CN116244243A - 电子装置、切换供电方法及其相关电子系统 - Google Patents

电子装置、切换供电方法及其相关电子系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电子装置、切换供电方法及其相关电子系统，其中该电子装置用于切换一主机板的一待机电源，包含有一通用串行总线连接器，电连接于该主机板，用来连接一外接装置；一装置侦测模块，耦接于该通用串行总线连接器，用来根据该通用串行总线连接器的一电压电平，决定一电源控制信号；以及一输出切换控制模块，耦接于该装置侦测模块及该通用串行总线连接器，用来根据该电源控制信号，决定是否切断由该主机板提供该待机电源至该通用串行总线连接器。

Description

电子装置、切换供电方法及其相关电子系统
技术领域
本发明涉及一种电子装置、切换供电方法及其相关电子系统，尤其是涉及一种可切换通用串行总线连接器的一供电来源的电子装置、切换供电方法及其相关电子系统。
背景技术
当现有设置于一服务器的主机板的通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)连接器与一供电装置(例如一笔记型计算机)连接时，由供电装置提供USB连接器电源。然而，当现有的服务器的主机板的USB连接器与一存储装置(例如一USB随身硬盘)连接时，主机板端无法供电至USB连接器，因此无法有效支持USB存储装置。也就是说，现有用于服务器的主机板的USB连接器无法用来有效地支持不同的外接装置(即供电装置与存储装置)。因此，现有技术有改进的必要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电子装置、切换供电方法及其相关电子系统，以切换通用串行总线连接器的供电来源。
本发明实施例揭露一种电子装置，用于切换一主机板的一待机电源，包含有一通用串行总线连接器，电连接于该主机板，用来连接一外接装置；一装置侦测模块，耦接于该通用串行总线连接器，用来根据该通用串行总线连接器的一电压电平，决定一电源控制信号；以及一输出切换控制模块，耦接于该装置侦测模块及该通用串行总线连接器，用来根据该电源控制信号，决定是否切断由该主机板提供该待机电源至该通用串行总线连接器。
本发明实施例另揭露一种切换供电方法，用于一电子装置的一主机板，其中该电子装置包含有一通用串行总线连接器、一装置侦测模块以及一输出切换控制模块，其中该切换供电方法包含有根据该通用串行总线连接器的一电压电平，决定一电源控制信号；以及根据该电源控制信号，决定是否切断由该主机板提供该待机电源至该通用串行总线连接器。
本发明实施例还揭露一种电子系统，包含有一中央处理器；一平台路径控制器，耦接于该中央处理器；以及一主机板，耦接于该平台路径控制器，用来提供一待机电源，其包含有一电子装置，设置于该主机板，用于切换该主机板的该待机电源，其包含有一通用串行总线连接器，电连接于该主机板，用来连接一外接装置；一装置侦测模块，耦接于该通用串行总线连接器，用来根据该通用串行总线连接器的一电压电平，决定一电源控制信号；以及一输出切换控制模块，耦接于该装置侦测模块及该通用串行总线连接器，用来根据该电源控制信号，决定是否切断由该主机板提供该待机电源至该通用串行总线连接器。
附图说明
图1为本发明实施例的一电子装置的示意图；
图2为本发明实施例的电子装置的示意图；
图3为本发明实施例的一装置侦测模块的电路示意图；
图4及图5为本发明实施例的一输出切换控制模块的电路示意图；
图6为本发明实施例的一电子系统的示意图；
图7为本发明实施例的一切换供电方法的示意图。
符号说明
10:电子装置
102:通用串行总线连接器
104:装置侦测模块
106:输出切换控制模块
60:电子系统
70:切换供电方法
702-708:步骤
ADC_pin1,ADC_pin2:数字模拟转换单元
BD:内接二极管
CC1,CC2:配置专用通道接脚
CPU:中央处理器
D:漏极
G:栅极
LDM:逻辑侦测模块
MB:主机板
OG:或逻辑门
PCH:平台路径控制器
PCS:电源控制信号
P5V_STBY:5V待机电源
P5V_CONN:通用串行总线连接器电源
S:源极
SU:开关单元
SW_1:第一开关元件
SW_2:第二开关元件
SW_3:第三开关元件
VBUS:总线电压
Vgs:电压
XNOR_gate:反互斥或逻辑门
