JP2019109898A - Method, electronic device, and charger device for rapid USB charging - Google Patents

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Abstract

To provide a method, electronic device, and charger device for USB charging that reduce a charging time while reducing charge/feed level mismatch and product damage without requiring a user action.SOLUTION: In a charging system 100, an electronic device 120 and a USB charger 110 use USB cable data lines 130 to establish a bi-directional communication connection. The USB charger provides charger capability information to a master controller 124 of the electronic device through the bi-directional communication connection. The master controller preferentially selects a fastest charge match between the charger capability information and device charge capability information, and transmits configuration information through the bi-directional communication connection to set a power supply level of the USB charger . The USB charger communicates power supply status information to the electronic device, and the electronic device reconfigures the charger power supply level accordingly.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、USB充電回路要素、およびUSBケーブルを用いて電子デバイスを充電機器にインターフェースするための装置に関する。   The present disclosure relates to USB charging circuitry and an apparatus for interfacing an electronic device to a charging device using a USB cable.

ユニバーサルシリアルバス(USB)ポートは、例えば、ラップトップコンピュータ、タブレット、携帯電話、MP3プレーヤ等、種々のポータブルデバイスによく見られ、また、デバイス間のシリアル通信用の相互接続を提供するために、デスクトップコンピュータ、自動車ダッシュボードコンソール等にも提供される。また、USB標準は充電能力を規定し、この充電能力により、携帯電話またはその他のポータブルデバイスが、USBケーブルを介してデバイスに提供される電力を用いて動作され得る。また、USBシステムのこの電力特徴により、有利に、バッテリ駆動のデバイスが、接続されるUSB互換のデバイスから提供される電力を用いて充電され得る。シリアル通信が充電機器とデバイスとの間で必要とされない場合でも、例えば、種々のポータブルデバイスを充電するための複数のUSBポートを有する専用の充電機器を利用することが可能である。元来のUSB実装は、充電電流を1Aに制限した5Vでの充電を規定し、標準に対する後続の改訂(例えば、USB3.0、3.1等)は、例えば、5V、12V、20Vの充電器電圧ならびに1A、3A、および5Aの充電電流レベルを用いて、より高いレベルでの迅速な充電を規定し、それゆえ、最大100Wの充電に対応する。しかし、USB充電源と充電されるデバイスとの間のミスマッチが、製品損傷および/または充電時間を最小にできないことをもたらす恐れがある。従って、充電器または充電される電子デバイスに対する損傷を伴うことなく充電電力レベルが最大化され得る、改善されたUSB充電器装置および電子デバイスに対する需要がある。   Universal Serial Bus (USB) ports are commonly found on various portable devices, such as laptop computers, tablets, cell phones, MP3 players, etc., and also to provide interconnection for serial communication between devices. It is also provided to desktop computers, automobile dashboard consoles, etc. Also, the USB standard defines a charging capability that allows a cell phone or other portable device to operate with the power provided to the device via a USB cable. Also, this power feature of the USB system advantageously allows battery-powered devices to be charged using the power provided from the connected USB compatible device. Even if serial communication is not required between the charging device and the device, it is possible, for example, to utilize a dedicated charging device having multiple USB ports for charging various portable devices. The original USB implementation specifies charging at 5 V with charging current limited to 1 A, and subsequent revisions to the standard (eg USB 3.0, 3.1 etc) for example charging 5 V, 12 V, 20 V The battery voltage and charge current levels of 1A, 3A and 5A are used to define a quick charge at higher levels, thus corresponding to a charge of up to 100W. However, a mismatch between the USB charging source and the device being charged may result in product damage and / or the inability to minimize charging time. Thus, there is a need for improved USB charger devices and electronic devices in which charging power levels can be maximized without damage to the charger or the electronic device being charged.

本願で開示される実施形態は、USB充電器と充電される電子デバイスとの間のUSBケーブルのUSBデータ線に沿った双方向通信接続またはリンクを確立することにより、自動的に、USB充電器および充電される電子デバイスの能力間のより良好なマッチングを対象とする装置および技法を提供し、この装置および技法を介して、充電される電子デバイスはUSB充電器の能力を検出して充電される電子デバイスの能力との最善のマッチ(match)を見つけ、充電される電子デバイスは、この通信接続を介して充電器に、プログラミングまたは構成情報を送信する。この技法により、デバイスは、双方のデバイスの動作限界内で充電器を構成またはプログラムし、また、迅速な充電のための実行可能な最高充電レベルを優先的に選択し得る。また、種々の実施形態において、充電器は、その電力供給の過電圧、過電流および/または過温度状況などのステータス表示を報告し得、デバイスがそれに応じてより低い充電レベルに充電器を再構成し得る。このように、本開示は、ユーザ動作を必要とせずに、充電/給電レベルミスマッチおよび製品損傷を軽減しつつ、充電時間を短縮することに関して著しい利点を提供する。   The embodiments disclosed herein automatically generate a USB charger by establishing a bi-directional communication connection or link along the USB data line of the USB cable between the USB charger and the electronic device to be charged. And provides a device and technique that targets better matching between the capabilities of the electronic device being charged and the electronic device being charged via the device and technique to detect and charge the capability of the USB charger. The best match with the capabilities of the electronic device is found and the electronic device to be charged sends programming or configuration information to the charger via this communication connection. This technique allows the device to configure or program the charger within the operating limits of both devices, and to preferentially select the highest practicable charge level for rapid charging. Also, in various embodiments, the charger may report status indications such as over-voltage, over-current and / or over-temperature conditions of its power supply, and the device reconfigures the charger accordingly to a lower charge level. It can. Thus, the present disclosure provides significant advantages in terms of reducing charge time while reducing charge / feed level mismatch and product damage without requiring user action.

本開示の一つまたは複数の態様によれば、電子デバイスが提供され、電子デバイスは、USBコネクタ、負荷、ならびに、USBケーブルの第1および第2のデータ信号コンダクタと関連する導電構造と結合されるコントローラを含み、コントローラは、接続される充電器との双方向デジタル通信接続を確立するように作用する。デバイスはまた、通信接続を用いて、接続された充電器から充電器能力情報を取得するように、および、そうした充電器能力情報に少なくとも部分的に従って、通信接続を介して、接続された充電器を選択的に構成または再構成するようにプログラムされるプロセッサを含む。   According to one or more aspects of the present disclosure, an electronic device is provided, wherein the electronic device is coupled with a USB connector, a load, and conductive structures associated with the first and second data signal conductors of the USB cable. Controller, which acts to establish a bi-directional digital communication connection with the connected charger. The device may also use a communication connection to obtain charger capability information from a connected charger, and to connect the charger via the communication connection at least partially according to such charger capability information. And a processor programmed to selectively configure or reconfigure.

幾つかの実施形態において、デバイスプロセッサは、充電器能力情報と、電子デバイスを充電するのに適切な充電電力レベルを表すデバイス充電能力情報との間の一つまたは複数のマッチを判定するようにプログラムされ、プロセッサは、通信接続を用いて、識別されたマッチに少なくとも部分的に従って、接続された充電器を選択的に構成または再構成する。   In some embodiments, the device processor determines one or more matches between the charger capability information and the device charge capability information representative of a charge power level suitable for charging the electronic device. When programmed, the processor uses the communication connection to selectively configure or reconfigure the connected charger, at least partially according to the identified match.

また、幾つかの実施形態において、電子デバイスは、通信接続を介して、接続された充電器から充電器ステータス情報を受信し、デバイスプロセッサは、通信接続を介して、充電器ステータス情報に少なくとも部分的に従って、接続された充電器を選択的に再構成する。幾つかの開示される実施形態において、プロセッサは、充電器能力情報とデバイス充電能力情報との間の最速の充電マッチに従って充電器を優先的に構成するようにプログラムされる。また、幾つかの実施形態におけるプロセッサは、何らかの受信される充電器ステータス情報に従ってより低速な充電マッチに、通信接続を用いて、接続された充電器を選択的に再構成するようにプログラムされる。このようにして、例えば、充電器状況を考慮した可能な限り最速の充電の可能性を維持しつつ、充電器の故障または損傷を軽減または回避するため充電レベルを低減するように、過電圧、過電流および/または過温度状況など、充電器の充電状況が、インテリジェントな再構成のためにデバイスプロセッサによって用いられ得る。   Also, in some embodiments, the electronic device receives charger status information from the connected charger via the communication connection, and the device processor at least partially communicates with the charger status information via the communication connection. According to the target, selectively reconfigure the connected charger. In some disclosed embodiments, the processor is programmed to preferentially configure the charger according to the fastest charge match between the charger capability information and the device charge capability information. Also, the processor in some embodiments is programmed to selectively reconfigure the connected charger using the communication connection to a slower charge match according to any received charger status information . In this way, for example, the overvoltage, excess, etc. are reduced, so as to reduce the charge level to reduce or avoid charger failure or damage, while maintaining the possibility of the fastest possible charging taking into account the charger situation. The charge status of the charger, such as current and / or over temperature conditions, may be used by the device processor for intelligent reconfiguration.

幾つかの実施形態において、電子デバイスは、充電器の検出された接続を示す第1の状態と、電子デバイスに充電器が接続されていないことを示す第2の状態とを有するスイッチング制御信号を提供する充電器検出回路を含む。これらの実施形態におけるデバイスはさらに、スイッチング制御信号が第1の状態にあるとき、USBケーブルデータ線をコントローラと選択的に結合するように、および、スイッチング制御信号が第2の状態にあるとき、USBデータ線をコントローラから結合解除するように、スイッチング回路を含む。   In some embodiments, the electronic device has a switching control signal having a first state indicative of the detected connection of the charger and a second state indicative of the charger not being connected to the electronic device. It includes the provided charger detection circuit. The devices in these embodiments are further configured to selectively couple the USB cable data line with the controller when the switching control signal is in the first state, and when the switching control signal is in the second state. A switching circuit is included to decouple the USB data line from the controller.

幾つかの実施形態におけるデバイスコントローラは、USBデータ線を介してIC(Inter−Integrated Circuit)バスを実装し、デバイスコントローラは、第1のデータ線をシリアルデータ線(SDA)として、および、第2のデータ線をシリアルクロック線(SCL)として用いて、マスターコントローラとして動作する。コントローラおよび接続される充電器が、例えば、IC、汎用非同期送受信機(UART)、シリアル周辺インターフェース(SPI)等、任意の適切な通信プロトコルを用いて通信する、更なる実施形態が実行可能である。 The device controller in some embodiments implements an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus via a USB data line, and the device controller uses the first data line as a serial data line (SDA), and The second data line is used as a serial clock line (SCL) to operate as a master controller. Further embodiments can be implemented where the controller and the connected charger communicate using any suitable communication protocol, such as, for example, I 2 C, Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART), Serial Peripheral Interface (SPI), etc. It is.

