CN111190847A - 基于USB Type-C接口电路的功率调节方法及其电路、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及USB接口技术领域，公开一种基于USB Type‑C接口电路的功率调节方法及其电路、电子设备。其中，方法包括：获取施加在至少一个Type‑C端口中目标Type‑C端口的第N次实际输出功率，其中，N为正整数，然后获取第N次实际输出总功率，每次实际输出总功率为全部Type‑C端口的实际输出功率总和，最后根据第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率，其中，每次广播功率为USB Type‑C接口电路通过目标Type‑C端口广播给负载的输出功率。因此，采用本方法，当至少一个Type‑C端口连接上负载时，其能够灵活调节每个Type‑C端口对应的广播功率，以便实现最大化使用功率的目的。

Description

基于USB Type-C接口电路的功率调节方法及其电路、电子 设备
技术领域
本发明涉及USB接口技术领域，具体涉及一种基于USB Type-C接口电路的功率调节方法及其电路、电子设备。
背景技术
USBType-C简称Type-C，其是一种通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)的硬件接口规范。相对于传统USB接口，Type-C接口采用更加纤薄的设计，支持更快的传输速度以及更强悍的电力传输。Type-C接口支持双面插入，正式解决了“USB永远插不准”的世界性难题，正反面随便插。同时与它配套使用的USB数据线也能够传输更高速的数据和更大的功率。
为了支持最高100W的输出功率，相配套的USB Power Delivery Specification(USB PD)也随后推出。USB PD协议规定，供电端和供电设备之间可以通过PD的通信协议进行协商，以决定供电端能提供给设备的合适电压，供电端通过PD广播告知设备端其能提供的电压档位，设备端可以根据自身的需求，从提供选择的电压档位中请求任意一个。
传统的多USB Type-C接口电路每一路均有一个独立的直流变化器及独立的USB控制器，每个USB控制器电连接对应的直流变换器，每个直流变换器电连接对应的Type-C端口，多个直流变换器可能共用一个输入电压，USB控制器通过控制对应的直流变换器调整功率输出，从而在对应的Type-C端口输出相应的功率，为了实现多路同时使用的情况，在输入电源功率一定的情况下，每一路type C输出均只能单独分配到一个较小的功率值，其影响了整个电源的使用效率，无法动态控制多路Type-C端口中每一路的功率输出，从而无法最大化电源的使用功率。
发明内容
本发明实施例提供一种基于USB Type-C接口电路的功率调节方法及其电路、电子设备，其能够灵活调节输出功率，以便最大化使用功率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
在第一方面，本发明实施例提供一种基于USB Type-C接口电路的功率调节方法，
所述USB Type-C接口电路包括至少一个Type-C端口，其特征在于，所述方法包括：
获取施加在所述至少一个Type-C端口中目标Type-C端口的第N次实际输出功率，其中，N为正整数；
获取第N次实际输出总功率，每次所述实际输出总功率为全部Type-C端口的实际输出功率总和；
根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率，其中，每次所述广播功率为所述USB Type-C接口电路通过所述目标Type-C端口广播给负载的输出功率。
在一些实施例中，所述获取施加在所述至少一个Type-C端口中目标Type-C端口的第N次实际输出功率，包括：
获取初始时，施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率；
在延时第一预设时长之后，重新获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率；
判断初始时的第N次实际输出功率与重新获取时的第N次实际输出功率是否一致；
若是，则将初始时的第N次实际输出功率或重新获取时的第N次实际输出功率作为最终的第N次实际输出功率；
若否，返回重新获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。
在一些实施例中，根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第N次实际输出总功率，包括：
获取初始时，第N次实际输出总功率；
在延时第二预设时长之后，重新获取第N次实际输出总功率；
判断初始时的第N次实际输出总功率与重新获取时的第N次实际输出总功率是否一致；
若是，则将初始时的第N次实际输出总功率或重新获取时的第N次实际输出总功率作为最终的第N次实际输出总功率；
若否，返回重新获取第N次实际输出总功率的步骤。
在一些实施例中，在所述根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率之前，所述方法还包括：
判断所述预设最大功率是否大于所述第N次实际输出总功率；
若是，根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，计算第N+1次广播功率；
若否，判断所述目标Type-C端口是否连接负载，若是，返回获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。
在一些实施例中，所述根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率，包括：
