CN111400225B - Usb转接电路 - Google Patents

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Abstract

一种USB转接电路适于连接于USB主装置及一外接装置之间，转接电路包括一连接埠、一侦测电路、一待机电路及一主电路。待机电路接收主装置的电源并供给该电源予侦测电路及主电路。侦测电路用以于外接装置连接至连接埠时，输出一已连接讯号。待机电路响应该已连接讯号，输出一致能讯号。主电路于接收到该致能讯号时，于该USB主装置与外接装置间进行转接。因此，主电路在未收到该致能讯号时，并未运作，具有省电的效果。

Description

USB转接电路
技术领域
本发明是关于USB转接电路，特别是介于USB主装置与外接装置间的转接电路。
背景技术
USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)介面具有热插入及随插即用优点，随着技术的发展，USB 3.2的传输速率可达20Gbps(每秒200亿位)，并有三段式电压：5V(伏)、12V及20V，最大供电100瓦(W)。因此，USB的使用愈来愈广泛，应用上，USB主要做为USB主装置(USB Host)及USB外接装置(USB External Device)间的连接，提供两者间的通讯介面及/或电力传输。
USB转接器是用于不同USB版本间的转换、或用于USB与其他通讯介面间的转换。使用时，USB转接器一端连接于USB主装置，另一端连接于外接装置，做为不同USB版本间的转换、USB与其他通讯介面间的转换、及/或电力传输。USB转接器是使用USB主装置的电力而运作。
发明内容
如上所述，USB转接器使用USB主装置的电力，当USB转接器连接USB主装置，而外接装置未连接上USB转接器时，该USB转接器待机并消耗电力。
鉴于上述，一种USB转接电路包括一接头、一连接埠、一侦测电路、一待机电路、及一主电路。该侦测电路用以侦测该连接埠的一连接状态，并于该连接状态为一已连接时，输出一已连接讯号。待机电路用以于被供予一电源时，输出一待机电力予该侦测电路，该待机电路响应该已连接讯号，输出一致能讯号。主电路用以于被供予该电源并接收到该致能讯号时，于该连接埠与该接头间进行转接。
依据一些实施例，该侦测电路于该连接状态为一未连接时，停止输出该已连接讯号。
依据一些实施例，前述主电路包括一电源管理电路及一USB适配电路。电源管理电路用以接收该电源并于接收到该致能讯号时，输出一运作电力。USB适配电路用以接收该运作电力，并于该连接埠与该USB主装置间进行转接。
依据一些实施例，USB转接电路另包括一电源开关，该电源开关用以接收该USB主装置的一转换电源及一直接电源，并选择性地供应该转换电源或该直接电源予该待机电路与该主电路。
依据一些实施例，前述主电路依据该USB主装置的一讯息，控制该电源开关以该转换电源及该直接电源的一供予该待机电路与该主电路。
依据一些实施例，前述USB转接电路包括多个该连接埠，该侦测电路用以各别侦测该些连接埠的该连接状态，并于该些连接状态之一为该已连接时，输出该已连接讯号，该主电路用以于被供予该电源，并接收到该致能讯号时，于已连接的该连接埠与该接头间进行转接。
综上所述，依据一些实施例，USB转接电路的主电路在连接状态为已连接时，开始运作并于USB主装置与外接装置间进行转接。主电路在未收到该致能讯号时，并未运作，具有省电的效果。
附图说明
图1绘示依据一些实施例，USB转接电路及其应用的电路方块示意图；
图2绘示依据一些实施例，USB转接电路及其应用的电路方块示意图；以及
图3绘示依据一些实施例，USB转接电路及其应用的电路方块示意图。
附图说明：
10、10a、10b USB转接电路
11 接头
12 待机电路
13 主电路
14 侦测电路
15 电源开关
16、17 连接埠
18 USB适配电路
19 电源管理电路
90、90a、90b USB主装置
92、94 外接装置
具体实施方式
