TWI767452B - 電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電子裝置，包括：一供電介面、一第一比較器、一第二比較器、一控制器、一第一切換電路，以及一第二切換電路。供電介面可接收一第一輸入電位和一第二輸入電位。第一比較器可比較第一輸入電位與一第一參考電位，以產生一第一比較電位。第二比較器可比較第二輸入電位與一第二參考電位，以產生一第二比較電位。控制器可根據第一比較電位和第二比較電位來產生一第一控制電位和一第二控制電位。第一切換電路可根據第一控制電位來選擇性地致能或禁能。第二切換電路可根據第二控制電位來選擇性地致能或禁能。

Description

電子裝置
本發明係關於一種電子裝置，特別係關於一種具有自動偵測功能之電子裝置。
在傳統電子裝置中，若有關於任一充電器(Charger)之交流(Alternating Current，AC)電源端被移除，此移除事件通常無法很快被偵測到，故往往導致電子裝置發生誤判。有鑑於此，勢必要提出一種全新之解決方案，以克服先前技術所面臨之問題。
在較佳實施例中，本發明提出一種電子裝置，選擇性地耦接至一第一充電器或(且)一第二充電器，並包括：一供電介面，包括一第一輸入埠和一第二輸入埠，其中該第一輸入埠係用於接收一第一輸入電位，而該第二輸入埠係用於接收一第二輸入電位；一第一比較器，比較該第一輸入電位與一第一參考電位，以產生一第一比較電位；一第二比較器，比較該第二輸入電位與一第二參考電位，以產生一第二比較電位；一控制器，根據該第一比較電位和該第二比較電位來產生一第一控制電位和一第二控制電位；一第一切換電路，耦接於該第一輸入埠和該控制器之間，其中該第一切換電路係根據該第一控制電位來選擇性地致能或禁能；以及一第二切換電路，耦接於該第二輸入埠和該控制器之間，其中該第二切換電路係根據該第二控制電位來選擇性地致能或禁能。
在一些實施例中，該供電介面支援通用序列匯流排 類型C(USB(Universal Serial Bus) Type-C)之規格。
在一些實施例中，該第一參考電位係大致等於該第一充電器之額定輸出電位之75%。
在一些實施例中，該第一比較器具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，該第一比較器之該正輸入端係用於接收該第一輸入電位，該第一比較器之該負輸入端係用於接收該第一參考電位，而該第一比較器之該輸出端係用於輸出該第一比較電位。
在一些實施例中，該第二參考電位係大致等於該第二充電器之額定輸出電位之75%。
在一些實施例中，該第二比較器具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，該第二比較器之該正輸入端係用於接收該第二輸入電位，該第二比較器之該負輸入端係用於接收該第二參考電位，而該第二比較器之該輸出端係用於輸出該第二比較電位。
在一些實施例中，該第一切換電路包括：一第一切換器，具有一第一端和一第二端，其中該第一切換器之該第一端係耦接至該供電介面之該第一輸入埠，而該第一切換器之該第二端係耦接至一第一節點；以及一第一二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第一二極體之該陽極係耦接至該第一節點，而該第一二極體之該陰極係耦接至一共同節點；其中該共同節點更耦接至該控制器，而該第一切換器係根據該第一控制電位來選擇性地導通或斷開。
在一些實施例中，在關於該第一充電器之一第一交流電源被移除之後，該第一切換器將會很快地斷開。
在一些實施例中，該第二切換電路包括：一第二切換器，具有一第一端和一第二端，其中該第二切換器之該第一端係耦接至該供電介面之該第二輸入埠，而該第二切換器之該第二端係耦接至一第二節點；以及一第二二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第二二極體之該陽極係耦接至該第二節點，而該第二二極體之該陰極係耦接至該共同節點；其中該第二切換器係根據該第二控制電位來選擇性地導通或斷開。
