TW201251286A - Charge circuit - Google Patents

Description

201251286 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種充電電路’尤其涉及一種利用通用串列 匯流排（Universal Serial Bus，USB)介面進行充電 的充電電路。 [先前技術] [0002] 在使用個人電腦（Personal Computer，PC )的USB埠 對手機等可攜式電子裝置進行充電時一般是採用USB瑋休 眠技術。請參閱圖1 ’ 一用於PC中使用該USB埠休眠技術 〇 的USB充電控制系統1包括充電晶片2、uSB收發器3、南 橋4及USB連接器5。充電晶片2的兩個控制端子s〇、S1用 以控制二個資料端子D+、D-。當控制端子s〇、S1輸出為 00時，USB充電控制系統1處於充電模式，可攜式電子裝 置通過USB連接器5與資料端子D+、D-電性連接，從而通 過充電晶片2進行充電。當控制端子S0、S1輸出為n時， 資料端子D+、D-分別與傳輸端子Y+、γ_短接，進而使

USB連接器5通過USB收發器3與南橋4電性連接，以使usb %J 充電控制系統1處於USB資料傳輸模式，便於與可穩式電 子裝置傳輪資料。 [0003] 然而，目前的USB埠充電電路在設計上大都存在缺陷，例 如，在PC未開機時，可攜式電子裝置無法通過該PC進行 充電；又如，在PC處於休眠狀態時’充電模式和USB資料 傳輸模式不能互相轉換（即用戶只能按照標準電路的功 能進行充電或傳輸資料），'給用戶帶來諸多不便。 【發明内容】 100120675 表單編號A0101 1002034997-0 201251286 [0004] [0005] [0006] 蓉態時I上情况’有必要提供—種可在代系統處於休眠狀 —仃充電模式和USB資料傳輪模式切換的充電電路 其包括充電控制晶片、南橋晶片、充電 個^ 本輸人輸出线，該充電控制3包括二 向=蠕子，南橋晶片與充電控制晶片電性連接，用以 在電^制電路觸發電訊號，該基本輪人輸出系統用以 號㈣進入休眠階段時向充電控制電路觸發控制訊 基^電控制電路接收南橋晶片發送的電訊號，並依據 輪入輸發雜觀料位充電控制晶片的 控制端子’在電子設備以休眠階段時若基本輸 ^系統觸發的控制訊號為高電平，則二個控制端子 ’、、'馬電平，充電控制晶片處於資料傳輸模式；若基本 」入輪出线觸發的㈣訊號為低電平，則二個控制端 置為低電平，充電控制晶片處於充電模式。 =發明的充電電路裝設於PC等可向其他可攜式電子裝置 :電的電子設備中，通過充電控制電路和基本輸入輸出 糸統共同控制充電控制晶片的控制端子，進而控制充電 控制晶片處於充電模式或資料傳輪模式。當該供電電子 設備進入休眠階段時，通過調整基本輪入輸出系統的設 置，可實現充電模式和資料傳輸模式之間的切換，方便 用戶使用。

[0007] ί實施方式] 請參閱圖2 ’本發明的較佳實施方式提供一種充電電路 100，其應用於電腦等電子設備中。該充電電路100採用 USB埠休眠技術’用於通過USB資料線為可攜式電子裝置 100120675

