CN102243618B - 通用串行总线装置、总线接口装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供通用串行总线装置、总线接口装置与方法。所述通用串行总线装置包括核心电路以及充电控制电路。核心电路具有第一引脚与第二引脚，从第一引脚与第二引脚看进去核心电路，核心电路具有输入阻抗。充电控制电路耦接于核心电路，用于选择性地提供具有预定电压的电压源至第一引脚与第二引脚其中之一；其中核心电路的输入阻抗被配置为使得当电压源耦接于第一引脚与第二引脚其中之一时，预定电压大致稳定。上述通用串行总线装置、总线接口装置与方法可以简化电路设计所需的元件与复杂度，且使得通用串行总线接口符合电池充电规格的标准。

Description

通用串行总线装置、总线接口装置与方法

技术领域

本发明有关于通用串行总线装置与相关方法，且特别有关于通用串行总线装置的充电控制电路与相关方法。

背景技术

当具有通用串行总线（Universal Serial Bus，以下简称为USB）端口（例如，USB2.0端口）的便携装置的电池处于无电电池（dead battery）或弱电池（weakbattery）状态下时，便携装置能够通过USB2.0端口对便携装置的电池充电。当具有无电电池或弱电池状态的便携装置连接至下行端口（downstream port）时，允许便携装置从下行端口引入（draw）外部电流来对电池进行充电。在外部电流高于预定电流幅度后，也要求便携装置在第一预定时间内在USB2.0端口的第一输入/输出（Input/Output，以下简称为I/O）引脚保持（assert）预定电压。然后，当从下行端口引入的外部电流高于预定电流幅度后，预定电压仍然被保持。当便携装置准备被连接时，在USB2.0端口的第一I/O引脚的预定电压应被停用，以及在USB2.0端口的第二I/O引脚预定电流应被使能，所述预定电流持续预定的时间段以检查所述数据引脚（即第一与第二I/O引脚）是否连接至主装置。换句话说，在便携装置的充电电池通过USB2.0端口被充电期间，在第一预定时间段内USB2.0端口的第一I/O引脚应保持预定电压，以及在第二预定时间段内USB2.0端口的第二I/O引脚应保持预定电流。然而，当便携装置的电池处于无电电池或弱电池状态下时，便携装置的核心电路与相关系统可能没有准备好，所以充电过程中USB2.0端口的第一I/O引脚的电压难以保持预定电压。类似的，充电过程中USB2.0端口的第二I/O引脚的电流难以保持预定电流。因此，充电过程中如何高效且低成本地在USB2.0端口的数据引脚提供预定电压与预定电流是USB便携装置领域的重要课题。

发明内容

有鉴于此，本发明特提供以下技术方案：

根据本发明的第一种范例实施方式，一种通用串行总线装置包括核心电路以及充电控制电路。核心电路具有第一引脚与第二引脚，从第一引脚与第二引脚看进去核心电路，核心电路具有输入阻抗。充电控制电路耦接于核心电路，用于选择性地耦接具有预定电压的电压源至第一引脚与第二引脚其中之一；其中核心电路的输入阻抗被配置为使得当预定电压被提供至第一引脚与第二引脚其中之一时，预定电压大致稳定。

根据本发明的第二实施范例，一种总线接口装置包括启动电路、第一控制电路、转换电路、第二控制电路、物理层电路以及充电控制电路。启动电路用于产生启动准备信号。第一控制电路用于接收电池输出电压且根据启动准备信号产生第一控制信号。转换电路用于接收电池输出电压以根据第一控制信号提供核心电压。第二控制电路用于接收核心电压且根据启动准备信号产生第二控制信号。物理层电路具有第一引脚与第二引脚，物理层电路被第二控制信号配置且被核心电压加电，以及从第一引脚与第二引脚看进去物理层电路，物理层电路具有输入阻抗。充电控制电路更包括充电器检测器以及开关电路。充电器检测器用于产生预定电压；开关电路用于选择性地将预定电压耦接至第一引脚与第二引脚其中之一。其中物理层电路的输入阻抗被配置为使得当预定电压耦接于第一引脚与第二引脚其中之一时预定电压大致稳定。

