CN104377751A - 充电连接器的过热检测和保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种装置，该装置包含：电阻控制块(RCB)，其耦合到通用串行总线(USB)连接器充电端口的数据线，以及被配置为改变数据线之间的电阻水平。所述装置还包含：感知和调节块(SAB)，其被配置为感知USB连接器充电端口的预定的过热水平，以及使得RCB增加该电阻水平，导致USB连接器充电端口表现为不同类型的端口。在另一个实施例中，一种装置包含RCB和SAB。RCB耦合到USB连接器的识别线和接地线，以及被配置为改变它们之间的电阻水平。SAB被配置为感知USB连接器的预定的过热水平，以及使得RCB降低该电阻水平。

Description

充电连接器的过热检测和保护装置
技术领域
本申请一般针对用于充电连接器的装置，以及更具体地针对用于充电连接器的过热检测和故障保护的装置。
背景技术
要求移动设备来执行越来越多的功能。因此，移动设备具有较高容量的电池，以便具有合理的操作时间。为了对较高容量的电池进行充电，需要较大的充电电流以保持充电时间是合理的。用于对移动设备充电的流行充电接口是通用串行总线(USB)接口。更具体地，移动设备中的微型USB接口。然而，由于较小的接口和电缆和连接器的磨损，因此通过微型USB接口的较高的充电电流能够具有功率耗散问题。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种装置，该装置包含：电阻控制块，其耦合到通用串行总线连接器充电端口的第一数据线和第二数据线。所述电阻控制快被配置为改变所述第一数据线和所述第二数据线之间的电阻水平。所述装置还包含：感知和调节块，其耦合到所述通用串行总线连接器充电端口。所述感知和调节块被配置为感知所述通用串行总线连接器充电端口的预定的过热水平，以及使得所述电阻控制块增加所述电阻水平，导致所述通用串行总线连接器充电端口表现为不同类型的端口。
本发明的另一个方面提供了一种装置，该装置包含：电阻控制块，其耦合到便携式设备的通用串行总线连接器的接地线和识别线。所述识别线耦合到所述便携式设备的通用串行总线控制器。所述电阻控制快被配置为改变所述识别线和所述接地线之间的电阻水平。所述装置还包含：感知和调节块，其耦合到所述便携式设备的通用串行总线连接器，以及被配置为感知所述便携式设备的通用串行总线连接器的预定的过热水平。所述感知和调节块还被配置为使得所述电阻控制块降低所述识别线和所述接地线之间的电阻水平到达预定水平。
附图说明
现在参照结合附图的以下描述，其中：
图1是用于移动设备的示例充电环境的框图；
图2是图1的充电环境的充电问题的框图；
图3是示例环境的框图，在示例环境中可以根据本发明的原理来实现本发明的一个实施例；
图4是图3的本发明的一个实施例的更详细的框图；
图5A是在图3的充电设备内的装置的实施例的框图；
图5B是根据本发明的有形的存储介质410的实施例的示意图；
图5C是与图3的移动设备在一起的装置的实施例的框图；
图5D是根据本发明的有形的存储介质430的实施例的示意图；
图6A是本发明的实施例的示意图；
图6B是本发明的另一个实施例的示意图；
图7是本发明的实施例的示意图；
图8A是根据本发明的一个实施例的图3的充电设备内的图6A的传感器的一种布置的框图；
图8B是根据本发明的一个实施例的具有俘虏电缆(captive cable)的图3的充电设备内的图6A的传感器的一种布置的框图。
图9是根据本发明的原理的方法的一个实施例的流程图；以及
图10是根据本发明的原理的方法的另一个实施例的流程图。
具体实施方式
首先参照图1，说明的是用于移动设备的示例充电环境的框图。该环境包含充电设备10，该充电设备10能够经由通用串行总线(“USB”)连接器13提供充电电流。充电设备10可以具有电源插头11以获得来自常规电力插座的电力，以及使用常规组件(未示出)以将交流电(AC)转换成预定电压的直流电(DC)，该预定电压适用于经由常规USB电缆20对移动设备30进行充电。在另一个实施例中，电源插头11可以是连接到常规组件(未示出)的常规DC电源插头(未示出)，该常规组件将进入的DC电流和电压转变成用于对移动设备30进行充电的适当的DC电流和电压。在一个实施例中，充电设备10可以包含电池12，该电池12用于在没有可以使用的AC电源或充电设备10不包括电源插头的情况下来提供充电电流。充电设备10的示例包含：USB充电器、台式计算机和便携式计算机。
充电设备10的USB连接器13经由兼容类型的USB连接器21耦合到USB电缆20的一端。USB电缆20的另一端经由兼容类型的USB连接器22耦合到移动设备30的USB连接器31。当USB电缆20耦合到充电设备10和移动设备30时，充电设备10的USB连接器13将表现为至移动设备30的充电端口。在电池充电规范(版本1.2，2010年12月7日)中描述了关于USB端口描述和经由USB充电的背景信息，以及通过引用将其整体并入本文。在另一个实施例，USB电缆20的USB连接器21和充电设备10的USB连接器13被组合成不可以从充电设备10拆分的一个连接器。在此类布置中，USB电缆20可以被称为俘虏电缆。
移动设备30是能够经由USB连接器31接收充电电流的任何便携式设备，以及例如根据以上列出电池充电规范来对移动设备30内或耦合到移动设备30的电池32进行充电。移动设备30的一些示例包含便携式电话、mp3播放器、平板电脑和个人游戏机。
现在转到继续参照图1的图2，说明的是图1的充电环境的充电问题的框图。在图示说明的环境中，消费者希望他们的移动设备30执行越来越多的功能以及在充电之间更长时间地进行操作。给定增加的使用的情况下，为了获得更长的操作时间，需要更大的电池容量。这通常需要更大的电流以在合理的时间内对电池进行充电。在充电中使用的大多数流行的接口中的一种接口是包含标准的USB电缆20的USB接口。一种此类标准的USB电缆是微型USB电缆，由大量移动设备30支持该微型USB电缆。支持微型USB电缆的移动设备30的示例包含：移动电话、平板电脑、mp3播放器以及个人游戏机。然而，当USB电缆用于对移动设备进行充电时，它们可能有问题。