根据所述第N次实际输出功率、所述第N次实际输出总功率及预设最大功率，计算第N+1次广播功率；
使用所述第N+1次广播功率迭代所述第N次广播功率。
在一些实施例中，根据所述第N次实际输出功率、所述第N次实际输出总功率及预设最大功率，计算第N+1次广播功率，包括：
使用所述预设最大功率减去所述第N次实际输出总功率，得到第N+1次可以增加的最大广播功率；
将所述第N+1次可以增加的最大广播功率与所述第N次实际输出功率相加，得到第N+1次广播功率。
在一些实施例中，还包括：
若所述第N次广播功率与所述第N+1次广播功率一致，则按照N＝N+1作赋值处理，并在延时第三预设时长后，判断所述目标Type-C端口是否皆连接负载，若是，返回获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。
在一些实施例中，还包括：若全部所述Type-C端口中仅一个Type-C端口连接上负载，则判断所述目标Type-C端口是否连接负载；
若所述目标Type-C端口连接负载，则将所述预设最大功率作为第N+1次广播功率，并返回判断所述第N+1次广播功率与所述第N次广播功率是否一致的步骤；
在一些实施例中，还包括：若第一次判断到所述Type-C端口连接上负载，按照预设广播功率通过所述Type-C端口输出功率。
在一些实施例中，所述第N+1次广播功率≤所述预设最大功率。
在第二方面，本发明实施例提供一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，可使得所述一个或多个处理器可执行任一项所述的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法。
在第三方面，本发明实施例提供一种控制器，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法。
在第四方面，本发明实施例提供一种USB Type-C接口电路，包括：
至少一个Type-C端口；
电源电路，用于按照广播功率，通过所述Type-C端口对负载输出功率；
开关电路，电连接在所述电源电路与各个所述Type-C端口之间；
至少一个第一功率检测电路，一所述第一功率检测电路对应一所述Type-C端口，每个所述第一功率检测电路电连接在所述电源电路与对应的所述Type-C端口之间，用于检测施加在对应的所述Type-C端口的实际输出功率；
功率母线，与每个所述第一功率检测电路电连接，用于传输每个所述第一功率检测电路施加的实际输出功率；
第二功率检测电路，电连接所述功率母线，用于根据所述功率母线传输的与每个所述Type-C端口对应的实际输出功率，检测所述电源电路为所述负载提供的总功率；以及
控制器，分别与所述Type-C端口、电源电路、开关电路、第一功率检测电路、功率母线及第二功率检测电路电连接。
在第五方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括所述的USB Type-C接口电路。
相对于传统技术，在本发明各个实施例提供的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法中，首先，获取施加在至少一个Type-C端口中目标Type-C端口的第N次实际输出功率，其中，N为正整数，然后获取第N次实际输出总功率，每次实际输出总功率为全部Type-C端口的实际输出功率总和，最后根据第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率，其中，每次广播功率为USB Type-C接口电路通过目标Type-C端口广播给负载的输出功率。因此，采用本方法，当至少一个Type-C端口连接上负载时，其能够灵活调节每个Type-C端口对应的广播功率，以便实现最大化使用功率的目的。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1a是本发明实施例提供的一种USB Type-C接口电路的电路结构示意图；
图1b是本发明另一实施例提供的一种USB Type-C接口电路的电路结构示意图；
图1c是USB Type-C插座的接口定义的示意图；
图2是本发明又另一实施例提供的一种USB Type-C接口电路的电路结构示意图；
图3是本发明实施例提供的第一种功率检测电路的电路结构示意图；
图4a是本发明实施例提供的第一功率检测电路和第二功率检测电路的电路连接结构示意图；
图4b是本发明另一实施例提供的第一功率检测电路和第二功率检测电路的电路连接结构示意图；
图4c是本发明实施例提供的第二种功率检测电路的电路结构示意图；
图5是本发明实施例提供一种基于USB Type-C接口电路的功率调节方法的流程示意图；
图6是本发明另一实施例提供一种基于USB Type-C接口电路的功率调节方法的流程示意图；
图7是本发明实施例提供一种控制器的电路原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法可以在任何合适类型并具有运算能力并且配置有USB Type-C接口电路的电子设备中执行，例如，在一些实施例中，电子设备可以为适配器、智能手机、笔记本电脑、智能穿戴设备、手表等等任意一种电子产品。
请参阅图1a，USB Type-C接口电路100包括至少一个Type-C端口10、电源电路20、开关电路30、至少一个第一功率检测电路40，功率母线50、第二功率检测电路60以及控制器70，控制器70分别与Type-C端口10、电源电路20、开关电路30、第一功率检测电路40、功率母线50及第二功率检测电路60电连接。其中，Type-C端口10与负载200连接，电源电路20用于按照Type-C端口10对负载200输出功率。
