Зарядное устройство

Авторы патента:


Зарядное устройство
Зарядное устройство
Зарядное устройство
Зарядное устройство
Зарядное устройство
Зарядное устройство
Зарядное устройство

 


Владельцы патента RU 2400904:

СОНИ ЭРИКССОН МОБАЙЛ КОММЬЮНИКЕЙШНЗ АБ (SE)

Изобретение относится к зарядке портативного устройства связи, например мобильных терминалов. Устройство содержит первый разъем, конфигурированный для подключения портативного устройства, и второй разъем, конфигурированный для подключения к источнику питания. Устройство может также содержать электрическую схему, конфигурированную для обеспечения портативного устройства первым зарядным током с помощью первого разъема, когда второй разъем подключен к адаптеру питания, соединенному с розеткой питания, и для обеспечения портативного устройства вторым зарядным током с помощью первого разъема, когда второй разъем подключен к порту универсальной последовательной шины хост-устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к портативным устройствам, а конкретнее к зарядке портативного устройства.

Предшествующий уровень техники

Устройства связи, такие как мобильные терминалы, становятся все более важными в повседневной жизни. Например, устройства связи обычно используются на работе и дома для совершения и приема телефонных звонков, для отправки и получения текстовых сообщений, для просмотра Интернета и т.п. В результате, большое значение имеет поддержание этих устройств в заряженном и доступном для использования состоянии.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с первым аспектом, предложен кабель для зарядки устройства. Кабель включает в себя первый разъем, сконфигурированный для подключения к порту универсальной последовательной шины (USB) хост-устройства или адаптера питания, подключенного к розетке питания, причем первый разъем содержит множество контактов, при этом первый контакт сконфигурирован для приема энергии из USB-порта хост-устройства или адаптера питания. Кабель также включает в себя устройство, разрешающее зарядку, соединенное с первым разъемом, причем устройство, разрешающее зарядку, содержит, по меньшей мере, один транзистор, соединенный с первым контактом первого разъема, при этом устройство, разрешающее зарядку, сконфигурировано для разрешения зарядки устройства, основываясь на приложенном напряжении между первым контактом разъема и информационным контактом первого разъема. Кабель дополнительно включает в себя второй разъем, соединенный с устройством, разрешающим зарядку, и сконфигурированный для обеспечения устройства энергией с помощью устройства, разрешающего зарядку.

Кроме того, устройство, разрешающее зарядку, может дополнительно содержать первый резистор, соединенный с первым контактом, и второй резистор, соединенный с первым резистором и информационным контактом первого разъема.

Кроме того, транзистор может быть соединен с первым и вторым резисторами, и устройство, разрешающее зарядку, может быть сконфигурировано для обеспечения устройства первым зарядным током, когда первый разъем принимает энергию из адаптера питания.

Кроме того, кабель может дополнительно содержать ограничитель тока, подключенный параллельно с транзистором и сконфигурированный для обеспечения устройства вторым зарядным током, когда первый разъем принимает энергию из USB-порта, причем второй зарядный ток меньше, чем первый зарядный ток.

Кроме того, второй резистор может быть подключен между затвором транзистора и информационным контактом первого разъема, причем транзистор сконфигурирован, чтобы закрываться, когда на первом затворе транзистора присутствует, по меньшей мере, первое напряжение.

Кроме того, первое напряжение может присутствовать, когда первый разъем принимает энергию из адаптера.

Кроме того, кабель может дополнительно содержать третий резистор, соединенный между контактом заземления первого разъема и вторым информационным контактом первого разъема.

Кроме того, первый резистор может иметь номинальное значение примерно 2700 Ом и второй резистор может иметь номинальное значение примерно 4700 Ом.

Кроме того, устройство, разрешающее зарядку, может дополнительно содержать первый резистор, соединенный с первым контактом, и стабилитрон, соединенный с первым резистором и информационным контактом первого разъема.

Кроме того, первый разъем может содержать вилочную часть разъема USB типа A, которая состыковывается с USB-портом хост-устройства или адаптера питания и второй разъем может быть сконфигурирован для стыковки с разъемом USB типа B устройства.

В соответствии с другим аспектом предложено устройство. Устройство включает в себя первый разъем, сконфигурированный для подключения к портативному устройству, и второй разъем, сконфигурированный для подключения к USB-порту хост-устройства или адаптера питания, соединенного с розеткой питания, где первый контакт второго разъема сконфигурирован для приема энергии из USB-порта хост-устройства или адаптера питания. Устройство также включает в себя электрическую схему, соединенную с первым контактом второго разъема. Электрическая схема сконфигурирована для обеспечения портативного устройства первым зарядным током с помощью первого разъема, когда второй разъем подключен к адаптеру питания, и обеспечения портативного устройства вторым зарядным током с помощью первого разъема, когда второй разъем подключен к USB-порту хост-устройства, причем второй зарядный ток меньше, чем первый зарядный ток.

Кроме того, электрическая схема может содержать первый резистор, соединенный с первым контактом второго разъема, и, по меньшей мере, один, либо второй резистор, либо стабилитрон, соединенный с первым резистором и со вторым контактом второго разъема.

Кроме того, по меньшей мере, один из второго резистора либо стабилитрона может содержать второй резистор.

Кроме того, первый резистор может иметь значение около 2700 ОМ и второй резистор может иметь значение около 4700 Ом.

