TWI501086B - 對主機電子裝置充電之方法、配件裝置及非暫時性電腦可讀記錄媒體 - Google Patents

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TWI501086B
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Description

對主機電子裝置充電之方法、配件裝置及非暫時性電腦可讀記錄媒體
本發明大體上係關於電子裝置，及經設計以與電子裝置一起操作的配件裝置。更具體而言，本發明的實施例提供用於配件裝置的在電子裝置斷電或具有無電電池時偵測與電子裝置之連接的技術。
裝置之間的互操作性係現代電子裝置之檢驗標記(hallmark)中的一者。存在兩個裝置需要彼此結合地起作用以實現特定任務的許多個例。舉例而言，若將對攜帶型電子裝置充電，則需要可與電子裝置連接且提供必需電力以對電子裝置充電的適當電源供應器。
又，常常可有用的是確保兩個或兩個以上裝置在交換信號之前連接在一起。可需要此情形以確保所涉及裝置的保全及/或安全性。
在本發明之一個實施例中，一種方法包含：藉由一配件裝置在一配件連接器中之一接點上輸出一第一電流；藉由該配件裝置在該接點處量測隨時間而變之一電壓；藉由該配件裝置判定該接點處之該所量測電壓是在一預定時間期滿之前、期滿時或期滿之後達到或超出一臨限電壓；若該所量測電壓在該預定時間期滿之前滿足或超出該臨限電壓，則藉由該配件裝置推斷一主機裝置未連接至該配件裝置；及若該所量測電壓在該預定時間期滿時或期滿之後滿足或超出該臨限電 壓，則藉由該配件裝置推斷該主機裝置連接至該配件裝置。
在本發明之另一實施例中，一種配件裝置包含：包括複數個接點的一第一連接器，其中該第一連接器經組態以與一主機裝置的一第二連接器連接，其中該主機裝置無電力；耦接至該第一連接器的偵測電路；及一電流源，其耦接至該複數個接點中的一第一接點且經組態以在該第一接點上提供一第一電流，其中該配件裝置可操作以：在該第一接點上輸出該第一電流；使用該偵測電路量測該第一接點處的電壓之一升高速率；判定該第一接點處量測的該電壓在一預定時間期滿時或期滿之後滿足或超出一臨限電壓；基於該判定，推斷該主機裝置連接至該配件裝置；及與該主機裝置通信以鑑認該配件裝置。
在本發明之另一實施例中，一種電腦可讀儲存裝置包括複數個指令，該等指令在由一配件裝置中的一控制器執行時使得該配件裝置執行偵測無內部電力的一主機裝置的一方法，該複數個指令包含：使得該配件裝置在該配件裝置之一配件連接器的一接點上輸出一第一電流之指令；使得該配件裝置量測隨時間而變的在該接點處之一電壓之指令；使得該配件裝置判定該接點處量測的該電壓在一預定時間期滿時或期滿之後滿足或超出一臨限電壓之指令；使得該配件裝置推斷該主機裝置連接至該配件裝置之指令；使得該配件裝置在該接點上將一第二電流提供至該主機裝置之指令；使得該配件裝置對該主機裝置鑑認該配件裝置之指令；及使得該配件裝置在成功鑑認之後在該接點上將一第三電流提供至該主機裝置之指令，其中該第一電流小於該第二電流。
5‧‧‧第一末端
6‧‧‧第二末端
7‧‧‧第一端子
8‧‧‧第二端子
9‧‧‧第三端子
100‧‧‧系統
102‧‧‧主機裝置
104‧‧‧配件裝置
110‧‧‧處理子系統/處理系統
112‧‧‧儲存裝置
114‧‧‧使用者介面
116‧‧‧網路介面
118‧‧‧配件裝置輸入/輸出(I/O)介面
130‧‧‧控制器
132‧‧‧使用者介面裝置
133‧‧‧儲存媒體
134‧‧‧其他配件裝置特定硬體
136‧‧‧主機I/O介面
200‧‧‧連接器
202‧‧‧本體
204‧‧‧短小突出部部分
204a‧‧‧第一主表面
204c‧‧‧第一對置側表面
205‧‧‧接地環
206‧‧‧接點
207‧‧‧印刷電路板(PCB)
208a‧‧‧第一接點區
208b‧‧‧第一接點區
209‧‧‧背脊
212‧‧‧接點
212(1) 至212(N) ‧‧‧接點
213a‧‧‧積體電路(IC)/特殊應用積體電路(ASIC)晶片
213b‧‧‧積體電路(IC)/特殊應用積體電路(ASIC)晶片
214a‧‧‧固持特徵
214(1) 至214(N) ‧‧‧額外接點
215‧‧‧接合墊
220‧‧‧罩蓋
250‧‧‧印刷電路板(PCB)
300‧‧‧插座連接器/插座/連接器
302‧‧‧外殼
304‧‧‧空穴
306(1) 至306(N) ‧‧‧接點
308(1) ‧‧‧額外接點
308(2) ‧‧‧額外接點
410‧‧‧主機裝置
412‧‧‧連接器
413‧‧‧接點
414‧‧‧接點
420‧‧‧配件裝置
421‧‧‧電力限制電路
421a‧‧‧阻抗變更電路
421b‧‧‧識別電路
422‧‧‧連接器
423‧‧‧接點
424‧‧‧接腳/接點
425‧‧‧電阻元件
426‧‧‧開關
430‧‧‧電源
431a‧‧‧阻抗變更電路
702‧‧‧恆定電流源/連接偵測電流源
704‧‧‧二極體裝置
706‧‧‧電容器
708‧‧‧開關
710‧‧‧比較器
712‧‧‧或(OR)閘
1100‧‧‧用於偵測主機裝置至配件裝置之連接之處理程序
1200‧‧‧用於操作配件裝置之處理程序
圖1為根據本發明之一實施例的主機裝置及配件裝置之功能方塊圖。
圖2A為根據本發明之一實施例的配件裝置之插頭連接器之等角 視圖。
圖2B為根據本發明之一實施例的插頭連接器正視圖。
圖2C說明根據本發明之一實施例的插頭連接器之接點。
圖2D為根據本發明之一實施例的插頭連接器之腳位。
圖2E為根據本發明之另一實施例的插頭連接器之腳位。
圖3A說明根據本發明之一實施例的主機裝置之插座連接器。
圖3B為根據本發明之一實施例的插座連接器之橫截面圖。
圖3C及圖3D為根據本發明之兩個不同實施例的插座連接器之腳位。
圖4說明根據本發明之一實施例的功能方塊圖，該方塊圖說明主機裝置與配件裝置之間的連接。
圖5為根據本發明之一實施例的配件裝置之電力限制電路之高階方塊圖。
圖6為根據本發明之一實施例的配件裝置之阻抗變更電路之示意圖。
圖7說明根據本發明之一實施例的用於偵測主機裝置之連接之電路。
圖8為根據本發明之一實施例的說明所量測電壓與時間之間的關係之圖形。
圖9展示根據本發明之一實施例的藉由配件裝置輸出之電壓/電流脈衝以及主機裝置之偵測及非偵測。
圖10為根據本發明之另一實施例的配件裝置之阻抗變更電路之示意圖。
圖11為根據本發明之一實施例的用於偵測主機裝置至配件裝置之連接之處理程序之流程圖。
圖12為根據本發明之一實施例的用於操作配件裝置之處理程序 之流程圖。
本發明的一些實施例提供一種用於偵測主機裝置至配件裝置之連接的方法。方法包括使配件裝置在配件連接器中之接點上輸出第一電流。方法進一步包括使配件裝置量測隨時間而變的在接點處的電壓，及判定接點處的所量測電壓在預定時間期滿之前、期滿時或之後達到或超出臨限電壓。若所量測電壓在預定時間期滿之前滿足或超出臨限電壓，則配件裝置推斷主機裝置未連接至配件裝置；且若所量測電壓在預定時間期滿時或期滿後滿足或超出臨限電壓，則配件裝置推斷主機裝置連接至配件裝置。
本發明的一些實施例提供一種配件裝置，該配件裝置具有包括複數個接點的第一連接器。第一連接器可經調適以與主機裝置的第二連接器連接。在此個例中，主機裝置無電力，且因此不可與配件裝置通信以指示其存在。配件裝置亦包括耦接至第一連接器之偵測電路，及電流源，該電流源耦接至複數個接點中之第一接點且可在第一接點上提供第一電流。配件裝置可在第一接點上輸出第一電流，使用偵測電路量測第一接點處的電壓之升高速率，判定在第一接點處量測之電壓在預定時間期滿時或期滿之後滿足或超出臨限電壓，且基於判定來推斷主機裝置連接至配件裝置。配件裝置可接著與主機裝置通信以鑑認配件裝置。
