用于USB C型电力输送控制器的低功率模式

摘要

一种系统包含USB C型系统中的电力输送“PD”控制器(140a)，其包含配置通道“CC”(462)、PD前导码检测器(424)及电力使用电路(142)。所述PD控制器(140a)包含接收PD消息的CC(462)输入。所述PD前导码检测器(424)经配置以部分基于滤波PD消息的电力来检测PD消息前导码，并且响应于检测到PD消息前导码而将唤醒信号传达到所述电力使用电路(142)。所述电力使用电路(142)经配置以响应于接收到所述唤醒信号而退出低功率模式。

说明书

技术领域

此大体上涉及电力输送(“PD”)控制器，并且更特定来说，涉及USB C型环境中的PD控制器。

背景技术

USB电力输送(“PD”)及C型规范使得能够通过新的USB C型缆线及连接器进行电力输送。跨越源装置及宿装置端口的通信链路经由USB C型连接器连接，并且装置之间的通信由USB PD规范定义。举例来说，USB PD规范使得装置能够通过连接器输送或吸收电力。

为将电力从源装置传送到宿装置，源装置及宿装置跨越通信信道(“CC”)发送及接收PD消息，以协商电压、电流并交换其它信息。在许多应用中，最小化不活动期间源装置及宿装置中的静态电流非常重要。

发明内容

常规地，不管电力输送(“PD”)控制器是否正预期发送及/或接收消息，当缆线连接到PD控制器时，PD控制器中的组件保持活动(例如，以全功率操作)。

所描述实施例可最小化PD控制器的静态电流。在一个实施例中，系统包含USB C型系统中的PD控制器，其包含配置通道(“CC”)、PD前导码检测器及电力使用电路。PD控制器包含接收PD消息的CC输入。PD前导码检测器经配置以部分基于滤波PD消息的电力来检测PD消息前导码，并且响应于检测到PD消息前导码而将唤醒信号传达到电力使用电路。电力使用电路经配置以响应于接收到唤醒信号而退出低功率模式。

所述系统的技术优势可包含最小化PD控制器的静态电流。所述系统的额外技术优势可包含有效地操作PD控制器中的必要组件。此外，所述系统的另一技术优势可包含优化电力供应器的使用。此外，所述系统的另一技术优势可包含改进PD控制器中的散热。此外，所述系统的另一技术优势可包含高效电力管理。

附图说明

图1说明具有源装置、连接器及宿装置的USB C型环境的实例系统架构。

图2是PD控制器的实例系统图。

图3是实例PD消息。

图4是源装置上的接收CC1信号或CC2信号的PD控制器140a的实例电路图。

图5是源装置中的使用低通滤波器的PD前导码检测器的实例实施例。

图6是源装置或宿装置中的使用高通滤波器的PD前导码检测器的实例实施例。

具体实施方式

在图中，相似参考数字指示类似元件。图中说明的步骤可不同于所列举的顺序来执行，并且步骤中一或多者可为任选的。图中所说明的一或多个组件可不同于所描述布置的方式定位，并且所说明的组件中的一或多者可为任选的。

此描述描述一种系统，其可最小化用于电力输送(“PD”)控制器的静态电流。在一个实施例中，系统包含USB C型系统中的PD控制器，其包含配置通道(“CC”)、PD前导码检测器及电力使用电路。PD控制器包含接收PD消息的CC输入。PD前导码检测器经配置以部分基于滤波PD消息的电力来检测PD消息前导码，并且响应于检测到PD消息前导码而将唤醒信号传达到电力使用电路。电力使用电路经配置以响应于接收到唤醒信号而退出低功率模式。

图1说明具有源装置110、缆线120及宿装置130的USB C型环境的实例系统架构100。系统架构100包括源装置110、缆线120及宿装置130。缆线120是USB C型兼容的并连接源装置110及宿装置130，使得源装置110及宿装置130彼此通信。此外，缆线120可允许源装置110将电力传送到宿装置130。源装置110包括源侧插座112、PD控制器140a、电力系统150a及上拉电阻器(“Rp”)152。宿装置包括宿侧插座132、PD控制器140b、电力系统150b及下拉电阻器(“Rd”)175。PD控制器140a及PD控制器140b可在源装置110及宿装置130两者中包括类似组件及配置。此外，缆线120可包括第一插头122a及第二插头122b。因为USB C型标准促进可逆连接器，因此第一插头122a及第二插头122b可经由源侧插座112连接到源装置110，或可经由宿侧插座132连接到宿装置130。此外，第一插头122a及第二插头122b可以正常定向或翻转定向连接到源装置110或宿装置130。

源装置110中的PD控制器140a可包括电力使用电路142a及唤醒电路144a。宿装置130中的PD控制器140b也可包括电力使用电路142b及唤醒电路144b。在某些实施例中，源装置110中的电力使用电路142a及宿装置130中的电力使用电路142b在架构上相似。类似地，在某些实施例中，源装置110中的唤醒电路144a及宿装置130中的唤醒电路144b在架构上也可为类似的。

系统架构100还使用各种端口、通信线及通信信号来在组件之间传达及传送电力。实例通信线包含CC线160(其可承载CC1信号162或CC2信号164)、Vbus线166、Vconn线168、数据线170(其如所说明那样可为一或多个数据线170)及GND连接172。

