TWI641239B - 電力傳輸線及電力傳輸裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電力傳輸線及電力傳輸裝置。電力傳輸線包含一通用序列匯流排Type-C介面、一控制電路以及一直流電源輸出端，且該控制電路電性連接至該通用序列匯流排Type-C介面以及該直流電源輸出端。該控制電路於該通用序列匯流排Type-C介面連接至一通用序列匯流排電力傳輸變壓器時，以一通用序列匯流排電力傳輸協定與該通用序列匯流排電力傳輸變壓器進行一交握程序以確認一指定電壓值。於該交握程序後，該通用序列匯流排Type-C介面自該通用序列匯流排電力傳輸變壓器接收具有該指定電壓值之一電力，且該直流電源輸出端輸出該電力。

Description

電力傳輸線及電力傳輸裝置
本發明係關於一種電力傳輸線及電力傳輸裝置；更具體而言，本發明係關於一種與通用序列匯流排電力傳輸(Universal Serial Bus Power Delivery；USB PD)相關之電力傳輸線及電力傳輸裝置。
近年來，通用序列匯流排(Universal Serial Bus)之技術快速地發展，而其中最為關鍵之二個技術為USB Type-C介面及通用序列匯流排電力傳輸(Power Delivery；PD)協定。目前已有變壓器結合通用序列匯流排Type-C介面及通用序列匯流排電力傳輸協定。此種變壓器可透過其通用序列匯流排Type-C介面輸出電壓值介於3伏特至20伏特之電力，且其最大輸出功率可達100瓦特(watt)。由於此種變壓器所能提供之電力之電壓值之範圍較廣，故業界期待其能被廣泛地使用為供電裝置。
儘管此種變壓器所能提供之電力之電壓值為可變的，受電裝置必須執行通用序列匯流排電力傳輸協定，才能與之溝通，使作為供電裝置之變壓器輸出具有適當電壓值之電力至受電裝置。因此，此種變壓器無法用於目前市面上眾多需要直流電源但不具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定能力之電子裝置。對業者而言，要重新設計電子裝置，使之具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定之能力，其成本過高。
有鑑於此，如何使需要直流電源但不具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定之電子裝置能以上述變壓器作為供電裝置，乃業界亟需努力之目標。
為解決前述問題，本發明提供一種電力傳輸線以及一種電力傳輸裝置。
本發明所提供之電力傳輸線包含一通用序列匯流排(Universal Serial Bus；USB)Type-C介面、一控制電路以及一直流電源輸出端，且該控制電路電性連接至該通用序列匯流排Type-C介面以及該直流電源輸出端。於該通用序列匯流排Type-C介面連接至一通用序列匯流排電力傳輸(Power Delivery；PD)變壓器時，該控制電路以一通用序列匯流排電力傳輸協定與該通用序列匯流排電力傳輸變壓器進行一交握程序以確認一指定電壓值。於該交握程序後，該通用序列匯流排Type-C介面自該通用序列匯流排電力傳輸變壓器接收具有該指定電壓值之一電力，且該直流電源輸出端輸出該電力。
本發明所提供之電力傳輸裝置包含一通用序列匯流排Type-C介面、一控制電路以及一直流電源輸出端，且該控制電路電性連接至該通用序列匯流排Type-C介面以及該直流電源輸出端。於該通用序列匯流排Type-C介面連接至一通用序列匯流排電力傳輸變壓器時，該控制電路以一通用序列匯流排電力傳輸協定與該通用序列匯流排電力傳輸變壓器進行一交握程序以確認一指定電壓值。於該交握程序後，該通用序列匯流排Type-C介面自該通用序列匯流排電力傳輸變壓器接收具有該指定電壓值之一電力，且該直流電源輸出端輸出該電力。
簡言之，本發明所提供之電力傳輸線/裝置所包含之控制電路具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定之能力，因此能透過一交握程序告知通用序列匯流排電力傳輸變壓器所需之指定電壓值。此外，本發明所提供之電力傳輸線/裝置具有直流電源輸出端，故能將通用序列匯流排電力傳輸變壓器所輸出之具有該指定電壓值之電力輸出至需要該電力之直流電子裝置。在本發明之某 些實施方式中，電力傳輸線/裝置更包含一或多個操作模組供使用者輸入所需之指定電壓值，或供使用者將一預設電壓值調整至所需之指定電壓值。透過前述機制，本發明所提供之電力傳輸線/裝置能使需要直流電源但不具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定之電子裝置能以通用序列匯流排電力傳輸變壓器作為供電裝置。
以下結合圖式闡述本發明之詳細技術及實施方式，俾使本發明所屬技術領域中具有通常知識者能理解所請求保護之發明之技術特徵。
11‧‧‧電力傳輸線
