TWI633440B

TWI633440B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI633440B
Application number: TW106134277A
Authority: TW
Inventors: 陳威全
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2018-08-21
Also published as: TW201915766A

Abstract

一種電子裝置，包括第一連接器、第一開關、第二開關與嵌入式控制器。第一連接器適於電性連接第一外部裝置。第一開關的第一端與第二開關的第一端分別連接第一連接器的第一電源接腳。第二開關的第二端接收電子裝置的操作電壓。嵌入式控制器判別第一開關的第二端是否接收到電源電壓，以取得一第一判別結果。嵌入式控制器依據第一判別結果與第一外部裝置的第一電力資訊而控制第一開關與第二開關。

Description

電子裝置

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種包括連接器的電子裝置。

隨著科技的發展，通用串列匯流排(universal serial bus，簡稱USB)連接器已發展出Type-A、Type-B、Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B以及Type-C等規格。其中，Type-C USB連接器可支援高速資料傳輸以及高電力傳輸，因此近年來已開始普及在各種的電子裝置中，例如：筆記型電腦。然而，現有的筆記型電腦的電源設計只能提供5V/1.5A或是5V/3A的電源輸出。因此，對於可傳輸高功率(例如，20V/5A)的Type-C USB連接器而言，其高電力傳輸的功能往往無法派上用場，進而降低了Type-C USB連接器應在筆記型電腦中的優勢。

本發明提供一種電子裝置，可提升第一連接器在電子裝置中的優勢。

本發明的電子裝置，包括第一連接器、第一開關、第二開關與嵌入式控制器。第一連接器適於電性連接第一外部裝置。第一開關的第一端與第二開關的第一端分別電性連接第一連接器的第一電源接腳。第二開關的第二端接收電子裝置的操作電壓。嵌入式控制器判別第一開關的第二端是否接收到電源電壓，以取得第一判別結果。嵌入式控制器依據第一判別結果與第一外部裝置的第一電力資訊而控制第一開關與第二開關。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括電源轉換器、第三開關與充電器。電源轉換器產生操作電壓。第三開關電性連接在第一電源接腳與電源轉換器之間。充電器電性連接嵌入式控制器，並控制第三開關。

基於上述，本發明之電子裝置中的第一連接器電性連接第一開關與第二開關，且第二開關接收電子裝置的操作電壓。此外，嵌入式控制器可判別第一開關是否接收到電源電壓，並可依據第一判別結果與第一外部裝置的第一電力資訊而控制第一開關與第二開關。藉此，電子裝置將可選擇性地利用操作電壓或是電源電壓來對第一外部裝置進行充電，從而可提升第一連接器在電子裝置中的優勢。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明的一實施例的電子裝置的示意圖。如圖1所示，電子裝置100包括第一連接器110、第一開關121、第二開關122與嵌入式控制器130。在一實施例中，電子裝置100可例如是一平板電腦或是一筆記型電腦，且第一連接器110可例如是一C型通用串列匯流排(Type-C USB)連接器。

第一連接器110適於電性連接第一外部裝置101，且第一連接器110包括第一電源接腳111與第一配置通道(configuration channel，簡稱CC)接腳112。第一開關121的第一端與第二開關122的第一端分別電性連接第一電源接腳111。此外，第二開關122的第二端接收電子裝置100的操作電壓VSS。嵌入式控制器130可判別第一開關121的第二端是否接收到電源電壓VAD，以取得第一判別結果。其中，電源電壓VAD大於操作電壓VSS。例如，電源電壓VAD可例如是Type-C USB可傳送的較高電壓(例如，12V ~ 19V)，且操作電壓VSS可例如是較低電壓(例如，5V)。

更進一步來看，嵌入式控制器130可依據第一判別結果與第一外部裝置101的第一電力資訊，來控制第一開關121與第二開關122。如此一來，當插入至第一連接器110的第一外部裝置101為受電裝置時，亦即當插入至第一連接器110的第一外部裝置101為上行資料流程埠(Upstream Facing Port，簡稱UFP)時，電子裝置100將可選擇性地利用操作電壓VSS或是電源電壓VAD來對第一外部裝置101進行充電。換言之，電子裝置100可選擇性地啟動第一連接器110的高電力傳輸功能。如此一來，電子裝置100將具有高壓輸出的功能，從而可提升第一連接器110在電子裝置100中的優勢。

具體而言，電子裝置100更包括第三開關123、第一控制器140、充電器150、電源轉換器160、電源連接器170、充電開關180以及儲能元件190(例如，電池)。其中，第三開關123的第一端電性連接第一電源接腳111，且第三開關123的第二端電性連接電源轉換器160。第一控制器140電性連接第一配置通道接腳112與嵌入式控制器130。充電器150電性連接嵌入式控制器130。充電開關180電性連接在電源轉換器160與儲能元件190之間。

