CN107450705A - 电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子装置。该电子装置包含一电池模块、一第一开关电路、一连接器、一稳压电路以及一控制器电路。该控制器电路耦接于该连接器以及该第一开关电路，且该控制器电路与该连接器之间具有一配置通道。当该电池模块的一电压低于一临界电压且该连接器仅连接一第一电源时，该第一电源经由该稳压电路提供一启动电压给该控制器电路，藉以启动该控制器电路。该连接器经由该配置通道传送一第一检测信号至该控制器电路，该控制器电路根据该第一检测信号发送一第一控制信号以开启该第一开关电路，以使该第一电源经由该第一开关电路对该电池模块充电。

Description

电子装置
技术领域
本发明关于一种电子装置，特别是关于一种整合的控制器电路的电子装置。
背景技术
在现代社会中，计算机相关的电子装置已经是生活中不可或缺的电子产品，例如智能手机、平板计算机、桌上型计算机或是笔记型计算机都是非常受欢迎的产品。大部分的电子装置会配置有一电源插槽以及至少一个通用串行总线连接器(Universal Serial BusConnector)，或者仅设置一个通用串行总线连接器，用来进行充电以及传输数据等功用。
然而，目前广泛使用的电子装置都需要有良好的电源管理才能使电子装置内的电池模块达到符合用户需求的使用时间，因此，电子装置如何通过通用串行总线连接器来进行电源管理便是现今值得探讨与解决的课题。
发明内容
本发明的实施例揭示了一种电子装置，其包含一电池模块、一第一开关电路、一连接器、一稳压电路以及一控制器电路。该第一开关电路耦接于该电池模块，该连接器耦接于该第一开关电路。该稳压电路耦接于该连接器。该控制器电路耦接于该稳压电路、该连接器、该第一开关电路以及该电池模块，该控制器电路与该连接器之间具有一配置通道。其中，当该电池模块的一电压低于一临界电压且该连接器仅连接外部的一第一电源时，该第一电源经由该稳压电路提供一启动电压给该控制器电路，藉以启动该控制器电路，该连接器经由该配置通道传送一第一检测信号至该控制器电路，该控制器电路根据该第一检测信号发送一第一控制信号开启该第一开关电路，以使该第一电源经由该第一开关电路对该电池模块充电。
本发明提供一种电子装置，包含一控制器电路以及一连接器，连接器可为一通用串行总线连接器TYPE C，可使得用户在插入外部缆线时不需进行对位。控制器电路与连接器之间设置有一配置通道，控制器电路可藉由配置通道CC接收一检测信号，藉以判断连接器所连接的装置类型。当连接器连接一外部电源时，控制器电路可开启第一开关电路，已使该外部电源对电池模块进行充电。另外，当电子装置执行一高负载应用程序时，用户可同时连接一第一电源至连接器以及连接一第二电源至一电源插槽，使得该第一电源以及该第二电源同时供应该电子装置电力，以满足执行高负载应用程序时的电力需求。再者，控制器电路是一整合式芯片，且包含嵌入式控制器以及连接器控制器，嵌入式控制器可以根据该电子装置的一系统状态来控制驱动连接器控制器的一驱动电流，进而达到省电的目的。
本发明中的额外的功能及优点将会在后面说明中揭示，且部分可由后述说明书中清楚了解，或是可由所揭示的原则经由练习而学得。本发明的功能及优点可由后述权利要求中所特别指出的仪器或装置的组合而实现及获得。本发明的这些及其他特点会由本发明的说明书及权利要求而变得更清楚、或是可由本发明所揭示的原则经由练习而学得。
附图说明
图1为本发明一实施例的电子装置的示意图；
图2为本发明另一实施例的一电子装置的方块示意图；以及
图3A、3B为本发明一实施例的一嵌入式控制器控制一连接器控制器的一驱动电流的流程图。
附图符号说明
100、200 电子装置
10 第一电路
12 稳压电路
14 多工器电路
20 第二电路
22 电池模块
24 第一开关电路
26 第二开关电路
28 电压调节电路
30 控制器电路
32 嵌入式控制器
34 连接器控制器
40 连接器
50 升压转换器
60 短路保护电路
P1 第一电源
P2 第二电源
CC 配置通道
CT1 第一控制信号
CT2 第二控制信号
CT3 第三控制信号
S1 第一检测信号
S2 第二检测信号
S100、S102、S104、S106、S108、S110、S112、S114 步骤
具体实施方式
本发明的各种实施例会以相关的附图加以详细说明。在附图中所使用的相同的参考编号指的是相同或是相似的元件。这些实施例的目的是用来说明本发明的一般原则而不应以限制性的意义来理解。公知的功能以及结构的详细描述将会省略以避免混淆本发明的主题。