本發明的其他實施例提供一種包括複數個指令之在配件裝置中的電腦可讀儲存裝置。複數個指令包括使得配件裝置在配件裝置之配件連接器的接點上輸出第一電流之指令；使得配件裝置量測隨時間而變的在接點處之電壓之指令；使得配件裝置判定接點處量測的電壓在一預定時間期滿時或期滿之後滿足或超出臨限電壓之指令；使得配件裝置推斷主機裝置連接至配件裝置之指令；使得配件裝置在接點上將 一第二電流提供至主機裝置之指令；使得配件裝置對主機裝置鑑認配件裝置之指令；及使得配件裝置在成功鑑認之後在接點上將一第三電流提供至主機裝置之指令。在特定實施例中，第一電流小於第二電流。
圖1為根據本發明之一實施例的包括主機(或電子)裝置102及配件裝置104之系統100之簡化方塊圖。在此實施例中，主機裝置102可提供計算、通信及/或媒體播放能力。主機裝置102可包括處理子系統110、儲存裝置112、使用者介面114、網路介面116及配件裝置輸入/輸出(I/O)介面118。主機裝置102亦可包括其他組件(並未明確展示)，諸如電池、功率控制器，及可操作以提供各種增強型能力的其他組件。
儲存裝置112可(例如)使用磁碟、快閃記憶體或任何其他非暫時性儲存媒體或前述媒體的組合來實施，且可包括揮發性及/或非揮發性媒體。在一些實施例中，儲存裝置112可儲存資料物件，諸如音訊檔案，視訊檔案，影像或原圖檔案，關於使用者之聯繫人(名稱、地址、電話號碼等)的資訊，關於使用者之經排程約會及事件、備忘錄的資訊，及/或其他類型的資訊。在一些實施例中，儲存裝置112亦可儲存由處理子系統110執行的一或多個應用程式(例如，視訊遊戲程式、個人資訊管理程式、媒體播放程式等)。
使用者介面114可包括：輸入裝置，諸如觸控板、觸控式螢幕、滾輪、點按式選盤(click wheel)、撥號盤、按鈕、開關、小鍵盤、麥克風或其類似者；以及輸出裝置，諸如視訊螢幕、指示燈、揚聲器、耳機插孔或其類似者；以及支援電子裝置(例如，數位轉類比或類比轉數位轉換器、信號處理器或其類似者)。使用者可操作使用者介面114之輸入裝置以調用主機裝置102的功能性，且可經由使用者介面114的輸出裝置檢視及/或聽取來自主機裝置102的輸出。
處理子系統110可實施為一或多個積體電路，例如，一或多個單核心或多核心微處理器或微控制器，前述各者之實例在此項技術中為已知的。在操作中，處理系統110可控制主機裝置102的操作。在各種實施例中，處理子系統110回應於程式碼可執行多種程式，且可維持多個並行執行的程式或處理程序。在任何給定時間，待執行之程式碼中之一些或全部可駐留於處理子系統110中及/或諸如儲存裝置112的儲存媒體中。
經由合適程式設計，處理子系統110可提供主機裝置102的各種功能性。舉例而言，回應於來自配件裝置104之請求，處理子系統110可起始緩衝器傳送工作階段以經由配件裝置I/O介面118將儲存於儲存裝置112中的資料物件傳送至配件裝置104。處理子系統110亦可執行其他程式來控制主機裝置102的其他功能，包括可儲存於儲存裝置112中的應用程式；在一些實施例中，此等應用程式可包括產生請求以發送或接收資料物件之指令，且處理子系統110可起始緩衝器傳送工作階段以伺服任何此等請求。
網路介面116可提供主機裝置102之語音及/或資料通信能力。在一些實施例中，網路介面116可包括用於存取無線語音及/或資料網路(例如，使用蜂巢式電話技術，諸如3G、4GLTE或EDGE、Wi-Fi(IEEE 802.11系列標準)的進階資料網路技術，或其他行動通信技術，或其任一組合)的射頻(RF)收發器組件、用於短程無線網路連接(例如，使用藍芽標準)的組件、GPS接收器組件及/或其他組件。在一些實施例中，除無線介面外或替代無線介面，網路介面116可提供有線網路連接性(例如，乙太網路)。可使用硬體(例如，驅動器電路、天線、調變器/解調變器、編碼器/解碼器及其他類比及/或數位信號處理電路)與軟體組件之組合來實施網路介面116。
配件裝置I/O介面118可允許主機裝置102與各種配件裝置通信。 舉例而言，配件裝置I/O介面118可支援至以下各者的連接：電腦、外部鍵盤、揚聲器銜接台或媒體播放台、數位攝影機、無線電調諧器、車載娛樂系統或音響主機、外部視訊裝置、記憶卡讀取器等等。在一些實施例中，配件裝置I/O介面118可包括連接器，諸如對應於用於各種iPod® 、iPhone® 及iPad® 產品中之連接器的連接器；以及支援電路。連接器可提供針對電源及接地以及針對一或多個資料通信介面的連接，諸如通用串列匯流排(USB)、FireWire(IEEE 1394標準)，及/或通用非同步接收器/傳輸器(UART)。在一些實施例中，連接器提供專用電源及接地接點，以及可用以並行實施不同通信技術的某數目個(例如，四個)可程式化數位資料接點；例如，兩個接腳可指派為USB資料接腳(D+及D-)且兩個其他接腳可指派為串列傳輸/接收接腳(例如，實施UART介面)；接腳至特定通信技術之指派在建立同時可經協商。在一些實施例中，連接器亦可提供針對音訊及/或視訊信號的連接，前述信號可以類比及/或數位格式至或自主機裝置102進行傳輸。因此，配件裝置I/O介面118可支援多個通信通道，且給定配件裝置可使用此等通道中的任一者或全部。在一些實施例中，除有線通信通道外或替代有線通信通道，配件裝置I/O介面118可支援無線通信(例如，經由WiFi、藍芽或其他無線協定)。
配件裝置104可包括控制器130、使用者介面裝置132、儲存媒體133、其他配件裝置特定硬體134及主機I/O介面136。配件裝置104表示可與主機裝置互操作的廣泛種類之配件裝置，且此等配件裝置可在能力、複雜性及外觀尺寸上廣泛地發生變化。各種配件裝置可包括未明確展示於圖1中的組件，該等組件包括但不限於具有固定或可抽換式儲存媒體的儲存裝置(磁碟、快閃記憶體等)；視訊螢幕、揚聲器，或用於連接至外部音訊/視訊裝置的埠；攝影機組件，諸如透鏡、影像感測器及對前述各者的控制(例如，光圈、變焦、曝光時間、圖框 速率等)；用於記錄音訊(單獨或與視訊記錄相結合)的麥克風；等等。此外，一些配件裝置可提供可連接至另一配件裝置或與另一配件裝置通信的額外介面(未圖示)。
控制器130可包括(例如)一或多個單核心或微處理器及/或微控制器，從而執行程式碼以執行與配件裝置104相關聯的各種功能。舉例而言，在配件裝置104併有使用者可操作控制時，控制器130可解譯使用者控制操作且回應地調用配件裝置104的功能性；在一些個例中，所調用之功能性可包括將資訊發送至主機裝置102及/或自主機裝置接收資訊。
使用者介面132可包括使用者可操作輸入裝置，諸如觸控板、觸控式螢幕、滾輪、點按式選盤、撥號盤、按鈕、開關、小鍵盤、麥克風或其類似者；以及輸出裝置，諸如視訊螢幕、指示燈、揚聲器、耳機插孔或其類似者；連同支援電子器件(例如，數位轉類比或類比轉數位轉換器、信號處理器或其類似者)。視特定配件裝置104之實施而定，使用者可操作使用者介面132的輸入裝置以調用配件裝置104的功能性。
儲存媒體133可併有任何類型之資料儲存媒體，包括(但不限於)磁碟、快閃記憶體或任何其他非暫時性儲存，或媒體的組合；且可包括揮發性及/或非揮發性媒體。儲存媒體133可用以儲存待由控制器130執行的程式碼、接收自主機裝置102的資料物件，及可被產生及/或用於配件裝置104之操作中的任何其他資料或指令。