根据本发明的第三实施范例，一种总线接口装置包括启动电路、转换电路、核心电路以及充电控制电路。启动电路用于产生启动准备信号。转换电路用于接收电池输出电压以提供核心电压。核心电路具有第一引脚与第二引脚，核心电路用于根据启动准备信号被配置且被核心电压加电，以及从第一引脚与第二引脚看进去核心电路，核心电路具有输入阻抗。充电控制电路更包括充电器检测器以及开关电路。充电器检测器用于产生预定电压；开关电路用于选择性地将预定电压耦接至第一引脚与第二引脚其中之一。其中核心电路的输入阻抗被配置为使得当预定电压耦接于第一引脚与第二引脚其中之一时，预定电压大致稳定。

根据本发明的第四实施范例，一种总线接口方法包括：提供具有第一引脚与第二引脚的核心电路；选择性地提供具有预定电压的电压源至第一引脚与第二引脚其中之一；以及配置从第一引脚与第二引脚看进去核心电路的输入阻抗，以使得当电压源耦接于第一引脚与第二引脚其中之一时，预定电压大致稳定。

上述通用串行总线装置、总线接口装置与方法可以简化电路设计所需的元件与复杂度，且使得通用串行总线接口符合电池充电1.1规格的标准。

附图说明

图1是根据本发明的一种范例实施方式的总线接口装置的示意图。

图2是根据本发明的一种范例实施方式的图1中的第一供电电压、电池输出电压、核心电压、充电电流、控制信号、开关控制信号、控制信号与启动准备信号的时序示意图。

图3是根据本发明的一种范例实施方式的图1的转换电路与物理层电路的输出级的示意图。

图4是根据本发明的一种范例实施方式的核心装置与充电控制电路的示意图。

图5是根据本发明的一种实施方式的用于总线接口的方法的流程图。

具体实施方式

在说明书和权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书与权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书与权利要求中所提到的“包括”是开放式用语，应解释成“包括但不限于”。另外，“耦接”一词在此包括任何直接与间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图1。图1是根据本发明的一种范例实施方式的总线接口装置（businterfacing device）的示意图，其中总线接口装置例如为USB装置100。USB装置100可为具有USB2.0端口的便携装置。然而，本发明并非仅限于此。USB装置100可具有与USB2.0规格或电池充电（Battery Charging，以下简称为BC）1.1规格相容（compatible）的USB端口。USB装置100包括核心电路（core circuit）102与充电控制电路104。核心电路102具有第一引脚Dp与第二引脚Dm。核心电路102被设计为从第一引脚Dp与第二引脚Dm看进去，核心电路102具有输入阻抗Ri。充电控制电路104耦接于核心电路102，且用于选择性地提供具有预定电压Vp的电压源至第一引脚Dp与第二引脚Dm其中之一，以及选择性地提供具有预定电流Ip的电流源至第一引脚Dp与第二引脚Dm其中之一。此外，核心电路102的输入阻抗Ri使得当电压源耦接于第一引脚Dp与第二引脚Dm其中之一时，预定电压Vp大致稳定（intact），以及使得当电流源耦接于第一引脚与第二引脚其中之一时，预定电流Ip大致稳定。应注意，本实施范例中，充电控制电路104的电压源用于提供预定电压Vp至第一引脚Dp，以及充电控制电路104的电流源用于提供预定电流Ip至第二引脚Dm。然而，此实施方式用于简化说明，并不是本发明的限制。此外，第一引脚Dp与第二引脚Dm固定（permanently）耦接于核心电路102。对于本实施范例，第一传导路径1022固定连接于核心电路102与第一引脚Dp之间，以及第二传导路径1024固定连接于核心电路102与第二引脚Dm之间。换句话说，连接于核心电路102与第一、第二引脚Dp、Dm之间的传导路径上无需开关装置。应注意，第一与第二引脚Dp、Dm是USB装置100的端口（port），用于从USB装置100电路外部接收信号或者用于输出信号至USB装置100电路外部。

充电控制电路104包括充电器控制器（charger controller）1042、充电器检测器（charger detector）1044和开关电路（switch circuit）1046。充电器控制器1042用于产生控制信号Sc1。充电器检测器1044包括根据控制信号Sc1产生预定电压Vp的电压源1044a以及根据控制信号Sc1产生预定电流Ip的电流源1044b。开关电路1046以并联方式耦接于第一引脚Dp与第二引脚Dm，以及开关电路1046用于根据开关控制信号Sc2选择性地将电压源1044a耦接于第一引脚Dp与第二引脚Dm其中之一，以及根据开关控制信号Sc2选择性地将电流源1044b耦接于第一引脚Dp与第二引脚Dm其中之一。类似的，本实施范例中，开关电路1046用于根据开关控制信号Sc2选择性地将电压源1044a耦接于第一引脚Dp，以及根据开关控制信号Sc2选择性地将电流源1044b耦接于第二引脚Dm。这也仅用于简述本发明的目的。另一种实施方式中，电流源1044b可替换为电阻器（resistor），以及根据端口类型，可有电流或者无电流流过所述电阻器。

