TW201836238A

TW201836238A - 電子裝置

Info

Publication number: TW201836238A
Application number: TW106108787A
Authority: TW
Inventors: 蔡孟杰; 郭俊志
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2018-10-01

Abstract

一種電子裝置，包括具有第一與第二配置通道接腳的第一與第二連接器、第一與第二控制器、以及充電電路。第一與第二控制器根據第一與第二配置通道接腳的偵測結果產生第一與第二狀態訊號。當第一與第二狀態訊號依序被切換至第一準位時，電子裝置透過第一外部裝置進行供電，且充電電路產生多個驅動訊號並儲存第二電流限制值。當第一狀態訊號切換至第二準位，且第二狀態訊號維持在第一準位時，電子裝置透過第二外部裝置進行供電，且充電電路依據所儲存的第二電流限制值產生所述多個驅動訊號。

Description

電子裝置

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種包括第一連接器與第二連接器的電子裝置。

隨著科技的發展，通用串列匯流排(universal serial bus，簡稱USB)連接器已發展出Type-A、Type-B、Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B以及Type-C等規格。其中，Type-C USB連接器可支援高速資料傳輸以及高電力傳輸，因此近年來已開始普及在各種的電子裝置中。此外，USB的電力傳輸(power delivery)標準定義了多種電力輸出功率。因此，當電子裝置設有多個Type-C USB連接器時，電子裝置將可連接到具有不同瓦數或是供電能力的多個外部裝置。相對地，為了避免外部裝置出現電源過載的情況，電子裝置如何因應外部裝置的供電能力管控其內部系統的電源用量，已成為電子裝置在設計上的一重要課題。

本發明提供一種電子裝置，其充電電路可選擇性地利用第一電流限制值或是第二電流限制值來管控電子裝置的電源用量，從而可避免第一外部裝置與第二外部裝置出現電源過載的情況。

本發明的電子裝置，包括第一連接器、第一控制器、第二連接器、第二控制器以及充電電路。第一連接器適於電性連接第一外部裝置。第一控制器偵測第一連接器的第一配置通道接腳以產生第一狀態訊號，且第一控制器依據來自第一外部裝置的第一電流產生第一電流限制值。第二連接器適於電性連接第二外部裝置。第二控制器偵測第二連接器的第二配置通道接腳以產生第二狀態訊號，且第二控制器依據來自第二外部裝置的第二電流產生第二電流限制值。充電電路利用多個驅動訊號控制操作電壓。當第一狀態訊號與第二狀態訊號依序被切換至第一準位時，電子裝置透過第一外部裝置進行供電，且充電電路儲存第二電流限制值並依據第一電流限制值產生所述多個驅動訊號。當第一狀態訊號切換至第二準位，且第二狀態訊號維持在第一準位時，電子裝置透過第二外部裝置進行供電，且充電電路依據所儲存的第二電流限制值產生所述多個驅動訊號。

在本發明的一實施例中，上述的第一連接器與第二連接器分別為一通用串列匯流排連接器。

基於上述，本發明的電子裝置可透過第一控制器與第二連接器產生相關於第一連接器與第二連接器的第一狀態訊號與第二狀態訊號。此外，當第一狀態訊號與第二狀態訊號依序被切換至第一準位時，充電電路除了可利用第一電流限制值來管控電子裝置的操作電壓以外，還可預先儲存相關於第二外部裝置的第二電流限制值。當第一狀態訊號切換至第二準位，且第二狀態訊號維持在第一準位時，充電電路將可利用所儲存的第二電流限制值來管控電子裝置的操作電壓。如此一來，無論電子裝置是透過第一外部裝置或是第二外部裝置來進行供電，都可避免第一外部裝置與第二外部裝置出現電源過載的情況。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明的一實施例的電子裝置的電路示意圖。如圖1所示，電子裝置100包括第一連接器110、第二連接器120、第一控制器130、第二控制器140以及充電電路150。在一實施例中，第一連接器110與第二連接器120可分別是一通用串列匯流排(universal serial bus，簡稱USB)連接器，例如：USB Type-C連接器，且第一控制器130與第二控制器140可分別是一電力傳輸控制器(power delivery controller)。

