TW201347324A - 用於偵測一連接器移除的技術 - Google Patents

Abstract

一種偵測一連接器與另一連接器之電斷開之系統包括一偵測電路及一保護電路。該偵測電路偵測到一插塞連接器已與一對應插座連接器電斷開。回應於該偵測，該偵測電路將一信號發送至該保護電路。回應於該信號，該保護電路降低或終止經由該插塞連接器之接點中之一者供應至一主機器件的電力。此幫助防止可能由於該插塞連接器之意外斷開造成之電擊/短路。

Description

用於偵測一連接器移除的技術 相關申請案之交叉參考

本申請案依據35 USC § 119(e)規定主張2012年4月25日申請之美國臨時專利申請案第61/638,402號之權利，該申請案之揭示內容以其全文引用之方式併入本文中以用於所有目的。

本申請案係關於用於偵測一連接器與另一連接器之解耦之方法。特定言之，本申請案係關於用於偵測相關聯於配件之連接器與相關聯於主機器件之另一連接器的解耦之方法。

連接器普遍存在且用於多種應用中以用於耦接兩個器件。大部分連接器通常具有促進信號在使用連接器連接之器件之間的傳輸之某一類接點。習知地，連接器中之每一接點具有特定的預先指派功能。換言之，連接器中之每一接點經指明以攜載特定類型之信號，例如，電力、資料等。

一些連接器可經設計以成對地操作。舉例而言，第一連接器可為插塞(或「公」)連接器，該連接器可與其對應插座(或「母」)連接器配合。在此例子中，一旦配合，插塞連接器中之接點即與插座連接器中之接點實體且電接觸。

插塞連接器之接點可攜載包括資料、時序、電力等的各種類型之信號。在一些例子中，當插塞連接器將電力提供至另一器件時，除 非提供適當保護，否則插塞連接器之意外實體斷開可造成歸因於存在於插塞連接器之接點上之電力產生的發弧(arcing)或短路威脅。

本發明之實施例係關於用於判定一連接器何時與另一連接器電斷開之技術。本發明之一些實施例亦提供用於減少或終止該已斷開之連接器之一接點上的電力之方法。

在一實施例中，相關聯於一配件之一連接器與相關聯於一主機器件之另一連接器電連接。在此例子中，該配件可為一充電單元，其利用該配件內之一低電阻路徑將電力提供至該主機器件。該配件亦可包括一高電阻路徑，其可用以降低經由該配件之該連接器提供至該主機器件的電力之量。當該連接器與另一連接器斷開時，該配件內之一偵測單元偵測該主機器件與該配件之間的一通信線路之一狀態改變。該偵測單元等待一預定時間量以驗證該狀態改變並非僅為過渡的。在該預定時間量期滿後，若該通信線路仍處於該改變狀態，則該偵測單元判定該連接器與另一連接器電斷開。

基於該連接器與另一連接器電斷開的該判定，該偵測單元將一信號發送至保護單元。回應於該信號，該保護單元啟用用於一傳入電力線之高電阻/低電流路徑。此導致存在於該連接器之一電力接點上之電力/電壓的減少或消除。因此，即使該連接器在正常操作期間被意外地斷開，本文中所描述之該等技術亦大大減少/消除該電力接點由於與一接地物件接觸而短路/發弧之可能性。

在其他實施例中，對於每個例子，當該通信線路自一邏輯「高」狀態轉變至一邏輯「低」狀態時，電力可被切斷。在一些實施例中，該通信線路在正常通信期間可自一邏輯「高」狀態轉變至一邏輯「低」狀態。在此例子中，系統可判定該通信線路改變狀態之原因。若判定該主機器件造成該狀態改變，則斷定此情況為該正常通信 之部分。然而，若判定配件側上之某一改變造成該通信線路轉變狀態，則減少該配件連接器之該電力接點上之電力。

以下詳細描述以及附圖將提供對本發明之性質及優點之更好理解。

100‧‧‧插塞連接器

101‧‧‧插塞連接器

102‧‧‧主體

104‧‧‧突片部分

104a‧‧‧第一主表面

104b‧‧‧第二主表面

104c‧‧‧第一側表面

104d‧‧‧第二側表面

105‧‧‧接地環

106‧‧‧纜線

107‧‧‧印刷電路板(PCB)

108a‧‧‧第一接觸區

108b‧‧‧第二接觸區

109‧‧‧背脊

112‧‧‧接點

112₍₁₎‧‧‧接點

112(2)‧‧‧接點

112(3)‧‧‧接點

112(4)‧‧‧接點

112(5)‧‧‧接點

112(6)‧‧‧接點

112(7)‧‧‧接點

112(8)‧‧‧接點

112_(N)‧‧‧接點

113a‧‧‧積體電路(IC)

113b‧‧‧積體電路(IC)

114a‧‧‧保持特徵

114b‧‧‧保持特徵

114₍₁₎‧‧‧接點

114(2)‧‧‧接點

114(3)‧‧‧接點

114(4)‧‧‧接點

114(5)‧‧‧接點

114(6)‧‧‧接點

114(7)‧‧‧接點

114(8)‧‧‧接點

114_(N)‧‧‧額外接點

115‧‧‧接合墊

120‧‧‧罩蓋

150‧‧‧印刷電路板(PCB)

200‧‧‧插座連接器

202‧‧‧外殼

204‧‧‧空腔

206₍₁₎‧‧‧接點

206(2)‧‧‧接點

206(3)‧‧‧接點

206(4)‧‧‧接點

206(5)‧‧‧接點

206(6)‧‧‧接點

206(7)‧‧‧接點

206(8)‧‧‧接點

206_(N)‧‧‧接點

302‧‧‧插塞連接器

304‧‧‧插座連接器

306‧‧‧外殼

308‧‧‧接點

310‧‧‧接點

314‧‧‧點

400‧‧‧系統

402‧‧‧主機器件

404‧‧‧配件

406‧‧‧電源

408‧‧‧連接器

408(1)‧‧‧接點

408(3)‧‧‧接點

410‧‧‧連接器

410(1)‧‧‧接點

410(3)‧‧‧接點

414‧‧‧電力線

416‧‧‧偵測電路

418‧‧‧保護電路

420‧‧‧通信/資料線

500‧‧‧系統

502‧‧‧主機器件

504‧‧‧微控制器

506‧‧‧電流源

508‧‧‧偵測單元

510‧‧‧通信線路

512‧‧‧保護單元

514‧‧‧連接器

516‧‧‧電流槽

518‧‧‧開關

520‧‧‧配件

522‧‧‧電力線

524‧‧‧調節式電流源

526‧‧‧電晶體

528‧‧‧連接器

530‧‧‧電壓/電流源

800‧‧‧用於終止/減少連接器上之可用電力之處理程序

900‧‧‧用於終止至一連接器之電力之處理程序

1102‧‧‧電流源

1104‧‧‧電流槽

1106‧‧‧比較器

1200‧‧‧系統

1202‧‧‧偵測單元

1300‧‧‧插塞連接器

1302‧‧‧電路徑

1312(1)‧‧‧接點

1312(2)‧‧‧接點

1312(3)‧‧‧接點

1312(4)‧‧‧接點

1312(5)‧‧‧接點

1312(6)‧‧‧接點

1312(7)‧‧‧接點

1312(8)‧‧‧接點

1314(1)‧‧‧接點

1314(2)‧‧‧接點

1314(3)‧‧‧接點

1314(4)‧‧‧接點

1314(5)‧‧‧接點

1314(6)‧‧‧接點

1314(7)‧‧‧接點

1314(8)‧‧‧接點

1350‧‧‧印刷電路板(PCB)

C‧‧‧寄生電容

D1‧‧‧資料脈衝

D2‧‧‧資料脈衝

D3‧‧‧資料脈衝

D4‧‧‧資料脈衝

F1‧‧‧電晶體

F3‧‧‧場效電晶體(FET)

F4‧‧‧場效電晶體(FET)

F5‧‧‧場效電晶體(FET)

