CN110832470A - 外围设备的主动充电 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有第一通信端口和第二通信端口的外围设备的主动充电的端口策略管理的方法，可以包括：检测在外围设备处是否存在有效电源连接；响应于检测到有效电源连接，确定第一通信端口与第二通信端口之间的关系；基于该关系，由外围设备确定外围设备、第一通信端口和第二通信端口之间的电源关系；选择性地配置第一通信端口、第二通信端口与外围设备以匹配电源关系；并且如果所述电源关系支持主动充电，则启用外围设备的主动充电。

Description

外围设备的主动充电
技术领域
本公开总体涉及用于电子设备的电路，电子设备包括但不限于音频设备，包括诸如无线电话和媒体播放器的个人音频设备，更具体地，本公开涉及与提供和管理外围设备的主动充电(active charge through)有关的系统和方法。
背景技术
电子设备普遍存在且使用于日常生活中。电子设备利用通信总线协议从而能够以更统一或标准化的方式相互通信以及传输/接收电力。通用总线通信协议诸如通用串行总线(“USB”)以及专有总线通信协议诸如用于Apple的
Figure BDA0002304628990000011
总线连接器的总线协议已经存在并且众所周知。
USB是一种著名的工业总线通信协议，适用于电子设备。USB提供了一个定义明确的标准协议，该协议允许电子设备彼此通信。存在各种版本的USB协议，诸如USB 1.x、USB2.0、USB 3.0、USB 3.1等。USB-C和USB-PD协议增加了提供电力输送的能力。苹果公司(Apple，Inc.)已经建立了自己的专有总线通信协议，该协议与Lightning总线连接器兼容并与其符合，允许设备与Apple设备通信并分别从Apple设备提供电力或从Apple设备接收电力。
众所周知，许多实现总线通信协议连接器(诸如USB-C或Lightning连接器)的便携式主机仅提供单个端口，该端口可用于在特定条件下进行数据通信或提供电力或同时提供这两种功能。集线器和坞站提供多个端口，所述多个端口可解决单个端口的限制，并具有为电子设备和便携式主机提供电力的能力。然而，集线器和坞站两者均大量增加了克服单个端口限制和电力供应问题的复杂性和成本。此外，具有至少一个向下端口(DFP)的集线器和端口(诸如USB-C集线器和端口)需要进行附加测试以进行认证(例如，USB-C认证)。
为避免集线器和坞站的复杂性以及认证要求，已采用直通充电(或通过充电)，并经由某些总线通信协议在电子设备中使用直通充电。直通充电允许耦合到电源和主机的电子设备使用总线通信协议，以允许电子设备和主机之间的正常操作，并且还允许电荷通过该设备传递到主机。主机从电源接收电力/电荷，并且主机继而还经由总线通信协议为电子设备供电/充电。直通充电可不允许电源直接为电子设备供电/充电，而始终要求主机首先接收直通电力/电荷，然后，主机继而使用其电源为电子设备供电/充电。直通充电允许设备避免必须拥有至少一个DFP。
图1A和图1B示出了本领域已知的提供直通充电功能的示例性Apple Lightning兼容耳机设备10(或通用外围设备)。图1A描绘了耳机设备10的外观，而图1B是描绘与充电器(PW CHG)11和主机14接合的耳机设备10的框图的示例。示例主机14包括但不限于智能电话、平板电脑和个人计算机。参考图1A和图1B，耳机设备10可以经由Lightning端口12B和Lightning主机端口16耦合到主机14。Lightning端口12B和16的第一触点可以用于提供正常操作并经由主机14的数据块19(DATA)和耳机设备10的耳机数据块(HP DATA)15在耳机设备10与主机14之间传送数据。当充电器11经由Lightning端口12A耦合到耳机设备10时，电荷可以从Lightning端口12A通过Lightning端口12B到Lightning主机端口16经由直通线路(PT)通过耳机设备10传递到主机14。Lightning端口12B和16的第二触点可用于在主机14和耳机设备10之间提供电力。主机14在其电池(BATT)17处接收电荷(例如，来自充电器11)。主机14继而可以通过从其电源(PWR)块18向耳机电源块(HP PWR)13提供电荷来向耳机设备10提供电荷。在本实施例中，充电器11可永远不会直接为耳机设备10供电/充电，并且耳机设备10的电力/电荷也可必须通过耳机设备10传递到主机14，并且主机14继而可必须为耳机设备供电/充电10。此类耳机设备10的示例是Pioneer
Figure BDA0002304628990000021
Lightning耳机/耳塞。
图2A、图2B和图2C示出本领域中已知的示例适配器设备20，适配器设备20可以允许其与主机之间的电子设备操作，并且提供允许电荷通过电子设备传递到主机的直通充电，并且可以允许主机为电子设备供电/充电。图2A描绘具有总线通信端口22A、22B和22C的适配器设备20。总线通信端口22A、22B、22C、12C和14A可以是Lighting端口、USB-C端口或任何其他类型的总线通信端口。端口22A、22B、22C、12C和16A不限于任何类型，并且可以各自为凹型和/或凸型。类似于主机14，示例主机14A可以包括但不限于智能电话、平板电脑和个人计算机。
参考图2B，所示耳机设备10A经由端口12C和22B耦合到适配器设备20，并且所示主机14A经由端口16A和22C耦合到适配器设备20。端口16A、22C和12C的第一触点可用于提供正常操作，并通过适配器设备20经由主机14A的数据块(DATA)19A和耳机设备10A的耳机设备数据块(HP DATA)15A传送数据。当充电器11经由端口22A耦合到适配器设备20时，电荷可以从端口22A到端口22C到主机端口16A通过直通线路(PT)从充电器11通过适配器设备20传递到主机14A(例如，直通充电)。端口22C和16A的第二触点可用于将电力从充电器11提供给主机14A。主机14A可以在其电池(BATT)17A处接收电荷(例如，来自充电器11)。主机14A继而可以通过经由端口16A、22C和22A从主机14A的电源(PWR)块18A向耳机电源块(HP PWR)13A提供电力/电荷，从而通过适配器设备20向耳机设备10A提供电荷。在此实施例中，充电器11可永远不会直接为耳机设备10A供电/充电，并且耳机设备10A的电力/电荷也必须先通过适配器设备20从充电器11传递到主机14A，然后再传递到主机14A，主机14A继而可必须为耳机设备10A供电/充电。
参考图2C，所示耳机设备10A代替地经由端口12C和22A耦合到适配器设备20，并且所示主机14A经由端口16A和22C耦合到适配器设备20。端口16A、22C和12C的第一触点可用于提供正常操作，并通过适配器设备20经由主机14A的数据块(DATA)19A和耳机设备10A的耳机设备数据块(HP DATA)15A传送数据。当充电器11经由端口22B耦合到适配器设备20时，电荷可以从端口22B通过端口22C到主机端口16A经由直通线路(PT)从充电器11通过适配器设备20传递到主机14A(例如，直通充电)。端口22C和16A的第二触点可用于从充电器11向主机14A提供电力。主机14A可以在其电池(BATT)17A处接收电荷(例如，来自充电器11)。主机14A继而可以通过经由端口16A、22C和22B从主机14A的电源(PWR)块18A向耳机电源块(HPPWR)13A提供电荷，来通过适配器设备20向耳机设备10A提供电荷。在该实施例中，充电器11可永远不会直接为耳机设备10A供电/充电，并且耳机设备10A的电力/电荷也必须先通过适配器设备20从充电器11传递到主机14A，然后主机14A继而可必须为耳机设备10A供电/充电。
