CN105591538A - 通用串行总线功率传输装置 - Google Patents

Abstract

提供一种通用串行总线功率传输装置，包括：输入端，配置来与电源连接，并且接收输入电压；连接器，配置来与负载连接，并且向所述负载提供输出电压；功率转换器，配置来将所述输入电压转换为所述输出电压；功率传输控制器，经配置来根据所述负载的功率需求调整所述功率转换器的输出电压或者启动功率转换器提供输出电压；以及二次保护模块，经配置来从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块断开所述功率转换器与连接器之间的电路连接。本发明提供的通用串行总线功率传输装置既具有过电流保护点适应性调整功能也具有过电压保护功能，从而使得电子设备更加高效和实用。

Description

通用串行总线功率传输装置

技术领域

本发明涉及一种功率传输装置，更具体地涉及一种通用串行总线功率传输装置。

背景技术

在诸如手机或平板电脑之类的便携式小型电子设备中，常常包括具有USB(UniversalSerialBus通用串行总线)接口的USB功率传输装置，用于对通过USB接口接入的外接设备进行供电。典型的USB功率传输装置一般通过以下方式进行工作。当供电端判断到插入的是USB功率传输电缆后开始进行握手过程：首先，供电端协议引擎发送耗电端可以支持的电压(例如，5伏、12伏以及20伏)到耗电端；然后，耗电端协议引擎接收到供电端发送的其所能支持的电压并选择自己所需的电压，将需求信息发送到供电端；接着，供电端接收耗电端的信息，并配置端口切换所需的电压档位以提供给耗电端；最后，USB功率传输装置的耗电端使用新的电压档位提取所需的电流。

图1示出了现有技术中USB功率传输装置100的示范性结构框图。如图所示，在典型的USB功率传输装置100可以包括输入端110、连接器120、功率转换器130和功率传输控制器140。其中，功率传输控制器140一般还可以进一步包括微控制单元(MicroControlUnit,MCU)160和物理层单元。在现有的USB功率传输装置100中，经由输入端110输入电源，由功率传输控制器140依照USB功率传输控制器与USB功率传输设备(即，耗电端)交握后所确定的电压需求来调整功率转换器130的输出电压或者启动功率转换器130供电给USB功率传输设备使用。具体地，在如图1所示的现有技术中的USB功率传输装置100中，由微控制单元160依据耗电端负载180的需求来调整功率转换器130的输出电压。同时，微控制单元160还可以控制功率转换器130的功率以将选择的电压传输到连接器120。在现有技术中的USB功率传输装置100中，虽然可以达到控制输出电压的目的，但是无法针对各个电压的输出电流保护点作适应性调整。虽然功率传输控制器140借由调整反馈分压来控制输出电压的方式可以让功率转换器130输出电压的过压保护做适应性的变动，但是，当功率转换器130本身发生故障时，例如，发生短路时，将会使输入的高电压直接接通到耗电端而烧毁所接负载。此外，即使功率传输控制器140兼具输出电压检测功能，但是当功率传输控制器140内部的检测电路检测到输出过电压再去断开功率转换器130的输出，也来不及对耗电端140的器件进行保护。

因此，如何能够对现有的通用串行总线功率传输装置进行一些优化，使其既具有过电流保护点适应性调整功能也具有过电压保护功能，从而使得电子设备中的通用串行总线功率传输装置变得更加高效和实用，提高用户的使用体验，是当前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种一种通用串行总线功率传输装置，包括：输入端，配置来与电源连接，并且接收输入电压；连接器，配置来与负载连接，并且向所述负载提供输出电压；功率转换器，设置在所述输入端和所述连接器之间，配置来将所述输入电压转换为所述输出电压；功率传输控制器，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，所述功率传输控制器经配置来根据所述负载的功率需求调整所述功率转换器的输出电压或者启动功率转换器提供输出电压，并且将所述负载的功率需求发送到二次保护模块；以及二次保护模块，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述二次保护模块经配置来从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，并且根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块断开所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述二次保护模块进一步包括：电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压发送到驱动控制单元；电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流发送到驱动控制单元；驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元、功率开关以及所述功率传输控制器相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压，从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，然后根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述二次保护模块进一步包括：

