TWI546673B - 具溫度感測之通用序列匯流排 - Google Patents

Description

具溫度感測之通用序列匯流排

本發明係關於一種通用序列匯流排之結構，特別係關於一種具溫度感測之通用序列匯流排。

現代科技社會中，人手至少配戴一支手機，便於日常聯絡以及資訊傳送，而維持手機電力是不可或缺的。傳統手機必須使用特定充電器以充足電力，且傳統充電器與導線(或充電線)乃為一體成形，其一端僅能電耦接電源插頭，另一端透過導線耦接至特定型號之手機；額外地需要另一條傳輸線以利手機與另一電子裝置間之資訊傳輸，據此，造成使用者攜帶上之不便性。

近來為提高攜帶之便利性，已發展出充電線與傳輸線合為一體，且充電器得與充電線/傳輸線相互分離，以廣泛地適用於不同規格之手機。現今智慧型手機為縮小其體積，故將micro-USB通孔整合於手機上，以作為電力或/及資訊傳輸之接口。然而，利用micro-USB以傳送電力可能造成micro-USB溫度過高，俾使連接口產生燒毀或漏電之情況，其原因在於micro-USB之小型體積及其內部結構無法達到有效散熱或傳熱之功能，易造成高溫燒毀甚至漏電的可能性。

為解決上述散熱之問題，於習知技術中，乃係增加一傳導片/墊，將電路板或晶片所產生之熱能傳導至micro-USB之末端，以降低micro-USB內部之溫度，然而，習知技術之傳導片/墊之熱傳導能力係有限的，倘若傳導片/墊無法迅速地將熱能傳導至micro-USB末端時，且又無法負荷時，則易可能引發高溫燒毀之情況。

綜上所陳，為改善習知技術之缺失，亟需一種具有溫度感測功能之通用序列匯流排，以避免因通用序列匯流排裝置高溫而燒毀之情況。

有鑑於上述習知技術之缺點，本發明之主要目的在於提供一種具 溫度感測之通用序列匯流排，當溫度到達一預設值時，得自行斷路，停止電力或資訊傳送，以避免高溫燒毀。

本發明之另一目的在於提供一種具感溫元件之通用序列匯流排，其用以偵測引腳(PIN)或/及電路板之溫度。

為達上述之目的，本發明提供一種通用序列匯流排裝置之改良結構，係包含：一殼體；一電路板，設置於該殼體之中；一感溫元件，耦接於該電路板之上；一接口部，設置於該殼體之末端，用以與一外部電源裝置連結，該接口部更具有一延伸部，其延伸至與該感溫元件之上表面相接觸；複數個接口引腳，其一端耦接於該電路板，另一端設置於該接口部內，當該接口部與該外部電子裝置連結時，該複數個接口引腳用以輸送一電力至該外部電源裝置；以及其中，該延伸部用以將該複數個接口引腳所產生的一溫度傳送至該感溫元件，當該溫度到達一預設值時，該感溫元件啟動一斷路機制，停止該電力之輸送。

為達上述之另一目的，一種通用序列匯流排裝置之改良結構，係包含：一殼體，其具有一上殼及一下殼；一電路板，設置於該殼體之中；一感溫元件，耦接於該電路板之上；一接口部，設置於該殼體之末端，該接口部之一端用以與一外部電子裝置連結，該接口部更具有一延伸部，其延伸至與該感溫元件接觸；複數個接口引腳，其一端耦接於該電路板，另一端設置於該接口部內，當該接口部與該外部電子裝置連結時，該複數個接口引腳用以輸送一資料至該外部電子裝置；以及其中，該電路板所產生的一溫度能傳送至該感溫元件，當該溫度到達一預設值時，該感溫元件啟動一斷路機制，停止該資料之輸送。