这种适配器设备20的示例是贝尔金国际有限公司(Belkin International Inc.)的Lightning Audio+Charge RockStarTM适配器。此外，如前所述，适配器设备20的另一个示例是USB-C适配器设备，该设备可以为无源模拟音频适配器提供直通充电功能。这种USB-C适配器可以具有三个端口22A、22B和22C，其中端口22A和22B可以是相应的耳机(例如，数据)端口和电源端口，而端口22C可以是主机端口。然而，这种USB-C适配器设备具有最小默认电流(例如500毫安)的限制，因此主机的充电时间可很长。此外，这种适配器可以是固定功能的模拟接口，因此可不支持由USB标准定义的任何其他功能(例如，大容量存储设备、键盘、鼠标等)。
外围设备在本领域中是众所周知的。外围设备不是集线器、坞站或适配器设备，诸如适配器设备20。外围设备可以是辅助设备，其用于将信息传送到主机，反之亦然。现有的直通充电方法的一个关键缺点是，可必须管理通过充电器提供的电力，并在主机和外围设备之间分配电力。图3示出示例高级框图，其描绘了现有的直通充电方法的缺点。可以串行地进行使用现有方法的直通充电，从而串行地提供来自充电器的电力。因为电力是串行提供的，所以可需要相应地分配提供给主机和外围设备的电量。此外，可以将由充电器11提供的电量限制为主机14能够接收的最大电力。在图3的示例中，框图描绘了充电器11可能够提供12瓦。由充电器11提供的12瓦可以经由直通线路(PT)穿过外围设备10，并且可以首先由主机14接收。因为主机14继而需要为外围设备10提供3瓦(3W)，因此仅用剩余的9瓦(9W＝12W–3W)为主机14供电。另一个主要缺点是，使用现有方法，如果主机14不耦合到外围设备10，则外围设备10根本无法充电，因为充电器11无法直接对外围设备10充电。如果外围设备10将是独立的或无线设备诸如无线耳机/耳麦/耳塞，这种直接充电功能则是重要且有益的。
发明内容
根据本公开的教导，可以减少或消除与提供和管理在外围设备中的主动充电相关联的一个或多个缺点和问题。
根据本公开的实施例，可以提供一种用于外围设备的主动充电的端口策略管理的方法，所述外围设备基于通信协议进行操作并且具有第一通信端口和第二通信端口，其中所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点，以及用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点。所述方法可包括：检测所述外围设备处是否存在有效的电源连接；响应于检测到所述有效电源连接，确定所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的关系；基于所述关系，确定所述外围设备、所述第一通信端口和所述第二通信端口之间的电源关系；选择性地配置所述第一通信端口、所述第二通信端口和所述外围设备以匹配所述电源关系；以及如果所述电源关系支持主动充电，则启用所述外围设备的主动充电。
根据本公开的这些和其他实施例，可以提供一种用于外围设备的主动充电的端口策略管理的方法，所述外围设备基于通信协议进行操作并且具有第一通信端口和第二通信端口，其中所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点，以及用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点。所述方法可包括：估计与通过所述第一通信端口和所述第二通信端口中的一个对耦合到所述设备的主机进行充电相关联的电力损耗；以及当通过所述外围设备的在所述第一通信端口的所述第二电触点和所述第二通信端口的所述第二电触点之间的主动充电向所述主机提供所述电力时，考虑所述电力损耗。
根据本公开的这些和其他实施例，基于通信协议进行操作的外围设备可以与包括第一通信端口、第二通信端口以及外围设备的外围设备组件集成在一起，其中所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点和用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点，其中所述外围设备可被配置为执行所述外围设备的主动充电的端口策略管理。所述外围设备可被配置为：检测所述外围设备处是否存在有效电源连接；响应于检测到所述有效电源连接，确定所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的关系；基于所述关系，确定所述外围设备、所述第一通信端口和所述第二通信端口之间的电源关系；选择性地配置所述第一通信端口、所述第二通信端口和所述外围设备以匹配所述电源关系；以及如果所述电源关系支持主动充电，则启用所述外围设备的主动充电。
根据本公开的这些和其他实施例，基于通信协议进行操作的外围设备可以与包括第一通信端口、第二通信端口和外围设备的外围设备组件集成在一起，其中所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点和用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点，其中，所述外围设备可被配置为执行所述外围设备的主动充电的端口策略管理。所述外围设备还可被配置为：估计与通过所述第一通信端口和所述第二通信端口中的一个对耦合到所述外围设备的主机进行充电相关联的电力损耗；以及当通过所述外围设备的在所述第一通信端口的所述第二电触点和所述第二通信端口的所述第二电触点之间的主动充电向所述主机提供所述电力时，考虑所述电力损耗。
根据本文所包括的附图、描述和权利要求，本公开的技术优势对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。实施例的目的和优点将至少通过权利要求中具体指出的要素、特征和组合来实现和达到。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例和解释性的，并且不限制本公开中提出的权利要求。
附图说明
通过参考以下结合附图进行的描述，可以获得对本发明实施例及其优点的更完整的理解，其中，相同的附图标记指示相同的特征，并且其中：
图1A和图1B示出如本领域中已知的可以提供直通充电的示例Apple Lightning兼容的耳机设备10或外围设备；
图2A、图2B和图2C示出如本领域中已知的可以提供直通充电的示例贝尔金国际公司(Belkin International Inc.)的Lightning Audio+Charge RockStarTM适配器；
图3示出如本领域中已知的直通充电的示例高级框图；
图4示出根据本公开的实施例的用于主动充电的系统的示例高级框图；
图5A示出根据本公开的实施例的具有第一通信端口、第二通信端口和电力耦合网络的外围设备的示例图，该外围设备允许主动充电；
图5B示出根据本公开的实施例的具有第一通信端口、第二通信端口和电力耦合网络的外围设备的另一示例图，该外围设备使用阈值电压以启用或禁用主动充电操作；
图6A示出根据本公开的实施例的用于进入外围设备的主动充电的方法的示例流程图；
图6B示出根据本公开实施例的用于进入作为USB-C设备的外围设备的主动充电的方法的示例流程图；
图7A示出根据本公开的实施例的用于确定外围设备内的端口关系的方法的示例流程图；
图7B示出根据本公开实施例的用于确定作为USB-C设备的外围设备内的端口关系的方法的示例流程图；
图8示出根据本公开实施例的用于调整与外围设备相关联的阈值电压的方法的示例流程图；
图9A示出根据本公开的实施例的耦合到充电器和由电池供电的主机的示例外围设备的框图；
图9B示出根据本公开的实施例的耦合到由电池驱动的电源和由另一电池供电的主机的示例外围设备的框图；以及
图9C示出根据本公开的实施例的示例外围设备的框图，其中仅由电池供电的主机耦合到第二通信端口，而没有任何东西耦合到第一通信端口。
具体实施方式