其中，开关电路30电连接在电源电路20与各个Type-C端口10之间，用于控制电源电路20与各个Type-C端口10之间的连接。
一第一功率检测电路40对应一Type-C端口10，每个第一功率检测电路10电连接在电源电路20与对应的Type-C端口10之间，用于检测施加在对应的Type-C端口10的实际输出功率。
功率母线50与每个第一功率检测电路40电连接，用于传输每个第一功率检测电路40施加的实际输出功率。
第二功率检测电路60电连接功率母线50，用于根据功率母线50传输的与每个Type-C端口10对应的实际输出功率，检测电源电路20为负载200提供的总功率。
可以理解的是，连接在Type-C接口10的负载200数量可取决于所述USB Type-C接口电路100中存在的Type-C端口10的总数量，其可以是两个或以上，为了更好地说明，本发明实施例以第一负载和第二负载两个负载作为例子进行阐述，但是负载并不限于所述第一负载及所述第二负载，所述第一负载及所述第二负载仅作为说明之用。
请参阅图1b，第一Type-C端口11、第一电源电路21、第一开关电路31、两个第一功率检测电路40、第二Type-C端口12、第二电源电路22、第二开关电路32、功率母线50、第二功率检测电路60及控制器70，控制器70分别与所述第一Type-C端口11、第一电源电路21、第一开关电路31、第二Type-C端口12、第二电源电路22、第二开关电路32及第二功率检测电路60电连接。
第一Type-C端口11用于与第一负载201连接，第二Type-C端口12用于与第二负载202连接，其中，第一电源电路21通过第一Type-C端口11向第一负载201提供功率，第二电源电路22通过第二Type-C端口12向第二负载202提供功率。
可以理解的是，当第一Type-C端口11与第二Type-C端口12中任意仅一个Type-C端口与负载连接时，USB Type-C接口电路工作在单接口插入模式。当第一Type-C端口11与第二Type-C端口12皆与对应的负载连接时，USB Type-C接口电路工作在双接口插入模式。
可以理解的是，第一负载201与第二负载202可以为同一个受电设备中不同负载端，亦可以分别为不同的受电设备，诸如笔记本电脑与手机。
结合图1c，第一Type-C端口11或第二Type-C端口12的端口定义如图1c所示，该端口分两排，每一排均有12个信号引脚。其中有4根电源引脚都是USB的电源VBUS，分别为A4、B4、A9和B9。另外有4根接地引脚都是USB的地GND，分别为A1、B1、A12和B12。两个不同的USBType-C插座之间通过Type-C连接线连接起来。在Type-C的连接线两端分别有一个Type-C插头。USB Type-C插头中的A4、B4、A9和B9引脚在连接线中被连接在一起，而USB Type-C插头中A1、B1、A12和B12引脚也在连接线中被连接在一起。另外，USB Type-C插座还有CC1和CC2这两根引脚分别用来做Type-C接口的检测，用来判断设备连接的方向，以及设备的类型等信息。
因此，在本实施例中，控制器70可以通过第一Type-C端口11或第二Type-C端口12中的CC引脚与第一负载201或第二负载202通信，其中，通信协议可以为USB PD协议(USBPower Delivery Speci fication)等等协议，基于Type-C端口与负载之间的通信，控制器70能够通过第一Type-C端口11向第一负载201广播第一电源电路21可以输出的功率，或者，控制器70能够通过第二Type-C端口12向第二负载202广播第二电源电路22可以输出的功率。
但是，可以理解的是，控制器70通过第一Type-C端口11向第一负载201广播第一电源电路21可以输出的功率，或者，通过第二Type-C端口12向第二负载202广播第二电源电路22可以输出的功率，所述输出的功率未必能够被第一负载201或第二负载202全部使用，例如，USB Type-C接口电路的预设最大功率为60W。第一负载201为笔记本电脑，其需要60W功率。第二负载202为手机，其需要15W功率。此时，USB Type-C接口电路通过第一Type-C端口11向第一负载201广播其能够对第一负载201输出30W功率，通过第二Type-C端口12向第二负载202广播其能够对第二负载202输出30W功率。
对于第一负载201而言，由于其所需求的60W功率大于USB Type-C接口电路为第一负载201能够提供的30W功率，因此，USB Type-C接口电路为第一负载201能够提供的30W功率能够全部被第一负载201所使用，因此，施加给第一负载201的实际功率为30W。
对于第二负载202而言，由于其所需求的15W功率小于USB Type-C接口电路为第二负载202能够提供的30W功率，因此，USB Type-C接口电路为第二负载202能够提供的30W功率未能够全部被第二负载202所使用，因此，施加给第二负载202的实际功率为15W。
如上所述，在传统技术中，USB Type-C接口电路为第二负载202能够提供的30W功率未能够被第二负载202所使用，未能够完全用到广播的30W功率，还剩下15W功率(广播的功率30W减去实际消耗的功率15W，得到剩下15W功率)。并且，在理想情况下，第一负载201还差30W功率(自身需求的60W减去实际消耗的30W等于差值30W)的缺口，然而，在实际情况中，第一负载201却不能利用第二负载剩下的15W功率或者不能利用剩下的15W功率中的部分功率，诸如1W至15W功率中任意数值对应的部分功率。
第一电源电路21用于按照第一广播功率，通过第一Type-C端口11对第一负载201输出功率，例如，控制器70通过第一Type-C端口11的CC线与第一负载201通信，向第一负载201广播第一广播功率，并且，还向第一电源电路21发送第一控制信号FB1，以使所述第一电源电路根据第一控制信号FB1按照第一广播功率进行输出功率。
