CN105808488A - 电子装置与其电源供应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子装置与其电源供应控制方法。电子装置包含第一传输端口、第二传输端口、切换电源电路与控制单元。第一传输端口用于连接第一外部装置，且第二传输端口用于连接第二外部装置。切换电源电路耦接于第一传输端口、第二传输端口与储能单元之间。控制单元用于根据第一传输端口中的第一侦测脚位的电压准位与第二传输端口中的第二侦测脚位的电压准位控制切换电源电路，以使第一外部装置与第二外部装置向储能单元传输电能。本发明所公开的电子装置可具有多种操作模式，可达到本发明的充电操作以及数据传输的应用。

Description

电子装置与其电源供应控制方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种电子装置的电源控制。

背景技术

目前的消费性电子产品一般都会将充电功能整合到传输端口中，例如通用串行总线(UniversalSerialBus,USB)，以达到较佳的硬件整合度与降低消费性电子产品体积。

然而，在使用上通常仅能利用传输端口进行单一功能，例如，当用户在使用传输端口进行充电时则无法传输数据，因此造成电子产品的数据传输效率降低。或者，当用户在使用传输端口传输数据时，则无法进行充电的运作，因此造成电子产品的充电效率降低。

发明内容

本发明提供一种电子装置，其目的在于克服现有技术的上述缺陷。

本发明的电子装置包含第一传输端口、第二传输端口、切换电源电路与控制单元。第一传输端口连接第一外部装置，且第二传输端口连接第二外部装置。切换电源电路耦接于第一传输端口、第二传输端口与储能单元之间。控制单元根据第一传输端口中的第一侦测脚位的电讯号与第二传输端口中的第二侦测脚位的电讯号控制切换电源电路。

优选地，上述切换电源电路包含：脉波宽度调变模块，其根据脉波控制信号产生第一脉波信号与第二脉波信号；第一开关，其根据上述第一脉波信号选择性地导通；第二开关，其根据上述第二脉波信号选择性地导通；第三开关，其耦接至上述第一开关与上述第一传输端口之间，并根据第一切换信号选选择性导通；以及第四开关，其耦接至上述第一开关与上述第二传输端口之间，并根据第二切换信号选择性导通。

优选地，上述控制单元根据上述第一电讯号与上述第二电讯号产生上述脉波控制信号、上述第一切换信号以及上述第二切换信号。

优选地，上述切换电源电路还包含：电感，其耦接于上述第一开关及上述第二开关；以及电容，其耦接于上述电感。

优选地，上述电子装置还包含：充放电控制单元，其根据上述储能单元的充放电状态产生调整信号；以及第五开关，其根据上述调整信号选择性地导通。

优选地，上述电子装置还包含感测组件，其耦接于上述第五开关与上述储能单元之间，以侦测上述充放电状态。

优选地，上述充放电控制单元包含：充放电调整单元，其耦接至上述电阻与上述第五开关，并根据控制信号产生上述调整信号；以及逻辑控制模块，与上述电子装置中的核心电路进行通讯，以根据上述充放电状态产生上述控制信号。

本发明的电子装置的电源供应控制方法，用于控制电子装置，电子装置具有控制单元、第一传输端口以及第二传输端口。第一传输端口与第二传输端口分别用于连接第一外部装置与第二外部装置。电源供应控制方法包含下列步骤：控制单元通过第一传输端口与第二传输端口分别接收第一电讯号与第二电讯号，以根据上述第一电讯号与上述第二电讯号判断所连接的第一外部装置与第二外部装置为第一类型或第二类型；以及控制单元根据第一类型或第二类型，控制电子装置中的切换电源电路，并决定电子装置、第一外部装置与第二外部装置的操作状态。

优选地，决定上述操作状态的步骤包含：当判断上述第一传输端口以及第二传输端口所连接的上述第一外部装置以及上述第二外部装置均为上述第一类型时，则由上述第一外部装置与上述第二外部装置同时向上述电子装置传输电能。

