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TWI743089B - 用於c型通用串列匯流排(usb)之可調節電力輸送設備 - Google Patents

用於c型通用串列匯流排(usb)之可調節電力輸送設備 Download PDF

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TWI743089B
TWI743089B TW106105705A TW106105705A TWI743089B TW I743089 B TWI743089 B TW I743089B TW 106105705 A TW106105705 A TW 106105705A TW 106105705 A TW106105705 A TW 106105705A TW I743089 B TWI743089 B TW I743089B
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羅伯特 A. 丹斯坦
唐 J. 尼古耶
智霖 黃
詹姆斯 M. 約德
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美商英特爾公司
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Abstract

本案說明一種電力供應器，其包含用來上拉一邊帶單元(SBU)接腳之一上拉電阻裝置；與根據該SBU接腳上之電壓及/或電流條件來調節一電力供應節點(VBUS)上之電壓準位的邏輯。本案亦說明一種電力消耗器，其包含：用來調變該SBU接腳上之電壓及/或電流的邏輯；以及用來根據該SBU接腳上之調變電壓及/或電流來於一電力供應節點(VBUS)上接收一電力供應的邏輯。本案亦說明一種USB系統，其包含：具有拉高的一第一SBU接腳之一電力供應器；具有一第二SBU接腳之一電力消耗器，其中該電力消耗器操作來調變該第二SBU接腳上之電壓/電流；以及耦接至該電力供應器與該電力消耗器之一C型USB纜線，使得該等第一與第二SBU接腳為電氣連接。

Description

用於C型通用串列匯流排(USB)之可調節電力輸送設備
本發明係有關於用於C型通用串列匯流排(USB)之可調節電力輸送設備。
發明背景 2016年三月25日公布之通用串列匯流排(USB)電力輸送(USB-PD)規格修訂版2.0 V1.2描述該USB已從一資料介面演進，其能夠將有限電力供應至具有一資料介面之一主要的電力供應器。今日，許多裝置從包含在膝上型電腦、汽車、飛機、或甚至牆壁插座中之USB埠充電或取得其電力。用於諸如行動電話、MP3播放器與其他手持裝置之許多小型裝置，USB已成為一普遍的電力插座。不僅針對資料且僅為了將電力提供至其裝置、或對其裝置充電，使用者會需要USB來實現其需求，而通常不需載入一驅動程式來實現“傳統的”USB功能。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種設備，包含：用來上拉一邊帶單元(SBU)接腳之一上拉電阻裝置；以及根據該SBU接腳上之一電壓或電流條件來調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上之一電壓準位的邏輯。
較佳實施例之詳細說明 企業界現正傾向較小、較輕與更薄的系統。如該C型USB規格(例如，2016年三月25日發行之修訂版1.2)說明之C型USB連接器定義了用於設計來藉由於一小型輕薄連接器中輸送電力與資料兩者以適於此趨勢之USB裝置的一小型可逆插頭連接器。該C型USB纜線與連接器規格定義了與現存USB介面電氣與功能規格相容之一新型插座、插頭、纜線、與檢測機構。
然而，這些較小、較輕與更薄的系統具有一有限的熱容量，而其電池充電之電子裝置是這些熱能的主要貢獻者。習知電池充電器，例如用於膝上型電腦與行動電話之電池充電器，例如，用於一30瓦特(W)系統可造成10%至15%的散逸電力，3.0瓦特至4.5瓦特會於該電池充電器中散逸，用於系統設計這會造成一顯著的熱問題、且限制系統效能。目前而言，用於一30瓦特系統，一電池充電器亦會占用一主要的印刷電路板區域，例如，300毫米2 至400毫米2 。
某些電池充電器系統之電力效率的改善會由於熱散逸而造成電力耗損降低。因此，具有效率改善之一電池充電器系統可利用一改良/降低的熱限制來以比具有一習知電池充電器系統還高的一速率來接收電力。
今日，用來對該等系統供電之電力配接器可供應一固定的輸出電壓。若該電力配接器之輸出電壓可被修改來實際供應該系統於任何時間點所需，則其充電器電子裝置產生之熱能可被最小化。該USB PD規格允許該輸出電壓與電流於該系統與該電力配接器之間協商。該USB-PD規格定義三種類型的電源：固定供電器、電池供電器、以及可變供電器(非電池)。例如，參照表格6-4 2016年三月25日之通用串列匯流排(USB)電力輸送(USB-PD)規格修訂版2.0 V1.2的電力資料物件，其部分於下文重新產生： 表格6-4 電力資料物件
Figure 106105705-A0304-0001
在此，固定供電器用來揭露適當調整的固定電壓電力供應器(例如，5伏特調整供電器)。電池供電器用來揭露可直接連接來作為至VBUS之一電源的一電池。VBUS為承載該電力供應器之一互連體或匯流排電壓接腳。可變供電器目前定義為用於“調整不良電源”並指定一最小與最大電壓範圍、以及最大電流。
然而，該USB-PD規格並不定義一“適當調整的可變電源”或甚至一“數位控制適當調整的可變電源”。該USB-PD規格亦不定義一電力消耗器(例如，經由一USB纜線充電之一電話)如何要求一可變電源(亦即，電力供應器)用於一支援範圍中的一特定電壓及/或電流。就本身而言，該可變的電源類型無法調和電力輸入來密切匹配一耗電器之電壓調整器(VR)的效率特性。該可變的電源類型亦無法調和電力輸入來符合一電子電路之即時電力的需求。
USB-PD規格允許該輸出電壓與電流於該系統與該電力配接器之間協商的情況下，該所需時間為太慢的數十毫秒。
各種不同實施例可指定該C型USB“電力供應器”與“電力消耗器”的改變以便能夠快速控制來自該電力供應器的VBUS上之輸出電力(如該USB 3.1規格所定義)而足以最小化(或降低)其充電器電子裝置產生之熱能。各種不同實施例可提供用於該USB系統之裝置來基於該系統的目前負載將該電力配接器之輸出配接至一最佳電壓－來對其電池充電以及對其電子裝置的其他元件供電。
在此，如該USB-PD規格中定義之用語“電力供應器”或“供電器”為一PD(電力輸送)埠(典型為一主機、集線器、或璧式下游面對埠(DFP))的一功能來取得該電力導體(例如，VBUS接腳)上之電力。此對應具有於其組態通道(CC)線路上宣告之電阻器Rp(未顯示)的一C型埠。組態通道(CC)可用於一C型USB纜線之連接的探索、組態與管理中。
在此，如該USB-PD規格中定義之用語“電力消耗器”或“耗電器”為一PD埠(典型為一裝置的上游面對埠(UFP))的一功能來從該電力導體(例如，VBUS接腳)接收電力。此對應具有於其CC線路上宣告之電阻器Rd(未顯示)的一C型埠。
某些實施例說明用以將一USB環境中之電力供應動態調節賦能的一裝置與方法。該等各種不同實施例有許多技術效應。例如，某些實施例使用對包括主機、裝置、與電力配接器之現存C型USB生態系統為透通的一方案而允許更有電力效率的電路之設計。例如，一舊的C型USB兼容主機(例如，耗電器)連接至該等各種不同實施例中說明之新的電力配接器(或電力供應器)時，該電力供應器或電力配接器使用該傳統協定來運作(例如，該舊的C型USB兼容主機不命令該新的電力供應器來改變其VBUS上之輸出，而就本身而言該新的電力供應器與該舊的C型USB兼容主機一起運作)。
同樣地，某些實施例之一新主機(例如，電力消耗器)連接至一舊的電力配接器(例如，傳統C型USB兼容電力消耗器)時，該系統可辨識該舊的電力配接器而僅運作(但其不取得其連接至一新的電力配接器時的熱效益)。例如，該新主機決定該SBU(邊帶單元)接腳上無上拉電壓而因此推斷其連接至一傳統C型USB兼容電力消耗器。各種不同實施例允許調節該外部電源使得其供應一系統之電力電路所需之最佳電力，來最小化該等電路於該系統內部產生的熱能。就本身而言，該“恢復”熱能可用於如加速模式(例如，一高頻與電壓模式)之特徵。從該等各種不同實施例與圖形中很明顯地可有其他技術效應。
