Un sistema para cargar un dispositivo universal de bus en serie (110,

210), que comprende: un conectador (114, 214) de USB para acoplar el sistema un puerto USB en el dispositivo de USB, incluyendo el conectador de USB un conectador de voltaje de bus (Vbus), un conectador de datos positivos (D+) y un conectador de datos negativos (D-); circuitos de cargador (118, 218, 308) configurados para recibir un voltaje de fuente y convertir el voltaje de fuente en el voltaje de bus (Vbus), en el que el voltaje de bus (Vbus) se utiliza para cargar el dispositivo de USB, caracterizado porque el sistema comprende además: circuitos de detección de presencia (116, 216, 304) operables para comparar un primer voltaje presente en el conectador de D+ con un segundo voltaje presente en el conectador de D-, estando tanto el primer voltaje en el conectador de D+ como el segundo voltaje en el conectador de D-en un intervalo lógico alto, con el fin de detectar cuándo el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB, y configurado además para usar una diferencia entre los voltajes primero y segundo para controlar el funcionamiento del los circuitos del cargador par a cargar el dispositivo de USB

CAMPO

La tecnología descrita en este documento de patente se refiere en general al campo de adaptadores de potencia o energía. Más particularmente, este documento de patente describe sistemas y métodos para cargar un dispositivo de Bus Serie Universal (USB) cargable que es en particular muy apropiado para suministrar energía a un dispositivo móvil, un teléfono celular, un asistente digital personal (PDA) o a otro dispositivo sostenido en la mano que tenga una fuente de energía recargable.

ANTECEDENTES

Proporcionar una fuente externa de energía a un dispositivo móvil, tal como un asistente personal digital (“PDA”), dispositivo inalámbrico de emisión de mensajes en dos sentidos, teléfono celular y otros, requiere consideraciones de diseño tanto con respecto al dispositivo móvil como a la fuente de energía. La mayoría de los dispositivos móviles proporcionan una interfaz de energía distinta para recibir energía desde una fuente de energía, por ejemplo para recargar una batería, y una interfaz de datos separada para comunicación. Por ejemplo, muchos dispositivos móviles utilizan interfaces de USB (Universal Serial Bus) para comunicación y usan una interfaz de energía separada, tal como un conectador de tambor, para recibir energía.

El documento EP 1 487 081 A2 da a conocer un cargador de USB para cargar una fuente de energía recargable en un dispositivo móvil a través de un puerto USB. Se utiliza un convertidor de potencia para recibir un voltaje de entrada desde una fuente de energía externa y generar una salida del cargador que tiene un voltaje regulado. Se utiliza un generador de señales para generar una señal de configuración de cargador para identificar características de funcionamiento del aparato de carga. Se utiliza un conectador de USB para acoplar la salida del cargador y la señal de configuración del cargador al puerto USB en el dispositivo móvil. El conectador de USB incluye un contacto de bus de voltaje (Vbus) acoplado a la salida del cargador, un contacto de datos positivos (D+) acoplado a la señal de configuración del cargador, y un contacto de datos negativos (D-) acoplado a la señal de configuración del cargador. La señal de configuración del cargador es transmitida simultáneamente a los contacto de D+ y D-, de tal manera que los contacto de D+ y D-están continuamente ya sea ambos en un estado lógico alto o ambos en un estado lógico bajo. El dispositivo móvil está configurado para identificar características de funcionamiento del aparato de carga a partir de características de forma de onda de la señal de configuración del cargador y para aplicar la salida del cargador par recargar la fuente de energía recargable.