第一开关电路31电连接在第一电源电路21与第一Type-C端口11之间，其中，第一开关电路31受控制器70的控制。当第一Type-C端口11未连接第一负载201时，控制器70向第一开关电路31发送第一开关指令，以使所述第一开关电路31根据所述第一开关指令工作在断开状态，进而可以断开第一电源电路21为第一负载201提供输出功率的回路。或者，当控制器70检测到异常情况时，控制第一开关电路31断开第一电源电路21为第一负载201提供输出功率的回路。
当第一Type-C端口11连接第一负载201时，控制器70向第一开关电路31发送第二开关指令，以使所述第一开关电路31根据所述第二开关指令工作在导通状态，进而可以接上第一电源电路21为第一负载201提供输出功率的回路。
第一功率检测电路40电连接在第一电源电路21为第一负载201提供功率的回路上，其中，一第一功率检测电路对应一Type-C端口，每个第一功率检测电路40用于检测施加在对应的Type-C端口的实际输出功率，并将检测到的实际输出功率发送给控制器70，以便控制器70执行对应的控制逻辑。
同时，每一个第一功率检测电路40都将其检测到的实际输出功率传送到功率母线50上，每个第一功率检测电路施加的实际输出功率均在功率母线50上传输。因此，每个Type-C端口之间不需要其他的任何数字通信，只需通过一根功率母线将所有的第一功率检测电路连接起来，所有的Type-C端口通过这一根功率母线即可进行功率传输。
第二电源电路22用于按照第二广播功率，通过第二Type-C端口12对第二负载202输出功率，例如，控制器70通过第二Type-C端口12的CC线与第二负载202通信，向第二负载202广播第二广播功率，并且，还向第二电源电路22发送第二控制信号FB2，以使所述第二电源电路22根据第二控制信号FB2按照第二广播功率进行输出功率。
可以理解的是，第一电源电路21或第二电源电路22可以为交流转直流电路，亦可以为直流转直流电路，例如，当上述电源电路为交流转直流电路时，电源电路连接在市电交流供电系统，所述市电交流供电系统为电源电路提供交流市电，电源电路将所述交流市电转换成直流电压，所述直流电压为对应Type-C端口的电压。
可以理解的是，第一电源电路21或第二电源电路22可以为降压电路，亦可以为升压电路，亦可以为升降压电路。
第二开关电路32电连接在第二电源电路22与第二Type-C端口12之间，其中，第二开关电路32受控制器70的控制。当第二Type-C端口12未连接第二负载202时，控制器70向第二开关电路32发送第三开关指令，以使所述第二开关电路32根据所述第三开关指令工作在断开状态，进而可以断开第二电源电路22为第二负载202提供输出功率的回路。或者，当控制器70检测到异常情况时，控制第二开关电路32断开第二电源电路22为第二负载202提供输出功率的回路。
当第二Type-C端口12连接第二负载202时，控制器70向第二开关电路32发送第四开关指令，以使所述第二开关电路32根据所述第四开关指令工作在导通状态，进而可以接上第二电源电路22为第二负载202提供输出功率的回路。
可以理解的是，请结合图2，第一开关电路31或第二开关电路32可以为任意可控的电子器件，例如场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT、晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR等类型，也可以是任意可控的开关器件，例如接触器、继电器、延时开关、光电开关、轻触开关、接近开关等类型，也可以是上述类型的多种组合形式。
第一功率检测电路40电连接在第二电源电路22为第二负载202提供功率的回路上，其中，第一功率检测电路40用于检测施加在第二Type-C端口12的实际输出功率，并将检测到的实际功率发送给控制器70，以便控制器70执行对应的控制逻辑。
第一功率检测电路40与第二功率检测电路60通过功率母线50连接，每个第一功率检测电路40均用于检测施加在对应Type-C端口的实际输出功率，并将对应Type-C端口的实际输出功率发送到功率母线50，第二功率检测电路60再检测功率母线50上传输的各个Type-C端口的实际输出功率，并将总功率传输给控制器70。
第二功率检测电路60电连接功率母线50，第二功率检测电路60用于根据功率母线50传输的与每个Type-C端口10对应的实际输出功率，检测电源电路20为负载200提供的总功率，并且，第二功率检测电路60将总功率发送给控制器70，以便控制器70执行对应的控制逻辑。因此，多个Type-C端口10可以通过一根功率母线50传输自身的实际输出功率，同时，控制器70根据这一根功率母线可以获取该USB Type-C接口电路的总输出功率，不需要其他的任何数字通信，简单可靠，响应速度快。
可以理解的是，第二功率检测电路60可以设置一个，也可以设置多个，即一第一功率检测电路40对应一第二功率检测电路60，并且，第二功率检测电路60的检测功能还可以由控制器70完成。本发明实施例以一个第二功率检测电路为例进行阐述。
在一些实施例中，第一功率检测电路40或第二功率检测电路60可以采用任意合适电路结构，以实现对各个Type-C端口的功率检测和电源电路为负载提供的总功率。
请参阅图3，功率检测电路包括采样电阻R、电流检测电路41、电压检测电路42及乘法器43，其中，电流检测电路41连接采样电阻R的两端，用于检测电源电路20输出并经过采样电阻R的电流。电压检测电路42用于检测电源电路20输出的电压。乘法器43将输出的电流和电压进行乘法运算，得到对应Type-C端口的实际输出功率。
在一些实施例中，电流检测电路41可以采用输出正端电流采样或者输出地端的电流采样方式。