為達上述之另一目的，該感溫元件包含一正溫度熱敏係數電阻之材質。

為達上述之另一目的，該接口部及該延伸部之材質為金屬或合金。

100‧‧‧裝置

102‧‧‧殼體

1022‧‧‧上殼

1024‧‧‧下殼

104‧‧‧電路板

106‧‧‧感溫元件

108‧‧‧接口部

1082‧‧‧卡接件

1084‧‧‧延伸部

110‧‧‧接口引腳

20‧‧‧電子裝置

30‧‧‧導線

第1圖係根據本發明最佳實施例顯示通用序列匯流排之操作示意圖。

第2圖係根據本發明最佳實施例顯示通用序列匯流排之組合示意圖。

第3圖係根據本發明最佳實施例顯示通用序列匯流排內部結構之前視圖。

藉由參考下列詳細敘述，將可以更快地瞭解上述觀點以及本發明之優點，並且藉由下面的描述以及附加圖式，可以更容易瞭解本發明之精神。

現在將對本發明不同的實施方式進行說明。下列描述提供本發明特定的施行細節，俾使閱者徹底瞭解這些實施例之實行方式。然該領域之熟習技藝者須瞭解本發明亦可在不具備這些細節之條件下實行。此外，文中不會對一些已熟知之結構或功能或是作細節描述，以避免各種實施例間不必要相關描述之混淆，以下描述中使用之術語將以最廣義的合理方式解釋，即使其與本發明某特定實施例之細節描述一起使用。此外，附圖並未描繪實際實施例之每一特徵，所描繪之圖式元件係皆為相對尺寸，而非按實際比例繪製。

參閱第1圖及第2圖，係根據本發明最佳實施例顯示通用序列匯流排之操作示意圖及組合示意圖，本發明通用序列匯流排(以下簡稱該裝置100)用以耦接至一電子裝置20，於此實施例中為一手機，但並不以此為限，而該裝置透過一導線30以連接至另一電子裝置或電源，上述操作方法乃為習知手法，故不加以贅述。應當理解，本發明所述的通用序列匯流排泛指具有匯流排的轉接器、控制器或其他電子元件等，如HDMI，但不限於本文實施例所述的USB、mini USB、micro USB。

參閱第3圖，係根據本發明最佳實施例顯示通用序列匯流排裝置內部結構之前視圖。該裝置100包含一殼體102、一電路板104、一感溫元件106、一接口部108以及複數個接口引腳110。該殼體包含一上殼1022以及一下殼1024，本領域通常知識者應當理解，可藉由其他之接合方式，如焊接、黏著或螺合等方式，以將上殼1022與下殼1024結合為一體，但並不以此為限。一般而言，該殼體102係由絕緣材質所組成，可包含但不限於塑膠。

該電路板104乃固定於該上殼1022以及該下殼1024之間，本領域通常知識者應當理解，可藉由其他之接合方式，如焊接、黏著或螺合等方式，將該電路板104固定於該上殼1022以及該下殼1024間。該電路板104之一端背面焊接複數條金屬線32，複數條金屬線32集結為導線30。該裝置100透過導線30與電子裝置20或電源裝置耦接，於一實施例中，導線30得作為該裝置100與電子裝置20間之資訊傳輸橋樑；於另一實施例中，導線30亦得作為該裝 置100與電源裝置間之電力傳輸橋樑。該電路板104是依照通用序列匯流排的種類或/及其他因素而予以設計，該電路板104及其電路設計乃為本領域通常知識者所能理解並據以實施，故在此不加以贅述。

該接口部108係設置於該殼體102之末端，且該接口部108大部 分面積係裸露於該殼體102之末端，換言之，該接口部108係設置於該電路板104之另一端，其相對於電路板104焊接導線之一端，該接口部108用以與一外部電子裝置20連結，於一實施例中，電子裝置20(如手機)得藉由該裝置100以耦接於電源裝置(如電源插頭)，以儲存電子裝置20之電力；於另一實施例中，電子裝置20(如手機)亦得藉由該裝置100以耦接於另一電子裝置(如電腦)，除儲存電力之外，亦可於不同電子裝置間傳送資料。於一實施例中，該接口部108的材質可包含但並不以此為限，如金屬、合金或其他具良好導電(或導熱)特性的材質。該接口部108的形狀、大小和尺寸得依照實際需求而予以調整，如於一實施例中，若該裝置100為micro-USB，則該接口部108可為micro-A或micro-B等類型；於另一實施例中，若該裝置100為mini-USB，則該接口部108可為mini-A或mini-B等類型；又於另一實施例中，若該裝置100為USB，則該接口部108可為Type-A或Type-B等類型。上述A類型或B類型為本領域通常知識者應當理解並據以實施，故在此不加以描述A類型和B類型之差異。

該接口部108包括一卡接件1082，該卡接件1082之上端突出於 該接口部108之一側表面，該卡接件1082之底端具有一彈性元件(未顯示於圖中)，使其該裝置100得以彈性地卡合於電子裝置20之連接通孔(未顯示於圖中)。上述之卡接件1082乃為本領域通常知識者能理解並據以實施，故不再加以贅述。