Q‧‧‧電晶體

R‧‧‧電阻器

R_bias‧‧‧電阻器

S‧‧‧開關

T1‧‧‧時間

T₁‧‧‧點

T2‧‧‧時間

T₂‧‧‧點

T3‧‧‧時間

T4‧‧‧時間

V_dd‧‧‧供應電壓

VT₁‧‧‧點

VT₂‧‧‧點

Z‧‧‧齊納二極體

圖1A及圖1B說明根據本發明之一實施例之插塞連接器。

圖1C為根據本發明之一實施例之插塞連接器的截面圖。

圖1D說明根據本發明之一特定實施例的用於插塞連接器之針位(pin-out)組態。

圖1E為根據本發明之另一實施例之插塞連接器的針位。

圖2A說明根據本發明之一實施例之插座連接器。

圖2B及圖2C為說明根據本發明之兩個不同實施例之插座連接器的針位配置的圖，該插座連接器經組態以分別與插塞連接器100及101配合，如圖1D及圖1E中所展示。

圖3為說明根據本發明之一實施例的插塞連接器及插座連接器在解除配合序列中之執行個體期間的相對位置的示意圖。

圖4為根據本發明之一實施例的用於偵測一連接器移除之系統的簡化方塊圖。

圖5為說明根據本發明之一實施例的用於偵測一連接器移除且終止連接器通電之系統的功能方塊圖。

圖6為說明根據本發明之一實施例的與一斷開事件之偵測相關聯之時序資訊的曲線圖。

圖7說明根據本發明之一實施例的可經由主機器件與配件之間的通信線路傳達之一些例示性信號。

圖8為根據本發明之一實施例的用於偵測一連接器斷開之處理程序的流程圖。

圖9為根據本發明之另一實施例的用於偵測一連接器斷開之處理程序的流程圖。

圖10為說明根據本發明之又一實施例的用於偵測一連接器斷開之操作資訊的曲線圖。

圖11為說明根據本發明之再一實施例的用於偵測一連接器斷開之系統的示意圖。

圖12為說明根據本發明之另一實施例的用於偵測一連接器斷開且用於保護一配件之系統的示意圖。

圖13為根據本發明之一特定實施例之插塞連接器的截面圖。

本發明之實施例大體而言係關於連接器。具體言之，本發明之一些實施例提供用於判定一插塞連接器與一對應插座連接器之卸離之技術。本發明之特定實施例提供一種用於基於一插塞連接器與一插座連接器電解耦之判定而終止該插塞連接器中之電力的系統及方法。

圖1A說明根據本發明之一實施例之插塞連接器100(或配件側連接器100)。插塞連接器100係例示性的且在本文中用以解釋本發明之各種實施例。熟習此項技術者將認識到，可使用不同於插塞連接器100之許多其他形式及類型之連接器，且本文中所描述之技術將適用於具有插塞連接器100之特性之任何插塞連接器。在一些實施例中，插塞連接器100可相關聯於可耦接至一主機器件之一配件。

插塞連接器100包括主體102及突片部分104。纜線106附接至主體102及突片部分104且在平行於連接器100之長度之方向上遠離主體102縱向地延伸。突片104經設定大小以在配合事件期間插入至對應插座連接器中，且包括形成於第一主表面104a上之第一接觸區108a及形成於與表面104a對置之第二主表面104b(圖1A中亦未展示)處之第二接觸區108b(圖1A中未展示)。表面104a、104b自該突片之一遠側尖端延 伸至背脊109，當突片104被插入至對應插座連接器中時，背脊109鄰接該插座連接器或併有該插座連接器之攜帶型電子器件之外殼。突片104亦包括在第一主表面104a與第二主表面104b之間延伸的第一及第二對置側表面104c、104d(未展示)。在一特定實施例中，突片104之寬度為約6.6mm，厚度為約1.5mm且具有約7.9mm之插入深度(突片104之尖端至背脊109之距離)。

複數個接點112可形成於接觸區108a及108b中之每一者中，以使得當突片104被插入至對應插座連接器中時，區108a或108b中之接點112電耦接至插座連接器中之對應接點。在一些實施例中，接點112為自清擦拭接點，在於配合事件期間最初與插座連接器接點接觸之後，接點112在到達一最終所要接觸位置之前藉由擦拭運動而滑動越過插座連接器接點更遠。

作為一實例，在一實施例中，一ID模組體現於操作地耦接至連接器100之接點之一IC內。可藉由關於連接器及/或其相關聯配件/配接器之識別及組態資訊來程式化該ID模組，可在配合事件期間將該識別及組態資訊傳達至一主機器件。作為另一實例，經程式化以藉由主機器件上之電路執行一鑑認常式(例如，一公開金鑰加密常式)之鑑認模組可體現於操作地耦接至連接器100之一IC內。該ID模組及該鑑認模組可體現於相同IC內或不同IC內。作為再一實例，一電流調節器可體現於IC 113a或113b中之一者內。該電流調節器可操作地耦接至能夠傳遞電力之接點以對攜帶型電子器件中之電池充電且調節經由彼等接點傳遞之電流，以確保一恆定電流，而不管輸入電壓且甚至在輸入電壓以暫時性方式變化時亦如此。將在下文參看圖4進一步描述IC之功能。

多個接合墊115亦可靠近PCB 107之末端形成於主體102內。每一接合墊可連接至區108a及108b內之一接點或接點對。可接著將接線 (未展示)焊接至該等接合墊以提供自該等接點至相關聯於連接器100之配件內之電路的電連接。然而，在一些實施例中，接合墊並非必要的，且實情為，連接器100之接點及組件與一配件內之其他電路之間的所有電連接係經由電路耦接至之PCB上之跡線及/或藉由該配件內之多個PCB之間的互連來進行。

突片104之結構及形狀藉由接地環105來界定，接地環105可由不鏽鋼或另一硬導電材料製成。連接器100包括保持特徵114a、114b(未展示)，其作為彎曲凹穴形成於接地環105之側面中，兼任接地接點。主體102係以透明形式(經由點線)展示於圖1A中，使得該主體內部之特定組件係可見的。如所展示，印刷電路板(PCB)107在主體102內，PCB 107在接觸區108a與接觸區108b之間朝向連接器100之遠側尖端延伸至接地環105中。一或多個積體電路(IC)(諸如，特殊應用積體電路(ASIC)晶片113a及113b)可操作地耦接至PCB 107，以提供關於連接器100之資訊及/或執行特定功能，諸如鑑認、識別、接觸組態及電流或電力調節。

圖1B說明插塞連接器100之正視圖。該正視圖說明罩蓋120。罩蓋120可由金屬或其他導電材料製成且可自連接器100之遠側尖端沿著連接器之側面朝向主體102延伸，從而在X方向及Y方向上完全或部分地環繞形成於接觸區108a及108b中之接點112。在一些實施例中，罩蓋120可接地以便使否則可出現於連接器100之接點112上之干擾最小化，且因此可被稱為「接地環」，例如，圖1A中所說明之接地環105。接點112₍₁₎至112_(N)可定位於接觸區108a內且額外接點114₍₁₎至114_(N)可定位於突片104之對置表面上之區108b內。在一些實施例中，N可在2與8之間。接點112₍₁₎......112_(N)及接點114₍₁₎......114_(N)可用以攜載包括數位信號及類比信號以及電力及接地之廣泛多種信號。

圖1C說明根據本發明之一實施例的接點112、114及該等接點在 連接器100內之定位之截面示意圖。接點112、114可安裝於PCB 150之任一側上，如所說明。在一些實施例中，對置接點(例如，112₍₁₎與114₍₁₎)可經由PCB 150(例如，使用介層孔)而短路或電連接至彼此，以形成一直插式(in-line)連接器設計。在其他實施例中，所有接點可為獨立的，其中該等接點中之任一者之間無連接，或該等接點在該等接點之間可具有其他連接方案。在每一接點為獨立的且不連接至任何其他接點之例子中，可使用一不同插座連接器，例如，圖2之連接器200。接點112、114可由銅、鎳、黃銅、金屬合金或任何其他適當導電材料製成。在前側及後側上的該等接點中之每一者之間及在接點與連接器之邊緣之間的間距為一致的，從而提供180度對稱性，使得可在兩個定向中之任一者上將插塞連接器100插入至對應插座連接器中。