SUMARIO

De acuerdo con las enseñanzas descritas en esta memoria, se proporcionan sistemas y métodos para cargar un dispositivo de USB. Se puede utilizar un conectador de USB para acoplar el sistema a un puerto USB en el dispositivo de USB, incluyendo el conectador de USB un conectador de voltaje de bus (Vbus), un conectador de datos positivos (D+) y un conectador de datos negativos (D-). Se puede utilizar un circuito de cargador para recibir un voltaje de fuente y convertir el voltaje de fuente en el voltaje de bus (Vbus), en el que el voltaje de bus (Vbus) es usado para cargar el dispositivo de USB. Se puede utilizar un circuito de detección de presencia para comparar un primer voltaje presente en el conectador de D+ con un segundo voltaje presente en el conectador de D-, estando tanto el primer voltaje en el conectador de D+ como el segundo voltaje en el conectador de D-en un intervalo lógico alto, con el fin de detectar cuándo está acoplado el conectador de USB al puerto USB del dispositivo de USB. El circuito de detección de presencia está además configurado para usar una diferencia detectada entre los voltajes primero y segundo para controlar el funcionamiento del circuito del cargador para cargar el dispositivo de USB.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de ejemplo para cargar un dispositivo de USB cargable. La figura 2 es un diagrama de bloques de otro sistema de ejemplo para cargar un dispositivo de USB cargable. La figura 3 es diagrama de bloques de un tercer sistema de ejemplo para cargar un dispositivo de USB cargable. La figura 4 es un esquema eléctrico de un dispositivo ejemplar de detección de presencia para un cargador de USB. La figura 5 es un esquema eléctrico de un cargado de USB de ejemplo. La figura 6 es un diagrama de bloques de un dispositivo cargable de USB de ejemplo. La figura 7 es un diagrama de flujo de un método de ejemplo para cargar un dispositivo de USB cargable.

La figura 8 es un diagrama de bloques de un ejemplo de dispositivo móvil recargable con una interfaz de USB.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema ejemplar 100 para cargar un dispositivo 110 de USB cargable. El dispositivo 110 de USB cargable puede ser un dispositivo móvil o portátil (por ejemplo, un asistente personal (PDA), un teléfono celular, un localizador de dos sentidos, etc.) que incluya un puerto USB y una fuente de energía recargable, tal como una batería de Iones de Litio o algún otro tipo de batería recargable. El sistema 100 incluye un cargador 112 de USB que está acoplado al dispositivo 110 de USB cargable por medio de un conectador 114 de USB. El cargador 112 de USB incluye circuitos o circuitería 116 de detección de presencia, circuitos 118 de cargador y circuitos 120 de realimentación de usuario.

El conectador 114 de USB puede ser un conectador estándar de tipo USB de 4 espigas que tenga un conectador 122 de bus de voltaje (Vbus), un conectador 124 de datos positivos (D+), un conectador 126 de datos negativos (D-), y un conectador de tierra o masa (no mostrado), como se describe, por ejemplo, en Universal Serial Bus Specification, Revisión 2.0, publicada el 27 de abril de 2000. El conectador 114 de USB puede, por ejemplo, estar incluido dentro del mismo alojamiento físico que el cargador 112 de USB. Un puerto USB en el dispositivo de USB cargable puede ser conectado al conectador de USB 114 usando una horquilla de acoplamiento, un cable de USB o otros medios apropiados.

Los circuitos 118 de cargador, en el cargador 112 de USB, son operables para recibir un voltaje de fuente 128 desde una fuente de energía externa y para convertir el voltaje de fuente en el voltaje de bus (Vbus) 122. Los circuitos del cargador 118 pueden estar configurados para operar ya sea con una fuente externa de energía de CA, tal como una salida de energía doméstica convencional, ya sea una fuente de energía externa de CC, tal como el enchufe de energía de un automóvil, o una batería. En el caso de una fuente de energía de CA, los circuitos 118 del cargador pueden incluir un convertidor de CA/CC que convierta el voltaje de la fuente de CA en un voltaje 122 (Vbus) de CC regulado. Si la fuente externa de energía es una fuente de energía de CC, entonces los circuitos 118 del cargador pueden incluir un convertidor de CC/CC para generar el voltaje (Vbus) 122 regulado de CC.