第一連接器110適於電性連接第一外部裝置101，並包括第一電源接腳111與第一配置通道(configuration channel，簡稱CC)接腳112。第一控制器130可藉由偵測第一配置通道接腳112來判別出第一連接器110的連接狀態，並可依據判別結果產生第一狀態訊號ST11。此外，第一控制器130可依據來自第一外部裝置101的第一電流產生第一電流限制值IL1。

舉例來說，第一控制器130可藉由檢測第一配置通道接腳112上的電壓，來判別第一連接器110是否電性連接至第一外部裝置101。此外，第一控制器130可依據判別結果切換第一狀態訊號ST11的準位。例如，當第一外部裝置101插入或是電性連接至第一連接器110時，第一控制器130會將第一狀態訊號ST11切換至第一準位(例如，低電壓準位)。此外，第一控制器130可透過第一配置通道接腳112接收到來自第一外部裝置101的第一電壓與第一電流。藉此，第一控制器130將可依據第一電壓與第一電流判別出第一外部裝置101的供電能力，並據以產生第一電流限制值IL1。

第二連接器120適於電性連接第二外部裝置102，並包括第二電源接腳121與第二配置通道接腳122。第二控制器140可藉由偵測第二配置通道接腳122來判別出第二連接器120的連接狀態，並可依據判別結果產生第二狀態訊號ST12。例如，當第二外部裝置102插入或是電性連接至第二連接器120時，第二控制器140可產生具有第一準位的第二狀態訊號ST12。此外，第二控制器140可透過第二配置通道接腳122接收來自第二外部裝置102的第二電壓與第二電流，且第二控制器140可依據第二電流產生第二電流限制值IL2。

充電電路150可用以管控電子裝置100的電源用量。例如，充電電路150可依據第一電流限制值IL1或是第二電流限制值IL2來產生多個驅動訊號DR11~DR12，並可透過驅動訊號DR11~DR12來控制電子裝置100的操作電壓VO。換言之，充電電路150可選擇性地利用第一電流限制值IL1或是第二電流限制值IL2來管控電子裝置100的電源用量，從而可避免電子裝置100的電源用量超出第一外部裝置101或是第二外部裝置102的供電能力。

舉例來說，當第一外部裝置101插入至第一連接器110時，第一狀態訊號ST11將被切換至第一準位，且第一控制器130可因應第一外部裝置101的供電能力產生第一電流限制值IL1。此時，電子裝置100將可透過外接的第一外部裝置101來進行供電，且充電電路150可依據第一電流限制值IL1來管控電子裝置100的電源用量，從而可避免第一外部裝置101出現電源過載的情況。

之後，當第二外部裝置102也插入至第二連接器120時，第二狀態訊號ST12將也被切換至第一準位，且第二控制器140可因應第二外部裝置102的供電能力產生第二電流限制值IL2。此時，電子裝置100可持續地透過第一外部裝置101來進行供電，且充電電路150可持續地依據第一電流限制值IL1來管控電子裝置100的電源用量。此外，充電電路150可預先儲存相關於第二外部裝置102的第二電流限制值IL2。

換言之，當第一外部裝置101與第二外部裝置102先後插入至電子裝置100時，亦即當第一狀態訊號ST11與第二狀態訊號ST12依序被切換至第一準位時，電子裝置100可透過先插進來的第一外部裝置101進行供電，且充電電路150可依據第一電流限制值IL1來產生驅動訊號DR11~DR12，從而避免第一外部裝置101出現電源過載的情況。此外，充電電路150可儲存第二電流限制值IL2。藉此，電子裝置100將可預先設定或是準備好第二外部裝置102的供電機制，以致使電子裝置100可以快速地轉換至第二外部裝置102的供電機制。

舉例來說，當第一外部裝置101突然被拔除，且第二外部裝置102依舊電性連接至第二連接器120時，第一狀態訊號ST11將被切換至第二準位(例如，高電壓準位)，且第二狀態訊號ST12將維持在第一準位。此時，電子裝置100將可透過第二外部裝置102來進行供電。此外，充電電路150可依據所儲存的第二電流限制值IL2來產生驅動訊號DR11~DR12，從而可避免第二外部裝置102出現電源過載的情況。