儘管上文描述了一特定類型之插塞連接器100，但應理解，插塞連接器100為例示性的且在本文中僅用以解釋本發明之各種實施例。熟習此項技術者將認識到，本文中所描述之技術可同等地適用於具有一或多個接點、僅在一側上具有接點等之任何其他類型之連接器。只要一連接器具有可電耦接至另一連接器之接點之接點/接針，本文中所描述之技術即可成功地用以偵測此連接器之移除且終止該連接器上之電力。

當連接器100與一插座連接器適當地嚙合時，接點112₍₁₎至112_(N)或接點114₍₁₎至114_(N)中之每一者與該插座連接器中之一對應接點電接觸。在一些實施例中，為了建立電接觸，連接器100之接點亦可與插座連接器中之接點實體連接，然而，不需要如此。

圖1D說明根據本發明之一特定實施例的用於連接器100之針位(pin-out)組態。

圖1D中所展示之針位包括電耦接在一起以充當專用於將電力攜 載至所連接主機器件之單一接點的四個接點112(4)、112(5)、114(4)及114(5)。連接器100亦可包括：配件ID接點112(8)及114(8)；配件電力接點112(1)及114(1)；及配置成四對之八個資料接點。該四對資料接點可為(a)112(2)與112(3)、(b)112(6)與112(7)、(c)114(2)與114(3)，及(d)114(6)與114(7)。主機電力接點112(4)、112(5)、114(4)及114(5)經由連接器100將電力自相關聯於連接器100之一配件攜載至耦接至該配件之一攜帶型電子器件。該等主機電力接點可經設定大小以處置電子器件或主機器件之任何合理電力要求，且(例如)可經設計以攜載來自配件之在3伏特至20伏特之間的電力以對連接至連接器100之攜帶型電子器件充電。在此實施例中，主機電力接點112(4)、112(5)、114(4)及114(5)定位於接觸區108a、108b之中心，以藉由保持電力儘可能地遠離接地環105之側面來改良信號完整性。

配件電力接點112(1)及114(1)可用於將電力自電子器件(亦即，主機器件)提供至配件之一配件電力信號。配件電力信號通常為電壓比經由主機電力接點112(4)及112(5)接收之信號中之主機電力低的信號，例如，與5伏特或更高電壓相比之3.3伏特。配件ID接點提供一通信通道，其使得主機器件能夠鑑認配件，且使得配件能夠將關於配件之能力之資訊傳達至主機器件，如下文更詳細描述。

該四對資料接點(a)112(2)與112(3)、(b)112(6)與112(7)、(c)114(2)與114(3)及(d)114(6)與114(7)可用以使用若干不同通信協定中之一或多者來實現主機與配件之間的通信。舉例而言，資料接點112(2)及112(3)鄰近於電力接點而定位且定位於電力接點之一側上，而資料接點112(6)及112(7)鄰近於電力接點而定位，但定位於電力接點之另一側上。關於PCB之另一表面上之接點114，可看到接點之類似配置。配件電力接點及配件ID接點定位於連接器之每一末端處。資料接點可為高速資料接點，其以比經由配件ID接點(其使得配件ID信 號似乎本質上類似於至高速資料線之DC信號)發送之任何信號快一個或兩個數量級之速率操作。因此，將資料接點定位於電力接點與ID接點之間藉由將資料接點包夾在經指明用於DC信號或實質上DC信號之接點之間來改良信號完整性。

圖1E說明根據本發明之另一特定實施例的用於插塞連接器101之針位組態。

連接器101亦為一正反兩用連接器，正如連接器100。換言之，基於連接器101與主機器件之對應連接器配合時所處之定向，表面108a上之接點或表面108b上之接點與主機器件之對應連接器中之接點實體且電接觸。如圖1E中所說明，連接器101可具有配置於PCB 150之上表面上之八個接點及配置於PCB 150之下表面上之八個接點。

連接器101包括兩個接點112(1)及114(4)，該兩個接點可充當配件ID接點以在配件與攜帶型電子器件之間攜載識別信號。如圖1E中所說明，接點112(1)與接點114(4)電連接至彼此。連接器101可具有四對資料接點(a)112(2)與112(3)、(b)112(6)與112(7)、(c)114(2)與114(3)及(d)114(6)與114(7)。在此特定實施例中，如圖1E中所說明，對置之資料接點(例如，112(2)及114(2))經由PCB 150電連接至彼此。連接器101可進一步包括可電連接至彼此之主機電力接點112(4)或114(5)。主機電力接點112(4)或114(5)可將電力攜載至與連接器101配合之主機器件。舉例而言，插塞連接器101可為經設計以將電力提供至主機器件之電力供應系統之部分。在此例子中，接點112(4)或接點114(5)可將來自電源供應器之電力攜載至主機器件(例如)以對主機器件中之電池充電。

連接器101可進一步包括可(例如)經由PCB 150電連接至彼此之配件電力接點112(5)及114(8)。配件電力接點將來自主機器件之電力攜載至一所連接配件。舉例而言，在一些例子中，連接至主機器件之一 配件可能並非自供電的且可自主機器件得到其電力。在此例子中，取決於連接器101相對於主機器件之對應連接器之定向，主機器件可經由配件接點中之任一者將電力供應至配件。連接器101可進一步包括電連接至彼此之兩個接地接點112(8)或114(1)。該等接地接點為連接器101提供一接地路徑。

圖2A說明根據本發明之一實施例之插座連接器200。

插座連接器200包括界定空腔204之外殼202，空腔204將接點206₍₁₎至206_(N)容納於空腔內。在操作中，一連接器插塞(諸如，插塞連接器100)可插入至空腔204中以將接點112₍₁₎至112_(N)或114₍₁₎至114_(N)電耦接至各別接點206₍₁₎至206_(N)。插座接點206₍₁₎至206_(N)中之每一者將其各別插塞接點電連接至與容納有插座連接器200之電器件相關聯之電路。舉例而言，插座連接器200可為一攜帶型媒體器件之部分，且與該媒體器件相關聯之電子電路藉由將接點206₍₁₎至206_(N)之在外殼202外部延伸之尖端焊接至一多層板(諸如，攜帶型媒體器件內之印刷電路(PCB))而電連接至插座200。在一些實施例中，N可為在2與9之間的任何整數。

圖2B及圖2C說明根據本發明之兩個不同實施例的用於插座連接器200之針位組態。在一實施例中，插座連接器200具有匹配圖1D中之連接器100之針位的如圖2B中所展示的針位，且在另一實施例中，插座連接器200具有匹配圖1E之連接器101之針位的如圖2C中所展示的針位。在圖2B及2C中之每一者中，ACC1接針及ACC2接針經組態以取決於插塞連接器之插入定向而與插塞連接器之配件電力(ACC_PWR)接針或配件ID(ACC_ID)接針配合，資料A接點對經組態以與插塞連接器之資料1接點對或資料2接點對配合，且一或多個P_IN(電力輸入)接針經組態以與插塞連接器之一或多個主機電力接點配合。另外，在圖2C之針位中，GND接點經組態以與插塞連接器中之 GND接點配合。

為了使連接器100與連接器200配合，可將連接器100實體地插入至連接器200之空腔204中。一旦插入，連接器100之接點即可電耦接至連接器200之接點。如上文所描述，在一些實施例中，為了建立電連接，亦可能必須實體連接連接器100及200中之接點。然而，為了為可適用的，本申請案中所描述之技術可能僅需要接點之間的電連接。