Los circuitos 116 de detección de presencia en el cargador 112 de USB son operables para detectar cuándo el dispositivo cargable 110 de USB está conectado a las líneas 124, 126 de D+ y D-del conectador 114 de USB. De acuerdo con la Especificación de USB, un estado lógico alto en ambas líneas 124, 126 de D+ y D-señala un estado “Ilegal” y un estado lógico bajo en ambas líneas de D+ y D-señala un estado de “Reposición”. El cargador 112 de USB puede beneficiarse de la ventaja de los estados “Ilegal” y de “Reposición” para señalar su presencia al dispositivo de USB cargable 110 y para detectar la presencia del dispositivo de USB cargable 110 unido al conectador 114 de USB. De esta manera, el dispositivo cargable 110 de USB puede ser configurado para utilizar las líneas 124, 126 de D+ y D-para comunicar información de presencia con el cargador 112 de USB, sin interferir con la capacidad del dispositivo 110 para comunicar con el dispositivo servidor (host) típico de USB. Por ejemplo, cuando el dispositivo cargable 110 de USB detecta energía en las líneas Vbus 122, el mismo puede in primer lugar intentar establecer una conexión con un servidor que utilice un proceso de enumeración de USB estándar. Si no se detecta un servidor de USB, entonces el dispositivo 110 de USB puede ser configurador para vigilar o controlar las líneas de D+ y D-para detectar la presencia de un estado “Ilegal”

o de “Reposición”, que indique...

REIVNDICACIONES

1. Un sistema para cargar un dispositivo universal de bus en serie (110, 210), que comprende:

un conectador (114, 214) de USB para acoplar el sistema un puerto USB en el dispositivo de USB, incluyendo el conectador de USB un conectador de voltaje de bus (Vbus), un conectador de datos positivos (D+) y un conectador de datos negativos (D-); circuitos de cargador (118, 218, 308) configurados para recibir un voltaje de fuente y convertir el voltaje de fuente en el voltaje de bus (Vbus), en el que el voltaje de bus (Vbus) se utiliza para cargar el dispositivo de USB,

caracterizado porque

el sistema comprende además:

circuitos de detección de presencia (116, 216, 304) operables para comparar un primer voltaje presente en el conectador de D+ con un segundo voltaje presente en el conectador de D-, estando tanto el primer voltaje en el conectador de D+ como el segundo voltaje en el conectador de D-en un intervalo lógico alto, con el fin de detectar cuándo el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB, y configurado además para usar una diferencia entre los voltajes primero y segundo para controlar el funcionamiento del los circuitos del cargador par a cargar el dispositivo de USB.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el dispositivo de USB es un dispositivo móvil o portátil, y en el que el voltaje de bus (Vbus) se utiliza para cargar una batería recargable en el dispositivo móvil.

3. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que los circuitos de detección de presencia generan una señal presencia de dispositivo que indica si el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB, comprendiendo además:

circuitos de realimentación de usuario configurados para recibir la señal de presencia de dispositivo y para usar la señal de presencia de dispositivo para generar una salida en un dispositivo de interfaz de usuario.

4. El sistema de la reivindicación 3, en el que el dispositivo de interfaz de usuario es un diodo de emisión de luz (LED), y en el que los circuitos de realimentación de usuario indican que el conectador de USB se acopla al puerto USB del dispositivo de USB encendiendo el LED.

5. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 ó 4, en el que los circuitos de realimentación de usuario comprenden:

un diodo de emisión de luz acoplado a los circuitos de detección de presencia; en el que la señal de presencia de dispositivo hace que el diodo de emisión de luz se active cuando el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB y hace que el diodo de emisión de luz se desactive cuando el conectador de USB no está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB.

6. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 5, en el que los circuitos de detección de presencia comprende además:

un circuito de percepción de corriente configurado para generar una salida de percepción de corriente que indica cuándo es absorbida energía desde los circuitos del cargador por el dispositivo de USB; y un segundo diodo de emisión de luz acoplado al circuito de percepción de corriente; en el que la salida de percepción de corriente hace que el segundo diodo de emisión de luz se active cuando es absorbida energía desde los circuitos del cargador por el dispositivo de USB y hace que el diodo de emisión de luz se desactive cuando no es absorbida energía desde los circuitos del cargador por el dispositivo de USB.

7. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el circuito de detección de presencia comprende además:

un circuito de comparación configurado para comparar la salida de percepción de corriente con un voltaje de referencia para controlar el funcionamiento del segundo diodo de emisión de luz.

