CN109891824B - 电压源能力的动态学习 - Google Patents

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Abstract

一种***可包含电源(100)，其可经配置以在电源输出节点上产生多个输出电压中的任一个。所述***还可包含电压自动检测功率分配PD控制器(120)，其耦合到所述电源(102)。所述电压自动检测PD控制器(120)经配置以监测输入信号，以检测经由电缆(90)耦合到所述***的装置(80)的存在并断言多个控制信号的组合。对于控制信号的每一组合，所述电压自动检测PD控制器(120)测量来自所述电源(102)的输出电压的值，存储所述测量值，并产生多个分组以发射到所述装置(80)。每一分组含有指示测量输出电压的参数。

Description

电压源能力的动态学习
背景技术
一些互连规范定义了功率传送协议，其中第一装置将其功率传送能力(例如，电压和电流)通告给第二装置。第一装置因此提供电力且第二装置接收电力。在一些实施方案中，源装置的功率能力被硬编码在源装置内部的控制器中。源装置访问其预设配置并将这些特定功率能力通告给接收装置。接收器选择所通告的功率能力中的一个，并且源装置根据商定的功率能力配置其电源。
发明内容
在一个实施例中，一种***可包含电源，其可经配置以在电源输出节点上产生多个输出电压中的任一个。所述***还可包含电压自动检测功率分配(PD)控制器，其耦合到所述电源。所述电压自动检测PD控制器可经配置以监测输入信号，以检测经由电缆耦合到所述***的装置的存在并断言多个控制信号的组合。对于控制信号的每一组合，电压自动检测PD控制器可测量来自所述电源的输出电压的值，存储所述测量值，并产生多个分组以发射到所述装置。每一分组含有指示测量输出电压的参数。
在另一实施例中，***可包含电源、电源开关、电压自动检测功率分配(PD)控制器和可配置电阻分压器网络。所述电源可以是可配置的，以在电源输出节点上产生多个输出电压中的任一个。所述电源开关可耦合于所述电源输出节点与电压总线之间且可经配置以将来自所述电源输出节点的输出电压耦合到所述电压总线。所述电压自动检测PD控制器可耦合到所述电源，且经由启用信号耦合到所述电源开关。所述电压自动检测PD控制器可经配置以将所述电源开关选择性地控制成处于断开状态或闭合状态。所述可配置电阻分压器网络可耦合到所述电压自动检测PD控制器。所述电压自动检测PD控制器可经配置以在检测到经由电缆耦合到所述***的接收装置后就启动电源输出电压学习模式。在所述电源输出电压学习模式期间，所述电压自动检测PD控制器可经配置以使用所述启用信号来将所述电源开关配置成断开状态，并断言到所述可配置电阻分压器网络的多个控制信号的组合。对于控制信号的每一组合，所述电压自动检测PD控制器可经配置以测量来自所述电源的输出电压的值，并产生多个分组以发射到所述接收装置，其中每一分组含有指示测量输出电压的参数。
在又一实施例中，方法可包含检测第一装置到第二装置的附接，以及迭代地配置所述第二装置的电源以产生多个输出电压。对于每一迭代，所述方法可包含测量每一输出电压并存储指示每一测量输出电压的值。所述方法还可包含向所述第一装置发射通信分组。所述通信分组可包含指示所述测量输出电压的所述值。
附图说明
为了详细描述各种示例，现在参考附图，在附图中：
图1展示根据各种实例的其中包含电压自动检测功率分配(PD)控制器的电源装置通过电缆耦合到接收装置的实施例；
图2展示根据各种实例的图1的电源装置的实施例；
图3展示根据各种实例的电压自动检测PD控制器的实施例；
图4展示根据各种实例的电压自动检测PD控制器的另一实施例；
图5说明其中通信信道导体上的上拉电阻器可通过电压自动检测PD控制器的控制而选择性地断开连接的实施例；且
图6展示根据各种实施例的方法。
具体实施方式
本文中可参考通用串行总线(USB)功率传送(PD)和C型规范，但此类参考仅出于说明性目的且不限制本公开的范围和权利要求书。本公开还涉及其它规范。各种USB PD和C型规范实现通过USB电缆和连接器对更高功率电平的传送。此技术为可能需要超过例如5V的笔记本电脑、平板计算机等创造了通用电源插头。例如，USB-PD规范定义了经由USB-PD电缆连接的端口之间的通信链路。通信可以是半双工和基于分组的。通信分组含有使两个端口能够通信并协商源端口将提供给端口的电压和电流的信息。根据USB PD规范的基础通信可以是双相标记编码(BMC)。此类通信独立于通过相同电缆的正常USB通信而发生，尽管是在不同的电线上。USB-PD通信分组流过不同的导体(例如，控制信道(CC)导体)，而非USB数据导体。