结合USB电缆20的USB连接器13，31可能在对移动设备30进行充电中使用的各种电流水平方面有问题。另外，USB连接器13、31和USB电缆20在充电期间对所有未预期的欧姆损耗敏感。未预期的欧姆损耗能够发生自USB连接器13、21、22、31磨损或短路，以及发生自USB电缆20中的破损、弯曲或磨损线路。未预期的欧姆损耗能够导致增加的功率耗散，其能够导致对USB连接器13、31、USB电缆20，以及对充电设备10和/或移动设备30中的组件的损害。如果功率耗散严重，则能够导致安全危害。
在图2中说明的充电环境中，充电设备10具有电压源201和与充电设备10相关联的被称为源电阻(Rsource)202的电阻。与Rsource 202组合的电压源201在USB连接器13的VBUS针处产生源电流(Isource)203。当在充电设备10和移动设备30之间连接USB电缆20时，Isource 203流过USB电缆20的USB连接器21、22的VBUS针到达移动设备30的USB连接器31的VBUS针。由移动设备30消耗/使用的电流被称为负载电流(Iload)230。另外，消耗/使用负载电流230的移动设备30的组件(未示出)具有与它们相关联的被称为Rload 232的电阻。Rload 232耦合到USB连接器31的GND(接地)针，该GND针进而耦合到USB连接器22、21、13的GND针以及充电设备10的接地204以接通电路。
充电设备10、USB电缆20和移动设备30的正常功率耗散遵从方程式P＝RI2。其中P是功率耗散，R是电阻以及I是电流。典型地，充电设备10被设计为考虑正常Iload 230、Rload 232以及处于良好条件中的USB电缆20的正常电阻以产生在给定功率耗散水平的适当的Isource 203。充电设备10在移动设备的充电期间能够调节供应电压201和/或Rsource 202以维持用于对移动设备30进行充电的适当的Iload 230。
充电设备10可以具有常规过流保护(未示出)，当充电设备10过热时，该常规过流保护限制或切断Isource 203。当充电设备10冷却时，Isource 203被升回到适当水平。这能够导致充电设备10使Isource 203振荡，以及导致至移动设备30的用户的错误的指示。常规过流保护的局限性在于充电设备10假定充电环境不会超过正常设计参数而改变，以及在于没有未预期的和/或另外的欧姆损耗发生。
未预期的欧姆损耗能够在若干区域中在USB电缆20中发生。当从USB连接器21上的VBUS针至USB连接器22上的VBUS针有破损或弯曲的线路时，将有被称为Rloss1 213的增加的串联损耗。Rloss1 213将增加在充电设备10的USB连接器13处看到的有效负载。有效负载将是Rloss1 213加Rload 232。当从USB连接器21上的GND针到USB连接器22上的GND针有破损或弯曲的线路时，另一个类似的未预期的欧姆损耗能够发生，这将导致被称为Rloss2 214的增加的串联损耗。Rloss 214将增加在充电设备10的USB连接器13处看到的有效负载。在这种情况下，有效负载将是Rload 232加Rloss2 214。
未预期的欧姆损耗能够发生在USB连接器21、22处或在其中，如分别表示为Rloss3 215和Rloss4 216。USB连接器21、22能够具有破损的连接器、破损的印刷线路板(还被称为电路板)或破损的电缆端，使得在VBUS针处的电流流到接地GND。当这种情况出现时，在充电设备10的USB连接器13处见到有效负载降低。这种类型的欧姆损耗被表示为并联电阻(例如，1/Rload+1/Rloss3)。另外，欧姆损耗的不同组合能够发生。例如，Rloss1 213和Rloss3 215能够发生。在一个实施例中，电流流到充电设备10或移动设备30的印刷线路板，通过USB连接器13、31的屏蔽到达印刷线路板的接地。当欧姆损耗Rloss3 215发生时，USB连接器13、充电设备10的印刷线路板和/或接近USB连接器13的充电设备10的组件可能过热。当欧姆损耗Rloss4 216发生时，USB连接器31、移动设备30的印刷线路板和/或移动设备30的组件可能过热。如果由Rloss3 215或Rloss4 216导致的过热继续，则严重的过热可能发生，导致可能的损害或者甚至安全危害。
现在转到继续参照图1的图4，说明的是示例环境的框图，在示例环境中可以根据本发明的原理来实现本发明的一个实施例。在本发明的一个实施例中，装置310耦合到充电设备10的USB连接器13。在本发明的另一个实施例中，USB连接器13是USB类型A插座，如在2007年4月4日的通用串行总线微型-USB电缆和连接器规范(版本1.01)中定义的，通过引用将该规范整体并入本文。另外，充电设备10的USB连接器13将表现为充电端口。在先前列出的电池充电规范中进行了描述关于USB端口描述和经由USB充电的背景信息。在相关的实施例中，充电设备10的USB连接器13将表现为专用的充电端口。
装置310被配置为感知USB连接器13的过热。在另一个实施例中，装置310被配置为感知耦合USB连接器13的印刷线路板(还被称为电路板)(未示出)的过热。装置310可以利用感知组件来感知过热，诸如温度传感器。另外，装置310还被配置为：当所感知的过热达到预定水平时，改变USB连接器13的数据线之间的电阻水平。在一个实施例中，数据线是如图2中说明的USB连接器13的D+针和D-针。在另一个实施例中，装置310还被配置为：当感知的过热达到预定水平时，增加USB连接器13的数据线之间的电阻水平。
