CN110119187A - 节能集线器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能集线器，包括供电接口、电源模块、上游连接端、下游连接端、主控电路及系统电路。供电接口用以连接交流电源，电源模块连接供电接口，上游连接端电性连接电源模块，下游连接端电性连接电源模块，主控电路电性连接电源模块及上游连接端。系统电路电性连接上游连接端、下游连接端及主控电路，且系统电路维持在睡眠模式中。当上游连接端链接电子设备时，或下游连接端链接行动装置时，主控电路传送唤醒讯号至系统电路，且当系统电路接收到唤醒讯号时，系统电路从睡眠模式转变为清醒模式。本发明的有益效果是能在睡眠模式与清醒模式中快速转换，且让节能集线器立即处于正常的工作状态。

Description

节能集线器
技术领域
本发明是关于一种节能集线器，且特别是关于一种具有低功率损耗的待机状态的节能集线器。
背景技术
现今，在相关AC电源产品的能源法规中，例如：欧盟耗能产品环保设计指令(Energy-Related Products Directive,ErP)或者美国能源部(Department of Energy,DOE)，往往要求多组输出的电源供应器必须在空载的情况下达到0.3W或更低的功率损耗。然而，在一个结合数字电子产品与AC电源的集线器中，为了维持基本功能的运转，其静态的功率损耗通常无法达到上述能源法规的标准，以致传统的集线器无法在该能源法规所属地区进行销售。因此，传统的集线器为了能达到更低功率损耗的待机状态，会通过让集线器内的电路组件进入睡眠模式，以减少电力损耗。然而，该电路组件一旦进入了睡眠状态便不易回到清醒模式，导致于传统的集线器无法立即处于正常的工作状态。
因此，如何唤醒睡眠中的电路组件，又能让集线器立即处于正常的工作状态，便是本领域具通常知识者值得去思量地。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种节能集线器，该节能集线器的电路组件能在睡眠模式与清醒模式中快速转换，且让节能集线器立即处于正常的工作状态。
本发明的节能集线器适于电性连接位于节能集线器外部的电子设备、交流电源及至少一行动装置，节能集线器包括供电接口、电源模块、上游连接端、下游连接端、主控电路及系统电路。其中，供电接口是用以连接交流电源，电源模块是连接供电接口，上游连接端是电性连接该电源模块，下游连接端是电性连接该电源模块，主控电路是电性连接电源模块及上游连接端。此外，系统电路是电性连接上游连接端、下游连接端及主控电路，且系统电路维持在睡眠模式中。其中，当上游连接端链接电子设备时，主控电路传送一唤醒讯号至该系统电路，且当系统电路接收到该唤醒讯号时，系统电路从睡眠模式转变为清醒模式。
在上所述的节能集线器，其中上游连接端为USB type-C连接器，下游连接端为USBType A连接器。
在上所述的节能集线器，其中当该上游连接端链接该电子设备时，该上游连接端传送一CC链接信号至该主控电路。
本发明另一个实施例的节能集线器是适于电性连接位于节能集线器外部的电子设备、交流电源及行动装置，节能集线器包括供电接口、电源模块、上游连接端、下游连接端、主控电路、系统电路、上游侦测器及下游侦测器。其中，供电接口是用以连接交流电源，电源模块是连接供电接口，上游连接端是用以连接该电子设备，下游连接端是用以连接该行动装置，主控电路是电性连接该电源模块。此外，系统电路是电性连接上游连接端、下游连接端及主控电路，且系统电路维持在睡眠模式中，另外，上游侦测器是电性连接上游连接端、电源模块及主控电路，而下游侦测器是电性连接下游连接端、电源模块及主控电路。其中，主控电路并不会进入睡眠模式，且当上游连接端链接电子设备时，上游侦测器便传送一上游装置链接信号至主控电路，且当主控电路接收上游装置链接信号时，主控电路传送一唤醒讯号至该系统电路，且该系统电路接收唤醒讯号时，系统电路从该睡眠模式转变为清醒模式。