电源装置(有时称为“源”)可以功率数据对象(PDO)的形式通告其供应类型，其包含在称为源能力消息的USB PD消息中。固定供电PDO含有电压和最大电流；可变供电PDO含有最大电压、最小电压和最大电流；电池供电PDO含有最大电压、最小电压和最大功率。源装置可通告多个唯一PDO。接收装置(有时称为“接收器”)可经由被称作请求消息的USB PD消息请求通告的功率能力中的一个。如果源可满足接收器的请求，那么源发送接受消息；否则源可发送拒绝或等待消息。在源已调整其电源后，源发送PS_RDY消息以通知接收器：接收器可以开始以商定的电平接收功率。
在通告其电压能力之前，源首先检测接收器已借助于电缆或其它连接机构附接。源可包含CC导体上的上拉电阻器。接收器包含CC导体上的下拉电阻器或箝位器。源通过测量CC导体上的DC电压而检测接收器的存在。在电压的一个电压电平或范围处，源确定未附接接收器，且在电压的不同电平或范围处，源确定附接接收器。源接着可验证CC导体上的电压出于抖动消除目的而稳定预定时间段(例如，100ms与200ms之间)。根据适用的规范，源接着在475ms内将预定电压(例如，5V)施加到电缆的电源线(在USB PD规范中称为电压总线(VBUS))。接着，在施加预定电压(例如，5V)之后，源可发送通信消息，以通告其源功率能力(例如，使用如上文所描述的PDO)，例如哪些电压可以提供以及每一对应电压的电流电平。
在电源输出电压学***)为特征的供电类型，电压自动检测PD控制器可以控制电源单独达到其最大和最小电压，且接着通告电压范围。对于以单个电压为特征的供电类型，电源具有多个电压设置，可使用其中的任一个。在此状况下，自动检测PD控制器控制电源以达到其唯一电压中的每一个，且接着通告那些唯一电压。
图1说明经由电缆90耦合到接收装置80的电源装置100的实施例。电源装置100可产生操作电压和电流并将其提供到接收装置80，所述接收装置使用由电源装置100提供的电压和电流来为接收装置中的负载82供电。负载82可包含任何类型的电路，例如处理器、存储器、自定义电路、无源组件、有源组件等。在一些实施例中，电源装置100可包括电源“砖”，其是将AC市电功率转换成用于接收装置80的DC电压和电流的电源适配器。在其它实施例中，电源装置100可以是计算装置或可以是计算装置的部分，所述计算装置例如计算机、平板计算机装置等。另外，电源装置100可能够进行双模操作，也就是说，作为其中其产生功率的源装置或其中接收由另一装置产生的功率的接收装置。对于一些实施方案，电源和接收装置100和80实施USB PD和C型规范，但其它规范和协议也可实施。
电源装置100包含电源102、输出电容器(COUT)、上拉电阻器106(其可实施为集成在电源装置的集成电路(IC)中的电流源)、电压自动检测功率分配(PD)控制器120。电源102接收输入AC市电电压并将其转换成一或多个输出DC电压和电流，且将输出DC电力经由电压总线(VBUS)100提供到接收装置80。电源装置100的电压自动检测PD控制器120可与接收装置80中的PD控制器84(其可与电压自动检测PD控制器120相同或不同)相互作用以协商电源102将产生并向接收装置80提供哪些电压电平。电源102可能能够在多个不同电平(例如，5V、9V、15V、20V等)中的任一个下产生输出电压。在各种实施例中，电源102可能能够产生仅单个输出电压、两个不同的输出电压、三个输出电压等。源装置中的电压自动检测PD控制器120向接收装置80中的PD控制器84通告(例如，借助于通过控制信道(CC)导体(例如，电线、导电迹线等)104发射的消息)。接收装置80可选择所通告的电压中的一个，且电压自动检测PD控制器120通过配置电源102以将协定电压供应到接收装置80来作出响应。在其中电源以介于最小电压与最大电压之间的电压范围能力为特征的实施例中，接收装置80可请求在电压自动检测PD控制器120所通告的最小值和最大值之间的电压。
除在功率协商过程期间用以发射通信分组之外，CC导体104还可出于额外原因而使用，其准许电压自动检测PD控制器120检测接收装置80何时已经由例如电缆90连接到电源装置100。上拉电阻器106耦合于电源装置100内的CC导体104之间，且下拉电阻器86耦合于接收装置80内的CC导体104之间。因此，相比于接收装置80和其下拉电阻器86经由电缆90连接到电源装置的情况，在无接收装置80连接到电源装置100的情况下，CC导体上的电压电平将处于更高电平。电压自动检测PD控制器120因此可通过监测CC导体104上的电压电平来检测接收装置80是否连接到所述电压自动检测PD控制器。
