TWI398759B - 電源供應裝置、可判斷電源供應裝置的種類之可攜式電子裝置及其相關判斷方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種電源供應裝置之判斷機制,尤指一種電源供應裝置、可判斷電源供應裝置的種類之可攜式電子裝置及其相關判斷方法。
目前市面上的手機均依照廠牌或型號而有各自專屬的手機充電器,例如:H廠牌的手機充電器僅能提供給H廠牌的手機使用,而無法對N廠牌或M廠牌的手機進行充電。然而,中國信產部推行手機充電器連接器介面採用通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)的規格,亦即同一個充電器可用來對不同廠商、不同型號的手機充電。
一般來說,USB的傳輸介面具有五個傳輸端點,其分別係為VBUS端點、D+端點、D-端點、ID端點以及GND端點。對於中國大陸規格的充電器而言,其係將D+端點與D-端點在充電器的本體內短路以作為中國大陸規格充電器的識別特徵。
而當手機的USB連接器連接至一電子裝置的USB連接器時,手機必須具備能夠正確地判別該電子裝置的種類的能力,接下來才能夠進行正確的運作,例如,當該電子裝置係為一充電器時,該手機便可利用該充電器來對本身進行充電;又例如,當該電子裝置並非為一充電器而係為一電腦主機時,該手機便可與該電腦主機進行資料傳輸的動作。此外,採用同一個充電器來對不同廠商、不同型號的手機充電的概念固然方便,但市面上所充斥的充電器種類太繁雜無法對其品質進行控管。若是手機可允許被任一廠商的充電器進行充電而不加以限制時,手機可能會因為被持續充電而導致其內部的電容器電壓超出電容額定值而損毀電容器,更甚者,可能導致其他元件損害或者無法符合安全規範而產生危險。因此,目前亟需能夠判別該電子裝置的種類的可攜式電子裝置以及相關判別機制。
因此,本發明的目的之一在於提出一種電源供應裝置、可判斷電源供應裝置的種類之可攜式電子裝置以及其相關判斷方法,以解決上述之問題。
本發明係揭露一種電源供應裝置。電源供應裝置包含一電源輸入端、一電源轉換電路以及一通用序列匯流排連接器。電源輸入端用來接收一輸入電源。電源轉換電路耦接於該電源輸入端,用來將該輸入電源轉換成一充電電源。通用序列匯流排連接器包含有:用來提供該充電電源之一第一接腳、用來傳送資料之一第二接腳、用來傳送資料之一第三接腳、用來作為識別判斷之一第四接腳、耦接於一接地端之一第五接腳以及一電阻元件。其中電阻元件係耦接於該第二接腳以及該第三接腳之間,並大於或等於150K歐姆。
本發明另揭露一種可攜式電子裝置,用來透過一傳輸線連接於一電源供應裝置。該電源供應裝置具有一通用序列匯流排連接器,該通用序列匯流排連接器包含用來提供一充電電源之一第一接腳、用來傳送資料之一第二接腳、用來傳送資料之一第三接腳、用來作為識別判斷之一第四接腳以及耦接於一接地端之一第五接腳。該可攜式電子裝置包含一特定連接器、一充電控制電路以及一判斷電路。特定連接器包含一第一端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第一接腳、一第二端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第二接腳、一第三端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第三接腳、一第四端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第四接腳以及一第五端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第五接腳。充電控制電路係耦接於該特定連接器,用來透過該第一端點自該通用序列匯流排連接器之該第一接腳接收該充電電源。判斷電路係耦接於該特定連接器以及該充電控制電路。判斷電路包含一第一判斷單元,用來於該電源供應裝置連接至該可攜式電子裝置、該第一端點之電壓位準係為高邏輯位準、該第四端點之電壓位準係為高邏輯位準以及該第三端點之電壓位準於拉高該第二端點之電壓位準之後係為高邏輯位準時,拉低該第三端點之電壓位準並偵測該第三端點之電壓位準以產生一第一判斷結果。其中,該判斷電路係依據至少該第一判斷結果來判斷該電源供應裝置之種類。
