JP6681879B2 - デジタルフィードバックによる高速電池充電 - Google Patents

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Description

優先権主張
本特許出願は、本願の譲受人に譲渡され、これによって参照により明確に本明細書に組み込まれている、2014年8月20日に出願された「FAST BATTERY CHARGING THROUGH DIGITAL FEEDBACK」と題する非仮特許出願第14/463,909号の優先権を主張する。
本開示の態様は包括的には、ポータブルデバイスの電源管理に関し、より詳細には、デジタルフィードバックを通して電池を充電し、それにより、電池充電システムにおいて向上した充電能力を提供するための装置および方法に関する。
最新のポータブル電子機器、たとえば、より大型のディスプレイ、ロングタームエボリューション(LTE)通信デバイス(無線機器、モデムなど)、マルチコアプロセッサなどを有するデバイスに関する電源要求が、極めて急速に高まりつつある。許容動作持続時間を保持するために、そのようなデバイスは、次第に、より容量の高い電池を利用するようになっている。そのようなシステムでは、従来の電源が使用されるときに、電池充電時間が非常に長くなる傾向がある。その理由は:(1)限られた電源能力(たとえば、ユニバーサルシリアルバス(USB)、最大5V/1.8A)および(2)入力電源と電池との間の電圧ヘッドルーム問題、を含む。さらに、数多くの容易に入手可能な電源(たとえば、モニタ、ノートブックなど)は、その高電圧動作対ポータブルデバイス許容可能電圧のために、利用することができない。また、補助的なポータブルデバイスコネクタ(たとえば、独自コネクタ、電源アダプタなど)の使用を必要とする解決策を実施すると、解決に要するコストおよび消費者コストを著しく上昇させる。
電池容量が増すと、5V入力電圧は、ケーブル、コネクタ、プリント回路基板(PCB)および充電器のインピーダンスに起因して、十分に高い充電電流を達成するだけの十分な電圧ヘッドルームを与えない。現在、多くの電池が約4.35Vのフロート電圧を有するが、その傾向はより高い電圧を使用することに向かっているので、フロート電圧がこの問題をさらに悪くする。たとえば、2S(たとえば、2セル)スタックは、約8.4Vまたは8.7Vを与え、それにより、効率的に充電するのに5Vより高い電圧を必要とする。
以下は、1つまたは複数の態様を基本的に理解してもらうために、そのような態様の簡略化された概要を提示する。この概要は、すべての考えられる態様の包括的な概説ではなく、すべての態様の主要または重要な要素を識別することも、いずれかまたはすべての態様の範囲を定めることも意図していない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な説明の前置きとして、簡略化された形で1つまたは複数の態様のいくつかの概念を提示することである。
一態様によれば、ポータブルデバイスの電池を充電するための方法が開示される。その方法は、充電構成要素によって、外部デバイスに接続可能な電源バス上で電圧量を受電することを含み、充電構成要素は、受電された電圧量で電池を充電する。さらに、その方法は、認証構成要素によって、複数の信号線を介して外部デバイスでポータブルデバイスを認証することを含み、認証構成要素は、複数の信号線の1つまたは複数の信号線上で1つまたは複数の認証信号を送信するように構成される。さらに、その方法は、コンフィギュレーション構成要素によって、複数の信号線を介して外部デバイスに変更電圧信号および変更電流信号を送信することを含み、変更電圧信号および変更電流信号は、外部デバイスに、電源バスに送電される電圧量を変更させるように作用可能である。
別の態様では、ポータブルデバイスの電池を充電するための装置が開示される。その装置は、外部デバイスに接続可能な電源バス上で電圧量を受電するための手段を含み、充電構成要素は、受電された電圧量で電池を充電する。さらに、その装置は、複数の信号線を介して外部デバイスでポータブルデバイスを認証するための手段を含み、認証構成要素は、複数の信号線の1つまたは複数の信号線上で1つまたは複数の認証信号を送信するように構成される。さらに、その装置は、複数の信号線を介して外部デバイスに変更電圧信号および変更電流信号を送信するための手段を含み、変更電圧信号および変更電流信号は、外部デバイスに、電源バスに送電される電圧量を変更させるように作用可能である。
別の態様では、ポータブルデバイスの電池を充電するための装置が開示される。その装置は、外部デバイスに接続可能な電源バス上で電圧量を受電するように構成される充電構成要素を含み、充電構成要素は、受電された電圧量で電池を充電する。さらに、その装置は、複数の信号線を介して外部デバイスでポータブルデバイスを認証するように構成される認証構成要素を含み、認証構成要素は、複数の信号線の1つまたは複数の信号線上で1つまたは複数の認証信号を送信するように構成される。さらに、その装置は、複数の信号線を介して外部デバイスに変更電圧信号および変更電流信号を送信するように構成されるコンフィギュレーション構成要素を含み、変更電圧信号および変更電流信号は、外部デバイスに、電源バスに送電される電圧量を変更させるように作用可能である。
さらに別の態様では、ポータブルデバイスの電池を充電するためのコードのために装置によって実行可能な非一時コンピュータ可読媒体が開示される。そのコンピュータ可読媒体は、充電構成要素によって、外部デバイスに接続可能な電源バス上で電圧量を受電するためのコードを含み、充電構成要素は、受電された電圧量で電池を充電する。さらに、そのコンピュータ可読媒体は、認証構成要素によって、複数の信号線を介して外部デバイスでポータブルデバイスを認証するためのコードを含み、認証構成要素は、複数の信号線のうちの1つまたは複数の信号線上で1つまたは複数の認証信号を送信するように構成される。さらに、そのコンピュータ可読媒体は、コンフィギュレーション構成要素によって、複数の信号線を介して外部デバイスに変更電圧信号および変更電流信号を送信するためのコードを含み、変更電圧信号および変更電流信号は、外部デバイスに、電源バスに送電される電圧量を変更させるように作用可能である。
上記の目的および関連する目的を達成するために、1つまたは複数の態様は、以下で十分に説明され、特に特許請求の範囲において指摘される特徴を含む。以下の説明および添付の図面は、1つまたは複数の態様のいくつかの例示的な特徴を詳細に記載する。しかしながら、これらの特徴は、様々な態様の原理が利用される場合がある種々の方法のうちのいくつかを示すにすぎず、この説明は、そのようなすべての態様およびそれらの均等物を含むことを意図している。
以下に開示される態様は、添付の図面に関連して説明され、添付の図面は開示される態様を限定するためではなく例示するために与えられ、同様の記号表示は同様の要素を表しており、破線はオプションの構成要素を示す場合がある。
本開示の電池充電システムの一態様の一例を示す概略図である。 本開示の電池充電システム内の充電構成要素の一態様の一例を示す概略図である。 本開示の電池充電システム内の充電構成要素の一態様の別の例を示す概略図である。 本開示の電池充電システム内の輸送オプションの一態様の一例を示す概略図である。 本開示の電池充電システム内の輸送オプションの一態様の一例を示す概略図である。 電池充電システム内のデジタルフィードバックを与えるための方法の一態様の一例を示す流れ図である。 電池充電システム内の装置の一例における異なるモジュール/手段/構成要素間のデータフローを示す概念的なデータフロー図である。 処理システムを利用する装置のためのハードウェア実施態様の一態様の一例を示す図である。
