TW201525702A - 第一電子裝置利用具有ｕｓｂ連接的第二電子裝置充電之方法及設備ｕｓｂ埠之裝置 - Google Patents

第一電子裝置利用具有ｕｓｂ連接的第二電子裝置充電之方法及設備ｕｓｂ埠之裝置 Download PDF

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Abstract

本案提供電子裝置以USB連接充電之方法和裝置。此方法在利用第二電子裝置充電的第一電子裝置側，包括步驟為：從第二電子裝置接受第一電壓位階的電力供應；檢測在USB連接上無資料通訊時，對第二電子裝置傳送訊文，要求以高於第一電壓位階的第二電壓位階充電；從第二電子裝置接受第二電壓位階之電力供應。

Description

第一電子裝置利用具有USB連接的第二電子裝置充電之方法及設備USB埠之裝置
本發明一般係關於電子產品。具體而言，本發明係關於電子裝置以USB連接充電之方法和裝置。
目前幾乎所有電子產品，諸如行動電話、PDA(個人數位助理器)和平板電腦，均設有一個或以上之通用串列匯流排(USB)埠。USB是一種工業標準，界定匯流排所用纜線、連接器和通訊協定，供電腦和電子裝置間之連接、通訊和電力供應。USB設計是用來標準化電子裝置之連接，兼用於通訊和供應電力。
USB標準說明USB電池組充電規格，據此電子裝置之電池組可藉連接於具有USB埠的電子裝置之電力供應充電。電力供應可來自另一電子裝置之電池組，來自AC電源，在此情況需用承接器。通常使用USB標準界定之微B連接器，對所連接電子裝置之電池組充電。按照規格，USB充電埠以5V的DC電力供應器可供應達500mA。意即當電子裝置做為主機操作時，以USB充電埠可輸出5.0V電力供應至外部電子裝置。同理，當電子裝置做為委託器操作時，可從外部電力供應器使用5.0V電力供應，以充電其電池組，或從外部電力供應器直接提供電力消耗。
目前，電子裝置之電力位階增加許多。理由可能包括使用更大LCD運轉大用途，例如在電子裝置上之複雜軟體，會造成電子裝置之高度電力消耗。然而，由於微B連接器很精巧，其連接銷無法承載大電流。迄今以此充電解決方案的最大電流只能達2A，很難再提高。從USB埠充電更加困難，因為微B連接器之電流定額有限。由於最大電流在2.0A左右，大部份被電子裝置本身和所運轉用途用掉，留供充電的電流很有限。在某些情況，若電子裝置有源，而且有大用途，則不能保證始終在充電，即使 電力供應是來自AC電源。
故亟需有以USB埠更可靠和有效率的充電解決方案。
有鑑於上述習知技術上的問題，本案提供以USB埠對電子裝置充電之方法和裝置。
按照本發明一要旨，提供第一電子裝置利用第二電子裝置以USB連接之充電方法。此方法在第一電子裝置側包括步驟為：在第一電壓位階從第二電子裝置接受電力供應；檢測USB連接上無資料通訊時，對第二電子裝置傳送訊文，要求以高於第一電壓位階的第二電壓位階充電；從第二電子裝置接受在第二電壓位階之電力供應。
按照本發明一要旨，提供第一電子裝置利用第二電子裝置以USB連接之充電方法。此方法在第二電子裝置之電壓位階包括步驟為：輸出第一電壓位階，對第一電子裝置充電；從第一電子裝置接到訊文，要求以高於第一電壓位階之第二電壓位階充電時，改換為輸出第二電壓位階，對第一電子裝置充電。
按照本發明一要旨，提供一種裝置，具備USB埠，並從具備USB連接之電子裝置，接受在第一電壓位階之電力供應。此裝置包括一處理器，構成：檢測USB連接上是否有資料通訊；於檢測USB連接上無資料通訊時，發送訊文給電子裝置，要求以高於第一電壓位階之第二電壓位階充電；從電子裝置接受在第二電壓位階之電力供應。
按照本發明一要旨，提供一種裝置，具備USB埠，輸出第一些，充電於具備USB連接之電子裝置。此裝置包括一處理器，構成：從第一電子裝置接到訊文，要求以第二電壓位階充電時，即改換成輸出高於第一電壓位階之第二電壓位階，對第一電子裝置充電。
須知本發明其他要旨和優點，由下述本發明詳細說明，即可明白。
101‧‧‧平板電腦
102‧‧‧電力供應單位
201‧‧‧在第一電壓位階利用電力供應單位以USB埠充電
202‧‧‧檢測USB埠上是否有資料通訊
203‧‧‧傳送訊文至電力供應單位要求在高於第一電壓位階之第二電壓位階充電