增加数据线之间的电阻水平导致USB连接器13表现为不同类型的端口。由先前通过引用包含的USB标准描述了USB端口类型。在一个实施例中，该不同类型的端口是标准的下行端口，以及具有USB连接器13的D+针和D-针之间的特定的电阻水平。当装置310使得USB连接器13表现为不同类型的端口时，在充电期间使用的源电流(诸如图2的Isource203)将被降低到与该类型的端口相关联的较低水平。
在本发明的一个实施例中，装置320耦合到移动设备30的USB连接器31。装置320被配置为感知USB连接器31的过热。在另一个实施例中，装置320被配置为感知耦合USB连接器31的印刷线路板(还被称为电路板)(未示出)的过热。装置320可以利用感知组件以感知过热，诸如温度传感器。另外，装置320还被配置为：当所感知的过热达到预定水平时，改变USB连接器31的识别线和接地线之间的电阻水平。在一个实施例中，识别线和接地线是如图2中说明的USB连接器31的ID针和GND针。在另一个实施例中，装置320还被配置为：当所感知的过热达到预定水平时，降低USB连接器31的识别线和接地线之间的电阻水平到达预定水平。
现在转到图4，说明的是更详细的图3的本发明的框图。在一个实施例中，图3的装置310包含耦合到电阻控制块(RCB)401的感知和调节块(SAB)400。感知和调节控制块400一般可以包括用于感知温度的构件和/或用于电阻的调节或控制调节的构件。电阻控制块一般可以包括用于控制或调节电阻的构件，诸如例如，增加或降低数据线D+和D-之间的电阻，如图4说明的。
SAB 400耦合到充电设备10中的USB连接器13，以及被配置为感知USB连接器13的过热。在另一个实施例中，SAB 400被配置为感知耦合USB连接器13的印刷线路板(还被称为电路板)(未示出)的过热。SAB 400还利用感知组件以感知过热，诸如温度传感器。在另一个实施例中，SAB 400被配置为感知USB连接器13和/或接近USB连接器13的充电设备10的组件(未示出)的过热。
在一个实施例中，RCB 401耦合到USB连接器13的数据线，以及被配置为改变数据线之间的电阻水平。在另一个实施例中，RCB 401耦合到数据线，该数据线耦合到USB连接器13的D+针和D-针。在又一个实施例中，RCB 401包含插入在USB连接器13的D+针和D-针上的数据线之间的可控制的电阻器。可控制的电阻器可以是数字电阻器或数字电位计，其利用数字信号或上升/下降信号以确定使用的电阻比。另一种类型的可控制的电阻器可以是耦合到开关(诸如晶体管)的预定值的电阻器。
SAB 400还被配置为监测过热，以及当过热到达预定水平时，SAB400使得RCB 401增加数据线之间的电阻水平。增加数据线之间的电阻水平导致USB连接器13表现为不同类型的端口。在一个实施例中，RCB 401将数据线之间的电阻水平增加到与标准的下行端口相关联的水平。在又一个实施例中，SAB 400和RCB 401被配置为利用热敏电阻来感知过热的水平，以及被配置为增加数据线之间的电阻水平。
在本发明的另一个实施例中，SAB 400耦合到USB连接器13的VBUS和GND针，以及被配置为：当SAB 400感知到预定的过热水平时，导致耦合到USB连接器13的VBUS针的电压线上的中断。电压线上的中断包含：将电压线上的电压降到预定的电压电平或预定的电压电平以下，等待预定的时间周期，以及然后将该电压线上的电压恢复到正常电平。这是相对于接地204来完成的。耦合到USB连接器13的VBUS针的电压线上的中断将使得移动设备30(当经由USB电缆20耦合到充电设备10时)开始检测协商以确定连接到移动设备30的是什么类型的USB端口。
本发明的一种可能的操作的示例：当充电设备10将源电流Isource203提供给移动设备30时，当移动设备30通过它的初始检测过程时，USB连接器13将表现为专用的充电端口。如果未预期的欧姆损耗发生，诸如Rloss3 215，则USB连接器13会发生过热。当SAB 400感知到USB连接器13的过热达到预定水平时，SAB 400使得RCB 401增加数据线(D+和D-)之间的电阻水平。增加数据线D+、D-上的电阻水平导致USB连接器13表现为不同类型的端口，诸如标准的下行端口。另外，SAB 400导致耦合到USB连接器13的VBUS针的电压线上的中断。这导致了移动设备30执行与充电设备10的检测协商。一旦移动设备30已经完成了检测协商，则移动设备30将进行操作，似乎它被连接到标准的下行端口而不是专用的充电端口。当移动设备30被连接到标准的下行端口时，降低源电流Isource203的水平，以及降低USB连接器13的过热水平。
在本发明的一个实施例中，SAB 400将继续监测USB连接器13、印刷线路板和/或接近USB连接器13的组件的过热水平。如果过热水平被确定为低于预定的过热水平，则SAB 400将使得RCB 401降低数据线(D+和D-)之间的电阻水平。这将使得USB连接器13表现为原始的端口类型，诸如专用的充电端口。在另一个实施例中，SAB 400还将导致耦合USB连接器13上的VBUS针的电压线上的中断。当USB连接器13向移动设备30表现为原始端口类型时，能够向该移动设备30供应源电流Isource 203的较高水平。
在另一个实施例中，如果SAB 400检测到过热水平是严重的，则SAB400能够使得耦合USB连接器13的VBUS针的电压线上的电压降到接近零。在相关的实施例中，SAB 400可以通过切断电流Isource 203使得电压线上的电压降到接近零。当由移动设备30执行检测协商时，这将导致USB连接器13表现为无效的USB端口或没有USB端口。
在一个实施例中，图3的装置320包含耦合到电阻控制块(RCB)411的感知和调节块(SAB)410。SAB 410耦合到移动设备30中的USB连接器31，以及被配置为感知USB连接器31的过热。在另一个实施例中，SAB 410被配置为感知耦合USB连接器31的印刷线路板(还被称为电路板)(未示出)的过热。SAB 410可以利用感知组件以感知过热，诸如温度传感器。在另一个实施例中，SAB 410被配置为感知USB连接器31和/或接近USB连接器31的移动设备30的组件(未示出)的过热。