源装置110可包含为USB C型兼容的任何装置，并可将信息传输到宿装置130。源监测CC1及CC2引脚上的DC电压以确定宿装置130何时被连接及/或断开连接。在检测到宿连接之后，源装置110将电力施加到Vbus 166。在某些实施例中，源装置110可交换角色以变为宿装置130，反之亦然。此外，源装置110可从宿装置130接收信息。通常，源装置110通过Vbus166向宿装置130提供电力，并且通过Vconn 166向缆线120提供电力。实例源装置110包含从膝上型计算机的面向下游端口接收数据的USB C型兼容监测器。在此实例中，C型兼容监测器还可为膝上型计算机充电。源装置110的另一实例是USB C型兼容电力块或墙壁适配器，其用途是对宿装置130(例如，移动电话及膝上型计算机)充电。

源装置110可包括源侧插座112。插座112可为经由缆线120传输及/或接收数据、电力及/或视频的任何类型的引脚分配。举例来说，源侧插座112可经由缆线120传输来自源装置110的视频信息、USB数据及/或电力。作为另一实例，源侧插座112可经由缆线120从宿装置130接收视频信息及/或USB数据。源装置110中的源侧插座可大体上类似于宿装置130中的宿侧插座132。

源装置110还可包含PD控制器140a，并且宿装置130可包含PD控制器140b。根据USBPD规范，在USB C型系统中需要PD控制器140。USB PD规范概述源装置110与宿装置130之间的灵活电力输送及电力协商。PD控制器140支持PD协商，并控制PD消息收发以发送通告功率电平、请求功率电平及承认通道的功率电平的消息。还由USB PD规范指示跨越CC线的通信的格式。当在源装置110(例如，PD控制器140a)或宿装置130(例如，PD控制器140b)中实施时，PD控制器140可为类似的。PD控制器140可包括一或多个电力使用电路142及唤醒电路144。

电力使用电路142是使用PD控制器140内的电力的任何类型的组件。举例来说，电力使用电路142可为振荡器、接口、存储器、逻辑、接收器、传输器及/或微控制器单元(“MCU”)。此外，电力使用电路142可对接收PD消息中的位进行解码。在某些实施例中，电力使用电路142可具有两个阶段，其为：第一阶段，其允许电力使用电路142在全功率条件下操作；及第二阶段，其允许电力使用电路142在降低功率条件下操作。当在源装置110(例如，电力使用电路142a)或宿装置130(例如，电力使用电路142b)中实施时，电力使用电路142可为类似的。

唤醒电路144是确定电力使用电路142应在全功率设置下还是在降低功率设置下操作的任何类型的组件。基于对电力使用电路142是应在全功率下还是在降低功率下操作的确定，唤醒电路144引导电力使用电路142改变为所确定条件。在某些实施例中，唤醒电路144可检测PD消息的前导码，并且随后将电力使用电路142改变为全功率条件。在某些实施例中，由于负载阶跃及DC电压改变，唤醒电路144能够将PD消息的前导码与CC脉冲区分开。举例来说，唤醒电路144可忽略由于移除宿装置130而导致的CC电压增加。

源装置110及/或宿装置130也可包含电力系统150。电力系统150可向源装置110(例如，PD控制器140a)及/或缆线120内的组件提供电力。举例来说，电力系统150可为用于壁装电源插座、膝上型计算机电池或任何其它类型的电力系统的电适配器。此外，源装置110可使用电力系统150a向缆线120及/或宿装置130提供电力。电力系统150可为任何类型的电力源(例如，电池或电源插座)。在某些实施例中，当在源装置110(例如，电力系统150a)或宿装置130(例如，电力系统150b)中实施时，电力系统150可为类似的。

此外，源装置110可包含一或多个Rp 152。在替代实施例中，Rp 152可被实施为一或多个电流源。源装置110可调整Rp 152以通告源装置110支持哪些电流电平(例如，默认值，1.5A或3A)。但是，Rd 175的电阻在CC线160上建立不同电压，其由宿装置130使用来确定其可汲取的最大电流。

缆线120可为将源装置110连接到宿装置130的有源缆线。举例来说，缆线120插入源装置110的源侧插座112及宿装置130的宿侧插座132。通常，Vconn 168用以为缆线120供电。常规上，未使用的CC线用作Vconn 168以向缆线120提供电力。缆线120支持使用USB C型协议进行数据、电力及/或视频的传送。缆线120可为可逆的，因为缆线的每一端能够插入源装置110的源侧插座112及/或宿装置130的宿侧插座132。此外，缆线120能够在正常或倒转定向上插入。

同样地，如所说明，宿装置130包含PD控制器140b(其包含电力使用电路142b及唤醒电路144b)及电力系统150b。宿装置130可包含USB C型兼容的任何装置，并且可从源装置110接收信息及/或电力。宿装置130监测CC引脚的DC电压以确定可从源获得的电力量。宿装置监测Vbus上的电压以检测何时移除源。两种常见的吸收装置是移动电话及膝上型计算机。

CC线160允许源装置110与宿装置130之间的通信及电力协商。跨越CC线160的通信允许源装置110通告其可支持的功率电平，并且宿装置132可请求所支持的功率电平。在某些实施例中，在商定功率电平之后，调整源装置110及/或宿装置130中的电压及电流电平。取决于插入到插座中时插头的定向，CC线160可机械地连接到CC1信号162或CC2信号164。通常，CC1信号162或CC2信号164中的仅一者跨越CC线160连接，并且CC1信号162或CC2信号164中的另一者保持断开。断开线可用作Vconn 168。连接的CC信号(CC1信号162或CC2信号164)通常由缆线120的定向确定，并通常承载PD消息。

