TWI522812B - 通用串列匯流排介面及行動電子裝置 - Google Patents

通用串列匯流排介面及行動電子裝置 Download PDF

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Description

通用串列匯流排介面及行動電子裝置
本發明係有關於通用串列匯流排介面，特別是有關於可依使用電源轉接器或標準通用串列匯流排接頭而調整充電機制之通用串列匯流排介面。
行動電子裝置使用大容量的電池，這種設計可以延長電池使用時間，給使用者好的體驗。傳統上，通用串列匯流排(Universal Serial Bus；USB)之各種規範皆訂有最大供電量(例如，USB3.0之最大供電量為900mA，而USB2.0之最大供電量則為500mA)，亦即僅能提供較低瓦數充電(例如，USB3.0下的充電瓦數約4~5W)。上述因素往往造成充電時間過長。因此為了節省充電時間，一般行動電子裝置會使用電源轉換器以提供更高瓦數之充電電力。
有鑑於此，需要提供一種整合USB以及電源轉換器的充電機制，使得該充電機制可以連接電源轉換器之接頭進行更高瓦數充電，亦可連接USB接頭執行一般資料傳輸功能。
本發明之一實施例提供一種通用串列匯流排介面，包括一特製通用串列匯流排(USB)插座、一偵測彈片及一控制單元。該特製USB插座具有一容納部，用以連接一USB 標準接頭或一電源轉換器之輸出接頭；該容納部之深度大於一USB標準插座之深度。該偵測彈片，設置在該特製USB插座之該容納部中；使得當該USB標準接頭連接至該特製USB插座時，該USB標準接頭不會接觸到該偵測彈片，以及當該電源轉換器之接頭連接至該特製USB插座時，該電源轉換器之接頭會接觸到該偵測彈片。該控制單元，連接該USB插座，當該電源轉換器之接頭接觸到該偵測彈片時，其輸出信號之狀態會改變，以通知該電源轉換器輸出大於標準USB規格之電力。
本發明之另一實施例提供一種行動電子裝置，包 括：一主體裝置；以及一通用串列匯流排介面，耦接該主體裝置。該通用串列匯流排介面，包括一特製通用串列匯流排(USB)插座、一偵測彈片及一控制單元。該特製USB插座具有一容納部，用以連接一USB標準接頭或一電源轉換器之輸出接頭；該容納部之深度大於一USB標準插座之深度。該偵測彈片，設置在該特製USB插座之該容納部中；使得當該USB標準接頭連接至該特製USB插座時，該USB標準接頭不會接觸到該偵測彈片，以及當該電源轉換器之接頭連接至該特製USB插座時，該電源轉換器之接頭會接觸到該偵測彈片。該控制單元，連接該USB插座，當該電源轉換器之接頭接觸到該偵測彈片時，其輸出信號之狀態會改變，以通知該電源轉換器輸出大於標準USB規格之電力。
10‧‧‧行動電子裝置
11‧‧‧主體裝置
12‧‧‧USB介面
13‧‧‧電池
121‧‧‧特製USB插座
122‧‧‧偵測裝置
123‧‧‧控制單元
30‧‧‧偵測彈片
32‧‧‧USB標準接頭
33‧‧‧電源轉接器特製輸出接頭
D‧‧‧容納部之深度
d‧‧‧USB標準接頭32之長度
41‧‧‧輸入節點
42‧‧‧輸出節點
M1‧‧‧電晶體
R1、R2‧‧‧電阻器
V1、V2‧‧‧電壓源
第1圖顯示依據本發明一實施例之行動電子裝置100之系統 區塊圖。
第2圖顯示第1圖中USB介面12之一實施例。
第3A圖及第3B圖為本發明特製USB插座121之具體實施例。
第4圖為實現本發明之該控制單元123之具體實施例。
第1圖顯示依據本發明一實施例之行動電子裝置100之系統區塊圖。該行動電子裝置10包括一主體裝置11、一通用串列匯流排(USB)介面12及一電池13。該主體裝置11連接該USB介面12。該USB介面12可連接一USB標準接頭以執行資料傳輸功能，亦可透過該USB標準接頭或連接一電源轉換器之輸出接頭對該行動電子裝置10充電。該電池13位於該主體裝置11中，提供電力給該行動電子裝置10。