配件裝置特定硬體134可包括可存在於配件裝置104中以啟用其功能性的任何其他組件。舉例而言，在各種實施例中，配件裝置特定硬體134可包括使用固定或可抽換式儲存媒體的一或多個儲存裝置；GPS接收器；網路介面；電源供應器及/或電源管理電路；環境感測器(例如，溫度感測器、壓力感測器、加速度計、化學感測器等)；等 等。應理解，任何類型之配件裝置功能性可藉由提供適當配件裝置特定硬體134來支援。在一些實施例中，配件裝置特定硬體134可包括用於偵測與主機裝置102之連接的電路。在特定實施例中，配件裝置特定硬體134可包括用於在主機裝置102斷電或具有無電電池時偵測與主機裝置102之連接的電路，該無電電池防止主機裝置與配件裝置104通信。
主機I/O介面136可允許配件裝置104與主機裝置102通信。根據本發明之一些實施例，主機I/O介面136可包括與包括於主機裝置102中之連接器直接配合的連接器，諸如與用於各種iPod® 、iPhone® 及iPad® 產品中之連接器互補的連接器。此連接器可用以將電力供應至主機裝置102及/或自主機裝置102接收電力，發送及/或接收呈類比及/或數位格式的音訊及/或視訊信號，且使用諸如USB、UART、及/或FireWire的一或多個資料通信介面傳達資訊。亦可使用其他連接器；例如，主機I/O介面136可併有標準USB連接器，且可經由配接器線纜連接至主機裝置102的配件裝置I/O介面118。在其他實施例中，除有線通信通道外或替代有線通信通道，主機I/O介面136可支援無線通信(例如，經由WiFi、藍芽或其他無線協定)。
配件裝置104可為與主機裝置102互動的任何電子設備。在一些實施例中，配件裝置104可提供對主機裝置102之操作的遠端控制，或可包括輸入及輸出控制兩者的遠端使用者介面(例如，顯示自主機裝置102獲得之當前狀態資訊的顯示幕)。配件裝置104在各種實施例中可控制主機裝置102之任何功能，且亦可自主機裝置102接收資料物件。在其他實施例中，主機裝置102可控制配件裝置104之操作，諸如自配件裝置104之儲存媒體擷取所儲存資料，藉由併入至配件裝置104中之攝影機起始影像捕獲操作等。
應瞭解，主機裝置及配件裝置的本文中所描述之系統組態及組 件為說明性的，且變化及修改為可能的。主機裝置及/或配件裝置可具有本文中未具體描述的其他能力(例如，行動電話、全球定位系統(GPS)、寬頻資料通信、網際網路連接性等)。
主機裝置102及配件裝置104之各別I/O介面118、136處的連接器按需要可為互補的或並非互補的。在兩個連接器並非互補之處，配接器(未圖示)可經提供以連接兩個裝置。雖然連接器本文中可描述為具有接腳(通常與具有電線以連接組件的習知電子裝置相關聯的術語)，但應理解可取代其他信號路徑(例如，可選傳信)。另外，在一些實施例中，連接中之一些可為無線的，且在提供無線介面之處可省略連接器。
另外，雖然本文中參考特定方塊來描述主機裝置及配件裝置，但應理解，此等方塊出於描述方便而定義，且並不意欲暗示組件部分之特定實體配置。另外，區塊不需要對應於實體上相異之組件。區塊可經組態以(例如)藉由程式化處理器或提供適當控制電路來執行各種操作，且視如何獲得初始組態而定，各種區塊可能為或可能並非為可重組態的。本發明之實施例可以多種設備來實現，該等設備包括使用電路及軟體之任一組合實施的電子裝置。
主機裝置102之配件裝置I/O介面118及配件裝置104之主機I/O介面136允許主機裝置102與配件裝置104連接且隨後與配件裝置104斷開。如本文中所使用，只要通信頻道在其各別介面之間建立，主機裝置與配件裝置便經「連接」；且在通道終止時，主機裝置與配件裝置經「斷開」。此連接可經由直接實體連接(例如，藉由配合連接器)、間接實體連接(例如，經由線纜)及/或無線連接(例如，經由藍芽)來達成。
圖2A係可與配件裝置104相關聯的連接器200之等角視圖。舉例而言，連接器200可實施為圖1的配件裝置I/O介面118。在一特定實施 例中，連接器200可為插頭連接器。插頭連接器200係例示性的，且在本文中用以解釋本發明之各種實施例。熟習此項技術者將認識到，可使用不同於插頭連接器200之許多其他形式及類型的連接器，且本文中所描述之技術將適用於具有插頭連接器200之特性的任何連接器。在一些實施例中，插頭連接器200可與可耦接至主機裝置之配件裝置相關聯。
插頭連接器200包括一本體202及一短小突出部部分204。線纜106附接至本體102及短小突出部部分204，且在平行於連接器200之長度的方向上遠離本體202縱向延伸。短小突出部204經定大小以在配合事件期間插入至對應插座連接器中，且包括形成於第一主表面204a上的第一接點區208a及形成於與表面204a相對之第二主表面204b(圖2A中未展示)處的第二接點區208b(圖2A中亦未展示)。表面204a、204b自短小突出部之遠端延伸至背脊209，當短小突出部204插入至對應插座連接器中時，背脊鄰接插座連接器之外殼或插座連接器併入於其中之攜帶型電子裝置。短小突出部204亦包括在第一主表面204a與第二主表面204b之間延伸的第一對置側表面204c及第二對置側表面204d(未圖示)。在一個特定實施例中，短小突出部204為約6.6mm寬，約1.5mm厚，且具有約7.9mm之插入深度(自短小突出部204之尖端至背脊209的距離)。
複數個接點212可形成於接點區208a及208b中之每一者中，使得當短小突出部204插入至對應插座連接器中時，區208a或208b中之接點212電耦接至插座連接器中的對應接點。在一些實施例中，接點212為自清潔擦拭接點，在一開始在配合事件期間與插座連接器接觸之後，接點在到達最終所要接點位置之前藉由擦拭運動進一步滑動越過插座連接器接點。
作為一實例，在一個實施例中，ID模組體現於可操作地耦接至 連接器200之接點的IC內。ID模組可藉由關於連接器及/或其關聯配件裝置/配接器之識別及組態資訊來程式化，識別及組態資訊可在配合事件期間傳達至主機裝置。作為另一實例，經程式化以藉由主機裝置上之電路執行鑑認常式(例如，公眾密鑰加密常式)的鑑認模組可體現於操作地耦接至連接器200之IC內。ID模組及鑑認模組可體現於同一IC內或不同IC內。作為再一實例，電流調節器可體現於IC 213a或213b中之一者內。電流調節器可操作地耦接至接點，該等接點能夠遞送電力以對攜帶型電子裝置中之電池充電，且調節彼等接點上遞送之電流以確保恆定電流，而無關於輸入電壓，且甚至在輸入電壓以瞬時方式變化時。下文參看圖4進一步描述IC之功能。
接合墊215亦可在PCB 207之末端附近形成於本體202內。每一接合墊可連接至區208a及208b內之接點或接點對。電線(未圖示)可接著焊接至接合墊以提供自接點至與連接器200相關聯之配件裝置內之電路的電連接。然而，在一些實施例中，接合墊為不必要的，且替代地，連接器200之接點及組件與配件裝置內之其他電路之間的所有電連接係經由PCB上電路耦接至之跡線來進行，及/或藉由配件裝置內多個PCB之間的互連件來進行。
