CN103714855A - 编程方法 - Google Patents

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Abstract

一种编程方法，用于可编程电源供应器。在此编程方法中，请求信号生成于装置中，且请求信号由可编程电源供应器接收。接着，可编程电源供应器的输出电压根据请求信号的频率来决定。可编程电源供应器的输出电压被耦合来对装置的负载供电。反弹跳操作还提供来滤除请求信号的噪声。请求信号包括高状态期间以及低状态期间。请求信号的电平高于阈值时定义为高状态期间。请求信号的电平低于阈值时定义为低状态期间。可编程电源供应器的输出电压还由请求信号的周期决定。

Description

编程方法
技术领域
本发明涉及一种可编程电源供应器，特别涉及一种可编程电源供应器的编程方法。
背景技术
现今移动式装置（例如笔记型计算机、移动电话以及平板计算机）的电源供应器的制造商提出各种不同的设计以对这些移动式装置提供不同的供应电压。因此，具有多个移动式装置的使用者经常必须携带这些电源供应器以提供电源给各个移动装置，这对于常携带这些移动装置的使用者而言造成很大的负担。为了降低这种负担，电源供应器的制造商已发展出可编程电源供应器，其可由移动式装置的要求提供不同的电压。而为了确保安全且稳定的电压切换，在可变成电源供应器与移动式装置之间执行的联系成为一重要的议题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于可编程电源供应器的编程方法，以在移动式装置的需求下供电给移动式装置。
本发明提供一种编程方法，用于可编程电源供应器。此编程方法包括在装置生成请求信号；在可编程电源供应器接收请求信号；以及根据请求信号的频率来决定可编程电源供应器的输出电压。可编程电源供应器的输出电压被耦合来对装置的负载供电。此编程方法还包括：提供反弹跳操作，以滤除请求信号的噪声。请求信号包括高状态期间以及低状态期间。请求信号的电平高于阈值时定义为高状态期间。请求信号的电平低于阈值时定义为低状态期间。可编程电源供应器的输出电压还由请求信号的高状态期间决定。编程电源供应器的输出电压还由请求信号的低状态期间决定。可编程电源供应器的输出电压还由请求信号的周期决定。
本发明还提供一种编程方法，用于可编程电源供应。此编程方法包括在装置生成请求信号；在可编程电源供应器接收请求信号；检测请求信号的高状态期间；检测请求信号的低状态期间；验证请求信号的高状态期间是否符合第一边界条件；验证请求信号的低状态期间是否符合第二边界条件；以及根据验证高状态期间的步骤的结果以及验证低状态期间的步骤的结果来决定可编程电源供应器的输出电压。可编程电源供应器的输出电压被耦合来对装置的负载供电。此编程方法还包括：提供反弹跳操作，以滤除请求信号的噪声。请求信号的电平高于阈值时定义为高状态期间。请求信号的电平低于阈值时定义为低状态期间。决定可编程电源供应器的输出电压的步骤包括：根据验证高状态期间的步骤的结果以及验证低状态期间的步骤的结果来生成计数；以及根据计数的数值来决定可编程电源供应器的输出电压。当请求信号的高状态期间符合第一边界条件且请求信号的低状态期间符合第二边界条件时，计数的数值增加。当请求信号的高状态期间不符合第一边界条件或请求信号的低状态期间不符合第二边界条件时，计数的数值减少。
本发明又提供一种编程方法，用于可编程电源供应。此编程方法包括：在装置生成请求信号；在可编程电源供应器检测请求信号；以及根据请求信号的高状态期间以及低状态期间的比例组合来决定可编程电源供应器的输出电压。可编程电源供应器的输出电压耦合来对装置的负载供电。此编程方法还包括：提供反弹跳操作，以滤除请求信号的噪声。请求信号的电平高于阈值时定义为高状态期间，且请求信号的电平低于阈值时定义为低状态期间。比例组合包括高状态期间占用请求信号的周期的百分比以及低状态期间占用请求信号的周期的另一百分比。
附图说明
图1绘示根据本发明一实施例，用来编程一可编程电源供应器的系统。
图2绘示根据本发明一实施例的一请求信号的波形。
图3绘示根据本发明一实施例的一检测器的控制流程。
图4绘示根据本发明一实施例，检测器的一请求信号检测方块的控制流程。
图5绘示根据本发明一实施例，请求信号检测方块的一验证方块的控制流程。
图6绘示由另一观点来说明本发明图3的控制流程。
图7A绘示根据本发明一实施例的一高状态期间、一低状态期间以及一输出电压的对照表。