添付の図面に関して以下に記載される詳細な説明は、種々の構成を説明することを意図しており、本明細書において説明される概念が実践される場合がある唯一の構成を表すことは意図していない。詳細な説明は、種々の概念を完全に理解してもらうために具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実践される場合があることは当業者に明らかであろう。場合によっては、そのような概念を曖昧にするのを避けるために、よく知られている構成要素がブロック図の形で示される。一態様において、本明細書において使用される「構成要素」という用語は、システムを構成する部品のうちの1つとすることができ、ハードウェアまたはソフトウェアの場合があり、他の構成要素に分割される場合もある。
電池充電システムのいくつかの態様が、種々の装置、コンピュータ可読媒体および方法を参照しながら提示されることになる。これらの装置、コンピュータ可読媒体および方法は、以下の詳細な説明において説明され、種々のブロック、モジュール、構成要素、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズムなど(「要素」と総称される)によって添付の図面に示される。これらの要素は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの任意の組合せを使用して実現することができる。そのような要素をハードウェアとして実現するか、またはソフトウェアとして実現するか、その任意の組合せとして実現するかは、特定の適用例およびシステム全体に課される設計制約によって決まる。
例として、要素、または要素の任意の部分、または要素の任意の組合せが、1つまたは複数のプロセッサを含む「処理システム」または「制御ブロック」で実現される場合がある。プロセッサの例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、ステートマシン、ゲート論理、個別ハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明される種々の機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアを含む。処理システム内の1つまたは複数のプロセッサは、ソフトウェアを実行することができる。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、または他の名称で呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、関数などを意味するように広く解釈されるべきである。
したがって、1つまたは複数の態様では、説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実現することができる。ソフトウェアにおいて実現される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上の1つまたは複数の命令またはコードとして、記憶または符号化することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスすることができる任意の入手可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、電気消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、コンパクトディスクROM(CD-ROM)もしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用され、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。本明細書において使用されるとき、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、CD、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、およびフロッピーディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、一方、ディスク(disc)は、レーザーで光学的にデータを再生する。前述の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
本態様は包括的には、ポータブル(たとえば、モバイル)デバイスの電源管理に関する。具体的には、ポータブルデバイスが、充電器に差し込まれるか、または電源につながれたままになるのに費やす時間を短くするように、ポータブルデバイスを急速に充電することが望ましい場合がある。しかしながら、電池充電許容性、温度上昇限界、およびコネクタ制約を含む、数多くの要因が、ポータブルデバイスの電池に送達されることになる電力量を制限する場合がある。場合によっては、リチウムイオン電池が、2Cにおいて(たとえば、電池充電器が電池容量またはCレートに関して規定される場合がある)、そして場合によっては、3Cレートにおいて充電レートに応じることができる。結果として、場合によっては、いくつかのポータブルデバイスの場合に、バルク充電時間は、約20分〜30分になる場合がある。しかしながら、リチウムイオン電池が定電圧(たとえば、最終)充電状態に切り替わるとき、充電の最後の10%〜30%を電池に取り込むのにさらに20分〜30分を要する場合がある。その場合に、定充電状態中により多くの充電を強要することによって、充電器は、電池セルのための電圧の安全限界(現在のリチウムイオン電池の場合、4.2ボルト〜4.5ボルト(V))を超える場合があるという点で、代替形態は存在しない。せいぜい、定充電状態中に極めて正確な電圧を保持できるだけである(たとえば、セルが4.2V±0.05Vの最大電圧に制限される場合には、充電器は、4.24V±0.01Vを保持することができる)。
その場合に、電池を急速に充電することに伴う主な問題は、温度上昇限界である。モバイルデバイス内の大部分の電池充電器は5Vで動作するので、5Vを、電池が必要とする3.6V〜4.2Vに下げるために、切替器(Switcher)が使用される。切替器がインダクタおよび急速切替を必要とすることに起因するとともに、電池充電システム内の切替器をできる限り小さくするという大きな圧力があるため、切替器は多くの場合に、著しい熱源である。たとえば、93%の効率である8ワット充電器は、0.5ワットを超える電力を散逸させ得る。大部分のポータブルデバイスは、電池温度限界を超えることなく、1ワットを散逸させ得るので、0.5ワット未満の電力は、散逸させるために、ポータブルデバイスの構成要素、たとえば、電力増幅器、バックライト、オーディオ増幅器などに向けられる。また、場合によっては、ポータブルデバイスを使用しながら、ユーザが充電する場合には、充電器が停止する場合がある。まして、高温における高電圧および高レート充電は、リチウムイオン電池を急速に劣化させるので、電池を停止限界より低く抑える設計は、電池を劣化させる場合がある。場合によっては、マイクロUSBコネクタは、約1.8アンペアを安全に通すことができ、それは、5Vにおける電力を約9ワットに制限する。
