CN117937186A - 扩展坞 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种扩展坞，包括上行接口、供电信号控制器、传输控制器、电源接口、电源控制器、下行接口以及微控制器。供电信号根据上行接口和上位机的第一连接状态，检测上位机和供电信号控制器的通讯状态。传输控制器根据第一连接状态，选择性传输上位机的数据信号。电源控制器检测外部电源和电源接口的第二连接状态。下行接口输出数据信号至下位机。微控制器根据通讯状态以及第二连接状态，控制电源控制器选择上位机供电至下位机，或控制电源控制器选择外部电源对上位机及下位机的其中至少一者充电。透过前述配置，选择由上位机或外部电源供电至下位机及选择性传输数据信号至下位机，达到数据传输和充电的功能。

Description

扩展坞

技术领域

本申请关于电子电路技术领域，特别是一种扩展坞。

背景技术

雷电协议是英特尔推出的接口协议，属于雷电协议的接口为雷电接口，雷电接口的物理接口类型为Type-C接口。雷电接口可支援数据传输、影像传输以及双向充电等功能，最新的雷电接口能支持40Gbps带宽速率与100W快充等功能。鉴于前述雷电接口的优点，越来越多消费性电子产品搭载雷电接口。

然而，因雷电接口的制造成本较高，雷电接口的普及率仍不高，且现有的消费性电子产品所搭载的Type-C接口数量较少。在实际的使用场景中，一台消费性电子产品所具备的Type-C接口的数量难以满足使用需求，需要对Type-C接口进行扩展，将一个Type-C接口扩展为多个Type-C接口进行使用。

发明内容

根据前述，本申请提供一种扩展坞，解决消费性电子产品的Type-C接口无法满足使用需求的问题。

基于上述目的，本申请提供一种扩展坞，包括上行接口、供电信号控制器、传输控制器、电源接口、电源控制器、下行接口以及微控制器。上行接口用于连接上位机。供电信号控制器连接上行接口，并检测上行接口和上位机的第一连接状态。传输控制器连接上行接口，并根据第一连接状态，选择性传输上位机的数据信号。电源接口用于连接外部电源。电源控制器连接电源接口以及上行接口，并检测外部电源和电源接口的第二连接状态。下行接口连接供电信号控制器、传输控制器、电源控制器以及下位机，并输出数据信号至下位机。微控制器连接供电信号控制器以及电源控制器，并根据第一连接状态和第二连接状态，控制电源控制器选择上位机供电至下位机，或控制电源控制器选择外部电源对上位机及下位机的其中至少一者充电。

在本申请的实施例中，当扩展坞处于第一工作模式时，第一连接状态为上行接口连接上位机，第二连接状态为外部电源不连接电源接口。传输控制器传输数据信号至下行接口，下行接口输出数据信号至下位机，微控制器控制电源控制器选择上位机作为供电来源，上位机供电至下位机。

在本申请的实施例中，当扩展坞处于第一工作模式，但第二连接状态变更为外部电源连接电源接口时，微控制器传送变更后第二连接状态至供电信号控制器，供电信号控制器对上位机及下位机进行最大电压输出检测。供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应上位机及下位机的第一充电需求以及第二充电需求至微控制器。微控制器传送第一充电需求以及第二充电需求至电源控制器。电源控制器改变供电来源为外部电源，并根据第一充电需求以及第二充电需求供电至上位机及下位机。

在本申请的实施例中，当扩展坞处于第二工作模式时，第一连接状态为上行接口连接上位机，第二连接状态为外部电源连接电源接口。传输控制器传输数据信号至下行接口，下行接口输出数据信号至下位机。微控制器控制电源控制器选择外部电源作为供电来源，并传输第二连接状态至供电信号控制器。供电信号控制器对上位机及下位机进行最大电压输出检测，供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应上位机及下位机的第一充电需求以及第二充电需求至微控制器。微控制器控制电源控制器根据第一充电需求以及第二充电需求，供电至上位机及下位机。

