TW201636858A - Ｕｓｂ纜線 - Google Patents

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Abstract

一種用於以一電源對一接收方裝置充電的USB(Universal Serial Bus；通用序列匯流排)纜線，該USB纜線包含：一第一末端連接器，用於耦接該電源，該第一末端連接器包含一第一溫度感測器，被組構成用以取得該電源之溫度量測；一第二末端連接器，用於耦接該接收方裝置；以及一控制器模組，連接該第一末端連接器與該第二末端連接器，該控制器模組被組構成用以在該第一溫度感測器偵測到該電源之一異常高溫時即禁止電流從該電源流往該接收方裝置。

Description

USB纜線
本發明係有關於一種USB纜線，特別是一種智慧型USB纜線，用於在使用該USB纜線以一電源對一裝置充電之時提高運作安全性。
USB纜線幾乎均是在充電及/或資料轉移的場合期間用以連接行動裝置。舉例而言，其可以使用一PC、一充電轉接器、一可攜式電源等等，來實施充電。
USB纜線本質上通常是被動式的，具有一種兩端是連接器而一USB線纜居於其間的組態。USB纜線的結構基本上係四條絕緣銅線綑束在一起而以一編織的銅質外部罩蔽之。此綑束接著被絕緣以形成單一USB纜線。USB纜線類型是所謂的VBUS、D+、D-、GND和SGND，分別代表5V電源、差分資料線、接地以及屏蔽接地。依據USB標準，其中一種連接器係一'A'系列類型，而另一種連接器係一微型/迷你型USB連接器。一種USB纜線的實例由蘋果公司(Apple Inc.)所提供，具有一專用連接器連接至蘋果公司於市面上銷售的行動裝置。
根據USB標準，USB纜線必須能夠在電壓5V時攜載0.5A的電流。理想情況下，此電壓在裝置端滿載500mA之下不應從5V掉落5%以下。然而，新型的行動裝置被組構成運作於介於1A至2.1A之間的較高 電流額定值。相應地，此致使銅導線的規格因而隨之調整以確保運作電壓不會掉落到4.75V以下。
其應當很明顯，當配合一個需要較高電流的產品使用之時，用以支援規格定於0.5A處的較舊產品的USB纜線無法如預期地運作。多數產品製造商通常會附送適當的USB纜線及/或充電裝置以確保其產品的正常運作。此使得使用不正確USB纜線的問題得以避免。遺憾的是，問題發生在需要置換適當的USB纜線及/或充電裝置之時，因為產品製造商無法控制使用者購買置換的USB纜線、充電裝置以及甚至電池時的行為。針對不具智慧功能的USB裝置調整電力消耗以維持大於4.75V之運作而言，其存在USB電源過載的危險。
相較於OEM類型，購買自品牌產品公司的USB纜線及/或充電裝置更昂貴。其間的價格差異可能很大。由於OEM USB纜線及充電裝置的容易取得，許多使用者不從品牌產品公司購買替換品。不幸的是，由於OEM類型通常提供於其內容未標示任何技術參數的包裝之中，故使用者並不知道其購得者是否適合所擁有的行動裝置。此外，使用者一般而言並不了解使用OEM類型的安全性風險，且典型的USB纜線在運作於其電氣設計限制之外時無法觸發安全性的停止動作。
以下是由於使用不適當的USB纜線及/或充電裝置所引起的一些問題：
a)充電裝置燒損及現場電壓漏洩
參見圖1(先前技術)，其顯示一個燒損的充電裝置。基本上其無法禁止使用者將具有USB連接器的任何USB纜線連接至充電裝置上的一個共用 USB連接埠插孔。一個額定值不足的充電裝置將會過熱，而過長時間的使用將使其故障。充電裝置過熱的結果可能不僅是部件燒損，而是亦包括一些構件損壞之後的現場電壓漏洩。現場電壓可能漏洩到USB纜線，並且也許會造成使用者觸電。
