連接線以及連接線供電方法
2023-09-18 19:24:15
連接線以及連接線供電方法
【專利摘要】本發明提供一種連接線以及連接線供電方法，該連接線包括：輸入連接埠，耦接至通用串行總線主機並接收通用串行總線主機輸出的輸出電壓；第一電壓輸出電路，耦接輸入連接埠與第一連接埠，輸出第一電壓至第一連接埠，包括：第一檢測電路，檢測第一連接埠的第一電源線；第一電壓轉換電路，輸出固定電壓；以及第一切換開關，切換第一檢測電路或第一電壓轉換電路連接至第一電源線，其中當第一檢測電路檢測到第一電源線上的第一請求信號時，第一切換開關將第一檢測電路耦接至第一電源線；以及第二電壓輸出電路，耦接輸入連接埠與第二連接埠，輸出第二電壓至第二連接埠。本發明可避免非Power?Delivery的通用串行總線裝置因過高的電壓而損毀。
【專利說明】連接線以及連接線供電方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及連接線的供電方式，尤其涉及通用串行總線的連接線的供電方式。
【背景技術】
[0002]在通用串行總線(USB)協會提出新的USB Power Delivery (PD)規範，這個規範在定義新的通用串行總線埠將會提供電力給系統裝置，其輸出電壓通過與裝置溝通VBUS將不再只有5V，可提供高於5V的電壓(例如12V、20V)。所以電子產品將不需要變壓器才能提供電力給系統，而是只需要通過具有Power Delivery的通用串行總線埠就能對系統充電。而在現今消費型電子產品的市場上都有所謂的通用串行總線Y型纜線，當使用者已經預先將Y型纜線的兩端連接至具有Power Delivery的通用串行總線裝置後，若是使用者再將一非Power Delivery的通用串行總線裝置插上Y型纜線的第三端，上述非PowerDelivery的通用串行總線裝置將會因為過高的電壓(高於5V)而被燒毀。因此，Y型纜線需要一種防護機制避免使用者在已插入具有Power Delivery的通用串行總線裝置的情況下，又將非Power Delivery的通用串行總線裝置插入，以避免非Power Delivery的通用串行總線裝置因過高的電壓而損毀。
【發明內容】
[0003]有鑑於此，為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種連接線，包括:一輸入連接埠，耦接至一通用串行總線主機並接收上述通用串行總線主機輸出的一輸出電壓；一第一電壓輸出電路，I禹接上述輸入連接埠與一第一連接埠，輸出一第一電壓至上述第一連接埠，包括:一第一檢測電路，檢測上述第一連接埠的一第一電源線；一第一電壓轉換電路，輸出一固定電壓；以及一第一切換開關，切換上述第一檢測電路或上述第一電壓轉換電路連接至上述第一電源線，其中當上述第一檢測電路檢測到上述第一電源線上的一第一請求信號時，上述第一切換開關將上述第一檢測電路耦接至上述第一電源線；以及一第二電壓輸出電路，耦接上述輸入連接埠與一第二連接埠，輸出一第二電壓至上述第二連接埠，其中上述通用串行總線主機根據上述第一請求信號調整上述輸出電壓的電壓值，當上述第一檢測電路沒有檢測到上述第一請求信號時，上述第一切換開關將上述第一電壓轉換電路耦接至上述第一電源線，且上述第一電壓為上述固定電壓。
[0004]根據本發明的另一實施例，其中上述第二電壓輸出電路還包括:一第二檢測電路，檢測上述第二連接埠的一第二電源線；一第二電壓轉換電路，輸出上述固定電壓；以及一第二切換開關，切換上述第二檢測電路或上述第二電壓轉換電路連接至上述第二電源線，其中當上述第二檢測電路沒有檢測到上述第二電源線上的一第二請求信號時，上述第二切換開關將上述第二電壓轉換電路耦接至上述第二電源線且上述第二電壓為上述固定電壓；以及一控制器，其中當上述第一檢測電路檢測到上述第一請求信號且上述第二檢測電路檢測到上述第二請求信號時，當上述第一請求信號對應的電壓電平小於上述第二請求信號對應的電壓電平時，上述控制器接收上述第一請求信號與上述第二請求信號並只將上述第二請求信號傳送給上述通用串行總線主機，使上述通用串行總線主機根據上述第二請求信號調整上述輸出電壓的電壓電平，並且上述控制器控制上述第一切換開關，使得將上述輸出電壓轉換至上述第一電壓的上述第一電壓轉換電路耦接至上述第一電源線。