在一个实施例中，RCB 411耦合到USB连接器31的识别线和接地线。另外，USB连接器31的识别线和接地线耦合到具体化在移动设备30内的USB控制器420。在另一个实施例中，RCB 411耦合到识别线(该识别线耦合到USB连接器31的ID针)以及接地线(该接地线耦合到USB连接器31的GND针)。RCB 411被配置为改变识别线和接地线之间的电阻水平。在另一个实施例中，RCB 411包含开关，该开关与被插入在分别耦合到USB连接器31的ID针和GND针的识别线和接地线之间的下拉电阻器串联。RCB 411通过闭合该开关使得下拉电阻器变成活动的来降低电阻水平。本发明的至少一个实施例的益处是在移动设备30中的过热保护能够在不改变USB控制器420的功能的情况下来实现。
SAB 410还被配置为监测过热，以及当过热到达预定水平时，SAB410使得RCB 411降低识别线和接地线之间的电阻水平。在一个实施例中，RCB 411将识别线和地线之间的电阻水平降低到预定水平，该预定水平向USB控制器420指示移动设备30是不能够经由USB连接器31的VBUS针来接受充电电流的设备类型。USB连接器31的GND针还用于接通用于充电的电路。在又一个实施例中，不能够接受充电电流的设备类型是USBOn-The-Go A设备类型。
在本发明的另一个实施例中，SAB 410耦合到USB连接器31的VBUS针和GND针，以及被配置为当SAB 410感知到预定的过热水平时导致耦合到USB连接器31的VBUS针的电压线上的中断。电压线上的中断包含：将该电压线上的电压降到预定电压电平或降到低于预定电压电平，等待预定的时间周期，以及然后将该电压线上的电压恢复到正常电平。这是相对于USB连接器31的GND针上的接地线来完成的。耦合到USB连接器31的VBUS针的电压线上的中断将使得移动设备30启动检测协商以确定连接到移动设备30的是什么类型的USB端口。在另一个实施例中，SAB 410可以在周期性的时间间隔上来执行电压线上的中断，以在移动设备30的充电期间来启动该移动设备30上的检测协商。在充电期间执行周期性的检测协商可以帮助移动设备30确定何时充电设备10的USB连接器13表现为不同类型的端口。
在本发明的另一个实施例中，SAB 410继续监测USB连接器31、印刷线路板和/或接近USB连接器31的组件的过热水平。如果过热水平被确定为低于预定的过热水平，则SAB将使得RCB 411增加识别线和接地线(ID，GND)之间的电阻水平。这将向USB控制器420指示移动设备30是能够经由USB连接器31的VBUS针来接受充电电流的设备类型。在一个实施例中，能够接受充电电流的设备类型是USB On-The-Go B设备类型。
现在转到继续参照图3的图5A，说明的是根据本发明的原理的图3的充电设备10内的装置的实施例的框图。图3的装置310包括至少一个处理器500(在图5A中描绘了仅一个处理器)，至少一个处理器500可以例如被具体化成至少一个微处理器、至少一个数字信号处理器(DSP)、至少一个专用集成电路(ASIC)或至少一个微控制器，仅举数个非限制性示例。至少一个处理器500执行存储在程序存储器501中的程序代码，以及使用主存储器502作为工作存储器，例如以至少临时地存储中间的结果，而且还存储例如预定的和/或预计算的数据库。还可以将存储器501和存储器502中的一些或全部存储器包含在至少一个处理器500中。存储器501和/或存储器502可以例如被具体化成只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，仅举几个非限制性示例。存储器501和存储器502中的一者或两者可以被固定地连接到至少一个处理器500或可以从至少一个处理器500拆卸，例如以存储卡或存储棒的形式。在另一个实施例中，至少一个处理器500、程序存储器501和主存储器502是充电设备10的一部分，以及装置310的至少一部分可以被具体化在至少一个处理器500、程序存储器501和/或主存储器502的至少一部分内。
至少一个处理器500还控制输入/输出(I/O)接口503。由至少一个处理器500使用I/O接口503以接收信息或向其它功能单元提供信息。例如，I/O接口503可以表示包括至少一个数据针、电源针和接地针的并行或串行接口。作为示例，I/O接口503可以表示与通用串行总线(USB)兼容的接口，其中作为另一个示例，I/O接口503可以与USB充电接口兼容。在一个实施例中，I/O接口503可以表示连接器或包括连接器(例如，插座)，其被配置为连接到各自的连接器以便经由USB电缆20将充电设备10连接到移动设备30。在又一个实施例中，I/O接口503可以被具体化在至少一个处理器500内。
如以下将描述的，至少一个处理器500至少能够执行用于提供本发明的任何方面的程序代码。然而，至少一个处理器500当然可以拥有另外的能力。至少一个处理器500可以另外地或可替代地能够控制充电设备10的操作。
图5B是根据本发明的有形的存储介质510的实施例的示意图。这种有形的存储介质510(其可以特别是非短暂性的存储介质)包括计算机程序511，该计算机程序511进而包括程序代码512，该程序代码512包含一组指令。有形的存储介质510的实现可以例如是图5A的程序存储器501。因此，程序代码512可以例如实现与以下论述的本发明的方面相关联的图6的流程图。