电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压以及所述电压保护阈值发送到驱动控制单元；电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流以及所述电流保护阈值发送到驱动控制单元；驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元以及功率开关相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压以及所述电压保护阈值，并且从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流以及所述电流保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压与所述电压保护阈值相比较，并且将检测到的所述功率转换器的所述输出电流与所述电流保护阈值相比较，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述电流检测单元与所述连接器连接，配置来检测输入到所述连接器的输入电流。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述电流检测单元与所述功率转换器连接，配置来检测来自所述功率转换器的输出电流。

根据本发明的另一方面，提供一种一种电子设备，包括：通用串行总线功率传输装置，包括：输入端，配置来与电源连接，并且接收输入电压；连接器，配置来与负载连接，并且向所述负载提供输出电压；功率转换器，设置在所述输入端和所述连接器之间，配置来将所述输入电压转换为所述输出电压；功率传输控制器，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，所述功率传输控制器经配置来根据所述负载的功率需求调整所述功率转换器的输出电压或者启动功率转换器提供输出电压，并且将所述负载的功率需求发送到二次保护模块；以及二次保护模块，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述二次保护模块经配置来从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，并且根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块断开所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

此外，根据本发明的一个实施例，所述二次保护模块进一步包括：电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压发送到驱动控制单元；电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流发送到驱动控制单元；驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元、功率开关以及所述功率传输控制器相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压，从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，然后根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

此外，根据本发明的一个实施例，所述二次保护模块进一步包括：电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压以及所述电压保护阈值发送到驱动控制单元；电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流以及所述电流保护阈值发送到驱动控制单元；驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元以及功率开关相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压以及所述电压保护阈值，并且从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流以及所述电流保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压与所述电压保护阈值相比较，并且将检测到的所述功率转换器的所述输出电流与所述电流保护阈值相比较，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

此外，根据本发明的一个实施例，所述电流检测单元与所述连接器连接，配置来检测输入到所述连接器的输入电流。

此外，根据本发明的一个实施例，所述电流检测单元与所述功率转换器连接，配置来检测来自所述功率转换器的输出电流。

由此可见，本发明提供的通用串行总线功率传输装置具有独立的电流检测电路，可依功率传输控制器所确定的负载需求控制信号来调整电流保护点，达到电流保护点适应性调整的目的。此外，本发明提供的通用串行总线功率传输装置还具有电压检测电路，当检测到功率转换器的输出电压为过电压时，直接将连接器与负载间的电流路径断开，以达到通用串行总线功率传输装置对保护的目的，提高了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的示例性实施例：

图1示出了现有技术中USB功率传输装置100的示范性结构框图；

图2示出了根据本发明一个实施例的通用串行总线功率传输装置200的结构的示意方框图；

图3示出了根据本发明一个实施例的通用串行总线功率传输装置300的结构的示意方框图；

图4示出了根据本发明的一个示例的通用串行总线功率传输装置的二次保护模块400的电路结构示意图；

图5示出了根据本发明的另一个示例的通用串行总线功率传输装置的二次保护模块500的电路结构示意图；

图6示出了根据本发明的又一个示例的通用串行总线功率传输装置的二次保护模块600的电路结构示意图；以及

图7示出了根据本发明实施例的电子设备700的示范性结构框图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

本说明书通篇所提及的“一个实施例”或“一实施例”意味着结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个所描述实施例中。因此，在说明书中短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必全部只带同一实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以任何适合方式组合于一个或一个以上实施例中。

下面，将参照图2来描述根据本发明一个实施例的通用串行总线功率传输装置。图2示出了根据本发明一个实施例的通用串行总线功率传输装置200的结构的示意图，一般地，通用串行总线功率传输装置通常用于诸如手机、笔记本电脑或平板电脑之类的电子设备中，如图所示，根据本发明的实施例，通用串行总线功率传输装置可以包括：输入端210、连接器220、功率转换器230、功率传输控制器240以及二次保护模块250。

具体地，输入端210可以配置来与电源连接，并且接收输入电压。具而言，通用串行总线功率传输装置的输入端可以与电子设备的电源(如，电池)连接，并且用于从电源接收输入电压。