したがって、いくつかの態様では、本方法、コンピュータ可読媒体および装置は、電力を増やしても電流が同じままであることができるように、電圧を増やすことによって、現在の解決策と比べて効率的な解決策を提供することができる。したがって、本装置、コンピュータ可読媒体および方法は包括的には、ポータブルデバイスに送達される電圧の融通性を改善することができ、結果として、総合的な充電レートを高めることができる。
図1を参照すると、一態様では、電池充電システム100が、デジタルフィードバックを通してポータブルデバイスの電池を充電するのを容易にするように構成される。電池充電システム100は、限定はしないが、スマートフォンのようなモバイル通信デバイス、デジタルカメラ、コンピュータタブレット、ゲームデバイス、または電池から電力を取得し、ユーザによって携行される場合がある任意の他のデバイスのような、少なくとも1つのポータブルデバイス10を含む。ポータブルデバイス10は、ポータブルデバイスに電力を供給する電池12を含むことができる。いくつかの態様では、電池12は、回路11が充電することができる再充電可能電池とすることができる。電池12は、シングルセル構成とすることができるか、またはマルチセル構成とすることができる。
ポータブルデバイス10は、電源に接続可能であるか、または電源である外部デバイス14に接続可能とすることができる。たとえば、いくつかの態様では、外部デバイス14は、交流(AC)電源に差し込まれるように構成される電源アダプタのような、ACアダプタとすることができる。他の態様では、たとえば、外部デバイス14は、ポータブルデバイスに電力を供給することができる電子デバイスとすることができる。たとえば、一態様では、外部デバイス14は、自らの電池パックから、またはAC電源への接続から電力を供給するラップトップコンピュータとすることができる。さらに、たとえば、一態様では、外部デバイス14は、電源、電池充電器、または電池12を充電するための電力をポータブルデバイス10に送達することができる任意の他のデバイスとすることができる。
オプションでは、ポータブルデバイス10および外部デバイス14は、それぞれのデバイスに対する電気的インターフェースを提供するそれぞれのコネクタ22および24を有することができる。さらに、オプションの態様では、限定はしないが、ワイヤまたはケーブルのような電気的リンク26が、ポータブルデバイス10および外部デバイス14を電気的に接続することができ、その接続は、いくつかの態様では、それぞれのコネクタ22および24を経由することができる。いくつかの態様では、電気的リンク26ならびに/またはコネクタ22および24はさらに、ポータブルデバイス10と外部デバイス14との間の機械的接続を提供することもできる。
いくつかの態様では、回路11は、電池12を充電するための電圧量を受電するように構成される充電構成要素102と、充電を可能にするために、外部デバイス14でポータブルデバイス10を認証するように構成される認証構成要素110と、外部デバイス14によってポータブルデバイス10に送電される電圧量を変更するためにデジタルフィードバックを与えるように構成されるコンフィギュレーション構成要素108であって、それにより、以前に使用された技法に比べて、電池12を充電するのに要する時間を削減できるようにする、コンフィギュレーション構成要素108とを含むことができる。充電構成要素102は、VBUS上で充電構成要素102によって受電される電圧量に基づいて、外部デバイス14がHVDCPデバイスであるか否かを判断する。
たとえば、オプションの態様では、充電構成要素102は、外部デバイス14からの電源バス128への電気的接続を与える電源バス114から、電池12を充電するための電圧量を受電することができる。さらなるオプションの態様では、外部デバイス14からの電源バス128は、電気的リンク26に接続することができるか、または電気的リンク26内に位置することができる。いくつかの態様では、充電構成要素102は、たとえば、電源バス114を介して、外部デバイス14に直接接続することができる。この場合に使用されるような、「直接接続される」は、充電構成要素102と外部デバイス14との間に位置する切替器構成要素を含まない、充電構成要素102と外部デバイス14との間の電気的接続を指している。
さらに、オプションの態様では、認証構成要素110およびコンフィギュレーション構成要素108はそれぞれ、回路11を外部デバイス14からの信号バス126に直接、または間接的に電気的に接続する信号バス112を介して外部デバイス14と信号を交換することができる。一態様では、たとえば、信号バス112は、外部デバイス14および/または電気的リンク26からの信号バス126内の信号線に電気的に接続するための複数の信号バス線を含むことができる。信号バス112内に含まれる信号バス線の数は、態様によって異なる場合がある。
本開示の原理による例示的な態様は、USB仕様書、改訂版2.0に従って動作するユニバーサルシリアルバス(USB)インターフェースを含むことができる。より具体的には、図1に示されるシステムは、USB電池充電仕様書、改訂版1.2(BC1.2)に基づく回路11を含むことができる。大多数のポータブルデバイスがBC1.2に準拠するので、この態様は、製造および導入済みのユーザ母体の観点から望ましい利点を有する場合がある。したがって、いくつかの態様では、回路11は、BC1.2に準拠して動作することができ、それにより、既存のポータブルデバイスおよび外部充電デバイスと互換性がある充電デバイスと、製造するのが容易であり、本開示の1つまたは複数の利点を提供するポータブルデバイスとを与えることができる。その場合に、一態様では、ポータブルデバイス10は、USBインターフェースを組み込む任意の電子デバイスとすることができる。同様に、外部デバイス14は、USBインターフェースを組み込み、ポータブルデバイス10に電力を与えることができる任意の電子デバイスとすることができる。
同様に、USBの実施態様では、電気的リンク26は、電圧バス(VBUS)、D+およびD-と呼ばれる信号バス線、および接地線を含む、4つのワイヤを備えることができる。これらの4つのワイヤは、たとえば、標準的なUSB AおよびUSB Bプラグ(たとえば、コネクタ22および24)において見いだすこともできる。したがって、VBUSは、電源バス114および128の一例を構成する。D+線およびD-線は、信号バス112および126を構成する信号線の一例を表すことができる。
オプションの態様では、回路11はさらに、検出構成要素104を含むことができ、検出構成要素104は、外部デバイス14から充電構成要素102によって受電される電圧量を判断するように構成することができる。その場合に、検出構成要素104は、電池12を充電するために使用される電力量をレギュレートするために、コンフィギュレーション構成要素108と通信ことができる。たとえば、検出構成要素104は、信号バス112を構成する信号バス線上で種々の電気的構成を検出するために信号バス112に接続することができる。たとえば、外部デバイス14は、検出構成要素104が信号バス112上で検出することができる電気的リンク26の信号線上で電気的構成をアサートすることができる。一態様では、検出構成要素104は、後に論じられることになるように、回路11の他の構成要素によって使用するための信号104aにおいて、検出された電気的構成の表現を出力することができる。場合によっては、検出構成要素104は、信号バス112上で電気的構成を検出するために、電圧比較器、電流センサなどを含むことができる。さらに、たとえば、USBの実施態様において、検出構成要素104は、VBUS上でアサートされた電圧を電圧レベルVOTG_SESSN_VLDと比較する比較器を含むことができる。比較を用いて、たとえば、VBUS上の電圧レベルがVOTG_SESSN_VLDを超えた時点を外部デバイス14への取付がなされたことを判断することができる。さらに、いくつかの態様では、検出構成要素104は、受電される電圧量を連続的に、または定期的に判断することができる。