下列說明中，說明若干細節來提供本揭示內容之實施例的一更完整解釋。然而，很明顯地對業界熟於此技者而言，本揭示內容之實施例在無該等特定細節的情況下仍可加以實作。其他實例中，已知的結構與裝置以方塊圖形式顯示、而非細節，以避免混淆本揭示內容之實施例。
應注意該等實施例之對應圖式中，信號以線段來表示。某些線段較粗，以指出更多的組成信號路徑、及/或於一或多個末端具有箭頭，以指出主要資訊流的方向。該類指示並不意欲為限制。而是，該等線段與一或多個示範實施例連接使用來促進對一電路或一邏輯單元更易了解。如設計所需或偏好指出的任何代表信號，可實際包含可於每一方向行進之一或多個信號、且可以任何適當的信號類型之方案來執行。
該整個說明書、與該等請求項中，該用語“連接”表示一直接連接，諸如連接的東西間、無任何中間裝置之電氣、機械、或磁性連接。該用語“耦合”表示一直接或間接連接，諸如連接的東西間之一直接的電氣、機械、或磁性連接、或者透過一或多個被動或主動中間裝置之一間接連接。該用語“電路”或“模組”可參照安排來彼此合作來提供一所需功能之一或多個被動及/或主動構件。該用語“信號”可參照至少一個電流信號、電壓信號、磁性信號、或資料/時鐘信號。“一”、“一個”及“該”之意義包括複數參考值。“中”之意義包括“中”與“上”。
該用語“定標”一般參照將一設計(示意與布局)從一程序技術轉換為另一程序技術並隨後減少布局區域。該用語“定標”一般亦參照精簡該相同技術節點中之布局與裝置。該用語“定標”亦可參照一信號頻率相對另一參數，例如，電力供應準位之調節(例如，減慢或加速–亦即分別為縮減、或擴大)。該用語“實質”、“接近”、“幾乎”、 “接近”、以及“大約”一般參照在一目標值的+/- 10%以內。
除非於其他地方指定使用該順序性形容詞“第一”、“第二”、與“第三”、等等，來說明一共同物件，否則僅指出參照相同物件之不同實例，且不意欲暗指所述之物件必須於時間、空間、排列或任何其他方式上必須位在一給定之順序中。
針對本揭示內容，片語“A及/或B”以及“A或B”表示(A)、(B)、或(A與B)。針對本揭示內容，該片語“A、B、及/或C”表示(A)、(B)、(C)、(A與B)、(A與C)、(B與C)、或(A、B與C)。該說明中與該等請求項中之用語“左”、“右”、“前”、“後”、“頂”、“底”、“上方”、“下方”、之類，若有的話，係用於說明目的而不需用於說明永久的相對位置。
針對該等實施例，本文所述之各種不同電路及邏輯方塊中的電晶體為金氧半導體(MOS)電晶體或其衍生元件，其中該等MOS電晶體包括汲極、源極、閘極、與成批端子。該等電晶體及/或該等MOS電晶體衍生元件亦包括三閘極與鰭式FET電晶體、閘極全環圓柱電晶體、通道FET(TFET)、方線、或矩形條狀電晶體、鐵電FET(FeFET)、或執行電晶體功能如奈米碳管或自旋電子裝置之其他裝置。MOSFET對稱源極與汲極端子，亦即，為相同端子並如本文可互換使用。另一方面，一TFET裝置具有非對稱源極與汲極端子。業界熟於此技者將體認在不違背本揭示內容之範疇的情況下，亦可使用其他電晶體，例如，雙極性接面電晶體–BJT PNP/NPN、BiCMOS、CMOS、等等。
圖1繪示使用一可變電源之一典型USB PD系統100。系統100由一交流電(AC)主插座101(例如，提供AC電壓與電流之一典型牆上插座)、具有可變輸出之一C型USB AC/DC(其中DC為直流電)配接器102(亦參照為可規劃電源供應器)、以及C型USB賦能電腦系統103所組成。系統103亦參照為該電力消耗器或耗電器，而配接器102亦參照為該電力供應器或供電器。電力供應器102經由一AC電力線耦接至該AC主插座101。電力供應器102經由VBUS與CC線路，其可為C型USB纜線束的一部分來與該電力消耗器103通訊。一C型纜線束可包括VBUS與CC線路以及其他線路(“未顯示”)，諸如USB2、USB3、SBU1/SBU2、GND、等等。該電力供應器102包括一電力輸送(PD)控制器102a來控制VBUS上之輸出電壓。PD控制器103a可以硬體或軟體(或兩者的一組合)來執行並負責與耗電器103通訊。
電力透過該C型USB纜線之VBUS線路提供至耗電器103。耗電器103與供電器102間之電力協商訊息(例如，送出一電源功能清單或功能表以及來自該清單之一選擇)於該C型USB纜線束之CC線路上執行。該源極功能包括一強制v安全5伏特(亦即，5伏特固定供電器)電力資料物件(PDO)與一可變輸出PDO(亦即，可變供電器(非電池))。
耗電器103可為使用VBUS提供之電力供應來操作的任何耗電器裝置(例如，電話、膝上型電腦、印表機、等等)。耗電器103可包括一調整模組或邏輯103a，諸如一電池、充電器、及/或電壓調整器(例如，直流-直流切換調整器)。調整模組或邏輯103a為一硬體方塊，其從VBUS接收電力供應並使用該電力供應來將調整的電力供應提供至耗電器103中之其他方塊。耗電器103亦包括PD控制器103b如同供電器102包括PD控制器102a。PD控制器103b可以硬體或軟體(或兩者的一組合)來執行並負責與供電器102通訊。耗電器103之系統電路的其他元件(例如，偵測器、記憶體、電話硬體、等等)在此歸併於模組103c。耗電器103之PD控制器103b與103a以及供電器102分別執行之一典型的電力輸送程序參照圖2來繪示。
圖2繪示顯示圖1之USB電力輸送系統的協商協定之一流程圖200。流程圖200顯示電力供應器102與電力消耗器103執行之操作與協商來達到一所需的電力供應。雖然參照圖2之流程圖中的方塊以一特定順序來顯示，但該等動作的順序可加以修改。因此，該等繪示實施例可以一不同順序來執行，而某些動作/方塊可並列執行。圖2所列之某些方塊及/或操作根據某些實施例為任選的。呈現之方塊編號係為了清晰解說而不意欲指定該等各種不同方塊必須出現的一操作順序。此外，來自各種不同流程的操作可以各種不同組合來使用。
方塊201中，供電器102於線路CC上將如該USB-PD 2.0規格所定義之一電源_功能(SRC_CAPS)訊息送至耗電器103。例如，供電器102於線路CC上將一可用的電源(例如，諸如固定、電池、與可變的電力資料物件(PDO)，加上一特定電壓與電流之一元組)功能表送至耗電器103。一PDO用來揭露一電源埠的電力功能或一槽的電力需求來分別作為一電源_功能或槽_功能訊息的一部分。在此，一電源為供電器102而一槽為耗電器103。
方塊221中，耗電器103接收該功能表並檢查該功能表中之PDO以及挑選可僅為該供電器給予之PDO的其中之一的一最愛選擇(亦即，目前的規格修訂版不允許關閉功能表)。
方塊222中，耗電器103從該給予PDO的功能表挑選一選擇並將其最愛的電力供應選擇之一要求(REQ)訊息送至供電器102。方塊202中，供電器102等待並接收該REQ訊息。該REQ訊息定義在表格6-3 USB-PD 2.0規格之資料訊息類型，其於下文重新產生： 表格6-3 資料訊息類型
Figure 106105705-A0304-0002
方塊203中，供電器102確認其是否可提供當時要求之挑選電力供應並且若適合的話，送出接受(ACCEPT)或拒絕(REJECT)訊息。方塊204中，若產生一拒絕訊息(例如，供電器102無法提供該要求的供電準位)，則供電器102等待一新要求來服務並返回方塊202。方塊205中，若產生一接受訊息(例如，供電器102能夠提供該要求的電力供應)，則供電器102移至執行方塊206。方塊206中，供電器102將電力切換至該要求參數並將PS_RDY(電力供應備妥)指示送至耗電器103。
於該耗電器側，方塊223中，耗電器103等待並從供電器102接收該回答(例如，接受或拒絕訊息)。方塊224中，耗電器103檢查該回答。若耗電器103接收一拒絕訊息，則耗電器103返回至執行程序方塊222來挑選下一個最佳選擇。若接收一接受訊息，則方塊225中，耗電器103等待來自該供電器102之該PS_RDY(電力供應備妥)訊息形式的新電力指示。
