TW201435561A - 電子裝置 - Google Patents

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Wei-Ching Chien
Meng-Feng Kuo
Chu-Liao Wang
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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Abstract

一種電子裝置，其包括電源單元、處理單元、第一開關單元及第一電壓轉換單元。電源單元用於在電子裝置處於待機狀態時輸出第一電壓。處理單元用於在偵測到第一電壓為第一類型時產生第一控制訊號，並在偵測到第一電壓為第二類型時產生第二控制訊號。第一控制訊號用於控制第一電壓轉換單元將電源單元輸出的第一電壓轉換成第一工作電壓，該第一工作電壓用於給處理單元供電。第二控制訊號用於控制第一開關單元導通電源單元與處理單元之間的電性連接，使得第一電壓藉由第一開關單元給處理單元供電。

Description

電子裝置
本發明涉及一種電子裝置。
電子裝置（例如電視機等）通常包括線性電壓轉換器、處理晶片、顯示屏及揚聲器等，當電子裝置的電源設計架構為高電壓架構時，此時電源板提供12V及5V電壓，其中12V電壓給顯示屏及揚聲器供電。線性電壓轉換器將5V電壓轉換為3.3V電壓，3.3V電壓給處理晶片供電，以作為待機電壓並使得處理晶片處於待機狀態。
當電子裝置的電源設計架構為低電壓架構時，此時電源板提供12V及3.3V電壓，其中12V電壓給顯示屏及揚聲器供電。3.3V電壓直接給處理晶片供電，以作為待機電壓並使得處理晶片處於待機狀態。然而，上述電子裝置的電源設計架構是低電壓架構或者高電壓架構，而不能同時相容低電壓架構及高電壓架構，不能滿足特定需求。另外，當失誤將高電壓架構應用於低電壓架構時，也即5V電壓直接給處理晶片供電，由於5V電壓較高，可能高於上述處理晶片的額定待機電壓，由此可能導致損壞處理晶片。
鑒於此，有必要提供一種可相容低電壓架構及高電壓架構之電源設計的電子裝置。
一種電子裝置，其包括電源單元、處理單元、第一開關單元及第一電壓轉換單元。電源單元包括第一輸出端，該電源單元用於在電子裝置處於待機狀態時藉由第一輸出端輸出第一電壓。該處理單元包括偵測端、第一電源端、第一控制端，該偵測端與第一輸出端連接，第一開關單元連接於第一輸出端與第一電源端之間，該第一電壓轉換單元與第一輸出端及第一電源端連接，該第一控制端與第一開關單元及第一電壓轉換單元連接，該處理單元用於藉由偵測端偵測第一電壓的類型，在偵測到第一電壓為第一類型時藉由第一控制端輸出第一控制訊號，並在偵測到第一電壓為第二類型時藉由第一控制端輸出第二控制訊號；該第一控制訊號用於控制第一電壓轉換單元將第一輸出端輸出的第一電壓轉換成第一工作電壓，該第一工作電壓用於給處理單元的第一電源端供電；第一控制訊號還用於控制第一開關單元斷開第一輸出端與處理單元的第一電源端之間的電性連接；該第二控制訊號用於控制第一開關單元導通第一輸出端與處理單元的第一電源端之間的電性連接，使得第一輸出端輸出的第一電壓藉由第一開關單元給處理單元的第一電源端供電；該第二控制訊號還用於控制第一電壓轉換單元停止工作。
上述電子裝置，由於可在第一電壓為第一類型或者第一電壓為第二類型時，分別利用不同的電源電路給處理單元供電，因此可相容兩種不同的電壓架構，該電子裝置的電源設計可滿足特定需求，給用戶帶來了便利。
100．．．電子裝置
10．．．電源單元
12．．．第一輸出端
14．．．第二輸出端
20．．．處理單元
22．．．偵測端
24．．．第一電源端
25．．．第二電源端
26．．．第一控制端
28．．．第二控制端
29．．．開關機電路