在本申请的实施例中，电源控制器包括交变电路以及控制芯片。外部电源为交流电，交变电路转换交流电为直流电。控制芯片根据第一充电需求以及第二充电需求分配直流电，以供电至上位机及下位机。

在本申请的实施例中，当扩展坞处于第二工作模式，但第一连接状态变更为上行接口不连接上位机时，供电信号控制器传送变更后第一连接状态至微控制器，微控制器控制电源控制器与上行接口断开。下行接口不输出数据信号至下位机。

在本申请的实施例中，当扩展坞处于第二工作模式，但第二连接状态变更为外部电源不连接电源接口时，电源控制器传送变更后第二连接状态至微控制器，微控制器控制电源控制器变更供电来源为上位机，并从供电信号控制器取得第二充电需求。微控制器控制电源控制器根据第二充电需求，从上位机供电至下位机。

在本申请的实施例中，当扩展坞处于第三工作模式时，第一连接状态为上行接口不连接上位机，第二连接状态为外部电源连接电源接口。微控制器控制电源控制器选择外部电源作为供电来源，并传输第二连接状态至供电信号控制器。供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应下位机的第二充电需求至微控制器，微控制器控制电源控制器根据第二充电需求，供电至下位机。

在本申请的实施例中，电源控制器包括交变电路以及控制芯片。外部电源为交流电，交变电路转换交流电为直流电。控制芯片根据第三充电需求分配直流电，以供电至下位机。

在本申请的实施例中，当扩展坞处于第三工作模式，但第一连接状态变更为上行接口连接上位机时，供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应上位机的第一充电需求至微控制器，并传送变更后第一连接状态至微控制器。微控制器控制电源控制器根据第一充电需求，供电至上位机。传输控制器传输数据信号至下行接口，下行接口输出数据信号至下位机。

在本申请的实施例中，当第一连接状态为上行接口连接上位机时，供电信号控制器产生及传输第一配置通道信号至微控制器，并转换第一配置通道信号为第二配置通道信号，且传输第二配置通道信号至下位机。

综上所述，本申请的扩展坞，根据上行机和供电信号控制器的连接状态以及电源和电源接口的连接状态，选择由上位机或外部电源供电至下位机及选择性传输数据信号至下位机，达到数据传输和充电的功能。此外，透过电源控制器和供电信号控制器的搭配，满足上位机和下位机的高功率输出的需求。

另外，在本申请的扩展坞，也能根据下位机的传输的需求，转换上位机的配置通道信号为对应下位机的配置通道信号。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请较佳的实施例并配合附图对本申请进行详细说明。

附图说明

图1A为根据本申请一实施例绘示扩展坞的外部配置图。

图1B为根据本申请一实施例绘示扩展坞的内部配置图。

图2为根据本申请另一实施例绘示扩展坞的配置图。

图3A为根据本申请一实施例绘示扩展坞在第一工作模式时的示意图。

图3B为根据本申请一实施例绘示扩展坞在第二工作模式时的示意图。

图3C为根据本申请一实施例绘示扩展坞在第三工作模式时的示意图。

图4A及图4B为根据本申请一实施例绘示微控制器的作动流程图。

附图标记说明：

1A、1B：扩展坞

10：供电信号控制器

20：传输控制器

30：电源控制器

40：微控制器

C1：外部电源

D1：上位机

D2：下位机

G1：插座

P1：上行接口

P2：下行接口

P3：电源接口

S11～S18：步骤

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所公开的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于包覆不排他的包含，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他步骤或单元。

请参阅图1A，其为根据本申请一实施例绘示扩展坞的外部配置图。如图1A所示，在扩展坞1A的外部配置中，扩展坞1A包括上行接口P1、下行接口P2以及电源接口P3。上行接口P1用于连接上位机D1。下行接口P2连接下位机D2。电源接口P3用于连接外部电源。

上行接口P1为用于连接上位机D1的Type-C接口；在本实施例中，上行接口P1为外置的Type-C接头。外置的Type-C接头透过上位机D1的Type-C的插孔与上位机D1连接或不与上位机D1连接，上位机D1可例如为电脑或平板电脑。例如，上位机D1为电脑，当外置的Type-C接头插入电脑的Type-C的插孔时，上行接口P1连接电脑；当外置的Type-C接头未插入电脑的Type-C的插孔时，上行接口P1未连接电脑。