111‧‧‧通用序列匯流排Type-C介面
113‧‧‧控制電路
115‧‧‧電力線
117‧‧‧直流電源輸出端
13‧‧‧通用序列匯流排電力傳輸變壓器
131‧‧‧通用序列匯流排Type-C介面
21‧‧‧電力傳輸線
219‧‧‧操作模組
31‧‧‧電力傳輸線
319‧‧‧操作模組
319a‧‧‧遞增鍵
319b‧‧‧遞減鍵
321‧‧‧顯示單元
41‧‧‧電力傳輸線
51‧‧‧電力傳輸裝置
61‧‧‧電力傳輸裝置
71‧‧‧電力傳輸裝置
81‧‧‧電力傳輸裝置
第1圖係描繪第一實施方式之電力傳輸線11以及與其搭配使用之通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之架構示意圖；第2圖係描繪第二實施方式之電力傳輸線21以及與其搭配使用之通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之示意圖；第3圖係描繪第三實施方式之電力傳輸線31以及與其搭配使用之通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之架構示意圖；第4圖係描繪第四實施方式之電力傳輸線41以及與其搭配使用之通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之架構示意圖；第5圖係描繪第五實施方式之電力傳輸裝置51之示意圖；第6圖係描繪第六實施方式之電力傳輸裝置61之示意圖；第7圖係描繪第七實施方式之電力傳輸裝置71之示意圖；以及第8圖係描繪第八實施方式之電力傳輸裝置81之示意圖。
以下將透過實施方式來解釋本發明所提供之電力傳輸線及電力傳輸裝置。然而，該等實施方式並非用以限制本發明需在如該等實施方式所述之任何環境、應用或方式方能實施。因此，關於實施方式之說明僅為闡釋本發 明之目的，而非用以限制本發明之範圍。應理解，在以下實施方式及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且各元件之尺寸以及元件間之尺寸比例僅為例示而已，而非用以限制本發明之範圍。
第1圖係描繪本發明之第一實施方式之一電力傳輸線11以及與其搭配使用之一通用序列匯流排(Universal Serial Bus；USB)電力傳輸(Power Delivery；PD)變壓器13之示意圖。電力傳輸線11包含一通用序列匯流排Type-C介面111、一控制電路113、一電力線115以及一直流電源輸出端117。通用序列匯流排Type-C介面111電性連接至控制電路113，且控制電路113經由電力線115電性連接至直流電源輸出端117。此外，通用序列匯流排電力傳輸變壓器13具有一通用序列匯流排Type-C介面131。
需說明者，於一實施態樣中，通用序列匯流排Type-C介面111為通用序列匯流排Type-C插頭，而通用序列匯流排Type-C介面131為通用序列匯流排Type-C插座。然而，於另一實施態樣中，通用序列匯流排Type-C介面111可為通用序列匯流排Type-C插座，而通用序列匯流排Type-C介面131則需配合地為通用序列匯流排Type-C插頭。此外，於某些實施態樣中，控制電路113可包含於一殼體之內。
於本實施方式中，控制電路113內建有一指定電壓值(未繪示)，例如：12伏特。當電力傳輸線11之通用序列匯流排Type-C介面111連接至通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之通用序列匯流排Type-C介面131時，控制電路113以通用序列匯流排電力傳輸協定(未繪示)與通用序列匯流排電力傳輸變壓器13進行一交握程序(未繪示)以確認該指定電壓值。換言之，透過交握程序，控制電路113將該指定電壓值告知通用序列匯流排電力傳輸變壓器13。於交握程序後，通用序列匯流排電力傳輸變壓器13便由通用序列匯流排Type-C介面131輸出具有該指定電壓值之一電力(未繪示)。電力傳輸線11則由通用序列匯流排 Type-C介面111接收具有該指定電壓值之該電力，且由直流電源輸出端117輸出具有該指定電壓值之該電力。
需說明者，通用序列匯流排Type-C介面111包含一電源引腳(Vbus pin)(未繪示)、一第一配置通道引腳(Configuration Channel pin；CC pin)(未繪示)及一第二配置通道引腳(Vconn pin)(未繪示)。該等引腳之配置方式係由通用序列匯流排標準所規範，故不贅言。於某些實施態樣中，控制電路113係透過通用序列匯流排Type-C介面111之第一配置通道引腳與通用序列匯流排電力傳輸變壓器13進行該交握程序，且控制電路113於交握程序後係透過通用序列匯流排Type-C介面111之電源引腳或第二配置通道引腳接收該電力。
此外，需說明者，於某些實施態樣中，直流電源輸出端117可為一直流電源插頭(DC jack plug)或一對直流電源輸出端子。再者，於某些實施態樣中，電力傳輸線11可另包含一顯示單元(未繪示)以顯示該指定電壓值。
