ES2322996T3 - Cargador de bus en serie universal (usb) para un dispositivo movil. - Google Patents
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Abstract
Un aparato cargador (110) para cargar una fuente de energía recargable en un dispositivo móvil (132) a través de un puerto de Bus en Serie Universal (USB), que comprende: un convertidor de potencia (112) configurado para recibir una tensión de entrada desde una fuente de energía externa (130) y generar una salida del cargador que tiene una tensión regulada; un generador de señal (114) configurado para generar una señal de configuración de cargador; y un conector USB (116) para acoplar la salida del cargador y la señal de configuración del cargador al puerto USB (134) del dispositivo móvil (132) teniendo el conector USB (116) un contacto (118) de bus de tensión (Vbus) acoplado a la salida del cargador, un contacto (120) de datos positivos (D+) acoplado a señal de configuración del cargador, y un contacto (122) de datos negativos (D-) acoplado a la señal de configuración del cargador, siendo trasmitida la señal de configuración del cargador simultáneamente a los contactos (120, 122) D+ y D-, de tal modo que los contactos (120, 122) D+ y D- están continuamente o bien ambos en un estado lógico alto o bien ambos en un estado lógico bajo; caracterizado porque la señal de configuración del cargador es una señal digital periódica que tiene una frecuencia y un ciclo de servicio preseleccionados, en el que la frecuencia y el ciclo de servicio de la señal de configuración del cargador son seleccionados para identificar características operativas del aparato cargador (110), incluyendo al menos los valores de la tensión regulada y una capacidad de corriente máxima de la salida del cargador, y el dispositivo móvil está configurado para identificar las características operativas del aparato cargador a partir de la frecuencia y del ciclo de servicio de la señal de configuración del cargador y aplicar la salida del cargador para recargar la fuente de energía recargable.
Description
Cargador de Bus en Serie Universal (USB) para un
dispositivo móvil.
La tecnología descrita en este documento de
patente se refiere generalmente al campo de los adaptadores de
energía. Más particularmente, este documento de patente describe un
cargador de Bus en Serie Universal (USB) que está particularmente
bien adecuado para suministrar energía a un dispositivo móvil, tal
como un dispositivo de mensajería en dos sentidos inalámbrico, un
teléfono celular, un asistente digital personal (PDA), u otro
dispositivo manual que tiene una fuente de energía recargable.
Proporcionar una fuente externa de energía a un
dispositivo móvil, tal como una asistente digital personal
("PDA"), dispositivo de mensajería en dos sentidos inalámbrico,
teléfono celular, y otros, requiere consideraciones de diseño con
respecto tanto al dispositivo móvil como a la fuente de energía. Con
respecto al dispositivo móvil, la mayor parte de los dispositivos
móviles proporcionan una interfaz o enlace de corriente distinto
para recibir energía desde una fuente de energía, por ejemplo para
recargar una batería, y una interfaz de datos separada para
comunicar. Por ejemplo, muchos dispositivos móviles usan interfaces
de USB (Bus en Serie Universal) para comunicar y usan una interfaz
de energía separada, tal como un conector de barrilete, para recibir
energía.
El documento US 2003/0052547 A1 describe un
adaptador para proporcionar una fuente de energía a un dispositivo
móvil a través de un puerto estándar industrial. Una señal de
identificación es transmitida al dispositivo móvil mediante un
adaptador USB para notificar al dispositivo móvil que está conectado
a una fuente de energía que no está sujeta a los límites de energía
propuestos por la especificación USB. La señal de identificación
preferida resulta de la aplicación de señales de tensión mayores de
2 voltios tanto a las líneas D+ como D- en el conector USB para
señalar al dispositivo móvil que no está conectado a un anfitrión
USB típico y el dispositivo móvil puede cargar su batería
extrayendo más corriente de la especificada por la especificación
USB.
