TW202225994A - 通用序列匯流排的充電系統與方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種充電系統。充電系統包含主電源、供電控制器、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第一接口及第二接口。供電控制器耦接主電源，第一開關之第一端耦接於主電源，第一開關之控制端耦接於供電控制器，第二開關之第一端耦接於主電源，第二開關之控制端耦接於供電控制器，第三開關之控制端耦接於供電控制器，第四開關之控制端耦接於供電控制器，第一接口耦接第一開關之第二端及第三開關之第二端，第二接口耦接第二開關之第二端及第四開關之第二端。

Description

通用序列匯流排的充電系統與方法
本發明提供一種充電系統與方法，特別是指一種應用於通用序列匯流排的充電系統與方法。
過去各種行動裝置如筆電、手機，都採用不同充電介面，導致市面上所有充電器皆無法跨品牌相容，造成隨裝置淘汰的浪費與環保問題，因此USB-IF (Universal Serial Bus Implementers Forum)全力推廣架構於USB Power Delivery (PD)充電，最著名的就是Macbook、Zenbook等，皆採用USB-PD協定與USB Type-C介面充電。USB Power Delivery涵蓋手機、數位相機、行動裝置、外接儲存週邊、筆電、顯示器等，讓所有充電、資料傳輸通用一條線涵蓋。
USB Power Delivery在充電及供電規格上，制定了最基本的Profile 1 (提供5V/ 2A、10W供電)、Profile 2 (提供5V/2A及12V/1.5A、10～18W供電)、Profile 3 (提供5V/2A及12V, 3A、10~36W供電)、Profile 4 (提供5V/2A、20V/3A、10～60W供電)，以及最高級別Profile 5 (提供5V/2A、20V/5A、10～100W供電)。
USB-PD架構上定義了供電端(Provider)與受電端(Consumer)，兩端各自有數據溝通以及提供額外電力的晶片(Super Speed InterChip；SSIC)，並利用23.2MHz的VBUS收發載頻，以300kbps傳輸速度來傳遞Frequency Shift Keying (FSK)信號，並決定實際發送的電壓值與電流值；而USB-PD 2.0規格，則可支援新型態的無方向性Type-C連接頭，並改採藉由匯流排進行雙向溝通並決定發送電壓與電流值。
儘管USB-PD擁有諸多優勢，功能也最為齊全，但各家廠商並不願意放棄既有的充電機制。因此，市場上大多數應用會強調多口應用(USB Type-A、USB Type-C)以及兼容各種協議，也因此會產生各種不相容或是無法正常運作的狀況。在多口充電應用上，非標準USB-PD充電線(例如，Apple Lightning)插入充電埠後，系統無法判定是否空載。在現有的多口充電技術中，每一個充電埠會使用一組完整的供電路徑，Type-C口使用一個PD晶片，Type-A口則直接供電。缺點是成本較高，且Type-A口無快充機制。
實施例提供一種充電系統。充電系統包含主電源、供電控制器、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第一接口及第二接口。供電控制器包含次電源、負載偵測電路、第一次電源埠耦接於次電源、第二次電源埠耦接於次電源。第一次電源埠用以提供第一偵測電流，第二次電源埠用以提供第二偵測電流。供電控制器耦接主電源，第一開關之第一端耦接於主電源，第一開關之控制端耦接於供電控制器，第二開關之第一端耦接於主電源，第二開關之控制端耦接於供電控制器，第三開關之第一端耦接第一次電源埠，第三開關之控制端耦接於供電控制器，第四開關之第一端耦接第二次電源埠，第四開關之控制端耦接於供電控制器，第一接口耦接第一開關之第二端及第三開關之第二端，第二接口耦接第二開關之第二端及第四開關之第二端。供電控制器用以控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關，並用以分配傳輸至第一接口及第二接口的電量，負載偵測電路用以偵測第一偵測電流與第二偵測電流變化量，以決定第一接口及/或第二接口之連接狀態。