換言之，先插入至電子裝置100的第一外部裝置101將優先供電給電子裝置100，且充電電路150可利用第一電流限制值IL1來管控電子裝置100的電源用量，從而可避免第一外部裝置101出現電源過載的情況。此外，針對後續插入的第二外部裝置102，電子裝置100會預先儲存相關於第二外部裝置102的第二電流限制值IL2。藉此，當第一外部裝置101突然被拔除時，電子裝置100除了可透過第二外部裝置102進行供電以外，還可立即地利用第二電流限制值IL2來管控電子裝置100的電源用量，從而可避免第二外部裝置102出現電源過載的情況。在一實施例中，電子裝置100可例如是平板電腦或是筆記型電腦，且第一外部裝置101與第二外部裝置102可分別例如是顯示器或是行動電源。

請繼續參照圖1，電子裝置100更包括多個第一開關SW11~SW12、多個第二開關SW21~SW22、感測元件160、電源轉換器170以及微控制器180。其中，第一開關SW11~SW12串聯在第一電源接腳111與連接點ND1之間，並受控於第一控制器130。第二開關SW21~SW22串聯在第二電源接腳121與連接點ND1之間，並受控於第二控制器140。感測元件160的第一端電性連接至連接點ND1，且感測元件160的第二端電性連接電源轉換器170。

在操作上，當電子裝置100透過第一外部裝置101進行供電時，第一控制器130將導通第一開關SW11~SW12，且第二控制器140將不導通第二開關SW21~SW22。此時，來自第一外部裝置101的電壓將可透過第一電源接腳111、第一開關SW11~SW12與感測元件160傳送至電源轉換器170，並用以作為電源轉換器170的輸入電壓VIN。此外，電源轉換器170可依據驅動訊號DR11~DR12將輸入電壓VIN轉換成操作電壓VO。

舉例來說，電源轉換器170包括多個電源開關171~172與阻抗電路173，且阻抗電路173包括電感L1與電容C1。其中，電源開關171~172串聯在感測元件160的第二端與接地端之間。阻抗電路173電性連接至電源開關171~172。例如，電感L1的第一端電性連接電源開關171~172之間的連接點，且電感L1的第二端用以產生操作電壓VO。電容C1的第一端電性連接電感L1的第二端，且電容C1的第二端電性連接至接地端。在操作上，電源開關171~172可依據驅動訊號DR11~DR12改變流經阻抗電路173的電流，進而致使阻抗電路173可產生相對應的操作電壓VO。

另一方面，當電子裝置100透過第二外部裝置102進行供電時，第一控制器130將不導通第一開關SW11~SW12，且第二控制器140將導通第二開關SW21~SW22。此時，來自第二外部裝置102的電壓將可透過第二電源接腳121、第二開關SW21~SW22與感測元件160傳送至電源轉換器170，並可用以作為電源轉換器170的輸入電壓VIN。

值得一提的是，第一控制器130與第二控制器140可分別與微控制器180進行雙向溝通。例如，第一控制器130所產生的第一狀態訊號ST11以及第二控制器140所產生的第二狀態訊號ST12也可分別傳送至微控制器180。藉此，微控制器180將可判別出第一連接器110與第二外部裝置102的連接狀態，並可依據判別結果來控制第一控制器130與第二控制器140。

舉例來說，當微控制器180判別出第一外部裝置101與第二外部裝置102先後插入至電子裝置100時，第一控制器130與第二控制器140會在微控制器180的控制下，導通第一開關SW11~SW12並且不導通第二開關SW21~SW22。此時，電子裝置100將可透過第一外部裝置101進行供電。此外，微控制器180可將來自第一控制器130的第一電流限制值IL1以及來自第二控制器140的第二電流限制值IL2傳送至充電電路150，進而致使充電電路150可依據第一電流限制值IL1或是第二電流限制值IL2來產生驅動訊號DR11~DR12。