连接器220，可以配置来与负载连接，并且向所述负载提供输出电压。这里，通用串行总线功率传输装置200的连接器220端可以与电子设备的外接的负载(如，音响设备、手机或其它通信模块等等)连接，并且向这些负载提供输出电压。

功率转换器230，可以设置在所述输入端210和所述连接器220之间，配置来将所述输入电压转换为所述输出电压。具体地，所述功率转换器230还可以包括功率开关控制，所述功率开关控制可以用于开启或者关闭所述功率转换器230，此外，在本发明的一个实施例中，功率转换器230可以是升降压功率转换器。在本发明的另一个实施例中，功率转换器230还可以是线性功率转换器。这里，正如本领域技术人员熟知的，在提供给电子设备的负载的输出电流大于预定的阈值时，升降压电源转换单元具有比线性电源转换单元更高的电源转换效率。

功率传输控制器240，可以设置在所述功率转换器230和所述连接器220之间，所述功率传输控制器240可以经配置来根据所述负载的功率需求调整所述功率转换器230的输出电压或者启动功率转换器230提供输出电压，而且，功率传输控制器240还可以依照USB功率传输控制器与USB功率传输设备(即，耗电端)交握后所确定的协议来确定耗电端负载的功率需求，并且将所述负载的功率需求发送到二次保护模块250。具体地，功率传输控制器240可以包括微控制单元(MicroControlUnit,MCU)260和物理层单元270。物理层单元与功率转换器230的输出端连接并可以用于检测功率转换器230的输出电压，并将检测结果发送到微控制单元260，微控制单元260根据接收到的检测电压以及耗电端的电压需求来调整功率转换器230的输出电压。同时，微控制单元260还可以根据耗电端负载280的需求来控制功率转换器230的功率开关来将转换的输出电压传输到连接器220并且将耗电端负载280的功率需求发送到二次保护模块250。

二次保护模块250，设置在所述功率转换器230和所述连接器220之间，并且与所述功率传输控制器240连接，所述二次保护模块经配置来从所述功率传输控制器240接收所述负载的功率需求，并且根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器230的输出电压和输出电流，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块250将所述功率转换器230与所述连接器220之间的电路连接断开。此外，在本发明的一个实施例中，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块250还发送输出警报信号到所述功率传输控制240器，所述功率传输控制器240从所述二次保护模块接收到所述警报信号后，将功率转换器230关闭

下面，将参照图2来描述根据本发明的一个实施例的二次保护模块250。图2示出了根据本发明实施例的二次保护模块250的的结构的示意方框图。如图2所示，二次保护模块250可以包括：电压检测单元251、电流检测单元252、驱动控制单元253和功率开关254。

具体地，电压检测单元251，设置在所述功率转换器230和所述驱动控制单元253之间，所述电压检测单元251可以经配置来检测所述功率转换器230的输出电压，然后将检测到的所述功率转换器230的所述输出电压发送到驱动控制单元253。

电流检测单元252，设置在功率传输控制器240和驱动控制单元253之间，所述电流检测单元252可以经配置来检测来自所述功率转换器230的输出电流，然后将检测到的所述功率转换器230的所述输出电流发送到驱动控制单元253。在本发明的一个实施例中，电流检测单元252可以包括电流检测电阻以及与该电流检测电阻并联的电压检测电路(用于检测该电流检测电阻两端的电压)。在这种情况下，电流检测单元252可以首先获得与输出电流对应的电压，并且与输出电流对应的电压的大小与输出电流的大小成正比。在本发明的另一个实施例中，除了电流检测电阻以及与该电流检测电阻并联的电压检测电路以外，电流检测单元252还可以包括差分放大电路，该差分放大电路可以将所检测到的电流模拟信号做增益调整。此外，在本发明的一个实施例中，所述电流检测单元252的一个输入端可以与所述连接器220连接，配置来检测输入到所述连接器220的输入电流，在本发明的另一个实施例中，所述电流检测单元252的一个输入端还可以与所述功率转换器230连接，配置来检测来自所述功率转换器230的输出电流。

