CN204391770U - 用于使用多端口电力供应器为装置充电的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种使用多端口电力供应器为装置充电的设备。所述设备可包括电力供应器。所述设备可包括耦合到所述电力供应器的第一装置充电端口。所述设备可包括耦合到所述电力供应器的第二装置充电端口。所述设备可包括装置充电端口监视器，所述装置充电端口监视器耦合到所述第一装置充电端口并耦合到所述第二装置充电端口。所述设备可包括耦合到所述装置充电端口监视器的电缆补偿器。本实用新型用于使用多端口电力供应器为装置充电。

Description

用于使用多端口电力供应器为装置充电的设备
技术领域
本实用新型针对用于使用多端口电力供应器为装置充电的方法及设备。更特别地，本实用新型针对在使用多端口电力供应器为装置充电时提供电缆补偿。
背景技术
目前，电力供应器用于为电子装置充电。为了给装置充电，使用连接电缆将装置连接到电力供应器装置充电端口。电力供应器接着通过连接电缆提供电力以给装置充电。
不幸地，连接电缆对装置充电产生不利影响，因为连接电缆引起从电力供应器到装置的压降。压降导致一问题，因为电力供应器和装置功率管理电路具有最低和最高电压充电要求并且所述电压要求受到压降的不利影响。例如，通用串行总线(USB)规格需要特定最低及最高电力供应器电压。然而，使用60寸的24号电线的USB连接电缆引起电力供应器与装置之间每安培180mV的下降。如果未考虑压降，那么连接电缆导致电力供应器电压超出电压要求的范围。其它电力供应器规格具有其它要求，例如其它最低及最高电压充电要求。此外，其它连接电缆和其它连接电缆长度及尺寸导致不同压降。
压降问题在多个装置连接到单个电力供应器时变得更严重。这是因为压降在多个装置被连接且电力供应器不能够导致不同压降时变化。
因此，存在对用于使用多端口电力供应器为装置充电的方法及设备的需要。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于使用多端口电力供应器为装置充电的设备，其特征在于其包含：电力供应器；第一装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第一装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第一装置；第二装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第二装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第二装置；装置充电端口监视器，其耦合到所述第一装置充电端口并耦合到所述第二装置充电端口，所述装置充电端口监视器配置为检测使用中的装置充电端口的数目；及电缆补偿器，其耦合到所述装置充电端口监视器，所述电缆补偿器配置为在 一个装置充电端口在使用中时选择第一电缆补偿，且配置为在两个装置充电端口在使用中时选择第二电缆补偿，其中所述第二电缆补偿不同于所述第一电缆补偿。
本实用新型另提供一种用于使用多端口电力供应器为装置充电的设备，其特征在于其包含：电力供应器；第一装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第一装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第一装置；第二装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第二装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第二装置；装置充电端口监视器，其耦合到所述第一装置充电端口并耦合到所述第二装置充电端口，所述装置充电端口监视器配置为监视使用中的装置充电端口；及电缆补偿器，其耦合到所述装置充电端口监视器且耦合到所述电力供应器，所述电缆补偿器配置为基于使用中的所述被监视装置充电端口调整电缆补偿，其中电缆补偿补偿来自连接在装置充电端口与正被充电的装置之间的电缆的压降，其特征在于所述电力供应器基于所述被调整的电缆补偿调整供应到至少一个装置充电端口的电力电压。
附图说明
为了描述其中可获得本实用新型的优点及特征的方式，将参阅本实用新型的具体实施例提出以上简要描述的本实用新型的更特定描述，本实用新型的具体实施例在随附图式中加以说明。在理解到所述图式仅描绘本实用新型的实例实施例且因此不应视为实用新型的限制的情况下，将通过使用附图用额外特异性和细节描述及解释本实用新型，在附图中：
