本發(fā)明一般地涉及電源，并且更具體地涉及用于在dc輸出端口和dc輸入端口之間進(jìn)行匹配的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

對(duì)電子設(shè)備供電通常采用智能輸出端口。然而，本領(lǐng)域中需要在這樣的輸出端口和不兼容的dc輸入端口之間有效地匹配。

此外，本領(lǐng)域中需要最佳地處理電源適配器集線器中的過載情況，以便最小地影響與之連接的電子設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的主要目的是提供用于在電子設(shè)備的智能輸出端口和輸入端口之間有效電力遞送的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電源適配器電纜，包括：包括兩個(gè)或更多個(gè)電線的電纜；第一接口，耦合到所述電纜的第一端并且被適配為連接到電源的智能輸出端口；第二接口，耦合到所述電纜的第二端并且被適配為連接到電子設(shè)備的dc輸入端口；以及控制單元，可操作地耦合到在所述電纜的第一端和第二端之間的電纜，并且被配置為向所述電源傳輸電力控制指示，所述電力控制指示包括與所述電子設(shè)備的所述dc輸入端口相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，以便于允許所述電源通過兩個(gè)或更多個(gè)電線來向所述電子設(shè)備傳輸具有適當(dāng)參數(shù)的電力。

在一些實(shí)施例中，電力控制指示基于控制單元的預(yù)先配置。

在一些實(shí)施例中，控制單元包括適配為接收用戶控制信息的用戶接口（ui），并且所述電力控制指示基于所述用戶控制信息。ui可以包括調(diào)整裝置，用于確定所述控制信息和視覺指示，所述視覺指示被配置為反映由所述用戶確定的所述控制信息。在其他實(shí)施例中，ui包括無線接口。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元進(jìn)一步被耦合到所述第二接口，并且進(jìn)一步被配置為通過所述第二接口從所述電子設(shè)備的所述dc輸入端口接收電力控制信息，并且相應(yīng)地產(chǎn)生所述電力控制指示。在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為通過包括在所述第二接口中的至少一個(gè)數(shù)據(jù)線接收所述電力控制信息。在其他實(shí)施例中，所述控制單元被配置為通過包括在所述第二接口中的dc電壓線接收所述電力控制信息。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為通過包括在所述第一接口中的至少一個(gè)數(shù)據(jù)線將所述電力控制指示傳輸?shù)剿鲭娫础?/p>

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為通過包括在所述第一接口中的dc電壓線將所述電力控制指示傳輸?shù)剿鲭娫础?/p>

在一些實(shí)施例中，與所述電子設(shè)備的所述dc輸入端口相關(guān)的所述一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)是從包括dc電壓、允許的dc電壓范圍和最大電源電流的操作參數(shù)組中選擇的。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元進(jìn)一步被配置為僅在所述電源已經(jīng)響應(yīng)于所述電力控制指示之后，允許通過所述兩個(gè)或更多個(gè)電線從所述第一接口向所述第二接口的電力傳輸。

在一些實(shí)施例中，第一接口和第二接口包括電力接口規(guī)范組中的至少一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)特性，所述電力接口規(guī)范組包括通用串行總線（usb）電力遞送（pd）、usb3.x、usb-c、快速充電（qc）和電池充電（bc）。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種用于控制到電子設(shè)備的dc輸入端口的電力傳輸?shù)姆椒?，包括下述步驟：提供如上所述要在電源的智能輸出端口和所述電子設(shè)備的所述dc輸入端口之間連接的電源適配器電纜，以及通過所述兩個(gè)或更多個(gè)電線、所述第一接口和所述智能輸出端口從控制單元向所述電源傳輸電力控制指示，所述電力控制指示包括與所述電子設(shè)備的所述dc輸入端口相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，以便于允許所述電源通過兩個(gè)或更多個(gè)電線來向所述電子設(shè)備傳輸具有適當(dāng)參數(shù)的電力。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種電源適配器集線器，包括ac輸入端口；電源電路，耦合到所述ac輸入端口以用于接收ac電力并且具有最大額定輸出電力；以及多個(gè)輸出端口，耦合到所述電源電路以用于通過所述電源電路向外部設(shè)備供應(yīng)dc電力，其中，所述電源電路被配置為，在實(shí)現(xiàn)通過所述輸出端口供應(yīng)的總電力傾向于超過最大額定輸出電力（過載）時(shí)，以從零到全端口關(guān)閉的范圍中選擇的端口特定量來減少通過所述輸出端口中的每一個(gè)供應(yīng)的電力，并且繼續(xù)供應(yīng)未過載的電力。