實施例另提供一種通用序列匯流排系統的充電方法。通用序列匯流排充電系統包含主電源、供電控制器、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第一接口及第二接口。供電控制器包含次電源、負載偵測電路、第一次電源埠耦接於次電源、第二次電源埠耦接於次電源。第一次電源埠用以提供第一偵測電流，第二次電源埠用以提供第二偵測電流。供電控制器耦接主電源，第一開關之第一端耦接於主電源，第一開關之控制端耦接於供電控制器，第二開關之第一端耦接於主電源，第二開關之控制端耦接於供電控制器，第三開關之第一端耦接第一次電源埠，第三開關之控制端耦接於供電控制器，第四開關之第一端耦接第二次電源埠，第四開關之控制端耦接於供電控制器，第一接口耦接第一開關之第二端及第三開關之第二端，第二接口耦接第二開關之第二端及第四開關之第二端。充電方法包含：供電控制器截止第一開關及第二開關並導通第三開關及第四開關，次電源提供第一偵測電流至第一接口及提供第二偵測電流至第二接口，當負載偵測電路偵測到第一偵測電流小於空接臨界值時，供電控制器判斷第一接口係未連接線材或連接至第一接口的第一線材係為空接，供電控制器保持截止第一開關並導通第三開關，當負載偵測電路偵測到第一偵測電流大於空接臨界值時，負載偵測電路判斷連接至第一接口的第一線材係耦接至第一待充電裝置，當負載偵測電路判斷第一線材係耦接至第一待充電裝置，供電控制器與第一待充電裝置進行交握溝通交換複數個其他供電能力選項，並自複數個其他供電能力選項選擇其中之一來決定第一輸出電能大小，及供電控制器截止第三開關，導通第一開關，並控制主電源提供第一輸出電能至第一待充電裝置。
第1圖為本發明實施例充電系統100的示意圖。充電系統100包含主電源10、供電控制器PD、第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3、第四開關S4、第一接口P1及第二接口P2。主電源10可接收外部電源Vsrc的電能輸入，外部電源Vsrc可為市電交流電源Vac或行動電源的電池組直流電源Vdc。主電源10，例如可包含一返馳式轉換器(flyback converter)，外部電源Vsrc例如為交流電源Vac，主電源10接受供電控制器PD的指令，而可將交流電源Vac轉換為不同電壓的直流電能輸出。但本發明之主電源10並不以包含返馳式轉換器為限，只要包含具有直流電源轉換功能的轉換裝置，可為本領域技術人員所熟知之替換轉換器技術，皆應包含在本實施例之範疇當中，在此不再加以贅述。第一接口P1可可選擇性地連接至第一待充電裝置70，第二接口P2可選擇性地連接至第二待充電裝置72；其中第一待充電裝置70、第二待充電裝置72例如可為手機、筆記型電腦或平板電腦。供電控制器PD包含次電源20、負載偵測電路30、第一次電源埠40與第二次電源埠50。其中第一次電源埠40與第二次電源埠50均耦接於次電源20。次電源20透過第一次電源埠40可提供第一偵測電流，次電源20透過第二次電源埠50可提供第二偵測電流。供電控制器PD耦接主電源10，第一開關S1之第一端與第二開關S2之第一端均耦接於主電源10，第三開關S3之第一端耦接第一次電源埠40，第四開關S4之第一端耦接第二次電源埠50，第一開關S1之控制端、第二開關S2之控制端、第三開關S3之控制端與第四開關S4之控制端各自透過不同路徑而耦接於供電控制器PD，第一接口P1耦接第一開關S1之第二端及第三開關S3之第二端，第二接口P2耦接第二開關S2之第二端及第四開關S4之第二端。充電系統100可另包含第一限電流裝置R1、第二限電流裝置R2，第一限電流裝置R1可耦接於第一次電源埠40及第三開關S3之間以構成第一次電源路徑之一部分，第二限電流裝置R2可耦接於第二次電源埠50及第四開關S4之間以構成第二次電源路徑之一部分。