图1说明根据可能的实施例的设备的实例方块图；
图2为说明根据可能的实施例的设备的操作的示范性流程图；及
图3为根据可能的实施例的设备的实例说明。
具体实施方式
实施例可提供一种使用多端口电力供应器为装置充电的方法和设备。所述设备可包含电力供应器。所述设备可包含耦合到电力供应器的第一装置充电端口。第一装置充电端口可从电力供应器接收电力并将电力输出到第一装置。所述设备可包含耦合到电力供应器的第二装置充电端口。第二装置充电端口可从电力供应器接收电力并将电力输出到第二装置。所述设备可包含装置充电端口监视器，所述装置充电端口监视器耦合到第一装置充电端口并耦合到第二装置充电端口。装置充电端口监视器可检测使用中的装置充电端口的数目。所述设备可包含耦合到装置充电端口监视器的电缆补偿器。电缆补偿器 可在一个装置充电端口在使用中的情况下选择第一电缆补偿，并可在两个充电端口在使用中的情况下选择第二电缆补偿。
图1说明根据可能的实施例的设备100的实例方块图。设备100可包含电力供应器110、装置充电端口121-123、装置充电端口监视器130、电缆补偿器140和壳体150。装置充电端口121-123可为通用串行总线(USB)端口、IEEE 1394端口、三脚端口、八插脚连接器端口、三十脚连接器端口或可为电子装置充电的任何其它端口或端口组合。电力供应器110可连接到电源160或可使用内部或外部电池、发电机、太阳能供应器或其它电源用于供电。虽然设备100描述为包含电力供应器110，但整个设备100或设备100的选定元件也可被视为电力供应器。
装置充电端口121-123可从电力供应器110接收电力并将电力输出到使用连接电缆(例如电缆180)连接到装置充电端口121-123的装置(例如装置170)。装置170可为可携式电子装置，例如无线通信装置、无线电话、移动电话、个人数字助理、智能手机、寻呼机、个人电脑、选呼接收机、台式电脑、媒体播放器、可充电电池、具有可充电电池的装置或需要电力供应器用于供电的任何其它装置。电缆180可为专用充电电缆、USB电缆、IEEE 1394电缆、八插脚连接器电缆、三十脚连接器电缆或可提供电力到电子装置的任何其它电缆。术语“充电端口”和“电力输出端口”在本文中定义为可互换的且对一者的提及可能并且确实表示另一者。类似地，术语“充电电缆”和“电力电缆”在本文中定义为可互换的且对一者的提及可能并且确实表示另一者。
装置充电端口监视器130可检测使用中的装置充电端口的数目。使用中的充电端口的数目可为使用中的充电端口的大概或假设数目。电缆补偿器140可基于检测到的使用中的充电端口的数目选择电缆补偿。例如，电缆补偿器140可在一个装置充电端口121在使用中的情况下(例如，装置170在通过连接电缆180连接到装置充电端口121的同时正在充电时)选择第一电缆补偿。电缆补偿器140可在两个装置充电端口在使用中的情况下选择第二电缆补偿，其中第二电缆补偿可高于第一电缆补偿。例如，在一个装置被连接及正在充电时可使用较少电缆补偿并且在多于一个装置被连接及正在充电时可使用较多电缆补偿。根据所需电缆补偿或其它所需结果，可将补偿与装置的数目匹配或可基于正在充电的所连接装置的数目而最大化或最小化所述补偿。例如，作为以上描述的替代，根据所需结果，在一个装置被连接及正在充电时可使用较多电缆补偿并且在多于一个装置被连接及正在充电时可使用较少电缆补偿。
根据可能的实施方案，电缆补偿器140可在一个装置充电端口在使用中的情况下选择第一电缆补偿值，并可在两个装置充电端口在使用中的情况下选择第二电缆补偿值。 电缆补偿值可为电压或其它电缆补偿值。例如，可应用电缆补偿以补偿来自连接在装置充电端口121与正在充电的装置170之间的电缆180的压降。电力供应器110可基于所选电缆补偿调整供应到至少一个装置充电端口的电力电压。例如，电力供应器110可经配置以提高用于电缆补偿的输出电压来补偿由耦合到装置充电端口的充电电缆诱发的压降。为了详尽阐述，电缆补偿可涉及提高电力供应器110处的电压，以使得在电流到达装置170并经历电缆压降时，电压可在装置170所需或所要求的最低及最高电压内。电缆补偿还可涵盖在由电力供应器与装置之间的耦合引起压降时的其它压降补偿。设备110可包含额外的或比所示更少的装置充电端口且电缆补偿器140可基于使用中的各种不同数目或大概或假设数目的装置充电端口来选择电缆补偿。