在一些實施例中，在關於該第二充電器之一第二交流電源被移除之後，該第二切換器將會很快地斷開。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置(Electronic Device)100之示意圖。例如，電子裝置100可應用於一平板電腦(Tablet Computer)或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。在第1圖之實施例中，電子裝置100包括：一供電介面(Power Supply Interface)110、一第一比較器(Comparator)120、一第二比較器130、一控制器(Controller)140、一第一切換電路(Switch Circuit)150，以及一第二切換電路160。必須注意的是，雖然未顯示於第1圖當中，但電子裝置100還可包括其他元件，例如：一電池(Battery)、一處理器(Processor)，或(且)一外殼(Housing)。
供電介面110包括一第一輸入埠(Input Port)111和一第二輸入埠112，其中第一輸入埠111係用於接收一第一輸入電位VIN1，而第二輸入埠112係用於接收一第二輸入電位VIN2。例如，第一輸入電位VIN1可為一直流(Direct Current，DC)電位，其可來自一第一充電器(Charger)，而第二輸入電位VIN2可為另一直流電位，其可來自一第二充電器。供電介面110之第一輸入埠111和第二輸入埠112係彼此獨立。在一些實施例中，供電介面110能支援通用序列匯流排 類型C(USB(Universal Serial Bus) Type-C)之規格。
第一比較器120係用於比較第一輸入電位VIN1與一第一參考電位VR1，再據以產生一第一比較電位VM1。第二比較器130係用於比較第二輸入電位VIN2與一第二參考電位VR2，再據以產生一第二比較電位VM2。接著，控制器140係根據第一比較電位VM1和第二比較電位VM2來產生一第一控制電位VC1和一第二控制電位VC2。在一些實施例中，控制器140為一嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)或是一主電路板(Main Circuit Board)。
第一切換電路150係耦接於供電介面110之第一輸入埠111和控制器140之間，其中第一切換電路150係根據第一控制電位VC1來選擇性地致能或禁能。例如，若第一控制電位VC1為高邏輯位準(亦即，邏輯「1」)，則第一切換電路150將可被致能(或是導通)；反之，若第一控制電位VC1為低邏輯位準(亦即，邏輯「0」)，則第一切換電路150將可被禁能(或是斷開)。
第二切換電路160係耦接於供電介面110之第二輸入埠112和控制器140之間，其中第二切換電路160係根據第二控制電位VC2來選擇性地致能或禁能。例如，若第二控制電位VC2為高邏輯位準，則第二切換電路160將可被致能(或是導通)；反之，若第二控制電位VC2為低邏輯位準，則第二切換電路160將可被禁能(或是斷開)。
在此設計下，電子裝置100可根據第一輸入電位VIN1和第二輸入電位VIN2來控制第一切換電路150和第二切換電路160之操作狀態，從而達成自動偵測之功能。一旦第一輸入電位VIN1或第二輸入電位VIN2發生任何變化，電子裝置100皆可立即進行對應之調整操作，使得電子裝置100之整體效能最佳化。
以下實施例將會介紹電子裝置100之細部結構特徵。必須理解的是，這些圖式和敘述僅為舉例，而非用於限制本發明之範圍。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置200之示意圖。電子裝置200可選擇性地耦接至一第一充電器270或(且)一第二充電器280，其中第一充電器270更可耦接至一第一交流電源(AC Power Source)291，而第二充電器280更可耦接至一第二交流電源292。在第2圖之實施例中，電子裝置200包括：一供電介面210、一第一比較器220、一第二比較器230、一控制器240、一第一切換電路250，以及一第二切換電路260。必須理解的是，第一充電器270、第二充電器280、第一交流電源291，以及第二交流電源292皆為外部元件，其非屬於電子裝置200之任何部份。
第一充電器270包括一第一交流對直流轉換器(AC-to-DC Converter)272和一第一電容器C1。第一交流對直流轉換器272係耦接至第一交流電源291，並可用於產生一第一輸入電位VIN1。第一電容器C1具有一第一端和一第二端，其中第一電容器C1之第一端可儲存第一輸入電位VIN1，而第一電容器C1之第二端係耦接至一接地電位(Ground Voltage)VSS(例如：0V)。
第二充電器280包括一第一交流對直流轉換器282和一第二電容器C2。第二交流對直流轉換器282係耦接至第二交流電源292，並可用於產生一第二輸入電位VIN2。第二電容器C2具有一第一端和一第二端，其中第二電容器C2之第一端可儲存第二輸入電位VIN2，而第二電容器C2之第二端係耦接至接地電位VSS。
