(57)【要約】      （修正有）【課題】電子デバイスの複数の充電ポート間の電力経路スイッチング回路を提供する。【解決手段】充電デバイス２００は、過電圧保護回路２０８、２１０を介する電源２０６に結合するために、複数の充電ポート２０２、２０４を含み、電源２０６に結合された過電圧保護回路２０８、２１０の出力における電圧と充電ポート２０２、２０４に結合された過電圧保護回路２０８、２１０の入力における電圧との比較に基づいて、電源２０６に充電ポート２０２、２０４を結合するように構成された比較ユニット２１２を含む。【選択図】図２
2018161046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電圧保護回路を介して電源に結合するための複数の充電ポートのうちの充電ポートと、
前記電源に結合された前記過電圧保護回路の出力における電圧と前記充電ポートに結合された前記過電圧保護回路の入力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記電源に前記充電ポートを結合するように構成された比較ユニットと
を備える、デバイス。
【請求項２】
別の過電圧保護回路を介して前記電源に結合された前記複数の充電ポートのうちの別の充電ポートをさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記比較ユニットは、前記電源に結合された前記別の保護回路の前記出力における電圧と前記別の充電ポートに結合された前記別の過電圧保護回路の入力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記電源に前記別の充電ポートを結合するように構成される、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記充電ポートは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）電力ソースおよび直流電流（ＤＣ）電力ソースのうちの１つに結合するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記比較ユニットは、
前記過電圧保護回路の前記入力の前記入力に結合された第１の入力と前記過電圧保護回路の前記出力に結合された第２の入力とを有する第１の比較器と、
前記別の過電圧保護回路の入力に結合された第１の入力と前記別の過電圧保護回路の出力に結合された第２の入力とを有する第２の比較器と、
前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力を受信するように構成されたロジックデバイスと、前記ロジックデバイスは、前記過電圧保護回路の状態および前記別の過電圧保護回路の状態を制御するための少なくとも１つの制御信号を出力するようにさらに構成される、
を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記比較ユニットは、前記充電ポートにおける電圧が、前記電源の前記入力における電圧に等しいまたはそれよりも低い場合、前記電源に前記充電ポートを結合するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
第１の過電圧保護回路の入力に結合された第１の充電ポートと、
第２の過電圧保護回路の入力に結合された第２の充電ポートと、
充電のために、前記第１の充電ポートと前記第２の充電ポートのうちの１つを選択するように構成された比較ユニットと、前記比較ユニットは、電源の入力における電圧と前記選択された充電ポートにおける電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記電源に前記選択された充電ポートを選択的に結合するようにさらに構成される、
を備える、デバイス。
【請求項８】
前記第１の充電ポートは、ＵＳＢ充電ポートを含み、前記第２の充電ポートは、ＤＣ充電ポートを含む、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記比較ユニットは、
前記第１の充電ポートからの電圧と前記電源の前記入力における前記電圧とを受信するように構成された第１の比較器と、
前記第２の充電ポートからの電圧と前記電源の前記入力における前記電圧とを受信するように構成された第２の比較器と、
前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力とに結合されたロジックデバイスと
を備える、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第１の過電圧保護回路は、
前記第１の充電ポートに結合された第１のトランジスタと、
前記電源の前記入力と前記第１のトランジスタの各々に結合された第２のトランジスタと
を備える、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの各々は、前記電源に前記第１の充電ポートを結合するためにゲートにおいて信号を受信するように構成される、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとに信号を搬送するように構成された充電ポンプとドライバをさらに備える、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第２の過電圧保護回路は、
前記第２の充電ポートに結合された第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタと前記電源の前記入力の各々に結合された第２のトランジスタと
を備える、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとに信号を搬送するように構成された充電ポンプとドライバとをさらに備える、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１のトランジスタおよび前記第２のトランジスタの各々は、前記電源に前記第２の充電ポートを結合するためのゲートにおいて信号を受信するように構成される、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記比較ユニットは、プログラマブル優先ビットに基づいて充電するために、前記第１の充電ポートおよび前記第２の充電ポートのうちの１つを選択するように構成される、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１７】
電源の入力における第２の電圧と充電ポートにおける第１の電圧を比較することと、  前記第１の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記充電ポートを結合することと
を備える、方法。
【請求項１８】
前記第２の電圧と第２の充電ポートにおける第３の電圧を比較することと、
前記第３の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記第２の充電ポートを結合することと
をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記充電ポートに結合された電力ソースを検出することをさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
複数の充電ポートのうちの充電ポートにおける電圧を受信することと、
前記電圧がしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、電源に前記充電ポートを選択的に結合することと
を備える、方法。
【請求項２１】
前記複数の充電ポートのうちの別の充電ポートにおける別の電圧を受信することをさらに備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記別の電圧が別のしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、前記電源に前記別の充電ポートを選択的に結合することをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記充電ポートと別の充電ポートとの間の優先に基づいて前記電源に結合するために、前記充電ポートまたは前記別の充電ポートのうちの何れかを選択することをさらに備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
電源の入力における第２の電圧と充電ポートにおける第１の電圧を比較するための手段と、
前記第１の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記充電ポートを結合するための手段と
を備える、デバイス。
【請求項２５】
前記第２の電圧と第２の充電ポートにおける第３の電圧を比較するための手段と、
前記第３の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記第２の充電ポートを結合するための手段と
をさらに備える、請求項２４に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、一般的に充電デバイスに関する。より具体的には、本発明は、複数の充電ポートを有する電子デバイスのためのシステム、デバイス、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  モバイル電話などの電子デバイスは、複数の充電ポートを含みうる。例として、電子デバイスは、直流電流（ＤＣ）電力ソースに結合するために構成されたＤＣ充電ポートと、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）電力ソースに結合するために構成されたＵＳＢ充電ポートを含みうる。従来のデバイスでは、各充電ポートは、スイッチを含みうる、専用の過電圧保護（ＯＶＰ：over-voltage protection）回路に接続されうる。さらに、各ＯＶＰ回路は、スイッチモード電源（ＳＭＰＳ：switched-mode power supply）に結合されうる。図１は、複数の充電ポート（すなわち、ＤＣ充電ポートである第１の充電ポート１０２と、ＵＳＢ充電ポートである第２の充電ポート１０４）を含む従来の充電システム１００を例示する。例示されるように、第１の充電ポート１０２は、第１のＯＶＰ回路１０８を介してスイッチモード電源（ＳＭＰＳ）１０６に結合され、第２の充電ポート１０４は、第２のＯＶＰ回路１１０を介してＳＭＰＳ １０６に結合される。