透過前述運作機制，當需要直流電源之電子裝置(特別是那些不具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定之電子裝置)之直流電源輸入端連接至直流電源輸出端117時，便能獲得通用序列匯流排電力傳輸變壓器13所提供之電力。
第2圖係描繪本發明之第二實施方式之一電力傳輸線21以及與其搭配使用之通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之示意圖。第二實施方式之電力傳輸線21與第一實施方式之電力傳輸線11所包含之元件雷同，且該等元件所能執行之運作雷同，故以下僅詳述二者相異之處。
與第一實施方式之電力傳輸線11相較，電力傳輸線21除了包含通用序列匯流排Type-C介面111、控制電路113、電力線115及直流電源輸出端117，更包含一操作模組219。操作模組219電性連接至控制電路113。於某些實施方式中，控制電路113可包含於一殼體之內，而操作模組219則可設置於該殼體之表 面。操作模組219具有複數個預設電壓值(例如：3伏特、6伏特、9伏特及12伏特四個預設電壓值)供使用者選擇。舉例而言，操作模組219可為一非接觸式操作模組、一觸控式操作模組、一按鈕式操作模組或一旋鈕式操作模組。
於本實施方式中，控制電路113可不內建一指定電壓值。使用者可藉由對操作模組219進行一操作(例如：按壓、旋轉)以設定該等預設電壓值其中之一作為該指定電壓值。在使用者透過操作模組219設定了指定電壓值且電力傳輸線21之通用序列匯流排Type-C介面111連接至通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之通用序列匯流排Type-C介面131之後，電力傳輸線21便會於執行交握程序時，告知通用序列匯流排電力傳輸變壓器13該指定電壓值。
同樣的，於交握程序後，通用序列匯流排電力傳輸變壓器13由通用序列匯流排Type-C介面131輸出具有該指定電壓值之一電力(未繪示)。電力傳輸線21則由通用序列匯流排Type-C介面111接收具有該指定電壓值之該電力，且由直流電源輸出端117輸出具有該指定電壓值之該電力。
需說明者，於某些實施方式中，控制電路113會於通用序列匯流排Type-C介面111自通用序列匯流排電力傳輸變壓器13接收該電力且於直流電源輸出端117輸出該電力時，禁用(disable)操作模組219。如此一來，當一電子裝置透過電力傳輸線21接受通用序列匯流排電力傳輸變壓器13所提供之電力時，若使用者誤觸操作模組219，也不會改變指定電壓值而損壞電子裝置。於某些實施方式中，電力傳輸線21可額外地設置一電路、一按鈕或一開關來實現前述禁用之功能。
除了上述運作，第二實施方式亦能執行第一實施方式所描述之所有運作，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第二實施方式如何基於上述第一實施方式以執行此等運作，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
第3圖係描繪本發明之第三實施方式之一電力傳輸線31以及與其搭配使用之通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之示意圖。第三實施方式之電力傳輸線31與第一實施方式之電力傳輸線11所包含之元件雷同，且該等元件所能執行之運作雷同，故以下僅詳述二者相異之處。
與第一實施方式之電力傳輸線11相較，電力傳輸線31除了包含通用序列匯流排Type-C介面111、控制電路113、電力線115及直流電源輸出端117，更包含一操作模組319以及一顯示單元321。操作模組319電性連接至控制電路113及顯示單元321。於某些實施方式中，控制電路113可包含於一殼體之內，而操作模組319及顯示單元321則可設置於該殼體之表面。
於本實施方式中，控制電路113內建有一初始電壓值(未繪示)，例如：9伏特。操作模組319會因應一使用者之一操作而將該初始電壓值調整為一指定電壓值。舉例而言，若電子裝置所需之電壓值為10伏特(此10伏特即為指定電壓值)，則使用者可按壓操作模組319之遞增鍵319a而將初始電壓值調整至指定電壓值。再舉例而言，若電子裝置所需之電壓值為7伏特(此7伏特即為指定電壓值)，則使用者可按壓操作模組319之遞減鍵319b而將初始電壓值調整至指定電壓值。
於使用者利用操作模組319將初始電壓值調整為指定電壓值之過程，顯示單元321會顯示目前之電壓值(亦即，由顯示初始電壓值逐漸地改變為顯示指定電壓值)，俾使用者了解其是否已將電力傳輸線31調整至指定電壓值。