公开了一种用于在对外围设备进行主动充电期间进行端口策略管理的系统和方法，该外围设备具有第一通信端口和第二通信端口。主机和充电器可以耦合到外围设备。外围设备、主机、充电器和其他此类设备及其相应的端口可以根据通信总线协议进行通信并传输/接收电力。这种协议可以包括但不限于标准协议诸如USB协议(USB-C和USB-PD协议)，或者专有总线通信协议，包括但不限于支持并且与Apple Lightning总线连接器兼容/符合的专有总线通信协议。
图4示出根据本公开的实施例的用于主动充电的系统的示例高级框图。与以串行方式执行充电的现有直通充电方法相反，在图4所描绘的系统中，可以并行执行主动充电，从而为外围设备和主机并行提供电力。因为电力是并行提供的，所以不需要按现有方法的要求(如图3所示)来分配提供给主机和外围设备的电量。在图4的示例中，与图3的现有技术系统中提供的12瓦相比，充电器11可以提供15瓦。例如，可以将由充电器11提供的15瓦中的12瓦直接提供给主机14而不用通过外围设备101。因为外围设备101也直接耦合到充电器11，并且因为主机14不需要管理外围设备101并向外围设备101提供电力，所以外围设备101可以直接获得3瓦而不具有从充电器11向主机14提供的电力的任何损耗或减少。对外围设备101的这种直接充电功能是有益的，因为外围设备101可以是独立的或无线的设备，诸如无线耳机/耳麦/耳塞。主动充电的这种方法可以允许外围设备在不存在主机的情况下进行充电。
图5A示出根据本公开的实施例的示例外围设备组件100，其具有外围设备101、第一通信端口102、第二通信端口104和电力耦合网络106。电力耦合网络106可具有以图5A所示的方式耦合的开关108、110和112。当仅第一通信端口102提供有效的电源连接时，开关108可以被激活，而开关110和112可以保持不活动状态。因此，在这种情况下，仅可以从第一通信端口102向外围设备101提供电力。|通过使开关110和112保持不活动，可以将第二通信端口104与外围设备101和第一通信端口102隔离。当仅第二通信端口104提供有效的电源连接时，开关112可以被激活，并且开关110和108可以保持不活动。因此，在这种情况下，仅从第二通信端口104向外围设备101提供电力。通过使开关110和108保持不活动，可以将第一通信端口102与外围设备101和第二通信端口104隔离。
本领域技术人员可以认识到，第一通信端口102和第二通信端口104在逻辑上和操作上可以是等效的，因此，以下针对端口中的一个的本公开的各个实施例的描述可以酌情应用于另一个。
图5B示出根据本公开的实施例的被实现为在USB-C设备组件中的使用阈值电压VTH1和VTH2以启用或禁用主动充电操作的USB-C设备的外围设备101的另一示例图，外围设备101具有第一通信端口102(第一USB-C端口102)、第二通信端口104(第二USB-C端口104)和电力耦合网络106。除了图5B将外围设备101描绘为使用阈值电压VTH1和VTH2的USB-C设备外，图5B在所有实质性方面均可以与图5A相同。
图6A示出根据本公开的实施例的用于进入外围设备101的主动充电的方法200A的示例流程图。如上所述，可以在外围设备组件100的各种配置中实现本公开的教导。由此，方法200A的优选初始化点和包括方法200A的步骤的顺序可以取决于所选择的实现方式。根据某些实施例，方法200可以在步骤202处开始。在步骤206处，外围设备101可以确定在第一通信端口102和第二通信端口104处是否都存在物理连接。如果在步骤206处，外围设备101确定在第一通信端口102和第二通信端口104处均不存在物理连接，则方法200A可以保持在步骤206处，直到做出这种确定。另一方面，如果外围设备101确定在第一通信端口102和第二通信端口104处确实存在物理连接，则方法200A可以进行到步骤208A，在步骤208A处，外围设备101可以确定图5A的外围设备101内的端口关系。下面进一步详细描述的图7A描绘了用于执行步骤208A的方法的示例流程图。在步骤210处，外围设备101可以确定是否在外围设备101上启用了主动充电。如果外围设备101确定未启用主动充电，则方法200A可以再次进行到步骤206。否则，如果外围设备101确定启用了主动充电，则方法200A可以在步骤216处结束。
尽管图6A公开了关于方法200A要采取的特定数量的步骤，但是可以以比图6A中描绘的步骤更多或更少的步骤来执行方法200A。另外，尽管图6A公开了关于方法200A要采取的步骤的某些顺序，但是包括方法200A的步骤可以以任何合适的顺序来完成。
可以使用外围设备101，其组件或可操作以实现方法200A的任何其他系统来实现方法200A。在某些实施例中，方法200A可以部分或完全在计算机可读介质中体现的软件和/或固件中实现。
图6B示出根据本公开的实施例的用于进入作为USB-C设备的外围设备101(例如，如图5B所示)的主动充电的方法200B的示例流程图。如上所述，可以在外围设备组件100的各种配置中实现本公开的教导。由此，方法200B的优选初始化点和包括方法200B的步骤的顺序可以取决于所选择的实现方式。方法200B在许多实质方面可以与上述方法200A相似。因此，出于清楚和说明的目的，下面仅讨论方法200B和方法200A之间的实质区别。在方法200B中，可以在步骤202和206之间添加步骤204，可以在步骤210和216之间添加步骤214，并且可以使用步骤208B代替步骤208A。在方法200B中，在步骤204处，外围设备101可以使第一阈值电压VTH1等于第二阈值电压VTH2，从而根据USB-C技术参数使两个阈值电压均等于USB默认电压值。在步骤206处，外围设备101可以确定在第一通信端口102和第二通信端口104处是否都存在物理连接。如果在步骤206处，外围设备101确定在第一通信端口102和第二通信端口104处均不存在物理连接，则方法200B可以保持在步骤206处，直到做出这种确定。另一方面，如果外围设备101确定在第一通信端口102和第二通信端口104处确实存在物理连接，则方法200B可以进行到步骤208B，在步骤208B处，外围设备101可以确定图5B的外围设备101内的端口关系。下面进一步详细描述的图7B描绘了用于执行步骤208B的方法的示例流程图。在步骤210处，外围设备101可以确定是否在外围设备101上启用了主动充电。如果外围设备101确定为启用主动充电，则方法200B可以再次进行到步骤206。否则，如果外围设备101确定启用了主动充电，则方法200B可以进行到步骤214。在步骤214处，外围设备101可以允许进行阈值电压调整。下面进一步详细描述的图8描绘了用于执行步骤214的方法的示例流程图。在完成步骤214之后，方法200可以在步骤216处结束。
尽管图6B公开了关于方法200B要采取的特定数量的步骤，但是可以以比图6B中所描绘的步骤更多或更少的步骤来执行方法200B。另外，尽管图6B公开了关于方法200B要采取的步骤的某些顺序，但是包括方法200B的步骤可以以任何合适的顺序来完成。
可以使用外围设备101，其组件或可操作以实现方法200B的任何其他系统来实现方法200B。在某些实施例中，方法200B可以部分或完全在计算机可读介质中体现的软件和/或固件中实现。
图7A示出根据本公开的实施例的用于确定外围设备101内的端口关系的方法208A的示例流程图。如上所述，可以在外围设备组件100的各种配置中实现本公开的教导。由此，方法208A的优选初始化点和包括方法208A的步骤的顺序可以取决于所选的实现方式。根据某些实施例，方法208A可以在步骤702处开始。在步骤702处，外围设备101可以确定两个端口(例如，第一通信端口102和第二通信端口104)是否正在提供电力。如果在步骤702处，外围设备101确定两个端口都在提供电力，则方法208A可以进行到步骤704。否则，如果外围设备101确定两个端口中的至少一个不在提供电力，则方法208B可以进行到步骤710。
