CN103944008B - 连接线以及连接线供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接线以及连接线供电方法，该连接线包括：输入连接端口，耦接至通用串行总线主机并接收通用串行总线主机输出的输出电压；第一电压输出电路，耦接输入连接端口与第一连接端口，输出第一电压至第一连接端口，包括：第一检测电路，检测第一连接端口的第一电源线；第一电压转换电路，输出固定电压；以及第一切换开关，切换第一检测电路或第一电压转换电路连接至第一电源线，其中当第一检测电路检测到第一电源线上的第一请求信号时，第一切换开关将第一检测电路耦接至第一电源线；以及第二电压输出电路，耦接输入连接端口与第二连接端口，输出第二电压至第二连接端口。本发明可避免非Power Delivery的通用串行总线装置因过高的电压而损毁。

Description

连接线以及连接线供电方法

技术领域

本发明涉及连接线的供电方式，尤其涉及通用串行总线的连接线的供电方式。

背景技术

在通用串行总线（USB）协会提出新的USB Power Delivery(PD)规范，这个规范在定义新的通用串行总线端口将会提供电力给系统装置，其输出电压通过与装置沟通VBUS将不再只有5V，可提供高于5V的电压（例如12V、20V）。所以电子产品将不需要变压器才能提供电力给系统，而是只需要通过具有Power Delivery的通用串行总线端口就能对系统充电。而在现今消费型电子产品的市场上都有所谓的通用串行总线Y型缆线，当使用者已经预先将Y型缆线的两端连接至具有Power Delivery的通用串行总线装置后，若是使用者再将一非Power Delivery的通用串行总线装置插上Y型缆线的第三端，上述非Power Delivery的通用串行总线装置将会因为过高的电压（高于5V）而被烧毁。因此，Y型缆线需要一种防护机制避免使用者在已插入具有PowerDelivery的通用串行总线装置的情况下，又将非Power Delivery的通用串行总线装置插入，以避免非Power Delivery的通用串行总线装置因过高的电压而损毁。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种连接线，包括：一输入连接端口，耦接至一通用串行总线主机并接收上述通用串行总线主机输出的一输出电压；一第一电压输出电路，耦接上述输入连接端口与一第一连接端口，输出一第一电压至上述第一连接端口，包括：一第一检测电路，检测上述第一连接端口的一第一电源线；一第一电压转换电路，输出一固定电压；以及一第一切换开关，切换上述第一检测电路或上述第一电压转换电路连接至上述第一电源线，其中当上述第一检测电路检测到上述第一电源线上的一第一请求信号时，上述第一切换开关将上述第一检测电路耦接至上述第一电源线；以及一第二电压输出电路，耦接上述输入连接端口与一第二连接端口，输出一第二电压至上述第二连接端口，其中上述通用串行总线主机根据上述第一请求信号调整上述输出电压的电压值，当上述第一检测电路没有检测到上述第一请求信号时，上述第一切换开关将上述第一电压转换电路耦接至上述第一电源线，且上述第一电压为上述固定电压。

根据本发明的另一实施例，其中上述第二电压输出电路还包括：一第二检测电路，检测上述第二连接端口的一第二电源线；一第二电压转换电路，输出上述固定电压；以及一第二切换开关，切换上述第二检测电路或上述第二电压转换电路连接至上述第二电源线，其中当上述第二检测电路没有检测到上述第二电源线上的一第二请求信号时，上述第二切换开关将上述第二电压转换电路耦接至上述第二电源线且上述第二电压为上述固定电压；以及一控制器，其中当上述第一检测电路检测到上述第一请求信号且上述第二检测电路检测到上述第二请求信号时，当上述第一请求信号对应的电压电平小于上述第二请求信号对应的电压电平时，上述控制器接收上述第一请求信号与上述第二请求信号并只将上述第二请求信号传送给上述通用串行总线主机，使上述通用串行总线主机根据上述第二请求信号调整上述输出电压的电压电平，并且上述控制器控制上述第一切换开关，使得将上述输出电压转换至上述第一电压的上述第一电压转换电路耦接至上述第一电源线。

当上述第一请求信号对应的电压电平大于上述第二请求信号对应的电压电平时，上述控制器只将上述第一请求信号传送给上述通用串行总线主机，使上述通用串行总线主机根据上述第一请求信号调整上述输出电压的电压电平，并且上述控制器控制上述第二切换开关，使得将上述输出电压转换至上述第二电压的上述第二电压转换电路耦接至上述第二电源线。