Кроме того, электрическая схема может дополнительно содержать переключатель, соединенный с первым резистором, и по меньшей мере, одним из, либо со вторым резистором, либо со стабилитроном, причем переключатель сконфигурирован, чтобы закрываться, когда напряжение, поданное на переключатель, превышает пороговое значение.

Кроме того, переключатель может содержать транзистор, причем транзистор сконфигурирован, чтобы закрываться, когда напряжение, поданное на затвор транзистора, превышает пороговое значение, при этом ток поступает от первого контакта второго разъема через закрытый транзистор в портативное устройство.

Кроме того, первый контакт второго разъема может соответствовать контакту входного напряжения и второй контакт второго разъема может соответствовать первому информационному контакту. Устройство может дополнительно содержать третий резистор, подключенный между контактом заземления и вторым информационным контактом второго разъема.

Кроме того, по меньшей мере, один из, либо второй резистор, либо стабилитрон, может содержать стабилитрон, имеющий уровень около 3 В.

Кроме того, первый разъем может быть сконфигурирован для стыковки с разъемом USB типа B портативного устройства и второй разъем может содержать вилочную часть разъема USB типа A, которая стыкуется с USB-портом хост-устройства или адаптера питания. Кроме того, электрическая схема может быть включена в печатную плату.

В соответствии с еще одним аспектом, предложена система. Система включает в себя средство для подключения системы к одному из множества источников энергии, причем первый один из множества источников энергии содержит USB хост-устройство и второй один из множества источников содержит адаптер питания, соединенный с розеткой питания.

Система также включает в себя средство для подачи первого тока из USB хост-устройства, когда средство для подключения подключено к USB хост-устройству. Система дополнительно включает в себя средство для подачи второго зарядного тока из адаптера питания, в то время, как система подключена к адаптеру питания, причем второй ток больше, чем первый ток.

Кроме того, средство для подключения не включает в себя USB трансивер.

В соответствии с еще одним аспектом, предложено устройство. Устройство содержит разъем, сконфигурированный для подключения к USB-порту хост-устройства или адаптеру питания, соединенному с розеткой питания, при этом первый контакт разъема сконфигурирован для приема энергии из USB-порта хост-устройства или адаптера питания. Устройство также включает в себя электрическую схему, соединенную с первым контактом разъема. Электрическая схема сконфигурирована для обеспечения устройства первым зарядным током, когда разъем подключен к адаптеру питания, и для обеспечения устройства вторым зарядным током, когда разъем подключен к USB-порту хост-устройства, причем второй зарядный ток меньше, чем первый зарядный ток.

Кроме того, устройство может содержать мобильный терминал.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой схему одного варианта выполнения устройства связи;

Фиг.2 представляет собой структурную схему устройства, используемого для зарядки устройства связи, изображенного на Фиг.1;

Фиг.3A и 3B представляют собой структурные схемы подключения, в которых устройство с Фиг.2 может быть использовано для зарядки устройства связи с Фиг.1;

Фиг.4 и 5 изображают блок схемы вариантов способа, касающегося зарядки устройства связи на Фиг.1; и

Фиг.6 представляет собой структурную схему устройства, используемого для зарядки устройства связи с Фиг.1 в соответствии с другим вариантом выполнения.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Следующее подробное описание изобретения ссылается на прилагаемые чертежи. Одни и те же ссылочные номера на разных чертежах определяют те же или схожие элементы. Нижеследующее подробное описание не ограничивает изобретение. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения и эквивалентами.

Вариант выполнения системы

На Фиг.1 представлена схема устройства 100 связи, которое может быть использовано в сочетании с системами и способами, раскрытыми в данном описании. Устройство 100 связи может представлять собой мобильный терминал. Используемый термин «мобильный терминал» может включать в себя сотовый радиотелефон с или без многострочного дисплея; терминал Персональной системы связи (Personal Communications System - PCS), который может сочетать сотовый радиотелефон с возможностями обработки данных, факсимиле и передачи данных; персональный цифровой помощник (personal digital assistant - PDA), который может включать в себя радиотелефон, пейджер, доступ к Интернету/Интранету, Web-браузер, органайзер, календарь и/или приемник системы глобальной навигации (global positioning system - GPS); и стандартный компактный портативный компьютер и/или карманный приемник или другое приспособление, которое включает в себя радиотелефонный трансивер. Мобильными терминалами могут также называться устройства «всепроникающей вычислительной техники».

Согласно Фиг.1 устройство 100 связи может включать в себя корпус 110, динамик 120, дисплей 130, кнопки управления 140, кнопочную панель 150, микрофон 160 и разъем 170. Корпус 110 может защищать компоненты устройства 100 связи от посторонних элементов. Динамик 120 может предоставлять пользователю устройства 100 связи акустическую информацию.

Дисплей 130 может предоставлять пользователю визуальную информацию. Например, дисплей 130 может предоставлять информацию относительно входящих и исходящих телефонных звонков и/или входящих и исходящих сообщений электронной почты (e-mail), мгновенных сообщений, сообщений службы коротких сообщений (SMS), и т.п. Кнопки управления 140 могут позволять пользователю взаимодействовать с устройством 100 связи для того, чтобы устройство 100 связи выполняло одно или более действий, таких как телефонный звонок, проигрывание различных мультимедиа и т.п. Например, кнопки 240 управления могут включать в себя кнопку циферблата, кнопку отключения вызова, кнопку включения и т.п. Кнопочная панель 150 может включать в себя стандартную телефонную кнопочную панель. Микрофон 160 может принимать акустическую информацию от пользователя.

