[发明专利]基于与负载的通信具有可选操作的电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源领域，具体地，涉及一种能够针对不同应用以多种不同方式配置的可配置开关电源。

发明内容

首先，所公开的电源包括：电源电路，配置并操作为通过导电端子对向分离负载提供DC功率，所述电源电路包括通过端子之一与负载串联的电源开关晶体管，当电源向负载传送电力时电源开关晶体管是导通的。与电源开关晶体管并联的信号形成电阻器为负载传导的信号通知电流提供路径，当电源开关晶体管截止时产生对应信号通知电压。控制器操作为通过所述导电端子对传导与负载的双向通信，响应于所述通信产生负载相关电源配置参数值。所述双向通信包括(i)在发送模式下，向电源开关晶体管提供二进制脉冲控制信号以便向负载传达输出消息，作为导电端子对两端的不同信号通知电压值序列；以及(ii)在接收模式下，保持电源开关晶体管截止，监控信号通知电压以便响应于由负载的信号通知动作产生的对应信号通知电流值，从负载接收输入的消息，作为由信号形成电阻器产生的不同电压值序列。

可以将通信用于多种用途中的任何一种，包括例如能够使负载控制电源的配置。这种功能能够令电源以所需特定负载形式使用。

另一方面，所公开的电源包括：电源电路，配置并操作为通过导电端子对向分离负载提供DC功率，所述负载是请求第一电力传送模式的第一类型，或请求不同的第二电力传送模式的第二类型。通信信号通知电路通过导电端子对耦接到负载，以便在电源和负载之间进行双向通信，其中双向通信包括：(i)发送消息，作为由负载检测的信号通知电压的二进制脉冲序列；以及(ii)通过检测由负载传导的信号通知电流的二进制脉冲序列来接收消息。控制器配置并操作为通过通信信号通知电路和导电端子对与负载进行双向通信，响应于所述双向通信，(1)从至少包括第一电力传送模式和第二电力传送模式在内的两个或更多电源电力传送模式的集合中进行选择，当负载通信为第一类型时选择第一电力传送模式，当负载通信为第二类型时选择第二电力传送模式；以及(2)配置电源以便以所选电力传送模式进行操作。

第一和第二电力传送模式可以分别是恒流和恒压模式，其中基于指示所述负载为对应类型的负载通信来选择恒流模式。在一个示例中，负载包括由使用恒流操作模式的电源进行充电的电池。通信信号通知电路可以实现为多种方式，包括与负载串联的电源开关晶体管的切换。当检测到过大的负载电流时，控制器可以通过有选择地截止晶体管来实现保护。

附图说明

如参考附图所示，根据对本发明的特定实施例的以下描述，将更清楚上述和其它目标、特征和优点，贯穿不同视图，相同附图标记表示相同部件。

图1是电学系统的框图；

图2是电源的示意图；

图3是电源的部分框图的部分示意图；

图4是状态图；

图5是在充电期间电压和电流的波形图。

具体实施方式

电源具有以下特征：与负载通信，基于与负载的通信调整自己操作(例如，输出电压和电流)。针对具有恒流负载的应用，例如，对电池充电或对发光二极管(LED)灯供电，来定制电源。

图1示出了系统环境。电源10从AC或DC源(例如，干线电源、高功率系统电平供给等)接收电能。电源10通过连接(connection)14连接到负载12。电源10通过连接14向负载12提供DC功率，如下文所述，连接14还用于在电源10和负载12之间进行双向通信。在一个实施例中，电源10能够以不同模式操作，还能够响应于从负载12接收的通信选择给定操作模式。该功能能够使电源10具有更通用的设计，可以用于多种应用。当在给定应用中使用时，电源10通过连接14(从例如负载12的负载或能够在所需通信中使用的一些其它设备)接收通信，引起电源10内的控制电路将电源10配置为以对应特定应用方式进行操作。下文描述示例。

在一个实施例中，电源10和负载12在不同物理附件(enclosure)中，连接14实现为具有特定机械和电子特性的连接器。具体地，在一个应用中，负载12是移动电机械设备(例如，用可充电电池操作的机器人器械)，能够在不使用所述器械时，与执行任务相独立地进行漫游，然后与电源10进行对接(docked)以便对其电池重新充电。在一个配置中，连接14形成为位于电源10和机器人器械外侧面的导电触点。当对接机器人器械时，触点可以彼此物理接触和电学接触，接着通过触点传送充电电流和通信信号。

现简略描述电源的操作。操作包括两个具体方面，即通信和配置功能以及保护功能。