供電介面210包括一第一輸入埠211和一第二輸入埠212，其中第一輸入埠211係用於接收第一輸入電位VIN1，而第二輸入埠212係用於接收第二輸入電位VIN2。供電介面210之第一輸入埠211和第二輸入埠212係彼此獨立。在一些實施例中，供電介面210能支援USB Type-C之規格。當第一充電器270耦接至電子裝置200時，第一交流對直流轉換器272和第一電容器C1皆耦接至供電介面210之第一輸入埠211。另外，當第二充電器280耦接至電子裝置200時，第二交流對直流轉換器282和第二電容器C2皆耦接至供電介面210之第二輸入埠212。
第一比較器220可由一運算放大器(Operational Amplifier，OP)所實施。詳細而言，第一比較器220具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中第一比較器220之正輸入端係用於接收第一輸入電位VIN1，第一比較器220之負輸入端係用於接收一第一參考電位VR1，而第一比較器220之輸出端係用於輸出一第一比較電位VM1。例如，若第一輸入電位VIN1高於或等於第一參考電位VR1，則第一比較電位VM1將可為高邏輯位準；反之，若第一輸入電位VIN1低於第一參考電位VR1，則第一比較電位VM1將可為低邏輯位準。在一些實施例中，第一參考電位VR1係大致等於第一充電器270之額定輸出電位之75%。在另一些實施例中，第一參考電位VR1係高於電子裝置100之最低工作電位。
第二比較器230可由另一運算放大器所實施。詳細而言，第二比較器230具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中第二比較器230之正輸入端係用於接收第二輸入電位VIN2，第二比較器230之負輸入端係用於接收一第二參考電位VR2，而第二比較器230之輸出端係用於輸出一第二比較電位VM2。例如，若第二輸入電位VIN2高於或等於第二參考電位VR2，則第二比較電位VM2將可為高邏輯位準；反之，若第二輸入電位VIN2低於第二參考電位VR2，則第二比較電位VM2將可為低邏輯位準。在一些實施例中，第二參考電位VR2係大致等於第二充電器280之額定輸出電位之75%。在另一些實施例中，第二參考電位VR2係高於電子裝置100之最低工作電位。
控制器240係根據第一比較電位VM1和第二比較電位VM2來產生一第一控制電位VC1和一第二控制電位VC2。在一些實施例中，控制器240為一嵌入式控制器或是一主電路板。
第一切換電路250包括一第一切換器(Switch Element)252和一第一二極體(Diode)D1。第一切換器252具有一第一端和一第二端，其中第一切換器252之第一端係耦接至供電介面210之第一輸入埠211，而第一切換器252之第二端係耦接至一第一節點N1。第一二極體D1具有一陽極和一陰極，其中第一二極體D1之陽極係耦接至第一節點N1，而第一二極體D1之陰極係耦接至一共同節點NCM。共同節點NCM更可耦接至控制器240。第一切換器252係根據第一控制電位VC1來選擇性地導通或斷開。例如，若第一控制電位VC1為高邏輯位準，則第一切換器252將可導通；反之，若第一控制電位VC1為低邏輯位準，則第一切換器252將可斷開。
第二切換電路260包括一第二切換器262和一第二二極體D2。第二切換器262具有一第一端和一第二端，其中第二切換器262之第一端係耦接至供電介面210之第二輸入埠212，而第二切換器262之第二端係耦接至一第二節點N2。第二二極體D2具有一陽極和一陰極，其中第二二極體D2之陽極係耦接至第二節點N2，而第二二極體D2之陰極係耦接至共同節點NCM。第二切換器262係根據第二控制電位VC2來選擇性地導通或斷開。例如，若第二控制電位VC2為高邏輯位準，則第二切換器262將可導通；反之，若第二控制電位VC2為低邏輯位準，則第二切換器262將可斷開。
在一些實施例中，控制器240係根據第一比較電位VM1、第二比較電位VM2，以及一真值表(Truth Table)來決定第一控制電位VC1和第二控制電位VC2。前述之真值表可如下列表一所述，其中數值「1」代表高邏輯位準，而數值「0」代表低邏輯位準：
  第一比較電位VM1 第二比較電位VM2 第一控制電位VC1 第二控制電位VC2
第一模式 1 1 1 0
第二模式 1 1 0 1
第三模式 1 0 1 0
第四模式 0 1 0 1
第五模式 0 0 0 0
表一：控制器之真值表