本開示の更なる態様に従って、USBケーブルから電子デバイスを給電または充電するための方法が提供される。この方法は、デバイスと、接続される充電器との間でデータを交換するため、USBケーブルの第1および第2のデータ信号コンダクタに沿って双方向デジタル通信接続を確立するようにプロセッサを用いること、ならびに、デジタル通信接続を用いて、接続された充電器から充電器能力情報を取得することを含む。この方法はさらに、充電器能力情報と、デバイスを充電するのに適切な少なくとも一つの充電電力レベルを表すデバイス充電能力情報との間の少なくとも一つのマッチを判定すること、および、充電器能力情報とデバイス充電能力情報との間の最速の充電マッチに少なくとも部分的に従って、通信接続を用いて、接続された充電器を選択的に構成することを含む。   According to a further aspect of the present disclosure, a method is provided for powering or charging an electronic device from a USB cable. The method uses a processor to establish a bi-directional digital communication connection along first and second data signal conductors of a USB cable to exchange data between the device and a connected charger. And obtaining the charger capability information from the connected charger using the digital communication connection. The method further comprises determining at least one match between the charger capability information and a device charge capability information representative of at least one charge power level suitable for charging the device, and charger capability information. Selectively configuring the connected charger using the communication connection, at least partially according to the fastest charge match between the device and the device charge capability information.

この方法の幾つかの実施形態が、接続された充電器から充電器ステータス情報を受信するためプロセッサを用いること、および、充電器ステータス情報に従ってより低速な充電マッチに、通信接続を用いて、接続された充電器を選択的に再構成することを含む。   Some embodiments of this method use a processor to receive charger status information from a connected charger, and connect using a communication connection to a slower charge match according to the charger status information. Selectively reconfiguring the stored charger.

本開示の更なる態様が、USB充電器装置を提供し、USB充電器装置は、USBケーブルの第1および第2のデータ信号コンダクタへおよび第1および第2の電力コンダクタへの電気接続のための導電構造を備えるコネクタ、ならびに、接続される電子デバイスに複数の出力電力レベルのうちの一つで電力を供給するように作用する電力供給を含む。充電器装置はまた、USBケーブルデータ信号コンダクタに沿った双方向デジタル通信接続を用いて、複数の出力電力レベルを表す充電器能力情報を、接続された電子デバイスに提供するコントローラを含む。充電器コントローラはさらに、通信接続を用いて、接続された電子デバイスから構成情報を受信するように、および、こうした構成情報に少なくとも部分的に従って、複数の出力電力レベルの一つに電力供給を選択的に設定または調整するように作用する。   A further aspect of the present disclosure provides a USB charger device, wherein the USB charger device is for electrical connection to the first and second data signal conductors of the USB cable and to the first and second power conductors. And a power supply operative to supply power to the electronic device to be connected at one of a plurality of output power levels. The charger device also includes a controller that provides charger capability information representative of the plurality of output power levels to the connected electronic device using a bi-directional digital communication connection along the USB cable data signal conductor. The charger controller further selects the power supply to one of the plurality of output power levels to receive configuration information from the connected electronic device using the communication connection and at least partially according to such configuration information. Act to set or adjust.

幾つかの実施形態において、充電器コントローラは、通信接続を用いて、電力供給の少なくとも一つの状況を表すステータス情報を、接続される電子デバイスに提供し、幾つかの実装におけるステータス情報は、電力供給の過電圧状況および過電流状況ならびに/または過温度状況を表す。   In some embodiments, the charger controller uses the communication connection to provide status information representative of at least one status of the power supply to the connected electronic device, the status information in some implementations comprising: Represents supply over-voltage and over-current and / or over-temperature conditions.

幾つかの実施形態におけるコントローラは、スレーブコントローラとして作用し、通信接続は、USBケーブルデータ線コンダクタをシリアルデータ線およびシリアルクロック線として用いるICバス接続である。 The controller in some embodiments acts as a slave controller, and the communication connection is an I 2 C bus connection using a USB cable data line conductor as a serial data line and a serial clock line.

幾つかの実施形態において、USB充電器コントローラは、接続される電子デバイスを給電または充電するためのデフォルト電力出力レベルを提供するために電力供給を制御するように作用し、コントローラは、接続された電子デバイスからの受信される構成情報に従って、電力供給の出力レベルを選択的に調整する。   In some embodiments, the USB charger controller is operative to control the power supply to provide a default power output level for powering or charging the connected electronic device, and the controller is connected Selectively adjust the power level of the power supply according to the configuration information received from the electronic device.

以下の説明および図面は、本開示の種々の原理が実施され得るいくつかの方式を示す、本開示の幾つかの例示的な実装を詳細に述べるものである。しかし、例示される例は、本開示の多くの実行可能な実施形態を網羅しない。本開示のその他の目的、利点、および新規の特徴が、図面と共に考慮される際に以下の詳細な説明において述べられる。   The following description and drawings describe in detail some exemplary implementations of the present disclosure, showing several ways in which the various principles of the present disclosure may be implemented. However, the illustrated examples do not cover many possible embodiments of the present disclosure. Other objects, advantages, and novel features of the present disclosure are set forth in the following detailed description when considered in conjunction with the drawings.

本開示の一つまたは複数の態様に従った、デバイスを給電または充電するためにUSBケーブルにより接続されるUSB充電器および電子デバイスを図示する概略的なシステム図であり、充電器およびデバイスは、インテリジェントな充電器電力レベル構成のために双方向通信接続を実装する。FIG. 1 is a schematic system diagram illustrating a USB charger and an electronic device connected by a USB cable to power or charge the device, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; Implement a bi-directional communication connection for intelligent charger power level configuration.

双方向デジタル通信を用いた充電器の構成のため、ICマスターコントローラを実装する電子デバイス実施形態、および、ICスレーブコントローラを実装する接続される充電器実施形態を図示する概略図である。An electronic device embodiment implementing an I 2 C master controller and a schematic diagram illustrating a connected charger embodiment implementing an I 2 C slave controller for configuration of a charger using bi-directional digital communication is there.

接続される充電器との双方向デジタル通信接続を実装するように、シリアルデータ線SDAおよびシリアルクロック線SCLのためのトランシーバおよびプルアップレジスタを備えるICマスターコントローラを含む電子デバイスの更なる詳細を図示する概略図である。Further details of an electronic device comprising an I 2 C master controller comprising a transceiver for a serial data line SDA and a serial clock line SCL and a pull-up register so as to implement a bi-directional digital communication connection with a connected charger. FIG.

図1〜図3の電子デバイスにおける充電器検出回路の実施形態を図示する概略図である。4 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a charger detection circuit in the electronic device of FIGS.

USBケーブルからデバイスを給電または充電するためのデバイス動作方法の実施形態を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart describing an embodiment of a device operation method for powering or charging a device from a USB cable.

USBケーブルを用いて、接続されるデバイスを給電または充電する充電器装置動作方法の実施形態を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart describing an embodiment of a charger device operating method of powering or charging a connected device using a USB cable.

一つまたは複数の実施形態または実装が、図面と共に以下で説明される。図面において、同様の参照数字は、全体を通して同様の要素を参照するために用いられ、種々の特徴は必ずしも等倍で描かれていない。   One or more embodiments or implementations are described below in conjunction with the drawings. In the drawings, like reference numerals are used to refer to like elements throughout, and various features are not necessarily drawn to scale.

図1は、USB充電器装置110からUSBケーブル130を介して搬送される電力を用いてデバイス120を給電または充電するためにUSBケーブル130を介して接続される、USB充電器装置110および電子デバイス120を含む充電システム100を示す。デバイス120は、これらに限定されないが、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話等を含む任意の電子デバイスであり得、充電器110からUSBケーブル130を介して電力を受け取り得る負荷122を有する。また、充電器装置110は、接続されるデバイス120にUSBケーブル130を介して電力を提供するように作用する電力供給112およびUSBコネクタ111を有する、専用の充電デバイス、デスクトップコンピュータ、または、任意のその他のデバイスであり得る。   FIG. 1 shows a USB charger device 110 and an electronic device connected via USB cable 130 to power or charge device 120 using power carried from USB charger device 110 via USB cable 130. 1 shows a charging system 100 including 120. FIG. Device 120 may be any electronic device including, but not limited to, laptop computers, tablet computers, cell phones, etc. and has a load 122 that may receive power from charger 110 via USB cable 130. Also, the charger device 110 may be a dedicated charging device, a desktop computer, or any device having a power supply 112 and a USB connector 111 that act to provide power to the connected device 120 via the USB cable 130. It may be another device.

図1に示すように、充電器110はUSBコネクタ111を含み、USBコネクタ111は、USBケーブル130のプラグまたはレセプタクル132を受けるように適合され、および、USBケーブル130の種々のコンダクタへの電気接続のための導電構造151〜154を提供する。特に、第1の導電構造151は、この場合には正のデータ信号コンダクタDPまたはD+であるUSBケーブル130の第1のデータ信号コンダクタに電気接続を提供し、第2の導電構造152は、負のデータ信号コンダクタDNまたはD−に電気接続を提供し、第3および第4の導電構造153および154はそれぞれ、USBケーブル130の第1および第2の(例えば、正および負の)電力コンダクタVBUSおよびGNDに電気接続を提供する。充電器コネクタ111は、例えば、関連したUSB標準に従って任意の適切な数の接続を有するAタイプまたはBタイプのUSBケーブルプラグまたはレセプタクルである標準的なUSBケーブル130とインターフェースするように構成される任意の適切なコネクタであり得、コネクタ111の幾つかの実施形態は、4つよりも多い接続に適応し得、雄コネクタ132(プラグ)または雌コネクタ(レセプタクル)を受けるかまたはインターフェースするように適合され得る。   As shown in FIG. 1, the charger 110 includes a USB connector 111, which is adapted to receive a plug or receptacle 132 of the USB cable 130, and electrical connection of the USB cable 130 to various conductors Conductive structures 151-154. In particular, the first conductive structure 151 provides an electrical connection to the first data signal conductor of the USB cable 130, which in this case is the positive data signal conductor DP or D +, and the second conductive structure 152 is negative. , And third and fourth conductive structures 153 and 154 respectively provide first and second (eg, positive and negative) power conductors VBUS of USB cable 130. And provide an electrical connection to GND. Charger connector 111 is optionally configured to interface with standard USB cable 130, which is, for example, an A-type or B-type USB cable plug or receptacle having any suitable number of connections according to the relevant USB standard. , And some embodiments of connector 111 may accommodate more than four connections and be adapted to receive or interface with male connector 132 (plug) or female connector (receptacle) It can be done.

充電器装置110はまた、第3および第4の導電構造153および154を介して、接続される電子デバイス120に、複数の出力電力レベルの一つで電力を供給するように結合される電力供給112を含む。一つの非限定的な例において、電力供給112は、5V、12V、または20Vで出力電力を供給するようにプログラム可能であり、また、1A、3A、または5Aで出力電流を提供可能とし得る。その他の実施形態において、電力供給112は、電圧および電流出力に関するその他の充電レベルを実装し得、2つまたはそれ以上のプログラム可能な出力電力レベルを提供するように、より多い、またはより少ない組合せを実装し得る。   The charger device 110 is also coupled to the electronic device 120 connected via the third and fourth conductive structures 153 and 154 to supply power at one of a plurality of output power levels. And 112. In one non-limiting example, power supply 112 may be programmable to provide output power at 5V, 12V, or 20V, and may be able to provide output current at 1A, 3A, or 5A. In other embodiments, power supply 112 may implement other charge levels for voltage and current output, and more or less combinations to provide two or more programmable output power levels. Can be implemented.