本明細書において使用されるときに、信号バス112の信号バス線上でアサートされる電気的構成は、1つまたは複数の信号バス線上でアサートされる接地電位を含む、ある電圧レベル(たとえば、ある電圧量)、あるいはいくつかの信号バス線上でアサートされる複数の電圧レベルとすることができる。また、電気的構成は、信号バス線のうちの1つまたは複数の信号バス線においてそれぞれ流れる1つまたは複数の電流とすることができる。場合によっては、電気的構成は、信号バス線のうちの1つまたは複数を抵抗器(またはキャパシタもしくはインダクタのような他の受動デバイス)に接続することによって、または信号バス線のうちの1つまたは複数を互いに接続することによって、アサートされる場合がある。場合によっては、電気的構成は、電圧、電流の流れおよび/または抵抗器(または他の受動デバイス)の組合せを用いてアサートされる場合がある。
さらに、先に言及されたように、コンフィギュレーション構成要素108は、外部デバイス14に変更電圧信号および変更電流信号を送信することなどによって、外部デバイス14によってポータブルデバイス10に送電される電圧量を変更することができる。たとえば、先に言及されたように、たとえば、電気的リンク26を介して信号バスに電気的に接続される外部デバイス14によって、信号バス112の信号バス線上で電気的構成がアサートされる場合がある。同様に、電気的構成(たとえば、変更電圧信号および変更電流信号)は、コンフィギュレーション構成要素108によって信号バス線上でアサートされる場合がある。場合によっては、コンフィギュレーション構成要素108は、信号バス112を構成する信号バス線のうちの1つまたは複数上で電圧レベルおよび/または電流レベルの何らかの組合せをアサートするために、電圧源、電流源、スイッチ(たとえば、MOSスイッチ)、受動デバイス(たとえば、抵抗器)などを含むことができる。いくつかの態様では、コンフィギュレーション構成要素108は、後に論じられるように、制御構成要素106から受信される場合がある1つまたは複数の制御信号106aに応じて、1つまたは複数の電気的構成を生成することができる。場合によっては、変更電圧信号は、外部デバイス14が通常送電するデフォルト電圧量(たとえば、5V)とは異なる、ポータブルデバイス10が要求する電圧量に対応し、変更電流信号は、ポータブルデバイス10への送電に対して外部デバイス14が制限されるしきい値電流量に対応する。場合によっては、しきい値電圧量は、ポータブルデバイス10によって要求される電圧量に対応する変更電圧信号と同等とすることができる。場合によっては、しきい値電圧量は、ポータブルデバイス10が、誤動作することなく受電することができるしきい値電圧量と同等とすることができる。
さらに、別のオプションの態様では、回路11は、外部デバイス14が認証されたか否かに基づいて、および/または受電された電圧量に基づいて、外部デバイス14から受電される電圧量を制御するように構成される制御構成要素106を含むことができる。たとえば、制御構成要素106は、オプションの検出構成要素104を含む回路11の態様だけでなく、オプションの検出構成要素104を含まない回路11の態様において動作することもできる。より具体的には、一態様では、制御構成要素106は、コンフィギュレーション構成要素108によって送信される変更電圧信号および変更電流信号を変更するように構成することができる。たとえば、制御信号106は、検出構成要素104から1つまたは複数の信号104aを受信するように接続することができる。信号104aは、外部デバイス14によって信号バス112上でアサートされる検出された電気的構成を示すことができる。制御構成要素106は、信号バス112上で特定の電気的構成をアサートするために、コンフィギュレーション構成要素108に1つまたは複数の制御信号106aを与えるように接続することができる。
先に言及されたように、認証構成要素110は、外部デバイス14でポータブルデバイス10を認証するように構成することができる。本明細書において使用されるときに、「認証する」(「to authenticate」または「authenticating」)という用語は、ポータブルデバイス10が外部デバイス14に対して素性を証明することを指している。ポータブルデバイス10の認証が成功する結果として、外部デバイス14は、電気的リンク26上に変更電圧を送ることができる。たとえば、認証構成要素110は、信号バス112を介して交換されたシグナリングによって、外部デバイス14でポータブルデバイス10を認証しようと試みることができる。ポータブルデバイス10を認証することによって、外部デバイス14が、ポータブルデバイス10に変更可能な電圧量を与えられるようになる。場合によっては、デフォルト電圧量(たとえば、5V)が、ポータブルデバイス10に送信される。さらに、コンフィギュレーション構成要素108は、外部デバイス14に変更電圧信号および変更電流信号を送信することができ、それにより、外部デバイスは、変更された電圧量(たとえば、8.4V)を送電することができる。場合によっては、制御構成要素106は、検出構成要素104によって受電される電圧量に、および認証構成要素110がポータブルデバイス10を認証できたか否かに少なくとも部分的に基づいて、コンフィギュレーション構成要素108によって送信される変更電圧信号および変更電流信号を変更することができる。認証構成要素110がポータブルデバイス10を認証できない場合には、外部デバイス14は、USBの実施態様における5Vのような、標準的な電圧量を送電するように構成することができる。場合によっては、認証構成要素110は、外部デバイス14と接続すると最初に、または接続中に定期的に、外部デバイス14でポータブルデバイス10を認証することができる。
さらに、オプションの態様では、ポータブルデバイス10は、動作するために電力を必要とする場合があるデバイス電子回路(負荷)101を含む場合がある。たとえば、ポータブルデバイス10がコンピュータタブレットである場合には、デバイス電子回路101は、プロセッサ、メモリ、ディスプレイなどの構成要素を含む場合がある。デバイス電子回路101は、電池12または外部デバイス14などから回路11によって受電された電力を取り込むために、コネクタ114aを介して電源バス114に接続することができる。