如上文所提及，电源102可能能够产生数个不同电压中的任一个。根据所公开的实施例，电压自动检测PD控制器120执行过程，通过所述哪些，控制器动态地确定电源102的特定电压能力并向接收装置80通告所述特定电压。因此，电压自动检测PD控制器120不需要针对特定电压组进行预配置，且因此可以与各种电源一起使用。又另外，因为电压自动检测PD控制器120学***。也就是说，当设计电源***时，每一实际电源可具有不同特性，所述不同特性可使其输出电压略微不同，但由于电压自动检测PD控制器120测量电源可实际上产生的电压，因此对于电源设计，可放宽设计限制和公差。
图2展示电源装置100的可能实施方案的实例。源装置100包含如所展示耦合在一起以形成电源102的各种组件。组件中的一些可包含桥式整流器140、隔离变压器144和恒压恒流返驰控制器142。还展示例如电阻器、电容器等各种其它无源组件。桥式整流器140整流引入的AC市电波形。返驰控制器142使用由光电二极管111和光电检测器114形成的光耦合器提供恒定电压。
电压自动检测PD控制器120展示为具有标记为CC1和CC2的一对CC端子。电缆90的连接器可以是对称的，这意味着连接器没有键接，因此可在两个方向中的任一个上连接。因此，可存在两个CC导体，且根据电缆附接的导体的定向使用一个导体。电源102产生输出电压，其在图2中指定为VOUT且是节点108上的电压。节点108是电源102的输出节点且耦合到电源开关(例如，场效应晶体管Q1)116。可通过来自电压自动检测PD控制器120的控制信号GDen而将电源开关116控制成处于接通(闭合)状态或关断(断开)状态。节点110从节点108耦合到电源开关116的相对端子，并且所述节点上的电压经提供到电压总线(VBUS)并通过电缆90提供到接收装置80。当电源开关116是接通时，VBUS上的电压几乎与VOUT电压相同。
电压自动检测PD控制器120可包含模/数转换器(ADC)，其可用于将VOUT或VBUS电压中的任一个或两个转换成数字形式。借助于VPWR端子将VOUT电压提供到电压自动检测PD控制器120，其将VBUS电压提供到VPWR端子，如所展示。
还可包含可配置电阻分压器网络130且其可耦合到电压自动检测PD控制器120。在图2的实施例中，可配置电阻分压器网络130可包含耦合于VOUT节点108与接地之间的一对串联连接的电阻器。如所展示，电阻器包含电阻器112a(RFBU)和电阻器112b(RFBL)。电阻器112a与112b之间的节点指定为电阻器节点117。电压自动检测PD控制器120包含一对控制端子，其展示为CTL1和CTL2(且有时称为CTL1信号和CTL2信号)。可配置电阻分压器网络130还包含耦合到电压自动检测PD控制器120的CTL1端子的电阻器112c(RFBL1)和耦合到CTL2端子的电阻器112d(RFBL2)。CTL1和CTL2端子可以是开路漏极端子。因此，电压自动检测PD控制器120可将每一CTL1和CTL2端子配置成断开或接地。如果CTL1端子被拉低，那么其对应电阻器112c与电阻器112b并联耦合，由此改变电阻分压器网络130的部分的电阻。然而，如果CTL2保持断开，那么电阻器112c保持浮动且因此实际上不包含在电阻分压器网络中。对于CTL2端子也是如此—拉低CTL2，使其对应电阻器112d与电阻器112b并联放置；否则，电阻器112d不与电阻器112b并联放置。控制信号CTL1和CTL2的每一组合可与控制信号的其它组合不同地配置可配置电阻分压器网络。在其它实施例中，电源装置100而非可配置电阻分压器网络可包含可编程电流源，以通过电阻器112a以受控方式改变电流量。在其它实施例中，自动检测PD控制器可具有能够使用例如数/模转换器(DAC)设置不同参考电压的电路。
电流从Vout流动通过可配置电阻分压器网络130到达接地。电流的量值随电阻分压器网络130的等效电阻而变，且因此随每一电阻器112c和112d是否通过CTL1和CTL2信号的操作与电阻器112b并联耦合而变。通过改变由于CTL1和CTL2信号的操作而通过电阻分压器网络130的电流量，可以改变电阻器112a两端的电压，且因此可以改变通过光电二极管111的电流。由光电二极管111产生的光的强度可随通过光电二极管的电流而变。由光电二极管111产生的光由光电检测器114检测。因此，光电二极管111和光电检测器114的组合形成到返驰转换器142的光学反馈信号。返驰转换器142使用光学反馈信号来调节其输出电压VOUT。
电源102可能能够产生多个不同电压，且对于每一此类电压，基于来自光电二极管111的光学反馈信号调节VOUT以跟踪特定电压。另外，电源102可通过对CTL1和CTL2信号的配置而由电压自动检测PD控制器120配置以产生特定输出电压VOUT。在此实例中，在两个控制信号(CTL1和CTL2)的情况下，对于可配置电阻分压器网络130，可能有四种配置。四个组合在电阻器112c和112d是否与电阻器112b并行包含方面彼此不同。
