TWI505578B - 用於扁平連接器之極性控制技術 - Google Patents

用於扁平連接器之極性控制技術 Download PDF

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TWI505578B
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Description

用於扁平連接器之極性控制技術
本發明係有關於用於扁平連接器之極性控制技術。
 發明背景
電子裝置之電力連接器可包括同軸連接器。一同軸連接器可連接至一電子裝置之電力埠來將電力供應至該電子裝置。一同軸連接器具有由一般筒狀的傳導屏蔽來圍繞之一內部導體。該內部導體可提供一電壓，而該傳導屏蔽可提供一接地參考點。將一同軸連接器連接至一電子裝置之一對應埠時，由於該內部導體與該傳導屏蔽之同心安排，故一使用者不需在意該同軸連接器之定向。
近年來，電子裝置(諸如電腦、平板、智慧型手機、等等)變得更薄時，扁平連接器逐漸用來將一電子裝置連接至一電源。一扁平連接器具有一相當扁的外型(例如，矩形外型、橢圓外型、等等)以允許該扁平連接器安裝在某些電子裝置之相當扁的外型中。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種接收點 裝置，包含有：一包含一外型來與包括一電力接點與一參考接點之一扁平連接器銜接的埠，其中該埠可以該扁平連接器之多個定向的任何一個來與該扁平連接器銜接；以及一極性控制電路，其連接至該埠來將極性處理施加在對應該等電力與參考接點之信號以便在一目標極性時產生輸出電力信號而不管該扁平連接器連接至該埠時的一定向。
100‧‧‧系統
102‧‧‧電子裝置
104‧‧‧電力配接器
106、106A‧‧‧扁平連接器
108、108A‧‧‧埠
109‧‧‧磁鐵
110‧‧‧極性控制電路
111‧‧‧主裝置
112‧‧‧插頭、構件
202‧‧‧電力接點
204‧‧‧接地接點
302、304‧‧‧埠接點
402‧‧‧第一輸入信號
404‧‧‧第二輸入信號
406、408‧‧‧輸出電力信號
502‧‧‧全波整流器
602、604‧‧‧資料接點
606‧‧‧切換電路
607‧‧‧控制輸入
608、610‧‧‧埠資料接點
612、614‧‧‧輸出資料信號
616、618‧‧‧交換器
620、622、624、626‧‧‧插針
702、704‧‧‧電容器
706、708‧‧‧偏壓電阻器
802、804‧‧‧方塊
現將參照下列圖形來說明某些實施例：圖1是一根據某些實施態樣，包括一接收點裝置與一電力配接器之一示範安排的示意圖；圖2是一根據某些實施態樣之一扁平連接器的示意圖；圖3是一根據某些實施態樣，用於接收一扁平連接器之一接收點裝置上的一埠之示意圖；圖4A至圖4B是根據某些實施態樣，用以產生具有一目標極性而不管一扁平連接器之定向的電力信號之電路示意圖；圖5是一根據某些實施態樣，可用於一極性控制電路中之一全波橋式整流器的示意圖；圖6與圖7是根據各種不同實施態樣，用以產生具有正確極性之電力信號與資料信號的電路示意圖，而不管一扁平連接器連接至一接收點裝置埠時之定向；以及圖8是一根據某些實施態樣，由一極性控制電路執行之一程序的流程圖。
 較佳實施例之詳細說明
一扁平連接器可用來將一電源連接至一接收點裝置，其可為消耗電力之任何裝置。接收點裝置之範例包括電腦、平板裝置、智慧型手機、個人數位助理(PDA)、遊戲設施、電力工具、電話、等等。一扁平連接器可包括組配來電氣連接至該接收點裝置上之一埠的個別接點之一電力接點與一參考接點(例如，一接地接點)。一扁平連接器之電力接點可組配來承載一電壓。該接地接點可組配來連接至一接地參考點。接下來的討論中，其參照具有一電力接點與一接地接點之一扁平連接器-其他範例中，該扁平連接器中可不使用連接至一接地參考點之一接地接點、連接至一參考電壓之一參考接點。
