CN116545045A - 受电装置及供电路径的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了受电装置及供电路径的控制方法，属于电源控制技术领域，其包含经由第一连接器的配置通道接脚侦测第一连接器的外接状态；取得外接在第一连接器上的第一电源转接器的复数额定电压值与其对应的额定电流值；经由第二连接器的直流输入接脚侦测第二连接器的外接状态；取得外接在第二连接器上的第二电源转接器的功率配额；选择复数额定电压值中不大于工作电压值的最大者作为受选额定电压值；计算受选额定电压值的功率配额；及根据二功率配额控制切换电路将电源电路导通至第一连接器和第二连接器中之一的电源接脚。据此，提供了多种不同的外部电源的输入并自动从其中选择具有最佳供电能力的外部电源作为供电电源，以使充电方式多样。

Description

受电装置及供电路径的控制方法
技术领域
本发明涉及电源控制技术领域，尤其涉及一种受电装置及供电路径的控制方法。
背景技术
一般电子装置仅具有单一个直流电源输入端(例如厂商自行设计的直流电源输入端或是通用序列汇流排(Universal Serial Bus，USB)电源输入端)。然而，不同使用者可能具有不同的偏好及习惯，例如某些使用者偏好使用通用序列汇流排电源输入端，另一些使用者偏好使用直流电源输入端。若电子装置仅提供单一种充电方式，可能无法同时满足所有使用者的偏好及习惯。
发明内容
本发明提供了一种受电装置及供电路径的控制方法，以提供多种不同的外部电源的输入并自动从其中选择具有最佳(如，最大)供电能力的外部电源作为供电电源，从而使充电方式多样，进而满足不同使用者的偏好及习惯。
根据本发明的一方面，提供了一种受电装置，包括：
电源电路；
第一连接器，用于外接第一电源转接器；所述第一连接器包括第一电源接脚与配置通道接脚；
第二连接器，用于外接第二电源转接器；所述第二连接器包含第二电源接脚与直流输入接脚；
切换电路，连接于所述电源电路、所述第一电源接脚及所述第二电源接脚，所述切换电路用于将所述电源电路导通至所述第一电源接脚与所述第二电源接脚中之一；及
控制电路，连接于所述电源电路、所述配置通道接脚、所述直流输入接脚及所述切换电路；所述控制电路用于经由所述配置通道接脚侦测所述第一连接器的外接状态，并取得外接在所述第一连接器上的所述第一电源转接器的复数额定电压值与各额定电压值对应的额定电流值，以及用于经由所述直流输入接脚侦测所述第二连接器的外接状态，并取得外接在所述第二连接器上的所述第二电源转接器的功率配额，以及用于选择所述复数额定电压值中不大于工作电压值的最大者作为受选额定电压值，并计算所述受选额定电压值的功率配额，以及用于根据所述第二电源转接器的功率配额与所述受选额定电压值的功率配额，控制所述切换电路的切换。
可选地，所述切换电路在所述控制电路的控制下将所述电源电路导通至所述第一电源转接器与所述第二电源转接器其中具有较大所述功率配额者。
可选地，所述第一连接器包括Type C USB连接器。
可选地，所述控制电路具体用于经由所述配置通道接脚取得外接在所述第一连接器上的所述第一电源转接器的供电电压值，以及用于在所述供电电压值不同于所述受选额定电压值时，经由所述配置通道接脚通知所述第一电源转接器将所述供电电压值设定为所述受选额定电压值。
可选地，所述控制电路根据所述受选额定电压值及其对应的额定电流值，计算所述受选额定电压值的功率配额。
根据本发明的另一方面，提供了一种供电路径的控制方法，包括：
经由第一连接器的配置通道接脚侦测所述第一连接器的外接状态；
取得外接在所述第一连接器上的第一电源转接器的复数额定电压值与各额定电压值对应的额定电流值；
经由第二连接器的直流输入接脚侦测所述第二连接器的外接状态；
取得外接在所述第二连接器上的第二电源转接器的功率配额；
选择所述复数额定电压值中不大于工作电压值的最大者作为受选额定电压值；
计算所述受选额定电压值的功率配额；及
根据所述第二电源转接器的功率配额与所述受选额定电压值的功率配额，控制切换电路的切换，其中所述切换电路用于将电源电路导通至所述第一连接器的第一电源接脚与所述第二连接器的第二电源接脚中之一。
可选地，所述切换电路在受控下将所述电源电路导通至所述第一电源转接器与所述第二电源转接器其中具有较大所述功率配额者。
可选地，所述第一连接器包括一Type C USB连接器。
可选地，还包括：经由所述配置通道接脚取得外接在所述第一连接器上的所述第一电源转接器的供电电压值；及
在所述供电电压值不同于所述受选额定电压值时，经由所述配置通道接脚通知所述第一电源转接器将所述供电电压值设定为所述受选额定电压值。
可选地，所述计算所述受选额定电压值的功率配额包括：
