单引脚MOSFET驱动和放电功能制造技术

用于与通用串行总线(USB)插孔一起使用的电路包括功率转换器，该功率转换器被耦合以在输入端子处接收输入电压并且被耦合以在输出端子处提供输出电压。晶体管被耦合在功率转换器的输出端子和USB插孔的总线电压端子之间。USB通信控制器被耦合到USB插孔。USB通信控制器包括耦合到晶体管的控制端子的输出端子。泄放电路被耦合在USB通信控制器的输出端子和USB插孔的总线电压端子之间。

Single pin MOSFET drive and discharge function

A circuit for use with a universal serial bus (USB) socket includes a power converter, which is coupled to receive input voltages at the input terminals and be coupled to provide output voltages at the output terminals. The transistor is coupled between the output terminals of the power converter and the bus voltage terminals of the USB Jack. The USB communication controller is coupled to the USB Jack. The USB communication controller includes an output terminal coupled to a control terminal of the transistor. The relief circuit is coupled between the output terminals of the USB communication controller and the bus voltage terminals of the USB Jack.

【技术实现步骤摘要】
单引脚MOSFET驱动和放电功能
本专利技术总体上涉及USB连接器。更具体地，本专利技术的实施例涉及C型USB连接器。
技术介绍
电子设备利用电力来运行。电力通常是通过壁式插座以高压交流电(ac)的形式来传输。用于为电子设备充电的常见类型的接口是通用串行总线(USB)接口。多年来，已经开发了许多类型的USB平台、设备、插座、插头、插孔、连接器等，它们主要归于两种标准——标准A和标准B，并且被视为传统设备。随着平台使用模式的演变，可用性和稳健性(robustness,鲁棒性)要求已经有所提高，而现有的一套USB连接器原本并不是针对这些更新的要求中的一些而设计的。最近发布的标准，即C型，是一种新的USB连接器生态系统，其满足平台和设备演变发展的需求，同时保留了构成这一最流行的计算设备互连的基础的USB的所有功能益处。C型USB缆线和连接器规范(修订版1.1，2015年4月3日)定义了与现有USB接口电气和功能规范兼容的新型插座、插头、缆线和检测机构。附图说明参照以下附图描述本专利技术的非限制性和非穷尽实施方案，其中除非另行说明，相同的附图标记贯穿各个视图指代相似的部分。图1是示出典型USB通信系统的一个实施例的功能框图，该USB通信系统包括经由USB传统设备适配器耦合到A型、B型或C型USB受电单元的A/B/C型USB充电单元。图2是示出包括在示例USB通信系统中的充电单元的一个实施例的功能框图。图3是示出根据本专利技术的教导的用于与示例USB通信系统一起使用的示例功率转换器的功能框图。图4是示出根据本专利技术的教导的示例泄放电路的充电单元的一部分的功能框图。图5是示出根据本专利技术的教导的另一示例泄放电路的充电单元的一部分的功能框图。图6是示出根据本专利技术的教导的用于对USB连接器电压进行充电和放电的示例过程的示例流程图600。贯穿附图的多个视图，对应的附图标记表示相应的部件。本领域技术人员会领会，图中的元件是为了简化和清楚起见而示出的，并且不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助改进对本专利技术的各实施方案的理解。此外，常常不描绘在商业上可行的实施方案中有用或必要的常见但是广为人知的元件，以便于较少受妨碍地查看本专利技术的这些各实施方案。具体实施方式在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，不需要采用该具体细节来实施本专利技术。在其他情况下，未详细描述公知的材料或方法以避免使本专利技术模糊。贯穿本说明书对“一个实施方案(oneembodiment)”、“实施方案(anembodiment)”、“一个实施例(oneexample)”或“实施例(anexample)”的提及意味着结合该实施方案或实施例所描述的具体特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书各处出现的措辞“在一个实施方案中(inoneembodiment)”、“在实施方案中(inanembodiment)”、“一个实施例”或“实施例”并不一定都指的是相同的实施方案或实施例。此外，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合来组合。具体特征、结构或特性可以被包括在提供所描述的功能的集成电路、电子电路、组合逻辑电路或其他合适的部件中。此外，应当领会，随本文提供的附图是出于向本领域普通技术人员进行说明的目的，并且附图不一定按比例绘制。此外，本申请中的实施方案/实施例涉及以特定方式响应于“逻辑高”或“逻辑低”信号的不同电路部分；然而，本领域技术人员会领会，相同的电路部分可以被配置为以相同的方式对相反的信号作出响应(例如，响应于逻辑高信号而接通的电路部分可以被配置为响应于逻辑低信号而接通，反之亦然)。CTM型(此后称为C型)USB、插座、插头和缆线为现有的USB3.1互连(标准和微型USB缆线及连接器)提供了更小、更薄并且更耐用的替代方案。这一新解决方案的目标是用于非常薄的平台——其范围从超薄笔记本电脑一直到智能手机，其中现有的标准A和微型AB插座被认为太大、难以使用或不够耐用。虽然C型USB互连不再通过为A型或B型来物理区分缆线上的插头，但USB接口仍保持主机到设备的逻辑关系。这种主机到设备关系的确定是通过配置信道(CC)完成的，该配置信道(CC)通过缆线连接。此外，配置信道用于建立和管理功率和备用/配件模式。使用配置信道，C型USB互连定义了简化的基于5伏VBUS的电力传输和充电解决方案，该解决方案对USB3.1规范中已经定义的进行了补充。关于C型USB互连的更高级电力传输和电池充电特征是基于USB电力传输规范。作为一种产品实现改进，C型USB互连将USB电力传输(PD)通信协议从通过VBUS来传送转变为通过C型USB配置信道来传输。总体而言，VBUS提供了在USB主机和USB设备之间传输电力的路径。更具体地，USBPD通信协议要求通过VBUS在充电器和主机之间或者在充电器和设备之间传输电力。USBPD规范涉及C型USB连接器的电力传输方面。有关USBPD通信协议的更多详细可以在USB电力传输规范中找到。如将要讨论的，根据本专利技术的教导的实施例针对USB通信系统的电力传输方面。根据USBPD规范，用于电力传输的典型USB系统可以包括功率转换器，以在连接器的VBUS端子处提供5V的输出电压。总体而言，USB电力传输系统可以包括耦合到A/B/C型设备的新型C型USB连接器。典型的USB充电系统(下面在图1中示出)可以包括经由USB连接器耦合的充电单元和受电单元。充电单元和受电单元均可具有A/B/C型插孔。为了本公开起见，将假定，充电单元是具有C型插孔的C型单元，并且受电单元是具有A/B/C型插孔的A/B/C型单元。USB连接器也可以被称为插座、连接器、适配器或传统设备适配器。传统设备适配器的一端可以具有C型插头，该C型插头可以连接到C型单元上的C型插头，而传统设备适配器的另一端可以具有A型、B型或C型插头，所述A型、B型或C型插头可以连接到A型、B型或C型单元。在一个实施例中，受电单元可以是USB主机或USB设备。对于A型、B型或C型单元而言的推荐VBUS电压为大约5V。作为安全预防措施，USBPD规范建议利用C型USB连接器实现VBUS发起和VBUS吸收特征。根据上述特征，VBUS发起晶体管(sourcetransistor，源起晶体管)(MOSFET)和VBUS吸收晶体管(sinktransistor，沉没晶体管)(MOSFET)被耦合在功率转换器的输出端和VBUS端子之间。每当受电设备连接到USB连接器时，充电单元中包含的功率转换器就在VBUS端子上发起推荐电压。在典型的USB通信系统中，USB主机可以声明VBUS信号。然后，电荷泵可以响应于主机所声明的VBUS信号而在功率转换器的输出端处输出推荐电压。内部逻辑可以接通发起晶体管(MOSFET)。每当受电设备与USB连接器断开时，以VBUS端子上的电压被包含的功率转换器被大致放电至零伏特。这在USBPD规范中通常被称为vSafe0V。这可以通过接通吸收晶体管来实现。一般而言，USB通信控制器通常具有两个分开的端子以便实现发起和吸收功能。每当受电单元被连接到U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与通用串行总线(USB)插孔一起使用的电路，所述电路包括：功率转换器，其被耦合以在输入端子处接收输入电压并且被耦合以在输出端子处提供输出电压；晶体管，其被耦合在所述功率转换器的所述输出端子与所述USB插孔的总线电压端子之间；USB通信控制器，其被耦合到所述USB插孔，其中所述USB通信控制器包括耦合到所述晶体管的控制端子的输出端子；和泄放电路，其被耦合在所述USB通信控制器的所述输出端子和所述USB插孔的所述总线电压端子之间。