本發明另揭露一種判斷一電源供應裝置的種類之方法,該電源供應裝置係透過一傳輸線連接於一可攜式電子裝置。該電源供應裝置具有一通用序列匯流排連接器,該通用序列匯流排連接器包含用來提供一充電電源之一第一接腳、用來傳送資料之一第二接腳、用來傳送資料之一第三接腳、用來作為識別判斷之一第四接腳以及耦接於一接地端之一第五接腳,而該可攜式電子裝置具有一特定連接器,該特定連接器包含一第一端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第一接腳、一第二端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第二接腳、一第三端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第三接腳、一第四端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第四接腳以及一第五端點對應至該通用序列匯流排連接器之該第五接腳。該方法包含步驟:於該電源供應裝置連接至該可攜式電子裝置、該第一端點之電壓位準係為高邏輯位準、該第四端點之電壓位準係為高邏輯位準以及該第三端點之電壓位準於拉高該第二端點之電壓位準之後係為高邏輯位準時,拉低該第三端點之電壓位準;於拉低該第三端點之電壓位準時,偵測該第三端點之電壓位準以產生一第一判斷結果;以及依據至少該第一判斷結果來判斷該電源供應裝置之種類。
請參考第1圖,第1圖為本發明電源供應裝置100之一實施例的示意圖。如第1圖所示,電源供應裝置100係包含(但不侷限於)一電源輸入端110、一電源轉換電路120以及一通用序列匯流排連接器130。其中,電源輸入端110係用來接收一輸入電源Pin,而電源轉換電路120係耦接於電源輸入端110,用來將輸入電源Pin轉換成一充電電源Pcharge。通用序列匯流排連接器130包含五個接腳131~135以及一電阻元件R,其中第一接腳131係用來提供充電電源Pcharge,第二接腳132、第三接腳133係用來傳送資料,第四接腳134係作為識別判斷,而第五接腳135係耦接於一接地端。換言之,第一接腳131係用來傳送VBUS訊號,第二接腳132係用來傳送D+訊號,第三接腳133係用來傳送D-訊號,第四接腳134係用來傳送ID訊號,而第五接腳135係用來傳送GND訊號。由於通用序列匯流排介面已為習知相關技藝者及具通常知識者所熟知,在此不多加贅述。
請注意,電阻元件R係耦接於第二接腳132(亦即D+)以及第三接腳133(亦即D-)之間,且電阻元件R係大於等於150K歐姆,但此並非本發明之限制條件。此外,電源供應裝置100係可為一充電器,而電源轉換電路120係可為一交流轉直流轉換電路(AC to DC converter),用來將一交流電(例如110V或220V)轉換成一直流電。
一般而言,電源供應裝置100會透過一傳輸線140來與一可攜式電子裝置相連接,並提供充電電源Pcharge給該可攜式電子裝置,以對可攜式電子裝置進行充電。傳輸線140係為一通用序列匯流排傳輸線,其包含一通用序列匯流排連接器150以及一連接線160。由第1圖可得知,傳輸線140之通用序列匯流排連接器150亦包含五個接腳151~155,分別對應至電源供應裝置100之通用序列匯流排連接器130的五個接腳131~135。值得注意得是,此處之電源供應裝置100與傳輸線140係可設計成同一套配件,亦可設計成兩個獨立配件而單獨存在。當電源供應裝置100與傳輸線140係設計成兩個獨立配件時,則傳輸線140可另用來作為資料傳輸之用,不僅侷限於充電之用,以節省成本並擴充其使用用途。