CC1信号160及CC2信号164通常由连接到CC线160的CC引脚接收。源装置110及/或宿装置130可基于在某一电压范围内哪个CC引脚被下拉来确定缆线120的定向。CC1信号162及/或CC2信号164可用于缆线定向及电流通告。在某些实施例中，CC1信号162或CC2信号164可用于CC线160，并且另一信号可用于Vconn 168。

此外，源装置110个别地向CC线160施加电阻上拉(即，Rp 152)或电流源。源装置110监测CC线160上的电压以检测何时附接宿装置130。举例来说，当附接宿装置130时，源装置110中的CC线160将在线上具有电阻下拉(例如，Rd 175)。然后，源装置110及宿装置130可使用CC线160发送及接收PD消息。

Vbus 166通常是源装置110与宿装置130之间的电力路径。常规上，宿装置130消耗来自Vbus 166的电力。在某些实施例中，如果宿装置130未连接到源装置110，那么Vbus 166位于0V。但是如果宿装置130连接到源装置110，那么Vbus 166可向宿装置130提供电力。

Vconn 168通常是用以为缆线120内的集成电路供电的电力路径。源装置110及/或宿装置130可在Vconn 168上源取电力。常规地，供应Vconn 168的责任落在PD控制器140中。在某些实施例中，可在连接到CC1信号162或CC2信号164的引脚中供应Vconn 168。Vconn168通常在保持断开的CC引脚上传输。

数据线170通常由宿装置110及/或源装置130上的一或多个数据引脚接收。数据线170可在源装置110与宿装置130之间传输一或多个数据信号。此外，源装置110及宿装置130上的一或多个数据引脚可传输/接收数据信号。

接地线172为系统架构100提供接地。在某些实施例中，接地线172可将电阻性组件引入系统架构100，并且可导致跨越缆线120的大电压降。具体来说，大电压降可导致用于在源装置110与宿装置130之间发生的通信的电压偏移。

Ra电阻器174a到b通常用以将Vconn 168下拉到接地。常规地，除非检测到Ra电阻器174a到b，否则不需要源装置110来源取Vconn 168。Ra电阻器174a到b的值通常为1kΩ，其显著小于Rd电阻器175的值。因此，源装置110可区分Rd电阻器175与Ra电阻器174a到b。在源取Vconn 168之后，缆线120可移除Ra电阻器174a到b的电阻以减小功耗。

系统实施Rp C型逻辑。通过分析针对源装置110的Rp 152或针对宿装置130的Rd175，所述装置可确定另一装置是否在另一端上被连接。举例来说，当附接宿装置130时，源装置110中的CC线160将在线上具有电阻下拉(例如，Rd 175)。作为另一实例，当附接源装置110时，宿装置130中的CC线160将在线上具有电阻上拉(例如，Rp 152)。

在USB C型PD规范下，源装置110可原生地支持USB默认值，1.5A或3A。源装置110可借助于针对Rp 152的特定电阻值来通告其电流承载能力。宿装置130具有固定值下拉电阻器(即，Rd 115)，所述电阻器在连接时与Rp 152形成分压器。通过感测Rd 115之前的电压，宿装置130可检测针对源装置110的通告电流。

在实例实施例中，电力使用电路142处于低功率模式。举例来说，源装置110或宿装置130中的电力使用电路110可被关闭(例如，通过不向组件提供电力)，或者可处于睡眠模式(例如，以较低频率或以降低功率状态操作)。

装置(源装置110或宿装置130)可通过CC线160接收PD消息作为CC1信号162或CC2信号168。唤醒电路可检测PD消息的前导码，且又可引导电力使用电路142退出低功率模式。在某些实施例中，唤醒电路144可传达恢复到电力使用电路142的电力或致使电力使用电路退出低功率模式的唤醒信号。

唤醒信号可为在信号中传达信息的任何类型的信号。唤醒信号可为数字信号，并且可指示电力使用电路142应在低功率模式还是全功率模式下操作。举例来说，二进制信号高/低可用以启用/停用全功率模式。在另一实施例中，唤醒信号可为模拟信号，其信号特性(例如，电压、信号相位、电流)可指示信号中的信息。举例来说，当接收唤醒信号时，功率晶体管可将电流供应到电力使用电路142。

在电力使用电路142或唤醒电路144确定CC线160上的不活动周期之后，电力使用电路142可返回低功率模式。举例来说，如果在最小时间(例如，2ms)内未接收到PD消息，如果在某一时间(例如，20μs)内CC电压不再满足唤醒条件，如果CC线160不再含有上升及/下降沿(其通常将在PD消息期间退出)，及/或如果唤醒电路144在PD消息中检测到包结束(“EOP”)，那么不活动周期可发生。

图2是PD控制器140的实例系统图。PD控制器140可包括电力使用电路142、唤醒电路144及MCU 216。在所说明实施例中，振荡器202、内部集成电路(“I2C”)接口204、存储器206、C型Rd逻辑208，C型Rp逻辑210、传输器212、接收器214及MCU 216是实例电力使用电路142。振荡器202、I2C接口204、存储器206、C型Rd逻辑208、C型Rp逻辑210、传输器212、接收器214及唤醒电路144都连接到MCU 216。在某些实施例中，MCU 216能够引导及指示由其它电力使用电路142执行的操作及在其它电力使用电路142下操作的模式。