De acuerdo con las enseñanzas aquí descritas,
hay previstos sistemas y métodos para cargar una fuente de corriente
recargable en un dispositivo móvil a través de un puerto USB. Un
convertidor de energía puede ser usado para recibir una tensión de
entrada desde una fuente de energía externa y generar una salida de
cargador que tiene una tensión regulada. Un generador de señal
puede ser usado para generar una señal de configuración del cargador
que tiene características de forma de onda preseleccionadas que son
seleccionadas para identificar características operativas del
aparato cargador. Un conector USB puede ser usado para acoplar la
salida del cargador y la señal de configuración del cargador al
puerto USB en el dispositivo móvil. El conector USB puede incluir un
contacto de bus de tensión (Vbus) acoplado a la salida del
cargador, un contacto de datos positivos (D+) acoplado a la señal
de configuración del cargador, y un contacto de datos negativos (D-)
acoplado a la señal de configuración del cargador. La señal de
configuración del cargador puede ser transmitida simultáneamente a
los contactos D+ y D-, de tal modo que los contactos D+ y D- están
continuamente o bien ambos en un estado lógico alto o bien ambos en
un estado lógico bajo. El dispositivo móvil puede ser configurado
para identificar las características operativas del aparato
cargador a partir de las características de forma de onda de la
señal de configuración del cargador y aplicar la salida del
cargador para recargar la fuente de energía recargable.
La fig. 1 es un diagrama de bloques de un
cargador USB ejemplar para cargar una fuente de energía recargable
en un dispositivo móvil;
La fig. 2 ilustra una señal de configuración del
cargador ejemplar trasmitida simultáneamente sobre las líneas D+ y
D- de USB mostradas en la fig. 1;
La fig. 3 es un diagrama de circuitos de un
generador de señal ejemplar para el cargador USB de la fig. 1;
La fig. 4 es un diagrama de bloques de un
dispositivo móvil ejemplar para usar con un cargador USB;
La fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un
método ejemplar para cargar una fuente de energía recargable a
través de un puerto USB en un dispositivo móvil; y
La fig. 6 es un diagrama de bloques de otro
cargador USB ejemplar para cargar una fuente de energía recargable
en un dispositivo móvil.
\newpage
Con referencia ahora a las figuras de los
dibujos, la fig. 1 es un diagrama de bloques 100 de un cargador USB
110 ejemplar para cargar una fuente de energía recargable en un
dispositivo móvil 132. El cargador USB 110 incluye un convertidor
de energía 112, un generador de señal 114, y un conector USB 116.
También se ha ilustrado una fuente de energía externa 130 y el
dispositivo móvil 132.
El convertidor de energía 112 está configurado
para recibir una tensión de entrada desde la fuente de energía
externa 130 y generar una salida 113 del cargador que tiene una
tensión regulada. El cargador US B 110 puede estar configurado para
funcionar bien con una fuente de energía externa 130 de corriente
alterna, tal como una toma de corriente doméstica tradicional, o
una fuente de energía externa de corriente continua 130, tal como
el enchufe de energía en un automóvil. En el caso de una fuente de
energía 130 de corriente alterna, el convertidor de energía 112
puede incluir un convertidor de corriente alterna/corriente continua
que convierte la tensión de entrada de corriente alterna de la
fuente de energía exterior 130 en una tensión de corriente continua
regulada en la salida 113 del cargador. Si la fuente 130 de energía
exterior es una fuente de energía de corriente continua, entonces
el convertidor de energía 112 puede incluir un convertidor de
corriente alterna/corriente continua para generar la tensión de
corriente continua regulada esperada en la salida 113 del
cargador.
El generador de señal 114 está configurado para
generar una señal 115 de configuración del cargador, que es una
señal periódica que tiene características de forma de onda
preseleccionadas que son seleccionadas para identificar
características operativas del cargador USB 110. Las características
de forma de onda preseleccionadas pueden, por ejemplo, incluir una
frecuencia y un ciclo de servicio de funcionamiento constantes. Las
características operativas identificadas por las características de
forma de onda preseleccionadas de la señal 115 de configuración del
cargador pueden incluir los valores de la tensión regulada y de la
capacidad de corriente máxima de la salida del cargador 113, el
número de modelo del cargador, y/u otra información relevante al
funcionamiento del cargador USB 110. Características de forma de
onda ejemplares de la señal de configuración del cargador 115 están
descritas con más detalle a continuación con referencia a la fig.