下行接口P2为用于连接下位机D2的Type-C接口；在本实施例中，下行接口P2为内置的Type-C插孔。内置的Type-C插孔透过Type-C传输线与下位机D2连接或不与下位机D2连接，下位机D2可例如为手机或U盘。举例来说，下位机D2为手机，当Type-C传输线连接内置的Type-C插孔和手机的Type-C插孔时，下行接口P2连接手机；当Type-C传输线未连接内置的Type-C插孔和手机的Type-C插孔时，下行接口P2未连接手机。举例来说，下位机D2的数目为4个，下行接口P2的数目为四个，当然可根据下位机D2的数目而调整下行接口P2的数目，而并未限制于本申请所列举的范围。

电源接口P3为接收外部电源C1的电源输入端口；在本实施例中，电源接口P3为内置的220V交流电的插头。内置的220V交流电的插头透过插座G1(如图3B和图3C所示)与外部电源C1连接或不与外部电源C1连接。举例来说，外部电源C1为220V交流电(即市电)，当内置的220V交流电的插头与插座G1连接时，电源接口P3取得220V交流电；当内置的220V交流电的插头不与插座G1连接时，电源接口P3未取得220V交流电。

请参阅图1B，为根据本申请一实施例绘示扩展坞的内部配置图。如图1B所示，在扩展坞1A的内部配置中，扩展坞1A包括供电信号控制器10、传输控制器20、电源控制器30以及微控制器40。供电信号控制器10连接上行接口P1，并检测上行接口P1和上位机D1的第一连接状态。传输控制器20连接上行接口P1，并根据第一连接状态，选择性传输上位机D1的数据信号。电源控制器30连接电源接口P3以及上行接口P1，并检测外部电源C1和电源接口P3的第二连接状态。下行接口P2连接供电信号控制器10、传输控制器20、电源控制器30，并输出数据信号至下位机D2。微控制器40连接供电信号控制器10以及电源控制器30，并根据第一连接状态和第二连接状态，控制电源控制器30选择上位机D1供电至下位机D2，或控制电源控制器30选择外部电源C1对上位机D1及下位机D2的其中至少一者充电。

在本实施例中，电源控制器30包括交变电路以及控制芯片。外部电源为220V交流电，交变电路转换220V交流电为直流电。控制芯片的功能将于对应图3A至图3C的段落说明

需要说明的是，第一连接状态指示上行接口P1是否连接上位机D1，上位机D1是否与供电信号控制器10进行沟通的状态为通讯状态。由于供电信号控制器10连接上行接口P1，因此当第一连接状态为上行接口P1连接上位机D1时，通讯状态为上位机D1与供电信号控制器10进行沟通；当第一连接状态为上行接口P1不连接上位机D1时，通讯状态为上位机D1未与供电信号控制器10进行沟通；换句话说，第一连接状态关联于通讯状态。第二连接状态指示外部电源C1是否连接电源接口P3，第二连接状态影响电源控制器30选择外部电源C1或上位机D1作为供电来源。当第二连接状态为外部电源C1连接电源接口P3时，微控制器40控制电源控制器30选择外部电源C1作为供电来源；当第二连接状态为外部电源C1不连接电源接口P3时，微控制器40控制电源控制器30选择上位机D1作为供电来源。

当上行接口P1连接上位机D1，且外部电源C1不连接电源接口P3时，扩展坞1A处于第一工作模式，上位机D1与供电信号控制器10进行沟通，微控制器40控制电源控制器30选择上位机D1作为供电来源。当上行接口P1连接上位机D1，且外部电源C1连接电源接口P3时，扩展坞1A处于第二工作模式，上位机D1与供电信号控制器10进行沟通，微控制器40控制电源控制器30选择外部电源C1作为供电来源。当上行接口P1不连接上位机D1，且外部电源C1连接电源接口P3时，扩展坞1A处于第三工作模式，上位机D1未与供电信号控制器10进行沟通，微控制器40控制电源控制器30选择外部电源C1作为供电来源。第一工作模式、第二工作模式以及第三工作模式的作动将于对应图3A至图3C的段落说明。