根据可能的实施例，装置充电端口监视器130可基于所存在装置充电端口屏蔽件的数目检测使用中的装置充电端口的数目。例如，装置充电端口监视器可基于连接到负载装置的装置充电端口的数目检测使用中的装置充电端口的数目，所述负载装置将其屏蔽件短路到其内部接地。为详细阐述实例，在电力供应器侧上的装置充电端口处，接地脚和屏蔽脚可在设备100内部隔离。在为外部电缆接通电源时，其可在设备100内将屏蔽件短路至接地。可在设备100中的屏蔽脚上使用上拉电阻器，其可提供被监视以指示屏蔽件不存在的高电压。当为装置电缆接通电源时，屏蔽件可变得短路，高电压可流逝，且装置充电端口监视器130可确定负载存在于装置充电端口上以便检测使用中的装置充电端口的数目。
根据另一可能的实施方案，装置充电端口监视器130可基于装置充电端口121-123中的一或多者上的负载电流检测使用中的装置充电端口的数目。例如，装置充电端口监视器130可基于每一装置充电端口121-123上的负载电流检测使用中的装置充电端口的数目。因此，电流监视可用于决定电缆补偿。为详细阐述实例，装置充电端口监视器130可监视穿过感测电阻器的负载电流及可处理负载电流以确定负载是否存在及电缆补偿器140可相应地选择电缆补偿。为进一步扩展，装置充电端口监视器130可基于总体负载电流检测所存在装置的数目。因此，当检测到使用中的装置充电端口的数目时，装置充电端口监视器130可不检测使用中的装置充电端口的确切数目且仅可基于装置充电端口121-123中的一或多者上的负载电流假设或大概估计使用中的充电端口的数目。
根据实例实施例，装置充电端口121可为耦合到电力供应器110的第一装置充电端口121。第一装置充电端口121可从电力供应器110接收电力并将电力输出到第一装置。装置充电端口122可为耦合到电力供应器110的第二装置充电端口122。第二装置充电端口122可从电力供应器110接收电力并将电力输出到第二装置。装置充电端口监视器 130可耦合到第一装置充电端口121并耦合到第二装置充电端口122。装置充电端口监视器130可监视使用中的装置充电端口。例如，装置充电端口监视器130可基于所存在装置充电端口屏蔽件的数目监视使用中的装置充电端口。根据另一实例，装置充电端口监视器130可基于装置充电端口中的一或多者上的负载电流监视使用中的装置充电端口。根据另一实施例，输出端口的连接状态还可通过连接器外壳中的机械切换元件感测，所述机械切换元件例如在SIM卡、存储器卡及音频耳机的插座中使用。装置充电端口监视器130还可基于监视或检测使用中的装置充电端口的其它方法监视使用中的装置充电端口。电缆补偿器140可耦合到装置充电端口监视器130及电力供应器110。电缆补偿器140可基于所监视的使用中的装置充电端口调整电缆补偿。电缆补偿可补偿来自连接在装置充电端口(例如第一装置充电端口121)与正在充电的装置(例如装置170)之间的电缆(例如电缆180)的压降。电力供应器110可基于所调整电缆补偿调整供应到至少一个装置充电端口的电力电压。
设备100的操作可在以下各者上实施：通用或专用电脑、程控处理器或微处理器、周边集成电路元件、专用集成电路或其它集成电路、硬件/电子逻辑电路、离散元件电路、可编程逻辑装置、可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列或可实施所公开实施例的其它硬件或软件。
图2为说明根据可能的实施例的设备100的操作的实例流程图200。流程图起始于步骤210。在220处，可检测使用中的装置充电端口的数目。所检测到的使用中的装置充电端口的数目可基于所存在的装置充电端口屏蔽件的数目。所检测到的使用中的装置充电端口的数目还可基于装置充电端口中的一或多者上的负载电流。
在步骤230处，可选择电缆补偿。例如，可在一个装置充电端口在使用中的情况下选择第一电缆补偿，并可在两个装置充电端口在使用中的情况下选择第二电缆补偿。第一电缆补偿可低于第二电缆补偿或可另外基于所需电缆补偿来选择。
在240处，可选择从电力供应器输出的电力电压。电力电压可基于所选电缆补偿。选择电压还可包含选择从电力供应器输出到第一装置充电端口的第一电力电压。从电力供应器输出到第一装置充电端口的第一电力电压可基于来自至少一个次级变压器线圈的电压。从电力供应器输出到第一装置充电端口的第一电力电压可额外地基于从第一装置充电端口的第一装置通信连接接收的信号而选择。选择电压可包含选择从电力供应器输出到第二装置充电端口的第二电力电压。所选的第二电压可不同于所选的第一电压。从电力供应器输出到第二装置充电端口的第二电力电压可基于来自至少两个次级变压器线圈的电压而选择。从电力供应器输出到第二装置充电端口的第二电力电压还可基于 从第二装置充电端口的第二装置通信连接接收的信号而选择。
