CN105486722B - 数据线的污染侦测电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种数据线的污染侦测电路及其方法，污染侦测电路及方法侦测至少一数据端的一阻抗，以侦测发生于数据端或者数据线的污染。当阻抗为低时，则确认数据端或者数据线发生污染。

Description

数据线的污染侦测电路及其方法

技术领域

本发明是有关于一种适应性电源转换器，尤指一种侦测电路与一种侦测方法，以侦测位于适应性电源转换器的数据线的污染。

背景技术

在过去几年里，移动式装置成为民众的生活必需品。为移动式装置设计的电源转换器(充电器)通常与移动式装置包装在制造商提供的同一贩卖包装盒内，其保证移动式装置始终在正常情形下被供应电源。

近年来的发展，越来越多充电器使用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)缆线而连接所对应的移动式装置，该些使用USB缆线的充电器渐渐取代使用双绞线缆线的传统充电器。USB缆线除了有功能相同于传统充电器而作为电源供应端及接地端的两条绞线之外，USB缆线更还有两条额外的数据线，用以定义充电装置的类型，例如标准下行埠(Standard Downstream Port，SDP)、充电下行埠(Charging Downstream Port,CDP)与专用充电埠(Dedicated Charging Port,DCP)。上述两条数据线近来用于移动式装置与充电器间的通讯，例如适当地改变充电器的电源供应电平。

然而，无论位于充电器侧或者移动式装置侧的USB公连接器或者USB母连接器通常皆是微小尺寸，且非常可能被微粒污染，像是灰尘，或者是被传导媒介污染，像是水。当数据端受到上述的污染而为低阻抗时，经由数据端(线)传输的数据可能会被偏移，而导致充电器与移动式装置间的错误通讯。以适应性充电控制举例，错误通讯可能引起异常电源供应电平供应至移动式装置而引起危险。因此，业界需求一种侦测电路与一种侦测方法，用于侦测发生在充电器与移动式装置的连接器的数据端的污染或者侦测发生在连接于充电器与移动式装置间的缆线的数据线的污染。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种侦测电路与一种侦测方法，用于侦测发生在充电器与移动式装置的连接器的数据端的污染或者侦测发生在连接于充电器与移动式装置间的缆线的数据线的污染。