充電器装置110はさらに、コントローラ114と、充電器能力情報117およびステータス情報118を記憶するメモリまたはデータストア116とを含む。コントローラ114は、任意の適切なプロセッサ、制御回路、プログラマブルロジック、論理回路等であり得、デジタルデータ信号を送信および受信するためのインターフェース回路要素を含み得る。コントローラ114は、導電構造151および152と結合され、幾つかの実施形態において、USBケーブル130のDPおよびDNコンダクタに沿って導電構造151および152を介して確立される双方向デジタル通信接続を用いて、接続された電子デバイス120に、2つまたはそれ以上の出力電力レベルを表す充電器能力情報117を提供するようにスレーブコントローラとして動作する。一つの可能な実装において、例えば、スレーブコントローラ114は、印刷回路基板上に搭載される電子プロセッサであり得、導電構造151および152は、スレーブコントローラ114とコネクタ111との間に電気的に接続される導電性回路板トレースとして実装される。例えばフィルタ回路構成要素等、一つまたは複数の介在構成要素が、スレーブコントローラ114とコネクタ111との間に接続され得る。また、幾つかの実装において、双方向デジタル通信接続は、第1の導電構造151をシリアルデータ線(SDA)として、および、第2の導電構造152をシリアルクロック線(SCL)として用いるICバス接続であり、コントローラ114は、デバイス120のマスターコントローラ124とデータを交換するため、スレーブコントローラとして動作する。別の可能な実施形態において、充電器コントローラ114は、マルチマスターシステムなどにおいてマスタとして動作し得る。 Charger device 110 further includes a controller 114 and a memory or data store 116 that stores charger capability information 117 and status information 118. Controller 114 may be any suitable processor, control circuit, programmable logic, logic circuit, etc., and may include interface circuitry for transmitting and receiving digital data signals. The controller 114 is coupled to the conductive structures 151 and 152, and in some embodiments, using bi-directional digital communication connections established via the conductive structures 151 and 152 along the DP and DN conductors of the USB cable 130. , Operates as a slave controller to provide the connected electronic device 120 with charger capability information 117 representing two or more output power levels. In one possible implementation, for example, slave controller 114 can be an electronic processor mounted on a printed circuit board, and conductive structures 151 and 152 are electrically connected between slave controller 114 and connector 111 Are implemented as conductive circuit board traces. One or more intervening components, such as, for example, filter circuit components, may be connected between slave controller 114 and connector 111. Also, in some implementations, the bi-directional digital communication connection is I 2 C using the first conductive structure 151 as a serial data line (SDA) and the second conductive structure 152 as a serial clock line (SCL) It is a bus connection, and the controller 114 operates as a slave controller to exchange data with the master controller 124 of the device 120. In another possible embodiment, charger controller 114 may operate as a master, such as in a multi-master system.

動作において、下記でさらに説明されるように、充電器コントローラ114は、USBケーブル130を介した双方向デジタル通信接続を用いて、接続された電子デバイス120から構成情報を受信し、また、その構成情報に少なくとも部分的に従って、複数の出力電力レベルの一つに電力供給112を選択的に設定または調整する。また、例示される充電器装置110はまた、例えば、電力供給過電圧状況、過電流状況、および/または過温度状況を示すために、双方向デジタル通信接続を用いて、一つまたは複数の電力供給状況を表すステータス情報117を、接続された電子デバイス120に提供するように作用する。この点で、充電器110は、適切な診断回路要素を含み得、コントローラ114は、電力供給112のステータスまたは動作状況に関する診断情報を評価するように作用するプログラムされたプロセッサとして実装され得、対応するステータス情報118を電子メモリ116に記憶し得る。   In operation, as described further below, the charger controller 114 receives configuration information from, and configuration of, the connected electronic device 120 using a bi-directional digital communication connection via the USB cable 130. The power supply 112 is selectively set or adjusted to one of a plurality of output power levels in accordance with the information at least partially. Also, the illustrated charger device 110 may also use one or more power supplies, for example, using a bi-directional digital communication connection, to indicate power supply over-voltage conditions, over-current conditions, and / or over-temperature conditions. It acts to provide status information 117 representative of the situation to the connected electronic device 120. In this regard, charger 110 may include appropriate diagnostic circuitry, and controller 114 may be implemented as a programmed processor operative to evaluate diagnostic information regarding the status or operating condition of power supply 112 Status information 118 may be stored in electronic memory 116.

この提供された充電器ステータス情報は、異なる所望の電力出力レベルを選択的に選択するため、および、それに応じて充電器110を再構成するように通信接続を介して情報を送信するため、インテリジェントな電子デバイス120によって用いられ得る。一つの可能な実施形態において、コントローラ114は、デバイス120を給電または充電するため、5Vおよび1Aなど、デフォルト電力出力レベルを提供するように電力供給112を制御し、接続された電子デバイス120から通信接続を介して受信される構成情報に従って電力供給112の出力レベルを選択的に調整する。さらに、幾つかの実施形態における充電器110は、ステータス情報118に基づいて、または、その他の入力に基づいて、充電器能力情報117を改変または更新するように動作可能であり得、例えば、電力供給112が一定の電圧および/または電流レベルをもはや提供できないことを診断情報が示す場合、能力情報117から、一定の電圧または電流能力指示を削除し得る。   The provided charger status information is intelligent to selectively select different desired power output levels and to transmit information via the communication connection to reconfigure the charger 110 accordingly. May be used by the electronic device 120. In one possible embodiment, the controller 114 controls the power supply 112 to provide default power output levels, such as 5 V and 1 A, to power or charge the device 120 and communicate from the connected electronic device 120 Selectively adjust the output level of the power supply 112 according to the configuration information received via the connection. Further, the charger 110 in some embodiments may be operable to modify or update the charger capability information 117 based on the status information 118 or based on other inputs, eg, power If the diagnostic information indicates that the supply 112 can no longer provide a constant voltage and / or current level, then the constant voltage or current capability indication may be deleted from the capability information 117.

電子デバイス120は、USBコネクタ121と共に、負荷122、コントローラ124、および、関連する電子メモリ128を備えるプロセッサ126を含み、また、図2に関連して下記でさらに説明されるように、充電器検出回路129およびスイッチング回路などの更なる回路要素を含み得る。図1に見られるように、コネクタ121は、USBケーブル130のコネクタ134(例えば、プラグまたはレセプタクル)を受けるために適合され、電気接続のための導電構造141〜144を、それぞれ、ケーブル130のDP、DN、VBUS、およびGNDコンダクタに提供する。デバイス120はまた、導電構造143および144に接続される負荷122を含み、負荷122は、デバイス120の種々の回路要素、充電可能なバッテリシステム、または、種々の実施形態におけるその他の電気負荷を動作させるための電力供給であり得る。   Electronic device 120 includes processor 122 with load 122, controller 124 and associated electronic memory 128, along with USB connector 121, and as described further below in connection with FIG. It may include additional circuitry such as circuitry 129 and switching circuitry. As seen in FIG. 1, the connector 121 is adapted to receive the connector 134 (eg, plug or receptacle) of the USB cable 130, and the conductive structures 141-144 for electrical connection, respectively, DP of the cable 130. , DN, VBUS, and GND conductors. The device 120 also includes a load 122 connected to the conductive structures 143 and 144, the load 122 operating various circuit elements of the device 120, a chargeable battery system, or other electrical loads in various embodiments. Power supply for

デバイスコントローラ124は、接続される充電器110と通信するために導電構造141および142と結合され、USBケーブル130のDPおよびDNコンダクタに沿って、接続された充電器110とデータを交換するために、双方向デジタル通信接続を確立するように選択的に作用する。デバイスコントローラ124は、任意の適切なアナログおよび/またはデジタル回路要素であり得、また、プログラム可能であり得、種々の実施形態において、プロセッサ構成要素、プログラマブルロジック等を含む。プロセッサ126は、コントローラ124と動作可能に結合され、接続される充電器110との双方向デジタル通信接続またはリンクを確立するためにコントローラ124を用いるようにプログラムされる。幾つかの実装において、プロセッサ126がコントローラ124との通信接続確立を開始するか、或いは、接続される充電器110がそうした通信接続確立を開始してもよい。任意の適切なプロセスが、DPおよびDN線に沿って双方向通信リンクを確立するために、充電器110およびデバイス120のコントローラ114、124間に実装され得る。   The device controller 124 is coupled to the conductive structures 141 and 142 to communicate with the connected charger 110 and to exchange data with the connected charger 110 along the DP and DN conductors of the USB cable 130 Act selectively to establish a two-way digital communication connection. Device controller 124 may be any suitable analog and / or digital circuitry and may be programmable, and in various embodiments, includes processor components, programmable logic, and the like. The processor 126 is operatively coupled to the controller 124 and programmed to use the controller 124 to establish a bi-directional digital communication connection or link with the connected charger 110. In some implementations, the processor 126 may initiate communication connection establishment with the controller 124, or the connected charger 110 may initiate such communication connection establishment. Any suitable process may be implemented between the charger 110 and the controller 114, 124 of the device 120 to establish a bi-directional communication link along the DP and DN lines.

通信リンクが確立されると、デバイス120のプロセッサ126は、接続された充電器110から、コントローラ124により確立される双方向デジタル通信接続を介して充電器能力情報117を取得し、プロセッサは、DPおよびDNコンダクタに沿った双方向デジタル通信接続を用いて、接続された充電器110を選択的に構成または再構成する。一つの可能な実施形態において、電子デバイス120は、通信リンクを介して充電器110に充電器能力情報117を要求するメッセージを送信し、(スレーブとして動作する)充電器のコントローラ114は、要求された能力情報117を含むメッセージで応答する。その他の可能な実施形態において、充電器110は、デバイス120により促されることなく、充電能力情報117を提供する。適切なメッセージフレームおよび通信プロトコルが用いられ得、それらにより、充電器110は、デバイス120により認識可能なフォーマットで能力情報117を提供する。一つの実施形態における充電器110を構成するために、デバイス120のプロセッサ126は、それに応じて電力供給112を構成またはプログラムするため、充電器110により認識可能な選択された充電レベルを示す、一つまたは複数のメッセージを構築し、DPおよびDN線に沿った通信リンクを介して、そうしたメッセージを充電器110に送信する。多数の異なる実施形態が可能であり、そうした実施形態において、コントローラ124および接続された充電器110は、IC、汎用非同期送受信機(UART)、シリアル周辺インターフェース(SPI)等を含め、任意の適切な通信プロトコルを用いて通信するが、これらに限定されるわけではない。 Once the communication link is established, the processor 126 of the device 120 obtains charger capability information 117 from the connected charger 110 via the bi-directional digital communication connection established by the controller 124 and the processor And the DN conductor and selectively configure or reconfigure the connected charger 110 using a bi-directional digital communication connection. In one possible embodiment, the electronic device 120 sends a message requesting the charger capability information 117 to the charger 110 via the communication link, and the controller 114 of the charger (operating as a slave) is requested It responds with a message including the capability information 117. In other possible embodiments, the charger 110 provides the charge capability information 117 without being prompted by the device 120. Appropriate message frames and communication protocols may be used by which the charger 110 provides the capability information 117 in a format recognizable by the device 120. To configure charger 110 in one embodiment, processor 126 of device 120 indicates a selected charge level recognizable by charger 110 to configure or program power supply 112 accordingly. Build one or more messages and send them to the charger 110 via communication links along the DP and DN lines. Many different embodiments are possible, and in such embodiments, controller 124 and connected charger 110 may be any, including I 2 C, Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART), Serial Peripheral Interface (SPI), etc. Communicate using appropriate communication protocols, but is not limited thereto.