PD控制器140中的振荡器202可用以产生振荡电流或电压。尽管被说明为单个振荡器202，但是PD控制器140可含有多个振荡器202。在某些实施例中，振荡器202可以低功率模式或全功率模式操作。在低功率模式下，振荡器202可产生较慢振荡，从借此节省电力，或者可被关闭。在全功率模式下，振荡器202可比在低功率模式下产生更快的振荡。

I2C接口204是一或多个接口，其允许PD控制器140与PD控制器140外部的其它组件之间的通信。源自I2C接口204的通信可由I2C协议控制。在某些实施例中，I2C接口204可在低功率模式或全功率模式下操作。在低功率模式下，I2C接口204可处于睡眠模式或者可被关闭。在全功率模式下，I2C接口204在全功率条件下操作，使得I2C接口204可传输及/或接收I2C通信。

存储器206是永久或临时存储程序信息或数据的组件。尽管被说明为单个存储器26，但是PD控制器140可含有多个存储器单元206。在某些实施例中，存储器206可以低功率模式或全功率模式操作。在低功率模式下，存储器206可处于睡眠模式或可被关闭。在全功率模式下，存储器206可在全功率条件下操作，使得存储器206可存储程序信息或数据。

C型Rd逻辑208由宿装置130使用来检测源装置110可提供多少电力。C型Rd逻辑208监测CC线160上的DC电压以检测Rp电阻器152是否被附接及/或分离。基于Rp电阻器152，宿装置130能够检测源装置110可提供多少电力。

C型Rp逻辑210包括将三个电流源中的一者施加到CC线160并位于源装置110上的逻辑。C型Rp逻辑210还可含有相对于断开连接阈值监测CC线160上的电压(借此确定装置是否已断开连接)及相对于Ra/Rd阈值监测电压以确定有源缆线是否连接的逻辑。源装置110基于CC线160的DC电压检测何时附接宿装置130。具体来说，当DC电压下降到低于某个Rd阈值但高于某个Ra阈值时，源装置110能够确定所述宿装置130被附接。如果CC线160的DC电压下降到低于Ra阈值，那么源装置110能够确定Ra电阻器174a被附接。在一些其它使用场景中(图1中未展示)，源可能具有附接到CC1及CC2两者的Rd电阻器或附接到CC1及CC2两者的Ra电阻器，然后源装置110知道调试附件或音频附件被连接。如果源装置110在CC1上检测到Rd电阻器175，并且在CC2上检测到开路，那么宿装置130通过无源缆线附接。如果源装置110检测到CC1上的Rd电阻器175及CC2上的Ra电阻器174a到b，那么宿装置130通过有源缆线附接。源装置110可或可不将电力施加到Vconn 168，但是有源缆线需要在Vconn 168上的电力以实现其全部功能性。在某些实施例中，源装置110可将PD消息发送到有源缆线内部的控制器以确定其操作特性。此外，C型Rp逻辑210内的数字控制逻辑可启用特定Rp电流源并监测装置中比较器的状态。

传输器212可为从PD控制器140传输信息的任何组件。在某些实施例中，传输器212可在低功率模式或全功率模式下操作。在低功率模式下，传输器212可处于睡眠模式或可被关闭。在全功率模式下，传输器212可在全功率条件下操作，使得传输器212可从PD控制器140传输信息。

接收器214可为接收用于PD控制器140的信息的任何组件。在某些实施例中，接收器214可包括执行以下功能性的组件及/或逻辑：(a)前导码、包开始及/或包检测器；(b)5b4b解码器；(c)循环冗余校验计算器及校验器；及/或(d)数据接收器。接收器214内的这些组件中的任一者及/或接收器214自身可在低功率模式或全功率模式下操作。在低功率模式下，接收器214及/或接收器214中的一或多个组件可被关闭或置于睡眠模式。在全功率模式下，接收器214及/或一或多个组件接收器214可在全功率条件下操作。

MCU 216是PD控制器140中的微控制器单元。常规地，微控制器(如MCU 216)可含有一或多个处理器核以及存储器及/或可编程输入输出外围装置。MCU 216可用于控制在PD控制器140中处置、传达、处理、存储及/或操作一或多个组件。尽管被说明为单个MCU 216，但是PD控制器140可含有多个MCU 216。MCU 216可在低功率模式或全功率模式下操作。在低功率模式下，MCU 216及/或使用MCU 216的一或多个组件(例如，程序、功能性等)可被关闭或置于睡眠模式。在全功率模式下，MCU 216及/或MCU 216中的一或多个组件可在全功率条件下操作。

在实例实施例中，电力使用电路142(例如，振荡器202、I2C接口204、存储器206、C型Rd逻辑208、C型Rp逻辑210、传输器212、接收器214及MCU 216)可处于低功耗模式。唤醒电路144可检测传入PD消息的前导码。在检测后，唤醒电路144将唤醒信号传达到电力使用电路142(例如，振荡器202、I2C接口204、存储器206、C型Rd逻辑208、C型Rp逻辑210、传输器212、接收器214及MCU 216)。作为响应，电力使用电路142退出低功率模式并且可在全功率模式下操作。在某些实施例中，唤醒电路144可将唤醒信号传达到MCU 216，并且MCU 216引导一或多个电力使用电路142退出低功率模式。

在电力使用电路142、MCU 216及/或唤醒电路144确定CC线160上的不活动周期之后，电力使用电路142可返回到低功率模式。举例来说，如果在最小时间(例如，2ms)内未接收PD消息，如果在某一时间(例如，20μs)内CC电压不再满足唤醒条件，如果CC线160不再含有上升及/下降边缘(其通常将在PD消息期间退出)，及/或如果唤醒电路144在PD消息中检测包结束(“EOP”)，那么不活动周期可发生。

