JP2018160245A - パワーアップ制御回路およびモバイルバッテリー - Google Patents

Abstract

【課題】ＵＳＢＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートを介してデュアルロールポートデバイスと接続し、マイクロコントローラをパワーアップ状態に保持するパワーアップ制御回路を提供する。【解決手段】パワーアップ制御回路は、プルダウン抵抗と、プルダウンスイッチと、ダイオードおよびコンデンサを含むイネーブル装置と、を含み、イネーブル装置がデュアルロールポートデバイスより送信された電圧検出信号を受信したとき、イネーブル装置は、プルダウンスイッチをオンにし、プルダウン抵抗を接地ノードに電気的に接続し、電圧検出信号が高電圧レベルにあるとき、ダイオードはオンになり、コンデンサを、プルダウンスイッチをオンにするように印加された第１の電圧レベルに充電し、電圧検出信号が低電圧レベルにあるとき、ダイオードはオフになり、コンデンサの交差電圧は、第１の電圧レベルを保持してプルダウンスイッチをオンにする。【選択図】図１

Description

本出願は、２０１７年３月２２日に出願された台湾特許出願番号第１０６１０９４９６号についての優先権を主張するものであり、これらの全ては引用によって本願に援用される。

本発明は、パワーアップ制御回路に関するものであり、特に、マイクロコントローラをパワーアップ状態に保持するように動作するパワーアップ制御回路に関するものである。

近年人々はスマートフォンやタブレットＰＣなど、モバイル機器に頼ってきている。また、多くのモバイル機器のバッテリーは、バッテリーを取り替えるのでなく、そのまま再充電するように設計されている。多くの使用者は、長時間、モバイル機器を用いるために、モバイルバッテリー（ｍｏｂｉｌｅ ｐｏｗｅｒ ｂａｎｋ）を携帯してモバイル機器を充電している。従って、高速充電／放電および双方向充電／放電を支援し、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格に従ったモバイル機器が使用者にとって重大な選択である。本発明は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃの特定の機能を支援できるパワーアップ制御回路を提供する。

従って、本発明は、消費電流を低減することができる読み出し回路を提供する。

本発明は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃパワーデリバリ（ＰＤ）技術に関連する製品、例えばモバイルバッテリーなどに提供される。モバイルバッテリーの低電力モードでは、モバイルバッテリーのマイクロコントローラは、動作しない。このとき、モバイルバッテリーのバッテリーおよびマイクロコントローラは、本発明で提供されたパワーアップ制御回路を介して外部デュアルロールポート（ＤＲＰ）システムから提供された５−Ｖ（ボルト）電圧（ＳＳａｆｅ５ｖ）で充電されることができる。モバイルバッテリーが一定量の電力を受けたとき、パワーデリバリ（ＰＤ）通信が必要に応じて行われることができる。

パワーアップ制御回路の例示的な実施形態が提供される。パワーアップ制御回路は、ユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートを介してデュアルロールポートデバイスと接続し、マイクロコントローラをパワーアップ状態に保持する。パワーアップ回路は、プルダウン抵抗と、プルダウンスイッチと、イネーブル装置と、を含む。プルダウン抵抗は、第１の端子および第２の端子を有する。プルダウン抵抗の第１の端子は、ユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートのコンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続される。プルダウンスイッチは、プルダウン抵抗の第２の端子と接地ノードとに電気的に接続される。イネーブル装置は、プルダウンスイッチとコンフィギュレーションチャネルピンとに電気的に接続される。イネーブル装置は、ダイオードおよびコンデンサを含む。ダイオードは、コンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続されたアノードと、プルダウンスイッチの制御端子に電気的に接続されたカソードと、を有する。コンデンサは、プルダウンスイッチの制御端子と接地ノードとの間に電気的に接続される。イネーブル装置がコンフィギュレーションチャネルピンを介してデュアルロールポートデバイスより送信された電圧検出信号を受信するように構成されたとき、イネーブル装置は、プルダウンスイッチをオンにし、プルダウン抵抗を接地ノードに電気的に接続するように構成される。電圧検出信号が高電圧レベルにあるとき、ダイオードは、オンになり、コンデンサを、プルダウンスイッチをオンにするように印加された第１の電圧レベルに充電する。電圧検出信号が低電圧レベルにあるとき、ダイオードは、オフになり、コンデンサの交差電圧は、第１の電圧レベルを保持してプルダウンスイッチをオンにする。