在一些實(shí)施例中，預(yù)定義策略將輸出端口中的要與其連接的外部設(shè)備的敏感性反向相關(guān)的電力減少量確定為這樣的減少。所述電源電路被配置為，在借助于減少給實(shí)質(zhì)上易受電力減少影響的外部設(shè)備的電力時(shí)，根據(jù)預(yù)定義的優(yōu)先級(jí)策略連續(xù)地關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)輸出端口。

在一些實(shí)施例中，所述電源電路進(jìn)一步被配置為發(fā)出與被關(guān)閉的端口相關(guān)的警報(bào)指示。

在一些實(shí)施例中，所述電源電路被配置為，通過減少所供應(yīng)的電流來減少通過輸出端口供應(yīng)的電力，而基本上不影響輸出端口電壓。

在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)輸出端口包括符合電力接口規(guī)范組中的至少一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)特性的智能接口，所述電力接口規(guī)范組包括通用串行總線（usb）電力遞送（pd）、usb3.x、usb-c、快速充電（qc）和電池充電（bc）。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種用于控制由如上所述的電源適配器集線器供應(yīng)的dc電力的方法，所述方法包括下述步驟：通過所述輸出端口供應(yīng)所述外部設(shè)備所需要的電力，只要總供應(yīng)電力不超過最大額定輸出電力；以及在檢測(cè)到通過所述輸出端口供應(yīng)的總電力傾向于超過所述最大額定輸出電力（過載）時(shí)，基于預(yù)定義的策略，以從零到全端口關(guān)閉的范圍中選擇的端口特定量來減少通過所述輸出端口中的每一個(gè)供應(yīng)的電力，并且繼續(xù)供應(yīng)未過載的電力。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種電源系統(tǒng)，包括如上所述的電源適配器集線器和如上所述的至少一個(gè)電源適配器電纜，連接到電源適配器集線器的智能輸出端口之一。

在考慮以下描述和附圖時(shí)，將更全面地理解本文公開的本發(fā)明的這些和其他特征和益處。

附圖說明

圖1a和1c是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源適配器電纜的圖示；

圖1b和1d是示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制單元的框圖；

圖2是示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于控制電力傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。

圖3是示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源適配器集線器的框圖；

圖4是示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于控制由電源適配器集線器供應(yīng)的dc電力的方法的流程圖；和

圖5是示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于通過智能dc電源對(duì)電子設(shè)備供電的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，下文描述的實(shí)施例包括電源適配器電纜、電源適配器集線器和組合集線器和電纜二者的系統(tǒng)。

參考圖1a，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源適配器電纜100a的圖示。在電源適配器電纜的一端，存在接口連接器104，包括用于連接到dc電源（圖1a中未示出）的兼容智能輸出端口的智能usb-c型連接器。接口104連接到包括若干電線的電纜108的第一端，包括如圖1a所描繪的至少地線和dc電壓線，在usb方面表示為v總線。電線通常是隔離的。在電纜108的第二端處連接有接口連接器112a，接口連接器112a包括簡(jiǎn)單的雙線dc電力插頭，以用于連接到電子設(shè)備（圖1中未示出）的簡(jiǎn)單dc輸入端口。

