TWI780338B - 多埠電力供應裝置及其操作方法 - Google Patents
多埠電力供應裝置及其操作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI780338B TWI780338B TW108121276A TW108121276A TWI780338B TW I780338 B TWI780338 B TW I780338B TW 108121276 A TW108121276 A TW 108121276A TW 108121276 A TW108121276 A TW 108121276A TW I780338 B TWI780338 B TW I780338B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- power
- port
- usb
- control circuit
- common control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Power Sources (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
本發明提供一種多埠電力供應裝置及其操作方法。在一實施例中,多埠電力供應裝置包括多個USB連接埠、多個電源轉換器以及共同控制電路。所述多個USB連接埠包括第一USB連接埠與第二USB連接埠。所述多個電源轉換器被配置為供電至所述多個USB連接埠。共同控制電路被配置為獲知所述多個USB連接埠的功率變化,依據所述多個USB連接埠的功率需求對應地控制所述多個電源轉換器來供電至所述多個USB連接埠。共同控制電路將第一USB連接埠在第一時間的第一功率與第一USB連接埠在第二時間的第二功率之間的功率差異動態地轉移給第二USB連接埠。
Description
本發明是有關於一種電力供應裝置,特別是關於一種具有多個連接埠的多埠電力供應裝置及其操作方法。
一般而言,當電力供應裝置通過USB連接埠提供電能給外部裝置時,電力供應裝置需依據外部裝置的額定規格來進行電壓轉換的操作,使得電力供應裝置的輸出電壓可滿足外部裝置的需求電壓。電力供應裝置可能具有多個連接埠以及對應於多個連接埠的多個電壓轉換器,以便同時提供不同的輸出電壓的電力給具有不同需求電壓的多個外部裝置。無論如何,電力供應裝置與某一個外部裝置之間的功率組態一旦被決定,傳統的電力供應裝置輸出給這個外部裝置的輸出電壓會一直保持不變,直到這個外部裝置與電力供應裝置之間的連接被切斷。
另一方面,電力供應裝置的這些電壓轉換器將同一個源電壓轉換為不同的輸出電壓。一般而言,這個源電壓是固定(源電壓的準位不會隨著這些連接埠的電壓需求的改變而改變)。通常,這個源電壓的固定準位必須非常高,以便於滿足這些連接埠的高電壓需求。舉例來說,假設這些連接埠的電壓需求落於5V至20V的範圍內,因此這個源電壓的固定準位可以是24V。當某一個連接埠的電壓需求為20V時,這個連接埠的電壓轉換器可以將源電壓(即24V)轉換為輸出電壓(即20V)。然而,在電壓轉換時,電壓的升幅(或降幅)越大,則電壓轉換器的電壓轉換效率越低。舉例來說,當某一個連接埠的電壓需求為5V時,這個連接埠的電壓轉換器需要將電壓從24V降至5V。當電壓轉換器將電壓從24V降至5V時,將造成電壓轉換器的電壓轉換效率降低。在較低的電壓轉換效率的情況下,未被轉換的電能以熱的形式散失,因而電力供應裝置會有發熱的情形。因此,有必要提供一種新的電力供應裝置,以解決習知電力供應裝置的電壓轉換效率不佳的問題。
須注意的是,「先前技術」段落的內容是用來幫助了解本發明。在「先前技術」段落所揭露的部份內容(或全部內容)可能不是所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在「先前技術」段落所揭露的內容,不代表該內容在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知悉。
本發明提供一種能夠提高電壓轉換效率的多埠電力供應裝置及其操作方法。
本發明的一實施例提供一種多埠電力供應裝置。多埠電力供應裝置包括多個USB連接埠、多個電源轉換器以及共同控制電路。所述多個USB連接埠包括第一USB連接埠與第二USB連接埠。所述多個電源轉換器以一對一方式分別耦接於所述多個USB連接埠。所述多個電源轉換器被配置為供電至所述多個USB連接埠。共同控制電路耦接於所述多個USB連接埠以獲知所述多個USB連接埠的功率變化。共同控制電路被配置為依據所述多個USB連接埠的功率需求對應地控制所述多個電源轉換器來供電至所述多個USB連接埠。共同控制電路將第一USB連接埠在第一時間的第一功率與第一USB連接埠在第二時間的第二功率之間的功率差異動態地轉移給第二USB連接埠。
本發明的一實施例提供一種多埠電力供應裝置的操作方法。多埠電力供應裝置包括多個USB連接埠。所述多個USB連接埠包括第一USB連接埠與第二USB連接埠。操作方法包括:由共同控制電路獲知所述多個USB連接埠的功率變化;由共同控制電路依據所述多個USB連接埠的功率需求對應地控制多個電源轉換器;依據共同控制電路的控制,由所述多個電源轉換器以一對一方式分別供電至所述多個USB連接埠;以及由共同控制電路將第一USB連接埠在第一時間的第一功率與第一USB連接埠在第二時間的第二功率之間的功率差異動態地轉移給第二USB連接埠。
本發明的一實施例提供一種多埠電力供應裝置。多埠電力供應裝置包括電力供應電路、多個USB連接埠、多個電源轉換器以及共同控制電路。電力供應電路用以提供源電能。多個電源轉換器以一對一方式分別耦接於所述多個USB連接埠。所述多個電源轉換器耦接至電力供應電路以接收源電能。所述多個電源轉換器供電至所述多個USB連接埠。共同控制電路耦接於所述多個USB連接埠以獲知所述多個USB連接埠的功率需求。共同控制電路被配置為依據所述多個USB連接埠的功率需求對應地控制所述多個電源轉換器來供電至所述多個USB連接埠。共同控制電路計算所述多個USB連接埠的總功率。共同控制電路依據總功率與門檻功率的關係對應地控制電力供應電路來動態調整源電能的電壓。
本發明的一實施例提供一種多埠電力供應裝置的操作方法。多埠電力供應裝置包括多個USB連接埠。操作方法包括:由電力供應電路提供源電能給多個電源轉換器;由共同控制電路獲知所述多個USB連接埠的功率需求;由共同控制電路計算這些USB連接埠的總功率;由共同控制電路依據總功率與門檻功率的關係對應地控制電力供應電路來動態調整源電能的電壓;由共同控制電路依據所述多個USB連接埠的功率需求對應地控制所述多個電源轉換器;以及依據共同控制電路的控制,由所述多個電源轉換器供電至所述多個USB連接埠。
基於上述,在本發明的一些實施例中,多埠電力供應裝置以及操作方法會將一USB連接埠在第一時間的第一功率與在第二時間的第二功率之間的功率差異動態地轉移給另一USB連接埠。在本發明的一些實施例中,多埠電力供應裝置以及操作方法會依據總功率與門檻功率的關係對應地控制電力供應電路來動態調整源電能的電壓。如此一來,本發明可以動態地提升多埠電力供應裝置的電壓轉換效率。
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。
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言,若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置,則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置,或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文(包括申請專利範圍)中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件(element)的名稱,或區別不同實施例或範圍,而並非用來限制元件數量的上限或下限,亦非用來限制元件的次序。另外,凡可能之處,在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
請參考圖1,圖1是依照本發明的一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電路方塊示意圖。如圖1所示,多埠電力供應裝置100包括電力供應電路110、USB連接埠120_1~120_4、電源轉換器130_1~130_4以及共同控制電路140。圖1所示電源轉換器的數量為4個(即電源轉換器120_1~120_4),USB連接埠的數量亦為4個(即USB連接埠120_1~120_4)。在其他實施例中,電源轉換器的數量與USB連接埠的數量可以依照設計需求而加以調整/設定。
依照設計需求,在一些實施例中,電力供應電路110可以包括電壓調節器(Voltage Regulator)或是其他可調節電壓、電流與/或功率的電源供應電路。依照共同控制電路140的控制,電力供應電路110可以將外部的交流電能(或直流電能)轉換為直流電能(例如圖1所示的源電能Ps)。電力供應電路110所提供的源電能Ps可以供電給電源轉換器130_1~130_4。
在本實施例中,多埠電力供應裝置100可以經由不同的USB連接埠120_1~120_4供電給不同的外部裝置(未繪示),並且可經由不同的USB連接埠120_1~120_4獲知來自於不同的外部裝置的配置(configuration)資訊CC1~CC4。依據這些配置資訊CC1~CC4,多埠電力供應裝置100可以獲知這些外部裝置(未繪示)的功率需求。舉例來說,USB連接埠120_1~120_4的任一個可以是C型USB(USB Type-C,又稱為USB-C)連接埠或A型USB(USB Type-A)連接埠。
電源轉換器130_1~130_4以一對一方式分別耦接於USB連接埠120_1~120_4。也就是,電源轉換器130_1的輸出端耦接於USB連接埠120_1的電力腳位(電力匯流排腳位,一般標示為Vbus),電源轉換器130_2的輸出端耦接於USB連接埠120_2的電力腳位,電源轉換器130_3的輸出端耦接於USB連接埠120_3的電力腳位,電源轉換器130_4的輸出端耦接於USB連接埠120_4的電力腳位。電源轉換器130_1~130_4的輸入端分別耦接至電力供應電路110的輸出端,以接收源電能Ps。依照共同控制電路140的控制,電源轉換器130_1可以將源電能Ps轉換為輸出電能P1,並且將輸出電能P1輸出至對應的USB連接埠120_1的電力腳位。依照共同控制電路140的控制,電源轉換器130_2可以將源電能Ps轉換為輸出電能P2,並且將輸出電能P2輸出至對應的USB連接埠120_2的電力腳位。依照共同控制電路140的控制,電源轉換器130_3可以將源電能Ps轉換為輸出電能P3,並且將輸出電能P3輸出至對應的USB連接埠120_3的電力腳位。依照共同控制電路140的控制,電源轉換器130_4可以將源電能Ps轉換為輸出電能P4,並且將輸出電能P4輸出至對應的USB連接埠120_4的電力腳位。
多埠電力供應裝置100的共同控制電路140耦接於USB連接埠120_1~120_4,以便獲知USB連接埠120_1~120_4的功率需求。舉例來說,在一些實施例中,共同控制電路140可以耦接至USB連接埠120_1~120_4的配置通道(configuration channel,以下稱CC)腳位,以獲得配置資訊CC1~CC4。以USB連接埠120_1為例,共同控制電路140會經由USB連接埠120_1的CC腳位而獲知外部裝置(未繪示)的配置資訊CC1。共同控制電路140從配置資訊CC1可以知道,USB連接埠120_1的電壓需求、電流需求及/或功率需求(也就是連接於USB連接埠120_1的外部裝置的電壓需求、電流需求與/或功率需求)。同理可推,共同控制電路140可以經由USB連接埠120_2~120_4的配置資訊CC2~CC4而獲知USB連接埠120_2~120_4的電壓需求、電流需求與/或功率需求。