请参阅图2，其为根据本申请另一实施例绘示扩展坞的配置图。如图2所示，在扩展坞1B的外部配置中，扩展坞1B包括上行接口P1、下行接口P2以及电源接口P3，上行接口P1、下行接口P2以及电源接口P3的功能已于对应图1A实施例中说明。但扩展坞1B与扩展坞1A仍有差异之处，差异之处：上行接口P1为内置的Type-C插孔，电源接口P3为具备电源线的220V交流电的插头。

请参阅图3A，其为根据本申请一实施例绘示扩展坞在第一工作模式时的示意图。如图3A所示，并搭配图1A和图1B，当扩展坞1A处于第一工作模式时，第一连接状态为上行接口P1连接上位机D1，第二连接状态为外部电源C1不连接电源接口P3，通讯状态为上位机D1与供电信号控制器10进行沟通。

供电信号控制器10检测到上行接口P1和上位机D1的配置通道引脚(configuration channel pin，CC pin)的连接，并与上位机D1进行沟通，供电信号控制器10的协议芯片产生对应上位机D1的第一配置通道信号。接着，供电信号控制器10的协议芯片根据四个下位机D2的传输需求，转换第一配置通道信号为对应四个上位机D1的四个第二配置通道信号，进而建立上位机D1分别和四个下位机D2的四个通讯通道，四个通讯通道为上位机D1分别和四个下位机D2进行沟通的通道。传输控制器20从供电信号控制器10取得四个下位机D2的传输需求，并传输四个下位机D2的传输需求至上位机D1。上位机D1传输数据信号至传输控制器20，传输控制器20分别传输数据信号至四个下行接口P2，四个下行接口P2输出四个数据信号至四个下位机D2。

电源控制器30检测到外部电源C1未与电源接口P3连接，并传送此时的第二连接状态至微控制器40，微控制器40根据第二连接状态控制电源控制器30选择上位机D1作为供电来源。供电信号控制器10的协议芯片透过供电协议取得上位机D1的电量，并根据上位机D1的电量确认上位机D1是否有多余电量供电。供电信号控制器10的协议芯片透过供电协议取得对应四个下位机D2的四个电能需求，每个电能需求可例如为指示对应一个下位机D2的一个下行接口P2的最大输出功率为5W，供电信号控制器10确认上位机D1有多余电量供电，当上位机D1的多余电量满足四个下位机D2的四个电能需求时，供电信号控制器10传送对应四个下位机D2的四个电能需求至微控制器40。微控制器40控制电源控制器30从上位机D1取得电能，并控制电源控制器30的控制芯片根据四个电能需求分配电能至四个下行接口P2，四个下行接口P2分别输出相应的电能至四个下位机D2。

当扩展坞1A处于第一工作模式，但外部电源C1连接电源接口P3时，电源控制器30检测到外部电源C1接入电源接口P3，并变更第二连接状态为外部电源C1连接电源接口P3，电源控制器30传送变更后第二连接状态至微控制器40。微控制器40传送变更后第二连接状态至供电信号控制器10，供电信号控制器10的协议芯片对上位机D1及四个下位机D2进行最大电压输出检测，并透过供电(power delivery，PD)协议取得及传送对应上位机D1的第一充电需求以及对应四个下位机D2的四个第二充电需求至微控制器40。微控制器40传输第一充电需求以及四个第二充电需求至电源控制器30，电源控制器30的控制芯片改变供电来源为外部电源C1，电源控制器30的交变电路转换220V交流电为直流电，电源控制器30的控制芯片根据第一充电需求以及四个第二充电需求分配直流电至上行接口P1以及四个，以供电至上位机D1和四个下位机D2。