本发明提供一种数据线的污染侦测电路，其包含一阻抗侦测器，耦接于至少一数据端并侦测数据端的一阻抗，以侦测位于数据端或者数据线的污染。当阻抗为低时，则确认污染。

本发明提供一种数据线的污染侦测方法，其侦测至少一数据端的一阻抗，以侦测数据端或者数据线的污染。一旦，阻抗为低时，则确认污染。

附图说明

图1为本发明的一适应性电源转换器的一实施例的电路图；

图2为本发明的适应性电源转换器的一控制电路的一实施例的电路图；

图3为本发明的控制电路的讯号的时序图；

图4为本发明的控制电路的一阻抗侦测器的一实施例的电路图；

图5A为本发明位于数据端(或者数据线)D₊的讯号V_－具有一电压电平偏移及数据端D₊不具污染时，图4的讯号V₊与V_－的波形图；

图5B为本发明位于数据端D₊的讯号V_－具有电压电平偏移及数据端D₊具轻微污染时，图4的讯号V₊与V_－的波形图；

图5C为本发明位于数据端D₊的讯号V_－具有电压电平偏移及数据端D₊具有重污染时，图4的讯号V₊与V_－的波形图；

图5D为本发明位于数据端D₊的讯号V_－未具有电压电平偏移及数据端D₊不具污染时，图4的讯号V₊与V_－的波形图；

图5E为本发明位于数据端D₊的讯号V_－未具有电压电平偏移及数据端D₊具轻微污染时，图4的讯号V₊与V_－的波形图；

图5F为本发明位于数据端D₊的讯号V_－未具有电压电平偏移及数据端D₊具有重污染时，图4的讯号V₊与V_－的波形图；

图6为本发明的控制电路的阻抗侦测器的另一实施例的电路图；

图7A为本发明位于数据端D₊的讯号V₊具有一电压电平偏移及数据端D₊不具污染时，图6的讯号V₊与V_－的波形图；

图7B为本发明位于数据端D₊的讯号V₊具有电压电平偏移及数据端D₊具轻微污染时，图6的讯号V₊与V_－的波形图；

图7C为本发明位于数据端D₊的讯号V₊具有电压电平偏移及数据端D₊具有重污染时，图6的讯号V₊与V_－的波形图；

图8A为本发明的阻抗侦测电路的较佳排列的电路图；

图8B为本发明的阻抗侦测电路的另一较佳排列的电路图；

图8C为本发明的图8A的讯号EN_DET、S_IN1与S_IN2的时序图；

图8D为本发明的图8B的讯号EN_DET、S_IN1与S_IN2的时序图；以及

图9为本发明数据线的污染侦测方法的一实施例的流程图。

【图号对照说明】

10 变压器

11 电阻器

12 电容器

13 二极管

15 时程排序器

20 取样-保持电路

25 开关

30 切換控制器

31 闸驱动器

32 关机控制电路

36 比较器

40 光耦合器

42 整流器

46 输出电容器

50 控制电路

51 开关

52 BC1.2时程排序器

53 侦测时程决定电路

54 通信协议沟通电路

55 阻抗侦测器

55a 第一阻抗侦测电路

55b 第二阻抗侦测电路

55c 第一阻抗侦测电路

55d 第二阻抗侦测电路

56 适应性充电控制电路

57 开关

58 开关

60 运算单元

61 开关

62 运算单元

70 电流源

71 开关

72 电流槽

73 开关

151 脉波产生器

152 反相器

153 延迟电路

154 与门

201 运算放大器

202 开关

203 电容器

521 比较器

522 BC1.2计数器

523 反相器

524 与门

531 延迟电路

532 反相器

533 反相器

534 与门

535 侦测计数器

536 或门

550 延迟电路

BC12_OUT BC1.2输出讯号

BC12_ST 切换讯号

COM_OUT 比较输出讯号

D₊ 数据端

D_－ 数据端

DET_A 第一侦侧讯号

DET_B 第二侦测讯号

DLY_OUT 延迟输出讯号

DN 输入端

DP 输入端

EN_DET 侦测致能讯号

EN_I 第二致能讯号

EN_SH 第一致能讯号

GND 接地端

I_DET(S) 侦测电流

I_DET(K) 侦测电流

PG 电源正常讯号

PRT 保护讯号

PT 保护端

S_DATA 指令数据

S_IN1 第一触发讯号

S_IN2 第二触发讯号

S_OFF 关机讯号

t₁₅₃ 延迟时间

T₅₂₂ 计数时间

T₅₃₁ 延迟时间

T_535a 时间

T_535b 时间

V₊ 讯号

V_－ 讯号

V_BUS 总线电压

VBUS 总线电源端

V_DD 供应电压

V_{DP_REF} 参考讯号

V_IN 输入电压

V_REF 参考讯号

V_SH 取样讯号

Z_HN 阻抗

Z_HP 阻抗

Z_LN 阻抗

Z_LP 阻抗

Z_N 等效阻抗

Z_P 等效阻抗

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1，其系本发明的一适应性电源转换器的一实施例的电路图。如图1所示，适应性电源转换器包含一变压器10，其包含一主绕组与一二次侧绕组。变压器10的主绕组的一第一端接收适应性电源转换器的一输入电压V_IN。一开关25耦接于变压器10的主绕组的一第二端与一接地端间，开关25用于切换变压器10，以从主绕组转换一电能至二次侧绕组。一电阻器11、一电容器12与一二极管13耦接于主绕组。二次侧绕组经由一整流器42产生跨于一输出电容器46的一总线电压V_BUS。一旦变压器10切换时，电能即从主绕组转换至二次侧绕组，总线电压V_BUS即被产生。

一切換控制器30用于控制开关25，以切换变压器10。切換控制器30包含一闸驱动器31与一关机控制电路32。闸驱动器31驱动开关25。关机控制电路32则用于控制闸驱动器31。一旦，一保护讯号PRT致能时，关机控制电路32将控制闸驱动器31关闭适应性电源转换器，以保护适应性电源转换器。

适应性电源转换器具有四个连接端，其分别为一总线电源端VBUS、数据端D₊、D_－与一接地端GND，总线电源端VBUS与接地端GND分别耦接于二次侧绕组的两端。一移动式装置也具有四个连接端VBUS、D₊、D_－与GND，以藉由一缆线耦接适应性电源转换器，例如一通用串行总线(USB)缆线，其具有四条线(一总线电源线、两条数据线与一接地线)，而用以连接适应性电源转换器的四个连接端与移动式装置的四个连接端。适应性电源转换器在本身与移动式装置的总线电源端VBUS与接地端GND分别经由USB缆线的总线电源线与接地线而供应电源至移动式装置。移动式装置经由数据端D₊与D_－传送指令/讯号至适应性电源转换器，适应性电源转换器将依据指令/讯号供应所需电源电平至移动式装置。

适应性电源转换器更包含一控制电路50，其包含两输入端DP与DN以及一保护端PT。输入端DP与DN分别耦接于数据端D₊与D_－，以接收指令/讯号。控制电路50包含一BC1.2(Battery Charging Specification Revision 1.2)时程排序器52、一侦测时程决定电路53、一通信协议沟通电路54、一阻抗侦测器55以及一适应性充电控制电路56。BC1.2时程排序器52经由输入端DP耦接数据端D₊，以接收位于数据端D₊的讯号，并侦测此讯号，以确认移动式装置接上于适应性电源转换器。BC1.2时程排序器52依据位于数据端D₊的讯号产生一BC1.2输出讯号BC12_OUT与一比较输出讯号COM_OUT。

通信协议沟通电路54耦接于BC1.2时程排序器52，以接收BC1.2输出讯号BC12_OUT。通信协议沟通电路54更分别经由输入端DP与DN耦接数据端D₊与D_－，以接收指令/讯号。通信协议沟通电路54依据BC1.2输出讯号BC12_OUT与来自于数据端D₊与D_－的指令/讯号而产生一指令数据S_DATA。适应性充电控制电路56耦接于通信协议沟通电路54，而接收指令数据S_DATA，以变动总线电压V_BUS。控制电路50依据适应性充电控制电路56的输出将接续改变适应性电源转换器的输出电压(总线电压V_BUS)。其表示适应性充电控制电路56会适当地改变总线电压V_BUS，其经由变动位于适应性电源转换器的二次侧的一习用并联调节器的参考电压(图未示)，例如TL431，而改变总线电压V_BUS。

侦测时程决定电路53耦接于BC1.2时程排序器52，而接收BC1.2输出讯号BC12_OUT与比较输出讯号COM_OUT，以产生一侦测致能讯号EN_DET。阻抗侦测器55耦接于侦测时程决定电路53，以接收侦测致能讯号EN_DET。阻抗侦测器55更分别经由输入端DP与DN耦接于数据端D₊与D_－。