共同控制電路140耦接於電源轉換器130_1~130_4的控制端。共同控制電路140可依照設計需求來支援多種USB協定,以共同因應不同規格的USB連接埠120_1~120_4的傳輸需求。舉例來說,當USB連接埠120_1~120_4的任一個為USB Type-C連接埠時,共同控制電路140可以是支援電力傳輸(Power Delivery, PD)協定的USB Type-C連接埠控制器(Type-C Port Controller,TCPC)或是USB Type-C連接埠管理器(Type-C Port Manager,TCPM)。另舉例來說,如果USB連接埠120_1~120_4是USB Type-A連接埠,則電源轉換器130_1可以是支援QC(Quick Charge)協定的USB Type-A連接埠管理器。再舉例來說,當USB連接埠120_1~120_4的任一個被連接至具有可編程電源供應(programmable power supply,PPS)功能的外部設備時,共同控制電路140可支援PPS協定。所述PPS協定/功能為習知協定/功能,故不再贅述。
共同控制電路140會依據USB連接埠120_1的電壓需求去控制電源轉換器130_1,使電源轉換器130_1將源電能Ps轉換/調整成符合電壓需求的輸出電能P1。並且,電源轉換器130_1將經調整的輸出電能P1輸出至USB連接埠120_1的電力腳位。同理可推,共同控制電路140會依據USB連接埠120_2~120_4的電壓需求去控制電源轉換器130_2~130_4,使電源轉換器130_2~130_4將經調整的輸出電能P2~P4分別輸出至USB連接埠120_2~120_4。
在獲知USB連接埠120_1~120_4的功率需求之後,共同控制電路140還依據USB連接埠120_1~120_4的功率需求而對應地控制電力供應電路110,以便動態調整源電能Ps的電壓(即,源電壓)、電流與/或功率。舉例來說,藉由調整源電能Ps的電壓,共同控制電路140可以盡可能地縮小源電能Ps與輸出電能P1~P4之間的電壓差。如此一來,多埠電力供應裝置100可以依據USB連接埠120_1~120_4的功率需求去動態調整源電能Ps,藉以提升多埠電力供應裝置100的電源轉換器130_1~130_4的電壓轉換效率。
依照不同的設計需求,上述共同控制電路140的方塊的實現方式可以是硬體(hardware)、韌體(firmware)、軟體(software,即程式)或是前述三者中的多者的組合形式。
以硬體形式而言,上述共同控制電路140的方塊可以實現於積體電路(integrated circuit)上的邏輯電路。上述共同控制電路140的相關功能可以利用硬體描述語言(hardware description languages,例如Verilog HDL或VHDL)或其他合適的編程語言來實現為硬體。舉例來說,上述共同控制電路140的相關功能可以被實現於一或多個控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路(Application-specific integrated circuit, ASIC)、數位訊號處理器(digital signal processor, DSP)、場可程式邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。
以軟體形式及/或韌體形式而言,上述共同控制電路140的相關功能可以被實現為編程碼(programming codes)。例如,利用一般的編程語言(programming languages,例如C、C++或組合語言)或其他合適的編程語言來實現上述共同控制電路140。所述編程碼可以被記錄/存放在記錄媒體中,所述記錄媒體中例如包括唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)、存儲裝置及/或隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)。電腦、中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器或微處理器可以從所述記錄媒體中讀取並執行所述編程碼,從而達成相關功能。作為所述記錄媒體,可使用「非臨時的電腦可讀取媒體(non-transitory computer readable medium)」,例如可使用帶(tape)、碟(disk)、卡(card)、半導體記憶體、可程式設計的邏輯電路等。而且,所述程式也可經由任意傳輸媒體(通信網路或廣播電波等)而提供給所述電腦(或CPU)。所述通信網路例如是互聯網(Internet)、有線通信(wired communication)、無線通信(wireless communication)或其它通信介質。
請同時參考圖1以及圖2,圖2是依照本發明的第一實施例的操作方法的流程示意圖。在圖1以及圖2的實施例中,電力供應電路110在步驟S210提供源電能Ps給電源轉換器130_1~130_4。在步驟S220中,共同控制電路140獲知USB連接埠120_1~120_4的功率需求。共同控制電路140會經由USB連接埠120_1的配置資訊CC1獲知USB連接埠120_1的功率需求。同理可推,共同控制電路140會經由USB連接埠120_2~120_4的配置資訊CC2~CC4而獲知USB連接埠120_2~120_4的功率需求。
在步驟S230中,共同控制電路140依據USB連接埠120_1~120_4的功率需求對應地控制電源轉換器130_1~130_4。接下來,在步驟S240中,共同控制電路140控制電源轉換器130_1將源電能Ps轉換為輸出電能P1,使得電源轉換器130_1將輸出電能P1輸出至USB連接埠120_1,藉以將輸出電能P1提供給連接於USB連接埠120_1的外部裝置(未繪示)。同理可推,電源轉換器130_2~130_4將源電能Ps轉換為輸出電能P2~P4,並且將輸出電能P2~P4輸出至USB連接埠120_2~120_4。
圖3~圖5是依照本發明一實施例說明圖2所示步驟230的流程示意圖。請同時參考圖1、圖3、圖4以及圖5。在步驟S301中,共同控制電路140可以得知在USB連接埠120_1~120_4的這些電壓需求中的最大需求電壓值與最小需求電壓值,並且依照USB連接埠120_1~120_4的這些功率需求算出總功率。所述總功率可以是USB連接埠120_1~120_4的這些功率需求(最大功率)的總和。所述最大需求電壓值可以是USB連接埠120_1~120_4的這些電壓需求中的最大者。所述最小需求電壓值可以是USB連接埠120_1~120_4的這些電壓需求中的最小者。在接下來的多個步驟中,共同控制電路140可以依據最大需求電壓值、最小需求電壓值與總功率去計算源電能Ps的電壓值。
在本實施例中,共同控制電路140可在步驟S302中判斷USB連接埠120_1~120_4是否連接至具有可編程電源供應(programmable power supply,PPS)功能的外部設備。如果共同控制電路140在步驟S302中判斷出USB連接埠120_1~120_4都沒有被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備,則進入步驟節點A。反之,如果共同控制電路140在步驟S302中判斷出USB連接埠120_1~120_4的任一個被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備,則進入步驟節點B。
在本實施例中,在圖3所示步驟S302判斷出USB連接埠120_1~120_4都沒有被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備之後,共同控制電路140可以執行圖4中的步驟S402。在步驟S402中,共同控制電路140可以判斷所述總功率是否小於或等於電力供應電路110的額定功率值,以及判斷所述最大需求電壓值與所述最小需求電壓值之間的差值(即需求電壓差值)是否小於或等於閾值。所述閾值可以依照設計需求來決定。電力供應電路110的所述額定功率值可以是電力供應電路110的輸出功率的最大值(源電能Ps的最大功率)。當共同控制電路140判斷出USB連接埠120_1~120_4的所述總功率小於或等於電力供應電路110的額定功率值,並且所述需求電壓差值小於或等於所述閾值時(即步驟S402的判斷結果為「是」),共同控制電路140進行步驟S403。在步驟S403中,共同控制電路140選擇所述最大需求電壓值作為候選電壓值。當共同控制電路140判斷出USB連接埠120_1~120_4的所述總功率大於電力供應電路110的所述額定功率值,及/或所述需求電壓差值大於所述閾值時(即步驟S402的判斷結果為「否」),共同控制電路140進行步驟S404。在步驟S404中,共同控制電路140會選擇所述最大需求電壓值與所述最小需求電壓值的平均值作為所述候選電壓值。
在後續的步驟S405~S410中,共同控制電路140會依據所述候選電壓值去計算源電能Ps的電壓值。當共同控制電路140判斷出所述候選電壓值與電力供應電路110的額定電流值的乘積大於或等於USB連接埠120_1~120_4的所述總功率時,則共同控制電路140可以依據所述候選電壓值來調整源電能Ps的電壓。其中,電力供應電路110的所述額定電流值可以是電力供應電路110的輸出電流的最大值(源電能Ps的最大電流)。反之,當共同控制電路140判斷出所述候選電壓值與電力供應電路110的所述額定電流值的乘積小於USB連接埠120_1~120_4的所述總功率時,共同控制電路140可以依據所述總功率與所述額定電流值的商來調整源電能Ps的電壓。
詳細來說明,在本實施例中,在步驟S403選擇了所述最大需求電壓值作為所述候選電壓值之後,共同控制電路140可以進行步驟S405。在步驟S405中,共同控制電路140會進一步地判斷所述候選電壓值(最大需求電壓值)與電力供應電路110的所述額定電流值的乘積是否大於或等於USB連接埠120_1~120_4的所述總功率。當所述最大需求電壓值與所述額定電流值的乘積大於或等於所述總功率時(亦即步驟S405的判斷結果為「是」),共同控制電路140可以進行步驟S406。在步驟S406中,共同控制電路140會依據候選電壓值(最大需求電壓值)來調整源電能Ps的電壓。舉例來說,共同控制電路140會將源電能Ps的電壓值調整為所述最大需求電壓值。
反之,當所述最大需求電壓值與所述額定電流值的乘積小於所述總功率時(亦即步驟S405的判斷結果為「否」),共同控制電路140可以進行步驟S407。在步驟S407中,共同控制電路140依據所述總功率與所述額定電流值的商來調整源電能Ps的電壓。舉例來說,假設USB連接埠120_1~120_4的所述總功率為H,而電力供應電路110的所述額定電流值為Ir,則共同控制電路140會將源電能Ps的電壓值調整為H/Ir。
在另一方面,在步驟S404選擇了所述最大需求電壓值與所述最小需求電壓值的平均值作為所述候選電壓值之後,共同控制電路140可以進行步驟S408。在步驟S408中,共同控制電路140判斷所述候選電壓值(所述平均值)與電力供應電路110的所述額定電流值的乘積是否大於或等於所述總功率。當所述乘積大於或等於所述總功率時(亦即步驟S408的判斷結果為「是」),共同控制電路140可以進行步驟S409。在步驟S409中,共同控制電路140依據候選電壓值(所述最大需求電壓值與所述最小需求電壓值的平均值)來調整源電能Ps的電壓。舉例來說,假設所述最大需求電壓值為A,而所述最小需求電壓值為B,則所述平均值(候選電壓值)為(A+B)/2,而共同控制電路140會將源電能Ps的電壓值調整為(A+B)/2。
