CN105680501A - 便携式电子装置以及其充电方法 - Google Patents

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Abstract

一种便携式电子装置以及其充电方法。一连接器具有第一数据管脚、第二数据管脚以及电源管脚。一电池充电电路经由电源管脚接收来自外部装置的充电电流以及电源电压，并根据充电电流对电池充电。一处理器用于将被外部装置所短路的第一数据管脚与第二数据管脚打开，并在第一数据管脚与第二数据管脚为开路之后，经由第一数据管脚与第二数据管脚得到来自外部装置的识别码。若识别码符合特定码，则处理器发送需求至外部装置。相应于需求，外部装置会增加由电池充电电路所接收的电源电压以及充电电流。

Description

便携式电子装置以及其充电方法
技术领域
本发明涉及一种便携式电子装置，特别是涉及一种便携式电子装置的充电方法。
背景技术
一般而言，便携式电子装置，例如智能手机、平板电脑等，包括电池以及电池充电电路，其中可使用不同类型的转接器(adapter)来经由电池充电电路对便携式电子装置的电池进行充电。例如，支持通用串行总线(universalserialbus，USB)标准的传统转接器能产生并提供大约5伏特/0.5安培或是5伏特/5安培的输出电源，并经由可支持通用串行总线标准的连接器(connector)来对便携式电子装置进行充电。无论转接器的类型以及转接器所能提供的充电电流的大小，便携式电子装置的传统电池充电电路会将由转接器所提供的充电电流限制为固定值。
因此，需要能识别出转接器的类型，并能根据转接器的充电电流来启动相关的充电方式。
发明内容
本发明提供一种便携式电子装置。上述便携式电子装置包括：一存储器，用于存储至少一特定码；一连接器，具有一第一数据管脚、一第二数据管脚以及一电源管脚；一电池；一电池充电电路，电性耦接于上述连接器以及上述电池之间，用于经由上述电源管脚接收来自一外部装置的一充电电流以及一电源电压，并根据上述充电电流对上述电池充电；以及一处理器。当上述电源电压高于一特定电压时，上述处理器侦测上述第一数据管脚与上述第二数据管脚是否被上述外部装置所短路，其中当上述处理器侦测到上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为短路时，上述处理器发送一请求至上述外部装置，以使上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为开路，以及在上述第一数据管脚与上述第二数据管脚相应于上述请求而开路之后，上述处理器经由上述第一数据管脚与上述第二数据管脚得到来自上述外部装置的一识别码。若上述识别码符合存储在上述存储器的上述特定码，上述处理器发送一需求至上述外部装置。相应于上述需求，上述外部装置会增加由上述电池充电电路所接收的上述电源电压以及上述充电电流。
再者，本发明提供一种充电方法，适用于一便携式电子装置，其中上述便携式电子装置包括一电池、一存储器以及具有一第一数据管脚、一第二数据管脚以及一电源管脚的一连接器。经由上述电源管脚，接收来自一外部装置的一充电电流以及一电源电压，并根据上述充电电流对上述电池充电。当上述电源电压高于一特定电压时，侦测上述第一数据管脚以及上述第二数据管脚是否被上述外部装置所短路。发送一请求至上述外部装置，以使上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为开路，以及在上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚相应于上述请求而开路之后，经由上述第一数据管脚与上述第二数据管脚得到来自上述外部装置的一识别码。若上述识别码符合存储在上述存储器的一特定码时，发送一需求至上述外部装置，其中相应于上述需求，上述外部装置会增加上述电源电压以及上述充电电流。接收已增加的上述充电电流，并根据已增加的上述充电电流对上述电池进行充电。
附图说明
图1显示根据本发明一实施例所述的便携式电子装置；
图2显示根据本发明一实施例所述的图1中便携式电子装置以及转接器的示例；
图3显示根据本发明一实施例所述的充电方法，适用于便携式电子装置。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：
图1显示根据本发明一实施例所述的便携式电子装置100。在图1中，外部装置200会对便携式电子装置100进行充电。外部装置200可以是电源转接器(adapter)，且具有能连接于便携式电子装置100的连接器110的连接器210，用于当接收到来自电源端(例如电源插座300)的电源信号时对便携式电子装置100进行充电。当外部装置200电性连接于电源插座300且外部装置200的连接器210电性连接于便携式电子装置100的连接器110时，便携式电子装置100会对外部装置200进行识别，以得到外部装置200的充电能力，然后再启动相关的充电方法。在一实施例中，电源端可以是电脑或是笔记本电脑，其能经由传输线(例如通用串行总线(USB)传输线))来提供电源对便携式电子装置100进行充电。
图2显示根据本发明一实施例所述的图1中便携式电子装置100以及转接器200的示例。转接器200包括连接器210、开关220、控制器230以及变压器(transformer)240。在此实施例中，连接器210可以是通用串行总线连接器，且包括两数据管脚212与214以及两电源管脚216与218。在连接器210中，数据管脚212以及214是兼容于通用串行总线标准的USB_D+管脚以及USB_D-管脚、电源管脚216是兼容于通用串行总线标准的VBUS管脚，以及电源管脚218是兼容于通用串行总线标准的GND管脚。开关220耦接于数据管脚212以及数据管脚214之间，以及开关220由来自控制器230的控制信号SW所控制。变压器240根据来自控制器230的控制信号Mode而将交流(AC)电源PW_AC转换成电源电压VBUS。在正常充电模式下，控制器230会提供控制信号Mode至变压器240，以控制电源电压VBUS为5伏特。在快速充电模式下，控制器230会提供控制信号Mode至变压器240，以控制电源电压VBUS为高于5伏特的电压，例如9伏特或是12伏特。