Разъем 170 может быть разъемом или интерфейсом для зарядки устройства 100 связи. В описываемом варианте выполнения разъем 170 может быть доступен с внешней стороны устройства 100 связи. В одном исполнении разъем 170 может быть стандартным разъемом USB типа B. В других вариантах выполнения разъем 170 может быть специализированным разъемом, соответствующим отдельному устройству 100 связи. Разъем 170 показан на передней части устройства 100 связи. В других вариантах выполнения разъем 170 может быть расположен с нижней стороны устройства 100 связи, с обратной стороны устройства 100 связи, на любой из сторон устройства 100 связи, или в любом другом участке устройства 100 связи.

В некоторых вариантах выполнения устройство 100 связи может быть устройством, которое не включает в себя USB трансивер. В этом случае кабель и/или электрическая схема могут быть использованы для зарядки устройства 100 связи без использования USB трансивера, как описано ниже. Кабель в этом случае может подключаться к зарядному порту устройства 100 связи, в качестве альтернативы к порту USB трансивера.

Аспекты изобретения раскрыты в данном описании в контексте зарядки и/или питания энергией портативного устройства, такого как устройство 100 связи. Следует понимать, что системы и способы, описанные здесь, могут также воплощаться в других устройствах, которые могут требовать зарядки, таких как персональный компьютер (PC), переносной ПК компьютер, PDA, устройство проигрывания мультимедиа (например, MPEG проигрыватель технологии сжатия звука 3 (MP3), устройство проигрывания видеоигр) и т.п., которые не включают в себя различные функциональные возможности связи для сообщения с другими устройствами.

На Фиг.2 представлена структурная схема устройства 100 связи, соединенного с источником энергии для питания и/или зарядки устройства 100 связи в соответствии с вариантом выполнения. Согласно Фиг.2 разъем 170 устройства 100 связи может быть соединен с электрической схемой и кабелем 210. Кабель 210 может также быть соединен с источником 220 энергии.

В варианте выполнения кабель 210 может включать в себя электрическую схему для детектирования, подключен ли кабель 210 к питающему USB хост-устройству или подключен ли кабель 210 к другим источникам энергии, таким как настенная розетка с помощью, например, устройства адаптера питания. То есть кабель 210 может включать в себя электронную схему, которая детектирует, является ли источник 220 энергии питающим USB хост-устройством или другим источником энергии, таким как адаптер питания для настенной розетки, который может быть соединен с кабелем 210. На основании конкретного типа источника 220 энергии кабель 210 для устройства 100 связи может обеспечивать первый зарядный ток (например, 100 миллиампер или менее) или второй зарядный ток (например, до 1,8 ампер или более). В любом случае устройство 100 связи может принимать достаточную энергию для зарядки и/или работы, как детально описано ниже. Кроме того, в вариантах выполнения, в которых устройство 100 связи не включает в себя USB трансивер, один конец кабеля 210 может подключаться к зарядному порту устройства 100 связи, и другой конец кабеля 210 может подключаться к USB-порту USB хост-устройства или устройству адаптера, которое включается в розетку питания. В этих случаях кабель 210 гарантирует, что устройство 100 связи больше не потребляет ток из USB хост-устройства, что позволяет заряжаться из USB хост-устройства или потреблять более высокий зарядный ток из устройства адаптера питания.

Источник 220 энергии, как описано выше, может представлять собой источник энергии, от которого может питаться или заряжаться устройство 100 связи. В описываемом варианте выполнения, источник 220 энергии может представлять собой хост-устройство, такое как портативный компьютер, персональный компьютер или какое-нибудь другое устройство, которое может выступать как концентратор для периферийного устройства, такого как устройство 100 связи. То есть источник 220 энергии может представлять собой хост-устройство, через которое может заряжаться устройство 100 связи.

В другом варианте выполнения источник энергии 220 может быть связан со стандартным энергообеспечением здания, которое подается с помощью разъема или розетки, которая соединяется, например, с настенной розеткой. В этом случае адаптер питания, такой как адаптер, преобразующий переменный ток (AC) в постоянный (DC), может вставляться в настенную розетку и преобразовывать энергию переменного тока в энергию постоянного тока. Адаптер AC/DC может также включать в себя разъем для приема одного конца кабеля 210, чтобы позволить устройству 100 связи производить зарядку. В этом варианте выполнения для наглядности AC/DC адаптер может рассматриваться как часть источника 220 энергии. В каждом случае кабель 210 гарантирует устройству связи возможность потребления необходимого зарядного тока, как подробно описано ниже.