短小突出部204之結構及形狀由接地環205來界定，該接地環可由不鏽鋼或另一硬導電材料製成。連接器200包括兼作為接地接點的形成為接地環205之側中的彎曲袋之固持特徵214a、214b(未圖示)。本體202在圖2A中以透明形式展示(經由點線)，使得本體內部之某些組件為可見的。如所示，在本體202內的為印刷電路板(PCB)207，該印刷電路板(PCB)朝向連接器200之遠端在接點區208a與208b之間延伸至接地環205中。諸如特殊應用積體電路(ASIC)晶片213a及213b之一或多個積體電路(IC)可操作地耦接至PCB 207以提供關於連接器200之資訊及/或執行特定功能，諸如，鑑認、識別、接點組態及電流或功 率調節。
圖2B說明插頭連接器200之正視圖。正視圖說明罩蓋220。罩蓋220可由金屬或其他導電材料製成，且可沿著連接器的側朝向本體202自連接器200之遠端延伸，從而在X及Y方向上完全或部分包圍形成於接點區208a及208b中的接點212。在一些實施例中，罩蓋220可經接地以便使可以其他方式發生於連接器200之接點212上的干擾最小化，且可因此被稱作接地環，例如，說明於圖2A中的接地環205。接點212(1) 至212(N) 可定位於接點區208a內，且額外接點214(1) 至214(N) 可定位於短小突出部204之相對表面上的區208b內。在一些實施例中，N可在2與8之間。接點212(1) ......212(N) 及214(1) ......214(N) 可用以可攜載包括數位信號及類比信號以及電源及接地信號的廣泛之多種信號。
圖2C說明接點212、214及接點之定位之橫截面示意圖。接點212、214如所說明可掛接於PCB 250的任一側上。在一些實施例中，對置接點(例如，212(1) 與214(1) )可經由PCB 250(例如，使用通孔)短路連接或電連接至彼此以產生串接連接器(in-line connector)設計。在其他實施例中，來自頂部列之接點212的一個接點可連接至來自底部列之接點214的至少一接點。在再其他實施例中，所有接點可獨立而在任何接點之間無連接，或接點在之間可具有其他連接方案。在每一接點係獨立的且不連接至任何其他接點的個例中，可使用不同之插座連接器。接點212、214可由銅、鎳、黃銅、金屬合金或任何其他適當導電材料製成。間距於在前側及背側上之每一接點之間且於連接器之接點與邊緣之間係一致的從而提供180度對稱性，使得插頭連接器200可以兩個定向中的任一者插入至對應插座連接器中。
當連接器200與插座連接器適當嚙合時，接點212(1) 至212(N) 或214(1) 至214(N) 中之每一者可與插座連接器之對應接點電連接。圖2D說明根據如上文結合以上圖2C所描述的本發明之一個特定實施例的連 接器200之腳位組態。
展示於圖2D中之腳位包括四個接點212(4) 、212(5) 、214(4) 及214(5) ，其電耦接在一起以充當專用於將電力攜載至所連接主機裝置的單一接點。連接器200亦可包括配件裝置ID接點212(8) 及214(8) ；配件裝置電力接點212(1) 及214(1) ；及配置成四對的八個資料接點。四對資料接點可為(a)212(2) 與212(3) ，(b)212(6) 與212(7) ，(c)214(2) 與214(3) ，及(d)214(6) 與214(7) 。主機電力接點212(4) 、212(5) 、214(4) 及214(5) 將來自與連接器200相關聯之配件裝置的電力攜載至經由連接器200耦接至配件裝置的攜帶型電子裝置。主機電力接點可經定大小以處置對電子裝置或主機裝置的任何合理電力要求，且(例如)可經設計以攜載來自配件裝置的3至20伏特之間的電壓以對連接至連接器200的攜帶型電子裝置充電。在此實施例中，主機電力接點212(4) 、212(5) 、214(4) 及214(5) 定位於接點區208a及208b之中心中以藉由使電力儘可能遠離接地環205之數個側來改善信號完整性。
配件裝置電力接點212(1)及214(1) 可用於將電力自電子裝置(亦即，主機裝置)提供至配件裝置的配件裝置電源信號。配件裝置電源信號與經由主機電力接點212(4) 及212(5) 接收之信號的主機電力相比較通常為較低的電壓信號，例如，與5伏特或更高相比較為3.3伏特。配件裝置ID接點提供使得主機裝置能夠鑑認配件裝置且使得配件裝置能夠將關於如下文更詳細描述之配件裝置之能力的資訊傳達至主機裝置的通信頻道。
四對資料接點(a)212(2) 與212(3) ，(b)212(6) 與212(7) ，(c)214(2) 與214(3) ，及(d)214(6) 與214(7) 可用以使用若干不同通信協定中之一或多者啟用主機與配件裝置之間的通信。舉例而言，資料接點212(2) 及212(3) 鄰近於電力接點且在電力接點的一側上定位，而資料接點212(6) 及212(7) 鄰近於電力接點但在電力接點的另一側上定位。針對PCB之 另一表面上的接點214可看出接點的類似配置。配件裝置電力接點及配件裝置ID接點定位於連接器的每一末端處。資料接點可為高速資料接點，該等資料接點以比經由配件裝置ID接點發送之任何信號快兩或三個數量級之速率操作，此情形使得配件裝置ID信號本質上看起來像是至高速資料線的DC信號。因此，將資料接點定位於電力接點與ID接點之間藉由將資料接點夾於專用於DC信號或本質上DC信號的接點之間來改善信號完整性。
圖2E說明根據本發明之另一特定實施例的連接器200之腳位組態。
連接器200係正反兩用連接器。換言之，基於連接器200與主機裝置之對應連接器配合所在之定向，表面208a或208b上之接點與主機裝置之對應連接器中的接點實體且電接觸。如圖2E中所說明，連接器200可具有配置於PCB 250之上表面上的八個接點，及配置於PCB 250之下表面上的八個接點。
連接器200包括兩個接點212(1) 及214(4) ，前述兩個接點可充當配件裝置ID接點以攜載配件裝置與攜帶型電子裝置之間的識別信號。如圖2E中所說明，接點212(1) 及214(4) 電連接至彼此。連接器200可具有四對資料接點，(a)212(2) 與212(3) 、(b)212(6) 與212(7) 、(c)214(2) 與214(3) ，及(d)214(6) 與214(7) 。在此特定實施例中，如圖2E中所說明，(例如)212(2) 與214(2) 之對置資料接點經由PCB 250電連接至彼此。連接器200可進一步包括可電連接至彼此之主機電力接點212(4) 或214(5) 。主機電力接點212(4) 或214(5) 可將電力攜載至與連接器200配合之主機裝置。舉例而言，插頭連接器200可為經設計以將電力提供至主機裝置之電源供應器系統的部分。在此個例中，接點212(4) 或214(5) 可將電力自電源供應器攜載至主機裝置，(例如)以對主機裝置中的電池充電。
連接器200可進一步包括配件裝置電力接點212(5) 及214(8) ，其可(例如)經由PCB 250電連接至彼此。配件裝置電力接點將電力自主機裝置攜載至所連接配件裝置。舉例而言，在一些個例中，連接至主機裝置之配件裝置可能不能自供電，且可自主機裝置取得其電力。在此個例中，視連接器200關於主機裝置之對應連接器之定向而定，主機裝置可經由配件裝置接點中之任一者將電力供應至配件裝置。連接器200可進一步包括電連接至彼此的兩個接地接點212(8) 及214(1) 。接地接點提供連接器200之接地路徑。