一態様では、外部デバイス14は、ポータブルデバイス10に与えられる電圧量を制御し、生成するために、他の電子回路(図示せず)に加えて、オプションで、電圧セレクタ122および電源構成要素124を含むことができる。たとえば、外部デバイス14は、ラップトップコンピュータ、または電源(たとえば、ACアダプタ)などとすることができる。電源構成要素124は、限定はしないが、回路を含むことができ、電気的リンク26を介してポータブルデバイス10に送達することができるいくつかの選択可能な電圧レベルのうちの1つにおいて電圧を与えることができる。たとえば、外部デバイス14は、電気的リンク26内の電源線に接続される電源バス128を含むことができる。電圧セレクタ122は、電源構成要素124によって生成される電圧量を選択的に制御することができ、電源構成要素124によって生成された電圧を電源バス128に接続することができる。いくつかの態様では、電圧セレクタ122は、複数の信号バス線を含む信号バス126に接続することができ、信号バス126は電気的リンク26を介して信号バス112に電気的に接続することができる。後にさらに詳細に説明されるように、一態様では、電圧セレクタ122は、信号バス126上の電気的構成を検出または検知することができ、検出された電気的構成に対応する電圧レベルを出力するように電源構成要素124を制御するか、または別の方法で電源構成要素124にシグナリングすることができる。電圧セレクタ122は、信号バス126上の電気的構成を検出または検知するために、デジタルロジック、アナログ回路、またはデジタル構成要素およびアナログ構成要素の組合せを含むことができる。
図2は、外部デバイス14とともに、回路11の充電構成要素102(図1)の一態様の機能および動作をさらに示す概略図である。一態様では、充電構成要素102は、電気的リンク26を介して外部デバイス14と直接、たとえば、インラインの切替器を用いることなく、接続することができる。外部デバイス14は、電気的リンク26を介して充電構成要素102に送達することができるいくつかの選択可能な電圧レベルのうちの1つにおいて電圧を与えることができる。場合によっては、たとえば、外部デバイス14は、充電構成要素102に3.6V〜4.2Vを与えることができる。電圧が安全な充電しきい値を超えないようにするために、電圧センサ(たとえば、図1の検出構成要素104)からのフィードバックを構成することができる。さらに、電池12を外部デバイス14に接続し、外部デバイス14から切り離すためにスイッチ132を設けることができる。
一態様では、たとえば、スイッチ132が閉位置にある(たとえば、接続される)とき、電池12において与えられる電圧量は3.6V〜4.2Vとすることができる。この構造では、外部デバイス14と直接接続されていない切替器によって引き起こされる温度問題は、解消される。しかしながら、コネクタ電流制限問題は依然として存在し、3.6V〜4.2Vが与えられた場合に、最大充電レートは9ワットにすぎないであろう。その場合に、オプションの態様では、外部デバイス14によって電気的リンク26上に与えられる電圧を、ポータブルデバイス10によって必要とされる電圧(たとえば、VPH)まで降下させるために、充電構成要素102に切替器130を含むことができる。
図3は、外部デバイス14とともに、回路11の充電構成要素102(図1)の一態様の機能および動作をさらに示す別の概略図である。一態様では、充電構成要素102は、二分圧器30を通して、電気的リンク26を介して、外部デバイス14と接続することができる。一態様では、外部デバイス14が電圧を昇圧し、二分圧器30に接続されるコネクタに送電される通常量を二倍にできるように、二分圧器30は、電圧を半分に分圧するように構成される電圧二分圧器とすることができる。充電構成要素102に送電される電圧量を増やすことによって、最大充電レートも高めることができる。外部デバイス14は、電気的リンク26を介して充電構成要素102に送達することができるいくつかの選択可能な電圧レベルのうちの1つにおいて電圧を与えることができる。さらに、電池12を外部デバイス14に接続し、外部デバイス14から切り離すためにスイッチ132を設けることができる。
場合によっては、たとえば、外部デバイス14は、充電構成要素102に7.2V〜8.4Vを与えることができる。スイッチ132が閉位置にある(たとえば、接続される)とき、二分圧器138が外部デバイス14によって与えられる7.2V〜8.4Vを半分に分圧した後に、電池12において与えられる電圧量は3.6V〜4.2Vとすることができる。再び、外部デバイス14と直接接続されていない切替器によって引き起こされる温度問題は、解消される。さらに、電気的リンク26上に7.2V〜8.4Vが与えられる場合、最大充電レートは18ワットとすることができる。オプションの態様では、外部デバイス14によって電気的リンク26上に与えられる電圧を、ポータブルデバイス10によって必要とされる電圧(たとえば、VPH)まで降下させるために、充電構成要素102に切替器130を含むことができる。
さらに、複数スタックセル構成(たとえば、2Sセル、ただし、「2S」は「2つのスタックされた」セルを表す)では、外部デバイス14は、電気的リンク26上で14.4V〜16.8Vを充電構成要素102に与えることができる。その場合に、二分圧器138は、電気的リンク26から14.4V〜16.8Vを受電し、その電圧を半分に分圧し、電池12に7.2V〜8.4Vを出力することができる。電気的リンク26上に14.4V〜16.8Vが与えられる場合、最大充電レートは30ワットとすることができる。
図4は、電池充電システム100内の回路11の充電構成要素102(図1)と外部デバイス14との間の輸送オプションの一態様の一例を示す概略図である。一態様では、充電構成要素102は、二分圧器30を通って、電気的リンク26を介して、外部デバイス14の交流または直流(AC/DC)電源150と接続することができる。さらに、充電構成要素102は、OTG140を通って、電気的リンク26を介して、外部デバイス14のUSB(オンザゴー)(OTG)160と接続することができる。さらに、電池12を外部デバイス14に接続し、外部デバイス14から切り離すためにスイッチ132を設けることができる。OTG140は、電池12にも接続することができる。オプションの態様では、外部デバイス14によって電気的リンク26上に与えられる電圧を、ポータブルデバイス10によって必要とされる電圧(たとえば、VPH)まで降下させるために、充電構成要素102に切替器130を含むことができる。
一態様では、USB OTG160およびOTG140は、電気的リンク26上に与えられる電圧量が検知されるようにするために、等時性伝達、たとえば、指定された時間フレーム内で行われる伝達を提供する。その場合に、ポータブルデバイス10(図1)は同時に、電源バス114上で(電気的リンク26を介して)電圧量を受電し、信号バス112上で(電気的リンク26を介して)1つまたは複数の信号を送信することができる。場合によっては、1つまたは複数の信号は、ポータブルデバイス10(図1)の認証、変更電圧信号および変更電流信号に対応することができる。
図5は、電池充電システム100内の回路11の充電構成要素102(図1)と外部デバイス14との間の輸送オプションの一態様の一例を示す別の概略図である。一態様では、充電構成要素102は、二分圧器30を通って、電気的リンク26を介して、外部デバイス14のAC/DC電源150と接続することができる。さらに、充電構成要素102は、スイッチ132と並列をなすキャパシタ180を通って、電気的リンク26を介して、外部デバイス14の高電圧専用充電ポート(HVDCP)170と接続することができる。従来のDCPは通常、5Vを出力するように規定される。これに対して、本開示による外部デバイス14は、5Vレベルに加えて、いくつかのより高い電圧レベル(たとえば、9V、12V、20Vなど)のうちのいずれか1つを出力することができる。したがって、外部デバイス14は、高電圧DCP(HVDCP)と呼ばれる場合がある。本開示の原理によれば、ポータブルデバイス10(図1)は、従来のDCPである外部デバイスとHVDCPとを区別するために、さらなる検出を実行する場合がある。