2.
El conector USB 116 es preferiblemente un
conector USB de 4 patillas estándar que tiene un contacto 118 de
bus de tensión (Vbus), un contacto 120 de datos positivos (D+) un
contacto 122 de datos negativos (D-), y un contacto 124 de tierra,
como se ha descrito en la Especificación de Bus en Serie Universal,
Revisión 2.0, publicada el 27 de abril de 2000. El contacto 118
Vbus está acoplado a la salida 113 del cargador y tanto los
contactos 120, 122 de D+ y D- están acoplados a la señal 115 de
configuración del cargador. El contacto de tierra 124 está acoplado
un potencial de tierra desde el convertidor de energía 112, pero
podría estar acoplado alternativamente a otra fuente de puesta a
tierra.
El dispositivo móvil 132 incluye un puerto USB
134 que está acoplado al conector USB 116 del cargador USB 110. El
dispositivo móvil 132 está configurado para identificar las
características operativas del aparato de carga 110 a partir de las
características de forma de onda de la señal 115 de configuración
del cargador y para aplicar la salida 113 del cargador para
recargar una fuente de energía recargable en el dispositivo móvil
132. La fuente de energía recargable en el dispositivo móvil 132
puede, por ejemplo, ser una batería de ión de Litio recargable, o
algún otro tipo de batería recargable. El puerto USB 134 en el
dispositivo móvil 132 puede estar conectado al conector USB 116 del
cargador USB 110 usando una cuna de acoplamiento, un cable USB
estándar, o por otros medios adecuados. Una descripción detallada
del dispositivo móvil ejemplar 132 es proporcionada a continuación
con referencia a la fig. 4.
En funcionamiento, el cargador USB 110 trasmite
la señal 113 de configuración del cargador al dispositivo móvil 132
simultáneamente tanto en las líneas 120, 122 de D+ Y D- de USB,
haciendo que las líneas D+ y D- estén continuamente o bien ambas en
un estado lógico alto, o bien ambas en un estado lógico bajo. De
acuerdo la especificación USB, un estado lógico alto en ambas
líneas D+ y D- señala un estado "ilegal", y un estado lógico
bajo tanto en las líneas D+ como en D- señala un estado "de
reposición". Consiguientemente, los estados lógico alto o lógico
bajo simultáneos en las líneas D+ y D- no son usados durante la
transmisión de datos entre un anfitrión USB y un dispositivo
periférico USB. Por ello, el dispositivo móvil 132 puede estar
configurado para reconocer la presencia de una señal 113 de
configuración del cargador trasmitida simultáneamente sobre las
líneas 120, 122 de D+ y D- de USB, sin interferir con la capacidad
del dispositivo móvil para su comunicación con un dispositivo
anfitrión USB típico. Por ejemplo, cuando el dispositivo móvil 132
detecta corriente sobre la línea 118 de Vbus, puede en primer lugar
intentar establecer una conexión con un anfitrión USB usando un
proceso de enumeración de USB estándar. Si no se detecta un
anfitrión USB, entonces el dispositivo móvil 132 puede vigilan las
líneas 120, 122 de D+ y D- para la presencia de una señal 113 de
configuración del cargador.
Una vez que el dispositivo móvil 132 detecta una
señal 113 de configuración del cargador en las líneas 120, 122 de
D+ y D- de USB, el dispositivo 132 analiza las características de la
forma de onda de la señal 113 para determinar las características
operativas del cargador 110 de USB. Por ejemplo, el dispositivo
móvil 132 puede determinar la capacidad de corriente máxima del
cargador 110 a partir de la señal 113 de configuración del
cargador. El dispositivo móvil 132 puede a continuación extraer
energía desde la línea 118 Vbus hasta la máxima corriente
disponible a fin de cargar su alimentación de energía
recargable.