现在转到继续参照图3的图5C，说明的是根据本发明的原理的图3的移动设备30内的装置的实施例的框图。图3的装置320包括：至少一个处理器520(在图5C中描绘了仅一个处理器)，其可以例如被具体化成至少一个微处理器、至少一个数字信号处理器(DSP)、至少一个专用集成电路(ASIC)或至少一个微控制器，仅举数个非限制性示例。至少一个处理器520执行存储在程序存储器521中的程序代码，以及使用主存储器522作为工作存储器，例如以至少临时地存储中间的结果，而且还存储例如预定的和/或预计算的数据库。还可以将存储器521和存储器522中的一些或全部存储器包含在至少一个存储器520中。存储器521和/或存储器522可以例如被具体化成只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，仅举几个非限制性示例。存储器521和存储器522中的一者或两者可以被固定地连接到至少一个处理器520或可以从至少一个处理器520拆卸，例如以存储卡或存储棒的形式。在另一个实施例中，至少一个处理器520、程序存储器521和主存储器522是移动设备30的一部分，以及装置320的至少一部分可以被具体化在至少一个处理器520、程序存储器521和/或主存储器522的至少一部分内。
至少一个处理器520还控制输入/输出(I/O)接口523。由至少一个处理器520使用I/O接口523以接收信息或向其它功能单元提供信息。例如，I/O接口523可以表示包括识别针和至少一个数据针的并行或串行接口。作为示例，识别针可以用于设备作用(主机/设备)识别目的。必须理解的是，I/O接口523可以例如包括另外的针，例如电源针和接地针。作为示例，I/O接口523可以表示与通用串行总线(USB)兼容的接口，诸如USB控制器。在另一个示例，I/O接口523可以与USB On The Go(OTG)标准兼容。在一个实施例中，I/O接口523可以表示连接器或包括连接器(例如，插座)，其被配置为连接各自的连接器以便经由USB电缆20将移动设备30连接到充电设备10。在另一个实施例中，I/O接口523可以被具体化在至少一个处理器520内。
如以下将描述的，至少一个处理器520至少能够执行用于提供本发明的任何方面的程序代码。然而，至少一个处理器520当然可以拥有另外的能力。处理器520可以另外地或可替代地被配置为或能够控制移动设备30的操作。
现在转到图5D，图5D是根据本发明的有形的存储介质530的实施例的示意图。这种有形的存储介质530(其可以特别是非短暂性的存储介质)包括计算机程序531，该计算机程序531进而包括程序代码532，该程序代码532包含一组指令。有形的存储介质510的实现可以例如是图5C的程序存储器521。因此，程序代码532可以例如实现与以下论述的本发明的方面相关联的图7的流程图。
现在转到继续参照图4的图6A，图6A是根据本发明的实施例的示意图。在一个实施例中，图4的SAB 400包含耦合到温度传感器620的控制器610。温度传感器620可以位于USB连接器13的内部或在USB连接器13的附近，或在耦合USB连接器13的印刷线路板上。在另一个实施例中，温度传感器620可以是控制器610的一部分。控制器610可以是被程序控制以与温度传感器620通信以感知USB连接器13的过热水平的微控制器。在一个实施例中，控制器610可以是图5A的处理器500、程序存储器501、主存储502和I/O接口503。在另一个实施例中，控制器610可以是充电设备10的处理器。在又一个实施例中，控制器610可以是充电切换控制器芯片(例如，反激式控制器)的一部分。
控制器610确定：如果过热水平达到预定的过热水平，则使得RCB401增加耦合到USB连接器13的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平。在另一个实施例中，控制器610可以是比较器，该比较器确定何时过热水平达到预定的过热水平，以及使得RCB 401增加第一数据线和第二数据线之间的电阻水平。另外，控制器610能够导致耦合到USB连接器13的电压线上的中断。见图4针对电压线上的中断的描述。在一个实施例中，控制器610控制开关630以使得电压线耦合到电阻器640，该电阻器640耦合到地，这使得电压线上的电压下降。在预定的时间周期后，控制器610控制开关630关断，使得电压线上的电压上升。开关630可以是晶体管或场效应晶体管。在另一个实施例中，开关630可以在控制器610的内部。在又一个实施例中，不需要电阻器640。
在一个实施例中，图4的RCB 401包含：可控制的电阻器650，其用于改变耦合到USB连接器13的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平。可控制电阻器650可以是数字电阻器或数字电位器，该数字电阻器或数字电位器利用数字信号或上/下信号来确定将应用的电阻比。在一个实施例中，RCB 401将可控制的电阻器650的电阻水平增加到与标准的下行端口相关联的水平。在可替代的实施例中，RCB 401包含可控制的电阻器660，其使用在第一数据线和第二数据线之间插入的耦合到开关的预定值的电阻器或可替代地具有预定阻抗的晶体管。
现在转到继续参照图4的图6B，图6B是本发明的另一个实施例的示意图。图4的SAB 400和RCB 401被配置为利用热敏电阻680来感知预定的过热水平以及增加耦合到USB连接器13的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平。热敏电阻680可以是具有预定电阻范围的随着感知的温度增加而增加电阻的正温度系数热敏电阻。在一个实施例中，热敏电阻680具有预定的电阻范围，该预定的电阻范围包含与标准的下行端口相关联的电阻水平。
现在转到继续参照图4的图7，图7是本发明的实施例的示意图。在一个实施例中，图4的SAB 410包含耦合到温度传感器720的控制器710。温度传感器720可以位于USB连接器13的内部或在USB连接器13的附近，或在耦合到USB连接器31的印刷线路板上。在另一个实施例中，温度传感器720可以是控制器710的一部分。控制器710可以是被程序控制以与温度传感器720通信以感知USB连接器31的过热水平的微控制器。在一个实施例中，控制器710可以是图5C的处理器520、程序存储器521、主存储522和I/O接口523。在另一个实施例中，控制器710可以是移动设备30的处理器。