圖3A說明根據本發明之一實施例的插座連接器300。插座連接器300包括外殼302，該外殼界定空穴304，且將N個接點306(1) 至306(N) 收容於空穴內。在操作中，諸如插頭連接器200之連接器插頭可插入至空穴304中以將接點212(1) 至212(N )或214(1) 至214(N) 電耦接至各別接點306(1) 至306(N) 。插座連接器接點306(1) 至306(N) 中之每一者將其各別插頭接點電連接至與收容插座連接器300所在之電/主機裝置相關聯的電路。舉例而言，插座連接器300可為主機裝置102之部分，且與主機裝置相關聯之電子電路藉由焊接接點306(1) 至306(N) 之尖端來電連接至插座300，該等尖端在外殼302外部延伸至諸如攜帶型媒體裝置內之印刷電路板(PCB)的多層板。請注意，連接器300包括僅單一側上之接點，因此可使得連接器為較薄的。在其他實施例中，連接器300在每一側上可具有接點。
圖3B說明根據本發明之一實施例的插座連接器300之橫截面圖。如所說明，在一些實施例中，額外接點308(1) 及308(2) 位於接點306(1) 至306(N) 之任一末端處。接點308(1) 及308(2) 可用以偵測插頭連接器是否完全插入至空穴304中，或插入至插頭連接器200的接點212(或214)實體耦接至插座連接器300之接點306的點。在一些實施例中，接點308(1) 及308(2) 亦可用以偵測插頭連接器是否已與插座連接器斷開。在 一些實施例中，當插頭連接器插入空穴304內超出某距離時，接點308可與插頭連接器200的罩蓋220接觸。在一些實施例中，接點308經置放，使得僅在接點212與接點306堅固實體連接時，接點308將與插頭連接器的接地環接觸。在一些實施例中，當接點308連接至插頭連接器的接地環時，可產生指示連接的信號。
在一些實施例中，如上文所描述，插座連接器300可僅在空穴304內之單一側上具有接點306(1)-(N) 。在特定實施例中，插座連接器300可具有八(8)個接點306(1) 至306(8) 。此等接點中之一些或全部可經組態以視插頭連接器上可用的信號來執行若干功能中的一者。可使插頭連接器200與若干配件裝置中之一者相關聯，該等配件裝置可經設計以與係與插座連接器300相關聯的主機裝置合作。舉例而言，插頭連接器200可與僅音訊配件裝置相關聯，在該狀況下，插頭連接器之接點(例如，206(1) -206(N) )上可用的信號可包括音訊及相關信號。在其他個例中，在插頭連接器200係與諸如視訊配件裝置之更複雜配件裝置相關聯之處，插頭連接器之接點可攜載音訊、視訊及相關信號。因此，為了使得插座連接器300係藉由各種不同類型之信號可操作的，可基於來自插頭連接器200之可用信號使得插座連接器300之接點306(1) 至306(8) 為可組態的。
在特定實施例中，插座連接器300除兩個連接偵測接點308(1) 及308(2) 外亦具有八個接點306(1) 至306(8) 。上文關於圖3B描述連接偵測接點308(1) 及208(2) 的操作。接點306(1) 至306(8) 中之一些或全部可具有可組態接點以攜載許多可能信號中之一者的關聯開關。請注意，來自接點306(1) 至306(8) 之一些其他接點可各自具有耦接至其的類似開關。開關可用以組態其關聯接點以視插頭連接器的組態而攜載信號S1 至Sn 中的任一者。
在一特定實施例中，接點306(1) 可為識別匯流排接腳(ACC_ID)， 且可經組態以傳達可操作命令以使得配件裝置執行功能並將對於命令唯一之回應提供至主機裝置。命令可為多種命令中的任一或多者，包括識別連接器接腳並選擇用於在所識別之連接器接腳上通信之複數個通信協定中的一者的請求、設定配件裝置之狀態的請求，及獲取配件裝置之狀態的請求。接點306(1) 亦可或替代地經組態以將來自主機裝置的電力傳達至配件裝置(例如，ACC_PWR)。舉例而言，接點306(1) 可耦接至主機裝置內之正(或負)電壓源，以便產生與另一接點(諸如，可為例如接點306(8) 的接地接點)不同的電壓。
在一特定實施例中，接點306(2) 及306(3) 可形成第一對資料接點(DP1/DN1)。資料接點可經組態以攜載多種信號中之一或多者，諸如(a)USB差分資料信號，(b)非USB差分資料信號，(c)UART傳輸信號，(d)UART接收信號，(e)數位除錯輸入/輸出信號，(f)除錯時脈信號，(g)音訊信號，(h)視訊信號等。
在一特定實施例中，接點306(4) 可將傳入電力(例如，相對於諸如接地接腳之另一接點的正電壓)攜載至插座連接器200與之相關聯的主機裝置(例如，自配件裝置中或耦接至配件裝置的電源)。接點306(5) 亦可充當類似於上文所描述之接點306(1) 的識別匯流排接腳(ACC_ID)。視所連接插頭連接器200(或連接器200)關於插座連接器300的定向而定，接點306(5) 亦可或替代地經組態以將電力自主機裝置傳達至配件裝置(例如，ACC_PWR)。
在一特定實施例中，接點306(6) 及306(7) 可形成第二對資料接腳(DP2/DN2)，且可各自經組態以攜載多種信號中之一或多者，諸如(a)USB差分資料信號，(b)非USB差分資料信號，(c)UART傳輸信號，(d)UART接收信號，(e)數位除錯輸入/輸出信號，(f)除錯時脈信號，(g)音訊信號，(h)視訊信號等。
在一特定實施例中，接點306(8) 可為接地接腳，或以其他方式設 置於低於接點306(1) 、306(4) 及306(5) 的電壓電位，以便提供正提供至或自主機裝置的電源的電壓電位。
在一些實施例中，短小突出部204具有180度之對稱性雙重定向設計，其使得插頭連接器200(或連接器200)在第一定向及第二定向兩者上插入至插座300中。
圖3C及圖3D說明根據本發明之兩個不同實施例的插座連接器之腳位組態。在一個實施例中，插座連接器300具有與圖1D中連接器200之腳位匹配的如圖3C中展示之腳位，且在另一實施例中，插座連接器300具有與圖1E之連接器200之腳位匹配的如圖3D中所展示的腳位。在圖3C及圖3D中之每一者中，ACC1及ACC2接腳經組態以視插頭連接器之插入定向而與插頭連接器的配件裝置電源(ACC_PWR)接腳或配件裝置ID(ACC_ID)接腳配合，一對資料A接點經組態以與插頭連接器的任一對資料1接點或一對資料2接點配合，且P_IN(電力輸入)接腳經組態以與插頭連接器的主機電力接點配合。另外，在圖3D之腳位中，GND接點經組態以與插頭連接器中的GND接點配合。
圖4說明根據本發明之一實施例的配件裝置420(例如，實施圖1的配件裝置104)至主機裝置410(例如，實施圖1的主機裝置102)之連接。在此實施例中，配件裝置420之連接器422(例如，實施圖2A的插頭連接器200)可與主機裝置410的連接器412(例如，實施圖3A的插座連接器300)配合。連接器422及412兩者可具有如上文所描述的接腳。當連接器422與連接器412實體配合時，兩個連接器的對應接點亦彼此實體連接。舉例而言，如圖4中所展示，連接器422的接點423實體連接至連接器412的接點413，且連接器422的接點424連接至連接器412的接點414。請注意，為易於解釋，在圖4中展示僅兩個接點。熟習此項技術者將認識到，兩個連接器中的其他接點亦可實體連接至彼此。