反之,當所述平均值(候選電壓值)與電力供應電路110的所述額定電流值的乘積小於所述總功率時(亦即步驟S408的判斷結果為「否」),共同控制電路140可以進行步驟S410。在步驟S410中,共同控制電路140依據所述總功率與所述額定電流值的商來調整源電能Ps的電壓。舉例來說,假設USB連接埠120_1~120_4的所述總功率為H,而電力供應電路110的所述額定電流值為Ir,則共同控制電路140會將源電能Ps的電壓值調整為H/Ir。
回到圖3所示步驟S302,當共同控制電路140在步驟S302中判斷出USB連接埠120_1~120_4的任一個被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備時,共同控制電路140可以執行圖5中的步驟S502。在步驟S502中,共同控制電路140獲知門檻功率。所述門檻功率可以依照設計需求來決定。舉例來說,在一些實施例中,共同控制電路140可以計算電力供應電路110的最小額定電壓(例如是5伏特)與最大額定電流(例如是5安培)的乘積做為所述門檻功率(例如是25瓦特)。在步驟S503中,共同控制電路140可以判斷在步驟S301所獲得的總功率H是否小於所述門檻功率。當共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H小於所述門檻功率時,共同控制電路140進行步驟S504以將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為USB連接埠120_1~120_4的最小額定電壓(例如5伏特)。
當共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H大於或等於門檻功率,並且總功率H小於或等於電力供應電路110所能提供的額定功率時,共同控制電路140進行步驟S505以計算總功率H與電力供應電路110的最大額定電流的商,並且將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為上述的商。舉例來說,假設電力供應電路110的最大額定電流是5安培,則共同控制電路140可以將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為H/5。
表1是依照本發明一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電力供應對照表。
表1:
配置 | CC1 | CC2 | CC3 | CC4 | 總功率 | Ps的電壓/電流 |
1 | 5V/3A | 5V/3A | 5V/3A | 5V/2.4A | 57W | 11.4V/5A |
2 | 5V/3A | 15W | 5V/3A | |||
3 | 20V/3A | 60W | 20V/3A | |||
4 | 5V/3A | 20V/2.25A | 60W | 12.5V/4.8A | ||
5 | 15V/1A | 15V/1A | 15V/1A | 5V/2.4A | 57W | 11.4V/5A |
6 | 9V/1A | 9V/1A | 9V/1A | 5V/2.4A | 39W | 9V/4.4A |
7 | 5V/3A | 9V/1A | 24W | 9V/2.6A | ||
8 | 5V/3A | 12V/3A | 51W | 10.2V/5A | ||
9-1 | 3.3~8.3V/3A | <25W | 5V/5A | |||
9-2 | 8.3~11V/3A | ≧25W | 5~6.6V/5A | |||
10-1 | 3.3~4.3V/3A | 5V/2.4A | <25W | 5V/5A | ||
10-2 | 4.4~11V/3A | 5V/2.4A | ≧25W | 5~9V/5A | ||
11-1 | 3.3~4.3V/1.5A | 3.3~4.3V/1.5A | 5V/2.4A | <25W | 5V/5A | |
11-2 | 4.4~11V/1.5A | 4.4~11V/1.5A | 5V/2.4A | ≧25W | 5~9V/5A |
請同時參考圖1、圖3、圖4、圖5以及表1,在本實施例中,表1的電力供應對照表列示了多種配置的範例。在第1配置到第8配置中,假設USB連接埠120_1~120_4都沒有被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備。而在第9-1配置、第9-2配置、第10-1配置、第10-2配置、第11-1配置到第11-2配置中,則是假設USB連接埠120_1~120_4中的任一個有被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備。在表1所示實施例中,電力供應電路110的額定功率值被假設為60瓦特,步驟S402所述閾值被假設為5伏特,電力供應電路110的額定電流值被假設為5安培,而步驟S502所述門檻功率為25瓦特(預設最小額定電壓值為5伏特)。
首先以第1配置為例,在第1配置中,共同控制電路140在步驟S301可藉由USB連接埠120_1~120_4的配置資訊CC1~CC4獲知USB連接埠120_1~120_4的電壓需求都是5伏特,而USB連接埠120_1~120_4的電流需求都是3安培。因此,USB連接埠120_1~120_4的所述總功率H為5*3 + 5*3 + 5*3 + 5*2.4 = 57瓦特。在步驟S302中,共同控制電路140可藉由USB連接埠120_1~120_4的配置資訊CC1~CC4獲知USB連接埠120_1~120_4都沒有被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備,因此共同控制電路140進行圖4中的步驟S402、S403、S405與S407。在第2配置中,共同控制電路140可藉由配置資訊CC1獲知連接於USB連接埠120_1的外部裝置的需求電壓是5V,而需求電流是3A,也可藉由配置資訊CC2~CC4獲知USB連接埠120_2~120_4並沒有連接外部裝置。因此,USB連接埠120_1~120_4的所述總功率H是5*3 + 0 + 0 + 0 = 15瓦特。因此,共同控制電路140進行圖4中的步驟S402、S403、S405與S406。同理可推,在第3配置、第6配置、第7配置中,共同控制電路140進行圖4中的步驟S402、S403、S405與S406。在第4配置中,共同控制電路140進行圖4中的步驟S402、S404、S408與S409。在第5配置中、第8配置中,共同控制電路140進行圖4中的步驟S402、S404、S408與S410。
在第9-1配置中,共同控制電路140在步驟S302可藉由USB連接埠120_1~120_4的配置資訊CC1~CC4獲知USB連接埠120_1連接到具有可編程電源供應功能的外部設備,進入步驟S502。共同控制電路140在步驟S502中計算出總功率H是由9.9瓦特上升到24.9瓦特。在上述的過程中,共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H小於門檻功率(例如是25瓦特),因此進入步驟S504。共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為最小額定電壓,也就是5伏特。此外,共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電流值設定為門檻功率與最小額定電壓的商,也就是5安培。在第9-2配置中,共同控制電路140在步驟S302可藉由USB連接埠120_1~120_4的配置資訊CC1~CC4獲知USB連接埠120_1連接到具有可編程電源供應功能的外部設備,進入步驟S502。共同控制電路140在步驟S502中計算出總功率H是由24.9瓦特上升到33瓦特。在上述的過程中,共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H大於門檻功率,並且總功率H小於額定功率(60W),因此進入步驟S505。共同控制電路140計算總功率H與電力供應電路的最大額定電流(例如是5安培)的商。並且將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為上述的商,也就是5伏特到6.6伏特。此外,共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電流值設定為5安培(即,最大額定電流)。在此值得一提的是,多埠電力供應裝置100能夠因應第9-1配置被置換到第9-2配置情況進行動態地調整源電能Ps,藉以動態地維持多埠電力供應裝置的高電壓轉換效率。
第10-1配置增加了不具有可編程電源供應功能的外部設備。然而,共同控制電路140在步驟S302可藉由USB連接埠120_1~120_4的配置資訊CC1~CC4獲知USB連接埠120_1連接到具有可編程電源供應功能的外部設備,進入步驟S502。共同控制電路140在步驟S502中計算出總功率H是由21.9瓦特上升到24.9瓦特。在上述的過程中,共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H小於門檻功率(例如是25瓦特),因此進入步驟S504。共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為最小額定電壓,也就是5伏特。此外,共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電流值設定為門檻功率與最小額定電壓的商,也就是5安培。在第10-2配置中,共同控制電路140在步驟S502中計算出總功率H是由25.2瓦特上升到45瓦特。在上述的過程中,共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H大於門檻功率,並且總功率H小於額定功率(60W),因此進入步驟S505。共同控制電路140計算總功率H與電力供應電路的最大額定電流(例如是5安培)的商。並且將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為上述的商,也就是5伏特到9伏特。此外,共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電流值設定為5安培(即,最大額定電流)。
第11-1配置增加了不具有可編程電源供應功能的外部設備。然而,共同控制電路140在步驟S302可藉由USB連接埠120_1~120_4的配置資訊CC1~CC4獲知USB連接埠120_1、120_2連接到具有可編程電源供應功能的外部設備,進入步驟S502。共同控制電路140在步驟S502中計算出總功率H是由21.9瓦特上升到24.9瓦特。在上述的過程中,共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H小於門檻功率(例如是25瓦特),因此進入步驟S504。共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為最小額定電壓,也就是5伏特。此外,共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電流值設定為門檻功率與最小額定電壓的商,也就是5安培。在第11-2配置中,共同控制電路140在步驟S502中計算出總功率H是由25.2瓦特上升到45瓦特。在上述的過程中,共同控制電路140在步驟S503中判斷出總功率H大於門檻功率,並且總功率H小於額定功率(60W),因此進入步驟S505。共同控制電路140計算總功率H與電力供應電路的最大額定電流(例如是5安培)的商。並且將電力供應電路110的源電能Ps的電壓值設定為上述的商,也就是5伏特到9伏特。此外,共同控制電路140將電力供應電路110的源電能Ps的電流值設定為5安培(即,最大額定電流)。