さらに、電池12を外部デバイス14に接続し、外部デバイス14から切り離すためにスイッチ132を設けることができる。キャパシタ180は電池12にも接続することができる。充電構成要素102と、Rdm_dwn抵抗器を伴うキャパシタ180とを接続するために、スイッチ132を設けることができる。オプションの態様では、外部デバイス14によって電気的リンク26上に与えられる電圧を、ポータブルデバイス10によって必要とされる電圧(たとえば、VPH)まで降下させるために、充電構成要素102に切替器130を含むことができる。
一態様では、HVDCP170は、電気的リンク26を介して充電構成要素102に固有の電圧を与えるために一連の切替式抵抗器を使用することができ、それにより、より高い電圧で動作可能にすることができる。場合によっては、これらの電圧は、D+データ線およびD-データ線上に固有の電圧として送られる場合がある。これらの場合には、ポータブルデバイス10(図1)は、充電構成要素102に様々な電圧量を送電するために、Rdm_dwnスイッチを制御することができる。これらの電圧変化は検知することができ、シリアルプロトコルを用いて、外部デバイス14にデータを返送することができる。
本開示の有利な態様は、既存のデバイスとの後方互換性が保持されることである。たとえば、本開示の原理によるポータブルデバイスは、上記の図5において略述された処理に従ってHVDCPを認識し、HVDCPとともに動作することになる。さらに、本開示の原理によるポータブルデバイスは、SDP、CDP、DCPのような非HVDCPデバイスを、そしていくつかの態様では、非BC1.2ポート(たとえば、アップル電源アダプタ)を認識し、それとともに動作することになる。HVDCP側から見て、HVDCPは、図5に略述された処理に従って本開示のポータブルデバイスとともに動作することになる。さらに、HVDCPは、従来のポータブルデバイスとともに動作することになる。
図6を参照すると、動作時に、ポータブルデバイス10(図1)のようなポータブルデバイスは、デジタルフィードバックを通して、電池12を充電するための一態様の方法200を実行することができる。説明を簡単にするために、本明細書の方法は、一連の動作として図示および説明されているが、いくつかの動作は、1つまたは複数の態様に従って、本明細書で図示および説明された順序とは異なる順序で、かつ/または他の動作と同時に行われる場合があるので、方法は動作の順序によって限定されないことを理解し、認識されたい。たとえば、その方法は、代替的には、状態図などにおいて、一連の相互に関係する状態またはイベントとして表すことができることは理解されよう。さらに、本明細書において説明される1つまたは複数の特徴に従って方法を実現するために、図示されたすべての動作が必要とされるとは限らない場合がある。
一態様では、ブロック202において、方法200は、ポータブルデバイスを外部デバイスに接続することを含む。たとえば、本明細書において説明されたように、ポータブルデバイス10(図1)は、コネクタ22および24ならびに電気的リンク26を介して外部デバイス14と接続することができる。場合によっては、外部デバイス14は、電池12を再充電するために、ポータブルデバイス10に電力を与えるように構成することができる。
さらに、一態様では、ブロック204において、方法200は、ポータブルデバイスを外部デバイスで認証することを含む。たとえば、本明細書において説明されたように、ポータブルデバイス10(図1)は、外部デバイス14でポータブルデバイス10を認証するために、認証構成要素110を実行することができる。場合によっては、ポータブルデバイス10を認証することは、外部デバイス14がポータブルデバイス10に変更された電圧量を送電するように、ポータブルデバイス10の識別情報を外部デバイス14に送信することを含む。
別の態様では、ブロック206において、方法200は、認証が成功したか否かを判断することを含む。たとえば、本明細書において説明されたように、ポータブルデバイス10(図1)は、認証が成功したか否かを判断するために、認証構成要素110を実行することができる。認証が成功しなかった場合には、方法200は、ブロック208に進むことができる。
ブロック208において、方法200は、外部デバイスからデフォルト電圧量を受電することを含む。たとえば、本明細書において説明されたように、ポータブルデバイス10(図1)は、認証が成功しなかったので、外部デバイス14からデフォルト電圧量(たとえば、USBの実施態様では5V)を受電することができる。
しかしながら、認証が成功したと判断される場合には、方法200は、ブロック210に進むことができる。ブロック210において、方法200は、変更電圧信号および変更電流信号を送信することを含む。たとえば、本明細書において説明されたように、ポータブルデバイス10(図1)は、変更電圧信号および変更電流信号を送信するために、コンフィギュレーション構成要素108を実行することができる。場合によっては、変更電圧信号および変更電流信号によって、外部デバイス14は、ポータブルデバイス10に送電される電圧量、たとえば、電源バス114上で受電される電圧量を変更する。
さらに、ブロック212において、方法200は、受電された電圧量を監視することを含む。たとえば、本明細書において説明されたように、ポータブルデバイス10(図1)は、電源バス114を介して外部デバイス14から受電された電圧量を監視するために、検出構成要素104を実行することができる。場合によっては、検出構成要素104は、受電される電圧量を連続的に、または定期的に監視することができる。
ブロック214において、方法200は、受電された電圧量がしきい値電圧量を超えたか否かを判断することを含む。たとえば、本明細書において説明されたように、ポータブルデバイス10(図1)は、受電された電圧量がしきい値電圧量を超えたか否かを判断するために、制御構成要素106を実行することができる。場合によっては、しきい値電圧量は、ポータブルデバイス10によって要求される電圧量に対応する変更電圧信号と同等とすることができる。場合によっては、しきい値電圧量は、ポータブルデバイス10が、誤動作することなく受電することができるしきい値電圧量と同等とすることができる。受電された電圧量がしきい値電圧量を超えないと判断される場合には、方法200はブロック212に戻ることができる。
しかしながら、受電された電圧量がしきい値電圧量を超えると判断される場合には、方法200は216に進むことができる。ブロック216において、方法200は、受電された電圧量を調整することを含む。たとえば、ポータブルデバイス10(図1)は、変更電圧信号および変更電流信号を変更し、受電される電圧量をしきい値以内にするように調整するために、制御構成要素106を実行し、変更電圧信号および変更電流信号を外部デバイス14に送信するために、信号コンフィギュレーション構成要素108を実行することができる。