根据所公开的实施例，在检测到接收装置80(例如，通过监测CC1或CC2导体上的电压电平)后，电压自动检测PD控制器120就开始识别电源102可产生的各种电压的过程。电压自动检测PD控制器120可通过迭代地循环通过CTL1和CTL2信号的各种组合来执行此过程。对于CTL1和CTL2控制信号的每一组合，电压自动检测PD控制器120测量其输出电压VOUT的值并存储测量值(例如，控制器内部或以其它方式可接入控制器的非易失性存储器中)。电压自动检测PD控制器120可等待预定时间段以允许VOUT电压在使用例如电压自动检测PD控制器120内部的ADC进行测量之前稳定。在循环通过CTL1和CTL2的各种组合之后，电压自动检测PD控制器120可向接收装置80通告测量电压，如上文所描述。举例来说，电压自动检测PD控制器120可产生多个分组，以供发射到接收装置80，其中每一分组含有指示测量输出电压的参数。在例如具有可编程电流源的一些实施例中，自动检测PD控制器可能在合理的时间量中测量过多电压，且在此类实施例中，控制器可测量最大和最小电压，并向接收装置通告最大和最小电压。
当电压自动检测PD控制器120正在执行VOUT学习过程时，电压自动检测PD控制器120可将电源开关116配置成处于关断状态。因此，在前述学习过程期间由电源产生的各种电压未置于VBUS节点110上且因此未提供到接收装置80。由电压自动检测PD控制器120测量的电压是VOUT节点108上的电压，其中电源开关116处于关断(断开)状态。
然而，在一些实施方案中，电源装置100应在检测到接收装置80的存在后的预置时间量内将预定电压置于VBUS节点110上。举例来说，对于USB PD规范，电源装置100将在检测到接收装置80的475ms内将5V置于VBUS上。因此，对于图2的实施例，根据USB PD规范，循环通过各种CTL1和CTL2组合、测量和记录VOUT电压所需的时间应小于475ms。下文描述用于遵守此计时要求的其它实施例。
图1的实施例还包含耦合于VOUT节点108与接地之间的负载电路140。在此实例中的负载电路140包含与固态开关144串联连接的电阻器142。固态开关144的栅极充当负载电路140的启用/停用端子。固态开关144的栅极可由来自电压自动检测PD控制器120的放电(DSCG1)信号驱动。如果DSCG1信号处于一个逻辑状态(例如，高)，那么开关144处于接通(闭合)状态，由此准许电流从VOUT节点108流动到接地。在DSCG1的相对逻辑状态中，开关144将处于关断(断开)状态，由此阻止电流从VOUT节点108流动到接地。电压自动检测PD控制器120可使用DSCG1信号来有效地将负载施加到VOUT节点108以帮助稳定电源输出。在一些实施例中，负载电路140可与如图1中所展示的电压自动检测PD控制器120分离，或固态开关144可集成到电压自动检测PD控制器120中。电压自动检测PD控制器120还包含放电信号DSCG2，其经配置以准许电流从VBUS节点110流动通过电阻器119且通过内部固态开关到达接地。因此，电压自动检测PD控制器120经配置以将负载施加到VOUT节点108和VBUS节点110中的任一或两个。
在测量电源102可产生的各种VOUT电压后，电压自动检测PD控制器120就还可计算每一测量电压的上电压限值和下电压限值。此类电压因此限定电源的输出电压的可接受范围且因此可用以在欠压和过压保护下实施。在一些实施例中，电压自动检测PD控制器120将上电压阈值和下电压阈值计算为：
VUPPER＝VMEAS*αUPPER+OUPPER
VLOWER＝VMEAS*αLOWER+OLOWER
其中VUPPER是上电压限值，VMEAS是测量电压，αUPPER、αLOWER、OUPPER和OLOWER包含允许的供应公差和允许测量公差。αUPPER、αLOWER、OUPPER和OLOWER参数可先验地确定并存储在电压自动检测PD控制器120中的存储器中。对于可由电源102产生的由电压自动检测PD控制器120确定的每一可能的VOUT电压，电压自动检测PD控制器120计算一对上电压阈值和下电压阈值并将计算的阈值存储在存储器中。在操作期间，电压自动检测PD控制器120可以测量VBUS上的电压，将电压与适用电源电压的阈值进行比较，且如果检测到过压或欠压条件，那么相应地响应(例如，关掉电源开关116)。
在其中装置100可能能够向另一装置供应电源功率或从另一装置接收功率的实施例中，电源装置100的电压自动检测PD控制器120可自身初始化成“接收”模式，其中装置100经配置以通过电缆80从其它装置接收操作电压(而非产生电压)。然而，当处于接收模式时，装置100的电压自动检测PD控制器120(现运行到接收功率器)可执行上文所描述的过程以断言控制信号CTL1和CTL2的各种组合并测量来自其自身的电源的输出电压值。接着，电压自动检测PD控制器120可将被称作PR_SWAP消息的USB PD消息发送到其它装置，以通告测量电压。此技术准许装置100具有更多时间来测量其各种可能的电压。