【０００３】
[0003]  当業者により理解されるように、２つの電力ソースが同時に電子デバイスに結合される場合、１つのＯＶＰ回路のみがオンにされること（すなわち、伝導）が可能となる。加えて、通常、デバウンスタイマー（debounce timer）（すなわち、侵入（inrush）電流およびケーブルインダクタンスによる初期のターンオン（turn on）の間、充電ポート上で電圧リップルを除去することが許可された時間）のため、ＯＶＰ回路が完了する（completed）ための「ターンオン」シーケンスまで、短い時間（例えば、１０分の数ミリ秒（a few tenths of millisecond））がかかる。加えて、異なる充電ポート（例えば、ＤＣおよびＵＳＢ充電ポート）は、異なる電圧レベルを有しうる。したがって、充電ポートのダメージを防ぐために、第１のＯＶＰ回路（例えば、第１のＯＶＰ回路１０８）の出力は、第２のＯＶＰ回路がオンにされることができる前に、第２のＯＶＰ回路（例えば、第２のＯＶＰ回路１１０）と関連付けられた電圧レベルを下まわって放電されるべきである。これは、低速な（slow）電力経路スイッチングという結果になることがあり、これは、関連付けられたバッテリが低い（low）間にデバイスが使用される場合、デバイス（例えば、モバイル電話）がクラッシュする原因になりうる。
【０００４】
[0004]  複数の充電ポートを含む電子デバイスの電力経路スイッチングの持続期間を減らすための方法、システム、およびデバイスの必要性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、複数の充電ポートを含む従来の充電デバイスを例示する。
【図２】図２は、本発明の典型的な実施形態に従う充電デバイスを例示する。
【図３】図３は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイスの別の例示である。
【図４】図４は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイスのさらに別の例示である。
【図５】図５は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイスを含む電子デバイスである。
【図６】図６は、本発明の典型的な実施形態に従う、方法を例示するフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の典型的な実施形態に従う、別の方法を例示するフローチャートである。
【詳細な説明】
【０００６】
[0012]  添付図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、本発明の典型的な実施形態の説明として意図され、本発明が実現されうる唯一の実施形態を表すようには意図されない。本明細書の全体にわたって用いられる「典型的（exemplary）」という用語は、「例、実例、または例示を提供する」を意味し、他の典型的な実施形態に対して、必ずしも好ましいまたは有利であるようには解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の典型的な実施形態の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。本発明の典型的な実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施されうることが当業者に明らかになるであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、ここに示される典型的な実施形態の新規性を曖昧にすることを避けるために、ブロック図形式で示される。
【０００７】
[0013]  典型的な実施形態は、ここに説明されるように、電力経路スイッチングのためのデバイス、システム、および方法に向けられている。１つの典型的な実施形態に従い、充電デバイスは、過電圧保護回路を介して電源に結合された複数の充電ポートのうちの充電ポートを含みうる。充電デバイスはまた、充電ポートに結合される過電圧保護回路の入力における電圧と、電源に結合された過電圧保護回路の出力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて充電ポートを電源に結合するように構成された比較ユニットを含みうる。
【０００８】
[0014]  別の典型的な実施形態に従い、充電デバイスは、第１の過電圧保護回路の入力に結合された第１の充電ポートを含みうる。充電デバイスはさらに、第２の過電圧保護回路の入力に結合された第２の充電ポートを含みうる。加えて、充電デバイスは、充電するために第１の充電ポートおよび第２の充電ポートのうちの１つを選択するように構成された比較ユニットを含みうる。比較ユニットはまた、選択された充電ポートにおける電圧と、電源の入力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、選択された充電ポートを電源に選択的に結合するように構成された比較でありうる。
【０００９】
[0015]  さらに別の典型的な実施形態は、電源の入力における電圧と充電ポートにおける第１の電圧とを比較することを含む方法を含む。方法はまた、第１の電圧が第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には充電ポートを電源の入力に結合することを含みうる。別の方法は、典型的な実施形態に従い、電圧がしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、充電ポートを電源に選択的に結合することと、複数の充電ポートのうちの充電ポートにおける電圧を受信することとを含みうる。
【００１０】
[0016]  図２は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイス２００を例示する。例に限定して（for example only）、充電デバイス２００は、例に限定して、モバイル電話などの電子デバイスの充電器を含みうる。充電デバイス１００は、第１の充電ポート２０２および第２の充電ポート２０４を含む。典型的な実施形態に従って、第１の充電ポート２０２は、ＵＳＢ充電ポートを含むことがあり、第２の充電ポート２０４は、ＤＣ充電ポートを含むことがある。
【００１１】
[0017]  加えて、充電デバイス２００は、スイッチモード電源（ＳＭＰＳ）２０６、第１の保護回路２０８、第２の保護回路２１０、および比較モジュール２１２を含む。比較モジュール２１２は、第１の保護回路２０８および第２の保護回路２１０の各々に結合される。当業者に理解されるように、スイッチモード電源（例えば、ＳＭＰＳ ２０６）は、出力電圧または電流を安定させるために、電力トランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を高速でオンおよびオフに切り替える内部の（internal）制御回路である、スイッチングレギュレータを組み込む電子電源ユニットを備えうる。
【００１２】
[0018]  充電デバイス２００はさらに、第１の保護回路２０８および比較モジュール２１２の各々に結合された、第１のドライバおよび充電ポンプ２１４を含む。さらに、充電デバイス２００は、第２の保護回路２１０および比較モジュール２１２の各々に結合された第２のドライバおよび充電ポンプ２１６を含む。第１のドライバおよび充電ポンプ２１４は、電気的に電源２０６に結合することを第１の充電ポート２０２に可能にさせるために、比較モジュール２１２から信号を受信することと、制御信号を保護回路２０８へ搬送することとを行うように構成されうる。同様に、第２のドライバおよび充電ポンプ２１６は、電気的に電源２０６に結合することを第２の充電ポート２０４に可能にさせるために、比較モジュール２１２から信号を受信することと、制御信号を第２の保護回路２０８へ搬送することとを行うように構成されうる。
【００１３】
[0019]  充電デバイス２００の企図される（contemplated）動作がここで説明される。初めに、ＵＳＢまたはＤＣの電力ソース（図２に図示せず）の何れかが充電デバイス２００に結合される場合、有効な充電器検出プロセスが実行されうる。より具体的には、充電デバイス２００は、ＵＳＢまたはＤＣ電力ソースの何れかによって供給された電圧が、有効な範囲内であるかを決定しうる。電力ソースによって供給された電圧が有効な範囲内である場合、ドライバおよび充電ポンプ（すなわち、第１のドライバと充電ポンプ２１４、または第２のドライバと充電ポンプ２１６の何れか）は、速やかに（例えば、５ミリ秒以内に）関連付けられた過電圧保護回路へ電圧を供給しうる。過電圧保護回路へ搬送される電圧のレベルは、電圧が過電圧保護回路のトランジスタのゲート酸化膜降伏電圧（gate oxide breakdown voltage）を超えないように、ドライバおよび充電ポンプによって自動的に調整されうることに留意されたい。充電ポンプ（例えば、第１のドライバと充電ポンプ２１４、または、第２のドライバと充電ポンプ２１６、の何れかの充電ポンプ）が完全に充電された後、関連付けられたＯＶＰ回路（例えば、第１の過電圧保護回路２０２または第２の過電圧保護回路２０４の何れか）はオンにされ、ノードＡが充電されうる。「ターンオン」時間および過電圧保護回路の抵抗は、多量に侵入してくる電流がＵＳＢまたはＤＣ電力ソース上で過剰なリンギングを引き起こすことを防ぐことができ、さらに、有効な充電器検出プロセスと関連付けられた問題をミストリガ（mistrigger）することを防ぐことができることに留意されたい。