控制器710确定：如果过热水平达到预定的过热水平，则使得RCB411降低耦合到USB连接器31的识别线和接地线之间的电阻水平。另外，识别线和接地线的另一端耦合到USB控制器420。在另一个实施例中，控制器710可以是比较器，该比较器确定何时过热水平达到预定的过热水平，以及使得RCB 411降低耦合到USB连接器31的识别线和接地线之间的电阻水平。另外，控制器70能够导致耦合到USB连接器31的电压线上的中断。见图4针对电压线上的中断的描述。在一个实施例中，控制器710控制开关730以使得电压线耦合到电阻器735，该电阻器735耦合到地，这使得电压线上的电压下降。在预定的时间周期后，控制器710控制开关730关断，使得电压线上的电压上升。开关730可以是晶体管或场效应晶体管。在另一个实施例中，开关730可以在控制器710的内部。在又一个实施例中，不需要电阻器735。在又一个实施例中，可以在USB控制器420内来具体化控制器710、开关730、电阻器735或其组合。
在一个实施例中，图4的RCB 411包含与下拉电阻器750串联的开关740，它们在识别线和接地线之间插入。开关可以是晶体管或场效应晶体管。在另一个实施例中，开关740可以在控制器710的内部。开关740和下拉电阻器750用于改变耦合到USB连接器31的识别线和接地线之间的电阻水平。在相关的实施例中，开关740和下拉电阻器750用于将电阻水平降低到预定水平以向USB控制器420指示移动设备是不能经由USB连接器31接受充电电流的设备类型。在又一个实施例中，开关740和下拉电阻器750可以使用具有预定阻抗的晶体管和场效应晶体管来替代以使得识别线和接地线之间的电阻水平达到一种水平，该水平向USB控制器420指示移动设备30是不能经由USB连接器31的VBUS针来接受充电电流的设备类型。在另一个实施例中，可以使用数字电阻器或数字电位计来替代开关740和电阻器750。
现在转到图8A，图8A说明的是根据本发明的一个实施例的在图3的充电设备10内的图6A的传感器的一种布置的框图。充电设备10包含位于充电设备10内的印刷线路板810。耦合到印刷线路板810的是USB连接器13。USB连接器13经由如图2中描述的兼容类型的USB连接器21耦合到USB电缆20。至少一个组件820耦合到印刷线路板810以及位于USB连接器13附近。传感器830(其类似于图6A中描述的传感器620)耦合到相对于USB连接器13的印刷线路板810的相对侧。传感器830还位于USB连接器13位于的地方的印刷线路板810的相对侧上的区域内。在所说明的实施例中，传感器830能够感知USB连接器13的热量。在另一个实施例中，传感器830仍然位于印刷线路板810的同一侧上，但是位于更接近于至少一个组件820。在这个实施例中，传感器830能够感知USB连接器13、印刷线路板810、至少一个组件820或其组合的热量。
现在转到图8B，图8B是根据本发明的一个实施例的在图3的充电设备10内的图6A的传感器的一种布置的框图。充电设备10包含位于充电设备10内的印刷线路板840。俘虏电缆860经由连接器865耦合到印刷线路板840。俘虏电缆860类似于在图2中描述的USB电缆20，除了没有耦合到俘虏电缆860的USB连接器21之外。另外，充电设备10没有物理USB连接器13。俘虏电缆860经由连接器865附接到印刷线路板840。在一个实施例中，连接器865可以是直接耦合到印刷线路板840的USB电缆的线路。在另一个实施例中，连接器865可以是防止将俘虏电缆860从充电设备10移除的非标准的USB连接器。
充电设备10还包含至少一个组件850，该至少一个组件850耦合到印刷线路板840以及位于连接器865附近。传感器870(其类似于图6A中描述的传感器620)耦合到相对于连接器865的印刷线路板840的相对侧。传感器870还位于连接器865位于的地方的印刷线路板840的相对侧上的区域内。在所说明的实施例中，传感器870能够感知连接器865的热量。在另一个实施例中，传感器870仍然位于印刷线路板840的同一侧上，但是位于更接近于至少一个组件850。在这个实施例中，传感器870能够感知连接器865、印刷线路板840、至少一个组件850或其组合的热量。
现在转到图9，图9说明的是根据本发明的方法的一个实施例的流程图，该方法一般被指定为900，供在根据本发明的原理实施的具有USB连接器的充电设备中使用。见图3和图4针对充电设备和USB连接器的描述。在步骤910中，方法900执行一些初始化以及开始感知充电设备的USB连接器的热量水平。在另一个实施例中，步骤910执行感知USB连接器、耦合到USB连接器的印刷线路板(还被称为电路板)和/或在USB连接器附近的组件的热量水平。然后在决策步骤920中，方法900确定热量水平是否到达预定的过热水平。
如果在决策步骤920中，方法900确定达到预定的过热水平，则在决策步骤930中，方法900确定过热水平是否是严重的。如果过热水平是严重的，则在步骤940中，方法900将耦合到充电设备的USB连接器的电压线上的电压降到接近零。将电压线上的电压降到接近零将防止任何设备(诸如图3和图4的移动设备)将充电设备的USB连接器识别为有效的USB端口类型。在可替代的实施例中，如果在决策步骤920中方法900确定达到预定的过热水平，则方法900直接前进到步骤960。接着，方法900返回以继续在步骤910中感知热量水平。
如果在决策步骤930中方法900确定过热水平是不严重的，则在步骤960中，方法900增加充电设备中的USB连接器的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平。增加充电设备中的USB连接器的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平使得充电设备的USB连接器表现为不同类型的端口。在相关的实施例中，充电设备的USB连接器将通常地表现为专用的充电端口，以及当USB连接器表现为不同类型时，它表现为标准的下行端口。将图4针对充电设备的USB连接器的数据线和针的描述。在先前列出的电池充电规范中描述了关于USB端口描述的背景信息。