嵌入式控制器130可產生切換訊號SE11與SE12，以控制第一開關121與第二開關122。充電器150可產生切換訊號SC11與SC12，以控制第三開關123與充電開關180。電源轉換器160可產生操作電壓VSS與系統電壓VSYS。電源連接器170適於電性連接電源裝置102，且電源連接器170包括第一接腳171。其中，電源連接器170的第一接腳171可用以傳送電源裝置102所產生的電源電壓VAD。此外，電源轉換器160可偵測電源連接器170的第一接腳171，並可依據偵測結果產生偵測訊號，且充電器150可依據偵測訊號而決定是否產生一中斷訊號INT。

舉例來說，當電源裝置102插入或是電性連接至電源連接器170時，充電器150可響應於電源轉換器160的偵測訊號而產生中斷訊號INT。此外，嵌入式控制器130可偵測是否接收到中斷訊號INT，並可在接收到斷訊號INT時判定第一開關121的第二端可接收到電源裝置102所產生的電源電壓VAD。換言之，在圖1實施例中，電子裝置100可透過外接的電源裝置102來提供大於操作電壓VSS的電源電壓VAD。在另一實施例中，電子裝置100也可直接利用電源轉換器160來產生電源電壓VAD。此外，電源轉換器160可傳送相關於電源電壓VAD的電源良好訊號，以致使嵌入式控制器130可依據電源良好訊號來判定第一開關121的第二端可接收到電源轉換器160所產生的電源電壓VAD。

更進一步來看，第一控制器140可偵測第一配置通道接腳112，以判別第一連接器110是否電性連接至第一外部裝置101。此外，第一控制器140更可依據第一配置通道接腳112的偵測結果，產生第一識別資訊與第一電力資訊。舉例來說，第一控制器140可藉由偵測第一配置通道接腳112上的電壓與電流，來判別第一外部裝置101的裝置類型(例如，供電裝置或是受電裝置)，並據以產生第一識別資訊。此外，第一控制器140更可依據偵測結果來判別第一外部裝置101可接收或是輸出的電力範圍，並據以產生第一電力資訊。

第一控制器140會將第一識別資訊與第一電力資訊傳送至嵌入式控制器130。當第一識別資訊指示第一外部裝置101為受電裝置時，嵌入式控制器130可依據第一電力資訊與第一判別結果導通第一開關121與第二開關122之其一。舉例來說，當第一電力資訊指示第一外部裝置101的電力範圍涵蓋電源電壓VAD，且第一判別結果指示第一開關121的第二端可接收到電源電壓VAD時，嵌入式控制器130可透過切換訊號SE11與SE12，導通第一開關121並且不導通第二開關122。此時，電源電壓VAD可透過第一開關121與第一連接器110傳送至第一外部裝置101，進而致使第一外部裝置101可利用電源電壓VAD執行快速充電操作。

例如，圖2是依照本發明的一實施例的電子裝置的應用示意圖。如圖2所示，電子裝置100與第一外部裝置101可分別例如是一筆記型電腦，且電源裝置102可例如是一電源轉接器(power adapter)。當電子裝置100透過第一連接器110與電源連接器170外接第一外部裝置101與電源裝置102時，電子裝置100可將來自電源裝置102的電源電壓VAD傳送至第一外部裝置101，以致使第一外部裝置101可快速充電。

此外，當第一電力資訊指示第一外部裝置101的電力範圍僅涵蓋操作電壓VSS，或是第一判別結果指示第一開關121的第二端未接收到電源電壓VAD時，嵌入式控制器130將不導通第一開關121並且導通第二開關122。此時，操作電壓VSS可透過第二開關122與第一連接器110傳送至第一外部裝置101，進而致使第一外部裝置101可利用操作電壓VSS執行一般充電操作。再者，無論第一外部裝置101是執行一般充電操作或是快速充電操作，來自電源裝置102的電源電壓VAD還可用以對電子裝置100進行充電。

另一方面，當第一識別資訊指示第一外部裝置101為供電裝置時，亦即當插入至第一連接器110的第一外部裝置101為下行資料流程埠(Downstream Facing Port，簡稱DFP)時，嵌入式控制器130可依據中斷訊號INT的偵測結果與第一電力資訊產生第一充電參數，且充電器150可依據第一充電參數控制第三開關123與充電開關180。舉例來說，嵌入式控制器130可依據第一電力資訊判別出第一外部裝置101的供電能力，並可依據中斷訊號INT的偵測結果判別出電源轉換器160是否接收到電源電壓VAD，且嵌入式控制器130可依據上述判別結果來設定第一充電參數。此外，充電器150可依據第一充電參數產生切換訊號SC11與SC12，以藉此控制第三開關123與充電開關180。