如上文所描述，本文中所描述之技術提供一種用於偵測一連接器與另一連接器之電斷開且回應於該電斷開，終止或減少正由該連接器提供之電力之方法。終止電力之一個原因係為了保護連接器及其他器件免受發弧、短路或電擊危險影響。為了理解需要終止存在於連接器上之電力之原因，理解此等連接器之配合及/或解除配合過程中之潛在電擊/危險點係有用的。圖3為說明根據本發明之一實施例的在解除配合序列期間的插塞連接器302與插座連接器304之相對位置的示意圖。請注意，僅展示了可適用於本文中所描述之各種實施例之相對位置。應注意，在配合/解除配合序列期間，當將插塞連接器302插入於插座連接器及/或將插塞連接器302自插座連接器移除時，插塞連接器302及插座連接器304可具有相對於彼此的若干其他可能相對位置。然而，並非所有此等相對位置係本文中之實施例之描述所必不可少的，且因此為清晰起見在此省略。

如圖3中所說明，(例如)一配件之插塞連接器302包括一或多個接點308。接點308可與連接器304之接點310電連接(且在一些例子中，實體連接)。連接器304包括可接地之外殼306。當將連接器302完全插入至連接器304中時，接點308與接點310電連接。考慮接點308攜載電力以用於對相關聯於連接器304之主機器件充電。在正常操作中，配件藉由經由接點310將電力自接點308轉移至主機器件之內部電路而對主機器件充電。

考慮：在充電操作仍在進行中時，將連接器302自連接器304拔出。在此例子中，接點308上仍存在電力(例如，電壓)。當將連接器302自連接器304拉開時，連接器302上之接點308可在點314處與連接器304之外殼306接觸，從而有效地使接點308上之電力接地。此可導致發弧且亦可能有可能損害連接器302及/或連接器304及連接器304所耦接至的主機器件。可能需要在接點308與接點310之間的電連接被割斷之後儘可能快地終止接點308上之電力，使得即使接點308碰觸外殼306，亦不存在對連接器302及/或連接器304或主機器件之危害。以下詳細描述提供一些技術以在連接器與主機器件斷開之情況下終止連接器之接點上之電力。

在一些實施例中，一插塞連接器可與將電力提供至一主機器件之一配件一起使用。舉例而言，該配件可為可連接至主機器件(例如，PC、行動電話、媒體播放器等)之電池充電器。在此例子中，耦接至配件之插塞連接器之一或多個接點上可具有一電壓，例如5V至25+V。圖4為根據本發明之一實施例的用於偵測一連接器之電解耦且終止經由連接器提供之電力的系統400的功能方塊圖。

系統400可包括自配件404接收電力之主機器件402。主機器件402可為任何電子器件，諸如PC、媒體播放器、計算器件、行動電話、平板電腦或其類似者。配件404可為電源配接器、電池充電器、纜線、銜接台，或能夠將電力提供及/或攜載至主機器件402之任何其他器件。在一些實施例中，配件404可為一纜線，其將電力自一電源配接器攜載至主機器件402。電源406可為配件404之部分或與配件404分離。在一些實施例中，電源406可為電池、AC壁式插座等。在一些例子中，配件404可包括變壓器。

配件404可包括可耦接至相關聯於主機器件402之對應連接器410(例如，圖2之連接器200)之連接器408(例如，圖1之連接器100(或 101))。連接器408可包括可與連接器410中之接點電耦接之一或多個接點，以在主機器件402與配件404之間形成電及通信鏈路。在一些實施例中，連接器408及410可具有攜載電力之一或多個接點及攜載資料之額外接點。如圖4中所說明，在一實施例中，接點408(3)及410(3)可分別為連接器408及410之電力接點，且接點408(1)及410(1)可分別為連接器408及410之資料接點。配件404包括可偵測連接器408與連接器410之間的斷開事件的偵測電路416，及可基於來自偵測電路416之輸入而調節經由電力接點提供之電力的保護電路418。在一些實施例中，偵測電路416及保護電路418可容納於連接器408之主體(例如，圖1之連接器100之外殼102)內。在其他實施例中，偵測電路416或保護電路418中之任一者可包括於連接器408中。

在正常操作期間，配件404可經由連接器408之與連接器410中之對應接點410(3)電連接之接點408(3)經由電力線414將電力供應至主機402。現在，若接點408(3)與接點410(3)之間的電連接(例如)藉由實體地卸離連接器408與連接器410或藉由某一其他手段而中斷，則配件之偵測電路416可藉由監視通信/資料線402(其可(例如)經由接點408(1)及410(1)耦接至主機器件420)來偵測電耦接之中斷，且將指示電連接已被割斷之信號發送至保護電路418。在下文描述關於偵測電路如何偵測電耦接之中斷之細節。回應於來自偵測電路416之此輸入，保護電路418可終止接點408(3)上之電力，從而消除發弧或損害連接器408、連接器410或系統400中之任何其他器件之可能性。

需要在接點碰觸連接器410之任何接地部分之前終止連接器408之接點408(3)上之電力。因此，用於終止接點上之電力之時序應使得在連接器408之接點可呈現危害之前，但在確認電斷開之後，切斷電力。此意謂系統必須能夠區分電連接之瞬時損失與電連接之更持久損失。電連接之瞬時損失可發生於如下例子中：電連接看似中斷了幾微 妙，但迅速恢復(諸如，當連接器408在處於插座連接器410內部時移動/搖動時)。電連接之更持久損失可發生在將連接器408自連接器410移除/分離時。

主機器件與配件之間的通信/資料線420可具有可由於通信線路在正常操作期間之充電而累積形成之某一寄生電容。在一些實施例中，此寄生電容可在300pF與900pF之間。因此，即使通信線路與主機器件電斷開，在此寄生電容耗散之前，配件亦可能並不記錄此斷開。舉例而言，在正常操作期間，通信/資料線可處於邏輯「高」狀態。在一些實施例中，此情形可對應於邏輯「1」或等效於(例如)3伏特之匯流排電壓。當配件與主機斷開時，通信/資料線進入邏輯「低」或「0」狀態，例如，0伏特。然而，甚至在通信/資料線進入「低」狀態之後，在寄生電容完全耗散(在一些例子中，此可花費幾百微秒)之前，配件亦可能並不登記(register)「低」狀態。在寄生電容耗散之時間期間，配件可繼續輸出接點408(3)上之電力，此係由於其尚未偵測到連接器408不再與連接器410電接觸。因此，在此時間期間，若接點408(3)碰觸任何接地物件，此碰觸可導致發弧及對連接器408及或主機器件402及配件404之潛在損害。

因此，用於通信線路中之寄生電容之長耗散時間可拖延對實際電斷開事件之偵測。因此，需要縮短耗散時間，使得可迅速地判定一斷開事件。在一些實施例中，作為正常資料通信處理程序之部分，通信/資料線可進入「低」狀態(例如)歷時1微秒至5微秒。偵測電路亦應能夠區分此等「瞬時」低與更持久之「低」，例如，通信線路處於「低」狀態歷時50微秒或更久，此情形可指示一斷開事件。

圖5為說明根據本發明之一實施例的用於偵測一電斷開事件及終止至連接器之電力的系統500之各種組件的功能方塊圖。

系統500包括主機器件502，其類似於圖4之主機器件402。主機 器件502包括微控制器504。微控制器504包括在微控制器504在作用中時提供一恆定電流之電流源506。電流源506經由連接器528及514中之接點及通信線路510耦接至偵測單元508。微控制器504亦經由電力線522耦接至保護單元512。保護單元512可連接至為主機器件502提供電力之電壓/電流源530。在一些實施例中，保護單元512及偵測單元508可為配件520之部分。在其他實施例中，保護單元512及偵測單元508可與配件520分離。在一些實施例中，在配件為纜線之情況下，保護單元512及偵測單元508可為纜線總成之部分。

偵測單元508(其可實施為單一積體電路或多個積體電路)包括用於偵測連接器514是否已與主機器件502之連接器528電斷開之電路。偵測單元508包括耦接至開關518之電流槽516。電流槽516幫助耗散通信線路510之寄生電容。在一些實施例中，在啟動開關518時，啟動電流槽516，藉此經由電流槽516將通信線路510耦接至接地。在一些實施例中，電流槽516提供在50μA與100μA之間的電流槽能力。