在250处，可基于所选电缆补偿将电力从电力供应器供应到连接到至少一个装置充电端口的装置。供应电力可包含提高用于电缆补偿的输出电压来补偿由耦合到装置充电端口的充电电缆诱发的压降。从电力供应器供应的电力还可基于所选一或多个电压。流程图200接着可循环回到220以用于继续检测和调整。例如，流程图200可并未寻找到负载再现并且接着可继续端口检测及电压和电缆补偿调整。流程图200还可合并有其它实施例中公开的其它操作。
图3为根据可能的实施例的设备300(例如设备100)的实例说明。设备300可包含电力供应器310，例如电力供应器110。电力供应器310可连接到电源360。电力供应器310可包含电力处理元件。例如，电力供应器310可包含可将交流电转换为直流电的整流元件311。电力供应器310还可包含滤波或平流电容器312和变压器330。变压器330可为多绕组变压器并可包含初级线圈331(例如初级绕组)和可包含多个次级线圈或绕组的次级线圈332。初级线圈331可接收从电源360(例如电源160)输入的电力。次级线圈332可包含多个绕组、可按顺序缠绕及分接或单独地缠绕及分接。电力导轨333-335可通过整流元件313-315从次级线圈332的绕组输出电力。整流元件313-315可为无源元件(例如二极管)或可为有源元件。电力供应器310还可包含平流电容器316-318。
设备300可包含可为电缆连接器的装置充电端口321及322，例如装置充电端口121及122。来自变压器330的次级线圈332的导轨333、334及335可将电力提供到第一装置充电端口321及322。装置充电端口321及322可包含屏蔽件324及325或可耦合到屏蔽件324及325。电缆(例如电缆380)可将装置连接到装置充电端口321及322，所述电缆可为电缆180。例如，装置充电端口321可为USB装置充电端口，其可具有用于电缆380的连接。电缆380可为USB电缆，其可包含VBUS线382、+数据线384、-数据线386及接地388。电缆380还可包含其它线。此外，如上文所论述，还可使用其它端口和电缆。
设备300可包含切换矩阵，例如电压选择元件371及372。电压选择元件371及372可选择从电力供应器310输出到装置充电端口321及322的电压。装置300可包含可调节电力导轨的一或多个可切换负载375，所述电力导轨可例如通过控制电容器317及318的放电来提供低电力到装置充电端口321及322或未提供电力到装置充电端口321及322。设备300可包含电压选择通信元件373及374。电压选择通信元件373及374可从所连接装置接收电压选择信号或与所连接装置交换电压选择信号并可控制切换矩阵以基于与所连接装置交换的电压选择信号或消息来选择输出到所连接装置的电压。例如， 电压选择通信元件373可基于通过端口321的连接从第一装置通信连接(例如从数据线D+384及数据线D-386)接收的信号选择输出到第一装置充电端口321的第一电力电压。电压选择通信元件374可类似地基于从第二装置通信连接(例如端口322的连接)接收的信号选择输出到第二装置充电端口的第二电力电压。
根据可能的实施例，电压选择元件371及372、电压选择通信元件373及374及/或其它元件可为电压选择电路，其选择输出到第一装置充电端口321的第一电力电压并选择输出到第二装置充电端口322的第二电力电压，其中第二电压可不同于第一电压。电压选择电路可基于来自次级线圈332的至少一个次级线圈的电压选择输出到第一装置充电端口321的第一电力电压并可基于来自次级线圈332的至少两个次级线圈的电压选择输出到第二装置充电端口的第二电力电压。根据可能的实施，电压选择电路可基于针对不同电压分接次级线圈332的至少两个次级线圈来选择输出到第一装置充电端口321及/或第二装置充电端口322的第一电力电压。根据另一可能的实施，电压选择电路可通过针对第一线圈电压选择至少两个次级线圈中的第一线圈及针对第二线圈电压选择至少两个次级线圈中的第二线圈来选择输出到第一装置充电端口321及/或第二装置充电端口332的第一电力电压。
设备300可包含反馈控制元件350。反馈控制元件350可包含脉波调制控制器351、耦合器元件352及353、运算放大器354、电阻器355及356、电压源357及切换元件358。耦合器元件352及353可提供初级线圈元件与次级线圈元件之间的隔离。例如，耦合器元件352及353可为光电装置(例如光电晶体管及光电二极管)、可为磁性耦合元件或可为提供初级线圈元件与次级线圈元件之间的隔离的其它元件。