30．．．第一電壓轉換單元
32．．．第一開關單元
34．．．第二開關單元
36．．．第一電壓轉換器
42．．．第二電壓轉換單元
44．．．調諧器
46．．．第二電壓轉換器
48．．．第三電壓轉換單元
49．．．校準單元
50．．．第三電壓轉換器
52．．．動態記憶體
60．．．第四電壓轉換器
62．．．唯讀記憶體
72．．．揚聲器
74．．．顯示屏
Q1．．．第一三極體
R1．．．第一電阻
R2．．．第二電阻
R3．．．第三電阻
R4．．．第四電阻
C1．．．第一電容
Q2．．．第二三極體
R5．．．第五電阻
U1．．．開關晶片
R6．．．第六電阻
圖1為一較佳實施方式的電子裝置之功能模組圖。
圖2為圖1所示電子裝置之一較佳實施方式的部分電路圖。
請參閱圖1，一較佳實施方式的電子裝置100包括電源單元10、處理單元20、開關機電路29、第一電壓轉換單元30、第一開關單元32、第二開關單元34、第一電壓轉換器36、揚聲器72及顯示屏74。在本實施方式中，電子裝置100可以是電視機或其他電子裝置，第一電壓轉換單元30為線性穩壓器（LDO），其具有穩壓功能；而第一電壓轉換器36為DC-DC電壓轉換器，其不具有穩壓功能。
電源單元10包括第一輸出端12及第二輸出端14。
處理單元20包括偵測端22、第一電源端24、第二電源端25、第一控制端26及第二控制端28。偵測端22與電源單元10的第一輸出端12連接。在本實施方式中，處理單元20為圖像處理芯片。
開關機電路29與處理單元20及電源單元10電性連接。
第一電壓轉換單元30與電源單元10的第一輸出端12及處理單元20的第一電源端24電性連接。第一電壓轉換單元30還與處理單元20的第一控制端26連接。
第一開關單元32連接於電源單元10的第一輸出端12與處理單元20的第一電源端24之間。第一開關單元32還與處理單元20的第一控制端26連接。第二開關單元34連接於電源單元10的第一輸出端12與處理單元20的第二電源端25之間，第二開關單元34還與處理單元20的第二控制端28連接。在本實施方式中，第一開關單元32及第二開關單元34均為MOS電晶體或三極體。
第一電壓轉換器36與電源單元10的第二輸出端14及處理單元20的第二電源端25電性連接。第一電壓轉換器36還與處理單元20的第二控制端28連接。
揚聲器72及顯示屏74與電源單元10的第二輸出端14電性連接。
電源單元10用於在電子裝置100處於待機狀態時藉由第一輸出端12輸出第一電壓，在本實施方式中，電源單元10為開關電源。
處理單元20用於偵測第一電壓的類型，在偵測到第一電壓為第一類型時藉由第一控制端26產生第一控制訊號，並在偵測到第一電壓為第二類型時藉由第一控制端26產生第二控制訊號。在本實施方式中，第一類型是指第一電壓等於第一預定電壓，第二類型是指第一電壓等於第二預定電壓；較佳地，第一預定電壓為5V，第二預定電壓為3.3V。在其他實施方式中，第一類型是指第一電壓處於第一預定電壓範圍之內，該第二類型是指第一電壓處於第二預定電壓範圍之內。
在處理單元20藉由第一控制端26產生第一控制訊號，即電子裝置100採用的是第一種架構（即高電壓架構）的情況下，該第一控制訊號用於控制第一電壓轉換單元30將第一輸出端12輸出的第一電壓轉換成第一工作電壓，該第一工作電壓用於給處理單元20的第一電源端24供電，此時可以滿足處理單元20在待機狀態下的電壓需求。在本實施方式中，由於第一電壓轉換單元30為線性穩壓器（LDO），因此第一工作電壓為穩定電壓。第一控制訊號還用於控制第一開關單元32斷開電源單元10的第一輸出端12與處理單元20的第一電源端24之間的電性連接，使得第一輸出端12輸出的第一電壓不藉由第一開關單元32給處理單元20的第一電源端24供電。