該電源(亦即，供電器102)無法調和電力輸入來與一耗電器之VR的效率特性緊密匹配。該可變的電源類型亦無法調和電力輸入來符合一電子電路之即時(或動態)電力需求。例如，若一耗電器VR突然需要14V(十四伏特)而供電器102可提供5伏特或20伏特，則供電器102提供20伏特時，因耗電器103取得的超過其需要，故其浪費能量而變為低效率。
USB PD規格允許該輸出電壓與電流於該系統與該電力配接器之間協商的情況下，該所需時間為相當慢的數十毫秒。
圖3A繪示根據本揭示內容之某些實施例，組配來將可調節電力供應提供至一電力消耗器之一C型USB插頭槳式卡的頂視與底視圖300。圖3B繪示根據本揭示內容之某些實施例，組配來從一電力供應器接收可調節電力供應之C型USB插座介面(前視圖)。該信號清單功能性輸送USB 2.0(D+與D-)與USB 3.1(TX與RX對)資料匯流排兩者、USB電力(VBUS)與接地(GND)、組態通道信號(CC1與CC2)、以及兩個邊帶單元(SBU)信號接腳(SBU1 301與SBU2 302)。該布局中之USB資料匯流排信號位置的多個組合促進能夠功能性對映該等USB信號而與該插座之插頭定向無關。各種不同實施例中，該等SBU接腳(SBU1 301與SBU2 302)的其中之一或兩者可再利用來提供該VBUS上之電力供應的快速調節。
圖3C繪示組配來將可調節電力供應提供至一電力消耗器之全特徵C型USB插頭介面(前視圖)320。針對該插頭，一CC接腳透過該纜線來連接以建立信號走向而其他CC接腳再利用為VCONN來對該C型USB插頭之電子裝置供電。一般而言，VCONN線路用來對作用中或電子標示的纜線供電。此外，一組USB 2.0 D+/D-線路於一C型USB纜線上執行。僅傾向支援USB 2.0功能之傳統C型USB纜線中，該USB 3.1與SBU信號並不執行。各種不同實施例中，該等SBU接腳的其中之一或兩者再利用來提供VBUS上之電力供應的快速調節。各種不同實施例說明再利用一或多個SBU接腳的情況下，其他接腳可再利用來完成該相同工作。例如於一交替模式中，該等未使用D+/D-接腳可被取代。
圖4繪示一根據本揭示內容之某些實施例，使用一可調節電源之USB電力輸送系統400。其指出圖4中與任何其他圖形的元件具有相同參考數字(或名稱)之該等元件可以任何類似上述的方式來操作或作用，但不侷限於該類方式。對照圖1，在此，根據某些實施例，該電力供應器能夠動態提供一可調節電壓或電流。該供電器參照為供電器402。
某些實施例中，供電器402能夠於任何時間經由該等SBU接腳(SBU1 301與SBU2 302)的其中之一或兩者來接收一電力供應要求，並可使用該相同介面(亦即，該相同C型USB纜線束404)情況下來服務該要求。該C型USB規格定義未使用且為斷開或無法連上接地之兩個SBU接腳。各種不同實施例可利用此定義。某些實施例中，出現在該全特徵C型USB至C型USB纜線之未使用SBU連接可用來承載額外控制來作VBUS上之該電力配接器的輸出電壓之適當微粒控制。
某些實施例中，供電器402包括硬體402a來使用SBU接腳(1及/或2)來接收一調節電力供應可提供至電力消耗器403的一指示。某些實施例中，電力供應器402(或電力配接器)透過一阻抗將該等接腳的其中之一連上一電壓，並使用該接腳來控制VBUS上其輸出電壓。某些實施例中，供電器402包括用來控制供電器402之各種不同功能，包括VBUS之電壓準位的PD控制器402b。某些實施例中，該(等)SBU接腳(1及/或2)未宣告時，例如，連接至一舊有電力消耗器103時，該電力配接器402僅輸出USB PD控制器402a/b協商之電壓。某些實施例中，該SBU(1及/或2)接腳受宣告時，該電力配接器的輸出電壓可根據該SBU接腳上之電壓/電流調變來降低。
某些實施例中，硬體402a包括耦接至該SBU接腳(1及/或2)與內部電力供應Vdd之一上拉電阻器Rup 。某些實施例中，一電力消耗器偵測該SBU接腳(1及/或2)並非一斷開(或高阻抗)接腳，反而是上拉至一供應準位時，之後該電力消耗器知道該VBUS可藉由使用SBU(1及/或2)來調節。根據某些實施例，該VBUS值可使用USB PD控制器402a/b來協商。該等各種不同實施例在USB耗電器403需要時，可允許USB供電器402來提供VBUS上之可調節電力供應，並在USB供電器402連接至一舊有耗電器時，同時維持提供VBUS上之固定電力供應的功能。
該上拉電阻器Rup 提供兩種功能－第一是發信號呈現一電力配接器用來提供可調節供電的能力，而第二是提供該電力消耗器用來控制該輸出電壓的地方。某些實施例中，硬體402a包括p型電晶體MP，其代表實際控制VBUS上該電力配接器之輸出電壓(例如，瞬時輸出電壓)的元件。某些實施例中，p型電晶體MP之功能可於電力配接器402之一電壓調整器(VR)控制電路中執行。某些實施例中，供電器402包括圖5之一部分或所有方塊來執行提供一新電壓及/或電流的程序。
再次參照圖4，耗電器403與耗電器103不同，因耗電器403能夠使用該SBU(1及/或2)接腳來要求一新的電力電壓及/或電流。某些實施例中，一耗電器使用一PD控制器來協商該CC線路上之一基線電壓與電流。某些實施例中，若一耗電器不具有一PD控制器，則該協商電壓僅為來自供電器402之VBUS上的一固定輸出。某些實施例中，耗電器403將該電壓(非電流)調節至小於或等於該協商電壓之一瞬時電壓。
某些實施例中，耗電器403，如同耗電器103，可為使用VBUS提供之電力供應來操作以及使用該C型USB介面的任何消耗器裝置(例如，電話、膝上型電腦、印表機、等等)。某些實施例中，耗電器403可包括一調整模組或邏輯403a，諸如一電池、充電器、及/或電壓調整器(例如，直流-直流切換調整器)。調整模組或邏輯403a為一硬體方塊，其從VBUS接收電力供應並使用該電力供應來將調整的電力供應提供至耗電器403中之其他方塊。
某些實施例中，耗電器403亦包括PD控制器403b。某些實施例中，PD控制器403b可以硬體或軟體來執行並負責與供電器402通訊。耗電器403之系統電路的其他部分在此歸併於模組403c。某些實施例中，PD控制器403b包括圖5之部分或所有方塊來執行要求與接收一新的電力供應之程序。
某些實施例中，電力消耗器403包括硬體403d，其可下拉SBU(1及/或2)接腳上之電壓及/或調節該SBU(1及/或2)接腳上之電壓/電流。某些實施例中，硬體403d包含一n型電晶體MN，其具有耦接至該等SBU接腳其中之一的一汲極端子以及耦接至接地的一源極端子。某些實施例中，硬體403d代表電力消耗器403用來發信號至電力供應器402 VBUS上供應多少電壓之元件。某些實施例中，方塊403a可具有該電力消耗器之電池充電準位、該系統消耗的電力量、等等之詳細知識。某些實施例中，電力消耗器403包括控制器403e來控制硬體403b。某些實施例中，403a與控制器403e通訊來管理硬體403d(例如，電晶體MN)之開啟/關閉。某些實施例中，硬體403d使用該資訊來計算其需要哪個電壓以及驅動該電晶體MN來實際控制電力供應器402並將該電壓輸送至硬體403d。
某些實施例中，電力消耗器403偵測到該SBU接腳(例如，1及/或2接腳)上之電壓時，其知道來自電力配接器402之VBUS上的輸出電壓可藉由宣告及/或調變該SBU接腳上之電壓/電流來調節(例如，降低)。某些實施例中，電力消耗器403無法察覺該SBU接腳上之一電壓時(例如，該SBU接腳斷開或在高阻抗狀態時)，其知道該電力配接器不支援此功能(例如，該電力配接器為一傳統配接器，諸如電力配接器102)。
某些實施例中，電力消耗器403可宣告該SBU接腳來以若干方式改變來自電力配接器402之VBUS上的輸出電壓。例如，電力消耗器403之控制器403e可將一PWM(脈寬調變)信號提供至電晶體MN，其使該SBU接腳針對短區間成為週期性下拉。某些實施例中，該PWM信號之工作週期可用來指示電力供應器402來調節VBUS上之電壓。例如，該SBU接腳下拉時間量越大時，該VBUS上由電力供應器402提供之輸出電壓越低。另一範例中，電力消耗器403可降低該SBU接腳上之電壓，其依次降低電力供應器402之VBUS上的輸出電壓。另一範例中，電力消耗器403可從該SBU接腳汲取電流，其依次降低電力供應器402之VBUS上的輸出電壓。其他實施例中，可使用其他機構來告知電力供應器402使用SBU接腳來調節VBUS上的輸出電壓。
