TW202238320A - 供電系統及方法 - Google Patents

Abstract

本案係關於一種供電系統包括輸出端子、供電控制晶片、供電開關及檢測裝置。輸出端子之供電側架構於提供輸入電源至受電側之電子裝置。供電控制晶片架構於調整供電裝置提供輸入電源的大小至電子裝置。供電開關連接於供電裝置及供電控制晶片之間且架構於控制供電裝置與供電控制晶片的連接。檢測裝置架構於檢測供電控制晶片是否正常運作。當供電控制晶片運作異常時，檢測裝置透過供電開關使供電開關控制供電裝置與供電控制晶片的連接，使供電控制晶片重新啟動。供電控制晶片、供電開關及檢測裝置係設置於密閉空間中。

Description

供電系統及方法

本案係關於一種供電系統及方法，尤指一種可利用檢測裝置控制供電開關，從而控制供電裝置與供電控制晶片的連接的供電系統及方法。

為因應大量電子產品的供電需求，具有供電功能的USB插座常設置於生活中觸手可及的地方，例如牆壁上或汽車中控台上，以方便使用者隨時對手機、平板或其他規格相容的電子產品進行供電。

現有具供電功能的USB晶片容易受到例如靜電之雜訊干擾，當USB晶片受到干擾時會使USB晶片內部韌體異常，進而使供電中斷或無法達到理想的供電速度，此時必須將供電給USB晶片的電源關斷後再導通，使USB晶片重啟並恢復供電。然於USB插座中，接收電源的一側往往位於密閉空間中(例如牆上USB插座接電的一側係位於牆內，或車上USB插座接電的一側係位於車殼內)，而USB晶片所接收之電源係來自於市電或車上之電瓶，因此，當USB晶片運作異常時，供電給USB晶片的電源因連接於市電或車上之電瓶等密閉空間而無法被手動關斷並再導通，故無法重新啟動USB晶片使其恢復正常供電。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術之供電系統及方法，實為目前迫切之需求。

本案之目的為提供一種供電系統及方法，其檢測裝置係定時檢測供電控制晶片是否正常運作，當供電控制晶片運作異常時，通過供電開關控制供電裝置與供電控制晶片之間的連接，使供電控制晶片重新啟動並恢復正常提供輸入電源至電子裝置。本案之供電系統及方法利用檢測裝置控制供電開關的關斷和導通，從而控制供電裝置與供電控制晶片的連接，因此克服習知技術中無法透過手動關斷供電給電子裝置的電源並使供電控制晶片重啟之缺點。

根據本案之構想，本案提供一種供電系統，包括輸出端子、供電控制晶片、供電開關及檢測裝置。輸出端子具有供電側及受電側，供電側係架構於提供輸入電源至受電側之電子裝置。供電控制晶片連接於供電裝置及電子裝置之間，供電控制晶片架構於調整供電裝置提供輸入電源的大小至電子裝置。供電開關連接於供電裝置及供電控制晶片之間，架構於控制供電裝置與供電控制晶片的連接。檢測裝置連接於供電控制晶片及供電開關之間，架構於檢測供電控制晶片是否正常運作，當供電控制晶片運作異常時，檢測裝置透過供電開關使供電開關控制供電裝置與供電控制晶片的連接，使供電控制晶片重新啟動。供電控制晶片、供電開關及檢測裝置係設置於供電側，且供電側係設置於密閉空間中。

根據本案之構想，本案提供一種供電方法，包括步驟：(a)提供供電控制晶片、供電開關及檢測裝置，其中供電控制晶片、供電開關及檢測裝置係設置於輸出端子之供電側，且供電側係設置於密閉空間中；(b)利用供電裝置供電給供電控制晶片以及置於密閉空間外的電子裝置；(c)利用檢測裝置檢測供電控制晶片是否正常運作，在檢測結果為否時執行步驟(d)，在檢測結果為是時再次執行步驟(c)；(d)利用供電開關控制供電裝置與供電控制晶片的連接；以及(e)重新啟動供電控制晶片。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案之範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

