TW202403501A - 匯流排供電的聲音系統、實施其的方法、匯流排供電的裝置及ｕｓｂ供電的裝置 - Google Patents

Abstract

在一些態樣中，匯流排供電的聲音系統包括放大器、匯流排連接器、擷取模組、確定模組及控制器模組。匯流排連接器經配置以用於連接到主機系統的介面以對放大器提供電力。擷取模組經配置以獲取主機系統的介面的類型及主機系統的可用功率。確定模組經配置以與擷取模組進行通訊，且基於介面的類型及主機系統的可用功率確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準。控制器模組經配置以與確定模組通訊，並將所確定的功率位準分配到聲音系統的一或多個通道。

Description

匯流排供電的聲音系統、實施其的方法、匯流排供電的裝置及USB供電的裝置

本發明一般係關於一種匯流排供電的裝置，具體地，關於一種USB供電的聲音系統。

電腦周邊裝置由匯流排連接電纜供電已被廣泛地使用。例如，通用串列匯流排(USB)是用於將周邊裝置連接到諸如電腦的主機系統的標準之一，且可在周邊裝置與主機系統之間進行通訊的同時供電。

因此，需要具有改善的功率控制的由匯流排連接供電的裝置。

根據本發明的第一態樣，提供一種匯流排供電的聲音系統。匯流排供電的聲音系統可包括放大器；匯流排連接器，其用於連接到主機系統的介面以對放大器提供電力；擷取模組，其經配置以獲取主機系統的介面的類型及主機系統的可用功率；確定模組，其經配置以與擷取模組進行通訊，且基於介面的類型及主機系統的可用功率確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準；及控制器模組，其經配置以與確定模組通訊，並將所確定的功率位準分配到聲音系統的一或多個通道。

根據本發明的第二態樣，提供一種匯流排供電的裝置。匯流排供電的裝置可包括匯流排連接器，其用於連接到主機系統的介面以對裝置提供電力；擷取模組，其經配置以獲取可供裝置使用的主機系統的介面的類型及主機系統的功率；確定模組，其經配置以基於可供裝置使用的介面的類型及主機系統的功率確定從主機系統要被分配到裝置的功率位準；及控制器模組，其經配置以與確定模組通訊，並將所確定的功率位準分配到裝置。

根據本發明的第三態樣，提供一種通用串列匯流排(USB)供電的裝置。通用串列匯流排(USB)供電的裝置可包括：通用串列匯流排(USB)電力輸送(PD)積體電路(IC)介面，其用於連接到主機系統的介面以對裝置提供電力，USB PD IC介面包括：配置通道(CC)引腳，其經配置以獲取可供裝置使用的主機系統的介面的類型及主機系統的功率；及確定模組，其經配置以基於可供裝置使用的介面的類型及主機系統的功率確定從主機系統要被分配到裝置的功率位準；及控制器模組，其經配置以與USB PD IC介面通訊，並將所確定的功率位準分配到裝置。

根據本發明的第四態樣，提供一種由匯流排供電的聲音系統實施的方法。前述方法可包括：將聲音系統的匯流排連接器連接到主機系統的介面；獲取指示主機系統的介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊；基於指示主機系統的介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊，確定從主機系統要被分配到聲音系統的功率位準；及將所確定的功率位準分配到聲音系統的一或多個通道。

下文在裝置、設備或系統的上下文中所述的實施例對於相應的方法類似地有效，且反之亦然。此外，將理解，下文所述的實施例可以組合，例如，一個實施例的一部分可與另一實施例的一部分組合，且一個實施方式的一部分可與另一實施方式的一部分組合。

應理解，單數術語「一(a, an)」及「前述(the)」包括複數指示物，除非上下文清楚地另外指示。類似地，詞「或」意欲包括「及」，除非上下文清楚地另外指示。

將進一步理解，術語「包括」(以及包括的任何形式，諸如「包括(comprises)」和「包括(comprising)」)、「具有」(以及具有的任何形式，諸如「具有(has)」和「具有(having)」 )、「包含」(以及包含的任何形式，諸如「包含(includes)」和「包括(including)」)和「含有」(以及含有的任何形式，諸如「含有(contains)」和含有(containing)」)是開放式連接動詞。因此，「包括」、「具有」、「包含」或「含有」一或多個步驟或元件的方法或裝置具有那些一或多個步驟或元件，但不限於僅具有那些一或多個步驟或元件。同樣地，「包括」、「具有」、「包含」或「含有」一或多個特徵的方法的步驟或裝置的元件具有那些一或多個特徵，但不限於僅具有那些一或多個特徵。此外，以某種方式配置的裝置或結構至少以這種方式配置，但也可以未列出的方式配置。

如本文貫穿說明書和申請專利範圍所使用的近似語可用於修飾任何可能允許變化而不會導致與其相關的基本功能發生變化的定量表示。因此，由諸如「約」、「實質上」等一或多個術語修飾的值不限於指定的精確值。在某些情況下，近似語可對應於測量該值的儀器的精度。

本文可在軟體、硬體元件或程式模組的一般上下文中描述各種技術。一般而言，所述模組包括執行特定任務或實施特定抽象資料類型的例程、程式、物件、元素、組件、資料結構等。如本文使用的術語「模組」、「功能性」和「組件」一般表示軟體、韌體、硬體或其組合。本文所述的技術的特徵是獨立於平台的，此意味前述技術可在具有各種處理器的各種商業計算平台上實現。