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例的一电子装置10的示意图。电子装置10可设置于一服务器的一主机板MB，以切换主机板MB的一待机电源，其包含有一通用串行总线连接器102、一装置侦测模块104及一输出切换控制模块106。通用串行总线连接器102可以是一通用串行总线C型(Universal Serial Bus Type C，USB Type C)连接器用来连接一外接装置，其中外接装置可以是一供电装置或一存储装置，例如一笔记型计算机或一USB随身硬盘。装置侦测模块104耦接于通用串行总线连接器102，用来根据通用串行总线连接器102的一电压电平，决定一电源控制信号PCS。输出切换控制模块106耦接于装置侦测模块104及通用串行总线连接器102，用来根据电源控制信号PCS，决定是否切断由主机板MB提供待机电源至通用串行总线连接器102。如此一来，当电子装置10的通用串行总线连接器102未连接任何装置或者接上USB随身硬盘时，可提供一5V待机电源；当电子装置10的通用串行总线连接器102接上笔记型计算机时，由于此时笔记型计算机将对通用串行总线连接器102供电，因此电子装置10切断由主机板MB提供的5V待机电源，以避免通用串行总线连接器102同时接收到两种不同电源的情形。
请参考图2，图2为本发明实施例的电子装置10的示意图。在一实施例中，装置侦测模块104可以一或逻辑门OG及一逻辑侦测模块LDM实现。或逻辑门OG及逻辑侦测模块LDM实现可根据通用串行总线连接器102的多个配置专用通道(configuration pin)接脚CC1或CC2的电压电平，决定电源控制信号PCS。
举例来说，当电子装置10的通用串行总线连接器102未连接任何装置或者接上USB随身硬盘时，由于主机板MB将配置专用通道接脚CC1或CC2的电压电平拉低为零伏特(Volt，V)，因此或逻辑门OG所输出的一信号CC_pin_OR的预设电压电平为低电位(例如二进位的0或逻辑假)，如此一来，装置侦测模块104即可据以决定电源控制信号PCS，以导通主机板MB的5V待机电源P5V_STBY至通用串行总线连接器102。
当电子装置10的通用串行总线连接器102接上笔记型计算机时，配置专用通道接脚CC1或CC2会受到连接于笔记型计算机的一总线电压VBUS影响，而导致电压电平微幅的上浮(例如0.4V至0.9V之间)，如此一来，装置侦测模块104即可据以决定电源控制信号PCS，以切断主机板MB的5V待机电源P5V_STBY至通用串行总线连接器102。具体而言，当连接笔记型计算机与通用串行总线连接器102为一A型-C型电源线时，配置专用通道接脚CC1或CC2的电压电平约0.4V；当连接笔记型计算机与通用串行总线连接器102为一C型电源线时，配置专用通道接脚CC1或CC2的电压电平约0.9V。
因此，本发明实施例的电子装置10的逻辑侦测模块LDM可设置一阈值为0.2V，当配置专用通道接脚CC1或CC2的电压电平超过阈值(即0.2V)时，逻辑侦测模块LDM输出低电位的电源控制信号PCS至输出切换控制模块106。
在一实施例中，本发明实施例的装置侦测模块104可以一微控制器实现，例如一桥接芯片(bridge IC)，如图3所示，图3为本发明实施例的装置侦测模块104的一电路示意图。装置侦测模块104包含数字模拟转换单元ADC_pin_1、ADC_pin_2以及一反互斥或逻辑门XNOR_gate，当配置专用通道接脚CC1、CC2都为低电位时，反互斥或逻辑门XNOR_gate输出高电位(例如二进位的1或逻辑真)的电源控制信号PCS至输出切换控制模块106；当配置专用通道接脚CC1或CC2的其中之一为高电位时，反互斥或逻辑门XNOR_gate输出低电位的电源控制信号PCS至输出切换控制模块106。
在一实施例中，本发明实施例的输出切换控制模块106包含一开关单元SU用来根据电源控制信号PCS以导通或切断主机板MB的5V待机电源P5V_STBY至通用串行总线连接器102。在一实施例中，开关单元SU可包含一第一开关元件SW_1、一第二开关元件SW_2以及一第三开关元件SW_3。第一开关元件SW_1用来根据来自装置侦测模块104的电源控制信号PCS被导通或关断。第二开关元件SW_2以及第三开关元件SW_3耦接于第一开关元件SW_1，于第一开关元件SW_1被导通时，导通或关断主机板MB的5V待机电源P5V_STBY至通用串行总线连接器102。