在上所述的节能集线器，其中当下游连接端链接该行动装置时，下游侦测器便传送一下游装置链接信号至该主控电路。之后，当该主控电路接收下游装置链接信号时，该主控电路传送该唤醒讯号至该系统电路。
在上所述的节能集线器，上游连接端为USB type-C连接器，其中该下游连接端为USB Type A或USB type-C连接器。
在上所述的节能集线器，USB Type A连接器链接该行动装置时，下游侦测器侦测到下游连接端的电压或输出电流变化时，便传送一下游装置链接信号至主控电路
在上所述的节能集线器，USB type-C连接器链接该行动装置或电子设备时，便传送一CC讯号至主控电路
在上所述的节能集线器，其中当该系统电路从睡眠模式转变为清醒模式之前，该电源模块以间歇性供电模式提供电力至该主控电路及该系统电路。
在上所述的节能集线器，其中当该电源模块所提供电力超过设定值时，该电源模块停止该间歇性供电模式。
在上所述的节能集线器，其中当该设定值为电流值时，该设定值为10mA～100mA。
上所述的节能集线器，下游侦测器可以是侦测到下游连接端外壳的电压变化，该电压从3.3V降为0V或从5V降为0V。
在上所述的节能集线器，主控电路包括间歇性唤醒模式，间歇性唤醒模式为间歇性的传送该唤醒讯号至该系统电路，且当该上游连接端链接该电子设备或该下游连接端链接该行动装置时，主控电路停止该间歇性唤醒模式。
为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图示，作详细说明如下。
附图说明
图1所绘示为第一实施例的节能集线器10连接电子设备7、交流电源6及行动装置8的示意图。
图2所绘示为第二实施例的节能集线器20连接外部装置的示意图。
图3所绘示为第三实施例的节能集线器30连接外部装置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1所绘示为第一实施例的节能集线器10连接电子设备7、交流电源6及行动装置8的示意图。节能集线器10是适用于电性连接位于节能集线器10外部的电子设备7、交流电源6及至少一行动装置8，电子设备7例如为笔记本电脑或桌面计算机，而行动装置8例如为智能型手机、平板计算机或笔记本电脑。
节能集线器10包括供电接口11、电源模块12、上游连接端13、下游连接端14、主控电路15及系统电路16，供电接口11主要是用连接交流电源6，上游连接端13主要是用以连接电子设备7，上游连接端13例如为USB type-C连接器，所以电子设备7连接至上游连接端13时，上游连接端13便能发送出一CC链接信号，CC链接信号是指从USB Type-C连接器的CC脚位(CC pin)所传送出的信号。此外，下游连接端14主要是用以连接行动装置8，下游连接端14例如为USB Type A连接器，所以下游连接端14无法送出一CC链接信号。其中，电源模块12是电性连接供电接口11、上游连接端13、下游连接端14及主控电路15，交流电源6是经由供电接口11提供电力给电源模块12，上游连接端13是电性连接电源模块12、主控电路15及系统电路16，下游连接端13是电性连接电源模块12及系统电路16，而主控电路15是电性连接系统电路16。系统电路16例如为数字讯号转换电路、集线器电路或者桥接电路等。另外，当节能集线器10连结交流电源6且没有与任何外部装置(例如：电子设备7及行动装置8)链接时，本实施例的系统电路16会持续维持在睡眠模式中，低能耗的睡眠模式(亦称为待机模式)是将系统电路16的处理能力关闭，只使用少量的能源来维持最基本的工作状态，并支持唤醒操作，而唤醒系统电路16通常是实时的，所以节能集线器10在空载的情况下能达到0.3W以下的能源损耗，符合欧盟耗能产品环保设计指令(ErP)及美国能源部(DOE)对于AC电源产品的规定。
请再次参阅图1，当电子设备7链接至上游连接端13时，上游连接端13会立即传送该CC链接信号至主控电路15。之后，当主控电路15接收到该CC链接信号时，主控电路15会立即传送一唤醒讯号至系统电路16。之后，当系统电路16接收到该唤醒讯号时，系统电路16会从原本的睡眠模式转变为清醒模式，所以节能集线器10便能立即处于正常的工作状态，与电子设备7进行数据转换、传输或电力的传输。