4單鵠號A010I 第4頁/共15頁 1002034997-0 201251286 [0008] [0009] Ο 〇 [0010] 100120675 200 (如手機）進行充*或/和傳輸資料。 該充電電路100包括充電控制晶片10、南橋晶片2〇、基本輸入輸出系統（Basic Input Output System，BIOS )30及充電控制電路40。 請結合參閱圖3，該充電控制晶片1〇包括資料端子D+、D_ ，傳輸端子Y+、Y-，控制端子SO、S1。資料端子d+、D-通過接頭、USB連接器（圖未示）與可攜式電子裝置2〇〇 電性連接，傳輸端子Y+、Y-與南橋晶片20電性連接。控 制端子S0、S1相互電性連接，當控制端子S0、S1置為〇〇 時，充電控制晶片10處於充電模式，可攜式電子裝置200 通過充電控制晶片10充電；當控制端子SO、S1置為11時 ’資料端子D+、D-分別與傳輸端子Y+、Y_短接，進而使 可攜式電子裝置200通過充電控制晶片1〇與南橋晶片20電 性連接，此時，充電控制晶片10處於USB資料傳輪模式， 可攜式電子裝置200通過該充電控制晶片1〇與電子設備相 互傳輸資料，此時’若電子設備未處於休眠階段（53階 段），可攜式電子裝置2〇〇還可通過該充電控制晶片1〇繼 續充電。 南橋晶片20與充電控制電路40電性連接’用以在不同階 段向充電控制電路40觸發不同電平的電訊號。具體地’ 當電子設備上電時（S〇階段）’南橋晶片用以向充電 控制電路40觸發低電平的S-SLP_S4#訊號；當電子設備 開機進入系統後（S1階段），S一SLP—S4#訊號變為高電 平；當電子設備進入休眠狀態時（S3階段）’ S_SLP_S4#訊號維持高電平；當電子設備進入深度休眠 第5買/共15頁 表單編號A0101 1002034997-0 201251286 狀態（S4階段）或系統處於關機狀態（S5階段）時，在 S_SLP_S4#訊號變為低高電平。 [0011] BIOS30通過通用輸入輸出蟑（General Purpose Input Output ， GPIO) 與充電控制電路 40 電性連接 ，用 以預置GP10控制訊號’並在電子設備進入休眠狀態時（ S3階段）向充電控制電路40觸發預置的GPI0控制訊號。 該GPI0控制訊號可通過BIOS30預置為高電平或低電平。 [0012] 充電控制電路40用以在南橋晶片20及BIOS30的控制下， 向控制端子S0、S1輸出電訊號，進而控制充電控制晶片 〇 10工作。該充電控制電路40包括第一場效應管qi '第二 場效應管Q2、第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3。 該第一場效應管Q1包括拇極G1、源極S11及漏極D1。棚· 極G1與南橋晶片2 0電性連接，以接收南橋晶片2 〇觸發的 S_SLP_S4#訊號。源極S11接地，漏極D1通過第一電阻 R1與5V的電源電性連接。該第二場效應管Q2包括柵極G2 、源極S22及漏極D2。第二場效應管Q2的柵極G2與第一 場效應管Q1的漏極D1電性連接，源極S22接地。漏極D2 〇 通過GPI0埠與BIOS30電性連接，以接收GPi〇控制訊號， 同時該漏極D2通過第二電阻R2與3V的電源電性連接，並 同時與充電控制晶片10的控制端子S0、S1電性連接。該 第三電阻R3—端接地，另一端電性連接於第二場效應管 Q2的漏極D2與控制端子SO、S1之間。 [0013] 下面以電子設備的五個工作階段（SO、SI、S3-S5)為例 來說明該充電電路100的工作原理： 100120675 表單編號A0101 第6頁/共15頁 1002034997-0 201251286 [0014] 電子設備上電階段（SO):南橋晶片20獲取工作電壓， 向第一場效應管Q1的柵極G1觸發低電平的S__SLP_S4#訊 號’此時’第一場效應管Q1處於戴止狀態，第二場效應 管Q2的柵極G2處於高電平，即第二場效應管Q2導通。如 此第二場效應管Q2的漏極D2電壓被拉低，充電控制晶片 10的控制端子S0、S1置為〇〇，充電控制晶片1〇處於充電 模式，可攜式電子裝置200可通過USB連接器、接頭及該 充電控制晶片10進行充電。顯然在此階段，即使電子裝 置未開機（僅接入交流電源），可攜式電子裝置2〇〇依然 〇 可以通過該充電電路100進行充電。

[0015] 電子設備開機進入系統階段（S1):南橋晶片20向第一 場效應管Q1的栅極G1觸發高電平的S_SLP_S4#訊號，此 時’第一場效應管Q1處於導通狀態，第二場效應管Q2的 栅極G2處於低電平，即第二場效應管Q2截止。如此第二 場效應管Q2的漏極D2電壓將不會被拉低，充電控制晶片 10的控制端子SO、S1置為11，充電控制晶片1〇處於USB q 資料傳輸模式，可攜式電子裝置200可通過該充電控制晶 片10、南橋晶片20與電子設備相互傳輸資料，同時由於 電子設備的主板（圖未示）處於工作狀態，該可攜式電 子裝置200仍可通過該充電控制晶片10繼續充電。 [0016] 電子設備進入休眠階段（S3) : S_SLP—S4#訊號維持高 電平’第二場效應管Q2仍處於截止狀態’此時若BIOS30 預置GPI0為低電平’則充電控制晶片10的控制端子S0、 S1置為00，充電控制晶片1〇處於充電模式；若BIOS30預 置GPI0為高電平，充電控制晶片10處於USB資料傳輸模 100120675 表單編號A0101 第7頁/共15頁 1002034997-0 201251286 式，可攜式電子裝置20〇可通過該充電控制晶片10、南橋 晶片20與電子6又備相互傳輪資料。此時，由於電子設備 進入休眠階段，主板未處於工作狀態，故可攜式電子裝 置200不能充電。然而，由於用戶可以提前在BIOS30中 預置GPIO的電平’故可實現充電模式和USB資料傳輸模式 之間的切換。 [0017] [0018] [0019] 電子設備進入深度休眠階段（S4) :S_SLP_S4#訊號變 為低電平，第二場效應管Q2的漏極D2電壓被拉低，充電 控制晶片1 〇的控制端子so、S1置為0 0，充電控制晶片1 〇 處於充電模式。 電子設備系統處於關機階段（S5) : S_SLP_S4#訊號維 持低電平’第二場效應管Q2的漏極D2電壓被拉低，充電 控制晶片1〇的控制端子so、S1置為〇〇’充電控制晶片1〇 處於充電模式。 本發明的充電電路100通過充電控制電路40和BIOS30觸 發的GPIO控制訊號共同控制充電控制晶片1〇的控制端子 S〇、si，進而控制充電控制晶片1〇處於充電模式或USB 資料傳輸模式。在電子設備上電階段，即使電子裝置未 開機，可摞式電子裝置200依然可以進行充電；而在電子 彀備進入休眠階段’用戶可通過在BIOS3〇中預置GPIO的 電平，進而實現充電模式和USB資料傳輪模式之間的切換 ，方便用戶使用。 综上所述’本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利 申請。惟’以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉 100120675 表單編號A0101 第8頁/共15頁 1002034997-0 [0020] 201251286 [0021] 凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效 修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係習知的使用USB埠休眠技術的USB充電控制系統原理 圖； [0022] 圖2係本發明較佳實施方式的充電電路的功能模組圖； [0023] 圖3係圖2所示的充電電路的部分電路圖。 Ο [0024] 【主要元件符號說明】 充電電路：100 / [0025] 充電控制晶片：10 [0026] 資料端子：D+、D- [0027] 傳輸端子：Y+、Y- [0028] 控制端子：S0、S1 [0029] 南橋晶片：20 〇 [0030] 基本輸入輸出系統：30 [0031] 充電控制電路：40 [0032] 第一場效應管：Q1 [0033] 栖極· G1、G 2 [0034] 源極：Sll、S22 [0035] 漏極：Dl、D2 [0036] 第二場效應管：Q2 100120675 表單編號A0101 第9頁/共15頁 1002034997-0 201251286 [0037] 第一電阻：R1 [0038] 第二電阻：R2 [0039] 第三電阻：R3 [0040] USB充電控制系統：1 [0041] 充電晶片· 2 [0042] USB收發器：3 [0043] 南橋：4 [0044] USB連接器：5 [0045] 可攜式電子裝置：200 1002034997-0 100120675 表單編號A0101 第10頁/共15頁