На Фиг.3A показана схема кабеля 210, соединенного с разъемом 170 и хост-устройством 310 (также соотносится здесь с концентратором 310), в соответствии с первым вариантом выполнения. Предположим, что хост-устройство 310 представляет собой силовое устройство, которое действует как источник энергии (например, источник энергии 220) для зарядки и/или снабжения энергией устройства 100 связи. Концентратор 310 может представлять собой портативный компьютер, концентратор USB или другое устройство, от которого устройство 100 связи может принимать энергию и/или заряжаться. В отдельных случаях устройство 100 связи может подключаться к концентратору 310 с помощью кабеля USB типа, который содержит электрическую схему, чтобы гарантировать подходящий зарядный ток, поступающий в устройство 100 связи, как подробно описано ниже. На Фиг.3A элементы, показанные в прямоугольнике, обозначенном точками, соответствуют компонентам, которые содержатся в кабеле 210. В других вариантах осуществления, один или более таких компонентов могут быть расположены с внешней стороны относительно кабеля 210. Кабель 210 может включать в себя разъем 320 и электрическую схему 330. Разъем 320 может включать в себя, например, вилочную часть разъема USB типа A, например четыре контакта. В качестве альтернативы, разъем 320 может включать в себя специализированный кабель, соответствующий отдельно взятому концентратору 310 и/или устройству 100 связи. На Фиг.3A контакт 322 V-шины может соответствовать контакту для приема входного напряжения из концентратора 310, контакт заземления (GND) 324 может соответствовать контакту заземления, контакт D+ 326 может соответствовать контакту данных на мобильную станцию (DTMS) (например, выдаче данных) и контакт D- 328 может соответствовать контакту данных из мобильной станции (DFMS) (например, вводу данных).

Резистор R1 на Фиг.3A может быть подключен между контактом заземления 324 и контактом D+ 326 разъема 320. В описываемом варианте выполнения, резистор R1 может иметь номинальное значение 50 Ом. Резистор R1 может быть использован, например, для защиты устройства 100 связи от закорачивания на выходе. Электрическая схема 330 выступает как устройство, разрешающее зарядку для обеспечения необходимого зарядного тока в устройство 100 связи, исходя из особых обстоятельств. Электрическая схема 330 может включать в себя ограничитель 332 тока и транзистор (например, полевой транзистор (FET)) 334, параллельно подключенный к ограничителю 332 тока. Ограничитель 332 тока может ограничивать ток, идущий из концентратора 310 и проходящий через ограничитель 332 тока приблизительно около 100 миллиампер (мА). В других отдельных случаях ток, идущий через ограничитель 332 тока, может быть ограничен другими значениями, например 2,5 мА, 500 микроампер (мкА) и т.п., исходя из особых обстоятельств и отдельного хост-устройства 310. Ограничитель 332 тока может включать в себя один или более резисторов, предназначенных для ограничения тока до желаемой величины. В качестве альтернативы, ограничитель 332 тока может включать в себя другие стандартные компоненты, используемые для ограничения тока до желаемой величины. В иных исполнениях ограничитель 332 тока может не присутствовать в электрической схеме 330.

Транзистор 334 может быть использован для обеспечения подачи энергии от концентратора 310, которая проходит через ограничитель 332 тока, как детально описано ниже. То есть транзистор 334 может выступать как переключатель, который может быть закрыт, чтобы обеспечить подачу энергии из источника 220 энергии так, что ограничитель 332 тока может быть шунтирован, как детально описано ниже. Транзистор 334 изображен на Фиг.3A как FET. Следует понимать, что другие типы транзисторов, такие как биполярные плоскостные транзисторы (например, транзисторы p-n-p типа, транзисторы n-p-n типа, составные транзисторы с общими коллекторами и т.п.), или транзисторы других типов или переключающие устройства могут быть использованы в качестве транзистора 334.

Электрическая схема 330 может также включать в себя два резистора, обозначенные как R2 и R3 на Фиг.3A. Резисторы R2 и R3 могут быть подключены от контакта 322 V-шины разъема 320 к D-контакту 328 разъема 320. В описываемом варианте выполнения, резисторы R2 и R3 могут иметь номинальные значения 2700 Ом и 4700 Ом соответственно. Эти значения для резисторов R2 и R3 могут меняться в зависимости от их номинальных значений примерно на 5% плюс-минус. Следует понимать, что в других исполнениях резисторы R2 и R3 могут иметь другие номинальные значения, исходя из особых обстоятельств, так что резисторы R2 и R3 способствуют подаче желаемого напряжения на транзистор 334. Кроме того, в альтернативном варианте, стабилитрон, имеющий уровень, например, 3 В, может быть использован вместо резистора R3.

Хост 310 может включать в себя резисторы R4 и R5. Обычно, номинальные значения резисторов R4 и R5 могут меняться от 14000 Ом до 24000 Ом. Резисторы R4 и R5 могут подключаться к контакту 326 D+ и контакту 328 D- соответственно. Резисторы R4 и R5 также подключены к заземлению, как изображено на Фиг.3A. Резисторы R4 и R5 могут выступать как согласующие резисторы для ограничения напряжения на контакте 326 D+ и контакте 328 D-.

Кабель 210 может также включать в себя разъем (не показан), который подключает кабель 210 к устройству 100 связи с помощью разъема 170. Как описано выше, разъем 170 может являться разъемом USB типа B. В этом случае разъем 170 может включать в себя контакт заземления (GND) 172, контакт D+ 174, контакт D- 176 и контакт 178 входа/выхода постоянного тока (DCIO). Кабель 210 может включать в себя соответственный разъем (например, разъем USB), который состыковывается с разъемом USB типа B 170 устройства 100 связи. В других случаях кабель 210 может включать в себя специализированный кабель, который состыковывается с разъемом 170 устройства 100 связи.