[0005]當上述第一請求信號對應的電壓電平大於上述第二請求信號對應的電壓電平時，上述控制器只將上述第一請求信號傳送給上述通用串行總線主機，使上述通用串行總線主機根據上述第一請求信號調整上述輸出電壓的電壓電平，並且上述控制器控制上述第二切換開關，使得將上述輸出電壓轉換至上述第二電壓的上述第二電壓轉換電路耦接至上述第二電源線。
[0006]本發明還提供一種連接線供電方法，步驟包括:耦接一通用串行總線主機至一第一通用串行總線裝置；耦接一第二通用串行總線裝置至上述通用串行總線主機以及上述第一通用串行總線裝置之間；檢測上述第一通用串行總線裝置發出的一第一請求信號以及上述第二通用串行總線裝置發出的一第二請求信號；將上述第二請求信號傳送至上述通用串行總線主機並輸出一輸出電壓，其中上述第二請求信號對應的電壓電平大於上述第一請求信號對應的電壓電平；轉換上述輸出電壓至上述第一請求信號對應的電壓電平並提供至上述第一通用串行總線裝置；提供上述輸出電壓至上述第二通用串行總線裝置；將上述第一請求信號傳送至上述通用串行總線主機並輸出上述輸出電壓，其中上述第一請求信號對應的電壓電平大於上述第二請求信號對應的電壓電平；轉換上述輸出電壓至上述第二請求信號對應的電壓電平並提供至上述第二通用串行總線裝置；以及提供上述輸出電壓至上述第一通用串行總線裝置。
[0007]本發明可避免使用者在已插入具有Power Delivery的通用串行總線裝置的情況下，又將非Power Delivery的通用串行總線裝置插入，以避免非Power Delivery的通用串行總線裝置因過高的電壓而損毀。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是根據本發明的一實施例所述的連接線100的示意圖。
[0009]圖2是根據本發明圖1的實施例所述的連接線200的細部示意圖。
[0010]圖3是根據本發明的一較佳實施例所述的連接線300的細部示意圖。
[0011]圖4是根據本發明的一實施例所述的連接線供電方法的流程圖。
[0012]其中，附圖標記說明如下:
[0013]100、200、300 ?連接線
[0014]101、201、301?輸入連接埠
[0015]102、202、302 ?第一連接埠
[0016]103、203、303 ?第二連接埠
[0017]111、211、311?輸入端電壓輸出電路
[0018]112、212、312?第一電壓輸出電路
[0019]113、213、313?第二電壓輸出電路
[0020]221、321?輸入端切換開關
[0021]222、322?第一切換開關
[0022]223、323?第二切換開關[0023]231,331?輸入端檢測電路
[0024]232、332?第一檢測電路
[0025]233、333?第二檢測電路
[0026]241、341?輸入端電壓轉換電路
[0027]242、342?第一電壓轉換電路
[0028]243、343?第二電壓轉換電路
[0029]304?控制器
【具體實施方式】
[0030]為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特例舉一較佳實施例，並配合附圖，來做詳細說明如下:
[0031]以下將介紹是根據本發明所述的較佳實施例。必須要說明的是，本發明提供了許多可應用的發明概念，在此所揭示的特定實施例，僅是用於說明達成與運用本發明的特定方式，而不可用以局限本發明的範圍。
[0032]圖1是根據本發明的一實施例所述的連接線100的示意圖。如圖1所示，連接線100具有三個輸入埠，分別為輸入連接埠 101、第一連接埠 102以及第二連接埠103。此外連接線100還包括三個電壓輸出電路，分別為耦接至輸入連接埠 100的輸入端電壓輸出電路111、耦接至第一連接埠 102的第一電壓輸出電路112以及耦接至第二連接埠 103的第二電壓輸出電路113。