请参阅图3B，其为根据本申请一实施例绘示扩展坞在第二工作模式时的示意图。如图3B所示，并搭配图1A和图1B，当扩展坞1A处于第二工作模式时，第一连接状态为上行接口P1连接上位机D1，第二连接状态为外部电源C1透过插座G1连接电源接口P3，通讯状态为上位机D1与供电信号控制器10进行沟通。其中，第二工作模式的第一连接状态与通讯状态与图3A所示的第一工作模式的第一连接状态与通讯状态类似，于此不再重复叙述。

电源控制器30检测到外部电源C1与电源接口P3连接，并传送此时的第二连接状态至微控制器40，微控制器40根据第二连接状态控制电源控制器30选择外部电源C1作为供电来源。微控制器40传送第二连接状态至供电信号控制器10，供电信号控制器10的协议芯片对上位机D1及四个下位机D2进行最大电压输出检测，并透过供电协议取得及传送对应上位机D1的第一充电需求以及对应四个下位机D2的四个第二充电需求至微控制器40；其中，第一充电需求可例如为对应上位机D1的上行接口P1的最大提供功率为140W，每个第二充电需求可例如为对应一个下位机D2的一个下行接口P2的最大提供功率为60W。微控制器40控制电源控制器30从外部电源C1取得交流电，电源控制器30的交变电路把交流电转换成直流电，微控制器40控制电源控制器30控制芯片根据第一充电需求以及四个第二充电需求，分配直流电至上行接口P1和四个下行接口P2，上行接口P1和四个下行接口P2分别输出相应的电能至上位机D1及四个下位机D2。

当扩展坞1A处于第二工作模式，但断开上行接口P1和上位机D1的连接时，供电信号控制器10检测到上位机D1和上行接口P1的断开，并变更第一连接状态为上行接口P1不连接上位机D1，供电信号控制器10传送变更后第一连接状态至微控制器40。微控制器40控制电源控制器30将上行接口P1的供电输出断开，并保持四个下行接口P2的电能输出。由于上位机D1和上行接口P1的断开，上位机D1和传输控制器20之间的数据信号传输停止，而四个下行接口P2也不输出四个数据信号至四个下位机D2。

当扩展坞1A处于第二工作模式，但断开外部电源C1和电源接口P3的连接时，电源控制器30检测到外部电源C1与电源接口P3的断开，并变更第二连接状态为外部电源C1不连接电源接口P3，电源控制器30传送变更后第二连接状态至微控制器40。微控制器40控制电源控制器30将电源接口P3的供电断开，并传送连接变更指示至供电信号控制器10，供电信号控制器10重新与对应上位机D1的上行接口P1建立连接。供电信号控制器10的协议芯片，透过供电协议取得对应四个下位机D2的四个第二充电需求，并确认上位机D1有多余电量供电，当上位机D1的多余电量满足四个下位机D2的四个第二充电需求时，供电信号控制器10传输四个第二充电需求至微控制器40。微控制器40控制电源控制器30变更供电来源为上位机D1及从上位机D1取得电能，并控制电源控制器30的控制芯片根据四个第二充电需求分配电能至四个下行接口P2，四个下行接口P2分别输出相应的电能至四个下位机D2。

请参阅图3C，其为根据本申请一实施例绘示扩展坞在第三工作模式时的示意图。如图3C所示，并搭配图1A和图1B，当扩展坞1A处于第三工作模式时，第一连接状态为上行接口P1不连接上位机D1，第二连接状态为外部电源C1透过插座G1连接电源接口P3，通讯状态为上位机D1不与供电信号控制器10进行沟通。

电源控制器30检测到外部电源C1与电源接口P3连接，并传送此时的第二连接状态至微控制器40，微控制器40根据第二连接状态控制电源控制器30选择外部电源C1作为供电来源。供电信号控制器10检测到四个下位机D2接入四个下行接口P2的第三连接状态，并传送第三连接状态至微控制器40，微控制器40传送第二连接状态至供电信号控制器10。供电信号控制器10的协议芯片，透过供电协议，取得及传送对应四个下位机D2的第二充电需求至微控制器40。电源控制器30从外部电源C1取得交流电，电源控制器30的交变电路把交流电转换成直流电，微控制器40控制电源控制器30的控制芯片根据四个第二充电需求分配直流电至四个下行接口P2，四个下行接口P2分别输出相应的电能至四个下位机D2，即四个下位机D2处于充电状态。由于上位机D1与上行接口P1并未连接，上位机D1并未传输数据信号至传输控制器20，而四个下行接口P2也不输出四个数据信号至四个下位机D2。