供電控制器PD，例如USB Power Delivery控制晶片，可用以控制第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4，並用以分配傳輸至第一接口P1及第二接口P2的電量，負載偵測電路30用以偵測第一偵測電流與第二偵測電流變化量，決定第一接口P1及/或第二接口P2之連接狀態。另外，在實施例中，第一接口P1可以為符合USB Power Delivery (PD)規範的接口，第二接口P2可以為不符合USB-PD規範的接口。但本發明之充電系統100並不以包含一個符合USB-PD規範的第一接口P1與一個不符合USB-PD規範的第二接口P2為限，凡包含至少一個符合USB-PD規範的第一接口P1與至少一個不符合USB-PD規範的第二接口P2，可為本領域技術人員所熟知之增加接口數量的充電系統，皆應包含在本實施例之範疇當中，在此不再加以贅述。
第2A圖為判斷充電系統100的耦接狀態與電能提供之方法200的流程圖，方法200包含以下步驟：
S10：    供電控制器PD截止第一開關S1及第二開關S2並導通第三開關S3及第四開關S4，次電源20提供第一偵測電流至第一接口P1及提供第二偵測電流至第二接口P2；供電控制器PD具有供電能力組合（Power Capability Set），供電控制器PD可依據供電能力組合來設定主電源10，供電能力組合包含複數個供電能力選項（Power Data Object, PDO）；複數個供電能力選項包含第一供電能力選項（First Fixed Supply Object）與複數個其他供電能力選項。第一供電能力選項可使主電源10的輸出電能為多數待充電裝置預設均可接受的充電電能（例如：5V）。複數個其他供電能力選項異於第一供電能力選項，複數個其他供電能力選項可使主電源10具有不同的輸出電能（例如：3.3V、9V、15V...）。若第一偵測電流由小於空接臨界值轉變為大於空接臨界值，執行步驟S14；若第二偵測電流由小於空接臨界值轉變為大於空接臨界值，執行步驟S16；
S14：    供電控制器PD判定第一接口P1連接至第一待充電裝置70，供電控制器PD截止第三開關S3且導通第一開關S1，供電控制器PD並以第一供電能力選項初始設定主電源10，使第一輸出電能等於第一供電能力選項對應的電能，主電源10透過第一開關S1提供第一輸出電能給第一待充電裝置70；跳至步驟S20；
S16：    供電控制器PD判定第二接口P2連接至第二待充電裝置72，供電控制器PD截止第四開關S4且導通第二開關S2，供電控制器PD並以第一供電能力選項初始設定主電源10，使第二輸出電能等於第一供電能力選項對應的電能，主電源10透過第二開關S2提供第二輸出電能給第二待充電裝置72；跳至步驟S22；
S20：    第一待充電裝置70透過訊號線與供電控制器PD交握溝通，供電控制器PD向第一待充電裝置70提供供電能力組合，雙方交握溝通後，供電控制器PD自供電能力組合選擇一供電能力選項來設定主電源10，使第一輸出電能改變為被選擇的供電能力選項對應的電能，主電源10透過第一開關S1提供第一輸出電能來對第一待充電裝置70充電；跳至步驟S24；
S22：    第二待充電裝置72透過訊號線與供電控制器PD交握溝通，第二待充電裝置72向供電控制器PD提供裝置請求供電能力選項，裝置請求供電能力選項係對應到供電能力組合所包含的複數個供電能力選項其中之一，裝置請求供電能力選項可能是第一供電能力選項，也可能是複數個其他供電能力選項其中之一；雙方交握溝通後，供電控制器PD依據裝置請求供電能力選項來設定主電源10，使第二輸出電能改變為被選擇的供電能力選項對應的電能，主電源10透過第二開關S2提供第二輸出電能來對第二待充電裝置72充電；
S24：    第一待充電裝置70是否已從第一接口P1移除，或第二待充電裝置72是否已從第二接口P2移除；若是，執行步驟S26；若否，跳至步驟S10；
S26：    主電源10停止充電，跳至步驟S10。
在步驟S24中，偵測第一待充電裝置70是否已從第一接口P1移除，或第二待充電裝置72是否已從第二接口P2移除。在步驟S26中，供電控制器PD會控制對應的開關使主電源10針對已移除待充電裝置的接口停止充電，並跳至步驟S10偵測是否待充電裝置連接到接口。