[0033]根據本發明的一實施例，輸入連接埠 101耦接至通用串行總線主機(host)，第一連接埠 102稱接至具有Power Delivery (PD)的通用串行總線裝置(device),第二連接埠 103耦接至非Power Delivery的通用串行總線裝置。要注意的是，輸入連接埠101、第一連接埠 102以及第二連接埠 103完全相同，輸入端電壓輸出電路111、第一電壓輸出電路112以及第二電壓輸出電路113也都完全相同，在此為了說明清楚連接線應用的實施例，故假設通用串行總線主機耦接至輸入連接埠 101。若是通用串行總線主機耦接至第一連接埠 102或第二連接埠 103，動作與效果完全相同。
[0034]當具有Power Delivery的通用串行總線裝置耦接至第一連接埠 102後，通用串行總線裝置通過第一電壓輸出電路112發出第一請求信號至通用串行總線主機，通用串行總線主機根據第一請求信號調整輸出至通用串行總線裝置的電壓。根據本發明的一實施例以及通用串行總線Power Delivery的規範，通用串行總線主機輸出12V或20V。
[0035]由於非Power Delivery的通用串行總線裝置只需要5V電壓，若直接將通用串行總線主機輸出的12V或20V電壓提供至非Power Delivery的通用串行總線裝置，將造成非Power Delivery的通用串行總線裝置損毀。所以當通用串行總線主機提供12V或20V至通用串行總線裝置之時，第二電壓輸出電路113將通用串行總線主機輸出的12V或20V電壓轉換成5V電壓提供給稱接至第二連接埠 103的非Power Delivery的通用串行總線裝置。
[0036]根據本發明的另一實施例，若是耦接至第一連接埠 102的通用串行總線裝置並沒有發出第一請求信號，通用串行總線主機則輸出5V電壓。
[0037]圖2是根據本發明圖1的實施例所述的連接線200的細部示意圖。與圖1相同，輸入連接埠 212連接至通用串行總線主機以及輸入端電壓輸出電路211，第一連接埠202耦接至具有Power Delivery的通用串行總線裝置以及第一電壓輸出電路212，第二連接埠 203耦接至非Power Delivery的通用串行總線裝置以及第二電壓輸出電路213。其中輸入端電壓輸出電路211包括輸入端切換開關221、輸入端檢測電路231以及輸入端電壓轉換電路241 ;第一電壓輸出電路212包括第一切換開關222、第一檢測電路232以及第一電壓轉換電路242 ;第二電壓輸出電路213包括第二切換開關223、第二檢測電路233以及第二電壓轉換電路243。
[0038]當具有Power Delivery的通用串行總線裝置I禹接至第一連接埠 202時，由於第一切換開關222預設為將第一檢測電路232耦接至第一連接埠 202，因此耦接至第一連接埠 202的具有Power Delivery的通用串行總線裝置經由第一檢測電路232發出第一請求信號至通用串行總線主機並且通知第一切換開關222維持將第一檢測電路232耦接至第一連接埠 202，使得通用串行總線主機根據第一請求信號中具有Power Delivery的通用串行總線裝置所要求的電壓值而輸出電壓並提供給耦接至第一連接埠 202的具有PowerDelivery的通用串行總線裝置。根據本發明一實施例，第一請求信號所要求的電壓為12V或 20V。
[0039]第二切換開關223亦是預設將第二檢測電路233耦接至第二連接埠 203。在此同時，由於第二檢測電路233並沒有接收到耦接至第二連接埠 203的非Power Delivery的通用串行總線裝置發出的第二請求信號。根據本發明的一實施例，當第二檢測電路233檢測到第二連接埠 203插入通用串行總線裝置且於一既定時間內沒有檢測到通用串行總線裝置發出的請求信號時，則判定該通用串行總線裝置所需的電壓值為5V。因此，第二切換開關223將第二電壓轉換電路243耦接至第二連接埠 203，且第二連接埠接收通用串行總線主機提供的電壓轉換成固定電壓提供至耦接至第二連接埠 203的非PowerDelivery的通用串行總線裝置,在此提供了一保護機制,避免非Power Delivery的通用串行總線裝置因接觸了高電壓而導致通用串行總線裝置燒毀。
