TW202224305A

TW202224305A - 電子裝置系統與電源傳遞方法

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Publication number: TW202224305A
Application number: TW109142150A
Authority: TW
Inventors: 黃躍興; 湯森煌; 林武質
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2022-06-16
Also published as: US11493944B2; US20220171415A1; TWI739683B

Abstract

一種電子裝置系統，包括第一電子裝置與電源傳遞裝置。第一電子裝置用以選擇性提供複數電源訊號。電源傳遞裝置用以傳遞電源訊號之一或多者。電源訊號至少包括一第一電源訊號與一第二電源訊號。當第一電子裝置偵測到電源傳遞裝置連接上第一電子裝置時，第一電子裝置於進一步接收到一插入通知訊號前，僅提供第一電源訊號至電源傳遞裝置。於第一電子裝置透過電源傳遞裝置接收到插入通知訊號後，第一電子裝置同時提供第一電源訊號與第二電源訊號至電源傳遞裝置。

Description

電子裝置系統與電源傳遞方法

本發明係關於一種電源傳遞方法及實作所述電源傳遞方法的電子裝置系統，尤指一種多電源傳遞方法及對應之電子裝置系統。

電子裝置通常透過電源線或纜線(cable)取得所需之電源。然而，現有的電源線或纜線都是單電源供應且無特殊的電源傳遞機制。例如，當電源線或纜線與供電端(Power Source)連接後，供電端便會直接將電源提供到電源線或纜線上，而不會確認受電端(Power Sink)是否也已連接上電源線或纜線。若供電端在電源線或纜線的兩端尚未完成穩定連接時便開始供應電壓，可能導致的危險狀況發生。

有鑑於此，需要一種電源傳遞方法及實作所述電源傳遞方法的電子裝置系統，特別是一種可安全地使用同一電源線或纜線傳遞多電源的多電源傳遞方法及對應之電子裝置系統。

本發明之一目的在於提供一種可安全地使用同一電源線或纜線傳遞多電源的多電源傳遞方法及對應之電子裝置系統，以避免前述危險狀況發生。

根據本發明之一實施例，一種電子裝置系統，包括第一電子裝置與電源傳遞裝置。第一電子裝置用以選擇性提供複數電源訊號。電源傳遞裝置用以傳遞電源訊號之一或多者。電源訊號至少包括一第一電源訊號與一第二電源訊號。當第一電子裝置偵測到電源傳遞裝置連接上第一電子裝置時，第一電子裝置於進一步接收到一插入通知訊號前，僅提供第一電源訊號至電源傳遞裝置。於第一電子裝置透過電源傳遞裝置接收到插入通知訊號後，第一電子裝置同時提供第一電源訊號與第二電源訊號至電源傳遞裝置。

根據本發明之一實施例，一種電源傳遞方法，用以透過一電源傳遞裝置傳遞複數電源訊號之一或多者，其中電源訊號至少包括一第一電源訊號與一第二電源訊號，包括：由耦接電源傳遞裝置之一第一電子裝置將第一電源訊號輸出至電源傳遞裝置，並偵測是否接收到一插入通知訊號，其中於接收到插入通知訊號前，第一電子裝置不輸出第二電源訊號；以及於透過電源傳遞裝置接收到插入通知訊號後，由第一電子裝置同時將第一電源訊號與第二電源訊號輸出至電源傳遞裝置。

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電子裝置系統方塊圖。電子裝置系統可包括一第一電子裝置100、一電源傳遞裝置200以及一第二電子裝置300。於本發明之一實施例中，第一電子裝置100可用以作為第二電子裝置300的一電源來源(即，供電端)，也可輸出至少一訊號(例如，視訊訊號、音訊訊號等)，用以作為一訊號來源。第二電子裝置300(即，受電端) 可透過電源傳遞裝置200接收第一電子裝置100所提供之電源訊號，及/或其他訊號(例如，視訊訊號、音訊訊號等)。

根據本發明之一實施例，第一電子裝置100可以是一播放器，所述播放器可由，例如但不限於，一數位視訊轉換盒(set-top box，縮寫STB)實施。第二電子裝置300可以是一顯示裝置，所述顯示裝置可由，例如但不限於，一顯示面板、一螢幕或者一數位電視等電子產品實施。

