功率適配器通過第一電線接收DC功率并通過第二電線接地； 充電電路，使用接收到的DC功率給電池充電；和 通訊電路，通過第一和第二電線將表示電池要被充電的預(yù)先的提醒提供給功率適配器，并通過第一和第二電線從功率適配器接收第一信號。
12.如權(quán)利要求11所述的電子裝置，其特征在于，所述電池是燃料電池。
13.如權(quán)利要求11 所述的電子裝置，其特征在于，所述電子裝置是燃料電池系統(tǒng)。
14.一種電子系統(tǒng),其特征在于包括: 功率適配器，該功率適配器包括: 功率轉(zhuǎn)換電路，接收AC功率并提供DC功率； 功率電路，通過第一電線提供DC功率且通過第二電線接地；和 通訊電路，通過第一和第二電線提供信號； 電纜，該電纜包括: 第一電線；和 第二電線；以及 插頭，該插頭包括: 發(fā)光二極管；和 通過所述第一電線和所述第二電線接收所述信號并為所述發(fā)光二極管提供至少一部分電流路徑的電路。
15.如權(quán)利要求14所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述信號包括打開發(fā)光二極管的指令。
【文檔編號】H02J7/00GK203415995SQ201220292171
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月3日
【發(fā)明者】艾瑞克·史密斯, 布萊恩·R·?？? 湯米·索 申請人:蘋果公司