优选地，决定上述操作状态的步骤包含：当判断上述第一传输端口所连接的上述第一外部装置为上述第一类型时，则上述第一外部装置向上述电子装置传输电能；以及当判断上述第二传输端口所连接的上述第二外部装置为上述第二类型时，则上述第一外部装置向上述第二外部装置传输电能。

综上所述，通过应用上述的实施例，本发明所公开的电子装置可具有多种操作模式，可达到本发明的充电操作以及数据传输的应用。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例所绘示的电子装置的示意图；

图2A为根据本发明的一个实施例所绘示的电源供应控制方法的流程图

图2B为根据本发明的一个实施例所绘示的电源供应控制方法的流程图；

图3A为根据本发明的一个实施例所绘示图1所示的电子装置与不同的第一外部装置与第二外部装置进行连接的示意图；

图3B为根据本发明的一个实施例所绘示图1所示的电子装置与不同的第一外部装置与第二外部装置进行连接的示意图；以及

图3C为根据本发明的一个实施例所绘示图1所示的电子装置与不同的第一外部装置与第二外部装置进行连接的示意图。

具体实施方式

以下将以附图及详细叙述清楚说明本公开内容的精神，任何本领域技术人员在了解本公开内容的优选实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

请参照图1，图1为根据本发明的一个实施例所绘示的电子装置的示意图。在本发明的各个实施例中，电子装置100可为个人计算机、笔记本电脑、平板计算机、智能型手机等电子产品，但不以上述为限。

如图1所示，电子装置100包含第一传输端口110、第二传输端口120、切换电源电路130、控制单元140、储能单元150以及核心电路160。第一传输端口110连接第一外部装置110A，以与核心电路160进行数据传输或对储能单元150充电的操作。第二传输端口120连接第二外部装置120A，以与核心电路160进行数据传输或对储能单元150充电的操作。在各个实施例中，第一传输端口110与第二传输端口120可为各种类型的总线，例如为通用串行总线(UniversalSerialBus,USB)、微型通用串行总线(MicroUSB)等等。

储能单元150提供电子装置100所需的电能。例如，在一般操作下，储能单元150可提供核心电路160所需的驱动电压VSYS。在各个实施例中，储能单元150可为各种类型的充电电池。核心电路160包含处理器、系统控制芯片等电路。上述仅为例示，本发明并不以上述例示为限。

如图1所示，切换电源电路130包含脉波宽度调变模块132、第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4、电感L以及电感C。脉波宽度调变模块132耦接于控制单元140，以接收脉波控制信号VPC，并根据脉波控制信号VPC产生第一脉波信号VP1以及第二脉波信号VP2。

第一开关Q1的第一端经由第三开关Q3耦接至第一传输端口110，并经由第四开关Q4耦接至第二传输端口120。第一开关Q1的第二端耦接至电压节点N1，且第一开关Q1的控制端耦接至脉波宽度调变模块132，以接收第一脉波信号VP1。第二开关Q2的第一端耦接至电压节点N1，第二开关Q2的第二端耦接至地，且第二开关Q2的控制端耦接至脉波宽度调变模块132，以接收第二脉波信号VP2。第三开关Q3的第一端耦接至第一传输端口110，以与第一外部装置110A进行连接，第三开关Q3的第二端耦接至第一开关Q1的第一端，且第三开关Q3的控制端耦接至控制单元140，以接收第一切换信号VS1。第四开关Q4的第一端耦接至第二传输端口120，以与第二外部装置120A进行连接，第四开关Q4的第二端耦接至第一开关Q1的第一端，且第四开关Q4的控制端耦接至控制单元140，以接收第二切换信号VS2。电感L耦接于电压节点N1与输出节点O1之间。电容C耦接于输出节点O1与地之间，以提供核心电路160所需的驱动电压VSYS。