在配件裝置420處，電力限制電路421可針對傳入電力及/或請求 監視接腳424。舉例而言，在一個實施例中，電力可經由接腳424(例如，上文所描述之ACC_PWR接點)自主機裝置410傳達至配件裝置420。此電力可用於配件裝置420以在配件裝置420不可自諸如電源430的其他電源獲取操作電力或不具有內部電源情況下操作。若未接收到電力，則電力限制電路421可繼續監視接腳424。然而，若自主機裝置410接收到電力，則電力限制電路421可停用電源430與主機裝置410之間的電力路徑。在一些狀況下，電力路徑可預設地經停用，且因此可省略其他停用。一旦停用了電力路徑，電力限制電路421便可接收並讀取對配件裝置識別符的請求。若請求有效，則電力限制電路421可將配件裝置識別符發送至主機裝置410，且啟用(或重新啟用)電源430與主機裝置410之間的電力路徑。否則，電力限制電路421可繼續監視接腳424。
在配件裝置420將電力提供至主機裝置410的個例中，一旦連接已建立於主機裝置410與配件裝置420之間，電源430與主機裝置410之間的電力路徑便可被啟用。在一些實施例中，此情形可允許主機裝置410自配件裝置420獲取操作電力，諸如當主機裝置410不具有足夠電力來操作主要處理器以執行提供於主機裝置410中的軟體(例如，主機裝置具有無電電池)時。在其他實施例中，主機裝置410可具有足夠電力來操作此軟體，在該狀況下，主機裝置可選擇繼續使用其自己的電力操作或開始使用經由新啟用之電力路徑供應的電力操作。
在一些實施例中，電力限制電路421可包含可操作以執行不同功能的數個不同電路。舉例而言，圖5說明根據本發明之一實施例的電力限制電路421之高階方塊圖。根據實施例，電力限制電路421包括阻抗變更電路421a及識別電路421b。阻抗變更電路421a可安置於電源430與主機裝置410之間的電力路徑中，而識別電路421a可安置於阻抗變更電路421a與接腳/接點424之間。
可實施為單一積體電路(IC)晶片的識別電路421b可操作以經由接腳424自主機裝置410接收資料，且對所接收資料作出回應。舉例而言，識別電路421b可將配件裝置識別符儲存於其中，且可操作以回應於接收到對配件裝置識別符的請求而將配件裝置識別符傳達至主機裝置410。識別電路421b可亦可操作以將指導阻抗變更電路421a變更電源430與主機裝置410之間的電力路徑之阻抗之指令發送至阻抗變更電路421a。
可實施為單一IC晶片或與識別電路421b一起實施為單一IC晶片的阻抗變更電路421a可操作以變更電源430與主機裝置410之間的電力路徑之阻抗。阻抗之變更可回應於來自識別電路421b之指令，或在一些實施例中回應於直接發送自主機裝置410之指令。如本文中進一步描述，存在阻抗變更電路421a可變更電力路徑之阻抗的各種方式。
圖6為根據本發明之一個實施例的阻抗變更電路421a之示意圖。根據此實施例之阻抗變更電路421a包括與開關426並行耦接的電阻元件425，其中開關及電阻元件皆在點A與B之間配置於電力路徑中。電阻元件425可提供用於可量測地變更電力限制電路421a之阻抗特性的任何合適電阻。舉例而言，電阻元件425可具有1歐姆、2歐姆、3歐姆、100歐姆、200歐姆、300歐姆、1k歐姆、2k歐姆、3k歐姆、1M歐姆、2M歐姆、3M歐姆之電阻，電阻在自1歐姆至3歐姆、100歐姆至300歐姆、1k歐姆至3k歐姆、1M歐姆至3M歐姆之範圍內，或電阻小於1歐姆或大於3M歐姆。電阻元件425包括可耦接至電源430之第一末端5及可耦接至連接器422之電源接腳423的第二末端6，使得電阻元件425安置於電源430與主機裝置410之間的電力路徑中。在一些實施例中，電阻元件425可實施為電流限制電源或低壓降調節器(LDO)類型裝置或電路。
開關426可為允許提供自電源430之電流選擇性地繞過電阻元件 425的任何合適開關元件。舉例而言，開關426可為MOSFET、JFET，或可操作以切換電子信號與電力的其他類型之電晶體或其他半導體裝置。開關426並行地耦接至電阻元件425，且包括耦接至電阻元件425之第一末端5的第一端子7(例如，源極)、耦接至電阻元件425之第二末端6的第二端子8(例如，汲極)，及用於控制開關426之操作的第三端子9(例如，閘極)。在一些實施例中，第一端子7耦接至電源430，第二端子8耦接至電源接腳423，且第三端子9耦接至連接器122的接腳424。在處於「關斷(OFF)」狀態時，開關426具有顯著高於電阻元件425之電阻的電阻。在開關426處於「接通(ON)」狀態時，開關具有顯著低於電阻元件425之電阻的電阻。
如上文所描述，電力限制電路421可操作以變更電源430與主機裝置410之間的電力路徑的阻抗。在一些實施例中，電力限制電路421可以不同模式(諸如，以旁通模式及電力限制模式)操作。此等模式可回應於來自主機裝置410之指令而啟用/停用，且在一些實施例中電力限制電路421在預設情況下可以某些模式(例如，電力限制模式)操作。預設情況下以電力限制模式操作可有利地減少使用者至所曝露電壓電位的風險，諸如在配件裝置420之連接器422未連接至主機裝置410的連接器412時。舉例而言，當配件裝置第一次連接至主機裝置時，配件裝置可啟用電力限制模式，在該模式中，開關426關斷，藉此經由電阻元件425投送來自電源430的電力。視電阻元件425之值及電源430之輸出電壓而定，固定輸出電流在點A處為可用的。此電流通常為極低的，例如15mA。因此一開始僅此小電流可用於主機裝置。一旦主機裝置確認配件裝置為可靠的，配件裝置便可接通開關426(旁通模式)，從而導致電力經由開關426投送。在此個例中，較高電流現可用於點A處，此係由於開關426將極小電阻呈現給傳入電壓。在主機裝置未能確認配件裝置之可靠性的個例中，旁通模式不被 啟用，且主機裝置不可接收來自配件裝置的電力。
在主機裝置具有足夠電力之個例中，當配件連接器與主機裝置連接器配合時，主機裝置經由上文參看圖3B描述之連接偵測接點偵測配件裝置的連接，且起始與配件裝置之通信以鑑認配件裝置且隨後接收來自配件裝置的電力。
然而，在數個個例中，當主機裝置無電力時，例如，主機裝置具有無電電池時，主機裝置可能未能偵測到配件裝置之連接，且因此未能起始與配件裝置的通信以接收來自配件裝置的電力。在此個例中，可有幫助的是在配件裝置內具有機構以偵測與主機裝置的連接，使得配件裝置可將足夠電力提供至主機裝置以初始化主機裝置中的控制器/電路。使用此最小電力，如上文所描述，主機裝置可接著起始與配件裝置之通信，且因此能夠自配件裝置接收電力。在另一個例中，當配件裝置係電源供應器時，將係所要的是(例如)在上文所描述之插頭連接器的P_IN接點上僅輸出最小電力，以便在插頭連接器的接點意外接地或短路連接情況下防止樹狀生長且亦防止產生電弧/對插頭連接器的損害。一旦配件裝置偵測到存在連接至插頭連接器之主機裝置，便將係安全的是在配件裝置之接點上輸出正常電力。
圖7說明根據本發明之實施例的使得配件裝置能夠在主機裝置無電力時偵測主機裝置之存在之電路。
配件裝置可包括恆定電流源702。在一些實施例中，電流源702可提供在10μA與1mA之間的電流。電流源702安置於配件裝置與主機裝置之間的電力路徑中。舉例而言，電流源可連接至配件連接器(例如，圖1之插頭連接器100)的P_IN接點。在主機側，主機裝置可包括並行連接至二極體裝置704的開關708。此等兩個組件表示主機裝置內的電阻元件。連接至電阻元件之電容器706使主機裝置內之RC電路完整。在一些實施例中，電容器706可具有在10nF與10μF之間的值。 考慮配件裝置為電源供應器的個例。當配件裝置連接至電源(例如，壁式插座)時，習知配件裝置將輸出配件裝置經程式化以輸出的全電壓。舉例而言，若習知電源供應器經程式化以輸出5V DC，則只要習知電源供應器連接至電源，習知電源供應器便將經由其連接器輸出5V而無關於主機裝置是否連接至習知電源供應器。
