CN105098854B - 充电方法与电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电方法与电子装置，此方法适用于具有充电单元与连接接口单元的电子装置，充电单元电性连接连接接口单元，并且连接接口单元外接外围设备。此方法包括：检测充电单元与连接接口单元之间的信号电平；当所检测到的信号电平维持在特定电平的时间长度超过门槛值时，重置连接接口单元，以重启电子装置对于外围设备的充电功能。

Description

充电方法与电子装置

技术领域

本发明是有关于一种充电技术，且特别是有关于一种充电方法与电子装置。

背景技术

随着生活习惯的改变，现今人们的生活已经与手机或平板电脑(tablet PC)等便携式电子装置产生密不可分的关系。基于电池续电力的限制，以手机为例，在使用者连续使用手机一天至两天之后，就普遍需要对手机进行充电。一般来说，人们除了可将便携式电子装置通过变压器(adapter)连接至电源插座来充电之外，还可以将便携式电子装置通过通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口连接至电脑来充电。

常见的USB充电标准包括标准下行端口(Standard Downstream Port,SDP)标准、充电下行端口(Charging Downstream Port,CDP)标准及专用充电端口(DedicatedCharging Port,DCP)标准。标准下行端口标准所对应的充电电流约在500毫安培(mA)以下，而充电下行端口标准与专用充电端口标准所对应的充电电流则约可达到1.5安培(A)。

然而，以笔记本电脑对手机充电为例，当笔记本电脑进行状态转换时，例如，当笔记本电脑的操作系统从正常工作状态(例如，S0)进入到非正常工作状态(例如，S3)时，却有可能因系统兼容性问题而使得笔记本电脑停止对手机进行充电。

发明内容

本发明提供一种充电方法与电子装置，可识别因电子装置的操作系统进行状态切换而停止对外围设备充电的情形，并可即时恢复电子装置对于外围设备的充电功能。

本发明提供一种充电方法，此方法适用于具有充电单元与连接接口单元的电子装置，充电单元电性连接连接接口单元，并且连接接口单元外接外围设备。此方法包括：检测充电单元与连接接口单元之间的信号电平；当充电单元与连接接口单元之间的信号电平维持在特定电平的时间长度超过门槛值时，重置连接接口单元，以重启电子装置对于外围设备的充电功能。

本发明另提供一种电子装置，此电子装置包括连接接口单元、充电单元及充电控制模块。连接接口单元外接外围设备。充电单元电性连接连接接口单元。充电控制模块电性连接连接接口单元与充电单元。充电控制模块用以检测充电单元与连接接口单元之间的信号电平。当充电单元与连接接口单元之间的信号电平维持在特定电平的时间长度超过门槛值时，充电控制模块重置连接接口单元，以重启电子装置对于外围设备的充电功能。

基于上述，本发明提出的充电方法与电子装置可检测充电单元与连接接口单元之间的信号电平。当所检测到的信号电平维持在特定电平(例如，高电平)的时间超过一门槛值时，模仿热插拔(hot swapping)动作而即时地对连接接口单元进行重置，以重新启动电子装置对于外围设备的充电功能。因此，可有效降低电子装置意外地停止对外围设备充电的概率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例所示出的电子装置的示意图；

图2为本发明一实施例所示出的充电单元与连接接口单元之间的信号传递发生异常的波形示意图；

图3为本发明一实施例所示出的充电方法的流程图。

附图标记说明：

10：电子装置；

11：外围设备；

102：系统芯片组；

104：连接接口单元；

106：充电单元；

108：充电控制模块；

1082：高阻抗反馈单元；

1084：嵌入式控制单元；

1086：电源切换单元；

CES：充电使能信号；

T1、T2、T3、T4：时间点；

V_Bus：信号电平；

S302、S304：本发明一实施例的充电方法各步骤。

具体实施方式

图1为本发明一实施例所示出的电子装置的示意图。请参照图1，电子装置10可以是平板电脑(tablet PC)、笔记本电脑、台式电脑或电视等各种可提供外接充电功能的电子装置。外围设备11例如是手机、智能手机(smart phone)、平板电脑、游戏机(gamer)等各种具有可充电电池的电子装置。