【技术特征摘要】
2017.01.27 US 15/418,3561.一种用于与通用串行总线(USB)插孔一起使用的电路，所述电路包括：功率转换器，其被耦合以在输入端子处接收输入电压并且被耦合以在输出端子处提供输出电压；晶体管，其被耦合在所述功率转换器的所述输出端子与所述USB插孔的总线电压端子之间；USB通信控制器，其被耦合到所述USB插孔，其中所述USB通信控制器包括耦合到所述晶体管的控制端子的输出端子；和泄放电路，其被耦合在所述USB通信控制器的所述输出端子和所述USB插孔的所述总线电压端子之间。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述晶体管的第一端子耦合到所述功率转换器的所述输出端子，并且其中，所述晶体管的第二端子耦合到所述插孔的所述总线电压端子。3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述泄放器具有耦合到所述晶体管的所述控制端子的第一端子以及耦合到所述晶体管的所述第二端子的第二端子。4.根据权利要求2所述的电路，其中，所述晶体管的所述控制端子被耦合以从所述USB通信控制器的所述输出端子接收第一电压信号、第二电压信号或高阻抗信号中之一。5.根据权利要求1所述的电路，其中，当所述晶体管接通时，所述总线电压端子被耦合以接收所述功率转换器的所述输出电压，并且其中，当所述晶体管关断时，所述总线电压端子被耦合以通过所述泄放电路大致放电至零伏特。6.根据权利要求1所述的电路，其中，所述控制器包括耦合到三态驱动器的电荷泵，其中，所述三态驱动器还耦合到所述USB通信控制器的所述输出端子以输出驱动信号。7.根据权利要求6所述的电路，其中，所述电荷泵被耦合以将电压输出到所述三态驱动器的输入。8.根据权利要求6所述的电路，其中，所述三态驱动器被耦合以接收控制信号，其中所述三态驱动器在所述控制信号为逻辑高时接通，并且其中，所述三态驱动器在所述控制信号为逻辑低时关断。9.根据权利要求8所述的电路，其中，所述三态驱动器被耦合以在所述三态驱动器接通时在所述USB通信控制器的所述输出端子处的驱动信号上输出电荷泵电压，并且其中，所述三态驱动器被耦合以在所述三态驱动器关断时在所述USB通信控制器的所述输出端子处输出高阻抗信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·巴拉克里斯南，E·E·邓，R·S·圣皮埃尔，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：美国,US