在步骤704处，外围设备101可以确定两个端口中的一个(例如，第一通信端口102或第二通信端口104)是否耦合到充电器(例如，充电器11)。如果外围设备101确定两个端口均未连接到充电器，则方法208A可进行到步骤706。否则，如果外围设备101确定两个端口中的一个已连接到充电器，则方法208A可进行到步骤712。
在步骤706处，可以从第一通信端口102向外围设备101供电。在步骤708处，外围设备101可以启用第二通信端口104以使用总线通信协议进行通信。在步骤708完成之后，方法200的步骤208A可以进行到方法200的步骤210。
在步骤710处，外围设备101可以确定提供电力的端口(例如，受电端口)是否正在由充电器供电。如果外围设备101确定受电端口正在由充电器供电，则方法208A可以进行到步骤712。
在步骤712处，外围设备101可以由通过充电器供电的受电端口供电。在步骤714处，外围设备101可以启用另一个端口(例如，非受电端口)作为用于与总线通信协议进行通信的主机端口。在步骤716处，外围设备101可以尝试或允许从由充电器供电的受电端口主动充电到主机端口，以启用耦合到外围设备101的主机的充电。在步骤716完成之后，方法200的步骤208A可以进行到方法200的步骤210。
在步骤718处，外围设备101可以由通过充电器供电的受电端口供电，并且外围设备101可以启用同一端口以与总线通信协议进行通信。在步骤720处，外围设备101可以尝试或允许从耦合到外围设备101的主机主动充电到另一个端口(例如，非受电端口)。在步骤720完成之后，方法200的步骤208A可以进行到方法200的步骤210。
尽管图7A公开了关于方法208A要采取的特定数量的步骤，但是可以以比图7A中所描绘的步骤更多或更少的步骤来执行方法208A。另外，尽管图7A公开了关于方法208A要采取的步骤的某些顺序，但是包括方法208A的步骤可以以任何合适的顺序来完成。
可以使用外围设备101，其组件或可操作以实现方法208A的任何其他系统来实现方法208A。在某些实施例中，方法208A可以部分或完全在计算机可读介质中体现的软件和/或固件中实现。
图7B示出根据本公开的实施例的用于确定在实现为USB-C设备的外围设备101内的端口关系的方法208B的示例流程图。如上所述，可以在外围设备组件100的各种配置中实现本公开的教导。由此，方法208B的优选初始化点和包括方法208B的步骤的顺序可以取决于所选择的实现方式。根据某些实施例，方法208B可以在步骤304处开始。在步骤304处，外围设备101可以确定两个端口(例如，第一通信端口102和第二通信端口104)是否正在提供电力。如果在步骤304处，外围设备101确定两个端口都在提供电力，则方法208B可以进行到步骤306。否则，如果外围设备101确定两个端口中的至少一个不在提供电力，则方法208B可以进行到步骤316。
在步骤306处，外围设备101可以确定第二USB-C端口104是否愿意接受电源角色交换。如果第二USB-C端口104不愿意接受电源角色交换，则方法208B可以进行到步骤308。否则，如果USB-C端口104愿意接受电源角色交换，则方法208B可以进行到步骤310。
在步骤308处，外围设备101可以接受第一USB-C端口102和第二USB-C端口104均用作电源。在步骤308完成之后，方法208B可以进行到步骤328。
在步骤310处，外围设备101可以向第二USB-C端口104提供电力合同(powercontract)(例如，协商电力合同)。在步骤312处，外围设备101可以确定第二USB-C端口104是否接受电力合同。如果第二USB-C端口104不接受电力合同，则方法208B可以再次进行到步骤310。另一方面，如果第二USB-C端口104接受电力合同，则方法208B可以进行到步骤314。在步骤314处，外围设备101可以启用主动充电。在步骤314完成之后，方法200的步骤208B可以进行到方法200的步骤210。
在步骤316处，外围设备101可以确定电源是否为USB充电器。如果外围设备101确定电源不是USB充电器，则方法208B可以进行到步骤318。否则，如果外围设备101确定电源为USB充电器，则方法208B可以进行到步骤322。
在步骤318处，外围设备101可以使第一USB-C端口102和第二USB-C端口104两者都作为面向上游的端口来操作。在步骤320处，外围设备101可以使第一USB-C端口102在通信中提供数据角色。在步骤320完成之后，方法200的步骤208B可以进行到方法200的步骤210。
在步骤322处，外围设备101可以使第一USB-C端口102用作面向上游的端口，并且使第二USB-C端口104用作双速率端口。在步骤324处，外围设备101可以使第一USB-C端口102在通信中不具有数据角色。在步骤326处，外围设备101可以确定废电池是否耦合到第二USB-C端口104。如果外围设备101确定废电池耦合到第二USB-C端口104，则方法208B可以进行到步骤314。另一方面，如果外围设备101确定废电池未连接到第二USB-C端口104，则方法208B可以进行到步骤328，在步骤328处，外围设备101可以禁用主动充电。在步骤328完成之后，方法200的步骤208B可以进行到方法200的步骤210。
尽管图7B公开了关于方法208B要采取的特定数量的步骤，但是可以以比图7B中所描绘的步骤更多或更少的步骤来执行方法208B。另外，尽管图7B公开了关于方法208B要采取的步骤的某些顺序，但是包括方法208B的步骤可以以任何合适的顺序来完成。
可以使用外围设备101，其组件或可操作以实现方法208B的任何其他系统来实现方法208B。在某些实施例中，方法208B可以部分或完全在计算机可读介质中体现的软件和/或固件中实现。
图8示出根据本公开的实施例的用于调整与被实现为USB-C设备的外围设备101相关联的阈值电压VTH的方法214的示例流程图。阈值电压VTH基于在图5B中所示的第一阈值电压VTH1和第二阈值电压VTH2之间的关系。如上所述，可以在外围设备组件100的各种配置中实现本公开的教导。由此，方法214的优选初始化点和包括方法214的步骤的顺序可以取决于所选的实现方式。根据某些实施例，方法214可以在步骤404处开始。在步骤404处，外围设备101可以将第二阈值电压VTH2设置为等于供应合同最小值。在步骤406处，外围设备101可以将第一阈值电压VTH1设置为等于第二阈值电压VTH2和电压存储的电压降幅值之和。在步骤408处，外围设备101可确定在第二USB-C端口104处的电压是否小于第二阈值电压VTH2。如果第二USB-C端口104处的电压不小于第二阈值电压VTH2，则方法214可以保持在步骤408处，直到第二USB-C端口104处的电压小于第二阈值电压VTH2。否则，如果第二USB-C端口104处的电压小于第二阈值电压VTH2，则方法214可以进行到步骤410。
在步骤410处，外围设备101可以确定外围设备101是否具有较低电力模式。如果外围设备101具有较低电力模式，则方法214可以进行到步骤412。否则，如果外围设备101不具有较低电力模式，则方法214可以进行到步骤414。
在步骤412处，外围设备101可以切换到其较低电力模式。在步骤412完成之后，方法214可以再次进行到步骤408。
在步骤414处，外围设备101可确定在第二USB-C端口104处的电力是否大于USB默认电量。如果第二USB-C端口104处的电力不大于USB默认电量，则方法214可以进行到步骤416。否则，如果第二USB-C端口104处的电力大于USB默认电量，则方法214可以进行到步骤418。
在步骤416处，外围设备101可以协商较低的源电力合同。在步骤416完成之后，方法214可以再次进行到步骤408。
在步骤418处，外围设备101可以增加阈值电压VTH1。在步骤420处，外围设备101可以确定第一端口电压是否低于阈值电压VTH1。如果第一端口电压不低于阈值电压VTH1，则方法214可以再次进行到步骤408。否则，如果第一端口电压低于阈值电压VTH1，则方法214可以进行到步骤422。