モバイルパワーデバイスの例示的な実施形態が提供される。モバイルパワーデバイスは、第１のユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートと、マイクロコントローラと、第１のパワーアップ制御回路と、を含む。第１のユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートは、第１のコンフィギュレーションチャネルピンおよび第１の電源供給ピンを含む。マイクロコントローラは、第１のコンフィギュレーションチャネルピンと第１の電源供給ピンとに電気的に接続される。第１のパワーアップ制御回路は、第１のユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートを介して第１のデュアルロールポートデバイスに電気的に接続される。第１のパワーアップ制御回路は、第１のプルダウン抵抗と、第１のプルダウンスイッチと、第１のイネーブル装置と、を含む。第１のプルダウン抵抗は、第１の端子および第２の端子を有する。第１のプルダウン抵抗の第１の端子は、第１のコンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続される。第１のプルダウンスイッチは、第１のプルダウン抵抗の第２の端子と接地ノードとに電気的に接続される。第１のイネーブル装置は、第１のプルダウンスイッチと第１のコンフィギュレーションチャネルピンとに電気的に接続される。第１のイネーブル装置は、第１のダイオードおよび第１のコンデンサを含む。第１のダイオードは、前記コンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続されたアノードと、前記プルダウンスイッチの制御端子に電気的に接続されたカソードと、を有する。第１のコンデンサは、第１のプルダウンスイッチの制御端子と接地ノードとの間に電気的に接続される。第１のイネーブル装置が第１のコンフィギュレーションチャネルピンを介して第１のデュアルロールポートデバイスより送信された第１の電圧検出信号を受信するように構成されたとき、第１のイネーブル装置は、第１のプルダウンスイッチをオンにし、第１のプルダウン抵抗を接地ノードに電気的に接続するように構成される。第１の電圧検出信号が第１の高電圧レベルにあるとき、第１のダイオードは、オンになり、第１のコンデンサを、第１のプルダウンスイッチをオンにするように印加された第１の電圧レベルに充電する。第１の電圧検出信号が第１の低電圧レベルにあるとき、第１のダイオードは、オフになり、第１のコンデンサの交差電圧は、第１の電圧レベルを保持して第１のプルダウンスイッチをオンにする。

詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。

パワーアップ制御回路１１の例示的な実施形態を示す。 モバイルバッテリー２の例示的な実施形態を示す。 モバイルバッテリー３の例示的な実施形態を示す。 モバイルバッテリー４の例示的な実施形態を示す。

この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のものであり、本発明を限定するものではない。当業者は、本開示の精神および範囲を逸脱せずに、本明細書において種々の変更、代替、および改変をすることができることを理解すべきである。本実施形態では、要素の記号は、繰り返し使われることができ、本発明のいくつかの実施形態は、同じ要素その記号を共有することができるが、１つの実施形態で用いられる特徴の要素は、必ずしも、もう１つの実施形態に用いられるとは限らない。

図１は、パワーアップ制御回路１１の例示的な実施形態を示す。実施形態では、パワーアップ制御回路１１は、マイクロコントローラ１２に電気的に接続され、ユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートまたはソケット（「ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット」と呼ばれる）のコンフィギュレーションチャネルピン（「ＣＣピン（ＣＣ ｐｉｎ）」と呼ばれる）から伝送された電圧検出信号を受信する。電圧検出信号は、方形波信号または他のタイプの検出信号であることができる。ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格では、ＣＣピンは、２４ピンの中のＣＣ１ピンまたはＣＣ２ピンであることができる。ＣＣピンは、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ機器間の接続の検出、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケットと対応するＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃプラグ間の挿入方向（表方向または裏方向）の検出、およびＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ機器間のデータとＶＢＵＳとの通信の管理および確立に用いられることができる。パワーアップ制御回路１１は、ユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートを介して外部デュアルロールポートデバイスに接続することができる。

実施形態では、パワーアップ制御回路１１およびマイクロコントローラ１２は、例えば、パワーバンク装置（ｐｏｗｅｒ−ｂａｎｋ ｄｅｖｉｃｅ）で構成された２つの構成要素であるが、本発明はこれに限定されるものではない。もう１つの実施形態では、パワーアップ制御回路１１およびマイクロコントローラ１２は、パワーバンク装置、トランジションカード、コンピュータ機器、または任意の他のタイプのデュアルロールポート（ＤＲＰ）デバイスの２つの構成要素である。実施形態では、マイクロコントローラ１２は、論理回路で実施されることができる。他の実施形態では、マイクロコントローラ１２は、マイクロプロセッサ、アナログ集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、およびデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）チップで実施されることができる。

