电力传输控制器集成电路与功率开关的控制方法技术

技术编号:38370338 阅读:10 留言:0更新日期:2023-08-05 17:34
本发明专利技术提供一种电力传输(PD)控制器集成电路与功率开关的控制方法。功率开关的第一端与第二端分别耦接至通用串行总线(USB)连接器的电源引脚以及功能电路的电源输入端。PD控制器集成电路产生功率开关控制电压去控制功率开关。PD控制器集成电路可以在功能电路的上电期间中分阶段调整功率开关控制电压的电平,以渐进地导通功率开关。渐进地导通功率开关。渐进地导通功率开关。

【技术实现步骤摘要】
Bus,USB)连接器的电源引脚以及功能电路的电源输入端。PD控制器集成电路在功能电路的上电期间中分阶段调整功率开关控制电压的电平,以渐进地导通功率开关。
[0008]在本专利技术的一实施例中,上述的控制方法包括:由PD控制器集成电路产生功率开关控制电压去控制功率开关,其中功率开关的第一端与第二端分别耦接至USB连接器的电源引脚以及功能电路的电源输入端;以及在功能电路的上电期间中,分阶段调整功率开关控制电压的电平,以渐进地导通功率开关。
[0009]基于上述,本专利技术诸实施例所述PD控制器集成电路可以在功能电路的上电期间中分阶段调整功率开关控制电压的电平,以渐进地导通功率开关。因此,通过功率开关的电源电压的回转率(Slew Rate,SR)可以符合USB规格书的规范。在一些实施例中,PD控制器集成电路所产生的电荷泵电压可以通过PD控制器集成电路的多个开关而被传输至功率开关的控制端做为功率开关控制电压。基于所述多个开关的导通(turn on)与截止(turn off),功率开关控制电压可以控制耦接在USB连接器以及功能电路之间的功率开关。在所述多个开关中的第j

1开关为截止时,PD控制器集成电路的电压控制电路可以使第j

1开关的第一端电压与第j

1开关的第二端电压之间的电压差小于第j

1开关的最大耐受电压。因此,用以提供/控制高控制电压的PD控制器集成电路可以用较低电压的一般工艺实现,而不用昂贵的高电压工艺。
[0010]为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0011]图1是依照本专利技术的一实施例的一种消费性电子产品的电路方块(circuit block)示意图。
[0012]图2是依照本专利技术的一实施例的一种功率开关的控制方法的流程示意图。
[0013]图3是依照本专利技术的一实施例所绘示,PD控制器集成电路的电路方块示意图。
[0014]图4是依照本专利技术的一实施例所绘示,控制信号的时序示意图。
[0015]图5是依照本专利技术的一实施例所绘示,电压控制电路的电路示意图。
[0016]图6是依照本专利技术的一实施例所绘示,开关控制电路的电路示意图。
[0017]【符号说明】
[0018]100:消费性电子产品
[0019]110:通用串行总线(USB)连接器
[0020]120:电力传输(PD)控制器集成电路
[0021]121:电荷泵电路
[0022]122:电压控制电路
[0023]123:开关控制电路
[0024]130:功能电路
[0025]610、620:转换控制电路
[0026]611:差动放大电路
[0027]612:反馈电路
[0028]CS61、CS62:电流源
[0029]C61:电容
[0030]D51:二极管
[0031]DS61:二极管串
[0032]GND:接地电压
[0033]Half_VBUS:分压电压
[0034]M51、M61、M62、M63、M64:晶体管
[0035]Poff1、Poff2、Pon1、Pon2:调整期间
[0036]R61、R62:电阻
[0037]RS51:分压电阻串
[0038]S210、S220:步骤
[0039]SW31、SW32:开关
[0040]SW61:电流源开关
[0041]SW_EN:功率开关控制电压
[0042]SW1_EN、SW2_EN:控制信号
[0043]SWbus:功率开关
[0044]Vbus:电源引脚
[0045]Vbus_IN:输入电压
[0046]VCP:电荷泵电压
[0047]VDD:电压源
[0048]VMID1、VMID2:电压
[0049]VSD31、VSD32:电压差
具体实施方式
[0050]在本申请说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言,若文中描述第一装置耦接(或连接)在第二装置,则应该被解释成该第一装置可以直接连接在该第二装置,或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本申请说明书全文(包括权利要求书)中提及的“第一”、“第二”等用语是用以命名元件(element)的名称,或区别不同实施例或范围,而并非用来限制元件数量的上限或下限,亦非用来限制元件的次序。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。
[0051]图1是依照本专利技术的一实施例的一种消费性电子产品100的电路方块(circuit block)示意图。图1所示消费性电子产品100包括通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)连接器110、电力传输(Power Delivery,PD)控制器集成电路120、功能电路130以及功率开关SWbus。作为范例,USB连接器110可以包括USB type