本文所述的多種態樣尋求提供一種可經由匯流排連接供電的裝置。所提出的裝置可包括匯流排連接器，其用於連接到主機系統的介面(例如連接埠、連接器等)以對裝置提供電力。主機系統可包括個人電腦、膝上型電腦、USB電力輸送(PD)電源適配器、USB PD電池行動電源或可提供電力傳輸(例如動力單元)和資料通訊(例如處理單元)的任何合適的系統。所提出的裝置可包括擷取模組，其經配置以獲取可供裝置使用的主機系統的介面(例如，連接埠、連接器等)的類型及主機系統的功率。所提出的裝置可經由USB連接供電，且USB PD的配置通道(CC)引腳可充當擷取模組。所提出的裝置亦可包括確定模組，其經配置以基於可供裝置使用的介面(例如，連接埠、連接器)的類型及主機系統的功率確定從主機系統要被分配(例如，傳輸)到裝置的功率位準。所提出的裝置可由USB連接供電，且確定模組可包括在USB PD中。所提出的裝置可進一步包括控制器模組，其經配置以與確定模組通訊並將所確定的功率位準分配(例如，指派)給裝置。所提出的裝置可由USB連接供電，且因此，USB PD IC可充當裝置的前端介面並與主機系統協商(例如，通訊)可用功率。藉由協商，其意指在獲取指示可供裝置使用的主機系統的介面(例如，連接埠、連接器等)的類型之資訊及指示可供裝置使用的主機系統的功率之資訊，並基於所述兩個資訊確定從主機系統要被分配(例如，傳輸)到裝置的功率位準。

根據多種態樣，所提出的裝置可包括開關。開關可經配置以在確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準之後開啟。「之後」亦意指在包括在確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準時可同時開啟開關。因此，如果開關沒有打開，則電力可能無法從主機系統傳輸到裝置。開關可包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。所提出的裝置可由USB連接供電，且因此，USB PD IC可在MOSFET開關上施加電壓以藉由允許電流流動來將其開啟，並且在MOSFET開關上不施加電壓以將其關閉。此外，取決於MOSFET的導電類型(例如p型或n型)，電壓可為負或正以開啟開關。此外，MOSFET開關可具有合適的導通電阻，以便允許在USB PD IC施加的電壓下流過期望範圍的電流。

在本文所述的一些態樣，主機系統的可用功率可能不等於要被分配(傳送或指派)給裝置的所確定的功率位準。所確定的功率位準可被設置為小於主機系統的可用功率的一半，以當裝置需求較高時，例如，聲音系統的音頻播放處於最大音量時，避免飽和或斷電。主機系統的可用功率可以是主機系統能夠分配(傳送或指派)到耦接到的裝置的最大功率。因此，所確定的功率位準可以被認為是裝置能夠從主機系統獲得的功率最大量。因此，在與主機系統協商(例如，通訊)之後，所提出的裝置可提供最大功率。所確定的功率位準可隨著取決於其類型的主機系統的介面(例如，連接埠、連接器)的最大電流的增加而增加。所確定的功率位準可根據階梯式設定檔增加。

在本文所述的一些態樣中，所提出的裝置可包括具有放大器和一或多個揚聲器通道的聲音系統。聲音系統可包括電源管理系統。控制模組可通過電源管理系統將所確定的功率位準分配到聲音系統的一或多個通道。電源管理系統可經配置以根據所確定的功率位準調整放大器的放大率。所確定的功率位準可平均地分配到聲音系統的一或多個通道中的每一個。確定模組可經配置以基於放大器的需求確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準。

在一些情況下，本文所述的系統和技術的態樣提供相較於現有方法的技術改善和優點。在實例中，USB PD IC可根據主機系統的介面的類型與主機系統自動地協商(例如，通訊)以對裝置傳送最大功率，從而減少USB功率兼容性問題。例如，所提出的匯流排供電的聲音系統可根據從主機系統要被分配(例如傳送)到聲音系統的最大可用功率來提供功率放大的自動調節。功率放大可取決於最大可用功率自動地調節。此可防止在主機系統無法為預設(前綴)放大供應足夠電力的情況下過度放大(過度消耗電力)，從而導致主機系統關閉或音頻播放高度失真，甚至是損壞主機系統的輕度保護的USB連接埠的最壞情況。此亦可防止當音頻音量設置為高時，由於主機供電傳送保護方案啟動以防止外部裝置損壞所連接的USB連接埠而導致持續斷電的情況，因此使用者可能不被允許從揚聲器播放他們喜歡的響度(SPL-聲壓級)。

因此，可更有效地使用主機系統的可用功率，且要被分配(例如，傳送)的功率位準可針對耦接到主機系統的不同裝置動態地定製。耦接到主機系統的裝置的性能可藉由與主機系統智能地協商(例如，通訊)並因此對裝置分配(例如，傳輸或供應)最大功率來提高。實現本文所述的技術的一個原因是使耦接到主機系統的裝置能夠更好地控制功率分配並防止由於不匹配而導致損壞或失真。

以下實例屬於本發明的多種態樣。

實例1係一種匯流排供電的聲音系統，包括：放大器；匯流排連接器，其用於連接到主機系統的介面以對放大器提供電力；擷取模組，其經配置以獲取主機系統的介面的類型及主機系統的可用功率；確定模組，其經配置以與擷取模組進行通訊，且基於介面的類型及主機系統的可用功率確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準；及控制器模組，其經配置以與確定模組通訊，並將所確定的功率位準分配到聲音系統的一或多個通道。

在實例2中，實例1之標的可視需要地包括：所確定的功率位準隨著取決於其類型的主機系統的介面的最大電流的增加而增加。

在實例3中，實例1至2中任一者之標的可視需要地包括：確定模組進一步經配置以基於放大器的需求確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準。

在實例4中，實例1至3中任一者之標的可視需要地包括：與放大器串聯的開關，其中，開關經配置以在確定從主機系統要被分配到放大器的功率位準之後開啟。

在實例5中，實例4之標的可視需要地包括：開關包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。

在實例6中，實例1至5中任一者之標的可視需要地包括：所確定的功率位準小於主機系統的可用功率的一半。

在實例7中，實例1至6中任一者之標的可視需要地包括：所確定的功率位準平均地分配到聲音系統的一或多個通道中的每一個通道。

在實例8中，實例1至7中任一者之標的可視需要地包括：匯流排連接器包括配置通道(CC)引腳，其經配置以獲取主機系統的介面的類型及主機系統的可用功率，由此配置通道(CC)引腳作為擷取模組。

在實例9中，實例1至8中任一者之標的可視需要地包括：電源管理系統，其中，控制器模組經配置以通過電源管理系統將所確定的功率位準分配到聲音系統的一或多個通道，其中，電源管理系統經配置以根據所確定的功率位準調整放大器的放大率。

