电源电压和负载功耗控制

摘要

提供了电子电路和方法的示例。电源适配器耦合至负载设备，使得电源节点和信号节点以及地节点对于电源适配器和负载设备是公用的。所述电源适配器依照在所述信号节点处感测的电压调节，并将电源电压提供至所述负载设备。依照在所述信号节点感测的电压限制所述负载设备吸收的电流。

权利要求

1.一种电子电路，包括：

电源电路，包括：

第一电阻器和第二电阻器，

开关，用于选择性地将所述第一电阻器和所述第二电阻器中的一个连接至信号节点，电压控制器，当所述开关将所述第一电阻器连接至所述信号节点时，所述电压控制器检测所述信号节点处的电压以及提供对应的电压控制信号，和用于依照所述电压控制信号向电源节点提供电源电压的电压调节器；以及负载电路，可移除地耦合至所述信号节点以及所述电源节点，所述负载电路包括：耦合在所述信号节点和地节点之间的可编程电阻器，和

负载控制器，当所述开关将所述第二电阻器连接至所述信号节点时，所述负载控制器感测所述信号节点处的电压以及提供对应的负载控制信号。

2.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述负载电路包括耦合至所述负载控制器的负载设备，并且所述负载设备依照来自所述负载控制器的负载控制信号从所述电源电路吸收电流，并且其中所述可编程电阻器的特征在于与所述负载设备所需要的电压相关的电阻。

3.根据权利要求2所述的电子电路，所述电压控制器及所述电压调节器分别使得所述电源电压符合所述负载设备所需要的电压。

4.根据权利要求1所述的电子电路，所述第二电阻器的特征在于与所述电源电路的功率容量相关的电阻。

5.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述负载电路包括耦合至所述负载控制器的负载设备，并且所述负载设备依照来自所述负载控制器的负载控制信号从所述电源电路吸收电流，并且其中所述负载控制器使得所述负载设备所吸收的电流依照所述电源电路的功率容量被限制。

6.根据权利要求1所述的电子电路，所述电源电路的所述第一电阻器和所述第二电阻器中的每个电阻器连接至所述电源节点。

7.一种电源适配器，包括：

电源节点、信号节点以及地节点，均可断开地耦合至与所述电源适配器分离的计算机，第一电阻器和第二电阻器，位于所述电源节点与所述信号节点之间，开关，用于选择性地将所述第一电阻器和所述第二电阻器中的一个连接至所述信号节点，以及电压控制器，当所述开关将所述第一电阻器连接至所述信号节点时，所述电压控制器检测所述信号节点处的电压并且提供对应的电压控制信号，以控制所述电源节点处的电源电压。

8.根据权利要求7所述的电源适配器，所述第二电阻器是功率电阻器，所述功率电阻器的特征在于与所述电源适配器的功率容量相关的电阻。

9.根据权利要求7所述的电源适配器，所述电源适配器被配置为耦合至交流电源，所述电源适配器包括用于在所述电源节点提供所述电源电压的电压调节器。

10.一种用于向负载设备提供电源电压的方法，包括：

在适配器内提供第一电阻器和第二电阻器；

将一开关连接至所述第一电阻器和所述第二电阻器，所述开关被选择性地设置为将所述第一电阻器连接至所述适配器中的信号节点而将所述第二电阻器与所述信号节点断开的第一状态和将所述第二电阻器连接至所述信号节点而将所述第一电阻器与所述信号节点断开的第二状态；

将电压控制器连接至所述信号节点，所述电压控制器响应于所述开关被设置为所述第一状态而检测所述信号节点处的电压，并且所述电压控制器响应于检测到的所述信号节点处的电压而输出电压控制信号；以及提供一调节器，所述调节器依照所述电压控制信号，从所述适配器向所述负载设备输出调节的电压。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括可移除地将所述适配器耦合至所述负载设备。

说明书

电源电压和负载功耗控制

背景技术

[0001] 电气适配器用于将交流转换成调节的直流，以供便携式计算机、蜂窝电话及其它负载设备使用。负载设备吸收适配器提供的电流。本技术解决上述问题。

附图说明

[0002] 现在将通过示例的方式，参照多个附图描述本实施例，其中：

[0003] 图1描绘了根据一个示例的系统的图示；

[0004] 图2描绘了根据一个示例的电路的示意图；

[0005] 图3是描绘了根据一个示例的方法的流程图；

[0006] 图4描绘了根据一个示例的说明性电阻值的表；

[0007] 图5描绘了根据另一个示例的说明性电阻值的表；以及

[0008] 图6描绘了根据另一个示例的电路的示意图。

具体实施方式

[0009] 说明

[0010] 提供了电子电路及对应的方法的示例。电源适配器耦合至负载设备，使得电源节点和信号节点以及地节点对两个实体是公用的。电源适配器依照在信号节点处感测的电压向负载设备提供调节的电源电压。依照在信号节点处感测的电压限制负载设备吸收的电流。