構成または再構成は、充電器110から受信される充電器能力情報117に少なくとも部分的に従って、プロセッサ126によって実装される。この実施形態におけるメモリ128は、電力が負荷122に安全に提供され得る一つまたは複数の適切な充電電力レベルを表す、デバイス充電能力情報127を記憶する。一つの実施形態に従った動作において、デバイスプロセッサ126は、充電器110から受信される充電器能力情報117と、メモリ128に記憶されたデバイス充電能力情報127との間の一つまたは複数のマッチを判定し、識別されたマッチに少なくとも部分的に従って、双方向デジタル通信接続を用いて充電器110を選択的に構成または再構成する。幾つかの実施形態において、プロセッサ126は、例えば、充電器110から受信される充電器ステータス情報など、どんな構成情報を充電器110に送信するかを判定する際にその他の要因を考慮してもよい。プロセッサ126は、双方向デジタル通信接続を用いて、接続された充電器110から充電器ステータス情報を受信するように、および、充電器ステータス情報に少なくとも部分的に従って双方向デジタル通信接続を用いて、接続された充電器110を選択的に再構成する(220)ようにプログラムされる。また、幾つかの実装において、デバイスプロセッサ126は、充電器能力情報117とデバイス充電能力情報127との間の最速の充電マッチに従って、通信接続を介して充電器110を優先的に構成する。例えば、充電器110は、デフォルトで、5Vで充電動作を開始し得、12Vまたは20Vでより急速な充電を提供し得ることをデバイス120に報告し得る。デバイス120が、これらのより高い電圧の一方または両方で充電し得る場合、デバイスプロセッサ126は、20Vで動作するように充電器電力供給112を構成するため、充電器110に構成メッセージを送信し得る。   The configuration or reconfiguration is implemented by the processor 126 at least partially according to the charger capability information 117 received from the charger 110. Memory 128 in this embodiment stores device charge capability information 127 that represents one or more appropriate charge power levels at which power may be safely provided to load 122. In operation in accordance with one embodiment, device processor 126 may match one or more matches between charger capability information 117 received from charger 110 and device charge capability information 127 stored in memory 128. And selectively configure or reconfigure charger 110 using the bi-directional digital communication connection, at least partially according to the identified match. In some embodiments, processor 126 may also consider other factors in determining what configuration information to send to charger 110, such as, for example, charger status information received from charger 110. Good. The processor 126 receives charger status information from the connected charger 110 using the bi-directional digital communication connection, and uses the bi-directional digital communication connection according at least partially to the charger status information. It is programmed to selectively reconfigure 220 connected chargers 110. Also, in some implementations, device processor 126 preferentially configures charger 110 via the communication connection according to the fastest charge match between charger capability information 117 and device charge capability information 127. For example, charger 110 may report to device 120 that, by default, may start charging at 5V and may provide more rapid charging at 12V or 20V. If the device 120 may charge at one or both of these higher voltages, the device processor 126 may send a configuration message to the charger 110 to configure the charger power supply 112 to operate at 20 V. .

また、この実施形態におけるデバイスプロセッサ126は、任意の受信される充電器ステータス情報118に少なくとも部分的に基づいて、充電器能力情報117とデバイス充電能力情報127との間のより低速な充電マッチに従って、接続された充電器110を選択的に再構成し得る。例えば、スレーブコントローラ114が電力供給112における過温度状況を報告する場合、デバイスプロセッサ126は、12Vの所望の充電電圧レベルを示す再構成メッセージを送信することにより、充電器110を再構成し得る。この例において、充電器コントローラ114は、その後、以前に報告された過温度状況の除去を報告し得、その後、デバイスプロセッサ126は、高い方の電力出力レベル(例えば、この例では20V)で動作を再開するために充電器110を再び再構成し得る。   Also, the device processor 126 in this embodiment follows the slower charge match between the charger capability information 117 and the device charge capability information 127 based at least in part on any received charger status information 118. The charger 110 may be selectively reconfigured. For example, if the slave controller 114 reports an overtemperature condition in the power supply 112, the device processor 126 may reconfigure the charger 110 by sending a reconfiguration message indicating the desired charging voltage level of 12V. In this example, charger controller 114 may then report the removal of the previously reported over-temperature condition, and device processor 126 then operates at the higher power output level (eg, 20 V in this example). The charger 110 may be reconfigured again to resume the

このように、電子デバイス120は、充電器110の安全な動作をインテリジェントに促進し得、一方で、充電器110およびデバイス120両方の能力内での最高電力出力レベルを優先的に選択することによって充電を早め、また、充電器110からの報告される電力供給ステータス情報118に従って、必要に応じて電力出力レベルを選択的に低減させ得る(例えば、それにより充電プロセスが減速する)。また、この有利な動作は、互いと通信できない充電およびデバイス機器を用いると実行可能でなく、また、単純な一方向の通信を用いると実行可能でない。また、双方向デジタル通信接続を有利に実装するためのUSBデータ線DPおよびDNの使用は、過度の回路改変の必要性を回避または軽減し、こういった回路改変において、充電器とデバイスとの間の通信のための電力供給接続(例えばVBUS)を用いるその他のアプローチでは、USBケーブル130のいずれかの端部の送信機および受信機をインターフェースするためにAC結合回路要素が必要とされる。一方、本開示の概念は、双方向通信を実装するためにデータ信号コンダクタDPおよびDNを利用し、これにより、インテリジェントな急速な充電動作が促進される。   In this manner, electronic device 120 may intelligently facilitate the safe operation of charger 110 while preferentially selecting the highest power output level within the capabilities of both charger 110 and device 120. Charging may be accelerated and power output levels may be selectively reduced as needed (eg, thereby slowing the charging process) according to reported power supply status information 118 from the charger 110. Also, this advantageous operation is not feasible with charging and device equipment that can not communicate with each other, and not with simple one-way communication. Also, the use of USB data lines DP and DN to advantageously implement a bi-directional digital communication connection avoids or reduces the need for excessive circuit modifications, and in such circuit modifications, chargers and devices In other approaches that use a power supply connection (e.g., VBUS) to communicate between them, AC coupled circuitry is required to interface the transmitter and receiver at either end of the USB cable 130. On the other hand, the concepts of the present disclosure utilize data signal conductors DP and DN to implement bi-directional communication, which facilitates intelligent rapid charging operations.

図2は、充電器110およびデバイス120の実施形態の更なる詳細を図示し、図2において、ICまたはInter−Integrated Circuitバス通信リンクが確立されており、充電器コントローラ114はIC通信のためのスレーブコントローラとしてマイクロコントローラユニット(MCU)において実装され、デバイスコントローラ124はICマスターコントローラとして動作している。その他の双方向デジタル通信リンクは、これらに限定されないが、SPI、UART等、DPおよびDN線を用いて実装され得る。図2に見られるように、IC実施形態における充電器110は、スレーブコントローラ114に電力を提供する低ドロップアウト(LDO)供給113を含み、コントローラ114は、調整可能な設定値を電力供給112に提供するため、レジスタアレイ119を介して充電器電力供給112を構成する。また、充電器110は、データ線151と152との間に接続される可変レジスタRを含み、コントローラ114は、レジスタRの抵抗値を選択的に改変するように構成される。データ線151と152との間に種々の個別のレジスタを直列、並列、および/または直列/並列構成の組合せで相互接続するためのスイッチング回路など、任意の適切な可変抵抗回路要素が、可変レジスタRを実装するために用いられ得る。抵抗値は、幾つかの実施形態において、以下でさらに説明するようにデバイス120による接続検出を促進するために用いられ得る。また、コントローラ114は、メモリ116と動作可能に結合され、メモリ116は、充電器能力情報117を再び記憶し、また、上述のように充電器ステータス情報118を記憶し得る。他の可能な実施形態において、任意の汎用I/Oが、電力供給112により実装され得る2つまたはそれ以上の出力電力レベルを表す充電器能力情報117を、接続されたデバイス120に提供するため、デバイスコントローラ114と動作可能に結合され得る。 FIG. 2 illustrates further details of an embodiment of the charger 110 and the device 120, wherein in FIG. 2 an I 2 C or Inter-Integrated Circuit bus communication link is established, and the charger controller 114 is I 2 C. The device controller 124 is implemented as a slave controller for communication in a microcontroller unit (MCU), and operates as an I 2 C master controller. Other bi-directional digital communication links may be implemented using, but not limited to, SPI, UART etc., DP and DN wires. As seen in FIG. 2, the charger 110 in the I 2 C embodiment includes a low dropout (LDO) supply 113 that provides power to the slave controller 114, and the controller 114 supplies adjustable settings. The charger power supply 112 is configured via the resistor array 119 to provide 112. Also, the charger 110 includes a variable resistor R connected between the data lines 151 and 152, and the controller 114 is configured to selectively modify the resistance value of the resistor R. Any suitable variable resistance circuit element, such as a switching circuit, for interconnecting various individual registers in series, parallel, and / or a combination of series / parallel configurations between data lines 151 and 152 is a variable register. It can be used to implement R. The resistance value may, in some embodiments, be used to facilitate connection detection by device 120 as described further below. Also, controller 114 is operatively coupled to memory 116, which may store charger capability information 117 again, and store charger status information 118 as described above. In another possible embodiment, to provide the connected device 120 with charger capability information 117 representative of two or more output power levels that any general purpose I / O may be implemented by the power supply 112. , And may be operably coupled to device controller 114.

図2にさらに示すように、この場合のデバイスは、データ線141および142と結合される充電器検出回路129を含み、検出回路129が、充電器110の接続が検出されたことを示す第1の状態と、USBコネクタ121を介してデバイス120に接続されている充電器110がないことを示す第2の状態とを有する、スイッチング制御信号166を提供する。任意の適切な検出回路要素129が種々の実施形態において用いられ得、その非限定的な例が、図4に関連して以下でさらに例示および説明される。図2の実施形態におけるデバイス120はまた、検出回路129からスイッチング制御信号166を受信するように結合されるスイッチS1およびS2を備えるスイッチング回路を含む。この場合、スイッチング回路は、スイッチング制御信号166が第1の状態にあるとき(すなわち、充電器110が接続されているとき)、第1および第2の導電構造141および142を通信コントローラ124と選択的に結合するように作用し、スイッチング制御信号166が第2の状態にあるとき(例えば、充電器が接続されていないとき)、第1および第2の導電構造141および142をコントローラ124から選択的に結合解除するように作用する。   As further shown in FIG. 2, the device in this case includes a charger detection circuit 129 coupled to the data lines 141 and 142, the first detection circuit 129 indicating that the connection of the charger 110 has been detected. And a second state indicating that there is no charger 110 connected to the device 120 via the USB connector 121. The switching control signal 166 is provided. Any suitable detection circuitry 129 may be used in various embodiments, non-limiting examples of which are further illustrated and described below in connection with FIG. Device 120 in the embodiment of FIG. 2 also includes a switching circuit comprising switches S1 and S2 coupled to receive switching control signal 166 from detection circuit 129. In this case, the switching circuit selects the first and second conductive structures 141 and 142 as the communication controller 124 when the switching control signal 166 is in the first state (i.e., when the charger 110 is connected). Act to couple together and select the first and second conductive structures 141 and 142 from the controller 124 when the switching control signal 166 is in the second state (e.g., when the charger is not connected). Act to uncouple.