在步驟S24中，假設第一待充電裝置70是唯一連接於充電系統100的待充電裝置，而且第一待充電裝置70尚未從第一接口P1移除，則會跳至步驟S10去偵測是否有其他待充電裝置連接到其他接口，若沒有其他待充電裝置連接到其他接口（例如：第二偵測電流持續維持小於空接臨界值），則第一待充電裝置70仍會保持由先前迴圈之步驟S20中由被選擇的供電能力選項對應的電能持續供電；倘若步驟S10偵測到有其他待充電裝置連接到其他接口（例如：第二偵測電流由原本小於空接臨界值轉變為大於空接臨界值），則要參照第4圖之方法500來找出最理想的供電方式，方法500係當第一接口P1與第二接口P2均各別耦接至不同待充電裝置時，第2A圖步驟S20、S22第一待充電裝置70及第二待充電裝置72與供電控制器PD交握溝通的細部流程。
第2B圖為判斷充電系統100的耦接狀態與電能提供之方法300的流程圖，方法300包含以下步驟：
S11：    供電控制器PD截止第一開關S1及第二開關S2並導通第三開關S3及第四開關S4，次電源20提供第一偵測電流至第一接口P1及提供第二偵測電流至第二接口P2；
S32：    當第一偵測電流小於空接臨界值，供電控制器PD維持第一開關S1截止，第三開關S3導通，維持第一次電源埠40透過第三開關S3提供第一偵測電流；回到步驟S11。
第2C圖為判斷充電系統100的耦接狀態與電能提供之方法400的流程圖，方法400包含以下步驟：
S11：    供電控制器PD截止第一開關S1及第二開關S2並導通第三開關S3及第四開關S4，次電源20提供第一偵測電流至第一接口P1及提供第二偵測電流至第二接口P2；
S42：    當第二偵測電流小於空接臨界值，供電控制器PD維持第二開關S2截止，第四開關S3導通，維持第二次電源埠42透過第四開關S4提供第二偵測電流；回到步驟S11。
在實施例中，輸出電能可為USB Power Delivery規範的電能值，例如，5V、9V或15V。待充電裝置可為任何使用USB充電的裝置，例如手機、數位相機、行動裝置、外接儲存周邊、筆電、顯示器等。
若第一偵測電流小於空接臨界值，例如0.5mA，負載偵測電路30可判定連接至第一接口P1的第一線材60為空接，並且供電控制器PD持續控制第一開關S1截止，第三開關S3導通，由第一次電源埠40透過第三開關S3提供第一偵測電流。當第一偵測電流大於空接臨界值時，負載偵測電路30可判定第一接口P1耦接至第一待充電裝置70，觸發供電控制器PD控制第三開關S3截止，第一開關S1導通，供電控制器PD並以第一供電能力選項來設定主電源10，使主電源10透過第一開關S1提供第一輸出電能，例如5V，給第一待充電裝置70。如此主電源10可以僅在第一接口P1的第一線材60連接至第一待充電裝置70的情況下透過第一開關S1提供輸出電能。
第3A至3D圖為判斷充電系統100的耦接狀態的電流示意圖。實施例中負載偵測電路30判斷第一接口P1的連接狀態方法如下。如圖3A所示，若第一偵測電流大於0mA且小於2mA時，例如0.5mA，則判斷連接至第一接口P1的第一線材60為主動線材，且主動線材空接，因此持續消耗0.5mA較低電流；本案所謂主動線材係指具有LED指示燈或積體電路IC等消耗電能元件的充電線。如圖3B所示，若第一偵測電流實質上維持在0mA，則判斷第一接口P1未連接至線材或所連接的第一線材60為被動線材且空接；本案所謂被動線材係指不具有消耗電能元件，單純導線的充電線。如圖3C所示，若第一偵測電流由先前偵測紀錄的小於2mA（例如：1mA）上升至大於100mA，例如1A，則判斷新連接至第一接口P1的第一線材60為主動線材且耦接第一待充電裝置70。如圖3D所示，若第一偵測電流由先前偵測紀錄的實質上0mA上升至大於100mA，例如1A，則判斷新連接至第一接口P1的第一線材60為被動線材且耦接第一待充電裝置70。負載偵測電路30判斷第二接口P2的耦接狀態的方式與第一接口P1相同，在此不贅述。
第4圖為第一待充電裝置70及第二待充電裝置72與供電控制器PD交握溝通方法500的流程圖。交握溝通的方法500包含以下步驟：