La fig. 2 ilustra una señal 115 de configuración
de cargador ejemplar trasmitida simultáneamente sobre las líneas
120, 122 de D+ y D- de USB, como se ha mostrado en la fig. 1. La
fig. 2 incluye los gráficos 200, 210 que trazan la señal 115 de
configuración del cargador como una función del tiempo para las
líneas D+ y D- respectivamente. La señal 115 de configuración del
cargador ilustrada es una señal digital periódica que tiene una
frecuencia constante (1/T) y un ciclo de servicio constante
(T_{H}/T). Como se ha observado anteriormente, la frecuencia
(1/T) y el ciclo de servicio (T_{H}/T) de la señal 115 pueden ser
seleccionados para identificar ciertas características operativas
del cargador USB 110. Por ejemplo, la frecuencia (1/T) puede
identificar el modelo y/o fabricante del cargador 110, y el ciclo
de servicio (T_{H}/T) puede identificar ciertas características
operativas asociadas con el cargador 110 de modelo particular, tal
como la tensión y/o corriente disponible máxima de la salida 113 del
cargador.
La fig. 3 es un diagrama de circuito de un
generador 114 de señal ejemplar para el cargador USB 110 de la fig.
1. El generador 114 de señal ejemplar incluye un temporizador
digital 310, un circuito de conmutación 312, y un circuito RC
314-316. En funcionamiento, la frecuencia y el ciclo
de servicio de la señal 115 de configuración del cargador pueden
ser ajustados seleccionando los valores de resistencia y del
condensador en el circuito RC 314-316.
El temporizador digital 310 puede, por ejemplo,
ser un temporizador estándar IC, tal como un temporizador LM555. El
temporizador 310 genera una señal 318 de salida del temporizador que
puede ser sintonizada variando los valores de la resistencia y de
condensador en el circuito RC 314-316, que está
acoplado entre las entradas de descargas (DIS) y de umbral (THR)
del temporizador 310. La señal 318 de salida del temporizador está
acoplada como las entradas de los dos pares de transistores 320,
322 y 324, 326 en el circuito de conmutación 312, que ajusta la
tensión de pico e impedancia en las salidas 120, 122 de D+ y D- para
simular las de un anfitrión USB típico. Los valores de las
resistencias (R1-R6) en el circuito de conmutación
312 son elegidos para ajustar la tensión de salida y la impedancia
en las salidas 120, 122 de D+ y D-. Por ejemplo, el circuito de
conmutación 312 puede regular la tensión en las salidas 120, 122 de
D+ y D- a un margen de tensión de pico comprendido entre 3,0 a 3,6
voltios y proporcionar una resistencia de salida entre 14,25 y 24,8
Kilo ohmios, como se requiere de los anfitriones USB bajo la
especificación USB.
La fig. 4 es un diagrama de bloques de un
dispositivo móvil ejemplar 132 que incluye un sistema para extraer
energía a través de una interfaz USB 412 desde un cargador USB 110.
El dispositivo móvil 132 incluye la interfaz USB 412, un
controlador USB 414, un subsistema de carga 416, una batería
recargable 418, y un dispositivo de tratamiento 420.
La interfaz USB 412 está acoplada al cargador
USB 110 como se ha descrito antes. La interfaz USB 412 incluye una
línea de energía 424 Vbus que está acoplada al subsistema de carga
416 y las líneas de datos 426 de USB que están acopladas al
controlador USB 414. Operativamente, la interfaz USB 402 es usada
por el dispositivo móvil 132 para proporcionar energía al
subsistema de carga 416, y puede también ser usada para comunicar
datos entre un anfitrión USB (no mostrado) y el controlador USB
414.
El subsistema de carga 416 proporciona energía
al dispositivo móvil 132, o bien desde la batería recargable 418 o
bien desde la línea de energía Vbus 424, y carga la batería
recargable 418 desde la línea de energía Vbus 424. El controlador
USB 414 vigila las líneas 426 de datos USB, y controla la
comunicación de datos entre el dispositivo de tratamiento 420 y un
anfitrión USB. Además, el controlador USB 414 detecta la presencia
de un cargador USB 110, identificando una señal 115 de configuración
del cargador en las líneas D+ y D-, y determina las características
operativas del cargador a partir de las características de la forma
de onda de la señal 115 de configuración del cargador, como se ha
descrito antes. Por ejemplo el dispositivo móvil 400 puede mantener
una tabla de búsqueda usada por el controlador USB 414 para hacer
coincidir las características de forma de onda identificadas con
características operativas del cargador correspondientes, tales como
una corriente disponible máxima.