請回到圖1的實施例,在另一實施例中,多埠電力供應裝置100的共同控制電路140更可以獲知USB連接埠120_1~120_4的功率變化,依據USB連接埠120_1~120_4的功率變化對應地控制電源轉換器130_1~130_4。此外,共同控制電路140還能夠將USB連接埠120_1~120_4的其中之一在第一時間的功率與在晚於第一時間的第二時間的功率之間的功率差異動態地轉移給其他的USB連接埠。
在本實施例中,共同控制電路140可以獲知USB連接埠120_1~120_4的功率變化。舉例來說,感測電阻(未繪示)可以被設置在USB連接埠120_1與電源轉換器130_1之間,共同控制電路140可以藉著感測電阻(未繪示)來感測流經USB連接埠120_1的電流變化。共同控制電路140可以依據USB連接埠120_1的電流變化來推知USB連接埠120_1的功率變化。以此類推,共同控制電路140可以獲知USB連接埠120_2~120_4的功率變化。
具體來說明,請同時參考圖1以及圖6。圖6是依據本發明的第二實施例所繪示的操作方法流程示意圖。在本實施例中,共同控制電路140在步驟S610中會獲知USB連接埠120_1~120_4的功率變化。在步驟S610中,共同控制電路140可經由連接埠120_1~120_4的配置資訊CC1~CC4獲知連接埠120_1~120_4的功率變化。在步驟S620中,共同控制電路140依據連接埠120_1~120_4的功率需求對應地控制電力供應電路110來動態調整源電能Ps。在步驟S630中,共同控制電路140控制電源轉換器130_1以將源電能Ps轉換為輸出電能P1,使得電源轉換器130_1將輸出電能P1輸出至連接埠120_1,藉以將輸出電能P1提供給連接於連接埠120_1的外部裝置(未繪示)。同理可推,電源轉換器130_2~130_4將源電能Ps轉換為輸出電能P2~P4,並且將輸出電能P2~P4輸出至連接埠120_2~120_4。共同控制電路140在步驟S640中會依據USB連接埠120_1~120_4的功率變化,將USB連接埠120_1~120_4的其中之一在第一時間的功率與在晚於第一時間的第二時間的功率之間的功率差異動態地轉移給其他的其中一個USB連接埠。舉例來說,USB連接埠120_3在電性連接於外部裝置的連續期間中,共同控制電路140會在第一時間控制電源轉換器130_3,藉以使電源轉換器130_3將輸出電能P3提供給USB連接埠120_3。USB連接埠120_1處的功率下降時,也就是輸出電能P1在第二時間的功率小於輸出電能P1在第一時間的功率。共同控制電路140會在第二時間控制電源轉換器130_1、130_3,將USB連接埠120_1會將功率下降所產生的功率差異轉移給USB連接埠120_3。因此,輸出電能P3的功率會被提高,也就是輸出電能P3在第二時間的功率會大於輸出電能P3在第一時間的功率。在一些實施例中,步驟S640可以在步驟S610之後。
請同時參考圖1、圖7~圖10。圖7~圖10是依據本發明的第三實施例所繪示的操作方法流程示意圖。在本實施例中,共同控制電路140在步驟S701中會獲得電力供應電路110的額定功率TP。共同控制電路140在圖7的步驟S702中會判斷USB連接埠120_1~120_4是否連接到外部裝置。在本實施例中,USB連接埠120_1~120_3可例如是Type-C連接埠。USB連接埠120_4可例如是Type-A連接埠。如果共同控制電路140判斷出只有USB連接埠120_1~120_3的至少二者分別連接到外部裝置,進入步驟節點C。接下來,在圖8的步驟S802中,共同控制電路140會在Type-C連接埠連接到外部裝置時獲得對應於Type-C連接埠的預留值T1,並藉由使用電力供應電路110的額定功率與該總功率計算出餘功率REM。在本實施例中,預留值T1是Type-C連接埠的最小額定電壓與Type-C連接埠的最大額定電流的乘積。在本實施例中,Type-C連接埠的最小額定電壓為5伏特,Type-C連接埠的最大額定電流為3安培,因此預留值T1等於15。Type-C連接埠的預留值T1為實數。餘功率REM是電力供應電路110的額定功率TP減去有連接外部裝置的USB連接埠的功率所得到的差值。
在步驟S803中,共同控制電路140判斷連接到外部裝置的Type-C連接埠的功率是否相同。如果是相同,這意謂著Type-C連接埠的輸出電能並不需要進行轉移,因此會進入步驟S804。在步驟S804中,共同控制電路140會進行等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S803。
在一些實施例中,共同控制電路140會在步驟S803中進一步判斷Type-C連接埠的功率是否大於Type-C連接埠的最低額定功率。如果共同控制電路140判斷出Type-C連接埠的功率小於或等於Type-C連接埠的最低額定功率,不進行後續的操作。如果共同控制電路140判斷出Type-C連接埠的功率大於Type-C連接埠的最低額定功率,則可進行後續的操作。
在步驟S803中,如果共同控制電路140判斷出連接到外部裝置的Type-C連接埠的功率是不同的,則進入步驟S805。在步驟S805中,共同控制電路140會判斷具有最大功率的Type-C連接埠(即,第一USB連接埠)的功率是否大於對應於Type-C連接埠的預留值T1。如果共同控制電路140判斷出第一USB連接埠的功率大於對應於Type-C連接埠的預留值T1,進入步驟S806。在步驟S806中,共同控制電路140會進行等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S805。如果共同控制電路140判斷出第一USB連接埠的功率小於或等於對應於Type-C連接埠的預留值T1,這意謂著第一USB連接埠的功率已經降低。因此進入步驟S807以開始將第一USB連接埠的功率差異轉移給其他的USB連接埠(即,第二USB連接埠)。一旦完成轉移,則進入步驟S808。在步驟S808中,共同控制電路140會進行等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S802。
在步驟S807中,USB連接埠120_1的電壓值被調整為5伏特,而電流值則被調整為3安培。
在步驟S807中,共同控制電路140還能夠使用第一USB連接埠在第一時間的功率、預留值T1、第二USB連接埠在第一時間的原功率以及餘功率REM計算新的輸出功率P3的電壓值以及電流值。共同控制電路140在第二時間後控制電源轉換器130_1~130_4來配置新功率給第二USB連接埠。詳細來說,共同控制電路140會依據公式(1)來取得一第一參考值。
N1 = (P1 - T1 + P3 + REM) / IP…………………..公式(1)
其中N1為第一參考值,P1為在第一時間第一USB連接埠的功率,P3為第二USB連接埠在第一時間的原功率,並且IP是最大額定電流值。第一參考值可以是正整數或正實數。
共同控制電路140會依據第一參考值在不同的區間將對應的電壓值提供給在第二時間後接收功率差異的Type-C連接埠。舉例來說,當共同控制電路140判斷出第一參考值小於或等於5時,共同控制電路140會控制電源轉換器130_1~130_4來配置5伏特的電壓值給第二USB連接埠。當共同控制電路140判斷出第一參考值大於5並小於或等於9時,共同控制電路140會控制電源轉換器130_1~130_4來配置5伏特或9伏特的電壓值給第二USB連接埠。當共同控制電路140判斷出第一參考值大於9並小於或等於12時,共同控制電路140會控制電源轉換器130_1~130_4來配置5伏特、9伏特或12伏特的電壓值給第二USB連接埠。當共同控制電路140判斷出第一參考值大於12並小於或等於15時,則共同控制電路140會控制電源轉換器130_1~130_4來配置5伏特、9伏特、12伏特或15伏特的電壓值給第二USB連接埠。當共同控制電路140判斷出第一參考值大於15時,則共同控制電路140會控制電源轉換器130_1~130_4來配置5伏特、9伏特、12伏特、15伏特或20伏特的電壓值給第二USB連接埠。
表2是依照本發明一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電力供應對照表。
表2:
配置 | CC1 | CC2 | CC3 | 餘功率 |
12-1 | 5V/3A | 5V/3A | 5V/3A | 15W |
12-2 | 5V/3A | 5V/3A | 5V/3A | 15W |
13-1 | 9V/3A | 9V/2.67A | 9V/1A | 0W |
13-2 | 5V/3A | 9V/2.67A | 9V/2.3A | 0W |
14-1 | 5V/3A | 9V/2.67A | 9V/2.3A | 0W |
14-2 | 5V/3A | 5V/3A | 12V/2.5A | 0W |
15-1 | 15V/3A | 9V/1.5A | 1.5W | |
15-2 | 5V/3A | 15V/3A | 0W | |
16-1 | 20V/2.25A | 9V/1.5A | 1.5W | |
16-2 | 5V/3A | 15V/3A | 0W |
進一步以範例來說明,請同時參考圖1、圖8以及表2,在本範例中,關於第12-1配置,共同控制電路140在步驟S803中能夠從第12-1配置的配置資訊CC1~CC3中判斷出連接到外部裝置的Type-C連接埠的功率是相同的。因此進入第12-2配置後,並不會有功率差異的轉移。
關於第13-1、13-2配置,共同控制電路140在步驟S803中能夠從第13-1配置的配置資訊CC1~CC3中判斷出連接到外部裝置的Type-C連接埠的功率是不同的。配置資訊CC1指示出USB連接埠120_1是具有最大功率(即,27瓦特)的Type-C連接埠,因此,共同控制電路140將USB連接埠120_1作為第一USB連接埠。配置資訊CC3指示出USB連接埠120_3是具有最小功率(即,9瓦特)的Type-C連接埠。共同控制電路140將USB連接埠120_3作為第二USB連接埠。共同控制電路140會在步驟S805中開始判斷USB連接埠120_1的功率是否從大於對應於Type-C連接埠的預留值T1降低到小於或等於預留值T1。如果USB連接埠120_1在第13-1配置轉換到第13-2配置(即,第二時間)的功率降低到小於或等於預留值T1(即,第13-2配置中的配置資訊CC1),則進入步驟S807以對功率差異轉移到第二USB連接埠,也就是USB連接埠120_3。在步驟S807中,共同控制電路140判斷出USB連接埠120_1的功率由27瓦特降低到15瓦特。也就是說,USB連接埠120_1對外部裝置的充電(或供電)已結束或者是將要結束。因此為將功率27瓦特降低到15瓦特的變化,也就是12瓦特,作為所述的功率差異。接下來,共同控制電路140會藉由使用功率差異(即,12瓦特)以及USB連接埠120_3在第二時間的原功率(即,9瓦特)計算出新功率,也就是9 + 12 = 21瓦特。因此,USB連接埠120_3的功率由9瓦特上升到21瓦特。USB連接埠120_1的電壓值被調整為5伏特,而電流值則被調整為3安培。第13-1、13-2配置中,可以依據公式(1)得出第一參考值等於7。因此USB連接埠120_3的電壓值可以為9伏特。並且USB連接埠120_3的電流值為新功率與電壓值的商,也就是2.3安培。
關於第14-1、14-2配置,共同控制電路140在步驟S803中能夠從第14-1配置的配置資訊CC1~CC3中判斷出連接到外部裝置的Type-C連接埠的功率是不同的。配置資訊CC2指示出USB連接埠120_2是具有最大功率(即,24瓦特)的Type-C連接埠。共同控制電路140將USB連接埠120_2作為第一USB連接埠,並且將USB連接埠120_3作為第二USB連接埠。
