201240348 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係關於一種用於連接電子裝置中需要進行資訊交 互的不同的電路之間的介面，尤其係關於一種熱插拔時 對電路進行保護的介面。 【先前技術】 [0002] 在電子工業行業中，電子裝置之間以及電子裝置内部的 各電路模組之間均需要進行資料交互，則需要將不同的 電子裝置或電路模組通過介面以及延長線進行連接。例 如，在電腦的主機中常常會看到多個設置有電路的電路 板通過介面以及排線進行連接。然而，在實際使用中， 自一個電路板的介面熱插拔另外的電路板時，電路板常 常出現被燒毁的現象，從而影響電子裝置的使用壽命。 【發明内容】 [0003] 有鑑於此，現提供一種減小電子裝置中自介面接收訊號 的電路被燒毀的幾率的介面實為必要。 [0004] 進一步提供一種具有該介面的電子裝置及其保護方法亦 實為必要。 [0005] 100111856 一種介面，該介面包括有接地輸入引腳、電源輸入引腳 以及多個資料引腳，該介面用於傳輸訊號至應用電路中 ，該接地輸入引腳用於接收接地訊號，該電源輸入引腳 用於接收電源訊號，該介面還包括一保護電路，該保護 電路用於保護該應用電路，該保護電路包括偵測端、第 二電源訊號輸入端以及電源訊號輸出端，該偵測端用於 偵測接地輸入引腳的狀態，該第二電源訊號輸入端用於 表單編號A0101 第4頁/共28頁 1002019809-0 201240348 接收該電源輸入引腳的該電源訊號，該電源訊號輸出端 用於輸出該電源訊號至該應用電路，若該偵測端偵測到 該接地輸入引腳接收到接地訊號，該保護電路導通，該 電源訊號輸出端將第二電源訊號輸入端接收到的該電源 訊號進行輸出；若該偵測端偵測到該接地輸入引腳沒有 接收到該接地訊號，該保護電路斷開，該電源訊號輸出 端停止輸出該電源訊號。
[0006] G 一種電子裝置，包括介面、應用電路以及保護電路，該 應用電路自該介面接收訊號，該保護電路用於保護該應 用電路，該介面包括第一電源訊號接收端、接地訊號輸 入端、資料訊號輸入端、接地訊號輸出端以及資料訊號 輸出端，該第一電源訊號接收端用於接收電源訊號，該 接地訊號輸入端用於接收接地訊號，該資料訊號輸入端 用於接收資料訊號，該接地訊號輸出端和資料訊號輸出 端分別用於輸出接地訊號與資料訊號至該應用電路，該 保護電路包括偵測端、第二電源訊號輸入端以及電源訊 號輸出端，該偵測端用於偵測該接地訊號輸入端的狀態 ，該第二電源訊號輸入端連接至該第一電源電源訊號輸 入端，該電源訊號輸出端用於輸出該電源訊號至該應用 電路，若該偵測端偵測到該接地訊號輸入端接收到接地 訊號*該保護電路導通’該電源訊號輸出端將第二電源 訊號輸入端接收到的該電源訊號進行輸出；若該偵測端 偵測到該接地訊號輸入端沒有接收到該接地訊號，該保 護電路斷開，該電源訊號輸出端停止輸出該電源訊號。 [0007] 一種電子裝置的保護方法，其包括以下步驟： 100111856 表單編號A0101 第5頁/共28頁 1002019809-0 201240348 [0008] 偵測步驟：偵測第二介面中接地訊號輸入端是否輸入接 地訊號，若是，執行下一步驟，若否，控制該保護電路 停止輸出電源訊號；及 [0009] 輸出步驟：將第一電源訊號輸入端接收的電源訊號通過 保護電路進行輸出。 [0010] 本發明之介面通過在電源訊號輸入端與接地訊號輸入端 之間設置一保護電路，從而在介面中的接地輸入引腳未 輸入接地訊號之前，並未將電源訊號輸入端的電壓訊號 輸出至與介面連接電路中，從而有效降低了由於接地訊 號輸入端未接收到接地訊號而將電源訊號輸出至電路從 而致使電路被燒毀的幾率，以對自介面接收訊號的電路 及其電子裝置進行保護。 【實施方式】 [0011] 一般來說，具有電路的不同裝置之間均通過介面連接。 