电子装置10包括系统芯片组102、连接接口单元104、充电单元106及充电控制模块108。系统芯片组102还包括中央处理器(CPU)与平台控制单元(Platform Controller Hub,PCH)等电子装置10运作所需的芯片。系统芯片组102可运行一个以上的操作系统(OS)，例如微软视窗(Microsoft Windows)操作系统或iOS等，本发明不对其限制。连接接口单元104可外接外围设备11。在本实施例中，连接接口单元104包括通用串行总线接口。电子装置10可通过连接接口单元104外接外围设备11，并且对外围设备11进行充电。

充电单元106电性连接连接接口单元104。在本实施例中，充电单元106例如是设置在电子装置10内的充电芯片(charge IC)。当外围设备11外接至电子装置10时，充电单元106可决定要使用何种充电标准来对外围设备11充电。举例来说，充电单元106可从标准下行端口(Standard Downstream Port,SDP)标准、充电下行端口(Charging DownstreamPort,CDP)标准及专用充电端口(Dedicated Charging Port,DCP)标准等USB充电标准中择一，来对外围设备11进行充电。上述充电标准制定电子装置10通过连接接口单元104提供至外围设备11的充电电流大小。例如，根据外围设备11的剩余电量，电子装置10提供至外围设备11的充电电流大小可能会有所不同。此外，充电单元106也可以通过连接接口单元104获得外围设备11的规格信息，并根据此规格信息决定使用何种充电标准来对外围设备11进行充电。

充电控制模块108电性连接连接接口单元104与充电单元106。充电控制模块108可根据由充电单元106决定的充电标准，提供对应的充电电流至连接接口单元104，以通过连接接口单元104对外围设备11进行充电。

一般来说，当系统芯片组102当前运行的操作系统的工作状态发生改变时，例如从正常工作状态(例如，S0)、待机(standby)、睡眠(sleep)及休眠(hibernate)等非正常工作状态(例如，S1～S5)的其中之一切换至其中之另一时，充电单元106可能会重新决定使用何种充电标准来对外围设备11进行充电。例如，充电单元106可能需要重新通过连接接口单元104获得外围设备11的规格信息，以决定接下来使用何种充电标准对外围设备11进行充电。但是，基于某些理由(例如，外围设备11与充电单元106之间存在的系统兼容性问题)，在系统芯片组102运行的操作系统的工作状态发生改变时，充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递可能会发生异常，使得充电单元106无法决定使用何种充电标准来对外围设备11进行充电。在此情形下，充电控制模块108将会停止对外围设备11进行充电。

举例来说，当充电单元106与连接接口单元104之间可正常地传递信号时，对应于信号0与1，充电单元106与连接接口单元104之间的总线(Bus)的信号电平V_Bus会在高电平(High level)与低电平(Low level)之间不断的变动。反之，当充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递发生异常时，充电单元106与连接接口单元104之间的总线的信号电平V_Bus则可能会维持在一特定电平，例如，维持在高电平或低电平，并且持续很长的一段时间。

因此，在本实施例中，充电控制模块108可以电性连接至检测充电单元106与连接接口单元104之间用来相互沟通的总线(例如，USB+总线或USB-总线)，以检测充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus。当充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus维持在特定电平的时间长度超过门槛值时，基于上述推论，充电控制模块108可判定其对于外围设备11的充电功能可能已经失效。因此，充电控制模块108可重置(reset)连接接口单元104，以重启电子装置10对于外围设备11的充电功能。