根据所述受选额定电压值及其对应的额定电流值计算所述受选额定电压值的功率配额。
综上所述，本发明任一实施例提供的受电装置或供电路径的控制方法，其可以提供多种不同的外部电源的输入并自动从其中选择具有最佳(如，最大)供电能力的外部电源作为供电电源，以使充电方式多样，进而满足不同使用者的偏好及习惯。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种受电装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种受电装置的外观示意图；
图3是本发明实施例提供的一种供电路径的控制方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种受电装置的结构示意图。
10:受电装置
11:电源电路
12:第一连接器
121:第一电源接脚
122:配置通道接脚
123:正极资料接脚
124:负极资料接脚
13:第二连接器
131:第二电源接脚
132:直流输入接脚
14:切换电路
15:控制电路
16:电池
17:系统电路
22:第一电源转接器
221:第一连接端口
23:第二电源转接器
231:第二连接端口
S200～S208:步骤200～208
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是本发明实施例提供的一种受电装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种受电装置的外观示意图。结合图1与图2，受电装置10包含电源电路11、第一连接器12、第二连接器13、切换电路14及控制电路15。
其中，受电装置10可以是笔记型电脑、桌上型电脑、平板电脑等可以被充电的装置。
电源电路11用以调控受电装置10的充放电。例如，电源电路11用以测量受电装置10的电量、转换输入至受电装置10的电压为受电装置10的各个元件的额定电压、及/或稳定受电装置10的输入电压。其中，电源电路11转换受电装置10的输入电压的方式可以是升压转换及/或降压转换。在一些实施例中，电源电路11可以由电量计(gauge)积体电路、升压电路、降压电路、及/或稳压电路等实现。
第一连接器12适于外接第一电源转接器22。第二连接器13适于外接第二电源转接器23。第一电源转接器22及第二电源转接器23可以是交流转直流的电源转换器(adapter)。于此，第一连接器12与第二连接器13为不同外部介面的连接端口。并且，第一电源转接器22具有匹配第一连接器12的第一连接端口221，而第二电源转接器23具有匹配第二连接器13的第二连接端口231。
当第一连接端口221连接第一连接器12时，可以使受电装置10经由第一连接器12从第一电源转接器22汲取直流电源。当第二连接端口231连接第二连接器13时，可以使受电装置10经由第二连接器13从第二电源转接器23汲取直流电源。也就是说，第一连接器12与第一连接端口221为相互匹配的公头与母头。第二连接器13与第二连接端口231亦为相互匹配的公头与母头。其中，第一连接器12的外部介面可例如为USB-C(Universal Serial BusType-C)。换言之，第一连接器12可以是Type-C USB连接器。第二连接器13的外部介面可例如为直流(Direct Current，DC)或USB 3.0以前的USB介面(如，USB-A、USB-B、Micro-USB或Mini-USB等)。
在一示范例中，第一连接器12与第一连接端口221是支援通用序列汇流排供电(Universal Serial Bus Power Delivery，USB PD)或快充(Quick Charge，QC)等充电技术的USB-C连接端口，而第二连接器13与第二连接端口231是直流接头。举例来说，第一连接端口221是USB-C公头，则第一连接器12是USB-C母头，且USB-C公头及USB-C母头支持同一充电技术(如，USB PD 3.1)。而第二连接端口231是直流公头，则第二连接器13是直流母头。
第一连接器12包含电源接脚(以下称第一电源接脚121)及配置通道(Configuration Channel，CC)接脚122。第一电源接脚121及配置通道接脚122可以由公头或母头中的导电端子实现。其中，第一电源接脚121可例如是供电接脚(VBus)，或是供电接脚(VBus)与接地接脚(GND)。除了第一电源接脚121及配置通道接脚122之外，第一连接器12可依据其所支持的外部介面的定义，还可以具有其他种类的接脚。例如，以第一连接器12为Type-C USB连接器为例，第一连接器12还可以具有正资料接脚(D+)、负资料接脚(D-)、接地接脚(GND)、高速传输接脚(TX与RX)、低速传输接脚(SUB)及电缆供电接脚(Vconn)等。