本实施例中，切换电源电路130为降压型的电源转换器(buckconverter)，但本发明并不以此为限，切换电源电路130可根据实际应用而采用不同类型的电源转换器。第一开关Q1根据第一脉波信号VP1选择性地导通，且第二开关Q2根据该第二脉波信号VP2选择性地导通，借此调整流经电感L与电容C的电流，以调节驱动电压VSYS。第三开关Q3根据第一切换信号VS1而选择性地导通，以调节自第一外部装置110A所传送的电流IN1或自储能单元150所传送的电流IO1。第四开关Q4根据第二切换信号VS2而选择性地导通，以调节自第二外部装置120A所传送的电流IN2或自储能单元150所传送的电流IO2。

如图1所示，第一传输端口110至少包含连接脚位V1与第一侦测脚位ID1。连接脚位V1耦接至第三开关Q3的第一端，并用于与第一外部装置进行数据传输或传输电能。第一侦测脚位ID1耦接至控制单元140，且第一侦测脚位ID1的电压准位会随着第一外部装置110A的种类不同而具有不同的电位，其详细操作将于后述段落一并进行说明。

同样地，第二传输端口120至少包含连接脚位V2与第二侦测脚位ID2。连接脚位V2耦接至第四开关Q4的第一端，并用于与第一外部装置进行数据传输或传输电能。第二侦测脚位ID2耦接至控制单元140，且第二侦测脚位ID2的电压准位也会随着第二外部装置120A的种类不同而具有不同的电位。

控制单元140用于根据第一电压准位与第二电压准位以产生相对应的第一切换信号VS1、第二切换信号VS2以及脉波控制信号VPC，进而控制切换电源电路130。通过此种设置方式，电子装置100可根据不同种类的第一外部装置110A与第二外部装置120A而分别进行不同的操作，例如第一外部装置110A与第二外部装置120A同时向储能单元150进行充电；第一外部装置110A向储能单元150进行充电，并且对第二外部装置120A进行供电，同时由第二外部装置120A与核心电路160进行数据传输；第一外部装置110A与第二外部装置120A同时向核心电路160进行数据传输等等。

此外，在另一些实施例中，电子装置100可还包含第五开关Q5、充放电控制单元170以及感测组件180。感测组件180耦接于第五开关Q5以及储能单元150之间。感测组件180包含各种可用来侦测储能单元150的充放电状态的电压或电流侦测组件。举例而言，如图1所示，感测组件150可为电阻R。电阻R耦接于储能单元150，以感测流经储能单元150的充电电流IC的大小，借此侦测储能单元150的充放电状态。充放电控制单元170包含充放电调整单元172与逻辑控制模块174。第五开关Q5的第一端耦接于输出节点O1，第五开关Q5的第二端耦接于电阻R的一端，且第五开关Q5的控制端耦接充放电调整单元172，以接收调整信号VA。

充放电调整单元172耦接电阻R与第五开关Q5，并根据控制信号VC1产生调整信号VA。逻辑控制模块174与核心电路160进行通讯，以根据核心电路160的负载状态与储能单元150的充放电状态产生控制信号VC1。此外，逻辑控制模块174还用于产生控制信号VC2至控制单元140，进而控制切换电源电路130调节经第一外部装置110A或第二外部装置120A所接收的电能。在一些实施例中，逻辑控制模块174可为内部整合电路(Inter-IntegratedCircuit,I2C)的逻辑控制电路。

举例而言，当核心电路160需要较高的驱动电流时，逻辑控制模块174可根据当下储能单元150的充放电状态产生相应的控制信号VC1，进而使充放电调整单元172输出相应的调整信号VA，以调整第五开关Q5的导通程度，使储能单元150能够输出较大的电流至核心电路160。

请一并参照图1与图2A。图2A为根据本发明的一个实施例所绘示的电源供应控制方法的流程图。电子装置100的主要功能与相关操作将与电源供应控制方法200A一并进行说明。

如图2A所示，电源供应控制方法200A包含步骤S201以及步骤S202。在步骤S201中，控制单元140通过第一传输端口110与第二传输端口120分别接收第一电讯号与第二电讯号，以根据第一电讯号与第二电讯号判断第一外部装置110A与第二外部装置120A为第一类型或第二类型。

在步骤S202中，控制单元140根据第一类型或第二类型控制切换电源电路130，并决定电子装置100、第一外部装置110A与第二外部装置120A的操作状态。

在一些实施例中，自第一外部装置110A所发送的第一电讯号可调整第一传输端口110中的一脚位(例如可为后述的第一侦测脚位ID1)的电压准位，且自第二外部装置120A所发送的第二电讯号可调整第二传输端口120中的一脚位(例如可为后述的第二侦测脚位ID2)的电压准位。因此，在另一些实施例中，控制单元140也可根据第一传输端口110中的电压准位与第二传输端口120中的电压准位判断第一外部装置110A与第二外部装置120A是否为第一类型或第二类型。

本发明以下段落将提出数个实施例，可用于实现上述的电子装置100所述的功能与操作，但本发明并不仅以下列的实施例为限。

请一并参照图2B与图3A。图2B为根据本发明的一个实施例所绘示的电源供应控制方法的流程图。图3A为根据本发明的一个实施例所绘示图1所示的电子装置与不同的第一外部装置与第二外部装置进行连接的示意图。为明确说明，电子装置100的操作将搭配电源供应控制方法200B一并进行介绍。此外，为具体说明，下列将以第一传输端口110与第二传输端口120为MicroUSB进行实现的实施例进行说明，但本发明并不以此为限。

电源供应控制方法200B包含步骤S210、步骤S220、步骤S230以及步骤S240。在步骤S210中，控制单元140根据第一传输端口110上的第一侦测脚位ID1的电压准位而产生第一切换信号VS1。在步骤S220中，控制单元140根据第二传输端口120上的第二侦测脚位ID2的电压准位而产生第二切换信号VS2。

在步骤S230中，控制单元140判断第一侦测脚位ID1的电压准位是否为高电压准位。若是，则执行步骤S240。若否，则执行步骤S250。

在步骤S240中，控制单元140判断第二侦测脚位ID2的电压准位是否为高电压准位。若是，则执行步骤S260。若否，则执行步骤S270。

在步骤S260中，当第一侦测脚位ID1的电压准位与第二侦测脚位ID2的电压准位皆为高电压准位时，控制单元140通过控制切换电源电路130中的第三开关Q3与第四开关Q4，以使第一外部装置110A与第二外部装置120A向储能单元150供给电能。

如图3A所示，第一侦测脚位ID1的电压准位与第二侦测脚位ID2的电压准位皆为高电压准位，代表与第一传输端口110以及第二传输端口120所分别连接的传输端口为专用充电端口(DedicatedChargingPort,DCP)。换句话说，当第一外部装置110A与第二外部装置120A为充电器时(例如可为交流-直流电源转接器(AC-DCConverter))，控制单元140可产生相应的第一切换信号VS1与第二切换信号VS2而导通第三开关Q3与第四开关Q4，以通过第一外部装置110A与第二外部装置120A同时向核心电路160进行供电。同时，充放电调整单元172会控制第五开关Q5，以提高储能单元150的充电电流IC。

换句话说，当第一外部装置110A以及第二外部装置120A经判断均为第一类型的电子装置(例如:充电器)时，则第一外部装置110A与第二外部装置120A将设置为同时向电子装置100传输电能。

请再次参照图2B，在步骤S270中，当第一侦测脚位ID1的电压准位为高电压准位，且第二侦测脚位ID2的电压准位为低电压准位时，控制单元140通过控制切换电源电路130中的第三开关Q3与第四开关Q4，以使第一外部装置110A向第二外部装置120A与储能单元150供给电能。

图3B为根据本发明的一个实施例所绘示图1所示的电子装置与不同的第一外部装置与第二外部装置进行连接的示意图。

如图3B所示，在此实施例中，当第一侦测脚位ID1的电压准位为高电压准位时，表示与第一传输端口110A所连接的传输端口为专用充电端口；而当第二侦测脚位ID2的电压准位为低电压准位时，表示与第二传输端口所连接的传输端口可能为标准下行端口(StandardDownstreamPort,SDP)或充电下行端口(ChargingDownstreamPort,CDP)。