插頭112a包括連接到電纜108電線以及插頭112a的引腳v+和gnd的控制單元116a。下文詳細(xì)描述的控制單元116a可以在電源適配器電纜100a端部之間的任何位置附接到電源適配器電纜100a?？刂茊卧?16a用于調(diào)整通過接口104進(jìn)入的dc電壓，以適合要連接到接口112a的外部設(shè)備。在實(shí)施例中，該調(diào)整可以由用戶通過機(jī)械調(diào)節(jié)器120和按鈕開關(guān)124來執(zhí)行，如下所解釋的那樣。機(jī)械調(diào)節(jié)器120和按鈕開關(guān)124因此包括用于調(diào)整v總線的用戶接口（ui）。在一些實(shí)施例中，可以采用其他ui類型，諸如通過無線接口與控制單元116a通信的觸摸屏或遙控器。通過這種更高級(jí)的ui，控制單元116a可以獲得更復(fù)雜的用戶控制信息，以用于影響連接到接口112a的電子設(shè)備的dc輸入端口的若干操作參數(shù)，諸如允許的dc電壓范圍和最大電源電流。

圖1b示出了示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制單元116a的框圖。如圖中所示，調(diào)節(jié)器120包括通過電阻器128連接到v總線的電位器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc132連接到電位器輸出端和線路v總線，并且從而向處理器136提供分別表示期望和實(shí)際v總線值的數(shù)值。處理器136相應(yīng)地生成通過經(jīng)由線路v總線將電容器140耦合到104連接器配對(duì)而發(fā)送的電力控制指示邏輯消息。在實(shí)施例中，該信號(hào)符合電力遞送（pd）協(xié)議。在其他實(shí)施例中，其他協(xié)議和接口線路可以用于電力控制指示。在實(shí)施例中，處理器136被配置為調(diào)節(jié)在用戶按下的開關(guān)124時(shí)發(fā)送電力控制指示，以用于確認(rèn)該用戶的調(diào)整操作。電感器144和電容器148用于濾除供應(yīng)到adc132和處理器136的dc電壓。處理器136等待直至電源響應(yīng)于電力控制指示，并且然后閉合開關(guān)152，從而允許通過接口112在線路v+上的電力傳輸。在實(shí)施例中，在v總線線路上作為確認(rèn)消息承載電源響應(yīng)。在另一實(shí)施例中，處理器136通過adc132測(cè)量更新的v總線電平，并且如果測(cè)量到正確電平，則閉合開關(guān)152。

在圖1c中，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源適配器電纜100b的圖示。該電纜版本與設(shè)備側(cè)接口112b中的100a不同，其包括具有d+和d-線路的usb-a連接器。接口112b不包括外部控制裝置而是包括控制單元116b。

圖1d示出了示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制單元116b的框圖。與控制單元116a的不同之處在于，處理器136通過接口112b中的線路d+和d-而不是從用戶獲得電力控制信息，接口112b包括usb-a插頭。在實(shí)施例中，電力控制信息符合電池充電（bc）協(xié)議。在其他實(shí)施例中，可以采用其他電力控制協(xié)議，諸如快速充電（qc）。然而，在其他實(shí)施例中，處理器136可以通過usb-a插頭中的線路v總線接收電力控制信息。然而，在其他實(shí)施例中，處理器136可以通過接口104中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)線（在上圖中未示出）發(fā)送電力控制指示。

在一些實(shí)施例中，作為上述控制信息的替代或附加，控制單元可以存儲(chǔ)預(yù)先配置的控制信息。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，接口104、112a和112b可以包括選擇與諸如usb電力遞送（pd）、usb3.x、usb-c、快速充電（qc）和電池充電（bc）的各種規(guī)范相關(guān)的特性。

圖2示出了示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于控制來自dc電源的智能輸出端口的電力傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D200。該方法以連接步驟204開始，其中諸如100a和100b的電源適配器電纜連接在電子設(shè)備的智能輸出端口和dc輸入端口之間。在接收步驟204中，諸如116a和116b的控制單元接收包括與dc輸入端口有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)請(qǐng)求的參數(shù)的控制信息。在傳輸步驟212中，控制單元將所請(qǐng)求的參數(shù)發(fā)送到智能輸出端口。在等待步驟216中，控制單元等待如上所解釋的電源響應(yīng)。在傳輸步驟220中，控制單元允許對(duì)電子設(shè)備的dc電力傳輸。