此外，本实施范例中，USB装置100更包括转换电路（converting circuit）106、第一控制电路（first control circuit）108、启动电路（start-up circuit）110、寄存器（register）112以及电池装置114。核心电路102更包括物理层电路（physicallayer circuit）1026和第二控制电路1028。转换电路106用于将电池输出电压Vbat转换为核心电压Vcore，其中核心电压Vcore低于或高于电池输出电压Vbat。本较佳实施方式中，转换电路106包括低漏码（low dropout）电路，其中低漏码电路接收电池装置114所产生的电池输出电压Vbat以提供核心电压Vcore，用于根据控制信号Sc3对物理层电路1026与第二控制电路1028供电。第一控制电路108与第二控制电路1028分别根据启动电路110与寄存器112的信号输出产生控制信号Sc3及Sc2。本较佳实施方式中，第一控制电路108与第二控制电路1028分别包括第一电平移位器（level shifter）与第二电平移位器，其中第一电平移位器对启动准备信号Sr与从寄存器112输出的信号执行电平移位以产生用于转换电路106的控制信号Sc3，以及第二电平移位器对启动准备信号（start-upready signal）Sr与从寄存器112输出的信号执行电平移位以产生用于物理层电路1026和充电控制电路104的控制信号Sc2。启动电路110产生启动准备信号Sr至第一控制电路108与第二控制电路1028。物理层电路1026是通过控制信号Sc2进行配置。更具体的，物理层电路1026是USB装置100的主电路（maincircuit），可用于处理从第一引脚Dp与第二引脚Dm输入的数据，或者产生输出至第一引脚Dp与第二引脚Dm的数据。举例来说，本发明的一种较佳实施方式中，物理层电路1026可为存储器控制器（memory controller）。此外，当第一控制电路108与第二控制电路1028被启动准备信号Sr启动时，寄存器112存储用于配置第一控制电路108与第二控制电路1028的预定配置数据。

本实施范例中，开关电路1046包括第一开关1046a与第二开关1046b。第一开关1046a具有耦接于第一引脚Dp的第一端（terminal）、耦接于电压源1044a且提供预定电压Vp的第二端，以及耦接于控制信号Sc2的控制端。第二开关1046b具有耦接于第二引脚Dm的第一端、耦接于电流源1044b且提供预定电流Ip的第二端，以及耦接于控制信号Sc2的控制端。

当USB装置100处于无电电池状态时，即电池装置114的充电电平达到预定阈值时（其中预定阈值保证USB装置100不能被成功加电），USB装置100可耦接于外部充电器116（例如USB主装置或具有USB端口的标准/非标准充电器）以对电池装置114进行充电，其中，如图1所示，外部充电器116具有耦接于USB装置100的4个引脚，其中第一引脚N1产生第一供电电压Vbus至USB装置100，第二与第三引脚分别耦接于USB装置100的第一引脚Dp与第二引脚Dm，以及第四引脚N2产生接地电压（ground voltage）Vgnd至USB装置100。更具体地，本实施范例中，外部充电器116的第一供电电压Vbus首先将电池装置114充电直到电池装置114的电池输出电压Vbat足够高以加电转换电路106与第一控制电路108。当电池装置114的电池输出电压Vbat足够高以加电第一控制电路108、转换电路106以及充电控制电路104时，当第一控制电路108被加电时，第一控制电路108产生控制信号Sc3（例如，控制信号Sc3的默认值）以使能转换电路106，以及当充电器控制器1042被加电时，充电器控制器1042产生控制信号Sc1。然后，转换电路106提供核心电压Vcore以加电物理层电路1026与第二控制电路1028。当核心电压Vcore足够高以加电物理层电路1026与第二控制电路1028时，第二控制电路1028产生开关控制信号Sc2（例如，开关控制信号Sc2的默认值）以配置物理层电路1026，以使得当电压源耦接于第一引脚Dp时，核心电路102的输入阻抗Ri使得预定电压Vp大致稳定以及当电流源耦接于第二引脚Dm时，使得预定电流Ip大致稳定，因此，当第二控制电路1028被加电时，打开开关电路1046（即，第一开关1046a与第二开关1046b）。换句话说，本实施范例中，核心电路102被加电后，充电控制电路104用于提供预定电压Vp至第一引脚Dp且提供预定电流Ip至第二引脚Dm，以及核心电路102的输入阻抗Ri配置为使得预定电压Vp大致稳定且使得预定电流Ip大致稳定。也可注意到，核心电路102被加电前，开关控制信号Sc2用于关闭开关电路1046（第一开关1046a与第二开关1046b）。