换句话说，在此实施例中，第一外部装置110A可以为充电器(即为第一类型的电子装置)，而第二外部装置120A可以为具有USBON-THE-GO(OTG)功能的周边装置(即为第二类型的电子装置)，例如可为随身碟、鼠标、键盘等等。

此时，控制单元140可产生相应的第一切换信号VS1与第二切换信号VS2而导通第三开关Q3与第四开关Q4，以使第一外部装置110A向第二外部装置120A、储能单元150以及核心电路160供给电能。同时，控制单元140将第二传输端口120设置为OTG传输端口，并通过控制第四开关Q4的导通程度，而将流经第四开关Q4的IO2限制约在1安培(A)。通过此种设置方式，电子装置100可在经由第一外部装置110A进行充电时，同时经由第二传输端口120与第二外部装置120A进行数据传输。

也就是说，在此例中，当第一外部装置110A经判断为第一类型的电子装置，且第二外部装置120A经判断为第二类型的电子装置时，则第一外部装置110A将设置以向电子装置100与第二外部装置120A传输电能。

另外，在此实施例中，控制单元140将以核心电路160的供电为主。例如，当核心电路160所需的电能不足时，逻辑控制模块174将产生控制信号VC2至控制单元140。控制单元140可据此调整第四开关Q4，以降低电流IO2的大小。若降低电流IO2后仍不足提供核心电路160所需的电能时，逻辑控制模块174将进一步地产生控制信号VC1，以使充放电调整单元172调整第五开关Q5，以降低充电电流IC的大小。如此，可确保核心电路160能够在足够的驱动电压VSYS下进行操作，使得电子装置100的系统可靠度得以增加。

在步骤S250中，控制单元140判断第二侦测脚位ID2的电压准位是否为高电压准位。若是，则执行步骤S280。若否，则执行步骤S290。于步骤S280中，当第一侦测脚位ID1的电压准位为低电压准位，且第二侦测脚位ID2的电压准位为高电压准位时，控制单元140将控制切换电源电路130，使第二外部装置120A向第一外部装置110A、储能单元150以及核心电路160供给电能，并同时使核心电路160与第一外部装置110A进行数据传输。此处的相关操作与步骤S270与图3B所示的操作类似，故于此不再重复说明。

在步骤S290中，当第一侦测脚位ID1与第二侦测脚位ID2的电压准位皆为低电压准位时，控制单元140通过控制切换电源电路130中的第三开关Q3与第四开关Q4，使储能单元150向第一外部装置110A与第二外部装置120A供给电能，且第一外部装置110A与第二外部装置120A可与核心电路160进行数据传输。

图3C为根据本发明的一个实施例所绘示图1所示的电子装置与不同的第一外部装置与第二外部装置进行连接的示意图。

如图3C所示，在此实施例中，第一侦测脚位ID1与第二侦测脚位ID2的电压准位皆为低电压准位，代表与第一传输端口110以及第二传输端口120所分别连接的传输端口为标准下行端口或充电下行端口。换句话说，于此例中，第一外部装置110A与第二外部装置120A皆为具有USBOTG功能的周边装置。

此时，控制单元140将第一传输端口110与第二传输端口120设置为OTG传输端口，并产生相应的第一切换信号VS1与第二切换信号VS2而导通第三开关Q3与第四开关Q4，借此使储能单元150向第一外部装置110A与第二外部装置120A供给电能。控制单元140可通过控制第三开关Q3以及第四开关Q4的导通程度，而将电流IO1以及电流IO2限制约在1A。如此，电子装置100可同时向第一外部装置110A以及第二外部装置120A进行数据传输。

同样地，在此实施例中，当核心电路160所需的电能不足时，逻辑控制模块174将产生控制信号VC2至控制单元140，使控制单元140通过控制第三开关Q3与第四开关Q4以分别降低电流IO1或电流IO2，或使储能单元150停止对第一外部装置110A与第二外部装置120A供给电能。如此，可确保核心电路160能够在足够的驱动电压VSYS下进行操作。