第二连接器13包含电源接脚(以下称第二电源接脚131)及直流输入接脚132。例如，以第二连接器13为直接接头为例，第二电源接脚131可以由直流接头的电源正极端实现，直流输入接脚132可以由直流接头的电源正极端实现。在另一示范例中，当第二连接器13是USB3.0以前的USB介面的连接端口时，第二连接器13可具有供电接脚(VBus)、接地接脚(GND)、正资料接脚(D+)及负资料接脚(D-)。在此情形下，第二电源接脚131可以由供电接脚与接地接脚实现，直流输入接脚132可以由供电接脚实现。
控制电路15连接电源电路11、配置通道接脚122、直流输入接脚132及切换电路14。在一些实施例中，控制电路15可以由微控制器或系统单晶片实现。
切换电路14连接电源电路11、第一电源接脚121、第二电源接脚131。具体来说，切换电路14连接于电源电路11与第一电源接脚121之间及连接于电源电路11与第二电源接脚131之间。于此，切换电路14具有三传输端(以下称第一端、第二端与第三端)以及一控制端。切换电路14的第一端连接电源电路11、切换电路14的第二端连接第一电源接脚121，以及切换电路14的第三端连接第二电源接脚131。切换电路14的控制端连接控制电路15。于此，切换电路14受控于控制电路15。切换电路14根据控制电路15的控制将电源电路11导通至第一电源接脚121与第二电源接脚131其中一者。当切换电路14将第一端与第二端之间导通时，电源电路11经由切换电路14的第一端与第二端之间的导通路径而电性连接第一电源接脚121。此时，切换电路14将第一端与第三端之间断开(不导通)，进而将电源电路11与第二电源接脚131之间断开(不导通)。此时，电源电路11可以仅汲取来自第一电源转接器22的直流电力(具体来说，如后所述之受选额定电压值的功率配额)。当切换电路14切换成将第一端与第三端之间导通时，电源电路11经由切换电路14的第一端与第三端之间的导通路径而电性连接第二电源接脚131。此时，切换电路14将第一端与第二端之间断开(不导通)，进而将电源电路11与第一电源接脚121之间断开(不导通)。此时，电源电路11可以仅汲取来自第二电源转接器23的直流电力(具体来说，如后所述之第二电源转接器23的功率配额)。在一些实施例中，切换电路14可以由电子开关(例如电晶体)来实现。
图3是本发明实施例提供的一种供电路径的控制方法的流程示意图。结合图1与图3，当第二电源转接器23连接第二连接器13时，控制电路15经由配置通道接脚122侦测第一连接器12的外接状态(步骤S200)，即确认第一连接器12是否与第一电源转接器22连接(步骤S201)。例如，控制电路15接收配置通道接脚122的电压位准，并根据配置通道接脚122的电压位准是否大于第一阈值来判断第一连接器12是否与第一电源转接器22连接。具体来说，第一电源转接器22具有上拉电阻及配置通道端，并且配置通道端连接上拉电阻。第一连接器12具有与配置通道接脚122连接的下拉电阻。当第一连接器12尚未外接第一电源转接器22时，配置通道接脚122被下拉电阻下拉至不大于第一阈值的低电压位准。反之，当第一连接器12外接第一电源转接器22时，配置通道接脚122连接配置通道端，致使配置通道接脚122的电压位准因电性连接上拉电阻而被上拉至大于第一阈值的高电压位准。如此，在控制电路15侦测到配置通道接脚122的电压位准大于第一阈值时，控制电路15即可据以判定第一连接器12已与第一电源转接器22连接。反之，在控制电路15侦测到配置通道接脚122的电压位准不大于预设阈值时，控制电路15则可据以判定第一连接器12尚未与第一电源转接器22连接。
在第一连接器12外接第一电源转接器22之后，控制电路15取得外接在第一连接器12上的第一电源转接器22的复数额定电压值与每个额定电压值对应的一额定电流值(步骤S202)。举例来说，在第一连接器12外接第一电源转接器22之后，控制电路15经由配置通道接脚122接收由第一电源转接器22的配置通道端发出的供电能力讯号。供电能力讯号包含第一电源转接器22的供电选项。供电选项具有复数额定电压值及每个额定电压值对应的额定电流值。其中，每个额定电压值及其对应的额定电流值所形成的组合可以是符合USB充电标准规范。例如，5伏特(V)与3安培(A)、9V与3A、15V与3A、15V与2A、20V与3.5A、28V与5A、36V与5A、48V与5A等。控制电路15透过配置通道接脚122获得供电能力讯号，并对供电能力讯号进行解析，从而获得供电选项中的复数额定电压值及每个额定电压值对应的额定电流值。