実施形態では、パワーバンク装置のパワーアップ制御回路は、外部デュアルロールポートデバイスがパワーバンク装置のＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット内に差し込まれたとき、パワーバンク装置のマイクロコントローラ１２をパワーアップ状態に保持するように構成される。そのため、パワーバンク装置が低電力モードにあるとき、マイクロコントローラ１２が動作しない状態を回避する。

実施形態では、パワーアップ制御回路１１は、プルダウン抵抗ＲＤ、プルアップ抵抗ＲＰ、抵抗Ｒ１、プルダウントランジスタＱ１、および、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１とで形成されたイネーブル装置（ｅｎａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）１１０を含む。プルダウントランジスタＱ１は、バイポーラトランジスタまたはユニポーラトランジスタ（電界効果トランジスタ）であることができる。図１に示されるように、プルダウン抵抗ＲＤの第１の端子は、第１のノードＮ１を介してＵＳＢ Ｔｙｐｅ−ＣソケットのＣＣピンに電気的に接続され、上述の外部デュアルロールポートデバイスでＣＣピンに送信された電圧検出信号を受信する。プルアップ抵抗ＲＰの２つの端子は、マイクロコントローラ１２と第１のノードＮ１とにそれぞれ電気的に接続される。プルダウントランジスタＱ１の３つの端子は、プルダウン抵抗ＲＤと第２のノードＮ２と接地ノードＮ２とにそれぞれ電気的に接続される。ダイオードＤ１のアノードは、第１のノードＮ１を介してＣＣピンに電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、第２のノードＮ２に電気的に接続される。

イネーブル装置１１０がコンフィギュレーションチャネル（ＣＣ）ピンを介してデュアルロールポートデバイスより送信された電圧検出信号を受信したとき、イネーブル装置１１０は、プルダウントランジスタＱ１をオンにし、プルダウン抵抗Ｒ１を接地に電気的に接続する。実施形態では、プルダウントランジスタＱ１がオンにされたとき、プルダウントランジスタＱ１は、プルダウン抵抗ＲＤの第２の端子を接地電圧レベルＧＮＤにプルダウンする。電圧検出信号が高電圧レベルにあるとき、ダイオードＤ１は、オンになり、コンデンサＣ１の第１の端子を第１の電圧に充電する（すなわち、第２のノードＮ２は第１の電圧に充電される）。第１の電圧は、プルダウントランジスタＱ１をオンにするように印加される。電圧検出信号が低電圧レベルにあるとき、ダイオードＤ１は、オフになり、コンデンサＣ１の交差電圧は、第１の電圧を保持してプルダウントランジスタＱ１をオンにする。

実施形態では、外部デュアルロールポートデバイスが、電圧検出信号を介してプルダウン抵抗ＲＤが接地電圧レベルＧＮＤにプルダウンされたことを検出したとき、デュアルロールポートデバイスは、モバイルバッテリーのＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケットを介して電力をマイクロコントローラ１２に供給し、マイクロコントローラ１２をパワーアップ状態に保持する。従って、電圧検出信号が高電圧レベルにあるかまたは低電圧レベルにあるかに関わらず、モバイルパワーデバイスによって、パワーアップ制御回路１１を介して外部デュアルロールポートデバイスは、電力を介してモバイルバッテリーのプルダウン抵抗ＲＤを検出することができる。従って、プルダウン抵抗ＲＤが検出された検出結果に基づいて、外部デュアルロールポートデバイスは、ダウンストリームフェイシングポート（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ−ｆａｃｉｎｇ ｐｏｒｔ； ＤＦＰ）デバイス（「ｓｏｕｒｃｅ」とも呼ばれる）として機能し、デュアルロールポートデバイスに接続されたモバイルバッテリーは、アップストリームフェイシングポート（ｕｐｓｔｒｅａｍ−ｆａｃｉｎｇ ｐｏｒｔ； ＵＦＰ）デバイス（「ｓｉｎｋ」とも呼ばれる）であると判定する。このとき、ダウンストリームフェイシングポートデバイスは、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−ＣソケットのＶＢＵＳピンを介してモバイルバッテリーのマイクロコントローラ１２に電力を供給するので、マイクロコントローラ１２は、パワーアップ状態に保たれ、正常に動作する。マイクロコントローラ１２の正常な動作によって、モバイルバッテリーは、確実に、モバイルバッテリーに外部接続する電子機器を正確に検出することができる。

実施形態では、マイクロコントローラ１２をパワーアップ状態に保持する目的は、モバイルバッテリーの電力がなくなった場合、外部デュアルロールポートデバイスがモバイルバッテリーに接続すれば、外部デュアルロールポートデバイスがマイクロコントローラ１２に直ちに電力を供給することができ、マイクロコントローラ１２は、パワーアップ状態を保持し、正常に動作することができる。