参照图1，图1绘示依据一些实施例，USB转接电路及其应用的电路方块示意图。USB转接电路10适于连接于一USB主装置(USB Host)90及至少一外接装置之间，图1的应用例，该USB转接电路10连接至二外接装置(包括一第一外接装置92及一第二外接装置94)；在图2的应用例，该USB转接电路10a连接至一外接装置92。USB转接电路10可以设置于一USB转接器内、或设置于一外接装置内。
前述USB主装置可以是但不限于个人电脑、行动装置、摄影器材、数位电视(如机上盒)、游戏机等。
前述外接装置92、94可以是但不限于音效装置(Audio)、USB通讯控制装置(Communications and CDC Control，如网络卡、数据机、串列埠)、人机介面装置(HumanInterface Device，如键盘及滑鼠)、物理介面装置(Physical Interface Device，如控制杆)、静止图像捕捉装置(Image，如影像扫描器)、打印装置(Printer，印表机)、大容量存取装置(Mass Storage，如随身碟、移动硬碟、记忆卡、数位相机)、集线器(USB Hub)、通讯装置(CDC-Date，如数据机及传真)、智慧型卡装置(Smart Card，如读卡机)、影像装置(Video，如网路摄影机)、影音介面(Audio/Video(AV)，如电视)、或无线传输装置(WirelessController，如蓝牙)等。
请再参阅图1，USB转接电路10一端具有一USB接头11，另一端具有至少一连接埠16、17，该USB接头11连接于USB主装置90，连接埠16、17连接于外接装置92、94，USB接头11的版本对应该USB主装置90，连接埠16、17则对应该外接装置92、94的接头种类。该外接装置92、94的接头种类可以是但不限于各种USB版本、音讯接头(Audio Jack Plug)、视讯接头(Video Connector，如HDMI或RS285)等。在一些实施例中，USB转接电路10用于转换USB介面与其他通讯介面；在一些实施例中，USB转接电路10用以扩充USB介面(单一USB介面扩充至多个USB连接埠)；在一些实施例中，USB转接电路10用于转换USB接口与其他通讯介面并用以扩充USB介面。
请续参阅图2，图2绘示依据一些实施例，USB转接电路及其应用的电路方块示意图。USB转接电路10a包括一接头11、一连接埠16、一侦测电路14、一待机电路12、及一主电路13。
该侦测电路14用以侦测该连接埠16的一连接状态，并于该连接状态为一已连接时，输出一已连接讯号。待机电路12用以于被供予一电源时，输出一待机电力予该侦测电路14，该待机电路12响应该已连接讯号，输出一致能讯号。主电路13用以于被供予该电源并接收到该致能讯号时，于该连接埠16与该接头11间进行转接。
该接头11为一匹配该USB主装置90a的USB接头，于该USB主装置90a与该接头11连接时，该USB主装置90a与USB转接电路10a形成电性连接，在图2实施例中，该USB主装置90a与USB转接电路10a间具有四条电性连接，依图2的USB版本定义，该四条电性连接分别是VBus(电源)、D+、D-、及GND(接地)。因此，当该USB主装置90a与该接头11连接时，该USB主装置90a即提供电源予该待机电路12及该主电路13。该待机电路12接收该电源时，即输出一待机电力予该侦测电路14，意即，在接头11连接至该USB主装置90a时，该待机电路12及该侦测电路14即供予电源。
侦测电路14被供予电源时，即侦测连接埠16的连接状态。当该连接埠16连接至该外接装置92时，该侦测电路14即获得一已连接(已连接状态)并输出该已连接讯号。相反的，当该连接埠16未连接至该外接装置92时，该侦测电路14即不会输出该已连接讯号。在一些实施例，该已连接讯号是一高位准讯号或一低位准讯号，因此，前述「输出该已连接讯号」指提供该高位准讯号或低位准讯号，而前述「不输出该已连接讯号」指提供反相的「该高位准讯号或低位准讯号」。