Al producirse la detección de una señal 114 de
configuración del cargador por el controlador USB 414, las
características operativas identificadas del cargador USB 110 son
proporcionadas al subsistema de carga 416, que instruye a la
interfaz USB 412 para comenzar a extraer energía desde la línea Vbus
para cargar la batería recargable 418. El subsistema de carga 416
puede, por ejemplo, instruir a la interfaz USB 412 para extraer
energía desde la línea Vbus hasta una corriente de carga disponible
máxima identificada a partir de la señal 114 de configuración del
cargador.
Además de los subsistemas y componentes
descritos antes, el dispositivo móvil 132 puede también incluir un
subsistema de comunicaciones 428, un subsistema 430 de
comunicaciones de corto alcance, dispositivos de entrada/salida
432-440, dispositivos de memoria 442, 444 y otros
distintos subsistemas 446 del dispositivo.
El dispositivo de tratamiento 420 controla la
operación completa del dispositivo móvil 132. El software del
sistema operativo ejecutado por el dispositivo de tratamiento 420 es
almacenado preferiblemente en una memoria persistente tal como una
memoria flash 444, pero también puede ser almacenado en otros tipos
de dispositivos de memoria, tales como una memoria sólo de lectura
(ROM) o elemento de almacenamiento similar. Además, el software de
sistema operativo y las aplicaciones del dispositivo específico, o
partes de los mismos, pueden ser cargados temporalmente en una
memoria volátil, tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM) 442.
Las señales de comunicación recibidas por el dispositivo móvil 132
pueden también ser almacenadas en la RAM 442.
El dispositivo de tratamiento 420, además de sus
funciones de sistema operativo, permite la ejecución de aplicaciones
de software sobre el dispositivo 132. Un conjunto predeterminado de
aplicaciones que controlan las operaciones básicas del dispositivo,
tales como comunicaciones de datos y voz, puede ser instalado sobre
el dispositivo 132 durante su fabricación. Además, una aplicación
de gestor de información personal (PIM) puede ser instalada durante
la fabricación. El PIM es preferiblemente capaz de organizar y
gestionar elementos de datos, tales como correo electrónico,
eventos del calendario, correos de voz, indicaciones, y elementos de
tarea. La aplicación PIM es también preferiblemente capaz de enviar
y recibir elementos de datos a través de la red inalámbrica 460.
Preferiblemente, los elementos de datos PIM son integrados sin
costuras, sincronizados y actualizados a través de la red
inalámbrica 460 con los elementos de datos correspondientes del
usuario del dispositivo almacenados o asociados con un sistema de
ordenador anfitrión. Un sistema y método ejemplares para conseguir
estas operaciones está descrito en "Sistema y Método para Empujar
Información Desde un Sistema Anfitrión a un Dispositivo Móvil que
Tiene una Dirección Electrónica Compartida" patente
norteamericana nº 6.219.694, que es propiedad de la cesionaria de
la presente solicitud, y que está incorporada a la presente
solicitud a modo de referencia.
Las funciones de comunicación, incluyendo
comunicaciones de datos y voz, son realizadas a través del
subsistema de comunicación 428, y posiblemente a través del
subsistema de comunicaciones 430 de corto alcance. Si el
dispositivo móvil 132 está habilitado para comunicaciones en los dos
sentidos entonces el subsistema de comunicación 428 incluye un
receptor 448, un trasmisor 450, y un módulo de tratamiento 458, tal
como un procesador de señal digital (DSP). Además, el subsistema de
comunicación 428, configurado como un dispositivo de comunicaciones
en los dos sentidos, incluye una o más, elementos de antena 452, 454
preferiblemente embebidos o internos, y osciladores locales (LOs)
406. El diseño y la puesta en práctica específicos del subsistema de
comunicación 428 depende de la red de comunicación 460 en la que el
dispositivo móvil 132 está destinado a funcionar. Por ejemplo, un
dispositivo 132 destinado a un mercado norteamericano puede incluir
un subsistema de comunicación 428 designado para funcionar con el
sistema de comunicaciones móvil Mobitex^{TM} o con el sistema de
comunicaciones móvil DataTAC^{TM}, mientras que en dispositivo
132 destinado para su uso en Europa puede incorporar un su sistema
de comunicación de Servicio General de Radio por Paquetes
(GPRS).