在控制电路15获得复数额定电压值及每个额定电压值对应的额定电流值之后，控制电路15选择复数额定电压值中不大于一工作电压值的最大者作为一受选额定电压值(步骤S203)。其中，工作电压值可以是受电装置10运作时所能承受的最大电压值。控制电路15在选出受选额定电压值之后，根据受选额定电压值及其对应的额定电流值来产生一请求供电讯号，并透过配置通道接脚122将请求供电讯号发送给配置通道端。第一电源转接器22透过配置通道端获得请求供电讯号，并响应请求供电讯号，从而以受选额定电压值及其对应的额定电流值来对受电装置10进行供电。
在控制电路15获得受选额定电压值之后，控制电路15计算受选额定电压值的一功率配额(步骤S204)。在一些实施例中，控制电路15是根据受选额定电压值及其对应的额定电流值，计算受选额定电压值的功率配额。具体来说，控制电路15将受选额定电压值及其对应的额定电流值相乘以计算出受选额定电压值的功率配额。
控制电路15还经由直流输入接脚132侦测第二连接器13的外接状态(步骤S205)，即确认第二连接器13是否与第二电源转接器23连接(步骤S206)。例如，控制电路15侦测直流输入接脚132的电压位准以作为外接状态，并根据直流输入接脚132的电压位准是否大于第二阈值来判断第二连接器13是否与第二电源转接器23连接。具体来说，第二连接器13具有与直流输入接脚132连接的下拉电阻。当第二连接器13尚未外接第二电源转接器23时，直流输入接脚132被下拉电阻下拉至不大于第二阈值的低电压位准；当第二连接器13外接第二电源转接器23时，第二电源转接器23的供电电压值上拉直流输入接脚132至大于第二阈值的高电压位准。如此，在直流输入接脚132的电压位准大于第二阈值时，控制电路15即可判断出第二连接器13已与第二电源转接器23连接。在直流输入接脚132的电压位准不大于第二阈值时，控制电路15即可判断出第二连接器13尚未与第二电源转接器23连接。在一些实施例中，第一阈值可以是相同于或是不同于第二阈值。
在第二连接器13外接第二电源转接器23之后，控制电路15取得外接在第二连接器13上的第二电源转接器23的一功率配额(步骤S207)。例如，控制电路15透过直流输入接脚132侦测出第二电源转接器23的供电电压值及供电电流值，并将供电电压值及供电电流值相乘以获得第二电源转接器23的功率配额。
在控制电路15获得受选额定电压值的功率配额及第二电源转接器23的功率配额之后，控制电路15根据第二电源转接器23的功率配额(于此称为第一功率配额)与受选额定电压值的功率配额(于此称为第二功率配额)，控制切换电路14的切换(步骤S208)。在一些实施例中，控制电路15将第一功率配额及第二功率配额进行比较。当第一功率配额大于第二功率配额时，控制电路15控制切换电路14将电源电路11导通至第二电源接脚131，从而将电源电路11导通至第二电源转接器23。当第二功率配额大于第一功率配额时，控制电路15控制切换电路14将电源电路11导通至第一电源接脚121，从而将电源电路11导通至第一电源转接器22。也就是说，切换电路14在控制电路15的控制下，将电源电路11导通至第一电源转接器22与第二电源转接器23其中具有较大功率配额者。
在一些实施例中，控制电路15还用以经由配置通道接脚122取得外接在第一连接器12上的第一电源转接器22的供电电压值(即第一电源转接器22实际提供的电压值)。在第一电源转接器22的供电电压值不同于在步骤S203中选择出的受选额定电压值时，控制电路15经由配置通道接脚122通知第一电源转接器22将供电电压值设定为受选额定电压值。也就是说，控制电路15透过配置通道接脚122发送请求讯号给第一电源转接器22，以使第一电源转接器22响应请求讯号而以受选额定电压值作为实际提供的电压值来对受电装置10进行供电。
图4是本发明实施例提供的另一种受电装置的结构示意图。参照图4，在一些实施例中，受电装置10还包含一电池16及系统电路17。电池16连接电源电路11。系统电路17连接第一连接器12。电池16用以储存电力。换言之，受电装置10中的各个组件除了经由切换电路14而汲取来自第一电源转接器22的电力或是来自第二电源转接器23的电力之外，也可以是汲取来自电池16的电力。系统电路17可以包含周边装置及运算装置。周边装置例如但不限于显示器、音讯装置、通讯介面、或输入输出介面等。运算装置例如但不限于中央处理器、微处理器、或系统单晶片等。系统电路17可以进行一些资料的处理。例如，系统电路17可以透过第一连接器12的正极资料接脚123(D+)及负极资料接脚124(D-)来获得第一电源转接器22所连接的电子装置的资料讯号，并对资料讯号进行分析处理。