当扩展坞1A处于第三工作模式，但上行接口P1连接上位机D1时，供电信号控制器10检测到上行接口P1连接上位机D1，并变更第一连接状态为上行接口P1连接上位机D1，供电信号控制器10传送变更后第一连接状态至微控制器40；此时，供电信号控制器10的协议芯片，透过供电协议，取得及传送对应上位机D1的第一充电需求至微控制器40。微控制器40控制电源控制器30的控制芯片根据第一充电需求，从外部电源C1取得及传送符合第一充电需求的电能至上位机D1。

由于上行接口P1和上位机D1的连接，供电信号控制器10的协议芯片与上位机D1进行沟通，并产生对应上位机D1的第一配置通道信号。接着，供电信号控制器10的协议芯片根据四个下位机D2的传输需求，转换第一配置通道信号为对应四个上位机D1的四个第二配置通道信号，进而建立上位机D1分别和四个下位机D2的四个通讯通道。传输控制器20从供电信号控制器10取得四个下位机D2的传输需求，并传输四个下位机D2的传输需求至上位机D1。上位机D1传输数据信号至传输控制器20，传输控制器20分别传输数据信号至四个下行接口P2，四个下行接口P2输出四个数据信号至四个下位机D2。

请参阅图4A以及图4B，其为根据本申请一实施例绘示微控制器的作动流程图。以图1A以及图1B所示的扩展坞1A为例，结合图4A以及图4B说明微控制器40根据上位机D1的连接状态、外部电源C1的连接状态以及下位机D2是否包含数据连接所进行的作动如下。

步骤S11：是否连接上位机D1。具体而言，供电信号控制器10检测上行接口P1是否连接上位机D1，并传送上行接口P1和上位机D1的第一连接状态至微控制器40，微控制器40根据第一连接状态，判断上位机D1是否连接上行接口P1。

当判断上位机D1连接上行接口P1时，微控制器40接续进行步骤S12；当判断上位机D1并未连接上行接口P1时，微控制器40接续进行步骤S13。

步骤S12：取得对应下位机D2的第二充电需求，微控制器40控制电源控制器30根据第二充电需求，从外部电源C1供电至下位机D2。具体而言，供电信号控制器10的协议芯片，透过供电协议，取得及传送对应四个下位机D2的四个第二充电需求至微控制器40。此时，外部电源C1连接电源接口P3，电源控制器30的交变电路把交流电转换成直流电，微控制器40控制电源控制器30的控制芯片根据四个第二充电需求分配直流电至四个下行接口P2，四个下行接口P2分别输出相应的电能至四个下位机D2。

步骤S13：是否连接外部电源C1。具体而言，电源控制器30检测到外部电源C1是否连接电源接口P3，并传送外部电源C1和电源接口P3的第二连接状态至微控制器40，微控制器40根据第二连接状态，判断外部电源C1是否连接电源接口P3。

当判断外部电源C1连接电源接口P3时，微控制器40接续进行步骤S15；当判断外部电源C1并未连接电源接口P3时，微控制器40接续进行步骤S14。

步骤S14：取得对应下位机D2的第二充电需求，微控制器40控制电源控制器30根据第二充电需求，从上位机D1供电至下位机D2。具体而言，供电信号控制器10的协议芯片透过供电协议取得对应四个下位机D2的四个第二充电需求，并确认上位机D1有多余电量供电，当上位机D1的多余电量满足四个下位机D2的四个第二充电需求时，供电信号控制器10传输四个第二充电需求至微控制器4。微控制器40控制电源控制器30从上位机D1取得电能，并控制电源控制器30的控制芯片根据四个第二充电需求分配电能至四个下行接口P2，四个下行接口P2分别输出相应的电能至四个下位机D2。

