TW201638711A - 可攜式適配器 - Google Patents

Abstract

一種可攜式適配器，具有第一連接埠、第二連接埠、第三連接埠與集線模組。第一連接埠用以可插拔地連接第一裝置。第二連接埠用以可插拔地連接第二裝置。第三連接埠用以可插拔地連接第三裝置。集線模組分別電性連接第一連接埠、第二連接埠與第三連接埠，用以將第一連接埠所接收的第一信號傳送給第二連接埠，將部分的第一信號傳送給第三連接埠，並將第二連接埠所接收的第二信號傳送給第一連接埠。

Description

可攜式適配器

本發明係關於一種可攜式適配器，特別關於一種具有延伸功能的可攜式適配器。

行動裝置走向輕薄短小，連接端子簡化與減少亦是輕薄短小的關鍵要件之一。然而行動裝置對於有線I/O的連接需求仍然存在，以方便其使用，搭配行動裝置的可攜式適配器(mobile adapter)走向輕薄短小亦是改善可攜性與移動性(mobility)的關鍵要件之一。

然而，可攜式適配器(mobile adapter)因其空間有限，故僅能滿足大多數出門在外的需求，若有更多或其他的擴充需求，需要串接額外的適配器。此外，當行動裝置連接端子簡化為一個，串接適配器之後，原本通用串行匯流排連接端子作為充電連接埠則被佔用，此時僅能作為輸入輸出連接埠的擴充而無法充電。

依據本發明所揭露的可攜式適配器，包含第一連接埠、第二連接埠、第三連接埠與集線模組。第一連接埠用以可插拔地連接第一裝置。第二連接埠用以可插拔地連接第 二裝置。第三連接埠用以可插拔地連接第三裝置。集線模組分別電性連接第一連接埠、第二連接埠與第三連接埠，用以將第一連接埠所接收的第一信號傳送給第二連接埠，將部分的第一信號傳送給第三連接埠，並將第二連接埠所接收的第二信號傳送給第一連接埠。

依據本發明所揭露的可攜式適配器，包含第一連接埠、第二連接埠、直流直流轉換器與控制模組。第一連接埠用以可插拔地連接於第一裝置。第二連接埠用以可插拔地連接於第二裝置。直流直流轉換器(DC-DC converter)，分別電性連接於第一連接埠與第二連接埠。控制模組分別電性連接至第一連接埠、第二連接埠與直流直流轉換器，當第二裝置對可攜式適配器提供電能，且第一裝置從可攜式適配器汲取電能時，控制模組控制直流直流轉換器從第二裝置汲取電能並對第一裝置提供電能。

綜上所述，本發明所揭露的可攜式適配器，於一些實施方式中，提供了資料複製的功能，從而將第一連接埠傳來的部分的資料傳送給第三連接埠所連接的裝置，同時將所有資料傳送給第二連接埠，以便往後級裝置傳送。於另一些實施例中，藉由偵測所連接裝置的供電與否，選擇性的控制可攜式適配器中的直流直流轉換器的作動方式，藉以達到讓可攜式適配器扮演提供電源的目的。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方 式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1000、3000‧‧‧可攜式適配器