保護單元512(其可實施為單一積體電路或多個積體或離散電路)包括用於調節電力線522上之電流/電壓之電路。在一些實施例中，保護單元512包括與電晶體526(例如，FET)並聯連接之調節式電流源524(例如，低壓降(LDO)調節器)。不管自源530接收之輸入電壓，調節式電流源524輸出一恆定電流。在一些實施例中，不管由源530提供之輸入電壓，調節式電流源524經組態以在電力線522上傳遞一低電流，例如15mA或更小。因此，實際上，電流調節式電流源524針對保護單元512內之電流呈現一高電阻路徑。電晶體526充當開關且針對保護單元512內之電流呈現一低電阻路徑。因此，在正常操作期間(例如，當將配件520用於對主機器件502充電時)，最初，關掉電晶體526且調節式電流源524在電力線522上輸出一低電流。一旦配件520與主機器件502之間的通信建立，使得配件520經授權以供主機器件502使 用，即接通電晶體526，從而啟用低電阻路徑，藉此經由電力線522將傳入電壓耦接至主機器件502。

如上文所描述，若連接器514在一充電操作之中途與連接器528解除配合，則連接器514中之相關聯於電力線522之接點仍可具有由源530提供之全電壓。為了防止歸因於接點上之此電壓產生之任何損害，在配件與主機器件斷開之情況下，系統500起作用以終止彼接點上之電力。

圖6為說明根據本發明之一實施例的系統500在斷開事件期間之操作之各種階段的曲線圖。在主機器件與配件之間的定期通信期間，通信線路510處於邏輯「高」狀態。若通信線路510自邏輯「高」狀態轉變至邏輯「低」狀態，則偵測單元508偵測通信線路510之此狀態改變且閉合開關518。因此，建置至通信線路510中之寄生電容快速耗散，直至時間t₁為止。在一些實施例中，耗散寄生電容所花費的時間量可在1微秒與2微秒之間。偵測單元508接著在時間t₁啟動一計數器以判定通信線路510處於低狀態所歷時之持續時間。當計數器達到預定時間t₂，且通信線路仍處於邏輯「低」狀態時，偵測單元508斷定：連接器514已與連接器528電斷開且在時間t₂產生用於保護單元512之一信號。在一些實施例中，持續時間t₂可在20微秒與25微秒之間。在一些實施例中，偵測單元508登記斷開事件可花費高達50微秒。換言之，t₂可高達50微秒。

在接收到來自偵測單元508之信號後，保護單元512關掉電晶體526且啟用經由調節式電流源524之高電阻電流路徑。此導致電力線522現在具有低調節電流，例如，如上文所描述之約15mA。因此，即使連接器514之電力承載接點碰觸一接地表面，亦不可能產生傷害，此係由於接點上具有極低電流。在一些實施例中，低調節電流可為約0A。在一些實施例中，保護單元512可花費10微秒與50微秒之間 的時間來實際切換電流路徑。因此，在一些實施例中，自連接器514與連接器528電斷開之時間起，終止連接器514之電力接點上之電力所花費的總時間可在50微秒與100微秒之間。

如上文所描述，通信線路510在配件與主機器件之間來回地攜載資料。在一些實施例中，資料係以資料脈衝之形式傳輸。每一資料脈衝可具有對應於傳輸資料所歷時之時間長度的特定脈衝寬度。配件(且更特定言之，偵測單元)經組態以區分此等不同資料脈衝與在存在斷開事件時所產生之一信號。進行此區分以消除配件偵測到「假」斷開事件之可能性。圖7說明在配件與主機器件之間攜載特定資訊之若干例示性資料脈衝D1-D4。每一資料脈衝藉由對應於資料脈衝之時間T₁至T₄之相關聯脈衝寬度來特徵化。又，每一資料脈衝具有第一「高」狀態及第二「低」狀態。因此，每當經由通信線路傳輸(或接收)資料時，通信線路之狀態可自「高」轉變至「低」，且當資料傳輸完成時，通信線路可返回「高」狀態。

舉例而言，資料脈衝D1可用以將邏輯「1」傳輸至配件且可具有脈衝寬度/持續時間T₁。資料脈衝D2可用以傳輸邏輯「1」且可具有相關聯持續時間T₂。資料脈衝D3可用以用信號通知傳輸之開始及/或結束且可具有相關聯持續時間T₃，且資料脈衝D4可用以傳輸用於(例如)使配件自休眠模式醒來之一喚醒脈衝，且可具有相關聯持續時間T₄。如圖7中所說明，T₄>T₃>T₂>T₁；然而，此僅為一實例，且熟習此項技術者將認識到，可基於主機器件及配件之特定設計而使用具有變化之脈衝持續時間之各種其他資料脈衝。在上文之一實例中，如圖7中所說明，T₄為最長持續時間。

如上文所描述，偵測單元監視通信線路，且判定：在通信線路自「高」狀態轉變至「低」狀態時，發生斷開事件。區分斷開事件與上文所敍述之資料脈衝中之一者的傳輸係有益的。否則，甚至在由主 機器件發送上文所敍述之資料脈衝中之一者時，偵測單元亦可登記一斷開事件。因此，為了使配件斷定已發生一斷開事件，通信線路保持處於「低」狀態所歷時之持續時間(例如，臨限時間T_h)必須至少超過T₄。此將有可能確保：當發送該等資料脈衝中之任一者時，偵測單元不會錯誤地偵測到斷開。因此，在圖7中所說明之實例中，T_h=T₄，且通信線路保持低所歷時之時間必須多於T₄，以便供偵測單元考慮可能發生斷開事件之可能性。在一些實施例中，臨限時間T_h可大於由配件在資料傳輸期間使用之最長持續時間脈衝以便考慮誤差。舉例而言，在一實施例中，臨限時間可比在配件與主機器件之間傳達之資料脈衝的最長持續時間長2-10微秒(μs)。因此，繼續上述實例，在此特定例子中，T_h=T₄+2-10微秒。在另一實施例中，臨限時間T_h可經設定為比最長持續時間脈衝多5-20微秒。

繼續上文之實例，在偵測單元將一信號發送至保護單元之前，偵測單元將在通信線路之狀態一旦改變至邏輯「低」時便啟動一計數器，且使該計數器遞增至至少超過時間T₄。在一些實施例中，時間T₄可高達25微秒。請注意，圖7中之資料脈衝僅用於說明目的。熟習此項技術者將認識到，可經由通信線路傳達若干其他類型之資料脈衝/信號。只要配件在其將一信號發送至保護單元之前等待通信線路之「低」狀態之持續時間超過在配件與主機器件之間的正常通信期間可發生的最長資料脈衝持續時間，所有此等實施即屬於本文中所描述之技術之範圍。

圖8為根據本發明之一實施例的用於終止/減少連接器上之可用電力之處理程序800的流程圖。處理程序800可由(例如)圖4之配件404來執行。處理程序800假定：配件經由配件與主機器件之間的一電力線將電力提供至主機器件，且相關聯於配件之一連接器具有將電力自配件攜載至主機器件之至少一接點。

處理程序800可在以下情形之後開始：配件之連接器配合至一主機器件之一連接器，從而導致在該兩個連接器之間建立一電連接。在步驟802處，配件可監視配件與一主機器件之間的一通信線路。在步驟804處，配件可偵測通信線路之狀態是否已自第一狀態(例如，邏輯「1」)改變至第二狀態(例如，邏輯「0」)。若通信線路之狀態未改變，則處理程序800可返回至步驟802。若判定通信線路之狀態已自第一狀態改變至第二狀態，則配件可啟動對通信線路處於第二狀態所歷時之持續時間計數(步驟806)。在步驟808處，配件可檢查通信線路處於第二狀態所歷時之持續時間是否已超過一臨限時間(例如，在配件與主機器件之間的正常通信期間可發生之最長資料脈衝之時間)。