在一个实施例中，增加电阻水平包含将电阻水平增加到与USB标准下行端口相关联的水平。在另一个实施例中，增加电阻水平包含控制被插入在充电设备的USB连接器的第一数据线和第二数据线之间的可控制电阻器。
在一个实施例中，在步骤970，方法900导致耦合到充电设备的USB连接器的电压线上的中断。在电压线上的中断包含：将电压线上的电压降到或低于预定电压电平，等待预定的时间周期，以及然后将电压线上的电压恢复到正常电平。耦合到USB连接器的电压线上的中断将使得设备(其经由该USB连接器耦合到充电设备)启动检测协商过程以确定什么类型的USB端口耦合到充电设备的USB连接器。接着，在方法900返回以继续在步骤910感知热量水平。
如果在决策步骤920中，方法900确定热量水平没有达到预定的过热水平，则在步骤950中，方法900降低充电设备中的USB连接器的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平。在一个实施例中，步骤950包含将USB连接器的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平降低到与专用充电端口相关联的水平。在另一个实施例中，步骤950包含：如果先前增加了该电阻水平，则降低该电阻水平。在另一个实施例中，步骤950包含：在一段时间周期内降低电阻水平。将充电设备中的USB连接器的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平降低到原始水平使得充电设备的USB连接器表现为原始的端口类型。例如，原始的端口类型可以是专用的充电端口。接着，方法900返回以继续在步骤910中感知热量水平。
现在转到图10，图10说明的是根据本发明的方法的一个实施例的流程图，该方法一般被指定为1000，供在根据本发明的原理实施的具有耦合到USB连接器的USB控制器的移动设备中使用。见图3和图4针对移动设备和USB连接器的描述。在步骤1010中，方法1000执行一些初始化以及开始感知移动设备的USB连接器的热量水平。在另一个实施例中，步骤1010执行感知USB连接器、耦合到USB连接器的印刷线路板(还被称为电路板)和/或在USB连接器附近的组件的热量水平。然后在决策步骤1020中，方法1000确定热量水平是否到达预定的过热水平。
如果在决策步骤1020中，方法1000确定达到预定的过热水平，则在决策步骤1030中，方法1000确定过热水平是否是严重的。如果过热水平是严重的，则在步骤1040中，方法1000防止移动设备使用USB连接器。在一个实施例中，防止移动设备使用USB连接器包含通知移动设备的USB控制器不允许使用USB连接器，或用于充电。在另一个实施例中，防止移动设备使用USB连接器包含降低移动设备中的USB连接器的识别线和接地线之间的电阻水平。这导致向USB控制器指示移动设备是不能经由USB连接器来接受充电电流的设备类型。见图4针对移动设备的USB连接器的数据线和针的描述。在又一个实施例中，在步骤1040中防止使用USB连接器可以是临时的，以及可以在手动重置后或在预定的时间周期后允许进一步使用USB连接器。在可替代的实施例中，如果在决策步骤1020中方法1000确定达到预定的过热水平，则方法1000直接前进到步骤1060。
如果在决策1030中方法1000确定过热水平是不严重的，则在步骤1060中，方法1000降低移动设备中的USB连接器的识别线和接地线之间的电阻水平。在一个实施例中，降低电阻水平包含将电阻水平降低到预定水平以向USB控制器指示移动设备是不能经由USB连接器来接受充电电流的设备类型。在相关的实施例中，不能接受充电电流的设备类型是USBOn-The-Go A设备。在先前列出的电池充电规范中描述了关于USB端口描述和设备类型的背景信息。在本发明的又一个实施例中，降低电阻水平的步骤1060包含激活插入在USB连接器的识别线和接地线之间的下拉电阻。
在一个实施例中，在步骤1070，方法1000导致耦合到移动设备的USB连接器的电压线上的中断。在电压线上的中断包含：将电压线上的电压降到或低于预定电压电平，等待预定的时间周期，以及然后将电压线上的电压恢复到正常电平。耦合到USB连接器的电压线上的中断将使得移动设备启动检测协商过程以确定什么类型的USB端口耦合到移动设备的USB连接器。接着，在方法1000返回以继续在步骤1010感知热量水平。
如果在决策步骤1020中，方法1000确定过热水平没有达到预定的过热水平，则在步骤1050中，方法1000增加移动设备中的USB连接器的识别线和接地线之间的电阻水平。在一个实施例中，步骤1050还包含：如果先前降低了电阻水平，则增加电阻水平。将识别线和接地线之间的电阻水平增加到原始水平导致至USB控制器的指示：该移动设备是能够经由它的USB连接器来接受充电电流的设备类型。接着，方法1000返回以继续在步骤1010中感知热量水平。
虽然本文中已经描述了以及参照以特定顺序执行的特定步骤示出了所公开的方法，但是将理解的是，在不背离本发明的教示的情况下，可以将这些步骤组合、切分或重新排序以形成等同方法。因此，除非在本文中特定地指示，否则步骤的顺序和/或分组不是本发明的限制。
本申请相关领域的技术人员将了解的是，可以对所描述的实施例进行其它和进一步的增加、删减、替换和修改。

Claims (21)

1.一种装置，包括：
电阻控制块，其耦合到通用串行总线连接器充电端口的第一数据线和第二数据线，被配置为改变所述第一数据线和所述第二数据线之间的电阻水平；以及