目前市面上已存在各式各樣的電源供應裝置,接下來,舉幾個常見的電源供應裝置為例,以利後續說明書的描述。
請參考第2圖,第2圖為習知一電源供應裝置200的示意圖。如第2圖所示,電源供應裝置200包含電源輸入端110、電源轉換電路120以及通用序列匯流排連接器230。其中,通用序列匯流排連接器230包含五個接腳231~235,與第1圖所示之通用序列匯流排連接器130類似,不同的是在第二接腳232以及第三接腳234之間並沒有連接任何電阻元件R(或者其他元件)。由於電源供應裝置200之通用序列匯流排連接器230並沒有做任何變動,而傳輸線140之通用序列匯流排連接器150也沒有做任何改變,此電源供應裝置200可能為一般市售的充電器或者透過一傳輸線連結至一電腦主機。
請參考第3圖,第3圖為習知一電源供應裝置300的示意圖。如第3圖所示,電源供應裝置300包含電源輸入端110、電源轉換電路120以及通用序列匯流排連接器330。其中,通用序列匯流排連接器330係與第2圖所示之通用序列匯流排連接器230完全相同,不同的是在傳輸線340端的通用序列匯流排連接器350有做些許改變,其係將通用序列匯流排連接器350的第四接腳354(亦即ID接腳)耦接至接地端。因此,當電源供應裝置300與傳輸線340相連接時,電源供應裝置300之通用序列匯流排連接器230的第四接腳354之電壓位準會被拉低至低邏輯位準(logic low),可藉由此項特徵來分辨出電源供應裝置300的種類。
請參考第4圖,第4圖為習知一電源供應裝置400的示意圖。如第4圖所示,電源供應裝置400包含電源輸入端110、電源轉換電路120以及通用序列匯流排連接器430。其中,通用序列匯流排連接器430包含五個接腳431~435,與第1圖所示之通用序列匯流排連接器130類似,不同的是第二接腳432以及第三接腳434是直接短路在一起,此電源供應裝置400為符合中國大陸充電器規格之
一充電器。
為了能夠分辨出前述各種不同種類的電源供應裝置100~400,因此本發明揭露了一種可判斷電源供應裝置的種類之機制及其相關可攜式電子裝置(例如一手機或者一個人數位助理等)。
請參考第5圖,第5圖為本發明可攜式電子裝置500之一實施例的示意圖。可攜式電子裝置500係用來透過一傳輸線連接於一電源供應裝置,於本實施例中,係以可攜式電子裝置500透過第1圖所示之傳輸線140連接於電源供應裝置100為例來進行說明,但此並非本發明之限制條件。如第5圖所示,可攜式電子裝置500包含(但不侷限於)一特定連接器510、一充電控制電路520以及一判斷電路530,其中,特定連接器510包含五個端點511~515,其中第一端點511係對應至電源供應裝置100之通用序列匯流排連接器130的第一接腳131,第二端點512係對應至通用序列匯流排連接器130的第二接腳132,第三端點513係對應至通用序列匯流排連接器130之第三接腳133,第四端點514係對應至通用序列匯流排連接器130的第四接腳134,以及第五端點515係對應至通用序列匯流排連接器130的第五接腳135。
請繼續參考第5圖,充電控制電路520係耦接於特定連接器510,用來透過第一端點511自通用序列匯流排連接器130的第一接腳131接收充電電源Pcharge,之後充電控制電路520再利用充電電源Pcharge來對可攜式電子裝置500進行充電。判斷電路530係耦接於特定連接器510以及充電控制電路520。判斷電路530包含(但不侷限於)第一判斷單元531、第二判斷單元532、第三判斷單元533以及第四判斷單元534。第三判斷單元533係用來於一電源供應裝置連接至可攜式電子裝置500且第一端點511之電壓位準係為高邏輯位準時,判斷第四端點514(亦即ID端點)之電壓位準以產生一第一判斷結果DR1;第二判斷單元532係用來於拉高第二端點512(亦即D+端點)之電壓位準時,判斷第三端點513(亦即D-端點)之電壓位準以產生一第二判斷結果DR2;第一判斷單元531係用來於拉低第三端點513之電壓位準時,判斷第三端點513之電壓位準以產生一第三判斷結果DR3;以及第四判斷單元534係用來於第二判斷單元532之第二判斷結果DR2顯示第三端點513之電壓位準係為低邏輯位準時,判斷可攜式電子裝置500是否為一USB配置裝置以產生一第四判斷結果DR4。最後,判斷電路530會依據第一、第二、第三、第四判斷結果DR1~DR4來判斷連接至可攜式電子裝置500之該電源供應裝置的種類。