301‧‧‧在USB埠輸出第一電壓位階
302‧‧‧檢測是否要求更高電壓
303‧‧‧輸出高於第一電壓位階之第二電壓位階
304‧‧‧檢測在時間週期內是否有另外要求
第1圖為方塊圖，顯示平板電腦是按照本發明具體例利用具有USB連接之電力供應單位充電； 第2圖為具有USB埠之平板電腦按照本發明具體例在平板電腦側充電方法之流程圖；第3圖為具有USB埠之平板電腦按照本發明具體例在電力供應單位側充電方法之流程圖。
附圖連同說明旨在進一步明瞭本發明具體例，惟本發明不限於具體例。
茲參照附圖詳述本發明具體例。以下說明中，有些功能和組態之部份詳細說明從略，以求簡要。
第1圖為方塊圖，表示平板電腦以本發明具體例具備USB連接之電力供應單位(PSU)充電。
如第1圖所示，平板電腦101利用PSU 102充電，後者連接至於USB連接之平板電腦101。
如上所述，PSU 102可為電子裝置，例如個人電腦，可從其電池組或AC電源，提供電力對平板電腦101充電。PSU 102亦可為連接於AC電源之轉接器，可從AC電源充電平板電腦101。在此實施例中，PSU 102做為充電器操作，連接於USB埠時，可充電於平板電腦101之電池組。一般而言，有二種充電器，一種是專用充電器，不含USB資料連接，另一種含5.0V電力供應和資料連接。
如第1圖所示，PSU 102具備USB A型連接器，與平板電腦101所具備USB微B連接器連接。
已知USB連接器可形成插座或插頭。安裝於主機或裝置之連接器稱為插座，附設於纜線之連接器稱為插頭。USB規格特定多種連接器，以支持USB埠界定之功能。USB規格所特定標準連接器，包括A型連接器，用於主機電子裝置以供應電力，和B型連接器，設在目標電子裝置以接受電力。連接器型式之分類，旨在預防使用者不慎把二USB電力供應器彼此相接，會造成危險高電流和電路故障。USB規格亦界定迷你型(Mini)或微型(Micro)連接器，已用在較小型裝置，諸如數位照相機、智慧型電話、平板電腦。USB連接器之完整資訊可查USB規格，不再贅述。為說明起見，在本文中說明此實施例，即PSU 102使用A型插座，而平板電腦101使用 微B型插座，通常是用做充電功能。微B型可輸出電力供應，有賴USB連接器之ID插銷。當ID插銷浮動，裝置接受電力，當ID插銷低，輸出電力供應。如第1圖所示，PSU 102的USB連接器之ID插銷浮動。技術專家均知，其他型USB連接器亦可用於充電。本發明具體例亦可用於此情況。
在第1圖所示結構中，USB_DP和USB_DN插銷是平板電腦101所用，而PSU 102供其間通訊和電力供應。USB_DP插銷代表USB匯流排之正訊號，而USB_DN插銷代表USB匯流排之負訊號。第1圖所示Vusb插銷是電力供應插銷。ID插銷得以分辨主機連接和裝置連接：主機連接於訊號接地，裝置則不連接。而GND插銷代表訊號接地。
做為預設模態(default mode)，PSU 102會輸出5V DC電壓，以DCP(專用充電埠)操作。已知USB電池組充電規格內界定二種充電埠：充電下游埠(CDP)，也支持資料轉移，和專用充電埠(DCP)，無資料支援。
平板電腦101可檢測PSU 102是否是DCP，意即USB埠上無資料通訊。按照USB規格，可攜式裝置能夠從D+和D-插銷連接方式，認知USB埠型式。規格特定在DCP，D+(Data+)和D-(Data-)線會短路。亦即對做為DCP操作之PSU 102而言，USB_DP和USB_DN會短路。當平板電腦101連接於具有USB埠之PSU 102，平板電腦101即可檢測USB_DP和USB_DN短路，而決定PSU 102為DCP。
若平板電腦101藉檢測PSU 102為DCP，決定USB埠上無資料通訊，即發送預定脈波至PSU 102，要求PSU 102變換到12V DC輸出。須知在此例中所述12V DC輸出，只供說明之用。鑑於有限電流，提高電壓位階以改進充電。亦可按照應用脈絡和USB埠容量，使用提高電壓至其他位階。
一旦平板電腦101檢測PSU 102為DCP，預定訊號即可週期性傳送。在一具體例中，預定脈波可為心跳脈波。預定脈波可透過平板電腦101的USB埠之USB_DP插銷傳送，而PSU 102可透過USB埠之USB_DN插銷檢測預定脈波。須知當心跳脈波透過USB埠的USB_DP插銷週期性傳送時，平板電腦101即不可能進一步檢測PSU 102是否為DCP。在如此情況時，平板電腦101一旦檢測PSU 102為DCP，只保持傳送心跳脈波。