図3も参照すると、充電器検出回路129から制御信号162を受信するイネーブル入力を備えるトランシーバ146を含む、ICマスターコントローラ124の非限定的な例が例示され、接続される充電器110が検出回路要素129により検出されたとき、制御信号162により、トランシーバ146がイネーブルされ、そうでない場合はディスエーブルされる。また、この例における充電器検出回路129は、制御信号164をデバイスプロセッサ126に提供し、これにより、接続される充電器110が検出されたことをプロセッサ126に知らせる。この実施形態において、マスターコントローラ124はまた、プルアップレジスタR1およびR2を含み、R1はデータ線(SDA)と正の供給電圧VCCとの間に接続され、R2は、オープンドレインICバスとのトランシーバ146の相互接続に適応するように、シリアルクロック線SCLとVCCとの間に接続される。第1のスイッチS1は、第1の導電構造141(USB DP線)を、充電器110が接続されていないとき(例えば、通常のUSB通信のために)プロセッサ126への第1のデータ接続141aに、或いは、図示するように(充電器110がデバイス120に接続されているとき)コントローラトランシーバ146に結合されるICバスSDA接続141bに、接続するように制御信号166に従って作用する。また、S2は同様に、第2の導電構造142(USB DN線)を、(充電器110が接続されていないとき)プロセッサ126への第2のデータ接続142aに、或いは、接続される充電器110が検出回路要素129により検出されたときICバスシリアルクロック(SCL)接続に、接続する。 Referring also to FIG. 3, a non-limiting example of I 2 C master controller 124 is illustrated, including a transceiver 146 with an enable input that receives control signal 162 from charger detection circuit 129, and charger 110 is connected. When detected by the detection circuitry 129, the control signal 162 enables the transceiver 146, and otherwise disables it. Also, the charger detection circuit 129 in this example provides a control signal 164 to the device processor 126, thereby informing the processor 126 that the connected charger 110 has been detected. In this embodiment, the master controller 124 also includes pull-up resistors R1 and R2, R1 connected between the data line (SDA) and the positive supply voltage VCC, and R2 with the open drain I 2 C bus. Are connected between the serial clock lines SCL and VCC to accommodate the interconnection of the transceivers 146 of FIG. The first switch S1 transmits the first conductive structure 141 (USB DP line) to the first data connection 141a to the processor 126 when the charger 110 is not connected (eg for normal USB communication) Or act upon control signal 166 to connect to an I 2 C bus SDA connection 141 b that is coupled to controller transceiver 146 as shown (when charger 110 is connected to device 120). Also, S2 is similarly connected to the second conductive structure 142 (USB DN line), to the second data connection 142a to the processor 126 (when the charger 110 is not connected), or to the charger. Connect to an I 2 C bus serial clock (SCL) connection when 110 is detected by detection circuitry 129.

マスターコントローラ124はさらに、送信制御線147(TX)に従ってSDA線141b上に出力データビットを生成するためトランシーバ146により動作されるデータ送信制御トランジスタQlと、SCL線142b上にシリアルクロック信号を提供するためトランシーバ146からの制御線148により動作されるクロック制御トランジスタQ2とを含む。例示される実施形態の動作において、デバイスコントローラ124は、双方向デジタル通信接続またはリンクをICバスとして確立するようにマスターコントローラとして作用し、図示するように、双方向デジタル通信接続は、第1の導電構造141をシリアルデータ線SDAとして、および、第2の導電構造142をシリアルクロック線SCLとして用いる。また、先に述べたように、充電器コントローラ114は、スレーブコントローラとして、またはマスターコントローラとして構成され得、任意の適切な通信プロトコルに従って、USBケーブル130を介してデータを送信および受信するための適切なトランシーバ回路要素を含み得る。 Master controller 124 further provides a data transmission control transistor Ql operated by transceiver 146 to generate output data bits on SDA line 141b according to transmission control line 147 (TX), and provides a serial clock signal on SCL line 142b. And a clock control transistor Q2 operated by a control line 148 from the transceiver 146. In operation of the illustrated embodiment, the device controller 124 acts as a master controller to establish a bi-directional digital communication connection or link as an I 2 C bus, and as illustrated, the bi-directional digital communication connection The first conductive structure 141 is used as the serial data line SDA, and the second conductive structure 142 is used as the serial clock line SCL. Also, as mentioned above, the charger controller 114 may be configured as a slave controller or as a master controller, suitable for transmitting and receiving data via the USB cable 130 according to any suitable communication protocol Transceiver circuitry.

図4に図示されるような一つの可能な充電器検出回路実施形態129が、接続されるUSB充電器110の検出に基づいて、上述のように充電器検出制御信号162、164、および166を提供する論理回路170を含む。この実施形態において、充電器検出回路129は、導電構造141〜144に接続され、接続143の電圧と基準電圧VOTG_SESS_VLDとの比較に基づいて、接続されるUSBケーブル130のVBUS線が基準を超える正の電圧を有するかどうかを示す信号を論理回路170に提供する比較器172を含む。第1の導電構造141(DP線)は、論理回路170により制御されるスイッチS3〜S5に接続される。スイッチS3は、正のデータソース電圧基準VDP_SRCをDP線141に選択的に接続し、スイッチS4は、電流IDP_SRCをDP線に提供するように電流源174を選択的に接続するため、論理回路170に従って作用する。また、スイッチS5は、線141から回路接地(導電構造144)へ電流を導通するため、線141を電流源176IDP_SINKと選択的に接続し、S5はまた、線141を、線141の電圧をデータ基準電圧VDAT_REFと比較する比較器178と接続する。スイッチS5が閉じられるとき、線141はまた、インバータ180に入力として提供され、インバータ180の出力は、図示するように専用の充電ポート検出信号(DCP_DET)を論理回路要素170に提供するANDゲート182への入力として、比較器178の出力と共に提供される。 One possible charger detection circuit embodiment 129 as illustrated in FIG. 4 is based on the detection of the connected USB charger 110 as described above for the charger detection control signals 162, 164 and 166. It includes a logic circuit 170 to provide. In this embodiment, the charger detection circuit 129 is connected to the conductive structures 141-144 and the VBUS line of the connected USB cable 130 exceeds the reference based on the comparison of the voltage of the connection 143 with the reference voltage V OTG_SESS_VLD. A comparator 172 is provided that provides the logic circuit 170 with a signal indicating whether it has a positive voltage. The first conductive structure 141 (DP line) is connected to the switches S3 to S5 controlled by the logic circuit 170. Switch S3 selectively connects positive data source voltage reference V DP SRC to DP line 141, and switch S 4 selectively connects current source 174 to provide current I DP SRC to the DP line. Act in accordance with circuit 170. Also, switch S5 selectively connects line 141 with current source 176 IDP_SINK to conduct current from line 141 to circuit ground (conductive structure 144), and S5 also reads line 141 the voltage of line 141. It connects with the comparator 178 which compares with reference voltage V DAT_REF . When switch S5 is closed, line 141 is also provided as an input to inverter 180, and the output of inverter 180 is AND gate 182 which provides a dedicated charge port detection signal (DCP_DET) as shown to logic circuit element 170. It is provided along with the output of comparator 178 as an input to.

第2の導電構造142は、図4に示すように、充電器検出回路129のスイッチS6〜S8に接続され、スイッチS6は、線142をデータソース電圧基準VDM_SRCと選択的に接続するため論理回路170からの信号に従って作用し、スイッチS8は、プルダウンレジスタRDM_DWNを介して接地線144に第2のデータ線(DN)を接続するため、論理回路170により選択的に閉じられる。また、論理回路170は、シンク電流IDM_SINKを、接地に、および、電圧をデータ基準電圧VDAT_REFと比較する比較器186を含む比較器回路に導通するように、線142を電流源184と選択的に接続するためスイッチS7を制御し、比較器出力は、図示するように、充電器検出信号CHG_DETを論理170に提供するため、インバータ188の出力と共に、ANDゲート190に入力を提供する。 The second conductive structure 142 is connected to the switches S6 to S8 of the charger detection circuit 129, as shown in FIG. 4, and the switch S6 is logic to selectively connect the line 142 with the data source voltage reference V DM SRC. Acting in accordance with the signal from circuit 170, switch S8 is selectively closed by logic circuit 170 to connect the second data line (DN) to ground line 144 via pull-down resistor RDM_DWN . Also, logic circuit 170 selects line 142 as current source 184 to conduct current to sink circuit I DM_SINK to ground and to a comparator circuit including comparator 186 which compares the voltage to data reference voltage V DAT_REF. Control switch S7 to connect, and the comparator output provides an input to AND gate 190 along with the output of inverter 188 to provide charger detection signal CHG_DET to logic 170 as shown.

幾つかの実施形態において、USBケーブル130を介してデバイス120に接続される装置がある場合、その装置のタイプを確認するため、充電器検出回路129およびマスターコントローラ124は、従来のUSB検出手順に従ってプロセッサ126によって用いられ得る。例えば、デバイス120は、スタンダードダウンストリームポート(SDP)、充電ダウンストリームポート(CDP)、アクセサリ充電器アダプタ(ACA)、または専用の充電ポート(DCP)を区別するため、バッテリ充電仕様1.2一次検出またはその他の適切な検出技法を実装し得る。例えば、DCPが接続されているかどうかを検出するため、論理回路170がスイッチS3およびS7をオンにする一次検出が実装され得、その場合、USB充電標準は、接続されるDCPが抵抗(RDCP_DAT、図示せず)を通じてDPおよびDNを短絡させることを提供し、それゆえ、充電器検出回路129は、VDP_SRCに近い、DNの電圧を(比較器186を介して)検出し得る。デバイス120はまた、S7が閉じられた状態で、DN線の電圧をデータ基準電圧VDAT_REFと比較し、DN線電圧がこの基準を超える場合、論理回路170は、デバイス120がDCPまたはCDPのいずれかに接続されていると判定する。また、この例において、論理170がスイッチS3およびS5を閉じること、および、信号DCP_DETを選択的に生成するために比較器178が線141上の電圧を基準VDAT_REFと比較することにより、接続されたCDPが検出され得る。この点で、専用の充電ポート110が接続されていることを電子デバイス120が検出する場合、幾つかの実装が、上述のDPおよびDN線を用いて双方向デジタル通信接続またはリンクの選択的な確立を提供する。 In some embodiments, if there is a device connected to the device 120 via the USB cable 130, the charger detection circuit 129 and the master controller 124 follow the conventional USB detection procedure to confirm the type of the device. It may be used by processor 126. For example, the device 120 may have a battery charging specification 1.2 primary to distinguish between a standard downstream port (SDP), a charging downstream port (CDP), an accessory charger adapter (ACA), or a dedicated charging port (DCP). Detection or other suitable detection techniques may be implemented. For example, to detect if DCP is connected, primary detection may be implemented where logic circuit 170 turns on switches S3 and S7, in which case the USB charging standard is such that the connected DCP is a resistor (R DCP DAT , Short circuit DP and DN through (not shown), and thus, the charger detection circuit 129 can detect the voltage of DN (via the comparator 186) close to V DP SRC . The device 120 also compares the voltage on the DN line to the data reference voltage V DAT_REF with S7 closed, and if the DN line voltage exceeds this reference, the logic circuit 170 determines whether the device 120 is DCP or CDP. It determines that it is connected to the heel. Also in this example, logic 170 is connected by closing switches S3 and S5, and by comparing the voltage on line 141 with reference VDAT_REF , to selectively generate signal DCP_DET. CDP may be detected. In this regard, if the electronic device 120 detects that a dedicated charging port 110 is connected, some implementations may selectively use bi-directional digital communication connections or links using the DP and DN wires described above. Provide establishment.