Кабель 210 может функционировать для обеспечения подачи энергии в устройство 100 связи, как детально описано ниже. В варианте выполнения, изображенном на Фиг.3A, источник 220 энергии может соответствовать хост-устройству 310 (например, хост-устройство 310 может являться заряжаемым устройством с аккумулятором, который может подавать энергию в устройство 100 связи) или источник 220 энергии может подавать энергию в хост-устройство 310, которое может включать в себя USB-порт. В любом случае энергия может подаваться из хост-устройства 310 для зарядки и/или функционирования устройства 100 связи. В других исполнениях кабель 210 может быть использован для снабжения энергией устройства 100 связи от других источников энергии.

Например, на Фиг.3B показан вариант выполнения, в котором источник 220 энергии представляет собой устройство концентратора не USB типа. В этом исполнении, источник 220 энергии может подавать энергию от, например, стандартной настенной розетки. В отдельных случаях источник 220 энергии может быть соединен с кабелем 210 с помощью адаптера, такого как адаптер 340, изображенный на Фиг.3B. В этом случае адаптер 340 может представлять собой устройство, сконфигурированное для принятия вилочного разъема USB типа A (например, разъема 320) и вставки в розетку питания (например, в настенную розетку). Адаптер 340 может преобразовывать подаваемый переменный ток (AC) с помощью стандартной розетки питания в постоянный ток (DC), который может быть использован для зарядки устройства 100 связи. То есть адаптер 340 может являться AC/DC адаптером. Такие адаптеры являются стандартными и в дальнейшем описываться не будут. Другие элементы на Фиг.3B являются такими же или похожими с элементами, описанными выше, в отношении Фиг.3A. На Фиг.3B, тем не менее, присутствуют несогласующие выходные резисторы, такие как R4 и R5, связанные с силовым концентратором 310. В этом исполнении контакт 326 D+ и контакт 328 D- разъема 320 могут быть эффективно замкнуты или замкнуты накоротко, когда разъем 320 подключен к адаптеру 340. Например, эти контакты в адаптере 340, которые соответствуют контакту 326 D+ и контакту 328 D- разъема 320, могут быть закорочены вместе, эффективно закорачивая контакт 326 D+ и контакт 328 D- разъема 320.

Вариант выполнения, изображенный на Фиг.3B, может быть особо полезным для зарядки устройства 100 связи, когда устройство концентратора не USB типа является доступным для зарядки устройства 100 связи. В дополнение, в этом исполнении, кабель 210 может быть использован в сочетании с устройством 100 связи, которое не включает в себя USB трансивер. В любом случае кабель 210 может обеспечивать доступ энергии от источника 220 энергии без использования специализированных разъемов. То есть стандартные разъемы могут быть использованы для подключения кабеля 210 к адаптеру 340/источнику 220 энергии и устройству 100 связи.

На Фиг.4 показана блок-схема последовательности операций обработки, связанной с зарядкой устройства 100 связи, согласно схеме, представленной на Фиг.3A. Обработка может начинаться, когда пользователь пожелает зарядить или подать энергию на устройство 100 связи от концентратора 310. Как описано выше, концентратором 310 может являться портативный компьютер, персональный компьютер или другое устройство, которое имеет USB-порт. Пользователь может подключить один конец кабеля 210 в USB-порт концентратора 310 и другой конец кабеля 210 в разъем 170 устройства 100 связи (шаг 410). Как описано выше, предположим, что концентратор 310 включает в себя согласующие выходные резисторы R4 и R5, которые соединены с контактом 326 D+ и контактом 328 D- разъема 320. Далее предположим, что максимально допустимое напряжение на контакте 326 D+ и контакте 328 D- составляет примерно 3,6 В. В этом случае подключение контакта 326 D+ и/или контакта 328 D- напрямую к контакту 322 V-шины разъема 320 приведет к тому, что напряжения на этих контактах превысят свой максимальный уровень.

Электрическая схема 330, как описано выше, включает в себя нагрузочные резисторы R2 и R3, которые последовательно подключены к контакту 328 D- разъема 320. Поэтому, когда напряжение подается к контакту 322 V-шины от концентратора 310, напряжение на затворе транзистора 334 является недостаточным для того, чтобы позволить току пройти через транзистор 334. Поэтому, когда хост-устройство 310 запитано, ток от хост-устройства 310 протекает через ограничитель 332 тока и подается на контакт 178 DCIO разъема 170 (шаг 420). Контакт 178 DCIO может быть сконфигурирован для приема энергии для зарядки устройства 100 связи. Устройство 100 связи затем может быть снабжено энергией и/или заряжено с помощью хост-устройства 310 (шаг 430). В этой последовательности действий зарядный ток может быть ограничен отдельным ограничителем 332 тока. Например, как описано выше, ограничитель 332 тока может ограничивать зарядный ток до 100 миллиампер. Этот относительно низкий зарядный ток может быть достаточным для различных последовательностей действий, в которых количество времени, связанного с зарядкой устройства 100 связи, не является критичным. В других исполнениях ограничитель 332 тока может ограничивать ток в различных значениях, таких как 2,5 миллиампер, 500 мкА, и т.п., исходя из отдельного хост-устройства 310 и особых обстоятельств.