现参阅图4，污染发生于数据端D₊与总线电源端VBUS间，其表示为一阻抗Z_HP。污染发生于数据端D₊与接地端GND间，其表示为一阻抗Z_LP。污染发生于数据端D_－与总线电源端VBUS间，其表示为一阻抗Z_HN。污染发生于数据端D_－与接地端GND间，其表示为一阻抗Z_LN。一旦，侦测致能讯号EN_DET致能时，阻抗侦测器55侦测位于数据端D₊的一等效阻抗Z_P或者位于数据端D_－的一等效阻抗Z_N。如下列方程式(1)与(2)所示，等效阻抗Z_P系由并联阻抗Z_HP与阻抗Z_LP所形成，而等效阻抗Z_N系由并联阻抗Z_HN与阻抗Z_LN所形成。

Z_P＝Z_HP//Z_LP----------------------------------------(1)

Z_N＝Z_HN//Z_LN----------------------------------------(2)

阻抗Z_HP、Z_LP、Z_HN与Z_LN皆是由电传导微粒存在于数据端D₊、D_－与总线电源端VBUS以及接地端GND所造成。当等效阻抗Z_P与Z_N够高时，透过数据端D₊与D_－或者USB缆线的数据线的通讯也许能正常运作。然而，若等效阻抗Z_P与Z_N太低时，其会导致透过数据端D₊与D_－或者USB缆线的数据线的通讯被偏移，所以应要预先侦测前述的污染。一旦，阻抗侦测器55确认污染发生，于本发明的一实施例中，阻抗侦测器55将产生保护讯号PRT，以关闭适应性电源转换器，而避免移动式装置与适应性电源转换器间的偏移通讯发生，而确保安全。基于上述，控制电路50运作相当于一污染侦测电路，以侦测发生于数据端D₊与D_－的污染或者发生于USB缆线的数据线的污染。

复参阅图1，保护讯号PRT用于控制一开关51，开关51耦接于一供应电压V_DD与控制电路50的保护端PT间。一光耦合器40耦接于保护端PT与切換控制器30的关机控制电路32间。一旦，保护讯号PRT致能时，开关51会导通且光耦合器40依据供应电压V_DD产生一关机讯号S_OFF，以控制关机控制电路32关闭适应性电源转换器。此外，一开关58受控于一切换讯号BC12_ST，开关58耦接于输入端DP与DN间。于本发明的一实施例中，当适应性电源转换器电源开启时，BC1.2时程排序器52产生切换讯号BC12_ST。

请参阅图2，其系本发明的控制电路50的一实施例的电路图。如图2所示，控制电路50的BC1.2时程排序器52包含一比较器521、一BC1.2计数器522、一反相器523与一与门524。比较器521的一正输入端耦接于输入端DP，以接收位于数据端D₊(如图1所示)的讯号，比较器521的一负输入端则供应有一参考讯号V_{DP_REF}。一旦，位于数据端D₊的讯号的电平高于参考讯号V_{DP_REF}的电平时，比较输出讯号COM_OUT的电平将转变为逻辑高电平(致能)。

BC1.2计数器522耦接于比较器521的一输出端，以接收比较输出讯号COM_OUT。当比较输出讯号COM_OUT致能时，BC1.2计数器522开始计数一计数时间T₅₂₂(如图3所示)，例如1.5秒钟。BC1.2计数器522产生BC1.2输出讯号BC12_OUT。当BC1.2计数器522完成计数时，BC1.2输出讯号BC12_OUT的电平转变为逻辑高电平。反相器523的一输入端接收BC1.2输出讯号BC12_OUT，反相器523的一输出端连接于与门524的一输入端，与门524的另一输入端接收一电源正常(power-good)讯号PG，当适应性电源转换器电源开启时，电源正常讯号PG的电平转变为逻辑高电平。与门524的一输出端产生切换讯号BC12_ST，以控制开关58。因此，当适应性电源转换器电源开启时，切换讯号BC12_ST的电平转变为逻辑高电平，以导通开关58。当计数时间T₅₂₂已计数完毕时，切换讯号BC12_ST的电平转变为逻辑低电平，以截止开关58。

侦测时程决定电路53包含一延迟电路531、两反相器532与533、一与门534、一侦测计数器535以及一或门536。反相器532耦接于比较器521的输出端，以接收比较输出讯号COM_OUT。侦测计数器535依据比较输出讯号COM_OUT产生一第一侦侧讯号DET_A。一旦，位于数据端D₊的讯号的电平低于参考讯号V_{DP_REF}的电平时，比较输出讯号COM_OUT的电平将为逻辑低电平。每当比较输出讯号COM_OUT的电平为逻辑低电平时，侦测计数器535则被启用而周期性地产生具有复数脉波的第一侦侧讯号DET_A，该些脉波具有一导通时间T_535a与一截止时间T_535b(如图3所示)。于本发明的一实施例中，第一侦侧讯号DET_A的截止时间T_535b系决定于节省电源，例如2秒钟。

延迟电路531的一输入端从BC1.2计数器522接收BC1.2输出讯号BC12_OUT，以延迟BC1.2输出讯号BC12_OUT。反相器533耦接于延迟电路531的一输出端与与门534的一第一输入端间，反相器533反相经延迟的BC1.2输出讯号BC12_OUT，而产生一延迟输出讯号DLY_OUT，其波形显示于图3。与门534的一第二输入端耦接于BC1.2计数器522，以接收BC1.2输出讯号BC12_OUT，与门534依据延迟输出讯号DLY_OUT产生一第二侦测讯号DET_B。由于延迟输出讯号DLY_OUT依据BC1.2输出讯号BC12_OUT而产生，所以第二侦测讯号DET_B也是依据BC1.2输出讯号BC12_OUT而产生。