電源傳遞裝置200為耦接於第一電子裝置100與第二電子裝置300之間的一個可插拔或可移除的實體裝置，用以於第一電子裝置100與第二電子裝置300之間傳遞電源訊號、電流訊號、電壓訊號、視訊訊號、音訊訊號、或依循任一通訊協定產生的任何溝通訊號。於本發明之一實施例中，電源傳遞裝置200可以是一電源線或纜線(cable)，所述電源線或纜線可為依循任何現有規格，例如但不限於，高畫質多媒體介面(High Definition Multimedia Interface，縮寫HDMI)規格、通用序列匯流排(Universal Serial Bus，縮寫USB) 規格等所實施的電源線或纜線，也可以是依循其他特殊規格(例如，製造商所自訂的產品規格)所實施的電源線或纜線。

需注意的是，第1圖為簡化的電子裝置系統方塊圖，其中電源傳遞裝置200雖以一線條表示。但本發明所提出之電源傳遞裝置200並不限於圖中所示之形狀。例如，電源傳遞裝置200實際上可包括用以連接第一電子裝置100與第二電子裝置300之連接器或插頭、以及用以傳輸訊號之傳輸線等之一或多者。此外，值得注意的是，第1圖僅顯示出與本發明相關之元件。熟悉此技藝者均可理解，各電子裝置(包含電源傳遞裝置200)內當可包含其他未示於第1圖之元件，以實施所需之訊號處理功能。此外，值得注意的是，第1圖係以示例的方式繪製，其中各元件不一定按照實際比例繪製。

於本發明之實施例中，第一電子裝置100具備提供複數電源訊號的能力，且電源傳遞裝置200具備傳遞複數電源訊號的能力，其中該等電源訊號至少包括一第一電源訊號與一第二電源訊號。例如，於本發明之一實施例中，第一電源訊號可以是具有標準電壓位準的低電源訊號，例如，5伏特(Volt)或者12伏特的電源訊號，而第二電源訊號可以是具有相對高電壓位準的電源訊號，例如，390伏特的電源訊號。第一電子裝置100、第二電子裝置300與電源傳遞裝置200可分別包括複數電源線，例如，電源線141與142、341與342以及241與242。各電源線被配置用以傳遞一電源訊號。

根據本發明之一實施例，第一電子裝置100根據電源傳遞裝置200與受電端的連接狀態選擇性地將該等電源訊號之一或多者提供給電源傳遞裝置200。於初始狀態，即，第一電子裝置100並未偵測到受電端已穩定連接電源傳遞裝置200及/或尚未判斷受電端具備接收第二電源訊號的能力時，第一電子裝置100會限制第二電源訊號的供應。而於第一電子裝置100偵測到受電端已穩定連接電源傳遞裝置200，或者進一步判斷受電端具備接收第二電源訊號的能力時，第一電子裝置100可同時供應第一電源訊號與第二電源訊號。

更具體的說，於第一電子裝置100偵測到電源傳遞裝置200連接上第一電子裝置100後，並且於第一電子裝置100進一步接收到一插入通知訊號HOT_PLUG之前，第一電子裝置100僅會將第一電源訊號透過對應的電源線，例如，電源線141，輸出至電源傳遞裝置200。故，此時電源傳遞裝置200僅能透過對應的電源線，例如，電源線241，傳遞第一電源訊號。而於第一電子裝置100透過電源傳遞裝置200接收到插入通知訊號HOT_PLUG後(於一些實施例中，更包含於判斷受電端為允許被使用於電子裝置系統內的一電子裝置後，以下段落將有更詳細說明)，第一電子裝置100可同時輸出第一電源訊號與第二電源訊號，因此第一電源訊號與第二電源訊號可同時透過對應的電源線被輸出至電源傳遞裝置200。