该待机电路12响应该已连接讯号，输出该致能讯号予该主电路13。该主电路13于接收该电源及该致能讯号时，于该连接埠16与该接头11间进行转接。此转接可包括提供电力予该外接装置92、进行该外接装置92与该USB主装置90a间的通讯介面的转换、及/或使该USB主装置90a将该外接装置92进行列举等作业。
当该主电路13接收该电源，但未收到该致能讯号时(即未被致能时)，该主电路13并不会运作，仅处于待机状态的最低耗电量。因此，当USB转接电路10a连接上USB主装置90a，且外接装置92尚未连接至连接埠16时，仅待机电路12及侦测电路14运作，主电路13并不运作，能有效降低USB转接电路10a的耗电量。当外接装置92连接至连接埠16时，主电路13开始运作，能使得该外接装置92被列举于USB主装置90a，并与USB主装置90a进行通讯或其他作业。
前述侦测电路14侦测连接埠16的连接状态的方式，视外接装置92而定。在一些实施例中，外接装置92为一耳机(音频装置)，该连接埠16为一音讯插孔，在耳机的插头连接至该音频插孔时，侦测电路14的会侦测到某一接点的电压位准被接地或是被设定为高位准，此时，侦测电路14即获得该连接埠16的连接状态为「已连接」。在一些实施例中，外接装置92为一视讯装置(如HDMI)，侦测电路14则是藉由判断该连接埠16的某一或某些接脚的讯号是否存在而获得该连接埠16的连接状态。
前述该待机电路12响应该已连接讯号，输出该致能讯号予该主电路13。是指当该已连接讯号存在时，该待机电路12持续输出该致能讯号，当该已连接讯号不存在(变为「未连接」状态)时，该待机电路12不输出该致能讯号。在一些实施例中，该待机电路12为一逻辑电路。
在一些实施例中，主电路13包括一电源管理电路19(power management circuit)及一USB适配电路18(USB adapting system/circuit)。电源管理电路19用以接收该电源并于接收到该致能讯号时，输出一运作电力。USB适配电路18用以接收该运作电力，并于该连接埠16与该USB主装置90a间进行转接。
该电源管理电路19在接收到该致能讯号时，将来自该USB主装置90a的电源进行处理，电源管理电路19对该电源进行的处理视该USB适配电路18及该外接装置92而定，可以是但不限于稳压、降压、及/或升压等。电源管理电路19将已处理的电源输出为前述运作电力，该运作电力提供给该USB适配电路18。
在一些实施例中，USB转接电路10、10b适于连接至多个外接置92、94，如图1或3所示，USB转接电路10b即包括多个连接埠16、17，前述侦测电路14用以各别侦测该些连接埠16、17的连接状态，并于该些连接状态之一为「已连接」时，输出该已连接讯号。因此，USB转接电路10、10b即能在未有任何外接装置92、94连接的状态下，主电路13处于待机状态，仅有与前述致能讯号有关的元件运作，当多个外接装置92、94之一连接至USB转接电路10、10b时，侦测电路14即获得「已连接」状态，并使得主电路13正常运作，主电路13即在外接装置92、94与USB主装置90b间进行转接。
续，请参阅图3，图3绘示依据一些实施例，USB转接电路及其应用的电路方块示意图。USB转接电路10b包括一接头11、一待机电路12、一主电路13、一侦测电路14、一电源开关15、一第一连接埠16、及一第二连接埠17。
接头11用以连接USB主装置90b。在图3的实施例中，该接头11与USB主装置90b的连接形成5个电性连接，依USB版本的定义，该些电性连接包括直接电源(Vconn)、转换电源(VBus)、D+、D-及配置通道(CC,Configuration Channel)。前述直接电源Vconn指从USB主装置90b的电池直接供给的电源，转换电源VBus指USB主装置90b所提供的相异于电池电源的电力，例如USB主装置90b的电源模组所输出的电力。