在實例10中，實例1至9中任一者之標的可視需要地包括：匯流排連接器包括通用串列匯流排(USB)連接器。

在實例11中，實例1至10中任一者之標的可視需要地包括：主機系統包括個人電腦、膝上型電腦、USB電力輸送(PD)電源適配器或USB PD電池行動電源中的至少一種。

在實例12中，實例1至11中任一者之標的可視需要地包括：控制器模組包括微控制器或藍牙系統單晶片(SoC)。

實例13係一種匯流排供電的裝置，包括：匯流排連接器，其用於連接到主機系統的介面以對裝置提供電力；擷取模組，其經配置以獲取可供裝置使用的主機系統的介面的類型及主機系統的功率；確定模組，其經配置以基於可供裝置使用的介面的類型及主機系統的功率確定從主機系統要被分配到裝置的功率位準；及控制器模組，其經配置以與確定模組通訊，並將所確定的功率位準分配到裝置。

在實例14中，實例13之標的可視需要地包括：匯流排連接器包括通用串列匯流排(USB)連接器。

實例15係一種通用串列匯流排(USB)供電的裝置，包括：通用串列匯流排(USB)電力輸送(PD)積體電路(IC)介面，其用於連接到主機系統的介面以對前述裝置提供電力，USB PD IC介面包括：配置通道(CC)引腳，其經配置以獲取可供裝置使用的主機系統的介面的類型及主機系統的功率；及確定模組，其經配置以基於可供裝置使用的介面的類型及主機系統的功率確定從主機系統要被分配到裝置的功率位準；及控制器模組，其經配置以與USB PD IC介面通訊，並將所確定的功率位準分配到裝置。

實例16係一種由匯流排供電的聲音系統實施的方法，包括：將聲音系統的匯流排連接器連接到主機系統的介面；獲取指示主機系統的介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊；基於指示主機系統的介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊，確定從主機系統要被分配到聲音系統的功率位準；及將所確定的功率位準分配到聲音系統的一或多個通道。

在實例17中，實例16之標的可視需要地包括：所確定的功率位準隨著取決於其類型的主機系統的介面的最大電流的增加而增加。

在實例18中，實例16至17中任一者之標的可視需要地包括：所確定的功率位準根據階梯式設定檔增加。

在實例19中，實例16至18中任一者之標的可視需要地包括：確定從主機系統要被分配到聲音系統的功率位準的步驟包括基於聲音系統的需求確定功率位準。

在實例20中，實例16至19中任一者之標的可視需要地包括：在確定從主機系統要被分配到聲音系統的功率位準之後開啟開關，以便關閉電壓匯流排電路來將所確定的功率位準分配到聲音系統。

在實例21中，實例20之標的可視需要地包括：開關包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。

在實例22中，實例16至21中任一者之標的可視需要地包括：所確定的功率位準小於主機系統的可用功率的一半。

在實例23中，實例16至22中任一者之標的可視需要地包括：所確定的功率位準平均地分配到聲音系統的一或多個通道中的每一個通道。

在實例24中，實例23之標的可視需要地包括：平均地分配的功率位準包括整數或整數加整數的一半。

在實例25中，實例18之標的可視需要地包括：確定從主機系統要被分配到聲音系統的功率位準的步驟包括：在獲取指示主機系統的介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊無法獲取任何一資訊時，將功率位準確定為預定功率位準。

在實例26中，實例25之標的可視需要地包括：預定功率位準等於根據所確定的功率位準的階梯式設定檔的最低功率位準。

在實例27中，實例16至26中任一者之標的可視需要地包括：匯流排連接器包括通用串列匯流排(USB)連接器。

在以下描述中，首先描述可利用本文所述的技術的示例配置及系統/裝置。然後描述示例細節及方法，其可在示例配置中並由系統/裝置以及在其他配置中並由其他系統/裝置執行。因此，示例細節及方法的實施方式不限於示例配置及系統/裝置，且示例配置及系統/裝置不限於示例細節及方法。

圖1是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統900的裝置100之示例配置的框圖。根據多種非限制性實施例，裝置100可由匯流排連接供電，亦即，從與匯流排連接耦接的系統/裝置獲得電力。匯流排連接可在系統/裝置(例如電腦)/電腦內部的組件之間傳輸資料及能量。裝置100可經由主機系統900的匯流排介面901物理地且通訊地耦接到主機系統900。裝置100亦可經由匯流排介面901無線地且通訊地耦接到主機系統900。當耦接時，裝置100可從主機系統900汲取電力來運行。主機系統900可包括任何合適的系統及/或裝置，諸如，作為示例而非限制，個人電腦、膝上型電腦、通用串列匯流排(USB)電力輸送(PD)電源適配器、USB PD電池行動電源等。裝置100可包括任何合適的系統及/或裝置，諸如，作為示例而非限制，聲音系統、風扇、可穿戴裝置(例如手錶、錶帶、眼鏡等)、平板電腦、電話等。主機系統900可以是電力供應系統，即源端，裝置100可以是電力接收裝置，即吸端。

根據多種非限制性實施例，主機系統900可從電力的外部源獲得電力。例如，主機系統900可連接到電源適配器及/或與電源適配器通訊，該電源適配器經配置以經由合適的外部電力源(諸如牆壁插座、外部電池、電源系統單元或其他電力源)對主機系統900供應電力。另外地或替代地，主機系統900可包括一或多個內部電池，其經設計為儲存能量並作為內部能量源操作以在來自外部源的電力不可用時(例如，主機系統900被拔掉插頭)為主機系統900供電。當連接到能量源時，內部電池可被充電以儲存電力供以後使用。主機系統900可包括功率管理系統。電源管理系統可將電力分配到主機系統900的內部組件並在主機系統900與耦接到主機系統900的外部裝置之間分配電力。