【００１４】
[0020]  当業者によって理解されるように、両方の充電ポート（すなわち、第１の充電ポート２０２および第２の充電ポート２０４）が電力ソースに接続される場合、比較モジュール２１２は、どちらの充電ポートが充電するために使用されるべきかを決定するために、プログラマブル優先ビット（programmable priority bit）に依拠しうる。
【００１５】
[0021]  電力ソースが（例えば、ＤＣ電力ソースからＵＳＢ電力ソースへ、またはその逆で）スイッチされるイベントにおいて、比較ユニット２１２は、ノードＡにおける電圧がしきい値電圧に等しくなるまたはそれより低くなるまで、結合された電力ソースおよび電源２０６間の電気的絶縁を維持しうる。より具体的な例として、比較ユニット２１２は、ノードＡにおける電圧が、電力ソースに結合される充電ポートにおける電圧に等しくなるまたはそれより低くなるまで、結合された電力ソースおよび電源２０６間の電気的絶縁を維持しうる。理解されるように、電源を充電ポートから切り離すことは、ノードＡから充電ポートへ逆電流が流れることを防ぎうる。この時間の間、電源２０６は、ノードＡにおける電圧が最低電圧（例えば、デフォルトで４．３Ｖ、また、プログラム可能）まで放電されるまで、ノードＡから電力を引き出す（draw）ことを続けることがあり、システム電流を供給する。ノードＡにおける電圧が最低に達すると、電源２０６の入力電圧調整（regulation）ループは、自動的にデューティサイクル（duty cycle）を低減させることがあり、システム電流は、ノードＡにおいて貯蔵デバイス（例えば、キャパシタ）において貯蔵された電圧に依拠することがある。
【００１６】
[0022]  ノードＡにおける電圧が最低電圧に達する前に、比較モジュール２１２は、電力経路スイッチング以前にイネーブルされた保護回路を「オフにする」ことがあり、そして速やかに別の保護回路を「オンにする」ことがある。１つの典型的な実施形態に従い、保護回路は１５０マイクロ秒内でオンにされうる。この典型的な実施形態において、ノードＮにおける、またはその近くにある貯蔵デバイス（例えば、キャパシタ）は、１００ｕＦであり、スイッチオーバータイム（switch over time）は、低電圧ロックアウト（ＵＬＶＯ：under voltage lockout）をトリガすることなしに、最大の１アンペアのシステム電流を可能にしうる。比較的に小さな（例えば、１アンペアより弱い）システム電流を有する別の例において、過電圧保護回路は、１５０マイクロ秒に待ち時間（すなわち、ノードＡにおける電圧がＵＳＢ電力ソースにおける電圧に等しくなるまたはそれより低くなるために必要とされる持続時間）を加えた時間でオンにされうる。比較的大きなシステム電流（例えば、１またはアンペア（one or amperes））を有する別の例において、過電圧保護回路は、固定された時間（例えば、１５０マイクロ秒）でオンにされうる。スイッチオーバータイム（すなわち、電力経路スイッチング時間）は、システム電流に依存して調整されうる（adjusted）ことに留意されたい。スイッチング時間が増加するに伴い、ノードＮにおけるまたはその近くにある貯蔵デバイスのサイズが縮小されうることにさらに留意されたい。
【００１７】
[0023]  図３は、充電デバイス２００の、より詳細な例示である。図３に例示されるように、比較モジュール２１２は、第１の比較器２１８、ロジックデバイス２２０、および第２の比較器２２２を含みうる。例えば、第１の比較器２１８の１つの入力（例えば、非反転入力）は、第１の充電ポート２０２に結合され、第１の比較器２１８の別の入力（例えば、反転入力）は、ノードＢに結合され、これはさらにノードＡに結合される。さらに、第２の比較器２２２の１つの入力（例えば、非反転入力）は、第２の充電ポート２０４に結合され、第２の比較器２２２の別の入力（例えば、反転入力）は、ノードＣに結合され、これはさらにノードＡに結合される。
【００１８】
[0024]  図４は、第１のスイッチング要素２０８と第２のスイッチング要素２１０の構成例を提供する。例示されるように、第１のスイッチング要素２０８は、第１のダイオード３０２、第２のダイオード３０４、第１のトランジスタＭ１、および第２のトランジスタＭ２を含む。共に結合されている、第１のトランジスタＭ１および第２のトランジスタＭ２のソースは、第１のダイオード３０２および第２のダイオード３０４のアノードに結合される。さらに、第１のダイオード３０２のカソードは、第１のトランジスタＭ１のドレインに結合され、第２のダイオード３０４のカソードは、第２のトランジスタＭ２のドレインに結合される。加えて、第１のトランジスタＭ１のゲートおよび第２のトランジスタＭ２のゲートは、第１のドライバおよび充電ポンプ２１４に結合される。
【００１９】
[0025]  第２のスイッチング要素２１０は、第１のダイオード３１２、第２のダイオード３１４、第１のトランジスタＭ３、および第２のトランジスタＭ４を含む。共に結合されている、第１のトランジスタＭ３および第２のトランジスタＭ４のソースは、第１のダイオード３１２および第２のダイオード３１４のアノードに結合される。さらに、第１のダイオード３１２のカソードは、第１のトランジスタＭ３のドレインに結合され、第２のダイオード３１４のカソードは、第２のトランジスタＭ４のドレインに結合される。加えて、第１のトランジスタＭ３のゲートおよび第２のトランジスタＭ４のゲートは、第２のドライバおよび充電ポンプ２１６に結合される。
【００２０】
[0026]  充電デバイス２００の考えられる電力経路スイッチング動作がここで概して説明される。その後、電力経路スイッチング動作の、より具体的な例が説明される。充電デバイス２００のユーザが第１の充電ソースから第２の充電ソースへ切り替える（例えば、ＤＣ電力ソースを充電ポートＳＹＳから減結合し、ＵＳＢ電力ソースを充電ポートＹＳＳに結合する）際に、第２の充電ソースから供給された電圧（すなわち、ノードＤにおける電圧）がノードＡにおける電圧と比較される。ノードＡにおける電圧がしきい値電圧（例えば、ノードＤにおける電圧）よりも高いあいだは、比較モジュール２１２は、第２の充電ソースおよびノードＡ間の電気的絶縁を維持する。ノードＡにおける電圧が十分に放電される（すなわち、ノードＡにおける電圧がしきい値電圧よりも低くなる）際に、第２の充電ソースは、関連付けられた過電圧保護回路を介してノードＡに結合されうる。
【００２１】
[0027]  より具体的には、１つの典型的な実施形態に従って、ユーザは、ＤＣ電力ソース（すなわち、充電ポート２０４へ結合された）からＵＳＢ電力ソース（すなわち、充電ポート２０２に結合された）に切り替えうる。この例において、ＤＣ電力ソースは、ノードＥに実質的に１０ボルトの電圧を供給することができ、ＵＳＢ電力ソースは、ノードＤに実質的に５ボルトの電圧を供給することができる。したがって、ＤＣ電力ソースを充電ポート２０４から減結合する前に、ノードＡは実質的に１０ボルトの電圧を有しうる。ＤＣ電力ソースを充電ポート２０４から減結合し、ＵＳＢ電力ソースを充電ポート２０２に結合する際に、ノードＡにおける電圧がノードＤにおける電圧と比較される。ノードＡにおける電圧がしきい値よりも高い限り（例えば、ノードＡにおける電圧がノードＤにおける電圧よりも高い限り）、充電ポート２０２は、ノードＡから電気的に絶縁される。より具体的には、ノードＡにおける電圧がしきい値よりも高い限り、トランジスタＭ１およびＭ２は、非伝導性の状態を維持し、したがって、過電圧保護回路２０８は、充電ポート２０２をノードＡから電気的に絶縁しうる。ノードＡにおける電圧がノードＤにおける電圧よりも低くなるまたはそれと等しくなる際に、過電圧保護回路２０８は、トランジスタＭ１およびＭ２に伝導させることができ、したがって、充電ポート２０２は、ノードＡに電気的に結合されることができる。
【００２２】
[0028]  別の典型的な実施形態に従って、ユーザは、ＵＳＢ電力ソース（すなわち、充電ポート２０２へ結合された）からＤＣ電力ソース（すなわち、充電ポート２０４に結合された）に切り替えうる。この例において、ＤＣ電力ソースは、ノードＥに実質的に１０ボルトの電圧を供給することができ、ＵＳＢ電力ソースは、ノードＤに実質的に５ボルトの電圧を供給できる。したがって、ＵＳＢ電力ソースを充電ポート２０２から減結合する前に、ノードＡは、実質的に５ボルトの電圧を有しうる。充電ポート２０２からＵＳＢ電力ソースを減結合し、ＤＣ電力ソースを充電ポート２０４に結合する際に、ノードＡにおける電圧がノードＥにおける電圧と比較される。この例において、ノードＡにおける電圧がノードＥにおける電圧よりも低いため、過電圧保護回路２１６は、トランジスタＭ３およびＭ４に伝導させることができ、したがって、充電ポート２０４は、ノードＡに電気的に結合されうる。
【００２３】