除了上述運作，第三實施方式亦能執行第一實施方式所描述之所有運作，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第三實施方式如何基於上述第一實施方式以執行此等運作，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。此外，第三實施方式亦能具有第二實施方式所述之禁用操作模組之機制，本發明所屬技術領域 中具有通常知識者可直接瞭解第三實施方式如何基於上述第二實施方式以執行此禁用機制，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
第4圖係描繪本發明之第四實施方式之一電力傳輸線41以及與其搭配使用之通用序列匯流排電力傳輸變壓器13之示意圖。第四實施方式之電力傳輸線41與第一實施方式之電力傳輸線11所包含之元件雷同，且該等元件所能執行之運作雷同，故以下僅詳述二者相異之處。
與第一實施方式之電力傳輸線11相較，電力傳輸線41除了包含通用序列匯流排Type-C介面111、控制電路113、電力線115及直流電源輸出端117，更包含第二實施方式所述之操作模組219以及第三實施方式所述之操作模組319及顯示單元321。
於本實施方式中，控制電路113可內建一初始電壓值，亦可不內建一初始電壓值。使用者可藉由對操作模組219或/及操作模組319進行操作以設定指定電壓值。舉例而言，若電子裝置所需之電壓值為10伏特(此10伏特即為指定電壓值)，則使用者可先選取操作模組219所提供之9伏特，再按壓操作模組319之遞增鍵319a而將9伏特調整至指定電壓值。本發明所屬技術領域中具有通常知識者依據前述第一至第三實施方式之敘述，應能理解第四實施方式所能提供之各種不同的操作方式，茲不贅言。
類似的，第四實施方式亦能執行第一實施方式所描述之所有運作，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第四實施方式如何基於上述第一實施方式以執行此等運作，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。此外，第四實施方式亦能具有第二實施方式所述之禁用操作模組之機制，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第四實施方式如何基於上述第二實施方式以執行此禁用機制，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
本發明之第五實施方式為一電力傳輸裝置51，其示意圖係描繪於第5圖。電力傳輸裝置51包含通用序列匯流排Type-C介面111、控制電路113及直流電源輸出端117。與第一實施方式之電力傳輸線11相較，電力傳輸裝置51不包含電力線115。除此之外，第五實施方式之電力傳輸裝置51能執行第一實施方式之電力傳輸線11所描述之所有運作，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第五實施方式如何基於上述第一實施方式以執行此等運作，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
本發明之第六實施方式為一電力傳輸裝置61，其示意圖係描繪於第6圖。電力傳輸裝置61包含通用序列匯流排Type-C介面111、控制電路113、直流電源輸出端117及操作模組219。與第二實施方式之電力傳輸線21相較，電力傳輸裝置61不包含電力線115。除此之外，第六實施方式之電力傳輸裝置61能執行第二實施方式之電力傳輸線21所描述之所有運作，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第六實施方式如何基於上述第二實施方式以執行此等運作，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
本發明之第七實施方式為一電力傳輸裝置71，其示意圖係描繪於第7圖。電力傳輸裝置71包含通用序列匯流排Type-C介面111、控制電路113、直流電源輸出端117、操作模組319及顯示單元321。與第三實施方式之電力傳輸線31相較，電力傳輸裝置71不包含電力線115。除此之外，第七實施方式之電力傳輸裝置71能執行第三實施方式之電力傳輸線31所描述之所有運作，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第七實施方式如何基於上述第三實施方式以執行此等運作，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
本發明之第八實施方式為一電力傳輸裝置81，其示意圖係描繪於第8圖。電力傳輸裝置81包含通用序列匯流排Type-C介面111、控制電路113、直流電源輸出端117、操作模組219、操作模組319及顯示單元321。與第四實施方式之電力傳輸線41相較，電力傳輸裝置81不包含電力線115。除此之外，第八實施方式之電力傳輸裝置81能執行第四實施方式之電力傳輸線41所描述之所有運作，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第八實施方式如何基於上述第四實施方式以執行此等運作，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