例如，第一電子裝置的第一介面與第二電子裝置的第二 介面分別對應設置有多個引腳，其用於傳輸該第一電子 裝置及第二電子裝置上的電路需要交換的資料訊號、同 步時鐘、接地訊號以及其他訊號等。當該第一電子裝置 與第二電子裝置電性連接時，該第一電子裝置通過該第 一介面和第二介面向該第二電子裝置提供其電路工作時 所需要的電壓以及形成回路接地訊號。故，第一電子裝 置可視為提供電壓訊號的供電裝置，第二電子裝置可視 為接收該電壓訊號的受電裝置。然而，通過研究發現， 在自供電裝置上反復熱插拔該受電裝置時，並不能保證 該第二介面上的全部引腳同時與該第一介面上對應的引 100111856 表單編號A0101 第6頁/共28頁 1002019809-0 201240348 腳可靠的連接或斷開， . 而要說明的是，此處所述的可靠 連接或斷開為引腳之間— 人 ％'疋的連接或斷開。比如，在自 L二拉上拔除該受電裝置時，很可能出現該第二介 =收到該供電襄置提供的接地訊號的接地引腳 —介面的接地引腳斷開，而此時其他的引腳 ’例如電《腳，卻還保持電性連接的狀態。在這種情 况下’該電源訊號並沒有通過接地㈣形成電路正常的 回路’則該受電裝罟由从 ^ 的電路極易出現被燒毁的情況。 Ο π § 第面中的電源引腳在斷開之前，即第二 ，《面中的電源引腳在沒有接收到電源訊號之前，需要保 證㈣引腳可靠的接地，否則電子裝置就較為容易被燒 毀從而發現了電子裳置被燒毀的主要原因。 [0012] 4參閱圖1 >發明—實施方式的第二電子裝置綱可熱 插拔地連& 電子農置100。該第二電子裝置200可 Ο —電路250的電路板，也可以是獨立的電子 裝置該第電子装置1〇〇可以是能夠輸出電源訊號、接 地訊號、資料g號以及其他訊號的具有第—電路15〇的電 路板。該第一電子裝置1 〇〇包括第一電路150及與該第一 電路150電性連接的第一介面ιι〇。該第二電子裝置2〇〇 包括與第"面11〇相對應的第二介面21〇、第二電路 250及連接於第—介面21〇及第二電路25〇之間的保護電 路230 ^第—電路25()可以是應用於驅動顯示、資料處 理或者存儲等的電路。 虽第-電子裝置200的第二介面210與第-電子裝置100 的第-介面11。連接時，第_電子裝置1〇〇的第一電路 100111856 表單編號A0101 1002019809-0 第7頁/共28頁 [0013] 201240348 150輸出電源訊號VCC及接地訊號GND，該接地訊號GND通 過第一介面110及第二介面210相應的引腳傳輸至第二電 子裝置200，該電源訊號VCC及接地訊號GND通過第一介 面110及第二介面210相應的引腳傳輸至該保護電路230 。保護電路230在該接地訊號GND的控制下將電源訊號 VCC輸出至第二電路250。 [〇〇14] 優選地’該第二介面210包括第一電源訊號輸入端212、 接地訊號輸入端214以及資料訊號輸入端216。該第一電 源訊號輸入端212用於接收來自第二介面210的該電源訊 號，該接地訊號輸入端214用於接收來自第二介面21〇的 該接地訊號GND ’該資料訊號輸入端216用於接收來自第 一介面210的該資料訊號。進一步，該第二介面還包括一 資料訊號輸出端218和接地訊號輸出端219，其分別將該 資料訊號Data、接地訊號GND輸出至第二電路250。 [0015] 優選地，該保護電路230包括一偵測端230a、一第二電源 訊號輸入端230b以及一電源訊號輸出端230c。該第二電 源訊號輸入端23Ob用於接收該第一電源訊號輸入端21 2的 該電源訊號VCC ’該偵測端230a用於偵測該第二介面210 的接地訊號輸入端214是否接收該接地訊號GND。該電源 訊號輸出端230c用於輸出該電源訊號VCC至第二電路250 。保護電路230工作時，當偵測端230a沒有偵測到接地訊 號輸入端214輸入接地訊號GND，保護電路230處於斷開 狀態’電源訊號輸出端230c不輸出電源訊號。