裝置100可經由電纜、連接埠和連接器物理地附接到主機系統900的匯流排介面901。匯流排介面901可包括適合於與相容裝置建立連接的硬體、軟體、邏輯和連接器。匯流排介面901可支持主機系統900與裝置100之間的資料通訊和電力交換兩者。在多種非限制性實施例中，匯流排介面901可以是實現對應標準、協議、連接埠、連接器和組件的USB介面。USB是一種工業標準，其制定用於電腦、周邊裝置和其他電腦之間的連接、通訊和電力供應(介接)的電纜、連接器和協議的規格。因此，裝置100可以是經由支持根據USB的通訊和電力交換的匯流排介面901可連接的USB相容裝置。這些技術不限於USB，且因此亦設想為其他類型的介面和協議設計的能夠實現資料/供電的連接的裝置，包括其他標準介面和介面的專有實施兩者。

根據多種非限制性實施例，裝置100可包括匯流排連接器101，其用於連接到主機系統900的匯流排介面901以對裝置100提供電力。亦即，裝置100的匯流排連接器101可與主機系統900的匯流排介面901相容。裝置100可以是匯流排供電的設備，亦即，從匯流排連接獲得電力的裝置。在電腦架構中，匯流排連接是一種通訊系統，其在電腦內部組件之間或電腦之間傳輸資料和能量。此外，裝置100可具有或不具有電源適配器，以從外部電力源獲取電力。裝置100可以是USB供電的裝置。可經由USB連接和供電的電腦周邊裝置的實例包括電腦鍵盤及滑鼠、印表機、風扇、揚聲器、可移動(可攜式)數位電話、磁碟驅動器及網路適配器。

根據多種非限制性實施例，裝置100可包括擷取模組103，其經配置以獲取主機系統900的介面的類型及主機系統900的可用功率。主機系統9000可包括匯流排介面901，且匯流排介面901可包括用於與裝置100的匯流排連接器101連接的連接埠。主機系統900的匯流排介面901可包括USB連接埠。USB連接埠可遵循USB標準，包括USB 2.0、USB 3.1、USB BC 1.2、USB type-C、USB PD以及未來正在開發或開發的任何標準。因此，USB標準可定義標稱電壓和最大電流，如下表1所示作為示例。擷取模組103可經配置以獲取連接埠的類型，並據此獲取連接埠的標稱電壓和最大電流。介面的類型亦可包括與主機系統900相關聯的特性的資訊，諸如裝置類型、裝置的容量及/或狀態等。 [表1] USB標準

根據多種非限制性實施例，擷取模組103可經配置以獲取主機系統900的可用功率。可用功率可由主機系統900的電源管理系統提供。可用功率可藉由分析主機系統900的操作的功率使用量來計算。功率使用量可包括操作模式、處理工作負載、正在使用的應用程式、及確定消耗多少功率的其他因素。在裝置100耦接到主機系統900之後，擷取模組103可與主機系統900自動地通訊以獲取主機系統900的可用功率。換言之，不需要使用者輸入即可獲取主機系統900的可用功率。

根據多種非限制性實施例，裝置100亦可包括確定模組105，其經配置以與擷取模組103通訊並基於介面的類型及主機系統900的可用功率確定從主機系統900要被分配到裝置100的功率位準。確定模組105可從擷取模組103獲取指示介面的類型及主機系統900的可用功率之資訊，並基於所獲得的資訊確定主機系統900可傳輸到裝置100的功率位準。主機系統900的可用功率可表示主機系統900在維持其正常操作的同時可分配或傳輸到裝置100的最大功率。功率位準可表示從主機系統900要被分配/傳輸到裝置100的功率量。因此，可對應於主機系統900能夠傳輸到裝置100的最大功率來確定功率位準。在多種非限制性實施例中，功率位準可表示裝置100可從主機系統900獲得的最大功率。功率位準亦可按照匯流排介面901的類型來確定。亦即，若主機系統900的可用功率大於匯流排介面901的標稱電壓，則可根據匯流排介面901的標稱電壓降低功率位準。所確定的功率位準可隨著取決於其類型的主機系統900的匯流排介面901的最大電流的增加而增加。將參照圖5更詳細地描述確定功率位準。

根據多種非限制性實施例，裝置100可進一步包括控制器模組107，其經配置以與確定模組105通訊以獲得所確定的功率位準，並將所確定的功率位準分配到裝置100。控制器模組107可包括硬體，諸如經設計來執行一組預定義的指定任務的系統單晶片(SoC)或一或多個微控制器。在此實例中，控制器模組107可經配置以實現電源管理相關的功能及任務，包括但不限於控制和分配電力到裝置100。因此，控制器模組107可包括處理組件、I/O裝置/周邊裝置 、多種類型的記憶體(ROM、RAM、Flash、EEPROM)、可編程的邏輯等。進一步，控制器模組107可包括藍牙SOC。

圖2是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統900的USB供電的裝置200的示例配置的框圖。根據多種非限制性實施例，裝置200可包括如上結合圖1描述的裝置100的特徵，因此，共同的特徵用相同的元件符號來標記且不需描述。

根據多種非限制性實施例，裝置200可包括USB電力輸送(PD)積體電路(IC)210及控制器模組107。USB PD IC210可包括用於資料通訊的配置通道(CC)引腳211、用於能量傳輸的電壓匯流排引腳及接地引腳。USB PD IC210的引腳可作用為裝置200的USB連接器。CC引腳211可經配置以獲取主機系統900的介面的類型及主機系統900的可用功率，從而CC引腳211充當擷取模組。CC引腳211可與裝置100的擷取模組103類似地起作用。裝置200的USB PD IC210中包括的確定模組213可與裝置100的確定模組105類似地起作用。

圖3是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統900的匯流排供電的聲音系統300的示例配置的框圖。根據多種非限制性實施例，聲音系統300可包括如上結合圖1和圖2所述的裝置100和裝置200的特徵，且因此，共同的特徵用相同的元件符號來標記且不需要描述。

