[发明专利]自适应电压放大器和电池充电器检测

说明书

技术领域

本发明总地涉及电池充电电路系统，更特别地，涉及自适应电压放大器和电池充电器检测。

背景技术

现今的许多便携式装置具有通过通用串行总线（USB）连接器与电源连接的电池充电器电路系统。USB是一种行业标准，其定义用于电子装置与设备之间的连接、数据通信和电力供给的总线所使用的电缆、连接器和通信协议。USB便携式装置包括USB插座（母）连接器且通常包括电池。USB插座具有用于电源的电源管脚以及数据通信D+和D-管脚，且还可包括标识（ID）管脚。USB电池充电器包括USB插头（母）连接器，且能够通过USB连接器的电源管脚将电池充电电流供给到便携式装置。电池充电器还可以能够通过USB连接器的D+管脚和D-管脚与便携式装置交换数据。

USB电池充电规范定义了各种类型的上游充电器，这些上游充电器可通过充电端口与下游便携式装置连接，以将电力供给到便携式装置的电池。上游设备诸如计算机上的充电下行端口（CDP）支持数据传送以及电力供给。专用充电端口（DCP）供给电力，但不支持数据传送，并且可以是将来自市电电源或车辆电源的电力转换到USB充电电源的转换器。配件充电器适配器（ACA）是允许单个USB端口可同时连接到充电器和另一USB装置（用于数据传输）两者的适配器。ACA坞站（ACA-dock）是具有上行端口且可以或可以不具有下行端口的靠泊站。便携式装置可从D+管脚和D-管脚在电池充电器中的连接方式以及它们上的电压来辨识USB端口的类型。

USB电池充电规范修订1.1规定，为了电池充电器的类型和通过USB连接器连接在一起的便携式装置的类型的相互检测，USB便携式装置应该在充电器检测期间在D+管脚上保持0.5-0.7V的电压V_{DP_SRC}，同时拉取至少250μA的电流。这是USB电池充电规范修订1.1中在电池充电器检测期间对便携式装置的D+电压源的唯一要求。常规的电压跟随器运算放大器（通常作为缓冲放大器包括在便携式装置中，其输出与D+管脚连接以用于数据信号通信）可满足这个要求。

为了支持ACA坞站的检测，USB电池充电规范修订1.2还要求便携式装置的电压源输出通过电池充电器中的0.9-1.575kΩ上拉电阻R_{DP_UP}不应将D+管脚拉在2.2V以下，所述上拉电阻R_{DP_UP}与3.0V和3.6V之间的电压V_{DP_UP}连接。常规电压跟随器由于其负反馈电路而不能满足这个要求。因为缓冲放大器的输入总是0.6V，所以它的输出试图将D+管脚下拉至0.6V，而电池充电器中的上拉电阻器R_{DP_UP}试图将D+管脚的电压上拉。期望具有能满足USB电池充电规范修订1.2的这个要求的便携式装置。

发明内容

示范性实施例提供一种便携式装置，用于从电池充电器接收充电电流，所述便携式装置包括：连接器，具有用于与所述电池充电器连接的D+管脚；以及放大器，用于在充电器检测期间将电压施加到所述D+管脚，并具有用于向所述放大器提供偏压的偏置电路，其中，所述放大器具有是所述偏压的函数的跨导，且其中，所述偏置电路在所述电池充电器中不存在与所述D+管脚连接的上拉电阻器时提供第一水平的偏压，使所述放大器以第一跨导工作并将第一电压施加到所述D+管脚，并且所述偏置电路在存在所述上拉电阻器时提供第二水平的偏压，使所述放大器以减小的第二跨导工作并使得所述D+管脚采用比所述第一电压更高的第二电压。

示范性实施例还提供一种便携式装置，用于从通用串行总线USB电池充电器接收充电电流，所述便携式装置包括：通用串行总线USB插座，具有与所述电池充电器连接的D+管脚；以及放大器，用于在充电器检测期间将电压施加到所述D+管脚，并具有用于将偏压提供给所述放大器的偏置电路，其中，所述放大器具有是所述偏压的函数的跨导，且其中，所述偏置电路在所述电池充电器中不存在与所述D+管脚连接的上拉电阻器时提供第一水平的偏压，使所述放大器以第一跨导工作并将第一电压施加到所述D+管脚，并且所述偏置电路在存在所述上拉电阻器时提供第二水平的偏压，使所述放大器以减小的第二跨导工作并使得所述D+管脚采用比所述第一电压更高的第二电压。