值得注意的是，在本发明中所提及的不同的“一”或“一个”实施例并不一定是同一个实施例，并且所提及的指的是至少一个。再者，当一特别的特征、结构或特性结合于一实施例来描述时，可以认知的是，无论是否有详细描述，本领域技术人员可以在本领域的知识范围内将此种特征、结构或特性与其余实施例作连结。
请参考图1，图1为本发明一实施例的电子装置100的示意图，电子装置100可为任何桌上型计算机(desktop)或可携式电子装置，包括但不局限于手持计算机(handheldcomputer)、平板计算机(tablet computer)、移动电话(mobile phone)、移动上网装置(Mobile Internet Device,MID)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、销售据点的电子装置(electronics at the point of sale)或其他类似装置，并包括上述装置其中二个或更多的组合，然而，本领域技术人员应可理解本发明并不限于此。
电子装置100可包含一第一电路10、一第二电路20、一控制器电路30以及一连接器40。第一电路10可包含一稳压电路12以及一多工器电路14，第二电路20可包含一电池模块22、一第一开关电路24、一第二开关电路26以及一电压调节电路28。第一开关电路24耦接于电池模块22与连接器40之间，第二开关电路26耦接于电压调节电路28与连接器40之间。电池模块22耦接于电压调节电路28并提供直流电压(例如12伏特)给电压调节电路28，电压调节电路28再将该直流电压转换成电子装置100的各个电子元件所需的电压(例如5伏特、3.3伏特等)后传送至相对应的电子元件。稳压电路12以及多工器电路14耦接于连接器40。稳压电路12用以接收一电源并转换成一稳定电压至控制器电路30。电子装置100的一处理器(图中未表示)可藉由多工器电路14以及连接器40与外部的一电子装置进行数据传输。
控制器电路30耦接于稳压电路12、多工器电路14、第一开关电路24、第二开关电路26、电池模块22、电压调节电路28以及连接器40。控制器电路30包含一嵌入式控制器32以及一连接器控制器34，且嵌入式控制器32以及连接器控制器34整合于同一集成电路芯片上，控制器电路30可监控电池模块22的一电力信息，该电力信息可包含电池模块22所能输出的一电压值。连接器40为通用串行总线连接器TYPE C(Universal Serial Bus TYPE C)。
控制器电路30与连接器40之间具有一配置通道(Configuration Channel,CC)CC，控制器电路30可藉由配置通道CC来判断与连接器40所连接的装置的类型，例如为一外部电源、一计算机屏幕或一智能手机等。于此实施例中，电子装置100仅具有一插槽(也就是单一插孔的连接器40)，当控制器电路30监控并发现电池模块22的该电压值低于一第一临界电压(例如小于3伏特)而无法供应控制器电路30正常工作，并且用户将连接器40连接外部的一第一电源P1时(例如连接一充电器)，第一电源P1可提供电力至稳压电路12，使得稳压电路12将第一电源P1转换为一启动电压(例如3.3伏特)给控制器电路30，藉以启动控制器电路30。在连接器40连接于第一电源P1时，连接器40会经由配置通道CC传送一第一检测信号S1至控制器电路30，则控制器电路30根据该第一检测信号S1判断出连接器40连接于一电源，因此控制器电路30发送一第一控制信号CT1开启第一开关电路24，以使第一电源P1经由第一开关电路24对电池模块22充电。
当用户将连接器40仅连接一外部电子装置(如一智能手机或一平板计算机)时，连接器40会经由配置通道CC传送一第二检测信号S2至控制器电路30，控制器电路30会根据第二检测信号S2判断连接器40连接于一外部电子装置，并且当控制器电路30监控并发现电池模块22的该电压值高于一第二临界电压(例如大于9伏特)时，控制器电路30会发送一第二控制信号CT2开启第二开关电路26，以使电池模块22经由电压调节电路28以及第二开关电路26对该外部电子装置充电。其中，该第二临界电压不限于9伏特，例如可设定为5伏特。