若持續時間未超過該臨限時間，則在步驟812處，配件可檢查通信線路之狀態是否已改變回至第一狀態。若通信線路仍處於第二狀態，則處理程序800可返回至步驟806且配件可繼續監視通信線路。若在步驟812處判定通信線路已改變狀態(例如，通信線路現處於第一狀態)，則可在步驟814處重設計數器，且處理程序800可返回至步驟802。如上文所描述，此可發生於電連接性之瞬時損失或資料脈衝之發送之狀況下。若如步驟808處所判定，持續時間超過臨限時間，則配件可斷定配件已與主機器件電斷開且在步驟810處產生用於保護電路之一信號。該信號向保護電路通知該連接器已斷開，且回應於該信號，保護電路終止或減少配件連接器之電力接點上之電力，藉此終止或減少至主機器件之電力。

應瞭解，圖8中所說明之特定步驟提供根據本發明之一實施例的偵測一連接器斷開之特定方法。根據替代實施例，亦可執行其他步驟序列。舉例而言，本發明之替代實施例可以不同次序執行上文所概述之該等步驟。此外，圖8中所說明之個別步驟可包括可以如適合於個別步驟之各種序列執行之多個子步驟。此外，取決於特定應用，可添 加或移除額外步驟。一般熟習此項技術者將認識到許多變化、修改及替代。

在一些實施例中，代替調節式電流源524，保護單元512可包括與電晶體526並聯之一固定電阻器。該固定電阻器之值可經選擇以使得當啟用通過該電阻器之電流路徑時，該電流路徑提供通過配件之插塞連接器之電力線/接點的低電流。在一些實施例中，該電阻器之值可在100Ω與2KΩ之間。在其他實施例中，保護單元512可包括與一電阻器串聯之一開關。在此實施例中，若至保護單元之輸入電壓超過一特定值(例如，25伏特)，則斷開該開關以防止將任何電力轉移至插塞連接器之接點，從而保護插塞連接器及主機器件。

圖9為根據本發明之另一實施例的用於終止至一連接器之電力之處理程序900的流程圖。處理程序900可(例如)由圖5之偵測單元506來執行。

最初，可將配件之插塞連接器連接至主機器件之對應插座連接器。在此例子中，配件可經由配件與主機器件之間的電力線將電力供應至主機器件，例如，配件正在對主機器件之一電池充電。如上文所描述，在正常操作期間，經由至少一通信線路在主機器件與配件之間交換資料。作為正常操作之部分，通信線路可取決於是否經由通信線路傳輸資料而使其狀態自「高」該變至「低」。在一些實施例中，每當並未傳輸資料時，通信線路處於「高」狀態或處於「已充電」狀態。當欲在主機器件與配件之間傳達某一指令/資料時，經由通信線路傳輸一資料脈衝，此可導致通信線路在該脈衝之持續時間內暫時改變至「低」狀態。此後，通信線路可再次還原回至「高」狀態。在插塞連接器斷開之情況下，此通信鏈路被割斷，且配件在斷開之持續時間內將通信線路視為正處於「低」狀態。

偵測單元/電路可連續地監視通信線路以判定通信線路是處於一 「高」狀態抑或一「低」狀態。在此實施例中，第一狀態對應於邏輯「高」且第二狀態對應於邏輯「低」。偵測單元可接著偵測到通信線路已自「高」狀態轉變至「低」狀態(區塊902)。基於該偵測，偵測單元可啟用配件內之一電流槽以耗散通信線路中的累積形成之寄生電容(區塊904)。一旦電容得以耗散，偵測單元即可啟動一計數器以判定通信線路處於「低」狀態所歷時之時間週期(區塊906)。接下來，偵測單元可基於該計數器判定通信線路處於「低」狀態所歷時之時間週期(區塊908)。

如上文所描述，存在若干例子：在作為配件與主機器件之間的正常資料通信之部分時，通信線路可進入「低」狀態。計數器在防止對斷開之假偵測方面係有用的。當計數器超過一特定預定臨限時間值T_h(例如，25μs)時，偵測單元可斷定通信線路處於低狀態之原因為配件連接器與主機器件斷開。基於此結論，偵測單元可產生一信號，該信號指示保護單元終止或減少正供應至主機器件之電力(區塊910)。

應瞭解，圖9中所說明之特定步驟提供根據本發明之一實施例的終止一連接器上之電力之特定方法。根據替代實施例，亦可執行其他步驟序列。舉例而言，本發明之替代實施例可以不同次序執行上文所概述之該等步驟。此外，圖9中所說明之個別步驟可包括可以如適合於個別步驟之各種序列執行之多個子步驟。此外，取決於特定應用，可添加或移除額外步驟。一般熟習此項技術者將認識到許多變化、修改及替代。舉例而言，在一些實施例中，可緊接在偵測到通信線路處於「低」狀態之後啟動計數器，而不等待寄生電容放電。

在一替代實施例中，配件可經程式化以每當通信線路轉變至「低」狀態時，即切斷至主機器件之電力，而不管是否超過一臨限時間。此將確保快速電力切斷而無須耗散寄生電容及/或使用計數器。然而，在此實施例中，電力可頻繁地循環「接通」及「關掉」，此係 由於作為配件之正常操作之部分，通信線路可頻繁地自「高」狀態轉變至「低」狀態。

在另一實施例中，可針對斷開事件定義一單獨邏輯位準，其可不同於上文所描述之「高」狀態及「低」狀態。圖10說明此概念。如圖10中所展示，考慮任何資料脈衝之最大振幅不超過約3V。在此例子中，可將3V指明為等效於邏輯「1」或「高」狀態。然而，代替將0V指明為邏輯「0」或「低」狀態，可將一不同電壓(例如，1V)指明為資料脈衝之邏輯「0」。可將第三電壓(例如，0.5V)指明為「斷開」狀態。當然，主機器件及配件內之邏輯電路將必須經設計以產生並辨識通信線路之此等三個位準。在此實施例中，偵測電路可如上文所描述地監視通信線路。然而，若偵測電路判定通信線路處於特殊「斷開」狀態而非僅處於「低」狀態，則偵測電路將僅斷定已發生一斷開事件。此可消除對計數器之需要、對定義臨限時間之需要等，從而簡化偵測處理程序。在此例子中，每當通信線路轉變至「斷開」狀態時，配件可立即終止電力線上之電力，而無須任何進一步檢查或驗證。

在另一實施例中，可監視主機器件連接器上之一傳入電力接針以偵測配件連接器是否仍被連接。只要電壓或電流存在於主機器件連接器之傳入電力接針上，即可假定配件連接器仍連接至主機。若無電流或電壓存在於傳入電力接針上，則可斷定配件連接器已斷開。

在又一實施例中，配件連接器(例如，圖1A之連接器100)上之一或多個接點可經設計以提供一斷開信號。舉例而言，配件連接器中之一接點可經設定為相對於所有其他接點退後或凹進。此接點可經設計以使得其在連接器配合序列之最後與主機器件連接器中之對應接點實體(及/或電)連接，例如，當配件連接器正與主機器件連接器配合時。又，此接點可經設計以使得在配件連接器之任何其他接點與主機器件 連接器接點實體及/或電斷開之前，此接點與對應主機器件接點實體(及/或電)斷開。因此，此接點可為「最後連接」但「首先斷開」類型之接點。每當此接點連接至主機器件連接器時，即可經由其他接點中之一者將一信號發送至配件，以向配件通知：配件連接器之所有接點與主機器件連接器中之對應接點實體接觸。此信號可由配件使用以接通至主機器件之電力。此將確保：當配件連接器牢固連接至主機器件時，電力接通。