[0040]圖3是根據本發明的一較佳實施例所述的連接線300的細部示意圖。圖3為根據圖2的實施例再加上一控制器304。當第一連接埠 302稱接至具有Power Delivery的通用串行總線裝置且第二連接埠 303耦接至具有Power Delivery的通用串行總線裝置時，耦接至第一檢測電路332以及第二檢測電路333的控制器304根據耦接至第一連接埠 302的具有Power Delivery的通用串行總線裝置所發出的第一請求信號以及耦接至第二連接埠 303的具有Power Delivery的通用串行總線裝置所發出的第二請求信號，判斷第一請求信號以及第二請求信號中所需的最大電壓。
[0041]根據本發明的一實施例，控制器304判斷第一請求信號所對應的電壓電平高於第二請求信號所對應的電壓電平。控制器304將第一請求信號發送至通用串行總線主機，使得通用串行總線主機根據第一請求信號所對應的電壓電平調整輸出電壓，控制器304通過第一檢測電路332控制第一切換開關322，將第一檢測電路332耦接至第一連接埠 302，通用串行總線主機的輸出電壓經由第一檢測電路332提供至耦接至第一連接埠 302的具有Power Delivery的通用串行總線裝置。
[0042]在此同時，控制器304經由第二檢測電路333控制第二切換開關323，將第二電壓轉換電路343耦接至第二連接埠 303。此外，控制器304控制第二電壓轉換電路343將通用串行總線主機所提供的輸出電壓轉換至第二請求信號所對應的電壓電平，並且經由第二切換開關323提供至耦接到第二連接埠 303具有Power Delivery的通用串行總線裝置。
[0043]根據本發明的另一實施例，當控制器304判斷第二請求信號所對應的電壓電平高於第一請求信號所對應的電壓電平時，控制器304將第二請求信號發送至通用串行總線主機，使得通用串行總線主機根據第二請求信號所對應的電壓電平調整輸出電壓，控制器304通過第二檢測電路333控制第二切換開關323，將第二檢測電路333耦接至第二連接埠303，通用串行總線主機的輸出電壓經由第二檢測電路333提供至耦接至第二連接埠 303的具有Power Delivery的通用串行總線裝置。
[0044]在此同時，控制器304經由第一檢測電路312控制第一切換開關322，將第一電壓轉換電路342耦接至第一連接埠 302。此外，控制器304控制第一電壓轉換電路342將通用串行總線主機所提供的輸出電壓轉換至第一請求信號所對應的電壓電平，並且經由第一切換開關322提供至耦接到第一連接埠 302具有Power Delivery的通用串行總線裝置。
[0045]根據本發明的一實施例，輸入連接埠 301耦接至通用串行總線主機，第一連接埠 302耦接至第一通用串行總線裝置，第二連接埠 303耦接至第二通用串行總線裝置，其中第一通用串行總線裝置需要12V的電壓而第二通用串行總線裝置需要20V的電壓。當通用串行總線主機、第一通用串行總線裝置以及第二通用串行總線裝置分別耦接至對應的連接埠後，第一通用串行總線裝置經由第一檢測電路332發送第一請求信號至通用串行總線主機，同一時間第二通用串行總線裝置也經由第二檢測電路333發送第二請求信號。控制器304同時接收第一請求信號以及第二請求信號，檢測到第一請求信號所對應的電壓電平為12V而第二請求信號所對應的電壓電平為20V，控制器304因而判斷第二請求信號所對應的電壓電平(20V)大於第一請求信號所對應的電壓電平(12V)，隨後便將第二請求信號發送至耦接至輸入連接埠 301的通用串行總線主機。