請參考第6圖,第6圖為本發明判斷一電源供應裝置的種類之方法之一操作範例的流程圖,其包含以下的步驟(請注意,假若可得到大致相同的結果,則下列步驟並非限定要依據第6圖所示之順序來執行):
步驟602:開始。
步驟604:將一電源供應裝置連接至可攜式電子裝置500。
步驟606:第一端點511之電壓位準係為高邏輯位準。
步驟608:判斷第四端點514之電壓位準以產生第一判斷結果DR1。當第一判斷結果DR1顯示第四端點514之電壓位準係為低邏輯位準時,執行步驟610;否則,執行步驟620。
步驟610:當第一判斷結果DR1顯示第四端點514之電壓位準係為低邏輯位準時,判定該電源供應裝置係為電源供應裝置300。
步驟620:當第一判斷結果DR1顯示第四端點514之電壓位準係為高邏輯位準時,拉高第二端點512之電壓位準。
步驟622:於拉高第二端點512之電壓位準時,判斷第三端點513之電壓位準以產生第二判斷結果DR2。當第二判斷結果DR2顯示第三端點513之電壓位準係為高邏輯位準時,執行步驟630;否則,執行步驟640。
步驟630:當第二判斷結果DR2顯示第三端點513之電壓位準係為高邏輯位準時,拉低第三端點513之電壓位準。
步驟632:於拉低第三端點513之電壓位準時,判斷第三端點513之電壓位準以產生第三判斷結果DR3。當第三判斷結果DR3顯示第三端點513之電壓位準係為高邏輯位準時,執行步驟634;否則,執行步驟636。
步驟634:判定該電源供應裝置係為電源供應裝置400(亦即符合中國大陸充電器規格之充電器)。
步驟636:判定該電源供應裝置係為電源供應裝置100。
步驟640:判斷可攜式電子裝置500是否為一USB配置裝置以產生第四判斷結果DR4。當第四判斷結果DR4顯示可攜式電子裝置500係為一USB配置裝置時,執行步驟642;否則,執行步驟644。
步驟642:判定該電源供應裝置為一電腦主機。
步驟644:判定該電源供應裝置為非電腦主機之一充電器(亦即一般市售的充電器)。
接下來,將搭配第6圖所示之各步驟、第5圖所示之各元件以及第1圖~第4圖所示之電源供應裝置100~400來說明如何判斷該電源供應裝置的種類。首先,將一電源供應裝置連接至可攜式電子裝置500(步驟604),此時,第一端點511(亦即VBUS端點)之電壓位準係為高邏輯位準(步驟606)。接著,第三判斷單元533會判斷第四端點514(亦即ID端點)之電壓位準(步驟608),當第四端點514之電壓位準係為低邏輯位準時,判斷電路530會判定該電源供應裝置係為第3圖所示之電源供應裝置300(步驟610);而當第四端點514之電壓位準係為高邏輯位準時,第二判斷單元532會進行第二判斷結果DR2之偵測(步驟620~622)。
接下來,先透過電阻元件R1來拉高第二端點512之電壓位準(步驟620),而第二判斷單元532會判斷第三端點513(亦即D-端點)之電壓位準來產生第二判斷結果DR2(步驟622)。當第三端點513之電壓位準係為高邏輯位準時,須先透過電阻元件R2來拉低第三端點513之電壓位準(步驟630),並接著利用第一判斷單元531來判斷第三端點513之電壓位準(步驟632)。當第三端點513之電壓位準係為高邏輯位準時,判斷電路530會判定該電源供應裝置係為電源供應裝置400;而當第三端點513之電壓位準係為低邏輯位準時,判斷電路530會判定該電源供應裝置係為電源供應裝置100。