図5および図6も参照すると、図5は、USBケーブル130から電子デバイス120を給電または充電するためのプロセスまたは方法200を図示する。図5における方法200および図6の方法300は、一連の作用または事象の形態で例示および説明されるが、本願において具体的に述べられない限り、本開示の種々の方法は、このような作用または事象の例示される順番に限定されない。この点で、以下で具体的に提供されない限り、いくつかの作用または事象は、本願において例示および説明されるものとは、異なる順番で、および/または、その他の作用または事象と共に、起こり得、本開示に従ったプロセスおよび方法を実装するために、例示されるステップ全てが必要とされなくてもよい。例示される方法は、本願において説明される適応的なインテリジェントな充電機能を提供するため、上記で例示および説明されたようなハードウェアにおいて、および/または、プロセッサにより実行されるソフトウェア、プロセッサにより実行されるファームウェア、FPGA、論理回路要素等、もしくはそれらの組合せを用いて実装され得るが、本開示は、具体的に例示または説明されるアプリケーションおよびシステムに限定されない。   Referring also to FIGS. 5 and 6, FIG. 5 illustrates a process or method 200 for powering or charging electronic device 120 from USB cable 130. Although the method 200 in FIG. 5 and the method 300 in FIG. 6 are illustrated and described in the form of a series of acts or events, the various methods of the present disclosure, unless specifically described herein, perform such acts. Or it is not limited to the illustrated order of events. In this regard, unless specifically provided below, certain actions or events may occur in a different order and / or along with other actions or events than those illustrated and described herein. Not all illustrated steps may be required to implement a process and method in accordance with the present disclosure. The illustrated method is implemented in hardware as illustrated and described above and / or by processor executed software, processor executed to provide the adaptive intelligent charging function described in the present application. While the present disclosure may be implemented using firmware, FPGAs, logic circuitry, etc., or combinations thereof, the present disclosure is not limited to the specific illustrated or described applications and systems.

図5におけるプロセス200は、202で始まる電子デバイス120の動作を図示しており、デバイス120は、充電器(例えば、一実施形態ではDCP充電器)が接続されているかどうかを204で判定または検出する。例えば、充電器検出回路129は、充電器が接続されているかを判定するため、上記の図4に関して上述したように用いられ得る。例示された例において、SDPが接続されている場合、または、デバイスがUSBコネクタ121に接続されていない場合(204でNO)、プロセスは204で継続する。DCP、CDP、またはACAが検出されると(204でYES)、デバイス120は、206で、DPおよびDN線を介して、接続された充電器110との双方向デジタル通信接続を確立するように試みる。上記の実施形態において、例えば、充電器検出回路129は、図2および図3に示したように、接続141bおよび142bを介してDPおよびDN線をICマスターコントローラ124と動作可能に結合するようにスイッチング回路S1、S2を動作させるため、スイッチング制御信号166をアサートする。図3に見られるように、これが、それぞれDPおよびDN線とVCCとの間にプルアップレジスタR1およびR2を提供し、それゆえ、DPをICシリアルデータ線SDAとして、および、DNをシリアルクロック線SCLとして用いる。この例において、マスターコントローラ124は、アドレスが利用できるようになることを接続された充電器110に示すSTART状況を発行する。その後、マスターコントローラ124は、Read動作が所望されるという指示と共に、充電器110によりそれ自体のアドレスとして解釈される所定のアドレスに対応するADDRESSを送信する。これに応じて、接続された充電器(スレーブ)コントローラ114は、受信確認により応答し、続いて、マスターコントローラ124にデータを、この場合は充電器メモリ116から充電器能力情報117を、伝送する。 Process 200 in FIG. 5 illustrates the operation of electronic device 120 beginning at 202, wherein device 120 determines or detects at 204 whether a charger (eg, a DCP charger in one embodiment) is connected. Do. For example, charger detection circuit 129 may be used as described above with respect to FIG. 4 above to determine if a charger is connected. In the illustrated example, if the SDP is connected, or if the device is not connected to the USB connector 121 (NO at 204), the process continues at 204. If DCP, CDP, or ACA is detected (YES at 204), device 120 will establish 206 a bi-directional digital communication connection with connected charger 110 via DP and DN wires. Try. In the above embodiment, for example, charger detection circuit 129 operatively couples the DP and DN lines with I 2 C master controller 124 via connections 141 b and 142 b as shown in FIGS. 2 and 3. In order to operate the switching circuits S1 and S2, the switching control signal 166 is asserted. As seen in FIG. 3, this provides pull-up resistors R1 and R2 respectively between DP and DN lines and VCC, thus DP as serial I 2 C serial data line SDA and DN as serial. Used as a clock line SCL. In this example, the master controller 124 issues a START status indicating to the charger 110 connected that the address becomes available. Thereafter, the master controller 124 sends an ADDRESS corresponding to a predetermined address that is interpreted by the charger 110 as its own address, with an indication that a Read operation is desired. In response, the connected charger (slave) controller 114 responds with an acknowledgment and subsequently transmits data to the master controller 124, in this case charger capability information 117 from the charger memory 116. .

受信確認が受信されると、電子デバイス120のマスターコントローラ124は、双方向通信接続が確立されたと判定し(図5における208でYES)、210で通信接続を介して充電器能力情報を受信する。デバイスプロセッサ126には、コントローラ124からのこの充電器能力情報117が提供され、デバイスプロセッサ126は、充電器能力情報117を、メモリ128からの、局所的に記憶されたデバイス充電能力情報127と比較し、212で、充電器能力情報117とデバイス充電能力情報127との間の一つまたは複数のマッチを判定する。214で、デバイスプロセッサ126は、書き込み動作の指示を備えたADDRESSを伝送することにより、双方向デジタル通信接続を用いて、接続された充電器110を選択的に構成し、これに続いて、構成パケットまたはフレームが、接続されたデバイス120により選択された所望の電力供給出力レベルをスレーブコントローラ114に示す。上述のように、幾つかの実施形態において、デバイスプロセッサ126は、充電器能力情報117とデバイス充電能力情報127との間の最速の充電マッチに対応するマッチングレベルを優先的に選択し、これを、図5における214でスレーブコントローラ114に伝送する。216で、デバイス120は、構成されたレベルで充電電力を受信し、充電器110からの何らかの更なる情報のための通信接続をモニタする。   When the receipt confirmation is received, the master controller 124 of the electronic device 120 determines that the bi-directional communication connection has been established (YES in 208 in FIG. 5), and receives charger capability information via the communication connection at 210. . The device processor 126 is provided with this charger capability information 117 from the controller 124, and the device processor 126 compares the charger capability information 117 with the locally stored device charge capability information 127 from the memory 128. Then, at 212, one or more matches between the charger capability information 117 and the device charge capability information 127 are determined. At 214, the device processor 126 selectively configures the connected charger 110 using a bi-directional digital communication connection by transmitting an ADDRESS with an indication of a write operation, followed by configuration A packet or frame indicates to slave controller 114 the desired power delivery output level selected by connected device 120. As mentioned above, in some embodiments, the device processor 126 preferentially selects the matching level corresponding to the fastest charge match between the charger capability information 117 and the device charge capability information 127 and selects it. , And transmits to the slave controller 114 at 214 in FIG. At 216, device 120 receives charge power at the configured level and monitors the communication connection for any further information from charger 110.

218で、デバイスは、例えば、幾つかの実施形態において、充電器電力供給112における過電圧、過電流、および/もしくは過温度、またはその他の状況を示す何らかの充電器ステータス情報(例えば、図1における充電器ステータス情報118)が受信されたかどうかについて判定する。受信されない場合(図5における218でNO)、プロセス200は218で継続し、デバイス120は、予め構成された出力レベルで充電電力を受ける。充電器ステータス情報118が充電器110から受信された場合(218でYES)、デバイス120は、220で、受信された充電器ステータスに従って通信接続を介して充電器110を選択的に再構成し、プロセスは216での充電動作に戻り、デバイスコントローラ124がDPおよびDN線をモニタし続ける。幾つかの実装において、上述のように、例えば、218で、過電流、過電圧、および/または過温度状況が充電器110により示されると、デバイスプロセッサ126は、充電プロセスを低速にするため、220で充電レベルを選択的に再構成する。   At 218, the device may, for example, in some embodiments, any charger status information indicative of over-voltage, over-current, and / or over-temperature, or other conditions in the charger power supply 112 (eg, charging in FIG. 1) Device status information 118) is determined. If not received (NO at 218 in FIG. 5), the process 200 continues at 218 and the device 120 receives charging power at a preconfigured output level. If the charger status information 118 is received from the charger 110 (YES at 218), the device 120 selectively reconfigures the charger 110 at 220 via the communication connection according to the received charger status, The process returns to the charge operation at 216 and device controller 124 continues to monitor the DP and DN lines. In some implementations, the device processor 126 slows down the charging process when the over current, over voltage, and / or over temperature conditions are indicated by the charger 110, eg, at 218, as described above. Selectively reconfigure the charge level at.

図6も参照すると、302で始まる充電器動作のためのプロセス300が例示され、304で、充電器は、VBUSおよびGNDを介してデフォルトレベルの出力電力(例えば、1Aで5V)を提供し、一方で、接続される電子デバイス120からの通信のためDPおよびDN線をモニタする。306で、通信接続が確立されたかどうかについて判定が成され、確立されない場合(NO)、充電器110は、接続されたデバイス120を充電するためのデフォルトの電圧および電流レベルを提供し続ける。通信接続が確立されると(306でYES)、308で、充電器110は、接続されたデバイス120にDPおよびDN線を介して充電器能力情報117を送信し、310で、(利用可能な場合)充電器ステータス情報118をデバイス120に任意選択で送信し得る。   Referring also to FIG. 6, a process 300 for charger operation starting at 302 is illustrated, wherein at 304, the charger provides a default level of output power (eg, 5V at 1A) via VBUS and GND, Meanwhile, the DP and DN lines are monitored for communication from the connected electronic device 120. At 306, a determination is made as to whether a communication connection has been established, and if not (NO), the charger 110 continues to provide default voltages and current levels for charging the connected device 120. Once the communication connection is established (YES at 306), charger 308 transmits charger capability information 117 via DP and DN lines to connected device 120 at 308, at 310 (available The charger status information 118 may optionally be sent to the device 120.

312で、充電器110は、通信接続を用いて構成情報をデバイス120から受信し、こうした構成情報は、所望の電力供給出力レベル(例えば、1Aで20V)を示す。314で、充電器コントローラ114は、受信された構成情報に従って、電力供給112の出力レベルを選択的に設定し、その後、316で、出力レベルを提供する一方で、接続されたデバイス120からの更なる通信のためDPおよびDN線を再びモニタする。幾つかの実施形態において、充電器110はまた、例えば、充電器電力供給112における所定の状況(例えば、一実施形態において、過電圧、過電流、および/または過温度)の検出の際、318で、任意の更新されたステータス情報118を通信接続を介してデバイス120に送信し得る。   At 312, the charger 110 receives configuration information from the device 120 using the communication connection, such configuration information indicating a desired power delivery output level (eg, 20 V at 1 A). At 314, the charger controller 114 selectively sets the power level of the power supply 112 according to the received configuration information, and then, at 316, provides the power level while providing additional power from the connected device 120. Monitor the DP and DN lines again for communication. In some embodiments, charger 110 may also, for example, detect 318 a predetermined condition (eg, in one embodiment, over voltage, over current, and / or over temperature) at charger power supply 112. , Any updated status information 118 may be sent to the device 120 via the communication connection.