在待機狀態下，處理單元20還用於接收一外部輸入的開機指令，並根據上述開機指令產生開機訊號。開關機電路29用於根據開機訊號產生開機控制訊號。該開機控制訊號用於控制電源單元10藉由第二輸出端14輸出第二電壓，因此第二電壓給揚聲器72及顯示屏74供電，從而揚聲器72可以播放處理單元20輸出的音頻訊號，以及顯示屏74可以顯示處理單元20輸出的視頻訊號。在本實施方式中，第二電壓的電壓值大於第一電壓的電壓值；較佳地，第二電壓為12V。
處理單元20還用於在偵測到第一電壓為第一類型並且在接收到上述開機指令時，藉由第二控制端28輸出第三控制訊號。該第三控制訊號用於控制第二開關單元34導通電源單元10的第一輸出端12與處理單元20的第二電源端25之間的電性連接，使得第一輸出端12輸出的第一電壓藉由第二開關單元34給處理單元20的第二電源端25供電，可以滿足處理單元20在正常工作狀態下的電壓需求，此時電子裝置100處於開機狀態。該第三控制訊號還用於控制第一電壓轉換器36處於不工作狀態。
在處理單元20藉由第一控制端26產生第二控制訊號，即電子裝置100採用的是第二種架構（即低電壓架構）的情況下，第二控制訊號用於控制第一開關單元32導通第一輸出端12與處理單元20的第一電源端24之間的電性連接，使得第一電壓藉由第一開關單元32給處理單元20的第一電源端24供電，此時可以滿足處理單元20在待機狀態下的電壓需求。第二控制訊號還用於控制第一電壓轉換單元30處於不工作狀態。
在待機狀態下，處理單元20用於接收一外部輸入的開機指令，並根據上述開機指令產生開機訊號。開關機電路29用於根據開機訊號產生開機控制訊號。該開機控制訊號用於控制電源單元10藉由第二輸出端14輸出第二電壓，因此第二電壓給揚聲器72及顯示屏74供電。
處理單元20還用於在偵測到第一電壓為第二類型並且在接收到上述開機指令時，藉由第二控制端28輸出第四控制訊號。該第四控制訊號還用於控制第一電壓轉換器36將第二輸出端14輸出的第二電壓轉換成第二工作電壓。該第二工作電壓用於給處理單元20的第二電源端25供電，此時可以滿足處理單元20在正常工作狀態下的電壓需求，此時電子裝置100處於開機狀態。該第四控制訊號還用於控制第二開關單元34斷開第一輸出端12與處理單元20的第二電源端25之間的電性連接。
進一步地，電子裝置100還包括第二電壓轉換單元42、調諧器44、第二電壓轉換器46、第三電壓轉換單元48、校準單元49、第三電壓轉換器50、動態記憶體52、第四電壓轉換器60及唯讀記憶體62。在本實施方式中，第二電壓轉換單元42及第三電壓轉換單元48均為線性穩壓器（LDO），其具有穩壓功能；而第二電壓轉換器46、第三電壓轉換器50及第四電壓轉換器60均為DC-DC電壓轉換器，其不具有穩壓功能。
第二電壓轉換單元42、第二電壓轉換器46、第三電壓轉換器50及第四電壓轉換器60均與第二開關單元34電性連接。第二電壓轉換單元42、第二電壓轉換器46、第三電壓轉換器50及第四電壓轉換器60還均與第一電壓轉換器36電性連接。
詳細地，當電子裝置100採用的是第一種架構（即高電壓架構）並且電子裝置100處於開機正常工作狀態的情況下，此時電源單元10的第一輸出端12藉由第二開關單元34輸出第一電壓，並且第一電壓轉換器36處於不工作狀態；因此第二電壓轉換單元42、第二電壓轉換器46、第三電壓轉換器50及第四電壓轉換器60均用於接收第二開關單元34輸出的第一電壓。其中，第二電壓轉換單元42用於將第二開關單元34輸出的第一電壓轉換成第三工作電壓，第三工作電壓用於給調諧器44供電。在本實施方式中，由於第二電壓轉換單元42為線性穩壓器，因此第三工作電壓為穩定電壓。調諧器44用於將調諧接收的電視節目訊號傳送至處理單元20，經過處理單元20處理後，傳輸至揚聲器72輸出電視節目的聲音以及傳輸至顯示屏74顯示電視節目的圖像。