圖5繪示一根據本揭示內容之某些實施例，用來提供可調節電力供應之一方法的流程圖500。方塊501中，電力供應器402於SBU接腳的其中之一或兩者上接收通訊。例如，該(等)SBU接腳由提供至電力消耗器403之電晶體MN的一PWM信號週期性下啦。根據某些實施例，該(等)SBU接腳之下拉活動同樣於電力供應器402接收通訊。方塊422中，電力供應器402要求一或多個邏輯單元(例如，電力供應器402之VR)來調節VBUS上之電力供應。方塊503中，電力供應器402將該VBUS上之調節電力供應(例如，較低的電力供應)提供至電力消耗器403。
圖6繪示一根據本揭示內容之某些實施例，用來要求電力供應之一方法的流程圖600。方塊601中，電力消耗器403決定電力供應器402是否可調節該VBUS上之電力供應。例如，電力消耗器403偵測該(等)SBU接腳之狀態來決定其是否為斷開或上拉。各種不同實施例參照SBU接腳之狀態來說明的情況下，其他實施例中，該C型生態系統中之其他接腳可再利用。例如，根據某些實施例，該D+/D-接腳對可再利用來替代該SBU。
方塊602中，電力消耗器403將該(等)SBU接腳上之指令提供至電力供應器402來調節該VBUS上之一電力供應。該等指令可為一或多個形式。例如，一PWM信號之一工作週期可用來指示電力供應器402來調節VBUS上之電壓。另一範例中，該SBU接腳下拉時間量越大時，該VBUS上由電力供應器402提供之輸出電壓越低。另一範例中，電力消耗器403可降低該SBU接腳上之電壓，其依次降低電力供應器402之VBUS上的輸出電壓。另一範例中，電力消耗器403可從該SBU接腳汲取電流，其依次降低電力供應器402之VBUS上的輸出電壓。其他實施例中，可使用其他機構來告知電力供應器402使用SBU接腳來調節VBUS上的輸出電壓。某些實施例中，該等指令為內嵌於一共享傳送中之一信號的形式。例如，該指令係為內嵌在該SBU或另一接腳上的形式。方塊603中，電力消耗器403從電力供應器402接收該VBUS上之調節電力供應。
雖然參照圖5-6之流程圖中的方塊以一特定順序來顯示，但該等動作的順序可加以修改。因此，該等繪示實施例可以一不同順序來執行，而某些動作/方塊可並列執行。圖5-6所列之某些方塊及/或操作根據某些實施例為任選的。呈現之方塊編號係為了清晰解說而不意欲指定該等各種不同方塊必須出現的一操作順序。此外，來自各種不同流程的操作可以各種不同組合來使用。
圖7繪示一USB供電裝置700(例如，耗電器403之至少一部分)，其具有包含指令之一機器可讀儲存媒體，該等指令受執行時可使一機器(例如，處理器)來執行動態要求調節電力供應之一操作。其指出圖7中與任何其他圖形的元件具有相同參考數字(或名稱)之該等元件可以任何類似上述的方式來操作或作用，但不侷限於該類方式。
某些實施例中，USB供電裝置700(例如，耗電器403)包含一低功率處理器701(例如，一數位信號處理器(DSP)、一特殊應用積體電路(ASIC)、一通用中央處理單元(CPU)、或執行一簡單有限狀態機器來執行與耗電器403相關聯之流程圖600的方法之一低功率邏輯、等等)、機器可讀儲存媒體702(亦參照為有形機器可讀媒體)、天線705、網路匯流排706、與USB PD控制器707(例如，PD控制器403b)。
某些實施例中，耗電器403之各種不同邏輯方塊可經由網路匯流排706耦接一起。任何適當的協定可用來執行網路匯流排706。某些實施例中，機器可讀儲存媒體702包括用以要求與接受如參照各種不同實施例與流程圖來說明之一新的電力供應(例如，新電壓及/或電流)之指令702a(亦參照為該等程式軟體碼/指令)。在此，如參照圖6說明之流程圖600中，指令702a為耗電器403所執行之指令。
再次參照圖7，與流程圖600之耗電器403部分相關聯、如參照圖6說明、並執行來實施本揭示標的之實施例的程式軟體碼/指令702a可執行來作為一作業系統或一特定應用程式、構件、程式、物件、模組、常式、或者，參照為“程式軟體碼/指令”、“作業系統程式軟體碼/指令”、“應用程式軟體碼/指令”、或僅為“軟體”或內嵌處理器中的韌體之其他指令序列或指令序列的組織之一部分。某些實施例中，與流程圖600之耗電器403端相關聯、如參照圖6說明的程式軟體碼/指令由耗電器403來執行。
再次參照圖7，某些實施例中，與流程圖600相關聯之程式軟體碼/指令702a儲存於一電腦可執行儲存媒體702中並由處理器701執行。在此，電腦可執行儲存媒體702為可用來儲存程式軟體碼/指令與資料之一有形的機器可讀媒體，該等指令由一計算裝置執行時，可使一或多個處理器(例如，處理器701)來執行如可於針對該等揭示標的之一或多個伴隨請求項中所列的一方法。
該有形機器可讀媒體702可包括將該等可執行軟體程式碼/指令702a與資料儲存於各種不同的有形位置中，包括例如ROM、依電性RAM、非依電性記憶體及/或快取記憶體、及/或如本申請案中參考之其他有形記憶體。該等程式軟體碼/指令702a及/或資料的部分可儲存於該等儲存器與記憶體裝置的任何一個。此外，該等程式軟體碼/指令可從其他儲存器來取得，包括，例如，透過集中化伺服器或同級間網路之類的，包括網際網路。該等軟體程式碼/指令與資料的不同部分可在不同時間與不同通訊對話或該相同通訊對話中取得。
該等軟體程式碼/指令702a(與流程圖600之耗電器403部分相關聯、如參照圖6以及其他實施例說明)與資料可在該計算裝置執行一分別的軟體程式或應用程式之前完全地取得。或者，該等軟體程式碼/指令702a與資料的部分可被動態取得，例如，僅時間上，需要執行時。或者，藉由範例，該等取得該等軟體程式碼/指令702a與資料之方式的某些組合可，例如，用於不同應用程式、構件、程式、物件、模組、常式或其他指令序列或指令序列的組織來出現。因此，於一特定的時間情況，該等資料與指令不需完全地位於一有形的機器可讀媒體上。
有形機器可讀媒體702之範例包括、但不侷限於可記錄與不可紀錄類型的媒體，諸如依電性與非依電性記憶體裝置、唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、快取記憶體裝置、軟碟與其他可移除磁碟、磁性儲存媒體、光學儲存媒體(例如，唯讀光碟記憶體(CD ROM)、多樣化數位光碟(DVD)、USB拇指碟裝置、等等)、等等。該等軟體程式碼/指令可暫時儲存於數位有形通訊鏈接中，同時例如，透過該類有形通訊鏈接來執行電氣、光學、音響或其他形式的傳播信號，諸如載波、紅外線信號、數位信號、等等。
一般而言，有形機器可讀媒體702包括提供(亦即，以數位形式，例如，資料封包來儲存及/或發送)可由一機器(亦即，一計算裝置)存取之資訊的任何有形機構，其可包括於，例如，一通訊裝置、一計算裝置、一網路裝置、一個人數位助理、一製造工具、一行動通訊裝置中，而無論是否能夠從該通訊網路，諸如，該網際網路下載或運作應用程式與資助的應用程式，例如，一iPhone®、Galaxy®、黑莓機(Blackberry)®(機器人)Droid®、之類、或者包括一計算裝置之任何其他裝置。於一實施例中，處理器式系統為下列一種形式或包括於一PDA(個人數位助理)、一行動電話、一筆記型電腦、一平板電腦、一遊戲主控台、一轉頻器、一嵌式系統、一TV(電視)、一個人桌上型電腦、等等中。或者，該等傳統通訊應用程式與資助的應用程式可用於該揭示標的之某些實施例中。
在此，天線705可為任何的天線。例如，某些實施例中，天線705可包含一或多支定向或單向天線，包括單極天線、雙極天線、迴圈天線、補綴天線、微帶天線、共平面天線、或適合傳輸RF(射頻)信號之其他類型的天線。某些多輸入多輸出(MIMO)實施例中，天線705可分開來利用空間分集。
圖8繪示一可調節USB電源800(例如，供電器402之至少一部分)，其具有包含指令之一機器可讀儲存媒體，該等指令受執行時可使一機器(例如，處理器)來根據要求執行動態提供調節電力供應之一操作。其指出圖8中與任何其他圖形的元件具有相同參考數字(或名稱)之該等元件可以任何類似上述的方式來操作或作用，但不侷限於該類方式。
