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TW200803108A - Chargeable electronic device and power supply system for the same - Google Patents

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TW200803108A
TW200803108A TW095123764A TW95123764A TW200803108A TW 200803108 A TW200803108 A TW 200803108A TW 095123764 A TW095123764 A TW 095123764A TW 95123764 A TW95123764 A TW 95123764A TW 200803108 A TW200803108 A TW 200803108A
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Yueh Yu
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Benq Corp
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Description

200803108 九、發明說明： 一、 發明所屬之技術領域 本發明係相關於-可充電式電子裝置，特別是相關一 可充電式電子裝置，其可利用單一通用序列埠連接器，依 應用所需而使一外部電源對内部一充電電池充電、亦或使 一外部單元對其内部進行資料傳輸。 二、 先前技術 許多可充電式電子裝置，例如可攜式電子裝置，多係 透過一通用序列埠(universal serial bus，USB)連接器與其他 系統或裝置連接。這些可充電式電子裝置通常包括一充電 電池以提供其電源，並包括一電源接頭以連接一直流電壓 供應器。可充電式電子裝置於連接到該直流電壓供應器 時’接收一直流電壓並對該充電電池充電。該通用序列埠 連接裔及該電源接頭分別佔用可攜式電子裝置外殼上之使 用空間。 第1圖為一傳統可充電式電子裝置之方塊圖。可充電 式電子裝置10包括一充電電路Π、一充電電池12、一電 源接頭13、一通用序列埠連接器14以及一處理單元15。 電源接頭13可連接一直流電壓供應器（圖中未顯示）。當電 •源接頭13連接到該直流電壓供應器時，充電電路11接收 一直流電壓並對充電電池12充電“。處理單元15耦接至通 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 6 200803108 用序列埠連接器14,於該通用序列埠連接器14連接到一 外部之系統或裝置時，處理透過通用序列埠連接器14傳輸 之資料。 由於可充電式電子裝置，例如可攜式電子裝置中之數 位相機、手機等，其設計重點為尺寸需儘量做到最小’以 方便使用者攜帶，如果可以透過設計合併不同用途之連接 器介面，將可以節省可攜式電子裝置外殼上之使用空間而 完成更簡潔以及小尺寸之設計。 三、發明内容 本發明提供一可充電式電子裝置以及直流電壓供應系 統。該可充電式電子裝置包括：一充電電池、一通用序列 埠連接器以及一控制裝置。該通用序列埠連接器耦接一電 壓信號、二傳輸信號以及一偵測信號，其中該偵測信號有 一第一狀態及一第二狀態。該可攜式電子裝置可連接一直 流電壓供應系統；直流電壓供應系統利用該通用序列琿連 接器與該可攜式電子裝置連接，並於連接時使該偵測信號 為該第二狀態。該控制裝置耦接於該充電電池以及該通用 序列埠連接器之間。當該偵測信號為該第一狀態且該電壓 信號為一既定電壓值時，該控制裝置利用該等傳輸信號傳 輸通用序列埠資料，並利用該電壓信號提供之電壓對該充 電電池充電；當該摘測信號為該第二狀態且該電壓信號為1
