TW201220618A - Power control module - Google Patents

Description

201220618 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種電源控制模組，且特別是有關於 -種依據_無座的制狀態來啟動或是關供電功能 的電源控制模組。 【先前技術】 可攜式電子裝置通常是透過電源控制模組來管控整 個系統的供電。-般而言’電源控制模組可透過電源插座 來外接電源轉接器(p〇 wer adapter)，以寿ij用夕卜電源來一忠 整個系統的供電，例如：内部電_操作電壓以及 充電等。因此’電源控繼組是可攜式電子裝置不可或缺 的一必要構件，且各家廠商也不斷地對其進行改善。但是， 電源控制模組的安全性與可靠度仍存在相當多的問題。 舉例來說，在實際操作上，使用者可能沒有將插頭完 全地插入至電赫座巾’進而導致電職座能頭的接觸 不良。其中，這種非正常的接觸狀態將導致插頭與電源插 座之間的翻阻抗變大，進而導致電源控賴組的溫度持 續地升高。此外，上述種情況—旦持續過久，模組内的塑 勝，構將產生變形，且嚴重的話，甚至會導致整個電源控 制拉組的燒毀。再者，使用中的電源插座也可能會鬆脫， 進而導致電源插座油賴接觸孩，剌發上述的問題。 。、因此，如何避免電源插座與插頭的接觸不良，而導致 電源控制模組過熱甚至歧等問題，已是電源控制模組在 201220618 設計上所欲解決的一項課題 【發明内容】 本發明提供一種電源控制模組，可依據插頭與插座的 接觸狀態，來啟動或是關閉外部之電源電制供電功能。 藉此’將可避免®應插座與插頭的接觸不良，而導致電源 控制模組過熱甚至燒毀等問題。 本發明提出-種電源控制模組，包括插座、開關電路 =及介面㈣電路。插座提供插頭插人，並具有正極端子、 =一負極端子以及第二負極端子。其中，當插頭插入插槽 ^插頭的負極端子依序接觸第一負極端子與第二負極端 。開關電路透過正極端子接收電源電壓。介面控制電路 :::負極端子的電壓位準’而決定是否產生:換訊號 電路。其中，當接收到切換訊號時，開關電路輸出 在本發明之—實關巾，t第二負_子為浮接時， 述之介面控制電路不產生切換訊號。當第二負極 接地時，上述之介面控制電路產生切換訊號。 ‘、'、 、在本發明之一實施例中，上述之第一負極端子柏 近插座的開口，且第二負極端子相對遠離插座的開口。’ 在本發明之—實施例中，上述之電源控制模組 換器’以將電源電，換成介面控制電路所需的操 電路中。/b外’電壓轉換㈣置在介面控制電路或是開關 4 201220618 基於上述，本發明之插座具有兩負極端子，且當插頭 插入插槽時，插頭是依序接觸第一負極端子與第二負極端 子。藉此，介面控制電路將可藉由插座之第二負極端子的 準位來判別插座與插頭的接觸狀態，並依據判別結果來控 制開關電路。藉此，電源控制模組將可實現依據插頭與插 座的接觸狀4，來啟動或是賴外部之電源電壓對系統的 ί、電功此，進而避免因應插座與插頭的接觸不良，而導致 電源控制模組過熱甚至燒毀等問題。 —為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 圖1為依才康轉明4 一實施例之電源控制模組的示意 圖。參照圖卜電源控制模組1〇〇包括插座11〇、介面控制 電路12G以及_電路13G。在實際制上，電源控制模 組100可應用在可鴣式電子裝置中，以致使可攜式電子裝 ，可透過電源控龍組⑽巾的插座UG來外接電源轉接 器(power adapter)。其中，插座11〇用以提供一插頭插入， 並具有正極端子1U、第—負極端子112以及第二負極端 子 113。 /舉例來說，圖2A與圖2B分別為插頭在置入插座之前 後的不思圖。