图3是实例PD消息300。PD消息300可为控制消息或数据消息。USB-PD通信协议以300kbps通过CC线160传输。通常，PD消息300的电压在1.1V与0V之间切换，其中每一脉冲的持续时间用于解码0及1。PD控制器140可接收PD消息作为数字消息，并且唤醒电路144可将数字PD消息转换为模拟信号。PD消息300的格式可包含前导码310、地址320、标头330、数据对象340、循环冗余校验(“CRC”)350及EOP 360。PD消息300的格式在USB PD规范(本文通过引用的方式并入)中概述，并且PD消息300通常在源装置110与宿装置130之间传达。PD消息300大约具有50％的占空比，并且在PD消息300期间CC线上的平均电压具有最大值及最小值。

PD消息300的前64位是前导码310。前导码310可含有信息，使得接收器可与经传输时钟同步。举例来说，接收器首先必须确定传入信号的位宽度。前导码含有已知序列(例如，例如交替0及1)，使得可由接收器计算位宽度。然后，如果在位间隔的中间存在高到低或低到高转变，那么将其解码为“1”；否则，其将被解码为“0”。在每一个位间隔结束时，存在高到低或低到高转变。在确定传入信号的位宽度之后，在前导码310中的高及低脉冲的持续时间被用以解码0及1。在某些实施例中，接收器可能仅需要接收前导码310的64位的一部分以为即将到来的信号做准备。

PD消息300的接下来的20位是地址320。地址320可含有指示消息接收者或其它类型的信息(例如，包开始信息)的消息地址。

PD消息300的接下来的20位是标头330。标头330含有消息标头及数据对象计数。数据对象计数指定跟随标头330的40位数据对象的数目。数据对象计数为零指示消息类型是控制信号。如果数据对象计数在1与7之间，那么在消息类型中跟随的多达7个40位数据对象340是数据。

数据对象340是PD消息300的一部分，其承载经传输数据信息。在PD消息300的控制消息中，可省略数据对象340。数据对象340可包含指示所连接装置、电力协商消息收发、内置自测试(“BIST”)及/或由原始装备制造商定义的定制消息收发的能力的信息。

CRC 350跟随数据对象340。CRC 350是一种类型的冗余校验，其检测在所接收消息中是否存在意外解码错误。MCU 216可计算CRC以确保所述CRC与CRC 350中的所传输CRC相同。PD消息300的最后五位是EOP 360。EOP 360使消息完整。

图4是源装置110上的接收CC1信号162或CC2信号164的PD控制器140a的实例电路图。PD控制器144可包括多路复用器402、插头定向控件404、RP系统405(包括数字Rp控件406、电流源RP80 408、电流源RP180 410、电流源RP330 412及开关门414)、低通滤波器416(包括低通电阻器418及低通电容器420)、比较器422、唤醒电路144(包括PD前导码检测器424及功率晶体管426)及电力使用电路142。

多路复用器402可在CC1信号162及/或CC2信号164上接收PD消息300，并且可正确地将正确信号多路复用到PD控制器140。举例来说，如果CC1信号162是有效的，那么多路复用器402可传递CC1信号162。类似地，如果CC2信号162是有效的，那么多路复用器402可传递CC2信号164。插头定向控件404可辅助多路复用器402确定是传递CC1信号162还是CC2信号164。举例来说，插头定向控件404可考虑缆线120的插头122是处于正常定向还是翻转定向。

Rp系统405包括数字Rp控件406、电流源RP80 408、电流源RP180 410、电流源RP330412及开关门414。在替代实施例中，电流源RP80 408、电流源RP180 410及电流源RP330 412可被实施为基于Rp 152的电阻来改变电流的上拉电阻器。源装置110可调整电流源(或电阻器)以通告其支持哪些电流电平(例如，默认值，1.5A或3A)。Rp的值在CC线160上建立电压，其由宿装置130使用来确定其可汲取的最大电流。Rp系统405存在于源装置110中；然而，宿装置110常规上不并入Rp系统405。然而，一些系统可为源装置110或宿装置130，在此情况下，其具有Rd逻辑208及Rp逻辑210两者。

数字Rp控件406是Rp系统405中的控制器，其选择并控制来自电流源RP80 408、电流源RP180 410及电流源RP330 412的通告电流。基于所选择的电流源，存在对应电压阈值使得装置能够确定CC引脚是否是活动的。

基于通告的电流，源装置110确定电压是否低于断开连接阈值。同样，源装置110确定电压是否高于由Ra 174及Rd 175建立的阈值。常规上，Ra 174比Rd 175小得多。宿装置130确定电压是否高于断开连接阈值。此外，其确定电压属于三个范围中的哪一者。电压范围中的每一者对应于宿装置130可从源装置110汲取多少电力(例如，默认值，1.5A或3.0A)。

为确定哪条线是CC线160及哪条线是Vconn 168，源装置110分析所讨论的线上的电压。举例来说，如果施加RP180 410，并且在所讨论的线处的电压高于1.6V(即，施加到CC线160的最大电压)，那么不存在连接。然而，如果在所讨论的线处的电压小于.25V，那么因为由Ra 174引入的大电压降而存在Ra 174，并且因此使所讨论的线为Vconn 168。最后，如果电压介于.25V及1.6V之间，那么仅存在Rd 175，并且因此使所讨论的线为CC线160。