请参考图4，图4为本发明实施例的输出切换控制模块106的电路示意图。在此例中，第一开关元件SW_1、第二开关元件SW_2以及第三开关元件SW_3都为金属氧化物半导体场效晶体管(金属氧化物半导体场效晶体管，MOSFET)，并且第一开关元件SW_1为一N型MOSFET，第二开关元件SW_2及第三开关元件SW_3为P型MOSFET。
第一开关元件SW_1的一栅极G用来接收来自装置侦测模块104的电源控制信号PCS，当电源控制信号PCS为高电位时(即电子装置10的通用串行总线连接器102未连接任何装置或者接上USB随身硬盘时)，第一开关元件SW_1被导通，主机板MB的5V待机电源P5V_STBY通过第二开关元件SW_2的一内接二极管BD流至第二开关元件SW_2的一源极S。此时，由于第一开关元件SW_1被导通，第二开关元件SW_2以及第三开关元件SW_3的一栅极G都为2.5V，第三开关元件SW_3的电压Vgs为-2.5V，第三开关元件SW_3被导通，因此主机板MB的5V待机电源P5V_STBY流入通用串行总线连接器102。
请参考图5，图5为本发明实施例的输出切换控制模块106的第一开关元件SW_1不导通时的电路示意图。当电源控制信号PCS为低电位时(即电子装置10的通用串行总线连接器102接上笔记型计算机时)，第一开关元件SW_1不导通，第二开关元件SW_2的栅极、第三开关元件SW_3的栅极都为5V，第三开关元件SW_3的电压Vgs为0V，第三开关元件SW_3不导通，因此主机板MB的5V待机电源P5V_STBY不会流入通用串行总线连接器102，而通用串行总线连接器102的5V电压由笔记型计算机供应。
如此一来，本发明实施例的电子装置10即可切换通用串行总线连接器102的供电来源以避免通用串行总线连接器102同时接收到两种不同电源的情形。
请参考图6，图6为本发明实施例的一电子系统60的示意图。电子系统60包含一中央处理器CPU、一平台路径控制器(Platform Controller Hub，PCH)以及电子装置10，其中电子系统60可通过平台路径控制器PCH提供设置电子装置10的主机板MB的电源，以提供至通用串行总线连接器102。
上述移电子装置10的切换主机板的供电方式可归纳为一切换供电方法70，如图7所示。切换供电方法70的步骤包含有：
步骤702：开始。
步骤704：根据通用串行总线连接器102的电压电平，决定电源控制信号PCS；
步骤706：根据电源控制信号PCS，决定是否切断由主机板MB提供5V待机电源P5V_STBY至通用串行总线连接器102；
步骤708：结束。
关于供电方法70的运作流程，请参考上述电子装置10的实施例，在此不再赘述。
值得注意的是，上述实施例描述本发明的概念，本领域的技术人员可以相应地作出适当修改并且不限于此，举例而言，实现装置侦测模块以及输出切换控制模块的电路、用来判断配置专用通道接脚的电压电平的阈值，以及开关单元内的开关元件的配置方式及数量，都不以上述范例为限制，而可根据使用者或系统的需求以进行调整，都属本发明的范畴。
综上所述，本发明实施例提供一种电子装置、切换供电方法及其相关电子系统，以切换通用串行总线连接器的供电来源，进而避免通用串行总线连接器同时接收到两种不同电源的情形。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种电子装置，用于切换主机板的待机电源，包含有：
通用串行总线连接器，电连接于该主机板，用来连接外接装置；
装置侦测模块，耦接于该通用串行总线连接器，用来根据该通用串行总线连接器的电压电平，决定电源控制信号；以及
输出切换控制模块，耦接于该装置侦测模块及该通用串行总线连接器，用来根据该电源控制信号，决定是否切断由该主机板提供该待机电源至该通用串行总线连接器。
2.如权利要求1所述的电子装置，其中该装置侦测模块根据该通用串行总线连接器的多个配置专用通道(configuration pin)接脚的电压电平，决定该电源控制信号。
3.如权利要求2所述的电子装置，其中当耦接于该通用串行总线连接器的该外接装置为存储装置，或该通用串行总线连接器未接上任何装置时，该多个配置专用通道接脚的其中之一的电压电平为零，使得该装置侦测模块据以决定该电源控制信号，以输出该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