图7B绘示根据本发明一实施例的输出电压以及请求信号的频率（周期T的倒数）的对照表。
【符号说明】
Figure BDA0000458182160000031
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1绘示根据本发明一实施例，用来编程一可编程电源供应器的系统。可编程电源供应器10包括可编程电压源25以及检测器100。可编程电压源25将提供输出电压VCC，以供电给装置20的负载30。装置20包括负载30以及信号生成电路300。在本发明的一实施例中，信号生成电路300可以是一应用处理器。在本发明的另一实施例中，信号生成电路300可以是一波形生成电路。信号生成电路300将根据负载30的能量需求来生成请求信号VS，以用来编程输出电压VCC。请求信号VS可通过，例如通用串行总线（UniversalSerial Bus，USB）的D-导线，而由装置20传送至可编程电源供应器10的检测器100。检测器100根据请求信号VS来控制可变压电压源25来生成输出电压VCC。输出电压VCC基于负载30的能量需求而被编程至一需求电平，例如5V、9V、12V、18V等等。
图2绘示根据本发明一实施例的请求信号VS的波形。当请求信号VS的电平高于一阈值VT时，请求信号VS具有高状态。而当请求信号VS的电平低于阈值VT时，请求信号VS具有低状态。TH表示请求信号VS的高状态期间。TL表示请求信号VS的低状态期间。T表示请求信号VS的周期，其与请求信号VS的频率互为倒数。周期T也与高状态期间TH以及低状态期间TL相关联。期间T1定义关于高状态期间TH的低期间阈值。期间T2定义关于高状态期间TH的高期间阈值。期间T3定义关于低状态期间TL的低期间阈值。期间T4定义关于低状态期间TL的高期间阈值。期间T1与T2定义出高状态期间TH的第一边界条件（准则）。期间T3与T4定义出低状态期间TL的第二边界条件（准则）。每一对的高状态期间TH以及低状态期间TL将定义输出电压VCC的一对应电平。本领域技术人员可理解请求信号VS为具有交替地跨越至少一阈值的任何波形，例如方波、三角波以及弦波等等。
图3绘示根据本发明一实施例的检测器100的控制流程。检测器100用来检测高状态期间TH以及低状态期间TL，以决定由负载30所要求的输出电压VCC的电平。当请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL符合如前所述的边界条件（准则），检测器100将控制可编程电压源25，以设定输出电压VCC的一对应电平来供电给装置20的负载30。
在控制流程的一开始，输出电压VCC设定为一初始电压电平V0，例如5V。参数设定方块110将接着设定期间（参数）T1、T2、T3以及T4。请求信号检测方块150将以期间T1、T2、T3以及T4为参考依据来检测请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL。当请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL符合由参数T1、T2、T3以及T4所设定的多个准则时，请求信号检测方块150将以1来增加计数N的数值（N=N+1）。当在多于M个周期（cycle）下都符合边界条件，计数N的数值将设定为M（N=M）。一旦计数N的数值等于M，输出电压VCC将设定为V1，例如6V。
当请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL不符合由参数T1、T2、T3以及T4所设定的多个边界条件时，请求信号检测方块150将以1来减少计数N的数值（N=N–1）。当计数N的数值等于零（N=0）时，输出电压VCC将设定为初始值V0。
因此，输出电压VCC可以根据请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL而被设定为任何期望的值（V0、V1、…或VN）。由于请求信号VS的周期T与高状态期间TH以及低状态期间TL相关联，因此本领域技术人员可理解在一实施例中，输出信号VCC可根据请求信号VS的周期T（或频率）而被设定为任何期望的值。在请求信号检测方块150中，可由检测器100来执行一噪声滤除（反弹跳（de-bounce））操作，以滤除请求信号VS的噪声，如此一来可避免噪声干扰对计数N的影响。