在步骤422处，外围设备101可以结束主动充电。在步骤422完成之后，方法200B的步骤214可以进行到步骤216。
尽管图8公开了关于方法214要采取的特定数量的步骤，但是方法214可以以比图8中描绘的步骤更多或更少的步骤来执行。此外，尽管图8公开了关于方法214要采取的步骤的某些顺序，但是包括方法214的步骤可以以任何合适的顺序完成。
可以使用外围设备101，其组件或可操作来实现方法214的任何其他系统来实现方法214。在某些实施例中，方法214可以在计算机可读介质中体现的软件和/或固件中部分或全部地实现。
图9A示出根据本公开的实施例的示例外围设备101的框图，外围设备101经由第一通信端口102和由电池510供电的主机512耦合到充电器504A，其中主机512经由第二通信端口104耦合。外围设备101包括电力耦合网络106，电力耦合网络106可以由端口策略管理来管理和操作，以通过外围设备组件100启用和禁用主动充电(或主动-充电(active-charging-through))操作。端口策略管理可以在电力耦合网络106内受控，或者作为电力耦合网络106外部的单独模块(未显示)受控。端口策略管理可以检测外围设备101处是否存在有效的电源连接。在图9A中，存在有效的电源连接并且可以在第一通信端口102处检测到该有效电源连接，因为经由充电器504A的端口506A耦合到电源502A的充电器504A耦合到第一通信端口102。
响应于检测到有效电源连接，可以确定第一通信端口102和第二通信端口104之间的关系。在图9A中，第一通信端口102可以具有电源角色，因为它耦合到充电器504A，充电器504A继而耦合到电源502A。在这种情况下，第二通信端口104可不承担电源角色，即使第二通信端口104经由端口508耦合到主机512，其中主机512由电池510驱动。因为电源关系确定第一通信端口102将具有电源角色，而第二通信端口104将不具有电源角色，所以外围设备101可以在第一通信端口102和第二通信端口104之间选择性地协商，使得第一通信端口102可以被分配电源角色，而第二个通信端口可以不被分配电源角色。在外围设备101协商电源角色之后，电力耦合网络106可以选择性地耦合第一通信端口102、第二通信端口104和外围设备101以匹配电力合同。外围设备101还可以与第二通信端口104协商电力合同，使得代表外围设备101的电流的电力与第二通信端口104的最大电力之和小于或等于与第一通信端口102的电力合同。
根据电力合同，可以控制电力耦合网络106以分别允许或不允许通过外围设备组件100进行主动充电(或主动-充电)以及对外围设备101本身进行直接充电。对于由图9A表示的并基于电力合同的实施例，可以控制电力耦合网络106，使得开关108和110被激活(例如，接通、启用、闭合)，而开关112被停用(例如，断开、禁用、打开)。激活的开关108可以允许经由第一通信端口102直接对外围设备101本身充电，而激活的开关110可以允许从第一通信端口102到第二通信端口104对外围设备101进行主动充电(或主动-充电)，使得由电源502A驱动的充电器504A也为主机512的电池510充电。开关112可以保持停用状态，使得可以防止主机512具有电源角色，并且可以防止处于从主机512提供电力的电力合同。
对于图9A表示的实施例，有效的电源连接可以仅在第一通信端口102处，因此第一通信端口102仅可以具有电源角色。对于这种情况，电力合同允许从第一通信端口102到第二通信端口104的外围设备组件100的主动充电(或主动-充电)。
图9B示出根据本公开的实施例的示例外围设备101的框图，外围设备101耦合到由电池502B驱动的电源504B和由另一电池510供电的主机512。除第一通信端口102可以耦合到由电池502B驱动的电源504B之外，图9B在所有实质方面均可以与图9A相似。因此，电源绝不限于特定电源，而可以是由电源驱动的充电器，驱动电源的电池或向外围设备101提供电力的任何其他合适的电源。
如果有效的电源连接已经断开并且在第一通信端口102处不再被检测到，诸如在图9A所表示的实施例中，充电器504A从电源502A拔出，或者在图9B所表示的实施例中，电池502B从第一通信端口102断开或完全放电，则可以控制电力耦合网络106以禁用外围设备组件100的主动充电(或主动-充电)。
图9C示出根据本公开的实施例的示例外围设备101的框图，其中仅由电池510供电的主机512耦合到第二通信端口104，而没有任何东西耦合到第一通信端口102。因此，除在第一通信端口102处的(一个或多个)设备不与该端口耦合或从该端口断开之外，图9C在所有实质方面均可以与图9A或图9B相似。
在图9C所表示的实施例中，可以执行检测以确定在第二通信端口104处是否存在有效的电源连接。响应于在第二通信端口104处检测到有效的电源连接，端口策略管理可以将电源角色从第一通信端口10 2交换到第二通信端口104，并且还可以切换电力合同以允许从第二通信端口104向外围设备101提供电力。在图9C中的外围设备101的USB-C实现方式和主机512中，可以通过从第一通信端口102(例如，第一USB-C端口)发出快速角色交换的信号到第二通信端口104(例如，第二USB-C端口)的端口策略管理来实现电源角色交换。
在图9C中，如果在第二通信端口104处不再检测到有效电源连接，则可以确定在第一通信端口102处是否存在物理连接。响应于在第一通信端口102处检测到物理连接，可以与第二通信端口104选择性地协商较低的当前电力合同，或者可以减少外围设备101的电流消耗。
如上面参考图8所述的用于调整阈值电压的方法214所讨论的，可以通过将总线电压与第一阈值电压VTH1进行比较来在第一通信端口102(例如，第一USB-C端口)处检测有效的电源连接。通过将总线电压与第二阈值电压VTH2进行比较，可以在第二通信端口104(例如，第二USB-C端口)处检测VTH1和有效电源连接。第一阈值电压VTH1可以高于第二阈值电压VTH2，并且第二阈值电压VTH2可以等于电力合同的最小有效电压。第一阈值电压VTH1和第二阈值电压VTH2之间的差可以大于或等于第一通信端口102(例如，第一USB-C端口)和第二通信端口104(例如，第二USB-C端口)之间的在从第一通信端口102到第二通信端口104的外围设备101(例如，USB-C设备)的主动充电(或主动-充电)操作期间的电压降。电压降可以是存储在外围设备101(例如，USB-C设备)内的非易失性存储器内的值。当在第一通信端口102处检测到物理连接时，第一阈值电压VTH1可以增加。
电压降可由外围设备101(例如，USB-C设备)通过以下方式确定：1)测量第一通信端口102(例如，第一USB-C端口)处的电压；2)测量第二通信端口104(例如，第二USB-C端口)处的电压；3)测量通过电力耦合网络106即主动充电网络的电流；以及4)计算第一通信端口102和第二通信端口104(例如，第一USB-C端口和第二USB-C端口)之间的电阻。
如先前所述，示例电源可以通过与电源或提供电源的电池耦合的充电器来提供。电池可以是主机的电池，诸如图9A、图9B和图9C的主机512。如何不再在第一通信端口102和第二通信端口104中的一个处检测到有效电源连接的示例可以是当充电器从电源断开或者电池从主机断开或者电池已完全放电或者不再有足够的电量来操作设备或给设备供电时。当外围设备101不再检测到有效的电源连接时，可以禁用外围设备101的主动充电(或主动-充电)操作。
有效电源连接也可同时存在于第一通信端口102和第二通信端口104处。当有效电源连接存在于第一通信端口102和第二通信端口104两者处时，端口策略管理可需要确定这两个通信端口中的哪一个端口应具有电源角色，并且还应提供电力合同，该合同确定外围设备101内的主动充电(或主动-充电)操作的方向，即主动充电(或主动-充电)操作是从第一通信端口102到第二通信端口104，还是从第二通信端口104到第一通信端口102。