因此，相较于传统的集线器，第一实施例的节能集线器10能在睡眠模式与清醒模式中快速转换，且让节能集线器10立即处于正常的工作状态。在上述的节能集线器10中，主控电路15与系统电路16是被划分为两个不同区域。然而，本领域通常知识者能得知，主控电路15与系统电路16可以制作成一个单芯片的微控制器(MCU)。
请参阅图2，图2所绘示为第二实施例的节能集线器20连接外部装置的示意图，节能集线器20与节能集线器10的差异在于：节能集线器20还包括上游侦测器23D及下游侦测器24D，且节能集线器20的上游连接端23是以USB type-C连接器为主。其中，上游侦测器23D是电性连接上游连接端23、电源模块12及主控电路15，而下游侦测器24D是电性连接下游连接端14、电源模块12及主控电路15。此外，上游侦测器23D与下游侦测器24D同样都是侦测电路，上游侦测器23D用以对上游连接端23的电压或电流进行侦测，而下游侦测器24D用以对下游连接端14的电压或电流进行侦测，以判断是否有外部装置(例如：电子设备7及行动装置8)链接节能集线器20。另外，节能集线器20的系统电路16同样会持续维持在睡眠模式中，所以节能集线器20在空载的情况下能达到0.3W以下的能源损耗，同样符合欧盟耗能产品环保设计指令(ErP)及美国能源部(DOE)对于AC电源产品的规定。
请再次参阅图2，当电子设备7连接至上游连接端23时，上游侦测器23D会侦测到上游连接端23已被电子设备7所插入，所以上游侦测器23D会立即传送一上游装置链接信号至主控电路15。之后，当主控电路15接收到该上游装置链接信号时，主控电路15会立即传送该唤醒讯号至系统电路16。之后，当系统电路16接收到该唤醒讯号时，系统电路16会从原本的睡眠模式转变为清醒模式，所以节能集线器20同样能立即处于正常的工作状态。
另外，当行动装置8连接至下游连接端14时，下游侦测器24D会通过侦测连接端外壳的电压变化(例如由高电位转低电位)、或者输出电流的变化来侦测到下游连接端14已被电子设备7所插入，所以下游侦测器24D会立即传送一下游装置链接信号至主控电路15。之后，当主控电路15接收到该下游装置链接信号时，主控电路15同样会立即传送该唤醒讯号至系统电路16。之后，当系统电路16接收到该唤醒讯号时，系统电路16也会从原本的睡眠模式转变为清醒模式，所以节能集线器20同样能立即处于正常的工作状态。因此，相较于传统的集线器，第二实施例的节能集线器20同样能在睡眠模式与清醒模式中快速转换，让节能集线器20立即处于正常的工作状态。
在上述第二实施例中，为了让节能集线器20能达到更低功率损耗的待机状态，所以在系统电路16转变为清醒模式之前，电源模块12会以间歇性供电模式提供电力至主控电路15、系统电路16及已链接的外部装置(电子设备7或行动装置8)。这样一来，节能集线器20即使在没有空载的情况下也能具有较低的功率损耗。然而，当电源模块12所提供电力超过设定值时，电源模块12会立即停止该间歇性供电模式。详细来说，电源模块12的间歇性供电模式是适合用于电力需求量较低的外部装置，不适合用于电力需求量较高的外部装置。因此，当电源模块12所需提供的电力超过该设定值(当该设定值为电流值时，该设定值例如为10mA～100mA)时，电源模块12必须持续供电给主控电路15、系统电路16及该外部装置，以让该外部装置能够接收到足够的电力。上述中，该设定值为电流值。然而，本领域通常知识者能得知，该设定值也可为电压值。
同样在第二实施例中，为了让节能集线器20能在功率损耗及运作效能上达到平衡，主控电路15还包括间歇性唤醒模式，该间歇性唤醒模式为间歇性的传送该唤醒讯号至系统电路16，以使不停地唤醒系统电路16进行一些基本的运作与判断，所以系统电路16会在睡眠状态与清醒状态之间来回转换。然而，当上游连接端23链接着电子设备7或下游连接端14链接着行动装置8时，主控电路15同样会停止该间歇性唤醒模式，以让系统电路16持续维持在清醒模式中。如此一来，节能集线器20才能确保在正常的工作状态。