一接收點裝置之一“埠”可參照為能夠與一扁平連接器銜接之一連接結構，使得該扁平連接器與該埠之間可提供機械與電氣連接兩者。
於一扁平連接器中，該電力接點與該接地接點可相鄰放置，使得該電力接點與該接地接點可僅沿一方向彼此側向分開。於一扁平連接器中之電力與接地接點的安排與一同軸連接器完全不同，其中一接點於許多方向可由另一接點(例如，筒狀屏蔽)圍繞。藉由將該電力接點與該接地接點相鄰放置，該扁平連接器(一非同軸連接器)可達到一相當扁的外型，而該扁平連接器之高度會遠小於該扁平連接器之寬度。同樣地，可與該扁平連接器銜接之埠為一非同 軸埠。
與一扁平連接器之使用相關聯的一議題為該電力接點與該接地接點具有彼此相關之一特定極性。結果是，若該扁平連接器以一第一定向與一接收點裝置埠銜接，則該扁平連接器之電力接點與接地接點在一第一極性時連接至該埠之個別接點。然而，若該扁平連接器與該接收點裝置之埠銜接時翻轉至一不同定向(諸如與該第一定向顛倒)，則該扁平連接器之電力接點與接地接點在一第二、相反極性時連接至該埠之個別接點。若無提供適當的機構，則以錯誤極性供應直流電來將電力與接地接點連接至一接收點裝置之一埠會造成該接收點裝置失靈。
圖1繪示包括一電子裝置102與一電力配接器104之一示範系統100。圖1之範例中，該電子裝置102為一筆記型電腦。其他範例中，該電子裝置102可為具有會消耗該電力配接器104供應之電力的構件112之另一類型的接收點裝置。
該電子裝置102具有一埠108來接收該電力配接器104之一個別的扁平連接器106。一磁鐵109可與該電子裝置102中之埠108相鄰以便將該扁平連接器106磁性吸引至該埠108來允許更方便的銜接。
該電力配接器104更包括一主裝置111，其包括於交流電與直流電間轉換之一電力轉換器。該電力配接器104具有連接至該主裝置111之一插頭112。該插頭112組配來插入一電力插座，諸如一牆壁插座。其他範例中，該電力配 接器104可連接至包括一直流電源之另一類型電源。
於其他另外的替代範例中，該扁平連接器106可為與該電力配接器104不同之一裝置的一部分。
該扁平連接器106可以該扁平連接器106之多個不同定向的其中之一來連接至該埠108。如上所述，該扁平連接器106之不同定向可使該扁平連接器106之電力與接地接點的極性不同。為陳述該類議題，該電子裝置102包括連接至該埠108之一極性控制電路110。
該扁平連接器106與該埠108銜接時，該極性控制電路110可接收對應該扁平連接器106之電力與接地接點的信號。該極性控制電路110可將極性處理施加在對應該等電力與接地接點之信號使得該極性控制電路可產生(於該電子裝置102中用以對該電子裝置102之該等構件112供電)具有一目標極性(該正確極性)之輸出電力信號，而不管該扁平連接器106與該埠銜接時的定向。簡言之，該極性控制電路110可產生具有相同目標極性的輸出電力信號，而不管該扁平連接器106連接至該埠108時是否具有一第一定向或一相反定向。
來自該極性控制電路110之輸出電力信號的目標極性或正確極性可參照為消耗該電力配接器104供應之電力的構件112所預期之電力信號的極性。根據某些實施態樣使用該極性控制電路110，該扁平連接器106連接至該埠108時，一使用者不需在意該扁平連接器106之特別定向。
圖2描繪該扁平連接器106之一電力接點202與一 接地接點204。雖然下述說明中參照為該接地接點204，但應注意該接點204可更一般地參照為連接至一參考電壓之一參考接點204。共同而言，該電力接點202與接地接點204可參照為“電力相關接點”。圖2之範例中，該扁平連接器106具有一相當扁平的外型，其一般描繪為矩形的外型。其他範例中，該扁平連接器106之扁平外型可具有彎曲邊緣，諸如提供具有彎曲邊緣之一橢圓外型或其他的扁平外型。另外其他範例中，該扁平連接器106可具有其他外型的形狀。該扁平連接器106可與該埠108銜接，而不管該扁平連接器106是否位於一第一定向(如圖2所描繪)或位於從該第一定向翻轉之一第二定向。
