TWI272495B

TWI272495B - Configuration device and method for current output at USB port

Info

Publication number: TWI272495B
Application number: TW094111868A
Authority: TW
Inventors: Wei-Teng Chang; Wei-Che Chiu; Li-Wei Lee
Original assignee: Richtek Technology Corp
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2007-02-01
Also published as: US7840819B2; US20060236141A1; TW200636473A

Description

1272495 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係有關一種USB埠(port)輸出電流的設定裝置及方法。 5 【先前技術】目前的USB埠包括兩種不同的類型，一種是可供，應100mA電流的USB埠，另一種是可供應5〇〇mA電流的USB埠。在電池充電器使用USB埠時，假如該 ίο USB埠為l〇〇mA的類型’卻抽出500mA的電流給充電電池，將使得該USB埠上的電壓崩潰，假如該USB 埠為500mA的類型’卻只抽出100mA的電流給充電電池’將使得充電時間變長。然而，對於終端使用者及系統設計者來說，要判斷所使用的USB埠為那一種類 15 型是很困難的。，另外，當多埠USB被用來對電池充電時，由於充電電流的大小與充電效率有關，因此當多埠USB所供應的輸出電流較低時，充電時間將變長，使得充電效率低，當多埠USB所供應的輸出電流較大時，所需的 20 充電時間較短，故充電效率高。然而，在供應較大的輸出電流時，假如還有其他裝置使用該多埠USB的其他USB埠，將容易使該多埠usb上的電壓過載，造成崩潰。因此，一種USB埠輸出電流的設定裝置及方法， 1272495 乃為所冀。【發明内容】本發明的目的之一，在於提出一種USB埠輸出電 5 流的設定裝置及方法，其可判別所使用的USB埠的類型。本發明的目的之一，在於提出一種USB埠輸出電 0 流的設定裝置及方法，可以在該USB埠上的電壓改變時，重设該輸出電流。 10 根據本發明，一種USB埠輸出電流的設定裝置及方法利用一電壓偵測電路偵測該USB埠上的電壓，產生一偵測信號至一電流控制電路，以決定該USB埠供應至一系統的輸出電流的大小。該電流控制電路包括一開關連接在該USB埠及系統之間，一電流設定控制 15 器根據該偵測信號控制該USB埠所供應的輸出電流的，值0 【實施方式】第一圖係本發明USB埠輸出電流的設定裝置10，其中電壓偵測電路12偵測USB埠上的電壓產生偵測信號S1’電流控制電路μ連接在USB埠及系統16之間，根據偵測信號S1控制USB埠的輸出電流1〇。在電壓偵測電路12中，由電阻R1及R2組成的分壓電路對 USB埠上的電壓分壓產生電壓Vd，比較器122比較電 1272495 壓vd及參考電壓VREF而決定偵測信號S1。在電流控制電路14中，PMOS電晶體144作為開關連接在USB 埠及系統16之間，電流設定控制器142根據债測信號 S1控制通過PMOS電晶體144的輸出電流1〇。 5 在系統16透過設定裝置1〇連接至11犯埠時，電流設定控制器142控制PMOS電晶體H4使輸出電流 1〇忮忮地上升，同時電壓偵測電路12也偵測USB埠 # 上的電壓，隨著輸出電流1〇的上升，USB埠上的電壓將逐漸下降。如第二圖所示，假如在輸出電流1〇到達 10 例如500mA之前，USB埠上的電壓已經低於臨界電壓

Vth ,即電壓Vd低於參考電壓VREF，表示所連接的 USB埠為例如i〇〇mA的類型，因此電流設定控制器142 便設定輸出電流1〇為100mA。反之，如第三圖所示，假如在輸出電流1〇到達5〇〇mA之後，USB埠上的電 is 壓仍高於臨界電壓乂比，表示所連接的11兕埠為5〇〇111八春或以上的類型，因此輸出電流1〇可以設定為5〇〇mA。換言之，設定裝置1〇可以根據不同類型的USB埠自動設定適當的輸出電流1〇。在U S B埠運作的期間，設定裝置i 〇持續偵測u s B 20 埠上的電壓，當USB埠上的電壓因某些原因而低於臨界電壓Vth時，例如系統16透過設定裝置1〇所連接的USB埠為多埠USB的其中之一，當有其他的系統連接到該多埠USB的其他USB埠汲取電流時，可能使系統16所速接的USB埠上的電壓低於臨界電壓Vth，如