设备300可包含电缆补偿器340。电缆补偿器340可包含装置充电端口监视器130及电缆补偿器140。电缆补偿器340可耦合到屏蔽件324及325并可基于屏蔽检测或基于其它电缆补偿方法提供电缆补偿。例如，电缆补偿器340可补偿连接到正在充电的装置的电缆380的压降。压降可介于次级线圈332与正在充电的装置的输入端之间。压降还可介于装置充电端口(例如装置充电端口321)与正在充电的装置的输入端之间或介于设备300中的任何其它元件与正在充电的装置的输入端之间。根据可能的实施，电缆补偿器340可耦合到运算放大器354。根据其它可能的实施，电缆补偿器340的输出可通过独立电路、可与其它信号汇总、可通过耦合器元件352、可进入具有光电隔离的独立反馈回路中或电缆补偿器340可以任何其它方式提供输出以用于电缆补偿。
根据屏蔽检测的可能实施例，装置充电端口321及322可为USB连接器。在此实施例中，VBUS 382可为标称5V电压供应线。D+384可为正逻辑感测数据信号线且D- 386可为互补负逻辑感测数据信号线。GND 388可为接地回流线，例如～0伏特。在面向下游的USB源端口321及322处，屏蔽件324可在充电端口321处连接至接地或其可为电浮的。从上游USB装置的面向下游的端口引导至相对面向上游的端口(例如端口321及322)的电缆连接(例如电缆380)可具有与接地导体隔离的屏蔽导体，以使得屏蔽件373及374可充当关于其环绕的导体的电气及/或磁性屏蔽件。在负载装置的下游处，可使接地与屏蔽件短路在一起。如通过面向下游的USB源端口321所见，接地与屏蔽件可在没有连接负载装置时彼此隔离。当USB负载装置连接到面向下游的USB源端口321时，端口321可将屏蔽件视作接地的，因为负载装置可使屏蔽导体接地。USB屏蔽检测可通过使潜在上拉电阻器留在屏蔽件373上来进行，且电源(例如设备300)可监视所述屏蔽件来看屏蔽件是否曾到达接地，此情况可指示负载装置已连接到端口321。设备300可继续监视所述屏蔽线，且如果所述屏蔽线的电压曾经回升，那么设备300可检测到负载装置已断开连接。
根据可能实施例，变压器330的初级线圈331可为单绕组，加入开关式电力供应器，所述电力供应器的拓扑结构可为正激(Forward)、半正激(Half-Forward)、谐振正激(Resonant Forward)、推挽式(Push-Pull)、半桥(Half-Bridge)、全桥(Full-Bridge)、自激式(Ringing Choke)转换器、返驰(Flyback)或其它拓扑。次级线圈332中的至少两个初级线圈可能以堆叠方式缠绕及连接。或者，至少两个次级线圈可电分离。当至少两个次级线圈的导体以多线方式缠绕时，变压器330的输出端之间的交叉调节可改进，其中与次级线圈成形为离散同心或离散相邻绕组相反，导体在螺旋地围绕变压器的绕组筒管时彼此并行安置。虽然更加昂贵，但此多线绕组技术可最小化漏电感，否则漏电感会减损交叉调节性能。
对于大多数应用，至少两个次级线圈的负端子可连接以形成共同输出接地，所述共同输出接地可为用于至少两个输出端口321及322的回路导体的共享参考点。辅助线圈可包含在变压器330中以为切换式控制器提供电力，并提供电流感测反馈以及输出电压反馈。
根据另一可能实施例，不同整流元件可与次级线圈332一起使用，并且，可选择所述整流元件的类型，以便在经济、效率和/或面积大小方面优化设计。例如，基本P-N结型二极管可为经济的，但可引发较高损耗。也可使用肖特基二极管，因为肖特基二极管的成本可能类似于P-N结型二极管，并且，肖特基二极管的较低正向电压可将对系统效率的损耗减小到通常可接受范围。任何整流元件还可包含多个(例如，两个)并联二极管。在较高功率应用中，整流元件还可为同步驱动MOSFET，所述MOSFET可使其体 二极管从次级线圈332朝向输出端口321及322定向。此选项可提供较高效率及较低温升，但可引发额外成本及电路空间，并且可能使用变压器330上的又一次级绕组，以使得MOSFET的栅极可为自定时的。其它有源半导体装置可用于取代MOSFET，例如，晶闸管、可控硅整流器、固态继电器、绝缘栅双极型晶体管(Isolated-Gate Bipolar Transistor；IGBT)或其它类型的半导体切换装置。
在紧接整流元件313至315的下游的电容器316至318(例如，并联大容量电容器)可充当电荷库，所述电荷库可使来自线圈332的至少两个电压平稳，所述电压可由切换元件371及372选择以传递到输出端口321及322。设备310可为切换式电力供应器(Switch Mode Power Supply；SMPS)。在SMPS 310的每一切换循环期间，来自次级线圈332的电流可在切换循环的第一部分期间传递到电容器316至318中，且传递到输出端口371及372，而在每一SMPS切换循环的第二部分期间，电容器316至318可自己将电流供应到输出端口371及372。