如图3A至图3C所示，在一些实施例中，第一传输端口110还包含了额外的侦测脚位D1+以及侦测脚位D1-，第二传输端口120也包含了额外的侦测脚位D2+以及侦测脚位D2-。通过此种设置方式，控制单元140可根据上述各个侦测脚位D1+、D1-、D2+与D2-的电压准位，以判断与第一传输端口110以及第二传输端口120所分别连接的传输端口的类别，进而确认第一外部装置110A与第二外部装置120A的种类。上述仅为例示，本发明的电子装置100也可利用其他相关的传输协议判断第一传输端口110以及第二传输端口120所分别连接的传输端口的类别。

上述各实施例中的电子装置100内的各个组件可以由各种类型的数字或模拟电路实现，也可分别由不同的集成电路芯片实现。或者，电子装置100内的各个组件也可整合至单一的数字控制芯片。上述仅为例示，本发明并不以此为限，本领域具有通常知识者可根据实际需求选择电子装置100内的各个组件的具体实现方式。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种不同的选择和修改，所以本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，上述电子装置包含：

第一传输端口，其用于连接第一外部装置；

第二传输端口，其用于连接第二外部装置；以及

切换电源电路，其耦接于上述第一传输端口、上述第二传输端口与储能单元之间；

控制单元，其根据上述第一传输端口中第一侦测脚位的第一电讯号与上述第二传输端口中第二侦测脚位的第二电讯号控制上述切换电源电路。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，上述切换电源电路包含：

脉波宽度调变模块，其根据脉波控制信号产生第一脉波信号与第二脉波信号；

第一开关，其根据上述第一脉波信号选择性地导通；

第二开关，其根据上述第二脉波信号选择性地导通；

第三开关，其耦接至上述第一开关与上述第一传输端口之间，并根据第一切换信号选选择性导通；以及

第四开关，其耦接至上述第一开关与上述第二传输端口之间，并根据第二切换信号选择性导通。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，上述控制单元根据上述第一电讯号与上述第二电讯号产生上述脉波控制信号、上述第一切换信号以及上述第二切换信号。

4.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，上述切换电源电路还包含：

电感，其耦接于上述第一开关及上述第二开关；以及

电容，其耦接于上述电感。

5.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置还包含：

充放电控制单元，其根据上述储能单元的充放电状态产生调整信号；以及

第五开关，其根据上述调整信号选择性地导通。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置还包含感测组件，其耦接于上述第五开关与上述储能单元之间，以侦测上述充放电状态。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，上述充放电控制单元包含：

充放电调整单元，其耦接至上述电阻与上述第五开关，并根据控制信号产生上述调整信号；以及

逻辑控制模块，与上述电子装置中的核心电路进行通讯，以根据上述充放电状态产生上述控制信号。

8.一种电源供应控制方法，用于控制电子装置，其中上述电子装置具有控制单元、第一传输端口以及第二传输端口，其中上述第一传输端口与上述第二传输端口分别用于连接第一外部装置与第二外部装置，其特征在于，上述电源供应控制方法包含：

上述控制单元通过上述第一传输端口与上述第二传输端口分别接收第一电讯号与第二电讯号，以根据上述第一电讯号与上述第二电讯号判断所连接的上述第一外部装置与上述第二外部装置为第一类型或第二类型；

上述控制单元根据上述第一类型或上述第二类型，控制上述电子装置中的切换电源电路，并决定上述电子装置、上述第一外部装置与上述第二外部装置的操作状态。

9.根据权利要求8所述的电源供应控制方法，其特征在于，决定上述操作状态的步骤包含：

当判断上述第一传输端口以及第二传输端口所连接的上述第一外部装置以及上述第二外部装置均为上述第一类型时，则由上述第一外部装置与上述第二外部装置同时向上述电子装置传输电能。

10.根据权利要求8所述的电源供应控制方法，其特征在于，决定上述操作状态的步骤包含：

当判断上述第一传输端口所连接的上述第一外部装置为上述第一类型时，则上述第一外部装置向上述电子装置传输电能；以及

当判断上述第二传输端口所连接的上述第二外部装置为上述第二类型时，则上述第一外部装置向上述第二外部装置传输电能。