如圖2A所示，插座11〇可提供插頭21〇插 入此外/σ著插座110的軸向方向來看，第一負極端子 112比起正極立而子⑴的尖端更接近插座⑽的開口，而 201220618 第二負極端子113則是設置在正極端子lu之尖端的後 方。換言之’在配置上，第-負極端子112是相對鄰近插 座110的開口，而第二負極端子丨13則是相對遠離插座 的開口。 如圖2B所示，當插頭210插入插座！ 1〇時，插頭21〇 的負極端子212會先接觸到插座11〇的第一負極端子 112,之後再接觸到插座uo的第二負極端子113。換言之， 當插頭210插入插座11〇時，插頭21〇是依序接觸第3一負 極端子112、正極端子ill與第二負極端子113，進而依序 將第一負極端子112與第二負極端子113的電壓位準下拉 至接地電壓。此外，插頭210的正極端子211會與插座ΐι〇 的正極端子1U電性相連，以致使電源控制模組1㈨可接 二來自外部的電源電壓，例如：插座11〇外接之電源轉接 器所產生的電壓。 從另一觀點來看，倘若插頭210沒有完全插入插座11〇 時，插碩210的負極端子212將無法接觸到插座11()的第 :負極端子113。此時，插座110之第二負極端子113將 為汗接(floating)。相對地，倘若插頭21〇完全地置入插座 110中，則插座110之第二負極端子113將為接地。換言 之透過插座之第二負極端子113的電壓位準，將可 判別插頭210與插座11〇的接觸狀態。 、凊繼續參照圖1，介面控制電路120電性連接插座110 =第二負極端子113 ’並依據第二負極端子113的電壓位 ;而决疋疋否產生一切換訊號。舉例來說，當插頭沒 6 201220618 有完全插入插座110時，插頭210與插座11〇之可能的接 觸狀態包括：（1)插頭210的負極端子212僅接觸到插座 1/0的第一負極端子112;(2)插頭210接觸到插座11〇的 第一負極端子112與正極端子111，但插頭210與插座110 之正極端子111的接觸並不穩定。然而，無論插頭21〇與 插座110祕觸狀態為何，當插頭21〇沒有完全插入插座 110時，第二負極端子113將為浮接，進而致使介面控制 電路120不會產生切換訊號。相對地，當插頭210完全插 入插座110日夺，第二負極端子113❸電壓位準為接地電壓， 進而致使介面控制電路120產生切換訊號。 另一方面，開關電路130會透過插座110的正極端子 in接收外部的電源電麗。此外，開關電路13〇會在接收 到切換减4輸丨電源電壓，以啟動外部的電源電壓對系 統的供電魏。相對地，倘若_ 21G沒有完全插入至插 ^ 11〇中，則介面控制電路12G將不會產生切換訊號。此 L開關電路13G將因為無法接收到切換訊號，而無法輸 '自外。p的電源電壓’進而關閉外部的電源電壓對 的供雷ιΛ能。 ' 換言之’介面控制電路12〇是依據触則之第二負 網^ 113的電壓位準’來判別插頭210與插座110的接 130 U =以決疋是否產生切換訊號。此外，開關電路 邦沾=、、+ =否接收到切換訊號，來判別是否輸出來自外 i°如此—來’電源控制模組⑽將可實現依 s 210與插座110的接觸狀態，來啟動或是關閉外部 201220618 之電源電壓對系統的供電魏。藉此，將可避免因應插座 與插頭的接觸不良，而導致電源控制模組1〇〇過熱甚至燒 毀等問題，進而提升系統的安全性與可靠度。 值得一提的是，在 -，， 仙？压1 _ιυ的弟 極端^i2與第二負極端子113皆由—彈片所組成。雖裔 圖1實施例列舉了負極端子的實施例型態，但其並非用心 限定本發明。舉例來說，圖3為依據本發明之另一實齡 的結構示意圖。參照圖3，插座⑽包括正極端+ 311、第一負極端子312與第二負極端子313，1中第一 # =子3!2是由彈片所組成，而第二負極端子313 = 頂針所組成。在配置上，第一負極端子312是相對 負極端子313㈣目對遠離插細 楚 據此’虽插頭插入插座u〇日夺，插頭 弟一負極端子312與第二負極端子313。 