Los requisitos de acceso a la red varían
dependiendo del tipo de sistema de comunicación 460. Por ejemplo,
en la redes Mobitex^{TM} y DataTAC^{TM}, los dispositivos
móviles son registrados en la red usando un único número de
identificación personal o PIN asociado con cada dispositivo. En las
redes GPRS, sin embargo, el acceso a la red está asociado con una
abonado o usuario de un dispositivo. Un dispositivo GPRS requiere
por ello un único número de identidad de abonado, corrientemente
denominado como una tarjeta SIM, a fin de funcionar sobre una red
GPRS.
Cuando se han completado los procedimientos de
registro o activación de la red requeridos, el dispositivo móvil
132 puede enviar y recibir señales de comunicación sobre la red de
comunicación 460. Las señales recibidas por la antena 452 a través
de la red de comunicación 460 son introducidas en el receptor 448,
que puede realizar tales funciones de receptor común como
amplificación de señal, conversión de frecuencia descendente,
filtrado, selección de canal, y conversión de analógico a digital.
La conversión de analógico a digital de la señal recibida permite
que el DSP realice funciones de comunicación más complejas, tales
como desmodulación y descodificación. De una manera similar, las
señales que han de ser transmitidas son tratadas por el DSP 458, y
son la entrada al transmisor 450 para la conversión de digital a
analógico, la conversión de frecuencia ascendente, el filtrado, la
amplificación de la trasmisión sobre la red de comunicación 460 a
través de la antena 454.
Además de tratar señales de comunicación, el DSP
458 proporciona medios para el control del receptor 448 y del
trasmisor 450. Por ejemplo, las ganancias aplicadas a la señal de
comunicación en el receptor 448 y transmisor 450 pueden ser
controladas adaptablemente a través de algoritmos de control de
ganancia automática implantados en el DSP 458.
En un modo de comunicación de datos, una señal
recibida, tal como un mensaje de texto o una descarga de página de
la red, es tratada por el subsistema de comunicación 428 e
introducida al dispositivo de tratamiento 420. La señal recibida es
a continuación tratada adicionalmente por el dispositivo de
tratamiento 420 para emitir a una pantalla de presentación 432, o
alternativamente a algún otro dispositivo de I/O auxiliar 440. Un
usuario de dispositivo puede también componer elementos de datos,
tales como mensajes de correo electrónico, usando un teclado 434,
tal como un teclado de estilo QWERTY, y/o algún otro dispositivo de
I/O 440 auxiliar, tal como un teclado, un conmutador de tipo
palanca, una rueda selectora, o algunos otros tipos de dispositivo
de entrada. Los elementos de datos compuestos puede ser transmitidos
a continuación sobre la red de comunicación 460 a través del
subsistema de comunicación 428.
En un modo de comunicación por voz, el
funcionamiento completo del dispositivo 132 es sustancialmente
similar al modo de comunicación de datos, excepto en que las
señales recibidas son emitidas a un altavoz 436, y las señales para
transmisión son generadas por micrófono 438. Los subsistemas de voz
o audio de I/O alternativos, tales como el subsistema de registro
de mensaje de voz, pueden también estar implantados en el
dispositivo 132. Además, la pantalla de presentación 432 puede
también ser utilizada en el modo de comunicación por voz, por
ejemplo para presentar la identidad de una parte que llama, la
duración de una llamada de voz, u otra información relacionada con
la llamada de voz.
El subsistema 430 de comunicaciones de corto
alcance permite que la comunicación entre el dispositivo móvil 132
y otros sistemas o dispositivos próximos, que no necesitan
necesariamente ser dispositivos similares. Por ejemplo, el
subsistema 430 de comunicaciones de corto alcance puede incluir un
dispositivo infrarrojo y circuitos asociados y componentes, o un
módulo de comunicación Bluetooth^{TM} para proporcionar medios
para la comunicación con sistemas y dispositivos similarmente
habilitados.
La fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un
método ejemplar 500 para cargar una fuente de energía recargable a
través de un puerto USB en un dispositivo móvil. En la operación
510, un dispositivo desconocido es conectado al puerto USB en el
dispositivo móvil. En la operación 512, el dispositivo móvil intenta
señalar al dispositivo desconocido como un anfitrión USB. Si el
dispositivo desconocido es un anfitrión USB, entonces ocurre una
enumeración de USB satisfactoria en la operación 614, y el
dispositivo móvil establece comunicación con el anfitrión USB en la
operación 516. Si el dispositivo desconocido no es un anfitrión USB,
sin embargo, entonces no se iniciará una enumeración de USB en la
operación 514, y el dispositivo móvil vigila las líneas D+ y D-
para el tráfico de datos en la operación 618. Si el dispositivo
desconocido es un cargador USB, como se ha descrito antes, entonces
se detecta una señal de configuración del cargador en las líneas D+
y D- por el dispositivo móvil en la operación 520. La corriente del
cargador disponible máxima del cargador USB es determinada a partir
de la señal de configuración del cargador, y una corriente de carga
es ajustada consiguientemente en la operación 522. A continuación,
en la operación 524, el dispositivo móvil extrae energía desde el
cargador USB a través de la línea Vbus a la máxima corriente
disponible.
Está descripción escrita usa ejemplos para
describir el invento, incluyendo el mejor modo, y también permite a
un experto en la técnica hacer uso del invento. El marco patentable
del invento puede incluir otros ejemplos que ocurre que se les
ocurran a los expertos en la técnica. Por ejemplo, la fig. 6 es un
diagrama de bloques 600 de otro cargador USB 605 ejemplar para
cargar una fuente de energía recargable en un dispositivo móvil
132. Este cargador USB 605 ejemplar es similar al cargador USB 110
de la fig. 1, con la adición del modulador 610 acoplado entre el
generador de señal 114 y los contactos 120, 122 de D+ y D-. En esta
realización, la frecuencia y de ciclo de servicio de la salida
periódica 115 desde el generador de señal 114 pueden ser modulados
por el modulador 610 a fin de generar una señal 611 de configuración
de cargador modulada en las líneas 120, 122 de D+ y D-. De esta
manera, puede codificarse información adicional relativa al cargador
USB 605 en la señal 611 de configuración del cargador y ser
transmitida al dispositivo móvil 132.
Claims (13)
1. Un aparato cargador (110) para cargar una
fuente de energía recargable en un dispositivo móvil (132) a través
de un puerto de Bus en Serie Universal (USB), que comprende: un
convertidor de potencia (112) configurado para recibir una tensión
de entrada desde una fuente de energía externa (130) y generar una
salida del cargador que tiene una tensión regulada; un generador de
señal (114) configurado para generar una señal de configuración de
cargador; y un conector USB (116) para acoplar la salida del
cargador y la señal de configuración del cargador al puerto USB
(134) del dispositivo móvil (132) teniendo el conector USB (116) un
contacto (118) de bus de tensión (Vbus) acoplado a la salida del
cargador, un contacto (120) de datos positivos (D+) acoplado a señal
de configuración del cargador, y un contacto (122) de datos
negativos (D-) acoplado a la señal de configuración del cargador,
siendo trasmitida la señal de configuración del cargador
simultáneamente a los contactos (120, 122) D+ y D-, de tal modo que
los contactos (120, 122) D+ y D- están continuamente o bien ambos en
un estado lógico alto o bien ambos en un estado lógico bajo;
caracterizado porque la señal de configuración del cargador
es una señal digital periódica que tiene una frecuencia y un ciclo
de servicio preseleccionados, en el que la frecuencia y el ciclo de
servicio de la señal de configuración del cargador son seleccionados
para identificar características operativas del aparato cargador
(110), incluyendo al menos los valores de la tensión regulada y una
capacidad de corriente máxima de la salida del cargador, y el
dispositivo móvil está configurado para identificar las
características operativas del aparato cargador a partir de la
frecuencia y del ciclo de servicio de la señal de configuración del
cargador y aplicar la salida del cargador para recargar la fuente de
energía recargable.
2. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 1ª, en el que las características operativas
identificadas por la señal de configuración del cargador incluyen
un número de modelo para el aparato cargador (110).
3. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 1ª, en el que la frecuencia preseleccionada de la
señal de configuración del cargador es una frecuencia constante que
es preseleccionada para identificar un modelo del aparato cargador
(110).
4. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 1ª, en el que el ciclo de servicio preseleccionado
de la señal de configuración del cargador es un ciclo de servicio
constante que es preseleccionado pare identificador los valores de
la tensión regulada y de la capacidad de corriente máxima de la
salida del cargador.
5. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 1ª, en el que la fuente de energía externa (130) es
una toma de energía de corriente alterna doméstica, y en el que el
convertidor de corriente funciona como un convertidor de corriente
alterna a corriente continua.
6. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 1ª, en el que la fuente de energía externa (130) es
una fuente de energía de corriente continua.
7. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 1ª, en el que el generador de señales (114) incluye
un circuito de temporización digital que está configurado para
generar la señal de configuración del cargador.
8. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 7ª, en el que el circuito de temporización digital
incluye: un temporizador digital (310) que está configurado para
generar una señal de salida que tiene una frecuencia constante y un
ciclo de servicio constante; y un circuito de conmutación (312)
acoplado entre la señal de salida del temporizador digital (310) y
los contactos (120, 122) D+ y D-del conector USB,
estando configurado el circuito de conmutación (312) para regular
la tensión de pico de la señal de salida para generar la señal de
configuración del cargador.
9. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 8ª, en el que circuito de conmutación (312) está
configurado para proporcionar una resistencia de salida
preseleccionada en los contactos (120, 122) D+ y D-.
10. El aparato cargador (110) según la
reivindicación 1ª, en el que generador de señal (114) incluye un
circuito temporizador analógico que está configurado para generar la
señal de configuración del cargador.
11. Un método para cargar una fuente de energía
recargable en un dispositivo móvil (132), que comprende las
operaciones de: generar una salida del cargador con una tensión
regulada y una capacidad de corriente máxima; generar una señal de
configuración del cargador; y acoplar la salida del cargador y la
señal de configuración del cargador al dispositivo móvil (132) a
través de un puerto (134) Bus en Serie Universal (USB) en el
dispositivo móvil (132), siendo acoplada la señal de configuración
del cargador tanto a un contacto (120) de datos positivos (D+) como
a un contacto (122) de datos negativos (D-) del puerto USB (134) y
estando acoplada la tensión regulada a un contacto (118) de bus de
tensión (Vbus) del puerto USB (134); en el que la señal de
configuración del cargador es trasmitida simultáneamente a los
contactos (120, 122) D+ y D- del puerto USB (134) de tal modo que
los contactos (120, 122) D+ y D- están continuamente bien ambos en
un estado lógico alto o bien ambos en un estado lógico bajo;
caracterizado porque la señal de configuración del cargador
es una señal digital periódica que tiene características de forma
de onda preseleccionadas, incluyendo las características de forma
de onda un ciclo de servicio y una frecuencia preseleccionados que
identifican al menos valores de la tensión regulada y de la
capacidad de corriente máxima de la salida del cargador, y el
dispositivo móvil (132) está configurado para identificar los
valores de la tensión regulada y de la capacidad de corriente máxima
de la salida del cargador a partir del ciclo de servicio y de la
frecuencia preseleccionados de la señal de configuración del
cargador y aplicar la salida del cargador para recargar la fuente de
energía recargable.
12. El método según la reivindicación 11ª, en el
que la frecuencia preseleccionada identifica un modelo de un aparato
cargador (110).
13. El método según la reivindicación 10ª, en el
que el ciclo de servicio preseleccionado de la señal de
configuración del cargador es un ciclo de servicio constante que es
preseleccionado para identificar los valores de la tensión regulada
y de la capacidad de corriente máxima de la salida del cargador.
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