1100、1200、1300、3100、3200‧‧‧連接埠

1330‧‧‧信號交換器

1400‧‧‧集線模組

1410、1420‧‧‧多工單元

1430‧‧‧集線控制單元

1440‧‧‧中央控制單元

1450‧‧‧解碼單元

2100、2200、2300、4100、4200‧‧‧裝置

3110‧‧‧電壓與電流偵測單元

3120‧‧‧通訊單元

3300‧‧‧直流直流轉換器

3310、3350、3360‧‧‧直流直流轉換單元

3320‧‧‧多工單元

3330、3340、3370、3380‧‧‧開關單元

3400‧‧‧控制模組

3500‧‧‧電力連接埠

3600‧‧‧電能儲存器

3700、4300‧‧‧電力供應器

S1、S2、S3、SD‧‧‧信號

第1A圖係依據本發明一實施例的可攜式適配器功能方塊圖。

第1B圖係依據本發明一實施例中第三連接埠功能方塊圖。

第2圖係依據本發明另一實施例的可攜式適配器功能方塊圖。

第3A圖係依據本發明一實施例中的直流直流轉換器的電路架構示意圖。

第3B圖係依據本發明另一實施例中的直流直流轉換器的電路架構示意圖。

第4圖係依據本發明另一實施例中的連接埠功能方塊圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照第1A圖，其係依據本發明一實施例的可攜式適配器功能方塊圖。如第1A圖所示，本發明一實施例中的可攜式適配器1000包含第一連接埠1100、第二連接埠1200、第三連接埠1300與集線模組1400。其中集線模組1400分別電性連接第一連接埠1100、第二連接埠1200與第三連接埠1300。

第一連接埠1100用以可插拔地連接第一裝置2100。第二連接埠1200用以可插拔地連接第二裝置2200。第三連接埠1300用以可插拔地連接第三裝置2300。實作上，第一連接埠1100的類型與第二連接埠1200的類型相同。均為通用串行匯流排(universal serial bus,USB)。而第三連接埠1300係選自通用串行匯流排、視訊匯流排、音訊匯流排、網際網路連接端子所組成的群組其中之一。

當第一連接埠1100連接至第一裝置2100時，集線模組1400通過第一連接埠1100，與第一裝置2100進行第一信號S1的傳送與接收。當第二連接埠1200連接至第二裝置2200時，集線模組1400通過第二連接埠1200，與第二裝置2200進行第二信號S2的傳送與接收。同樣的，當第三連接埠1300連接至第三裝置2300時，集線模組1400通過第三連接埠1300，與第三裝置2300進行第三信號S3的傳送與接收。

於一實施例中，第一信號S1至第三信號S3均符 合標準的通用串行匯流排標準。而於另一實施例中，第一信號S1與第二信號S2均為通用串行匯流排可變式信號(USB alternate mode)。具體來說，當第一連接埠1100與第二連接埠1200都是通用串行匯流排第3.1版C型時，其均具有一組態通訊腳位(configuration channel pin,CC pin)。第一裝置2100與第二裝置2200可以透過此腳位來協議通訊的格式，從而所傳遞的第一信號S1與第二信號S2不見得只能符合通用串行匯流排的協議規格，也可以同時包含通用串行匯流排的協議規格及其他種類的資料串流格式，例如高畫質解析度多媒體介面(HDMI)、DisplayPort、快捷外設互聯標準(PCIe)、Thunderbolt、音源訊號或其他訊號。

集線模組1400用以將第一連接埠1100所接收的第一信號S1傳送給第二連接埠1200，並將部分的第一信號S1傳送給第三連接埠1300，並將第二連接埠1200所接收的第二信號S2傳送給第一連接埠1100。更具體來說，集線模組1400具有第一多工單元1410、第二多工單元1420、集線控制單元1430與中央控制單元1440。其中第一多工單元1410與第二多工單元1420分別電性連接第一連接埠1100與第二連接埠1200。集線控制單元1430分別電性連接第一多工單元1410、第二多工單元1420與第三連接埠1300。而中央控制單元1440分別電性連接第一多工單元1410、第二多工單元1420與集線控制單元1430。

具體來說，於一實施例中第一連接埠1100與第二連接埠1200的組態通訊腳位都電性連接至中央控制單元1440。從而中央控制單元1440可以得知第一裝置2100與第二裝置2200要如何收發信號以及其電源供應/接收的組態為何。並且中央控制單元1440可以控制集線控制單元1430，將第一信號S1與第二信號S2的內容中要提供給第三裝置的部分，複製並提供給第三連接埠1300。

於此，當第三連接埠1300並不是通用串行匯流排時，於集線控制單元1430與第三連接埠1300之間還可以有解碼單元1450，解碼單元1450分別電性連接於第三連接埠1300與集線控制單元1430，用以將通用串行匯流排資料格式轉換為其他非通用串行匯流排格式，例如視訊匯流排、音訊匯流排、乙太網路匯流排。例如當第三連接埠1300是視訊匯流排時解碼單元1450用來從通用串行匯流排格式的信號中擷取出視訊的部分，並將此部分的格式轉換為符合視訊實體層的格式的信號。所謂的視訊實體層例如為高畫質解析度多媒體介面(high definition multimedia interface,HDMI)、視訊圖形陣列(video graphic array,VGA)或DisplayPort。在此同時第三連接埠1300，亦可同時輸出非通用串行匯流排的其他原生訊號如高畫質解析度多媒體介面(high definition multimedia interface,HDMI)或DisplayPort，如此原生與非原生訊號皆可同時輸出。