図１の実施形態では、パワーアップ制御回路１１がダイオードＤ１およびコンデンサＣ１を含まず、且つ外部デュアルロールポートデバイスの検出期間がｌｏｗの場合（すなわち、電圧検出信号が低電圧レベルにある場合）、このとき、プルダウントランジスタＱ１は、オフになり（オンでなく）、外部デュアルロールポートデバイスがプルダウン抵抗ＲＤを検出せず、ＶＢＵＳピンを無効にする。具体的に言えば、このとき、プルダウントランジスタＱ１は、オフになり（オンでなく）、外部デュアルロールポートデバイスがプルダウン抵抗ＲＤを検出せず、マイクロコントローラ１２に電力を供給しない。従って、パワーアップ制御回路１１のダイオードＤ１およびコンデンサＣ１は、外部デュアルロールポートデバイスがプルダウン抵抗ＲＤを連続的に検出し、電力をマイクロコントローラ１２に供給することができることを確実にする。

図２は、モバイルバッテリー２の例示的な実施形態を示す。図２の実施形態では、モバイルバッテリー２は、パワーアップ制御回路２１、マイクロコントローラ２２、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット２３、および表示装置２４を含む。外部デュアルロールポートデバイス２０は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタ２０１によってモバイルバッテリー２のＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット２３に接続する。マイクロコントローラ２２は、パワーアップ制御回路２１、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット２３および表示装置２４に電気的に接続される。実施形態では、図２に示されたシステムは、モバイルバッテリーに限定されるものではない。他の実施形態では、図２に示されたシステムは、トランジションカード、コンピュータ機器、または他のタイプのデュアルロールポートデバイスであることができる。

実施形態では、パワーアップ制御回路２１の内部の構成要素は、上述の実施形態のパワーアップ制御回路１１の構成要素に対応する。言い換えれば、モバイルバッテリー２のパワーアップ制御回路２１は、図１に示されたパワーアップ制御回路の全ての構成要素を含み、パワーアップ制御回路１１の全ての動作を行う。マイクロコントローラ２２は、モバイルバッテリー２に配置された論理回路であることができる。他の実施形態では、マイクロコントローラ２２は、デュアルロールポートデバイスのマイクロプロセッサ、アナログ集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、およびデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）チップで実装されることができる。表示装置２４は、例えば、液晶ディスプレイまたは表示サイン（例えば、ＬＥＤサイン）であることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施形態では、モバイルバッテリー２のパワーアップ制御回路２１は、外部デュアルロールポートデバイス２０がＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタ２０１を介してモバイルバッテリー２のＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット２３内に接続したとき、常にモバイルバッテリー２をパワーアップ状態に保持するように動作し、モバイルバッテリー２のマイクロコントローラ２２が低電力モードで動作するのを防ぐ。

実施形態では、マイクロコントローラ２２をパワーアップ状態に保持する目的は、モバイルバッテリー２の電力がなくなった場合、外部デュアルロールポートデバイス２０がモバイルバッテリーに接続すれば、外部デュアルロールポートデバイス２０がマイクロコントローラ２２に直ちに電力を供給することができ、マイクロコントローラ２２は、パワーアップ状態を保持し、正常に動作することができる。マイクロコントローラ２２をパワーアップ状態に保持するもう１つの目的は、マイクロコントローラ２２がモバイルバッテリー２の表示装置２４（例えば、液晶ディスプレイ）を介してモバイルバッテリー２の現在の電力レベルを使用者に報知することができるようにすることである。従って、モバイルバッテリー２の電力がなくなったとき、使用者が外部デュアルロールポートデバイス２０をモバイルバッテリー２に接続すれば、使用者は、モバイルバッテリー２が現在低電力モードにあるということを示す情報、またはモバイルバッテリー２のバッテリーの電力レベルに関する情報を受けることができる。

図３は、モバイルバッテリー３の例示的な実施形態を示す。図３の実施形態では、モバイルバッテリー３は、パワーアップ制御回路３１、マイクロコントローラ３２、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３３、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３５、プルダウン抵抗ＲＤ１、ダイオードＤ３１、ダイオードＤ３２、および表示装置３４を含む。外部デュアルロールポートデバイス３０は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタ３０１によってモバイルバッテリー３のＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３３に接続し、ダウンストリームフェイシングポートデバイス３６は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタ３６１を介してモバイルバッテリー３のＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３５に接続する。図３に示されたシステムは、モバイルバッテリーに限定されるものではない。他の実施形態では、図３に示されたシステムは、トランジションカード、コンピュータ機器、または他のタイプのデュアルロールポートデバイスであることができる。