某些實施例中，可調節USB電源800(例如，供電器402之部分)包含一低功率處理器801(例如，一DSP、一ASIC、一通用CPU、或執行一簡單有限狀態機器來執行與供電器402相關聯之流程圖500的方法之一低功率邏輯、等等)、機器可讀儲存媒體802(亦參照為有形機器可讀媒體)、天線805、網路匯流排806、以及USB PD控制器807。
某些實施例中，供電器402之各種不同邏輯方塊可經由網路匯流排806耦接一起。任何適當的協定可用來執行網路匯流排806。某些實施例中，機器可讀儲存媒體802包括用以要求與接受如參照各種不同實施例與流程圖來說明之一新的電力供應(例如，新電壓及/或電流)之指令802a(亦參照為該等程式軟體碼/指令)。在此，如參照圖5說明之流程圖500中，指令802a為供電器402所執行之指令。
與流程圖500之供電器402相關聯、如參照圖5說明、並執行來實施本揭示標的之實施例的程式軟體碼/指令802a可執行來作為一作業系統或一特定應用程式、構件、程式、物件、模組、常式、或者，參照為“程式軟體碼/指令”、“作業系統程式軟體碼/指令”、“應用程式軟體碼/指令”、或僅為“軟體”或內嵌處理器中的韌體之其他指令序列或指令序列的組織之一部分。某些實施例中，與流程圖500之供電器402相關聯、如參照圖5說明的程式軟體碼/指令由供電器402之處理器或邏輯(例如，有限狀態機器)801來執行。
某些實施例中，與流程圖500相關聯之程式軟體碼/指令802a儲存於一電腦可執行儲存媒體802中並由處理器801執行。在此，電腦可執行儲存媒體802為可用來儲存程式軟體碼/指令與資料之一有形的機器可讀媒體，該等指令由一計算裝置執行時，可使一或多個處理器(例如，處理器801)來執行如可於針對該等揭示標的之一或多個伴隨請求項中所列的一方法。
該有形機器可讀媒體802可包括 將該等可執行軟體程式碼/指令802a與資料儲存於各種不同的有形位置中，包括例如ROM、依電性RAM、非依電性記憶體及/或快取記憶體、及/或如本申請案中參考之其他有形記憶體。該等程式軟體碼/指令802a及/或資料的部分可儲存於該等儲存器與記憶體裝置的任何一個。此外，該等程式軟體碼/指令可從其他儲存器來取得，包括，例如，透過集中化伺服器或同級間網路之類的，包括網際網路。該等軟體程式碼/指令與資料的不同部分可在不同時間與不同通訊對話或該相同通訊對話中取得。
該等軟體程式碼/指令802a(與流程圖500之供電器402相關聯、如參照圖5以及其他實施例說明)與資料可在該計算裝置執行一分別的軟體程式或應用程式之前完全地取得。或者，該等軟體程式碼/指令802a與資料的部分可被動態取得，例如，僅時間上，需要執行時。或者，藉由範例，該等取得該等軟體程式碼/指令802a與資料之方式的某些組合可，例如，用於不同應用程式、構件、程式、物件、模組、常式或其他指令序列或指令序列的組織來出現。因此，於一特定的時間情況，該等資料與指令不需完全地位於一有形的機器可讀媒體上。
機器可讀儲存媒體802之範例包括、但不侷限於可記錄與不可紀錄類型的媒體，諸如依電性與非依電性記憶體裝置、ROM、RAM、快取記憶體裝置、軟碟與其他可移除磁碟、磁性儲存媒體、光學儲存媒體(例如，CD ROM、DVD、USB拇指碟裝置、等等)、等等。該等軟體程式碼/指令可暫時儲存於數位有形通訊鏈接中，同時例如，透過該類有形通訊鏈接來執行電氣、光學、音響或其他形式的傳播信號，諸如載波、紅外線信號、數位信號、等等。
一般而言，機器可讀儲存媒體802包括提供(亦即，以數位形式，例如，資料封包來儲存及/或發送)可由一機器(亦即，一計算裝置)存取之資訊的任何有形機構，其可包括於，例如，一通訊裝置、一計算裝置、一網路裝置、一個人數位助理、一製造工具、一行動通訊裝置中，而無論是否能夠從該通訊網路，諸如，該網際網路下載或運作應用程式與資助的應用程式，例如，一iPhone®、Galaxy®、黑莓機(Blackberry)®(機器人)Droid®、之類、或者包括一計算裝置之任何其他裝置。於一實施例中，處理器式系統為下列一種形式或包括於一PDA(個人數位助理)、一行動電話、一筆記型電腦、一平板電腦、一遊戲主控台、一轉頻器、一嵌式系統、一TV(電視)、一個人桌上型電腦、等等中。或者，該等傳統通訊應用程式與資助的應用程式可用於該揭示標的之某些實施例中。
在此，天線805可為任何的天線。例如，某些實施例中，天線805可包含一或多支定向或單向天線，包括單極天線、雙極天線、迴圈天線、補綴天線、微帶天線、共平面天線、或適合傳輸RF(射頻)信號之其他類型的天線。某些多輸入多輸出(MIMO)實施例中，天線805可分開來利用空間分集。
圖9繪示一根據本揭示內容之某些實施例，於一無線充電環境中使用一可調節電源之USB電力輸送系統900。其指出圖9中與任何其他圖形的元件具有相同參考數字(或名稱)之該等元件可以任何類似上述的方式來操作或作用，但不侷限於該類方式。
某些實施例中，USB電力輸送系統900包含一AC主插座101、供電器402、無線充電墊發送器(Tx)901、與無線充電賦能電腦系統903。某些實施例中，無線充電墊發送器(Tx)901包含功率放大器(PA)901a、阻抗匹配階段901b、自動調和繼電器901c、管理微控制器901d(例如，系統500)、藍芽低能量(LE)兼容通訊模組901e、與功率發送器單元(PTU)線圈。某些實施例中，無線充電墊Tx 901包括參照圖4A之電力消耗器403說明的硬體403d及/或控制器403e。再次參照圖6，根據某些實施例，該自動調和繼電器901c連同該PTU線圈將電力902無線地送至無線充電賦能電腦系統903。
某些實施例中，功率放大器(PA 901a)為用來將一低功率信號轉換為一顯著電力的較大信號，典型用來驅動一發送器之天線的一電子放大器類型。某些實施例中，阻抗匹配(Z-匹配901b)提供一信號源之一輸出阻抗來與一天線之實體阻抗特性匹配，以便最大化該功率轉換及/或最小化該信號反射。某些實施例中，自動調和繼電器901c為自動調節一無線電傳輸之頻率的一切換電路。某些實施例中，該PTU線圈為一線路繞組，典型為圓形、橢圓形、或矩形，其作為該無線電力傳輸之天線。某些實施例中，一管理微控制器901d為與韌體嵌入之一通用微處理器，其能夠執行編碼(例如，用於管理一裝置之電力輸送演算法與通訊的編碼)。某些實施例中，藍芽LE通訊模組901e為兩裝置可交換資料訊息(例如，電路輸送管理訊息)之一無線電類型。
某些實施例中，無線充電賦能電腦系統903包含：電力接收器單元(PRU)線圈、電力接收器903a、電壓調整模組903b(例如，電池、充電器、低漏失調整器、等等)、藍芽LE通訊模組903c、管理微控制器903d、與系統電路的其他部分903e。某些實施例中，該PRU線圈接收Tx 901c之PTU線圈發送的電力902。
某些實施例中，該PRU線圈為一線路繞組，典型為圓形、橢圓形、或矩形，其作為該無線電力接收之天線。某些實施例中，設有一電池(例如，903b的部分)，其為用於儲存電力之一貯存器直到之後需使用為止。某些實施例中，設有一充電器(903b的部分)，其為使用將電荷注入與儲存於該電池之最佳方法的一電子電路。某些實施例中，設有一電壓調整器(903b的部分)，其提供電壓調整來於即使在一大範圍的負載條件(例如，該負載電路之電流需求動態上升與下降)上，將至一負載電路之一電壓輸送限制在一狹窄範圍(例如，±5%)。該電壓調整器之輸入可接近該目標輸出電壓(例如，輸入=+5伏特 ±20%而輸出=+5伏特 ±5%)或者其可為一相當不同的電壓(例如，“降壓調整器”：輸入=+20伏特 ±20%而輸出=+5伏特 ±5%、或升壓調整器”：輸入=+3.3伏特 ±10%而輸出=+9伏特 ±5%)。
某些實施例中，設有管理微控制器903d，其為與韌體嵌入之一通用微處理器，其能夠執行編碼(例如，用於管理一裝置之電力輸送演算法與通訊的編碼)。某些實施例中，設有藍芽LE通訊模組903c，其為兩裝置可交換資料訊息(例如，電路輸送管理訊息)之一無線電類型的一範例。
某些實施例中，該PRU收集及/或來自該PRU之電力效率資訊可於藍芽LE通訊模組903c上從管理微控制器903d通過至無線充電墊901之管理微控制器901d。在此，電力效率一般參照為VBUS上供電器402提供之電力比對無線充電墊901發送之電力902。