該接口部108內部更包括複數個接口引腳110，該複數個接口引 腳110一端耦接於該電路板104，而另一端裸露於該接口部108內部。一般而言，該複數個接口引腳110數量與該導線30數量相同，如於一實施例中，該接口引腳110數量為5個，則該導線亦為5條，且不同接口引腳110各自對應至不同金屬線32，但並不以此為限。不同接口引腳110各自具有功能，以上述實施例而言，第一接口引腳(通常為紅色)為VCC，用以傳輸電力；第二接口引腳(通常為白色)為D-，用以傳送資訊；第三接口引腳(通常為綠色)為D+，用以傳送資訊；第四接口引腳為ID，其依照接口類型以決定是否連接接地線；第五接口引腳為 GND，作為接地線，本領域具有通常知識者應當理解引腳之定義，故不再加以贅述。當該裝置100藉由該接口部108連結至電源或電子裝置20，並藉由該導線30連結至另一電源或電子裝置20時，不同接口引腳110藉以發揮其功能，各自於不同電源或電子裝置20間傳輸電力或資料。於一實施例中，該複數個接口引腳110材料為導電良好的金屬材質，該複數個接口引腳110一端(靠近該電路板104)耦接一金屬面(未顯示於圖中)，用以傳導該複數個接口引腳110所產生的熱能，此實施例中，該金屬面為一錫面，一般而言，該複數個接口引腳110的材料與該金屬面相同，亦可不同，本領域通常知識者應當理解，該接口引腳110及該金屬面須為導電/導熱良好的材料。

該感溫元件106耦接於該電路板104上表面或下表面，於一實施 例中，該感溫源間係耦接於該電路板104之上表面。該感溫元件106主要係由具正溫度係數熱敏電阻(positive temperature coefficient thermistor)之材料所組成，其電阻值係隨著溫度升高而變大，正溫度係數熱敏電阻依照原料可分為陶瓷正溫度細數熱敏電阻(Ceramic PCT,CPCT)以及高分子正溫度細數熱敏電阻(Polymeric PCT,PPCT)，CPTC熱敏電阻和PPTC熱敏電阻都是可重複使用的通電流保護元件，電阻器值會隨著溫度上升而上升，用以偵測電子裝置過熱現象或溫度檢查。該感溫元件106內含安全保護裝置(未顯示於圖中)，當溫度異常時，得自行斷路，確保安全。應當理解，該感溫元件106亦得依照實際條件和需求，以選取其他適當的材料，並不侷限於正溫度係數溫敏電阻之材料，該正溫度係數溫敏電阻材料僅用以說明，而非用以界定。該接口部108更具有一延伸部1084，其自該接口部108之一側延伸至與該感溫元件106接觸，由此可知，該延伸部1084必須與該感溫元件106同一側；換言之，該感溫元件106一側耦接於該電路板104，另一側耦接於該延伸部1084，亦即，該感溫元件106係夾設於該電路板104與該延伸部1084間。於最佳實施例中，該感溫元件106係設置於該電路板104之上表面，而該感溫元件106之上表面耦接該該延伸部1084，但並不以此為限；於另一實施例中，該感溫元件係設置於該電路板104之下表面，而該延伸部耦接至該感溫元件之下表面。總而言之，該感溫元件106之相對位置主要取決於該接口部108之該延伸部1084方位。

於一實施例中，當該接口部108連結至電源或電子裝置20時，若傳送之電力或資料超出該複數個接口引腳110之負荷時，易造成該接口引腳 110過熱，進而提高該接口部108之溫度，易發生高溫燒毀的問題，甚至發生漏電，影響人身安全。此時，該接口部108之該延伸部1084會將該接口部108之溫度傳導至該感溫元件106，抑或是，該複數個接口引腳110的溫度藉由該金屬面傳導至該感溫元件106，該感溫元件106所偵測到的溫度超過一預定值時，使得該感溫元件106電阻值增大，便啟動一斷路機制，以停止電力或資料的傳送，避免電線走火、高溫燒毀或漏電等問題。於另一實施例中，當該感溫元件106亦偵測該電路板104的溫度，若超過一預定值時，使得該感溫元件106電阻值增大，便啟動一斷路機制，以停止電力或資料之傳送，避免電線走火、高溫燒毀或漏電等問題。該延伸部1084的材料可與該接口部108的材料相同，且該延伸部1084與該接口部108可為一體成形；於另一實施例中，該延伸部1084的材料得不同於該接口部1085之材料，然需注意的是，該延伸部1084用以傳導溫度，故其材料必須為導熱係數佳的材料，可包括但並不以此為限，如金屬或合金等。

綜上所陳，本發明之特點在於該通用序列匯流排包括一殼體 102、一電路板104夾設於該殼體102中，該電路板104上方耦接一感溫元件106，該殼體102末端設有一接口部108，該接口部108具有一延伸部1084上，該延伸部1084延伸至與該感溫元件106相接觸，該延伸部1084用以將該接口部108之溫度傳導至該感溫元件106，當該電路板104或/及該接口部108溫度過高時，使得該感溫元件106的電阻值增大，因而啟動一斷路機制，停止電力或資訊的傳送，避免高溫燒毀、電線走火或漏電的問題，藉此能有效地解決長期以來的問題。