第二電壓轉換器46用於將第二開關單元34輸出的第一電壓轉換成第三電壓，第三電壓轉換單元48用於將第三電壓轉換成第四工作電壓，第四工作電壓用於給校準單元49供電。在本實施方式中，由於第三電壓轉換單元48為線性穩壓器，因此第四工作電壓為穩定電壓，可以保證校準單元49的供電電壓保持穩定，使得校準單元49穩定工作。校準單元49用於暫存並校準外部輸入的類比訊號，上述校準可包括對類比訊號進行濾波以去除雜訊等。上述校準後的類比訊號經過處理單元20處理後，傳輸至揚聲器72輸出聲音以及傳輸至顯示屏74顯示圖像。
第三電壓轉換器50用於將第二開關單元34輸出的第一電壓轉換成第五工作電壓，第五工作電壓用於給動態記憶體52供電。第四電壓轉換器60用於將第二開關單元34輸出的第一電壓轉換成第六工作電壓，第六工作電壓用於給唯讀記憶體62供電。至此，電子裝置100的開機動作已完成。
當電子裝置100採用的是第二種架構（即低電壓架構）並且電子裝置100處於開機正常工作狀態的情況下，此時電源單元10的第二輸出端14輸出第二電壓，電源單元10的第一輸出端12不藉由第二開關單元34輸出第一電壓，並且第一電壓轉換器36將電源單元10的第二輸出端14輸出的第二電壓轉換為第二工作電壓；因此第二電壓轉換單元42、第二電壓轉換器46、第三電壓轉換器50及第四電壓轉換器60均用於接收第一電壓轉換器36輸出的第二工作電壓。
此時，第二電壓轉換單元42還用於將第一電壓轉換器36輸出的第二工作電壓轉換成上述第三工作電壓。第二電壓轉換器46還用於將第一電壓轉換器36輸出的第二工作電壓轉換成上述第三電壓。第三電壓轉換器50還用於將第一電壓轉換器36輸出的第二工作電壓轉換成上述第五工作電壓。第四電壓轉換器60還用於將第一電壓轉換器36輸出的第二工作電壓轉換成上述第六工作電壓。
在電子裝置100處於開機狀態時，處理單元20還用於響應一外部輸入的關機指令產生一關機訊號，開關機電路29根據關機訊號產生一關機控制訊號，電源單元10響應關機控制訊號停止輸出第一電壓及第二電壓，至此電子裝置100的關機動作已完成。
請一併參閱圖2，其示出開關機電路29及第一開關單元32的具體電路圖。在本實施方式中，第二開關單元34的電路結構與第一開關單元32的電路結構相同。
開關機電路29包括第一三極體Q1、第一電阻R1、第二電阻R2及第一電容C1。第一三極體Q1的基極藉由第二電阻R2連接處理單元20，第一三極體Q1的射極接地，第一三極體Q1的集極藉由第一電阻R1連接電源單元10的第一輸出端12，第一三極體Q1的集極還藉由第一電容C1接地。在本實施方式中，第一三極體Q1為NPN型三極體。
當處理單元20接收到外部輸入的開機指令時，處理單元20輸出低電平訊號至第一三極體Q1的基極，使得第一三極體Q1處於截止狀態，因此第一三極體Q1的集極輸出高電平訊號至電源單元10以控制電源單元10藉由第二輸出端14開始輸出第二電壓。
第一開關單元32包括第二三極體Q2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5及開關晶片U1。開關晶片U1包括輸入端240、使能端242及輸出端244。輸入端240連接電源單元10的第一輸出端12，第二三極體Q2的基極藉由第六電阻R6連接處理單元20的第一控制端26，第二三極體Q2的基極還藉由第五電容C5接地；第二三極體Q2的集極藉由第五電阻連接輸入端240，第二三極體Q2的集極還藉由第七電阻R7連接使能端242。第二三極體Q2的射極接地。第四電容C4連接於輸入端240與使能端242之間，輸出端244與處理單元20的第一電源端24連接。在本實施方式中，第二三極體Q2為NPN型三極體。
當處理單元20藉由第一控制端26輸出第二控制訊號時，第二三極體Q2導通，從而使能端242接收到低電平訊號，開關晶片U1被觸發並藉由輸出端244輸出第一電壓，因此第一電壓給處理單元20的第一電源端24供電，使得處理單元20維持在待機狀態。