例如，於一完全有效電力系統中，供電器402提供之電力等於無線充電墊901發送之電力902。電力902小於VBUS上之電力時，則電力效率為低。較低電力效率之一原因為PTU線圈與PRU線圈之間有一實際的鄰近偏移時。該PTU線圈與PRU線圈間之偏移接近零時(例如，無線充電墊901之PTU線圈完全低於或高於無線充電賦能電腦系統903之PRU線圈時)可改善(例如，增加)電力效率。
某些實施例中，用以響應該電力效率資訊，管理微控制器903d於藍芽LE上將一更最佳電力準位之一要求送至管理微控制器901d，於是管理微控制器901d指導硬體403d來調變SBU接腳上之電壓或電流來與電力供應器402通訊以調整VBUS上之供電。某些實施例中，供電器402調節其電壓及/或電流輸出並於VBUS上將其供應至無線充電墊901來更符合該PRU上之分析決定的需求。就本身而言，帶來電力效率更接近或為一。
圖10繪示一根據某些實施例之USB兼容智慧型裝置2100(例如，供電器、耗電器、或充電墊)或一電腦系統或一SoC(單晶片系統)，其具有用來動態要求以及從一USB電源接收可調節電力供應之邏輯、或用來經由USB C型連接器1001(例如，對電力供應器402或電力消耗器403之連接器)動態接收一新電力供應的要求以及動態提供該新電力供應之邏輯。其指出圖10中與任何其他圖形的元件具有相同參考數字(或名稱)之該等元件可以任何類似上述的方式來操作或作用，但不侷限於該類方式。
圖10繪示可使用平面表面連接器之一行動裝置的一實施例之一方塊圖。某些實施例中，計算裝置2100代表一行動計算裝置，諸如一計算平板電腦、一行動電話或智慧型手機、一無線賦能電子讀取器、或其他無線行動裝置。應了解某些構件一般地顯示，而非該類裝置之所有構件皆顯示於計算裝置2100中。
某些實施例中，計算裝置2100包括根據討論之某些實施例的一第一處理器2110，其具有含有用於改善載體流之操縱角落區的互連體與電晶體。該計算裝置2100之其他方塊亦可包括含有用於改善某些實施例的載體流之操縱角落區的互連體與電晶體。本揭示內容之各種不同實施例亦可包含2170中諸如一無線介面之一網路介面，使得一系統實施例可併入一無線裝置，例如，行動電話或個人數位助理。
於一實施例中，處理器2110(及/或處理器2190)可包括一或多個實體裝置，諸如微處理器、應用處理器、微控制器、可規畫邏輯裝置、或其他處理裝置。處理器2110執行之處理操作包括執行應用程式及/或裝置功能之一操作平台或作業系統的執行。該等處理操作包括有關以一使用者或以其他裝置之I/O(輸入/輸出)的操作、有關電力管理的操作、及/或有關將該計算裝置2100連接至另一裝置的操作。該等處理操作亦可包括有關聲響I/O及/或顯示I/O的操作。
於一實施例中，計算裝置2100包括聲響子系統2120，其代表與將聲響功能提供至該計算裝置相關聯之硬體(例如，聲響硬體與聲響電路)與軟體(例如，驅動程式、編解碼程式)構件。聲響功能可包括揚聲器及/或耳機輸出、以及麥克風輸入。該類功能之裝置可整合於計算裝置2100中、或連接至該計算裝置2100。於一實施例中，一使用者可藉由提供處理器2110接收並處理之聲響命令來與該計算裝置2100互動。
顯示器子系統2130代表提供使用者一視覺及/或觸覺的顯示來與該計算裝置2100互動之硬體(例如，顯示裝置)與軟體(例如，驅動程式)構件。顯示器子系統2130包括顯示器介面2132，其可包括用來將一顯示器提供至一使用者之特定螢幕或硬體裝置。於一實施例中，顯示器介面2132包括與處理器2110分開來執行有關該顯示器之至少某些處理的邏輯。於一實施例中，顯示器子系統2130包括提供輸出與輸入兩者至一使用者之一觸控螢幕裝置。
I/O控制器2140代表有關與一使用者互動之硬體裝置與軟體構件。I/O控制器2140可操作來管理聲響子系統2120及/或顯示器子系統2130之一部分的硬體。此外，I/O控制器2140繪示一使用者可透過它與該系統互動、且連接至計算裝置2100之額外裝置的一連接點。例如，可附接於該計算裝置2100之裝置可包括麥克風裝置、揚聲器或身歷聲系統、視訊系統或其他顯示系統、鍵盤或小鍵盤裝置、或者與特殊應用程式使用之其他I/O裝置，諸如讀卡機或其他裝置。
如上所述，I/O控制器2140可與聲響子系統2120及/或顯示器子系統2130互動。例如，透過一麥克風或其他聲響裝置之輸入可提供該計算裝置2100之一或多個應用程式或功能輸入或命令。此外，替代或除了顯示器輸出外，亦可提供聲響輸出。另一範例中，若顯示器子系統2130包括一觸控螢幕，則該顯示器裝置亦可作為一輸入裝置，其可至少部分由I/O控制器2140管理。該計算裝置2100上亦可有額外按鈕或開關來提供由I/O控制器2140管理之I/O功能。
於一實施例中，I/O控制器2140管理諸如加速器、攝影機、光感測器或其他環境感測器之裝置、或者可包括於該計算裝置2100中之其他硬體。該輸入可為直接使用者互動的一部分、以及將環境上輸入提供至該系統來影響其操作(諸如用於雜訊之過濾、用於亮度檢測來調整顯示器、用於攝影機應用閃光、或其他特徵)。
於一實施例中，計算裝置2100包括電力管理2150，其管理電池電力使用率、電池的充電、以及有關省電操作之特徵。記憶體子系統2160包括用於將資訊儲存於計算裝置2100中之記憶體裝置。記憶體可包括非依電性(若該記憶體裝置之電力中斷則狀態不改變)及/或依電性(若該記憶體裝置之電力中斷則狀態不確定)記憶體裝置。記憶體子系統2160可儲存應用程式資料、使用者資料、音樂、相片、文件、或其他資料、以及有關該計算裝置2100之應用程式與功能執行的系統資料(長期或暫時)。
實施例之元件亦可提供來作為用以儲存該等機器可讀指令(例如，用以執行本文所述之任何其他程序的指令)之一機器可讀媒體(例如，記憶體2160)。該機器可讀媒體(例如，記憶體2160)可包括，但不侷限於，快取記憶體、光碟、CD-ROM、DVD ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁性或光學卡、相變記憶體(PCM)、或適合儲存電子或電腦可讀指令之其他類型的機器可讀媒體。例如，本揭示內容之實施例可被下載作為一電腦程式(例如，BIOS)，其可經由一通訊鏈接(例如，一數據機或網路連接)來藉由資料信號來從一遠端電腦(例如，一伺服器)轉移至一請求電腦(例如，一用戶端)。
連接2170包括硬體裝置(例如，無線及/或有線連接器與通訊硬體)與軟體構件(例如，驅動程式、協定堆疊)來使該計算裝置2100能夠與外部裝置通訊。該計算裝置2100可為分開裝置，諸如其他計算裝置、無線存取點或基地站、以及諸如耳機、印表機、或其他裝置之周邊裝置。
連接2170可包括多個不同類型的連接。概括來說，該計算裝置2100以蜂巢式連接2172與無線連接2174來繪示。蜂巢式連接2172一般參照為由無線載波提供之蜂巢式網路連接，諸如經由GSM(全球行動通信系統)或變化型態或衍生元件、CDMA(碼分多重存取)或變化型態或衍生元件、TDM(時分多工)或變化型態或衍生元件、或其他蜂巢式服務標準來提供。無線連接(或無線介面)2174參照為非蜂巢式的無線連接，且可包括個人區域網路(諸如藍芽、近場、等等)、區域網路(諸如WiFi)、及/或廣域網路(諸如WiMax)、或其他無線通訊。
周邊連接2180包括硬體介面與連接器、以及軟體構件(例如，驅動程式、協定堆疊)來完成周邊連接。應了解該計算裝置2100可為至其它計算裝置之一周邊裝置(“至”2182)、以及具有與其連接之周邊裝置(“來自”2184)。該計算裝置2100共同具有一“對接”連接器來連接至其他計算裝置，以便諸如管理(例如，下載及/或上載、改變、同步)計算裝置2100上的內容。此外，一對接連接器可允許計算裝置2100連接至允許該計算裝置2100來控制內容輸出，例如，至影音或其他系統之某些周邊裝置。
除了一專屬對接連接器或其他專屬連接硬體外，該計算裝置2100可經由共同或標準式連接器來完成周邊連接1680。共同類型可包括一通用串列匯流排(USB)連接器(其可包括若干不同的硬體介面之任一個)、包括迷你顯示埠(MDP)之顯示埠、高畫質多媒體介面(HDMI)、火線、或其他類型。