S501：  是否偵測到第二待充電裝置72耦接至第二接口P2；若是，跳至步驟S554；若否，跳至步驟S505；
S503：  是否偵測到第一待充電裝置70耦接至第一接口P1；若是，跳至步驟S554；若否，跳至步驟S507；
S505：  第一待充電裝置70透過訊號線與供電控制器PD交握溝通，供電控制器PD向第一待充電裝置70提供供電能力組合，雙方交握溝通後，第一待充電裝置70自供電能力組合選擇一供電能力選項，供電控制器PD再依據被選擇的供電能力選項來設定主電源10，使第一輸出電能更新為被選擇的供電能力選項對應的電能，主電源10透過第一開關S1提供第一輸出電能來對第一待充電裝置70充電；跳至步驟S24；
S507：  第二待充電裝置72透過訊號線與供電控制器PD交握溝通，第二待充電裝置72向供電控制器PD提供裝置請求供電能力選項；供電控制器PD依據裝置請求供電能力選項來設定主電源10，使第二輸出電能更新為裝置請求供電能力選項對應的電能，主電源10透過第二開關S2提供第二輸出電能來對第二待充電裝置72充電；跳至步驟S24；
S554：  當複數個待充電裝置連接至充電系統100時，以第一供電能力選項來設定主電源10，使其輸出第一供電能力選項對應的電能，例如5V；以避免中斷原有之單一待充電裝置的充電過程，且避免毀損新連接之待充電裝置；
S556：  第一開關S1與第二開關S2均導通，使主電源10透過第一開關S1提供第一供電能力選項對應的電能給第一待充電裝置70，且主電源透過第二開關S2提供第一供電能力選項對應的電能給第二待充電裝置72；
S558：  第二待充電裝置72與供電控制器PD交握溝通，第二待充電裝置72向供電控制器PD提供裝置請求供電能力選項；
S560：  第一待充電裝置70與供電控制器PD交握溝通，供電控制器PD送出更改後的供電能力組合給第一待充電裝置70，更改後的供電能力組合包含第一供電能力選項與第二待充電裝置72提供的裝置請求供電能力選項；
S564：  第一待充電裝置70是否能接受對應第二待充電裝置72的裝置請求供電能力選項？若是，執行步驟S566；若否，執行步驟S568；
S566：  供電控制器PD依據對應第二待充電裝置72的裝置請求供電能力選項來設定主電源10，使主電源10分別透過第一開關S1與第二開關S2提供裝置請求供電能力選項對應的電能給第一待充電裝置70與第二待充電裝置72；跳至步驟S24
S568：  依據充電系統100的出廠或使用者設定，供電控制器PD決定此時是否優先僅滿足第一待充電裝置70或第二待充電裝置72的快速充電需求，或以較低電壓來同時滿足兩待充電裝置的充電需求；若供電控制器PD判斷要優先滿足第一待充電裝置70的快速充電需求，則執行步驟S570；若供電控制器PD判斷要優先滿足第二待充電裝置72的快速充電需求，則執行步驟S572；否則執行步驟S574；
S570：  截止第二開關S2，第一待充電裝置70透過訊號線與供電控制器PD交握溝通，供電控制器PD向第一待充電裝置70提供步驟S505的供電能力組合，雙方交握溝通後，第一待充電裝置70自步驟S505的供電能力組合選擇一供電能力選項，供電控制器PD再依據被選擇的供電能力選項來設定主電源10，使第一輸出電能更新為被選擇的供電能力選項對應的電能，主電源10透過第一開關S1提供第一輸出電能來對第一待充電裝置70充電，以滿足第一待充電裝置70快速充電的需求；跳至步驟S24；
S572：  截止第一開關S1，供電控制器PD依據第二待充電裝置72提供的裝置請求供電能力選項來設定主電源10，使第二輸出電能更新為第二待充電裝置72提供的裝置請求供電能力選項對應的電能，主電源10透過第二開關S2提供第二輸出電能來對第二待充電裝置72充電，以滿足第二待充電裝置72快速充電的需求；跳至步驟S24；
S574：  以第一供電能力選項來設定主電源10，使其輸出第一供電能力選項對應的電能，例如5V；如此捨棄快速充電能力，但能維持連接到充電系統100的複數個待充電裝置均能繼續同時充電；跳至步驟S24。