由上述說明可知，本發明所提供之電力傳輸線/裝置具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定之溝通能力，因此能透過一交握程序告知通用序列匯流排電力傳輸變壓器所需之指定電壓值。此外，本發明所提供之電力傳輸線/裝置具有直流電源輸出端，故能將通用序列匯流排電力傳輸變壓器所輸出之具有該指定電壓值之一電力輸出至需要該電力之直流電子裝置。在本發明之某些實施方式中，電力傳輸線/裝置更包含一或多個操作模組供使用者輸入所需之指定電壓值，或供使用者將一預設電壓值調整至所需之指定電壓值。透過前述機制，本發明所提供之電力傳輸線/裝置能使需要直流電源但不具有執行通用序列匯流排電力傳輸協定之電子裝置能以通用序列匯流排電力傳輸變壓器作為供電裝置。
上述實施方式僅用來例舉本發明之部分實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用來限制本發明之保護範疇及範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，而本發明之權利保護範圍以申請專利範圍為準。

Claims (9)

  1. 一種電力傳輸線，包含：一通用序列匯流排(Universal Serial Bus；USB)Type-C介面；一操作模組，因應一使用者之一操作而設定一指定電壓值；一控制電路，電性連接至該通用序列匯流排Type-C介面以及該操作模組，且於該通用序列匯流排Type-C介面連接至一通用序列匯流排電力傳輸(Power Delivery；PD)變壓器時，以一通用序列匯流排電力傳輸協定與該通用序列匯流排電力傳輸變壓器進行一交握程序以確認該指定電壓值；以及一直流電源輸出端，電性連接至該控制電路；其中，於該交握程序後，該通用序列匯流排Type-C介面自該通用序列匯流排電力傳輸變壓器接收具有該指定電壓值之一電力，且該直流電源輸出端輸出該電力；其中，該控制電路更於該通用序列匯流排Type-C介面自該通用序列匯流排電力傳輸變壓器接收該電力且於該直流電源輸出端輸出該電力時，禁用(disable)該操作模組。
  2. 如請求項1所述之電力傳輸線，其中該控制電路係透過該通用序列匯流排Type-C介面之一第一配置通道引腳(Configuration Channel pin；CC pin)與該通用序列匯流排電力傳輸變壓器進行該交握程序，且該控制電路係透過該通用序列匯流排Type-C介面之一電源引腳(Vbus pin)及一第二配置通道引腳(Vconn pin)其中之一接收該電力。
  3. 如請求項1所述之電力傳輸線，其中該直流電源輸出端為一直流電源插頭(DC jack plug)及一對直流電源輸出端子其中之一。
  4. 如請求項1所述之電力傳輸線，其中，該操作模組具有複數個預設電壓值，且係因應該使用者之該操作而設定該等預設電壓值其中之一為該指定電壓值。
  5. 如請求項4所述之電力傳輸線，其中該操作模組為一非接觸式操作模組、一觸控式操作模組、一按鈕式操作模組及一旋鈕式操作模組其中之一。
  6. 如請求項1所述之電力傳輸線，其中，該操作模組係因應該使用者之該操作而將一初始電壓值調整為該指定電壓值；以及該電力傳輸線更包含：一顯示單元，電性連接至該操作模組，且顯示該初始電壓值及該指定電壓值。
  7. 如請求項1所述之電力傳輸線，更包含：一顯示單元，用以顯示該指定電壓值。
  8. 一種電力傳輸裝置，包含：一通用序列匯流排Type-C介面；一操作模組，因應一使用者之一操作而設定一指定電壓值；一控制電路，電性連接至該通用序列匯流排Type-C介面以及該操作模組，且於該通用序列匯流排Type-C介面連接至一通用序列匯流排電力傳輸變壓器時，以一通用序列匯流排電力傳輸協定與該通用序列匯流排電力傳輸變壓器進行一交握程序以確認該指定電壓值；以及一直流電源輸出端，電性連接至該控制電路；其中，於該交握程序後，該通用序列匯流排Type-C介面自該通用序列匯流排電力傳輸變壓器接收具有該指定電壓值之一電力，且該直流電源輸出端輸出該電力；其中，該控制電路更於該通用序列匯流排Type-C介面自該通用序列匯流排電力傳輸變壓器接收該電力且於該直流電源輸出端輸出該電力時，禁用(disable)該操作模組。
  9. 如請求項8所述之電力傳輸裝置，其中，該操作模組具有複數個預設電壓值，且係因應該使用者之該操作而設定該等預設電壓值其中之一為該指定電壓值。
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