本发明还提供一种连接线供电方法，步骤包括：耦接一通用串行总线主机至一第一通用串行总线装置；耦接一第二通用串行总线装置至上述通用串行总线主机以及上述第一通用串行总线装置之间；检测上述第一通用串行总线装置发出的一第一请求信号以及上述第二通用串行总线装置发出的一第二请求信号；将上述第二请求信号传送至上述通用串行总线主机并输出一输出电压，其中上述第二请求信号对应的电压电平大于上述第一请求信号对应的电压电平；转换上述输出电压至上述第一请求信号对应的电压电平并提供至上述第一通用串行总线装置；提供上述输出电压至上述第二通用串行总线装置；将上述第一请求信号传送至上述通用串行总线主机并输出上述输出电压，其中上述第一请求信号对应的电压电平大于上述第二请求信号对应的电压电平；转换上述输出电压至上述第二请求信号对应的电压电平并提供至上述第二通用串行总线装置；以及提供上述输出电压至上述第一通用串行总线装置。

本发明可避免使用者在已插入具有Power Delivery的通用串行总线装置的情况下，又将非Power Delivery的通用串行总线装置插入，以避免非PowerDelivery的通用串行总线装置因过高的电压而损毁。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例所述的连接线100的示意图。

图2是根据本发明图1的实施例所述的连接线200的细部示意图。

图3是根据本发明的一较佳实施例所述的连接线300的细部示意图。

图4是根据本发明的一实施例所述的连接线供电方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100、200、300～连接线

101、201、301～输入连接端口

102、202、302～第一连接端口

103、203、303～第二连接端口

111、211、311～输入端电压输出电路

112、212、312～第一电压输出电路

113、213、313～第二电压输出电路

221、321～输入端切换开关

222、322～第一切换开关

223、323～第二切换开关

231、331～输入端检测电路

232、332～第一检测电路

233、333～第二检测电路

241、341～输入端电压转换电路

242、342～第一电压转换电路

243、343～第二电压转换电路

304～控制器

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特例举一较佳实施例，并配合附图，来做详细说明如下：

以下将介绍是根据本发明所述的较佳实施例。必须要说明的是，本发明提供了许多可应用的发明概念，在此所揭示的特定实施例，仅是用于说明达成与运用本发明的特定方式，而不可用以局限本发明的范围。

图1是根据本发明的一实施例所述的连接线100的示意图。如图1所示，连接线100具有三个输入端口，分别为输入连接端口101、第一连接端口102以及第二连接端口103。此外连接线100还包括三个电压输出电路，分别为耦接至输入连接端口100的输入端电压输出电路111、耦接至第一连接端口102的第一电压输出电路112以及耦接至第二连接端口103的第二电压输出电路113。

根据本发明的一实施例，输入连接端口101耦接至通用串行总线主机（host），第一连接端口102耦接至具有Power Delivery（PD）的通用串行总线装置（device），第二连接端口103耦接至非Power Delivery的通用串行总线装置。要注意的是，输入连接端口101、第一连接端口102以及第二连接端口103完全相同，输入端电压输出电路111、第一电压输出电路112以及第二电压输出电路113也都完全相同，在此为了说明清楚连接线应用的实施例，故假设通用串行总线主机耦接至输入连接端口101。若是通用串行总线主机耦接至第一连接端口102或第二连接端口103，动作与效果完全相同。

当具有Power Delivery的通用串行总线装置耦接至第一连接端口102后，通用串行总线装置通过第一电压输出电路112发出第一请求信号至通用串行总线主机，通用串行总线主机根据第一请求信号调整输出至通用串行总线装置的电压。根据本发明的一实施例以及通用串行总线Power Delivery的规范，通用串行总线主机输出12V或20V。

由于非Power Delivery的通用串行总线装置只需要5V电压，若直接将通用串行总线主机输出的12V或20V电压提供至非Power Delivery的通用串行总线装置，将造成非Power Delivery的通用串行总线装置损毁。所以当通用串行总线主机提供12V或20V至通用串行总线装置之时，第二电压输出电路113将通用串行总线主机输出的12V或20V电压转换成5V电压提供给耦接至第二连接端口103的非Power Delivery的通用串行总线装置。