於一實施例中，請參照第1B圖，其中第1B圖係依據本發明一實施例中第三連接埠的功能方塊圖。

如第1B圖所示，第三連接埠1300中具有信號交換器1330，信號交換器1330電性連接至解碼單元1450與集線控制單元1430。信號交換器1330用以選擇性地輸出解碼信號SD與第三信號S3其中之一。具體來說，信號交換器1330受控於一個選擇信號，來決定從第三連接埠1300輸出至第三裝置2300的信號的來源。舉例來說，解碼信號SD與第三信號S3的格式皆為高畫質解析度多媒體介面(HDMI)、視訊圖形陣列(VGA)或DisplayPort其中之一，解碼信號SD的來源為壓縮後的視訊訊號而第三信號S3來源係原生的視訊訊號，兩者來源皆從同一個第一裝置2100，如此使用者可以依照其需求選擇原生訊號輸出、或者壓縮訊號輸出，或預設輸出的先後順序。此外，第一多工單元1410與第二多工單元1420與集線控制單元1430共同運作，使得第一信號S1中要傳送給第三裝置2300的部分以外，都能被內嵌於第二信號S2，甚或第一信號S1完全等於第二信號S2。

而於再一實施例中，第一信號S1符合通用串行匯流排可變式信號(USB alternate mode)，而第二信號S2符合通用串行匯流排可變式信號格式。此實施例中，第一信號S1須經由第一多工單元1410與第二多工單元1420，方能將符合通用串行匯流排可變式信號格式的信號傳送給第二連接埠 1200，而將其餘的信號傳送給第三連接埠1300。

接著請參照第2圖，其係依據本發明另一些實施例的可攜式適配器功能方塊圖。如第2圖所示，依據本發明另一實施例的可攜式適配器3000包含第一連接埠3100、第二連接埠3200、直流直流轉換器3300與控制模組3400。直流直流轉換器3300電性連接於第一連接埠3100與第二連接埠3200。而控制模組3400電性連接於第一連接埠3100、第二連接埠3200與直流直流轉換器3300。第一連接埠3100用以可插拔地連接於第一裝置4100。第二連接埠3200用以可插拔地連接於第二裝置4200。

當第一裝置4100對可攜式適配器3000提供電能，且第二裝置4200從可攜式適配器3000汲取電能時，控制模組3400控制直流直流轉換器3300從第一裝置4100汲取電能並對第二裝置4200提供電能。反之，當第二裝置4200對可攜式適配器3000提供電能，且第一裝置4100從可攜式適配器3000汲取電能時，控制模組3400控制直流直流轉換器3300從第二裝置4200汲取電能並對第一裝置4100提供電能。

實作上，請參照第3A圖與第3B圖，其中第3A圖係依據本發明一實施例中的直流直流轉換器3300的電路架構示意圖，而第3B圖係依據本發明另一實施例中的直流直流轉換器3300的電路架構示意圖。如第3A圖所示，直流直流轉換器3300具有一個直流直流轉換單元3310、一個多工單元 3320與兩個開關單元3330、3340。其中多工單元3320的兩個輸入端分別電性連接至第一連接埠3100與第二連接埠3200，多工單元3320的輸出端電性連接至直流直流轉換單元3310的輸入端，而多工單元3320的選擇端電性連接至控制模組3400。開關單元3330分別電性連接於第一連接埠3100、直流直流轉換單元3310的輸出端與控制模組3400。開關單元3340分別電性連接於第二連接埠3200、直流直流轉換單元3310的輸出端與控制模組3400。