第2圖顯示第1圖中USB介面12之一實施例。該USB介面12包括一特製USB插座121、一偵測裝置122及一控制單元123。該特製USB插座121可用以連接該USB標準接頭以執行資料傳輸功能，亦可透過該USB標準接頭或連接該電源轉換器之輸出接頭以執行對該行動電子裝置10之電池13充電之功能。該偵測裝置122位於該特製USB插座121之中，用以偵測插入該特製USB插座121的裝置是該USB標準接頭或是該電源轉換器之輸出接頭。該控制單元123連接該特製USB插座121。當該偵測裝置122偵測到該電源轉換器之輸出接頭插入時，該控制單元123通知該電源轉換器輸出大於標準USB規格之電力。
第3A圖及第3B圖為本發明特製USB插座121之具體實施例。在此實施例中，該特製USB插座121具有一容納部， 用以連接該USB標準接頭32或該電源轉換器之輸出接頭33；該偵測裝置122包括一偵測彈片30設置在該特製USB插座121之該容納部中。參照第3A圖，由於該容納部之深度D大於該USB標準插座121之深度(亦是大於該USB標準接頭32之長度d)，因此當該USB標準接頭32插入該特製USB插座121時，不會接觸到該偵測彈片30。在本發明之揭露中，所使用的電源轉換器之輸出接頭33之長度會刻意製作成大於USB標準接頭32之長度。參照第3B圖，當該電源轉換器之輸出接頭33插入該特製USB插座121即會接觸到該偵測彈片30。在此實施例中，當該偵測彈片30被頂觸到時(如第3B圖)，該偵測彈片30會被連接至一接地節點(未圖示)。
第4圖為實現本發明之該控制單元123之一可能的 具體實施例。在本實施例中，該控制單元123為一控制電路，該控制電路由電阻器R1及R2、電晶體M1組成，其中該控制電路之輸入和輸出分別為一輸入節點41(電晶體M1之閘極)以及一輸出節點42(電晶體M1之汲極)。電壓源V1及V2為高電位。該輸入節點41被連接至該偵測彈片30。該輸出節點42被連接至一偵測腳位。以該特製USB插座121符合USB 3.0之規範為例，該偵測腳位為該特製USB插座121之第7腳位。若以該特製USB插座121符合迷你/微(Mini/Micro)USB 2.0之規範為例，則該偵測腳位為該特製USB插座121之第4腳位。
如第3A圖所示，當一USB標準接頭32連接至該特 製USB插座121時，該USB標準接頭32並未接觸到該偵測彈片30。當該USB標準接頭32連接至該特製USB插座121時，該USB 標準接頭32並未接觸到該偵測彈片30。此時，該偵測彈片30為高電位(V1)，電晶體M1導通使得該控制單元123之輸出信號狀態維持在低電位。亦即該特製USB 3.0插頭121之第7腳位(或該特製迷你/微USB 2.0插頭121之第4腳位)仍保持在接地電位的狀態，故不會影響連接USB標準接頭32時之運作。
如第3B圖所示，當一電源轉換器之輸出接頭33連 接至該特製USB插座121時，該電源轉換器之輸出接頭33會接觸到該偵測彈片30，並壓迫該偵測彈片30接觸接地節點(未圖示)。此時，該偵測彈片30及該輸入節點41為低電位，電晶體M1關閉使得該特製USB插座121之偵測腳位該控制單元123之輸出信號狀態由低電位轉至高電位。該輸出節點42之輸出電位，透過該特製USB插座121之第7腳位(USB 3.0之規範時)、或第4腳位(迷你/微USB 2.0之規範時)，傳給該電源轉換器，以通知該電源轉換器輸出大於標準USB規格之電力。此時，若以USB 3.0之規範為例，該電源轉換器之輸出接頭33透過連接該特製USB插座之第1、4腳位輸出電力，且該電源轉換器之輸出接頭33至少具有三個腳位，以對應連接該特製USB插座之第1、4、7腳位。若以Mini/Micro USB 2.0之規範為例，則該電源轉換器之輸出接頭33透過連接該特製USB插座之第1、5腳位輸出電力，且該電源轉換器之輸出接頭33至少具有三個腳位，以對應連接該特製USB插座之第1、4、5腳位。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，使得本領域具 有通常知識者能夠更清楚地理解本發明的內容。然而，本領域具有通常知識者應理解到他們可輕易地以本發明做為基礎，設 計或修改流程以及使用不同的磁碟系統進行相同的目的和/或達到這裡介紹的實施例的相同優點。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
121‧‧‧特製USB插座
30‧‧‧偵測彈片
33‧‧‧電源轉接器之輸出接頭