根据本发明的另一实施例，若是耦接至第一连接端口102的通用串行总线装置并没有发出第一请求信号，通用串行总线主机则输出5V电压。

图2是根据本发明图1的实施例所述的连接线200的细部示意图。与图1相同，输入连接端口212连接至通用串行总线主机以及输入端电压输出电路211，第一连接端口202耦接至具有Power Delivery的通用串行总线装置以及第一电压输出电路212，第二连接端口203耦接至非Power Delivery的通用串行总线装置以及第二电压输出电路213。其中输入端电压输出电路211包括输入端切换开关221、输入端检测电路231以及输入端电压转换电路241；第一电压输出电路212包括第一切换开关222、第一检测电路232以及第一电压转换电路242；第二电压输出电路213包括第二切换开关223、第二检测电路233以及第二电压转换电路243。

当具有Power Delivery的通用串行总线装置耦接至第一连接端口202时，由于第一切换开关222预设为将第一检测电路232耦接至第一连接端口202，因此耦接至第一连接端口202的具有Power Delivery的通用串行总线装置经由第一检测电路232发出第一请求信号至通用串行总线主机并且通知第一切换开关222维持将第一检测电路232耦接至第一连接端口202，使得通用串行总线主机根据第一请求信号中具有Power Delivery的通用串行总线装置所要求的电压值而输出电压并提供给耦接至第一连接端口202的具有PowerDelivery的通用串行总线装置。根据本发明一实施例，第一请求信号所要求的电压为12V或20V。

第二切换开关223亦是预设将第二检测电路233耦接至第二连接端口203。在此同时，由于第二检测电路233并没有接收到耦接至第二连接端口203的非Power Delivery的通用串行总线装置发出的第二请求信号。根据本发明的一实施例，当第二检测电路233检测到第二连接端口203插入通用串行总线装置且于一既定时间内没有检测到通用串行总线装置发出的请求信号时，则判定该通用串行总线装置所需的电压值为5V。因此，第二切换开关223将第二电压转换电路243耦接至第二连接端口203，且第二连接端口接收通用串行总线主机提供的电压转换成固定电压提供至耦接至第二连接端口203的非Power Delivery的通用串行总线装置，在此提供了一保护机制，避免非Power Delivery的通用串行总线装置因接触了高电压而导致通用串行总线装置烧毁。

图3是根据本发明的一较佳实施例所述的连接线300的细部示意图。图3为根据图2的实施例再加上一控制器304。当第一连接端口302耦接至具有Power Delivery的通用串行总线装置且第二连接端口303耦接至具有PowerDelivery的通用串行总线装置时，耦接至第一检测电路332以及第二检测电路333的控制器304根据耦接至第一连接端口302的具有Power Delivery的通用串行总线装置所发出的第一请求信号以及耦接至第二连接端口303的具有Power Delivery的通用串行总线装置所发出的第二请求信号，判断第一请求信号以及第二请求信号中所需的最大电压。

根据本发明的一实施例，控制器304判断第一请求信号所对应的电压电平高于第二请求信号所对应的电压电平。控制器304将第一请求信号发送至通用串行总线主机，使得通用串行总线主机根据第一请求信号所对应的电压电平调整输出电压，控制器304通过第一检测电路332控制第一切换开关322，将第一检测电路332耦接至第一连接端口302，通用串行总线主机的输出电压经由第一检测电路332提供至耦接至第一连接端口302的具有PowerDelivery的通用串行总线装置。

在此同时，控制器304经由第二检测电路333控制第二切换开关323，将第二电压转换电路343耦接至第二连接端口303。此外，控制器304控制第二电压转换电路343将通用串行总线主机所提供的输出电压转换至第二请求信号所对应的电压电平，并且经由第二切换开关323提供至耦接到第二连接端口303具有Power Delivery的通用串行总线装置。

根据本发明的另一实施例，当控制器304判断第二请求信号所对应的电压电平高于第一请求信号所对应的电压电平时，控制器304将第二请求信号发送至通用串行总线主机，使得通用串行总线主机根据第二请求信号所对应的电压电平调整输出电压，控制器304通过第二检测电路333控制第二切换开关323，将第二检测电路333耦接至第二连接端口303，通用串行总线主机的输出电压经由第二检测电路333提供至耦接至第二连接端口303的具有Power Delivery的通用串行总线装置。

在此同时，控制器304经由第一检测电路312控制第一切换开关322，将第一电压转换电路342耦接至第一连接端口302。此外，控制器304控制第一电压转换电路342将通用串行总线主机所提供的输出电压转换至第一请求信号所对应的电压电平，并且经由第一切换开关322提供至耦接到第一连接端口302具有Power Delivery的通用串行总线装置。