在图2中，便携式电子装置100包括连接器110、电池充电电路120、电池130、处理器140以及存储器150。连接器110包括对应于连接器210的两数据管脚212与214的两数据管脚112与114，以及对应于连接器210的两电源管脚216与218的两电源管脚116与118。在连接器110中，数据管脚112与114是兼容于通用串行总线标准的USB_D+管脚以及USB_D-管脚、电源管脚116是兼容于通用串行总线标准的VBUS管脚，以及电源管脚118是兼容于通用串行总线标准的GND管脚。当转接器200经由连接器210与连接器110连接而连接于便携式电子装置100时，连接器210的两数据管脚212与214以及两电源管脚216与218电性连接于连接器110的两数据管脚112与114以及两电源管脚116与118。电池充电电路120电性耦接于连接器110以及电池130之间，并经由连接器110的电源管脚116而接收到来自转接器200的电源电压VBUS以及充电电流Ichg，并根据充电电流Ichg来提供电源信号PWR对电池130进行充电。再者，当电源电压VBUS高于预定电压时，例如4.7伏特，电池充电电路120更提供信号Inf来通知处理器140，来自转接器200的电源信号VBUS已经输入了。电池130由电源信号PWR所充电，并且能提供电压VBAT对处理器140进行供电。当处理器140接收到来自电池充电电路120的信号Inf时，处理器140会侦测连接器110的数据管脚112与114是否被转接器200短路。如果侦测到连接器110的数据管脚112与114被转接器200短路时，为了将数据管脚112与114之间的短路打开，处理器140会经由数据管脚112与114来发送请求(request)至转接器200。在一实施例中，处理器140会经由双态触发(toggle)数据管脚112与114来发送请求至转接器200。例如，处理器140会在第一时间周期内将数据管脚112与114强制为高逻辑电平。接着，处理器140会在第二时间周期内将数据管脚112与114强制为低逻辑电平。最后，处理器140会在第三时间周期内再将数据管脚112与114强制为高逻辑电平。当转接器200的控制器230侦测到连接器210的数据管脚212与214被双态触发时，控制器230会提供控制信号SW来控制开关220为不导通(OFF)，即截止开关220，使得经由打开数据管脚212与214之间的短路来将数据管脚112与114之间的短路变为开路。在控制器230截止开关220之后(即连接器110的数据管脚112与114之间的短路变为开路)，处理器140会经由连接器110的数据管脚112与114来与转接器200的控制器230执行验证(authentication)操作。例如，可使用算法，例如AES128，来执行验证操作，且多个的验证询问(challenge)以及验证回应(response)会在便携式电子装置100的处理器140以及转接器200的控制器230之间传递。假如验证操作失败，则处理器140会判断出转接器200所能提供的最大充电电流会大于500毫安培(mA)，例如1安培，然后处理器140会提供控制信号Ctrl来通知电池充电电路120。于是，电池充电电路120将经由电源管脚116接收到来自转接器200的1安培的充电电流Ichg。反之，如果验证操作为成功，则处理器140会得到来自转接器200的控制器230的识别码。接着，处理器140会根据存储在存储器150内的多个特定码来对识别码进行识别，其中特定码表示不同类型的转接器，其能提供高电源电压进行充电。假如识别码不符合任何特定码，则处理器140会判断出转接器200所能提供的最大充电电流大于1安培，例如1.5安培，然后处理器140会提供控制信号Ctrl来通知电池充电电路120。于是，电池充电电路120将会接收到1.5安培的充电电流Ichg。反之，假如识别码符合特定码之一，则处理器140会判断出转接器200所能提供的最大充电电流大于1.5安培，然后处理器140会经由连接器110的数据管脚112与114来提供需求(requirement)至转接器200。相应于由连接器210的数据管脚212与214所接收的需求，转接器200会将电源电压VBUS从5伏特改变为9伏特或12伏特，并增加充电电流Ichg。接着，处理器140会提供控制信号Ctrl来通知电池充电电路120，电源电压VBUS已经增加。于是，电池充电电路120将会接收到高于1.5安培的充电电流Ichg，其中充电电流Ichg根据电池充电电路120的性能所决定。因此，电池充电电路120能接收到较高的电流，并根据较高的电流来对电池130进行充电，因此可降低便携式电子装置100的充电时间。