[0011] 在一个实施例中，电子电路包括电源电路，电源电路具有直接或选择性耦合至信号节点的一个或多个电阻器。电源电路还包括电压控制器，用于检测信号节点处的电压，以及提供对应的电压控制信号。电源电路包括电压调节器，用于依照电压控制信号为电源节点提供电源电压。电子电路还包括负载电路，负载电路可移除地耦合至信号节点和电源节点。负载电路包括耦合在信号节点和地节点之间的可编程电阻器。负载电路还包括负载控制器，用于感测信号节点处的电压，以及提供对应的负载控制信号。

[0012] 在另一个实施例中，系统包括计算机，该计算机包括负载控制器。系统还包括电源适配器，电源适配器具有均可断开地耦合至计算机的电源节点以及信号节点以及地节点。电源适配器被配置为检测信号节点处的电压，以及在电源节点提供对应的电源电压。负载控制器被配置为检测信号节点处的电压，以及提供负载控制信号。负载控制信号使计算机限制从电源适配器吸收的电流。

[0013] 在又一个实施例中，方法包括将适配器内的一个或多个电阻器一次一个地与负载实体内的可编程电阻器耦合成串联关系。该方法还包括感测对于适配器和负载实体是公用的信号节点处的一个或多个电压。该方法进一步包括依照感测的电压中的至少一个，从适配器向负载实体提供调节的源电压。该方法还包括依照感测的电压中的至少一个，限制负载实体吸收的电流。

[0014] 第一说明性系统

[0015] 现在参照图1，图1描绘了系统100的图示。系统100关于本技术是说明性且非限制性的。因此，其它系统可依照本技术配置和/或运行。

[0016] 系统100包括便携式计算机102。便携式计算机102可由根据本技术的包括电子电路的任何这种设备定义。便携式计算机102通过连接线缆106，接收来自电气适配器(电源适配器或电源电路)104的可调电压直流(DC)电源。而电气适配器104连接至交流(AC)电源的源108。电气适配器104包括根据本技术的电路。

[0017] 系统100的说明性运行如下：电气适配器104接收来自源108的AC电源。电气适配器104呈现第一模式，在第一模式期间，电气适配器104检测第一电压信号，并将第一电压信号与便携式计算机(即，负载设备)102的电压需求相关联。然后，电气适配器104通过连接线缆
106，向便携式计算机102提供对应电压的调节DC电源。

[0018] 电气适配器104呈现第二模式，在第二模式期间，便携式计算机102的电路检测第二电压信号，并将第二电压信号与根据电气适配器104的最大功率(或电流)容量运行相关联。额定功率可选地为连续运行最大功率或暂时(例如，十秒，等)运行最大功率。随后，便携式计算机102利用所确定的额定功率来将其自己的运行(即，电流吸收)调节至电气适配器104的功率输出能力或限制内。

[0019] 第一说明性实施例

[0020] 图2是描绘根据本技术的一种实施例的电路200的示意图。电路200实际上是说明性且非限制性的。还可想到与本技术共存的其它电路。电路200包括提供(即，支持或放置)在电气适配器(ADPATER)内的部分200A，以及提供在便携式计算机(COMPUTER)内的部分200B。因此，电路200如(远程)耦合至便携式计算机(例如，102)或者依照本技术的其它负载设备的电气适配器(例如，104)时所描述的。

[0021] 电路部分200A和200B由于其协同配置而被称为彼此“兼容”的。因此，电气适配器部分200A与便携式计算机(或负载)部分200B兼容，反之亦然。

[0022] 电路200包括电源节点202、信号节点204以及地节点206。正常运行期间，在节点202和206之间提供调节的直流电压。适配器部分200A包括电压调节器208，用于在电源节点
202和地节点206之间提供可选的(可调的)调节电源电压。通过下文描述的电压控制信号可控地调节电压调节器208。电压调节器208可至少部分通过开关式调节器、线性式调节器、或其它合适的电压控制电路定义。电压调节器208被配置为耦合至电能源，例如，线级公用电源(例如，一百二十伏AC)。