电流源RP80 408、电流源RP180 410及电流源RP330 412是基于数字Rp控件406及开关门414的组合而个别地活动的电流源。电流源中的仅一者在单个时间处为活动的，并且可由源装置110使用来通告其当前能力。

当连接时，源装置110可动态地改变电流源。Rp 152可指示额外信息。举例来说，如果Rp 152的电阻是330μA，那么宿装置130可传输信息。但是如果Rp 152的电阻为180μA，那么宿装置130无法启动常规传输。

低通滤波器416希望减少在CC1信号162或CC2信号164中引入的噪声。举例来说，非所要噪声可通过CC1信号162/CC2信号165与数据线170之间的串扰引入。低通滤波器416可包括低通电阻器418及低通电容器420。低通滤波器416耦合到(a)多路复用器402的输出及(b)电流源RP80 408、电流源RP180 410或电流源RP330 412的有源电流源。

比较器422比较从低通滤波器416输出的信号与参考电压423。比较器422耦合到低通滤波器416的输出。比较器422检测传入信号何时为高或低，使得二进制1及0可被解码。参考电压423取决于电压当前是高还是低(即，下降阈值及上升阈值不同)而改变。如上文描述，基于电压为高的时间及电压为低多长时间来对位进行解码。因为这些高/低脉冲短至1.5μs，所以比较器422可能需要快速做出反应并处理这些脉冲。

唤醒电路144包括PD前导码检测器424及功率晶体管426。PD前导码检测器424能够从低通滤波器416接收信号，并确定所述信号是否是PD消息300的前导码。PD前导码检测器424的电路图在图5及6中展示。此外，在图5及6中的伴随描述展示用于检测PD消息300中的前导码的实例实施例。PD前导码检测器424经配置以检测PD消息300的前导码，将PD消息滤波为经滤波信号，并基于滤波信号的功率，响应于检测到PD消息300的前导码而将唤醒信号传达到功率晶体管426及/或电力使用电路142。

功率晶体管426可包括控制栅极(例如，栅极)及沟道栅极(例如，源极或漏极)。功率晶体管426的控制栅极可从PD前导码检测器424接收唤醒信号，借此致使功率晶体管426的沟道栅极向电力使用电路142提供电流。

在某些实施例中，只要正在传输PD消息300，PD前导码检测器424就可继续传达唤醒信号。在替代实施例中，PD前导码检测器424可在检测到PD消息的前导码之后传达单个唤醒信号。在某些实施例中，省去电力传输器426，并且PD前导码检测器424将唤醒信号直接传达到电力使用电路142。在电力使用电路142以全功率操作之后，电力使用电路424在某些实施例中可忽略另外唤醒信号直到电力使用电路返回低功率模式。

图5是源装置110中的使用低通滤波器505的PD前导码检测器424的实例实施例。PD前导码检测器424包括低通滤波器505(包括低通电阻器510及低通电容器520)及比较器530。比较器530接收参考唤醒电压540。

低通滤波器505将所接收PD消息滤波为代表所接收到PD消息的平均值的滤波信号。低通滤波器505可被实施为一阶无源低通滤波器电路(如图5中所展示)，但是也可被实施为多种其它低通滤波器实施方案(例如，二阶低通滤波器、高阶低通滤波器、运算放大器等)。

在所说明实施例中，低通滤波器505是包括低通电阻器510及低通电容器520的一阶无源低通滤波器。低通电阻器510及低通电容器520组合以形成禁止更高频率的无源RC滤波器。低通电容器520在低频下表现出较大电抗，且在高频下表现出较小电抗。在较高频率下，电抗下降，并且电容器有效地起到短路的作用。这意味着低通滤波器505通常仅允许低频内容通过。

因为PD通信发生在较高频率并且包含DC偏置，所以当没有PD通信发生时，低通滤波器505致使输出信号变高。但是当低通滤波器505接收PD通信时，低通滤波器505主要是由于高频切换及PD通信的大约50％的占空比而致使输出信号较低。

比较器530将来自低通滤波器505的滤波信号的传入功率与参考唤醒电压(“Vwake”)540进行比较。如果所述电压降到低于Vwake及/或等于Vwake，那么唤醒信号被传输到电力传输器426及/或电力使用电路142。在替代实施例中，唤醒信号被传达到MCU 216，并且MCU 216随后引导电力使用电路142退出低功率模式。在CC线再次空闲之后(即，不存在正在进行的PD消息)，电力使用电路142进入低功率模式以节省电力。在某些实施例中，比较器530可比比较器422更慢地做出反应。举例来说，低通滤波器505的时间常数可使得CC电压仅在前导码的32位已经通过(即，大约96μs)之后才降到低于Vwake 540。

当Rp为330μA时，比较器530操作。在此期间，Vwake 540可在.9V到1.24V之间，如下表1中所说明：

表1:关于Rp 152的Vwake值

表1中的Rp 152列指示USB C型规范要求的Rp 152的强度及电阻的准确度。表1中的DC偏置列指示当不存在PD消息时(即，当CC线160空闲时)在CC线160处的最大及最小电压。在传输期间的接收电压(“V

(1)

Min(V

Max(V

在某些实施例中，可调整低通滤波器505的转角频率，以减少假警报的概率。举例来说，可将低通滤波器505的最大转角频率设置为600kHz。此外，在某些实施例中，使用AND逻辑门将从比较器630传达的唤醒信号与指示Rp 152是否为330μA的输入组合。如果Rp 152的强度为330μA，那么唤醒信号将有效并传达到功率晶体管426及/或电力使用电路142。否则，如果Rp 152的强度不为330μA，那么PD前导码检测器424将不将唤醒信号传达到功率晶体管426及/或电力使用电路142。