當偵測端 230a偵測到接地訊號輸入端214輸入接地訊號GND，則保 護電路230處於導通狀態並將接收到的電源訊號VCC通過 100111856 表單編號A0101 第8頁/共28頁 1002019809-0 201240348 [0016] Ο ο [0017] 100111856 電源訊號輸出端230c輸出至第二電路250。 請參閱圖2，其為本發明一實施方式中保護電路的結構示 意圖。保護電路230進一步包括一分壓單元231、一上拉 電阻233以及一開關單元235。開關單元235包括第一傳 導極235a '控制極235b以及第二傳導極235c。該第一傳 導極235a和上拉電阻233的一端同時連接於保護電路23〇 的第二電源訊號輸入端230b以接收第二介面210中的電源 訊號vcc。該分壓單元231連接於該上拉電阻233的另一 端和保護電路230的偵測端230a之間。開關單元235的控 制極235b連接於分壓單元231與上拉電碑233之間，並且 該控制極2351)受控於該分壓翏年231以岌土拉電阻233的 電麼》開關單元235的第二傳導極细紐於❹第一傳導 極235a的電源訊號vcc至第二電路25〇^其中，分壓單元 231可以為電阻分壓元件，開關單元235可以為一場效應 電b曰體，該場效應電晶體的閘極作為控制極之㈣，該場 效應電晶體的源極作為第一傳導極235a，以及該場效應 电曰曰體的;及極作為第二傳導極，本發明電子裝置的其他 實施方式中，該開關單元235可以有多種變更，並不以此 為限。 請參閲圖3 ’其為本發明一實施方式中第二介面21〇與保 護電路230的電路結構示意圖。第二介面川包括多個引 腳’其用於輪入/輸出第一電子裝置i附第一電路15〇的 資料訊號、時鐘訊號、接地訊號以及其他訊號。其中， 該夕個引腳包括接地輪人引腳211、電源輸人引腳⑴、 若干_貝料引腳215、時鐘訊號引腳217以及其他輔助引腳 表單編號A0101 1002019809-0 201240348 (未示出）。其中，接地輸入引腳211對應該接地訊號輸 入端214，並且用於接收接地訊號GND ;電源輸入引腳 213對應該第一電源訊號輸入端212，並且用於接收電源 訊號VCC ;資料引腳215對應該資料訊號輸入端216，並 且用於接收資料訊號Data，時鐘訊號引腳217用於接收第 二電路250工作的時鐘訊號CLK。 [0018] 在本實施方式中，保護電路230的開關單元235為P溝道場 效應電晶體（PMOS電晶體）Q1，上拉電阻233為電阻R1 ，以及分壓單元231為電阻R2。場效應電晶體Q1的閘極作 為控制極235b，控制極235b通過電阻R1連接至電源輸入 引腳213 ;場效應電晶體Q1的源極作為第一傳導極235a ’直接連接至電源輸入引腳213 ;場效應電晶體Qi的汲極 作為第二傳導極235c，輸出電源訊號VCC。另外，第二介 面210的接地輸入引腳211通過分堡電阻R2連接至場效應 電晶體Q1的閘極控制極b。 [0019]在本實施方式中’第二介面210包括有22個引腳，並且第 二介面210中包括兩個電源輸入引腳213，其中一電源引 腳電連接至另一電源引腳，並且同時接收電源訊號。 在本發明電子裝置的其他實施方式中，擴展介面還包括 另外兩個接地輪入引腳（未示出），其用於將第二介面 210所感應的靜電釋放至大地，從而對第二電子f置 中的第二電路250進行保護。 請參閱圖4,其為本發明一實施方式中第一電子裝置1〇〇 以及第一介面110的電路結構示意圖。第—介面11〇包括 與第二介面210相對應的多個引腳。對應第二介面21〇的 100111856 表單編號A0I01 第10頁/共28頁 1002019809-0 [0020] 201240348 接地輪入引腳211，第一介面11〇中設置有接地輪出引腳 第电子裝置10.〇中的接地訊號GND通過接地輸出 引腳111進行輪出。對應第二介面21〇中的電源輸入引腳 213，第一介面設置有電源輸出引腳113，第一電子 裝置100的電源訊號通過電源輸出引腳113進行輸出。