参阅图2及图3，当与门534的两输入端的BC1.2输出讯号BC12_OUT及延迟输出讯号DLY_OUT的电平皆为逻辑高电平时，第二侦测讯号DET_B被致能(逻辑高电平)。当位于数据端D₊的讯号的电平高于参考讯号V_{DP_REF}的电平时，比较输出讯号COM_OUT的电平会对应地转变为逻辑高电平。BC1.2输出讯号BC12_OUT会依据比较输出讯号COM_OUT的上升边缘而于计数时间T₅₂₂后转变为逻辑高电平。BC1.2输出讯号BC12_OUT经由延迟电路531延迟，而在延迟电路531的延迟时间T₅₃₁后输生于延迟电路531的输出端，然而除非延迟时间T₅₃₁已结束，否则经由反相器533的延迟输出讯号DLY_OUT将不会转变为逻辑低电平，所以不会使第二侦测讯号DET_B转变为逻辑低电平。因此，第二侦测讯号DET_B的致能时间是由延迟电路53的延迟时间T₅₃₁决定。或门536的两输入端接收第二侦测讯号DET_B与第一侦测讯号DET_A，以产生侦测致能讯号EN_DET。如此，侦测致能讯号EN_DET是依据第一侦测讯号DET_A或第二侦测讯号DET_B而产生。如上所述，控制电路50依据位于数据端D₊的讯号的电平而产生侦测致能讯号EN_DET。因此，控制电路50产生的侦测致能讯号EN_DET相关联于位于数据端D₊的讯号的电平。

一旦，移动式装置未接上于适应性电源转换器时，位于数据端D₊的讯号的电平会保持于逻辑低电平，因此，控制电路50周期性地致能侦测致能讯号EN_DET，以启用阻抗侦测电路55，而周期性地侦测位于数据端D₊及D_－的污染。此是在移动式装置未接上于适应性电源转换器的期间进行污染侦测。

一旦，移动式装置接上于适应性电源转换器时，移动式装置会经由数据端D₊传输电平为逻辑高电平的一讯号。由于切换讯号BC12_ST已致能，且开关58已导通而将数据端D₊及D_－短路，所以位于数据端D_－的讯号的电平会跟随着位于数据端D₊的讯号的电平。接续，当位于数据端D₊的讯号的电平仍然保持逻辑高电平时，控制电路50致能侦测致能讯号EN_DET(于BC1.2计数器522的计数时间T₅₂₂后)一次(于延迟时间T₅₃₁期间)。所以，阻抗侦测器55依据侦测致能讯号EN_DET启用一次，以侦测位于数据端D₊及D_－的污染。当BC1.2输出讯号BC12_OUT的电平转变为逻辑高电平时，切换讯号BC12_ST将会禁能，以截止图2所示的开关58，其将使数据端D₊及D_－开路，如此位于数据端D_－的讯号的波形将不会跟随位于数据端D₊的讯号的波形。因此，位于数据端D_－的讯号的电平将再次转变为逻辑低电平。于此是在移动式装置仍然接上于适应性电源转换器的期间执行污染侦测。一旦，于此未侦测到污染时，移动式装置将经由数据端D_－传送指令/讯号至适应性电源转换器，以进行适应性充电运行。于此特别注意，在BC1.2计数器522的计数时间T₅₂₂期间，移动式装置识别所接上的充电装置的类型，例如适应性电源转换器。

请参阅图4，其系本发明的阻抗侦测器55的一实施例的电路图。如图所示，阻抗侦测器55包含一第一阻抗侦测电路55a、一第二阻抗侦测电路55b及一或门551。第一阻抗侦测电路55a耦接于输入端DP，而侦测位于数据端D₊的污染，第二阻抗侦测电路55b耦接于输入端DN，而侦测位于数据端D_－的污染。第二阻抗侦测电路55b的电路相同于第一阻抗侦测电路55a的电路。

第一阻抗侦测电路55a包含时程排序器15、取样-保持电路20、一运算单元60、一开关61、一参考讯号V_REF、一比较器36、一开关57及一电流产生电路，电流产生电路包含一电流源70及一开关71。时程排序器15包含一脉波产生器151、一反相器152、一延迟电路(DLY)153及一与门154。时程排序器15接收侦测致能讯号EN_DET，以产生一第一致能讯号EN_SH、一第二致能讯号EN_I及位于第一致能讯号EN_SH与一第二致能讯号EN_I间的一延迟时间t₁₅₃。

如图5A至图5F所示，当侦测致能讯号EN_DET致能时，第一致能讯号EN_SH会同步于侦测致能讯号EN_DET的致能而同时致能，而第二致能讯号EN_I会同步于侦测致能讯号EN_DET的禁能而同时禁能。延迟时间t₁₅₃位于第一致能讯号EN_SH的下降边缘(禁能)与第二致能讯号EN_I的上升边缘(致能)。延迟时间t₁₅₃决定于延迟电路153，于本发明的一实施例中，延迟时间t₁₅₃可以为零。

复参阅图4，由第二致能讯号EN_I控制的开关71耦接于电流源70及输入端DP间，电流源70耦接供应电压V_DD，以经由开关71及输入端DP，而提供一侦测电流I_DET(S)至数据端D₊，以侦测位于数据端D₊的污染。取样-保持电路20包含一运算放大器201、一开关202及一电容器203。由第一致能讯号EN_SH控制的开关202耦接于输入端DP与电容器203的一第一端间，电容器203的一第二端耦接于接地端。当开关202受第一致能讯号EN_SH导通时，位于数据端D₊的讯号V_－经由输入端DP及开关202而充电电容器203，以产生跨于电容器203的一取样讯号V_SH。因此，取样-保持电路20是由时程排序器15启用，以取样及保持位于数据端D₊的讯号。因此，取样讯号V_SH的电平关联于位于数据端D₊的讯号的电平。运算放大器201的一正输入端耦接于电容器203的第一端而接收取样讯号V_SH，运算放大器201的一负输入端耦接于运算放大器201的一输出端，运算放大器201作为一缓冲器。