4.如权利要求2所述的电子装置，其中当耦接于该通用串行总线连接器的该外接装置为供电装置时，该多个配置专用通道接脚的其中之一的电压电平受到该通用串行总线连接器的总线电压(VBUS)影响而上升，使得该装置侦测模块据以决定该电源控制信号，以切断该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
5.如权利要求1所述的电子装置，其中该输出切换控制模块包含有：
开关单元，用来根据该电源控制信号以导通或切断该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
6.如权利要求5所述的电子装置，其中该开关单元包含至少一开关元件。
7.一种切换供电方法，用于电子装置的主机板，其中该电子装置包含有通用串行总线连接器、装置侦测模块以及输出切换控制模块，其中该切换供电方法包含有：
根据该通用串行总线连接器的电压电平，决定电源控制信号；以及
根据该电源控制信号，决定是否切断由该主机板提供该待机电源至该通用串行总线连接器。
8.如权利要求7所述的切换供电方法，其中该装置侦测模块根据该通用串行总线连接器的多个配置专用通道(configuration pin)接脚的电压电平，决定该电源控制信号。
9.如权利要求8所述的切换供电方法，其中当耦接于该通用串行总线连接器的该外接装置为存储装置，或该通用串行总线连接器未接上任何装置时，该多个配置专用通道接脚的其中之一的电压电平为零，使得该装置侦测模块据以决定该电源控制信号，以输出该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
10.如权利要求8所述的切换供电方法，其中当耦接于该通用串行总线连接器的该外接装置为供电装置时，该多个配置专用通道接脚的其中之一的电压电平受到该通用串行总线连接器的总线电压(VBUS)影响而上升，以切断该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
11.如权利要求7所述的切换供电方法，其中该输出切换控制模块包含开关单元用来根据该电源控制信号以导通或切断该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
12.如权利要求11所述的切换供电方法，其中该开关单元包含至少一开关元件。
13.一种电子系统，包含有：
中央处理器；
平台路径控制器(Platform Controller Hub，PCH)，耦接于该中央处理器；以及
主机板，耦接于该平台路径控制器，用来提供待机电源，其包含有：
电子装置，设置于该主机板，用于切换该主机板的该待机电源，其包含有：
通用串行总线连接器，电连接于该主机板，用来连接外接装置；
装置侦测模块，耦接于该通用串行总线连接器，用来根据该通用串行总线连接器的电压电平，决定电源控制信号；以及
输出切换控制模块，耦接于该装置侦测模块及该通用串行总线连接器，用来根据该电源控制信号，决定是否切断由该主机板提供该待机电源至该通用串行总线连接器。
14.如权利要求13所述的电子系统，其中该装置侦测模块根据该通用串行总线连接器的多个配置专用通道(configuration pin)接脚的电压电平，决定该电源控制信号。
15.如权利要求14所述的电子系统，其中当耦接于该通用串行总线连接器的该外接装置为存储装置，或该通用串行总线连接器未接上任何装置时，该多个配置专用通道接脚的其中之一的电压电平为零，使得该装置侦测模块据以决定该电源控制信号，以输出该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
16.如权利要求14所述的电子系统，其中当耦接于该通用串行总线连接器的该外接装置为供电装置时，该多个配置专用通道接脚的其中之一的电压电平受到该通用串行总线连接器的总线电压(VBUS)影响而上升，以切断该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
17.如权利要求13所述的电子系统，其中该输出切换控制模块包含有：
开关单元，用来根据该电源控制信号以导通或切断该主机板的该待机电源至该通用串行总线连接器。
18.如权利要求17所述的电子系统，其中该开关单元包含有至少一开关元件。
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