0535-A20802TWF(N1);A04358;CHEN 200803108 -既定電壓值時，該控制裝置制該電壓信號提供之電壓 提供兩於USB規格定義之電流而對該充電電池充電。 四、實施方式 本發明提供一電路設計，使得可充電式電子裝置中只 需設置單-通用序列埠(USB)連接器，無論是進行充電、或 資料傳輸，均可共用此通用序列埠連接器之介面。亦即， 格配本發明提丨之新設計的AdaptG雅接s)_usb轉接頭 及控制電路，通用序列埠連接器可以兼作為電源插座，以 節省可充式電子裝置機台之機構空間。 簽照第2A圖，一般標準之通用序列埠連接插頭21〇 有五腳位，第1腳位定義一電壓訊(例如5V之^加訊號） 號，第2、3腳位定義二傳輸訊號，第4、5腳位分別定義 一地電壓訊號以及一接頭金屬屏蔽接地訊號；現今一般之 δ又计中’該地電壓訊號均未使用（亦即第4腳位預設為浮接 (floating))，而僅由第5腳位連接該接頭金屬屏蔽接地訊號 來作地電壓之提供。因此本發明利用該地電壓訊號腳位（第 4腳位)之電位做為一偵測信號，用來識別用通用序列埠連 接器所連接為一通用序列埠傳輸線或是一外部電源配接器 (例如直電壓供應益）。本發明以下敘述之地電壓訊號均 代表原本通用序列步規格定義之該接頭金屬屏蔽接地訊號 (亦即標準USB連接器之第5腳位所連至之地電壓）。 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 8 200803108 第2B圖顯示本發明提出之Adapt〇r(電源配接器 轉接頭250,其將第4腳位接至地電壓（即第5腳位卜轉接 頭250提供給外部電源使用，將外部電源之插頭轉換成 USB格式，使其得以透過USB連接器而與可充電式電子裝 置連接。此外1可以直接改變外部電源之插頭成為如第 2B圖所示者。 第3圖為根據本發明一實施例之可充電式電子裝置之 方塊圖。可充電式電子裝置2〇包含一控制裝置21、一充 電電池22以及一通用序列埠連接器23。控制裝置21更包 含一判斷電路2U、一切換電路212、一充電電路213以及 一處理單元214 〇 判斯電路211耦接於通用序列埠連接器23。當一外部 電源透過轉接頭250(第2B圖）、或一外部電子系統透過標 準USB插頭210(第2A圖）而連接至通用序列埠連接器 時，判斷電路211即偵測一偵測信號之狀態。在此實施例 中，判斷電路211係耦接至通用序列埠連接器23之第4腳 位，故該偵測信號係相關於該通用序列埠連接器23上第* 腳位之號。處理單元214搞接到通用序列埠連接器23之 第1、2、3、5腳位。充電電路213耦接到通用序列埠連 接裔23以接收由外部電源或外部電子系統傳來之電壓作 號(例如直流電壓VDD)。 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 9 200803108 判斷電路211可將該偵蜊信號 # ^ 例來說，判斷電路211 = ί弟一狀’舉 匕3 —電阻（圖中未顯示）將該偵 /貝Ha唬耦接至該電壓訊號， ,^ a# 使其準位預設為高電位。因 此，當一外部電子系統透過標 电
i拿接哭？h士丄 旱USB插碩210連接該USB 連接ro 23知，由於USB插頭21〇 該镇測信號之高電位不备受〜弟4腳位為浮接’故 不…響仍保持為該第-狀態。 ’當-直流電堡供應器透過該Ad _ 頭250連接該USB連 轉接 23盼，由於轉接頭250之第4 腳位為接地’故該_錢之電位會被拉成低電位，使得 該偵測信號由該第一狀態變成—第二狀態。 田免理單元214接收到該電壓訊號時，若判斷電路Μ] 判斷該動為第—狀態，表示通用序列埠連接器23係 透過標準USB铜(或USB傳輸_與外部電子系統連 接；處理單元214利用⑽連接器23之第2、3腳位，與 該外部電子⑽進行資料傳輸。當處理單元214接收到該 電壓訊號時’若判斷電路21 i判斷該债測信號為第二狀 態，表示通用序列埠連接器23係透過Adapt〇r-USB轉接頭 而與外部電源供應器連接；處理單元214可以不作動作。 充電電路213利用該電壓信號提供之電壓，對充電電 池22充電。充電電路213例如至少包括一充電積體電路(ic) 及電阻網路。該充電1C具有一電流可程裡式端，耗接該電阻：