[0029]  図５は、本発明の典型的な実施形態に従って、電子デバイス４００を例示する。例えば、モバイルハンドヘルドデバイスを含みうる電子デバイス４００は、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド４０４に接続されたＲＦアンテナ４０２を含む。ＲＦフロントエンド４０４は、送信および受信ＲＦ信号パスを分離（separate）し、増幅および信号分配を提供する。送信のためのＲＦ信号、ＴＸ＿ＲＦ、および受信のためのＲＦ信号、ＲＸ＿ＲＦは、トランシーバ４０６とＲＦフロントエンド４０４との間でパス（pass）される。トランシーバ４０６は、ＲＦからプロセッサ４０８によるベースバンドＩ／Ｑ復調のための信号へのＲＸ＿ＲＦ信号をダウンコンバートするように構成され、これは、ベースバンドモデムまたは同様のものでありうる。トランシーバ４０６は、ベースバンドＩ／Ｑ変調を使用して、プロセッサ４０８からＴＸ＿ＲＦ信号へ信号をアップコンバートするように、同様に構成される。ベースバンドＩ／Ｑ変調から／ベースバンドＩ／Ｑ変調へアップコンバートされるおよびダウンコンバートされるべき信号は、トランシーバ４０６とプロセッサ４０８との間で接続されることが示される。メモリ４１０は、プロセッサプログラムおよびデータを記憶し、示されるように、単一の集積回路（ＩＣ）としてインプリメントされうる。プロセッサ４０８は、すべて周知の方法で、さまざまな回路ブロックをイネーブルするための命令およびデータを送るまたはデータを処理するために、入ってくるベースバンド受信Ｉ／Ｑ信号を復調し、ベースバンド送信Ｉ／Ｑ信号をエンコードおよび変調し、メモリ４１０のような記憶装置からアプリケーションを実行するように構成される。加えて、プロセッサ４０８は、データバス、シリアルバス、または専用の信号のセットを通してトランシーバ４０６への制御信号を生成する。そのような制御信号は、例えば、トランシーバ４０６をオンにするおよびオフにすることと、受信された信号強度を測定することと、送信ＲＦ信号電力または受信信号パス利得を設定することと、ＲＦチャネルを変更することと、受信機信号ジャマーを検出することと、高い電力と電力節約モードとの間の送信／受信信号ブロックを切り替えることとを含みうる。プロセッサ４０８はまた、トランシーバ４０６の状態を読み取り、同時にまた、トランシーバ４０６０から１つまたは複数の割り込み（interrupt）信号（図示せず）を受信するように構成される。割り込み信号は、トランシーバ４０６とプロセッサ４０８との間のアルゴリズムおよび命令を始動（initiate）するために使用される。プロセッサ４０８、トランシーバ４０６、およびメモリ４１０の一般的な動作は周知であり、当業者により理解され、より少ない（fewer）集積回路（ＩＣ）にわたって、または単一のＩＣ内でさえ（even）、機能を組合せるまたは提供することを含む、関連付けられた機能をインプリメントすることのさまざまな方法もまた周知であることが理解されるべきである。
【００２４】
[0030]  図５のプロセッサ４０８、トランシーバ４０６、メモリ４１０、およびＲＦフロントエンド４０４は、典型的に動作するために電源を必要とする。本発明の典型的な実施形態に従って、充電デバイス２００は、上述されるように、電子デバイス４００のさまざまなコンポーネントのために電力を供給しうる。より具体的には、充電デバイス２００は、プロセッサ４０８（ＢＢ＿ＶＤＤ）、トランシーバ４０６（ＴＣＶＲ＿ＶＤＤ）、メモリ４１０（ＭＥＭ＿ＶＤＤ）、およびＲＦフロントエンド４０４（ＰＡ＿ＶＤＤおよびＶＢＩＡＳ）の各々に電力を供給するための電圧を供給するように構成されうる。充電デバイス２００はまた、必要に応じて他のブロックへ電源電圧を供給しうる（図示せず）。
【００２５】
[0031]  図６は、１つまたは複数の典型的な実施形態に従う、方法５００を例示するフローチャートである。方法５００は、充電ポートにおける第１の電圧を、電源の入力における電圧と比較すること（参照番号５０２によって図示される）を含みうる。方法５００はまた、充電ポートを第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い第１の電圧上の電源の入力に結合すること（参照番号５０４によって図示される）を含みうる。
【００２６】
[0032]  図７は、１つまたは複数の典型的な実施形態に従う、別の方法５５０を例示するフローチャートである。方法５５０は、複数の充電ポートのうちの充電ポートにおける電圧を受信する（参照番号５５２によって図示される）。さらに、方法５５０は、電圧がしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、充電ポートを電源に選択的に結合すること（参照番号５５４によって図示される）を含みうる。
【００２７】
[0033]  当業者であれば、情報および信号は、さまざまな異なる技術および技法のうちのいずれかを用いて表されうることを理解するであろう。例えば、上記の説明を通して参照されうるデータ、命令群、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界あるいは磁気粒子、光学界または光学粒子、あるいはそれら任意の組み合わせによって表わされうる。
【００２８】
[0034]  当業者であれば、ここに開示された典型的な実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的なロジックブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとしてインプリメントされうることをさらに理解するであろう。このハードウェアおよびソフトウェアの互換性を明確に例示するために、さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般にそれらの機能の観点から上述されている。そのような機能がハードウェアあるいはソフトウェアのどちらとしてインプリメントされるかは、システム全体に課せられている特定のアプリケーションおよび設計の制約に依存する。当業者は、各特定のアプリケーションに関して、多様な方法で、説明された機能をインプリメントしうるが、このようなインプリメンテーションの決定は、本発明の典型的な実施形態の範囲から逸脱を引き起こしていると解釈されるべきでない。
【００２９】
[0035]  ここに開示された典型的な実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的なロジックブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいはここに説明された機能を実行するように設計されるこれらの任意の組み合わせで、インプリメントまたは実行されうる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでありうるが、代替例として、このプロセッサは、任意の従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいはステートマシンでありうる。プロセッサはまた、例えば、ＤＳＰと、１つのマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに結合した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、その他の上記構成の組み合わせといった計算デバイスの組み合わせとしてもインプリメントされうる。
【００３０】
[0036]  １つまたは複数の典型的な実施形態では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせでインプリメントされうる。ソフトウェアにおいてインプリメントされる場合、機能は、1つまたは複数の命令群あるいはコードとして、コンピュータ可読媒体に記憶されうる、もしくはそれによって送信されうる。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの伝達を容易にする任意の媒体を含む通信媒体とコンピュータ記憶媒体との両方ともを含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされうる任意の利用可能な媒体でありうる。限定ではなく例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶デバイス、あるいは、データ構造または命令の形式で所望のプログラムコードを記憶または伝送するために使用可能であり、かつコンピュータによってアクセスされうるその他任意の媒体を備えうる。また、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と厳密には称される。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、またはその他の遠隔ソースから送信される場合には、この同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用されるようなディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）（disc）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光学ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）（disc）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイ（Blu-ray（登録商標））ディスク（disc）を含む。ここで、ディスク（disk）は通常、データを磁気的に再生する一方、ディスク（disc）はレーザを用いてデータを光学的に再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００３１】
[0037]  開示された典型的な実施形態の上記説明は、いかなる当業者であっても、本発明の製造または使用を可能にするように提供される。これら典型的な実施形態へのさまざまな修正は、当業者にとって容易に明らかであり、ここに定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態にも適用されうる。したがって、本発明は、ここに示された典型的な実施形態に限定されるようには意図されず、ここに開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられることとなる。
【図１】
2018161046.tif 000003
【図２】