[0023] 适配器部分200A还包括耦合至(或连接至)电源节点202的电阻器210。为了本文的目的，电阻器210也称为偏置电阻器210。偏置电阻器210通过开关212可选地耦合至信号节点204。在一个示例中，偏置电阻器210的特征在于10.0K欧姆的电阻。还可使用其它合适的电阻值。

[0024] 适配器部分200A还包括耦合至(或连接至)电源节点202的电阻器214。为了本文的目的，电阻器214也称为功率容量电阻器214或功率电阻器214。功率容量电阻器214通过开关212可选地耦合至信号节点204。功率容量电阻器214的特征在于与适配器部分200A的功率供应容量或电流供应容量相对应的电阻值。下文中描述了说明性的电阻值以及对应的电气适配器(例如，104)容量。

[0025] 适配器部分200A进一步包括电压控制器216。电压控制器216被配置为检测(监控、或感测)在信号节点204存在的电压信号，以及将该信号与便携式计算机200B的电压需求相关联。电压控制器216还被配置为向电压调节器208提供电压控制信号，使电压调节器208在节点202提供与便携式计算机200B的电压需求相对应(等于或约等于)的电源电压。此外，电压控制器216被配置为选择性控制开关212，以选择性地将偏置电阻器210(即，第一模式)或功率容量电阻器214(即，第二模式)耦合至信号节点204。

[0026] 电压控制器216可通过任意合适的电子选区(electronic constituency)来定义，或者可包括任意合适的电子选区。非限制性的，电压控制器216可至少部分由专用集成电路(ASIC)、微控制器、微处理器、模拟或数字或混合电路等定义。还可使用其它元件或配置。

[0027] 电路200的计算机部分200B包括连接在信号节点204和地节点206之间的电阻器218。为了本文的目的，电阻器218也可称作可编程电阻器218。可编程电阻器218的特征在于与计算机部分(即，负载实体或设备)200B的电压需求相对应的电阻值。

[0028] 计算机部分200B还包括负载控制器220。负载控制器220被配置为检测在信号节点204处存在的电压信号，并将该信号与适配器部分200A的功率(或电流)供应容量相关联。负载控制器220还被配置为提供负载控制信号，使负载设备(实体，或电路)222依照适配器容量来限制其从适配器部分200A的功耗(即，电流吸收)。配置负载控制器220，使得当功率容量电阻器214耦合至信号节点204时(即，第二模式期间)，检测功率容量信号。

[0029] 负载控制器220可由任意合适的电子选区定义，或者可包括任意合适的电子选区。非限制性的，负载控制器220可至少部分由专用集成电路(ASIC)、微控制器、微处理器、模拟或数字或混合电路等定义。还可使用其它元件或配置。

[0030] 计算机部分200B进一步包括上面介绍的负载设备222。负载设备222被耦合，以接收来自电源节点202以及地节点206的运行电力。负载设备222可被不同地定义，且可包括便携式计算机的主板、计算机的一个或多个外设、电子显示器、数据采集电路、控制仪器、等等。还可定义并使用其它负载设备222。负载设备222被配置为依照其相应的正常功能实施各种操作。负载设备222还被配置为依照来自负载控制器220的负载控制信号，控制(调节或调整)其操作，或那些操作的强度。因此，将负载设备222的电流吸收(功耗)限制或约束在适配器部分200A的功率分配容量内。

[0031] 电路200包括上述电阻器210、214以及218，电阻器210、214以及218各自的电阻值用于分别建立(传递或编程)适配器部分220A以及计算机部分200B的正常运行需要的电压和功率容量参数。但是，本技术还想到特征在于电阻(即，电阻和/或电抗)的相应元件也可用于建立适配器部分200A和计算机部分200B的运行参数。因此，电感器、电容器或其它元件-以及电阻器-还可用在电阻器210、214和/或218的那些类似的功能。

[0032] 第一说明性方法

[0033] 图3是描绘根据本技术的一个实施例的方法的流程图。图3的方法包括特别的操作和执行顺序。但是，也可根据本技术使用包括其它操作、省略描绘的操作中的一个或多个、和/或以其它执行顺序运行的其它方法。因此，图3的方法实际上是说明性且非限制性的。在理解图3的方法方面也参照图1-2。

[0034] 在300，将电气适配器连接至负载设备。为了说明且非限制性示例的目的，假设适配器104通过线缆106连接至便携式计算机102。在另一个场景中，负载设备可为蜂窝电话、视频游戏机，等等。电源节点202、信号节点204、以及地节点206现在分别对于适配器104和便携式计算机102在电气方面是公用的。