例如，當嵌入式控制器130接收到中斷訊號INT時，充電器150響應於第一充電參數所產生的切換訊號SC11將可用以不導通第三開關123，進而致使電源轉換器160可將來自電源裝置102的電源電壓VAD轉換成操作電壓VSS。另一方面，當嵌入式控制器130未收到中斷訊號INT時，充電器150可透過切換訊號SC11導通第三開關123，進而致使電源轉換器160可將來自第一外部裝置101的輸入電壓轉換成操作電壓VSS。此外，充電器150更可透過切換訊號SC12導通充電開關180，進而致使電子裝置100可利用系統電壓VSYS對儲能元件190進行充電，並可將系統電壓VSYS供應至其內部的電子元件。

圖3是依照本發明的另一實施例的電子裝置的示意圖。相較於圖1實施例，圖3之電子裝置300更包括第二連接器310、第四開關321、第五開關322、第六開關323與第二控制器330。其中，第二連接器310可例如是一Type-C USB連接器。此外，第二連接器310適於電性連接一第二外部裝置301，且第二連接器310包括第二電源接腳311與第二配置通道接腳312。第四開關321的第一端與第五開關322的第一端分別電性連接第二電源接腳311。此外，第五開關322的第二端接收操作電壓VSS。第六開關323電性連接在第二電源接腳311與電源轉換器160之間。第二控制器330電性連接第二配置通道接腳312與嵌入式控制器130。

在操作上，第二控制器330可偵測第二配置通道接腳312，以判別第二連接器310是否電性連接至第二外部裝置301。此外，第二控制器330更可依據偵測結果判別第二外部裝置301的裝置類型與電力範圍，並據以產生第二識別資訊與第二電力資訊。嵌入式控制器130可依據中斷訊號INT的產生與否而判別第四開關321的第二端是否接收到電源電壓VAD，並據以取得第二判別結果。當第二識別資訊指示第二外部裝置301為受電裝置時，嵌入式控制器130可依據第二電力資訊與第二判別結果產生切換訊號SE31與SE32。此外，嵌入式控制器130可透過切換訊號SE31與SE32導通第四開關321與第五開關322之其一，進而致使第二外部裝置301可利用電源電壓VAD或是操作電壓VSS進行充電。

另一方面，當第二識別資訊指示第二外部裝置301為供電裝置時，嵌入式控制器130可依據中斷訊號INT的偵測結果與第二電力資訊產生第二充電參數，且充電器150可依據第二充電參數產生切換訊號SC31與切換訊號SC12。此外，充電器150可利用切換訊號SC31與切換訊號SC12控制第六開關323與充電開關180。例如，充電器150可利用切換訊號SC31控制第六開關323，以致使電源轉換器160可將來自第二外部裝置301的輸入電壓或是來自電源裝置102的電源電壓VAD轉換成系統電壓VSYS。

在一實施例中，當電子裝置300同時外接第一外部裝置101與第二外部裝置301，且第一外部裝置101與第二外部裝置301分別為供電裝置時，充電器150可依據第一充電參數與第二充電參數導通第三開關123與第六開關323之其一，以致使電源轉換器160利用第一外部裝置101與第二外部裝置301之其一的輸入電壓來產生操作電壓VSS。在另一實施例中，當電子裝置300同時外接電源裝置102、第一外部裝置101與第二外部裝置301，且第一外部裝置101與第二外部裝置301分別為受電裝置時，電子裝置300可利用電源電壓VAD與操作電壓VSS之其一或是兩者，來同時對第一外部裝置101與第二外部裝置301進行充電。至於圖3實施例之各個元件的細部配置與操作已包含在圖1實施例中，故在此不予贅述。

綜上所述，本發明之電子裝置中的第一連接器電性連接第一開關與第二開關，且第二開關接收電子裝置的操作電壓。此外，嵌入式控制器可判別第一開關是否接收到電源電壓，並可依據第一判別結果與第一外部裝置的第一電力資訊而控制第一開關與第二開關。藉此，電子裝置將可選擇性地利用操作電壓或是電源電壓來對第一外部裝置進行充電。換言之，電子裝置具有高壓輸出的功能，從而可提升第一連接器在電子裝置中的優勢。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、300‧‧‧電子裝置