如本文中所使用的，当两个或更多个元件被称为“彼此耦合”时，该术语表示该两个或更多个元件处于电子通信或机械通信(如果适用的话)，无论是间接连接还是直接连接，有或没有介于中间的元件。
本公开包含本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施例做出的所有改变、替换、变型、变化和修改。类似地，在适当的情况下，所附权利要求包含本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施例做出的所有改变、替换、变型、变化和修改。此外，在所附权利要求中提及适于、布置成、能够、配置成、使能、可操作或操作性地执行特定功能的装置或系统或者装置或系统的组件包括该装置、系统或组件，无论其或特定功能是否被激活、打开或解锁，只要该装置、系统或组件被如此适应、布置、能够、配置成、使能、可操作或操作性即可。
本文所述的所有示例和条件语言旨在用于帮助读者理解本发明和发明人为进一步发展领域而提供的构思，并且被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。尽管已经详细描述了本发明的实施例，但是应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种改变、替换和变化。

Claims (64)

1.一种用于外围设备的主动充电的端口策略管理的方法，所述外围设备基于通信协议进行操作并且具有第一通信端口和第二通信端口，其中所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点，以及用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点，所述方法包括：
检测所述外围设备处是否存在有效的电源连接；
响应于检测到所述有效电源连接，确定所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的关系；
基于所述关系，确定所述外围设备、所述第一通信端口和所述第二通信端口之间的电源关系；
选择性地配置所述第一通信端口、所述第二通信端口和所述外围设备以匹配所述电源关系；以及
如果所述电源关系支持主动充电，则启用所述外围设备的主动充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述电源关系包括由所述外围设备选择性地协商所述第一通信端口和所述第二通信端口中的一个的协商的电源角色。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，配置所述第一通信端口、所述第二通信端口和所述外围设备以匹配所述协商的电源角色包括：
将所述第一通信端口的所述第二触点电耦合到所述第二通信端口的所述第二触点；以及
选择性地启用所述第一通信端口的所述第一触点和所述第二通信端口的所述第一触点中的一个，以由所述外围设备通过所述通信协议进行通信。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括基于所述协商的电源角色，选择要执行的以下步骤中之一：
使所述外围设备能够从所述第一通信端口汲取电力；以及
使所述外围设备能够从所述第二通信端口汲取电力。
5.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：当所述有效电源连接仅存在于所述第一通信端口处并且所述第一通信端口仅具有所述电源角色时：
使所述外围设备能够从所述第一通信端口的所述第二触点汲取电力；
使所述外围设备能够从所述第一通信端口的所述第二触点到所述第二通信端口的所述第二触点进行主动充电；以及
使所述通信协议的信号能够仅被承载往返于所述第二通信端口的所述第一触点。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
响应于在所述第一通信端口处不再检测到所述有效电源连接：
禁止从所述第一通信端口向所述外围设备充电；
禁用所述外围设备的主动充电；以及
检测所述第二通信端口处是否存在所述有效电源连接；以及
响应于在所述第二通信端口处检测到所述有效电源连接：
将所述协商的电源角色从所述第一通信端口交换到所述第二通信端口；以及
使所述外围设备能够从所述第二通信端口汲取电力。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：响应于再次耦合到所述第一通信端口的可充电设备，使所述外围设备能够从所述第二通信端口的所述第二触点到所述第一通信端口的所述第二触点进行主动充电。
8.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：当所述有效电源连接仅存在于所述第二通信端口处并且所述第二通信端口仅具有所述电源角色时：
使所述外围设备能够从所述第二通信端口的所述第二触点汲取电力；以及
使所述外围设备能够从所述第二通信端口的所述第二触点到所述第一通信端口的所述第二触点进行主动充电；以及
使所述通信协议的信号能够仅被承载往返于所述第一通信端口的所述第一触点。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
响应于在所述第二通信端口处不再检测到所述有效电源连接：
禁止从所述第二通信端口向所述外围设备充电；
禁用所述外围设备的主动充电；以及
检测所述第一通信端口处是否存在所述有效电源连接；以及
响应于在所述第一通信端口处检测到所述有效电源连接：
将所述协商的电源角色从所述第二通信端口交换到所述第一通信端口；以及
使所述外围设备能够从所述第一通信端口汲取电力。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：响应于再次耦合到所述第二通信端口的可充电设备，使所述外围设备能够从所述第一通信端口的所述第二触点到所述第二通信端口的所述第二触点进行主动充电。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括：
响应于在所述第二通信端口处不再检测到所述有效电源连接，确定在所述第一通信端口处是否存在物理连接；以及
响应于在所述第一通信端口处检测到所述物理连接，选择执行以下各项中的一项：
协商所述第二通信端口的低电力角色；以及
减少所述外围设备的电力汲取。
12.根据权利要求2所述的方法，还包括：响应于在所述第一通信端口和所述第二通信端口两者处均检测到所述有效电源连接：
确定所述第一通信端口和所述第二通信端口中的哪一个具有所述电源角色；以及
确定所述外围设备的主动充电将从所述第一通信端口到所述第二通信端口还是从所述第二通信端口到所述第一通信端口。
13.根据权利要求2所述的方法，其中，所述通信协议是通用串行总线(USB)协议，所述第一通信端口是第一USB-C端口，并且所述第二通信端口是第二USB-C端口，且所述外围设备是USB-C设备。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述协商的电源角色提供符合USB-PD显式合同和USB-C电源规格的电力的方向和大小。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：响应于所述电能来源从所述第一USB-C端口和所述第二USB-C端口中的一个切换到所述第一USB-C端口和所述第二USB-C中的另一个，交换所述协商的电源角色。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：发出与所述第二USB-C端口进行快速角色交换的信号。
17.根据权利要求13所述的方法，其中：