320で、充電器110は、何らかの再構成情報がDPおよびDN接続を介して受信されたかどうかを判定し、受信されていない場合(320でNO)、プロセスは316に進み、充電器110が、出力を現在のレベルで維持する一方で、接続されたデバイス110からのメッセージのためにDPおよびDN線をモニタし、318で、任意の更新されたステータス情報118を送信する。再構成情報がデバイス120から受信される場合(320でYES)、充電器110は、322で、再構成情報に従って出力電力レベルを選択的に調整し、プロセス300は、上述した316に戻る。   At 320, the charger 110 determines if any reconfiguration information has been received via the DP and DN connections, and if not received (NO at 320), the process proceeds to 316 and the charger 110 The DP and DN lines are monitored for messages from connected devices 110 while maintaining the output at the current level, and at 318 any updated status information 118 is sent. If reconfiguration information is received from device 120 (YES at 320), charger 110 selectively adjusts the output power level at 322 in accordance with the reconfiguration information, and process 300 returns to 316 described above.

本願で開示される実施形態は、有利にも、双方向通信バスを提供するためにUSBケーブル130のDPおよびDN接続を再使用し、接続された充電器110上の汎用またはその他のデータストレージが、接続される電子デバイス120への伝送のため充電器能力情報117を記憶しており、充電器110およびデバイス120の実際の能力に基づいた、デバイス120によるインテリジェントなマッチ判定および充電速度判定が可能になる。また、開示される技法は、充電器110からの電力供給ステータス情報118を提供することにより、接続されたデバイス120の制御下で充電器出力レベルの更新を促進し、これにより、製品損傷を軽減するため、および、短縮された充電時間を促進するための、適応的な調整が促進される。それゆえ、開示される装置および技法は、ユーザのミスマッチを受ける専用の充電装置に対し著しい進歩を提供し、開示されるデバイス120および充電器110は、構成要素の損傷またはストレスを自動的に軽減しつつ急速な充電を促進するために充電器ステータス情報により補足される能力情報をインテリジェントに用い、また、複数のデバイスおよび充電器間のUSB互換性および標準コンプライアンスを維持しつつアナログデバイス間通信適応と関連した追加の回路要素を必要としない。   The embodiments disclosed herein advantageously reuse the DP and DN connections of USB cable 130 to provide a bi-directional communication bus, and general purpose or other data storage on the connected charger 110 , Stores charger capability information 117 for transmission to the connected electronic device 120, and allows intelligent match determination and charge rate determination by the device 120 based on the actual capabilities of the charger 110 and the device 120 become. Also, the disclosed techniques facilitate updating the charger output level under control of the connected device 120 by providing power supply status information 118 from the charger 110, thereby mitigating product damage. Adaptive adjustments are promoted to facilitate and reduce the charging time. Thus, the disclosed apparatus and techniques provide significant advances for dedicated charging devices subject to user mismatches, and the disclosed device 120 and charger 110 automatically mitigate component damage or stress But intelligently use capability information supplemented by charger status information to facilitate rapid charging, and also apply analog-to-analog communication while maintaining USB compatibility and standard compliance between multiple devices and chargers It does not require additional circuitry associated with it.

上記の例は本開示の種々の態様の幾つかの可能な実施形態を例証するものに過ぎず、当業者であれば、本明細書および添付の図面を読み、理解すれば、同等の代替物および/または改変を想起し得る。また、本開示の特定の特徴が複数の実装の一つのみに関して開示され得たが、このような特徴は、任意の所与または特定の用途に所望且つ有利であり得るように、その他の実施形態の一つまたは複数のその他の特徴と組み合され得る。また、「を含む(including)」、「を含む(includes)」、「を有する(having)」、「を有する(has)」、「を備える(with)」といった用語、または、それらの変形が、詳細な説明において、および/または、特許請求の範囲において用いられる限り、このような用語は、「を含む(comprising)」という用語と同様に包括的であることが意図される。

The above examples are merely illustrative of some possible embodiments of the various aspects of the present disclosure, and one of ordinary skill in the art would appreciate equivalent alternatives upon reading and understanding the present specification and the accompanying drawings. And / or modifications may be recalled. Also, while particular features of the present disclosure may be disclosed with respect to only one of a plurality of implementations, such features may be desirable and advantageous for any given or particular application, as well as other implementations. It may be combined with one or more other features of the form. Also, the terms "including", "includes", "having", "has", "with", or variations thereof Such terms, as used in the detailed description and / or claims, are intended to be as inclusive as the term "comprising".

Claims (20)