电子装置例如但不限于USB通讯控制装置(Communications and CDC Control，如网络卡、数据机、串行端口)、人机介面装置(Human Interface Device，如键盘及滑鼠)、物理介面装置(Physical InterfaceDevice，如控制杆)、静止图像捕捉装置(Image，如影像扫描器)、列印装置(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(USBHub)、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，如网络摄影机)、影音介面(Audio/Video(AV)，如电视)、或无线传输装置(Wireless Controller，如蓝牙)等。
综上所述，任一实施例的受电装置或供电路径的控制方法，其可以提供多种不同的外部电源的输入并自动从其中选择具有最佳(如，最大)供电能力的外部电源作为供电电源，以使充电方式多样，进而满足不同使用者的偏好及习惯。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种受电装置，其特征在于，包括：
电源电路；
第一连接器，用于外接第一电源转接器；所述第一连接器包括第一电源接脚与配置通道接脚；
第二连接器，用于外接第二电源转接器；所述第二连接器包含第二电源接脚与直流输入接脚；
切换电路，连接于所述电源电路、所述第一电源接脚及所述第二电源接脚，所述切换电路用于将所述电源电路导通至所述第一电源接脚与所述第二电源接脚中之一；及
控制电路，连接于所述电源电路、所述配置通道接脚、所述直流输入接脚及所述切换电路；所述控制电路用于经由所述配置通道接脚侦测所述第一连接器的外接状态，并取得外接在所述第一连接器上的所述第一电源转接器的复数额定电压值与各额定电压值对应的额定电流值，以及用于经由所述直流输入接脚侦测所述第二连接器的外接状态，并取得外接在所述第二连接器上的所述第二电源转接器的功率配额，以及用于选择所述复数额定电压值中不大于工作电压值的最大者作为受选额定电压值，并计算所述受选额定电压值的功率配额，以及用于根据所述第二电源转接器的功率配额与所述受选额定电压值的功率配额，控制所述切换电路的切换。
2.根据权利要求1所述的受电装置，其特征在于，所述切换电路在所述控制电路的控制下将所述电源电路导通至所述第一电源转接器与所述第二电源转接器其中具有较大所述功率配额者。
3.根据权利要求1所述的受电装置，其特征在于，所述第一连接器包括Type C USB连接器。
4.根据权利要求1所述的受电装置，其特征在于，所述控制电路具体用于经由所述配置通道接脚取得外接在所述第一连接器上的所述第一电源转接器的供电电压值，以及用于在所述供电电压值不同于所述受选额定电压值时，经由所述配置通道接脚通知所述第一电源转接器将所述供电电压值设定为所述受选额定电压值。
5.根据权利要求1所述的受电装置，其特征在于，所述控制电路根据所述受选额定电压值及其对应的额定电流值，计算所述受选额定电压值的功率配额。
6.一种供电路径的控制方法，其特征在于，包括：
经由第一连接器的配置通道接脚侦测所述第一连接器的外接状态；
取得外接在所述第一连接器上的第一电源转接器的复数额定电压值与各额定电压值对应的额定电流值；
经由第二连接器的直流输入接脚侦测所述第二连接器的外接状态；
取得外接在所述第二连接器上的第二电源转接器的功率配额；
选择所述复数额定电压值中不大于工作电压值的最大者作为受选额定电压值；
计算所述受选额定电压值的功率配额；及
根据所述第二电源转接器的功率配额与所述受选额定电压值的功率配额，控制切换电路的切换，其中所述切换电路用于将电源电路导通至所述第一连接器的第一电源接脚与所述第二连接器的第二电源接脚中之一。
7.根据权利要求6所述的供电路径的控制方法，其特征在于，所述切换电路在受控下将所述电源电路导通至所述第一电源转接器与所述第二电源转接器其中具有较大所述功率配额者。
8.根据权利要求6所述的供电路径的控制方法，其特征在于，所述第一连接器包括一Type C USB连接器。
9.根据权利要求6所述的供电路径的控制方法，其特征在于，还包括：
经由所述配置通道接脚取得外接在所述第一连接器上的所述第一电源转接器的供电电压值；及
在所述供电电压值不同于所述受选额定电压值时，经由所述配置通道接脚通知所述第一电源转接器将所述供电电压值设定为所述受选额定电压值。
10.根据权利要求6所述的供电路径的控制方法，其特征在于，所述计算所述受选额定电压值的功率配额包括：
根据所述受选额定电压值及其对应的额定电流值计算所述受选额定电压值的功率配额。
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