图3显示根据本发明一实施例所述的充电方法，适用于便携式电子装置100。同时参考图2与图3，在步骤S302，当外部装置(例如转接器200、具有5伏特输出的转接器或是电脑)电性连接于便携式电子装置100时，处理器140会根据由电池充电电路120所提供的信号Inf而侦测到连接器110的电源管脚116上的电源电压VBUS高于预定电压，例如4.7伏特。接着，在步骤S304，处理器140会侦测数据管脚112与114是否被外部装置所短路。假如侦测到连接器110的数据管脚112与114没有被短路，则处理器140会判断出外部装置不是转接器(即外部装置为电脑)，然后处理器140会提供控制信号Ctrl至电池充电电路120，以便接收500毫安培的充电电流Ichg(步骤S306)。反之，若连接器110的数据管脚112与114为短路，则处理器140会判断出外部装置为转接器。接着，在步骤S308，处理器140会通知转接器将连接器110的数据管脚112与114之间的短路打开，即经由将数据管脚212与214之间的短路打开。例如，处理器140会对连接器110的数据管脚112与114进行双态触发，以便通知转接器。在连接器110的数据管脚112与114之间的短路被转接器打开之后，处理器140会经由连接器110的数据管脚112与114来跟转接器执行认证操作(步骤S310)。接着，在步骤S312，处理器140会判断验证操作是否完整地成功。假如验证操作失败，则处理器140会判断出外部装置为标准转接器，然后提供控制信号Ctrl至电池充电电路120，以便接收1安培的充电电流Ichg(步骤S314)。反之，若验证操作为成功，则处理器140会得到来自转接器的识别码(ID码)(步骤S316)。接着，在步骤S318，处理器140会根据存储在存储器150的多个特定码来对识别码进行识别，并根据识别码来判断转接器是否能提供高电源电压VBUS(>5V)。假如识别码没有符合任何特定码，则处理器140会判断出转接器无法提供高电源电压VBUS，然后会提供控制信号Ctrl至电池充电电路120，以便接收1.5安培的充电电流Ichg(步骤S320)。反之，假如识别码符合特定码之一，则处理器140会经由连接器110的数据管脚112与114来发送需求至转接器，以便要求增加电源电压VBUS(步骤S322)。当转接器接收到来自处理器140的需求时，转接器会根据需求而将电源电压VBUS从5伏特改变为9伏特或是12伏特，以便输出高于1.5安培的充电电流Ichg。之后，处理器140会提供控制信号Ctrl至电池充电电路120，以便接收高于1.5安培的充电电流Ichg以及高电源电压VBUS，例如5伏特或9伏特(步骤S324)。于是，根据高于1.5安培的充电电流Ichg，电池130可以被快速地充电。
虽然本发明已经以优选实施例公开如上，但是其并非用于限定本发明，本领域的任何技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可以做出一些变更和修改，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求所限定的为准。
附图标记说明
100：便携式电子装置；
110、210：连接器；
112、114、212、214：数据管脚；
116、118、216、218：电源管脚；
120：电池充电电路；
130：电池；
140：处理器；
150：存储器；
200：转接器；
220：开关；
230：控制器；
240：变压器；
300：电源插座；
Ctrl、Mode、SW：控制信号；
D+、D-：数据；
GND：接地端；
Ichg：充电电流；
Inf：信号；
PW_AC：交流电源；
PWR：电源信号；
S302-S324：步骤；
VBAT：电压；
VBUS：电源电压。

Claims (20)

1.一种便携式电子装置，包括：
一存储器，用于存储至少一特定码；
一连接器，具有一第一数据管脚、一第二数据管脚以及一电源管脚；
一电池；
一电池充电电路，电性耦接于上述连接器以及上述电池之间，用于经由上述电源管脚接收来自一外部装置的一充电电流以及一电源电压，并根据上述充电电流对上述电池充电；以及
一处理器，用于当上述电源电压高于一特定电压时，侦测上述第一数据管脚与上述第二数据管脚是否被上述外部装置所短路，其中当上述处理器侦测到上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为短路时，上述处理器发送一请求至上述外部装置，以使上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为开路，以及在上述第一数据管脚与上述第二数据管脚相应于上述请求而开路之后，上述处理器经由上述第一数据管脚与上述第二数据管脚得到来自上述外部装置的一识别码，
其中若上述识别码符合存储在上述存储器的上述特定码，上述处理器发送一需求至上述外部装置；以及
其中相应于上述需求，上述外部装置会增加由上述电池充电电路所接收的上述电源电压以及上述充电电流。
2.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中所增加的上述电源电压大于5伏特，以及上述特定电压小于5伏特。
3.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中当上述处理器侦测到上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为短路时，上述处理器判断上述外部装置为一转接器，并经由双态触发上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚来发送上述请求至上述转接器。
4.如权利要求3所述的便携式电子装置，其中上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚由上述转接器的一开关所短路，以及在上述处理器双态触发上述第一数据管脚与上述第二数据管脚之后，上述转接器截止上述开关，使得上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为开路。