根據多種非限制性實施例，聲音系統300可包括匯流排連接器101、擷取模組103、確定模組305、控制器模組307、放大器309及一或多個揚聲器通道310。聲音系統300的確定模組305可與裝置100的確定模組105類似地起作用。放大器309可對確定模組105提供功率的需求。對功率的需求可表示放大器309進行放大所需的功率。確定模組305可進一步經配置以基於放大器309的需求來確定從主機系統900要被分配到聲音系統300(例如，放大器309)的功率位準。例如，如果放大器309的需求較低，則可降低功率位準。聲音系統300的控制器模組307可與裝置100的控制器模組107類似地作用。控制器模組307可進一步經配置以取決於所確定的功率位準並根據一或多個揚聲器通道310中的每一個的規格，即不需要使用者輸入，來自動地調整功率放大。所確定的功率位準可由控制器模組307均勻地分配到聲音系統300的一或多個揚聲器通道310中的每一個。所確定的功率位準亦可根據一或多個揚聲器通道310中的每一個的規格分配到聲音系統300的一或多個揚聲器通道310中的每一個。

圖4示出根據本發明之實施例的由匯流排供電的裝置實現的示例性方法400的流程圖。根據多種非限制性實施例，方法400可由裝置100、裝置200、聲音系統300和聲音系統600來實現。該方法可包括將裝置的匯流排連接器連接到主機系統的介面(步驟401)。主機系統可包括主機系統900、主機系統800。裝置可包括如上所述的任何合適的裝置，特別是聲音系統。連接可包括藉由電纜無線地或有線地連接，使得裝置和主機系統可彼此通訊並將能量從主機系統傳輸到裝置。方法400可包括獲取指示主機系統的介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊(步驟403)。介面的類型可包括如上所述的任何合適的介面，特別是USB連接埠。主機系統的可用功率可以是在不影響主機系統的正常操作的情況下根據介面的類型，可從主機系統傳輸到裝置的功率。換句話說，主機系統的電源管理系統可根據其中可編程的演算法將可用功率分配或指派給耦接到主機系統的外部裝置。

方法400可進一步包括基於指示主機系統的介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊，確定從主機系統要被分配到裝置的功率位準(步驟405)。可根據如圖5所示的方法500來確定功率位準，並將參考圖5更詳細地描述功率位準。所確定的功率位準可呈現要被分配/傳輸到裝置的功率之量。所確定的功率位準可等於或不同於主機系統的可用功率之量。所確定的功率位準可小於由主機系統指派的可用功率的一半，以避免當音頻以最大音量播放時飽和或斷電。方法400亦可包括將所確定的功率位準分配到裝置(步驟407)。在裝置是聲音系統的情況下，所確定的功率位準可平均地分配到聲音系統的一或多個揚聲器通道中的每一個。一旦裝置與主機系統耦接，不需要使用者輸入，且方法400即可自動地啟動。

圖5示出由圖3和圖6的聲音系統300、聲音系統600實現的示例性方法500的流程圖。雖然參考具有一或多個揚聲器通道的聲音系統300、聲音系統600來描述方法500，但應當理解，圖5所示的方法500亦可被裝置100、裝置200採用。具體地，圖5所示的方法500可由確定模組105、確定模組213和確定模組305來執行。方法500可開始於獲得介面的類型及主機系統的可用功率(步驟501)。介面的類型可包括關於介面(例如，連接埠)的標稱電壓及最大電流的資訊。

方法500可進行以確定標稱電壓是否等於5V且最大電流是否為900mA(步驟502)。如果是，則方法500可進行以將放大器設置為每通道1W(步驟503)；如果否，則方法500可進行以確定標稱電壓是否等於5V且最大電流是否為1.5A(步驟504)。如果標稱電壓等於5V且最大電流為1.5A，則方法500可進行以將放大器設置為每通道2W(步驟505)； 如果否，則方法500可進行以確定標稱電壓是否等於5V且最大電流是否為3A(步驟506)。如果標稱電壓等於5V且最大電流為3A，則方法500可進行以將放大器設置為每通道3.5W(步驟507)；如果否，則方法500可進行以確定標稱電壓是否等於9V且最大電流是否為2A(步驟508)。如果標稱電壓等於9V且最大電流為2A，則方法500可進行以將放大器設置為每通道6.5W(步驟509)；如果否，則方法500可進行以確定介面的類型及主機系統的可用功率是否不可用(步驟510)。如果資訊不可用，則方法500可進行以將放大器設置為每通道1W(步驟511)；如果資訊可用但存在錯誤，則方法500可認為(例如確定，例如識別)存在邏輯錯誤並返回到步驟501。如果介面(主機系統)未被配置以提供指示介面的類型之資訊及指示主機系統的可用功率之資訊，則這些信息可能不可用。

方法500僅是示例性的，且確定功率位準的方法不應限於方法500。例如，步驟502、步驟504、步驟506可採用不同的順序。在多種非限制性實施例中，在步驟502中，方法500可確定標稱電壓是否等於5V且最大電流是否為3A；在步驟504中，方法500可確定標稱電壓是否等於5V且最大電流是否為2A；等等。換言之，方法500可以遞減的方式或以遞增的方式確定最大電流；方法500可以隨機的方式確定最大電流；方法500可從最普及使用的最大電流開始並以最大電流的普及度降低的方式確定最大電流。該方法隨後可確定標稱電壓是否等於9V且最大電流是否為2A等等。

在多種非限制性實施例中，另一種方法可包括首先確定標稱電壓是否等於5V，如果是，則方法可進行以某種方式確定最大電流並將放大器設置為每個通道的對應值，如果否，則方法500可進行以確定是否沒有可用的資訊，如步驟510。亦應理解，目前通常使用5V、9V的標稱電壓，但是該方法不應限於所述的電壓，且包括與現行或未來協定/標準相容的任何合適的電壓(例如12V、15V、20V)。相同的類比適用於最大電流及和放大率。

放大器可根據階梯式設定檔進行設置，例如，包括1W、2W、3.5W和6.5W的遞增階梯式設定檔。放大率的值可包括整數或整數加整數的一半。當方法500確定沒有可用的資訊時，如步驟510，則可將放大器設置為預定值(例如1W)。預定值可等於根據放大率的階梯式設定檔的最低值。放大率之和可實質上等於所確定的功率位準。每個通道的最大電流與放大率之間的關係可根據通道的數量來預先確定。同樣地，所分配的功率位準不應限於1W、2W、3.5W和6.5W，而應包括任何合適的功率位準(例如10W、20W、100W)。