开关61耦接于参考讯号V_REF及运算单元60的一输入端间，运算单元60的另一输入端耦接于运算放大器201的输出端，运算单元60将取样讯号V_SH加上参考讯号V_REF，而于其输出端产生一讯号V₊。于此实施例中，运算单元60作为一加法器，且讯号V₊作为一比较讯号。比较器36的一正输入端耦接于运算单元60的输出端而接收讯号V₊，比较器36的一负输入端耦接输入端DP而接收位于数据端D₊的讯号V_－，以比较讯号V₊及V_－。

由第二致能讯号EN_I控制的开关57耦接于比较器36的一输出端及或门551的一第一输入端间。因此，比较器36的一输出讯号(亦是第一阻抗侦测电路55a的输出讯号)耦接于或门551的第一输入端，或门551的一第二输入端耦接于第二阻抗侦测电路55b，而接收第二阻抗侦测电路55b的输出讯号。或门551依据第一阻抗侦测电路55a的输出讯号或者第二阻抗侦测电路55b的输出讯号而产生保护讯号PRT。因此，无论第一阻抗侦测电路55a侦测到数据端D₊的污染或是第二阻抗侦测电路55b侦测到数据端D_－的污染，都可以藉由致能保护讯号PRT关闭适应性电源转换器。

请参阅图5A，其系显示本发明数据端D₊的讯号V_－具有一电压电平偏移及数据端D₊未受污染时，图4的讯号V₊及V_－的波形。如图所示，电压电平偏移是由位于数据端D₊与总线电源端VBUS间的阻抗Z_HP决定，如图5A所示，当侦测致能讯号EN_DET致能时，第一致能讯号EN_SH致能。当第一致能讯号EN_SH致能时，第二致能讯号EN_I禁能。相反地，当第一致能讯号EN_SH禁能时，第二致能讯号EN_I致能。参阅图4，开关202受第一致能讯号EN_SH导通，位于数据端D₊的讯号V_－被取样而跨于电容器203，而作为取样讯号V_SH。运算单元60将取样讯号V_SH加上参考讯号V_REF而产生讯号V₊。如图5A所示的讯号V₊及V_－的波形，当第一致能讯号EN_SH致能时，总线电压V_BUS会经由阻抗Z_HP、数据端D₊及输入端DP对电容器203充电。当第一致能讯号EN_SH致能时，讯号V₊的电平从参考讯号V_REF的电平开始上升。在第二致能讯号EN_I致能前，讯号V₊的电平会维持高于讯号V_－的电平。然后，当第一致能讯号EN_SH禁能时，第二致能讯号EN_I于经过延迟时间t₁₅₃后会被致能(如图5A所示)，如此开关202会截止且开关57、71会导通。侦测电流I_DET(S)会通过输入端DP而流出至数据端D₊。位于数据端D₊的电平(亦是讯号V_－的电平)会因数据端D₊未受污染而拉升至供应电压V_DD的电平。因此，由阻抗Z_HP及Z_LP组成的数据端D₊的等效阻抗Z_P非常高，而高阻抗表示无微粒附着于数据端D₊、总线电源端VBUS及接地端GND间而造成污染。参阅图5A，于第二致能讯号EN_I致能时，讯号V_－的电平高于讯号V₊的电平。其表示污染侦测电路未侦测到污染且保护讯号PRT禁能。

如上所述，时程排序器15启用取样-保持电路20而取样保持位于数据端D₊的讯号，以及停止电流产生电路而不提供侦测电流I_DET(S)。接续，时程排序器15停止取样-保持电路20并启用电流产生电路而提供侦测电流I_DET(S)，以依据位于数据端D₊的讯号V_－的电平而侦测污染。讯号V₊的电平关联于取样讯号V_SH的电平。

请参阅图5B，其系显示本发明数据端D₊的讯号V_－具有电压电平偏移及数据端D₊受到轻微污染时，图4的讯号V₊及V_－的波形。如图所示，电压电平偏移由数据端D₊与总线电源端VBUS间的阻抗Z_HP决定。位于数据端D₊的电平(亦是讯号V_－的电平)会因数据端D₊受到轻微污染，而拉升至稍低于供应电压V_DD电平的一电压电平。因此，由阻抗Z_HP及Z_LP组成的数据端D₊的等效阻抗Z_P会稍微降低，而稍微降低的阻抗表示有些许微粒附着于数据端D₊、总线电源端VBUS及接地端GND间而造成轻微污染。然而，轻微污染不会造成数据端D₊、D_－或USB缆线的数据线的讯号的电平产生偏移。如图5B所示，于第二致能讯号EN_I致能时，讯号V_－的电平稍低于供应电压V_DD的电平，但是仍高于供应电压V_DD的电平。虽侦测到一轻微污染，但是保护讯号PRT仍禁能。