序觸 再者，就圖1中的介面控制電路12 -操作電絲維持其衫内部電路的運作。因 =::=::=電_是= =電性連接至插座110的正極端子：二:2!可透 作錢。另-方面，赌來自外部的^域需的操 透過-電_、140=外模組⑽可 面控制電路12〇所需的摔 ^源電壓轉換成介 也可設置在介面控制電路中，電_換器_ 路120或是開關電路130中。換言 8 201220618 f，本技術領域具有通常知識者可依據設計所需，而決定 是否在電源控制模組100中設置電壓轉換器14〇。 為了致使本技術領域具有通常知識者能更了解本發 明’圖4為依據本發明之—實麵之介面㈣電路與開關 電路的電路圖。以下將參照圖4，對介面控制電路12〇與 開關電路130做更進一步地說明。 參照圖4’介面控制電路12〇包括電阻則〜幻以及N 型電晶體MN1與MN2。其巾，電阻R1的第一端接收操 作電壓VDJS電晶體MN1的沒極電性連接電阻幻的 第二端，N型電晶體MN1的閘極電性連接插座ιι〇的第 二負極端子113 ’且N型電晶體MN1的源極電性連接至 接地端。電阻R2的第一端接收操作電壓VD，且電阻 的第二端電性連接N型電晶體MN1的閘極。N型電晶體 MN2的閘極電性連接N型電晶體MN1的汲極，且N型電 晶體MN2的源極電性連接至接地端。電阻R3的第一端電 性連接開關電路130，且電阻R3的第二端電性連接N型 電晶體MN2的汲極。 在操作上，當插頭210沒有完全插入插座n〇時，插 座110之第二負極端子113是處在浮接的狀態。此時，操 作電壓VD壓降在電阻R2上的偏壓將導通N型電晶體 MN1。隨著N型電晶體MN1的導通，N型電晶體MN2 之閘極的電壓位準將下拉至接地電壓。因此，此時的N型 電晶體MN2將無法導通，進而致使介面控制電路12〇無 法產生切換訊號。 9 201220618 另一方面’當插頭210完全插入插座11〇時，插座n〇 之第二負極端子113的電壓位準為接地電壓。此時， 電晶體MN1之閘極的電壓位準也將隨之下拉至接 壓，故N型電晶體MN1無法導通。此外，由於n型電晶 體MN1不導通’因此操作電壓VD壓降在電阻則上: 壓將導通N型電晶體MN2 ’進而將N型電晶體_2之没 極的電壓位準下拉至接地電壓。如此—來，介面控制電路 120將可透過電阻R3輸出切換訊號，亦即接地電壓。 請繼續參照圖4 ’開關電路130包括齊納二極體Dz、 P型電晶體MIM、電阻R4〜R5以及電容Cl〜C2。其中，齊 納二極體DZ的陽極電性連接插座11〇的正極端子ln。p 型電βθ體MP1的源極電性連接齊納二極體Dz的陰極，且 P型電晶體MP1的閘極電性連接介面控制電路12〇。電阻 R4電性連接p型電晶體Μρι的汲極。電容C1的第一端 電性連接P型電晶體MP1的源極，且電容C1的第二端電 性連接P型電晶體MP1的閘極。電阻R5與電容C1相互 並聯。電容C2的第一端電性連接p型電晶體Μρι的汲極， 且電容C2的第二端電性連接p型電晶體Μρι的閘極。 在操作上’當插頭21〇沒有完全插入插座ι1〇時，介 面控制電路120無法產生切換訊號。此時，p型電晶體Μρι 的閘極是浮接的，進而導致！>型電晶體Μρι無法導通。相 對地，隨著P型電晶體MP1的不導通，開關電路13〇將無 法輸出來自外部的電源電壓，進而關閉外部的電源電壓對 系統的供電功能。 201220618 另一方面，當插頭210完全插入插座no時，介面控 制電路120將可透過電阻R3輸出切換訊號，亦即接地電 壓。此時，P型電晶體MP1之閘極的電壓位準將下拉至接 地電壓，進而被切換至導通狀態。相對地，隨著p型電晶 體MP1的導通，開關電路13〇將輸出來自外部的電源電 壓，進而啟動外部的電源電壓對系統的供電功能。其中， 齊納二極體DZ用以對外部的電源電壓進行整流，而電容