[0046]接著，通用串行總線主機根據第二請求信號所對應的電壓電平(即20V)調整輸出電壓。控制器304通過第一檢測電路332控制第一切換開關322，利用第一切換開關322將第一電壓轉換電路342耦接至第一連接埠 302。此外，控制器304調整第一電壓轉換電路342的輸出電壓為12V，利用第一電壓轉換電路342將通用串行總線主機輸出的20V電壓轉換至12V並通過第一切換開關322將12V的電壓提供至耦接到第一連接埠 302的第一通用串行總線裝置。由於第一電壓轉換電路342將通用串行總線主機輸出的20V電壓轉換至12V後，再提供至第一通用串行總線裝置，使得需要12V電壓的第一通用串行總線裝置免於直接耦接至通用串行總線主機所提供的20V電壓而導致燒毀。
[0047]在此同時，控制器304通過第二檢測電路333控制第二切換開關323，利用第二切換開關323將第二檢測電路333耦接至第二連接埠 303。第二檢測電路333接收通用串行總線主機輸出的20V電壓，通過第二切換開關323提供至耦接到第二連接埠的第二通用串行總線裝置，使得耦接至第二連接埠的第二通用串行總線裝置得以正常運作。
[0048]圖4是根據本發明的一實施例所述的非Power Delivery的通用串行總線裝置連接至連接線的供電方法流程圖。以下請參考圖3。首先，將通用串行總線主機經由連接線耦接至第一通用串行總線裝置(SI)，再將第二通用串行總線裝置耦接至通用串行總線主機以及第一通用串行總線裝置之間(S2)。
[0049]第一檢測電路332檢測耦接至第一連接埠 302的第一通用串行總線裝置發出的第一請求信號，第二檢測電路333檢測耦接至第二連接埠 303的第二通用串行總線裝置發出的第二請求信號(S3)，控制器304判斷第二請求信號對應的電壓電平大於第一請求信號對應的電壓電平，控制器304將第二請求信號傳送至通用串行總線主機，並且通用串行總線主機根據第二請求信號對應的電壓電平輸出輸出電壓(S4)。
[0050]控制器304通知第一電壓轉換電路342轉換通用串行總線主機輸出的輸出電壓至第一請求信號對應的電壓電平，並且通知第一切換開關322將第一電壓轉換電路342耦接至第一連接埠 302，以便將第一電壓轉換電路342輸出的第一請求信號對應的電壓電平提供至耦接至第一連接埠 302的第一通用串行總線裝置(S5)。在此同時，控制器304通知第二切換開關323將第二檢測電路333耦接至第二連接埠 303，並且通過第二檢測電路333將通用串行總線主機輸出的輸出電壓提供至耦接至第二連接埠 303的第二通用串行總線裝置(S6)。
[0051]控制器304判斷第一請求信號對應的電壓電平大於第二請求信號對應的電壓電平，控制器304將第一請求信號傳送至通用串行總線主機，並且通用串行總線主機根據第一請求信號對應的電壓電平輸出輸出電壓(S7)。控制器304通知第二電壓轉換電路343轉換通用串行總線主機輸出的輸出電壓至第二請求信號對應的電壓電平，並且通知第二切換開關323將第二電壓轉換電路343耦接至第二連接埠 303，以便將第二電壓轉換電路343輸出的第二請求信號對應的電壓電平提供至第二通用串行總線裝置(S8)。在此同時，控制器304通知第一切換開關322將第一檢測電路332耦接至第一連接埠 302，並且通過第一檢測電路332將通用串行總線主機輸出的輸出電壓提供至耦接至第一連接埠 302的第一通用串行總線裝置。
[0052]要注意的是，以上敘述中的輸入連接埠、第一連接埠以及第二連接埠皆完全一致，包括輸入端電壓輸出電路、第一電壓輸出電路以及第二電壓輸出電路也都完全一致，僅僅只是為了清楚說明本發明的內容，故指定通用串行總線主機插入輸入連接埠，第一通用串行總線裝置以及第二通用串行總線裝置分別插入第一連接埠以及第二連接埠。若是將通用串行總線主機插入第一連接埠或是第二連接埠亦具有本發明的功效，且動作順序亦完全相同。
[0053]以上敘述許多實施例的特徵，使本領域普通技術人員能夠清楚理解本說明書的形態。本領域普通技術人員能夠理解其可利用本發明揭示內容為基礎以設計或更動其他工藝及結構而完成相同於上述實施例的目的和/或達到相同於上述實施例的優點。本領域普通技術人員亦能夠理解不脫離本發明的精神和範圍的等效構造可在不脫離本發明的精神和範圍內作任意的更動、替代與潤飾。