Claims (10)

  1. 一種通用串列匯流排介面，包括：一特製通用串列匯流排(USB)插座，具有一容納部，用以連接一USB標準接頭或一電源轉換器之輸出接頭，其中該容納部之深度大於一USB標準插座之深度，且該USB標準接頭和該電源轉換器之輸出接頭皆係符合USB規範之接頭；一偵測彈片，設置在該特製USB插座之該容納部之底部；使得當該USB標準接頭連接至該特製USB插座時，該USB標準接頭不會接觸到該偵測彈片，以及當該電源轉換器之輸出接頭連接至該特製USB插座時，該電源轉換器之輸出接頭會接觸到該偵測彈片；以及一控制單元，連接該USB插座，當該電源轉換器之輸出接頭接觸到該偵測彈片時，其輸出信號之狀態會改變，以通知該電源轉換器輸出大於標準USB規格之電力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面，其中該控制單元之一輸入端連接該偵測彈片，當該電源轉換器之輸出接頭接觸到該偵測彈片時，該偵測彈片被連接至一接地節點，透過該偵測彈片將該接地節點之電位傳給該控制單元，使該控制單元改變其輸出信號的狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之通用串列匯流排介面，其中該特製USB插座符合USB 3.0之規範；該電源轉換器之輸出接頭透過連接該特製USB插座之第1、4腳位而輸出電力，透過該特製USB插座之第7腳位而接收該控制單元之輸出信號。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之通用串列匯流排介面，其中該 特製USB插座符合迷你/微(Mini/Micro)USB 2.0之規範；該電源轉換器之輸出接頭透過連接該特製USB插座之第1、5腳位而輸出電力，透過該特製USB插座之第4腳位而接收該控制單元之輸出信號。
  5. 一種行動電子裝置，包括：一主體裝置；以及一通用串列匯流排介面，耦接該主體裝置；該通用串列匯流排介面，包括：一特製通用串列匯流排(USB)插座，具有一容納部，用以連接一USB標準接頭或該電源轉換器之輸出接頭，其中該容納部之深度大於一USB標準插座之深度，且該USB標準接頭和該電源轉換器之輸出接頭皆係符合USB規範之接頭；一偵測彈片，設置在該特製USB插座之該容納部之底部；使得當該USB標準接頭連接至該特製USB插座時，該USB標準接頭不會接觸到該偵測彈片，以及當該電源轉換器之輸出接頭連接至該特製USB插座時，該電源轉換器之輸出接頭會接觸到該偵測彈片；以及一控制單元，連接該USB插座，當該電源轉換器之輸出接頭接觸到該偵測彈片時，其輸出信號之狀態會改變，以通知該電源轉換器輸出大於標準USB規格之電力。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之行動電子裝置，其中該控制單元之一輸入端連接該偵測彈片，當該電源轉換器之輸出接頭接觸到該偵測彈片時，該偵測彈片被連接至一接地節點，透過該偵測彈片將該接地節點之電位傳給該控制單元，使該控 制單元改變其輸出信號的狀態。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之行動電子裝置，其中該特製USB插座符合USB 3.0之規範；該電源轉換器之輸出接頭透過連接該特製USB插座之第1、4腳位而輸出電力，透過該特製USB插座之第7腳位而接收該控制單元之輸出信號。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之行動電子裝置，其中該特製USB插座符合迷你/微(Mini/Micro)USB 2.0之規範；該電源轉換器之輸出接頭透過連接該特製USB插座之第1、5腳位而輸出電力，透過該特製USB插座之第4腳位而接收該控制單元之輸出信號。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之行動電子裝置，其中該電源轉換器之輸出接頭至少具有三個腳位，以對應連接該特製USB插座之第1、4、7腳位。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之行動電子裝置，其中該電源轉換器之輸出接頭至少具有三個腳位，以對應連接該特製USB插座之第1、4、5腳位。
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