Cl、C2與電阻R5則用以調整p型電晶體Μρι的導通速 度。 紅上所述，本發明之插座具有兩負極端子，且當插頭 插入，槽時’插頭是依序接觸第—負極端子與第二負極端 子。藉此’介面控制電路將可藉由插座之第二負極端子的 準位來插座與插頭的接觸狀態，並依射彳別結果來抑 =此’糖制模組將可實現依據插頭與心 枇來啟動或是關閉外部之電源電壓對系統的 白、^如此—來’將可避免111應插座與插頭的接觸不 ^的—致㈣㈣馳過熱甚域毀㈣題，進而提升 糸統的安全性與可靠度。 捉才 "I然，翻已以實施觸露如上，·並_以限定 =日:之中具有通常知識者，在不脫離 發明之保護$:圍'可作些許之更動與潤飾’故本 圍虽視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 11 201220618 圖1為依據本發明之一實施例之電源控制模組的示意 圖。 圖2A與圖2B分別為插頭在置入插座之前後的示意 圖0 圖3為依據本發明之另一實施例之插座的結構示意 圖。 圖4為依據本發明之—實施例之介面控制電路與開關 電路的電路圖。 【主要元件符號說明】 W0 :電源控制模組 110 :插座 111、311 .插座的正極端子 U2、312··插座的第—負極端子 U3:313:插座的第二負極端子 uo:介面控制電路 130 :開關電路 140 :電壓轉換器 210 :插頭 211 :插頭的正極端子 212 :插頭的負極端子 R1〜R5 :電阻 丽1、MN2:N型電晶體 VD :操作電壓 201220618 DZ :齊納二極體 MP1 : P型電晶體 Cl、C2 :電容

Claims (1)

1. 201220618 七 、申請專利範圍·· 一種電源控制模組，包括. -負_插=一供第— #時，第―負極子，其中當該插頭插入該插 ^極^ ㈣子__第—負極端子與該第 一透過該正極端子接收—電源雜；以及 而決定曰,否電路’依據該第二負極端子的電壓位準’ 、疋疋否產生-切換訊號至該 該切換訊號時，該開關電路輸出該電源電壓田接收到 當該人述之電源控制模組，其中 生二;ΐ第二負極端子為接地時，該介面控制電路產 ，當專利範圍第1項所述之電源控制模組，其令 以第-負極^子相對鄰近該插座的開σ 極 子相對遠離該插座的開口。 4-負極知 ^ - L7.TZ1 ^ 該介L如=#路專包ΐ圍第1項所述之電源控制模組，其中 第電阻，其第一端接收一操作電麼； 201220618 一第一 N型電晶體，其汲極電性連接該第一電阻的第 二端，該第一 N型電晶體的閘極電性連接該第二負極端 子，且該第一N型電晶體的源極電性連接至一接地端； 一第二電阻，其第一端接收該操作電壓，該第二電阻 的第二端電性連接該第一 N型電晶體的閘極； 一第二N型電晶體，其閘極電性連接該第一 N型電 晶體的汲極，且該第二N型電晶體的源極電性連接至該接 地端；以及 一第三電阻，其第一端電性連接該開關電路，且該第 三電阻的第二端電性連接該第二N型電晶體的汲極。 7. 如申請專利範圍第1項所述之電源控制模組，其中 該開關電路包括： 一齊納二極體，其陽極電性連接該正極端子； 一第一 P型電晶體，其源極電性連接該齊納二極體的 陰極，該第一 P型電晶體的閘極電性連接該介面控制電路； 一第四電阻，電性連接該第一 P型電晶體的汲極； 一第一電容，其第一端電性連接該第一 P型電晶體的 源極，且該第一電容的第二端電性連接該第一 P型電晶體 的閘極； 一第五電阻，與該第一電容相互並聯；以及 一第二電容，其第一端電性連接該第一 P型電晶體的 汲極，且該第二電容的第二端電性連接該第一 P型電晶體 的閘極。 8. 如申請專利範圍第1項所述之電源控制模組，更包 15 201220618 括： -電壓轉換器，用以將該電源電壓轉換 電路所需的-操作電壓。 甸控制 9. 如申請專利範圍第8項所述之電源控制模組， z電壓轉換H③置在該介面控制電路或是該開關電路中。 10. 如申請專利範圍第1項所述之電源控制模植 中當該插_人該減時，該_先接_魅 ，、 之後再接觸到該第二負極端子。