某些範例中，該扁平連接器106可僅包括一單一電力接點與一單一接地接點，而該扁平連接器106中不提供重複的電力與接地接點。避免重複的電力與接地接點可允許該扁平連接器106之整體大小縮減。其他範例中，該扁平連接器106可包括額外的電力接點及/或接地接點。此外，其他範例中，除了該等電力與接地接點傳達的電力信號之外，該扁平連接器106亦可包括用於傳達資料信號之資料接點。
圖3描繪該電子裝置102之埠108的接點302與304。該埠108亦具有對應該扁平連接器106之外型的一般扁平的外型。該埠108的外型可允許該扁平連接器106以該扁平連接器106之兩個相反定向的任一個連接至該埠108。該埠108的接點302與304可並列放置使得該等接點302與304 僅沿一方向側向分開。如圖2與圖3所見，若該扁平連接器106連接至該埠108時具有圖2所示之定向，則該埠108之接點304會連接至該電力接點202，而該埠108之接點302會連接至該接地接點204。該扁平連接器106與該埠108間之該類銜接會造成該等接點302與304之一第一極性，亦即，該接點302位於一接地參考點而該接點304位於一電力電壓的一極性。
若該扁平連接器106連接至該埠108時從圖2所示之定向翻轉顛倒，則該埠接點304會連接至該接地接點204，而該埠接點302會連接至該扁平連接器106之電力接點202。此銜接會造成該等接點302與304之一第二、相反極性，其中該埠接點302位於該電力電壓而該埠接點304位於該接地參考點。
圖4A與圖4B繪示該扁平連接器106相關該埠108之兩種不同定向。圖4A中，該扁平連接器106具有一第一定向使得該扁平連接器電力接點202連接至該埠接點302，而該扁平連接器接地接點204連接至該埠接點304。如圖4A中進一步描繪，該電力配接器104之主裝置111的輸出可提供具有一正(+)端子與一負(-)端子之一電源，該等端子個別連接至該等電力接點202與接地接點204。
根據圖4A中該扁平連接器106與該埠108之銜接，該極性控制電路110可於該電力電壓時接收(連接至該埠接點302之)一第一輸入信號402，以及於該接地參考點時接收(連接至該埠接點304之)一第二輸入信號404。該極性控 制電路110可將極性處理施加在該等接收的輸入信號402與404上，並產生具有一目標極性之輸出電力信號406與408。該目標極性中，該輸出電力信號406位於一電力電壓而該輸出電力信號408位於一接地參考點。
該圖4B之範例中，該扁平連接器106已翻轉至該相反定向，使得該扁平連接器接地接點204連接至該埠接點302，而該扁平連接器電力接點202連接至該埠接點304。此安排中，該輸入信號402位於該接地參考點，而該輸入信號404位於該電力電壓。圖4B中之輸入信號402與404具有與圖4A中之輸入信號402與404的極性相反之一極性。然而，即使圖4B中該等輸入信號402與404之極性翻轉，該極性控制電路110仍可施加極性處理以產生具有與圖4A之範例中相同目標極性的輸出電力信號406與408。
圖5繪示可為該極性控制電路110之一部分的一示範電路。某些實施態樣中，該極性控制電路110可包括一全波整流器502，來將全波整流施加至來自該等埠接點302與304之輸入信號402與404。該全波整流器502可產生該等輸出電力信號406與408。來自該全波整流器502之輸出電力信號406位於該電力電壓，而來自該整流器502之輸出電力信號408位於該接地參考點，而不管該等輸入信號402與404之極性。簡言之，該等輸出電力信號406與408之極性相同而不管該等輸入信號402與404是否位於一第一極性或一第二、相反極性。
某些範例中，該全波整流器可使用如圖所示，包 括以一橋接安排連接之二極體504、506、508、以及510的一二極體橋接器來加以執行。其他範例中，亦可使用其他類型的全波整流器502。