在另一实施例中，电压自动检测PD控制器120可将VOUT电压测量成某一值，但将测量值四舍五入成不同值。举例来说，电压自动检测PD控制器可将VOUT测量为14.8V，但将测量值四舍五入成15V且向接收装置80通告15V，而非14.8V的测量值。在此类实施例中，由电源装置100生成且传达给接收装置80的分组可包含实际测量电压值和四舍五入值的组合。无论哪种方式，电压自动检测PD控制器120将分组发送到接收装置80，其含有指示测量VOUT电压值的参数—参数是实际测量值或其四舍五入的对应值。
图3说明电压自动检测PD控制器120的至少部分的框图。在此实例中，电压自动检测PD控制器120包含状态机150、电压复用器152和ADC 154。ADC 154可用以对如通过复用器152由来自状态机150的控制信号所选择的VOUT电压或VBUS电压进行数字化处理。状态机150可实施为微控制器执行机器指令、可编程逻辑装置或其它合适类型的控制电路。状态机150可包含或耦合到存储器152，其用于存储用以计算以上提到的电压阈值的参数以及存储电压的测量值和/或四舍五入的值。
图4说明电源装置100的另一实施例。在此实施例中的电源102和电压自动检测PD控制器120几乎与上文关于图2所描述的相同。然而，相对于图2，图4中存在若干差异。图2的可配置电阻分压器网络130已替换为图4中的可配置电阻分压器网络170。对于可配置电阻分压器网络130，可配置电阻分压器网络170包含耦合于VOUT节点108与接地之间的一对串联连接的电阻器172和174。另一对电阻器176和178连接到限定在电阻器172与174之间的节点173。电阻器172、174通过对应固态开关耦合到接地，而非将电阻器172和174的相对端子连接到电压自动检测PD控制器的CTL1和CTL2端子。电阻器176因此连接在电阻器节点173与开关180之间，同时电阻器178连接在电阻器节点173与开关182之间。CTL1和CTL2信号提供到开关180和182的栅极且因此可将开关打开或关掉。当给定开关180、182接通时，其对应电阻器176、178并联耦合到电阻器174；否则，对应电阻器保持浮动且因此不并联耦合到电阻器174。
图4的实施例相对于图2的实施例的另一差异是图4的实施例包含DC到DC(DC/DC)转换器160。DC/DC转换器160耦合于电源102与VBUS节点110之间。因此，到DC/DC转换器160的输入DC电压是VOUT电压，且来自DC/DC转换器160的输出DC电压被提供给VBUS节点110。来自DC/DC转换器160的输出电压可以是电源装置将在对应规范的时间段内对VBUS节点110强加的电压。在以上USB PD实例中，电源装置110将在475ms内在VBUS上放置5V。由DC/DC转换器160产生的输出电压因此在此实例中可以是5V。DC/DC转换器160还包含耦合到电压自动检测PD控制器120的控制端子(例如，如图4中所说明的DCDCen)的启用/停用端子。DCDCen信号可由电压自动检测PD控制器120选择性地断言以启用或停用DC/DC转换器160的操作。在顺序通过可由电源产生的各种可能电压、测量电压并将其存储于存储器内的过程比电源必须经配置以产生所需电压(例如，5V)的所分配时间段耗时更长的实施例中，电压自动检测PD控制器120可启用DC/DC转换器160以产生和/或将其输出电压提供到VBUS节点110上。DC/DC转换器160可以能够从可由电源102产生的各种电压中的任一个产生预定电压(在此实例中5V)。因此，DC/DC转换器160的可接受输入电压范围足够宽以至少包含电源102可以想象地可产生的各种电压。在一些实施例中，尽管DC/DC转换器160向VBUS施加电压，但自动检测PD控制器120仅向接收装置80通告5V，并仅提供少量电流。在此类状况下，DC/DC转换器160可实施为相对简单且便宜的电路。
DC/DC转换器160可由电压自动检测PD控制器120启用以为VBUS节点110产生其输出电压，且在电源开关116保持关断时执行此操作，以使得电压自动检测PD控制器120可继续倾斜电源102可产生的各种电压的过程。
图5展示类似于图1的实施例的实施例。图5说明用以为源装置的电压自动检测PD控制器提供更多时间来测量并记录可由电源102产生的各种电压的技术。在此实例中，可通过关断开关180来从线缆的源装置侧上的CC导体104移除上拉电阻器106。开关180可受来自电压自动检测PD控制器120的控制信号控制。关掉开关180并实际上从电路移除上拉电阻器是模拟接收装置80的断开连接。电压自动检测PD控制器120可执行学习电源电压的过程并接着打开开关180。