上述電子裝置100，由於可在第一電壓為第一類型或者第一電壓為第二類型時，分別利用不同的電源電路給處理單元20供電，因此可相容兩種不同的電壓架構，該電子裝置100的電源設計可滿足特定需求，給用戶帶來了便利。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
100．．．電子裝置
10．．．電源單元
12．．．第一輸出端
14．．．第二輸出端
20．．．處理單元
22．．．偵測端
24．．．第一電源端
25．．．第二電源端
26．．．第一控制端
28．．．第二控制端
29．．．開關機電路
30．．．第一電壓轉換單元
32．．．第一開關單元
34．．．第二開關單元
36．．．第一電壓轉換器
42．．．第二電壓轉換單元
44．．．調諧器
46．．．第二電壓轉換器
48．．．第三電壓轉換單元
49．．．校準單元
50．．．第三電壓轉換器
52．．．動態記憶體
60．．．第四電壓轉換器
62．．．唯讀記憶體
72．．．揚聲器
74．．．顯示屏

Claims (9)

  1. 一種電子裝置，其包括電源單元及處理單元，該電源單元包括第一輸出端，該電源單元用於在電子裝置處於待機狀態時藉由第一輸出端輸出第一電壓；其改良在於：該電子裝置還包括第一開關單元及第一電壓轉換單元，該處理單元包括偵測端、第一電源端、第一控制端，該偵測端與第一輸出端連接，第一開關單元連接於第一輸出端與第一電源端之間，該第一電壓轉換單元與第一輸出端及第一電源端連接，該第一控制端與第一開關單元及第一電壓轉換單元連接；
    該處理單元用於藉由偵測端偵測第一電壓的類型，在偵測到第一電壓為第一類型時藉由第一控制端輸出第一控制訊號，並在偵測到第一電壓為第二類型時藉由第一控制端輸出第二控制訊號；該第一控制訊號用於控制第一電壓轉換單元將第一輸出端輸出的第一電壓轉換成第一工作電壓，該第一工作電壓用於給處理單元的第一電源端供電；第一控制訊號還用於控制第一開關單元斷開第一輸出端與處理單元的第一電源端之間的電性連接；該第二控制訊號用於控制第一開關單元導通第一輸出端與處理單元的第一電源端之間的電性連接，使得第一輸出端輸出的第一電壓藉由第一開關單元給處理單元的第一電源端供電；該第二控制訊號還用於控制第一電壓轉換單元停止工作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該電子裝置還包括第二開關單元及第一電壓轉換器，該電源單元還包括第二輸出端，該處理單元還包括第二電源端及第二控制端，第二開關單元連接於第一輸出端與第二電源端之間，第一電壓轉換器與第二輸出端及第二電源端連接，第二控制端與第二開關單元及第一電壓轉換器連接；
    該處理單元還用於在接收到一外部輸入的開機指令時控制電源單元的第二輸出端輸出第二電壓，處理單元還用於在偵測到第一電壓為第一類型並且在接收到上述開機指令時藉由第二控制端輸出第三控制訊號；處理單元還用於在偵測到第一電壓為第二類型並且在接收到上述開機指令時藉由第二控制端輸出第四控制訊號；該第三控制訊號用於控制第二開關單元導通第一輸出端與第二電源端之間的電性連接，使得第一輸出端輸出的第一電壓藉由第二開關單元給處理單元的第二電源端供電；第三控制訊號還用於控制第一電壓轉換器處於不工作狀態；該第四控制訊號還用於控制第一電壓轉換器將第二輸出端輸出的第二電壓轉換成第二工作電壓，該第二工作電壓用於給處理單元的第二電源端供電；該第四控制訊號還用於控制第二開關單元斷開第一輸出端與第二電源端之間的電性連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中，該第一工作電壓給處理單元的第一電源端供電或者第一輸出端輸出的第一電壓藉由第一開關單元用於給處理單元的第一電源端供電，使得處理單元處於待機狀態；第二工作電壓給處理單元的第二電源端供電或者第一輸出端輸出的第一電壓藉由第二開關單元給處理單元的第二電源端供電，使得處理單元處於正常工作狀態。