驱动控制单元253，与所述电压检测单元251、所述电流检测单元252、功率开关254以及所述功率传输控制器240相连接，所述驱动控制单元253可以经配置来从所述电压检测单元251接收检测到的所述功率转换器230的输出电压，从所述电流检测单元252接收检测到的所述功率转换器230的输出电流，并且从所述功率传输控制器240接收所述负载的功率需求，然后根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元253生成驱动信号，以控制功率开关254断开所述功率转换器230与所述连接器之间的电路连接。

根据本发明的一个实施例，驱动控制单元253可以包括参考电压设置电路、参考电流设置电路、电压比较电路和电流比较电路。其中，参考电压设置电路可以根据所述负载的需求来设置电压保护阈值，参考电流设置电路可以根据所述负载的需求来设置电流保护阈值。然后，电压比较电路可以接收来自电压检测单元251的检测电压和来自参考电压设置电路的电压保护阈值作为输入，并且将检测电压与电压保护阈值进行比较。这里，例如，电压比较电路可以在电压检测单元251获得的电压比预定的电压保护阈值低时产生低电平(或高电平)，而在电压检测单元251获得的电压比预定的电压保护阈值高时产生高电平(或低电平)来作为过电压信号。同时，电流比较电路可以接收来自电流检测单元251的检测电流和来自参考电流设置电路的电流保护阈值作为输入，并且将检测电流与电流保护阈值进行比较。这里，例如，电流比较电路可以在电流检测单元251获得的电流比预定的电流保护阈值低时产生低电平(或高电平)，而在电流检测单元251获得的电流比预定的电流保护阈值高时产生高电平(或低电平)来作为过电流信号。所述驱动控制单元253可以根据过电流信号或者过电压信号来输出低电平(或高电平)作为驱动控制信号，以控制功率开关中断开所述功率转换器230与所述连接器220之间的电路连接。

功率开关254，可以设置在所述功率转换器230和所述连接器220之间，并且与所述驱动控制单元253连接，所述功率开关254可以经配置来根据来自所述驱动控制单元253的驱动信号或者来自所述功率转换器230的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。具体地，功率开关254可以包括基于驱动控制信号而导通或者截止的MOS管，这里，MOS管可以包括金属氧化物半导体、晶体三极管或绝缘栅双极型功率管等。

下面，将参照图3来描述根据本发明的另一个实施例的通用串行总线功率传输装置。图3示出了根据本发明的另一个实施例的通用串行总线功率传输装置300的结构的示意方框图。如图3所示，通用串行总线功率传输装置300的二次保护模块350可以包括：电压检测单元351、电流检测单元352、驱动控制单元353和功率开关354。

具体地，在本实施例中，电压检测单元351，设置在所述功率转换器230和所述驱动控制单元353之间，并且还可以与所述功率传输控制器240中的MCU260连接，所述电压检测单元351可以经配置来检测所述功率转换器230的输出电压，并且还可以从所述功率传输控制器240接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器230的所述输出电压以及所述电压保护阈值一起发送到驱动控制单元353。此时，电压检测单元351可以包括参考电压设置电路。该参考电压设置电路可以根据从所述功率传输控制器240接收的所述负载的需求来设置电压保护阈值

本实施例中的电流检测单元352，可以设置在功率传输控制器240和驱动控制单元353之间，并且还可以与所述功率传输控制器240中的MCU260相互连接，所述电流检测单元352经配置来检测来自所述功率转换器230的输出电流，并且还可以从所述功率传输控制器240接收的所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电流保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器230的所述输出电流与以及所述电流保护阈值一起发送到驱动控制单元353。在本发明的一个实施例中，电流检测单元352可以包括电流检测电阻以及与该电流检测电阻并联的电压检测电路(用于检测该电流检测电阻两端的电压)。此外，电流检测单元352还可以包括差分放大电路，该差分放大电路可以将所检测到的电流模拟信号做增益调整。另外，电压检测单元351还可以包括参考电流设置电路。该参考电流设置电路可以根据从所述功率传输控制器240接收的所述负载的需求来设置电流保护阈值。此外，在本发明的一个实施例中，所述电流检测单元352的一个输入端可以与所述连接器220连接，配置来检测输入到所述连接器220的输入电流，在本发明的另一个实施例中，所述电流检测单元352的一个输入端还可以与所述功率转换器230连接，配置来检测来自所述功率转换器230的输出电流。