2018161046.tif 000004
【図３】
2018161046.tif 000005
【図４】
2018161046.tif 000006
【図５】
2018161046.tif 000007
【図６】
2018161046.tif 000008
【図７】
2018161046.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月14日(2018.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電圧保護回路を介して電源に結合するための複数の充電ポートのうちの充電ポートと、
前記電源に結合された前記過電圧保護回路の出力における電圧と前記充電ポートに結合された前記過電圧保護回路の入力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記電源に前記充電ポートを結合するように構成された比較ユニットと
を備える、デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、一般的に充電デバイスに関する。より具体的には、本発明は、複数の充電ポートを有する電子デバイスのためのシステム、デバイス、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  モバイル電話などの電子デバイスは、複数の充電ポートを含みうる。例として、電子デバイスは、直流電流（ＤＣ）電力ソースに結合するために構成されたＤＣ充電ポートと、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）電力ソースに結合するために構成されたＵＳＢ充電ポートを含みうる。従来のデバイスでは、各充電ポートは、スイッチを含みうる、専用の過電圧保護（ＯＶＰ：over-voltage protection）回路に接続されうる。さらに、各ＯＶＰ回路は、スイッチモード電源（ＳＭＰＳ：switched-mode power supply）に結合されうる。図１は、複数の充電ポート（すなわち、ＤＣ充電ポートである第１の充電ポート１０２と、ＵＳＢ充電ポートである第２の充電ポート１０４）を含む従来の充電システム１００を例示する。例示されるように、第１の充電ポート１０２は、第１のＯＶＰ回路１０８を介してスイッチモード電源（ＳＭＰＳ）１０６に結合され、第２の充電ポート１０４は、第２のＯＶＰ回路１１０を介してＳＭＰＳ １０６に結合される。
【０００３】
[0003]  当業者により理解されるように、２つの電力ソースが同時に電子デバイスに結合される場合、１つのＯＶＰ回路のみがオンにされること（すなわち、伝導）が可能となる。加えて、通常、デバウンスタイマー（debounce timer）（すなわち、侵入（inrush）電流およびケーブルインダクタンスによる初期のターンオン（turn on）の間、充電ポート上で電圧リップルを除去することが許可された時間）のため、ＯＶＰ回路が完了する（completed）ための「ターンオン」シーケンスまで、短い時間（例えば、１０分の数ミリ秒（a few tenths of millisecond））がかかる。加えて、異なる充電ポート（例えば、ＤＣおよびＵＳＢ充電ポート）は、異なる電圧レベルを有しうる。したがって、充電ポートのダメージを防ぐために、第１のＯＶＰ回路（例えば、第１のＯＶＰ回路１０８）の出力は、第２のＯＶＰ回路がオンにされることができる前に、第２のＯＶＰ回路（例えば、第２のＯＶＰ回路１１０）と関連付けられた電圧レベルを下まわって放電されるべきである。これは、低速な（slow）電力経路スイッチングという結果になることがあり、これは、関連付けられたバッテリが低い（low）間にデバイスが使用される場合、デバイス（例えば、モバイル電話）がクラッシュする原因になりうる。
【０００４】
[0004]  複数の充電ポートを含む電子デバイスの電力経路スイッチングの持続期間を減らすための方法、システム、およびデバイスの必要性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、複数の充電ポートを含む従来の充電デバイスを例示する。
【図２】図２は、本発明の典型的な実施形態に従う充電デバイスを例示する。
【図３】図３は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイスの別の例示である。
【図４】図４は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイスのさらに別の例示である。
【図５】図５は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイスを含む電子デバイスである。
【図６】図６は、本発明の典型的な実施形態に従う、方法を例示するフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の典型的な実施形態に従う、別の方法を例示するフローチャートである。
【詳細な説明】
【０００６】
[0012]  添付図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、本発明の典型的な実施形態の説明として意図され、本発明が実現されうる唯一の実施形態を表すようには意図されない。本明細書の全体にわたって用いられる「典型的（exemplary）」という用語は、「例、実例、または例示を提供する」を意味し、他の典型的な実施形態に対して、必ずしも好ましいまたは有利であるようには解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の典型的な実施形態の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。本発明の典型的な実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施されうることが当業者に明らかになるであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、ここに示される典型的な実施形態の新規性を曖昧にすることを避けるために、ブロック図形式で示される。
【０００７】
[0013]  典型的な実施形態は、ここに説明されるように、電力経路スイッチングのためのデバイス、システム、および方法に向けられている。１つの典型的な実施形態に従い、充電デバイスは、過電圧保護回路を介して電源に結合された複数の充電ポートのうちの充電ポートを含みうる。充電デバイスはまた、充電ポートに結合される過電圧保護回路の入力における電圧と、電源に結合された過電圧保護回路の出力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて充電ポートを電源に結合するように構成された比較ユニットを含みうる。
【０００８】
[0014]  別の典型的な実施形態に従い、充電デバイスは、第１の過電圧保護回路の入力に結合された第１の充電ポートを含みうる。充電デバイスはさらに、第２の過電圧保護回路の入力に結合された第２の充電ポートを含みうる。加えて、充電デバイスは、充電するために第１の充電ポートおよび第２の充電ポートのうちの１つを選択するように構成された比較ユニットを含みうる。比較ユニットはまた、選択された充電ポートにおける電圧と、電源の入力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、選択された充電ポートを電源に選択的に結合するように構成された比較でありうる。
【０００９】
[0015]  さらに別の典型的な実施形態は、電源の入力における第２の電圧と充電ポートにおける第１の電圧とを比較することを含む方法を含む。方法はまた、第２の電圧が第１の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には充電ポートを電源の入力に結合することを含みうる。別の方法は、典型的な実施形態に従い、電圧がしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、充電ポートを電源に選択的に結合することと、複数の充電ポートのうちの充電ポートにおける電圧を受信することとを含みうる。
【００１０】
[0016]  図２は、本発明の典型的な実施形態に従う、充電デバイス２００を例示する。例に限定して（for example only）、充電デバイス２００は、例に限定して、モバイル電話などの電子デバイスの充電器を含みうる。充電デバイス２００は、第１の充電ポート２０２および第２の充電ポート２０４を含む。典型的な実施形態に従って、第１の充電ポート２０２は、ＵＳＢ充電ポートを含むことがあり、第２の充電ポート２０４は、ＤＣ充電ポートを含むことがある。
【００１１】
[0017]  加えて、充電デバイス２００は、スイッチモード電源（ＳＭＰＳ）２０６、第１の過電圧保護回路２０８、第２の過電圧保護回路２１０、および比較モジュール２１２を含む。比較モジュール２１２は、第１の過電圧保護回路２０８および第２の過電圧保護回路２１０の各々に結合される。当業者に理解されるように、スイッチモード電源（例えば、ＳＭＰＳ ２０６）は、出力電圧または電流を安定させるために、電力トランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を高速でオンおよびオフに切り替える内部の（internal）制御回路である、スイッチングレギュレータを組み込む電子電源ユニットを備えうる。
【００１２】