第1圖係為本案較佳實施例之供電系統1的電路結構示意圖，如第1圖所示，本案之供電系統1包括輸出端子2、供電控制晶片3、供電開關4及檢測裝置5。輸出端子2具有供電側20及受電側21，供電側20係相對於受電側21。供電側20係架構於提供輸入電源至受電側21之電子裝置7，具體來說，供電側20接收輸入電源並輸出至受電側21，使受電側21之電子裝置7因接收輸入電源而進行正常運作。於一些實施例中，受電側21具有例如但不限於USB Type-A, USB Type-B, USB Type-C 或其他USB支援的接頭，以對應各種不同電子裝置7之連接介面。供電控制晶片3連接於供電裝置6及電子裝置7之間，供電控制晶片3係被供電裝置6供電，且供電控制晶片3架構於調整供電裝置6提供的輸入電源大小至電子裝置7，具體來說，供電控制晶片3依據電子裝置7實際所需之輸入電源而調整供電裝置6提供對應之輸入電源。於一些實施例中，供電裝置6是可將AC電源轉換為DC電源的裝置，但不以此為限。供電開關4連接於供電裝置6及供電控制晶片3之間，架構於控制供電裝置6與供電控制晶片3的連線。檢測裝置5連接於供電控制晶片3及供電開關4之間，架構於檢測供電控制晶片3是否正常運作。當供電控制晶片3運作異常時，檢測裝置5透過供電開關4控制供電裝置6與供電控制晶片3的連接，使供電控制晶片3重新啟動。於一些實施例中，當檢測裝置5檢測供電控制晶片3運作異常時，檢測裝置5控制供電開關4處於關斷狀態，以關斷供電裝置6與供電控制晶片3之間的連接，使供電裝置6無法供電給供電控制晶片3，供電控制晶片3因此停止運作，並於一等候時間後，檢測裝置5控制供電開關4處於導通狀態，以重新連接供電裝置6及供電控制晶片3，使供電裝置6供電給供電控制晶片3，供電控制晶片3因此重新啟動。於一些實施例中，等候時間的長度為1秒，然其長度可根據實際需求調整而不受限制。供電控制晶片3、供電開關4及檢測裝置5係設置於供電側20，且供電側20係設置於密閉空間9中。於一些實施例中，輸出端子2係設置於牆8上，供電側20及受電側21係分別位於牆8的兩側，而密閉空間9係位於牆8上插座接電的一側(即與供電裝置6位於同一側)。本案之供電系統1利用檢測裝置5控制供電開關4的關斷和導通，從而控制供電裝置6與供電控制晶片3之間的連接，因此克服習知技術中無法透過手動關斷供電給供電控制晶片3的電源使供電控制晶片3重啟之缺點。

於一些實施例中，檢測裝置5可為例如但不限於微控制器、微處理器或檢知線路。以下示例說明檢測裝置5為微控制器MCU時，微控制器MCU如何檢測供電控制晶片3是否正常運作，並於運作異常時重新啟動供電控制晶片3。如第2圖所示，當供電控制晶片3於運作正常時，係定時傳送確認訊號至微控制器MCU，其傳送確認訊號的週期可為例如但不限於1秒。當供電控制晶片3於運作異常時，停止傳送確認訊號至微控制器MCU。微控制器MCU於一等待時間內未接收到確認訊號時，微控制器MCU控制供電開關4使供電開關4控制供電裝置6與供電控制晶片3的連接，使供電控制晶片3重新啟動，供電控制晶片3因此恢復正常運作。於一些實施例中，等待時間的長度為1秒，然其長度可根據實際需求調整而不受限制。