图4绘示根据本发明一实施例，检测器100的请求信号检测方块150的控制流程。验证方块200将以期间T1、T2、T3以及T4为参考依据来验证请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL。当请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL符合由参数T1、T2、T3以及T4所设定的多个边界条件时，标志FH以及标志FL都将设定为1。当标志FH以及标志FL都等于1（高逻辑）时（FH=1、FL=1），计数N的数值将增加1（N=N+1）。一旦计数N的数值增加至大于M时，计数N的数值将设定为M（当N>M，设定N=M）。当请求信号VS的高状态期间TH以及低状态期间TL中至少一个不符合由参数T1与T2或参数T3与T4所设定的对应边界条件时，计数N的数值将减少1（N=N–1）。一旦计数N的数值减少至低于零，计数N的数值将设定为零（N=0）（当N<0，设定N=0）。
图5绘示根据本发明一实施例，请求信号检测方块150的验证方块200的控制流程。验证方块200用来验证请求信号VS的电平。当请求信号VS的电平高于阈值VT时，将根据参数T1与T2来验证高状态期间TH，换句话说，将验证高状态期间TH是否符合参数T1与T2所定义的边界条件。每当高状态期间TH大于期间T1且同时高状态期间TH小于期间T2时，高状态期间TH符合对应的边界条件，且标志FH将设定为1（高逻辑）（设定FH=1）。每当高状态期间TH等于或小于期间T1且同时高状态期间TH大于或等于期间T2时，高状态期间TH则不符合对应的边界条件，且标志FH将设定为0（低逻辑）（设定FH=0）。
当请求信号VS的电平低于阈值VT时，将根据参数T3与T4来验证低状态期间TL，换句话说，将验证低状态期间TL是否符合参数T3与T4所定义的边界条件。每当低状态期间TL大于期间T3且同时低状态期间TL小于期间T4时，低状态期间TL符合对应的边界条件，且标志FL将设定为1（高逻辑）（设定FL=1）。每当低状态期间TL等于或小于期间T3且同时低状态期间TL大于或等于期间T4时，低状态期间TL则不符合对应的边界条件，且标志FL将设定为0（低逻辑）（设定FL=0）。
图6绘示由另一观点来说明本发明图3的控制流程。在控制流程的一开始，输出电压VCC设定为初始电压电平V0。当请求信号VS高于临界直VT时，决定了请求信号VS的高状态期间TH。当请求信号VS低于阈值VT时，决定了请求信号VS的低状态期间TL。多个准则对(criterion pairs)为内部定义。例如第一准则对TH1与TL1至最后的准则对THN与TLN。一旦高状态期间TH等于TH1且低状态期间TL等于TL1，输出电压VCC将设定为V1。当高状态期间TH不等于TH1和/或低状态期间TL不等于TL1，高状态期间TH以及状态期间TL将持续地被检验，是否符合至少一其它准则对，例如准则对TH2与TL2、准则对TH3与TL3等等。每当符合任一准则对，输出电压VCC将被制订为其对应的电平。一旦不符合所有的准则对，输出电压VCC将维持在目前的电平。不同的准则对针对高状态期间TH以及低状态期间TL定义了不同的比例组合，且这些准则对将对应输出电压VCC的不同电平。本领域技术人员可理解，决定请求信号VS的不同频率也可对应输出电压VCC的不同电平。
图7A绘示根据本发明一实施例的高状态期间TH、低状态期间TL以及输出电压VCC的对照表。此对照表包括高状态期间TH以及低状态期间TL的不同比例组合，以决定输出电压VCC的电平。每一比例组合包括高状态期间TH占用周期T的一个百分比以及低状态期间TL占用周期T的另一个百分比。在本发明中，可能的比例组合可任意定义，且不受图7A的实施例所限制。在本发明的一实施例中，比例组合可包括一变化的高状态期间TH以及一固定的低状态期间TL。在本发明的另一实施例中，比例组合可包括一固定的高状态期间TH以及一变化的低状态期间TL。
图7B绘示根据本发明一实施例的输出电压VCC以及请求信号VS的频率（周期T的倒数）的对照表。频率（1/T Std.）的每一组具有其最大频率（1/TMax.）以及最小频率（1/T Min.），以形成一迟滞频率范围。举例来说，当请求信号VS的频率落在160Hz与180Hz之间的范围时，输出电压VCC将设定为12V。在本发明中，迟滞频率范围可任意定义，且不受图7B的实施例所限制。