b)充電裝置造成對行動裝置持續充電時間很長
此發生於充電裝置額定值不足之時，使得其無法提供額定的電流傳送出去。例如，一個5V時0.5A的充電裝置在被抽取500mA電流時無法將其電壓維持於4.75V以上。
c)USB纜線造成對行動裝置持續充電時間很長
充電耗費一段很長的時間，因為長USB纜線的導線規格不正確。基本上，銅質不足導致USB纜線電阻變大，使得充電過程期間的顯著耗損。例如，在大於1A的較高電流充電時，5V壓降抵達USB纜線的行動裝置端時變得影響重大。智慧型行動裝置被迫使降低負載以維持大於4.75V的運作。此意味一較低電流對行動裝置進行充電，導致較長的充電時間。
d)USB纜線連接器之短路
由於品質問題或者假若外部導電材料跑進微型USB或蘋果30接腳連接器之中，連接器接點發生短路。其可能發生此材料致使5V與接地端短路之狀況。當連接至行動裝置時，這將造成30接腳連接器過加熱並自燃，如圖2之中所示(先前技術)。
此外，由於USB纜線的不當使用，其他問題亦可能發生，例如，當USB纜線被過度扭曲之時，如圖3之中所示(先前技術)，USB纜線的5V與接地線發生短路，此將對充電裝置造成可能的損傷以及短路位置 處之過熱。
本文之USB纜線被組構成用以連接一裝置與一電源並能夠於裝置充電過程期間偵測USB纜線的電源側或裝置側的異常高溫且警示一使用者其偵測到一異常高溫狀況，以及終止電流從電源到裝置的流動。本文之USB纜線亦能夠量測並評估充電期間的電壓與電流是否位於一安全運作區域之內，且若出現一異常狀況，其將安全地中止電力以防止電源與接收方裝置中的任一者或兩者的進一步惡化。
除了智慧性地中止通往接收方裝置的電力之外，本文之USB纜線在較佳的實施方式之中亦能夠經由一顯示器、LED(Light-Emitting Diode；發光二極體)燈具及/或蜂鳴器警示使用者潛在的危險狀況。
本文之USB纜線另亦能夠將充電歷程消耗的能量以及故障期間的最後已知I、V、C儲存至提供於該USB纜線之中的一控制器模組中的ROM(以ERAM(Ferroelectric RAM；鐵電式隨機存取記憶體)或EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory；電可抹除可程式唯讀記憶體)等實施而成)。
本文之USB纜線在較佳的實施方式之中亦能夠經由一可程式主動負載電路評估電源是否可以符合像是0.5A、1.0A或2.1A的額定電流，從而允許或拒絕接收方裝置接收電力。
期望的最終成果係一種USB充電/資料USB纜線，其能夠提供使用者一個避免潛在危險狀況的進階防護等級，同時在正常溫度狀況下的運作期間透過一LCD(Liquid Crystal Display；液晶顯示器)或OLED(Organic Light-Emitting Diode；有機發光二極體)顯示器指示溫度與運作狀態。
依據一第一特色，其提出一種USB纜線，被組構成用於以一電源對一接收方裝置充電，該USB纜線包含：一第一末端連接器，用於耦接該電源，該第一末端連接器包含一第一溫度感測器，被組構成用以取得該電源之溫度量測；一第二末端連接器，用於耦接該接收方裝置；以及一控制器模組，連接該第一末端連接器與該第二末端連接器，該控制器模組被組構成用以在該第一溫度感測器偵測到該電源之一異常高溫時即禁止電流從該電源流往該接收方裝置。
該第二末端連接器可以包含一第二溫度感測器，被組構成用以取得該接收方裝置之溫度量測，該控制器模組另被組構成用以在該第二溫度感測器偵測到該接收方裝置之一異常高溫時即禁止電流從該電源流往該接收方裝置。
該第一溫度感測器可以透過沿著該USB纜線之導線提供之一電磁干擾(electromagnetic interference；EMI)屏蔽連接至該控制器模組。