在一些实施例中，电压检测电路42可以是输出电压直接采样或者输出电压经过一个分压电阻网络按比例缩放后再进行采样。
可以理解的是，图3所示的电路结构可以为第一功率检测电路40或第二功率检测电路60。
请参阅图4a，图4a是第一功率检测电路和第二功率检测电路的连接示意图，第一功率检测电路40的输出端经电阻Rn连接到功率母线PBUS，同时第二功率检测电路60连接到功率母线PBUS，第一功率检测电路40的输出电压为VPon，该输出电压VPon线性正比于本路的实际输出功率，在一些实施例中，转换比例为0.05，若本路实际输出功率为10W，VPon电压为0.5V。
请参阅图4b，n个Type-C端口对应n个第一功率检测电路的输出电压VPon，分别是VPo1、VPo2……VPon-1、VPon，每一路的输出分别经第一电阻、第二电阻……第n-1电阻及第n电阻连接到功率母线。功率母线上的电压VPBUS由电阻Rn决定，当R1＝R2＝……＝Rn时，VPBUS的电压可以表述为VPBUS＝(Po1+Po2+……+Pon)/n，因此第二功率检测电路检测到功率母线上的电压VPBUS后，将其固定放大n倍，即得到实际输出总功率Ptot。
可以理解的是，在一些实施例中，第二功率检测电路60还可以通过其他方式检测实际输出总功率。
还可以理解的是，在一些实施例中，第一功率检测电路40或第二功率检测电路60还可以为其它变形电路结构。
举例而言，请参阅图4c，功率检测电路包括采样电阻R0、第一分压电阻R3、第二分压电阻R4、电流型运放411、第一数模转换器412、第二数模转换器421、乘法器43及模数转换器44。
电流型运放411用于检测电源电路输出并经过采样电阻R0的电流。
第一数模转换器412用于采样所述电流。
第一分压电阻R3与第二分压电阻R4构成分压电路，输出电压。
第二数模转换器421用于采样所述电压。
乘法器43将所述电流与所述电压作乘法运算，得到实际输出功率，并将实际输出功率发送到功率母线。
在一些实施例中，第二功率检测电路60检测电源电路20为负载200提供的总功率时，可以使用上述功率检测电路，也可以通过采样功率母线电压，并将母线电压传送给控制器70，进而控制器70根据母线电压获取全部Type-C端口的总功率。
可以理解的是，本领域技术人员根据本实施例记载的内容，可以合理对功率检测电路作其它变形替换。
在一些实施例中，控制器70可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制器70还可以是任何传统处理器、微控制器或状态机。控制器70也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
作为本发明实施例另一方面，本发明实施例提供一种基于USB Type-C接口电路的功率调节方法，其中，基于USB Type-C接口电路可以为上述各个实施例所阐述的接口电路。
请参阅图5，功率调节方法S300包括：
S31、获取施加在所述至少一个Type-C端口中目标Type-C端口的第N次实际输出功率，其中，N为正整数；
在本实施例中，实际输出功率由第一功率检测电路检测施加在至少一个Type-C端口中目标Type-C端口的实际输出功率而得到的，第一功率检测电路将实际输出功率传输给功率母线，并且每一个Type-C端口的实际输出功率传输给控制器。由于负载与控制器不断地通信，控制器根据预设逻辑不断地对负载广播新的广播功率，负载根据新的广播功率作功率调整，从而使得施加给负载的实际输出功率会出现变化，当采集施加给负载的实际输出功率时，会得到不同时间点下的实际输出功率，亦即会得到第1次实际输出功率、第2次实际输出功率、第3次实际输出功率……第N次实际输出功率。
在一些实施例中，为了可靠稳定地得到第N次实际输出功率，在获取第N次实际输出功率的过程中，首先，控制器获取初始时，施加在目标Type-C端口的第N次实际输出功率。
其次，由于功率检测电路的数值翻转需要一定更新时长，因此，控制器在延时第一预设时长之后，重新获取施加在目标Type-C端口的第N次实际输出功率，以便重新获取有效的第N次实际输出功率。其中，在一些实施例中，第一预设时长大于更新时长。
最后，控制器判断初始时的第N次实际输出功率与重新获取时的第N次实际输出功率是否一致，若是，则将初始时的第N次实际输出功率或重新获取时的第N次实际输出功率作为最终的第N次实际输出功率；若否，返回重新获取施加在目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。
因此，采用此种方法，其能够保证获得可靠稳定地第N次实际输出功率。
S32、获取第N次实际输出总功率，每次所述实际输出总功率为全部Type-C端口的实际输出功率总和；
实际输出总功率是由第二功率检测电路检测施加在功率母线的电源电路为负载提供的总功率，第二功率检测电路从功率母线上获取母线电压，并将该母线电压传输给控制器，由控制器根据该母线电压获取全部Type-C端口的实际输出功率总和。控制器再根据预设逻辑不断地调整对负载广播的广播功率。
对于目标Type-C端口，当采集施加给对应负载的实际输出功率时，会得到不同时间点下的实际输出功率，同样地，对每个Type-C端口，均会得到不同时间点下的实际输出功率，因此，第二功率检测电路同样可以得到不同时间点下的全部Type-C端口的实际输出总功率，即会得到第1次实际输出总功率、第2次实际输出总功率、第3次实际输出总功率……第N次实际输出总功率。
在一些实施例中，为了可靠稳定地得到第N次实际输出总功率，在获取第N次实际输出总功率的过程中，首先，控制器获取初始时，第N次实际输出总功率。
其次，由于功率检测电路的数值翻转需要一定更新时长，因此，控制器在延时第二预设时长之后，重新获取第N次实际输出总功率，以便重新获取有效的第N次实际输出总功率。其中，在一些实施例中，第二预设时长大于更新时长。
