TWI829240B - 電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電子裝置，包括第一電源輸入端、第二電源輸入端、偵測電路以及電源端控制器。第一電源輸入端適以耦接至交流電適配器。第二電源輸入端適以耦接至雙重用途埠裝置。偵測電路耦接至第一電源輸入端及第二電源輸入端。電源端控制器，耦接至偵測電路，並用以在偵測電路偵測到該第一電源輸入端接收到來自交流電適配器的適配器電源電壓且第二電源輸入端耦接至雙重用途埠裝置時，控制雙重用途埠裝置自來源端切換至受電端。

Description

電子裝置
本揭示是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種可自動切換外接雙重用途埠裝置角色的電子裝置。
通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）供電（Power Delivery，PD）是利用通用序列匯流排電纜，最大可達100瓦（Watt）供電受電的通用序列匯流排供電擴充標準。由於通用序列匯流排供電具有最大100W供電受電，因此平板電腦、筆記型電腦等以往無法支援的設備也能進行供受電，可支援的設備大幅擴大。藉此，原本單電源供應的電子裝置也逐漸發展為雙電源供應。
雙電源供應的電子裝置一般具有直流電接頭（DC-IN JACK）或利用通用序列匯流排C型（type-C）接頭以提供電源，而通用序列匯流排C型接頭又具有供電輸出與供電輸入功能。若使用雙重用途埠（Dual-role Port，DRP）裝置（例如：行動電源）與雙電源供應電子裝置的通用序列匯流排C型接頭對接時，往往需要手動切換雙重用途埠裝置為來源端（SOURCE）或受電端（SINK）角色，使用上不方便。
本揭示提供一種電子裝置，具有雙電源供應的能力，並且在偵測到第一電源輸入端接收到一適配器電源電壓時，控制耦接至第二電源輸入端的雙重用途埠裝置自一來源端切換至一受電端。
本揭示的電子裝置，包括第一電源輸入端、第二電源輸入端、偵測電路以及電源端控制器。第一電源輸入端適以耦接至交流電適配器。第二電源輸入端適以耦接至雙重用途埠裝置。偵測電路耦接至第一電源輸入端及第二電源輸入端。電源端控制器，耦接至偵測電路，並用以在偵測電路偵測到第一電源輸入端接收到來自交流電適配器的一適配器電源電壓且第二電源輸入端耦接至雙重用途埠裝置時，控制雙重用途埠裝置自來源端切換至受電端。
基於上述，本揭示實施例的電子裝置，其第二電源輸入端所耦接的雙重用途埠裝置會基於來自第一電源輸入端的適配器電源電壓的接收，以自動地由來源端切換至受電端。藉此，電子裝置耦接至雙重用途埠裝置，不需手動作作來切換狀態，以提高操作的便利性。
為讓本揭示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。
本揭示專利設計為讓雙電源供應的電子裝置（例如筆電、平板或手機等）能直接自動切換雙重用途埠裝置為來源端（SOURCE）或受電端（SINK）角色。舉例來說，當雙電源供應電子裝置使用直流電接頭供應系統電源時，若同時通用序列匯流排C型接頭插入雙重用途埠裝置（例如行動電源）時，電子裝置可以作來源端以直接對行動電源（受電端）充電，而不用手動切換。
進一步來說，可利用控制器，解析與直流電接頭的電壓輸入相關的偵測訊號，以辨別交流電適配器是否插入直流電接頭。在交流電適配器插入（或電性連接）直流電接頭時，將電子裝置設定為來源端角色，而雙重用途埠裝置則設定為受電端，進而對雙重用途埠裝置充電。
簡單來說，本專利設計可以將與直流電接頭的電壓輸入相關的偵測訊號傳送至控制器的通用輸入輸出（GPIO）接腳，並讀取控制器的韌體（firmware，FW）的偵測行為。藉此，當雙電源供應電子裝置使用直流電接頭供應系統電源時，透過控制器的韌體中的參數的讀取，電子裝置可以作來源端以直接對雙重用途埠裝置（受電端）充電，而不用手動切換。