必須注意的是，在上述表一當中，第一模式和第二模式僅會兩者擇一使用。易言之，當第一比較電位VM1和第二比較電位VM2皆為高邏輯位準時，第一切換器252和第二切換器262兩者可根據不同需求來擇一導通，使得第一切換電路250和第二切換電路260可兩者擇一致能。例如，初始時，第一充電器270可傳送一第一充電器資訊(Charger Information)至控制器240，而第二充電器280可傳送一第二充電器資訊至控制器240(第一切換器252和第二切換器262於初始時可皆先預設為導通狀態)。每一充電器資訊可包括個別充電器功率或(且)個別充電器之連接時間。基於第一充電器資訊和第二充電器資訊，控制器240可再選擇第一模式和第二模式兩者之一，並提供適當之輸入保護參數。
在一些實施例中，若第一比較電位VM1和第二比較電位VM2皆為高邏輯位準，控制器240會判斷那一個充電器先耦接至供電介面210，再導通對應此充電器之切換器(或致能對應此充電器之切換電路)。例如，假設第一充電器270先耦接至供電介面210之第一輸入埠211，然後第二充電器280接著耦接至供電介面210之第二輸入埠212。在此情況下，控制器240會產生高邏輯位準之第一控制電位VC1以導通第一切換器252，同時產生低邏輯位準之第二控制電位VC2以斷開第二切換器262。
在另一些實施例中，若第一比較電位VM1和第二比較電位VM2皆為高邏輯位準，控制器240會判斷那一個充電器之輸出功率(Output Power)較大，再導通對應此充電器之切換器(或致能對應此充電器之切換電路)。例如，假設第一充電器270具有較小之輸出功率，而第二充電器280具有較大之輸出功率。在此情況下，控制器240會產生低邏輯位準之第一控制電位VC1以斷開第一切換器252，同時再產生高邏輯位準之第二控制電位VC2以導通第二切換器262。
在一些實施例中，第一充電器270之額定輸出電位約為20V，第二充電器280之額定輸出電位約為20V，第一參考電位VR1約為15V，第二參考電位VR2約為15V，而於電子裝置100之最低工作電位約為10V。然而，本發明並不僅限於此。在另一些實施例中，第一充電器270之額定輸出電位約為20V，第二充電器280之額定輸出電位約為10V，第一參考電位VR1約為15V，第二參考電位VR2約為7.5V，而於電子裝置100之最低工作電位約為5V。
必須注意的是，在關於第一充電器270之第一交流電源291被移除之後，第一比較器220可立即偵測到第一輸入電位VIN1之下降，故第一切換器252將會很快地斷開。另外，在關於第二充電器280之第二交流電源292被移除之後，第二比較器230可立即偵測到第二輸入電位VIN2之下降，故第二切換器262將會很快地斷開。由於第一參考電位VR1和第二參考電位VR2皆高於電子裝置100之最低工作電位，故本發明之電子裝置200將可解決傳統設計中偵測太慢及容易誤判之缺陷。
本發明提出一種新穎之電子裝置。大致而言，本發明至少具有快速偵測、降低誤判，以及提高效率等優勢，故其很適合應用於各種各式之裝置當中。
值得注意的是，以上所述之元件參數皆非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之電子裝置並不僅限於第1-2圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-2圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之電子裝置當中。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，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。
100,200:電子裝置 110,210:供電介面 111,211:第一輸入埠 112,212:第二輸入埠 120,220:第一比較器 130,230:第二比較器 140,240:控制器 150,250:第一切換電路 160,260:第二切換電路 252:第一切換器 262:第二切換器 270:第一充電器 272:第一交流對直流轉換器 280:第二充電器 282:第二交流對直流轉換器 291:第一交流電源 292:第二交流電源 C1:第一電容器 C2:第二電容器 D1:第一二極體 D2:第二二極體 N1:第一節點 N2:第二節點 NCM:共同節點 VC1:第一控制電位 VC2:第二控制電位 VIN1:第一輸入電位 VIN2:第二輸入電位 VM1:第一比較電位 VM2:第二比較電位 VR1:第一參考電位 VR2:第二參考電位 VSS:接地電位