另一方面,當步驟622中的第二判斷結果DR2顯示第三端點513之電壓位準係為低邏輯位準時,第四判斷單元534會判斷可攜式電子裝置500是否為一USB配置裝置(步驟640)。若是可攜式電子裝置500係為一USB配置裝置時,判斷電路530會判定該電源供應裝置為一電腦主機(步驟642);若是可攜式電子裝置500並非為一USB配置裝置時,判斷電路530會判定該電源供應裝置為非電腦主機之一充電器(亦即一般市售的充電器)(步驟644)。
簡而言之,可透過第5圖所揭露之可攜式電子裝置500搭配第6圖所揭露之判斷機制,來分辨與可攜式電子裝置500相連接的電源供應裝置為何者(例如第1圖~第4圖之電源供應裝置100~400)。
請注意,上述的例子僅為用來說明本發明之應用,並非本發明之限制條件,熟知此項技藝者應可了解,在不違背本發明之精神下,第6圖的流程之步驟可再增加其他的中間步驟或者可將數個步驟合併成單一步驟,以做適當之變化。
以上所述的實施例僅用來說明本發明之技術特徵,並非用來侷限本發明之範疇。由上可知,本發明提供一種電源供應裝置、可判斷電源供應裝置種類之可攜式電子裝置及其相關判斷方法。本發明所揭露之電源供應裝置100係增加一電阻元件R於通用序列匯流排連接器130的第二接腳132(亦即D+接腳)與第三接腳133(亦即D-接腳)之間,其係可與一傳輸線140設計成兩個獨立配件,則傳輸線140可另用來作為資料傳輸之用,以節省成本並擴充其使用用途。此外,透過增加判斷電路530(包含第一判斷單元531、第二判斷單元532、第三判斷單元533以及第四判斷單元534)於可攜式電子裝置500中,並搭配本發明所揭露之判斷機制(例如利用特定連接器510於接上不同種類的電源供應裝置時,各端點會有不同的電壓位準的特性),如此一來,便可判斷出連接至可攜式電子裝置500之電源供應裝置的種類為何者(例如第1圖~第4圖之電源供應裝置100~400)。而後,可依據設計需求來針對不同種類的電源供應裝置作其他應用的擴充,然應用範圍並非本發明之限制條件。此外,還可利用本發明所揭露之判斷機制來對電源供應裝置進行品質控管,以避免可攜式電子裝置遭受到品管不良的充電器的損毀。
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。
100~400...電源供應裝置
110...電源輸入端
120...電源轉換電路
130、150、230、350、430...通用序列匯流排連接器
131~135、151~155、231~235、351~355、431~435...接腳
R、R1、R2...電阻元件
Pin...輸入電源
Pcharge...充電電源
VBUS、D+、D-、ID、GND...USB訊號
140、340...傳輸線
160...連接線
500...可攜式電子裝置
510...特定連接器
520...充電控制電路
530...判斷電路
531...第一判斷單元
532...第二判斷單元
533...第三判斷單元
534...第四判斷單元
DR1~DR4...判斷結果
511~555...端點
602~644...步驟
第1圖為本發明電源供應裝置之一實施例的示意圖。
第2圖為習知電源供應裝置的示意圖。
第3圖為習知電源供應裝置的示意圖。
第4圖為習知電源供應裝置的示意圖。
第5圖為本發明可攜式電子裝置之一實施例的示意圖。
第6圖本發明判斷一電源供應裝置的種類之方法之一操作範例的流程圖。
602~644...步驟
Claims (1)
- 一種電源供應裝置,包含有:一電源輸入端,用來接收一輸入電源;一電源轉換電路,耦接於該電源輸入端,用來將該輸入電源轉換成一充電電源;以及一通用序列匯流排連接器,包含有:一第一接腳,用來提供該充電電源;一第二接腳,用來傳送資料;一第三接腳,用來傳送資料;一第四接腳,用來作為識別判斷;一第五接腳,耦接於一接地端;以及一電阻元件,耦接於該第二接腳以及該第三接腳之間,其中該電阻元件係大於或等於150K歐姆。
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