根据另一可能实施例，在多输出SMPS 310中，无论哪个具有最需要准确度的输出电压皆可为用于反馈及控制总系统300的输出电压。其它输出电压可较不规则，且一或多个输出电压在输出电压的不同负载条件下从其标称目标电压变化的程度可被称为交叉调节。当所有输出电压具有不接近于零的最小负载电流(例如，小于100mA)时，可利用设计实践，以便未经调节的输出电压保持在要求的规格限度内。当一或多个未经调节的输出端具有低负载或不具有负载时，输出端的电压可增加超过规定限度，可能增加到连接到所述一或多个电节点的其它组件无法忍受的范围中。因此，可使用钳制或泄放。例如，并联齐纳(Zener)二极管可防止未经调节的输出端在低负载或无负载下的过度上升。所述并联齐纳二极管可从电压输出端连接到输出接地，其中如果经调节的电压输出端使用钳制效应以低于未经调节的电压输出端的电压操作，那么所有过量钳制能量可作为热量消散，或可从未经调节的电压输出端连接到经调节的电压输出端。这可使用更准确的线性调节泄放电路实施。这还可使用泄放电路的切换式版本实施。与堆叠式次级线圈一起使用的有源泄放电路可应用到具有共同接地的多个次级线圈。
根据另一可能实施例，每一输出端口321及322可由电压选择元件371及372(例如，电压选择电路)供给。每一电压选择元件371及372可为在数目上等于输出电压的数目的通/断切换装置，可选择所述装置用于将电力传递到输出端口321及322。例如，两个输出端口321及322中的每一者可分别从电压选择元件371及372供给电压。电压选择元件371及372中的每一者可包含三个通/断固态切换装置。例如，一个固态切换装置可从12伏特导轨335耦合到Vout，另一固态切换装置可从9伏特导轨334耦合至Vout，且 第三固态切换装置可从5伏特导轨333耦合至Vout。这些固态通/断切换装置可为双极结型晶体管、晶闸管、可控硅整流器、固态继电器、IGBT、MOSFET或其它类型的半导体切换装置。在具有体二极管或相似导电通路的切换装置的情况下，装置连接可使体二极管从输出端口321指向次级线圈332。在给定电压选择元件371或372内，切换装置中的一者可为有源且在给定时间处导电，且在进行/中断过渡期间可不为有源的。
给定电压选择元件371或372内的固态切换器的导电状态可由次级控制器电路(例如，电压选择通信元件373及374)控制，所述电路可包含用于协商输出电压能力及输出端口(例如，端口321)与受控负载装置之间的请求的元件。电压选择通信元件373及374还可包含基于连接的负载装置与电压选择通信元件373及374商定的电压控制电压选择元件371及372的固态切换器的导电状态的元件。根据可能实施，电压选择通信元件可为USB母线调节器及充电器管理电路、高通(Qualcomm)HVDCP顺应芯片或可协商待传递的电压的任何其它元件。每一输出端口321及322可独立地协商待传递到其连接的负载装置的电压，且相应地，可独立地控制其电压选择元件371或372。除非另有协商，否则输出端口321及322可默认为标称输出电压以适应未知负载装置电压要求且以已知操作电压开始装置协商。在另一进阶实施例中，当每一电压选择区块371及372中的有源固态切换装置与变压器330中的崩溃流场同步脉冲时，且当大容量平流电容器316至318移动到电压选择元件371及372下游时，整流元件的功能可由电压选择元件373及374吸收。
一些实施例可提供大功率、低成本、小尺寸、多端口通用电力供应器，所述电力供应器为连接的装置提供快速充电。一些实施例可为多个端口提供5V及其它电压的电缆补偿。一些实施例可适应电力管理集成电路，所述集成电路具有提供高电流充电的较高最小电压输入(例如，装置连接器处的4.4V最小值)。一些实施例可进一步适应高电池容量及增加的智能手机使用与高耗电应用。一些实施例还可能以减少的装置充电时间提供更快且更高功率的充电。一些实施例可额外地提供多端口充电。
一些实施例可进一步提供多电压独立端口，所述端口共享次级电力以最小化装置充电器的成本及尺寸。例如，VBUS线可在设置为相同电压时在两个端口上连接在一起，并且，可在端口使用不同输出电压时共享电流。每一端口电压输出可使用用于电压水平的单独通信信号单独控制。