該第二溫度感測器可以透過沿著該USB纜線之導線提供之該電磁干擾(EMI)屏蔽連接至該控制器模組。
該EMI屏蔽可以連接至位於該控制器模組處之一耦合電容器，其中該EMI屏蔽連接至位於該第一末端連接器處之一耦合電容器且其中該EMI屏蔽連接至位於該第二末端連接器處之一耦合電容器以傳導EMI信號。
該第一溫度感測器可以被提供於該第一末端連接器中的一塑膠絕緣體之內以及該第一末端連接器中的一金屬連接器之上。
該第二溫度感測器可以被提供於該第二末端連接器中的一塑膠絕緣體之內以及該第二末端連接器中的一金屬連接器之上。
該控制器模組可以另被組構成將資料儲存於提供於該控制器模組內的快閃記憶體之中。
該控制器模組可以包含一電源開關，被組構成在偵測到異常高溫時即被關斷以禁止電流從電源流往接收方裝置。
該電源開關可以進一步被組構成在USB纜線的運作電壓下降到低於USB纜線之一正常運作電壓範圍時即被關斷以禁止電流從電源流往接收方裝置。
該第一溫度感測器可以連接至提供於該第一末端連接器處之一接地連接。
該第二溫度感測器可以連接至提供於該第二末端連接器處之一接地連接。
該控制器模組可以被組構成在USB纜線的正常溫度狀況下顯示USB纜線的溫度及運作狀態，並且用以在該第一溫度感測器偵測到的溫度接近異常時提供一早期預警警示。
該控制器模組可以進一步被組構成在USB纜線的正常溫度狀況下顯示USB纜線的溫度及運作狀態，並且用以在該第二溫度感測器偵測到的溫度接近異常時提供一早期預警警示。
20‧‧‧USB纜線
21‧‧‧導線
22‧‧‧第一末端連接器
24‧‧‧第二末端連接器
26‧‧‧溫度感測器
30‧‧‧溫度感測器
32‧‧‧控制器模組
34‧‧‧低壓差調節器
36‧‧‧微控制器
38‧‧‧USB介面
40‧‧‧類比-數位轉換器
42‧‧‧微型USB插孔
44‧‧‧蜂鳴器
46‧‧‧顯示器
47‧‧‧發光二極體(LED)
48‧‧‧開關
50‧‧‧電流分流器
52‧‧‧電源開關
54‧‧‧可調整主動負載
61‧‧‧塑膠絕緣體
62‧‧‧金屬連接器
63‧‧‧自由邊緣
70‧‧‧電源
72‧‧‧插孔
80‧‧‧接收方裝置
82‧‧‧插孔
94‧‧‧接地端
95‧‧‧EMI屏蔽
為了使本發明可以被全盤了解並易於付諸實現，以下經由僅為非限定 性示例的較佳實施例加以說明，該等說明係參照所附的例示性圖式進行。
圖1(先前技術)係一受損充電裝置之相片。
圖2(先前技術)係位於一裝置端之一受損連接器之相片。
圖3(先前技術)係一扭曲USB纜線之相片。
圖4係本申請案之一USB纜線之一實施例之一上視圖及一側視圖。
圖5係該USB纜線使用期間之一實施例之一顯示器之示範性圖形。
圖6(a)係該USB纜線之一較佳實施例之硬體實施方式之一第一示範性區塊圖。
圖6(b)係該USB纜線之一較佳實施例之硬體實施方式之一第二示範性區塊圖。
圖7(a)係被組構成供連接一電源之USB纜線之一示範性末端連接器之一示意圖。
圖7(b)係被組構成供連接一接收方裝置之USB纜線之一示範性末端連接器之一示意圖。
圖8係透過USB纜線之EMI屏蔽連接至USB纜線之一控制器模組的USB纜線中之一溫度感測器之一示意圖。
以下將參照圖4至圖8描述USB纜線20的示範性實施例，圖中使用相同的參考編號表示相同或類似的部件。
圖4顯示USB纜線20之一示範性實施例。USB纜線20包含導線21，其具有之導線規格規定允許高電流流動，例如，壓降被規定成即使在2.1A的情形下亦不超過5V的5%。USB纜線20將允許一接收方裝 置80於2.1A或更高電流下被充電。