本文所述之電源裝置，泛指提供電力之裝置，以及轉換電壓電流 之變壓器等。本文所述之電子裝置包含桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)、智慧型手機、或其他消費性電子產品等，但並不以此為限。本發明之裝置可廣泛適用各種作業系統，如：微軟作業系統(Win 7、Win 8、Window XP等)、iOS、Linux、Android、BlackBerry OS等，但並不以此為限。

若文中有一元件“A”耦接(或耦合)至元件“B”，元件A可能直接 耦接(或耦合)至B，亦或是經元件C間接地耦接(或耦合)至B。若說明書載明一元件、特徵、結構、程序或特性A會導致一元件、特徵、結構、程序或特性 B，其表示A至少為B之一部分原因，亦或是表示有其他元件、特徵、結構、程序或特性協助造成B。在說明書中所提到的“可能”一詞，其元件、特徵、程序或特性不受限於說明書中；說明書中所提到的數量不受限於“一”或“一個”等詞。

本發明並未侷限在此處所描述之特定細節特徵。在本發明之精神與範疇下，與先前描述與圖式相關之許多不同的發明變更是可被允許的。因此，本發明將由下述之專利申請範圍來包含其所可能之修改變更，而非由上方描述來界定本發明之範疇。

100‧‧‧裝置

102‧‧‧殼體

1022‧‧‧上殼

1024‧‧‧下殼

104‧‧‧電路板

106‧‧‧感溫元件

108‧‧‧接口部

1082‧‧‧卡接件

1084‧‧‧延伸部

110‧‧‧接口引腳

20‧‧‧電子裝置

30‧‧‧導線

Claims (14)

1. 一種具溫度感測之通用序列匯流排，係包含：一殼體；一電路板，設置於該殼體之中；一感溫元件，耦接於該電路板之上表面；一接口部，設置於該殼體之末端，用以與一外部電源裝置連結，該接口部更具有一延伸部，其延伸至與該感溫元件之上表面相接觸；複數個接口引腳，其一第一端耦接於該電路板，一第二端設置於該接口部內，當該接口部與該外部電源裝置連結時，該複數個接口引腳用以輸送一電力至該外部電子裝置；以及其中，該延伸部用以將該複數個接口引腳所產生的一溫度傳送至該感溫元件，當該溫度到達一預設值時，該感溫元件啟動一斷路機制，停止該電力之輸送。
2. 如請求項1所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該殼體包括一上蓋以及一下蓋，該電路板係夾設於該上蓋及該下蓋之間。
3. 如請求項1所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該感溫元件包含一正溫度熱敏係數電阻之材質。
4. 如請求項1所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該複數個接口引腳之該第一端更耦接一金屬面，該金屬面用以將該複數個接口引腳所產生的該溫度傳送至該感溫元件。
5. 如請求項4所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該金屬面包含一錫面。
6. 如請求項1所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該接口部之材質包含金屬、合金。
7. 如請求項1所述之具溫度感測知通用序列匯流排，其中該接口部與該延伸部一體成形。
8. 一種具溫度感測之通用序列匯流排，係包含：一殼體，其具有一上殼及一下殼；一電路板，設置於該殼體之中；一感溫元件，耦接於該電路板之上表面；一接口部，設置於該殼體之末端，用以與一外部電子裝置連結，該接口部更具有一延伸部，其延伸至與該感溫元件之上表面相接觸；複數個接口引腳，其一第一端耦接於該電路板，一第二端設置於該接口部內，當該接口部與該外部電子裝置連結時，該複數個接口引腳用以輸送一電力至該外部電子裝置；以及其中，該延伸部用以將該電路板所產生的一溫度傳送至該感溫元件，當該溫度到達一預設值時，該感溫元件啟動一斷路機制，停止該電力之輸送。
9. 如請求項8所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該殼體包括一上蓋以及一下蓋，該電路板係夾設於該上蓋及該下蓋之間。
10. 如請求項8所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該感溫元件包含一正溫度熱敏係數電阻之材質。
11. 如請求項8所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該複數個接口引腳之該第一端更耦接一金屬面，該金屬面用以將該複數個接口引腳所產生的該溫度傳送至該感溫元件。
12. 如請求項11所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該金屬面包含一錫面。
13. 如請求項8所述之具溫度感測之通用序列匯流排，其中該接口部之材質包含金屬、合金。
14. 如請求項8所述之具溫度感測知通用序列匯流排，其中該接口部與該延伸部一體成形。