驱动控制单元353，与所述电压检测单元351、所述电流检测单元352以及功率开关354相连接，所述驱动控制单元353可以经配置来从所述电压检测单元351接收检测到的所述功率转换器230的输出电压以及所述电压保护阈值，并且从所述电流检测单元352接收检测到的所述功率转换器230的输出电流以及所述电流保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器230的所述输出电压与所述电压保护阈值相比较，并且将检测到的所述功率转换器230的所述输出电流与所述电流保护阈值相比较，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元353生成驱动信号，以控制功率开关354断开所述功率转换器230与所述连接器之间的电路连接。

根据本发明的一个实施例，驱动控制单元353可以包括电压比较电路和电流比较电路。其中，例如，电压比较电路可以接收来自电压检测单元351的检测电压和电压保护阈值作为输入，并且将检测电压与电压保护阈值与电压保护阈值进行比较，在电压检测单元351获得的电压比预定的电压保护阈值低时产生低电平(或高电平)，而在电压检测单元351获得的电压比预定的电压保护阈值高时产生高电平(或低电平)来作为过电压信号。同时，电流比较电路可以接收来自电流检测单元251的检测电流和电流保护阈值作为输入，并且将检测电流与电流保护阈值进行比较。这里，例如，电流比较电路可以在电流检测单元251获得的电流比预定的电流保护阈值低时产生低电平(或高电平)，而在电流检测单元251获得的电流比预定的电流保护阈值高时产生高电平(或低电平)来作为过电流信号。所述驱动控制单元353可以根据过电流信号或者过电压信号来输出低电平(或高电平)作为驱动控制信号，以控制功率开关中断开所述功率转换器230与所述连接器220之间的电路连接。

功率开关354，设置在所述功率转换器230和所述连接器220之间，并且与所述驱动控制单元353连接，所述功率开关354可以经配置来根据来自所述驱动控制单元353的驱动信号或者来自所述功率转换器230的控制信号断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。具体地，功率开关354可以包括基于驱动控制信号而导通或者截止的MOS管，这里，MOS管可以包括金属氧化物半导体、晶体三极管或绝缘栅双极型功率管等。

由此可见，本发明提供的通用串行总线功率传输装置具有独立的电流检测电路，可依功率传输控制器所确定的负载需求控制信号来调整电流保护点，达到电流保护点适应性调整的目的。此外，本发明提供的通用串行总线功率传输装置还具有电压检测电路，当检测到功率转换器的输出电压为过电压时，直接将连接器与负载间的电流路径断开，以达到通用串行总线功率传输装置对保护的目的，提高了用户的使用体验。

为了更详细地说明本发明提供的通用串行总线功率传输装置在上述实施例中的使用情形，特参照图4举例如下。图4示出了根据本发明的一个示例的通用串行总线功率传输装置的二次保护模块400的电路结构示意图。其中，在本示例中，如图所示，二次保护模块400可以包括：放大器401、电流检测电阻402、参考电压设置器403、参考电流设置器404、电流比较器405、电压比较器406、开关407，其中电流检测电阻402连接在功率转换器230与开关407之间。

下面参照图4描述二次保护模块400的保护功能的具体实现方式。二次保护模块400的参考电压设置器403和参考电流设置器404可以根据功率传输装置的负载端的需求来分别设置电压保护阈值和电流保护阈值。然后，电流检测电阻402可以用于实时地检测电流，所检测到的电流信号可以由放大器401做增益调整，之后输入到电流比较器405，而且，电流比较器405还可以从所述参考电流设置器404接收预定的电流保护阈值作为另一输入，将检测的放大后的电流与电流保护阈值相比较。同时，电压比较器406可以将检测到的电压信号与从参考电压设置器403接收的电压保护阈值相比较。如果检测到过电压或者过电流，则二次保护模块400的逻辑控制电路输出驱动信号，将开关407截止，从而通过断开电路连接来对其他电路元件以及负责进行保护。