步骤S15：取得对应上位机D1及下位机D2的第一充电需求以及第二充电需求，微控制器40控制电源控制器30根据第一充电需求以及第二充电需求，从外部电源C1供电至上位机D1及下位机D2。具体而言，供电信号控制器10的协议芯片透过供电协议，取得及传送对应上位机D1的第一充电需求以及对应四个下位机D2的四个第二充电需求至微控制器40。微控制器40控制电源控制器30从外部电源C1取得交流电，电源控制器30的交变电路把交流电转换成直流电，微控制器40控制电源控制器30的控制芯片根据第一充电需求以及四个第二充电需求，分配直流电至上行接口P1和四个下行接口P2，上行接口P1和四个下行接口P2分别输出相应的电能至上位机D1及四个下位机D2。

步骤S16：下位机是否包含数据连接。具体而言，供电信号控制器10的协议芯片确认每个下位机D2是否有数据信号的传输需求，并据此产生确认结果至微控制器40。

当确认结果为下位机D2有数据信号的传输需求时，微控制器40接续执行步骤S17；当确认结果为下位机D2无数据信号的传输需求时，微控制器40接续执行步骤S18。

步骤S17：根据数位通讯协议进行数据传输。具体而言，微控制器40透过供电信号控制器1传送四个下位机D2的四个传输需求至传输控制器20，传输控制器20传输四个下位机D2的传输需求至上位机D1。上位机D1根据数位通讯协议传输数据信号至传输控制器20，传输控制器20分别传输数据信号至四个下行接口P2，四个下行接口P2根据数位通讯协议输出四个数据信号至四个下位机D2。

步骤S18：仅根据第二充电需求，供电至下位机。具体而言，由于每个下位机D2并无数据信号的传输需求，微控制器40仍控制电源控制器30的控制芯片，根据四个第二充电需求供电至四个下位机D2。

综上所述，本申请的扩展坞，根据上行机和供电信号控制器的连接状态以及电源和电源接口的连接状态，选择由上位机或外部电源供电至下位机及选择性传输数据信号至下位机，达到数据传输和充电的功能。此外，透过电源控制器和供电信号控制器的搭配，满足上位机和下位机的高功率输出的需求。

另外，在本申请的扩展坞，也能根据下位机的传输的需求，转换上位机的配置通道信号为对应下位机的配置通道信号。

Claims (11)

1.一种扩展坞，其特征在于，包括：

上行接口，用于连接上位机；

供电信号控制器，连接所述上行接口，并检测所述上行接口和所述上位机的第一连接状态；

传输控制器，连接所述上行接口，并根据所述第一连接状态，选择性传输所述上位机的数据信号；

电源接口，用于连接外部电源；

电源控制器，连接所述电源接口以及所述上行接口，并检测所述外部电源和所述电源接口的第二连接状态；

下行接口，连接所述供电信号控制器、所述传输控制器、所述电源控制器以及下位机，并输出所述数据信号至所述下位机；以及

微控制器，连接所述供电信号控制器以及所述电源控制器，并根据所述第一连接状态和所述第二连接状态，控制所述电源控制器选择所述上位机供电至所述下位机，或控制所述电源控制器选择所述外部电源对所述上位机及所述下位99机的其中至少一者充电。

2.如权利要求1所述的扩展坞，其特征在于，当所述扩展坞处于第一工作模式时，所述第一连接状态为所述上行接口连接所述上位机，所述第二连接状态为所述外部电源不连接所述电源接口，所述传输控制器传输所述数据信号至所述下行接口，所述下行接口输出所述数据信号至所述下位机，所述微控制器控制所述电源控制器选择所述上位机作为供电来源，所述上位机供电至所述下位机。