當PSU 102透過USB_DN插銷接受預定脈波時，即變換成輸出12V DC電壓。
在此實施例中，由於平板電腦101在確定PSU 102為DCP後，會週期性傳送預定脈波至PSU 102，故為PSU 102可設定預定時間週期，以決定是否繼續輸出12V DC電壓。若在預定時間週期內未從平板電腦101接到預定脈波(例如因USB連接喪失之故)，PSU 102會變換回到輸出5V DC電壓。預定時間週期宜小於平板電腦101週期性傳送預定脈波之週期，使PSU 102可有效決定是否需換回到輸出5V DC電壓，以免損壞到無法負擔高於5V DC電壓之新連接電子裝置。在一具體例中，平板電腦101週期性傳送預定脈波之週期為1秒，而PSU 102之預定時間週期為0.5秒。
第2圖為按照本發明具體例，在平板電腦側，對具備USB埠的平板電腦充電方法之流程圖。
如第2圖所示，在步驟S201，平板電腦101利用PSU 102，以第一電壓位階5V DC充電。
在步驟S202，檢測USB埠是否有資料通訊。如上所述，可藉檢測各USB埠之USB_DP和USB_DN插銷是否短路為之。如上所述，可藉檢測USB埠之USB_DP和USB_DN短路為之。
若步驟S202結果為否，平板電腦101會傳送訊文至PSU 102，要求以第二電壓位階12V DC充電。若步驟S202結果為是，平板電腦101不採取動作，繼續由PSU 102以第一電壓位階5V DC充電。
若在步驟S202，平板電腦101檢測在USB埠無資料通訊，會保持週期性傳送訊文至PSU 102。
可知可設定某些條件，例如當檢測平板電腦101脫離PSU 102時，結束上述過程。此點不需詳述。
第3圖為按照本發明具體例，在電力供應單位側，對具備USB埠的平板電腦充電方法之流程圖。
在步驟S301，PSU 102輸出第一電壓位階5V DC，對平板電腦101充電。
在步驟302，檢測是否從平板電腦101接到訊文要求以第二電壓位階12V DC充電。
在步驟S302結果為否，PSU 102會保持輸出第一電壓位階5V DC，對平板電腦101充電。
若步驟S302結果為是，在步驟303，改換輸出第二電壓位階12V DC，對平板電腦101充電。
在次一步驟S304，檢測在預定時間週期內，是否從第一電子裝置接到另外訊文要求以第二電壓位階充電。
若步驟S304結果為是，PSU 102會保持輸出第二電壓位階12V DC，對平板電腦101充電。
若步驟S304為否，在步驟S303，改回到輸出第一電壓位階5V DC。
可知可設定某些條件，例如當檢測平板電腦101脫離PSU 102時，結束上述過程。在此情況時，若與電子裝置再連接，PSU 102會輸出第一電壓位階5V DC，如USB規格所界定。此點不需詳述。
本發明係參照平板電腦利用具有USB連接之電力供應充電之具體例說明。須知本發明可應用於電子裝置以USB連接充電之全部用途，不論是利用另一電子裝置，或利用專屬電力供應器。
須知本發明可以硬體、軟體、韌體、特殊目的處理器，或其組合等各種形式實施。尤其是本發明可以在電子裝置內實施，包括一處理器，構成進行本發明具體例所述方法之步驟。此外，軟體宜以應用程式實施，在程式儲存裝置上實體具現。應用程式可上載至包括任何適當構造之機器，由其執行。機器最好是在電腦平台上執行，具有硬體，諸如一或以上之中央處理單位(CPU)、隨機存取記憶器(RAM)，和輸出入介面(I/O)。電腦平台又包含操作系統和微指令碼。其中所述諸過程和功能可為微指令碼之組份或應用程式之組份(或其組合)，經由操作系統執行。此外，其他各種週邊裝置可連接至電腦平台，諸如另外資料儲存裝置或印表裝置。
又須知由於附圖所示若干構成系統組件和方法步驟，最好於軟體內實施，則系統組件(或過程步驟)間之實際連接，視本發明程式規劃之方式而異。由此賦予教示，技術專家即能構想及此，以及本發明之類似實施方式或組態。
201‧‧‧在第一電壓位階利用電力供應單位以USB埠充電
202‧‧‧檢測USB埠上是否有資料通訊
203‧‧‧傳送訊文至電力供應單位要求在高於第一電壓位階之第二電壓位階充電