[0018]  充電デバイス２００はさらに、第１の過電圧保護回路２０８および比較モジュール２１２の各々に結合された、第１のドライバおよび充電ポンプ２１４を含む。さらに、充電デバイス２００は、第２の過電圧保護回路２１０および比較モジュール２１２の各々に結合された第２のドライバおよび充電ポンプ２１６を含む。第１のドライバおよび充電ポンプ２１４は、電気的に電源２０６に結合することを第１の充電ポート２０２に可能にさせるために、比較モジュール２１２から信号を受信することと、制御信号を第１の過電圧保護回路２０８へ搬送することとを行うように構成されうる。同様に、第２のドライバおよび充電ポンプ２１６は、電気的に電源２０６に結合することを第２の充電ポート２０４に可能にさせるために、比較モジュール２１２から信号を受信することと、制御信号を第２の過電圧保護回路２１０へ搬送することとを行うように構成されうる。
【００１３】
[0019]  充電デバイス２００の企図される（contemplated）動作がここで説明される。初めに、ＵＳＢまたはＤＣの電力ソース（図２に図示せず）の何れかが充電デバイス２００に結合される場合、有効な充電器検出プロセスが実行されうる。より具体的には、充電デバイス２００は、ＵＳＢまたはＤＣ電力ソースの何れかによって供給された電圧が、有効な範囲内であるかを決定しうる。電力ソースによって供給された電圧が有効な範囲内である場合、ドライバおよび充電ポンプ（すなわち、第１のドライバと充電ポンプ２１４、または第２のドライバと充電ポンプ２１６の何れか）は、速やかに（例えば、５ミリ秒以内に）関連付けられた過電圧保護回路へ電圧を供給しうる。過電圧保護回路へ搬送される電圧のレベルは、電圧が過電圧保護回路のトランジスタのゲート酸化膜降伏電圧（gate oxide breakdown voltage）を超えないように、ドライバおよび充電ポンプによって自動的に調整されうることに留意されたい。充電ポンプ（例えば、第１のドライバと充電ポンプ２１４、または、第２のドライバと充電ポンプ２１６、の何れかの充電ポンプ）が完全に充電された後、関連付けられたＯＶＰ回路（例えば、第１の過電圧保護回路２０２または第２の過電圧保護回路２０４の何れか）はオンにされ、ノードＡが充電されうる。「ターンオン」時間および過電圧保護回路の抵抗は、多量に侵入してくる電流がＵＳＢまたはＤＣ電力ソース上で過剰なリンギングを引き起こすことを防ぐことができ、さらに、有効な充電器検出プロセスと関連付けられた問題をミストリガ（mistrigger）することを防ぐことができることに留意されたい。
【００１４】
[0020]  当業者によって理解されるように、両方の充電ポート（すなわち、第１の充電ポート２０２および第２の充電ポート２０４）が電力ソースに接続される場合、比較モジュール２１２は、どちらの充電ポートが充電するために使用されるべきかを決定するために、プログラマブル優先ビット（programmable priority bit）に依拠しうる。
【００１５】
[0021]  電力ソースが（例えば、ＤＣ電力ソースからＵＳＢ電力ソースへ、またはその逆で）スイッチされるイベントにおいて、比較ユニット（比較モジュール）２１２は、ノードＡにおける電圧がしきい値電圧に等しくなるまたはそれより低くなるまで、結合された電力ソースおよび電源２０６間の電気的絶縁を維持しうる。より具体的な例として、比較ユニット（比較モジュール）２１２は、ノードＡにおける電圧が、電力ソースに結合される充電ポートにおける電圧に等しくなるまたはそれより低くなるまで、結合された電力ソースおよび電源２０６間の電気的絶縁を維持しうる。理解されるように、電源を充電ポートから切り離すことは、ノードＡから充電ポートへ逆電流が流れることを防ぎうる。この時間の間、電源２０６は、ノードＡにおける電圧が最低電圧（例えば、デフォルトで４．３Ｖ、また、プログラム可能）まで放電されるまで、ノードＡから電力を引き出す（draw）ことを続けることがあり、システム電流を供給する。ノードＡにおける電圧が最低に達すると、電源２０６の入力電圧調整（regulation）ループは、自動的にデューティサイクル（duty cycle）を低減させることがあり、システム電流は、ノードＡにおいて貯蔵デバイス（例えば、キャパシタ）において貯蔵された電圧に依拠することがある。
【００１６】
[0022]  ノードＡにおける電圧が最低電圧に達する前に、比較モジュール２１２は、電力経路スイッチング以前にイネーブルされた保護回路を「オフにする」ことがあり、そして速やかに別の保護回路を「オンにする」ことがある。１つの典型的な実施形態に従い、保護回路は１５０マイクロ秒内でオンにされうる。この典型的な実施形態において、ノードＮにおける、またはその近くにある貯蔵デバイス（例えば、キャパシタ）は、１００ｕＦであり、スイッチオーバータイム（switch over time）は、低電圧ロックアウト（ＵＬＶＯ：under voltage lockout）をトリガすることなしに、最大の１アンペアのシステム電流を可能にしうる。比較的に小さな（例えば、１アンペアより弱い）システム電流を有する別の例において、過電圧保護回路は、１５０マイクロ秒に待ち時間（すなわち、ノードＡにおける電圧がＵＳＢ電力ソースにおける電圧に等しくなるまたはそれより低くなるために必要とされる持続時間）を加えた時間でオンにされうる。比較的大きなシステム電流（例えば、１またはアンペア（one or amperes））を有する別の例において、過電圧保護回路は、固定された時間（例えば、１５０マイクロ秒）でオンにされうる。スイッチオーバータイム（すなわち、電力経路スイッチング時間）は、システム電流に依存して調整されうる（adjusted）ことに留意されたい。スイッチング時間が増加するに伴い、ノードＮにおけるまたはその近くにある貯蔵デバイスのサイズが縮小されうることにさらに留意されたい。
【００１７】
[0023]  図３は、充電デバイス２００の、より詳細な例示である。図３に例示されるように、比較モジュール２１２は、第１の比較器２１８、ロジックデバイス２２０、および第２の比較器２２２を含みうる。例えば、第１の比較器２１８の１つの入力（例えば、非反転入力）は、第１の充電ポート２０２に結合され、第１の比較器２１８の別の入力（例えば、反転入力）は、ノードＢに結合され、これはさらにノードＡに結合される。さらに、第２の比較器２２２の１つの入力（例えば、非反転入力）は、第２の充電ポート２０４に結合され、第２の比較器２２２の別の入力（例えば、反転入力）は、ノードＣに結合され、これはさらにノードＡに結合される。
【００１８】
[0024]  図４は、第１の過電圧保護回路（スイッチング要素）２０８と第２の過電圧保護回路（スイッチング要素）２１０の構成例を提供する。例示されるように、第１のスイッチング要素２０８は、第１のダイオード３０２、第２のダイオード３０４、第１のトランジスタＭ１、および第２のトランジスタＭ２を含む。共に結合されている、第１のトランジスタＭ１および第２のトランジスタＭ２のソースは、第１のダイオード３０２および第２のダイオード３０４のアノードに結合される。さらに、第１のダイオード３０２のカソードは、第１のトランジスタＭ１のドレインに結合され、第２のダイオード３０４のカソードは、第２のトランジスタＭ２のドレインに結合される。加えて、第１のトランジスタＭ１のゲートおよび第２のトランジスタＭ２のゲートは、第１のドライバおよび充電ポンプ２１４に結合される。
【００１９】
[0025]  第２の過電圧保護回路（スイッチング要素）２１０は、第１のダイオード３１２、第２のダイオード３１４、第１のトランジスタＭ３、および第２のトランジスタＭ４を含む。共に結合されている、第１のトランジスタＭ３および第２のトランジスタＭ４のソースは、第１のダイオード３１２および第２のダイオード３１４のアノードに結合される。さらに、第１のダイオード３１２のカソードは、第１のトランジスタＭ３のドレインに結合され、第２のダイオード３１４のカソードは、第２のトランジスタＭ４のドレインに結合される。加えて、第１のトランジスタＭ３のゲートおよび第２のトランジスタＭ４のゲートは、第２のドライバおよび充電ポンプ２１６に結合される。
【００２０】
[0026]  充電デバイス２００の考えられる電力経路スイッチング動作がここで概して説明される。その後、電力経路スイッチング動作の、より具体的な例が説明される。充電デバイス２００のユーザが第１の充電ソースから第２の充電ソースへ切り替える（例えば、ＤＣ電力ソースを充電ポートＳＹＳから減結合し、ＵＳＢ電力ソースを充電ポートＹＳＳに結合する）際に、第２の充電ソースから供給された電圧（すなわち、ノードＤにおける電圧）がノードＡにおける電圧と比較される。ノードＡにおける電圧がしきい値電圧（例えば、ノードＤにおける電圧）よりも高いあいだは、比較モジュール２１２は、第２の充電ソースおよびノードＡ間の電気的絶縁を維持する。ノードＡにおける電圧が十分に放電される（すなわち、ノードＡにおける電圧がしきい値電圧よりも低くなる）際に、第２の充電ソースは、関連付けられた過電圧保護回路を介してノードＡに結合されうる。
【００２１】
[0027]  より具体的には、１つの典型的な実施形態に従って、ユーザは、ＤＣ電力ソース（すなわち、充電ポート２０４へ結合された）からＵＳＢ電力ソース（すなわち、充電ポート２０２に結合された）に切り替えうる。この例において、ＤＣ電力ソースは、ノードＥに実質的に１０ボルトの電圧を供給することができ、ＵＳＢ電力ソースは、ノードＤに実質的に５ボルトの電圧を供給することができる。したがって、ＤＣ電力ソースを充電ポート２０４から減結合する前に、ノードＡは実質的に１０ボルトの電圧を有しうる。ＤＣ電力ソースを充電ポート２０４から減結合し、ＵＳＢ電力ソースを充電ポート２０２に結合する際に、ノードＡにおける電圧がノードＤにおける電圧と比較される。ノードＡにおける電圧がしきい値よりも高い限り（例えば、ノードＡにおける電圧がノードＤにおける電圧よりも高い限り）、充電ポート２０２は、ノードＡから電気的に絶縁される。より具体的には、ノードＡにおける電圧がしきい値よりも高い限り、トランジスタＭ１およびＭ２は、非伝導性の状態を維持し、したがって、第１の過電圧保護回路２０８は、充電ポート２０２をノードＡから電気的に絶縁しうる。ノードＡにおける電圧がノードＤにおける電圧よりも低くなるまたはそれと等しくなる際に、第１の過電圧保護回路２０８は、トランジスタＭ１およびＭ２に伝導させることができ、したがって、充電ポート２０２は、ノードＡに電気的に結合されることができる。
