充電電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于向電子裝置充電的電路并且更特定而言，涉及用于向便攜式電子裝置諸如膝上型計算機、平板計算機、智能手機等充電的電路。
【背景技術】
[0002]便攜式電子裝置需要被周期性充電。然而，不同類型的裝置需要不同的電壓和/或充電曲線以便適當?shù)爻潆姟３潆娖魍ǔH被配置成用于給一種類型的裝置或者具有相同充電曲線的一組裝置充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一實施例中，本實用新型提供一種用于向便攜式電子裝置充電的充電電路。充電電路包括:端口，其被配置成聯(lián)接到便攜式電子裝置；電源開關，其聯(lián)接到端口并且被配置成聯(lián)接到電源；以及，控制電路，其聯(lián)接到電源開關和端口。電源開關可以在斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間切換?？刂齐娐房赏ㄟ^操作以基于由便攜式電子裝置通過端口汲取的充電電流量來控制電源開關。
[0004]在另一實施例中，本實用新型提供一種用于從電源向便攜式電子裝置充電的充電電路。充電電路包括:端口，其被配置成聯(lián)接到便攜式電子裝置；電源開關，其聯(lián)接到端口并且被配置成聯(lián)接到電源；振蕩器，其聯(lián)接到電源開關，電流至電壓轉換器，其聯(lián)接到端口和電源開關；以及，比較器，其聯(lián)接到振蕩器和電流至電壓轉換器。電源開關可以在斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間切換。振蕩器可通過操作以使電源開關在斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間振蕩。電流至電壓轉換器可通過操作以將由便攜式電子裝置通過端口汲取的電流量轉換成電壓。比較器可通過操作以在電壓超過參考電壓時停止振蕩器振蕩以保持電源開關在閉合狀態(tài)并且向便攜式電子裝置充電。
[0005]在另一實施例中，本實用新型提供一種向便攜式電子裝置充電的方法。該方法包括:將便攜式電子裝置連接到端口 ；使電源開關在斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間振蕩；將由便攜式電子裝置汲取的電流轉換為電壓；比較電壓與參考值；從比較器向振蕩器輸出信號以停止振蕩；當電壓滿足關于參考電壓的一定條件時，保持電壓開關在閉合狀態(tài)；以及，向便攜式電子裝置充電。
[0006]通過考慮詳細描述和附圖，本實用新型的其它方面將會變得顯然。
【附圖說明】
[0007]圖1為實施本實用新型的充電電路的示意圖。
[0008]圖2為圖1所示的充電電路的時序圖。
[0009]圖3為實施本實用新型的另一充電電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0010]在詳細地解釋本實用新型的任何實施例之前，應了解本實用新型的應用并不限于在下文的描述中所陳述或附圖所圖示的部件的構造和布置的細節(jié)。本實用新型能有其它實施例且能以各種方式來實踐和執(zhí)行。
[0011]圖1示出了用于向便攜式電子裝置11充電的充電電路10。在某些實施例中，充電電路10可以是被設計成同時接納和儲存多個便攜式電子裝置11的柜或其它結構的部分。在這樣的實施例中，充電電路10 —次向若干電子裝置11充電。如果電子裝置11將充電電路10識別為合適充電電路，充電電路10自動開始對電子裝置11充電。在另外的實施例中，諸如圖示實施例中，充電電路10也被配置成同步便攜式電子裝置11上的數(shù)據(jù)。
[0012]便攜式電子裝置11可以例如是膝上型計算機、平板計算機、智能手機、蜂窩電話或收發(fā)兩用無線電設備。在某些實施例中，便攜式電子裝置11可以是由蘋果公司銷售的IPAD平板計算機。在其它實施例中，需要周期性充電的其它類型的便攜式電子裝置可以連接到電路10。電子裝置11可以包括USB端口、微型USB端口或其它合適類型的電力和/或數(shù)據(jù)端口以將該裝置11連接到充電電路10。