對 應第二介面210中的資料引腳215、時鐘訊號引腳217， 第一介面110設置有資料引腳115、時鐘訊號引腳117， 其分別用於輪出第一電子裝置1〇〇中第一電路15〇的資料 訊號Data以及時鐘訊號CLK。另外，第一介面11〇還包括 〇 其他辅助引腳（未示出），其用於對應第二介面21 〇中的 ........... . 辅助引腳。在本實施方式中，第_介面11〇也對應包括有 ....... ..... ..... .... . 22個引腳’並且其包括有相[互兩俩電連接的電源輸出引 腳113同時輸出電源訊號VCC，第一介面jΊ 〇還對應包括 兩外兩個接地輸出引腳（未示出），其也用於輸出接地 訊號。 [0021] 請參閱圖5 ’其為本發明一實施方式中苐二介面21〇與第 n 一介面110連接示意圖，當第二電子裝置200需要連接至 〇 第一電子裝置100，即第二介面210與第一介面110連接 時’若在接地輸入引腳211連接至接地輸出引腳ill之前 ，電源輸入引腳213已經接入電源輸出引腳113，即電源 輸入引腳213接收到電源訊號VCC。第二介面210的接地 輸入引腳211由於未接收到接地訊號GND，接地輸入引腳 211處於懸空狀態’對應地，分壓電阻R2也相應地並未自 電源輸入引腳213上分取電壓，從而電源輸入引腳213接 收到的電源訊號VCC通過電阻R1輸出至開關單元235的控 100111856 表單編珑 A0101· 第 11 頁/共 28 頁 1002019809-0 201240348 制極235b ’即場效應電晶體Q1的閘極’同時，該開關單 元235的第一傳導極235a也接收到電源訊號VCC，即該電 源訊號VCC也輸出至場效應電晶體Q1的源極’由此’場效 應電晶體Q1截止’保護電路230處於斷開狀態’場效應電 晶體Q的汲極並不輸出電源訊號’即保護電路230的電源 訊號輸出端230c並不輸出電源訊號VCC至第二電路250， 從而對第二電子裝置200中第二電路250進行保護。 [0022] 接著，若接地輸出引腳111可靠連接至接地輸入引腳211 ，即接地輸入引腳211輸入接地訊號GND後’電源輸入引 腳213通過電阻Rl、以及接地輸入引腳211形成一導通 回路，從而開關單元235的控制極235b的電壓、即場效應 Q1閘極的電壓為電阻R2上自電源輸入引腳213所獲取的分 壓：VCC*(R2AR1+R2))，而開關單元235的第一傳導極 235a的電壓、即場效應電晶體Q1源極的電壓為電源輸入 引腳213的電壓：VCC。此時，對於場效應電晶體Q1而言 ’其閘極電壓小於源極電壓，則場效應電晶體Q1導通’ 即保護電路230處於導通狀態，從而場效應電晶體Q1的汲 極將源極端電壓進行輸出，即開關單元235的第二傳導極 235c將第一傳導極235a的電源訊號VCC進行輸出。 [0023] 若接地輸出引腳111先行連接至接地輸入引腳211，然後 電源輪出引腳113再連接至電源輸入引腳213時，場效應 電晶體Q1導通，電源訊號VCC自場效應電晶體Q1的源極至 没極進行輸出，換句話說，保護電路23〇處於導通狀態’ 電源輸入引腳213接收到的電源訊號VCC則通過開關單元 235中的第二傳導極235c安全地輸出至第二電路250。 100111856 表單編號A0101 第12頁/共28頁 1002019809-0
201240348 LUU24J 反之’將第二介面210自第—介面11〇上移除時，若接地 輪入引腳211首先被移除，則保護電賴〇處於斷開狀態 ，場效應電晶體Q1的汲極停止輸出電'源訊號vcc。 [0025] 在本實施方式中’第—介面過排線3_行延長並 且與第二介面2H)進行連接。在本發明其他實施方式中， 第-介面no也可以直接與第二介面21〇進行連接並不 以此為限。 [0026] Ο 在本發明介面的其他實施方式中，第二電子農置2〇〇還包 括二極傾，二極體D1的陰極電連接至接地輸人引腳2ιι 與電阻R2 ’且二極體^的陽極電連接至第二電路25〇的 地端。當第二電路250的接餘電壓大·二介面中接地輸 入引腳211的接地電壓時，即_路25〇的接地電壓產 生正向漂移時’則二極體D1導通，從第二電路25〇中接地 端的電廢通過接地輸入引腳211進行釋放，以保證第二電 路250準確地進行工作。 . . .. ..... .