В дополнение, как описано выше, в некоторых исполнениях ограничитель 332 тока может быть не включен в схему 330. В этих случаях ток, поступающий в устройство 100 связи, может быть ограничен исходя из отдельно взятого тока, подаваемого из хост-устройства 310. В случаях, когда устройство 100 связи не включает в себя порт трансивера, кабель 210 может выступать как ограничитель зарядного тока до необходимой величины (например, 100 миллиампер). То есть кабель 210 служит для того, чтобы устройство 100 связи не потребляло ток из хост-устройства 310 больше, чем допустимо, во время подключения к устройствам USB концентраторов.

На Фиг.5 представлена блок-схема алгоритма способа обработки, связанная с зарядкой устройства 100 связи в последовательности действий, изображенной на Фиг.3B. Обработка может начинаться, когда пользователь пожелает зарядить устройство связи, из устройства концентратора не USB типа, такого как настенная розетка. В этом случае адаптер 340, который включает в себя AC/DC преобразователь, который вставляется в настенную розетку, может быть использован для облегчения зарядки. Например, как описано выше, адаптер 340 может вставляться в настенную розетку и может также включать в себя разъем, который вмещает в себя, например, вилочную часть разъема USB типа A. В этой последовательности действий, предположим, что один конец кабеля 210 (например, разъем 320) содержит вилочную часть разъема USB типа A. Таким образом пользователь может подключить разъем USB типа A к адаптеру 340, который затем вставляется в стандартную розетку (например, настенную розетку) (шаг 510). Пользователь может также подключить другой конец кабеля 210 к разъему 170 устройства 100 связи (шаг 510). Как описано выше, разъемом 170 может быть USB-порт трансивера или зарядный порт на устройстве 100 связи.

Согласно Фиг.3B адаптер 340 и/или источник 220 энергии не включает в себя согласующих резисторов. То есть, если источник 220 энергии представляет собой не стандартную настенную розетку и не устройства USB концентратора, согласующие резисторы не включены в эту последовательность действий. В типовом исполнении контакты D+ и D- в гнездовой части разъема USB включены в адаптер 340 и могут быть закорочены. В результате, контакт 326 D+ и контакт 328 D- разъема 320 могут быть эффективно закорочены, когда разъем 320 подключен к адаптеру 340. В типовом исполнении, когда кабель 210 подключен к источнику 220 энергии с помощью адаптера 340, напряжение может подаваться на контакт 322 V-шины разъема 320.

Когда напряжение подается от источника 220 энергии на контакт 322 V-шины с помощью адаптера 340, напряжение на затворе транзистора 334 может быть примерно 1,75 В. Это напряжение, вместе с напряжением, приложенным к истоку транзистора 334 с помощью контакта 332 V-шины, может быть достаточным для того, чтобы позволить току пройти через транзистор 334, обходя таким образом ограничитель 332 тока (шаг 520). То есть транзистор 334 может эффективно функционировать как замкнутый переключатель. В результате, энергия, подаваемая на контакт 322 V-шины разъема 320, позволяет току пройти через замкнутый переключатель (например, транзистор 334) в DCIO контакт 178 разъема 170 без ограничения со стороны ограничителя 332 тока.

Как описано ранее, резисторы R2 и R3 могут иметь номинальные значения примерно 2700 Ом и 4700 Ом соответственно. В этой последовательности наличие резисторов, имеющих эти номинальные значения, позволяет кабелю 210 обеспечивать желаемое напряжение на транзисторе 334 для управления транзистором 334 для обеспечения желаемым зарядным током устройства 100 связи, когда источник 220 энергии представляет собой розетку питания, и для ограничения тока в устройстве 100 связи, когда источник 220 энергии представляет собой хост-устройство (т.е. хост-устройство 310 на Фиг.3A). То есть резисторы R2 и R3 предназначены для того, чтобы обеспечить подходящие напряжения на затворе и/или истоке транзистора 334 для эффективной работы транзистора 334 как открытого или закрытого переключателя. Это позволяет обеспечить подходящий зарядный ток в устройство 100 связи исходя из отдельно взятого источника 220 энергии, используемого для зарядки устройства 100 связи.

В данном варианте выполнения, контакт 178 DCIO устройства 100 связи может принимать около 2,5 ампер зарядного тока, когда кабель 210 подключен к источнику 220 энергии с помощью адаптера 340. В ситуациях, когда устройство 100 связи не включает в себя USB трансивер, зарядный ток (например, 2,5 ампер в этом случае) может быть подан в зарядный порт устройства 100 связи, в отличие от USB трансивера или зарядного тока, который не является частью USB трансивера.

В любом случае устройство 100 связи затем может быть снабжено энергией и/или заряжено от источника 220 энергии, который обходит ограничитель 332 тока (шаг 530). Это может позволить устройству связи зарядиться гораздо быстрее, чем обычно.

Как описано выше, кабель 210 может включать в себя электрическую схему для эффективного различия между подключением к USB концентратору, такому как хост-устройство 310, и источником энергии, таким как розетка питания/настенная розетка. В случае USB концентратора электрическая схема в кабеле 210 обеспечивает подходящий зарядный ток, допускаемый для USB хост-устройства (например, 100 миллиампер). В случае, когда розетка питания/настенная розетка подключена к устройству 100 связи с помощью адаптера 340, электрическая схема в кабеле 210 обеспечивает более высокий зарядный ток (например, до 2,5 ампер или больше) для более быстрой зарядки устройства 100 связи. Отдельно взятый зарядный ток в каждой последовательности действий может зависеть от, например, отдельно взятого государства/энергетических стандартов для разных государств. В каждой последовательности действий подходящий зарядный ток подается в устройство 100 связи.