圖3示出了示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源適配器集線器300的框圖。通過電源適配器集線器300的電力路徑以ac輸入端口308開始。ac到dc轉(zhuǎn)換器312產(chǎn)生穩(wěn)定的dc電壓，其對(duì)多個(gè)dc到dc轉(zhuǎn)換器316進(jìn)行饋送。轉(zhuǎn)換器316產(chǎn)生通過電流感測(cè)單元320和智能輸出端口324的輸出dc電壓。處理器328連接到感測(cè)單元320和輸出端口324，并且由此恒定地計(jì)算由輸出端口324供電的外部設(shè)備（圖3中未示出）所消耗的總電力。上述級(jí)312、316、320和328組成電源電路304（ps），針對(duì)電源電路304規(guī)定了最大額定輸出電力。處理器328還基于通過智能輸出端口324交換的電力請(qǐng)求信息來知道外部設(shè)備的屬性。根據(jù)那些屬性，處理器328推斷每個(gè)外部設(shè)備對(duì)提供給它的電力可能減小的敏感性。

當(dāng)處理器328基于總消耗電力認(rèn)識(shí)到最大額定輸出電力傾向于被超過時(shí)，它推斷ps進(jìn)入“過載”狀況，并且開始控制它以便減輕過載，如下文所解釋的。指示器332也在下文中解釋。管理接口336用于遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制電源適配器集線器300。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，智能輸出端口324可以包括與諸如usb電力遞送（pd）、usb3.x、usb-c、快速充電（qc）和電池充電（bc）的各種規(guī)范相關(guān)的特性的選擇。

圖4示出了示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于控制由電源適配器集線器300供電的dc電力的方法的流程圖400。該方法開始于供應(yīng)步驟404，其中輸出端口324根據(jù)外部設(shè)備要求向外部設(shè)備供應(yīng)輸出電力，所述要求通常使用包括在上述智能輸出端口規(guī)范中的電力傳輸協(xié)議來請(qǐng)求。在判定步驟408中，如上所解釋的，處理器328恒定地檢查ps304是否過載。在過載的情況下，該方法前進(jìn)到判定步驟412，其中處理器328指示dc到dc轉(zhuǎn)換器316根據(jù)預(yù)先定義的基于優(yōu)先級(jí)的策略來減少其供應(yīng)到外部設(shè)備的電力，該策略考慮了外部設(shè)備對(duì)這種減少的所評(píng)估的敏感性。在實(shí)施例中，在減小步驟416中策略開始，由于其評(píng)估的對(duì)臨時(shí)電力減少的低敏感性而減少供應(yīng)給對(duì)充電器型外部設(shè)備供電的輸出端口的電力。一旦沒有基本上對(duì)電力減少不敏感的外部設(shè)備存在，在關(guān)閉步驟420中，策略開始根據(jù)預(yù)定義的優(yōu)先級(jí)連續(xù)地關(guān)閉輸出端口。該方法以發(fā)布步驟424結(jié)束，其中處理器328通過指示器332針對(duì)每個(gè)關(guān)閉輸出端口發(fā)出警報(bào)指示。在一些實(shí)施例中，一些dc到dc轉(zhuǎn)換器316被配置為，在基本上不影響相應(yīng)的輸出端口電壓的情況下，通過減少供應(yīng)的電流來減少所供應(yīng)的電力。

圖5示出了示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源系統(tǒng)500的框圖。該系統(tǒng)包括電源適配器集線器300和一個(gè)或多個(gè)電源適配器電纜，諸如100a和100b。

上述描述已集中于對(duì)于理解所公開的技術(shù)的某些特征而言必不可少的特定實(shí)施例元件和方法步驟。為了簡(jiǎn)單起見，從附圖和相關(guān)描述中省略了實(shí)施例元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。所描述的實(shí)施例和方法將被稱為示例，單純?yōu)榱烁拍钋宄鹨姸x擇的。在替代實(shí)施例中，還可以使用任何其他合適的配置和方法步驟。