於步驟566中，當供電控制器PD欲以其他供電能力選項來取代原本步驟556設定主電源10之第一供電能力選項時，亦即主電源10的輸出電能自第一供電能力選項對應的電能（例如：5V）變更為其他供電能力選項所對應較高電壓的電能前（例如：較高的12V），供電控制器PD可進行如下的事先安全檢查步驟：
（1）檢查確認目前有連接待充電裝置的第一接口P1與第一接口P2對應的次電源路徑 (第三開關S3與第四開關S4) 均截止，且對應的主電源路徑 (第一開關S1與第二開關S2) 均導通，如此避免在次電源路徑產生不必要的電能損耗。
（2）若充電系統100還有額外尚未耦接至待充電裝置的第三接口，則供電控制器PD會先檢查確認第三接口對應的主電源路徑的第五開關已截止；如此當第三待充電裝置稍後連接到第三接口時，可避免其他供電能力選項對應的較高電壓，毀損新耦接至充電系統100的第三待充電裝置。
綜上所述，本發明之應用於通用序列匯流排的充電系統與方法，可以同時偵測耦接多個USB充電接口的充電線材是否空接，並且以低成本的方式使多個USB充電接口同時提供較高的輸出電能，克服各種多口充電技術中不相容或是無法正常運作的狀況，達到節省電能及充分運用USB Power Delivery所提供快速充電的優勢。 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:充電系統 10:主電源 PD:供電控制器 S1~S4:開關 R1, R2:限電流裝置 P1, P2:接口 20:次電源 30:負載偵測電路 40, 50:次電源埠 60, 62:線材 70, 72:待充電裝置 200, 300, 400, 500:方法 S10~S574:步驟
第1圖係本發明實施例充電系統的示意圖。 第2A、2B及2C圖係判斷第1圖之充電系統的耦接狀態與電能提供之方法的流程圖。 第3A至3D圖係判斷第1圖之充電系統的耦接狀態的電流示意圖。 第4圖為第2A圖步驟S20、S22第一待充電裝置及第二待充電裝置與供電控制器交握溝通方法的細部流程圖。
100:充電系統
10:主電源
PD:供電控制器
S1~S4:開關
R1,R2:限電流裝置
P1,P2:接口
20:次電源
30:負載偵測電路
40,50:次電源埠
60,62:線材
70,72:待充電裝置

Claims (20)

  1. 一種充電系統，包含： 一主電源； 一供電控制器，耦接該主電源，包含： 一次電源； 一第一次電源埠，耦接於該次電源，用以提供一第一偵測電流；及 一負載偵測電路； 一第一開關，包含： 一第一端，耦接於該主電源； 一第二端；及 一控制端，耦接該供電控制器； 一第三開關，包含： 一第一端，耦接該第一次電源埠； 一第二端；及 一控制端，耦接該供電控制器；及 一第一接口，耦接該第一開關的該第二端及該第三開關的該第二端； 其中該供電控制器初始設定該第一開關截止，該第三開關導通，該第一次電源埠透過該第三開關向該第一接口提供該第一偵測電流；及 其中當該第一偵測電流小於一空接臨界值時，則該供電控制器維持該第一開關截止，該第三開關導通，維持該第一次電源埠透過該第三開關提供該第一偵測電流。
  2. 如請求項1所述的充電系統，其中該供電控制器更包含一第二次電源埠，耦接於該次電源，用以提供一第二偵測電流，該充電系統更包含： 一第二開關，包含： 一第一端，耦接於該主電源； 一第二端；及 一控制端，耦接該供電控制器； 一第四開關，包含： 一第一端，耦接該第二次電源埠； 一第二端；及 一控制端，耦接該供電控制器；及 一第二接口，耦接該第二開關的該第二端及該第四開關的該第二端； 其中該供電控制器初始設定該第二開關截止，該第四開關導通，該第二次電源埠透過該第四開關向該第二接口提供該第二偵測電流；及 其中當該第二偵測電流小於該空接臨界值時，則該供電控制器維持該第二開關截止，該第四開關導通，維持該第二次電源埠透過該第四開關提供該第二偵測電流。
  3. 如請求項2所述的充電系統，另包含： 一第一限電流裝置，耦接該第三開關以構成一第一次電源路徑，該第一次電源路徑耦接於該第一次電源埠與該第一接口之間；及 一第二限電流裝置，耦接該第四開關以構成一第二次電源路徑，該第二次電源路徑耦接於該第二次電源埠與該第二接口之間。