図7は、装置302の一態様の一例における異なるモジュール/手段/構成要素間のデータフローを示す概念的なデータフロー図300である。その装置は、外部電源から電圧を受電し、電圧を電池システム350に与える充電モジュール304を含む。オプションの検出モジュール306が、外部電源によって供給された電圧量を判断することができる。オプションの制御モジュール308が、検出モジュール306によって検出された電圧量に基づいて、変更電圧信号および変更電流信号を変更することができる。さらに、構成モジュール310が、外部電源が与える電圧量を調整するように、電圧信号および電流信号を外部電源に送信し、電圧信号および電流信号は、変更電圧信号および変更電流信号とすることもできる。さらに、認証モジュール312が、デフォルト電圧量の代わりに、カスタマイズされた電圧を与えることができるように、外部電源で装置302を認証する。モジュールの例は、図1および関連する説明において見いだすことができる。
装置は、前述の図6の流れ図内のアルゴリズムのステップのそれぞれを実行する追加のモジュールを含むことができる。したがって、図6の前述の流れ図中の各ステップは、モジュールによって実行される場合があり、その装置は、それらのモジュールの1つまたは複数を含む場合がある。モジュールは、述べられたプロセス/アルゴリズムを実行するように特別に構成される1つもしくは複数のハードウェア構成要素とすることができるか、述べられたプロセス/アルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサによって実施することができるか、プロセッサによる実施するためにコンピュータ可読媒体内に記憶することができるか、またはそれらの何らかの組合せとすることができる。
図8は、処理システム414を利用する装置302'のためのハードウェア実施態様の一例を示す図400である。処理システム414は、バス424によって全体的に表されたバスアーキテクチャで実現することができる。バス424は、処理システム414の特定の用途および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続するバスおよびブリッジを含む場合がある。バス424は、プロセッサ404、モジュール440、442、446、448、450、およびコンピュータ可読媒体/メモリ406によって表される、1つもしくは複数のプロセッサおよび/またはハードウェアモジュールを含む種々の回路を互いにリンクする。また、バス424は、タイミングソース、周辺機器、電圧レギュレータ、および電源管理回路などの種々の他の回路をリンクすることもできるが、これらの回路は当技術分野でよく知られており、したがってこれ以上は説明されない。
処理システム414は、コンピュータ可読媒体/メモリ406に結合されるプロセッサ404を含む。プロセッサ404は、コンピュータ可読媒体/メモリ406上に記憶されたソフトウェアの実行を含む、一般的な処理を担う。ソフトウェアは、プロセッサ404によって実行されるときに、処理システム414に、任意の特定の装置に関して上記で説明された種々の機能を実行させる。また、コンピュータ可読媒体/メモリ406は、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ404によって操作されるデータを記憶するために使用することもできる。処理システムはさらに、モジュール440、442、446、448、および450のうちの少なくとも1つを含む。モジュールは、プロセッサ904において実行され、コンピュータ可読媒体/メモリ406内に存在する/記憶されるソフトウェアモジュールとすることができるか、プロセッサ404に結合された1つもしくは複数のハードウェアモジュールとすることができるか、またはそれらの何らかの組合せとすることができる。
1つの構成では、電池充電器システムのための装置302/302'は、第1の充電器によって、電池システムにエネルギーを与えるための手段と、第2の充電器によって、第1の充電器の動作状態に基づいて、電池システムにエネルギーを与えるための手段と、第2の充電器によって、第2の充電器の動作状態に基づいて電池システムにエネルギーを与えるのを中止するための手段とを含む。
前述の手段は、前述の手段によって列挙された機能を実行するように構成された、装置302の前述のモジュールおよび/または装置302'の処理システム414のうちの1つまたは複数とすることができる。
開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、1つまたは複数の例示的な手法の一例であることを理解されたい。設計上の選択に基づいて、プロセスにおけるステップの特定の順序または階層は再構成されてもよいことは理解されたい。さらに、いくつかのステップは、組み合わせられるか、または省略される場合がある。添付の方法クレームは、種々のステップの要素を見本的な順序において提示したものであり、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。
上記の説明は、本明細書において説明された種々の態様を任意の当業者が実践できるようにするために提供される。これらの態様に対する種々の変更形態は、当業者に容易に明らかになり、本明細書において規定する一般原理は、他の態様に適用される場合がある。したがって、特許請求の範囲は本明細書に示された態様に限定されるものではなく、文言通りの特許請求の範囲に一致するすべての範囲を与えられるべきであり、単数形の要素への言及は、そのように明記されていない限り、「唯一無二の」を意味するものではなく、「1つまたは複数の」を意味するものである。「例示的」という単語は、本明細書において、「例、事例、または例示として機能する」ことを意味するために使用される。「例示的」として本明細書において説明されるいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいか、または有利であると解釈されるべきでない。別段に明記されていない限り、「いくつか(some)」という用語は、1つまたは複数を指す。「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、A、B、および/またはCの任意の組合せを含み、複数のA、複数のB、または複数のCを含む場合がある。具体的には、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびB、AおよびC、BおよびC、またはAおよびBおよびCとすることができ、任意のそのような組合せは、A、B、またはCのうちの1つまたは複数の数またはメンバを含むことができる。当業者にとって既知の、または後に既知となる、本開示全体を通じて説明された種々の態様の要素に対するすべての構造的および機能的均等物が、参照により本明細書に明白に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることが意図される。さらに、本明細書において開示されるものは、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公に供されることは意図されていない。いかなるクレーム要素も、要素が「ための手段」という語句を用いて明確に記述されていない限り、ミーンズプラスファンクションとして解釈されるべきではない。
10 ポータブルデバイス
11 回路
12 電池
14 外部デバイス
22 コネクタ
24 コネクタ
26 電気的リンク
30 二分圧器
100 電池充電システム
101 デバイス電子回路
102 充電構成要素
104 検出構成要素
104a 信号
106 制御構成要素
106a 制御信号