図２に示されたモバイルバッテリー２のように、モバイルバッテリー３のパワーアップ制御回路３１、マイクロコントローラ３２、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３３、および表示装置３４は、モバイルバッテリー２のパワーアップ制御回路２１、マイクロコントローラ２２、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット２３、および表示装置２４にそれぞれ対応する。従って、モバイルバッテリー３は、モバイルバッテリー２の全ての回路の動作を行うことができる。

実施形態では、ダウンストリームフェイシングポートデバイス３６は、例えば、電源アダプタで実施されるが、本発明はこれに限定されるものではない。ダウンストリームフェイシングポートデバイス３６は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３６０のＶＢＵＳピンを介してモバイルバッテリー３に電力を供給する。プルダウン抵抗ＲＤ１は、モバイルバッテリー３が、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３５から電力を得るだけで、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３５を介して電力を外部電子機器に供給しないようにさせるように構成される。言い換えれば、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３５に接続した電子機器（例えば、外部デュアルロールポートデバイス）は、プルダウン抵抗ＲＤ１の発生を検出できるだけで、モバイルバッテリー３を判定するのは、アップストリームフェイシングポートデバイスである。反対に、他の機構を付与することにより、モバイルバッテリー３のマイクロコントローラ３２は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット３３に接続した外部電子機器にモバイルバッテリー３のプルアップ抵抗を検出させ、さらにモバイルバッテリー３がアップストリームフェイシングポートデバイスであることを判定することができる。

実施形態では、モバイルバッテリー２と比較すると、モバイルバッテリー３は、ブリッジトランジスタ（ｂｒｉｄｇｅ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３２０、ダイオードＤ３１およびダイオードＤ３２をさらに含む。マイクロコントローラ３２は、ブリッジトランジスタ３２０のゲートに電気的に接続される。マイクロコントローラ３２は、ブリッジトランジスタ３２０を制御し、外部デュアルロールポートデバイス３０のＶＢＵＳピンがダウンストリームフェイシングポートデバイス３６のＶＢＵＳピンに接続するかどうかを決定する。ダイオードＤ３１およびダイオードＤ３２は、ブリッジトランジスタ４２０がオンにされていないとき、両側（外部デュアルロールポートデバイス３０およびダウンストリームフェイシングポートデバイス３６）の一方側より提供された電力が他方側に供給されるのを防ぐように構成されるため、両側にある装置を保護することができる。

実施形態では、ブリッジトランジスタ３２０がブリッジ要素として機能し、外部デュアルロールポートデバイス３０およびダウンストリームフェイシングポートデバイス３６の１つがダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）として機能する場合、ダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）がモバイルバッテリー３に接続したとき、マイクロコントローラ３２は、安定した電源を得る。このとき、ブリッジトランジスタ３２０は、オンになる。

実施形態では、外部デュアルロールポートデバイス３０がアップストリームフェイシングポートデバイス（シンク）として機能し、モバイルバッテリー３に接続した場合、マイクロコントローラ３２は、動作を維持するのに必要な電力だけを得るが、ブリッジトランジスタ３２０をオンにしない。ダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）がモバイルバッテリー３に接続し、安定した電力が供給された後、マイクロコントローラ３２は、ブリッジトランジスタ３２０をオンにし、外部デュアルロールポートデバイスを制御して、アップストリームフェイシングポートデバイス（シンク）からダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）に切り替え、電力を供給する。

図４は、モバイルバッテリー４の例示的な実施形態を示す。図４に示された実施形態では、モバイルバッテリー４は、パワーアップ制御回路４１、マイクロコントローラ４２、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４３、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４５、パワーアップ制御回路４６、ダイオードＤ４１、ダイオードＤ４２、および表示装置４４を含む。外部デュアルロールポートデバイス４０は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタ４０１を介してモバイルバッテリー４のＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４３に接続し、ダウンストリームフェイシングポートデバイス４７は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタ４７１を介してモバイルバッテリー４のＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４５に接続する。図４に示されたシステムは、モバイルバッテリーに限定されるものではない。他の実施形態では、図４に示されたシステムは、トランジションカード、コンピュータ機器、または任意の他のタイプのデュアルロールポートデバイスであることができる。パワーアップ制御回路４１および４６は、図１に示された実施形態のパワーアップ制御回路１１と同じ構造を有する。