图6是源装置110或宿装置130中的使用高通滤波器605的PD前导码检测器424的实例实施例。PD前导码检测器424的所说明实施例是可操作的，而与所选择的Rp电阻或电流源无关。PD前导码检测器424包括高通滤波器605(包括高通电容器610及高通电阻器620)及比较器630。比较器530接收参考唤醒电压540。

高通滤波器605通过从所接收PD消息移除DC偏置来将所接收PD消息滤波为滤波信号，并将模拟信号传递到比较器630。高通滤波器605可被实施为一阶无源高通滤波器电路(如图6中所展示)，但是也可实施为多种其它高通滤波器实施方案(例如，二阶高通滤波器、高阶高通滤波器、运算放大器等)。

在所说明实施例中，高通滤波器605是包括高通电容器610及高通电阻器620的一阶无源高通滤波器。高通电容器610及高通电阻器620组合以形成禁止较低频率(例如，DC偏置)的无源RC滤波器。高通电容器610的电抗在低频下非常高，因此电容器的作用类似于开路，并阻断任何输入信号直到达到截止频率点为止。在截止频率点以上(例如，PD消息)，高通电容器610的电抗已经充分减小，从而现在所起的作用更像是短路，从而允许PD消息直接传递到输出。

因为PD通信发生在较高频率并且包含DC偏置，所以当没有PD通信发生并且仅DC偏置存在时，高通滤波器605致使输出信号变低。但是当高通滤波器605接收PD通信时，高通滤波器505致使输出信号为高。输出信号将具有与原始信号类似的高到低过渡及低到高过渡，但是没有任何DC偏置。

比较器630将来自高通滤波器605的经滤波信号的传入功率与参考唤醒电压(“Vwake”)640进行比较。如果电压高于及/或等于Vwake，那么唤醒信号被传输到电力传输器426及/或电力使用电路142。在替代实施例中，唤醒信号被传达到MCU 216，并且MCU 216随后引导电力使用电路142退出低功率模式。在CC线再次空闲之后，电力使用电路142进入低功率模式以节省电力。因为到比较器630的输入具有类似于PD消息300的脉冲，所以在某些实施例中，比较器630可能需要在小于3μs内做出反应，因为最长高脉冲也可能小于3μs。

在所接收PD消息期间，将Vwake 640设置在输入630处的DC偏置的最大电压与输入630处的最小峰值电压之间。这确保当不存在PD消息时的DC偏置将低于Vwake640，并且还确保PD消息300期间的电压将高于或等于Vwake 640。在某些实施例中，可根据以下等式来设置Vwake 640：

(2)

Max(V

Min(V

在某些实施例中，可调整高通滤波器的转角频率以减少假警报的概率。举例来说，可将高通滤波器605的最小转角频率设置为200kHz。

图7说明用于最小化PD控制器140的静态电流的实例方法700。所述方法可开始于步骤710，其中唤醒电路144从CC线160接收PD消息300。在实例实施例中，PD控制器140中的一或多个电力使用电路142处于低功率模式。

在步骤720处，唤醒电路144部分基于经滤波PD消息的功率来检测PD消息300的前导码。唤醒电路144可使用低通滤波器505、高通滤波器605或将PD消息滤波为经滤波信号(例如，模拟信号)的任何其它滤波机制(例如，数/模电路)来对PD消息进行滤波。在某些实施例中，唤醒电路144将模拟信号的电压与参考电压进行比较以检测PD消息300的前导码。基于模拟信号的电压与参考电压的比较，唤醒电路144可辨别所接收的信号是否是PD消息300的前导码。

在步骤730处，响应于检测到PD消息300的前导码，唤醒电路144传达唤醒信号。在某些实施例中，唤醒电路144可将唤醒信号传达到功率晶体管426，并且功率晶体管426将电力提供到一或多个电力使用电路142。在替代实施例中，唤醒电路144可将唤醒信号传达到MCU 216，并且MCU 216又可引导一或多个电力使用电路142退出低功率模式。在额外实施例中，唤醒电路144可将唤醒信号直接传达到一或多个电力使用电路142。

特定实施例在适当时可重复图7的方法的一或多个步骤。尽管本文描述图7的方法的特定步骤及/或图7的方法的特定步骤展示为以特定顺序发生，但图7的方法的任何合适步骤可以任何合适顺序发生。

图8说明用于使用低通滤波器505来使PD控制器140的静态电流最小化的实例方法800。所述方法可开始于步骤810，其中低通滤波器505接收PD消息300。在实例实施例中，PD控制器140中的一或多个电力使用电路142处于低功率模式。

在步骤820处，低通滤波器505将PD消息300滤波为滤波消息。滤波消息是代表所接收PD消息的平均值的模拟信号。因为PD通信在较高频率下发生，所以当没有PD通信发生时，低通滤波器505致使输出信号变高。但是当低通滤波器505接收PD通信时，低通滤波器505致使输出信号变得更低。

在步骤830处，比较器530将来自低通滤波器505的传入信号的电压与参考电压(即，Vwake 540)进行比较。可将Vwake 540设置在DC偏置的最小电压(即，当CC线160空闲时)及所接收PD消息的最大电压之间。举例来说，可将Vwake 540设置为在没有所接收传输的情况下比较器530的最小电压与在传输期间的比较器530的最大电压之间的平均值。