108 コンフィギュレーション構成要素
110 認証構成要素
112 信号バス
114 電源バス
114a コネクタ
122 電圧セレクタ
124 電源構成要素
126 信号バス
128 電源バス
130 切替器
132 スイッチ
140 OTG
150 交流または直流(AC/DC)電源
160 USB OTG
170 高電圧専用充電ポート(HVDCP)
180 キャパシタ
200 方法
300 データフロー図
302 装置
302' 装置
304 充電モジュール
306 検出モジュール
308 制御モジュール
310 構成モジュール
312 認証モジュール
350 電池システム
404 プロセッサ
406 コンピュータ可読媒体/メモリ
414 処理システム
424 バス
440 モジュール
442 モジュール
446 モジュール
448 モジュール
450 モジュール

Claims (15)

  1. 電池を充電するための装置であって、
    外部デバイスに接続可能な電源バスにおいて電圧レベルで電圧を受電するように構成される充電構成要素であって、受電された前記電圧レベルで前記電池を充電する充電構成要素と、
    前記外部デバイスから受電された前記電圧レベルを判断するように構成される検出構成要素と、
    複数の信号線を介して前記外部デバイスで前記装置を認証するように構成される認証構成要素であって、前記認証構成要素は、前記複数の信号線のうちの1つまたは複数の信号線上で1つまたは複数の認証信号を送信するように構成され、前記電源バスは、前記認証構成要素が前記外部デバイスで前記装置を認証することに失敗した場合に、前記外部デバイスによって送信されるデフォルトの電圧レベルで電圧を受信する、認証構成要素と、
    前記認証構成要素が前記外部デバイスで前記装置を認証した場合に、前記外部デバイスから受電される電力量に基づいて、前記複数の信号線を介して前記外部デバイスに変更電圧信号および変更電流信号を送信するように構成されるコンフィギュレーション構成要素であって、前記変更電圧信号および前記変更電流信号は、前記外部デバイスに、前記電源バスに送電される電圧量を変更させるように作用可能である、コンフィギュレーション構成要素とを備える、装置。
  2. 前記充電構成要素は、前記電源バスに直接接続される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記充電構成要素はさらに、前記電源バスに直接接続される二分圧器を含むように構成され、前記二分圧器は、前記電圧レベルを半分に分圧するように構成される、請求項1に記載の装置。
  4. 前記変更電圧信号は、前記装置が要求する電圧レベルに対応し、前記変更電流信号は、前記外部デバイスが前記装置に送信することを制限されるしきい値電流量に対応する、請求項1に記載の装置。
  5. 前記検出構成要素が、前記充電構成要素によって受電される前記電圧レベルを連続的に、または定期的に判断する、請求項1に記載の装置。
  6. 受電された前記電圧レベルに、かつ前記装置が認証されたか否かに少なくとも部分的に基づいて、前記コンフィギュレーション構成要素によって送信される前記変更電圧信号および変更電流信号を変更するように構成される制御構成要素をさらに備え、
    前記制御構成要素は、前記装置が認証を失敗したときに、動作することができないように構成される、請求項5に記載の装置。
  7. 前記装置は、ユニバーサルシリアルバス(USB)仕様に準拠して動作し、前記電源バスは電圧バス(VBUS)を含み、前記複数の信号線はD-信号線およびD+信号線を含み、
    前記装置はさらに、USBオンザゴー(OTG)構成において動作し、前記装置は同時に、前記電源バス上で電圧レベルを受電し、前記複数の信号線上で1つまたは複数の信号を送信する、請求項1に記載の装置。
  8. 前記外部デバイスは高電圧専用充電ポート(HVDCP)デバイスであり、前記電源バスは電圧バス(VBUS)を含み、前記複数の信号線はD-信号線およびD+信号線を含み、
    前記充電構成要素は、前記VBUS上で充電構成要素によって受電された前記電圧レベルに基づいて、前記外部デバイスがHVDCPデバイスであるか否かを判断する、請求項1に記載の装置。
  9. 前記電池は、単一セル電池または複数セル電池の少なくとも一方または両方として構成される、請求項1に記載の装置。
  10. 前記認証構成要素は、前記外部デバイスと接続すると最初に、または定期的に、前記外部デバイスで前記装置を認証するように構成される、請求項1に記載の装置。
  11. ポータブルデバイスの電池を充電するための方法であって、
    充電構成要素によって、外部デバイスに接続可能な電源バスにおいて電圧レベルで電圧を受電するステップであって、前記充電構成要素は、受電された前記電圧レベルで、前記電池を充電する、受電するステップと、
    検出構成要素によって、前記外部デバイスから受電された前記電圧レベルを判断するステップと、
    認証構成要素によって、複数の信号線を介して前記外部デバイスで前記ポータブルデバイスを認証するステップであって、前記認証構成要素は、前記複数の信号線のうちの1つまたは複数の信号線上で1つまたは複数の認証信号を送信するように構成される、認証するステップと、
    前記認証構成要素が前記外部デバイスで前記ポータブルデバイスを認証することに失敗した場合に、前記外部デバイスによって送信されるデフォルトの電圧レベルで、前記電源バスによって電圧を受信するステップと、
    前記認証構成要素が前記外部デバイスで前記ポータブルデバイスを認証した場合に、コンフィギュレーション構成要素によって、前記外部デバイスから受電される電力量に基づいて、前記複数の信号線を介して前記外部デバイスに変更電圧信号および変更電流信号を送信するステップであって、前記変更電圧信号および前記変更電流信号は、前記外部デバイスに、前記電源バスに送電される電圧量を変更させるように作用可能である、送信するステップとを含む、方法。
  12. 制御構成要素によって、受電された前記電圧レベルに、かつ前記ポータブルデバイスが認証されたか否かに少なくとも部分的に基づいて、前記コンフィギュレーション構成要素によって送信される前記変更電圧信号および変更電流信号を変更するステップと、
    前記ポータブルデバイスが認証を失敗したときに、前記制御構成要素が動作することを妨げるステップ
    をさらに含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記検出構成要素によって、前記充電構成要素によって受電される前記電圧レベルを連続的に、または定期的に判断する、請求項12に記載の方法。
  14. 前記認証構成要素によって、前記外部デバイスと接続すると最初に、または定期的に、前記外部デバイスで前記ポータブルデバイスを認証するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
  15. ポータブルデバイスの電池を充電するためのコンピュータ実行可能コードを記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、請求項11から14のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコードを含む、コンピュータ可読記憶媒体。
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