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置之示意圖。 第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置之示意圖。
100:電子裝置
110:供電介面
111:第一輸入埠
112:第二輸入埠
120:第一比較器
130:第二比較器
140:控制器
150:第一切換電路
160:第二切換電路
VC1:第一控制電位
VC2:第二控制電位
VIN1:第一輸入電位
VIN2:第二輸入電位
VM1:第一比較電位
VM2:第二比較電位
VR1:第一參考電位
VR2:第二參考電位

Claims (9)

  1. 一種電子裝置，選擇性地耦接至一第一充電器或(且)一第二充電器，並包括：一供電介面，包括一第一輸入埠和一第二輸入埠，其中該第一輸入埠係用於接收一第一輸入電位，而該第二輸入埠係用於接收一第二輸入電位；一第一比較器，比較該第一輸入電位與一第一參考電位，以產生一第一比較電位；一第二比較器，比較該第二輸入電位與一第二參考電位，以產生一第二比較電位；一控制器，根據該第一比較電位和該第二比較電位來產生一第一控制電位和一第二控制電位；一第一切換電路，耦接於該第一輸入埠和該控制器之間，其中該第一切換電路係根據該第一控制電位來選擇性地致能或禁能；以及一第二切換電路，耦接於該第二輸入埠和該控制器之間，其中該第二切換電路係根據該第二控制電位來選擇性地致能或禁能；其中該第一切換電路包括：一第一切換器，具有一第一端和一第二端，其中該第一切換器之該第一端係耦接至該供電介面之該第一輸入埠，而該第一切換器之該第二端係耦接至一第一節點；以及 一第一二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第一二極體之該陽極係耦接至該第一節點，而該第一二極體之該陰極係耦接至一共同節點；其中該共同節點更耦接至該控制器，而該第一切換器係根據該第一控制電位來選擇性地導通或斷開。
  2. 如請求項1所述之電子裝置，其中該供電介面支援通用序列匯流排類型C(USB(Universal Serial Bus)Type-C)之規格。
  3. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第一參考電位係大致等於該第一充電器之額定輸出電位之75%。
  4. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第一比較器具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，該第一比較器之該正輸入端係用於接收該第一輸入電位，該第一比較器之該負輸入端係用於接收該第一參考電位，而該第一比較器之該輸出端係用於輸出該第一比較電位。
  5. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第二參考電位係大致等於該第二充電器之額定輸出電位之75%。
  6. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第二比較器具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，該第二比較器之該正輸入端係用於接收該第二輸入電位，該第二比較器之該負輸入端係用於接收該第二參考電位，而該第二比較器之該輸出端係用於輸出該第二比較電位。
  7. 如請求項1所述之電子裝置，其中在關於該第一充電器之一第一交流電源被移除之後，該第一切換器將會很快地斷開。
  8. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第二切換電路包括：一第二切換器，具有一第一端和一第二端，其中該第二切換器之該第一端係耦接至該供電介面之該第二輸入埠，而該第二切換器之該第二端係耦接至一第二節點；以及一第二二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第二二極體之該陽極係耦接至該第二節點，而該第二二極體之該陰極係耦接至該共同節點；其中該第二切換器係根據該第二控制電位來選擇性地導通或斷開。
  9. 如請求項8所述之電子裝置，其中在關於該第二充電器之一第二交流電源被移除之後，該第二切換器將會很快地斷開。
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