最后，控制器判断初始时的第N次实际输出总功率与重新获取时的第N次实际输出总功率是否一致，若是，则将初始时的第N次实际输出总功率或重新获取时的第N次实际输出总功率作为最终的第N次实际输出总功率；若否，返回重新获取第N次实际输出总功率的步骤。
因此，采用此种方法，其能够保证获得可靠稳定地第N次实际输出总功率。
S33、根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率，其中，每次所述广播功率为所述USB Type-C接口电路通过所述目标Type-C端口广播给负载的输出功率。
在本实施例中，每次广播功率为USB Type-C接口电路通过Type-C端口广播给负载的输出功率。但是可以理解的是，虽然USB Type-C接口电路通过Type-C端口已通知负载能够输出广播功率，但是负载是否能够真正以广播功率进行工作是不确定的，亦即，每次的实际输出功率并未一定等于广播功率。
在本实施例中，预设最大功率为USB Type-C接口电路能够输出的最大功率，所述预设最大功率可以在各个负载之间进行分配，但是可以理解的是预设最大功率可以被各个负载分配完，亦可以只被分配大部分，剩下部分功率未能够被全部负载所使用，但是，本方法是竭尽所能地使各个负载最大化利用预设最大功率。举例而言，预设最大功率为60W，负载包括第一负载和第二负载，第一负载为笔记本电脑，其需要60W功率。第二负载为手机，其需要15W功率。第一次时，第一实际输出功率PO1为30W，第二实际输出功率PO2为15W。经过调节后，第一实际输出功率PO1为35W，第二实际输出功率PO2为15W。经过若干次逻辑调节后，最终是以“第一负载的第N次实际输出功率PO1为45W，第二负载的第N次实际输出功率PO2为15W”循环输出。
不过，上述例子只是一种表现，实际上，在一些实施例中，预设最大功率能够同时满足第一负载和第二负载的充电需求，举例而言，预设最大功率为60W，第一负载为玩具，其需要12W功率。第二负载为充电器，其需要18W功率。经过若干次逻辑调节后，最终是以“第一负载的第N次实际输出功率PO1为12W，第二负载的第N次实际输出功率PO2为18W”循环输出。
在一些实施例中，调节第N+1次广播功率的过程中，首先，控制器首先判断预设最大功率是否大于第N次实际输出总功率，若否，则代表预设最大功率已被全部利用，则判断目标Type-C端口是否连接负载，若连接负载，返回获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。若最大功率大于第N次实际输出总功率，则代表预设最大功率还有剩余功率没有使用，因此控制器根据第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，计算第N+1次广播功率，例如，令第N次实际输出功率为PON，第N次实际输出总功率为Ptot，预设最大功率为PDP，那么第N+1次可以增加的最大广播功率为PDP减去Ptot所得的差值。第N+1次广播功率为PDPN+1，其中，第N+1次广播功率PDPN+1≤预设最大功率PDP，每次可以增加的最大广播功率在0-PDP之间。控制器将第N次实际输出功率与第N+1次可以增加的最大广播功率值相加，得到第N+1次广播功率，亦即：
PDPN+1＝PDP-Ptot+PON。
最后，控制器使用第N次广播功率迭代第N+1次广播功率，于是，控制器通过控制电源电路按照第N+1次广播功率进行输出功率。
相对于传统技术，本方法能够灵活调节各个Type-C端口对应的广播功率，从而最大化地利用功率。
在一些实施例中，计算的第N+1次广播功率与第N次广播功率可能相同也可能不同，控制器判断第N次广播功率与第N+1次广播功率是否一致；
若第N次广播功率与第N+1次广播功率一致，则按照N＝N+1作赋值处理，并在延时第三预设时长后，判断所述目标Type-C端口是否皆连接上负载，若是，返回获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤，例如，第1次广播功率为30W，第2次广播功率为30W，由上述数值比对关系可知，负载能够完全使用广播功率，说明预设最大功率是可以最大化被负载使用的，则第2次无需再对负载重新进行广播。
负载随着使用广播功率进行充电，负载充满后，或者，负载所需的功率相对之前出现了变化，例如，负载为笔记本电脑，起初需要60W，随着充电继续，或者笔记本电脑被合屏而休眠时，负载此时只需要30W。因此，为了能够随时响应负载所需的功率变化，控制器需要返回获取施加在目标Type-C端口的第3次实际输出功率，亦即，需要对N＝N+1作赋值处理，N＝2+1＝3,同理可得，随着循环检测的次数增加，通过幅值处理，控制器能够不断地获取第3次、第4次实际输出功率……，以便配合完成下一步的控制逻辑。
在一些实施例中，当USB Type-C接口电路由双接口插入模式变为单接口插入模式时，例如，全部Type-C端口中仅一个Type-C端口连接上负载，其他负载拔出对应的Type-C端口，此时，控制器判断所述目标Type-C端口是否连接负载，若目标Type-C端口连接负载，则将预设最大功率作为第N+1次广播功率，并返回判断第N+1次广播功率与第N次广播功率是否一致的步骤。
在一些实施例中，当控制器第一次判断到多个Type-C端口皆连接上负载，按照预设广播功率通过各个Type-C端口输出功率，例如，预设最大功率为60W，Type-C端口有三个，预设广播功率可以设置为60/3＝20W，由于USB Type-C接口电路不知悉各个负载所需的功率，于是，第一次先按照预设广播功率20W通过目标Type-C端口输出功率。
或者，在一些实施例中，启动第一功率检测电路得到目标Type-C端口的实际输出功率PO1，通过第二功率检测电路得到实际输出总功率Ptot，并按照PDP1＝PNP-Ptot+PO1方式，计算广播功率。