8. El sistema de la reivindicación 7, en el que el circuito de percepción de corriente es un espejo de corriente, y en el que la salida de percepción de corriente es proporcional a una cantidad de corriente absorbida desde los circuitos del cargador por el dispositivo de USB.

9. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 8, en el que los circuitos de detección de presencia comprende además:

un circuito de resistencia-condensador acoplado entre el circuito de percepción de corriente y el circuito de comparación y configurado para estabilizar la salida de percepción de corriente.

10. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que los circuitos de detección de presencia generan una señal de presencia de dispositivo que indica si el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB, y en el que la señal de presencia de dispositivo es recibida por los circuitos del cargador y controla un nivel de voltaje del voltaje de bus (Vbus).

11. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que los circuitos de detección de presencia comprenden:

un circuito de comparación configurado para comparar el primer voltaje presente en el conectador de D+ con el segundo voltaje presente en el conectador de D-para generar una señal de presencia de dispositivo que indica si el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB.

12. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el circuito de comparación incluye un comparador configurado para comparar el

primer voltaje con el segundo voltaje para generar una señal de presencia de dispositivo.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que:

los circuitos de detección de presencia están configurados para mantener el primer voltaje y el segundo voltaje dentro del intervalo lógico alto y para mantener el primer voltaje en un voltaje, dentro del intervalo lógico alto, más elevado que el segundo voltaje cuando el conectador de USB no está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB; cuando el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB, el dispositivo de USB origina una variación en uno de entre el primer voltaje o el segundo voltaje, de tal manera que el segundo voltaje es mayor que el primer voltaje dentro del intervalo lógico alto; y los circuitos de detección de presencia detectan la variación con el fin de detectar cuándo el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB.

14. En un sistema para cargar un dispositivo de bus serie Universal (USB), un método para detectar que el dispositivo de USB está unido a un cargador de USB, que comprende:

generar una primera señal de datos de USB que tiene un primer voltaje; generar una segunda señal de datos de USB que tiene un segundo voltaje; en el que el primer voltaje y el segundo voltaje están ambos dentro de un intervalo de voltaje para un estado lógico alto; comparar la primera señal de datos con la segunda señal de datos para detectar si el primer voltaje varía con respecto al segundo voltaje; en el que el dispositivo de USB hace que el primer voltaje varíe con respecto al segundo voltaje cuando el dispositivo de USB detecta que está unido al cargador de USB.

15. El método de la reivindicación 14, que comprende además:

si el primer voltaje varía con respecto al segundo voltaje, generar entonces una salida en un dispositivo de interfaz de usuario que indica que el dispositivo de USB está unido al cargador de USB.

16. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 15, en el que:

la primera señal de datos es generada con un voltaje más alto que el de la segunda señal de datos; en el que el dispositivo de USB hace que el primer voltaje varíe con respecto al segundo voltaje cuando el dispositivo de USB está unido al cargador de USB de tal manera que el primer voltaje cae por debajo del segundo voltaje; y en el que la salida en el dispositivo de interfaz de usuario es generada si el primer voltaje cae por debajo del segundo voltaje.

17. Un sistema para cargar un dispositivo de bus serie universal (110, 210), que comprende:

primeros medios (114, 214) que acoplan el sistema a un puerto USB en el dispositivo de USB usando un conectador de voltaje de bus (Vbus), un conectador de datos positivos (D+), y un conectador de datos negativos (D-); y segundos medios (118, 218, 308) para recibir un voltaje de fuente y convertir el voltaje de fuente en el voltaje de bus (Vbus), en el que el voltaje de bus (Vbus) se utiliza para cargar el dispositivo de USB

caracterizado porque

el sistema comprende además: medios (116, 216, 304) que comparan un primer voltaje presente en el conectador de D+ con un segundo voltaje presente en el conectador de D-, estando tanto el primer voltaje en el conectador de D+ como el segundo voltaje en el conectador de D-en un intervalo lógico alto, con el fin de detectar cuándo el conectador de USB está acoplado al puerto USB del dispositivo de USB, y configurado además para utilizar una diferencia detectada entre los voltajes primero y segundo para controlar el funcionamiento de los segundos medios para cargar el dispositivo de USB.