【００２２】
[0028]  別の典型的な実施形態に従って、ユーザは、ＵＳＢ電力ソース（すなわち、充電ポート２０２へ結合された）からＤＣ電力ソース（すなわち、充電ポート２０４に結合された）に切り替えうる。この例において、ＤＣ電力ソースは、ノードＥに実質的に１０ボルトの電圧を供給することができ、ＵＳＢ電力ソースは、ノードＤに実質的に５ボルトの電圧を供給できる。したがって、ＵＳＢ電力ソースを充電ポート２０２から減結合する前に、ノードＡは、実質的に５ボルトの電圧を有しうる。充電ポート２０２からＵＳＢ電力ソースを減結合し、ＤＣ電力ソースを充電ポート２０４に結合する際に、ノードＡにおける電圧がノードＥにおける電圧と比較される。この例において、ノードＡにおける電圧がノードＥにおける電圧よりも低いため、第２の過電圧保護回路２１０は、トランジスタＭ３およびＭ４に伝導させることができ、したがって、充電ポート２０４は、ノードＡに電気的に結合されうる。
【００２３】
[0029]  図５は、本発明の典型的な実施形態に従って、電子デバイス４００を例示する。例えば、モバイルハンドヘルドデバイスを含みうる電子デバイス４００は、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド４０４に接続されたＲＦアンテナ４０２を含む。ＲＦフロントエンド４０４は、送信および受信ＲＦ信号パスを分離（separate）し、増幅および信号分配を提供する。送信のためのＲＦ信号、ＴＸ＿ＲＦ、および受信のためのＲＦ信号、ＲＸ＿ＲＦは、トランシーバ４０６とＲＦフロントエンド４０４との間でパス（pass）される。トランシーバ４０６は、ＲＦからプロセッサ４０８によるベースバンドＩ／Ｑ復調のための信号へのＲＸ＿ＲＦ信号をダウンコンバートするように構成され、これは、ベースバンドモデムまたは同様のものでありうる。トランシーバ４０６は、ベースバンドＩ／Ｑ変調を使用して、プロセッサ４０８からＴＸ＿ＲＦ信号へ信号をアップコンバートするように、同様に構成される。ベースバンドＩ／Ｑ変調から／ベースバンドＩ／Ｑ変調へアップコンバートされるおよびダウンコンバートされるべき信号は、トランシーバ４０６とプロセッサ４０８との間で接続されることが示される。メモリ４１０は、プロセッサプログラムおよびデータを記憶し、示されるように、単一の集積回路（ＩＣ）としてインプリメントされうる。プロセッサ４０８は、すべて周知の方法で、さまざまな回路ブロックをイネーブルするための命令およびデータを送るまたはデータを処理するために、入ってくるベースバンド受信Ｉ／Ｑ信号を復調し、ベースバンド送信Ｉ／Ｑ信号をエンコードおよび変調し、メモリ４１０のような記憶装置からアプリケーションを実行するように構成される。加えて、プロセッサ４０８は、データバス、シリアルバス、または専用の信号のセットを通してトランシーバ４０６への制御信号を生成する。そのような制御信号は、例えば、トランシーバ４０６をオンにするおよびオフにすることと、受信された信号強度を測定することと、送信ＲＦ信号電力または受信信号パス利得を設定することと、ＲＦチャネルを変更することと、受信機信号ジャマーを検出することと、高い電力と電力節約モードとの間の送信／受信信号ブロックを切り替えることとを含みうる。プロセッサ４０８はまた、トランシーバ４０６の状態を読み取り、同時にまた、トランシーバ４０６から１つまたは複数の割り込み（interrupt）信号（図示せず）を受信するように構成される。割り込み信号は、トランシーバ４０６とプロセッサ４０８との間のアルゴリズムおよび命令を始動（initiate）するために使用される。プロセッサ４０８、トランシーバ４０６、およびメモリ４１０の一般的な動作は周知であり、当業者により理解され、より少ない（fewer）集積回路（ＩＣ）にわたって、または単一のＩＣ内でさえ（even）、機能を組合せるまたは提供することを含む、関連付けられた機能をインプリメントすることのさまざまな方法もまた周知であることが理解されるべきである。
【００２４】
[0030]  図５のプロセッサ４０８、トランシーバ４０６、メモリ４１０、およびＲＦフロントエンド４０４は、典型的に動作するために電源を必要とする。本発明の典型的な実施形態に従って、充電デバイス２００は、上述されるように、電子デバイス４００のさまざまなコンポーネントのために電力を供給しうる。より具体的には、充電デバイス２００は、プロセッサ４０８（ＢＢ＿ＶＤＤ）、トランシーバ４０６（ＴＣＶＲ＿ＶＤＤ）、メモリ４１０（ＭＥＭ＿ＶＤＤ）、およびＲＦフロントエンド４０４（ＰＡ＿ＶＤＤおよびＶＢＩＡＳ）の各々に電力を供給するための電圧を供給するように構成されうる。充電デバイス２００はまた、必要に応じて他のブロックへ電源電圧を供給しうる（図示せず）。
【００２５】
[0031]  図６は、１つまたは複数の典型的な実施形態に従う、方法５００を例示するフローチャートである。方法５００は、充電ポートにおける第１の電圧を、電源の入力における第２の電圧と比較すること（参照番号５０２によって図示される）を含みうる。方法５００はまた、第２の電圧が第１の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には充電ポートを電源の入力に結合すること（参照番号５０４によって図示される）を含みうる。
【００２６】
[0032]  図７は、１つまたは複数の典型的な実施形態に従う、別の方法５５０を例示するフローチャートである。方法５５０は、複数の充電ポートのうちの充電ポートにおける電圧を受信する（参照番号５５２によって図示される）。さらに、方法５５０は、電圧がしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、充電ポートを電源に選択的に結合すること（参照番号５５４によって図示される）を含みうる。
【００２７】
[0033]  当業者であれば、情報および信号は、さまざまな異なる技術および技法のうちのいずれかを用いて表されうることを理解するであろう。例えば、上記の説明を通して参照されうるデータ、命令群、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界あるいは磁気粒子、光学界または光学粒子、あるいはそれら任意の組み合わせによって表わされうる。
【００２８】
[0034]  当業者であれば、ここに開示された典型的な実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的なロジックブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとしてインプリメントされうることをさらに理解するであろう。このハードウェアおよびソフトウェアの互換性を明確に例示するために、さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般にそれらの機能の観点から上述されている。そのような機能がハードウェアあるいはソフトウェアのどちらとしてインプリメントされるかは、システム全体に課せられている特定のアプリケーションおよび設計の制約に依存する。当業者は、各特定のアプリケーションに関して、多様な方法で、説明された機能をインプリメントしうるが、このようなインプリメンテーションの決定は、本発明の典型的な実施形態の範囲から逸脱を引き起こしていると解釈されるべきでない。
【００２９】
[0035]  ここに開示された典型的な実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的なロジックブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいはここに説明された機能を実行するように設計されるこれらの任意の組み合わせで、インプリメントまたは実行されうる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでありうるが、代替例として、このプロセッサは、任意の従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいはステートマシンでありうる。プロセッサはまた、例えば、ＤＳＰと、１つのマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに結合した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、その他の上記構成の組み合わせといった計算デバイスの組み合わせとしてもインプリメントされうる。
【００３０】
[0036]  １つまたは複数の典型的な実施形態では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせでインプリメントされうる。ソフトウェアにおいてインプリメントされる場合、機能は、1つまたは複数の命令群あるいはコードとして、コンピュータ可読媒体に記憶されうる、もしくはそれによって送信されうる。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの伝達を容易にする任意の媒体を含む通信媒体とコンピュータ記憶媒体との両方ともを含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされうる任意の利用可能な媒体でありうる。限定ではなく例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶デバイス、あるいは、データ構造または命令の形式で所望のプログラムコードを記憶または伝送するために使用可能であり、かつコンピュータによってアクセスされうるその他任意の媒体を備えうる。また、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と厳密には称される。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、またはその他の遠隔ソースから送信される場合には、この同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用されるようなディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）（disc）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光学ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）（disc）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイ（Blu-ray（登録商標））ディスク（disc）を含む。ここで、ディスク（disk）は通常、データを磁気的に再生する一方、ディスク（disc）はレーザを用いてデータを光学的に再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００３１】