圖1為依據本揭示一實施例的電子裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，電子裝置100至少包括第一電源輸入端Tdock、第二電源輸入端Tusb、電源端控制器110以及偵測電路140。第一電源輸入端Tdock適以耦接至交流電適配器10，並且第二電源輸入端Tusb適以耦接至雙重用途埠（Dual-role Port，DRP）裝置20。偵測電路140耦接至第一電源輸入端Tdock及第二電源輸入端Tusb，用以偵測第一電源輸入端Tdock是否接收適配器電源電壓Pac以及第二電源輸入端Tusb是否耦接至雙重用途埠裝置20。電源端控制器110耦接至偵測電路140，並用以在偵測電路140偵測到第一電源輸入端Tdock接收到來自交流電適配器10的適配器電源電壓Pac且第二電源輸入端Tusb耦接至雙重用途埠裝置時，控制雙重用途埠裝置20自來源端切換至受電端。其中，偵測電路140可基於偵測結果提供偵測訊號DET至電源端控制器110，並且電源端控制器110可基於偵測訊號DET控制雙重用途埠裝置20。
在本實施例中，第一電源輸入端Tdock可包括直流電接頭，第二電源輸入端Tusb可包括資料傳輸介面，例如通用序列匯流排介面。於一實施例中，第二電源輸入端Tusb可以是通用序列匯流排C型介面。
進一步來說，當交流電適配器10未耦接（或未插入）至第一電源輸入端Tdock且雙重用途埠裝置20耦接（或插入）至第二電源輸入端Tusb時，電源端控制器110會基於與雙重用途埠裝置20的通訊決定雙重用途埠裝置20是作為來源端或受電端，其中所述通訊可經由通用序列匯流排介面的配置通道（Configuration Channel，CC）接腳來進行，亦即電源端控制器110可耦接至第二電源輸入端Tusb，但本揭示不以此為限。接著，當交流電適配器10耦接（或插入）至第一電源輸入端Tdock且雙重用途埠裝置20耦接（或插入）至第二電源輸入端Tusb時，則電源端控制器110會無視於與雙重用途埠裝置20的通訊而強迫雙重用途埠裝置20作為受電端。藉此，第二電源輸入端Tusb的雙重用途埠裝置20會基於來自第一電源輸入端Tdock的適配器電源電壓Pac自動地由來源端切換至受電端，提高操作的便利性。
如圖1所示，電子裝置100更可包括電源受電開關120以及電源來源開關130。電源受電開關120及電源來源開關130皆耦接至第二電源輸入端Tusb，並且電源受電開關120更耦接偵測電路140。電源端控制器110在基於偵測訊號DET判斷（或偵測）第一電源輸入端Tdock接收到適配器電源電壓Pac時，提供來源致能訊號SRC_EN至電源來源開關130，以致能（或導通）電源來源開關130，並且經由導通的電源來源開關130將來自電子裝置100內部的裝置電源電壓Pdev提供至雙重用途埠裝置20，其中裝置電源電壓Pdev約為5伏。此時，電源端控制器110可不提供受電致能訊號SNK_EN至電源受電開關120，以禁能（或截止）電源受電開關120。
在本揭示實施例中，電源端控制器110在基於偵測訊號DET判斷第一電源輸入端Tdock接收到適配器電源電壓Pac時，可讀取其儲存的操作參數，以基於所儲存的操作參數提供受電致能訊號SNK_EN及來源致能訊號SRC_EN的其中之一，亦即受電致能訊號SNK_EN及來源致能訊號SRC_EN的提供狀態是相關於電源端控制器110與雙重用途埠裝置20的通訊的結果。於本實施例中，讀取操作參數是關聯於讀取控制器的韌體的偵測行為，以自動切換雙重用途埠裝置20的角色。
在本實施例中，受電致能訊號SNK_EN提供至電源受電開關120，以致能（或導通）電源受電開關120，並且經由導通的電源受電開關120接收來自雙重用途埠裝置20的外部電源電壓Pusb後傳送至電子裝置100內部，其中外部電源電壓Pusb的電壓範圍為5伏至20伏。並且，在受電致能訊號SNK_EN提供至電源受電開關120時，電源端控制器110可不提供來源致能訊號SRC_EN至電源來源開關130，以經由來源致能訊號SRC_EN的不提供而禁能（截止）電源來源開關130。