[0035] 在302，将电气适配器连接至电能源。为了正进行的示例的目的，将电气适配器104连接至(即，插入)电源108。电气适配器104现在被耦合，一旦在电气适配器104与便携式计算机102之间传递了电气参数，电气适配器104就为便携式计算机102提供调节的直流能量。

[0036] 在304，将偏置电阻器切换成与可编程电阻器成串联关系。为了示例的目的，电压控制器216使开关212将偏置电阻器210与信号节点204耦合起来，并与可编程电阻器218成串联电路关系。因此限定出分压器。适配器104以及便携式计算机102关于彼此通信而运行于“第一模式”。

[0037] 在306，采样信号节点处的电压。为了本示例的目的，由电压控制器216采样信号节点204处存在的可编程电阻器218两端的电压。电压控制器216数字地量化此电压信号。开关(或继电器)212在此步骤期间处于“第一模式”状态。

[0038] 在308，将感测的电压与负载设备的电压需求相关联。为了本示例的目的，电压控制器216评估在步骤306采样的信号的数字量化，并确定便携式计算机102需要十九伏(即，19.0伏)的运行电压。电压控制器216可通过查找表、预定的数学函数、或通过另一种合适的技术作出这样的确定。

[0039] 在310，将功率容量电阻器切换成与可编程电阻器成串联关系。为了本示例的目的，电压控制器216使开关212将功率容量电阻器214与信号节点204耦合起来，并与可编程电容器218成串联电路关系，限定了分压器。因此，适配器104以及便携式计算机102关于彼此通信方面在“第二模式”运行。

[0040] 在312，采样信号节点处的电压。为了本示例的目的，由负载控制器220采样在信号节点204处存在的电压，并数字地量化该电压。开关(或中继器)212在此步骤期间维持在“第二模式”。

[0041] 在314，将感测的电压与电气适配器的功率容量相关联。为了本示例的目的，负载控制器220评估在步骤312采样的信号的数字量化，并确定适配器104可提供九十瓦(即，90.0瓦)功率。负载控制器220可通过查找表、预定的数学函数、或通过另一种合适的技术作出这样的确定。

[0042] 在316，适配器运行，以提供负载设备需要的电压。为了本示例的目的，电压控制器216向电压调节器208提供电压控制信号，使其在电源节点202和地节点206之间提供调节的十九伏DC。

[0043] 在318，负载设备依照适配器的功率容量运行。为了本示例的目的，负载控制器220向负载设备222提供负载控制信号，使其遏制或限制正常运行，以吸收来自适配器104的九十瓦(或更少)。就限制瞬时电流吸收(例如，90.0瓦/19.0伏＝4.73Amps(约)电流限制)来说，也可考虑(或实现)这样的瓦数限制。

[0044] 前述方法是本技术想到的任意数量的设备和方法的说明。通常，且非限制性的，电气适配器连接至计算机或其它负载，且连接至电源。电气适配器内的电路以及负载设备现在共享公共的多个电气节点。开关元件将适配器的偏置电阻器耦合成与负载设备的可编程电阻器串联。数字量化信号节点上存在的电压，并将该电压与负载设备的电压需求相关联。

[0045] 然后，开关元件将功率容量电阻器耦合成与可编程电阻器串联，且数字量化信号节点上存在的电压，并将该电压与负载设备的电压需求相关联。电气适配器提供与负载设备的需求一样的调节电压。而负载设备依照电气适配器的功率容量限制或遏制其相应的正常运行。

[0046] 说明性可编程电阻值

[0047] 现在参照图4，图4描绘了包括与负载设备(例如，102)的相应电压需求相关的可编程电阻值的说明性以及非限制性示例的表400。例如，具有4.7K欧姆的值的可编程电阻器(例如，218)与5.0伏的电压需求相关。在另一个示例中，具有33K欧姆的值的可编程电阻器与15.0伏的电压需求相关。还可使用与其它相应电压相关的其它电阻值。

[0048] 说明性功率容量电阻值

[0049] 现在将转到图5，图5描绘了包括与电气适配器(例如，104)的相应功率供应容量相关的功率容量电阻值的说明性以及非限制性示例的表500。例如，具有10K欧姆的值的功率容量电阻器(例如，214)与15.0瓦的功率容量相关。在另一个示例中，具有47K欧姆的值的功率容量电阻器与70.0瓦的功率容量相关。还可使用与其它相应功率(或电流)容量相关的其它电阻值。