即使输出电压VCC的范例电平彼此不相同，但本领域技术人员可理解输出电压VCC的范例电平可全部或部分彼此相同。简单地使用传送自装置20且由可编程电源供应器10所接收的一周期性请求信号VS来实现在装置20与可编程电源供应器10之间的联系，可减少电路设计的复杂度。此外，藉由使用关于高状态期间TH、低状态期间TL以及周期T的适当迟滞范围，可编程电源供应器10可切换其输出电压VCC以更精确地供电给装置20。当本发明应用于USB充电器时，请求信号VS可通过固有的线路（例如D-导线）来传递，以降低制造成本。
本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (16)

1.一种编程方法，用于可编程电源供应器，包括：
在装置生成请求信号；
在所述可编程电源供应器接收所述请求信号；以及
根据所述请求信号的频率来决定所述可编程电源供应器的输出电压；
其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压耦合来对所述装置的负载供电。
2.如权利要求1所述的编程方法，还包括：
提供反弹跳操作，以滤除所述请求信号的噪声。
3.如权利要求1所述的编程方法，
其中，所述请求信号包括高状态期间以及低状态期间；以及
其中，所述请求信号的电平高于阈值时定义为所述高状态期间，且所述请求信号的电平低于所述阈值时定义为所述低状态期间。
4.如权利要求3所述的编程方法，其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压还由所述请求信号的所述高状态期间决定。
5.如权利要求3所述的编程方法，其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压还由所述请求信号的所述低状态期间决定。
6.如权利要求1所述的编程方法，其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压还由所述请求信号的周期决定。
7.一种编程方法，用于可编程电源供应器，包括：
在装置生成请求信号；
在所述可编程电源供应器接收所述请求信号；
检测所述请求信号的高状态期间；
检测所述请求信号的低状态期间；
验证所述请求信号的所述高状态期间是否符合第一边界条件；
验证所述请求信号的所述低状态期间是否符合第二边界条件；以及
根据验证所述高状态期间的步骤的结果以及验证所述低状态期间的步骤的结果来决定所述可编程电源供应器的输出电压；
其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压耦合来对所述装置的负载供电。
8.如权利要求7所述的编程方法，还包括：
提供反弹跳操作，以滤除所述请求信号的噪声。
9.如权利要求7所述的编程方法，其中，所述请求信号的电平高于阈值时定义为所述高状态期间，且所述请求信号的电平低于所述阈值时定义为所述低状态期间。
10.如权利要求7所述的编程方法，其中，决定所述可编程电源供应器的所述输出电压的步骤包括：
根据验证所述高状态期间的步骤的所述结果以及验证所述低状态期间的步骤的所述结果来生成计数；以及
根据所述计数的数值来决定所述可编程电源供应器的所述输出电压。
11.如权利要求10所述的编程方法，其中，当所述请求信号的所述高状态期间符合所述第一边界条件且所述请求信号的所述低状态期间符合所述第二边界条件时，所述计数的所述数值增加。
12.如权利要求10所述的编程方法，其中，当所述请求信号的所述高状态期间不符合所述第一边界条件或所述请求信号的所述低状态期间不符合所述第二边界条件时，所述计数的所述数值减少。
13.一种编程方法，用于可编程电源供应器，包括：
在装置生成请求信号；
在所述可编程电源供应器检测所述请求信号；以及
根据所述请求信号的高状态期间以及低状态期间的比例组合来决定所述可编程电源供应器的输出电压；
其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压耦合来对所述装置的负载供电。
14.如权利要求13所述的编程方法，还包括：
提供反弹跳操作，以滤除所述请求信号的噪声。
15.如权利要求13所述的编程方法，其中，所述请求信号的电平高于阈值时定义为所述高状态期间，且所述请求信号的电平低于所述阈值时定义为所述低状态期间。
16.如权利要求13所述的编程方法，其中，所述比例组合包括所述高状态期间占用所述请求信号的周期的百分比以及所述低状态期间占用所述请求信号的所述周期的另一百分比。
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