根據多種非限制性實施例，方法500可被裝置100、裝置200採用且由確定模組105和確定模組213執行。可根據如上述的標稱電壓和介面的最大電流來確定功率位準。功率位準可完全地或部分地分配/指派到裝置設備100、裝置200的相應組件。

圖6是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統800的示例USB供電的聲音系統600的圖。聲音系統600可包括如上結合圖1、圖2和圖3描述的裝置100、裝置200和聲音系統300的特徵，且因此，共同的特徵用相同的元件符號來標記且不需進行描述。

圖6顯示可包括USB PD IC 210的聲音系統600，且USB PD IC 210可與以上參考圖2所述的類似地作用。聲音系統亦可包括控制器模組620、電源管理系統630、放大器640及一或多個揚聲器通道650。控制器模組620可經配置以通過電源管理系統630將所確定的功率位準分配到聲音系統600的一或多個通道。電源管理系統630可經配置以根據所確定的功率位準來調整放大器640的放大率。電源管理系統630可對駐留在USB PD IC 210中的確定模組213提供電力的需求。

聲音系統亦可包括與放大器640串聯的開關660。開關660可經配置以在確定從主機系統800要被分配到放大器640的功率位準之後開啟。開關可包括p型或n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。開關660的輸入(源極)可連接到USB PD IC 210的電壓引腳，且開關660的輸出(汲極)可連接到電源管理系統630。開關660的柵極可連接到USB PD IC 210。USB PD IC 210可對開關660的柵極施加(電壓)偏置，且因此控制以開啟或關閉開關660。

圖6中的實線表示資料通訊，而圖6中的虛線表示電力傳輸。電力可通過開關660和電源管理系統630從主機系統800傳輸到放大器640和揚聲器通道650。因此，如果開關660關閉，換言之，電壓匯流排線路開路，則可能無法傳輸電力。USB PD IC 210可用作為USB介面的前端介面。

主機系統800可以是具有介面801的膝上型電腦且與如上所述的主機系統900類似地作用。聲音系統600可與主機系統800電耦接及/或通訊耦接以從其獲取電力。主機系統800中包括的電源管理系統可至少部分地基於主機系統800(例如，處理系統、應用程式)的功率消耗來生成或改變電訊號，且將該訊號傳送到USB PD IC 210。USB PD IC 210可處理(例如，用電腦處理器)其從主機系統800接收的訊號並確定功率位準，將所述功率位準傳送到控制器模組620。雖然圖6顯示主機系統800和聲音系統600經由有線連接(例如，經由電線)耦接時，主機系統800和聲音系統600可具有允許在它們之間採用無線能量傳輸和通訊協議的電路(例如，(多個)發射器、(多個)接收器、(多個)收發器)。此外，在一些實現方式(未顯示)中，USB PD IC 210和放大器640可被包括在單獨的裝置(例如，單獨的USB PD IC和聲音系統)中。此外，聲音系統600可具有以下結合圖7所述的另外的計算模組(例如，電路、電子裝備)，用於實現本文所揭露的操作。

圖7是顯示根據本發明之實施方式的示例電子裝置700的框圖。電子裝置700可為膝上型電腦、桌上型電腦、平板電腦、車載電腦、遊戲裝置、智慧型手機、個人數位助理、伺服器、聲音系統或能夠運行電腦應用程式的其他電子裝置。在一些實施方式中，電子裝置700包括處理器702、輸入/輸出(I/O)模組704、記憶體706、電源單元708及一或多個網路介面710。電子裝置700可包括附加組件。在一些實施方式中，處理器702、輸入/輸出(I/O)模組704、記憶體706、電源單元708及(多個)網路介面710一起容納在公共外殼或其他組件中。

示例處理器702可執行指令(例如)以基於資料輸入生成輸出資料。指令可包括程式、程式碼、程式腳本、模組或儲存在記憶體(例如，記憶體706)中的其他類型的資料。附加地或替代地，指令可被編碼為預編程或可重新編程的邏輯電路、邏輯閘或其他類型的硬體或韌體組件或模組。處理器702可以是或可包括具有複數個核心的多核心處理器，且每個所述核心可具有獨立的電源域並且可被配置為基於工作負載進入和退出不同的操作或性能狀態。附加地或替代地，處理器702可以是或可包括通用微處理器，作為專用共處理器或另一類型的資料處理設備。在一些情況下，處理器702執行電子裝置700的高級操作。例如，處理器702可配置為執行或解釋儲存在記憶體706中的軟體、程式腳本、程式、函數、可執行文件或其他指令。

示例輸入/輸出(I/O)模組704可包括滑鼠、小鍵盤、觸控螢幕、掃描器、光學閱讀器及/或電筆(或其他(多個)輸入裝置)，電子裝置700的使用者可通過它們向電子裝置700提供輸入，且亦可包括用於提供音訊輸出的揚聲器及用於提供文本、視聽及/或圖形化輸出的視訊顯示裝置中的一或多個。

示例記憶體706可包括電腦可讀取儲存媒體，例如，揮發性記憶體裝置、非揮發性記憶體裝置或兩者。記憶體706可包括一或多個唯讀記憶體裝置、隨機存取記憶體裝置、緩衝記憶體裝置或這些和其他類型的記憶體裝置的組合。在一些情況下，記憶體的一或多個組件可與電子裝置700的另一組件集成或以其他方式關聯。記憶體706可儲存可由處理器702執行的指令。在一些實施中，記憶體706可儲存用於操作系統712和應用程式714的指令。記憶體706亦可儲存資料庫716。

示例電源單元708向電子裝置700的其他組件提供電源。例如，其他組件可基於由電源單元708通過電壓匯流排或其他連接提供的電力來操作。在一些實施方式中，電源單元708包括電池或電池系統，例如，可充電式電池。在一些實施方式中，電源單元708包括適配器(例如，AC適配器)，其接收外部電源訊號(來自外部源)並將外部電源訊號轉換為針對電子裝置700的組件調節的內部電源訊號。電源單元708可包括其他組件或以另一種方式操作。