如說明於圖7中的配件裝置將不自動地輸出全程式化電壓。實情為，根據本發明之實施例的配件裝置以極低電流值在其連接器的P_IN接點上輸出某電壓(例如，在3V與5V之間)，直至偵測到主機裝置連接。為易於解釋，配件裝置之配件裝置輸出極低電流的此操作模式本文中被稱作「連接偵測模式」。在一些實施例中，連接偵測模式可為配件裝置的預設模式。在一些實施例中，以脈衝式方式而非以恆定模式在P_IN接點上輸出電壓/電流。舉例而言，配件裝置可輸出具有在0.1%與1%之間的工作循環且具有在0.01秒與0.001秒之間的脈衝寬度/持續時間的電壓/電流脈衝。在一些實施例中，與工作循環相關聯的頻率範圍可在100Hz與1000Hz之間。此情形減少及/或消除配件連接器之接點上的樹狀生長之可能性，此係由於電流/電壓僅在接點上呈現歷時短時間段。
配件裝置於在P_IN接點上輸出電壓/電流脈衝之後監視P_IN接點處的電壓，以偵測是否連接了主機裝置。比較器710連接至P_IN接點，且接收參考電壓Vth 作為其另一輸入。比較器710之輸出耦接至接收配件裝置識別符作為其另一輸入的或(OR)閘712。OR閘712之輸出係上文結合圖5及圖6描述的電力限制模式。
考慮主機裝置連接至配件裝置。在此個例中，當配件裝置提供藉由電流源702供應之電流(在連接偵測模式中)時，主機側電路(例如，電容器706、二極體704及開關708)呈現某電容，且結果P_IN接點處之電壓開始升高。若P_IN接點處之所量測電壓在某時間T1 或該時間 T1 之後達到參考電壓Vth ，則配件裝置可推斷主機裝置連接至配件裝置。基於配件裝置及/或主機裝置之設計，Vth 及T1 之合適值可經程式化。在特定實施例中，Vth 之值可在0伏特與1.8伏特之間，且T1 之值可在1微秒與100微秒之間。圖8說明在P_IN接點處量測之電壓與使電壓達到某一值/位準花費之時間之間的關係。如圖8中所說明，在點P處，P_IN接點處之電壓在時間T1 內已達到參考電壓Vth 。在本發明中，將電壓與時間之間的此關係指定為指示主機裝置的存在。若所量測電壓在T1 之前的任何時間達到值Vth ，則配件裝置推斷無主機連接至主機裝置。若所量測電壓在時間T1 或時間T1 之後達到值Vth ，則配件裝置推斷主機連接至配件裝置。
在該個例中，當主機裝置未連接至配件裝置時，只要在P_IN接點上提供電流，P_IN接點處之電壓在時間T1 期滿之前將升高至針對連接偵測模式指定的輸出電壓(例如，如上文所描述的3V至5V)，此係由於在P_IN接點處不存在電容。當配件裝置偵測到P_IN接點處之電壓量測在T1 之前滿足或超出Vth 時，配件裝置推斷無主機裝置連接至配件裝置。配件裝置接著終止P_IN接點上之電流/電壓輸出，且繼續以連接偵測模式操作，在該模式中，配件裝置如上文所描述以脈衝式模式提供偵測電流。
在配件裝置偵測主機裝置之連接情況下。換言之，若P_IN接點處之所量測電壓在時間T1 或時間T1 之後達到Vth ，則配件裝置可啟用電力限制模式且將配件裝置電力提供至主機裝置以啟用與配件裝置之通信的起始。主機裝置可接著鑑認配件裝置，且隨後配件裝置可啟用旁通模式以將恰當電力提供至主機裝置從而用於操作或對主機裝置之電池充電。
圖9說明根據本發明之一實施例的連接偵測模式下之脈衝式電壓輸出。如圖9中所說明，若所量測電壓V在小於T1 之時間t 內等於或超 出Vth ，則配件裝置可推斷未連接主機。而若所量測電壓V在T1 或T1 之後等於Vth ，則配件裝置可推斷主機裝置連接至配件裝置。
如上文所描述，連接偵測電流源702沿著配件裝置與主機裝置之間的電力路徑安置。在一些實施例中，電流源可並行地連接至描述於以上圖6中之阻抗變更電路。因此，在此實施例中，在電源與主機裝置(經由配件裝置)之間存在三個電力路徑。圖10為根據本發明之另一實施例的阻抗變更電路431a之示意圖。圖6之實施例與此實施例之間的差異為添加了與電阻元件425及開關426並行的電流源702。在此實施例中，當配件裝置未連接至主機裝置時，配件裝置以啟用經由電流源702之電力路徑的連接偵測模式操作。當配件裝置偵測到連接至其的無電力之主機裝置(例如，使用上文所描述之技術)時，配件裝置啟用電力限制模式，且啟用經由電阻元件425的電力路徑。一旦主機裝置鑑認了配件裝置，配件裝置便以旁通模式操作，且啟用經由開關426的電力路徑。
圖11為根據本發明之一實施例的用於偵測主機裝置至配件裝置之連接之處理程序1100之流程圖。處理程序1100可(例如)由圖1之配件裝置104來執行。
在步驟1102處，配件裝置在配件裝置側連接器之電力接點上輸出脈衝式電流。在步驟1104處，配件裝置量測配件裝置側連接器之電源輸出接點處的電壓。在步驟1106處，配件裝置判定所量測電壓V是否等於或大於參考電壓Vth ，且電壓達到Vth 花費之時間是否等於或大於預定時間。若配件裝置判定(步驟1108)所量測電壓在小於預定時間的時間內達到或超出Vth ，則配件裝置推斷主機裝置未連接至配件裝置(步驟1110)，且處理程序1100返回至步驟1102。
然而，若配件裝置判定(步驟1112)量測電壓V在預定時間或之後達到Vth ，則配件裝置推斷主機裝置連接至配件裝置(步驟1114)，且處 理程序結束。
應瞭解，說明於圖11中之特定步驟提供根據本發明之一實施例的用於偵測主機裝置之連接的特定方法。亦可根據替代性實施例來執行其他步驟序列。舉例而言，本發明之替代性實施例可以不同次序執行上文略述之步驟。此外，說明於圖11中之個別步驟可包括可以如對於個別步驟適當之各種序列執行的多個子步驟。此外，額外步驟視特定應用而可經添加或移除。一般熟習此項技術者將認識到許多變化、修改及替代例。
圖12為根據本發明之一實施例的用於操作配件裝置之處理程序1200之流程圖。處理程序1200可(例如)由圖1之配件裝置104來執行。
一開始，配件裝置可啟用連接偵測模式(步驟1202)，在該連接偵測模式中，配件裝置在配件裝置側連接器之電力接點處以脈衝式方式輸出電流/電壓。在輸出電壓/電流脈衝之後，配件裝置量測電力接點處的電壓(步驟1204)。若所量測電壓在預定時間期滿之前變得等於或超出預定臨限電壓(步驟1206)，則配件裝置推斷無主機裝置連接至配件裝置(步驟1208)。其後，處理程序返回至配件裝置輸出具有可程式化工作循環之脈衝式電壓/電流的步驟1202。若該所量測電壓在預定時間期滿時或期滿之後達到預定電壓(步驟1210)，則配件裝置推斷主機裝置連接至配件裝置(步驟1212)。基於此推斷，配件裝置停用連接偵測模式(步驟1214)，且啟用配件裝置在電力接點上供應較高恆定電流及電壓的電力限制模式(步驟1216)。此電流/電壓對於主機裝置足以開始與配件裝置的通信。其後，配件裝置與主機裝置通信以鑑認配件裝置(步驟1218)。一旦鑑認了配件裝置，配件裝置停用電流限制模式(步驟1220)，且啟用配件裝置提供主機裝置之正常操作/充電需要之電力的旁通模式(步驟1222)。
應瞭解，說明於圖12中之特定步驟提供根據本發明之一實施例 的操作配件裝置的特定方法。亦可根據替代性實施例來執行其他步驟序列。舉例而言，本發明之替代性實施例可以不同次序執行上文略述之步驟。此外，說明於圖12中之個別步驟可包括可以如對於個別步驟適當之各種序列執行的多個子步驟。此外，額外步驟視特定應用而可經添加或移除。一般熟習此項技術者將認識到許多變化、修改及替代例。