在本实施例中，充电控制模块108可以包括高阻抗(high impedance)反馈(feedback)单元1082、嵌入式控制单元1084及电源切换单元1086。高阻抗反馈单元1082的输入端电性连接至充电单元106与连接接口单元104之间，并且高阻抗反馈单元1082的输出端电性连接至嵌入式控制单元1084。高阻抗反馈单元1082提供很高的阻抗，以减少对充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递产生影响。举例来说，高阻抗反馈单元1082可包括金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor,MOS)与二极管(Diode)的其中之一或其组合。此外，嵌入式控制单元1084例如是嵌入式控制器(embedded controller)，并且电源切换单元1086可以决定是否供电至连接接口单元104以及提供至连接接口单元104的电流(即，充电电流)大小。通过高阻抗反馈单元1082(例如，根据高阻抗反馈单元1082的输出端的输出)，充电控制模块108(或，嵌入式控制单元1084)可以很容易地获得充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus。

在本实施例中，充电控制模块108(或，嵌入式控制单元1084)可以持续地检测充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus，且本发明不以此为限。

在一实施例中，充电控制模块108(或，嵌入式控制单元1084)仅会在系统芯片组102当前运行的操作系统的工作状态发生改变后的一特定时间范围内，检测充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus。而在此特定时间范围之外，充电控制模块108(或，嵌入式控制单元1084)停止检测充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus，以节省不必要的电力消耗。在此提及的特定时间范围例如是1秒～3秒之间的任一秒数，视实际上的需求而可加以调整。举例来说，当电子装置10因闲置(idle)太久等因素，而导致系统芯片组102当前运行的操作系统的工作状态从正常工作状态(例如，S0)进入到非正常工作状态(例如，S3)时，充电单元106可发送转态信号至嵌入式控制单元1084。然后，嵌入式控制单元1084反应于此转态信号而开始在特定时间范围(例如，5秒)内持续检测充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus。在经过此特定时间范围(例如，5秒)之后，嵌入式控制单元1084停止检测充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus。也就是说，由于大部份的充电异常中断情形往往是发生在用来提供充电电流的电子装置的操作系统的工作状态发生改变时，因此，在一实施例中，嵌入式控制单元1084只要判断在此操作系统的工作状态发生改变之后的一特定时间范围内充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递是否发生异常即可，而其余时间则不用，以节省电力消耗。

在获得充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus之后，嵌入式控制单元1084可以统计每一次信号电平V_Bus维持在特定电平(例如，高电平)的时间长度，并判断所统计的时间长度是否超过一门槛值。举例来说，此门槛值可以是2秒，且其可视实际上的需求而加以调整。当一时间长度超过此门槛值时，表示充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递已发生异常，嵌入式控制单元1084可发送充电使能信号CES至电源切换单元1086。当电源切换单元1086接收到充电使能信号CES时，电源切换单元1086反应于充电使能信号CES而对连接接口单元104进行重置。例如，电源切换单元1086可先暂停供电至连接接口单元104，并且随即重新恢复对其供电，以模仿使用者将外围设备11从连接接口单元104分离，再重新将外围设备11与连接接口单元104连接的热插拔(hot swapping)动作。或者，在一实施例中，电源切换单元1086也可以发送一重置指令至连接接口单元104，而连接接口单元104反应于此重置指令而自行重置，本发明不对其限制。

若外围设备11本身没有异常，则在将连接接口单元104重置之后，充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递应可回复正常。然后，充电单元106可重新通过连接接口单元104获得外围设备11的规格信息，并且在决定适用的充电标准之后，由充电控制模块108通过连接接口单元104对外围设备11进行充电。例如，充电单元106会将决定的充电标准通知嵌入式控制单元1084，而由嵌入式控制单元1084控制电源切换单元1086提供适当的充电电流至连接接口单元104，以对外围设备11进行充电。

图2为本发明一实施例所示出的充电单元与连接接口单元之间的信号传递发生异常的波形示意图。请参照图1与图2，假设在时间点T1，系统芯片组102当前运行的操作系统的工作状态发生改变。例如，从正常工作状态(例如，S0)进入到非正常工作状态(例如，S3)。此时，嵌入式控制单元1084发送带有一个脉冲(pulse)的充电使能信号CES至电源切换单元1086，此为嵌入式控制单元1084预设的动作。然后，若在时间点T2至T3之间(例如，2秒)，充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus维持在高电平，即表示充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递发生异常。因此，在时间点T3或稍后，嵌入式控制单元1084再次发送带有一个脉冲的充电使能信号CES至电源切换单元1086，以控制电源切换单元1086对连接接口单元104进行重置。在经过重置后，在时间点T4，充电单元106与连接接口单元104之间的信号传递回复正常。