電子裝置700可經配置以在無線、有線或雲端網路環境(或其組合)中操作。在一些實施方式中，電子裝置700可使用(多個)網路介面710存取網絡。(多個)網路介面710可包括一或多個適配器、數據機、連接器、插座、端子、連接埠、插槽等。電子裝置700存取的無線網路例如可根據無線網路標準或另一類型的無線通訊協商來操作。例如，無線網路可經配置以作為無線局部區域網路(WLAN)、個人區域網路(PAN)、都會區域網路(MAN)或另一類型的無線網路進行操作。WLAN的實例包括配置以根據IEEE開發的一或多個802.11系列標準運行的網路(例如，Wi-Fi網路)和其他網路。PAN的實例包括根據短程通訊標準(例如，BLUETOOTH®、近場通訊(NFC)、ZigBee)、毫米波通訊等運行的網路。電子裝置700存取的有線網路例如可包括乙太網路、SONET、電路交換網路(例如，使用諸如SS7、電纜等的組件)等。

本文所述的多種態樣已經提供具有改善電源控制的匯流排供電的裝置。

本說明書中所述的一些標的和操作可在數位電子電路或電腦軟體、韌體或硬體中實現，包括在本說明書中揭露的結構及其結構等同物，或其中一或多種的組合。本說明書中所述的一些標的可實現為一或多個電腦程式，即電腦程式指令中的一或多個模組，編碼在電腦儲存媒體上用於資料處理設備執行或控制資料處理設備的操作。電腦儲存媒體可以是或可包括在電腦可讀取儲存裝置、電腦可讀取儲存基板、隨機或串列存取記憶體陣列或裝置、或它們中的一或多個的組合中。此外，雖然電腦儲存媒體不是傳播訊號，但電腦儲存媒體可以是編碼在人工生成的傳播訊號中的電腦程式指令的源或指定位置。電腦儲存媒體亦可以是或包含在一或多個單獨的物理組件或媒體(例如，多個CD、磁盤或其他儲存裝置)中。

本說明書中所述的一些操作可實現為由資料處理設備對儲存在一或多個電腦可讀取儲存裝置上的資料或從其他源接收的資料執行的操作。

術語「資料處理設備」涵蓋用於處理資料的所有種類的設備、裝置和機器，包括例如可編程處理器、電腦、系統單晶片或上述的多個或組合。該設備可包括專用邏輯電路，例如FPGA(場域可程式閘陣列)或ASIC(特殊應用積體電路)。除了硬體之外，該設備亦可包括對於有問題的電腦程式創建執行環境的程式碼，例如，構成處理器韌體、協商堆疊、資料庫管理系統、操作系統、跨平台執行時間環境、虛擬機或其一或多個的組合的程式碼。

電腦程式(也稱為程式、軟體、軟體應用程式、程式腳本或程式碼)可用任何形式的可編程語言編寫，包括編譯或解釋語言、聲明性或程序性語言，且其可以任何形式部署，包括作為獨立程式或作為模組、組件、副程式、物件或適合在計算環境中使用的其他單元。電腦程式可以但不一定對應於文件系統中的文件。程式可儲存在包含其他程式或資料的文件的一部分(例如，儲存在標記語言檔案文件中的一或多個程式腳本)、專屬於該程式的單個文件或多個座標文件(例如，儲存一或多個模組、子程式或部分程式碼的文件)。電腦程式可經部署以在一台電腦上執行或在位於一個站點或分佈在多個站點並藉由通訊網路互連的多台電腦上執行。

本說明書中描述的一些過程和邏輯流程可由一或多個可編程處理器執行一或多個電腦程式以藉由對輸入資料進行操作並生成輸出來執行動作。該過程和邏輯流程亦可由專用邏輯電路執行，且設備亦可實現為專用邏輯電路，例如FPGA(場域可程式閘陣列)或ASIC(特殊應用積體電路)。

雖然本說明書包含許多細節，但這些不應被理解為對所欲請求保護的範圍的限制，而是對特別實例特定之特徵的描述。亦可組合在本說明書中描述的或在單獨實現的上下文中在圖式中顯示的某些特徵。相反地，在單個實現的上下文中描述或顯示的各種特徵亦可單獨地或以任何合適的子組合在多個實施方式中實現。

類似地，雖然在圖式中以特定次序描述操作，但此不應理解為要求以所示的特定次序或順序次序執行所述操作，或者執行所有圖示的操作，以達到所期望的結果。在某些情況下，多任務處理和並行處理可能是有利的。此外，上述實施方式中多種系統組件的分離不應理解為在所有實施方式中都需要所述分離，且應當理解，所描述的程式組件和系統一般可集成在單個產品中或可封裝成多個產品。

已經描述許多實施方式。然而，將理解可進行各種修改。因此，其他實施方式在所附申請專利範圍內。

100、200:裝置 101:匯流排連接器 103:擷取模組 105、213、305:確定模組 107、307、620:控制器模組 210:USB電力輸送(PD)積體電路(IC) 211:配置通道(CC)引腳 300、600:聲音系統 309、640:放大器 310、650:揚聲器通道 400、500:方法 401、403、405、407:步驟 501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511:步驟 630:電源管理系統 660:開關 700:電子裝置 702:處理器 704:輸入/輸出(I/O)模組 706:記憶體 708:電源單元 710:網路介面 712:操作系統 714:應用程式 716:資料庫 800、900:主機系統 801:介面 901:匯流排介面

圖1是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統的匯流排供電的裝置之示例配置的框圖。

圖2是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統的USB供電的裝置之示例配置的框圖。

圖3是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統的匯流排供電的聲音系統之示例配置的框圖。

圖4是示出根據本發明之實施例的由匯流排供電的裝置實施的示例性方法的流程圖。

圖5是示出由圖3和圖6的聲音系統實施的示例性方法的流程圖。

圖6是描繪根據本發明之實施例的連接到主機系統的示例USB供電的聲音系統的圖。

圖7是示出根據本發明之實施方式的示例電子裝置的框圖。

101:匯流排連接器

103:擷取模組

300:聲音系統

305:確定模組

307:控制器模組

309:放大器

310:揚聲器通道

900:主機系統

901:匯流排介面

Claims (27)