[0013]充電電路10被配置成將電子裝置11連接到電源12 (例如，120伏交流壁裝電源插座)以使用來自電源12的電力向裝置11充電。若需要，電源12的輸出減小到適合于向電子裝置11充電的電壓。例如，120伏交流電源可以包括交流/直流轉換器以將電源的輸出轉換成直流電壓并且可以包括直流/直流轉換器以減小電源的電壓。替代地，電源的輸出可以通過僅交流/直流轉換器減小。在圖示實施例中，電源12包括用于將輸出減小至5伏直流的電路。在其它實施例中，電源12可以被配置成輸出其它所希望的電壓。
[0014]圖示充電電路10包括端口 13、電源開關14和控制電路16。端口 13聯(lián)接到電源開關14并且被配置成聯(lián)接到電子裝置11。在圖示實施例中，端口 13是USB端口，其被配置成通過電纜聯(lián)接到電子裝置11的端口。在其它實施例中，端口 13可以直接插入到電子裝置11的端口內(nèi)而無需電纜。USB端口 13包括Vbus (總線供電)端口、D+端口以及D-端口。Vbus端口通過電源開關14聯(lián)接到電源12以向電子裝置11供電。D+和D-端口幫助確保電子裝置11將充電電路10識別為合適充電電路。
[0015]電源開關14聯(lián)接到端口 13和電源12。電源開關14在斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間切換，在斷開狀態(tài)，端口 13與電源12斷開，在閉合狀態(tài)，端口 13連接到電源12。當電源開關14處于閉合狀態(tài)時，電源12通過端口 13向電子裝置11提供充電電流。
[0016]控制電路16聯(lián)接到端口 13和電源開關14以控制充電電路10的操作。特別地，控制電路16控制電源開關14是否保持在閉合狀態(tài)以向電子裝置充電?？刂齐娐?6檢測電子裝置11何時連接到端口 13。如果電子裝置11將充電電路10識別為用于所連接的電子裝置11的合適充電電路，那么控制電路16也保持電源開關14處于閉合狀態(tài)。
[0017]圖示控制電路16包括電阻器網(wǎng)絡20、振蕩器22、比較器24和電流至電壓轉換器26。電阻器網(wǎng)絡20聯(lián)接到端口 13并且模擬電子裝置11的插接曲線(plug-1n profile)。電阻器網(wǎng)絡20允許電子裝置11將充電電路10標識為識別的充電電路，在圖示實施例中，電阻器網(wǎng)絡20通過端口 13聯(lián)接到電子裝置11的D+和D-端口以執(zhí)行標識協(xié)議。取決于聯(lián)接到充電電路的電子裝置11的類型，標識協(xié)議不同。例如，對于由蘋果公司銷售的IPAD平板計算機而言，標識協(xié)議包括向D+端口施加第一參考電壓和向D-端口施加第二參考電壓。作為另一示例，某些電子裝置符合USBIF標識協(xié)議。USBIF協(xié)議包括使電子裝置的D+端口和D-端口短路。在圖示實施例中，開關29(例如，USB開關)將電阻器網(wǎng)絡20選擇性地連接到端口 13以控制到D+端口和D-端口的連接。USB開關29判斷向USB端口 13中的D+端口和D-端口進行哪種連接。當開關29將電阻器網(wǎng)絡20連接到端口 13并且電子裝置11識別了充電電路10時，電子裝置11開始通過端口 13汲取(即提取)電流。
[0018]比較器24聯(lián)接電流至電壓轉換器26、振蕩器22和參考電壓28。比較器24比較來自電流至電壓轉換器26的信號與參考電壓28。比較器24可通過操作以基于在來自電流至電壓轉換器26的信號與參考電壓28之間的比較來將Hi信號或Lo信號輸出到振蕩器22。例如，如果來自電流至電壓轉換器26的電壓信號低于參考電壓28，比較器24向振蕩器22輸出Hi信號(或邏輯“I”)。如果來自電流至電壓轉換器26的電壓信號高于參考電壓28，那么比較器24向振蕩器22輸出Lo信號(或者邏輯“O”)。