请参阅图5C，其系显示本发明数据端D₊的讯号V_－具有电压电平偏移及数据端D₊受到重污染时，图4的讯号V₊及V_－的波形。如图所示，电压电平偏移由数据端D₊与总线电源端VBUS间的阻抗Z_HP决定。位于数据端D₊的电平(亦是讯号V_－的电平)会因数据端D₊受到重污染，而降低至明显低于供应电压V_DD电平的一电压电平。因此，由阻抗Z_HP及Z_LP组成的数据端D₊的等效阻抗Z_P会明显的降低，而低阻抗表示有大量微粒附着于数据端D₊、总线电源端VBUS及接地端GND间而造成重污染。此重污染会造成数据端D₊、D_－或USB缆线的数据线的讯号电平产生偏移。如图5C所示，于第二致能讯号EN_I致能时，讯号V_－的电平低于讯号V₊的电平。因此，保护讯号PRT致能而控制切換控制器30(如图1所示)关闭适应性电源转换器。

请参阅图5D至图5F，其系显示本发明数据端D₊的讯号V_－未具有电压电平偏移及数据端D₊为无污染、具轻污染及具重污染时，图4的讯号V₊及V_－的波形。如图所示，因为在第一致能讯号EN_SH的致能期间，数据端D₊及总线电源端VBUS间未具有阻抗Z_HP，所以图5C至图5F所示的讯号V_－的波形并无电压电平偏移。图5C及图5E的运作除了未具有电压电平偏移，其余相似于图5A及图5B的运作，所以不再覆述。参阅图5F(重污染)，当侦测电流I_DET(S)(如图4所示)通过输入端DP而流出至数据端D₊时，讯号V_－的电平会明显低于讯号V₊的电平。由于位于数据端D₊的阻抗Z_LP明显降低，所以位于数据端D₊的电压电平会被拉低至低于讯号V₊的电平。因此，保护讯号PRT致能而控制切換控制器30(如图1所示)关闭适应性电源转换器。

请参阅图6，其系本发明的图1的阻抗侦测器55的另一实施例的电路图。如图所示，阻抗侦测器55包含一第一阻抗侦测电路55c、一第二阻抗侦测电路55d及一或门551。第一阻抗侦测电路55c耦接于输入端DP而侦测位于数据端D₊的污染，第二阻抗侦测电路55d耦接于输入端DN而侦测位于数据端D_－的污染。第二阻抗侦测电路55d的电路相同于第一阻抗侦测电路55c的电路。第一阻抗侦测电路55c包含时程排序器15、取样-保持电路20、开关61、参考讯号V_REF、一运算单元62、一比较器37、开关57及一电流产生电路，电流产生电路包含一电流槽72及一开关73。

承接上述，开关73耦接于输入端DP及电流槽72的一第一端间，电流槽72的一第二端耦接至接地端。电流槽72提供一侦测电流I_DET(K)，侦测电流I_DET(K)用于从数据端D₊汲取一电流，此电流从数据端D₊流入输入端DP，以侦测位于数据端D₊的污染。

运算单元62耦接于取样-保持电路20的运算放大器201的输出端，运算单元62将取样讯号V_SH的电平减去参考讯号V_REF的电平而产生讯号V_－。于此实施例中，运算单元62为一减法器，而讯号V_－为一比较讯号。比较器37的一负输入端耦接于运算单元62的一输出端而接收讯号V_－，比较器37的一正输入端耦接于输入端DP，而接收位于数据端D₊的讯号V₊，以比较讯号V₊及V_－。第一阻抗侦测电路55c及第二阻抗侦测电路55d的输出讯号输出至或门551的两输入端。当位于数据端D₊的污染被第一阻抗侦测电路55c侦测到或位于数据端D_－的污染被第二阻抗侦测电路55d侦测到时，保护讯号PRT会致能而关闭适应性电源转换器。

请参阅图7A，其系显示本发明数据端D₊的讯号V₊具有一电压电平偏移及数据端D₊未受到污染时，图6的讯号V₊及V_－的波形。如图所示，电压电平偏移由数据端D₊与总线电源端VBUS间的阻抗Z_HP决定。如图7A所示，当侦测致能讯号EN_DET致能时，第一致能讯号EN_SH致能。当第一致能讯号EN_SH致能时，讯号V_－的电平从参考讯号V_REF的一负电平开始上升。参阅图6，开关202受第一致能讯号EN_SH导通，位于数据端D₊上的讯号V₊被取样而跨于电容器203并作为取样讯号V_SH。运算单元62会依据参考讯号V_REF及取样讯号V_SH而产生讯号V_－。讯号V_－的电平由取样讯号V_SH减去参考讯号V_REF而决定。如图7A所示的讯号V₊及V_－的波形，在第二致能讯号EN_I致能前，讯号V₊的电平会维持高于讯号V_－的电平。

接续，当第一致能讯号EN_SH禁能时，第二致能讯号EN_I于经过延迟时间t₁₅₃后会致能，如此，开关202会截止，且开关57、71会导通。侦测电流I_DET(K)用于从数据端D₊汲取一电流，此电流从数据端D₊流入输入端DP，以侦测位于数据端D₊的污染。位于数据端D₊的讯号V₊的电平因为数据端D₊未受到污染而会被拉低至接地端的电平。因此，由阻抗Z_HP及Z_LP组成的数据端D₊的等效阻抗Z_P非常高，而高阻抗表示无微粒附着于数据端D₊、总线电源端VBUS及接地端GND间而造成污染。参阅图7A，于第二致能讯号EN_I致能期间，讯号V₊的电平拉低至接地端的电平。因此，当数据端D₊未受到污染时，讯号V_－的电平高于讯号V_－的电平。所以，保护讯号PRT为禁能。