两步或两步以上的电缆补偿方案可基于连接的装置的数目最大化充电速率。例如，如果只检测到一个USB装置，例如，当以5V或其它电压充电时，电缆补偿可被最大化。如果两个或两个以上装置连接到充电端口以将VBUS保持在USB规格内且对轻负载第 二装置安全充电时，还可调适(例如，减少)电缆补偿。一些实施例可提供双USB-A端口或其它充电端口的多电压电力供应器来以较低成本提供较高电力且更快充电。一些实施例可进一步提供比使用只共享前端的两个独立USB-A端口的装置成本更低及尺寸更小的充电装置。一些实施例可使用共同前端电力供应器，所述电力供应器可由多个充电端口共享并可使用功率可低于可能负载组合的功率水平。一些实施例可使用切换负载，所述负载可用于交替电缆补偿，以使得电力供应器可同时为每一端口提供不同补偿。
一些实施例可提供具有5V调节充电电压及9V/12V交叉调节充电电压的分接或多线圈次级变压器设计。电压水平可根据需要切换成VBUS电压水平。根据一些实施，充电端口电压可以5V开始，且可独立控制以基于连接的装置通信信号进行电压设定。如果设定在同一电压设定下，充电端口可使VBUS线连接在一起。电压可以保护附接的装置且确保适当过渡时间的方式切换为新电压，同时(例如)当从较低电压切换到较高电压(例如，5V到9V)时及当从较高电压切换到较低电压(例如，9V到5V)时驱散暂变。可基于附接的装置的电流消耗在USB端口之间共享电力。电缆补偿可优化用于一个装置(例如，基于0.2V/A补偿)，或用于两个装置，其中当第二连接装置具有轻负载时，可给予第二连接装置较少补偿，这可导致第一连接装置处的较高电压。如果电压超过所需水平以改进调节，可在除了5V的输出上激活并联负载。各种装置标准可并入实施例中，例如，将兼容D+/D-协定投射到附接的装置以用于最大电流消耗。
一些实施例可选择一个电缆补偿值用于单一负载，并选择不同电缆补偿值用于不同负载。这是因为如果基于一个负载选择单一电缆补偿值，那么所述值可能不足以用于额外负载。此外，如果单一电缆补偿值用于多个负载，那么用于减少的负载可能过多。因此，可选择不同电缆补偿值用于不同负载。了解存在多少负载的一种方式为监视所存在的屏蔽件的数目，因为屏蔽件可在其各自负载存在时处于电路中。了解存在多少负载的另一方式为监视电流。例如，通过装置充电端口的每一负载电流可通过感测电阻(而不是用于负载信息的屏蔽检测)监视。监视的负载电流可通过从一组操作放大器到微处理器的任何事物来处理。例如，随着装置充电端口使用增加，电压容差可更严格，且其它参数可改变，并且，微处理器可用于增加的处理要求。额外方法可用于确定所存在的负载的数目，例如，通过使用从连接装置接收的数据信号确定。根据可能实施，电力供应器可调节至内部电路的可能最后节点(例如，恰好在电压选择块之前)或至电路的另一节点的输出电压。一些实施例可监视至少一个输出参数。软件或硬件、电气或机械算法可基于监视的输出参数调整输入参数的操作，以使得下游输出参数随不同的操作条件保持在至少一个所需规格内。
虽然本实用新型已用其具体实施例描述，但显然，许多替代、修改及变化对所属领域的技术人员而言将为显而易见的。例如，实施例的各种组件在其它实施例中可互换、添加或替代。另外，每一图式的所有元件不一定用于公开的实施例的操作。例如，公开的实施例的所属领域的技术人员将能够通过简单利用独立权利要求的元件来作出及使用本实用新型的教示。因此，如本文中所述的本实用新型的优选实施例意欲为说明性的，而非限制性的。可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种改变。
在此文件中，相关术语(例如，“第一”，“第二”及类似者)可单独用于区分一个实体或动作与另一实体或动作，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的此类关系。列表中的短语“……中的至少一者”定义为表示列表中的元件中的至少一者，但不一定是所有元件。术语“包括”或其任何其它变化可意欲涵盖非独占包括，以使得包括元件列表的制程、方法、制品或设备不包含仅仅这些元件，而是可包含未明确列出或此制程、方法、制品或设备所固有的其它元件。在没有更多约束的情况下，以“一”或类似者开始的元件不排除额外相同元件于包括所述元件的制程、方法、制品或设备中的存在。另外，术语“另一”定义为至少一第二或更多。如本文中所使用，术语“包含”、“具有”及类似者定义为“包括”。此外，背景部分编写成发明者自身对申请时的一些实施例的上下文的理解，且包含发明者自身用现有技术及/或发明者自身工作中经历的问题对任何问题的认识。

Claims (12)

1.一种用于使用多端口电力供应器为装置充电的设备，其特征在于其包含：
电力供应器；
第一装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第一装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第一装置；