USB纜線20包含一第一末端連接器22以耦接一電源70。此第一末端連接器22可以是一USBA型連接器並且如圖7(a)之中所示地包含一第一熱敏電阻26。電源70可以包含，舉例而言，一PC、一充電轉接器、一可攜式電源等等。USB纜線20亦包含一第二末端連接器24以耦接一接收方裝置80。該第二末端連接器24可以是，舉例而言，迷你USB變體形式、微型USB變體形式、閃電連接器(lightning connector)變體形式等等。該第二末端連接器24亦可以如圖7(b)之中所示地包含一熱敏電阻30。
此外，USB纜線20亦包含一控制器模組32，通信式地連接第一末端連接器22及第二末端連接器24。控制器模組32包含下列的其中至少一者：一低壓差調節器34、一電源開關52、一微控制器(MCU)36、一USB介面38、以及一類比-數位轉換器40。如同控制器模組32對一PC之連接係選擇性的，其應能理解USB介面38並非強制地必要。控制器模組32另包含一微型USB插孔42以讓一PC能夠存取來自控制器模組32的實況資料(例如，I、V、mAhr、rnWhr)。控制器模組32之中的ROM被組構成用以儲存USB纜線20使用期間的使用參數之資料。每一充電歷程所投送的總能量亦記錄於ROM之中。在此申請案之中，ROM被用以表示EEPROM或FRAM二者。由USB纜線20收集的例如mAhr/mWhr的資料可以被使用者使用以藉由與歷史耗電結果比較而判定是否已發生異常狀況。取決於結果，使用者可以判定接收方裝置的電池容量是否正在減少或者已經異常。使用者隨後可以採取矯正措施。
再者，控制器模組32可以另包含下列的其中至少一者：一 蜂鳴器44、一顯示器46以及複數開關48。例如，顯示器46可以是一LCD面板、一OLED面板、以及類似裝置。該複數開關48可以包含一"選擇"開關和一"模式"開關，其中該"選擇"開關被用以捲動瀏覽一列預先設定的接收方裝置，而該"模式"開關則用以選擇一類內容以顯示於顯示器46之上。該類內容顯示於圖5(a)至圖5(d)之中。
USB纜線20亦包含電性連接至控制器模組32之一電源開關52以及電性連接第一末端連接器22、第二末端連接器24和控制器模組32之一電流分流器(current shunt)50。其可以使用一MOSFET及MOSFET驅動器或一單負載開關離散式地實施電源開關52。電源開關52的用途係充當一開關以關閉供應給接收方裝置之電力。對裝置的電力隔絕係為了安全性，諸如當接收方裝置80正抽取超過額定電流之時。此外，電力隔絕將致能輸入電力之決定以確保充電裝置符合一額定電流規格。
最後，USB纜線20亦包含一可調整主動負載54，通信式地連接控制器模組32。如前文段落所述，為了判定充電裝置是否運行於額定電流附近，上述之可調整主動負載54係必要的。取決於額定電流之一設定值(set-point)，USB纜線20將組構該主動負載以按照登錄的設定值抽取電流。負載下的電源軌線處的量測電壓將被取樣並與一參考臨限值比較，以判定充電裝置是否能夠達到額定電流的標準。此外，由於熱的產生，在最高額定電流的測試持續時間不應過長，以避免過度的熱產生而導致構件或附件的故障。
其應能理解，控制器模組32包含至少一插孔以容納第一末端連接器22及第二末端連接器24的拖連纜線部分，如USB纜線20的側視 圖之中所示。