以下示例說明檢測裝置5為檢知電路50的實施例，如第3圖所示，檢知電路50包括比較器51及開關52，供電裝置6提供供電電壓Vcc給供電控制晶片3，檢知電路50利用比較器51比較供電控制晶片3的工作電壓Vo與參考電壓Vref，當供電控制晶片3的工作電壓Vo大於參考電壓Vref時，表示供電控制晶片3運作正常，開關52關斷、供電開關4導通，供電裝置6因此持續供電給供電控制晶片3，當供電控制晶片3的工作電壓Vo小於參考電壓Vref時，表示供電控制晶片3運作異常，開關52導通、供電開關4停止導通，使供電裝置6無法供電給供電控制晶片3，供電控制晶片3因此停止運作，並於一等候時間後，開關52會關斷、供電開關4處於導通狀態，以重新連接供電裝置6及供電控制晶片3，使供電裝置6供電給供電控制晶片3，供電控制晶片3因此重新啟動。本實施例中的檢知電路50利用比較器51比較供電控制晶片3的工作電壓Vo與參考電壓Vref，藉此判斷供電控制晶片3是否正常運作。於一些實施例中，參考電壓Vref可為例如不限於2.5V，其數值可依據供電速度需求或供電控制晶片的協定規範等限制而進行調整。

於一些實施例中，供電控制晶片3為具有快速供電功能的供電控制晶片，且供電控制晶片所支援的快充協定可為例如但不限於Power Delivery協定 (PD)、Quick Charge協定 (QC)等。

第4圖係為本案較佳實施例之供電方法的流程示意圖，本案之供電方法係適用於前述之供電系統1。如第3圖所示，本案之供電方法包括步驟S1、S2、S3、S4及S5。於步驟S1中，提供供電控制晶片3、供電開關4及檢測裝置5，其中供電控制晶片3、供電開關4及檢測裝置5係設置於輸出端子2之供電側20，且供電側20係設置於密閉空間中。於步驟S2中，利用供電裝置6供電給供電控制晶片3及置於密閉空間9外的電子裝置7。於步驟S3中，利用檢測裝置5檢測供電控制晶片3是否正常運作，在檢測結果為否時執行步驟S4，在檢測結果為是時再次執行步驟S3。於步驟S4中，利用供電開關4控制供電裝置6與供電控制晶片3的連接。於步驟S5中，重新啟動供電控制晶片3。

於一些實施例中，於步驟S3中，檢測裝置5為微控制器MCU，當供電控制晶片3運作正常時，傳送確認訊號至微控制器MCU，並再次執行步驟S3，當供電控制晶片3運作異常時，停止傳送確認訊號至微控制器MCU，微控制器MCU於一等待時間內未接收到確認訊號後，執行步驟S4。

於一些實施例中，於步驟S3中，檢測裝置5為檢知電路50，當供電控制晶片3的工作電壓Vo大於參考電壓Vref時，再次執行步驟S3，當供電控制晶片3的工作電壓Vo小於參考電壓Vref時，執行步驟S4。

綜上所述，本案提供一種供電系統及方法，其檢測裝置定時檢測供電控制晶片是否正常運作，當供電控制晶片運作異常時，通過檢測裝置控制供電開關的關斷和導通，從而控制供電裝置與供電控制晶片的連接，使供電控制晶片重新啟動。本案之供電系統及方法利用供電開關控制供電裝置與供電控制晶片的連接，因此克服習知技術中無法透過手動關斷供電給供電控制晶片的電源使供電控制晶片重啟之缺點。

須注意，上述僅是為說明本案而提出之較佳實施例，本案不限於所述之實施例，本案之範圍由如附專利申請範圍決定。且本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附專利申請範圍所欲保護者。

1:供電系統 2:輸出端子 20:供電側 21:受電側 3:供電控制晶片 4:供電開關 5:檢測裝置 50:檢知電路 51:比較器 6:供電裝置 7:電子裝置 8:牆 9:密閉空間 S1、S2、S3、S4、S5:步驟 Vref:參考電壓 Vo:工作電壓 MCU:微控制器

第1圖係為本案較佳實施例之供電系統的電路結構示意圖。

第2圖係為本案另一較佳實施例之供電控制晶片與微控制器的訊號傳送示意圖。

第3圖係為本案另一較佳實施例之檢知電路的電路結構示意圖。

第4圖係為本案較佳實施例之供電方法的流程示意圖。

1:供電系統

2:輸出端子

20:供電側

21:受電側

3:供電控制晶片

4:供電開關

5:檢測裝置

6:供電裝置

7:電子裝置

8:牆

9:密閉空間

Claims (11)