请参阅图7B，其系显示本发明数据端D₊的讯号V₊具有电压电平偏移及数据端D₊受到轻微污染时，图6的讯号V₊及V_－的波形。如图所示，电压电平偏移由数据端D₊与总线电源端VBUS间的阻抗Z_HP决定。位于数据端D₊的电平会因数据端D₊受到轻微污染，而拉升至稍高于接地端的电平的一电压电平。因此，由阻抗Z_HP及Z_LP组成的数据端D₊的等效阻抗Z_P会稍微降低，而稍微降低的阻抗表示有些许微粒附着于数据端D₊、总线电源端VBUS及接地端GND间而造成轻微污染。然而，轻微污染不会造成数据端D₊、D_－或USB缆线的数据线的讯号的电平产生偏移。如图7B所示，于第二致能讯号EN_I的致能期间，讯号V₊的电平高于接地端的电平，但是仍未高于讯号V_－的电平。虽侦测到一轻微污染，但是保护讯号PRT仍禁能。

请参阅图7C，其系显示本发明数据端D₊的讯号V₊具有电压电平偏移及数据端D₊受到重污染时，图6的讯号V₊及V_－的波形。如图所示，电压电平偏移由数据端D₊与总线电源端VBUS间的阻抗Z_HP决定。位于数据端D₊的电平因数据端D₊受到重污染，而拉升至明显高于接地端的电平的一电压电平。因此，由阻抗Z_HP及Z_LP组成的数据端D₊的等效阻抗Z_P会明显地降低，而低阻抗表示有大量微粒附着于数据端D₊、总线电源端VBUS及接地端GND间而造成重污染。此重污染会造成数据端D₊、D_－或USB缆线的数据线的讯号的电平产生偏移。如图7C所示，于第二致能讯号EN_I致能的期间，讯号V₊的电平高于讯号V_－的电平。因此，保护讯号PRT致能而控制切換控制器30(如图1所示)关闭适应性电源转换器。

请参阅图8A，其系本发明阻抗侦测电路55a/55b/55c/55d的较佳排列的电路图。如图所示，侦测致能讯号EN_DET作为一第一触发讯号S_IN1及一第二触发讯号S_IN2，以分别触发第一阻抗侦测电路55a/55c及第二阻抗侦测电路55b/55d。如图8C所示，第一触发讯号S_IN1及第二触发讯号S_IN2同步执行侦测位于数据端D₊及D_－的污染。

请参阅图8B，其系本发明阻抗侦测电路55a/55b/55c/55d的另一较佳排列的电路图。如图所示，侦测致能讯号EN_DET作为第一触发讯号S_IN1。一延迟电路(DLY)550接收第一触发讯号S_IN1及延迟第一触发讯号S_IN1，以产生第二触发讯号S_IN2。如图8D所示，第一触发讯号S_IN1先致能再禁能，而在第二触发讯号S_IN2致能前尚有一延迟时间T_D，延迟时间T_D由延迟电路550决定。复参阅图8D，第一触发讯号S_IN1及第二触发讯号S_IN2可以异步/交错执行侦测位于数据端D₊及D_－的污染。

基于上述，相似的运作方式可以应用于阻抗侦测电路55b及55d，而侦测由阻抗Z_HN及Z_LN组成的数据端D_－的等效阻抗Z_N，所以相似的运作不再详述。

再者，当USB缆线未连接于适应性电源转换器及移动式装置时，本发明可以侦测适应性电源转换器的数据端的污染。当USB缆线连接于适应性电源转换器及移动式装置时，本发明也可以侦测USB缆线的数据线与适应性电源转换器及移动式装置的数据端的污染。

请参阅图9，其系本发明数据线的污染侦测方法的一实施例的流程图。此方法开始于适应性电源转换器电源开启时(步骤801)。开关58(如图1所示)导通，而将数据线(端)D₊及D_－短路(步骤802)。接着，适应性电源转换器侦测数据线D₊或D_－的电平是否为高电平(步骤803)。若数据线D₊或D_－的电平为低电平，侦测致能讯号EN_DET(如图3所示)会周期性地致能，且致能于图3所示的时间T_535a，而侦测位于数据线D₊及D_－的阻抗，以进行污染侦测(步骤808)。若数据线D₊及D_－未受到污染，适应性电源转换器会周期性地监测位于数据线D₊或D_－的电平是否转变为高电平。一旦，数据线D₊或D_－受到污染时，保护讯号PRT(如图1所示)会致能，而控制切換控制器30(如图1所示)关闭适应性电源转换器，以保护适应性电源转换器及移动式装置(步骤809)。每当位于数据线D₊或D_－的电平转变为高电平时，将从步骤803进行步骤804，此为移动式装置接上于适应性电源转换器。如步骤804所示，数据线D₊及D_－会因为开关58(如图1所示)截止而开路。接续，侦测致能讯号EN_DET(如图3所示)会再致能一次，以执行污染侦测(步骤805)。一旦，数据线D₊或D_－受到污染时，保护讯号PRT会致能而关闭适应性电源转换器，以保护适应性电源转换器及移动式装置(步骤809)。相反地，若数据线D₊或D_－未受到污染时，适应性电源转换器会对移动式装置执行适应性充电运行(步骤806)。接着，适应性电源转换器侦测位于数据线D₊或D_－的电平是否为高电平(步骤807)。若位于数据线D₊或D_－的电平为低电平，其表示移动式装置已从适应性电源转换器移除。开关58(如图1所示)会导通，而将数据线D₊及D_－再次短路(步骤802)。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (15)

1.一种数据线的污染侦测电路，其特征在于，其包含:

一阻抗侦测器，其用于向至少一数据端施加侦测电流以及用于侦测该数据端的一阻抗，而侦测位于该数据端或者该数据线的污染，该阻抗侦测器存储上述至少一数据端上的讯号的值，其中当存储该讯号的值时不施加该侦测电流，

其中，位于该数据端的一讯号的电平依据该侦测电流而改变，依据该存储的值与位于该数据端的该讯号的电平之间的差确认该污染，并且

其中，当该阻抗为低时，则确认该污染。

2.如权利要求1所述的污染侦测电路，其特征在于，更包含:

一侦测时程决定电路，其依据位于该数据端的一电平产生一侦测致能讯号，以启用该阻抗侦测器。

3.如权利要求2所述的污染侦测电路，其特征在于，其中在一移动式装置移除于一电源转换器的期间，该侦测时程决定电路周期性致能该侦测致能讯号，而周期性启用该阻抗侦测器侦测该污染。

4.如权利要求2所述的污染侦测电路，其特征在于，其中当一移动式装置接上于一电源转换器时，该侦测时程决定电路致能该侦测致能讯号一次，而启用该阻抗侦测器侦测该污染一次。

5.如权利要求1所述的污染侦测电路，其特征在于，其中该阻抗侦测器包含:

一取样-保持电路，其取样并保持位于该数据端的一讯号，并产生该存储的讯号；

一电流产生电路，其提供该侦测电流，位于该数据端的该讯号的电平依据该侦测电流而改变；以及

一时程排序器，其控制该取样-保持电路与该电流产生电路；

其中，该时程排序器启用该取样-保持电路取样与保持位于该数据端的该讯号，并且停止该电流产生电路提供该侦测电流，接续该时程排序器停止该取样-保持电路取样该讯号，并且启用该电流产生电路提供该侦测电流，在提供该侦测电流时，依据位于该数据端的该讯号的电平与该取样讯号的电平确认该污染。

6.如权利要求5所述的污染侦测电路，其特征在于，其中该电流产生电路包含一电流源，其提供该侦测电流，该阻抗侦测器更包含:

一运算单元，其加总一参考讯号与该存储的讯号，而产生一比较讯号；以及

一比较器，其在该侦测电流被提供时，比较位于该数据端的该讯号的电平与该比较讯号的电平；

其中，当位于该数据端的该讯号的电平低于该比较讯号的电平时，则确认该污染并产生一保护讯号。

7.如权利要求5所述的污染侦测电路，其特征在于，其中该电流产生电路包含一电流槽，其提供该侦测电流，该阻抗侦测器更包含:

一运算单元，其相减一参考讯号的电平与该存储的讯号的电平，而产生一比较讯号；以及

一比较器，其在该侦测电流被提供时，比较位于该数据端的该讯号的电平与该比较讯号的电平；

其中，当位于该数据端的该讯号的电平高于该比较讯号的电平时，则确认该污染并产生一保护讯号。

8.一种数据线的污染侦测电路，包含:

一阻抗侦测器，其耦接于至少一数据端，并用于侦测该数据端的一阻抗，而侦测位于该数据端或者该数据线的污染，

一开关，其耦接于两数据端间，其中，该两数据端包括该至少一数据端；

一时程排序器，其耦接于该至少一数据端，并侦测位于该数据端的一电平，而确认一移动式装置接上于一电源转换器，当该移动式装置移除于该电源转换器时，导通该开关而将该两数据端短路，当该移动式装置接上于该电源转换器时，截止该开关而消除上述短路状态,

其中，当该阻抗为低时，则确认该污染。

9.一种数据线的污染侦测方法，其特征在于，其包含:

配置一污染侦测电路来侦测至少一数据端的一阻抗，而侦测位于该数据端或者该数据线的污染，当该阻抗为低时，则确认该污染，

其中，所述方法还包括：

向至少一数据线施加一侦测电流；

其中，位于该数据端的一讯号的电平依据该侦测电流而改变，依据位于该数据端的该讯号的电平确认该污染；并且

其中在一移动式装置移除于一电源转换器的期间，周期性提供该侦测电流，而周期性侦测该污染。

10.如权利要求9所述的污染侦测方法，其特征在于，其中在一移动式装置移除于一电源转换器的期间，周期性侦测该污染。

11.如权利要求9所述的污染侦测方法，其特征在于，其中当一移动式装置接上于一电源转换器时，侦测该污染一次。

12.如权利要求9所述的污染侦测方法，其特征在于，更包含:

一移动式装置移除于一电源转换器时，将两数据端短路；以及

该移动式装置接上于该电源转换器时，将该两数据端开路。

13.如权利要求9所述的污染侦测方法，其特征在于，更包含:

取样并保持位于该数据端的该讯号，而产生一取样讯号；

其中，于提供该侦测电流时，依据位于该数据端的该讯号的电平与该取样讯号的电平确认该污染。

14.如权利要求13所述的污染侦测方法，其特征在于，更包含:

加总一参考讯号与该取样讯号，而产生一比较讯号；以及

在提供该侦测电流时，比较位于该数据端的该讯号的电平与该比较讯号的电平；

其中，当位于该数据端的该讯号的电平低于该比较讯号的电平时，则确认该污染并产生一保护讯号。

15.如权利要求13所述的污染侦测方法，其特征在于，其中该侦测电流从该数据端汲取一电流，以侦测该污染，该污染侦测方法更包含:

相减一参考讯号的电平与该取样讯号的电平，而产生一比较讯号；以及

在提供该侦测电流时，比较位于该数据端的该讯号的电平与该比较讯号的电平；

其中，当位于该数据端的该讯号的电平高于该比较讯号的电平时，则确认该污染并产生一保护讯号。