举个例子，在一些实施例中，若全部Type-C端口有三个，预设最大功率为60W，每一路的Type-C端口单独输出时都可以达到预设最大功率，对于第3路目标Type-C端口而言，一旦有负载接入目标Type-C端口，第3路目标Type-C端口的第一次广播功率PDP1可以为预设广播功率，比如20W，也可以是先检测输出总功率Ptot，若此时，各路的实际输出功率分别为Po1＝20W，Po2＝10W，Po3＝0W，相应的Vpo1＝1V，Vpo2＝0.5V，Vpo3＝0V，R1＝R2＝R3条件下，PBUS＝0.5V。总功率检测电路计算输出Ptot＝0.5V*3/0.05＝30W。获得Ptot后，第3路目标Type-C端口的第一次广播功率PDP1可以计算为60-30+0＝30W。
为了详细阐述本发明实施例，本实施例结合图6作出进一步阐述，如下：
S410、判断是否接入负载；若是，进入步骤S411；若否，重新进行判断；
S411、获取PON，进入步骤S412；
S412、等待Δt1，进入步骤S412；
S413、重新获取获取PON，进入步骤S414；
S414、判断PON是否稳定，若是，进入步骤S415，若否，跳转回步骤S411；
S415、获取Ptot，进入步骤S416；
S416、等待Δt2，进入步骤S417；
S417、重新获取获取Ptot，进入步骤S418；
S418、判断Ptot是否稳定，若是，进入步骤S419，若否，跳转回步骤S415；
S419、判断PDP是否大于Ptot，若是，进入步骤S420，若否，跳转回步骤S410；
S420、设置PDPN+1＝PDP-Ptot+PON，进入步骤S421；
S421、判断PDPN+1与PDPN是否一致，若是，进入步骤S422，若否，跳回步骤S410；
S422、等待Δt3，进入步骤S410；
为了辅助理解本实施例，下文结合多个例子对本实施例作出详细阐述，若Type-C端口有三个，目标Type-C端口为第3路Type-C端口，总功率限制输出为60W，每一路单独输出时都可以达到最大总功率，预设最大功率为60W，当负载接入目标Type-C时，若负载需要30W，初始时，控制器为每个Type-C端口配置不同的广播功率，假设为20W。
随后进行功率调节，于是，出现以下过程：
第二次广播功率计算：
获取此时第3路的实际输出功率Po3＝0W，相应的Vpo1＝1V，Vpo2＝0.5V，Vpo3＝0V，R1＝R2＝R3条件下，PBUS＝0.5V。总功率检测电路计算输出Ptot＝0.5V*3/0.05＝30W。
判断PDP>30W为真；
更新目标Type-C端口的第2次广播功率PDP2为60-30+0＝30W
第三次广播功率计算：
获取Po3＝15W，相应的Vpo1＝1V，Vpo2＝0.5V，Vpo3＝0.75V，R1＝R2＝R3条件下，PBUS＝0.75V。总功率检测电路计算输出Ptot＝0.75V*3/0.05＝45W。
判断PDP>45W为真；
更新目标Type-C端口的第3次广播功率PDP3为60-45+15＝30W
相比于之前的PDP2,PDP3的数值并未发生变化，无需重新进行广播，可以直接返回重新检测Ptot。
第四次广播功率计算：
若在此过程中，其他type C端口可能发生变化，比如第2路type C端口的设备被移除，导致各个端口的实际输出功率变化，获取Po3＝15W,相应的Vpo1＝1V，Vpo2＝0V，Vpo3＝0.75V，R1＝R2＝R3条件下，PBUS＝0.583V。总功率检测电路计算输出Ptot＝0.583V*3/0.05＝35W。
判断PDP>35W为真；
更新目标Type-C端口的第4次广播功率PDP4为60-35+15＝40W。
第4次广播功率PDP4与第3次广播功率PDP3不同，则向负载提供第4次广播功率40W。
以此类推，控制器对目标Type-C端口进行第N次广播功率调节。
图7是本发明实施例提供一种电子设备的电路原理框图。如图7所示，该控制器500包括一个或多个处理器51以及存储器52。其中，图7中以一个处理器51为例。
处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
存储器52作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的导航方法对应的程序指令/模块。处理器51通过运行存储在存储器52中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行上述方法实施例基于USB Type-C接口电路的功率调节方法的功能。
存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述程序指令/模块存储在所述存储器52中，当被所述一个或者多个处理器51执行时，执行上述任意方法实施例中的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法。
本发明实施例的控制器500以多种形式存在，在执行以上描述的各个步骤。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图7中的一个处理器51，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行任一项所述的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种基于USB Type-C接口电路的功率调节方法，所述USB Type-C接口电路包括至少一个Type-C端口，其特征在于，所述方法包括：
获取施加在所述至少一个Type-C端口中目标Type-C端口的第N次实际输出功率，其中，N为正整数；
获取第N次实际输出总功率，每次所述实际输出总功率为全部Type-C端口的实际输出功率总和；