图5示出了根据本发明的另一个示例的通用串行总线功率传输装置的二次保护模块500的电路结构示意图。其中，在本示例中，如图所示，二次保护模块500可以包括：放大器401、电流检测电阻402、参考电压设置器403、参考电流设置器404、电流比较器405、电压比较器406、开关407，其中电流检测电阻402连接在功率转换器230与开关407之间，但是与图4中的二次保护模块400的电路结构不同的是，在二次保护模块500中，改变了电流检测电阻402与开关407的相对位置，电流检测电阻402连接在开关407与连接器220之间。二次保护模块500中的各个电路元件的功能作用以及具体工作方式与二次保护模块400中的各个电路元件的功能作用以及具体工作方式相类似，在此不再赘述。

图6示出了根据本发明的又一个示例的通用串行总线功率传输装置的二次保护模块600的电路结构示意图。其中，在本示例中，如图所示，二次保护模块600可以包括：放大器401、电流检测电阻402、参考电压设置器403、参考电流设置器404、电流比较器405、电压比较器406、开关407，其中电流检测电阻402连接在功率转换器230与开关407之间，但是与图4中的二次保护模块400的电路结构不同之处在于，在二次保护模块600中，使用了实现适应性过电流保护位准的电路结构，通过该适应性过电流保护位准电路结构，可以直接调整经过放大器401放大电流检测信号后传输到电流比较器405的比例，然后通过电流比较器405将其与预定的电流保护阈值相比较。二次保护模块600中的其它电路元件的功能作用以及具体工作方式与二次保护模块400中的电路元件的功能作用以及工作方式相类似，在此不再赘述。

此外，本发明另一方面还提供了一种电子设备700，图7示出了根据本发明实施例的电子设备700的示范性结构框图。如图所示，电子设备700可以包括通用串行总线功率传输装置710，所述包括通用串行总线功率传输装置710可以包括：输入端210、连接器220、功率转换器230、功率传输控制器240以及二次保护模块250。

具体地，输入端210可以配置来与电源连接，并且接收输入电压。连接器220，可以配置来与负载连接，并且向所述负载提供输出电压。功率转换器230，可以设置在所述输入端210和所述连接器220之间，配置来将所述输入电压转换为所述输出电压。功率传输控制器240，可以设置在所述功率转换器230和所述连接器220之间，所述功率传输控制器240可以经配置来根据所述负载的功率需求调整所述功率转换器230的输出电压或者启动功率转换器230提供输出电压，而且，功率传输控制器240还可以依照USB功率传输控制器与USB功率传输设备(即，耗电端)交握后所确定的协议来确定耗电端负载的功率需求，并且将所述负载的功率需求发送到二次保护模块250。二次保护模块250，设置在所述功率转换器230和所述连接器220之间，并且与所述功率传输控制器240连接，所述二次保护模块经配置来从所述功率传输控制器240接收所述负载的功率需求，并且根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器230的输出电压和输出电流，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块250将所述功率转换器230与所述连接器220之间的电路连接断开。此外，在本发明的一个实施例中，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块250还发送输出警报信号到所述功率传输控制器240，所述功率传输控制器240从所述二次保护模块250接收到所述警报信号后，将功率转换器230关闭

由此可见，本发明提供的电子设备具有独立的电流检测电路，可依功率传输控制器所确定的负载需求控制信号来调整电流保护点，达到电流保护点适应性调整的目的。此外，本发明提供的电子设备还具有电压检测电路，当检测到功率转换器的输出电压为过电压时，直接将连接器与负载间的电流路径断开，以达到通用串行总线功率传输装置对保护的目的，提高了用户的使用体验。

在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种通用串行总线功率传输装置，包括：

输入端，配置来与电源连接，并且接收输入电压；

连接器，配置来与负载连接，并且向所述负载提供输出电压；

功率转换器，设置在所述输入端和所述连接器之间，经配置来将所述输入电压转换为所述输出电压；

功率传输控制器，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，所述功率传输控制器经配置来根据所述负载的功率需求调整所述功率转换器的输出电压或者启动功率转换器提供输出电压，并且将所述负载的功率需求发送到二次保护模块；以及