[0027] 〇 請參閱圖6，其林發明H錢巾電子裝置保護方法 流程圖。該第二電子裝置200包括第二介面21〇、保護電 路230以及第二電路250，第二介面21〇包括有多個引腳 ’該多個引腳至少包括接地輸入弓㈤川、電源輪入引腳 213、若干資料引腳215、時鐘訊號引腳217以及其他輔 助引腳，第二電路250通過第二介面21〇接收電源訊號、 資料訊號、時鐘訊號等，接地輸入引腳211用於接收接地 訊號GND，該電源輸入引腳213用於接收電源訊號vcc， 資料引腳215、時鐘訊號引腳217分別用於接收資料訊號 Data以及時鐘訊號CLK。其中，該接地輸入引腳211對應 100111856 表單編號A0101 第13頁/共28頁 1002019809-0 201240348 輸人端214 ’該電源、輸入引腳213對應第一電源 訊號輸入端212，該資料㈣215對應資料訊號輸入端 216。 [0028] 保護電路2则於保護第二電路250安全地自第二介面 21〇處接收訊號’防止第二電路25()被燒鍍。保護電路 230δ又置有-偵測端23〇a、第二電源訊號輸入端咖匕以 及電源訊號輸出端230c ’偵測端23〇a用於偵測第二介面 210中接地訊號輸入端214、即接地輸入引腳211是否輸 入接地錢GND，第二電源訊號輸人端23Qb用於接收第一 電源㈣輸入端212、即電源輸入引腳213的電源訊號 VCC ’電源訊號輸出端23〇,對應輸出電源訊號vcc至第 -電路250。當彳貞測端23〇硝測到接地輸入引腳211沒有 輸入接地訊號GND ’保護電路挪處於斷開狀態，電源訊 號輸出端23Gc並不將第二電源訊號輸人端2働接收到的 電源訊號vcc輸出；當偵測端23〇a偵測到接地輸入引腳 211輸入接地訊號GND，保護電路23〇處於導通狀態，電 源訊號輸出端230c將第二電源訊號輸入端23〇1)接收到的 電源訊號VCC輸出至第二電路250。 [0029] [0030] [0031] 電子裝置200的保護方法步驟如下： S10，偵測步驟，偵測第二介面210中接地訊號輸入端是 否輸入接地訊號，若是，執行下一步驟，若否，控制該 保護電路停止輸出電源訊號。該步驟是由保護電路23〇來 執行的。 具體地，若保護電路230的偵測端230a偵測到接地輸入引 100111856 表單編號A0101 第14頁/共28頁 1002019809-0 201240348 腳211輸入接地訊號GND，則保護電路230處於導通狀態 :若偵測端2 3 0 a偵測到接地輸入引腳211沒有輪入接地訊 號GND，則保護電路230處於斷開狀態。 [0032] Ο Ο 更具體地，保護電路230包括有分壓單元231、上拉電阻 233以及開關單元235，開關單元235進一步包括一控制 極235b、第一傳導極235a以及第二傳導極235c，第一傳 導極235a與上拉電阻233 —端同時連接至電源輪入引腳 213，以接收電壓輸入引腳的電源訊號VCC。分壓單元 231連接於上拉電阻233的另一端與接地輸入引聊211之 間’並且控制極235b將分壓單元231以及上拉電阻233的 電壓作為其控制電壓，第二傳導極235c在冊關單元235導 通時將第一傳導極235a輸入的電壓訊號輸身至第二電路 250。若接地輸入引腳211輸入接地訊號GND，則接地輸 入引腳211、分壓單元231、上拉電阻233與電源輸入引 腳213形成一回路。