[0050] 第二说明性实施例

[0051] 图6是描绘根据本技术的另一个实施例的电路600的示意图。电路600实际上是说明性且非限制性的。还可想到与本技术一致的其它电路。电路600包括提供(即，支持或容纳)在电气适配器(ADAPTER)内的部分600A，以及提供在便携式计算机(COMPUTER)内的部分600B。因此，电路600如(远程)耦合至便携式计算机(例如，102)或依照本技术的其它负载的电气适配器(例如，104)时所描述的。

[0052] 电路部分600A和600B由于其协同配置而被称作而彼此“兼容”。因此，电气适配器部分600A与便携式计算机(或负载)部分600B兼容，反之亦然。

[0053] 电路600包括电源节点602、信号节点604以及地节点606。正常运行期间，在节点602和606之间提供调节的直流电压。适配器部分600A包括电压调节器608，用于在电源节点
602和地节点606之间提供可选(可调)的调节电源电压。电压调节器608通过之后描述的电压控制信号可控制地被调节。电压调节器608可至少部分由开关式调节器、线性式调节器、或其它合适的电压控制电路来定义。电压调节器608被配置为耦合至电能源，例如，线级公用电源(例如，一百二十伏AC)。

[0054] 适配器部分600A还包括耦合至(或连接至)电源节点602的电阻器610。为了本文的目的，电阻器610也称为功率容量电阻器610。功率容量电阻器610耦合至(或连接至)信号节点604。功率容量电阻器610的特征在于与适配器部分600A的功率供应容量或电流供应容量相对应的电阻值。各种合适的电阻值可用于功率容量电阻器610，例如且不限制的，上面关于表500所描述的那些。

[0055] 适配器部分600A还包括电压控制器612。电压控制器612被配置为检测(监控、或感测)信号节点604处存在的电压信号，以及将该信号与便携式计算机600B的电压需求相关联。电压控制器612还被配置为向电压调节器608提供电压控制信号，使其在节点602处提供与便携式计算机600B的电压需求相对应(等于或约等于)的电源电压。

[0056] 电压控制器612可通过任意合适的电子选区来定义，或者可包括任意合适的电子选区。非限制性的，电压控制器612可至少部分由专用集成电路(ASIC)、微控制器、微处理器、模拟或数字或混合电路等定义。还可使用其它元件或配置。

[0057] 电路600的计算机部分600B包括连接在信号节点604和地节点606之间的电阻器614。为了本文的目的，电阻器614还称作可编程电阻器614。可编程电阻器614的特征在于与计算机部分(即，负载实体或设备)600B的电压需求相对应的电阻值。各种合适的电阻值可用于可编程电阻器614，例如且不限制的，上面关于表400所描述的那些。

[0058] 计算机部分600B还包括负载控制器616。负载控制器616被配置为检测信号节点604处的电压信号，并将该信号与适配器部分600A的功率(或电流)供应容量相关联。负载控制器616还被配置为提供负载控制信号，使负载设备618依照适配器容量限制其从适配器部分600A的功耗(即，电流吸收)。配置负载控制器616，使得当功率容量电阻器610耦合至信号节点604时检测功率容量信号。可选地，负载控制器616被耦合，以监控电源节点602处存在的电压，并相应地调整负载控制信号。

[0059] 负载控制器616可由任意合适的电子选区定义，或者可包括任意合适的电子选区。非限制性的，负载控制器616可至少部分由专用集成电路(ASIC)、微控制器、微处理器、模拟或数字或混合电路等定义。还可使用其它元件或配置。

[0060] 计算机部分600B进一步包括上面介绍的负载设备618。负载设备618被耦合，以接收来自电源节点602以及地节点606的运行电力。可不同地定义负载设备618，且负载设备618可包括便携式计算机的主板、计算机的一个或多个外设、电子显示器、数据采集电路、控制仪器、等等。还可定义并使用其它负载设备618。负载设备618被配置为依照其相应的正常功能实施各种操作。负载设备618还被配置为依照来自负载控制器618的负载控制信号，控制(遏制或调整)其操作，或那些操作的强度。因此，依照适配器部分600A的功率供应容量限制或约束负载设备618的电流吸收(功耗)。

[0061] 通常，前面的描述旨在是说明性且非限制性的。通过阅读上面的描述，所提供的各示例之外的许多实施例和应用对于本领域的技术人员将是显而易见的。不应参照上面的描述确定本发明的范围，而应参照所附的权利要求以及这样的权利要求的等同的完整范围来确定。预见到且目的在于，未来的发展将在本文所讨论的领域中发生，且所公开的系统和方法将包括在这样的未来的实施例中。综上，应理解，本发明能够修改和变化，且仅由下面的权利要要求限制。