根据本发明的一实施例，输入连接端口301耦接至通用串行总线主机，第一连接端口302耦接至第一通用串行总线装置，第二连接端口303耦接至第二通用串行总线装置，其中第一通用串行总线装置需要12V的电压而第二通用串行总线装置需要20V的电压。当通用串行总线主机、第一通用串行总线装置以及第二通用串行总线装置分别耦接至对应的连接端口后，第一通用串行总线装置经由第一检测电路332发送第一请求信号至通用串行总线主机，同一时间第二通用串行总线装置也经由第二检测电路333发送第二请求信号。控制器304同时接收第一请求信号以及第二请求信号，检测到第一请求信号所对应的电压电平为12V而第二请求信号所对应的电压电平为20V，控制器304因而判断第二请求信号所对应的电压电平（20V）大于第一请求信号所对应的电压电平（12V），随后便将第二请求信号发送至耦接至输入连接端口301的通用串行总线主机。

接着，通用串行总线主机根据第二请求信号所对应的电压电平（即20V）调整输出电压。控制器304通过第一检测电路332控制第一切换开关322，利用第一切换开关322将第一电压转换电路342耦接至第一连接端口302。此外，控制器304调整第一电压转换电路342的输出电压为12V，利用第一电压转换电路342将通用串行总线主机输出的20V电压转换至12V并通过第一切换开关322将12V的电压提供至耦接到第一连接端口302的第一通用串行总线装置。由于第一电压转换电路342将通用串行总线主机输出的20V电压转换至12V后，再提供至第一通用串行总线装置，使得需要12V电压的第一通用串行总线装置免于直接耦接至通用串行总线主机所提供的20V电压而导致烧毁。

在此同时，控制器304通过第二检测电路333控制第二切换开关323，利用第二切换开关323将第二检测电路333耦接至第二连接端口303。第二检测电路333接收通用串行总线主机输出的20V电压，通过第二切换开关323提供至耦接到第二连接端口的第二通用串行总线装置，使得耦接至第二连接端口的第二通用串行总线装置得以正常运作。

图4是根据本发明的一实施例所述的非Power Delivery的通用串行总线装置连接至连接线的供电方法流程图。以下请参考图3。首先，将通用串行总线主机经由连接线耦接至第一通用串行总线装置（S1），再将第二通用串行总线装置耦接至通用串行总线主机以及第一通用串行总线装置之间（S2）。

第一检测电路332检测耦接至第一连接端口302的第一通用串行总线装置发出的第一请求信号，第二检测电路333检测耦接至第二连接端口303的第二通用串行总线装置发出的第二请求信号（S3），控制器304判断第二请求信号对应的电压电平大于第一请求信号对应的电压电平，控制器304将第二请求信号传送至通用串行总线主机，并且通用串行总线主机根据第二请求信号对应的电压电平输出输出电压（S4）。

控制器304通知第一电压转换电路342转换通用串行总线主机输出的输出电压至第一请求信号对应的电压电平，并且通知第一切换开关322将第一电压转换电路342耦接至第一连接端口302，以便将第一电压转换电路342输出的第一请求信号对应的电压电平提供至耦接至第一连接端口302的第一通用串行总线装置（S5）。在此同时，控制器304通知第二切换开关323将第二检测电路333耦接至第二连接端口303，并且通过第二检测电路333将通用串行总线主机输出的输出电压提供至耦接至第二连接端口303的第二通用串行总线装置（S6）。

控制器304判断第一请求信号对应的电压电平大于第二请求信号对应的电压电平，控制器304将第一请求信号传送至通用串行总线主机，并且通用串行总线主机根据第一请求信号对应的电压电平输出输出电压（S7）。控制器304通知第二电压转换电路343转换通用串行总线主机输出的输出电压至第二请求信号对应的电压电平，并且通知第二切换开关323将第二电压转换电路343耦接至第二连接端口303，以便将第二电压转换电路343输出的第二请求信号对应的电压电平提供至第二通用串行总线装置（S8）。在此同时，控制器304通知第一切换开关322将第一检测电路332耦接至第一连接端口302，并且通过第一检测电路332将通用串行总线主机输出的输出电压提供至耦接至第一连接端口302的第一通用串行总线装置。

要注意的是，以上叙述中的输入连接端口、第一连接端口以及第二连接端口皆完全一致，包括输入端电压输出电路、第一电压输出电路以及第二电压输出电路也都完全一致，仅仅只是为了清楚说明本发明的内容，故指定通用串行总线主机插入输入连接端口，第一通用串行总线装置以及第二通用串行总线装置分别插入第一连接端口以及第二连接端口。若是将通用串行总线主机插入第一连接端口或是第二连接端口亦具有本发明的功效，且动作顺序亦完全相同。