3.如权利要求2所述的扩展坞，其特征在于，当所述扩展坞处于所述第一工作模式，但所述第二连接状态变更为所述外部电源连接所述电源接口时，所述微控制器传送变更后所述第二连接状态至所述供电信号控制器，所述供电信号控制器对所述上位机及所述下位机进行最大电压输出检测，所述供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应所述上位机及所述下位机的第一充电需求以及第二充电需求至所述微控制器，所述微控制器传送所述第一充电需求以及所述第二充电需求至所述电源控制器，所述电源控制器改变所述供电来源为所述外部电源，并根据所述第一充电需求以及所述第二充电需求供电至所述上位机及所述下位机。

4.如权利要求1所述的扩展坞，其特征在于，当所述扩展坞处于第二工作模式时，所述第一连接状态为所述上行接口连接所述上位机，所述第二连接状态为所述外部电源连接所述电源接口，所述传输控制器传输所述数据信号至所述下行接口，所述下行接口输出所述数据信号至所述下位机，所述微控制器控制所述电源控制器选择所述外部电源作为供电来源，并传输所述第二连接状态至所述供电信号控制器，所述供电信号控制器对所述上位机及所述下位机进行最大电压输出检测，所述供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应所述上位机及所述下位机的第一充电需求以及第二充电需求至所述微控制器，所述微控制器控制所述电源控制器根据所述第一充电需求以及所述第二充电需求，供电至所述上位机及所述下位机。

5.如权利要求4所述的扩展坞，其特征在于，所述电源控制器包括交变电路以及控制芯片，所述外部电源为交流电，所述交变电路转换所述交流电为直流电，所述控制芯片根据所述第一充电需求以及所述第二充电需求分配所述直流电，以供电至所述上位机及所述下位机。

6.如权利要求4所述的扩展坞，其特征在于，当所述扩展坞处于第二工作模式，但所述第一连接状态变更为所述上行接口不连接所述上位机时，所述供电信号控制器传送变更后所述第一连接状态至所述微控制器，所述微控制器控制所述电源控制器与所述上行接口断开，所述下行接口不输出所述数据信号至所述下位机。

7.如权利要求4所述的扩展坞，其特征在于，当所述扩展坞处于第二工作模式，但所述第二连接状态变更为所述外部电源不连接所述电源接口时，所述电源控制器传送变更后所述第二连接状态至所述微控制器，所述微控制器控制所述电源控制器变更所述供电来源为所述上位机，并从所述供电信号控制器取得所述第二充电需求，所述微控制器控制所述电源控制器根据所述第二充电需求，从所述上位机供电至所述下位机。

8.如权利要求1所述的扩展坞，其特征在于，当所述扩展坞处于第三工作模式时，所述第一连接状态为所述上行接口不连接所述上位机，所述第二连接状态为所述外部电源连接所述电源接口，所述微控制器控制所述电源控制器选择所述外部电源作为供电来源并传输所述第二连接状态至所述供电信号控制器，所述供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应所述下位机的第二充电需求至所述微控制器，所述微控制器控制所述电源控制器根据所述第二充电需求，供电至所述下位机。

9.如权利要求8所述的扩展坞，其特征在于，所述电源控制器包括交变电路以及控制芯片，所述外部电源为交流电，所述交变电路转换所述交流电为直流电，所述控制芯片根据所述第三充电需求分配所述直流电，以供电至所述下位机。

10.如权利要求8所述的扩展坞，其特征在于，当所述扩展坞处于第三工作模式，但所述第一连接状态变更为所述上行接口连接所述上位机时，所述供电信号控制器透过供电协议，取得及传送对应所述上位机的第一充电需求至所述微控制器，并传送变更后所述第一连接状态至所述微控制器，所述微控制器控制所述电源控制器根据所述第一充电需求，供电至所述上位机，所述传输控制器传输所述数据信号至所述下行接口，所述下行接口输出所述数据信号至所述下位机。

11.如权利要求1所述的扩展坞，其特征在于，当所述第一连接状态为所述上行接口连接所述上位机时，所述供电信号控制器产生及传输第一配置通道信号至所述微控制器，并转换所述第一配置通道信号为第二配置通道信号，且传输所述第二配置通道信号至所述下位机。