C连接器。功率开关SWbus的第一端耦接至USB连接器110的电源引脚Vbus。功率开关SWbus的第二端耦接至功能电路130的电源输入端。功率开关SWbus的控制端耦接至PD控制器集成电路120,以接收功率开关控制电压SW_EN。
[0052]图2是依照本专利技术的一实施例的一种功率开关SWbus的控制方法的流程示意图。请
参照图1与图2。PD控制器集成电路120可以产生功率开关控制电压SW_EN去控制功率开关SWbus(步骤S210)。PD控制器集成电路120还耦接至USB连接器110的配置通道(Configuration Channel,CC)引脚。当USB主机(或USB充电器,或USB适配器,未绘在图1)连接至消费性电子产品100的USB连接器110时,PD控制器集成电路120可以经由USB连接器110的CC引脚向USB主机交换配置信息,以协商USB主机与消费性电子产品100之间的功率传输模式。CC引脚的相关操作被规范在USB规格,故在此不予赘述。在决定功率传输模式后,PD控制器集成电路120可以导通(turn on)功率开关SWbus。
[0053]PD控制器集成电路120可以在功能电路130的上电期间(power

on period)中分阶段调整功率开关控制电压SW_EN的电平,以渐进地导通功率开关SWbus(步骤S220)。举例来说,所述上电期间可以被分为n个调整期间,其中n为大于1的整数。PD控制器集成电路120可以在第i调整期间(所述n个调整期间中的任意一个调整期间)将功率开关控制电压SW_EN调整至第i电平,其中i为大于0小于等于n的整数,第i电平介于本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力传输控制器集成电路,用以产生功率开关控制电压去控制功率开关,其中该功率开关的第一端与第二端分别耦接至USB连接器的电源引脚以及功能电路的电源输入端,该电力传输控制器集成电路在该功能电路的上电期间中分阶段调整该功率开关控制电压的电平以渐进地导通该功率开关。2.如权利要求1所述的电力传输控制器集成电路,其中该上电期间被分为n个调整期间,n为大于1的整数,该电力传输控制器集成电路在所述n个调整期间中的第i调整期间将该功率开关控制电压调整至第i电平,i为大于0小于等于n的整数,该第i电平介于该功率开关控制电压的第i

1电平与该功率开关控制电压的第i+1电平之间,以及在该功率开关控制电压被调整至该第i电平后该电力传输控制器集成电路将该功率开关控制电压保持在该第i电平直到该第i调整期间结束。3.如权利要求1所述的电力传输控制器集成电路,包括:电荷泵电路,用以从该USB连接器的该电源引脚接收输入电压,以及产生电荷泵电压;n个开关,其中n为大于1的整数,所述n个开关中的第1开关的第一端耦接至该电荷泵电路的输出端以接收该电荷泵电压,所述n个开关中的第j开关的第一端耦接至所述n个开关中的第j

1开关的第二端,j为大于1小于等于n的整数,以及所述n个开关中的第n开关的第二端耦接至该功率开关的控制端以提供该功率开关控制电压;以及电压控制电路,耦接至该第j开关的该第一端与该第j

1开关的该第二端,其中当该第j

1开关为截止时该电压控制电路将该第j开关的该第一端的电压与该第j

1开关的该第二端的电压维持在第j电平,以及该第j电平介于截止的该第j

1开关的该第一端的电压电平与截止的该第j开关的该第二端的电压电平之间。4.如权利要求3所述的电力传输控制器集成电路,其中所述开关的每一个的电压耐受范围小于该功率开关控制电压的压摆范围。5.如权利要求3所述的电力传输控制器集成电路,其中n为2,该电压控制电路耦接至该第2开关的该第一端与该第1开关的该第二端,该第2开关的该第二端耦接至该功率开关的该控制端以提供该功率开关控制电压,以及当该第1开关为截止时该电压控制电路将该第2开关的该第一端的电压与该第1开关的该第二端的电压维持在该功率开关控制电压的压摆范围的中央电平。6.如权利要求3所述的电力传输控制器集成电路,其中该电压控制电路包括:分压电阻串,具有第一端与第二端分别耦接至该USB连接器的该电源引脚与参考电压;晶体管,具有控制端耦接至该分压电阻串中的分压节点,其中该晶体管的第一端耦接至该USB连接器的该电源引脚;以及二极管,具有第一端耦接至该晶体管的第二端,其中该二极管的第二端耦接至该第j开关的该第一端与该第j

1开关的该第二端。7.如权利要求3所述的电力传输控制器集成电路,还包括:开关控制电路,耦接至所述n个开关每一个的控制端,其中该开关控制电路以从该第n开关至该第1开关的顺序在该上电期间中的不同时间点导通所述n个开关。8.如权利要求7所述的电力传输控制器集成电路,其中该开关控制电路以从该第1开关至该第n开关的顺序在该功能电路的去电期间中的不同时间点截止所述n个开关。
9.如权利要求7所述的电力传输控制器集成电路,其中该开关控制电路包括:n个转换控制电路,对地耦接至所述n个开关的所述控制端,其中所述n个转换控制电路中的第i转换控制电路在该上电期间中的对应时间点导通所述n个开关的第i开关。10.如权利要求9所述的电力传输控制器集成电路,其中该第i转换控制电路包括:第一电阻,具有第一端与第二端分别耦接至该第i开关的第一端与控制端;差动放大电路,耦接至该第i开关的该控制端;以及反馈电路,具有反馈端耦接至该第i开关的第二端,其中该反馈电路的第一输出端与第二...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘荣昌
申请(专利权)人:威锋电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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