以上叙述许多实施例的特征，使本领域普通技术人员能够清楚理解本说明书的形态。本领域普通技术人员能够理解其可利用本发明揭示内容为基础以设计或更动其他工艺及结构而完成相同于上述实施例的目的和/或达到相同于上述实施例的优点。本领域普通技术人员亦能够理解不脱离本发明的精神和范围的等效构造可在不脱离本发明的精神和范围内作任意的更动、替代与润饰。

Claims (10)

1.一种连接线，包括：

一输入连接端口，耦接至一通用串行总线主机并接收上述通用串行总线主机输出的一输出电压；

一第一电压输出电路，耦接上述输入连接端口与一第一连接端口，接收上述输出电压输出一第一电压至上述第一连接端口，包括：

一第一检测电路，检测上述第一连接端口的一第一电源线；

一第一电压转换电路，输出一固定电压；以及

一第一切换开关，切换上述第一检测电路或上述第一电压转换电路连接至上述第一电源线，其中当上述第一检测电路检测到上述第一电源线上的一第一请求信号时，上述第一切换开关将上述第一检测电路耦接至上述第一电源线，上述第一检测电路将上述输出电压提供至上述第一连接端口；以及

一第二电压输出电路，耦接上述输入连接端口与一第二连接端口，接收上述输出电压输出一第二电压至上述第二连接端口。

2.如权利要求1所述的连接线，其中上述通用串行总线主机根据上述第一请求信号调整上述输出电压的电压值。

3.如权利要求1所述的连接线，其中当上述第一检测电路没有检测到上述第一请求信号时，上述第一切换开关将上述第一电压转换电路耦接至上述第一电源线，且上述第一电压为上述固定电压。

4.如权利要求1所述的连接线，其中上述第二电压输出电路还包括：

一第二检测电路，检测上述第二连接端口的一第二电源线；

一第二电压转换电路，输出上述固定电压；以及

一第二切换开关，切换上述第二检测电路或上述第二电压转换电路连接至上述第二电源线，其中当上述第二检测电路没有检测到上述第二电源线上的一第二请求信号时，上述第二切换开关将上述第二电压转换电路耦接至上述第二电源线且上述第二电压为上述固定电压。

5.如权利要求4所述的连接线，还包括一控制器，其中当上述第一检测电路检测到上述第一请求信号且上述第二检测电路检测到上述第二请求信号时，上述控制器接收上述第一请求信号与上述第二请求信号并只将上述第二请求信号传送给上述通用串行总线主机，使上述通用串行总线主机根据上述第二请求信号调整上述输出电压的电压电平。

6.如权利要求5所述的连接线，其中上述第一请求信号对应的电压电平小于上述第二请求信号对应的电压电平。

7.如权利要求5项所述的连接线，其中上述控制器控制上述第一切换开关，使得将上述输出电压转换至上述第一电压的上述第一电压转换电路耦接至上述第一电源线。

8.如权利要求6所述的连接线，其中当上述第一请求信号对应的电压电平大于上述第二请求信号对应的电压电平时，上述控制器只将上述第一请求信号传送给上述通用串行总线主机，使上述通用串行总线主机根据上述第一请求信号调整上述输出电压的电压电平，其中上述控制器控制上述第二切换开关，使得将上述输出电压转换至上述第二电压的上述第二电压转换电路耦接至上述第二电源线。

9.一种连接线供电方法，步骤包括：

耦接一通用串行总线主机至一第一通用串行总线装置；

耦接一第二通用串行总线装置至上述通用串行总线主机以及上述第一通用串行总线装置之间；

利用一第一检测电路，检测上述第一通用串行总线装置发出的一第一请求信号以及；

利用一第二检测电路，检测上述第二通用串行总线装置发出的一第二请求信号；

将上述第二请求信号传送至上述通用串行总线主机并输出一输出电压，其中上述第二请求信号对应的电压电平大于上述第一请求信号对应的电压电平；

转换上述输出电压至上述第一请求信号对应的电压电平并提供至上述第一通用串行总线装置；以及

利用上述第二检测电路，提供上述输出电压至上述第二通用串行总线装置。

10.如权利要求9所述的连接线供电方法，其中步骤还包括：

将上述第一请求信号传送至上述通用串行总线主机并输出上述输出电压，其中上述第一请求信号对应的电压电平大于上述第二请求信号对应的电压电平；

转换上述输出电压至上述第二请求信号对应的电压电平并提供至上述第二通用串行总线装置；以及

提供上述输出电压至上述第一通用串行总线装置。