图6展示根据所公开实施例的方法20的流程图。可以所展示次序或按不同次序执行操作。另外，可依序执行操作，或可同时执行操作中的两个或更多个。
在202处，所述方法包含将电源装置100初始化成低功率状态。尽管在此状态下，电源装置(且具体地说，例如电压自动检测PD控制器)在电源输出电压学习模式下操作，其中至少一个所执行的功能是等待，并监测接收装置80的附接，并执行图6中展示操作的其余部分。在一些实施例中，电压自动检测PD控制器120可通过比较CC导体(CC1或CC2)上的电压与预定电压范围来执行此操作—一个电压范围可指示没有接收装置80的附接，且另一电压范围可指示接收装置的附接。在204处，所述方法包含检测接收装置的附接。
在206处，所述方法开始验证附接的接收装置。验证附接的接收装置可包含确保CC导体上的电压在预定时间段内保持在下阈值与上阈值之间，以在接收装置并未实际附接时提防误报。在一些实施例中，下阈值是0伏。但是，在一个实例中，下阈值和上阈值分别是0.2V和1.6V，且预定时间段是150ms。预定时间段可视需要更长，长于在所需时间段内启用到VBUS的电压的时间。
操作208到214描述电源装置的电压自动检测PD控制器120学习电源可产生的各种电压的反覆回路。在208处，所述方法包含设置电压自动检测PD控制器120以致使电源产生第一输出电压(VOUT)。在一些实施例中，电压自动检测PD控制器可调整控制信号CTL1和CTL2，以由此致使电源如上文所描述的光学反馈信号基于而产生特定输出电压。在210处，所述方法可包含在测量(在212处)来自电源的输出电压(VOUT)之前等待特定时间段。时间段可有助于准许电源的输出电压稳定化以便进行更准确的电压测量。在一些实施例中，时间段是固定的且配置到电压自动检测PD控制器120中。在其它实施例中，时间段可基于连续测量。也就是说，可在电源经配置以用于输出电压之后快速连续地(例如，每1ms)进行一系列电压测量，且当测量电压停止在一个此测量与下一个此测量之间改变多于阈值量(例如，从一次测量到后续测量的改变小于阈值百分比)时，所述系列测量停止且使用最后测量电压。在212处，还可在例如电压自动检测PD控制器120的内部存储器中存储测量电压。记录还可包含CTL1和CTL2信号的用以致使电源产生测量电压的配置设置。另外，电压自动检测PD控制器120仍还可计算测量电压的上和下电压阈值(如在以上实例中所解释)并还在存储器内存储计算出的电压阈值。因而，产生记录CTL1/CTL2信号的给定配置的测量电压以及对应上和下电压阈值的记录。在一些实施例中，可对非易失性存储器作出记录以使得无需在每次接收装置附接时执行学习过程。在其它实施例中，自动检测PD控制器120可存储记录直到移除AC主功率输入为止。
在214处，电压自动检测PD控制器120确定是否仍要使用CTL1/CTL2的任何更多配置。如果仍要使用此类组合，那么在216处，电压自动检测PD控制器120相应地控制CTL1和CTL2信号，且所述方法循环回到操作210。在一些实施例中，按照适用规范(例如，USB PD规范)，电源必须能够产生预定电压(例如，5V)。因为需要所述电压，所以电压自动检测PD控制器120无需使用CTL1、CTL2信号来实行电源以测量所述电压。替代地，电压自动检测PD控制器120实现知晓电源102能够产生所述电压。在一些实施例中，所需电压(例如，5V)可以是可由电源产生的最小电压，并对应于CTL1与CTL2信号的特定组合(例如，两个信号高—漏极保持开路)。在电源输出电压学习过程期间，必要时可省略CTL1/CTL2信号的所述特定组合。在一些实施例中，可实施可使预定CTL1、CTL2信号已知以产生所述信号的多个电压。
如果电压自动检测PD控制器120已使电源102经历CTL1与CTL2信号的所有相关组合，那么在218处，所述方法包括完成如上文所解释的对附接的接收装置80的验证。为了完成接收器验证过程，CC电压应在某一时间量内保持于阈值之间，所述时间量相比于206中使用的时间可以是相对较长的。定时器可在206中开始，且如果需要更多时间以确保CC电压已稳定化，那么可在218中扩展定时器。可在预定时间段期间执行介入操作208到216，在此期间验证附接的接收装置。如果无有效接收装置附接(如在220处确定)，那么过程循环回到202且过程可重复。但是，如果有效的接收装置附接，那么电源120得以配置(通过CTL1与CTL2信号的适当组合，以产生预定输出电压(例如，5V)，且通过电压自动检测PD控制器120接通电源开关116以向VBUS节点110提供预定电压。通过来自电压自动检测PD控制器120的控制信号接通电源开关，如上文所解释。