上述說明提供該扁平連接器106僅具有一個電力接點與一個接地接點的範例。其他範例中，該扁平連接器106可包括額外的電力接點與接地接點。再者，另外其他範例中，該扁平連接器106亦可包括用以承載資料信號之資料接點。
具有資料接點602與604以及該等電力接點202與接地接點204之一示範扁平連接器106A描繪於圖6。圖6中，該電子裝置102之一埠108A組配來連接至該扁平連接器106A。該埠108A包括該等埠接點302與304(以連接至該等電力與接地接點202與204)以及個別連接至該扁平連接器106A之資料接點602與604之埠資料接點608與610。
圖6之範例中，假設該資料接點602連接至一第一資料信號(D+)而該資料接點604連接至一第二資料信號(D-)。該等資料信號D+與D-可組成一單一成對。該扁平連接器106A與該埠108A銜接時改變該定向可使該等埠接點608與610之資料信號成對(D+、D-)之極性改變。
為陳述上述議題，其提供一切換電路606，其從該等埠資料接點608與610接收輸入資料信號。該切換電路606能夠檢測該扁平連接器106A相對該埠108A之定向，並根據該檢測定向，該切換電路606能夠調整該切換電路606中之交換器616、618的位置以產生具有一目標資料極性之 輸出資料信號612與614(Dout+、Dout-)。該切換電路606因此能夠施加極性處理以產生具有相同目標資料極性之輸出資料信號612與614而不管該扁平連接器106A連接至該埠108A時的定向。
某些範例中，該扁平連接器106A之定向檢測相對該埠108A係根據該輸入電力信號402之電壓。該切換電路606具有連接至該輸入電力信號402之一控制輸入607。若該輸入電力信號402位於該電力電壓，則此指出該扁平連接器106A之一第一定向。另一方面，若該輸入電力信號402位於該接地參考點，則此指出該扁平連接器106A之一相反定向。
該切換電路606之控制輸入607的狀態可控制該切換電路606中之交換器616、618的位置。該交換器616可選擇性將該輸出資料信號612連接至一插針620(其連接至該埠資料接點608)、或一插針622(其連接至該埠資料接點610)。
同樣地，該交換器618可選擇性將該輸出資料信號614連接至一插針624(其連接至該埠資料接點610)、或至一插針626(其連接至該埠資料接點608)。
若該輸入電力信號402位於該電力電壓，則該交換器616受致動來連接至插針620，而該交換器618受致動來連接至插針624。另一方面，若該輸入電力信號402位於該接地參考點，則該交換器616受致動來連接至插針622，而該交換器618受致動來連接至插針626。
於替代實施態樣中，該輸入電力信號404可連接 至該切換電路606之控制輸入607以控制該等交換器616與618的位置。
圖6之安排亦可包括該極性控制電路110(類似圖4A所描繪)將極性處理施加至該等輸入電力信號402與404以產生具有該目標極性之輸出電力信號406與408。
圖7繪示圖6安排的一變化型態之一不同的示範安排。圖7之安排亦包括該切換電路606以及該極性控制電路110。
圖7之範例中，該等資料信號D+與D-透過對應的電容器702與704來電容性耦合至該扁平連接器106A之資料接點602與604。此外，該D+接點602透過一偏壓電阻器706來耦合至該電源(主裝置111)之正端子，而該D-接點604透過一偏壓電阻器708來耦合至該電源之負端子。圖7之範例中，該切換電路606之控制輸入607連接至該埠108A之埠資料插針608。該切換電路606中之交換器616與618的選擇性致動可由該埠資料插針608之一電壓準位來控制，該扁平連接器106A與該埠108A銜接時其可拉至該扁平連接器資料插針602之電壓。
於不同實施態樣中，該切換電路606之控制輸入607可連接至該埠資料接點610。圖6或圖7的安排中，施加至輸入資料信號以產生具有該正確極性之輸出資料信號的極性處理係根據該扁平連接器106A之一電力相關接點(202或204)的一檢測狀態。