1. 一種供電系統，包括： 一輸出端子，具有一供電側及一受電側，其中，該供電側係架構於提供一輸入電源至該受電側之一電子裝置； 一供電控制晶片，連接於一供電裝置及該電子裝置之間，且架構於調整該供電裝置提供該輸入電源的大小至該電子裝置； 一供電開關，連接於該供電裝置及該供電控制晶片之間，架構於控制該供電裝置與該供電控制晶片的連接；以及 一檢測裝置，連接於該供電控制晶片及該供電開關之間，架構於檢測該供電控制晶片是否正常運作，其中，當該供電控制晶片運作異常時，該檢測裝置透過該供電開關使該供電開關控制該供電裝置與該該供電控制晶片的連接，使該供電控制晶片重新啟動； 其中，該供電控制晶片、該供電開關及該檢測裝置係設置於一密閉空間中。
2. 如請求項1之供電系統，當該檢測裝置檢測該供電控制晶片運作異常時，該檢測裝置控制該供電開關處於關斷狀態，以關斷該供電裝置與該供電控制晶片之間的連接，使該供電裝置無法供電給該供電控制晶片，於一等候時間後，該檢測裝置控制該供電開關處於導通狀態，使該供電裝置供電給該供電控制晶片，該供電控制晶片重新啟動。
3. 如請求項1之供電系統，其中該供電控制晶片支援Power Delivery協定或Quick Charge協定。
4. 如請求項1之供電系統，其中該檢測裝置可為例如但不限於微控制器、微處理器或檢知線路。
5. 如請求項4之供電系統，其中該檢測裝置為一微控制器，當該供電控制晶片於運作正常時，係定時傳送一確認訊號至該微控制器，當該供電控制晶片於運作異常時，停止傳送該確認訊號至該微控制器。
6. 如請求項5之供電系統，其中該微控制器於一等待時間內未接收到該確認訊號時，該供電開關控制該供電裝置與該供電控制晶片的連接，使該供電控制晶片重新啟動。
7. 如請求項4之供電系統，其中該檢測裝置為一檢知電路，該檢知電路比較該供電控制晶片之一工作電壓與一參考電壓，當該工作電壓大於參考電壓時，該供電裝置持續供電給該供電控制晶片，當該工作電壓小於該參考電壓時，該供電開關關斷，使該供電裝置無法供電給該供電控制晶片。
8. 一種供電方法，包括步驟： (a)提供一供電控制晶片、一供電開關及一檢測裝置，其中該供電控制晶片、該供電開關及該檢測裝置係設置於一密閉空間中； (b)利用一供電裝置供電給該供電控制晶片以及置於該密閉空間外的一電子裝置； (c)利用該檢測裝置檢測該供電控制晶片是否正常運作，在檢測結果為否時執行步驟(d)，在檢測結果為是時再次執行步驟(c)； (d)利用該供電開關控制該供電裝置與該供電控制晶片的連接；以及 (e)重新啟動該供電控制晶片。
9. 如請求項8之供電方法，其中於該步驟(c)中，該檢測裝置為一微控制器，當該供電控制晶片運作正常時，傳送一確認訊號至該微控制器，並再次執行該步驟(c)，當該供電控制晶片運作異常時，停止傳送該確認訊號至該微控制器，該微控制器於一等待時間內未接收到確認訊號後，執行該步驟(d)。
10. 如請求項8之供電方法，其中於該步驟(c)中，該檢測裝置為一檢知電路，當該供電控制晶片的一工作電壓大於一參考電壓時，再次執行該步驟(c)，當該供電控制晶片的該工作電壓小於該參考電壓時，執行該步驟(d)。
11. 如請求項8之供電方法，其中該供電控制晶片支援Power Delivery協定或Quick Charge協定。

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