在步骤840处，比较器530确定低通滤波器505的输出的电压是否小于或等于参考电压(即，Vwake 540)。如果电压降到低于及/或等于Vwake 540，那么所述方法移动到步骤850。否则，所述方法结束。

在步骤850处，唤醒信号被传输到电力传输器426及/或电力使用电路142。在替代实施例中，唤醒信号被传达到MCU 216，并且MCU 216随后引导电力使用电路142退出低功率模式。

特定实施例在适当时可重复图8的方法的一或多个步骤。尽管本文描述图8的方法的特定步骤及/或图8的方法的特定步骤展示为以特定顺序发生，但图8的方法的任何合适步骤可以任何合适顺序发生。

图9说明用于使用高通滤波器605来使PD控制器140的静态电流最小化的实例方法900。所述方法可开始于步骤910，其中高通滤波器605接收PD消息300。在实例实施例中，PD控制器140中的一或多个电力使用电路142处于低功率模式。

在步骤920处，高通滤波器605将PD消息300滤波为模拟域中的经滤波信号。因为PD通信在较高频率下发生，所以当没有PD通信发生并且仅DC偏置存在时，高通滤波器605致使输出信号变低。但是当高通滤波器605接收PD通信时，高通滤波器605致使输出信号为高。

在步骤930处，比较器630将来自高通滤波器605的传入功率的电压与参考电压(即Vwake 640)进行比较。Vwake 640可设置在DC偏置的最大电压与所接收PD消息的最小电压之间。举例来说，可将Vwake 640设置为在不具有所接收传输的情况下比较器630的最大电压与在传输期间的比较器630的最小电压之间的平均值。

在步骤940处，比较器630确定高通滤波器605的输出的电压是否高于或等于参考电压(即，Vwake 640)。如果电压高于及/或等于Vwake 640，那么所述方法移动到步骤950。否则，所述方法结束。

在步骤950处，将唤醒信号传输电力传输器426及/或电力使用电路142。在替代实施例中，将唤醒信号传达到MCU 216，并且MCU 216随后引导电力使用电路142退出低功率模式。

特定实施例在适当时可重复图9的方法的一或多个步骤。尽管本文描述示图9的方法的特定步骤及/或图9的方法的特定步骤展示为以特定顺序发生，但图9的方法的任何合适步骤可以任何合适顺序发生。

图10说明用于针对电力使用电路162回复到低功率模式的实例方法700。所述方法可开始于步骤1010，其中电力使用电路142在全功率条件下操作。

在步骤1020处，电力使用电路162(例如，MCU 216)及/或唤醒电路144确定不活动周期是否已发生。举例来说，如果在最小时间(例如，2ms)内未接收PD消息，如果在某一时间(例如，20μs)内CC电压不再满足唤醒条件，如果CC线160不再含有上升及/下降边缘(其通常将在PD消息期间退出)，及/或如果唤醒电路144在PD消息中检测包结束(“EOP”)，那么不活动周期可发生。针对USB PD源，仅当源使用RP330 412来通告时，才会发生不活动周期。因此，在某些实施例中，源将保留在步骤1010中，直到应用RP330 412为止。

如果未发生不活动周期，那么在步骤1010中，电力使用电路142继续在全功率条件下操作。然而，如果发生不活动周期，那么所述方法前进到步骤1030，其中电力使用电路162可返回低功率模式。在某些实施例中，MCU 216确定不活动周期是否已经发生，并且如果不活动周期已经发生，那么引导其它电力使用电路162返回到低功率模式。在额外实施例中，唤醒电路162确定是否发生不活动周期，并且通过不再发送唤醒信号及/或传达单独信号(例如，低功率信号)来引导一或多个电力使用电路162返回到低功率模式。

特定实施例在适当时可重复图10的方法的一或多个步骤。尽管本文描述图10的方法的特定步骤及/或图10的方法的特定步骤展示为以特定顺序发生，但图10的方法的任何合适步骤可以任何合适顺序发生。

在此描述中，“或”是包含性的而不是排他性的，除非以其它方式明确指示或上下文以其它方式指示。因此，在此描述中，“A或B”意指“A、B或两者”，除非以其它方式明确指示或通过上下文以其它方式指示。此外，“及”是联合或若干两者，除非以其它方式明确指示或通过上下文以其它方式指示。因此，在此描述中，“A及B”意指“A及B，联合地或若干地”，除非以其它方式明确指示或通过上下文以其它方式指示。

图式展示在其中可实践标的物的特定实施例。连接线一端或两端处的箭头展示电流流动、数据流动、逻辑流动等的大致方向。连接器线箭头并不将此类流动限制于特定方向，例如以排除在相反方向上的任何流动。

如本文所使用，沟道电极意指承载通过装置的电流的装置的元件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)的源极或漏极，或双极晶体管的发射极或集电极，且控制电极意指控制通过装置的电流的装置的元件，例如MOSFET的栅极或双极晶体管的基极。此外，在此描述中，例如耦合到或与之耦合(及类似者)的术语描述间接或直接电连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么可通过直接电连接或通过经由其它装置及/或连接的间接电连接来进行所述连接。

在此描述中，对适于、经布置以、能够、经配置以、经启用以、可操作以或操作以执行特定功能的设备或系统或设备或系统的组件的参考涵盖所述设备、系统、组件，无论其或所述特定功能是否被激活、开启或解锁，只要所述设备、系统或组件如此适于、经布置、能够、经配置、经启用、可操作或操作即可。

在权利要求书的范围内，在所描述实施例中修改是可能的，并且其它实施例是可能的。