  4. 如請求項2所述的充電系統，其中該供電控制器具有一供電能力組合，該供電能力組合包含一第一供電能力選項與複數個其他供電能力選項，該複數個其他供電能力選項異於該第一供電能力選項，當該第一偵測電流大於該空接臨界值時，則該供電控制器判定該第一接口連接至一第一待充電裝置，該供電控制器以該第一供電能力選項設定該主電源，並使該第三開關截止且該第一開關導通，使該主電源透過該第一開關提供一第一輸出電能給該第一待充電裝置，該第一輸出電能為該第一供電能力選項對應的電能。
  5. 如請求項4所述的充電系統，其中在該第一待充電裝置接收該第一輸出電能的狀態下，該供電控制器與該第一待充電裝置溝通交換該供電能力組合，並自該供電能力組合選擇一供電能力選項來設定該主電源。
  6. 如請求項5所述的充電系統，其中該第一供電能力選項係為電壓為5V電能，該複數個其他供電能力選項係複數個非5V電能。
  7. 如請求項5所述的充電系統，其中： 該供電控制器向該第一待充電裝置提供該供電能力組合； 該第一待充電裝置自該供電能力組合選擇該供電能力選項回覆給該供電控制器；及 該供電控制器依據該被選擇的供電能力選項來設定該主電源。
  8. 如請求項4所述的充電系統，其中當該第二偵測電流大於該空接臨界值時，該供電控制器判定該第二接口連接至一第二待充電裝置，該供電控制器以該第一供電能力選項設定該主電源，並使該第四開關截止且該第二開關導通，使該主電源透過該第二開關提供一第二輸出電能給該第二待充電裝置，該第二輸出電能為該第一供電能力選項對應的電能。
  9. 如請求項8所述的充電系統，其中： 在該第二待充電裝置接收該第二輸出電能的狀態下，該第二待充電裝置向該供電控制器提供一裝置請求供電能力選項；及 當該第一偵測電流小於該空接臨界值時，該供電控制器依據該裝置請求供電能力選項來設定該主電源，該裝置請求供電能力選項異於該第一供電能力選項。
  10. 如請求項4所述的充電系統，其中當該第一偵測電流大於該空接臨界值且該第二偵測電流大於該空接臨界值時，則該供電控制器判定該第一接口連接至該第一待充電裝置且該第二接口連接至一第二待充電裝置，該供電控制器並以該第一供電能力選項設定該主電源，該供電控制器使該第三開關與該第四開關均截止，且該第一開關與該第二開關均導通，使該主電源分別透過該第一開關與該第二開關提供該第一供電能力選項對應的輸出電能給該第一待充電裝置與該第二待充電裝置。
  11. 如請求項10所述的充電系統，其中該第二待充電裝置向該供電控制器提供一裝置請求供電能力選項，該供電控制器與該第一待充電裝置溝通交換一更改後的供電能力組合，該更改後的供電能力組合包含該第一供電能力選項與該裝置請求供電能力選項；若該第一待充電裝置能接受該裝置請求供電能力選項，則該供電控制器依據該裝置請求供電能力選項來設定該主電源，進而使該主電源的設定自該第一供電能力選項更新為該裝置請求供電能力選項。
  12. 如請求項11所述的充電系統，其中該供電控制器會先檢查確認該第三開關與該第四開關均截止，且該第一開關與該第二開關均導通時，該供電控制器才會使該主電源的設定自該第一供電能力選項更新為該裝置請求供電能力選項。
  13. 如請求項10所述的充電系統，其中該第二待充電裝置向該供電控制器提供一裝置請求供電能力選項，該供電控制器與該第一待充電裝置溝通交換一更改後的供電能力組合，該更改後的供電能力組合包含該第一供電能力選項與該裝置請求供電能力選項；若該第一待充電裝置無法接受該裝置請求供電能力選項，則該供電控制器依據一充電設定來設定該主電源，該充電設定係選自於由優先對該第一待充電裝置充電選項、優先對該第二待充電裝置充電選項、與同時對該第一待充電裝置與該第二待充電裝置充電選項所構成之群組。
  14. 如請求項1所述的充電系統，其中： 當該第一偵測電流小於2mA時，則該供電控制器判斷該第一接口未耦接至任何待充電裝置；及 當該第一偵測電流上升至大於100mA時，則該供電控制器判斷該第一接口耦接至一第一待充電裝置。