【權利要求】
1.一種連接線，包括: 一輸入連接埠，耦接至一通用串行總線主機並接收上述通用串行總線主機輸出的一輸出電壓； 一第一電壓輸出電路，I禹接上述輸入連接埠與一第一連接埠，輸出一第一電壓至上述第一連接埠，包括: 一第一檢測電路，檢測上述第一連接埠的一第一電源線； 一第一電壓轉換電路，輸出一固定電壓；以及 一第一切換開關，切換上述第一檢測電路或上述第一電壓轉換電路連接至上述第一電源線，其中當上述第一檢測電路檢測到上述第一電源線上的一第一請求信號時，上述第一切換開關將上述第一檢測電路耦接至上述第一電源線；以及 一第二電壓輸出電路，耦接上述輸入連接埠與一第二連接埠，輸出一第二電壓至上述第二連接埠。
2.如權利要求1所述的連接線，其中上述通用串行總線主機根據上述第一請求信號調整上述輸出電壓的電壓值。
3.如權利要求1所述的連接線，其中當上述第一檢測電路沒有檢測到上述第一請求信號時，上述第一切換開關將上述第一電壓轉換電路耦接至上述第一電源線，且上述第一電壓為上述固定電壓。
4.如權利要求1所述的連接線，其中上述第二電壓輸出電路還包括: 一第二檢測電路，檢測上述第二連接埠的一第二電源線； 一第二電壓轉換電路，輸出上述固定電壓；以及 一第二切換開關，切換上述第二檢測電路或上述第二電壓轉換電路連接至上述第二電源線，其中當上述第二檢測電路沒有檢測到上述第二電源線上的一第二請求信號時，上述第二切換開關將上述第二電壓轉換電路耦接至上述第二電源線且上述第二電壓為上述固定電壓。
5.如權利要求4所述的連接線，還包括一控制器，其中當上述第一檢測電路檢測到上述第一請求信號且上述第二檢測電路檢測到上述第二請求信號時，上述控制器接收上述第一請求信號與上述第二請求信號並只將上述第二請求信號傳送給上述通用串行總線主機，使上述通用串行總線主機根據上述第二請求信號調整上述輸出電壓的電壓電平。
6.如權利要求5所述的連接線，其中上述第一請求信號對應的電壓電平小於上述第二請求信號對應的電壓電平。
7.如權利要求5項所述的連接線，其中上述控制器控制上述第一切換開關，使得將上述輸出電壓轉換至上述第一電壓的上述第一電壓轉換電路耦接至上述第一電源線。
8.如權利要求6所述的連接線，其中當上述第一請求信號對應的電壓電平大於上述第二請求信號對應的電壓電平時，上述控制器只將上述第一請求信號傳送給上述通用串行總線主機，使上述通用串行總線主機根據上述第一請求信號調整上述輸出電壓的電壓電平，其中上述控制器控制上述第二切換開關，使得將上述輸出電壓轉換至上述第二電壓的上述第二電壓轉換電路耦接至上述第二電源線。
9.一種連接線供電方法，步驟包括: 耦接一通用串行總線主機至一第一通用串行總線裝置；耦接一第二通用串行總線裝置至上述通用串行總線主機以及上述第一通用串行總線裝置之間； 檢測上述第一通用串行總線裝置發出的一第一請求信號以及上述第二通用串行總線裝置發出的一第二請求信號； 將上述第二請求信號傳送至上述通用串行總線主機並輸出一輸出電壓，其中上述第二請求信號對應的電壓電平大於上述第一請求信號對應的電壓電平； 轉換上述輸出電壓至上述第一請求信號對應的電壓電平並提供至上述第一通用串行總線裝置；以及 提供上述輸出電壓至上述第二通用串行總線裝置。
10.如權利要求9所述的連接線供電方法，其中步驟還包括: 將上述第一請求信號傳送至上述通用串行總線主機並輸出上述輸出電壓，其中上述第一請求信號對應的電壓電平大於上述第二請求信號對應的電壓電平； 轉換上述輸出電壓至上述第二請求信號對應的電壓電平並提供至上述第二通用串行總線裝置；以及 提供 上述輸出電壓至上述第一通用串行總線裝置。
【文檔編號】H01R13/70GK103944008SQ201310017437
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月17日 優先權日:2013年1月17日
【發明者】蔡孟傑, 李柏鈺, 林哲緯 申請人:宏碁股份有限公司