再者，控制器电路30可包含一认证数据库，其中包含有多个认证数据(Identification Data)，且每一认证数据可包含一外部电子装置的一品牌(Brand)、一装置类型(Device Type)或一装置序号(Device Number)。当用户将连接器40连接一外部电子装置(例如一随身碟或一外接显示屏幕等)时，控制器电路30会经由配置通道CC接收该外部电子装置的一装置认证数据(例如包含该电子装置的品牌以及装置类型)，藉以判断该外部电子装置的该装置认证数据是否符合控制器电路30中所储存的这些认证数据中的一个。举例来说，当这些认证数据包含该外部电子装置的该品牌时，该外部电子装置的该装置认证数据(包含该品牌)便符合这些认证数据中的一个时。因此，控制器电路30会发送一第三控制信号CT3至多工器电路14，以使该外部电子装置可经由连接器40以及多工器电路14来与电子装置100的一核心电路(图中未表示)传输数据。而当该装置认证数据不符合这些认证数据中的一个时(例如该外部电子装置的品牌不符合控制器电路30中所储存的品牌时)，控制器电路30会发送该第三控制信号CT3至多工器电路14，以使该外部电子装置无法经由连接器40以及多工器电路14来与电子装置100传输数据。
请参考图2，图2为本发明另一实施例的一电子装置200的方块示意图。于此实施例中，电子装置200可为一笔记型计算机且具有二个插槽，其一为连接器40，用以连接外部的一第一电源P1，另一为一电源插槽(图中未表示)，用以连接外部的一第二电源P2。在某些实施例中，可藉由一交流直流转换器(图中未表示)将市电转换为一直流电源以作为第二电源P2，并提供给电压调节电路28。另外，相较于电子装置100，电子装置200可还包含有一升压转换器(Boost Converter)50，耦接于连接器40、控制器电路30以及电压调节电路28。
当用户欲进行一般的文书处理工作时，可以仅将电子装置200连接于第二电源P2。其中，第二电源P2可提供例如19伏特的电压给电压调节电路28。然而，当用户欲执行一些高负载的应用程序时(例如3D游戏)，则第二电源P2所提供的功率便无法满足电子装置200所需要的功率。举例来说，第二电源P2仅能提供65瓦特的功率，而当电子装置200执行3D游戏时所需要的功率会达到85瓦特。因此，用户可将连接器40连接第一电源P1。此时控制器电路30会藉由配置通道CC得知连接器40连接于第一电源P1，因此控制器电路30会控制升压转换器50将第一电源P1的电压进行升压(例如将5伏特升压至19伏特)转换为一供应电源，使得该供应电源以及第二电源P2共同提供电力给电压调节电路28，因此便可以解决电子装置200执行高负载应用程序时需要较高功率的问题。再者，用户也可将连接器40连接一屏幕，并可通过连接器40撷取该屏幕的一驱动电力作为第一电源P1。
另外，电子装置200可包含一短路保护电路60，其设置于连接器40与升压转换器50之间，并耦接于控制器电路30、连接器40以及升压转换器50。当控制器电路30检测到连接器40并无连接任何外部电子装置时，控制器电路30便会关闭短路保护电路60，以避免连接器40因意外造成的短路而导致升压转换器50以及电子装置200内部其余电子元件损坏。
请参考图3，图3为本发明一实施例的嵌入式控制器32控制连接器控制器34的一驱动电流的流程图。于步骤S100中，嵌入式控制器32会检测并判断电子装置100的一显示屏幕的亮度是否变暗并且检测连接器40是否已停止传输数据。若是，执行步骤S102，若否，则重新执行步骤S100。于步骤S102中，当嵌入式控制器32判断电子装置100的该显示屏幕的亮度已变暗并且连接器40已停止传输数据时，嵌入式控制器32会控制连接器控制器34由一正常操作模式(Normal Mode)进入一睡眠模式(Sleep Mode)，此时嵌入式控制器32可控制连接器控制器34的该驱动电流降低，例如降低为2mA。
于步骤S104中，嵌入式控制器32会检测并判断电子装置100是否进入一闲置状态(Idle State)并且检测连接器40是否已停止传输数据。若是，执行步骤S106，若否，则重新执行步骤S104。于步骤S106中，当嵌入式控制器32判断电子装置100已进入该闲置状态(Idle State)并且连接器40仍停止传输数据时，嵌入式控制器32会控制连接器控制器34由该睡眠模式(Sleep Mode)进入一深度睡眠模式(Deep Sleep Mode)，此时连接器控制器34的该驱动电流可降低，例如可降低为2.5μA。
于步骤S108中，嵌入式控制器32会检测并判断电子装置100是否进入一睡眠状态(Sleep State)并且检测连接器40是否仍停止传输数据。若是，执行步骤S110，若否，则重新执行步骤S108。于步骤S110中，当嵌入式控制器32判断电子装置100已进入该睡眠状态(Sleep State)并且连接器40仍停止传输数据时，嵌入式控制器32会控制连接器控制器34由该深度睡眠模式(Deep Sleep Mode)进入一重置模式(Reset Mode)，此时连接器控制器34的该驱动电流可降低，例如可降低为1μA。
于步骤S112中，嵌入式控制器32会检测并判断电子装置100是否进入一关机状态(Off State)。若是，执行步骤S114，若否，则重新执行步骤S112。于步骤S114中，当嵌入式控制器32判断电子装置100已进入该关机状态(Off State)，则嵌入式控制器32会关闭连接器控制器34，此时连接器控制器34的该驱动电流即为0A。