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1272495 第四圖中的時間u 五圖中的步驟20，，此時，設定裝置1㈧進行第 0mA，接著在步騍低輪出電流10至一預設值，例如 USB埠上的電壓，恢慢增加輸出電流1〇，並偵測而USB埠上的電髮別出龟/泉1〇還沒上升到500mA 中的時間t2所示，於臨界電壓Vth時’如第四圖埠上的電壓達到電流1〇直到一段時間後再次進行、的取小電壓Vmin，並於誕而湖蟑_^電壓2^若輸出電流1〇上升到四圖中的時間t3所示’進；界電壓糧，如第 A son δ 仃乂驟26,設定輸出電流Ιο 為500mA，接者在步驟28持續谓測聰埠上的電壓， =職蜂上的電壓再次低於臨界電壓驚，如第四圖中的時間t4所示，進行步驟24或2〇，若㈣埠上的仍焉於臨界電壓vth’則維持流 500mA 〇。又疋裝置10不但可以自動判別所連接的USB埠的類型進而w又疋適當的輸出電流10，㈤時在USB蜂的運作期間’也能根據USB埠上㈣壓來簡設定輸出電机1〇,因此使得USB埠不會因為電壓過載而造成崩潰。【圖式簡單說明】第一圖係^發明USB埠輸出電流的設定裝置；第一圖係第一圖中USB埠上的電壓及輸出電流1〇 20 1272495 的波形；第三圖係第一圖中USB埠上的電壓及輸出電流1〇的波形；第四圖係第一圖中USB琿上的電壓及輸出電流1〇的波形；以及第五圖係設定輸出電流1〇的流程圖。

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20 【主要元件符號說明】 10 設定裝置 12 電壓偵測電路 122 比較器 14 電流控制電路 142 電流設定控制裔 144 PMOS電晶體 16 系統 20 降低輸出電流1〇至一預設值 22 慢慢增加輸出電流，並债測USB埠上的電壓 24 降低輸出電流1〇直到USB埠上的電壓達到正常操作的最小電壓Vmin 26 設定輸出電流1〇為500mA 28 偵測USB埠上的電壓是否低於臨界電壓 Vth 25

Claims

1272495 十、申請專利範圍： 1. 一種USB埠輸出電流的設定方法，包括下列步驟：慢慢地增加該USB埠的輸出電流，並偵測該USB 埠上的電壓； 5 在該輸出電流達到一第一臨界值，而該USB埠上的電壓未達到一第二臨界值時，設定該輸出電流為一第一電流；以及 0 在該輸出電流未達到一第一臨界值，而談USB埠上的電壓達到一第二臨界值時，設定該輸出電流 ίο 為一第二電流。 2. —種USB埠輸出電流的設定方法，包括下列步驟： (a) 在該USB埠上的電壓下降至一第一臨界值時，降低該輸出電流至一第一電流； (b) 慢慢地增加該輸出電流，並偵測該USB埠上的電 15 壓； 1 (c)在該輸出電流達到一第二臨界值，而該USB埠上的電壓未達到一第三臨界值時，設定該輸出電流為一弟一*電流， (d) 在該輸出電流未達到該第二臨界值，而該USB埠 20 上的電壓達到該第三臨界值時，慢慢地減少該輸出電流，直到該USB埠上的電壓達到一第四臨界值；以及 (e) 接著步驟(d)，在一段時間後，重覆步驟(b)到（d)。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該第四臨界值 1272495 為該USB埠正常操作的最小電壓。 4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該第三臨界值低於該第四臨界值。 5. —種USB琿輸出電流的設定方法，包括下列步驟： 5 (a)在該USB埠上的電壓下降至一第一臨界值時，降低該輸出電流至一第一電流； (b) 慢慢地增加該輸出電流，並偵測該USB埠上的電，壓； (c) 在該輸出電流達到一第二臨界值，而談USB埠上 ίο 的電壓未達到一第三臨界值時，設定該輸出電流為一第二電流且在該USB埠上的電壓達到該第三臨界值時，慢慢地減少該輸出電流，直到該USB埠上的電壓達到一第四臨界值； (d) 在該輸出電流未達到該第二臨界值，而該USB埠 15 上的電壓達到該第三臨界值時，慢慢地減少該，輸出電流，直到該USB埠上的電壓達到該第四臨界值；以及 (e) 在一段時間後，重覆步驟(b)到（d)。 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該第四臨界值 2〇為該USB埠正常操作的最小電壓。 7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該第三臨界值低於該第四臨界值。 8. —種USB埠輸出電流的設定裝置，包括：一偵測電路，用以偵測該USB埠上的電壓而產生一 11 1272495 偵測信號；以及一控制電路，連接在該USB埠及一系統之間，根據該偵測信號控制該輸出電流的值。 9. 如申請專利範圍第8項之設定裝置，其中該偵測電 5 路包括一比較器，用以比較該USB埠上的電壓及一參考電壓而產生該偵測信號。 10. 如申請專利範圍第8項之設定裝置，其中該控制電 | 路包括：一開關元件，連接在該USB埠及系統之間；以及 ίο —電流設定控制器，根據該偵測信號控制通過該開關元件的電流。 12