參見圖5，其中顯示USB纜線20運作期間出現於USB纜線20的顯示器46上的示範性畫面。圖5(a)顯示當接收方裝置連接並接受充電時的動畫式箭頭，其中一較高的電流流動速率由較快的箭頭動畫表示。充電速度可以利用位於一列中的連續移動箭頭顯示，以表示1mAhr計數上的比例。然而，由於直接顯示1mAhr計數將會非常緩慢，故其可以使用1mAhr計數的1/10以在視覺上增強流動效果。圖5(b)亦顯示當接收方裝置連接並接受充電時的動畫式箭頭，連同瞬間電壓及電流讀數。圖5(c)亦顯示當接收方裝置連接並接受充電時的動畫式箭頭，連同接收方裝置中一電池之一容量讀數。最後，圖5(d)亦顯示當接收方裝置連接並接受充電時的動畫式箭頭，連同接收方裝置中一電池之一容量以及瞬間電壓及電流讀數。其亦可以顯示其他細節資料，例如，V、mA、mW、mAhr、mWhr、充電速度、溫度、落到規定臨限負載以下的電壓降、過溫、過電流、過電壓等等。其應能理解，藉由切換USB纜線20的"模式"開關，可以查看各種取樣畫面。此外，藉由按壓及釋放，"選擇"開關被用以選擇接收方裝置。
當USB纜線20偵測到問題之時，USB纜線20的顯示器46亦被組構成用以提供一指示給使用者。圖5(e)顯示在第一末端連接器22處偵測到一問題。圖5(f)顯示在第二末端連接器24處偵測到一問題。圖5(g)顯示在充電裝置處偵測到一問題。圖5(h)顯示在接收方裝置處偵測到一問題。圖5(i)顯示目前沒有問題。圖5(j)顯示正常運作，以及第一及第二末端連接器22、24處之溫度量度。一旦USB纜線20偵測到問題，充電程序即被中止。此係藉由關閉MOSFET 52而達成。或者，其亦可以使用一繼電器 開關(relay switch)以取代MOSFET 52。蜂鳴器44可以被觸發以對使用者警示偵測到的問題。為了再次使用USB纜線20，使用者必須斷開第一末端連接器22並重新耦接充電裝置。USB纜線20係由電源70供電，且一旦偵測到問題，USB纜線20即關閉MOSFET 52(或繼電器開關)並以顯示器46及/或蜂鳴器44提供一指示給使用者。此無充電狀態將持續直到使用者介入為止，例如，移除第一末端連接器22並重新插入電源。電源70端的斷連及重新連接在較佳的實施方式之中係將無充電狀態重置成一就緒狀態以開始認證(以在顯示器46上指示適當的資訊)與充電程序的唯一方式。
儘管顯示器46被組構成提供一指示給使用者，但USB纜線20可以另包含一LED 47，被組構成指示一充電狀態。LED 47之使用將讓使用者能夠從一定距離處判定充電之狀態。LED 47可以被設置於與顯示器46的同一側處，或者設置於包含控制器模組32的USB纜線20的任何部分之上。
其應注意，USB纜線20亦決定其是否被允許投送電流至接收方裝置。舉例而言，USB纜線20決定諸如傳入電壓、傳入最大電流、連接器22、24處的溫度等等參數。此等參數被以一預先決定的時間間隔週期性加以監測，且超出一特定臨限值的任何異常均將造成USB纜線20停止進一步的電流流往接收方裝置。所有故障均被記錄以供使用者再次檢視。由於此特徵，充電裝置將不會在額定動作之外運作，該額定動作係使用者針對USB纜線所界定或者按照工廠的預設設定。
根據前文段落之中的說明，其應能理解，USB纜線20給使用者帶來許多助益與優點。該等助益與優點包含：
i)在USB纜線上對於運作是否最佳的指示。
ii)在USB纜線上對於電源之溫度與接收方裝置之溫度的指示。
iii)充電/電流流動速度之指示。
iv)藉由引入低於1mAhr或1mWhr的計數單位的具有高敏感性的mAhr或mWhr的充電計數之指示。
v)觸電機率之降低。
vi)對接收方裝置損傷的情況的減少。
vii)接收方裝置電池容量之檢查。
viii)充電裝置之檢查。
ix)連接器問題之偵測。
x)對充電程序執行一詳細分析的可能性。