Claims (15)

  1. 一種第一電子裝置利用具有USB連接的第二電子裝置充電之方法，在第一電子裝置側包括步驟為：從第二電子裝置接受第一電壓位階的電力供應；檢測在USB連接上無資料通訊時，對第二電子裝置傳送訊文，要求以高於第一電壓位階的第二電壓位階充電；從第二電子裝置接受第二電壓位階之電力供應者。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，又包括在第二電子裝置的USB埠之USB_DP和USB_DN插銷短路時，檢測USB連接上無資料通訊者。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中第一電壓位階為5V DC，而第二電壓位階為12V DC者。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，又包括經由第一電子裝置的USB埠之USB_DP插銷，傳送訊文者。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中訊文係週期性傳送者。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中訊文為心跳脈波之形式者。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中週期性傳送訊文之週期為1秒者。
  8. 一種第一電子裝置利用具有USB連接的第二電子裝置充電之方法，在第二電子裝置側包括步驟為：輸出第一電壓位階，以充電第一電子裝置；從第一電子裝置接到訊文要求以高於第一電壓位階之第二電壓位階充電時，變換成輸出第二電壓位階，對第一電子裝置充電者。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，又包括經由第二電子裝置的USB埠之USB_DN插銷，接受訊文者。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，又包括：若在確定時間週期內，未從第一電子裝置接到另外訊文要求以第二電壓位階充電時，即變換回到以第一電壓位階，對第一電子裝置充電者。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中確定之時間週期為0.5秒者。
  12. 一種設備USB埠之裝置，從具有USB連接的電子裝置，接受第一電壓位階之電力供應，此裝置包括一處理器，構成：於檢測USB連接上無資料通訊時，對電子裝置傳送訊文，要求以高 於第一電壓位階之第二電壓位階充電；從電子裝置接受第二電壓位階之電力供應者。
  13. 一種設備USB埠之裝置，輸出第一電壓位階，對具有USB連接之電子裝置充電，此裝置包括一處理器，構成：從第一電子裝置接到訊文，要求以第二電壓位階充電時，變換為輸出高於第一電壓位階之第二電壓位階，對第一電子裝置充電者。
  14. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中裝置為電子裝置，從其電池組或從AC電源，對另一電子裝置提供電力供應者。
  15. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中裝置為連接至AC電源之承接器者。
TW103143391A 2013-12-19 2014-12-12 第一電子裝置利用具有ｕｓｂ連接的第二電子裝置充電之方法及設備ｕｓｂ埠之裝置 TW201525702A (zh)

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