共同控制電路140會在步驟S805中判斷出USB連接埠120_2在第14-1配置轉換到第14-2配置(即,第二時間)的功率降低到小於或等於預留值T1,則進入步驟S807以對功率差異轉移到第二USB連接埠,也就是USB連接埠120_3。在步驟S807中,共同控制電路140判斷出USB連接埠120_2的功率由24瓦特降低到15瓦特。也就是說,USB連接埠120_2對外部裝置的充電(或供電)已結束或者是將要結束。因此為將功率24瓦特降低到15瓦特的變化,也就是9瓦特,作為所述的功率差異。接下來,共同控制電路140會藉由使用功率差異(即,9瓦特)以及USB連接埠120_3在第二時間的原功率(即,21瓦特)計算出新功率,也就是21 + 9 = 30瓦特。因此,USB連接埠120_3的功率由21瓦特上升到30瓦特。USB連接埠120_2的電壓值被調整為5伏特,而電流值則被調整為3安培。第14-1、14-2配置中,可以依據公式(1)得出第一參考值等於10。因此在第14-2配置中,USB連接埠120_3的電壓值可以為12伏特。並且USB連接埠120_3的電流值為新功率與電壓值的商,也就是2.5安培。
關於第15-1、15-2配置,共同控制電路140在步驟S803中能夠從第15-1配置的配置資訊CC1~CC3中判斷出連接到外部裝置的Type-C連接埠的功率是不同的。配置資訊CC1指示出USB連接埠120_1是具有最大功率(即,45瓦特)的Type-C連接埠。共同控制電路140將USB連接埠120_1作為第一USB連接埠,並且將USB連接埠120_2作為第二USB連接埠。
共同控制電路140會在步驟S805中判斷出USB連接埠120_1在第15-1配置轉換到第15-2配置(即,第二時間)的功率降低到小於或等於預留值T1,則進入步驟S807以對功率差異轉移到第二USB連接埠,也就是USB連接埠120_2。在步驟S807中,共同控制電路140判斷出USB連接埠120_1的功率由45瓦特降低到15瓦特。也就是說,USB連接埠120_1連接埠對外部裝置的充電(或供電)已結束或者是將要結束。因此為將功率45瓦特降低到15瓦特的變化,也就是30瓦特,作為所述的功率差異。接下來,共同控制電路140會藉由使用功率差異(即,30瓦特)、USB連接埠120_2在第二時間的原功率(即,13.5瓦特)以及餘功率(即,1.5瓦特)計算出新功率,也就是30 + 13.5 + 1.5= 45瓦特。因此,USB連接埠120_2的功率由13.5瓦特上升到45瓦特。USB連接埠120_1的電壓值被調整為5伏特,而電流值則被調整為3安培。第15-1、15-2配置中,可以依據公式(1)得出第一參考值等於15。因此在第15-2配置中,USB連接埠120_2的電壓值可以為15伏特。並且USB連接埠120_2的電流值為新功率與電壓值的商,也就是3安培。
關於第16-1、16-2配置,可以由第15-1、15-2配置的說明中獲得足夠的教示,因此恕不在此重述。
請回到請圖1、圖7~圖10所示的第三實施例的步驟S702。在步驟S702中,如果共同控制電路140判斷出只有USB連接埠120_1~120_3的至少一者以及USB連接埠120_4分別連接到外部裝置,進入步驟S703。在步驟S703中,共同控制電路140會判斷Type-C連接埠(即,USB連接埠120_1~120_3)的至少一者是否先連接到外部裝置。如果共同控制電路140判斷出Type-C連接埠的至少一者先連接到外部裝置,進入步驟節點D。
接下來,在圖9中的步驟S902中,共同控制電路140會在Type-C連接埠連接到外部裝置時,獲得對應於Type-C連接埠的預留值T1。共同控制電路140會藉由Type-A連接埠(即,USB連接埠120_4)判斷Type-A連接埠是否連接到外部裝置。應能理解的是在步驟S902中,共同控制電路140也可以執行步驟S802~S808的操作。在步驟S903中,Type-A連接埠連接到外部裝置。共同控制電路140會在Type-A連接埠連接到外部裝置時,獲得對應於Type-A連接埠的最大預留值T2以及最小預留值T3,並且獲得餘功率REM。
在本實施例中,上述的最大預留值T2是Type-A連接埠的最小額定電壓與Type-A連接埠的最大額定電流的乘積。上述的最小預留值T3是Type-A連接埠的最小額定電壓與Type-A連接埠的最小額定電流的乘積。在本實施例中,Type-A連接埠的最小額定電壓為5伏特,Type-A連接埠的最大額定電流為2.4安培,Type-A連接埠的最小額定電流為1安培。因此,最大預留值T2等於12,而最小預留值T3等於5。餘功率REM是額定功率TP減去有連接外部裝置的USB連接埠(包含Type-C與Type-A連接埠)的功率所得到的差值。
除此之外,在步驟S903中,Type-A連接埠在連接到外部裝置時,Type-A連接埠的電流會被限流,並將限流旗標值設定為0。在本實施例中,Type-A連接埠的電流可以被限流到小於或等於Type-A連接埠的最小額定電流,例如為0.5安培,然不以此為限。在本實施例中,限流旗標值被設定為0的延遲時間長度必須要大於一維持時間長度(例如是3秒)。上述的維持時間長度為執行步驟S904到S907之間的最短時間長度,也就是執行功率差異的轉換所需的最短時間。
接下來,共同控制電路140會在步驟S904中判斷Type-C連接埠的功率的總和是否小於或等於額定功率TP與預留值T1的差值。如果共同控制電路140判斷出Type-C連接埠的功率的總和小於或等於額定功率TP與預留值T1的差值。這意謂著Type-A連接埠可接收到足夠的輸出電能P4的功率,輸出電能並不需要進行轉移。因此共同控制電路140會在步驟S905中等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S904。反之,如果共同控制電路140判斷出Type-C連接埠的功率的總和大於額定功率TP與預留值T1的差值,這意謂著輸出電能需要進行轉移。因此共同控制電路140會在步驟S906中判斷具有最大功率的Type-C連接埠的功率是否大於預留值T1,並且Type-A連接埠的限流旗標值=0。如果判斷的結果為「是」,表示Type-A連接埠是處於被限流的狀態,並且具有最大功率的Type-C連接埠具有足夠的功率轉移到Type-A連接埠。因此,共同控制電路140會在步驟S907中,解除Type-A連接埠的限流,將具有最大功率的Type-C連接埠的功率差異轉移給Type-A連接埠,並且將Type-A連接埠的限流旗標值改為1。一旦完成轉移,則進入步驟S908中等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S902。在一實施例中,限流旗標值也可由1改為0。
在步驟S907中,舉例來說,USB連接埠120_4的電壓值被固定為5伏特,而電流值則由被限制的0.5安培被調整為2.4安培。
在步驟S907中,共同控制電路140還能夠使用具有最大功率的Type-C連接埠在第二時間的功率、最大預留值T2以及餘功率REM計算新的輸出功率P3的電壓值以及電流值。共同控制電路140在第二時間後控制電源轉換器130_1~130_4來配置新功率給第二USB連接埠。詳細來說,共同控制電路140會依據公式(2)來取得一第二參考值。
N2 = (P3 – T2 + REM) / IP…………………..公式(2)
其中N2為第二參考值,P3為具有最大功率的Type-C連接埠在第二時間的功率。第二參考值可以是正整數或正實數。
共同控制電路140會依據第二參考值在不同的區間將對應的電壓值提供到在第二時間以前具有最大功率的Type-C連接埠。在一實施例中,共同控制電路140會依據第二參考值在不同的區間將對應的電壓值提供到其他任意的Type-C連接埠。關於第二參考值在不同的區間提供對應電壓值的實施細節可以在前述第一參考值的實施細節中獲致足夠的教示,因此恕不在此重述。
請在回到步驟S906。如果判斷的結果為「否」,則進入步驟S909。在步驟S909中,共同控制電路140會判斷Type-A連接埠的功率是否小於或等於最小預留值T3,並且Type-A連接埠的限流旗標值等於1。如果判斷的結果為「是」,這意謂著Type-A連接埠的限流已經被解除,並且Type-A連接埠的功率已經下降到小於或等於最小預留值T3。也就是說,Type-A連接埠對外部裝置的充電(或供電)已結束或者是將要結束。共同控制電路140會在步驟S910中將Type-A連接埠的功率差異轉移給其中一Type-C連接埠,並且將Type-A連接埠的限流旗標值改為0。一旦完成轉移,則進入步驟S908。
在步驟S910中,舉例來說,USB連接埠120_4的電壓值被固定為5伏特,而電流值則由2.4安培被調整為1安培。
在步驟S910中,共同控制電路140還能夠使用具有最大功率的Type-C連接埠在第二時間的功率、最大預留值T2以及餘功率REM計算新的輸出功率P3的電壓值以及電流值。共同控制電路140在第二時間後控制電源轉換器130_1~130_4來配置新功率給第二USB連接埠。詳細來說,共同控制電路140會依據公式(3)來取得一第三參考值。
N3 = (P3 + T2 – P4+ REM) / IP…………………..公式(3)
其中N3為第三參考值,P4為Type-A連接埠在第二時間的功率。第三參考值可以是正整數或正實數。
共同控制電路140會依據第三參考值在不同的區間將對應的電壓值提供到在第二時間以前具有最大功率的Type-C連接埠。在一實施例中,共同控制電路140會依據第三參考值在不同的區間將對應的電壓值提供到其他任意的Type-C連接埠。關於第三參考值在不同的區間提供對應電壓值的實施細節可以在前述第一參考值的實施細節中獲致足夠的教示,因此恕不在此重述。
請回到步驟S909,如果判斷的結果為「否」,則進入步驟S911中等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S909。
表3是依照本發明一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電力供應對照表。
表3:
配置 | CC1 (Type-C) | CC2 (Type-C) | CC3 (Type-C) | CC4 (Type-A) | 限流旗標值 |
17 | 5V/3A | 5V/3A | 5V/3A | 5V/2.4A | 0 |
18 | 9V/3A 轉為 5V/3A | 9V/2A | 5V/3A | 5V/0.5A 轉為 5V/2.4A | 1 |
19 | 12V/3A 轉為 9V/2.6A | 9V/1A | 5V/3A | 5V/0.5A 轉為 5V/2.4A | 1 |
20 | 15V/3A 轉為 12V/2.7A | 5V/3A | 5V/0.5A 轉為 5V/2.4A | 1 | |
21 | 20V/2.5A轉為 15V/2.6A | 9V/1A | 5V/0.5A 轉為 5V/2.4A | 1 | |
22 | 20V/3A 轉為 20V/2.4A | 5V/0.5A 轉為 5V/2.4A | 1 | ||
23 | 5V/3A | 9V/2A 轉為 9V/2.7A | 5V/3A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A | 0 |
24 | 9V/2.6A 轉為 12V/2.6A | 9V/1A | 5V/3A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A | 0 |
25 | 12V/2.7A 轉為 15V/2.6A | 5V/3A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A | 0 | |
26 | 15V/2.6A 轉為 20V/2.3A | 9V/1A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A | 0 | |
27 | 20V/2.4A 轉為 20V/2.75A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A | 0 |