USB纜線20之較佳實施例之硬體實施方式之示範性區塊圖顯示於圖6(a)及圖6(b)之中。在較佳實施例之中，USB纜線20被組構成用以連接一接收方裝置80與一電源70並能夠於接收方裝置80充電過程期間偵測USB纜線20的電源側22或裝置側24的任何異常高溫。一旦偵測到異常高溫，USB纜線20即被組構成警示一使用者有一異常高溫狀況被偵測到，以及終止電流從電源70到接收方裝置80之流動。期望的最終成果係一種USB充電/資料USB纜線20，其能夠提供使用者一個避免潛在危險狀況的進階防護等級，同時在正常溫度狀況下的運作期間透過一LCD或OLED顯示器指示溫度與運作狀態。
為了達成上述功能，USB纜線20被組構成能夠精確地量測至少電源或轉接器70的溫度，且在較佳的實施方式之中亦能夠精確地量測 USB纜線20連接的接收方裝置80之溫度。因此，USB纜線20中的第一末端連接器22與第二末端連接器24中的每一者分別被提供一第一及第二溫度感測器26、30，如圖7(a)及圖7(b)之中所示。適合使用做為該第一及第二溫度感測器26、30之溫度感測器之一示例係NTC熱敏電阻或類似元件。USB纜線20之第一及第二末端連接器22、24各自通常包含一塑膠絕緣體61(為清楚起見，以虛線描繪)，其藏納一金屬連接器62，延伸超越塑膠絕緣體61之一自由邊緣63。管狀金屬連接器62係組構以相應地耦接電源/轉接器70之一金屬插孔72或者接收方裝置80之一插孔82。插孔72、82通常具有四個金屬側邊(圖中未顯示)以與末端連接器22、24之金屬連接器62形成一電性連接。
上述的第一及第二溫度感測器26、30被設置於塑膠絕緣體61之內的第一及第二末端連接器22、24之中以保護其免於有害的環境暴露和機械損傷。溫度感測器26、30應被提供於金屬連接器62之上，且較佳的實施方式係毗鄰塑膠絕緣體61的自由邊緣63，如圖7(a)之中所示，以在連接之時位於各別插孔72、82的最接近的可能鄰近處，從而在USB纜線20的第一與第二末端連接器22、24每一者處分別取得電源轉接器70與接收方裝置80的精確溫度量側。
將溫度感測器26、30設置於第一及第二末端連接器22、24之中，使得在連接之時溫度感測器26、30分別盡可能地接近電源70與接收方裝置80的金屬插孔72與82，此對於USB纜線20的最佳運作而言係極重要的。此確保電源70與接收方裝置80之溫度之盡可能的最早偵測到，並且亦確保當USB纜線20被拔出之時，殘餘溫度將更迅速地回復至周遭環境溫 度。
由第一與第二溫度感測器26、30的其中一者或兩者偵測到一異常高溫被視為一個將如前所述地使用包含控制器模組32、顯示器46及/或蜂鳴器44之電子電路警示使用者，並且終止電流從電源70到接收方裝置80之流動的問題。特別是，控制器模組32透過一ADC(類比至數位轉換器)或者串列I/O(輸入/輸出)介面連接至每一溫度感測器26、30，取決於第一及第二溫度感測器26、30係使用類比或數位方法讀取溫度。
異常高溫之偵測可以藉由針對第一及第二末端連接器22、24中的每一者被預先編定一特定臨限溫度的控制器模組32達成，使得當第一與第二溫度感測器26、30的其中一者或兩者量測到一高於其各別特定臨限溫度的溫度之時，控制器模組32判定已偵測到一異常高溫，並據而如前所述地警示使用者，以及終止電流從電源70往接收方裝置80之流動。
除了在已偵測到一異常高溫之時控制器模組32警示一使用者以及終止電流從電源70往接收方裝置80的流動之外，控制器模組32在較佳的實施方式之中亦被組構成在USB纜線的正常溫度狀況下顯示USB纜線的溫度與運作之狀態。控制器模組32在較佳的實施方式之中亦進一步被組構成在第一及第二溫度感測器26、30的其中一者或兩者偵測到的溫度接近異常時提供一早期預警警示。接近異常的溫度可以被判定為距該特定臨限溫度一特定差異之內。