请参考图2。图2是根据本发明的一种范例实施方式的图1中的第一供电电压Vbus、电池输出电压Vbat、核心电压Vcore、充电电流Ic、控制信号Sc1、开关控制信号Sc2、控制信号Sc3以及启动准备信号Sr的时序示意图。在时间点t1，外部充电器116耦接于处于无电电池状态下的USB装置100，引脚N1处的第一供电电压Vbus的电压被转变至高电压电平，以及外部充电器116通过第一引脚N1提供充电电流Ic以对电池装置114充电。在时间点t2，当电池装置114的输出（即电池输出电压Vbat）达到第一电压V1时，控制信号Sc3的电压被从低电压电平搬移到高电压电平以使能转换电路106，以及开关控制信号Sc2的电压被从低电压电平搬移到高电压电平（或者从高电压电平搬移到低电压电平）以配置物理层电路1026且打开开关电路1046。然后，在时间点t3，当电池装置114的输出（即，电池输出电压Vbat）达到第二电压V2，充电器控制器1042将控制信号Sc1的电压从低电压电平搬移到高电压电平以打开充电器检测器1044。

时间点t3后，充电器检测器1044在时间段Tp内保持打开状态，以使得外部充电器116对电池装置114充电。在时间段Tp，电池输出电压Vbat与核心电压Vcore的电压电平保持增加，直到其在时间点t4达到预定电压电平V3。然后，在时间点t4，启动电路110被启动且产生启动准备信号Sr至第一控制电路108与第二控制电路1028。即启动电路110能够检测无电电池状态，而启动准备信号Sr是无电电池状况的指示（在时间点t4前，USB装置处于无电电池状态下）。因此，第一控制电路108将控制信号Sc3从高电压电平搬移至低电压电平以停用转换电路106，以及在时间点t4，第二控制电路1028将开关控制信号Sc2从高电压电平搬移至低电压电平以配置物理层电路1026且关闭开关电路1046（第一开关1046a与第二开关1046b）。此外，在时间点t4，充电器控制器1042也将控制信号Sc1从高电压电平搬移至低电压电平以关闭充电器检测器1044。然后，在时间点t5，引脚N1处的第一供电电压Vbus的电压被搬移至低电压电平，以及外部充电器116停止通过第一引脚N1向充电电池装置114提供充电电流Ic。在时间点t5后，USB装置100的充电过程结束。

应注意，时间点t2至t4的时间段中，第二控制电路1028产生开关控制信号Sc2以配置物理层电路1026，从而使得从核心电路102看进去的输入阻抗Ri为高输入阻抗。举例来说，输入阻抗Ri的阻抗值可不少于300千欧（kilo Ohm，k Ohm）。通过将输入阻抗Ri设定为高输入阻抗，当电压源1044a耦接于第一引脚Dp时，电压源1044a产生的预定电压Vp可保持大致稳定，以及当电流源1044b耦接于第二引脚Dm时，预定电流Ip也可保持大致稳定。因此，本充电控制电路104与相关充电过程可遵从BC1.1规格的标准。

此外，本实施方式中，USB装置100是单芯片装置。换句话说，充电控制电路104是USB装置100内部的装置，以及当USB装置100未处于充电过程时，开关电路1046也可被USB装置100的其它功能块使用。

另一种实施方式中，第一控制电路108可省略。转换电路106耦接于电池装置114与核心电路102。当电池装置114被耦接时，转换电路106使能且转换电池输出电压Vbat至核心电压Vcore，而不需要控制信号Sc3的控制。这种修改仍属于本发明的范围。