図２に示されたモバイルバッテリー２のように、モバイルバッテリー４のパワーアップ制御回路４１、マイクロコントローラ４２、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４３、および表示装置４４は、モバイルバッテリー２のパワーアップ制御回路２１、マイクロコントローラ２２、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット２３、および表示装置２４にそれぞれ対応する。従って、モバイルバッテリー４は、モバイルバッテリー２の全ての回路の動作を行うことができる。モバイルバッテリー２と比較すると、モバイルバッテリー４は、もう１つのパワーアップ制御回路およびもう１つのＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット（すなわち、パワーアップ制御回路４６およびＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４５）をさらに含む。いくつかの実施形態では、パワーアップ制御回路４６およびＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４５は、パワーアップ制御回路４１およびＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット４３と同じ動作をそれぞれ行うことができる。従って、モバイルバッテリー４は、同時に２つのデュアルロールポートデバイス（デュアルロールポートデバイス４０およびデュアルロールポートデバイス４７）を支援することができる。例えば、モバイルバッテリー４は、デュアルロールポートデバイス４０およびデュアルロールポートデバイス４７から同時に電力を受ける、デュアルロールポートデバイス４０およびデュアルロールポートデバイス４７に同時に電力を供給する、デュアルロールポートデバイス４０から電力を受け、デュアルロールポートデバイス４７に電力を供給する、および、デュアルロールポートデバイス４７から電力を受け、デュアルロールポートデバイス４０に電力を供給するように動作することができる。

実施形態では、モバイルバッテリー２と比較すると、モバイルバッテリー４は、ブリッジトランジスタ４２０、ダイオードＤ４１、およびダイオードＤ４２をさらに含む。マイクロコントローラ４２は、ブリッジトランジスタ４２０のゲートに電気的に接続される。マイクロコントローラ４２は、ブリッジトランジスタ４２０を制御し、外部デュアルロールポートデバイス４０のＶＢＵＳピンがデュアルロールポートデバイス４７のＶＢＵＳピンに接続するかどうかを決定する。ダイオードＤ４１およびダイオードＤ４２は、ブリッジトランジスタ４２０がオンにされていないとき、両側（外部デュアルロールポートデバイス４０およびデュアルロールポートデバイス４７）の一方側より提供された電力が他方側に供給されるのを防ぐように構成されるため、両側にある装置を保護することができる。

実施形態では、ブリッジトランジスタ４２０がブリッジ要素として機能し、外部デュアルロールポートデバイス４０および外部デュアルロールポートデバイス４７の１つがダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）として機能する場合、ダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）がモバイルバッテリー４に接続したとき、マイクロコントローラ４２は、安定した電源を得る。このとき、ブリッジトランジスタ４２０は、オンになる。

実施形態では、外部デュアルロールポートデバイス４０がアップストリームフェイシングポートデバイス（シンク）として機能し、モバイルバッテリー４に接続した場合、マイクロコントローラ４２は、動作を維持するのに必要な電力だけを得るが、ブリッジトランジスタ４２０をオンにしない。ダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）がモバイルバッテリー４に接続し、安定した電力が供給された後、マイクロコントローラ４２は、ブリッジトランジスタ４２０をオンにし、外部デュアルロールポートデバイスを制御して、アップストリームフェイシングポートデバイス（シンク）からダウンストリームフェイシングポートデバイス（ソース）に切り替え、電力を供給する。

本発明は、例示的に、かつ、望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更および同様の配置をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更および同様の配置を含むべきである。

１１、２１、３１、４１、４６ パワーアップ制御回路
１２、２２、３２、４２ マイクロコントローラ
２、３、４ モバイルバッテリー
２０、３０、４０、４７ 外部デュアルロールポートデバイス
１１０ イネーブル装置
２０１、３０１、３６１、４０１、４７１ ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタ
２３、２００、３００、３３、３５、３６０、４００、４３、４５、４７０ ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃソケット
２４、３４、４４ 表示装置
３２０、４２０ ブリッジトランジスタ
３６ 外部デュアルロールポートデバイス
ＲＤ、ＲＤ１ プルダウン抵抗
ＲＰ プルアップ抵抗
Ｒ１ 抵抗
Ｑ１ プルダウントランジスタ
Ｄ１、Ｄ３１、Ｄ３２、Ｄ４１、Ｄ４２ ダイオード
Ｃ１ コンデンサ

Claims (11)

1. ユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートを介してデュアルロールポートデバイスと接続し、マイクロコントローラをパワーアップ状態に保持するパワーアップ制御回路であって、前記パワーアップ制御回路は、
   第１の端子および第２の端子を有するプルダウン抵抗であって、前記プルダウン抵抗の前記第１の端子は、前記ユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートのコンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続されるプルダウン抵抗と、
   前記プルダウン抵抗の第２の端子と接地ノードとに電気的に接続されたプルダウンスイッチと、
   前記プルダウンスイッチと前記コンフィギュレーションチャネルピンとに電気的に接続されたイネーブル装置と、
   を含み、
   前記イネーブル装置は、
   前記コンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続されたアノードと、前記プルダウンスイッチの制御端子に電気的に接続されたカソードと、を有するダイオードと、
   前記プルダウンスイッチの前記制御端子と前記接地ノードとの間に電気的に接続されたコンデンサと、
   を含み、
   前記イネーブル装置が前記コンフィギュレーションチャネルピンを介して前記デュアルロールポートデバイスより送信された電圧検出信号を受信するように構成されたとき、前記イネーブル装置は、前記プルダウンスイッチをオンにし、前記プルダウン抵抗を前記接地ノードに電気的に接続し、
   前記電圧検出信号が高電圧レベルにあるとき、前記ダイオードは、オンになり、前記コンデンサを、前記プルダウンスイッチをオンにするように印加された第１の電圧レベルに充電し、
   前記電圧検出信号が低電圧レベルにあるとき、前記ダイオードは、オフになり、前記コンデンサの交差電圧は、前記第１の電圧レベルを保持して前記プルダウンスイッチをオンにし、
   前記電圧検出信号は、方形波信号である、
   パワーアップ制御回路。
2. 前記プルダウン抵抗が前記接地ノードに電気的に接続されたとき、前記デュアルロールポートデバイスは、前記コンフィギュレーションチャネルピンを介して前記プルダウン抵抗を検出し、電源供給ピンを介して前記マイクロコントローラに電力をさらに供給し、マイクロコントローラをパワーアップ状態に保持し、
   前記パワーアップ制御回路は、
   前記コンフィギュレーションチャネルピンと前記マイクロコントローラとの間に電気的に接続されたプルアップ抵抗と、
   前記コンフィギュレーションチャネルピンと前記ダイオードの前記アノードとの間に電気的に接続された第１の抵抗と、
   をさらに含む、
   請求項１に記載のパワーアップ制御回路。
3. 前記デュアルロールポートデバイスが前記プルダウン抵抗を検出したとき、前記デュアルロールポートデバイスは、ダウンストリームフェイシングポートデバイスに切り替えられる、
   請求項１に記載のパワーアップ制御回路。
4. 第１のコンフィギュレーションチャネルピンおよび第１の電源供給ピンを含む第１のユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートと、
   前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンと前記第１の電源供給ピンに電気的に接続されたマイクロコントローラと、
   前記第１のユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートを介して第１のデュアルロールポートデバイスに電気的に接続された第１のパワーアップ制御回路と、
   を含み、
   前記第１のパワーアップ制御回路は、
   第１の端子および第２の端子を有する第１のプルダウン抵抗であって、前記第１のプルダウン抵抗の前記第１の端子は、前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続される第１のプルダウン抵抗と、
   前記第１のプルダウン抵抗の前記第２の端子と接地ノードとに電気的に接続された第１のプルダウンスイッチと、
   前記第１のプルダウンスイッチと前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンとに電気的に接続された第１のイネーブル装置と、
   を含み、
   前記第１のイネーブル装置は、
   前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続されたアノードと、前記第１のプルダウンスイッチの制御端子に電気的に接続されたカソードと、を有する第１のダイオードと、
   前記第１のプルダウンスイッチの前記制御端子と前記接地ノードとの間に電気的に接続された第１のコンデンサと、
   を含み、
   前記第１のイネーブル装置が前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンを介して前記第１のデュアルロールポートデバイスより送信された第１の電圧検出信号を受信するように構成されたとき、前記第１のイネーブル装置は、前記第１のプルダウンスイッチをオンにし、前記第１のプルダウン抵抗を前記接地ノードに電気的に接続し、