在224处，电压自动检测PD控制器120产生并将分组发射到接收装置以通告被确定成可由电源产生的各种电压。如上所述，通告可包含测量的实际电压或测量电压的四舍五入版本。
特定术语在整个以下描述和权利要求书中用于指特定的***组件。如所属领域的技术人员将了解，不同公司可利用不同名称来指一个组件。本文档并不意图对名称不同而非功能不同的组件进行区分。在以下讨论中且在权利要求书中，术语“包含”和“包括”以开放式方式使用，并因此应解释为意指“包含但不限于……”。而且，术语“耦合”既定意味着间接或直接有线或无线(例如，光学)连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么所述连接可能是通过直接连接，或通过通过其它装置和连接的间接连接。以上论述意指说明本发明的原理和各实施例。对于所属领域的技术人员，一旦完全理解上述公开内容，那么许多变化及修改将变得显而易见。希望将所附权利要求书解释为包涵所有此类变化和修改。

Claims (20)

1.一种电源设备，其包括：
电压自动检测功率分配控制器，其经配置以耦合到电源，所述电源能经配置以在电源输出节点上产生多个输出电压中的任一个，所述电压自动检测功率分配控制器经配置以：
检测经由电缆的装置连接；
断言多个控制信号的组合；
对于所述控制信号的每一组合，测量来自所述电源的输出电压的值并存储指示所述测量值的值；以及
产生多个分组以发射到所述装置，所述分组含有指示所述测量输出电压的所述值。
2.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述电压自动检测功率分配控制器包含模/数转换器，所述模/数转换器经配置以将来自所述电源的每一输出电压转换成数字测量值。
3.根据权利要求1所述的电源设备，其进一步包含电源开关，所述电源开关经配置以将来自所述电源输出节点的输出电压耦合到电压总线，其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以将所述电源开关控制成处于断开状态，同时断言所述控制信号组合并测量所述电源输出电压。
4.根据权利要求3所述的电源设备，其进一步包含直流到直流DC/DC转换器，所述DC/DC转换器经配置以耦合于所述电源与所述电压总线之间且经配置以将来自所述电源输出节点的输出电压转换成用于所述电压总线的预定电压，其中所述DC/DC转换器包含启用/停用端子，且其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以断言到所述DC/DC转换器的启用/停用信号以启用所述DC/DC转换器来将所述预定电压输出到所述电压总线上，同时所述电压自动检测功率分配控制器断言所述控制信号组合中的至少一个并测量对应输出电压值。
5.根据权利要求3所述的电源设备，其进一步包含负载电路，所述负载电路经配置以耦合于所述电源输出节点与接地之间，所述负载电路包含耦合到所述电压自动检测功率分配控制器的启用/停用端子。
6.根据权利要求1所述的电源设备，其进一步包括可配置电阻分压器网络，所述可配置电阻分压器网络包含串联连接在所述电源的输出电压节点与接地之间的第一电阻器和第二电阻器，所述可配置电阻分压器网络还包含耦合于电阻器节点与所述电压自动检测功率分配控制器的第一控制端子之间的第三电阻器，和耦合于所述电阻器节点与所述电压自动检测功率分配控制器的第二控制端子之间的第四电阻器，所述电阻器节点在所述第一电阻器与所述第二电阻器之间。
7.根据权利要求6所述的电源设备，其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以循环通过所述第一控制端子和所述第二控制端子的多个逻辑状态组合，其中每一循环使得所述第三电阻器和所述第四电阻器中的每一个基于所述对应控制端子的所述逻辑状态而选择性地耦合到接地。
8.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述电压自动检测功率分配控制器监测控制信道CC导体上的信号电平以检测装置，且其中所述电源设备进一步包含上拉电阻器或电流源和耦合于正电压电平与所述CC导体之间的固态开关，且其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以断言信号以在测量所有所述经断言的所述控制信号组合的所有所述输出电压值之后闭合所述固态开关。
9.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述电压自动检测功率分配控制器计算每一测量输出电压值的上电压阈值和下电压阈值。