參考第1圖，第一電子裝置100可包括一電源模組110、開關裝置120與140、一控制模組130以及一放電電路150。電源模組110用以產生所述電源訊號。電源模組110可透過第一電子裝置100內部的電源線耦接至電源傳遞裝置200的電源線，以透過該些電源線傳遞對應之電源訊號。開關裝置120耦接至第一電子裝置100內部用以傳遞第二電源訊號的電源線，例如，電源線142，其中電源線142可進一步耦接至電源傳遞裝置200內部用以傳遞第二電源訊號的電源線，例如，電源線242。電源模組110與電源線142的連接狀態係由開關裝置120所控制，換言之，於本發明之實施例中，第二電源訊號的傳遞係由開關裝置120所控制。開關裝置140耦接至放電電路150，放電電路150與電源模組110的連接狀態係由開關裝置140所控制。放電電路150用以將電源模組110內所儲存之電荷(例如，儲存在電容器內之電荷)放電。本發明之實施例中，控制模組130耦接至開關裝置120與140，用以控制開關裝置120與140。

控制模組130可包括一電源控制電路131與一微處理器132。電源控制電路131耦接至開關裝置120與140，用以根據微處理器132的指令控制開關裝置120與140的狀態。於初始狀態，即，第一電子裝置100並未偵測到受電端已穩定連接電源傳遞裝置200及/或尚未判斷受電端具備接收第二電源訊號的能力時，於電源控制電路131的控制之下，開關裝置120的狀態為「開路」(open)，因此第一電子裝置100不會將第二電源訊號輸出至電源傳遞裝置200。此外，此時於電源控制電路131的控制之下，開關裝置140的狀態為「閉合」(close)，因此放電電路150會被連接至電源模組110。

第二電子裝置300可包括一電源感應裝置310、一電源模組320、一微處理器330、一放電電路350、開關裝置360與370以及電源控制電路380。電源感應裝置310可透過第二電子裝置300內部的電源線，例如，電源線341，耦接至電源傳遞裝置200的電源線241，用以接收並感應第一電源訊號。其中當電源傳遞裝置200連接上第二電子裝置300時，電源感應裝置310根據第一電源訊號產生插入通知訊號HOT_PLUG，例如，產生具有高位準的插入通知訊號HOT_PLUG。電源感應裝置310可更透過第二電子裝置300內部的訊號傳輸線，例如訊號傳輸線344，耦接至電源傳遞裝置200的訊號傳輸線，使得插入通知訊號HOT_PLUG可透過電源傳遞裝置200被輸出。根據本發明之一實施例，電源感應裝置310為一電阻。

電源模組320透過第二電子裝置300內部的電源線，例如，電源線342，耦接至電源傳遞裝置200的電源線242，用以接收特殊電源訊號，例如，前述第二電源訊號。微處理器330可包括一記憶體裝置340，用以儲存第二電子裝置300之屬性與電源需求之至少一者之相關資訊。需注意的是，於一些實施例中，第二電子裝置300也可不包含微處理器，僅包含一記憶體裝置，用以儲存第二電子裝置300之屬性與電源需求之至少一者之相關資訊。

放電電路350用以將電源模組320內儲存之電荷(例如，儲存在電容器內之電荷)放電。開關裝置360耦接於電源模組320與放電電路350之間，電源模組320與放電電路350的連接狀態係由開關裝置360所控制。開關裝置370耦接於電源模組320與電源線342之間，電源模組320與電源線342的連接狀態係由開關裝置370所控制。電源控制電路380耦接至開關裝置360與370，用以根據微處理器330的指令控制開關裝置360與370。需注意的是，於第二電子裝置300不包含微處理器的實施例中，電源控制電路380亦可根據其內部的邏輯電路的判斷控制開關裝置360與370。

於第二電子裝置300的預設狀態，例如，尚未接收到第一電源訊號時，於電源控制電路380的控制之下，開關裝置370的狀態為「開路」(open)，使得電源模組320與電源線342斷開連接，並且開關裝置360的狀態為「閉合」(close)，因此放電電路350被連接至電源模組320。於第二電子裝置300接收到第一電源訊號後，電源控制電路380可響應於第一電源訊號將開關裝置370的狀態切換為「閉合」，使得電源模組320連接至電源線342，並且將開關裝置360的狀態切換為「開路」，使放電電路350與電源模組320斷開連接。

於本發明之實施例中，插入通知訊號HOT_PLUG之一訊號位準可指示出第二電子裝置300與電源傳遞裝置200的連接狀態。例如，當第二電子裝置300與電源傳遞裝置200連接時，插入通知訊號HOT_PLUG之訊號位準可由低位準轉變為高位準。當微處理器132接收到插入通知訊號HOT_PLUG時，例如，偵測到插入通知訊號HOT_PLUG之訊號位準由低位準轉變為高位準時，第一電子裝置100可藉此判斷受電端，例如，第二電子裝置300，已穩定連接電源傳遞裝置200。於一些實施例中，微處理器132可發出對應之電源輸出指令至電源控制電路131。電源控制電路131響應於電源輸出指令控制開關裝置120的狀態切換為「閉合」(close)，此時第一電子裝置100可將第二電源訊號輸出至電源傳遞裝置200。此外，此時電源控制電路131也可響應於電源輸出指令控制開關裝置140的狀態為「開路」(open)，因此放電電路150與電源模組110斷開連接。

於另一些實施例中，於第一電子裝置100接收到插入通知訊號HOT_PLUG後，微處理器132可進一步透過一既定介面，例如，電源傳遞裝置200所包含的介面243，與第二電子裝置300的微處理器330溝通，以取得第二電子裝置300之屬性與電源需求之至少一者之相關資訊，其中介面243可以是，例如，一積體匯流排電路(Inter-Integrated Circuit，縮寫I²C)或者一序列周邊介面(Serial Peripheral Interface Bus，縮寫SPI)。或者，於第二電子裝置300不包含微處理器的實施例中，微處理器132可透過既定介面直接讀取第二電子裝置300內部的記憶體裝置，以取得該資訊。微處理器132可根據取得之資訊判斷第二電子裝置300是否為允許被使用於此電子裝置系統內的一電子裝置。

根據本發明之一實施例，第二電子裝置300之屬性之相關資訊可包括第二電子裝置300之產品識別碼、製造商識別碼等相關資訊。微處理器132可根據此資訊透過介面243與第二電子裝置300執行裝置匹配，以確認第二電子裝置300是否為可被識別，或者已被授權或經認證可被使用於此電子裝置系統內的電子裝置。此外，微處理器132也可進一步根據第二電子裝置300之電源需求之相關資訊判斷第二電子裝置300的電流、電壓或功率相關參數，例如，最大可承受之電流、電壓、功率等相關參數。當微處理器132判斷第二電子裝置300為可被識別，或者已被授權或經認證的電子裝置，及/或判斷由第一電子裝置100所輸出電源訊號皆可符合的第二電子裝置300之電源需求時，微處理器132可判斷第二電子裝置300為允許被使用於此電子裝置系統內的一電子裝置。

根據本發明之一些實施例，於微處理器132判斷第二電子裝置300為允許被使用於此電子裝置系統內的一電子裝置後，微處理器132才會發出對應之電源輸出指令至電源控制電路131，用以將第二電源訊號提供至電源傳遞裝置200，以及將放電電路150與電源模組110斷開連接。

第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電源傳遞方法之範例流程圖，電源傳遞方法係由電子裝置系統內耦接電源傳遞裝置200且具備提供複數電源訊號的能力之第一電子裝置100執行，並包括以下步驟：

步驟S202: 將第一電源訊號輸出至電源傳遞裝置200，並偵測是否接收到一插入通知訊號，其中於接收到插入通知訊號前，第一電子裝置100不輸出第二電源訊號。

步驟S204: 於透過電源傳遞裝置200接收到插入通知訊號後，同時將第一電源訊號與第二電源訊號輸出至電源傳遞裝置200。

為了安全地使用電源傳遞裝置200傳遞多個電源訊號，特別是前述具有相對高電壓位準的第二電源訊號，第一電子裝置100可持續監測電源傳遞裝置200與受電端的連接狀態，並且於判斷電源傳遞裝置200與受電端已斷開連接後，第一電子裝置100不再輸出第二電源訊號。例如，此時第一電子裝置100之電源控制電路131可將開關裝置120的狀態切換為「開路」，使得第一電子裝置100不會將第二電源訊號輸出至電源傳遞裝置200，以及將開關裝置140的狀態切換為「閉合」，使得放電電路150被連接至電源模組110。

根據本發明之一些實施例，電源傳遞裝置200與受電端是否已斷開連接的判斷可基於插入通知訊號HOT_PLUG之訊號位準。如上述，第一電子裝置100可根據插入通知訊號HOT_PLUG之訊號位準判斷電源傳遞裝置200與受電端的連接狀態。

更具體的說，第一電子裝置100可持續監測插入通知訊號HOT_PLUG之訊號位準。當插入通知訊號HOT_PLUG由高位準轉變為低位準時，第一電子裝置100可藉此判斷受電端，例如，第二電子裝置300，與電源傳遞裝置200已斷開連接。

而於第一電子裝置100透過介面243與受電端溝通的實施例中，電源傳遞裝置200與受電端是否已斷開連接的判斷可更基於一或多個受電端的回應訊號的接收結果。第一電子裝置100可根據於溝通過程中應由受電端所傳送之一或多個回應訊號的接收結果判斷電源傳遞裝置200與受電端的連接狀態。

更具體的說，第一電子裝置100可根據於溝通過程中傳送一或多個訊號給受電端，以及自受電端接收一或多個訊號，包含回應第一電子裝置100的回應(Acknowledgment)訊號。當第一電子裝置100於一既定期間內未自受電端，例如，第二電子裝置300，接收到任何應該要接收到的回應訊號時，第一電子裝置100可藉此判斷第二電子裝置300與電源傳遞裝置200已斷開連接。

於判斷電源傳遞裝置200與受電端已斷開連接後，第一電子裝置100不再輸出第二電源訊號。直到再次接收到插入通知訊號HOT_PLUG，或者再次接收到插入通知訊號HOT_PLUG並判斷受電端為允許被使用於此電子裝置系統內的一電子裝置(包含判斷受電端具備接收第二電源訊號的能力)後，第一電子裝置100才會再度輸出第二電源訊號。

另一方面，於本發明之一實施例中，為了使第二電子裝置300安全地透過電源傳遞裝置200接收多個電源訊號，當電源控制電路380偵測到第二電子裝置300不再接收到第一電源訊號時，可將開關裝置370的狀態切換為「開路」，使得電源模組320與電源線342斷開連接，並且將開關裝置360的狀態切換為「閉合」，使得放電電路350被連接至電源模組320。

綜上所述，藉由本發明所提出之電源傳遞方法，供電端在偵測到受電端已穩定連接電源傳遞裝置，及/或判斷受電端具備接收特殊電源的能力時，才會將特殊電源提供至電源傳遞裝置，並且在判斷受電端與電源傳遞裝置已斷開連接時，便不再輸出特殊電源，藉此確保電源傳遞裝置200可於電子裝置系統內安全地傳遞多個電源訊號。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100:第一電子裝置 110, 320:電源模組 120, 140, 360, 370:開關裝置 130:控制模組 150, 350:放電電路 131, 380:電源控制電路 132, 330:微處理器 141, 142, 241, 242, 341, 342:電源線 200:電源傳遞裝置 243:介面 300:第二電子裝置 310:電源感應裝置 340:記憶體裝置 344:訊號傳輸線 HOT_PLUG:插入通知訊號

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電子裝置系統方塊圖。第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電源傳遞方法之範例流程圖。

100:第一電子裝置

110,320:電源模組

120,140,360,370:開關裝置

130:控制模組

150,350:放電電路

131,380:電源控制電路

132,330:微處理器

141,142,241,242,341,342:電源線

200:電源傳遞裝置

243:介面

300:第二電子裝置

310:電源感應裝置

340:記憶體裝置

344:訊號傳輸線

HOT_PLUG:插入通知訊號

Claims

一種電子裝置系統，包括：一第一電子裝置，用以選擇性提供複數電源訊號；以及一電源傳遞裝置，用以傳遞該等電源訊號之一或多者，其中該等電源訊號至少包括一第一電源訊號與一第二電源訊號，當該第一電子裝置偵測到該電源傳遞裝置連接上該第一電子裝置時，該第一電子裝置於進一步接收到一插入通知訊號前，僅提供該第一電源訊號至該電源傳遞裝置，以及於該第一電子裝置透過該電源傳遞裝置接收到該插入通知訊號後，該第一電子裝置同時提供該第一電源訊號與該第二電源訊號至該電源傳遞裝置。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置系統，更包括：一第二電子裝置，包括一電源感應裝置，用以感應該第一電源訊號，其中當該電源傳遞裝置連接上該第二電子裝置時，該電源感應裝置根據該第一電源訊號產生該插入通知訊號。
如申請專利範圍第2項所述之電子裝置系統，其中於接收到該插入通知訊號後，該第一電子裝置更透過一既定介面與該第二電子裝置溝通，以取得該第二電子裝置之屬性與電源需求之至少一者之相關資訊，並根據取得之該資訊判斷該第二電子裝置是否為允許被使用於該電子裝置系統內的一電子裝置，其中於該第一電子裝置判斷該第二電子裝置為允許被使用於該電子裝置系統內的一電子裝置後，該第一電子裝置才將該第二電源訊號提供至該電源傳遞裝置。
如申請專利範圍第3項所述之電子裝置系統，其中該第二電子裝置包括一記憶體裝置，用以儲存該資訊，並且該第一電子裝置藉由透過該既定介面讀取該記憶體裝置取得該資訊。
如申請專利範圍第2項所述之電子裝置系統，其中該第一電子裝置更判斷該第二電子裝置與該電源傳遞裝置是否已斷開連接，並且於判斷該第二電子裝置與該電源傳遞裝置已斷開連接後，該第一電子裝置不再提供該第二電源訊號至該電源傳遞裝置。
如申請專利範圍第5項所述之電子裝置系統，其中該第一電子裝置透過該插入通知訊號之一訊號位準判斷該第二電子裝置與該電源傳遞裝置是否已斷開連接。
如申請專利範圍第5項所述之電子裝置系統，其中該第一電子裝置透過一或多個該第二電子裝置的回應訊號的接收結果判斷該第二電子裝置與該電源傳遞裝置是否已斷開連接，當該第一電子裝置於一既定期間內未自該第二電子裝置接收到任何回應訊號，該第一電子裝置判斷該第二電子裝置與該電源傳遞裝置已斷開連接。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置系統，其中該第一電子裝置包括：一電源模組，用以產生該等電源訊號，其中該電源模組耦接至複數電源線，該等電源線至少包括一第一電源線與一第二電源線，該第一電源線用以傳遞該第一電源訊號，該第二電源線用以傳遞該第二電源訊號；一開關裝置，耦接至該第二電源線，其中該第二電源訊號的傳遞係由該開關裝置所控制，以及一控制模組，耦接至該開關裝置，用以控制該開關裝置。
如申請專利範圍第8項所述之電子裝置系統，更包括：一第二電子裝置，包括：一電源感應裝置，用以感應該第一電源訊號，其中當該電源傳遞裝置連接上該第二電子裝置時，該電源感應裝置根據該第一電源訊號產生該插入通知訊號；以及一微處理器，包括一記憶體裝置，用以儲存該第二電子裝置之屬性與電源需求之至少一者之相關資訊，其中該控制模組透過一既定介面與該微處理器溝通，以取得該資訊，並根據取得之該資訊判斷該第二電子裝置是否為允許被使用於該電子裝置系統內的一電子裝置，其中於該第一電子裝置判斷該第二電子裝置為允許被使用於該電子裝置系統內的一電子裝置後，該第一電子裝置才將該第二電源訊號提供至該電源傳遞裝置。
一種電源傳遞方法，用以透過一電源傳遞裝置傳遞複數電源訊號之一或多者，其中該等電源訊號至少包括一第一電源訊號與一第二電源訊號，該方法包括：由耦接該電源傳遞裝置之一第一電子裝置將該第一電源訊號輸出至該電源傳遞裝置，並偵測是否接收到一插入通知訊號，其中於接收到該插入通知訊號前，該第一電子裝置不輸出該第二電源訊號；以及於透過該電源傳遞裝置接收到該插入通知訊號後，由該第一電子裝置同時將該第一電源訊號與該第二電源訊號輸出至該電源傳遞裝置。