當控制模組3400要控制直流直流轉換器3300從第一裝置4100汲取電能而對第二裝置4200提供電能時，控制模組3400控制多工單元3320、開關單元3330與開關單元3340，使多工單元3320於第一連接埠3100與直流直流轉換單元3310的輸入端之間建立電流路徑，並使開關單元3340於第二連接埠3200與直流直流轉換單元3310的輸出端之間建立電流路徑。此外，於第二連接埠3200與直流直流轉換單元3310的輸入端之間，以及第一連接埠3100與直流直流轉換單元3310的輸出端之間都沒有電流路徑被建立。

當控制模組3400要控制直流直流轉換器3300從第二裝置4200汲取電能而對第一裝置4100提供電能時，控制模組3400控制多工單元3320、開關單元3330與開關單元3340，使多工單元3320於第二連接埠3200與直流直流轉換單元3310的輸入端之間建立電流路逕，並使開關單元3330於第 一連接埠3100與直流直流轉換單元3310的輸出端之間建立電流路徑。此外，於第一連接埠3100與直流直流轉換單元3310的輸入端之間，以及第二連接埠3200與直流直流轉換單元3310的輸出端之間都沒有電流路徑被建立。

於另一實施例中，如第3B圖所示，直流直流轉換器3300具有第一直流直流轉換單元3350、第二直流直流轉換單元3360、開關單元3370與開關單元3380。其中開關單元3370電性連接至第一直流直流轉換單元3350的輸入端與第一連接埠3100，而開關單元3380電性連接至第二直流直流轉換單元3360的輸入端與第二連接埠3200。第一直流直流轉換單元3350的輸出端電性連接至第二連接埠3200，而第二直流直流轉換單元3360的輸出端電性連接至第一連接埠3100。並且開關單元3370與開關單元3380都電性連接至控制模組3400，並受控於控制模組3400而選擇性地導通或斷路。

當控制模組3400要控制直流直流轉換器3300從第一裝置4100汲取電能以提供給第二裝置4200時，控制模組3400使開關單元3370導通，並使開關單元3380斷路。當控制模組3400要控制直流直流轉換器3300從第二裝置4200汲取電能以提供給第一裝置4100時，控制模組3400使開關單元3380導通，並使開關單元3370斷路。

於另一實施例中，控制模組3400根據第一裝置4100或第二裝置4200的電量資訊，來決定是否要致能直流直 流轉換器3300。更具體來說，當直流直流轉換器3300被致能而從其中一個裝置汲取電能、對另一個裝置提供電能時，例如是汲取電壓為3.3伏特的電能，而提供電壓為5伏特的電能。這樣的電壓轉換會有額外的電能消耗。因此，假如要被提供電能的裝置的電量資訊顯示電能充足(例如電量80%以上)或是提供電能的裝置的電量資訊顯示電能不足(例如電量50%以下)，則不致能直流直流轉換器3300，而是直接以傳統的方式橋接第一連接埠3100與第二連接埠3200的各腳位。

請回到第2圖，於另一實施例中，可攜式適配器3000更包含電力連接埠3500，用以可插拔地連接於電力供應器4300，並電性連接控制模組3400與直流直流轉換器3300，當電力連接埠3500連接於電力供應器4300時，控制模組3400控制直流直流轉換器3300從電力供應器4300汲取電能，並對第一裝置4100與第二裝置4200提供電能。換句話說，一旦有外接電力供應器4300時，第一裝置4100與第二裝置4200的電能都能由電力供應器4300所提供。

於再一實施例中，可攜式適配器3000包含電能儲存器3600，電性連接至直流直流轉換器3300。電能儲存器3600例如為電池。而當第一裝置4100、第二裝置4200或電力供應器4300對可攜式適配器3000提供電能時，該控制模組3400更控制直流直流轉換器3300對電能儲存器3600提供電能。藉此，可以將電能儲存於電能儲存器3600中以備不時之 需。從而當第一裝置4100與第二裝置4200均不對可攜式適配器3000提供電能時，控制模組3400控制直流直流轉換器3300從電能儲存器3600汲取電能，並提供電能給第一裝置4100與第二裝置4200。於又一實施例中，當第二裝置4200對可攜式適配器3000提供電能，且電能儲存器3600中儲存有電能，如果第一裝置4100從可攜式適配器3000汲取電能，則控制模組3400控制直流直流轉換器3300分別從第二裝置4200與電能儲存器3600汲取電能並提供電能給第一裝置4100，更具體的說當電力供應來源數大於等於二的時候，控制模組可選擇性的控制直流直流轉換器3300，同時輸出至該電能需求裝置。