通过将总线电压与第一阈值电压进行比较来检测所述第一USB-C端口处的所述有效电源连接；以及
通过将所述总线电压与小于所述第一阈值电压且等于电力合同的最小有效电压的第二阈值电压进行比较，来检测所述第二USB-C端口处的所述有效电源连接。
18.根据权利要求17所述的方法，其中在所述USB-C设备从所述第一USB-C端口到所述第二USB-C端口的主动充电期间，所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之间的差大于或等于所述第一USB-C端口和所述第二USB-C端口之间的电压降。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之间的差存储在所述USB-C设备的非易失性存储器中。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：响应于在所述第一USB-C端口处检测到的物理连接，增加所述第一阈值电压。
21.根据权利要求17所述的方法，还包括与所述第二USB-C端口协商所述电力合同的USB-C设备，使得代表所述USB-C设备的电流的电力与最大端口电力之和小于或等于与所述第一USB-C端口的所述电力合同。
22.根据权利要求2所述的方法，其中，所述通信协议是Lightning通信协议，所述第一通信端口是Lightning通信端口，所述第二通信端口是Lightning通信端口，并且所述外围设备是Lightning设备。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述协商的电源角色提供符合所述Lightning通信协议的电力的方向和大小。
24.根据权利要求1所述的方法，其中：
当所述电能来源耦合到所述第一通信端口时，所述第一通信端口处存在所述有效电源连接；以及
当所述电能来源耦合到所述第二通信端口时，所述第二通信端口处存在所述有效电源连接。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述电能来源包括电池和充电器中的一个。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，响应于以下各项中的一个不再检测到所述有效电源连接：
所述充电器与其自身的电能来源断开；
所述电池已放电；以及
所述电池无法为所述设备提供足够的电量。
27.根据权利要求24所述的方法，其中，所述电能来源是通信协议主机的电池。
28.根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于所述外围设备未检测到所述有效电源连接，禁用所述外围设备的主动充电。
29.根据权利要求1所述的方法，还包括：
估计与通过所述第一通信端口和所述第二通信端口之一对主机进行充电相关联的电力损耗；以及
当经由所述外围设备的主动充电向所述主机提供所述电力时，考虑所述电力损耗。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，电力损耗由以下各项确定：
测量所述第一通信端口处的第一电压；
测量所述第二通信端口处的第二电压；
测量通过用于主动充电的电力耦合网络的电流；以及
计算所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的电阻。
31.一种用于外围设备的主动充电的端口策略管理的方法，所述外围设备基于通信协议进行操作并且具有第一通信端口和第二通信端口，其中所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点，以及用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点，所述方法包括：
估计与通过所述第一通信端口和所述第二通信端口中的一个对耦合到所述外围设备的主机进行充电相关联的电力损耗；以及
当通过所述外围设备在所述第一通信端口的所述第二电触点和所述第二通信端口的所述第二电触点之间的主动充电向所述主机提供所述电力时，考虑所述电力损耗。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，电力损耗由以下各项确定：
测量所述第一通信端口处的第一电压；
测量所述第二通信端口处的第二电压；
测量通过用于主动充电的电力耦合网络的电流；以及
计算所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的电阻。
33.一种基于通信协议进行操作的外围设备，所述外围设备在外围设备组件内，所述外围设备组件包括：
第一通信端口；
第二通信端口，其中，所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点和用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点；以及
所述外围设备，被配置为执行所述外围设备的主动充电的端口策略管理，并被配置为：
检测所述外围设备处是否存在有效电源连接；
响应于检测到所述有效电源连接，确定所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的关系；
基于所述关系，确定所述外围设备、所述第一通信端口和所述第二通信端口之间的电源关系；
选择性地配置所述第一通信端口、所述第二通信端口和所述外围设备以匹配所述电源关系；以及
如果所述电源关系支持主动充电，则启用所述外围设备的主动充电。
34.根据权利要求33所述的外围设备，还包括：通过由所述外围设备选择性地协商所述第一通信端口和所述第二通信端口中的一个的协商的电源角色来确定所述电源关系。
35.根据权利要求33所述的外围设备，其中，所述设备控制器通过以下各项来配置所述第一通信端口、所述第二通信端口和所述外围设备以匹配所协商的电源角色：
将所述第一通信端口的所述第二触点电耦合到所述第二通信端口的所述第二触点；以及
选择性地启用所述第一通信端口的所述第一触点和所述第二通信端口的所述第一触点中的一个，以由所述外围设备通过所述通信协议进行通信。
36.根据权利要求35所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为基于所述协商的电源角色，选择要执行的以下步骤中的一个：
使所述外围设备能够从所述第一通信端口汲取电力；以及
使所述外围设备能够从所述第二个通信端口汲取电力。
37.根据权利要求35所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：当所述有效电源连接仅存在于所述第一通信端口处并且所述第一通信端口仅具有所述电源角色时：
使所述外围设备能够从所述第一通信端口的所述第二触点汲取电力；
使所述外围设备能够从所述第一通信端口的所述第二触点到所述第二通信端口的所述第二触点进行主动充电；以及
使所述通信协议的信号能够仅被承载往返于所述第二通信端口的所述第一触点。
38.根据权利要求37所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：
响应于在所述第一通信端口处不再检测到所述有效电源连接：
禁止从所述第一通信端口向所述外围设备充电；
禁用所述外围设备的主动充电；以及
检测所述第二通信端口处是否存在所述有效电源连接；以及
响应于在所述第二通信端口处检测到所述有效电源连接：
将所述协商的电源角色从所述第一通信端口交换到所述第二通信端口；以及
使所述外围设备能够从所述第二通信端口汲取电力。
39.根据权利要求38所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：响应于可充电设备再次耦合到所述第一通信端口，使所述外围设备能够从所述第二通信端口的所述第二触点到所述第一通信端口的所述第二触点进行主动充电。
