[發明專利]用于USB功率輸送源的電壓轉換控制

在審

• 申請號: 201680041119.0
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN107835967A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: D·W·沃特世
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26;G08C17/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙志剛,趙蓉民

技術領域

本申請總體上涉及集成電路，并且更具體地涉及控制串行總線上的電源電壓的切換的電路。

背景技術

通用串行總線(USB)功率輸送(PD)和Type-C規格已經發布，其能夠通過新的USB電纜和連接器輸送更高的功率。該技術的意圖是為可能需要大于5V的筆記本電腦、平板電腦等創建通用電源插頭。USB-PD規格定義經由USB-PD電纜和連接器連接的源端口與信宿(sink)端口之間的通信鏈路。例如，通信被設計為半雙工和基于數據包的。數據包包含使兩個端口能夠通信并協商源端口提供給信宿端口的電壓和電流的各種信息。端口甚至可協商切換角色(源到信宿，反之亦然)。在USB-PD規格中的底層通信是雙相標記編碼(BMC)。該通信獨立于正常的USB通信發生，該正常的USB通信通過相同的電纜(和不同的電線)傳播。USB-PD通信通過不同的電線(例如，串行通信控制(CC)電線)而不是USB數據線發生。對于USB Type-C電纜，如通過控制CC引腳上的DC電壓，甚至在沒有USB-PD消息傳送的情況下可輸送高達15V。

發明內容

在描述的示例中，一種電路控制串行總線上的電源電壓的切換。在一個示例中，電路包括控制器，以與信宿設備通信并且將可用電源通信至信宿設備。響應于來自控制器的控制信號，開關設備將來自電源中的一個的功率切換至信宿設備。控制器中的策略引擎定義在控制器與信宿設備之間的不同通信階段期間用于控制器操作的策略。在初始通信階段期間，控制器提供電源中的每個給信宿設備。如果信宿設備依據初始通信階段從控制器請求電源中的大于最小電壓電源的一個，則在控制器與信宿設備之間的隨后通信階段期間，控制器提供電源的子集給信宿設備。

在另一個示例中，一種半導體設備包括控制器，該控制器與信宿設備通信并且將可用電源通信至信宿設備。電源包括最小電壓電源、中等電壓電源和最大電壓電源。控制器中的策略引擎定義在控制器與信宿設備之間的不同通信階段期間用于控制器操作的策略。在初始通信階段期間，控制器提供電源中的每個給信宿設備。在信宿設備依據初始通信階段從控制器請求電源中的大于最小電壓電源的一個之后，在控制器與信宿設備之間的隨后通信階段期間，控制器提供電源的子集給信宿設備。由控制器提供的電壓源的子集包括中等電壓電源和最大電壓電源中的一個以及最小電壓電源。

在另一個示例中，一種方法包括在初始通信階段期間通信提供(offer)多個電源中的每個至信宿設備。該方法包括在信宿設備從控制器請求電源中的大于最小電壓電源的一個之后，在控制器與信宿設備之間的隨后通信階段期間，通信提供電源的子集至信宿設備。該方法包括響應于來自信宿設備對電源中的一個的請求，將來自電源中的一個的功率切換至信宿設備。

附圖說明

圖1說明了控制串行總線上的電源電壓的切換的電路的一個示例示意性框圖。

圖2說明了采用受控切換的通用串行總線的另一個示例示意性電路圖。

圖3說明了控制串行總線上的電源的切換的半導體電路的一個示例。

圖4說明了用于控制串行總線上的電源的切換的一個示例方法。

圖5說明了通信和控制串行總線上的電源的切換的一個示例方法。

具體實施方式

本公開涉及控制串行總線上的電源電壓的切換的電路。該電路包括控制器，該控制器通過串行接口(如通用串行接口(USB))提供可用電源給請求信宿設備。提供協議，其中策略被定義為在信宿設備已經對控制器做出初始功率選擇之后限制提供(offering)可用電源給信宿設備。通過控制可用的電源提供(例如，而不是提供完整的電源列表)，其可在控制器與信宿設備之間的隨后通信中進行，可減少電路的復雜性以降低本文中描述的串行接口的總體成本。例如，可除去中間電源開關設備上的保護二極管，因為在信宿設備的初始供電選擇之后，策略阻止中間供電值之間的切換。而且，可經由單個控制器輸出端口而不是經由與常規系統一樣的多個端口控制中間電源。此外，可減少跨過開關設備的濾波組件，進一步減少接口的成本。