於另一實施例中，可攜式適配器3000更包含電力供應器3700，電性連接至直流直流轉換器3300與控制模組3400。電能供應器3700例如為一交流直流轉換器。換句話說，於本發明之前實施例中由電力連接埠3500連接的電力供應器4300也可以內建於可攜式適配器3000內。

於另一實施例中，第一連接埠3100與第二連接埠3200其中之一或兩者更具有電壓與電流偵測單元及通訊單元。請參照第4圖，其依據本發明另一實施例中的連接埠功能方塊圖。如第4圖所示，以第一連接埠3100為例，第一連接埠3100中具有電壓與電流偵測單元3110與通訊單元3120。其中電壓與電流偵測單元3110電性連接於控制模組3400，用以偵測第一連接埠3100或所連接的第一裝置4100之耗能狀 態。而當第一連接埠3100連接於第一裝置4100時，通訊單元3120電性連接於第一裝置4100與控制模組3400，用以通訊連接第一裝置4100取得其充電組態資訊。實作上，當第一連接埠3100為通用串行連接埠3.1版C型的連接埠(USB 3.1 type C)時，通訊單元3120係透過組態通訊腳位通訊連接第一裝置4100，如此控制模組3400取得相關充電組態資訊後，可選擇性控制直流直流轉換器3300，將電能適當的分配於第一連接埠3100與第二連接埠3200。而當第一連接埠3100為其他類型的連接埠時，通訊單元3120通過用來傳遞信號的腳位向第一裝置4100請求其充電組態資訊並傳送給控制模組3400。此外，例如當第一連接埠3100連接一平板電腦，第二連接埠3200連接一智慧型手機，而第一連接埠3100與第二連接埠3200電力擷取於電力供應器3700，由於電力供應器3700所能提供的總功率是固定的，可設定優先供應給第一連接埠3100所連接的平板電腦，當平板電腦充電接近充飽電時(舉例：電池量90%)，控制模組3400選擇性的控制直流直流轉換器3300，降低對第一連接埠3100的電能供應，增加對第二連接埠3200的電能供應。

換句話說，前述實施例中的控制模組3400會偵測各連接埠是否連接至特定裝置(例如電力供應器)，並且控制模組3400得以透過連接埠偵測對應的裝置的組態(host/device/power supply)，來決定要控制直流直流轉換器3300 從哪一個裝置汲取電能、對哪一個裝置供應電能。並且於某些實施例中，由於電能儲存器3600的存在，當所有裝置都無法供應電能時，可攜式適配器3000仍然能由內建的電能儲存器3600對所連接的裝置供應電能。

綜上所述，本發明所揭露的可攜式適配器，於一些實施方式中，提供了資料複製的功能，從而將第一連接埠傳來的部分的資料傳送給第三連接埠所連接的裝置，同時將所有資料傳送給第二連接埠，以便往後級裝置傳送，也就是可以組成菊花鏈拓墣(daisy chain topology)。於另一些實施例中，藉由偵測所連接裝置的供電與否，選擇性的控制可攜式適配器中的直流直流轉換器的作動方式，藉以達到讓可攜式適配器扮演提供電源的目的。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1000‧‧‧可攜式適配器

1100、1200、1300‧‧‧連接埠

1400‧‧‧集線模組

1410、1420‧‧‧多工單元

1430‧‧‧集線控制單元

1440‧‧‧中央控制單元

1450‧‧‧解碼單元

2100、2200、2300‧‧‧裝置

S1、S2、S3、SD‧‧‧信號

Claims (15)