相较于现有技术，本发明提供一种电子装置，包含一控制器电路30以及一连接器40，连接器40可为一通用串行总线连接器3.1TYPE C，可使得用户在插入外部缆线时不需进行对位。控制器电路30与连接器40之间设置有一配置通道CC，控制器电路30可藉由配置通道CC接收一检测信号，藉以判断连接器40所连接的装置的类型。当连接器40连接一外部电源时，控制器电路30可开启第一开关电路24，以使该外部电源对电池模块22进行充电。另外，当电子装置执行一高负载应用程序时，用户可同时连接一第一电源至连接器40以及连接一第二电源至一电源插槽，使得该第一电源以及该第二电源同时供应该电子装置电力，以满足执行高负载应用程序时的电力需求。再者，控制器电路30是一整合式芯片，且包含嵌入式控制器32以及连接器控制器34，嵌入式控制器32可以根据该电子装置的一系统状态来控制驱动连接器控制器34的一驱动电流，进而达到省电的目的。
可以理解的是，在所附的权利要求中所叙述的元件与特征可以不同的方式作结合以产生新的权利要求，并且同样落在本发明的范围内。因此，有鉴于以下所附的从属权利要求只依附在一单一独立权利要求或一从属权利要求，可以被理解的是，这些从属权利要求可以选择地依附在任何其前面或后面的权利要求，并且此新的结合可以被理解为形成本发明的说明书的一部份。
虽然本发明以举例的方式以及较佳实施例来描述，可以理解的是本发明并不限制于此。本领域技术人员仍可在不偏离本发明的范围与精神下进行各种替换或修改。因此，本发明的范围可被本发明的权利要求以及其等效范围所限定与保护。

Claims (9)

1.一种电子装置，其包含：
一电池模块；
一第一开关电路，耦接于该电池模块；
一连接器，耦接于该第一开关电路；
一稳压电路，耦接于该连接器；以及
一控制器电路，耦接于该稳压电路、该连接器、该第一开关电路以及该电池模块，该控制器电路与该连接器之间具有一配置通道；
其中，当该电池模块的一电压低于一临界电压且该连接器仅连接外部的一第一电源时，该第一电源经由该稳压电路提供一启动电压给该控制器电路，藉以启动该控制器电路，该连接器经由该配置通道传送一第一检测信号至该控制器电路，该控制器电路根据该第一检测信号发送一第一控制信号开启该第一开关电路，以使该第一电源经由该第一开关电路对该电池模块充电。
2.如权利要求1所述的电子装置，其还包含：
一电压调节电路，耦接于该电池模块以及该控制器电路；以及
一第二开关电路，耦接于该电压调节电路、该连接器以及该控制器电路；
其中，当该连接器仅连接一电子装置且该连接器经由该配置通道传送一第二检测信号至该控制器电路时，该控制器电路根据该第二检测信号发送一第二控制信号开启该第二开关电路，以使该电池模块经由该电压调节电路以及该第二开关电路对该电子装置充电。
3.如权利要求1所述的电子装置，其中该控制器电路耦接于该电池模块，藉以监控该电池模块的一电力信息。
4.如权利要求1所述的电子装置，其还包含：
一电压调节电路；
一第二电源，用以提供电力至该电压调节电路；以及
一升压转换器，耦接于该连接器以及该电压调节电路；
其中，当该连接器连接外部的该第一电源时，该升压转换器转换该第一电源至一供应电源，以使该供应电源与该第二电源共同提供电力至该电压调节电路。
5.如权利要求4所述的电子装置，其还包含一短路保护电路，耦接于该连接器与该升压转换器之间。
6.如权利要求1所述的电子装置，其中该控制器电路包含一认证数据库，其包含有多个认证数据，当该连接器连接一外部电子装置时，该控制器电路经由该配置通道接收该外部电子装置的一装置认证数据，藉以判断该装置认证数据是否符合这些认证数据中的一个。
7.如权利要求6所述的电子装置，其还包含一多工器电路，耦接于该连接器以及该控制器电路，当该装置认证数据不符合这些认证数据中的一个时，该控制器电路发送一第三控制信号至该多工器电路，以使该外部电子装置无法经由该多工器电路与该电子装置传输数据。
8.如权利要求6所述的电子装置，其中还包含一多工器电路，耦接于该连接器以及该控制器电路，当该装置认证数据符合这些认证数据中的一个时，该控制器电路发送一第三控制信号至该多工器电路，以使该外部电子装置经由该多工器电路与该电子装置传输数据。
9.如权利要求1所述的电子装置，其中该控制器电路包含一嵌入式控制器以及一连接器控制器，该嵌入式控制器检测该电子装置的一系统状态，且根据该电子装置的该系统状态控制该连接器控制器的一操作模式。
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