请参考图3。图3是根据本发明的一种范例实施方式的图1的转换电路106与物理层电路1026的输出级1030的示意图。转换电路106包括第一N型晶体管（N-type transistor）M1、第二N型晶体管M2、第一电阻器106a以及运算放大器（operational amplifier）106b，其中第一N型晶体管M1的栅极耦接于控制信号Sc3，运算放大器106b与第二N型晶体管M2被配置为闭环电路（closed loopcircuit）以根据电池输出电压Vbat与预定电压电平V3产生核心电压Vcore。物理层电路1026的输出级1030包括保护电路（protection circuit）1031、拉高电路（pull high circuit）1032、拉低电路（pull low circuit）1033、负载电路（loadingcircuit）1034以及驱动电路（driving circuit）1035。保护电路1031包括两个保护单元1031a与1031b，分别耦接于第一引脚Dp与第二引脚Dm。第一保护单元1031a包括P型晶体管M3、N型晶体管M4以及缓冲器B1，其中N型晶体管M4的栅极与缓冲器B1的输入端连接至预定电压Va，以及P型晶体管M3的漏极与N型晶体管M4的漏极连接至第一引脚Dp。第二保护单元1031b包括P型晶体管M5、N型晶体管M6以及缓冲器B2，其中N型晶体管M6的栅极与缓冲器B2的输入端连接至预定电压Vb，以及P型晶体管M5的漏极与N型晶体管M6的漏极连接至第二引脚Dm。

拉高电路1032包括P型晶体管M7、M8，以及电阻器R1、R2，其中P型晶体管M7与电阻器R1串联于第一引脚Dp与核心电压Vcore之间，以及P型晶体管M8与电阻器R2串联于第二引脚Dm与核心电压Vcore之间。拉低电路1033包括N型晶体管M9、M10，以及电阻器R3、R4，其中N型晶体管M9与电阻器R3串联于第一引脚Dp与接地电压Vgnd之间，以及N型晶体管M10与电阻器R4串联于第二引脚Dm与接地电压Vgnd之间。此外，P型晶体管M7的栅极连接于预定电压Vc以选择性地拉高第一引脚Dp，P型晶体管M8的栅极连接于预定电压Vd以选择性地拉高第二引脚Dm，N型晶体管M9的栅极连接于预定电压Ve以选择性地拉低第一引脚Dp，以及N型晶体管M10的栅极连接于预定电压Vf以选择性地拉低第二引脚Dm。驱动电路1035包括P型晶体管M11、M12、M13，其中P型晶体管M11与M12的栅极分别连接于第一预驱动（pre-drive）信号Vp1与第二预驱动信号Vp2，以及P型晶体管M11与M12的漏极分别连接于第一引脚Dp与第二引脚Dm。此外，P型晶体管M13根据控制电压Vg控制驱动电路1035的电流。

如图2所示，根据本实施范例，在时间点t2，P型晶体管M11与M12的栅极保持为高电压电平以根据开关控制信号Sc2关闭P型晶体管M11与M12。因此，从第一引脚Dp与第二引脚Dm看进去的输入阻抗Ri是高输入阻抗。为保证从第一引脚Dp与第二引脚Dm看进去的输入阻抗Ri在从时间点t2到t4的时间段是高输入阻抗，P型晶体管M3、M5、M7、M8以及N型晶体管M4、M6、M9、M10在从时间点t2到t4的时间段根据开关控制信号Sc2被控制为关闭，这种变形也属于本发明的范围。当连接于第一引脚Dp与第二引脚Dm的所有晶体管均被关闭时，意味着第一引脚Dp与第二引脚Dm具有浮动电压且核心电路102的输入阻抗Ri阻止电流流入核心电路102，当预定电压Vp耦接于第一引脚Dp且预定电流Ip耦接于第二引脚Dm时，没有电流通过第一引脚Dp与第二引脚Dm流入核心电路102。