110‧‧‧第一連接器

111‧‧‧第一電源接腳

112‧‧‧第一配置通道接腳

121‧‧‧第一開關

122‧‧‧第二開關

123‧‧‧第三開關

130‧‧‧嵌入式控制器

140‧‧‧第一控制器

150‧‧‧充電器

160‧‧‧電源轉換器

170‧‧‧電源連接器

171‧‧‧第一接腳

180‧‧‧充電開關

190‧‧‧儲能元件

101‧‧‧第一外部裝置

102‧‧‧電源裝置

VSS‧‧‧操作電壓

VAD‧‧‧電源電壓

VSYS‧‧‧系統電壓

SC11、SC12、SE11、SE12、SE31、SE32、SC31‧‧‧切換訊號

INT‧‧‧中斷訊號

310‧‧‧第二連接器

311‧‧‧第二電源接腳

312‧‧‧第二配置通道接腳

321‧‧‧第四開關

322‧‧‧第五開關

323‧‧‧第六開關

330‧‧‧第二控制器

301‧‧‧第二外部裝置

圖1是依照本發明的一實施例的電子裝置的示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的電子裝置的應用示意圖。圖3是依照本發明的另一實施例的電子裝置的示意圖。

Claims

一種電子裝置，包括：一第一連接器，適於電性連接一第一外部裝置；一第一開關與一第二開關，其中該第一開關的第一端與該第二開關的第一端分別電性連接該第一連接器的一第一電源接腳，且該第二開關的第二端接收該電子裝置的一操作電壓；一嵌入式控制器，判別該第一開關的第二端是否接收到一電源電壓以取得一第一判別結果，並依據該第一判別結果與該第一外部裝置的一第一電力資訊而控制該第一開關與該第二開關；一電源轉換器，產生該操作電壓；一第三開關，電性連接在該第一電源接腳與該電源轉換器之間；以及一充電器，電性連接該嵌入式控制器，並控制該第三開關。
如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該電源轉換器更產生該電源電壓。
如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，更包括：一電源連接器，適於電性連接一電源裝置，其中該電源連接器的一第一接腳傳送該電源裝置所產生的該電源電壓，該電源轉換器偵測該電源連接器的該第一接腳，並依據偵測結果產生一偵測訊號，該充電器依據該偵測訊號而決定是否產生一中斷訊號，且該嵌入式控制器偵測是否接收到該中斷訊號，並在接收該中斷訊號時判定該第一開關的第二端接收到該電源電壓。
如申請專利範圍第3項所述的電子裝置，更包括：一第一控制器，電性連接該嵌入式控制器，且該第一控制器偵測該第一連接器的一第一配置通道接腳，以產生該第一電力資訊與一第一識別資訊，其中，當該第一識別資訊指示該第一外部裝置為一受電裝置時，該嵌入式控制器依據該第一電力資訊與該第一判別結果導通該第一開關與該第二開關之其一，且當該第一識別資訊指示該第一外部裝置為一供電裝置時，該嵌入式控制器依據該第一電力資訊與該中斷訊號的偵測結果產生一第一充電參數，且該充電器依據該第一充電參數控制該第三開關。
如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，更包括：一儲能元件；以及一充電開關，電性連接在該電源轉換器與該儲能元件之間，其中該充電器更依據該第一充電參數控制該充電開關。
如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，更包括：一第二連接器，適於電性連接一第二外部裝置；以及一第四開關與一第五開關，其中該第四開關的第一端與該第五開關的第一端分別電性連接該第二連接器的一第二電源接腳，且該第五開關的第二端接收該操作電壓，其中，該嵌入式控制器判別該第四開關的第二端是否接收到該電源電壓以取得一第二判別結果，並依據該第二判別結果與該第二外部裝置的一第二電力資訊而控制該第四開關與該第五開關。
如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，更包括：一第六開關，電性連接在該第二電源接腳與該電源轉換器之間；以及一第二控制器，電性連接該嵌入式控制器，且該第二控制器偵測該第二連接器的一第二配置通道接腳，以產生該第二電力資訊與一第二識別資訊。
如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中當該第二識別資訊指示該第二外部裝置為該受電裝置時，該嵌入式控制器依據該第二電力資訊與該第二判別結果導通該第四開關與該第五開關之其一，且當該第二識別資訊指示該第二外部裝置為該供電裝置時，該嵌入式控制器依據該第二電力資訊與該中斷訊號的偵測結果產生一第二充電參數，且該充電器依據該第二充電參數控制該第六開關。
如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該第一連接器與該第二連接器分別為一C型通用串列匯流排連接器。