电源开关15用以接收该USB主装置90b的该转换电源及该直接电源，并选择性地供应该转换电源或该直接电源予该待机电路12与该主电路13。待机电路12用以于被供予该电源时，输出一待机电力予该侦测电路14。该侦测电路14用以侦测该第一连接埠16及该第二连接埠17的连接状态，并于该些连接状态之一为一「已连接」时，输出一已连接讯号。该待机电路12响应该已连接讯号，输出一致能讯号。主电路13用以于被供予该电源，并接收到该致能讯号时，于该已连接的该连接埠16与该接头11间进行转接；具体而言，主电路13于已连接的该外接装置92、94与该USB主装置90b间进行转接。当该侦测电路14侦测的该些连接状态均为「未连接」时，不输出该「已连接讯号」，该主电路13即处于待机状态，主电路13具与「致能」相关的组件运作，而能节省电能的消耗。
在一些实施例中，主电路13包括一电源管理电路19及一USB适配电路18。电源管理电路19用以接收该电源并于接收到该致能讯号时，输出一运作电力。USB适配电路18用以接收该运作电力，并于该连接埠16与该USB主装置90a间进行转接。在图3实施例中，USB适配电路18藉由前述配置通道与USB主装置90b确认该USB连接装置是否能使用该直接电源，该主电路13的USB适配电路18依据该USB主装置90b所回复的一讯息，控制该电源开关15以该转换电源及该直接电源之一供予该待机电路12与该主电路13。在一些实施例中，该主电路13控制该电源开关15以该转换电源供予该待机电路12与该主电路13。在一些实施例中，该主电路13控制该电源开关15以该直接电源供予该待机电路12与该主电路13。
因此，在图3实施例中，当USB转接电路10b连接至USB主装置90b，但外接装置92、94未连接上该USB转接电路10b时，USB转接电路10b仅电源开关15、待机电路12、侦测电路14运作，USB转接电路10b在外接装置92、94之一连接至USB转接电路10b时，主电路13方运作，因此，USB转接电路10b在与USB主装置90b连接后的电能消耗明显降低。
在一些实施例中，侦测电路14可包括第一侦测电路及第二侦测电路(图中未示)，第一侦测电路对应第一连接埠16，第二侦测电路对应第二连接埠17。
综上所述，依据一些实施例，USB转接电路的主电路13在连接状态为已连接时，开始运作并于USB主装置90、90a、90b与外接装置92、94间进行转接。主电路13在未收到该致能讯号时，并未运作，具有省电的效果。

Claims (6)

1.一种USB转接电路，包括：
一接头；
一连接埠；
一侦测电路，用以侦测该连接埠的一连接状态，并于该连接状态为一已连接时，输出一已连接讯号；
一待机电路，用以于被供予一电源时，输出一待机电力予该侦测电路，该待机电路响应该已连接讯号，输出一致能讯号；以及
一主电路，用以于被供予该电源，并接收到该致能讯号时，于该连接埠与该接头间进行转接，
其中当该主电路接收该电源，但未收到该致能讯号时，该主电路不运作，处于待机状态的最低耗电量。
2.根据权利要求1所述的USB转接电路，其中该侦测电路于该连接状态为一未连接时，停止输出该已连接讯号。
3.根据权利要求2所述的USB转接电路，其中该主电路包括：
一电源管理电路，用以接收该电源并于接收到该致能讯号时，输出一运作电力；以及
一USB适配电路，用以接收该运作电力，并于该连接埠与该USB主装置间进行转接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的USB转接电路，另包括一电源开关，该电源开关用以接收该USB主装置的一转换电源及一直接电源，并选择性地供应该转换电源或该直接电源予该待机电路与该主电路。
5.根据权利要求4所述的USB转接电路，其中该主电路依据该USB主装置的一讯息，控制该电源开关以该转换电源及该直接电源的一供予该待机电路与该主电路。
6.根据权利要求5所述的USB转接电路，该USB转接电路包括多个该连接埠，该侦测电路用以各别侦测该些连接埠的该连接状态，并于该些连接状态之一为该已连接时，输出该已连接讯号，该主电路用以于被供予该电源，并接收到该致能讯号时，于已连接的该连接埠与该接头间进行转接。
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