40.根据权利要求35所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：当所述有效电源连接仅存在于所述第二通信端口处并且所述第二通信端口仅具有所述电源角色时：
使所述外围设备能够从所述第二通信端口的所述第二触点汲取电力；以及
使所述外围设备能够从所述第二通信端口的所述第二触点到所述第一通信端口的所述第二触点进行主动充电；以及
使所述通信协议的信号能够仅被承载往返于所述第一通信端口的所述第一触点。
41.根据权利要求40所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：
响应于在所述第二通信端口处不再检测到所述有效电源连接：
禁止从所述第二通信端口向所述外围设备充电；
禁用所述外围设备的主动充电；以及
检测所述第一通信端口处是否存在所述有效电源连接；以及
响应于在所述第一通信端口处检测到所述有效电源连接：
将所述协商的电源角色从所述第二通信端口交换到所述第一通信端口；以及
使所述外围设备能够从所述第一通信端口汲取电力。
42.根据权利要求41所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：响应于可充电设备再次耦合到所述第二通信端口，使所述外围设备能够从所述第一通信端口的所述第二触点到所述第二通信端口的所述第二触点进行主动充电。
43.根据权利要求40所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：
响应于在所述第二通信端口处不再检测到所述有效电源连接，确定在所述第一通信端口处是否存在物理连接；以及
响应于在所述第一通信端口处检测到所述物理连接，选择执行以下各项中的一项：
协商所述第二通信端口的低电力角色；以及
减少所述外围设备的电力汲取。
44.根据权利要求34所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：响应于在所述第一通信端口和所述第二通信端口两者处均检测到所述有效电源连接：
确定所述第一通信端口和所述第二通信端口中的哪个具有所述电源角色；以及
确定所述外围设备的主动充电将从所述第一通信端口到所述第二通信端口还是从所述第二通信端口到所述第一通信端口。
45.根据权利要求34所述的外围设备，其中，所述通信协议是通用串行总线(USB)协议，所述第一通信端口是第一USB-C端口，并且所述第二通信端口是第二USB-C端口，且所述外围设备是USB-C设备。
46.根据权利要求45所述的外围设备，其中，所述协商的电源角色提供符合USB-PD显式合同和USB-C电源规格的电力的方向和大小。
47.根据权利要求45所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：响应于所述电能来源从所述第一USB-C端口和所述第二USB-C端口中的一个切换到所述第一USB-C端口和所述第二USB-C中的另一个，交换所述协商的电源角色。
48.根据权利要求47所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为发出与所述第二USB-C端口进行快速角色交换的信号。
49.根据权利要求45所述的外围设备，其中：
通过将总线电压与第一阈值电压进行比较来检测所述第一USB-C端口处的所述有效电源连接；以及
通过将所述总线电压与小于所述第一阈值电压且等于电力合同的最小有效电压的第二阈值电压进行比较，来检测所述第二USB-C端口处的所述有效电源连接。
50.根据权利要求49所述的外围设备，其中，在所述USB-C设备从所述第一USB-C端口到所述第二USB-C端口的主动充电期间，所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之间的差大于或等于所述第一USB-C端口和所述第二USB-C端口之间的电压降。
51.根据权利要求49所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之间的差存储在所述USB-C设备的非易失性存储器中。
52.根据权利要求49所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为响应于在所述第一USB-C端口处检测到物理连接，增加所述第一阈值电压。
53.根据权利要求49所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为使所述USB-C设备与所述第二USB-C端口协商所述电力合同，使得代表所述USB-C设备的电流的电力与最大端口电力之和小于或等于与所述第一USB-C端口的所述电力合同。
54.根据权利要求34所述的外围设备，其中，所述通信协议是Lightning通信协议，所述第一通信端口是Lightning通信端口，所述第二通信端口是Lightning通信端口，并且所述外围设备是Lightning设备。
55.根据权利要求54所述的外围设备，其中，所述协商的电源角色提供符合所述Lightning通信协议的电力的方向和大小。
56.根据权利要求33所述的外围设备，其中：
当所述电能来源耦合到所述第一通信端口时，所述第一通信端口处存在所述有效电源连接；以及
当所述电能来源耦合到所述第二通信端口时，所述第二通信端口处存在所述有效电源连接。
57.根据权利要求56所述的外围设备，其中，所述电能来源包括电池和充电器中的一个。
58.根据权利要求57所述的外围设备，其中，响应于以下各项中的一个不再检测到所述有效电源连接：
所述充电器与其自身的电能来源断开；
所述电池已放电；以及
所述电池无法为所述设备提供足够的电量。
59.根据权利要求56所述的外围设备，其中，所述电能来源是通信协议主机的电池。
60.根据权利要求33所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：响应于所述外围设备未检测到所述有效电源连接，禁用所述外围设备的主动充电。
61.根据权利要求33所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为：
估计与通过所述第一通信端口和所述第二通信端口中的一个对主机进行充电相关联的电力损耗；以及
当经由所述外围设备的主动充电向所述主机提供所述电力时，考虑所述电力损耗。
62.根据权利要求61所述的外围设备，其中，所述设备控制器还被配置为通过以下方式确定所述电力损耗：
测量所述第一通信端口处的第一电压；
测量所述第二通信端口处的第二电压；
测量通过用于主动充电的电力耦合网络的电流；以及
计算所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的电阻。
63.一种基于通信协议进行操作的外围设备，所述外围设备在外围设备组件内，所述外围设备组件包括：
第一通信端口；
第二通信端口，其中所述第一通信端口和所述第二通信端口各自包括用于承载所述通信协议的信号的相应第一电触点和用于从电能来源传输和接收电力的相应第二电触点；以及
所述外围设备，其中，所述外围设备被配置为执行所述外围设备的主动充电的端口策略管理，并且被配置为：
估计与通过所述第一通信端口和所述第二通信端口中的一个对耦合到所述外围设备的主机进行充电相关联的电力损耗；以及
当通过所述外围设备的在所述第一通信端口的所述第二电触点和所述第二通信端口的所述第二电触点之间的主动充电向所述主机提供所述电力时，考虑所述电力损耗。
64.根据权利要求63所述的外围设备，其中，确定所述电力损耗包括：
测量所述第一通信端口处的第一电压；
测量所述第二通信端口处的第二电压；
测量通过用于主动充电的电力耦合网络的电流；以及
计算所述第一通信端口与所述第二通信端口之间的电阻。
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