電路、邏輯模組、處理器及/或其他組件本文中可描述為「經組態」以執行各種操作。熟習此項技術者應瞭解，取決於實施，可經由特定組件之設計、設置、互連及程式化來實現此組態，且再次取決於實施，經組態之組件可能或可能不可重新組態以用於不同操作。舉例而言，可藉由提供合適的可執行碼來組態可程式化處理器；可藉由合適地連接邏輯閘與其他電路元件來組態專用邏輯電路；等等。
雖然上述實施例可參考特定硬體及軟體組件，但熟習此項技術者將瞭解，亦可使用硬體及/或軟體組件之不同組合，且被描述為以硬體實施之特定操作亦可能以軟體來實施，或反之亦然。
併有本發明之各種特徵的電腦程式可編碼於各種非暫時性電腦可讀儲存媒體上；合適媒體包括磁碟或磁帶、諸如緊密光碟(CD)或DVD(數位多功能光碟)之光學儲存媒體、快閃記憶體，及其類似者。編碼有程式碼之電腦可讀儲存媒體可藉由相容裝置來封裝，或與其他裝置分離地提供。此外，可編碼且經由遵循各種協定(包括網際網路)之有線光學及/或無線網路來傳輸程式碼，進而允許(例如)經由網際網路下載的散佈。
因而，儘管已關於特定實施例描述了本發明，但應瞭解，本發明意欲涵蓋在以下申請專利範圍之範疇內的所有修改及等效物。
702‧‧‧恆定電流源/連接偵測電流源
704‧‧‧二極體裝置
706‧‧‧電容器
708‧‧‧開關
710‧‧‧比較器
712‧‧‧或(OR)閘

Claims (20)

  1. 一種對電池電力不足之一主機電子裝置充電以實施一鑑認程序之方法，其包含：藉由一配件裝置實施一連接偵測(connection detection)程序以判定該配件裝置是否電性連接至一主機電子裝置，該連接偵測程序包括：在該配件裝置之一連接器中之一接點上輸出一第一電壓；在該接點處量測隨時間而變之一電壓；及基於判定該接點處之該所量測電壓在一預定時間期滿之前、期滿時或期滿之後是否達到或超出一臨限電壓，來判定該配件裝置是否連接至該主機電子裝置；若該配件裝置判定該主機電子裝置未連接至該配件裝置，則停止在該接點上輸出該第一電壓，且重複該連接偵測程序；及若該配件裝置判定該主機電子裝置連接至該配件裝置，則開始對該主機電子裝置進行充電以使得該主機電子裝置實施一鑑認程序以鑑認該配件裝置。
  2. 如請求項1之方法，其中對該主機電子裝置進行充電包含由該配件裝置執行以下步驟：啟用該配件裝置與該主機電子裝置之間的一第一電力路徑，且在該第一電力路徑上傳遞一第一電流準位至該主機電子裝置；在那之後，接收及回應於來自該主機電子裝置之一請求來鑑認該配件裝置；及在該配件裝置之成功鑑認之後，啟用該配件裝置與該主機電子裝置之間的一第二電力路徑，且在該第二電力路徑上傳遞一第二電流準位至該主機電子裝置，其中該第二電流準位高於該 第一電流準位。
  3. 如請求項2之方法，其中該第一電力路徑具有一第一電阻，且該第二電力路徑具有低於該第一電阻之一第二電阻。
  4. 如請求項1或2之方法，其中輸出一第一電壓包括在該接點上供應一介於10μA與1mA之間且小於該第一電流準位的電流。
  5. 如請求項1或2之方法，其中該臨限電壓在0伏特與1.8伏特之間。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該預定時間在1μs與100μs之間。
  7. 如請求項1或2之方法，其中該主機裝置具有一無電電池或不具有電力。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該臨限電壓小於該第一電壓，且其中若該所量測電壓在該預定時間期滿之前達到或超出一臨限電壓，則該配件裝置判定該配件裝置並未連接至一主機電子裝置，以及若該所量測電壓在該預定時間期滿時或期滿之後達到或超出一臨限電壓，則該配件裝置判定該配件裝置係連接至一主機電子裝置。
  9. 如請求項8之方法，其中當一主機電子裝置並未連接至該配件裝置時，實施一連接偵測程序包括：在該接點處輸出具有在0.1%與1.0%之間的一工作循環的複數個電壓脈衝。
  10. 如請求項8之方法，其中當一主機電子裝置並未連接至該配件裝置時，實施一連接偵測程序包括：在該接點處輸出具有在0.01秒與0.001秒之間的一脈衝持續時間的複數個電壓脈衝。
  11. 一種配件裝置，其包含：包括複數個接點之一第一連接器，其中該第一連接器經組態以與一主機裝置之一第二連接器連接；耦接至該第一連接器之偵測電路；及一電流源，其耦接至該複數個接點中之一第一接點，其中該 配件裝置可操作以實施一連接偵測程序以判定該配件裝置是否電性連接至一主機電子裝置，該連接偵測程序包括：在該第一接點上輸出一第一電壓；使用該偵測電路量測該第一接點處的電壓之一升高速率；及基於該第一接點處量測的該電壓在一預定時間期滿時或期滿之後滿足或超出一臨限電壓，來判定該配件裝置是否連接至該主機電子裝置；若該配件裝置判定該主機裝置連接至該配件裝置，則開始對該主機電子裝置進行充電以使得該主機電子裝置實施一鑑認程序以鑑認該配件裝置。
  12. 如請求項11之配件裝置，其中該第一電流在10μA與1mA之間。
  13. 如請求項11或12之配件裝置，其中該第一電流經作為具有在0.1%與1%之間的一工作循環之一系列脈衝輸出。
  14. 如請求項11或12之配件裝置，其中該臨限電壓在0伏特與1.8伏特之間。
  15. 如請求項11或12之配件裝置，其中該預定時間在1μs與100μs之間。
  16. 如請求項11或12之配件裝置，其中該配件裝置進一步可操作以：在該主機裝置的進行鑑認之前且進行偵測之後，啟用該配件裝置與該主機裝置之間的一第一電力路徑且在該第一電力路徑上傳遞一第一電流準位至該主機電子裝置，該第一電力路徑具有一第一電阻；接收及回應來自該主機裝置的發送鑑認資訊之一請求；及在由該主機裝置進行鑑認之後，啟用該主機裝置與該配件裝置之間的一第二電力路徑且在該第二電力路徑上傳遞一第二電流準位至該主機電子裝置，其中該第二電流準位高於該第一電 流準位，且其中該第二電力路徑具有低於該第一電阻之一第二電阻。
  17. 如請求項16之配件裝置，其中當該配件裝置連接至該主機電子裝置時，經由該第一及第二電力路徑所提供之該第一及第二電流均高於高於在該連接偵測程序期間內被供應至該第一接點之一電流。
  18. 一種包括複數個指令之非暫時性電腦可讀記錄媒體，該等指令在由一配件裝置中之一控制器執行時使該配件裝置執行判定該配件裝置是否電性連接至內部電力不足的一主機裝置之一方法，該複數個指令包含：使該配件裝置實施一連接偵測程序以判定該配件裝置是否電性連接至一主機電子裝置之指令，該連接偵測程序包括：在該配件裝置之一配件連接器的一接點上輸出一第一電壓；量測隨時間而變的在該接點處之一電壓之指令；及判定在該接點處量測之該電壓在一預定時間期滿時或期滿之後是否達到或超出一臨限電壓之指令；若該配件裝置判定該主機電子裝置連接至該配件裝置，則藉由啟用該配件裝置與該主機電子裝置之間的一第一電力路徑使該配件裝置開始對該主機電子裝置進行充電，且在該第一電力路徑上傳遞一第一電流準位至該主機電子裝置；在那之後，接收及回應於來自該主機電子裝置之一請求來鑑認該配件裝置之指令；及在成功鑑認該配件裝置之後，啟用該配件裝置與該主機電子裝置之間的一第二電力路徑，且在該第二電力路徑上傳遞一第二電流準位至該主機電子裝置之指令，其中該第二電流準位高於該第一電流準位。
  19. 如請求項18之儲存裝置，其中該臨限電壓在0伏特與1.8伏特之間。
  20. 如請求項18或19之儲存裝置，其中該預定時間在1μs與100μs之間。
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