圖2為依據本揭示另一實施例的電子裝置的系統示意圖。請參照圖1及圖2，在本實施例中，電子裝置200用以對電子裝置100作進一步的說明，但本揭示實施例不以此為限，其中相同或相似元件使用相同標號。在本實施例中，電子裝置200更包括系統控制器220、電源選擇電路230以及系統電路240，其中偵測電路210可對照偵測電路140的操作。
偵測電路210耦接至第一電源輸入端Tdock、第二電源輸入端Tusb、電源端控制器110以及系統控制器220。偵測電路210基於偵測到適配器電源電壓Pac提供第一偵測訊號DETa至電源端控制器110及系統控制器220，並且基於偵測到外部電源電壓Pusb提供第二偵測訊號DETb至系統控制器220。電源端控制器110基於第一偵測訊號DETa讀取其儲存的操作參數，以提供來源致能訊號SRC_EN。並且，系統控制器220耦接電源端控制器110，以基於第一偵測訊號DETa及第二偵測訊號DETb設定電源端控制器110儲存的操作參數。於本實施例中，系統控制器220可透過積體電路間（Inter-Integrated Circuit，I²C）匯流排耦接電源端控制器110，以設定電源端控制器110儲存的操作參數，例如利用時脈訊號S_CLK與資料訊號S_DAT與電源端控制器110，但本揭示實施例不以此為限。
此外，電源選擇電路230耦接至第一電源輸入端Tdock，並經由電源受電開關120耦接至第二電源輸入端Tusb，以將所接收的適配器電源電壓Pac或外部電源電壓Pusb提供至系統電路240，其中適配器電源電壓Pac的優先權是大於外部電源電壓Pusb。亦即，當電源選擇電路230同時收到外部電源電壓Pusb和適配器電源電壓Pac時，電源選擇電路230提供適配器電源電壓Pac到系統電路240，並且直接用硬體的機制阻擋外部電源電壓Pusb進到系統電路240，系統電路240再基於適配器電源電壓Pac，經由導通的電源來源開關130提供裝置電源電壓Pdev至雙重用途埠裝置20。
然而，當電源選擇電路230使用硬體阻擋了外部電源電壓Pusb時，線路上還是會有電壓存在，會影響電源選擇電路230的操作，因此電源選擇電路230可基於適配器電源電壓Pac提供適配器電源致能訊號ACP_EN至電源受電開關120，以基於適配器電源電壓Pac來禁能電源受電開關120。並且，電源選擇電路230可基於未接到適配器電源電壓Pac而不提供適配器電源致能訊號ACP_EN至電源受電開關120，以使電源受電開關120呈現致能（或導通）狀態。
在本揭示實施例中，當電源端控制器110與雙重用途埠裝置20經由通用序列匯流排介面的配置通道接腳溝通而致能電源受電開關120，且電源選擇電路230只收到外部電源電壓Pusb時，電源選擇電路230將來自雙重用途埠裝置20的外部電源電壓Pusb經由電源選擇電路230提供至系統電路240。
圖3為依據本揭示又一實施例的電子裝置的系統示意圖。請參照圖1至圖3，在本實施例中，電子裝置300大致相同於電子裝置200，其不同之處在於電子裝置300更包括反相器310，其中相同或相似元件使用相同標號。在本實施例中，反相器310用以反相適配器電源致能訊號ACP_EN的電壓準位後提供反相訊號ACP_EN#，以符合禁能電源受電開關120的電壓需求。
綜上所述，本揭示實施例的電子裝置100/200/300，其第二電源輸入端Tusb所耦接的雙重用途埠裝置20會基於來自第一電源輸入端Tdock的適配器電源電壓Pac的接收，以自動地由來源端切換至受電端。藉此，電子裝置100/200/300耦接至雙重用途埠裝置20，不需手動作作來切換狀態，以提高操作的便利性。
雖然本揭示已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭示，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭示的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭示的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:交流電適配器