進一步來看，充電電路150包括放大器151、電壓產生器152、切換元件153、比較器154以及判斷電路155，且電壓產生器152包括記憶元件156。其中，放大器151電性連接感測元件160的第一端與第二端。藉此，放大器151將可響應於感測元件160的端電壓產生感測電壓VS，且感測電壓VS是相關於輸入至電子裝置100的電流。

電壓產生器152可透過記憶元件156來儲存第一電流限制值IL1與第二電流限制值IL2。此外，電壓產生器152可依據第一電流限制值IL1產生第一參考電壓VR11，並可依據第二電流限制值IL2產生第二參考電壓VR12。切換元件153電性連接電壓產生器152，且切換元件153可依據控制訊號SC11輸出第一參考電壓VR11與第二參考電壓VR12之其一，以作為一基準電壓VB。此外，比較器154可依據基準電壓VB與感測電壓VS產生一比較訊號SC12，且充電電路150可響應於比較訊號SC12來產生驅動訊號DR11~DR12。

值得一提的是，充電電路150中的判斷電路155可依據第一狀態訊號ST11與第二狀態訊號ST12判別出第一連接器110與第二外部裝置102的連接狀態，並可依據判別結果來產生用以控制切換元件153的控制訊號SC11。如此一來，充電電路150將可響應於第一連接器110與第二外部裝置102的連接狀態動態地調整驅動訊號DR11~DR12，進而可避免電子裝置100的電源用量超出外部電源的供電能力。

舉例來說，當電子裝置100透過第一外部裝置101進行供電時，依據第一電流限制值IL1所產生的第一參考電壓VR11將用以作為基準電壓VB，進而可避免第一外部裝置101出現電源過載的情況。另一方面，當電子裝置100透過第二外部裝置102進行供電時，依據第二電流限制值IL2所產生的第二參考電壓VR12將用以作為基準電壓VB，進而可避免第二外部裝置102出現電源過載的情況。

綜上所述，本發明的電子裝置可透過第一控制器與第二連接器產生相關於第一連接器與第二連接器的第一狀態訊號與第二狀態訊號。此外，當第一狀態訊號與第二狀態訊號依序被切換至第一準位時，亦即當第一外部裝置與第二外部裝置先後插入至電子裝置時，充電電路除了可依據第一電流限制值來管控電子裝置的電源用量以外，還可預先儲存相關於第二外部裝置的第二電流限制值。此外，當第一狀態訊號切換至第二準位，且第二狀態訊號維持在第一準位時，亦即當第一外部裝置突然被拔除時，充電電路將可立即地利用第二電流限制值來管控電子裝置的電源用量。如此一來，無論電子裝置是透過第一外部裝置或是第二外部裝置來進行供電，電子裝置的電源用量都可在充電電路的管控下不超出外部電源的供電能力，從而可避免第一外部裝置與第二外部裝置出現電源過載的情況。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電子裝置

101‧‧‧第一外部裝置

102‧‧‧第二外部裝置

110‧‧‧第一連接器

111‧‧‧第一電源接腳

112‧‧‧第一配置通道接腳

120‧‧‧第二連接器

121‧‧‧第二電源接腳

122‧‧‧第二配置通道接腳

130‧‧‧第一控制器

140‧‧‧第二控制器

150‧‧‧充電電路

151‧‧‧放大器

152‧‧‧電壓產生器

153‧‧‧切換元件

154‧‧‧比較器

155‧‧‧判斷電路

156‧‧‧記憶元件

160‧‧‧感測元件

170‧‧‧電源轉換器

171~172‧‧‧電源開關

173‧‧‧阻抗電路

L1‧‧‧電感

C1‧‧‧電容

180‧‧‧微控制器

SW11~SW12‧‧‧第一開關

SW21~SW22‧‧‧第二開關

ND1‧‧‧連接點

ST11‧‧‧第一狀態訊號

IL1‧‧‧第一電流限制值

ST12‧‧‧第二狀態訊號

IL2‧‧‧第二電流限制值

DR11~DR12‧‧‧驅動訊號

VO‧‧‧操作電壓

VIN‧‧‧輸入電壓

VS‧‧‧感測電壓

VR11‧‧‧第一參考電壓

VR12‧‧‧第二參考電壓

VB‧‧‧基準電壓

SC11‧‧‧控制訊號

SC12‧‧‧比較訊號

圖1是依照本發明的一實施例的電子裝置的電路示意圖。

Claims

一種電子裝置，包括：一第一連接器，適於電性連接一第一外部裝置；一第一控制器，偵測該第一連接器的一第一配置通道接腳以產生一第一狀態訊號，且該第一控制器依據來自該第一外部裝置的一第一電流產生一第一電流限制值；一第二連接器，適於電性連接一第二外部裝置；一第二控制器，偵測該第二連接器的一第二配置通道接腳以產生一第二狀態訊號，且該第二控制器依據來自該第二外部裝置的一第二電流產生一第二電流限制值；以及一充電電路，利用多個驅動訊號控制一操作電壓，其中當該第一狀態訊號與該第二狀態訊號依序被切換至一第一準位時，該電子裝置透過該第一外部裝置進行供電，且該充電電路儲存該第二電流限制值並依據該第一電流限制值產生該些驅動訊號，當該第一狀態訊號切換至一第二準位，且該第二狀態訊號維持在該第一準位時，該電子裝置透過該第二外部裝置進行供電，且該充電電路依據所儲存的該第二電流限制值產生該些驅動訊號。
如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一連接器與該第二連接器分別為一通用串列匯流排連接器。
如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一連接器更包括一第一電源接腳，該第二連接器更包括一第二電源接腳，且該電子裝置更包括：多個第一開關，串聯在該第一電源接腳與一連接點之間，並受控於該第一控制器；多個第二開關，串聯在該第二電源接腳與該連接點之間，並受控於該第二控制器；一感測元件，其第一端電性連接該連接點；以及一電源轉換器，電性連接該感測元件的第二端，並依據該些驅動訊號將來自該感測元件的一輸入電壓轉換成該操作電壓。
如申請專利範圍第3項所述的電子裝置，其中當該電子裝置透過該第一外部裝置進行供電時，該第一控制器導通該些第一開關且該第二控制器不導通該些第二開關，當該電子裝置透過該第二外部裝置進行供電時，該第一控制器不導通該些第一開關且該第二控制器導通該些第二開關。
如申請專利範圍第3項所述的電子裝置，其中該充電電路包括：一放大器，電性連接該感測元件的第一端與第二端，並產生一感測電壓；一電壓產生器，依據該第一電流限制值產生一第一參考電壓，並依據該第二電流限制值產生一第二參考電壓；一切換元件，電性連接該電壓產生器，並依據一控制訊號輸出該第一參考電壓與該第二參考電壓之其一，以作為一基準電壓；以及一比較器，依據該基準電壓與該感測電壓產生一比較訊號，且該充電電路響應於該比較訊號產生該些驅動訊號。
如申請專利範圍第5項所述的電子裝置，其中該充電電路更包括：一判斷電路，依據該第一狀態訊號與該第二狀態訊號產生該控制訊號。
如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，更包括：一微控制器，將來自該第一控制器的該第一電流限制值與來自該第二控制器的該第二電流限制值傳送至該判斷電路，且該微控制器依據該第一狀態訊號與該第二狀態訊號控制該第一控制器與該第二控制器。
如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中該電壓產生器包括一記憶元件，且該記憶元件儲存來自該微控制器的該第一電流限制值與該第二電流限制值。
如申請專利範圍第3項所述的電子裝置，其中該電源轉換器包括：多個電源開關，串聯在該感測元件的第二端與一接地端之間；以及一阻抗電路，電性連接該些電源開關，其中該些電源開關依據該些驅動訊號改變流經該阻抗電路的電流，以致使該阻抗電路產生該操作電壓。
如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中該阻抗電路包括：一電感，其第一端電性連接該些電源開關，且該電感的第二端產生該操作電壓；以及一電容，其第一端電性連接該電感的第二端，且該電容的第二端電性連接至該接地端。