Claims (1)

1. 201251286 七、申請專利範圍： 1 . 一種充電電路，其應用於一電子設備中，該充電電路包括 充電控制晶片及南橋晶片，該充電控制晶片包括二個控制 端子，南橋晶片與充電控制晶片電性連接，其改良在於： 該充電電路還包括充電控制電路和基本輸入輸出系統，該 南橋晶片用以向充電控制電路觸發電訊號，該基本輸入輸 出系統用以在電子設備進入休眠階段時向充電控制電路觸 發控制訊號，充電控制電路接收南橋晶片發送的電訊號， 並依據基本輸入輸出系統觸發的控制訊號置位充電控制晶 片的二個控制端子，在電子設備進入休眠階段時，若基本 輸入輸出系統觸發的控制訊號為高電平，則二個控制端子 置為高電平，充電控制晶片處於資料傳輸模式；若基本輸 入輸出系統觸發的控制訊號為低電平，則二個控制端子置 為低電平，充電控制晶片處於充電模式。 2.如申請專利範圍第1項所述之充電電路，其中所述充電控 制電路包括第一場效應管及第二場效應管，所述第一場效 應管的柵極與南橋晶片電性連接，源極接地，漏極與第二 Cj 場效應管的栅極電性連接，第二場效應管的源極接地，第 二場效應光的漏極同時與基本輸入輸出系統和充電控制晶 片的二個控制端子電性連接。 3 .如申請專利範圍第2項所述之充電電路，其中所述充電控 制電路包括第一電阻，所述第一電阻的一端接電源，另一 端同時與第一場效應管的漏極和第二場效應管的柵極電性 連接。 4 .如申請專利範圍第3項所述之充電電路，其中所述充電控 100120675 表單編號A0101 第11頁/共15頁 1002034997-0 201251286 制電路包括第二電阻，所述第二電阻的一端接電源，另一 端與第二場效應管的漏極電性連接。 5. 如申請專利範圍第2項所述之充電電路，其中當所述電子 設備上電未開機時，所述南橋晶片用以向第一場效應管的 柵極觸發低電平訊號，以使第一場效應管截止，第二場效 應管導通，充電控制晶片的控制端子置為低電平，進而使 充電控制晶片處於充電模式。 6. 如申請專利範圍第2項所述之充電電路，其中當所述電子 設備進入休眠階段時，所述南橋晶片用以向第一場效應管 的柵極觸發高電平訊號，以使第一場效應管導通，第二場 效應管截止。 7. 如申請專利範圍第2項所述之充電電路，其中所述基本輸 入輸出系統通過通用輸入輸出埠與第二場效應管的漏極電 性連接。 8. 如申請專利範圍第1項所述之充電電路，其中所述資料傳 輸模式為USB資料傳輸模式。 9 .如申請專利範圍第1項所述之充電電路，其中所述充電控 制晶片包括二個資料端子及二個傳輸端子，資料端子用以 與外部的可攜式電子裝置電性連接，傳輸端子與南橋晶片 電性連接。 10 .如申請專利範圍第9項所述之充電電路，其中當所述二個 控制端子置為低電平時，電子設備通過資料端子為外部的 可攜式電子裝置充電；當二個控制端子置為高電平時，所 述資料端子與傳輸端子短接，以使電子設備通過南橋晶片 與外部的可攜式電子裝置相互傳輸資料。 100120675 表單編號A0101 第12頁/共15頁