進一步以範例來說明,請同時參考圖1、圖9以及表3,在本範例中,Type-C連接埠(即,USB連接埠120_1~120_3)連接到外部裝置的時間點會早於Type-A連接埠(即,USB連接埠120_4)連接到外部裝置的時間點。Type-A連接埠連接到外部裝置時,Type-A連接埠會被限流。因此,Type-A連接埠電壓值為5伏特,而電流值為0.5安培。Type-A連接埠的功率則為2.5瓦特。並且在此時點,Type-A連接埠的限流旗標值被設定為0。
關於第17配置,共同控制電路140會在步驟S904中判斷出Type-C連接埠的功率的總和(即,45瓦特)等於額定功率TP與預留值T1的差值(即,45瓦特)。因此,輸出電能P1~P4並不需要進行轉移。
關於第18配置,共同控制電路140會在步驟S904中判斷出Type-C連接埠的功率的總和(即,60瓦特)大於額定功率TP與預留值T1的差值(即,45瓦特)。因此進入步驟S906。在步驟S906中,共同控制電路140中判斷出具有最大功率的Type-C連接埠(即,USB連接埠120_1)的功率(即,27瓦特)大於預留值T1(即,15瓦特),並且判斷出限流旗標值等於0。因此,進入步驟S907。在步驟S907中,共同控制電路140控制電源轉換器130_4以解除Type-A連接埠的限流,並且控制電源轉換器130_1、130_4以將USB連接埠120_1的功率差異轉移給Type-A連接埠。詳細來說,USB連接埠120_1的功率會由27瓦特減去12瓦特,藉以將功率降低到15瓦特(即,新功率)。而所減去的12瓦特則是所述的功率差異。Type-A連接埠會接收到功率差異,藉以使Type-A連接埠的電流值由0.5安培提高到2.4安培。接下來,將限流旗標值設定為1。
此外,第18配置可以依據公式(2)得出第二參考值等於5。因此USB連接埠120_1的電壓值可以被調整為5伏特。並且USB連接埠120_1的電流值為新功率與電壓值的商,也就是3安培。
關於第19~22配置,第19~22配置的流程可以由第18配置的說明中獲得足夠的教示,因此恕不在此重述。
關於第23配置,共同控制電路140會在步驟S904中判斷出Type-C連接埠的功率的總和(即,48瓦特)大於額定功率TP與預留值T1的差值(即,45瓦特)。因此進入步驟S906。在步驟S906中,共同控制電路140中判斷出具有最大功率的Type-C連接埠(即,USB連接埠120_2)的功率(即,18瓦特)大於預留值T1(即,15瓦特),且判斷出限流旗標值等於1。因此,進入步驟S909。在步驟S909中,共同控制電路140判斷出Type-A連接埠的功率下降到5瓦特,已經等於最小預留值T3,並且也判斷出Type-A連接埠的限流旗標值等於1。因此,進入步驟S910。在步驟S910中,USB連接埠120_4的電壓值被固定為5伏特,而電流值則由2.4安培被調整為1安培。因此USB連接埠120_4的功率會由12瓦特降低到5瓦特,進而產生7瓦特的功率差異。因此上述7瓦特的功率差異例如是(但不限於)轉移到USB連接埠120_2。因此,USB連接埠120_2的功率會由18瓦特上升到25瓦特。此外,第23配置可以依據公式(3)得出第三參考值等於12.3。因此USB連接埠120_2的電壓值可以被調整為9伏特。並且USB連接埠120_2的電流值為新功率與電壓值的商,也就是2.7安培。
關於第24~27配置,第24~27配置的流程可以由第23配置的說明中獲得足夠的教示,因此恕不在此重述。
在此值得一提的是,在第23~27配置中,USB連接埠120_4的功率差異會轉移到具有最大功率的Type-C連接埠。如此一來,可以加速對高功率需求的外部裝置進行充電。在一些實施例中,功率差異會轉移到具有最小功率的Type-C連接埠,然不限於此。
請再回到請圖1、圖7~圖10所示的第三實施例的步驟S703。在步驟S703中,共同控制電路140會判斷Type-C連接埠(即,USB連接埠120_1~120_3)的至少一者是否先連接到外部裝置。如果共同控制電路140判斷出Type-A連接埠先連接到外部裝置,進入步驟節點E。
接下來,在圖10中的步驟S1002中,共同控制電路140會在Type-A連接埠連接到外部裝置時,獲得對應於Type-A連接埠的最大預留值T2以及最小預留值T3。在步驟S1003中,Type-C連接埠連接到外部裝置。共同控制電路140會在Type-C連接埠連接到外部裝置時,獲得對應於Type-C連接埠的預留值T1,並且獲得餘功率REM。此外,在步驟S1002中,由於Type-A連接埠並不會被限流,因此限流旗標值會被設定為1。
在步驟S1004中,共同控制電路140會判斷Type-C連接埠的功率是否相同,並且Type-A連接埠的功率是否大於最小預留值T3。如果判斷的結果為「是」,這意謂著Type-A連接埠電源還在使用,並且外部裝置的Type-C連接埠的功率都相同,因此輸出電能並不需要進行轉移,因此會進入步驟S1005。在步驟S1005中,共同控制電路140會進行等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S1004。
在步驟S1004中,如果判斷的結果為「否」,則意謂著Type-A連接埠的功率已經下降到小於或等於最小預留值T3,或者是Type-C連接埠的至少一者的功率發生了變化(或不完全相同)。也就是說,Type-A連接埠對外部裝置的充電(或供電)已結束或者是將要結束,Type-A連接埠能夠將功率差異轉移給Type-C連接埠的其中之一。共同控制電路140會在步驟S1006中將Type-A連接埠的電流值由最大額定電流(例如是2.4安培)設定為最小額定電流(例如是1安培),並將Type-A連接埠的功率差異轉移給其中一Type-C連接埠,例如是具有最大功率的Type-C連接埠。步驟S1006中的實施細節可以在步驟S910中獲至足夠的教示,因此不在此重述。此外,在步驟S1006中,由於Type-A連接埠可視為被限流在最小額定電流,因此限流旗標值會被設定為0。一旦完成轉移,則進入步驟S1007。在步驟S1007中,共同控制電路140會進行等待。舉例來說,共同控制電路140會等待(但不限於)10分鐘後再回到步驟S1002。
表4是依照本發明一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電力供應對照表。
表4:
配置 | CC1 (Type-C) | CC2 (Type-C) | CC3 (Type-C) | CC4 (Type-A) |
28 | 5V/3A | 5V/3A | 5V/3A | 5V/2.4A |
29 | 9V/2A 轉為 9V/2.9A | 9V/1.5A | 5V/3A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A |
30 | 9V/2.6A 轉為 12V/2.6A | 9V/1A | 5V/3A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A |
31 | 12V/2.7A 轉為 15V/2.7A | 5V/3A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A | |
32 | 15V/2.6A 轉為 20V/2.3A | 9V/1A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A | |
33 | 20V/2.4A 轉為 20V/2.7A | 5V/2.4A 轉為 5V/1A |
進一步以範例來說明,請同時參考圖1、圖10以及表4,在本範例中,Type-A連接埠(即,USB連接埠120_4)連接到外部裝置的時間點會早於Type-C連接埠(即,USB連接埠120_1~120_3)連接到外部裝置的時間點。
關於第28配置,共同控制電路140會在步驟S1004中判斷出Type-C連接埠的功率是相同的,並且Type-A連接埠的功率大於最小預留值T3。輸出電能P1~P4並不會進行轉移。
關於第29配置,共同控制電路140會在步驟S1004中判斷出Type-C連接埠的功率是不相同的。當Type-A連接埠的功率從12瓦特下降到5瓦特。因此7瓦特的功率差異可轉移給Type-C連接埠的其中之一,例如是USB連接埠120_1。USB連接埠120_1在接收到功率差異後,依據功率差異以及餘功率(即,1.5瓦特),USB連接埠120_1的功率會由18瓦特上升到26.5瓦特。此外第29配置可以依據公式(3)得出第三參考值等於8.8。因此USB連接埠120_1的電壓值可以被調整為9伏特。並且USB連接埠120_1的電流值為新功率與電壓值的商,也就是2.9安培。
關於第30~33配置,第30~33配置的流程可以由第29配置的說明中獲得足夠的教示,因此恕不在此重述。
請參考圖11,圖11是依據本發明的另一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電路方塊示意圖。在本實施例中,多埠電力供應裝置200包括電力供應電路110、USB連接埠120_1~120_3、電源轉換器130_1~130_3、共同控制電路140以及旁路開關150_1~150_3。圖11所示電源轉換器的數量為3個(即電源轉換器120_1~120_3),USB連接埠的數量為3個(即電源轉換器120_1~120_3),旁路開關的數量亦為3個(即旁路開關150_1~150_3)。在其他實施例中,電源轉換器的數量、USB連接埠的數量以及旁路開關的數量可以依照設計需求而加以調整/設定。本實施例的電力供應電路110、USB連接埠120_1~120_3、電源轉換器130_1~130_3與共同控制電路140之間的耦接方式可以由圖1的實施細節獲致足夠的教示,因此恕不在此重述。
在圖11所示實施例中,旁路開關150_1~150_3的第一端耦接於電力供應電路110,以接收源電能Ps。旁路開關150_1~150_3的第二端還以一對一方式分別耦接於USB連接埠120_1~120_3的電力腳位。旁路開關150_1~150_3的控制端以一對一方式分別耦接於電源轉換器130_1~130_3。旁路開關150_1會基於電源轉換器130_1的控制而被導通或被斷開。同理可推,旁路開關150_2、150_3分別會基於電源轉換器130_2、130_3的控制而被導通或被斷開。共同控制電路140會接收配置資訊CC1~CC3並藉由配置資訊CC1~CC3的需求電壓值來決定是否指示電源轉換器130_1~130_3導通或斷開旁路開關150_1~150_3。本實施例的旁路開關150_1~150_3可分別由至少一個電晶體開關來實現。
進一步來說明,請同時參考圖11以及圖12,圖12是依據本發明另一實施例說明圖2所示步驟S230的部分流程示意圖。圖12所示步驟S301、步驟S302、步驟節點A與步驟節點B可以參照圖3的相關說明。與圖3不同的是,圖12所示實施例還增加了步驟S303以及步驟S304。
在本實施例中,共同控制電路140在步驟S301中得知在USB連接埠120_1~120_3的這些電壓需求中的最大需求電壓值與最小需求電壓值,並且依照USB連接埠120_1~120_3的這些功率需求算出總功率。共同控制電路140可在步驟S302中判斷USB連接埠120_1~120_3是否連接至具有可編程電源供應功能的外部設備。如果共同控制電路140在步驟S302中判斷出USB連接埠120_1~120_3的任一個被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備,則進入步驟節點B。反之,如果共同控制電路140在步驟S302中判斷出USB連接埠120_1~120_3都沒有被連接至具有可編程電源供應功能的外部設備,則進入步驟S303。
共同控制電路140可以比較USB連接埠120_1~120_3的需求電壓值與一個預設電壓值而獲得比較結果,以及依據此比較結果來決定是否導通這些旁路開關150_1~150_3的一個或多個。舉例來說,在步驟S303中,共同控制電路140會進一步判斷USB連接埠120_1~120_3的需求電壓值是否大於或等於預設電壓值(例如是20伏特或是其他電壓準位)。如果共同控制電路140判斷出USB連接埠120_1~120_3中的任一個的需求電壓值大於或等於所述預設電壓值(步驟S303為「是」),則進入步驟S304。