說明書中參照為“某一實施例”、“一實施例”、“某些實施例”、“其他實施例”表示連接該等實施例說明之一特定特徵、結構、或特性包括於至少某些實施例中，但並不需包括所有實施例。出現各種不同“某一實施例”、“一實施例”、或“某些實施例”不需皆參照為相同實施例。若該規格陳述一構件、特徵、結構、或特性“可”、“可能”、或“能夠”包括在內，則該特定構件、特徵、結構、或特性並不需包括在內。若該規格或請求項參照“一”或“一個”元件，則不表示僅有一個該元件。若該規格或請求項參照“一額外”元件，則其不排除有超過一個該額外元件。
此外，於一或多個實施例中，該等特定特徵、結構、功能、或特性可以任何適當方式來組合。例如，一第一實施例可於任何地方與一第二實施例組合，與該等兩實施例相關聯之該等特定特徵、結構、功能、或特性彼此不互斥。
本揭示內容已連接其特定實施例來說明，有鑑於上述說明，該類實施例之許多選擇、修改與變化型態對業界熟於此技者而言將更明顯。本揭示內容之實施例意欲包含關於落在該後附申請專利範圍之廣大範疇中的所有該類選擇、修改、與變化型態。
此外，為了簡化舉例解說與討論，至積體電路(IC)晶片與其他構件的已知電力/接地連接可或可不在該呈現的圖形中顯示，以避免混淆本揭示內容。另外，安排可以方塊圖型式來顯示以避免混淆本揭示內容，而另外由於事實上有關該類方塊圖安排之實施態樣的特性係高度根據本揭示內容可被執行的平台(亦即，該類特性應適當位於業界熟於此技者之範疇中)。其中提出特定細節(例如，電路)來說明本揭示內容之示範實施例，很明顯地對業界熟於此技者而言本揭示內容在無、或具有該等特定細節之變化型態的情況下仍可加以實作。本說明因此視為舉例解說而非限制。
下列範例有關其他實施例。該等範例中之特性可用於一或更多實施例中的任何地方。本文說明之裝置的所有隨選特徵亦可相關一方法或程序來執行。
例如，某些實施例中，提供一種設備，其包含：一用來上拉一邊帶單元(SBU)接腳之上拉電阻裝置；以及根據該SBU接腳上之一電壓或電流條件來調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上之一電壓準位的邏輯。某些實施例中，該SBU接腳為一C型通用串列匯流排(USB)連接器的一部分。某些實施例中，該上拉電阻裝置為一電阻器，其具有耦接至耦接該SBU接腳之一互連體的一第一端子、以及耦接一內部電力供應節點之一第二端子。某些實施例中，該邏輯為符合一C型通用串列匯流排(USB)規格之一電力輸送(PD)控制器。某些實施例中，該設備包含耦接至該VBUS接腳並由該SBU接腳控制之一切換器。某些實施例中，該SBU接腳耦接至可操作來調變該SBU接腳上之電壓或電流的一耗電器裝置。
另一範例中，提供一種設備，其包含用來調變一電壓或電流之邏輯；用來接收該調變電壓或電流之電路，其中該電流耦接至一邊帶單元(SBU)接腳並用來修改該SBU接腳之一電壓或電流條件；以及一用來根據該SBU接腳之電壓或電流條件來接收一電力供應之匯流排電壓(VBUS)接腳。某些實施例中，該SBU接腳為一C型通用串列匯流排連接器的一部分。某些實施例中，該邏輯係用來使用一脈寬調變器來調變該電壓及/或電流。某些實施例中，該SBU接腳電氣耦接至一電力供應器，其包含：一用來上拉該SBU接腳之上拉電阻裝置；以及根據該SBU接腳上之一電壓或電流條件來調節該VBUS接腳上之一電壓準位的邏輯。某些實施例中，該上拉電阻裝置為一電阻器，其具有耦接至耦接該SBU接腳之一互連體的一第一端子、以及耦接一內部電力供應節點之一第二端子。某些實施例中，該電力供應器之邏輯為符合一C型通用串列匯流排(USB)規格之一電力輸送(PD)控制器。某些實施例中，該電力供應器包含耦接至該VBUS接腳並由該SBU接腳控制之一切換器。
另一範例中，提供一種系統，其包含具有一拉高的邊帶單元(SBU)接腳之一電力供應器，其中該電力供應器耦接至具有一第二SBU接腳之一電力消耗器，其中該電力消耗器操作來調變該第二SBU接腳上之電壓或電流，而其中該電力供應器經由一C型通用串列匯流排(USB)纜線耦接至一電力消耗器，使得該等第一與第二SBU接腳為電氣連接。某些實施例中，該電力供應器包括根據該第一SBU接腳上之一電壓或電流條件來調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上之一電壓準位的邏輯。某些實施例中，該電力供應器包含：用來上拉該第一SBU接腳之一上拉電阻裝置；以及根據該第一SBU接腳上之電壓或電流條件來調節該VBUS接腳上之一電壓準位的邏輯。
某些實施例中，該上拉電阻裝置為一電阻器，其具有耦接至耦接該第一SBU接腳之一互連體的一第一端子、以及耦接一內部電力供應節點之一第二端子。某些實施例中，該電力供應器之邏輯為符合一C型通用串列匯流排(USB)規格之一電力輸送(PD)控制器。某些實施例中，該電力供應器包含耦接至該VBUS接腳並由該第一SBU接腳控制之一切換器。某些實施例中，該電力消耗器包含：用來調變一電壓或電流之邏輯；用來接收該調變電壓或電流之電路，其中該電路耦接至該第二SBU接腳並用來修改該第二SBU接腳之一電壓或電流條件；以及用來根據該第二SBU接腳之電壓或電流條件來接收一電力供應之一匯流排電壓(VBUS)接腳。
另一範例中，提供一種方法，其包含：在一邊帶單元(SBU)接腳上接收一指令；要求調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上提供之一電力供應；以及將該VBUS接腳上之調節的電力供應提供至一電力消耗器。某些實施例中，該指令為該SBU接腳上之一電壓或電流條件。某些實施例中，該方法包含上拉該SBU接腳上之一電壓。某些實施例中，該方法開啟一切換器來將調節的電力供應提供至該VBUS接腳。
另一範例中，提供一種設備，其包含：用於在一邊帶單元(SBU)接腳上接收一指令的裝置；用於要求調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上提供之一電力供應的裝置；以及用於將該VBUS接腳上之調節的電力供應提供至一電力消耗器的裝置。某些實施例中，該指令為該SBU接腳上之一電壓或電流條件。某些實施例中，該設備包含用於上拉該SBU接腳上之一電壓的裝置。某些實施例中，該設備包含用於開啟一切換器來將調節的電力供應提供至該VBUS接腳的裝置。
另一範例中，提供一種方法，其包含：經由內嵌於一共享傳送中之一信號來接收一指令；要求調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上提供之一電力供應；以及將該VBUS接腳上之調節的電力供應提供至一電力消耗器。某些實施例中，該指令為該共享傳送中之一電壓或電流條件。某些實施例中，該共享傳送為一邊帶單元(SBU)接腳。某些實施例中，該共享傳送為一資料接腳。某些實施例中，該方法包含上拉該SBU接腳上之一電壓。某些實施例中，該方法包含開啟一切換器來將調節的電力供應提供至VBUS。
另一範例中，提供一種設備，其包含：用以經由內嵌於一共享傳送中之一信號來接收一指令的裝置；用以要求調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上提供之一電力供應的裝置；以及用以將該VBUS接腳上之調節的電力供應提供至一電力消耗器的裝置。某些實施例中，該指令為該共享傳送中之一電壓或電流條件。某些實施例中，該共享傳送為一SBU接腳。某些實施例中，該共享傳送為一資料接腳。某些實施例中，該設備包含用以上拉該SBU接腳上之一電壓的裝置。某些實施例中，該設備包含用以開啟一切換器來將調節的電力供應提供至VBUS的裝置。
另一範例中，提供一種設備，其包含：用來上拉一專屬接腳之一上拉電阻裝置；以及根據該專屬接腳上之一電壓或電流條件來調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上之一電壓準位的邏輯。某些實施例中，該專屬接腳為一C型通用串列匯流排(USB)連接器的一部分。某些實施例中，該上拉電阻裝置為一電阻器，其具有耦接至耦接該專屬接腳之一互連體的一第一端子、以及耦接一內部電力供應節點之一第二端子。某些實施例中，該邏輯為符合一C型通用串列匯流排(USB)規格之一電力輸送(PD)控制器。某些實施例中，該設備包含耦接至該VBUS接腳並由該專屬接腳控制之一切換器。某些實施例中，該專屬接腳耦接至可操作來調變該專屬接腳上之電壓或電流的一耗電器裝置。某些實施例中，該專屬接腳為一邊帶單元(SBU)接腳。某些實施例中，該專屬接腳為一資料接腳。