1. 一種可攜式適配器，包含：一第一連接埠，用以可插拔地連接一第一裝置；一第二連接埠，用以可插拔地連接一第二裝置；一第三連接埠，用以可插拔地連接一第三裝置；一集線模組，分別電性連接該第一連接埠、該第二連接埠與該第三連接埠，用以將該第一連接埠所接收的一第一信號傳送給該第二連接埠，將部分的該第一信號傳送給該第三連接埠，並將該第二連接埠所接收的一第二信號傳送給該第一連接埠。
2. 如請求項1所述的可攜式適配器，其中該第一連接埠的類型與該第二連接埠的類型相同。
3. 如請求項2所述的可攜式適配器，其中該第一連接埠係一通用串行匯流排(USB)。
4. 如請求項2所述的可攜式適配器，其中該第三連接埠係選自由通用串行匯流排、視訊匯流排、音訊匯流排、網際網路連接端子所組成的群組其中之一。
5. 如請求項2所述的可攜式適配器，其中該第一信號與該第二信號均符合通用串行匯流排標準。
6. 如請求項2所述的可攜式適配器，其中該第一信號與該第二信號均為通用串行匯流排可變式信號(USB alternate mode)。
7. 如請求項1所述的可攜式適配器，更包含：一直流直流轉換器(DC-DC converter)，分別電性連接於該第一連接埠與該第二連接埠；以及一控制模組，分別電性連接至該第一連接埠、該第二連接埠與該直流直流轉換器，當該第二裝置對該可攜式適配器提供電能，且該第一裝置從該可攜式適配器汲取電能時，該控制模組控制該直流直流轉換器從該第二裝置汲取電能並對該第一裝置提供電能。
8. 如請求項1所述的可攜式適配器，更包含：一解碼單元，電性連接至該集線控制單元，用以接收來自該集線控制單元的信號，並將所接收的信號解碼成一解碼信號
9. 如請求項8所述的可攜式適配器，其中該第三連接埠更包含：一信號交換器，電性連接至該解碼單元與該集線控制單元，用以選擇性地輸出該解碼信號與該第三信號其中之一。
10. 一種可攜式適配器，包含：一第一連接埠，用以可插拔地連接於一第一裝置；一第二連接埠，用以可插拔地連接於一第二裝置；一直流直流轉換器(DC-DC converter)，分別電性連接於該第一連接埠與該第二連接埠；以及 一控制模組，分別電性連接至該第一連接埠、該第二連接埠與該直流直流轉換器，當該第二裝置對該可攜式適配器提供電能，且該第一裝置從該可攜式適配器汲取電能時，該控制模組控制該直流直流轉換器從該第二裝置汲取電能並對該第一裝置提供電能。
11. 如請求項10所述的可攜式適配器，更包含一電力連接埠用以可插拔地連接於一電力供應器，並電性連接該控制模組與該直流直流轉換器，當該電力連接埠連接於該電力供應器時，該控制模組控制該直流直流轉換器從該電力供應器汲取電能，並對該第一裝置與該第二裝置提供電能。
12. 如請求項7或10所述的可攜式適配器，更包含一電能儲存器，電性連接至該直流直流轉換器，其中當該第一裝置、該第二裝置或該電力連接埠對該可攜式適配器提供電能時，該控制模組更控制該直流直流轉換器對該電能儲存器提供電能。
13. 如請求項12所述的可攜式適配器，其中當該第一裝置與該第二裝置均不對該可攜式適配器提供電能時，該控制模組控制該直流直流轉換器從該電能儲存器汲取電能，並提供電能給該第一裝置與該第二裝置。
14. 如請求項7或10所述的可攜式適配器，更包含一電力供應器電性連接該控制模組與該直流直流轉換器，該控制模 組控制該直流直流轉換器從該電力供應器汲取電能，並對該第一裝置與該第二裝置提供電能。
15. 如請求項7或10所述的可攜式適配器，其中該第一連接埠更包含：一電壓與電流偵測單元，電性連接於控制模組，用以偵測該第一連接埠之耗能狀態；以及一通訊單元電性連接於該控制模組，當該第一連接埠連接於該第一裝置時，該通訊單元電性連接於該第一裝置，用以通訊連接該第一裝置以取得該第一裝置的充電資訊，並且該控制模組依據該充電資訊選擇性地控制直流直流轉換器，將電力來源適當的分配至該第一連接埠。