В вариантах, описанных выше, кабель 210 описан как автономный компонент, который включает в себя электрическую схему (например, электрическая схема 330), чтобы обеспечить подходящий зарядный ток в стандартное устройство 100 связи. В других исполнениях все или некоторые компоненты кабеля 210 могут быть расположены на других устройствах. Например, все или некоторые из компонентов, изображенных как часть схемы, разрешающей зарядку (например, ограничитель 332 тока, транзистор 334, резисторы R1, R2 и R3), могут быть включены в устройство 100 связи. В этом случае стандартный кабель USB типа с вилочной частью разъема USB типа A для подключения к источнику 220 энергии и разъемом для подключения к устройству 100 связи (например, розеточной части разъема USB типа B) может быть использован для подключения устройства 100 связи к источнику 220 энергии. Другими словами, все (или некоторые) элементы электрической схемы могут быть использованы для зарядки устройства 100 связи с помощью хост-устройства 310 или с помощью адаптера 340, который может быть включен в устройство (например, устройство 100 связи) во время зарядки.

В еще одном варианте выполнения, все или некоторые из компонентов, изображенных в кабеле 210, могут быть включены в печатную плату (PCB). Например, на Фиг.6 показан вариант, в котором вся или некоторая часть электронной схемы, описанной выше, может быть включена на PCB. Согласно Фиг.6 разъем 170 устройства 100 связи может подключаться к PCB 610, которая подключается к источнику 220 энергии. В этом исполнении все или некоторые из компонентов изображены как часть электрической схемы 330 (например, ограничитель 332 тока, транзистор 334, резисторы R1, R2 и R3) могут быть включены в PCB 610, в отличие от кабеля 210. В этом исполнении нежелательное сопротивление, связанное с подключением кабеля (например, кабеля 210), может быть понижено и/или исключено с помощью использования PCB 610. То есть относительно короткий кабель может подключать разъем 170 к PCB 610. PCB 610 может затем подключать источник 220 питания, используя, например, вилочную часть разъема USB типа A. В этом случае нежелательное сопротивление, связанное с физической длиной кабеля 210, может быть понижено путем использования PCB 610 для подключения устройства 100 связи к источнику 220 энергии.

Описанные выше варианты выполнения устройства обеспечивают эффективную зарядку с помощью силовых устройств концентраторов и стандартных розеток питания. Это позволяет осуществлять зарядку быстрее при одной последовательности действий, позволяя в то же время заряжаться устройству с помощью устройства концентратора при другой последовательности действий.

В дополнение, описанные варианты выполнения позволяют устройству заряжаться с помощью USB-порта с минимальным риском или без риска подачи чрезмерного тока или перезагрузки USB хост-устройства.

Предпочтительно, чтобы устройство могло также заряжаться с помощью устройства USB концентратора или стандартного адаптера питания, подключенного к розетке питания без необходимости включения в устройства USB-трансивера. Это может значительно снизить затраты, связанные с обеспечением USB-трансивера, USB процессора и/или различных средств памяти, связанных с USB-трансивером.

Описанные выше варианты выполнения изобретения обеспечивают понимание, но не исчерпывают и не ограничивают изобретение в конкретной форме. Модификации и изменения возможны с учетом вышеизложенного или могут быть получены из практики использования изобретения.

Например, аспекты, описанные здесь, уделяют повышенное внимание на использовании соединений USB-типа, которые соединяют портативные устройства, такие как устройство 100 связи, с источником энергии. В других случаях (и как описано выше) разъемы, которые не являются разъемами USB-типа, могут быть использованы для подключения к устройствам связи и/или источникам энергии, которые не включают в себя USB-трансиверы. В дополнение, эти разъемы могут являться стандартными разъемами.

Кроме того, варианты, описанные выше, относятся к конкретной электрической схеме, такой как ограничители тока, резисторы, транзисторы, стабилитроны и т.д., которые имеют частные значения и/или уровни. Следует понимать, что эти компоненты могут иметь другие значения и/или уровни в других вариантах выполнения и/или другие компоненты могут быть использованы в качестве альтернативных для обеспечения аналогичной функциональности.

Дополнительно, в последовательности действий, описанных со ссылкой на Фиг.4 и 5, порядок действий может быть изменен в других исполнениях согласно изобретению. Более того, независимые действия могут выполняться одновременно.

Так же специалистам будут очевидны аспекты изобретения, как описано выше, которые могут быть использованы, например, в компьютерных устройствах, устройствах/системах сотовой связи, способах и/или продуктах компьютерных программ. Соответственно, настоящее изобретение может быть осуществлено в виде аппаратного обеспечения и/или программного обеспечения (включая встроенные программы, резидентные программы, микрокод и т.п.). Кроме того, аспекты изобретения могут принимать форму продукта компьютерной программы на используемом на компьютере или считываемом на компьютере носителе данных, имеющем используемый на компьютере или считываемый на компьютере программный код, осуществленный в носителе для использования совместно или в сочетании с системой выполнения команд. Фактический программируемый код или специализированная аппаратура управления, используемая для воплощения аспектов, не запрещенных принципами изобретения, не ограничивает изобретение. Таким образом, операция и алгоритм аспектов были описаны безотносительно специфического программируемого кода - понятно, что специалист будет способен разработать программное обеспечение и аппаратуру управления для исполнения аспектов, исходя из описания.