20:雙重用途埠裝置
100、200、300:電子裝置
110:電源端控制器
120:電源受電開關
130:電源來源開關
140、210:偵測電路
220:系統控制器
230:電源選擇電路
240:系統電路
310:反相器
ACP_EN:適配器電源致能訊號
ACP_EN#:反相訊號
DET:偵測訊號
DETa:第一偵測訊號
DETb:第二偵測訊號
Pac:適配器電源電壓
Pdev:裝置電源電壓
Pusb:外部電源電壓
S_CLK:時脈訊號
S_DAT:資料訊號
SNK_EN:受電致能訊號
SRC_EN:來源致能訊號
Tdock:第一電源輸入端
Tusb:第二電源輸入端
圖1為依據本揭示一實施例的電子裝置的系統示意圖。 圖2為依據本揭示另一實施例的電子裝置的系統示意圖。 圖3為依據本揭示又一實施例的電子裝置的系統示意圖。
10:交流電適配器
20:雙重用途埠裝置
100:電子裝置
110:電源端控制器
120:電源受電開關
130:電源來源開關
140:偵測電路
DET:偵測訊號
Pac:適配器電源電壓
Pdev:裝置電源電壓
Pusb:外部電源電壓
SNK_EN:受電致能訊號
SRC_EN:來源致能訊號
Tdock:第一電源輸入端
Tusb:第二電源輸入端

Claims (9)

  1. 一種電子裝置，包括：一第一電源輸入端，適以耦接至一交流電適配器；一第二電源輸入端，適以耦接至一雙重用途埠(Dual-role Port)裝置；一偵測電路，耦接至該第一電源輸入端及該第二電源輸入端；以及一電源端控制器，耦接至該偵測電路，並用以在該偵測電路偵測到該第一電源輸入端接收到來自該交流電適配器的一適配器電源電壓且該第二電源輸入端耦接至該雙重用途埠裝置時，控制該雙重用途埠裝置自一來源端切換至一受電端。
  2. 如請求項1所述的電子裝置，更包括：一電源受電開關，耦接至該第二電源輸入端及一系統電路之間，並用以在致能時將來自該雙重用途埠裝置的一外部電源電壓提供至該系統電路；以及一電源來源開關，耦接至該第二電源輸入端及該系統電路之間，並用以在致能時將來自該系統電路的一裝置電源電壓提供至該雙重用途埠裝置；其中在該偵測電路偵測到該第一電源輸入端接收到該適配器電源電壓時，該電源端控制器致能該電源來源開關，在該偵測電路偵測到該第一電源輸入端未接收到該適配器電源電壓時，該電源端控制器致能該電源受電開關及該電源來源開關其中一者。
  3. 如請求項2所述的電子裝置，更包括：一電源選擇電路，耦接至該電源受電開關及該第一電源輸入端，用以將所接收的該適配器電源電壓及該外部電源電壓其中一者提供至該系統電路。
  4. 如請求項3所述的電子裝置，其中該電源選擇電路基於所接收的該適配器電源電壓禁能該電源受電開關。
  5. 如請求項3所述的電子裝置，更包括一系統控制器，耦接該偵測電路及該電源端控制器，其中該偵測電路更用以基於偵測到該適配器電源電壓提供一第一偵測訊號至該電源端控制器及該系統控制器，並且基於偵測到該外部電源電壓提供一第二偵測訊號至該系統控制器，其中該電源端控制器基於該第一偵測訊號致能該電源來源開關。
  6. 如請求項5所述的電子裝置，其中該電源端控制器儲存一操作參數，並且該系統控制器基於該第一偵測訊號及該第二偵測訊號設定該操作參數，以致能該電源來源開關。
  7. 如請求項2所述的電子裝置，其中該偵測電路在偵測到該第一電源輸入端接收到該適配器電源電壓時，該電源端控制器禁能該電源受電開關。
  8. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第一電源輸入端包括一接頭，該第二電源輸入端包括一資料傳輸介面。
  9. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第二電源輸入端包括一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)C型(Type-C)介面。
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