[0019]電流至電壓轉換器26聯(lián)接到比較器24、電源開關14和端口 13。電流至電壓轉換器26檢測由電子裝置11通過端口 13汲取的電流。電流至電壓轉換器26向比較器24輸出與電子裝置11所汲取的電流量成比例的電壓信號。在圖示實施例中，電流至電壓轉換器26包括精密電阻器38和放大器40。精密電阻器38聯(lián)接到電源開關14和端口 13。放大器40聯(lián)接到比較器24并且與精密電阻器38并聯(lián)聯(lián)接。放大器40將通過精密電阻器38的電流轉換為饋送到比較器24內(nèi)的電壓信號。在其它實施例中，其它合適電流至電壓轉換器可以使用或替代地使用。例如，在某些實施例中，電流至電壓轉換器26可以是將輸入電流轉換成比例電壓信號的集成電路的部分。
[0020]振蕩器22聯(lián)接到電源開關14和比較器24。振蕩器22可以是任何類型的合適多諧振蕩器，諸如不穩(wěn)多諧振蕩器，單穩(wěn)多諧振蕩器或雙穩(wěn)多諧振蕩器。在圖示實施例中，振蕩器是不穩(wěn)多諧振蕩器。振蕩器從比較器24接收Hi和Lo信號，這些信號控制振蕩器22的操作。當振蕩器22從比較器24接收Hi信號(或邏輯“I”)時，振蕩器22將自由運行并且生成脈沖序列。脈沖序列使電源開關14在斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間連續(xù)地循環(huán)。當振蕩器22從比較器接收到Lo信號(或邏輯“O”)時，振蕩器22停止生成脈沖序列并且將電源開關14鎖存在閉合狀態(tài)。在某些實施例中，振蕩器22可以包括兩個邏輯門、兩個電阻器和一電容器來選擇性地生成脈沖序列并且控制電源開關14的操作。在這樣的實施例中，邏輯門可以是NAND門。在其它實施例中，其它合適振蕩器也可以使用或替代地使用。
[0021]在圖示實施例中，充電電路10還包括同步開關56。圖示同步開關56為手動致動器，諸如按鈕、可樞轉的開關、旋鈕等。在其它實施例中，同步開關56可以是響應于充電電路10和/或裝置11的特定條件自動致動的電子開關。同步開關56可選擇性地聯(lián)接控制電路16(和因此電子裝置11)以使裝置11上的數(shù)據(jù)同步。同步開關56可通過操作以在兩種狀態(tài)之間切換:斷開狀態(tài)，其中電子裝置11與主機裝置58斷開；以及，閉合狀態(tài)，其中電子裝置11聯(lián)接到主機裝置58。圖示同步開關56通過USB開關29和端口 13聯(lián)接到電子裝置11。當同步開關56閉合以將電子裝置11連接到主機裝置58時，通過開關29和端口 13發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸使得電子裝置11與主機裝置58同步。在某些實施例中，充電電路10包括多個端口 13以將多個電子裝置11同時連接到電路。在這樣的實施例中，同步開關56控制在主機裝置58與連接到端口 13的電子裝置11中每一個之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0022]圖示的同步開關56也聯(lián)接到振蕩器22以超控(即超馳控制，override)控制電路16的操作。當同步開關56處于閉合狀態(tài)時，信號(即，Lo信號或邏輯“O”)被發(fā)送到振蕩器22以保持電源開關14處于閉合狀態(tài)。在此狀態(tài)，電子裝置11根據(jù)例如主機裝置58的能力、主機裝置58的協(xié)議和在電子裝置11中的兼容協(xié)議的可用性從電源12汲取充電電流。電流至電壓轉換器26和比較器24繼續(xù)如上文所描述那樣起作用，但比較器24的輸出被同步開關56超控以阻止電源開關14振蕩。
[0023]在圖示實施例中，充電電路10還包括指示器60。指示器60向用戶提供關于連接的電子裝置11是