   前記第１の電圧検出信号が高電圧レベルにあるとき、前記第１のダイオードは、オンになり、前記第１のコンデンサを、前記第１のプルダウンスイッチをオンにするように印加された第１の電圧レベルに充電し、
   前記第１の電圧検出信号が第１の低電圧レベルにあるとき、前記第１のダイオードは、オフになり、前記第１のコンデンサの交差電圧は、前記第１の電圧レベルを保持して前記第１のプルダウンスイッチをオンにし、
   前記第１の電圧検出信号は、方形波信号である、
   モバイルパワーデバイス。
5. 前記第１のプルダウン抵抗が前記接地ノードに電気的に接続されたとき、前記第１のデュアルロールポートデバイスは、前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンを介して前記第１のプルダウン抵抗を検出し、前記第１の電源供給ピンを介して前記マイクロコントローラに電力をさらに供給し、前記マイクロコントローラをパワーアップ状態に保持する、
   請求項４に記載のモバイルパワーデバイス。
6. 前記第１のパワーアップ制御回路は、
   前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンと前記マイクロコントローラとの間に電気的に接続されたプルアップ抵抗と、
   前記第１のコンフィギュレーションチャネルピンと前記第１のダイオードの前記アノードとの間に電気的に接続された第１の抵抗と、
   をさらに含む、
   請求項４に記載のモバイルパワーデバイス。
7. 前記マイクロコントローラに電気的に接続されたバッテリーと、
   前記マイクロコントローラに電気的に接続された表示装置と、
   をさらに含み、
   前記マイクロコントローラがパワーアップ状態にあるとき、マイクロコントローラは、前記表示装置を制御して前記バッテリーの電力レベルを示す、
   請求項４に記載のモバイルパワーデバイス。
8. 前記第１のデュアルロールポートデバイスが前記第１のプルダウン抵抗を検出したとき、前記第１のデュアルロールポートデバイスは、ダウンストリームフェイシングポートデバイスに切り替えられる、
   請求項４に記載のモバイルパワーデバイス。
9. 第２のコンフィギュレーションチャネルピンおよび第２の電源供給ピンを含む第２のユニバーサルシリアルバスＴｙｐｅ−Ｃ接続ポートと、
   第３の端子および第４の端子を有する第２のプルダウン抵抗であって、前記第２のプルダウン抵抗の前記第３の端子は、前記第２のコンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続された第２のプルダウン抵抗と、
   前記第２のプルダウン抵抗の前記第４の端子と前記接地ノードとに電気的に接続された第２のプルダウンスイッチを含む第２のパワーアップ制御回路と、
   前記第２のプルダウンスイッチと前記第２のコンフィギュレーションチャネルピンとに電気的に接続された第２のイネーブル装置と、
   をさらに含み、
   前記第２のイネーブル装置は、
   前記第２のコンフィギュレーションチャネルピンに電気的に接続されたアノードと、前記第２のプルダウンスイッチの制御端子に電気的に接続されたカソードと、を有する第２のダイオードと、
   前記第２のプルダウンスイッチの前記制御端子と前記接地ノードとの間に電気的に接続された第２のコンデンサと、
   を含み、
   前記第２のイネーブル装置が前記第２のコンフィギュレーションチャネルピンを介して、前記第２のイネーブル装置に電気的に接続された第２のデュアルロールポートデバイスより送信された第２の電圧検出信号を受信するように構成されたとき、前記第２のイネーブル装置は、前記第２のプルダウンスイッチをオンにし、前記第２のプルダウン抵抗を前記接地ノードに電気的に接続し、
   前記第２の電圧検出信号が高電圧レベルにあるとき、前記第２のダイオードは、オンになり、前記第２のコンデンサを、前記第２のプルダウンスイッチをオンにするように印加された第２の電圧レベルに充電し、
   前記第２の電圧検出信号が第２の低電圧レベルにあるとき、前記第２のダイオードは、オフになり、前記第２のコンデンサの交差電圧は、前記第２の電圧レベルを保持して前記第２のプルダウンスイッチをオンにする、
   請求項４に記載のモバイルパワーデバイス。
10. 前記第２のプルダウン抵抗が前記接地ノードに電気的に接続されたとき、前記第２のデュアルロールポートデバイスは、前記第２のコンフィギュレーションチャネルピンを介して前記第２のプルダウン抵抗を検出し、前記第２の電源供給ピンを介して、前記モバイルパワーデバイスの前記マイクロコントローラに電力をさらに供給し、前記マイクロコントローラをパワーアップ状態に保持する、
    請求項９に記載のモバイルパワーデバイス。
11. 前記第１の電源供給ピンと第２の電源供給ピンとの間に電気的に接続されたブリッジスイッチと、
    前記第１の電源供給ピンに電気的に接続されたアノードと、前記マイクロコントローラの電源入力端子に電気的に接続されたカソードと、を有する第３のダイオードと、
    前記第２の電源供給ピンに電気的に接続されたアノードと、前記マイクロコントローラの電源入力端子に電気的に接続されたカソードと、を有する第４のダイオードと、
    をさらに含み、
    前記ブリッジスイッチの制御端子は、前記マイクロコントローラに電気的に接続され、前記マイクロコントローラは、ブリッジスイッチをオンまたはオフにする制御をする、
    請求項９に記載のモバイルパワーデバイス。

Images