感知和调节块，其耦合到所述通用串行总线连接器充电端口，被配置为感知所述通用串行总线连接器充电端口的预定的过热水平，以及使得所述电阻控制块增加所述电阻水平，导致所述通用串行总线连接器充电端口表现为不同类型的端口。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电阻控制块将所述电阻水平增加到与通用串行总线连接器标准的下行端口相关联的水平。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述感知和调节块还被配置为当感知到所述预定的过热水平时，导致所述通用串行总线连接器充电端口的电压线上的中断。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述感知和调节块还被配置为感知所述通用串行总线连接器充电端口的严重过热，以及使得所述通用串行总线连接器充电端口的电压线上的电压降到大约零。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述电阻控制块包含被插入在所述第一数据线和所述第二数据线之间的可控制的电阻器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述电阻控制块和所述感知和调节块还被配置为利用热敏电阻来感知所述预定的过热水平以及导致所述增加所述电阻水平。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述感知和调节块包含温度传感器以感知所述预定的过热水平。
8.一种装置，包括：
电阻控制块，其耦合到便携式设备的通用串行总线连接器的接地线和识别线，所述识别线耦合到所述便携式设备的通用串行总线控制器，其中所述电阻控制块被配置为改变所述识别线和所述接地线之间的电阻水平；以及
感知和调节块，其耦合到所述便携式设备的所述通用串行总线连接器，被配置为感知所述便携式设备的所述通用串行总线连接器的预定的过热水平，以及使得所述电阻控制块将所述识别线和所述接地线之间的所述电阻水平降到预定水平。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述电阻控制块包括被插入在所述接地线和所述识别线之间的开关和下拉电阻器。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述电阻控制块将所述识别线和所述接地线之间的所述电阻水平降到预定水平，该预定水平向所述通用串行总线控制器指示所述便携式设备是不能经由所述通用串行总线连接器来接受充电电流的设备类型。
11.根据权利要求8所述的装置，其中所述感知和调节块包括耦合到所述便携式设备的所述通用串行总线连接器的温度传感器。
12.根据权利要求8所述的装置，其中所述感知和调节块还被配置为当感知到所述预定的过热水平时，导致所述便携式设备的所述通用串行总线连接器的电压线上的中断。
13.一种方法，包括：
感知通用串行总线连接器充电端口的预定的过热水平，以及
响应于所述感知所述预定的过热水平，增加通用串行总线连接器充电端口的第一数据线和第二数据线之间的电阻水平，以及导致所述通用串行总线连接器充电端口表现为不同类型的端口。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述增加所述电阻水平包含将所述电阻水平增加到与通用串行总线连接器标准的下行端口相关联的水平。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括当感知到所述预定的过热水平时，导致所述通用串行总线连接器充电端口的电压线上的中断。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括感知所述通用串行总线连接器充电端口的严重过热，以及使得所述通用串行总线连接器充电端口的电压线上的电压降到大约零。
17.一种方法，包括：
感知便携式设备的通用串行总线连接器的预定的过热水平；以及
响应于所述感知所述预定的过热水平，改变所述通用串行总线连接器的识别线和接地线之间的电阻水平，其中所述识别线耦合到所述便携式设备的通用串行总线控制器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中改变所述通用串行总线连接器的所述识别线和所述接地线之间的所述电阻水平包括激活在所述接地线和所述识别线之间的下拉电阻器。
19.根据权利要求17所述的方法，其中改变所述通用串行总线连接器的所述识别线和所述接地线之间的所述电阻水平包括将所述识别线和所述接地线之间的所述电阻水平降到预定水平，该预定水平向所述通用串行总线控制器指示所述便携式设备是不能经由所述通用串行总线连接器来接受充电电流的设备类型。
20.一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
包含计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：
感知耦合到所述装置的通用串行总线控制器的所述装置的通用串行总线连接器的预定的过热水平，以及
响应于所述感知所述预定的过热水平，将所述通用串行总线连接器的接地线和识别线之间的电阻水平降到预定水平。
21.一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
包含计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：
感知所述装置的通用串行总线连接器的预定的过热水平；以及
响应于所述感知所述预定的过热水平，将所述通用串行总线连接器的识别线和接地线之间的电阻水平改变到预定水平，其中所述识别线耦合到所述装置的通用串行总线控制器。
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