若接地輸入引腳21ι沒有接收到接地 訊號GND ’因此接地輸入引腳2u處於懸垒狀態，對應地 ’分壓單元231、上拉電阻233以及電源輸入引腳213未 形成回路’從而開關單元235的控制極235b無法獲取開啟 電壓’開關單元235處於斷開狀態，因此，開關單元235 無法將其第一傳導極235a所接收的電壓訊號自第二傳導 極235c進行輪出，從而對第二電路25〇進行保護。 [0033] S20，輸出步驟：將第二介面中第一電源訊號輸入端接收 的電源訊號通過保護電路進行輸出。該步驟也是由保護 電路230執行實現的。 具體地，當第一電源訊號輪入端212、即電源輸入引腳 100111856 表單編號A0101 第15頁/共跗頁 1002019809-0 [0034] 201240348 21 3接收到電源訊號VCC時，電源輸入引腳21 3的電源訊 號VCC在分壓單元231、電阻R1以及接地輸入引腳211形 成的回路進行分壓，則開關單元235的控制極235b獲取電 源訊號VCC在分壓單元231對電源訊號VCC的分壓，從而 使得開關單元235導通，從而第一傳導極235a接收的電源 輸入引腳213的電源訊號VCC自第二傳導極235c輸出至第 二電路250，從而第二電路250安全地自第二介面210接 收訊號從而有效地防止其在熱插拔時被燒壞。 [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] 100111856 綜上所述，本發明已符合發明之要件，爰依法提出專利 申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，本發 明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習本案技藝 之人士援依本發明之精神所做之等效修飾或變化，皆應 涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明一實施方式的電子裝置可熱插拔地連接一供 電裝置。 圖2為本發明保護電路的結構示意圖。 圖3為本發明一實施方式中第二介面與保護電路的電路結 構示意圖。 圖4為本發明一實施方式中第一電子裝置以及第一介面的 電路結構不意圖。 圖5為本發明一實施方式中第二介面與第一介面連接示意 圖。 圖6為本發明一實施方式中電子裝置保護方法流程圖。 表單編號A0101 第16頁/共28頁 1002019809-0 201240348 Ο 〇 【主要元件符號說明】 100111856 [0042] 第一電子裝置： 100 [0043] 第一介面：11 0 [0044] 接地輸出引腳： 111 [0045] 資料引腳：115 、215 [0046] 時鐘訊號引腳： 117 、 217 [0047] 電源輸出引腳： 113 [0048] 第一電路：150 [0049] 第二電子裝置： 200 [0050] 第二介面：210 [0051] 接地輸入引腳： 211 [0052] 第一電源訊號輸入端：212 [0053] 電源輸入引腳： 213 [0054] 接地訊號輸入端 ：214 [0055] 資料訊號輸入端 ：216 [0056] 資料訊號輸出端 ：218 [0057] 接地訊號輸出端 ：219 [0058] 保護電路：230 [0059] 分壓單元：231 [0060] 上拉電阻：233 6 表單編號A0101 第Π頁/共 1002019809-0 201240348 [0061] 開關單元：235 [0062] 第二電路：250 [0063] 排線：300 [0064] 偵測端：230a [0065] 第二電源訊號輸入端：230b [0066] 電源訊號輸出端：230c [0067] 第一傳導極：235a [0068] 控制極：235b [0069] 第二傳導極：235c 1002019809-0 100111856 表單編號A0101 第18頁/共J8頁