0535-A20802TWF(N1);A04358;CHEN 200803108 網路，並依該電阻網路之阻值而改變充電電流。該電阻網 路至少具有一第一電阻值以配合該充電ic運作，而成一第 一模式電路，以及一第二電阻值以配合該充電1C運作，而 成一第二模式電路。 切換電路212，根據該判斷電路211之判斷結果，若 判斷偵測信號為第一狀態，則調整該電阻網路使其具第一 電阻值；若判斷偵測信號為第二狀態，則調整該電阻網路 使其具第二電阻值。 由於通用序列埠規格定義之電流上限值為0.5安培， 當通用序列埠連接器23連接到一標準之通用序列埠傳輸 線時（亦即該判斷電路211判斷該偵測信號為第一狀態 時），充電電路213即成為第一模式電路，以使用較小之電 流(符合USB規格所定義之電流大小）來對充電電池22充 電，以避免透過該標準之通用序列埠傳輸線連接之一系統 或裝置因為過大之電流消耗而產生錯誤。當通用序列埠連 接器23連接到一 Adaptor-USB轉接頭時（亦即該判斷電路 211判斷該偵測信號為第二狀態時），充電電路213即成為 第二模式電路，以使用較大之電流（高於USB規格所定義 之電流大小）來對充電電池22充電，以係低充電所需要之 時間。 第4圖為根據本發明一實施例之直流電壓供應系統之 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 11 200803108 方塊圖。直流電壓供應系統30包括—電壓輸入3i '—電 =器及一通用序列埠連接器33。直流電壓供應 系統進一步包括一發光二極體指示是否該電壓輸入被正常 k供。錢轉換器32將該電_人轉換為通詩列蜂規格 定義之一既定，輪人3!可以為—m伏特之交； 電屢源並包括-對應之插頭。電_人31另外可以是^ 通用序列埠連接器33之第5腳位係連接該電壓輸入 之參考接地、或電源線上之金屬屏蔽接地。而需注意的 疋通用序料連接器33上—般職為浮接之第4腳位，則 更與該第5腳位連接。如此，當該直流電壓供應系統30連 接至第3斯述之可充電式電子裝置⑼時，該可充電式電 子裝置20之判斷電路211判斷_信號係處於第二狀態， 該切換電路211依據判斷結果，驅使該充電電路213以。其 第二模式電路運作，以提供射充電式電子裝置高用 序列埠規格定義之充電電流。' 伏知之fn並包括—車用點煙器連接頭。電盤輸入 31另外遇可以疋—電池’或是其他容易取得之電壓源。 利用本發明所提供之實施例，一可攜式電子裝置可使 用單一通料解連接器，輪-標準之通用軸埠傳輸 線或是-搭配之直流電壓供應祕。於連接該標準之通用 序列蟑傳輸㈣’該可攜式電子裝置進行通用序料=面
0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 200803108 之資料傳輸並利用較小之電流對其内部之充電電池充電。 當連接該搭配之直流電壓供應器時，該可攜式電子裝置利 用較大之電流對該充電電池充電。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，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。 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 13 200803108 【圖式簡單說明】 解 圖 本發明透過後崎細說_ s^將合 其僅為圖解之“麵本發明限心^容易全盤了 第1 JSI A心 圖不範圍。 圖為-傳統可充電式電子裝置之方塊圖。 弟2A _減準之親序解連接插頭之腳位配置 第2B圖顯示本發明之Adapt〇r_usB轉接頭之之聊位 配置圖。 第3圖為根據本發明一實施例之可攜式電子裝置之方 塊圖。 第4圖為根據本發明—實施例之直流電餘應系統之 方塊圖。 【主要元件符號說明】 11 '213〜充電電路 12、22〜充電電池 13〜電源接頭 14、 23、33〜通用序列埠連接器 15、 214〜處理單元 211〜判斷電路 212〜切換電路: 210〜樣準USB接頭
0535-A20802TWF(N1);A04358;CHEN 200803108 250〜Adaotor-USB 轉接頭 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 15