第二装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第二装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第二装置；
装置充电端口监视器，其耦合到所述第一装置充电端口并耦合到所述第二装置充电端口，所述装置充电端口监视器配置为检测使用中的装置充电端口的数目；及
电缆补偿器，其耦合到所述装置充电端口监视器，所述电缆补偿器配置为在一个装置充电端口在使用中时选择第一电缆补偿，且配置为在两个装置充电端口在使用中时选择第二电缆补偿，其中所述第二电缆补偿不同于所述第一电缆补偿。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述电力供应器基于所述选择的电缆补偿调整供应到至少一个装置充电端口的电力电压。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述第一电缆补偿低于所述第二电缆补偿。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述电力供应器配置为提高用于电缆补偿的输出电压来补偿由耦合到装置充电端口的充电电缆诱发的压降。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述装置充电端口监视器基于所存在的装置充电端口屏蔽件的数目检测使用中的装置充电端口的数目。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述装置充电端口监视器基于所述装置充电端口中的一或多者上的负载电流检测使用中的装置充电端口的数目。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其进一步包含电压选择电路，所述电压选择电路选择输出到所述第一装置充电端口的第一电力电压，并选择输出到所述第二 装置充电端口的第二电力电压，其中所述第二电压不同于所述第一电压。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于其进一步包含变压器，所述变压器包括耦合到电力输入端的初级线圈和耦合到所述第一装置充电端口及所述第二装置充电端口的至少两个次级线圈，
其特征在于所述电压选择电路基于来自所述至少一个次级线圈的电压选择输出到所述第一装置充电端口的所述第一电力电压，且基于来自所述至少两个次级线圈的电压选择输出到所述第二装置充电端口的所述第二电力电压。
9.根据权利要求7所述的设备，
其特征在于所述第一装置充电端口包括第一装置通信连接，
其特征在于所述第二装置充电端口包括第二装置通信连接，及
其特征在于所述电压选择电路基于从所述第一装置通信连接接收的信号选择输出到所述第一装置充电端口的第一电力电压，且基于从所述第二装置通信连接接收的信号选择输出到所述第二装置充电端口的第二电力电压。
10.一种用于使用多端口电力供应器为装置充电的设备，其特征在于其包含：
电力供应器；
第一装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第一装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第一装置；
第二装置充电端口，其耦合到所述电力供应器，所述第二装置充电端口配置为从所述电力供应器接收电力并将电力输出到第二装置；
装置充电端口监视器，其耦合到所述第一装置充电端口并耦合到所述第二装置充电端口，所述装置充电端口监视器配置为监视使用中的装置充电端口；及
电缆补偿器，其耦合到所述装置充电端口监视器且耦合到所述电力供应器，所述电缆补偿器配置为基于使用中的所述被监视装置充电端口调整电缆补偿，其中电缆补偿补偿来自连接在装置充电端口与正被充电的装置之间的电缆的压降，
其特征在于所述电力供应器基于所述被调整的电缆补偿调整供应到至少一个装置充电端口的电力电压。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述装置充电端口监视器基于所存在的 装置充电端口屏蔽件的数目监视使用中的所述装置充电端口。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述装置充电端口监视器基于所述装置充电端口中的一或多者上的负载电流监视使用中的所述装置充电端口。
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