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中，該電子裝置還包括顯示屏及揚聲器，該第二電壓用於給顯示屏及揚聲器供電。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該電子裝置還包括開關機電路，該處理單元用於響應所述開機指令產生一開機訊號，該開關機電路根據開機訊號產生一開機控制訊號，該電源單元響應該開機控制訊號藉由第二輸出端輸出第二電壓；該處理單元還用於響應一外部輸入的關機指令產生一關機訊號，該開關機電路根據關機訊號產生一關機控制訊號，該電源單元響應該關機控制訊號停止輸出第一電壓及第二電壓。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中，電子裝置還包括第二電壓轉換單元、調諧器、第二電壓轉換器、第三電壓轉換單元、校準單元、第三電壓轉換器、動態記憶體、第四電壓轉換器及唯讀記憶體；第二電壓轉換單元、第二電壓轉換器、第三電壓轉換器及第四電壓轉換器均與第二開關單元電性連接；第二電壓轉換單元、第二電壓轉換器、第三電壓轉換器及第四電壓轉換器均用於接收第二開關單元輸出的第一電壓；第二電壓轉換單元用於將第二開關單元輸出的第一電壓轉換成第三工作電壓，第三工作電壓用於給調諧器供電；第二電壓轉換器用於將第二開關單元輸出的第一電壓轉換成第三電壓，第三電壓轉換單元用於將第三電壓轉換成第四工作電壓，第四工作電壓用於給校準單元供電，校準單元用於暫存並校準外部輸入的類比訊號；第三電壓轉換器用於將第二開關單元輸出的第一電壓轉換成第五工作電壓，第五工作電壓用於給動態記憶體供電；第四電壓轉換器用於將第二開關單元輸出的第一電壓轉換成第六工作電壓，第六工作電壓用於給唯讀記憶體供電；
    第二電壓轉換單元、第二電壓轉換器、第三電壓轉換器及第四電壓轉換器還均與第一電壓轉換器電性連接；第二電壓轉換單元還用於將第一電壓轉換器輸出的第二工作電壓轉換成上述第三工作電壓；第二電壓轉換器還用於將第一電壓轉換器輸出的第二工作電壓轉換成上述第三電壓；第三電壓轉換器還用於將第一電壓轉換器輸出的第二工作電壓轉換成上述第五工作電壓；第四電壓轉換器還用於將第一電壓轉換器輸出的第二工作電壓轉換成上述第六工作電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中，該第一電壓轉換單元、第二電壓轉換單元及第三電壓轉換單元均為線性穩壓器，第一工作電壓、第三工作電壓及第四工作電壓均為穩定電壓。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中，該開關機電路包括第一三極體、第一電阻、第二電阻及第一電容；第一三極體的基極藉由第二電阻連接處理單元，第一三極體的射極接地，第一三極體的集極藉由第一電阻連接電源單元的第一輸出端，第一三極體的集極還藉由第一電容接地；當處理單元接收到外部輸入的開機指令時，處理單元輸出低電平訊號至第一三極體的基極，使得第一三極體處於截止狀態，因此第一三極體的集極輸出高電平訊號至電源單元以控制電源單元藉由第二輸出端開始輸出第二電壓。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該第一類型是指第一電壓等於第一預定電壓，該第二類型是指第一電壓等於第二預定電壓；或者該第一類型是指第一電壓處於第一預定電壓範圍之內，該第二類型是指第一電壓處於第二預定電壓範圍之內。
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