電子デバイスであって、
ユニバーサルシリアルバス(USB)ケーブルのコネクタを受け取るためのUSBコネクタであって、前記USBコネクタが、
前記USBケーブルの第1のデータ信号コンダクタへの電気接続のための第1の導電構造と、
前記USBケーブルの第2のデータ信号コンダクタへの電気接続のための第2の導電構造と、
前記USBケーブルの第1の電力コンダクタへの電気接続のための第3の導電構造と、
前記USBケーブルの第2の電力コンダクタへの電気接続のための第4の導電構造と、
を含む前記USBコネクタ、
前記第3および第4の導電構造から電力を受け取るように動作可能に結合される負荷、
前記第1および第2の導電構造と結合され、前記第1および第2の導電構造を介して、前記USBケーブルの前記第1および第2のデータ信号コンダクタに沿って、接続される充電器とデータを交換するため、双方向デジタル通信接続を確立するように選択的に作用するコントローラ、および、
前記コントローラと動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサが、前記コントローラにより確立される前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器から充電器能力情報を取得するように、および、前記充電器能力情報に少なくとも部分的に従って前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に構成または再構成するようにプログラムされる、前記プロセッサ、
を含む、電子デバイス。
An electronic device,
A USB connector for receiving a universal serial bus (USB) cable connector, said USB connector being
A first conductive structure for electrical connection of the USB cable to a first data signal conductor;
A second conductive structure for electrical connection of the USB cable to a second data signal conductor;
A third conductive structure for electrical connection of the USB cable to a first power conductor;
A fourth conductive structure for electrical connection of the USB cable to a second power conductor;
Said USB connector, including
A load operatively coupled to receive power from the third and fourth conductive structures,
A charger coupled to the first and second conductive structures and connected along the first and second data signal conductors of the USB cable via the first and second conductive structures A controller that selectively acts to establish a bi-directional digital communication connection to exchange data;
A processor operably coupled to the controller, such that the processor obtains charger capability information from the connected charger using the bi-directional digital communication connection established by the controller. And the processor programmed to selectively configure or reconfigure the connected charger using the bi-directional digital communication connection at least partially according to the charger capability information.
Including electronic devices.
請求項1に記載の電子デバイスであって、
前記電子デバイスを充電するのに適切な少なくとも一つの充電電力レベルを表すデバイス充電能力情報を記憶する電子メモリを含み、前記プロセッサが、前記充電器能力情報と前記デバイス充電能力情報との間の少なくとも一つのマッチを判定するように、および、前記少なくとも一つのマッチに少なくとも部分的に従って、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に構成または再構成するようにプログラムされる、電子デバイス。
An electronic device according to claim 1, wherein
An electronic memory storing device charge capability information representative of at least one charge power level suitable for charging the electronic device, the processor including at least at least between the charger capability information and the device charge capability information; Programmed to selectively configure or reconfigure the connected charger using the bi-directional digital communication connection to determine one match and at least partially according to the at least one match. Electronic devices.
請求項2に記載の電子デバイスであって、
前記プロセッサが、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器から充電器ステータス情報を受信するように、および、前記充電器ステータス情報に少なくとも部分的に従って、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に再構成するようにプログラムされる、電子デバイス。
The electronic device according to claim 2, wherein
And the processor is configured to receive charger status information from the connected charger using the bi-directional digital communication connection, and at least partially according to the charger status information. An electronic device programmed to selectively reconfigure the connected charger using:
請求項3に記載の電子デバイスであって、
前記プロセッサが、前記充電器能力情報と前記デバイス充電能力情報との間の最速の充電マッチに従って、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を優先的に構成するように、および、前記充電器ステータス情報に従って、前記充電器能力情報と前記デバイス充電能力情報との間のより低速な充電マッチへ、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に再構成するようにプログラムされる、電子デバイス。
An electronic device according to claim 3, wherein
The processor preferentially configures the connected charger using the bi-directional digital communication connection according to the fastest charge match between the charger capability information and the device charge capability information; Selectively recharging the connected charger using the bi-directional digital communication connection to a slower charge match between the charger capability information and the device charge capability information according to the charger status information. An electronic device that is programmed to configure.
請求項4に記載の電子デバイスであって、
前記第1および第2の導電構造と結合され、前記電子デバイスへの、前記接続された充電器の検出された接続を示す第1の状態と、前記電子デバイスに充電器が接続されていないことを示す第2の状態とを有するスイッチング制御信号を提供するように作用する充電器検出回路、ならびに、
前記充電器検出回路から前記スイッチング制御信号を受信するように結合されるスイッチング回路であって、前記スイッチング回路が、前記スイッチング制御信号が前記第1の状態にあるとき、前記第1および第2の導電構造を前記コントローラと選択的に結合するように作用し、前記スイッチング制御信号が前記第2の状態にあるとき、前記第1および第2の導電構造を前記コントローラから選択的に結合解除するように作用する、前記スイッチング回路、
を含む、電子デバイス。
The electronic device according to claim 4, wherein
A first state coupled to the first and second conductive structures, the first state indicating a detected connection of the connected charger to the electronic device, and a charger not being connected to the electronic device A charger detection circuit operative to provide a switching control signal having a second state indicative of
A switching circuit coupled to receive the switching control signal from the charger detection circuit, wherein the switching circuit is configured to receive the first and second switching control signals when in the first state. Acting to selectively couple a conductive structure to the controller, and selectively disconnecting the first and second conductive structures from the controller when the switching control signal is in the second state. The switching circuit,
Including electronic devices.
請求項5に記載の電子デバイスであって、
前記コントローラが、前記双方向デジタル通信接続をIC(Inter−Integrated Circuit)バスとして確立するようにマスターコントローラとして作用し、前記双方向デジタル通信接続が、前記第1の導電構造をシリアルデータ線として、および、前記第2の導電構造をシリアルクロック線として用いる、電子デバイス。
An electronic device according to claim 5, wherein
The controller acts as a master controller to establish the bi-directional digital communication connection as an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus, the bi-directional digital communication connection comprising the first conductive structure as a serial data line And an electronic device using the second conductive structure as a serial clock line.
請求項1に記載の電子デバイスであって、
前記第1および第2の導電構造に結合され、前記電子デバイスへの、前記接続された充電器の検出された接続を示す第1の状態と、前記電子デバイスに充電器が接続されていないことを示す第2の状態とを有するスイッチング制御信号を提供するように作用する充電器検出回路、および、
前記充電器検出回路から前記スイッチング制御信号を受信するように結合されるスイッチング回路であって、前記スイッチング回路が、前記スイッチング制御信号が前記第1の状態にあるとき、前記第1および第2の導電構造を前記コントローラと選択的に結合するように作用し、前記スイッチング制御信号が前記第2の状態にあるとき、前記第1および第2の導電構造を前記コントローラから選択的に結合解除するように作用する、前記スイッチング回路
を含む、電子デバイス。
An electronic device according to claim 1, wherein
A first state coupled to the first and second conductive structures and indicative of a detected connection of the connected charger to the electronic device, and a charger not connected to the electronic device A charger detection circuit operative to provide a switching control signal having a second state indicating
A switching circuit coupled to receive the switching control signal from the charger detection circuit, wherein the switching circuit is configured to receive the first and second switching control signals when in the first state. Acting to selectively couple a conductive structure to the controller, and selectively disconnecting the first and second conductive structures from the controller when the switching control signal is in the second state. An electronic device, comprising: the switching circuit.
請求項7に記載の電子デバイスであって、
前記コントローラが、前記双方向デジタル通信接続をIC(Inter−Integrated Circuit)バスとして確立するようにマスターコントローラとして作用し、前記双方向デジタル通信接続が、前記第1の導電構造をシリアルデータ線として、および、前記第2の導電構造をシリアルクロック線として用いる、電子デバイス。
The electronic device according to claim 7, wherein
The controller acts as a master controller to establish the bi-directional digital communication connection as an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus, the bi-directional digital communication connection comprising the first conductive structure as a serial data line And an electronic device using the second conductive structure as a serial clock line.
請求項1に記載の電子デバイスであって、
前記コントローラが、前記双方向デジタル通信接続をIC(Inter−Integrated Circuit)バスとして確立するようにマスターコントローラとして作用し、前記双方向デジタル通信接続が、前記第1の導電構造をシリアルデータ線として、および、前記第2の導電構造をシリアルクロック線として用いる、電子デバイス。
An electronic device according to claim 1, wherein
The controller acts as a master controller to establish the bi-directional digital communication connection as an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus, the bi-directional digital communication connection comprising the first conductive structure as a serial data line And an electronic device using the second conductive structure as a serial clock line.
請求項1に記載の電子デバイスであって、
前記プロセッサが、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器から充電器ステータス情報を受信するように、および、前記充電器ステータス情報に少なくとも部分的に従って、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に再構成するようにプログラムされる、電子デバイス。
An electronic device according to claim 1, wherein
And the processor is configured to receive charger status information from the connected charger using the bi-directional digital communication connection, and at least partially according to the charger status information. An electronic device programmed to selectively reconfigure the connected charger using:
請求項10に記載の電子デバイスであって、
前記プロセッサが、前記充電器能力情報とデバイス充電能力情報との間の最速の充電マッチに従って、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を優先的に構成するように、および、前記充電器ステータス情報に従って、前記充電器能力情報と前記デバイス充電能力情報との間のより低速な充電マッチに従って前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に再構成するようにプログラムされる、電子デバイス。
An electronic device according to claim 10, wherein
The processor preferentially configures the connected charger using the bi-directional digital communication connection according to the fastest charge match between the charger capability information and the device charge capability information; Selectively reconfiguring the connected charger using the bi-directional digital communication connection according to a slower charge match between the charger capability information and the device charge capability information according to the charger status information Electronic devices that are programmed to
第1および第2のデータ信号コンダクタを有するユニバーサルシリアルバス(USB)ケーブルから電子デバイスを給電または充電するための方法であって、前記方法が、
前記電子デバイスのプロセッサを用いて、前記電子デバイスと、接続される充電器との間でデータを交換するために、前記USBケーブルの前記第1および第2のデータ信号コンダクタに沿って双方向デジタル通信接続を確立すること、
前記プロセッサを用いて、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器から充電器能力情報を取得すること、
前記プロセッサを用いて、前記電子デバイスを充電するのに適切な少なくとも一つの充電電力レベルを表す、前記充電器能力情報とデバイス充電能力情報との間の少なくとも一つのマッチを判定すること、および、
前記プロセッサを用いて、前記充電器能力情報と前記デバイス充電能力情報との間の最速の充電マッチに少なくとも部分的に従って、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に構成すること、
を含む、方法。
A method for powering or charging an electronic device from a Universal Serial Bus (USB) cable having first and second data signal conductors, the method comprising:
Bidirectional digital along the first and second data signal conductors of the USB cable to exchange data between the electronic device and a connected charger using a processor of the electronic device Establishing a communication connection,
Obtaining charger capability information from the connected charger using the bi-directional digital communication connection using the processor;
Using the processor to determine at least one match between the charger capability information and the device charge capability information representing at least one charge power level suitable for charging the electronic device;
The processor is used to selectively select the connected charger using the bi-directional digital communication connection, at least partially according to the fastest charge match between the charger capability information and the device charge capability information. To configure,
Method, including.
請求項12に記載の方法であって、
前記プロセッサを用いて、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器から充電器ステータス情報を受信すること、および、
前記プロセッサを用いて、前記充電器ステータス情報に従って、前記充電器能力情報と前記デバイス充電能力情報との間のより低速な充電マッチへ、前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された充電器を選択的に再構成すること、
を含む、方法。
The method according to claim 12, wherein
Receiving charger status information from the connected charger using the bidirectional digital communication connection using the processor;
The connected charger using the bi-directional digital communication connection to a slower charge match between the charger capability information and the device charge capability information according to the charger status information using the processor To selectively reconfigure
Method, including.
請求項12に記載の方法であって、
前記第1の導電構造をシリアルデータ線として、および、前記第2の導電構造をシリアルクロック線として用いて、前記双方向デジタル通信接続をIC(Inter−Integrated Circuit)バスとして確立することを含む、方法。
The method according to claim 12, wherein
Establishing the bi-directional digital communication connection as an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus using the first conductive structure as a serial data line and the second conductive structure as a serial clock line The way, including.
ユニバーサルシリアルバス(USB)充電器装置であって、
USBケーブルを受けるためのコネクタであって、前記コネクタが、
前記USBケーブルの第1のデータ信号コンダクタへの電気接続のための第1の導電構造と、
前記USBケーブルの第2のデータ信号コンダクタへの電気接続のための第2の導電構造と、
前記USBケーブルの第1の電力コンダクタへの電気接続のための第3の導電構造と、
前記USBケーブルの第2の電力コンダクタへの電気接続のための第4の導電構造と、
を含む、前記コネクタ、
前記第3および第4の導電構造を介して、接続される電子デバイスに複数の出力電力レベルの一つで電力を供給するように動作可能に結合される電力供給、および、
前記第1および第2の導電構造と結合されるコントローラであって、
前記第1および第2の導電構造を介して、前記USBケーブルの前記第1および第2のデータ信号コンダクタに沿った双方向デジタル通信接続を用いて、前記複数の出力電力レベルを表す充電器能力情報を前記接続された電子デバイスに提供するように、
前記双方向デジタル通信接続を用いて前記接続された電子デバイスから構成情報を受信するように、および、
前記構成情報に少なくとも部分的に従って前記複数の出力電力レベルの一つへ前記電力供給を選択的に設定または調整するように、
選択的に作用する、前記コントローラ、
を含む、ユニバーサルシリアルバス(USB)充電器装置。
Universal Serial Bus (USB) charger device,
A connector for receiving a USB cable, said connector being
A first conductive structure for electrical connection of the USB cable to a first data signal conductor;
A second conductive structure for electrical connection of the USB cable to a second data signal conductor;
A third conductive structure for electrical connection of the USB cable to a first power conductor;
A fourth conductive structure for electrical connection of the USB cable to a second power conductor;
Said connector, including
A power supply operably coupled to supply power at one of a plurality of output power levels to the connected electronic device via the third and fourth conductive structures;
A controller coupled to the first and second conductive structures;
A charger capable of representing the plurality of output power levels using bi-directional digital communication connection along the first and second data signal conductors of the USB cable via the first and second conductive structures To provide information to the connected electronic device
Receiving configuration information from the connected electronic device using the bi-directional digital communication connection, and
Selectively setting or adjusting the power supply to one of the plurality of output power levels in accordance with the configuration information at least partially;
The controller, which acts selectively
Universal Serial Bus (USB) charger devices, including:
請求項15に記載のUSB充電器装置であって、
前記コントローラが、前記双方向デジタル通信接続を用いて、前記電力供給の少なくとも一つの状況を表すステータス情報を前記接続された電子デバイスに提供するように作用する、USB充電器装置。
The USB charger device according to claim 15, wherein
USB charger device, wherein the controller is operative to provide status information representing at least one status of the power supply to the connected electronic device using the bi-directional digital communication connection.
請求項16に記載の前記USB充電器装置であって、
前記ステータス情報が、前記電力供給の過電圧状況、過電流状況、および過温度状況の少なくとも一つを表す、USB充電器装置。
17. The USB charger device according to claim 16, wherein
A USB charger device, wherein the status information indicates at least one of an over-voltage condition, an over-current condition, and an over-temperature condition of the power supply.
請求項16に記載の前記USB充電器装置であって、
前記双方向デジタル通信接続が、前記第1の導電構造をシリアルデータ線として、および、前記第2の導電構造をシリアルクロック線として用いる、IC(Inter−Integrated Circuit)バス接続であり、前記コントローラが、前記USBケーブルの前記第1および第2のデータ信号コンダクタに沿って前記接続された電子デバイスのマスターコントローラとデータを交換するためにスレーブコントローラとして作用する、USB充電器装置。
17. The USB charger device according to claim 16, wherein
The bi-directional digital communication connection is an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus connection using the first conductive structure as a serial data line and the second conductive structure as a serial clock line, A USB charger device, wherein a controller acts as a slave controller to exchange data with a master controller of the connected electronic device along the first and second data signal conductors of the USB cable.
請求項15に記載のUSB充電器装置であって、
前記双方向デジタル通信接続が、前記第1の導電構造をシリアルデータ線として、および、前記第2の導電構造をシリアルクロック線として用いるIC(Inter−Integrated Circuit)バス接続であり、前記コントローラが、前記USBケーブルの前記第1および第2のデータ信号コンダクタに沿って前記接続された電子デバイスのマスターコントローラとデータを交換するためにスレーブコントローラとして作用する、USB充電器装置。
The USB charger device according to claim 15, wherein
The bi-directional digital communication connection is an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus connection using the first conductive structure as a serial data line and the second conductive structure as a serial clock line, the controller A USB charger device, acting as a slave controller to exchange data with a master controller of the connected electronic device along the first and second data signal conductors of the USB cable.
請求項15に記載のUSB充電器装置であって、
前記コントローラが、前記接続された電子デバイスを給電または充電するためのデフォルト電力出力レベルを提供するために、および、前記接続された電子デバイスからの受信される構成情報に従って、前記電力供給の前記出力レベルを選択的に調整するために、前記電力供給を制御するように作用する、USB充電器装置。
The USB charger device according to claim 15, wherein
The output of the power supply for the controller to provide a default power output level for powering or charging the connected electronic device, and in accordance with received configuration information from the connected electronic device. A USB charger device operative to control the power supply to selectively adjust levels.
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