5.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中当上述处理器侦测到上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚没有被上述转接器短路时，上述处理器判断上述外部装置不是一转接器，以及由上述电池充电电路所接收的上述充电电流为500毫安培。
6.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中当上述处理器侦测到上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为短路时，上述处理器判断上述外部装置为一转接器，以及在上述第一数据管脚与上述第二数据管脚相应于上述请求而开路之后且在上述处理器得到上述识别码之前，上述处理器经由上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚与上述转接器执行一验证操作。
7.如权利要求6所述的便携式电子装置，其中当上述验证操作失败时，由上述电池充电电路所接收的上述充电电流大于500毫安培。
8.如权利要求7所述的便携式电子装置，其中当上述验证操作成功时，上述处理器经由上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚得到来自上述转接器的上述识别码。
9.如权利要求7所述的便携式电子装置，其中若上述识别码不符合存储在上述存储器的上述特定码时，由上述电池充电电路所接收的上述充电电流大于1安培。
10.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中由上述电池充电电路所接收的已增加的上述充电电流大于1.5安培。
11.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚是兼容于通用串行总线标准的USB_D+管脚与USB_D-管脚，以及上述电源管脚是兼容于通用串行总线标准的VBUS管脚。
12.一种充电方法，适用于一便携式电子装置，其中上述便携式电子装置包括一电池、一存储器以及具有一第一数据管脚、一第二数据管脚以及一电源管脚的一连接器，上述方法包括：
经由上述电源管脚，接收来自一外部装置的一充电电流以及一电源电压，并根据上述充电电流对上述电池充电；
当上述电源电压高于一特定电压时，侦测上述第一数据管脚以及上述第二数据管脚是否被上述外部装置所短路；
发送一请求至上述外部装置，以使上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为开路，以及在上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚相应于上述请求而开路之后，经由上述第一数据管脚与上述第二数据管脚得到来自上述外部装置的一识别码；
若上述识别码符合存储在上述存储器的一特定码时，发送一需求至上述外部装置，其中相应于上述需求，上述外部装置会增加上述电源电压以及上述充电电流；以及
接收已增加的上述充电电流，并根据已增加的上述充电电流对上述电池进行充电。
13.如权利要求12所述的充电方法，其中上述侦测上述第一数据管脚以及上述第二数据管脚是否被上述外部装置短路的步骤还包括：
当上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚被上述外部装置短路时，判断上述外部装置为一转接器；以及
当上述外部装置为上述转接器时，经由双态触发上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚来发送上述请求至上述转接器。
14.如权利要求13所述的充电方法，其中上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚由上述转接器的一开关所短路，以及在上述第一数据管脚与上述第二数据管脚被双态触发之后，上述转接器截止上述开关，使得上述第一数据管脚与上述第二数据管脚为开路。
15.如权利要求12所述的充电方法，其中上述侦测上述第一数据管脚以及上述第二数据管脚是否被上述外部装置短路的步骤还包括：
当上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚没有被上述转接器短路时，判断上述外部装置不是一转接器；以及
当上述外部装置不是上述转接器时，接收500毫安培的上述充电电流。
16.如权利要求12所述的充电方法，其中上述外部装置为一转接器，以及在上述第一数据管脚与上述第二数据管脚相应于上述请求而开路之后且在上述得到上述识别码的步骤之前，上述方法还包括：
经由上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚与上述转接器执行一验证操作。
17.如权利要求16所述的充电方法，还包括：
当上述验证操作失败时，接收上述充电电流，其中所接收的上述充电电流大于500毫安培。
18.如权利要求17所述的充电方法，还包括：
当上述验证操作成功时，经由上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚得到来自上述转接器的上述识别码。
19.如权利要求17所述的充电方法，还包括：
若上述识别码不符合存储在上述存储器的上述特定码时，接收上述充电电流，其中所接收的上述充电电流大于1安培。
20.如权利要求12所述的充电方法，其中上述连接器的上述第一数据管脚与上述第二数据管脚是兼容于通用串行总线标准的USB_D+管脚与USB_D-管脚，以及上述电源管脚是兼容于通用串行总线标准的VBUS管脚。
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