一摘要說明係提供來允許讀者確認該技術揭示內容之本質與要旨。該摘要說明提出可理解到其不用來限制該等請求項之範疇與意義。下列請求項因而可併入該詳細說明中，而每一請求項代表其本身來作為一分開的實施例。
100‧‧‧USB PD系統101‧‧‧交流電主插座102‧‧‧C型USB AC/DC配接器102a、103b、402b、403b、707、807‧‧‧電力輸送(PD)控制器103‧‧‧C型USB賦能電腦系統、耗電器103a‧‧‧電力輸送(PD)控制器、調整模組或邏輯103c‧‧‧模組200、500、600‧‧‧流程圖201、202、203、204、205、206、221、222、223、224、225、422、501、503、601、602、603‧‧‧方塊300‧‧‧頂視與底視圖301‧‧‧SBU1302‧‧‧SBU2320‧‧‧全特徵C型USB插頭介面400、900‧‧‧USB電力輸送系統402‧‧‧供電器、電力配電器402a‧‧‧PD控制器、硬體403‧‧‧USB耗電器403a‧‧‧調整模組或邏輯403c‧‧‧模組403d‧‧‧硬體403e‧‧‧控制器404‧‧‧C型USB纜線束Rup‧‧‧上拉電阻器Rp、Rd‧‧‧電阻器CC‧‧‧線路CC1與CC2‧‧‧組態通道信號Vdd‧‧‧內部電力供應MP‧‧‧p型電晶體MN‧‧‧n型電晶體700‧‧‧USB供電裝置701、801‧‧‧低功率處理器702、802‧‧‧機器可讀儲存媒體、電腦可執行儲存媒體702a、802a‧‧‧指令、程式軟體碼705、805‧‧‧天線706、806‧‧‧網路匯流排800‧‧‧可調節USB電源901‧‧‧無線充電墊發送器901a‧‧‧功率放大器901b‧‧‧阻抗匹配階段901c‧‧‧自動調和繼電器901d、903d‧‧‧管理微控制器901e、903c‧‧‧藍芽低能量(LE兼容通訊模組902‧‧‧電力903‧‧‧無線充電賦能電腦系統903a‧‧‧電力接收器903b‧‧‧電壓調整模組903e‧‧‧系統電路的其他元件1680、2180‧‧‧周邊連接2100‧‧‧USB兼容智慧型裝置2110‧‧‧第一處理器2120‧‧‧聲響子系統2130‧‧‧顯示器子系統2132‧‧‧顯示器介面2140‧‧‧輸入/輸出控制器2150‧‧‧電力管理2160‧‧‧記憶體子系統2170‧‧‧連接2172‧‧‧蜂巢式連接2174‧‧‧無線連接2182‧‧‧至2184‧‧‧來自2190‧‧‧處理器
從下文給定之詳細說明以及從本揭示內容之各種不同實施例的附圖可更完整了解本揭示內容之實施例，然而，其不應採用來將該揭示內容限制於該等特定實施例，而是其僅作為解說與了解。
圖1繪示使用一可變電源之一典型通用串列匯流排(USB)電力輸送系統。
圖2繪示顯示圖1之USB電力輸送系統的協商協定之一流程圖。
圖3A繪示根據本揭示內容之某些實施例，組配來將可調節電力供應提供至一電力消耗器之一C型USB插頭槳式卡的頂視與底視圖。
圖3B繪示根據本揭示內容之某些實施例，組配來從一電力供應器接收可調節電力供應之C型USB插座介面(前視圖)。
圖3C繪示根據本揭示內容之某些實施例，組配來將可調節電力供應提供至一電力消耗器之全特徵C型USB插頭介面(前視圖)。
圖4繪示一根據本揭示內容之某些實施例，使用一可調節電源之USB電力輸送系統。
圖5繪示一根據本揭示內容之某些實施例，用來提供可調節電力供應之一方法的流程圖。
圖6繪示一根據本揭示內容之某些實施例，用來要求電力供應之一方法的流程圖。
圖7繪示一USB供電裝置，其具有包含指令之一機器可讀儲存媒體，該等指令受執行時可使一機器(例如，處理器)來執行要求調節電力供應之一操作。
圖8繪示一可調節USB電源，其具有包含指令之一機器可讀儲存媒體，該等指令受執行時可使一機器(例如，處理器)來根據要求提供一調節電力供應之一操作。
圖9繪示一根據本揭示內容之某些實施例，於一無線充電環境中使用一可調節電源之USB電力輸送系統。
圖10繪示一根據某些實施例之USB兼容智慧型裝置(例如，供電器、耗電器、或充電墊)或一電腦系統或一SoC(單晶片系統)，其具有用來動態要求以及從一USB電源接收可調節電力供應之邏輯、或用來動態接收一新電力供應的要求以及動態提供該新電力供應之邏輯。
101‧‧‧交流電主插座
400‧‧‧USB電力輸送系統
402‧‧‧供電器、電力配電器
402a‧‧‧PD控制器、硬體
402b、403b‧‧‧PD控制器
403‧‧‧USB耗電器
403a‧‧‧調整模組或邏輯
403c‧‧‧模組
403d‧‧‧硬體
403e‧‧‧控制器
404‧‧‧C型USB纜線束
CC‧‧‧線路
MP‧‧‧p型電晶體
MN‧‧‧n型電晶體
Rup‧‧‧上拉電阻器
Vdd‧‧‧內部電力供應

Claims (17)

  1. 一種電子設備，包含：用來上拉一邊帶單元(SBU)接腳之一上拉電阻裝置；用以根據該SBU接腳上之一電壓或電流條件來調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上之一電壓準位的邏輯；以及直接地耦接至該VBUS接腳並可由該SBU接腳控制之一切換器，其中該切換器包含一P型電晶體，該P型電晶體具有直接耦接至該SBU接腳之一閘極及耦接至該VBUS接腳之一源極或汲極。
  2. 如請求項1之電子設備，其中該SBU接腳為一C型通用串列匯流排(USB)連接器的一部分。
  3. 如請求項1之電子設備，其中該上拉電阻裝置為一電阻器，其具有耦接至與該SBU接腳耦接之一互連體的一第一端子、以及耦接一內部電力供應節點之一第二端子。
  4. 如請求項1之電子設備，其中該邏輯為一符合C型通用串列匯流排(USB)規格之一電力輸送(PD)控制器。
  5. 如請求項1之電子設備，其中該SBU接腳耦接至可操作來調變該SBU接腳上之電壓或電流的一耗電器裝置。
  6. 一種電子設備，包含：用來調變一電壓或電流之邏輯，其中該邏輯係用來使用一脈寬調變器來調變該電壓及/或電流； 用來接收該調變電壓或電流之電路，其中該電路耦接至一邊帶單元(SBU)接腳並用來修改該SBU接腳之一電壓或電流條件；以及用來根據該SBU接腳之電壓或電流條件來接收一電力供應之一匯流排電壓(VBUS)接腳，其中該SBU接腳係電氣地耦接至一電力供應器，其包含：用來上拉該SBU接腳之一上拉電阻裝置；用以根據該SBU接腳上之該電壓或電流條件來調節該VBUS接腳上之一電壓準位的邏輯；以及一P型電晶體，其具有直接耦接至該SBU接腳之一閘極及耦接至該VBUS接腳之一源極或汲極。
  7. 如請求項6之電子設備，其中該SBU接腳為一C型通用串列匯流排連接器的一部分。
  8. 如請求項6之電子設備，其中該上拉電阻裝置為一電阻器，其具有耦接至與該SBU接腳耦接之一互連體的一第一端子、以及耦接一內部電力供應節點之一第二端子。
  9. 如請求項6之電子設備，其中該電力供應器之該邏輯為符合一C型通用串列匯流排(USB)規格之一電力輸送(PD)控制器。
  10. 如請求項6之電子設備，其中該電力供應器包含耦接至該VBUS接腳並可由該SBU接腳控制之一切換器。
  11. 一種電子設備，包含：用來上拉一專屬接腳之一上拉電阻裝置；用以根據該專屬接腳上之一電壓或電流條件來調節一匯流排電壓(VBUS)接腳上之一電壓準位的邏輯；以及直接地耦接至該VBUS接腳並可由該專屬接腳控制之一切換器，其中該切換器包含一P型電晶體，該P型電晶體具有直接耦接至該專屬接腳之一閘極及耦接至該VBUS接腳之一源極或汲極。
  12. 如請求項11之電子設備，其中該專屬接腳為一C型通用串列匯流排(USB)連接器的一部分。
  13. 如請求項11之電子設備，其中該上拉電阻裝置為一電阻器，其具有耦接至與該專屬接腳耦接之一互連體的一第一端子、以及耦接一內部電力供應節點之一第二端子。
  14. 如請求項11之電子設備，其中該邏輯為符合一C型通用串列匯流排(USB)規格之一電力輸送(PD)控制器。
  15. 如請求項11之電子設備，其中該專屬接腳耦接至可操作來調變該專屬接腳上之電壓或電流的一耗電器裝置。
  16. 如請求項11之電子設備，其中該專屬接腳為一邊帶單元(SBU)接腳。
  17. 如請求項11之電子設備，其中該專屬接腳為一資料接腳。
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