二次保护模块，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述二次保护模块经配置来从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，并且根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块断开所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

2.如权利要求1所述的功率传输装置，其中，所述二次保护模块进一步包括：

电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压发送到驱动控制单元；

电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流发送到驱动控制单元；

驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元、功率开关以及所述功率传输控制器相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压，从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，然后根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及

功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

3.如权利要求1所述的功率传输装置，其中，所述二次保护模块进一步包括：

电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压以及所述电压保护阈值发送到驱动控制单元；

电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流以及所述电流保护阈值发送到驱动控制单元；

驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元以及功率开关相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压以及所述电压保护阈值，并且从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流以及所述电流保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压与所述电压保护阈值相比较，并且将检测到的所述功率转换器的所述输出电流与所述电流保护阈值相比较，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及

功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

4.如权利要求2或3所述的功率传输装置，其中，所述电流检测单元与所述连接器连接，配置来检测输入到所述连接器的输入电流；或者所述电流检测单元与所述功率转换器连接，配置来检测来自所述功率转换器的输出电流。

5.如权利要求1所述的功率传输装置，其中，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块还发送输出警报信号到所述功率传输控制器，所述功率传输控制器从所述二次保护模块接收到所述警报信号后，将功率转换器关闭。

6.一种电子设备，包括：

通用串行总线功率传输装置，包括：

输入端，配置来与电源连接，并且接收输入电压；

连接器，配置来与负载连接，并且向所述负载提供输出电压；

功率转换器，设置在所述输入端和所述连接器之间，配置来将所述输入电压转换为所述输出电压；

功率传输控制器，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，所述功率传输控制器经配置来根据所述负载的功率需求调整所述功率转换器的输出电压或者启动功率转换器提供输出电压，并且将所述负载的功率需求发送到二次保护模块；以及

二次保护模块，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述二次保护模块经配置来从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，并且根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块断开所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

7.如权利要求6所述的电子设备，其中，所述二次保护模块进一步包括：

电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压发送到驱动控制单元；

电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流发送到驱动控制单元；

驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元、功率开关以及所述功率传输控制器相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压，从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，然后根据所述负载的功率需求来检测所述功率转换器的输出电压和输出电流，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及

功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

8.如权利要求7所述的电子设备，其中，所述二次保护模块进一步包括：

电压检测单元，设置在所述功率转换器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电压检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电压，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压以及所述电压保护阈值发送到驱动控制单元；

电流检测单元，设置在功率传输控制器和驱动控制单元之间，并且与所述功率传输控制器连接，所述电流检测单元经配置来检测所述功率转换器的输出电流，并且从所述功率传输控制器接收所述负载的功率需求，根据所述负载的功率需求设置电压保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电流以及所述电流保护阈值发送到驱动控制单元；

驱动控制单元，与所述电压检测单元、所述电流检测单元以及功率开关相连接，所述驱动控制单元经配置来从所述电压检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电压以及所述电压保护阈值，并且从所述电流检测单元接收检测到的所述功率转换器的输出电流以及所述电流保护阈值，然后将检测到的所述功率转换器的所述输出电压与所述电压保护阈值相比较，并且将检测到的所述功率转换器的所述输出电流与所述电流保护阈值相比较，当检测到过电压或者过电流时，所述驱动控制单元生成驱动信号，以控制功率开关断开所述功率转换器与所述连接器之间的电路连接；以及

功率开关，设置在所述功率转换器和所述连接器之间，并且与所述驱动控制单元连接，所述功率开关经配置来根据来自所述驱动控制单元的驱动信号或者来自所述功率转换器的控制信号来断开或者接通所述功率转换器与连接器之间的电路连接。

9.如权利要求7或8所述的电子设备，其中，所述电流检测单元与所述连接器连接，配置来检测输入到所述连接器的输入电流；或者所述电流检测单元与所述功率转换器连接，配置来检测来自所述功率转换器的输出电流。

10.如权利要求6所述的电子设备，其中，当检测到过电流或者过电压时，所述二次保护模块还发送输出警报信号到所述功率传输控制器，所述功率传输控制器从所述二次保护模块接收到所述警报信号后，将功率转换器关闭。