在較佳的實施方式之中，舉例而言，控制器模組32被組構成將資料儲存於其可以被寫入及讀取的快閃記憶體之中，使用電可抹除可程式唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory； EEPROM)或者鐵電式隨機存取記憶體(FRAM)。藉由控制器模組32儲存的資料可以包含第一與第二溫度感測器26、30量測的溫度數據，以及諸如I、V、mAhr、mWhr的計算資料，如前所述。
如前所述，USB纜線20被組構成在偵測到一異常高溫之時即終止電流從電源/轉接器70流動到接收方裝置80。為了達成此點，控制器模組32之中的一電源開關52，諸如前述之一MOSFET或一負載開關52，被組構成在正常運作期間導通，而在被二溫度感測器26、30中的任一者偵測到異常高溫時即由韌體關閉，以禁止電流從電源/轉接器70流動到接收方裝置80。
為了分別在第一及第二末端連接器22、24處各自實施第一和第二溫度感測器26、30，每一溫度感測器26、30均需要連接至接地端並且連接至位於控制器模組32處之ADC或I/O(輸入/輸出)介面。如前所述，做為一USB纜線，USB纜線20包含離散的導線，供D+、D-、Vbus與接地端94每一者之連接，如圖8之中所示，以及編織銅質EMI(電磁干擾)屏蔽95。
在本發明之中，沿著USB纜線20的長度上並不需要額外的導線以將第一和第二溫度感測器26、30連接至控制器模組32。而是每一溫度感測器26、30均透過EMI屏蔽95連接至控制器模組32之ADC或I/O介面，並連接至位於USB纜線20每一末端連接器22、24處的接地端94。圖8顯示第一及第二末端連接器22、24及溫度感測器26、30以此方式連接至控制器模組32。因此，EMI屏蔽95被用以提供EMI的蔽護以及從第一及第二溫度感測器26、30的信號傳遞。以此種方式，USB纜線20維持彈性， 不需要額外的接線，額外的接線將對USB纜線20加入非預期的額外剛硬度、重量、和成本。特別是，EMI屏蔽95連接至提供於控制器模組32處之一耦合電容器C2以及分別提供於末端連接器22、24每一者處之一耦合電容器C1、C3，以將EMI信號傳遞至USB連接器的蔽護接地端接腳，如圖9之中所示。
為了更加提高USB纜線20的安全運作，USB纜線20可以進一步被組構成使得在USB纜線20的運作電壓掉落到4.5V(或者說使用USB纜線20以利用電源70對接收方裝置80充電期間的USB纜線20正常運作電壓範圍)以下之時關閉負載開關52。此係用以防範電壓過低之情況，其中運作電壓掉落到正常範圍從4.75V到5.25V的USB纜線20之正常USB運作電壓範圍以下。在一電壓過低情況之下，使用USB纜線20充電期間的Vbus壓降可以表示接收方裝置80側出現一巨大電流抽取。此可以是由於電源70無法維持接收方裝置80的電流需求或者接收方裝置80正在異常地抽取過多電流。在此兩種情況之中，若電壓過低之情況被容許延長，則可能產生熱。因此，做為一安全措施，當電壓掉落到4.5V以下之時，即可以藉由斷開電源開關52而將USB纜線20進一步組構成關斷供給接收方裝置80之電源。
雖然較佳實施例已於前述說明之中描述，但習於相關技藝者當能理解，許多設計或構造細節上的變異或修改均可能於未脫離本發明之下實現。例如，儘管其將USB纜線描述成具有兩個溫度感測器，各自位於二末端連接器22、24處，但其可能提出僅在用於耦接電源70的第一末端連接器22之中提供一溫度感測器的USB纜線其他實施例。
20‧‧‧USB纜線
21‧‧‧導線
22‧‧‧第一末端連接器
24‧‧‧第二末端連接器
32‧‧‧控制器模組
70‧‧‧電源
72‧‧‧插孔
80‧‧‧接收方裝置
82‧‧‧插孔

Claims (14)