在連接器之解除配合期間，此指明接點將首先與主機器件連接器斷開。一旦偵測到此接點之斷開，主機器件即可經由其他接點中之仍電耦接至主機器件之一者(例如，上文所描述之通信線路)將一信號發送至配件，以切斷至配件連接器之電力。因此，一旦指明接點與主機器件之間的實體(及/或電)連接被割斷，即可終止經由配件連接器供應之電力(雖然配件連接器之其餘接點仍配合至主機器件連接器之接點)。此將藉由配件連接器防止電擊/發弧之任何可能性，即使配件連接器隨後與主機連接器完全分離亦如此。

如上文所描述，作為配件之正常操作之部分，通信線路可轉變至「低」狀態。當通信線路在正常操作期間轉變至「低」狀態時，在大部分例子中，主機器件造成了此轉變，此係由於主機器件正經由通信線路將資訊發送至配件。因此，判定通信線路轉變至「低」狀態之原因可為有益的。此可有助於判定通信線路之狀態之轉變係正常資料通信操作之部分抑或斷開事件之結果。

圖11說明根據本發明之一實施例的可用以判定通信線路轉變至「低」狀態之原因的示意圖。在主機器件側，可存在電流源1102，其可經由通信線路供應一恆定電流(例如，4mA)。在配件側，通信線路可連接至電阻器R，該電阻器R又連接至供應電壓V_dd。通信線路亦連接至可串聯有開關S之電流槽1104。可在兩個點T₁及T₂量測電壓。此 等電壓可為至比較器1106之輸入。可將通信線路中之寄生電容指明為「C」。

在正常操作中，當將配件連接器插入至主機器件連接器中時，通信線路處於「高」狀態，且存在可在點T₂量測之已知電壓。當通信線路處於「高」狀態時，點T₂處之電壓可藉由如下等式給出VT₂=V_dd-(I*R) (1)

其中V_dd為供應電壓且I*R為電阻器R上之電壓降。

當主機器件造成通信線路轉變至「低」狀態(亦即，主機器件在通信線路上傳輸一資料脈衝)時，在電阻器R中流動之總電流將為由電流源1102及電流槽1104提供之電流之總和。舉例而言，考慮電流源1102可提供4mA之電流且電流槽1104可提供100μA之槽容量。因此，在此例子中，VT₂可藉由如下等式給出VT₂=(100μA+4mA)*R (2)

現在，若配件連接器與主機器件斷開，則此有效地消除來自電流源1102之輸入。在此例子中，V_T2可表達為VT₂=100μA*R (3)

因此，點T₂處之電壓量測值將取決於主機器件是否造成通信線路轉變至「低」狀態或斷開是否造成通信線路轉變至「低」狀態而不同。因此，藉由量測V_T2，可作出關於配件連接器是否已與主機器件斷開之判定。舉例而言，下文之表1提供三個可能性。可提供兩個點VT₁及VT₂處之電壓作為至比較器1006之輸入，比較器1006可基於比較而輸出對應電流值。

圖12為根據本發明之另一實施例的用於偵測一配件連接器與一主機連接器之斷開及終止配件連接器上之電力之系統1200的示意圖。

在操作中，當將一配件(插塞)連接器電連接至一主機器件連接器時，經由pFET F4將「電力輸入」線上之傳入電力提供至主機器件。換言之，當將插塞連接器連接至主機器件時，在偵測單元1202將pFET F4之閘極拉至高於臨限電壓(V_TH)之電壓(V_G)時，接通pFETF4。在此例子中，pFET F4充當一開關且針對「電力輸入」線上之傳入電力提供一低電阻路徑。

當偵測單元1202偵測插塞連接器與主機器件之斷開(例如，使用上文所描述之技術中之任一者)時，偵測單元1202將一信號發送至FET F3，使得F3將F4之源極及閘極箝位在一起。此情形關掉F4。因此，傳入電力現通過經由R_bias之高電阻路徑來投送。電阻器R_bias之值經選擇以便在高電阻路徑經啟用時在「電力輸入」線上提供一低電流，例如15mA。因此，在於傳入電力仍在作用中時插塞連接器被斷開之情況下，可保護插塞連接器。

在一些實施例中，配件可為一纜線，其將電力自一電源配接器攜載至主機器件。該纜線可具有其可處置之一最大電壓/電流額定值。在一些實施例中，在正常操作期間，當纜線正在將電力自電源配接器攜載至主機器件時，由配接器輸出之電壓可能突然超過纜線之最大額定值，例如在配接器發生故障之情況下。在此例子中，存在纜線可能歸因於過多電力而燒毀或另外受損之危險。圖12中所說明之方案保護纜線在傳入電壓突然且非預期地增加之狀況下不受損害。

在此例子中，可基於可允許由纜線攜載之最大電流來設定齊納二極體「Z」之額定值。此最大電流可基於纜線之特性、主機器件之設計、配件及主機器件可接受之容許度值等。舉例而言，可將齊納Z之額定值設定為6V。在此實例中，只要傳入電壓小於5V，齊納二極 體Z便處於關掉或非傳導狀態。此情形接通FET F5且使得電力能夠通過高電阻路徑。

現在，若電壓輸入或傳入電壓超過6V，則齊納Z開始傳導，藉此對電晶體Q之閘極加偏壓。此導致電晶體Q接通且因此對電晶體F1之閘極加偏壓且接通F1。當電晶體F1接通時，電晶體F1箝位電晶體F5之閘極及源極，從而關掉電晶體F5且停用通過R_bias之高電阻路徑。由於FET F4通常預設處於「關掉」狀態，故電晶體F5之關掉使整個電力路徑關閉，且因此，無電流可流經纜線。此用來保護纜線使其不會歸因於可歸因於高於預期傳入電壓之電壓產生之高電流而過熱或受損。

請注意，上文所敍述之齊納二極體Z之值僅用於說明目的。熟習此項技術者將認識到，齊納二極體Z可基於系統之要求來選擇且可為任何合適值。在一些實施例中，齊納二極體Z之值可取決於配件或主機器件對傳入電力之容許度等級。

圖13為根據本發明之一特定實施例之插塞連接器1300的截面圖。插塞連接器1300類似於圖1D之插塞連接器100。插塞連接器1300具有安裝於PCB 1350之頂表面上之八個接點1312(1)至1312(8)及安裝於PCB 1350之底表面上之八個接點1314(1)至1314(8)。頂側上之每一接點藉由電路徑1302而與底側上之對置接點電連接或「短路」。舉例而言，如圖13中所說明，接點1312(1)與接點1314(1)電連接。在一些實施例中，電路徑1302可為介層孔。因此，藉由使兩個對置接點短路，連接器1300具有在第一定向或第二定向上與對應插座連接器配合之能力。

在圖13中所說明之特定實施例中，接點1312(1)或1312(8)中之任一者可在一定向上耦接至通信線路或電力輸入線。換言之，接點1312(1)可耦接至上文所描述之通信線路或耦接至主機器件之電力輸 出線，且在配件不具有其自身電源(例如，無供電配件)之情況下用來自主機器件接收電力且將電力提供至配件器件。類似地，接點1312(8)可耦接至通信線路或耦接至電力輸出線。舉例而言，若接點1312(1)耦接至通信線，則接點1312(8)將耦接至電力輸出線，且反之亦然。

在不同定向上，接點1314(1)及1314(8)可分別提供類似於接點1312(1)或1312(8)之功能性的功能性。

在圖13中所說明之特定實施例中，當插塞連接器1300係在第一定向上插入時，接點1312(2)、1312(3)、1312(6)及1312(7)皆可攜載資料信號。類似地，當插塞連接器1300係在相對於第一定向旋轉180度之第二定向上插入時，接點1314(2)、1314(3)、1314(6)及1314(7)皆可攜載資料信號。在一些實施例中，該等資料信號係微分資料對。在其他實施例中，該等資料信號可包括UART資料、USB資料、數位音訊資料、數位視訊資料及其類似者。接點1312(4)及1312(5)在第一定向上將電力(亦即，電力輸入)攜載至主機器件，且接點1314(4)及1314(5)在第二定向上將電力攜載至主機器件。因此，若連接器1300與主機器件電斷開，則配件可取決於連接器1300之定向而使用上文所描述之技術中之任一者來終止/減少接點1312(4)及1312(5)或接點1314(4)及1314(5)上之電力。