  15. 一種通用序列匯流排的充電方法，該通用序列匯流排的一充電系統包含一主電源、一供電控制器、一第一開關、一第二開關、一第三開關、一第四開關、一第一接口及一第二接口，該供電控制器包含一次電源、一負載偵測電路、一第一次電源埠耦接於該次電源、一第二次電源埠耦接於該次電源，該第一次電源埠用以提供一第一偵測電流，該第二次電源埠用以提供一第二偵測電流，該供電控制器耦接該主電源，該第一開關之一第一端耦接於該主電源，該第一開關之一控制端耦接於該供電控制器，該第二開關之一第一端耦接於該主電源，該第二開關之一控制端耦接於該供電控制器，該第三開關之該第一端耦接該第一次電源埠，該第三開關之一控制端耦接於該供電控制器，該第四開關之該第一端耦接該第二次電源埠，該第四開關之一控制端耦接於該供電控制器，該第一接口耦接該第一開關之一第二端及該第三開關之一第二端，該第二接口耦接該第二開關之一第二端及該第四開關之一第二端，該方法包含： 該供電控制器截止該第一開關及該第二開關並導通該第三開關及該第四開關，該次電源提供一第一偵測電流至該第一接口及提供一第二偵測電流至該第二接口； 當該負載偵測電路偵測到該第一偵測電流小於一空接臨界值時，該供電控制器判斷該第一接口係未連接線材或連接至該第一接口的一第一線材係為空接，該供電控制器保持截止該第一開關並導通該第三開關； 當該負載偵測電路偵測到該第一偵測電流大於該空接臨界值時，該負載偵測電路判斷連接至該第一接口的該第一線材係耦接至一第一待充電裝置； 當該負載偵測電路判斷該第一線材係耦接至該第一待充電裝置，該供電控制器以該第一供電能力選項設定該主電源，並截止該第三開關且導通該第一開關，使該主電源透過該第一開關提供一第一輸出電能給該第一待充電裝置，該第一輸出電能為該第一供電能力選項對應的電能； 該供電控制器與該第一待充電裝置進行交握溝通交換一供電能力組合，並自該供電能力組合選擇一供電能力選項來決定一第一輸出電能大小；及 該供電控制器控制該主電源提供該第一輸出電能至該第一待充電裝置； 其中該供電能力組合包含該第一供電能力選項與複數個其他供電能力選項。
  16. 如請求項15所述的方法，另包含： 當該負載偵測電路偵測到該第二偵測電流小於一空接臨界值時，該供電控制器判斷該第二接口係未連接線材或連接至該第二接口的一第二線材係為空接；及 該供電控制器保持截止該第二開關並導通該第四開關。
  17. 如請求項15所述的方法，另包含： 當該負載偵測電路偵測到該第二偵測電流大於該空接臨界值時，該負載偵測電路判斷連接至該第二接口的一第二線材係耦接至一第二待充電裝置； 當該負載偵測電路判斷該第二線材係耦接至該第二待充電裝置時，該供電控制器以該第一供電能力選項設定該主電源，並截止該第四開關且導通該第二開關，使該主電源透過該第二開關提供一第二輸出電能給該第二待充電裝置，該第二輸出電能為該第一供電能力選項對應的電能；及 該第二待充電裝置向該供電控制器提供一裝置請求供電能力選項。
  18. 如請求項17所述的方法，另包含： 該供電控制器與該第一待充電裝置溝通交換一更改後的供電能力組合，該更改後的供電能力組合包含第一供電能力選項與該裝置請求供電能力選項；及 若該第一待充電裝置能接受該裝置請求供電能力選項，則該供電控制器依據該裝置請求供電能力選項來設定該主電源，進而使該主電源的設定自該第一供電能力選項更新為該裝置請求供電能力選項。
  19. 如請求項18所述的方法，其中： 該供電控制器會先檢查確認該第三開關與該第四開關均截止，且該第一開關與該第二開關均導通時，該供電控制器才會使該主電源的設定自該第一供電能力選項更新為該裝置請求供電能力選項。
  20. 如請求項17所述的方法，另包含： 該供電控制器與該第一待充電裝置溝通交換一更改後的供電能力組合，該更改後的供電能力組合包含該第一供電能力選項與該裝置請求供電能力選項；及 若該第一待充電裝置無法接受該裝置請求供電能力選項，則該供電控制器依據一充電設定來設定該主電源，該充電設定係選自於由優先對該第一待充電裝置充電選項、優先對該第二待充電裝置充電選項、與同時對該第一待充電裝置與該第二待充電裝置充電選項所構成之群組。
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