1. 一種匯流排供電的聲音系統，其包括： 放大器； 匯流排連接器，其用於連接到主機系統的介面以對前述放大器提供電力； 擷取模組，其經配置以獲取前述主機系統的前述介面的類型及前述主機系統的可用功率； 確定模組，其經配置以與前述擷取模組進行通訊，且基於前述介面的前述類型及前述主機系統的前述可用功率確定從前述主機系統要被分配到前述放大器的功率位準；及 控制器模組，其經配置以與前述確定模組通訊，並將所確定的前述功率位準分配到前述聲音系統的一或多個通道。
2. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，所確定的前述功率位準隨著取決於其類型的前述主機系統的前述介面的最大電流的增加而增加。
3. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，前述確定模組進一步經配置以基於前述放大器的需求確定從前述主機系統要被分配到前述放大器的前述功率位準。
4. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其進一步包括： 與前述放大器串聯的開關， 其中，前述開關經配置以在確定從前述主機系統要被分配到前述放大器的前述功率位準之後開啟。
5. 如請求項4所述之匯流排供電的聲音系統，其中，前述開關包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。
6. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，所確定的前述功率位準小於前述主機系統的前述可用功率的一半。
7. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，所確定的前述功率位準平均地分配到前述聲音系統的前述一或多個通道中的每一個通道。
8. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，前述匯流排連接器包括配置通道(CC)引腳，其經配置以獲取前述主機系統的前述介面的前述類型及前述主機系統的前述可用功率，由此前述配置通道(CC)引腳作為前述擷取模組。
9. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其進一步包括： 電源管理系統， 其中，前述控制器模組經配置以通過前述電源管理系統將所確定的前述功率位準分配到前述聲音系統的前述一或多個通道，其中，前述電源管理系統經配置以根據所確定的前述功率位準調整前述放大器的放大率。
10. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，前述匯流排連接器包括通用串列匯流排(USB)連接器。
11. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，前述主機系統包括個人電腦、膝上型電腦、USB電力輸送(PD)電源適配器或USB PD電池行動電源中的至少一種。
12. 如請求項1所述之匯流排供電的聲音系統，其中，前述控制器模組包括微控制器或藍牙系統單晶片(SoC)。
13. 一種匯流排供電的裝置，其包括： 匯流排連接器，其用於連接到主機系統的介面以對前述裝置提供電力； 擷取模組，其經配置以獲取可供前述裝置使用的前述主機系統的前述介面的類型及前述主機系統的功率； 確定模組，其經配置以基於可供前述裝置使用的前述介面的前述類型及前述主機系統的前述功率確定從前述主機系統要被分配到前述裝置的功率位準；及 控制器模組，其經配置以與前述確定模組通訊，並將所確定的前述功率位準分配到前述裝置。
14. 如請求項13所述之匯流排供電的裝置，其中，前述匯流排連接器包括通用串列匯流排(USB)連接器。
15. 一種通用串列匯流排(USB)供電的裝置，其包括： 通用串列匯流排(USB)電力輸送(PD)積體電路(IC)介面，其用於連接到主機系統的介面以對前述裝置提供電力，前述USB PD IC介面包括： 配置通道(CC)引腳，其經配置以獲取可供前述裝置使用的前述主機系統的前述介面的類型及前述主機系統的功率；及 確定模組，其經配置以基於可供前述裝置使用的前述介面的前述類型及前述主機系統的前述功率確定從前述主機系統要被分配到前述裝置的功率位準；及 控制器模組，其經配置以與前述USB PD IC介面通訊，並將所確定的前述功率位準分配到前述裝置。
16. 一種由匯流排供電的聲音系統實施的方法，其包括以下步驟： 將前述聲音系統的匯流排連接器連接到主機系統的介面； 獲取指示前述主機系統的前述介面的類型之資訊及指示前述主機系統的可用功率之資訊； 基於指示前述主機系統的前述介面的前述類型之前述資訊及指示前述主機系統的前述可用功率之前述資訊，確定從前述主機系統要被分配到前述聲音系統的功率位準；及 將所確定的前述功率位準分配到前述聲音系統的一或多個通道。
17. 如請求項16所述之方法，其中，所確定的前述功率位準隨著取決於其類型的前述主機系統的前述介面的最大電流的增加而增加。
18. 如請求項16所述之方法，其中，所確定的前述功率位準根據階梯式設定檔增加。
19. 如請求項16所述之方法，其中，確定從前述主機系統要被分配到前述聲音系統的前述功率位準的步驟包括基於前述聲音系統的需求確定前述功率位準。
20. 如請求項16所述之方法，其進一步包括以下步驟： 在確定從前述主機系統要被分配到前述聲音系統的前述功率位準之後開啟開關，以便關閉電壓匯流排電路來將所確定的前述功率位準分配到前述聲音系統。
21. 如請求項20所述之方法，其中，前述開關包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。
22. 如請求項16所述之方法，其中，所確定的前述功率位準小於前述主機系統的前述可用功率的一半。
23. 如請求項16所述之方法，其中，所確定的前述功率位準平均地分配到前述聲音系統的前述一或多個通道中的每一個通道。
24. 如請求項23所述之方法，其中，平均地分配的前述功率位準包括整數或整數加整數的一半。
25. 如請求項18所述之方法，其中，確定從前述主機系統要被分配到前述聲音系統的前述功率位準的步驟包括：在獲取指示前述主機系統的前述介面的前述類型之前述資訊及指示前述主機系統的前述可用功率之前述資訊的步驟無法獲取任何一前述資訊時，將前述功率位準確定為預定功率位準。
26. 如請求項25所述之方法，其中，前述預定功率位準等於根據所確定的前述功率位準的前述階梯式設定檔的最低功率位準。
27. 如請求項16所述之方法，其中，前述匯流排連接器包括通用串列匯流排(USB)連接器。

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