請理解，圖13僅說明用於插塞連接器之特定佈局。熟習此項技術者將容易認識到，基於插塞連接器將用於之應用，用於插塞連接器之其他佈局係可能的。舉例而言，代替使頂部及底部上之接點短路(如圖13中所說明)，所有接點可彼此電隔離。

本文中可能將電路、邏輯模組、處理器及/或其他組件描述為「經組態以」執行各種操作。熟習此項技術者將認識到，取決於實施，此組態可經由特定組件之設計、設置、互連及/或程式化來完成 且，又取決於實施，經組態組件可能可或可能不可針對不同操作而重新組態。舉例而言，可程式化處理器可藉由提供合適之可執行碼來組態；專用邏輯電路可藉由合適地連接邏輯閘及其他電路元件來組態；等等。

雖然上文所描述之實施例可能參考特定硬體組件及軟體組件，但熟習此項技術者將瞭解，亦可使用硬體組件及/或軟體組件之不同組合，且經描述為以硬體實施之特定操作亦可以軟體來實施，或反之亦然。

併有本發明之各種特徵之電腦程式可編碼於各種非暫時性電腦可讀儲存媒體上；合適媒體包括磁碟或磁帶、光學儲存媒體，諸如緊密光碟(CD)或數位影音光碟(DVD)、快閃記憶體及其類似者。藉由程式碼編碼之電腦可讀儲存媒體可與相容器件一起封裝或與其他器件分離地提供。另外，程式碼可經編碼且經由遵守多種協定之有線光學及/或無線網路(包括網際網路)來傳輸，藉此允許(例如)經由網際網路下載之分配。

因此，儘管已參考特定實施例描述了本發明，但將瞭解，本發明意欲涵蓋在以下申請專利範圍之範疇內的所有修改及等效物。

500‧‧‧系統

502‧‧‧主機器件

504‧‧‧微控制器

506‧‧‧電流源

508‧‧‧偵測單元

510‧‧‧通信線路

512‧‧‧保護單元

514‧‧‧連接器

516‧‧‧電流槽

518‧‧‧開關

520‧‧‧配件

522‧‧‧電力線

524‧‧‧調節式電流源

526‧‧‧電晶體

528‧‧‧連接器

530‧‧‧電壓/電流源

Claims (25)

1. 一種用於偵測相關聯於一配件之一第一連接器與相關聯於一主機器件之一第二連接器的解耦之方法，其中該第一連接器至少包括用於耦接該主機器件與該配件之間的一通信線路之一第一接點及用於耦接該主機器件與該配件之間的一電力線之一第二接點，該方法包含：藉由該配件監視該通信線路，其中該通信線路經組態以處於一第一狀態或一第二狀態；藉由該配件偵測該通信線路已自該第一狀態改變至該第二狀態；藉由該配件判定該通信線路處於該第二狀態所歷時之一持續時間；若該持續時間超過一臨限時間，則指示該配件中之一保護單元啟用一高電阻路徑以減少經由該電力線提供之電力。
2. 如請求項1之方法，其中該第一狀態對應於邏輯「高」且該第二狀態對應於邏輯「低」。
3. 如請求項1或2之方法，其中該臨限時間藉由一資料脈衝寬度來特徵化，該資料脈衝寬度大於經由該通信線路傳輸或接收之所有其他資料脈衝寬度。
4. 如請求項1或2之方法，其中該臨限時間在20微秒與50微秒之間。
5. 如請求項1或2之方法，其中該臨限時間比在該配件與該主機器件之間的通信期間使用之一最長資料脈衝的一時間多2微秒至10微秒。
6. 如請求項1或2之方法，其中該臨限時間比在該配件與該主機器 件之間的通信期間使用之一最長資料脈衝的一時間多5微秒至20微秒。
7. 如請求項1或2之方法，其中該保護單元包含與一電晶體並聯連接之一限流器件。
8. 一種用於終止經由一配件之一第一連接器提供至一主機器件之電力的方法，其中該第一連接器耦接該配件與該主機器件之間的至少一資料線及一電力線，該方法包含，藉由該配件；監視該資料線以判定一資料信號是否已自一第一狀態改變至一第二狀態；若該資料信號已自該第一狀態改變至一第二狀態，則啟用該配件中之一電流槽以使該資料線之寄生電容放電；判定該資料信號保持處於該第二狀態所歷時之一持續時間；且若該持續時間超過一預定時間，則指示該配件中之一保護電路終止或減少該電力線上之電力。
9. 如請求項8之方法，其中該第一狀態對應於邏輯「高」且該第二狀態對應於一邏輯「低」。
10. 如請求項8或9之方法，其中該預定時間在20微秒與50微秒之間。
11. 如請求項8或9之方法，其中該保護電路包含與一低電阻路徑並聯連接之一高電阻路徑。
12. 一種配件，其包含：一第一連接器，其經組態以連接至一主機器件之一第二連接器，該第一連接器耦接該主機器件與該配件之間的至少一資料匯流排及一電力線；偵測電路，其經組態以： 偵測該第一連接器與該第二連接器之卸離；及回應於該偵測而產生一信號；及保護電路，其經組態以：自該偵測電路接收該信號；及回應於該信號，減少該電力線上之電力。
13. 如請求項12之配件，其中為了偵測卸離，該偵測電路經進一步組態以：監視該至少一資料匯流排以判定該資料匯流排是否自一第一狀態改變至一第二狀態；若該資料匯流排自該第一狀態改變至該第二狀態，則判定該資料匯流排在該改變之後處於該第二狀態所歷時之一時間週期；且若該時間週期超過一臨限時間值，則判定該第一連接器與該第二連接器卸離。
14. 如請求項13之配件，其中該第一狀態對應於邏輯「1」且該第二狀態對應於邏輯「0」。
15. 如請求項13或14之配件，其中臨限時間值為至少20微秒。
16. 如請求項13或14之配件，其中臨限時間值介於比在該配件與該主機器件之間交換之一最長資料脈衝的一時間多2微秒與20微秒之間。
17. 如請求項12之配件，其中該保護電路包含：一第一電力路徑；及一第二電力路徑，其並聯連接至該第一電力路徑；其中該第一電力路徑提供一第一電壓且該第二電力路徑提供高於該第一電壓之一第二電壓。
18. 如請求項17之配件，其中該第二電壓在3伏特至20伏特之範圍 中。
19. 如請求項12之配件，其中該保護電路包括一開關，且其中若由該配件提供之電壓超過一最大允許電壓，則斷開該開關，藉此阻止任何電流通過該配件至該主機器件。
20. 一種配件，其包含：一第一連接器，其包含複數個接點且經組態以與一主機器件之一第二連接器配合，其中該第一連接器分別使用一資料接點及一電力接點來耦接該配件與該主機器件之間的一資料匯流排及一電力線，且其中該配件經組態以將電力提供至該主機器件；及電路，其經組態以：監視該資料匯流排以判定該資料匯流排何時自一邏輯「高」狀態轉變至一邏輯「低」狀態；若該資料匯流排自該邏輯「高」狀態轉變至該邏輯「低」狀態，則判定該資料匯流排處於該邏輯「低」狀態所歷時之一持續時間，該持續時間係自該資料匯流排轉變至該邏輯「低」狀態時之一時間開始計算；若該持續時間超過一預定臨限值，則使該電力分流至一高電阻路徑，藉此減少該電力接點上之電壓。
21. 如請求項20之配件，其中該電路經進一步組態以在該資料匯流排處於該邏輯「高」狀態時啟用一低電阻路徑。
22. 如請求項20或21之配件，其中該預定臨限時間在20微秒與50微秒之間。
23. 如請求項20或21之配件，其中該配件為一纜線。
24. 如請求項20或21之配件，其中該高電阻路徑包含一調節式電流源。
25. 如請求項24之配件，其中該調節式電流源並聯連接至一電晶體。