[0037]  開示された典型的な実施形態の上記説明は、いかなる当業者であっても、本発明の製造または使用を可能にするように提供される。これら典型的な実施形態へのさまざまな修正は、当業者にとって容易に明らかであり、ここに定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態にも適用されうる。したがって、本発明は、ここに示された典型的な実施形態に限定されるようには意図されず、ここに開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられることとなる。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[Ｃ１]  過電圧保護回路を介して電源に結合するための複数の充電ポートのうちの充電ポートと、
前記電源に結合された前記過電圧保護回路の出力における電圧と前記充電ポートに結合された前記過電圧保護回路の入力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記電源に前記充電ポートを結合するように構成された比較ユニットと
を備える、デバイス。
[Ｃ２]  別の過電圧保護回路を介して前記電源に結合された前記複数の充電ポートのうちの別の充電ポートをさらに備える、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ３]  前記比較ユニットは、前記電源に結合された前記別の保護回路の前記出力における電圧と前記別の充電ポートに結合された前記別の過電圧保護回路の入力における電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記電源に前記別の充電ポートを結合するように構成される、Ｃ２に記載のデバイス。
[Ｃ４]  前記充電ポートは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）電力ソースおよび直流電流（ＤＣ）電力ソースのうちの１つに結合するように構成される、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ５]  前記比較ユニットは、
前記過電圧保護回路の前記入力の前記入力に結合された第１の入力と前記過電圧保護回路の前記出力に結合された第２の入力とを有する第１の比較器と、
前記別の過電圧保護回路の入力に結合された第１の入力と前記別の過電圧保護回路の出力に結合された第２の入力とを有する第２の比較器と、
前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力を受信するように構成されたロジックデバイスと、前記ロジックデバイスは、前記過電圧保護回路の状態および前記別の過電圧保護回路の状態を制御するための少なくとも１つの制御信号を出力するようにさらに構成される、
を備える、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ６]  前記比較ユニットは、前記充電ポートにおける電圧が、前記電源の前記入力における電圧に等しいまたはそれよりも低い場合、前記電源に前記充電ポートを結合するように構成される、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ７]  第１の過電圧保護回路の入力に結合された第１の充電ポートと、
第２の過電圧保護回路の入力に結合された第２の充電ポートと、
充電のために、前記第１の充電ポートと前記第２の充電ポートのうちの１つを選択するように構成された比較ユニットと、前記比較ユニットは、電源の入力における電圧と前記選択された充電ポートにおける電圧との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記電源に前記選択された充電ポートを選択的に結合するようにさらに構成される、
を備える、デバイス。
[Ｃ８]  前記第１の充電ポートは、ＵＳＢ充電ポートを含み、前記第２の充電ポートは、ＤＣ充電ポートを含む、Ｃ７に記載のデバイス。
[Ｃ９]  前記比較ユニットは、
前記第１の充電ポートからの電圧と前記電源の前記入力における前記電圧とを受信するように構成された第１の比較器と、
前記第２の充電ポートからの電圧と前記電源の前記入力における前記電圧とを受信するように構成された第２の比較器と、
前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力とに結合されたロジックデバイスと
を備える、Ｃ７に記載のデバイス。
[Ｃ１０]  前記第１の過電圧保護回路は、
前記第１の充電ポートに結合された第１のトランジスタと、
前記電源の前記入力と前記第１のトランジスタの各々に結合された第２のトランジスタと
を備える、Ｃ７に記載のデバイス。
[Ｃ１１]  前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの各々は、前記電源に前記第１の充電ポートを結合するためにゲートにおいて信号を受信するように構成される、Ｃ１０に記載のデバイス。
[Ｃ１２]  前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとに信号を搬送するように構成された充電ポンプとドライバをさらに備える、Ｃ１０に記載のデバイス。
[Ｃ１３]  前記第２の過電圧保護回路は、
前記第２の充電ポートに結合された第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタと前記電源の前記入力の各々に結合された第２のトランジスタと
を備える、Ｃ７に記載のデバイス。
[Ｃ１４]  前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとに信号を搬送するように構成された充電ポンプとドライバとをさらに備える、Ｃ１３に記載のデバイス。
[Ｃ１５]  前記第１のトランジスタおよび前記第２のトランジスタの各々は、前記電源に前記第２の充電ポートを結合するためのゲートにおいて信号を受信するように構成される、Ｃ１３に記載のデバイス。
[Ｃ１６]  前記比較ユニットは、プログラマブル優先ビットに基づいて充電するために、前記第１の充電ポートおよび前記第２の充電ポートのうちの１つを選択するように構成される、Ｃ７に記載のデバイス。
[Ｃ１７]  電源の入力における第２の電圧と充電ポートにおける第１の電圧を比較することと、  前記第１の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記充電ポートを結合することと
を備える、方法。
[Ｃ１８]  前記第２の電圧と第２の充電ポートにおける第３の電圧を比較することと、
前記第３の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記第２の充電ポートを結合することと
をさらに備える、Ｃ１７に記載の方法。
[Ｃ１９]  前記充電ポートに結合された電力ソースを検出することをさらに備える、Ｃ１７に記載の方法。
[Ｃ２０]  複数の充電ポートのうちの充電ポートにおける電圧を受信することと、
前記電圧がしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、電源に前記充電ポートを選択的に結合することと
を備える、方法。
[Ｃ２１]  前記複数の充電ポートのうちの別の充電ポートにおける別の電圧を受信することをさらに備える、Ｃ２０に記載の方法。
[Ｃ２２]  前記別の電圧が別のしきい値電圧に等しいまたはそれよりも高い場合、前記電源に前記別の充電ポートを選択的に結合することをさらに備える、Ｃ２１に記載の方法。
[Ｃ２３]  前記充電ポートと別の充電ポートとの間の優先に基づいて前記電源に結合するために、前記充電ポートまたは前記別の充電ポートのうちの何れかを選択することをさらに備える、Ｃ２０に記載の方法。
[Ｃ２４]  電源の入力における第２の電圧と充電ポートにおける第１の電圧を比較するための手段と、
前記第１の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記充電ポートを結合するための手段と
を備える、デバイス。
[Ｃ２５]  前記第２の電圧と第２の充電ポートにおける第３の電圧を比較するための手段と、
前記第３の電圧が前記第２の電圧に等しいまたはそれよりも低い際には、前記電源の前記入力に前記第２の充電ポートを結合するための手段と
をさらに備える、Ｃ２４に記載のデバイス。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2018161046.tif 000010
【外国語明細書】
2018161046000001.pdf