10.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以将第一测量输出电压值四舍五入成单独值，且其中含有指示所述第一测量输出电压值的参数的分组包含所述单独值。
11.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以：
初始化成接收模式，以通过所述电缆从所述装置接收操作电压；以及
断言所述控制信号的所述组合并在处于所述接收模式时测量所述输出电压值。
12.一种电源设备，其包括：
电源开关，其经配置以耦合于电源输出节点与电压总线之间且经配置以将来自所述电源输出节点的输出电压耦合到所述电压总线；
电压自动检测功率分配控制器，其经配置以耦合到电源，且经由启用信号耦合到所述电源开关，其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以将所述电源开关选择性地控制成处于断开状态或闭合状态；以及
可配置电阻分压器网络，其耦合到所述电压自动检测功率分配控制器；
其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以在检测到经由电缆耦合到所述电源设备的接收装置后就启动电源输出电压学习模式，其中在所述电源输出电压学习模式期间，所述电压自动检测功率分配控制器经配置以：
使用所述启用信号来将所述电源开关配置成断开状态；
断言到所述可配置电阻分压器网络的多个控制信号的组合；
对于控制信号的每一组合，测量来自所述电源的输出电压的值；以及
产生多个分组以发射到所述接收装置，每一分组含有指示测量输出电压的参数。
13.根据权利要求12所述的电源设备，其进一步包含直流到直流DC/DC转换器，所述DC/DC转换器耦合于所述电源与所述电压总线之间且经配置以将来自所述电源输出节点的输出电压转换成用于所述电压总线的预定电压，其中所述DC/DC转换器包含启用/停用端子，且其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以断言到所述DC/DC转换器的启用信号以启用所述DC/DC转换器来将所述预定电压输出到所述电压总线上，同时所述电压自动检测功率分配控制器断言所述控制信号组合中的至少一个并测量对应输出电压值。
14.根据权利要求12所述的电源设备，其进一步包含负载电路，所述负载电路耦合于所述电源输出节点与接地之间，所述负载电路包含耦合到所述电压自动检测功率分配控制器的启用/停用端子。
15.根据权利要求12所述的电源设备，其中所述可配置电阻分压器网络包含串联连接在所述电源输出节点与接地之间的第一电阻器和第二电阻器，所述可配置电阻分压器网络还包含耦合到在所述第一电阻器与所述第二电阻器之间的电阻器节点的第三电阻器和第四电阻器，且其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以循环通过所述电压自动检测功率分配控制器的控制端子的多个逻辑状态组合，其中每一循环使得所述第三电阻器和所述第四电阻器中的每一个基于对应控制信号的逻辑状态选择性地耦合到接地。
16.根据权利要求12所述的电源设备，其中所述电压自动检测功率分配控制器经配置以将所述测量输出电压值中的至少一个四舍五入成单独值，且其中含有指示所述测量输出电压值的所述参数的分组包含所述单独值。
17.一种用于电源能力的动态学习的方法，其包括：
检测第一装置到第二装置的附接；
迭代地配置所述第二装置的电源以产生多个输出电压，且对于每一迭代，测量每一输出电压并存储指示每一测量输出电压的值；以及
向所述第一装置发射通信分组，所述通信分组包含指示所述测量输出电压的所述值。
18.根据权利要求17所述的方法，其中配置所述电源以产生所述多个输出电压包含产生耦合到可配置电阻分压器网络的控制信号的组合，控制信号的每一组合与控制信号的其它组合不同地配置所述可配置电阻分压器网络。
19.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：
在迭代所述第二装置的所述电源的所有所述迭代之前，启用直流到直流转换器以在到所述第一装置的电压总线上产生预定电压；以及
在完成所述第二装置的所述电源的所有所述迭代之后且在向所述第一装置发射所述通信分组之前，停用所述直流到直流转换器。
20.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括计算每一测量输出电压值的上电压阈值和下电压阈值，并存储所述计算出的上电压阈值和下电压阈值，其中所述测量输出电压值指示对应测量输出电压。
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