Кроме того, некоторые части изобретения могут быть выполнены как «логическая схема», которая имеет одну или более функций. Эта «логическая схема» может включать в себя аппаратное обеспечение, такое как процессор, микропроцессор, специализированная микросхема или программируемая вентильная матрица, программное обеспечение или сочетание аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Следует подчеркнуть, что термин «содержит/содержащий» в описании взятии в формуле используется для обозначения присутствия заявленных характеристик, целых чисел, стадий, компонентов, но не исключает наличие или добавление одной или более характеристик, целых чисел, стадий компонентов или групп из них.

Ни один из элементов, действий или указаний, использованных в описании настоящего изобретения, не следует толковать как критичное или необходимое для изобретения, если оно не описано непосредственно как таковое. Также, использованное здесь единственное число может подразумевать включение не только одного, но и более предметов. Где предусмотрен лишь один предмет, используется термин «один» или что-то подобное. Далее, фраза «основывается на» используется здесь как «основываясь, по меньшей мере, частично на», если ясным образом не указано иное.

Сфера действия изобретения определена формулой изобретения и эквивалентами.

1. Кабель для зарядки устройства, содержащий:
первый разъем, конфигурированный для подключения к порту универсальной последовательной шины (USB) хост-устройства или адаптера питания, соединенного с розеткой питания, причем первый разъем содержит множество контактов, при этом первый контакт конфигурирован для приема энергии из USB-порта хост-устройства или адаптера питания;
устройство, разрешающее зарядку, соединенное с первым разъемом и содержащее, по меньшей мере, один транзистор, соединенный с первым контактом первого разъема, при этом устройство, разрешающее зарядку, конфигурировано для разрешения зарядки устройства, основываясь на приложенном напряжении между первым контактом разъема и информационным контактом первого разъема; и
второй разъем, соединенный с устройством, разрешающим зарядку и конфигурированный для снабжения устройства энергией с помощью устройства, разрешающего зарядку.

2. Кабель по п.1, в котором устройство, разрешающее зарядку, дополнительно содержит:
первый резистор, соединенный с первым контактом; и
второй резистор, соединенный с первым резистором и информационным контактом первого разъема.

3. Кабель по п.2, в котором транзистор соединен с первым и вторым резисторами, причем устройство, разрешающее зарядку, конфигурировано для обеспечения устройства первым зарядным током, когда первый разъем принимает энергию из адаптера питания.

4. Кабель по п.3 дополнительно содержащий:
ограничитель тока, подключенный параллельно с транзистором и конфигурированный для обеспечения устройства вторым зарядным током, когда первый разъем принимает энергию из USB-порта хост-устройства, причем второй зарядный ток меньше, чем первый зарядный ток.

5. Кабель по п.2, в котором второй резистор подключен между затвором транзистора и информационным контактом первого разъема, причем транзистор конфигурирован для закрытия, когда на первом затворе транзистора присутствует, по меньшей мере, первое напряжение.

6. Кабель по п.5, в котором первое напряжение присутствует, когда разъем принимает энергию из адаптера.

7. Кабель по п.2, дополнительно содержащий
третий резистор, подключенный между контактом заземления первого разъема и вторым, информационным контактом первого разъема.

8. Кабель по п.2, в котором первый резистор имеет номинальное значение около 2700 Ом и второй резистор имеет номинальное значение около 4700 Ом.

9. Система, содержащая:
средство для подключения системы к одному из множества источников энергии, причем первый источник из множества источников энергии содержит USB хост-устройство и второй источник из множества источников содержит адаптер питания, соединенный с розеткой питания;
средство для обеспечения первого тока из USB хост-устройства, когда средство для подключения подключено к USB хост-устройству; и средство для обеспечения второго тока из адаптера питания, когда система подключена к адаптеру питания, причем второй ток больше, чем первый ток.

10. Система по п.9, в которой средство для подключения не включает в себя USB-трансивер.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании и эксплуатации автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Изобретение относится к энергоустановкам (ЭУ) на основе батарей солнечных элементов (БСЭ) и накопителей энергии и способам их регулирования. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания транспортных средств. .

Изобретение относится к области космической энергетики, в частности к бортовым системам электропитания космических аппаратов (КА). .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании автономных систем электропитания космических аппаратов. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для измерения параметров литий-ионных аккумуляторных батарей (ЛИАБ) и выравнивания заряда литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) в батарее, и предназначено для эксплуатации ЛИАБ у потребителя, а также в условиях с затрудненным или невозможным доступом для обслуживания.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) автономных объектов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей, а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) автономных объектов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей, а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей

Изобретение относится к электрическим транспортным средствам и способу управления устройством преобразования напряжения

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании источников питания для различной аппаратуры

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности, может быть использовано в преобразователях для систем энергообеспечения транспортных средств

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве источников питания с повышенными электрическими характеристиками, включающих высокочастотные преобразователи постоянного напряжения в постоянное

Изобретение относится к системам резервного энергоснабжения и может быть использовано для бесперебойного электропитания высокостабильными напряжениями постоянного тока 28,5 В и однофазного переменного тока с частотой 50 Гц, 230 В, ответственных потребителей различных объектов (подвижных и стационарных) промышленного и военного назначения
Наверх