请参阅图3，图3所绘示为第三实施例的节能集线器30连接外部装置的示意图，节能集线器30与节能集线器20的差异在于：节能集线器30还包括视频连接端37及其他连接端38，视频连接端37例如为HDMI端子、DVI端子或DisplayPort端子。其中，视频连接端37及其他连接端38皆电性连接系统电路16。这样一来，节能集线器30能经由视频连接端37与外部的视讯设备9进行链接。
上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽遭所属技术领域的技术人员任意进行修改，均不会脱离如权利要求书中所欲保护的范围。

Claims (10)

1.一种节能集线器，其特征在于，适于电性连接位于节能集线器外部的电子设备、交流电源及至少一行动装置，所述节能集线器包括：
供电接口，用以连接所述交流电源；
电源模块，连接所述供电接口；
上游连接端，电性连接所述电源模块；
下游连接端，电性连接所述电源模块；
主控电路，电性连接所述电源模块及所述上游连接端；及
系统电路，电性连接所述上游连接端、所述下游连接端及所述主控电路，且所述系统电路维持在一睡眠模式中；
其中，当所述上游连接端链接所述电子设备时，所述主控电路传送一唤醒讯号至所述系统电路；当所述系统电路接收到该唤醒讯号时，所述系统电路从该睡眠模式转变为清醒模式。
2.如权利要求1所述的节能集线器，其特征在于，所述上游连接端为USB type-C连接器，所述下游连接端为USB Type A连接器。
3.如权利要求2所述的节能集线器，其特征在于，当所述上游连接端链接该电子设备时，所述上游连接端传送一CC链接信号至所述主控电路。
4.一种节能集线器，其特征在于，适于电性连接位于节能集线器外部的电子设备、交流电源及行动装置，所述节能集线器包括：
供电接口，用以连接所述交流电源；
电源模块，连接所述供电接口；
上游连接端，用以连接所述电子设备；
下游连接端，用以连接所述行动装置；
主控电路，电性连接所述电源模块；
系统电路，电性连接所述上游连接端、所述下游连接端及所述主控电路，且所述系统电路维持在睡眠模式中；
上游侦测器，电性连接所述上游连接端、所述电源模块及所述主控电路；及
下游侦测器，电性连接所述下游连接端、所述电源模块及所述主控电路；
其中，当所述上游连接端链接所述电子设备时，所述上游侦测器传送一上游装置链接信号至所述主控电路；当所述主控电路接收到该上游装置链接信号时，所述主控电路传送一唤醒讯号至所述系统电路；当所述系统电路接收到该唤醒讯号时，所述系统电路从该睡眠模式转变为清醒模式。
5.如权利要求4所述的节能集线器，其特征在于，当所述下游连接端链接所述行动装置时，所述下游侦测器传送一下游装置链接信号至所述主控电路；当所述主控电路接收到该下游装置链接信号时，所述主控电路传送该唤醒讯号至所述系统电路。
6.如权利要求4所述的节能集线器，其特征在于，所述主控电路包括间歇性唤醒模式，所述间歇性唤醒模式为间歇性的传送该唤醒讯号至所述系统电路，且当所述上游连接端链接该电子设备或所述下游连接端链接所述行动装置时，所述主控电路停止所述间歇性唤醒模式。
7.如权利要求4所述的节能集线器，其特征在于，当所述系统电路从睡眠模式转变为清醒模式前，所述电源模块以间歇性供电模式提供电力至所述主控电路及所述系统电路。
8.如权利要求5所述的节能集线器，其特征在于，所述下游连接端为USB Type A连接器。
9.如权利要求7所述的节能集线器，其特征在于，当所述电源模块所提供电力超过一设定值时，所述电源模块停止所述间歇性供电模式。
10.如权利要求9所述的节能集线器，其特征在于，当所述设定值为电流值时，所述设定值为10mA～100mA。
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