在此以USB連接埠120_3的需求電壓值大於預設電壓值(例如是20伏特)為例,在步驟S304中,共同控制電路140會指示電源轉換器130_3導通旁路開關150_3。旁路開關150_3在被導通的情況下,電源轉換器130_3不會進行電源轉換(亦即電源轉換器130_3不會對USB連接埠120_3進行供電),而是由電力供應電路110經由被導通的旁路開關150_3將源電能Ps提供到USB連接埠120_3的電力腳位。上述的供電模式被稱為旁路供電模式。也就是說,多埠電力供應裝置200在步驟S304(旁路供電模式)中會用源電能Ps通過旁路開關供電給需求電壓值大於或等於所述預設電壓值的USB連接埠(承上例,即USB連接埠120_3)。在USB連接埠120_1~120_3具有較高的需求電壓值的情況下,電力供應電路110經由被導通的旁路開關將源電能Ps提供到USB連接埠120_1~120_3,而不是由電源轉換器130_1~130_3供電到USB連接埠120_1~120_3。如此一來,旁路開關150_1~150_3的加入可用以降低電源轉換器130_1~130_3在電源傳輸時的電壓損失以及對源電能進行電源轉換時的效能損失。
在另一方面,當共同控制電路140判斷出USB連接埠120_1~120_3的需求電壓值都小於預設電壓值(例如是20伏特)(步驟S303為「否」),則進入步驟節點A,亦即接著進入圖4所示的步驟S402。
表5是依照本發明一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電力供應對照表。
表5:
配置 | CC1 | CC2 | CC3 | 總功率 |
34 | 5V/3A | 5V/3A | 5V/3A | 45 W |
35 | 5V/3A | 9V/2A | 15V/1.8A | 60 W |
36 | 5V/3A | 9V/2A | 20V/1.35A (旁路供電模式) | 60 W |
37 | 5V/3A | 20V/1A (旁路供電模式) | 20V/1A (旁路供電模式) | 55 W |
38 | 20V/1A (旁路供電模式) | 20V/1A (旁路供電模式) | 20V/1A (旁路供電模式) | 60 W |
請同時參考圖11、圖12以及表5,在本實施例中,表5的電力供應對照表列示了多種配置的範例。本實施例的預設電壓值例如是20伏特。本實施例的源電能Ps的電壓值例如是等於預設電壓值,也就是20伏特。本實施例的源電能Ps的電流值例如是1安培。關於第34、35配置,共同控制電路140在步驟S304中判斷出USB連接埠120_1~120_3的需求電壓值都小於預設電壓值,則進入步驟節點A。
關於第36配置,共同控制電路140會判斷出USB連接埠120_3的需求電壓值等於預設電壓值,因此進入步驟S304。共同控制電路140會指示電源轉換器130_3導通旁路開關150_3。多埠電力供應裝置200在步驟S304中會藉由旁路供電模式對USB連接埠120_3進行供電,藉以經由被導通的旁路開關150_3將源電能Ps提供到USB連接埠120_3。關於第37配置,共同控制電路140會判斷出USB連接埠120_2、120_3的需求電壓值等於預設電壓值,因此進入步驟S304。旁路開關150_2~150_3會被導通。多埠電力供應裝置200在步驟S304中會藉由旁路供電模式對USB連接埠120_2、120_3進行供電,藉以將源電能Ps提供到USB連接埠120_2、120_3。關於第38配置,共同控制電路140會判斷出USB連接埠120_1~120_3的需求電壓值等於預設電壓值,因此進入步驟S304。旁路開關150_1~150_3會被導通。多埠電力供應裝置200在步驟S304中會藉由旁路供電模式對USB連接埠120_1~120_3進行供電,藉以將源電能Ps提供到USB連接埠120_1~120_3。
綜上所述,本發明諸實施例中,多埠電力供應裝置以及操作方法會將一USB連接埠在第一時間的第一功率與在第二時間的第二功率之間的功率差異動態地轉移給另一USB連接埠。多埠電力供應裝置以及操作方法還會依據總功率與門檻功率的關係對應地控制電力供應電路來動態調整源電能的電壓。如此一來,本發明可以動態地提升多埠電力供應裝置的電壓轉換效率。
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、200:多埠電力供應裝置
110:電力供應電路
120_1~120_4:USB連接埠
130_1~130_4:電源轉換器
140:共同控制電路
150_1~150_3:旁路開關
A、B、C、D、E:步驟節點
CC1~CC4:配置資訊
P1~P4:輸出電能
Ps:源電能
S210、S220、S230、S240:步驟
S301~S304:步驟
S402~S410:步驟
S502~S505:步驟
S610、S620、S630、S640:步驟
S702~S703:步驟
S802~S808:步驟
S902~S911:步驟
S1002~S1007:步驟
圖1是依據本發明的一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電路方塊(circuit block)示意圖。
圖2是依據本發明的第一實施例所繪示的操作方法流程示意圖。
圖3~圖5是依據本發明一實施例說明圖2所示步驟S230的流程示意圖。
圖6是依據本發明的第二實施例所繪示的操作方法流程示意圖。
圖7~圖10是依據本發明的第三實施例所繪示的操作方法流程示意圖。
圖11是依據本發明的另一實施例所繪示的多埠電力供應裝置的電路方塊示意圖。
圖12是依據本發明另一實施例說明圖2所示步驟S230的部分流程示意圖。
100:多埠電力供應裝置
110:電力供應電路
120_1~120_4:USB連接埠
130_1~130_4:電源轉換器
140:共同控制電路
CC1~CC4:配置資訊
P1~P4:輸出電能
Ps:源電能
Claims (20)
- 一種多埠電力供應裝置,包括:一電力供應電路,用以提供一源電能;多個USB連接埠,包括一第一USB連接埠與一第二USB連接埠;多個電源轉換器,以一對一方式分別耦接於該些USB連接埠,其中該些電源轉換器耦接至該電力供應電路以接收該源電能,該些電源轉換器的任一個將該源電能轉換為一輸出電能,並且將該輸出電能輸出至該些連接埠中的一對應連接埠;以及一共同控制電路,耦接於該些USB連接埠以獲知該些USB連接埠的電壓需求與功率需求,其中該共同控制電路依據該些連接埠的該些電壓需求與該些功率需求去計算該源電能的電壓,並對應地控制該電力供應電路來動態調整該源電能的該電壓,其中該共同控制電路被配置為依據該些USB連接埠的該些功率需求對應地控制該些電源轉換器來供電至該些USB連接埠,其中當該第一USB連接埠與該第二USB連接埠分別連接一第一外部裝置與一第二外部裝置且該第一USB連接埠對所連接的該第一外部裝置的供電結束或將要結束時,該共同控制電路將該第一USB連接埠在一第一時間的一第一功率與該第一USB連接埠在一第二時間的一第二功率之間的一功率差異動態地轉移給該第二USB連接埠。
- 如申請專利範圍第1項所述的多埠電力供應裝置,其中該第一時間早於該第二時間,以及該第一功率大於該第二功率。
- 如申請專利範圍第2項所述的多埠電力供應裝置,其中在該第二外部裝置電性連接於該第二USB連接埠的一連續期間中,該共同控制電路在該第一時間配置一第三功率給該第二USB連接埠,以及該共同控制電路在該第二時間後配置大於該第三功率的一第四功率給該第二USB連接埠。
- 如申請專利範圍第1項所述的多埠電力供應裝置,其中該第一USB連接埠是在該第一時間該些USB連接埠中具有最大功率的一個USB連接埠,而該第二USB連接埠是在該第一時間該些USB連接埠中具有最小功率的一個USB連接埠。
- 如申請專利範圍第1項所述的多埠電力供應裝置,其中該第二USB連接埠在該第一時間的一功率為一原功率,該共同控制電路藉由使用該原功率與該功率差異計算一新功率,以及該共同控制電路在該第二時間後控制該些電源轉換器來配置該新功率給第二USB連接埠。
- 如申請專利範圍第1項所述的多埠電力供應裝置,其中:該第二USB連接埠在該第一時間的一功率為一原功率,該共同控制電路計算該些USB連接埠的一總功率,該共同控制電路藉由使用該源電能的功率與該總功率計算一餘功率,該共同控制電路藉由使用該第一功率、一預留值、該原功率與該餘功率計算一新功率,以及該共同控制電路在該第二時間後控制該些電源轉換器來配置該新功率給第二USB連接埠,其中該預留值為一實數。
- 如申請專利範圍第6項所述的多埠電力供應裝置,其中該預留值為該第一USB連接埠的一最小額定電壓與一最大額定電流的乘積。
- 如申請專利範圍第1項所述的多埠電力供應裝置,更包括:多個旁路開關,其中該些旁路開關的每一個的一第一端耦接至該電力供應電路以接收該源電能,該些旁路開關的第二端以一對一方式分別耦接於該些USB連接埠的電力腳位,其中該共同控制電路比較該些USB連接埠的需求電壓值與一預設電壓值而獲得一比較結果,以及依據該比較結果決定是否導通該些旁路開關的一個或多個。
- 一種多埠電力供應裝置的操作方法,其中該多埠電力供應裝置包括多個USB連接埠,該些USB連接埠包括一第一USB連接埠與一第二USB連接埠,該操作方法包括:由一電力供應電路提供一源電能;由一共同控制電路獲知該些USB連接埠的電壓需求與功率需求,依據該些連接埠的該些電壓需求與該些功率需求去計算該源電能的電壓,並對應地控制該電力供應電路來動態調整該源電能的該電壓;由該共同控制電路依據該些USB連接埠的該些功率需求對應地控制多個電源轉換器;依據該共同控制電路的控制,由該些電源轉換器以一對一方 式耦接於該些USB連接埠,將該源電能轉換為一輸出電能,並且將該輸出電能輸出至該些連接埠中的一對應連接埠;以及當該第一USB連接埠與該第二USB連接埠分別連接一第一外部裝置與一第二外部裝置且該第一USB連接埠對所連接的該第一外部裝置的供電結束或將要結束時,由該共同控制電路將該第一USB連接埠在一第一時間的一第一功率與該第一USB連接埠在一第二時間的一第二功率之間的一功率差異動態地轉移給該第二USB連接埠。
- 如申請專利範圍第9項所述的操作方法,其中該第一時間早於該第二時間,以及該第一功率大於該第二功率。
- 如申請專利範圍第10項所述的操作方法,更包括:在該第二外部裝置電性連接於該第二USB連接埠的一連續期間中,由該共同控制電路在該第一時間配置一第三功率給該第二USB連接埠,以及由該共同控制電路在該第二時間後配置大於該第三功率的一第四功率給該第二USB連接埠。
- 如申請專利範圍第9項所述的操作方法,其中該第一USB連接埠是在該第一時間該些USB連接埠中具有最大功率的一個USB連接埠,而該第二USB連接埠是在該第一時間該些USB連接埠中具有最小功率的一個USB連接埠。
- 如申請專利範圍第9項所述的操作方法,其中該第二USB連接埠在該第一時間的一功率為一原功率,該操作方法更包括: 由該共同控制電路藉由使用該原功率與該功率差異計算一新功率;以及由該共同控制電路在該第二時間後控制該些電源轉換器來配置該新功率給第二USB連接埠。
- 如申請專利範圍第9項所述的操作方法,其中該第二USB連接埠在該第一時間的一功率為一原功率,該操作方法更包括:由該共同控制電路計算該些USB連接埠的一總功率;由該共同控制電路藉由使用該源電能的功率與該總功率計算一餘功率;由該共同控制電路藉由使用該第一功率、一預留值、該原功率與該餘功率計算一新功率,其中該預留值為一實數;以及由該共同控制電路在該第二時間後控制該些電源轉換器來配置該新功率給第二USB連接埠。
- 如申請專利範圍第14項所述的操作方法,其中該預留值為該第一USB連接埠的一最小額定電壓與一最大額定電流的乘積。
- 如申請專利範圍第9項所述的操作方法,更包括:由該共同控制電路比較該些USB連接埠的需求電壓值與一預設電壓值而獲得一比較結果;以及由該共同控制電路依據該比較結果決定是否導通多個旁路開關的一個或多個,其中該些旁路開關的每一個的一第一端耦接至 該電力供應電路以接收該源電能,以及該些旁路開關的第二端以一對一方式分別耦接於該些USB連接埠的電力腳位。