请注意，尽管核心电路102被加电后，图3所示的输出级1030用于在时间点t2至t4的时间段提供从第一引脚Dp与第二引脚Dm看进去的高输入阻抗，这并不是本发明的必要条件。另一种范例实施方式中，核心电路102也可未被加电，但仍在时间点t2至t4的时间段提供从第一引脚Dp与第二引脚Dm看进去的高输入阻抗。请参考图4。图4是根据本发明的一种范例实施方式的核心装置402与充电控制电路404的示意图。本实施范例中，充电控制电路404包括充电器控制器4042、充电器检测器4044以及开关电路4046。充电器控制器4042用于产生控制信号Sc’。充电器检测器4044包括电压源4044a以根据控制信号Sc’产生预定电压Vp’，且包括电流源4044b以根据控制信号Sc’产生预定电流Ip’。开关电路4046以并联方式耦接于第一引脚Dp’与第二引脚Dm’，以及开关电路4046用于根据控制信号Sc’选择性地将电压源4044a耦接于第一引脚Dp’与第二引脚Dm’其中之一，且根据控制信号Sc’选择性地将电流源4044b耦接于第一引脚Dp’与第二引脚Dm’其中之一。简单来说，本实施范例中，开关电路4046用于根据控制信号Sc’选择性地将电压源4044a耦接于第一引脚Dp’，以及根据控制信号Sc’选择性地将电流源4044b耦接于第二引脚Dm’。

此外，当核心电路402未被加电时，核心电路402被设计为从第一引脚Dp’与第二引脚Dm’看进去核心电路402具有输入阻抗Ri’，其中输入阻抗Ri’是高输入阻抗以使得当电压源4044a耦接于第一引脚Dp’时电压源4044a产生的预定电压Vp’可保持大致稳定，以及当电流源4044b耦接于第二引脚Dm’时预定电流Ip’也可保持大致稳定。

开关电路4046包括第一开关4046a与第二开关4046b。第一开关4046a具有耦接于第一引脚Dp’的第一端、耦接于电压源4044a且提供预定电压Vp’的第二端、以及耦接于控制信号Sc’的控制端。第二开关4046b具有耦接于第二引脚Dm’的第一端、耦接于电流源4044b且提供预定电流Ip’的第二端、以及耦接于控制信号Sc’的控制端。

本实施范例中，当核心电路402与充电控制电路404耦接于外部充电器时，充电控制电路404根据外部充电器提供的供电电压被打开。当充电控制电路404被打开时，充电器控制器4042产生控制信号Sc’以打开第一开关4046a与第二开关4046b。类似于图1所示的实施范例，当电压源4044a耦接于第一引脚Dp’时，输入阻抗Ri’足够高以保持预定电压Vp’大致稳定，以及当电流源4044b耦接于第二引脚Dm’时，保持预定电流Ip’大致稳定，外部充电器能够持续充电过程来对核心电路402的电池装置充电。

请参考图5。图5是根据本发明的一种实施方式的用于总线接口的方法500的流程图。总线接口方法500旨在使得当电压源耦接于第一引脚Dp与第二引脚Dm其中之一时，上述预定电压Vp大致稳定，以及当电流源耦接于第一引脚与第二引脚其中之一时，使得预定电流Ip大致稳定。因此，上述USB装置的实施方式可视为使用总线接口方法500以获得类似结果。简单来说，总线接口方法500将结合上述USB装置100进行描述。此外，假设可达到大致相同的结果，图5所示的流程图中的步骤并不需要严格按照所示的确定的顺序且不需要连续执行；即，也可插入其它的步骤。总线接口方法500包括：

步骤502：提供具有第一引脚Dp与第二引脚Dm的核心电路102；

步骤504：配置第一引脚Dp与第二引脚Dm固定耦接于核心电路102；

步骤506：选择性地提供具有预定电压Vp的电压源1044a至第一引脚Dp；

步骤508：选择性地提供具有预定电流Ip的电流源1044b至第二引脚Dm；

步骤510：配置从第一引脚Dp与第二引脚Dm看进去核心电路102的输入阻抗Ri以使得当电压源1044a耦接于第一引脚Dp时预定电压Vp大致稳定；以及

步骤512：配置所述输入阻抗Ri以使得当电流源1044b耦接于第二引脚Dm时，预定电流Ip大致稳定。

请参考图1、图2与图5。当外部充电器（external charger）116通过引脚N1、Dp、Dm与N2耦接于USB装置100时，外部充电器116对USB装置100的电池装置114充电。如上所述，在从时间点t2到t4的时间段，第二控制电路1028产生开关控制信号Sc2以配置物理层电路1026，从而使得从核心电路102看进去的输入阻抗Ri是高输入阻抗，因此当电压源1044a耦接于第一引脚Dp时，预定电压Vp可保持大致稳定；以及当电流源1044b耦接于第二引脚Dm时，预定电流Ip可保持大致稳定。因此，通过使用本方法502-512，即使USB装置处于弱/无电电池状态下，USB装置100的充电过程仍可符合BC1.1规格的标准。

简单来说，本发明将充电控制电路（例如，104、404）集成到USB装置（例如，100）以执行充电器检测，其中连接于核心电路（例如，102、402）与第一、第二引脚（例如，引脚Dp、Dm）之间的传导路径上不存在开关装置（例如，1046、4046），然而输入阻抗（例如，Ri、Ri’）足够高以使得当电压源（例如，1044a、4044a）耦接于第一引脚时，保持预定电压（例如，Vp、Vp’）大致稳定，以及当电流源（例如，1044b、4044b）耦接于第二引脚时，预定电流（例如，Ip、Ip’）大致稳定。因此，本发明不仅可以减小USB装置的尺寸，也可符合BC1.1规格的标准。

上述描述仅用于阐述本发明的目的，但并不作为本发明的限制。在不脱离本发明思想的前提下，本领域的技术人员对上述实施方式进行的等效变换与修改仍属于本发明的范围。本发明的权利范围以权利要求书为准。

Claims (29)

1.一种通用串行总线装置，包括：

核心电路，具有第一引脚与第二引脚，从该第一引脚与该第二引脚看该核心电路，该核心电路具有输入阻抗；以及

充电控制电路，耦接于该核心电路，用于选择性地耦接具有预定电压的电压源至该第一引脚与该第二引脚其中之一；

其中该核心电路的该输入阻抗配置为使得当该预定电压被提供至该第一引脚与该第二引脚其中之一时，该预定电压大致稳定。

2.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，该第一引脚与该第二引脚固定耦接于该核心电路。

3.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，当该第一引脚与该第二引脚具有浮动电压时，该核心电路的该输入阻抗阻止电流流入该核心电路。

4.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，该充电控制电路更选择性地耦接具有预定电流的电流源至该第一引脚与该第二引脚其中之另一引脚，以及该核心电路的该输入阻抗被配置为使得当该预定电流被提供至该第一引脚与该第二引脚其中之另一引脚时，该预定电流大致稳定。

5.根据权利要求4所述的通用串行总线装置，其特征在于，当该通用串行总线装置处于无电电池状态时，该核心电路的该输入阻抗被配置为使得该预定电压与该预定电流大致稳定。

6.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，该充电控制电路更选择性地提供电阻器至该第一引脚与该第二引脚其中之一。

7.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，该通用串行总线装置更耦接于外部充电器，该外部充电器用于产生第一供电电压，该充电控制电路被该第一供电电压加电，以及该核心电路被第二供电电压加电，该第二供电电压自该第一供电电压获得。

8.根据权利要求7所述的通用串行总线装置，其特征在于，当该充电控制电路工作时，该第一供电电压与该第二供电电压可分别用于该充电控制电路与该核心电路。

9.根据权利要求7所述的通用串行总线装置，其特征在于，当该充电控制电路工作时，该第一供电电压可用于该充电控制电路以及该第二供电电压不可用于该核心电路。

10.根据权利要求7所述的通用串行总线装置，其特征在于，该充电控制电路包括：

充电器控制器，用于产生控制信号；

充电器检测器，用于提供该电压源；以及

开关电路，以并联方式耦接于该第一引脚与该第二引脚，该开关电路用于选择性地将该电压源耦接至该第一引脚与该第二引脚其中之一。

11.根据权利要求10所述的通用串行总线装置，其特征在于，该充电控制电路产生该开关控制信号以响应该第一供电电压。

12.根据权利要求11所述的通用串行总线装置，其特征在于，当该充电控制电路被该第一供电电压加电时，该充电控制电路产生该开关控制信号。

13.根据权利要求10所述的通用串行总线装置，其特征在于，该核心电路产生该开关控制信号以响应该第二供电电压。

14.根据权利要求13所述的通用串行总线装置，其特征在于，当该核心电路被该第二供电电压加电时，该核心电路产生该开关控制信号。

15.根据权利要求7所述的通用串行总线装置，其特征在于，该核心电路包括：

第一P型晶体管，具有耦接于该第一引脚的输出节点；以及

第二P型晶体管，具有耦接于该第二引脚的输出节点；

其中该第一P型晶体管的控制节点与该第二P型晶体管的控制节点保持为该第二供电电压，从而产生该输入阻抗。

16.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，该核心电路包括：

控制电路，用于接收核心电压且产生控制信号；以及

物理层电路，具有该第一引脚与该第二引脚，该物理层电路被该控制信号配置且被该核心电压加电。

17.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，该通用串行总线装置更包括启动电路，耦接于该核心电路与该充电控制电路，该启动电路用于产生启动准备信号，该启动准备信号用于指示该通用串行总线装置的无电电池状态。

18.根据权利要求1所述的通用串行总线装置，其特征在于，该通用串行总线装置更包括转换电路，用于接收电池输出电压以提供核心电压，从而加电该核心电路。

19.根据权利要求18所述的通用串行总线装置，其特征在于，该通用串行总线装置更包括控制电路，用于接收该电池输出电压且产生控制信号，以使能该转换电路。

20.一种总线接口装置，包括：

启动电路，用于产生启动准备信号；

第一控制电路，用于接收电池输出电压且根据该启动准备信号产生第一控制信号；

转换电路，用于接收该电池输出电压以根据该第一控制信号提供核心电压；

第二控制电路，用于接收该核心电压且根据该启动准备信号产生第二控制信号；

物理层电路，具有第一引脚与第二引脚，该物理层电路被该第二控制信号配置且被该核心电压加电，以及从该第一引脚与该第二引脚看该物理层电路，该物理层电路具有输入阻抗；以及

充电控制电路，该充电控制电路更包括：

充电器检测器，用于产生预定电压；以及

开关电路，用于选择性地将该预定电压耦接至该第一引脚与该第二引脚其中之一；

其中该物理层电路的该输入阻抗被配置为使得当该预定电压耦接于该第一引脚与该第二引脚其中之一时该预定电压大致稳定。

21.根据权利要求20所述的总线接口装置，其特征在于，该第一引脚与该第二引脚固定耦接于该物理层电路。

22.根据权利要求20所述的总线接口装置，其特征在于，该充电器检测器更产生预定电流，且该开关电路更选择性地将该预定电流耦接于该第一引脚与该第二引脚其中之另一引脚，以及该物理层电路的该输入阻抗被配置为使得当该预定电流耦接于该第一引脚与该第二引脚其中之另一引脚时该预定电流大致稳定。

23.根据权利要求20所述的总线接口装置，其特征在于，当该总线接口装置处于无电电池状态时，该物理层电路的该输入阻抗被配置为使得该预定电压大致稳定。

24.一种总线接口装置，包括：

启动电路，用于产生启动准备信号；

转换电路，用于接收电池输出电压以提供核心电压；

核心电路，具有第一引脚与第二引脚，该核心电路用于根据该启动准备信号被配置且被该核心电压加电，以及自该第一引脚与该第二引脚看该核心电路，该核心电路具有输入阻抗；以及

充电控制电路，该充电控制电路更包括：

充电器检测器，用于产生预定电压；以及

开关电路，用于选择性地将该预定电压耦接至该第一引脚与该第二引脚其中之一；

其中该核心电路的该输入阻抗被配置为使得当该预定电压耦接于该第一引脚与该第二引脚其中之一时，该预定电压大致稳定。

25.根据权利要求24所述的总线接口装置，其特征在于，该第一引脚与该第二引脚固定耦接于该核心电路。

26.根据权利要求24所述的总线接口装置，其特征在于，当该总线接口装置处于无电电池状态时，该核心电路的该输入阻抗被配置为使得该预定电压大致稳定。

27.一种总线接口方法，包括：

提供具有第一引脚与第二引脚的核心电路；

选择性地提供具有预定电压的电压源至该第一引脚与该第二引脚其中之一；以及

配置从该第一引脚与该第二引脚看该核心电路的输入阻抗，以使得当该电压源耦接于该第一引脚与该第二引脚其中之一时，该预定电压大致稳定。

28.根据权利要求27所述的总线接口方法，其特征在于，该总线接口方法更包括：

选择性地提供具有预定电流的电流源至该第一引脚与该第二引脚其中之另一引脚；以及

配置该输入阻抗以使得当该电流源耦接于该第一引脚与该第二引脚其中之另一引脚时，该预定电流大致稳定。

29.根据权利要求27所述的总线接口方法，其特征在于，该第一引脚与该第二引脚固定耦接于该核心电路。

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