根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率，其中，每次所述广播功率为所述USB Type-C接口电路通过所述目标Type-C端口广播给负载的输出功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取施加在所述至少一个Type-C端口中目标Type-C端口的第N次实际输出功率，包括：
获取初始时，施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率；
在延时第一预设时长之后，重新获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率；
判断初始时的第N次实际输出功率与重新获取时的第N次实际输出功率是否一致；
若是，则将初始时的第N次实际输出功率或重新获取时的第N次实际输出功率作为最终的第N次实际输出功率；
若否，返回重新获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第N次实际输出总功率，包括：
获取初始时，第N次实际输出总功率；
在延时第二预设时长之后，重新获取第N次实际输出总功率；
判断初始时的第N次实际输出总功率与重新获取时的第N次实际输出总功率是否一致；
若是，则将初始时的第N次实际输出总功率或重新获取时的第N次实际输出总功率作为最终的第N次实际输出总功率；
若否，返回重新获取第N次实际输出总功率的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率之前，所述方法还包括：
判断所述预设最大功率是否大于所述第N次实际输出总功率；
若是，根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，计算第N+1次广播功率；
若否，判断所述目标Type-C端口是否连接负载，若是，返回获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第N次实际输出功率、第N次实际输出总功率及预设最大功率，调节第N+1次广播功率，包括：
根据所述第N次实际输出功率、所述第N次实际输出总功率及预设最大功率，计算第N+1次广播功率；
使用所述第N+1次广播功率迭代所述第N次广播功率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第N次实际输出功率、所述第N次实际输出总功率及预设最大功率，计算第N+1次广播功率，包括：
使用所述预设最大功率减去所述第N次实际输出总功率，得到第N+1次可以增加的最大广播功率；
将所述第N+1次可以增加的最大广播功率与所述第N次实际输出功率相加，得到第N+1次广播功率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述第N次广播功率与所述第N+1次广播功率一致，则按照N＝N+1作赋值处理，并在延时第三预设时长后，判断所述目标Type-C端口是否皆连接负载，若是，返回获取施加在所述目标Type-C端口的第N次实际输出功率的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
若全部所述Type-C端口中仅一个Type-C端口连接上负载，则判断所述目标Type-C端口是否连接负载；
若所述目标Type-C端口连接负载，则将所述预设最大功率作为第N+1次广播功率，并返回判断所述第N+1次广播功率与所述第N次广播功率是否一致的步骤。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
若第一次判断到所述Type-C端口连接上负载，按照预设广播功率通过所述Type-C端口输出功率。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，
所述第N+1次广播功率≤所述预设最大功率。
11.一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，可使得所述一个或多个处理器可执行权利要求1至10任一项所述的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法。
12.一种控制器，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至10任一项所述的基于USB Type-C接口电路的功率调节方法。
13.一种USB Type-C接口电路，其特征在于，包括：
至少一个Type-C端口；
电源电路，用于按照广播功率，通过所述Type-C端口对负载输出功率；
开关电路，电连接在所述电源电路与各个所述Type-C端口之间；
至少一个第一功率检测电路，一所述第一功率检测电路对应一所述Type-C端口，每个所述第一功率检测电路电连接在所述电源电路与对应的所述Type-C端口之间，用于检测施加在对应的所述Type-C端口的实际输出功率；
功率母线，与每个所述第一功率检测电路电连接，用于传输每个所述第一功率检测电路施加的实际输出功率；
第二功率检测电路，电连接所述功率母线，用于根据所述功率母线传输的与每个所述Type-C端口对应的实际输出功率，检测所述电源电路为所述负载提供的总功率；以及
如权利要求12所述的控制器，分别与所述Type-C端口、电源电路、开关电路、第一功率检测电路、功率母线及第二功率检测电路电连接。
14.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求13所述的USB Type-C接口电路。
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