另一方面，图3为本发明一实施例所示出的充电方法的流程图。请同时参照图1与图3，在步骤S302中，由充电控制模块108检测充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus。接着，在步骤S304中，当充电单元106与连接接口单元104之间的信号电平V_Bus维持在特定电平的时间长度超过门槛值时，充电控制模块108重置连接接口单元104，以重启电子装置10对于外围设备11的充电功能。

上述方法的具体实施细节皆已详述于上述实施例中，故在此不重复赘述。图3中的各步骤可以实作为软件模块或硬件电路，本发明不加以限制。

综上所述，本发明提供的充电方法与电子装置，可根据电子装置的充电单元与连接接口单元之间的信号电平，来判断可能发生充电中断的情形，并通过重置连接接口单元来重启充电程序。例如，当充电单元与连接接口单元之间的信号传递发生异常而导致电子装置停止对外围设备进行充电时，本发明可在不需要使用者执行热插拔动作的情况下，快速地恢复对外围设备的充电功能，从而有效减少意外地停止对外围设备进行充电的情形发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种充电方法，适用于具有一充电单元与一连接接口单元的一电子装置，该充电单元电性连接该连接接口单元，该连接接口单元外接一外围设备，其特征在于，该方法包括：

检测该充电单元与该连接接口单元之间的一信号电平；以及

当该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平维持在一特定电平的一时间长度超过一门槛值时，重置该连接接口单元，以重启该电子装置对于该外围设备的一充电功能。

2.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平的步骤包括：

通过一高阻抗反馈单元检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平，其中该高阻抗反馈单元的一输入端电性连接至该充电单元与该连接接口单元之间。

3.根据权利要求2所述的充电方法，其特征在于，该高阻抗反馈单元包括一金属氧化物半导体与二极管的其中之一或其组合。

4.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平的步骤包括：

接收来自该充电单元的一转态信号；

反应于该转态信号而开始在一特定时间范围内检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平；以及

在该特定时间范围之外，停止检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平。

5.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，重置该连接接口单元的步骤包括：

反应于一充电使能信号而暂停供电至该连接接口单元；以及

恢复供电至该连接接口单元。

6.一种电子装置，其特征在于，包括：

一连接接口单元，外接一外围设备；

一充电单元，电性连接该连接接口单元；以及

一充电控制模块，电性连接该连接接口单元与该充电单元，

其中该充电控制模块用以检测该充电单元与该连接接口单元之间的一信号电平，

当该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平维持在一特定电平的一时间长度超过一门槛值时，该充电控制模块重置该连接接口单元，以重启该电子装置对于该外围设备的一充电功能。

7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该充电控制模块包括：

一高阻抗反馈单元，其输入端电性连接至该充电单元与该连接接口单元之间；以及

一嵌入式控制单元，电性连接该高阻抗反馈单元的一输出端与该充电单元，

其中该嵌入式控制单元通过该高阻抗反馈单元检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该高阻抗反馈单元包括一金属氧化物半导体与二极管的其中之一或其组合。

9.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该充电控制模块接收来自该充电单元的一转态信号，并且反应于该转态信号而开始在一特定时间范围内检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平，

其中在该特定时间范围之外，该充电控制模块停止检测该充电单元与该连接接口单元之间的该信号电平。

10.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该充电控制模块包括：

一嵌入式控制单元，用以产生一充电使能信号；以及

一电源切换单元，电性连接该嵌入式控制单元与该连接接口单元，

其中该电源切换单元反应于该充电使能信号而暂停供电至该连接接口单元，并且恢复供电至该连接接口单元。