Claims (1)

  1. 200803108 十、申請專利範圍： 其可接受一外接電源充 1· 一種充電式的電子裝置 電，該電子裝置包括： 一充電電池； -通用序列埠(USB)連接器，其用以_ 一偵測信號 以及來自該外接電源之一電壓信號；以及 一控制裝置H接於該充電電池以及該通用序列 埠連接器之間’該控制裝置用以根據該偵測信號以控制 一充電電流，· 其中，當該偵測信號為一第一狀態時，該控制裝置 =以控制該充電電流為m·當該個信號為一 第,狀態時’該控制裝置用以控制該充電電流為一大於 該第一電流之第二電流。 2·如申請專利範圍第1項所述之充電式的電子裝 置，其中該控制裝置包括一判斷電路，其接收該偵測信 號以判斷該偵測信號狀態。 3·如申請專利範圍第2項所述之充電式的電子裝 置，其中讓判斷電路係接收該外接電源的一預設腳位的 電壓以判斷該偵測信號的狀態。 4·如申請專利範圍第3項所述之充電式的電子裝. 置更包括一轉接單元，供給該外接電源使用，以將該 外接電源之輸出揍頭轉換成一 ϋ3Β’接頭，〜以便連接，該 535 A208〇2TWF(Nl)；A04358;CHEN \β 200803108 USB連接器。 5. 如申請專利範圍第4項所述之充電式的電子裝 置，其中該USB接頭中預設為浮接之腳位係更耦接至地 電壓，以提供該偵測信號。 6. 如申請專利範圍第5項所述之充電式的電子裝 置，其中當該判斷電路接收該地電壓，則斷定該偵測信 號處於該第二狀態。 7. 如申請專利範圍第6項所述之充電式的電子裝 置，其中任何電子單元透過一標準USB接頭而連接至該 USB連接器時，該判斷電路則斷定該偵測信號處於該第 一狀態；該標準USB接頭中之預設浮接腳位係仍保持為 浮接。 8. 如申請專利範圍第3項所述之充電式的電子裝 置，更包括一電源配接器（Power Adaptor)，提供該外接 電源以對該電子裝置充電，其中該電源配接器具有一 USB接頭，以便連接該USB連接器，且該USB接頭中 預設為浮接之腳位係更耦接至地電壓，以提供該偵測信 — . - .‘ - ' - 號。 9. 如申請專利範圍第-2項所述之充電式的電子裝 置，進一步包含一切換電路，根據該判斷電路之結果調 整為一第一模式電路或一第二模式電路。 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 17 200803108 10. 如申請專利範圍第9项所述之充電式的電子裝 置，其中該第一模式電路係具有一第一電阻值，該第二 模式電路係具有一第二電阻值。 11. 如申請專利範圍第9项所述之充電式的電子裝 置，其進一步包含一充電電路，其耦接該切換電路，而 配合該切換電路之第一或第二模式以產生相對應之充電 電流。 12. —種直流電壓供應系統，用以連接至一電子裝置 之一通用序列埠以提供該電子裝置高於通用序列埠規格 定義電流之一電源輸入，該直流電壓供應系統包括： 一電壓輸入； 一電壓轉換器，用以將該電壓輸入轉換為通用序列 缂規格之一既定電壓值之一電壓輸出；以及 一通用序列埠(USB)連接器，用以連接該電子裝置， 其中該USB連接器中一預定為浮接之腳位，係耦接至一 參考地電壓。 13. 如申請專利範圍第12項所述之直流電壓供應系 統，其中該通用序列埠連接器包括一直流電壓連接器， 該電壓轉換器係經由該直流電壓連接器耦接至該通用序 列埠連接器。 14. 如申請專利範圍第12項所述之室流電塵供應系 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 18 200803108 統，其中該電壓輸入為110伏特之交流電壓。 15. 如申請專利範圍第12項所述之直流電壓供應系 統，其中該電壓輸入為12伏特之直流電壓。 16. 如申請專利範圍第12項所述之直流電壓供應系 統，其中該電壓輸入耦接到一電池。 17. 如申請專利範圍第12項所述之直流電壓供應系 統，進一步包括一發光二極體指示是否該電壓輸入被正 常提供。 0535-A20802TWF(Nl);A04358;CHEN 19
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