應注意該扁平連接器資料插針602係透過該偏壓 電阻器706來偏壓至該電源之正端子的電力電壓。同樣地，該扁平連接器資料插針604係透過該偏壓電阻器708來偏壓至該電源之負端子提供的接地參考點。該等資料信號D+與D-中的變動可電容性耦合至該等扁平連接器資料接點602與604。
應注意圖6或圖7中描繪的切換電路606可提供該切換電路之一功能性表示法。某些實施態樣中，該切換電路606可為與一電子裝置之一晶片組分開的一裝置之一部分。其他實施態樣中，該切換電路606可於使用該接收資料之一積體電路晶片中執行。或者，該晶片組提供之資料反相可根據依照某些匯流排標準之匯流排極性反相，該等標準諸如PCI-E(快速周邊組件互連)或其他標準。由於上述實施態樣的每一個中，如範例該資料極性反相係根據(圖6)該輸入電力資料402之狀態或(圖7)該埠資料插針608之狀態。
圖8繪示一根據某些實施態樣之一程序的流程圖。該程序可由一接收點裝置(例如，圖1之電子裝置102)之電路(例如，極性控制電路110)來執行以產生具有一目標極性之輸出電力信號，而不管一扁平連接器連接至該接收點裝置之一埠時的一定向。該埠與該扁平連接器銜接時，該極性控制電路從埠接點接收輸入信號(802中)。該極性控制電路將極性處理施加至該等輸入信號以便產生具有一目標極性之輸出電力信號，而不管該扁平連接器與該埠銜接時的定向(804中)。
上述說明中，其提出若干細節以提供對本文揭示 之標的的了解。然而，在無某些或所有該等細節的情況下仍可實作實施態樣。其他實施態樣可包括來自上述細節之修改與變化型態。該等附接請求項意欲涵蓋該類修改與變化型態。
802、804‧‧‧方塊

Claims (10)

  1. 一種接收點裝置，包含有：一包含一外型來與包括一電力接點與一參考接點之一扁平連接器銜接的埠，其中該埠可以該扁平連接器之多個定向的任何一個來與該扁平連接器銜接；以及一極性控制電路，其連接至該埠來將極性處理施加在對應該等電力與參考接點之信號以便在一目標極性時產生輸出電力信號而不管該扁平連接器連接至該埠時的一定向。
  2. 如請求項1之接收點裝置，其中該埠具有一第一接點與一第二接點來與該扁平連接器之電力接點與參考接點個別地銜接。
  3. 如請求項2之接收點裝置，其中該極性控制電路包括一全波整流器以便從該埠之第一與第二接點接收信號，並在該目標極性時產生該輸出電力信號。
  4. 如請求項2之接收點裝置，其中該第一接點僅於一方向上與該第二接點側向分開。
  5. 如請求項1之接收點裝置，其中該埠為一非同軸埠。
  6. 如請求項1之接收點裝置，更包含一磁鐵來將該扁平連接器磁性吸引至該埠以便將該扁平連接器銜接至該埠。
  7. 如請求項1之接收點裝置，其中該埠具有多個接點，該等多個接點用於執行下列步驟：電氣連接至該扁平連接器之電力接點與參考接 點；以及電氣連接至該扁平連接器之資料接點。
  8. 如請求項7之接收點裝置，更包含一切換電路來將極性處理施加在對應該等資料接點之信號以便在一目標資料極性時產生輸出電力信號而不管該扁平連接器連接至該埠時的定向。
  9. 如請求項8之接收點裝置，其中該切換電路具有切換器來用以響應檢測該扁平連接器之一第一定向而於一第一安排中，將該等輸出資料信號選擇性連接至對應該等資料接點之信號，以及用以響應檢測該扁平連接器之一第二、不同的定向而於一第二、不同的安排中，將該等輸出資料信號連接至對應該等資料接點之信號。
  10. 一種方法，包含有下列步驟：一埠與一扁平連接器銜接時，由一切換電路從該埠之埠接點來接收輸入信號，其中該埠可以該扁平連接器之多個定向的任何一個來與該扁平連接器銜接；以及由該切換電路來將極性處理施加至該等輸入信號以便在一目標極性時產生輸出資料信號而不管該扁平連接器與該埠銜接時的定向，其中該極性處理係根據檢測該扁平連接器之一電力相關接點的一狀態。
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