  1. 一種用於充電的USB纜線，用於以一電源對一接收方裝置充電，該USB纜線包含：一第一末端連接器，用於耦接該電源，該第一末端連接器包含一第一溫度感測器，該第一溫度感測器被組構成用以取得該電源之溫度量測；一第二末端連接器，用於耦接該接收方裝置；以及一控制器模組，連接該第一末端連接器和該第二末端連接器，該控制器模組被組構成在該第一溫度感測器偵測到該電源之異常高溫時即禁止電流從該電源流往該接收方裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該第二末端連接器包含一第二溫度感測器，該第二溫度感測器被組構成用以取得該接收方裝置之溫度量測，該控制器模組另被組構成用以在該第二溫度感測器偵測到該接收方裝置之異常高溫時即禁止電流從該電源流往該接收方裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該第一溫度感測器透過沿著該USB纜線之導線提供之一電磁干擾(EMI)屏蔽連接至該控制器模組。
  4. 如申請專利範圍第2項之用於充電的USB纜線，其中該第二溫度感測器透過沿著該USB纜線之導線提供之該電磁干擾(EMI)屏蔽連接至該控制器模組。
  5. 如申請專利範圍第4項之用於充電的USB纜線，其中該EMI屏蔽連接至位於該控制器模組處之耦合電容器，其中該EMI屏蔽連接至位於該第一末端連接器處之耦合電容器且其中該EMI屏蔽連接至位於該第二末端連 接器處之耦合電容器以傳導EMI信號。
  6. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該第一溫度感測器被提供於該第一末端連接器中的一塑膠絕緣體之內以及該第一末端連接器中的一金屬連接器之上。
  7. 如申請專利範圍第2項之用於充電的USB纜線，其中該第二溫度感測器被提供於該第二末端連接器中的一塑膠絕緣體之內以及該第二末端連接器中的一金屬連接器之上。
  8. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該控制器模組另被組構成將資料儲存於提供於該控制器模組內的快閃記憶體之中。
  9. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該控制器模組包含一電源開關，該電源開關被組構成在偵測到異常高溫時即被關斷以禁止電流從該電源流往該接收方裝置。
  10. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該電源開關進一步被組構成在該USB纜線的運作電壓下降到低於該USB纜線之一正常運作電壓範圍時即被關斷以禁止電流從該電源流往該接收方裝置。
  11. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該第一溫度感測器連接至提供於該第一末端連接器處之一接地連接。
  12. 如申請專利範圍第2項之用於充電的USB纜線，其中該第二溫度感測器連接至提供於該第二末端連接器處之一接地連接。
  13. 如申請專利範圍第1項之用於充電的USB纜線，其中該控制器模組被組構成在該USB纜線的正常溫度狀況下顯示該USB纜線的溫度及運作狀態，並且用以在該第一溫度感測器偵測到的溫度接近異常時提供一早期 預警警示。
  14. 如申請專利範圍第2項之用於充電的USB纜線，其中該控制器模組進一步被組構成在該USB纜線的正常溫度狀況下顯示該USB纜線的溫度及運作狀態，並且用以在該第二溫度感測器偵測到的溫度接近異常時提供一早期預警警示。
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