- 一種多埠電力供應裝置,包括:一電力供應電路,用以提供一源電能;多個USB連接埠;多個電源轉換器,以一對一方式分別耦接於該些USB連接埠,其中該些電源轉換器耦接至該電力供應電路以接收該源電能,以及該些電源轉換器供電至該些USB連接埠;以及一共同控制電路,耦接於該些USB連接埠以獲知該些USB連接埠的功率需求,被配置為依據該些USB連接埠的該功率需求對應地控制該些電源轉換器來供電至該些USB連接埠,其中該共同控制電路計算該些USB連接埠的一總功率,該共同控制電路依據該總功率與一門檻功率的關係對應地控制該電力供應電路來動態調整該源電能的電壓,其中該共同控制電路計算該電力供應電路的一最小額定電壓與一最大額定電流的乘積,以作為該門檻功率,其中當該共同控制電路判斷該些USB連接埠的該總功率小於相關於該電力供應電路的該門檻功率時,該共同控制電路將該電力供應電路的該源電能的電壓設定為該些USB連接埠的一最小額定電壓。
- 如申請專利範圍第17項所述的多埠電力供應裝置,其中當該總功率大於或等於該門檻功率且該總功率小於或等於該電 力供應電路的一額定功率時,該共同控制電路計算該總功率與該電力供應電路的一最大額定電流的一商,以及該共同控制電路將該電力供應電路的該源電能的電壓值設定為該商。
- 一種多埠電力供應裝置的操作方法,其中該多埠電力供應裝置包括多個USB連接埠,該操作方法包括:由一電力供應電路提供一源電能給多個電源轉換器;由一共同控制電路獲知該些USB連接埠的功率需求;由該共同控制電路計算該些USB連接埠的一總功率;由該共同控制電路依據該總功率與一門檻功率的關係對應地控制該電力供應電路來動態調整該源電能的電壓,其中該共同控制電路計算該電力供應電路的一最小額定電壓與一最大額定電流的乘積,以作為該門檻功率;由該共同控制電路依據該些USB連接埠的該些功率需求對應地控制該些電源轉換器;依據該共同控制電路的控制,由該些電源轉換器供電至該些USB連接埠;以及當該共同控制電路判斷該些USB連接埠的該總功率小於相關於該電力供應電路的該門檻功率時,由該共同控制電路將該電力供應電路的該源電能的電壓設定為該些USB連接埠的一最小額定電壓。
- 如申請專利範圍第19項所述的操作方法,更包括:當該總功率大於或等於該門檻功率且該總功率小於或等於該 電力供應電路的一額定功率時,由該共同控制電路計算該總功率與該電力供應電路的一最大額定電流的一商,以及由該共同控制電路將該電力供應電路的該源電能的電壓值設定為該商。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910688373.5A CN110289662B (zh) | 2019-02-13 | 2019-07-29 | 多端口电力供应装置及其操作方法 |
US16/568,265 US20200257345A1 (en) | 2019-02-13 | 2019-09-12 | Multi-port power supply apparatus and operation method thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201962804761P | 2019-02-13 | 2019-02-13 | |
US62/804,761 | 2019-02-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202030578A TW202030578A (zh) | 2020-08-16 |
TWI780338B true TWI780338B (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=73002854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108121276A TWI780338B (zh) | 2019-02-13 | 2019-06-19 | 多埠電力供應裝置及其操作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI780338B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN213817241U (zh) | 2020-03-27 | 2021-07-27 | 威锋电子股份有限公司 | 电力管理装置 |
TWI787913B (zh) * | 2021-07-19 | 2022-12-21 | 通嘉科技股份有限公司 | 電源供應器以及相關之控制方法 |
TWI800340B (zh) * | 2022-03-31 | 2023-04-21 | 技嘉科技股份有限公司 | 電源供應器、個人電腦系統與輸出功耗的切換方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060236003A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-19 | Lum Richard S | Systems and methods for controlling rise and fall times of USB signals |
TW201122751A (en) * | 2009-12-17 | 2011-07-01 | Acer Inc | Voltage regulating circuit, voltage regulating method, and computer system having the same |
TWM535829U (zh) * | 2016-06-14 | 2017-01-21 | Han-Win Technology Co Ltd | 電源供應裝置 |
CN108649676A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-12 | 上海脱颖网络科技有限公司 | 一种自动调整和分配功率的快充电源及其使用方法 |
US20180335792A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | Cypress Semiconductor Corporation | Programmable Shunt Regulator |
CN108880239A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-23 | 威锋电子股份有限公司 | 多端口电力供应装置及其操作方法 |
-
2019
- 2019-06-19 TW TW108121276A patent/TWI780338B/zh active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060236003A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-19 | Lum Richard S | Systems and methods for controlling rise and fall times of USB signals |
TW201122751A (en) * | 2009-12-17 | 2011-07-01 | Acer Inc | Voltage regulating circuit, voltage regulating method, and computer system having the same |
TWM535829U (zh) * | 2016-06-14 | 2017-01-21 | Han-Win Technology Co Ltd | 電源供應裝置 |
US20180335792A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | Cypress Semiconductor Corporation | Programmable Shunt Regulator |
CN108649676A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-12 | 上海脱颖网络科技有限公司 | 一种自动调整和分配功率的快充电源及其使用方法 |
CN108880239A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-23 | 威锋电子股份有限公司 | 多端口电力供应装置及其操作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202030578A (zh) | 2020-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110289662B (zh) | 多端口电力供应装置及其操作方法 | |
TWI780338B (zh) | 多埠電力供應裝置及其操作方法 | |
TWI683198B (zh) | 多埠電力供應裝置及其電力供應方法 | |
TWI547087B (zh) | 電源轉換裝置 | |
JP6176497B2 (ja) | 電流切替のための制御装置及び電子装置 | |
US20220137688A1 (en) | Multi-port power supply device and operation method thereof | |
KR101530358B1 (ko) | 스위치 제어 장치 및 스위치 제어 방법 | |
US9362823B2 (en) | Switch-mode power supply, charging current source and associated method | |
CN105075090A (zh) | 具有降压-升压过渡切换控制的降压-升压转换器 | |
US11775041B2 (en) | Multi-port power supply device and operation method thereof | |
CN109768793A (zh) | 半导体装置、半导体系统以及控制半导体装置的方法 | |
CN114709906A (zh) | 基于多协议的充电电路及其应用方法 | |
TWI793724B (zh) | 多埠電力供應裝置及其操作方法 | |
US11632048B2 (en) | Power state-based voltage regulator circuit and method | |
TWI704756B (zh) | 升壓轉換器 | |
CN112467968B (zh) | 启动电路及其操作方法 | |
TW202119729A (zh) | 操作電路 | |
CN111200360B (zh) | 一种基于锂电池soc应用的开关电容变换器系统 | |
CN211656162U (zh) | 辅助电源控制电路、及应用该控制电路的辅助供电电路、poe供电电路、供电电路系统 | |
TW201508433A (zh) | 開關電源電壓調節器 | |
JP6230378B2 (ja) | スイッチングコンバータおよびその制御回路、ac/dcコンバータ、電源アダプタおよび電子機器 | |
TWI704440B (zh) | 能降低輸出電容維持時間之電源供應器 | |
CN110474522B (zh) | 一种i字形多电平模拟驱动电路及其软关断电路 | |
JP2009296392A (ja) | 電源選択装置 | |
JPH11330937A (ja) | 信号伝達装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |