TWI765240B - Usb集線器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一種USB集線器及其操作方法。USB集線器包括第一USB連接器、第二USB連接器、第一功率開關、第二功率開關、電力轉換器以及第三功率開關。第一USB連接器耦接第一裝置，第二USB連接器耦接第二裝置。第一功率開關具有第一端耦接至第一USB連接器的電力腳位。第二功率開關具有第一端耦接至第一功率開關的第二端，其中第二功率開關的第二端耦接至第二USB連接器的電力腳位。電力轉換器具有輸入端耦接至第一功率開關的第二端。第三功率開關具有第一端耦接至電力轉換器的輸出端，其中第三功率開關的第二端耦接至第二USB連接器的電力腳位。

Description

USB集線器及其操作方法

本發明是有關於一種集線器，且特別是有關於一種通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）集線器。

一般而言，USB Type-C（USB-C）集線器或是USB-C供電（Power Delivery，PD）集線器的USB上行埠（Upstream-Facing Port，UFP）只能耦接到具有USB-C介面的主機（host）裝置（例如電腦、手機或平板電腦），並且可用作資料傳輸的周邊擴充埠或上行鏈路（uplink）。集線器的一個USB下行埠（Downstream-Facing Port，DFP）可耦接到電力適配器（power adapter）的供電（PD）USB連接器。集線器的其他USB下行埠可耦接到任何需與主機裝置進行資料傳輸的其他裝置。

當集線器的具有直通充電（Charge-Through）功能的一個USB連接器（USB下行埠）耦接到電力適配器時，集線器可以操作於直通充電模式。在主機裝置經由所述集線器對所述其他裝置進行資料傳輸的同時，電力適配器可以經由所述集線器對主機裝置進行充電。然而，在電力適配器耦接到集線器的上行埠的狀況下，電力適配器無法對耦接到具有直通充電功能的所述USB連接器（USB下行埠）的其他裝置進行充電。

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USB集線器及其操作方法。所述USB集線器的上行埠可以接收電力適配器的輸出功率。

本發明的USB集線器包括第一USB連接器、第二USB連接器、第一功率開關、第二功率開關、第一電力轉換器以及第三功率開關。第一USB連接器作為一上行埠，用以耦接一第一裝置。第二USB連接器作為一下行埠，用以耦接一第二裝置。第一功率開關具有第一端耦接至該第一USB連接器的電力腳位。第二功率開關具有第一端耦接至該第一功率開關的第二端，其中該第二功率開關的第二端耦接至該第二USB連接器的電力腳位。第一電力轉換器具有輸入端耦接至該第一功率開關的該第二端。第三功率開關具有第一端耦接至該第一電力轉換器的輸出端，其中該第三功率開關的第二端耦接至該第二USB連接器的該電力腳位。

本發明的USB集線器的操作方法包括當該USB集線器操作於第一模式時，導通第一功率開關與第二功率開關而且截止第三功率開關，其中該第一功率開關的第一端耦接至第一USB連接器的電力腳位，該第一功率開關的第二端耦接至該第二功率開關的第一端與第一電力轉換器的輸入端，該第三功率開關的第一端耦接至該第一電力轉換器的輸出端，該第二功率開關的第二端與該第三功率開關的第二端耦接至第二USB連接器的電力腳位，該第一USB連接器作為一上行埠，耦接至一第一裝置，以及該第二USB連接器作為一下行埠，耦接至一第二裝置。當該USB集線器操作於第二模式時，導通該第一功率開關與該第三功率開關而且截止該第二功率開關。

基於上述，當電力適配器耦接於本發明諸實施例所述USB集線器的上行埠（第一USB連接器）時，第一電力轉換器可以使用電力適配器的輸出功率，以及經由第三功率開關提供輸出電壓給第二USB連接器（具有直通充電功能的USB連接器）的電力腳位。當電力適配器耦接於具有直通充電功能的USB連接器（第二USB連接器）時，USB集線器可以操作於直通充電模式而將電力適配器的輸出功率傳輸給上行埠（第一USB連接器）。

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耦接手段。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耦接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種耦接手段而間接地耦接至該第二裝置。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。

圖1是依照本發明的一實施例所繪示的USB集線器100a的電路方塊示意圖。請參照圖1，USB集線器100a包括USB連接器110、USB連接器120_1、電力轉換器130_1、功率開關S1、功率開關S2以及功率開關S3。在圖1所示實施例中，USB連接器110作為上行埠（Upstream-Facing Port，UFP）並耦接至第一裝置（未繪示），而USB連接器120_1作為一下行埠（Downstream-Facing Port，DFP）並耦接至第二裝置（未繪示），第一裝置及第二裝置例如是主機（host）裝置或電力適配器（power adapter）等裝置，本發明並不加以限制。在一實施例中，USB連接器110及USB連接器120_1皆為USB-C連接埠，但本發明並不加以限制。當主機裝置（例如電腦、手機、平板電腦或其他電子裝置）耦接到USB連接器110時，USB集線器100a可以作為被用來擴增主機裝置的USB連接器數量的集線器。當電力適配器耦接到USB連接器110時，USB集線器100a可以作為被用來擴增電力適配器的USB連接器數量的集線器。一般而言，電力適配器本身的USB連接器具有供電功能，但不具有資料傳輸功能。

在本實施例中，功率開關S1的端點N1耦接至USB連接器110的電力腳位Vbus（電力匯流排腳位）。功率開關S2的端點N3耦接至功率開關S1的端點N2，且功率開關S2的端點N4耦接至USB連接器120_1的電力腳位Vbus。電力轉換器130_1的輸入端IN1耦接至功率開關S1的端點N2。功率開關S3的端點N5耦接至電力轉換器130_1的輸出端OUT1，且功率開關S3的端點N6耦接USB連接器120_1的電力腳位Vbus。

在一實施例中，USB集線器100a更包括控制電路140。控制電路140被配置為支援電力傳輸（Power Delivery，PD）協定。控制電路140耦接至USB連接器110的配置通道（configuration channel）腳位CC與USB連接器120_1的配置通道腳位CC。當電子裝置（未繪示）耦接到USB連接器110時，控制電路140可以經由USB連接器110的配置通道腳位CC來獲知這個電子裝置的配置（配置資訊SG1）。當電子裝置（未繪示）耦接到USB連接器120_1時，控制電路140亦可以經由USB連接器120_1的配置通道腳位CC來獲知這個電子裝置的配置（配置資訊SG2）。依據USB連接器110的配置（配置資訊SG1）與USB連接器120_1的配置（配置資訊SG2），控制電路140可以輸出控制訊號CS1、控制訊號CS2及控制訊號CS3來控制功率開關S1、功率開關S2與功率開關S3。

控制電路140藉由一訊號介面提供控制訊號CS來控制電力轉換器130_1。在一實施例中，此訊號介面可為I2C介面、SMBUS介面、抑或是其他規格的訊號介面。上述電力轉換器130_1可為一降壓轉換器，用以依據控制電路140給的控制訊號CS將一高電壓輸入訊號轉換為不同的低電壓輸出訊號。舉例來說，當控制電路140經由配置資訊SG1知道耦接在USB連接器110的電子裝置的電壓位準，也經由配置資訊SG2知道耦接在USB連接器120_1的電子裝置的電壓位準。控制電路140便輸出控制訊號CS以控制電力轉換器130_1進行對應的轉換，例如由20V轉換至5V、9V、12V、15V之一者，抑或是不需要轉換。

依照不同的設計需求，上述控制電路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。

圖2是依照本發明的一實施例所繪示的USB集線器的操作方法200流程示意圖。圖2所示操作方法200適用於圖1所示USB集線器100a。以下將參照圖1實施例的各項元件來詳細說明圖2所示操作方法200。圖2所示操作方法200的相關說明亦可以被類推而適用於圖3所示USB集線器100b、圖4所示USB集線器100c與（或）圖5所示USB集線器100d。

請參照圖1與圖2。控制電路140可以在步驟S210中判斷USB連接器110是否耦接主機（未繪示）。具體來說，當外部裝置（未繪示）耦接到USB連接器110時，控制電路140可以通過USB連接器110的配置通道腳位CC接收對應於所述外部裝置的配置資訊SG1，並且根據配置資訊SG1判斷耦接至USB連接器110的所述外部裝置是否為主機。在一實施例中，所述主機可以是桌上型電腦、筆記型電腦、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）、行動電話、數位相機或數位攝影機等任何裝置。若USB連接器110已經耦接主機（步驟S210的判斷結果為「是」），則控制電路140可以進行步驟S220。

在步驟S220中，控制電路140可以判斷USB連接器120_1是否耦接電力適配器（power adapter）（未繪示）。詳細來說，當外部裝置（未繪示）耦接到USB連接器120_1時，控制電路140可以通過USB連接器120_1的配置通道腳位CC接收對應於所述外部裝置的配置資訊SG2，並且根據配置資訊SG2判斷耦接至USB連接器120_1的所述外部裝置是否為電力適配器。若USB連接器120_1已經耦接電力適配器（步驟S220的判斷結果為「是」），則控制電路140可以進行步驟S230。

在步驟S230中，控制電路140可以進入直通充電（Charge-Through）模式（第一模式）。當USB集線器100a操作於直通充電模式時，控制電路140可以藉由控制訊號CS1及控制訊號CS2來導通（turn on）功率開關S1及功率開關S2，以及藉由控制訊號CS3來截止（turn off）功率開關S3。因此，電力適配器（未繪示）的輸出功率可以經由USB連接器120_1、功率開關S2、功率開關S1以及USB連接器110而被傳輸給主機（未繪示）。

若USB連接器120_1非耦接至電力適配器（步驟S220的判斷結果為「否」），則控制電路140可以進行步驟S235。在步驟S235中，控制電路140可以進入一般集線器模式。當USB集線器100a操作於一般集線器模式時，控制電路140藉由控制訊號CS1及控制訊號CS3來導通功率開關S1及功率開關S3，以及藉由控制訊號CS2來截止功率開關S2。控制電路140藉由配置資訊SG1與配置資訊SG2來輸出控制訊號CS以控制電力轉換器130_1進行對應的轉換，例如由20V轉換至5V、9V、12V、15V之一者，抑或是不需要轉換。因此，電力轉換器130_1可以使用來自於USB連接器110的功率電壓，以及電力轉換器130_1可以將輸出功率經由功率開關S3而傳輸給USB連接器120_1。

若USB連接器110非耦接主機（步驟S210的判斷結果為「否」），則控制電路140可以進行步驟S240。在步驟S240中，控制電路140可以判斷USB連接器110是否耦接電力適配器（未繪示）。具體來說，當外部裝置（未繪示）耦接到USB連接器110時，控制電路140可以根據配置資訊SG1判斷耦接至USB連接器110的所述外部裝置是否為電力適配器。若USB連接器110非耦接電力適配器（步驟S240的判斷結果為「否」），則控制電路140返回到步驟S210。

若USB連接器110耦接電力適配器（步驟S240的判斷結果為「是」），則進入步驟S250，控制電路140可以進入充電器擴展（Charger Extension）模式（第二模式）。當USB集線器100a操作於充電器擴展模式時，控制電路140可以藉由控制訊號CS1及控制訊號CS3來導通功率開關S1及功率開關S3，以及藉由控制訊號CS2來截止功率開關S2。因此，電力適配器（未繪示）的輸出功率可以經由USB連接器110與功率開關S1而被傳輸給電力轉換器130_1。因此，電力轉換器130_1可以使用來自於USB連接器110的功率電壓，以及電力轉換器130_1的輸出功率可以經由功率開關S3以及USB連接器120_1而被傳輸給所述電裝置（未繪示）。

若USB連接器110耦接電力適配器（步驟S240的判斷結果為「是」），則控制電路140便進入充電器擴展模式（第二模式）。控制電路140可以進行步驟S260。在步驟S260中，控制電路140可以判斷USB連接器120_1是否耦接電裝置（未繪示）。詳細來說，當外部裝置（未繪示）耦接到USB連接器120_1時，控制電路140可以根據配置資訊SG2判斷耦接至USB連接器120_1的所述外部裝置是否為電裝置。在一實施例中，所述電裝置可以是電腦檯燈、電腦風扇、MP3、隨身碟、錄音筆、數位相機、手機等任何裝置。控制電路140藉由配置資訊SG1與配置資訊SG2來輸出控制訊號CS以控制電力轉換器130_1進行對應的轉換(步驟S270)，例如由20V轉換至5V、9V、12V、15V之一者，抑或是不需要轉換。

若USB連接器120_1未耦接電裝置（步驟S260的判斷結果為「否」），則控制電路140返回到步驟S260。

圖3是依照本發明的另一實施例所繪示的USB集線器100b的電路方塊示意圖。圖3所示USB集線器100b可以參照圖1所示USB集線器100a的相關說明來類推。圖3的USB集線器100b與圖1的USB集線器100a不同之處在於，USB集線器100b還可選擇性地包括至少一USB連接器120_2以及電力轉換器130_2。圖3所示USB連接器120_2作為一下行埠並耦接至第三裝置（未繪示），第三裝置例如是電裝置等，本發明並不加以限制。在一實施例中，USB連接器110及USB連接器120_1皆為USB-C連接埠，所述至少一USB連接器120_2為USB Type-A（USB-A）連接埠，本發明並不加以限制。

在圖3實施例中，電力轉換器130_2的輸入端IN2耦接至功率開關S1的端點N2，電力轉換器130_2的輸出端OUT2耦接至USB連接器120_2的電力腳位Vbus。上述電力轉換器130_2可為一降壓轉換器，用以依據控制電路140給的控制訊號CS’將一高電壓輸入訊號轉換為不同的低電壓輸出訊號。圖2所示操作方法200亦適用於圖3所示USB集線器100b。當USB集線器100b操作在直通充電模式時，連接於USB連接器120_1的電力適配器的輸出功率會優先分配給連接於USB連接器110的主機，剩餘的輸出功率被分配給耦接於USB連接器120_2的電裝置。控制電路140藉由配置資訊SG2來輸出控制訊號CS’以控制電力轉換器130_2進行對應的轉換，例如由20V轉換至5V、9V、12V、15V之一者。在一實施例中，當控制電路140判斷USB連接器110未耦接第一裝置（主機或電力適配器）並且USB連接器120_1耦接電力適配器時，控制電路140藉由控制訊號CS1及控制訊號CS3去截止功率開關S1與功率開關S3，以及藉由控制訊號CS2去導通功率開關S2，並且電力轉換器130_1被禁能。此時，若USB連接器120_2耦接一電裝置，耦接USB連接器120_1的電力適配器便會將其輸出功率分配給耦接至USB連接器120_2的電裝置。

此外，在另一實施例中，若控制電路140判斷USB連接器110耦接電力適配器後，控制電路140還會依據電力適配器的輸出功率與門檻功率的關係來判斷USB集線器100b是否操作於充電器擴展模式。所述門檻功率可以依照設計需求來決定。具體而言，當耦接於USB連接器110的電力適配器的輸出功率大於門檻功率（例如30W）時，控制電路140判斷USB集線器100b操作於充電器擴展模式。在充電器擴展模式中，USB集線器100b會依據所耦接的電裝置所需的總功率與電力適配器的輸出功率的關係對應地控制電力供應電路（例如電力轉換器130_2）來動態調整輸出至所耦接的電裝置的充電功率。也就是說，控制電路140可以依據USB連接器120_1及USB連接器120_2的功率需求而對應地控制電力轉換器130_1及電力轉換器130_2，以便於動態地調整輸出至USB連接器120_1及USB連接器120_2的功率。如此一來，USB集線器100b可以智能地分配電力適配器的輸出功率至耦接USB連接器120_1及USB連接器120_2的電裝置。

圖4是依照本發明的又一實施例所繪示的USB集線器100c的電路方塊示意圖。圖4所示USB集線器100c可以參照圖1所示USB集線器100a的相關說明來類推。圖4的USB集線器100c與圖1的USB集線器100a不同之處在於，USB集線器100c還可選擇性地包括USB連接器120_3、電力轉換器130_3、功率開關S4以及功率開關S5。圖4所示USB連接器120_3作為一下行埠並耦接至第三裝置（未繪示），第三裝置例如是電裝置等，本發明並不加以限制。在一實施例中，USB連接器110、USB連接器120_1及USB連接器120_3皆為USB-C連接埠。

在圖4所示實施例中，功率開關S4的端點N7耦接至功率開關S1的端點N2，並且功率開關S4的端點N8耦接至USB連接器120_3的電力腳位Vbus。電力轉換器130_3的輸入端IN3耦接至功率開關S1的端點N2。功率開關S5的端點N9耦接至電力轉換器130_3的輸出端OUT3，並且功率開關S5的端點N10至USB連接器120_3的電力腳位Vbus。上述電力轉換器130_3可為一降壓轉換器，用以依據控制電路140給的控制訊號CS’’將一高電壓輸入訊號轉換為不同的低電壓輸出訊號。

控制電路140更耦接至USB連接器120_3的配置通道腳位CC，並且依據USB連接器110的配置與USB連接器120_3的配置來控制功率開關S1、功率開關S4與功率開關S5。詳細而言，當外部裝置（未繪示）耦接到USB連接器120_3時，控制電路140可以通過USB連接器120_3的配置通道腳位CC接收對應於所述外部裝置的配置訊號SG3，並且輸出控制訊號CS1、控制訊號CS4及控制訊號CS5以分別控制功率開關S1、功率開關S4與功率開關S5。

USB連接器110、USB連接器120_3、功率開關S1、功率開關S4與功率開關S5之間的操作方法與USB連接器110、USB連接器120_1、功率開關S1、功率開關S2與功率開關S3之間的操作方法相同，因此圖2實施例的USB集線器的操作方法200亦適用於圖4實施例的USB集線器100c。

圖5是依照本發明的再一實施例所繪示的USB集線器100d的電路方塊示意圖。圖5所示USB集線器100d可以參照圖1所示USB集線器100a的相關說明來類推。圖5的USB集線器100d為圖3的USB集線器100b的結構及圖4的USB集線器100c的結構的結合。並且，圖5實施例的USB集線器100d的操作方法與圖3實施例的USB集線器100b的操作方法相同，故不再贅述。

值得一提，USB集線器的下行埠可以是Type-A及Type-C介面的任何組合。例如，上述諸實施例所述USB集線器的下行埠可以包括1個Type-C連接器與2個Type-A連接器，或是1個Type-C連接器與3個Type-A連接器，或是2個Type-C連接器與1個Type-A連接器，或是2個Type-C連接器與2個Type-A連接器，或是其他組合。需注意的是，控制電路140可依照設計需求來支援多種USB協定，以因應不同規格的USB連接器110、USB連接器120_1、USB連接器120_2及USB連接器120_3的傳輸需求。舉例來說，當USB連接器110、USB連接器120_1、USB連接器120_2及USB連接器120_3的任一個為USB Type-C連接埠時，控制電路140可以是支援電力傳輸協定的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連接器110、USB連接器120_1、USB連接器120_2及USB連接器120_3是USB Type-A連接埠，則電力轉換器130_1、130_2、130_3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連接器110、USB連接器120_1、USB連接器120_2及USB連接器120_3的任一個被耦接至具有可編程電源供應（programmable power supply，PPS）功能的外部設備時，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。

綜上所述，本發明諸實施例中，當電力適配器耦接於USB集線器的上行埠（USB連接器110）時，第一電力轉換器可以使用電力適配器的輸出功率，以及經由功率開關提供輸出電壓給USB連接器120_1與/或120_3（具有直通充電功能的USB連接器）的電力腳位。當電力適配器耦接於具有直通充電功能的USB連接器（USB連接器120_1與/或120_3）時，USB集線器可以操作於直通充電模式而將電力適配器的輸出功率傳輸給上行埠（USB連接器110）。

應用本發明的兩用USB集線器(Dual Purpose Hub)可當作一般的USB集線器，其上行埠耦接於一主機，多個下行埠可耦接多個裝置，與主機進行資料傳輸以及獲得供電。另一方面，此兩用USB集線器也可當作充電擴展埠使用，其上行埠耦接於一電力適配器，該USB集線器可將該電力適配器提供的電力供給至每一下行埠，讓每一下行埠可以分別對不同電裝置進行充電，如此使用者只要攜帶此一兩用USB集線器，便可減少攜帶太多裝備的困擾。

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。

100a、100b、100c、100d:USB集線器 110、120_1、120_2、120_3:USB連接器 130_1、130_2、130_3:電力轉換器 140:控制電路 200:操作方法 CS、CS1、CS2、CS3、CS4、CS5、CS’、CS’’:控制訊號 IN1、IN2、IN3:輸入端 N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10:端點 OUT1、OUT2、OUT3:輸出端 S1、S2、S3、S4、S5:功率開關 S210、S220、S230、S235、S240、S250、S260、S270:步驟 SG1、SG2、SG3:配置資訊

圖1是依照本發明的一實施例所繪示的USB集線器的電路方塊（circuit block）示意圖。 圖2是依照本發明的一實施例所繪示的USB集線器的操作方法流程示意圖。 圖3是依照本發明的另一實施例所繪示的USB集線器的電路方塊示意圖。 圖4是依照本發明的又一實施例所繪示的USB集線器的電路方塊示意圖。 圖5是依照本發明的再一實施例所繪示的USB集線器的電路方塊示意圖。

100a:USB集線器

110、120_1:USB連接器

130_1:電力轉換器

140:控制電路

CS、CS1、CS2、CS3:控制訊號

IN1:輸入端

N1、N2、N3、N4、N5、N6:端點

OUT1:輸出端

S1、S2、S3:功率開關

SG1、SG2:配置資訊

Claims (16)

1. 一種USB集線器，包括：一第一USB連接器，作為一上行埠，用以耦接一第一裝置；一第二USB連接器，作為一下行埠，用以耦接一第二裝置；一第一功率開關，具有一第一端耦接至該第一USB連接器的一電力腳位；一第二功率開關，具有一第一端耦接至該第一功率開關的一第二端，其中該第二功率開關的一第二端耦接至該第二USB連接器的一電力腳位；一第一電力轉換器，具有一輸入端耦接至該第一功率開關的該第二端；一第三功率開關，具有一第一端耦接至該第一電力轉換器的一輸出端，其中該第三功率開關的一第二端耦接至該第二USB連接器的該電力腳位；以及一控制電路，被配置為支援電力傳輸協定，其中該控制電路耦接至該第一USB連接器的一第一配置通道腳位與該第二USB連接器的一第二配置通道腳位，以及該控制電路依據耦接於該第一USB連接器的該第一裝置的一第一配置資訊與耦接於該第二USB連接器的該第二裝置的一第二配置資訊來控制該第一功率開關、該第二功率開關與該第三功率開關。
2. 如申請專利範圍第1項所述的USB集線器，其中，當該USB集線器操作於一第一模式時，該第一功率開關與該 第二功率開關為導通而且該第三功率開關為截止；以及當該USB集線器操作於一第二模式時，該第一功率開關與該第三功率開關為導通而且該第二功率開關為截止。
3. 如申請專利範圍第2項所述的USB集線器，其中，當該第一USB連接器耦接一主機並且該第二USB連接器耦接一電力適配器時，該USB集線器操作於該第一模式；以及當該第一USB連接器耦接該電力適配器時，該USB集線器操作於該第二模式。
4. 如申請專利範圍第3項所述的USB集線器，其中，當該USB集線器操作於該第二模式時，並且一電裝置耦接到該第二USB連接器時，該控制電路藉由該第一配置資訊與該第二配置資訊來輸出一控制訊號以控制該第一電力轉換器進行對應的電力轉換。
5. 如申請專利範圍第2項所述的USB集線器，更包括：一第三USB連接器，作為一下行埠，用以耦接一第三裝置；以及一第二電力轉換器，具有一輸入端耦接至該第一功率開關的該第二端，其中該第二電力轉換器的一輸出端耦接至該第三USB連接器的一電力腳位。
6. 如申請專利範圍第5項所述的USB集線器，其中，當該第一USB連接器未耦接該第一裝置並且該第二USB連接器耦接一電力適配器時，該第一功率開關與該第三功率開關為 截止，該第二功率開關為導通，而且該第一電力轉換器被禁能。
7. 如申請專利範圍第6項所述的USB集線器，其中，耦接於該第二USB連接器的該電力適配器的輸出功率優先分配給耦接於該第一USB連接器的一主機，剩餘的輸出功率被分配給耦接於該第三USB連接器的一電裝置。
8. 如申請專利範圍第6項所述的USB集線器，其中，該控制電路藉由該第二USB連接器的該第二配置資訊來輸出一控制訊號以控制該第二電力轉換器進行對應的轉換。
9. 如申請專利範圍第1項所述的USB集線器，更包括：一第三USB連接器，作為一下行埠，用以耦接一第三裝置；一第四功率開關，具有一第一端耦接至該第一功率開關的該第二端，其中該第四功率開關的一第二端耦接至該第三USB連接器的一電力腳位；一第二電力轉換器，具有一輸入端耦接至該第一功率開關的該第二端；以及一第五功率開關，具有一第一端耦接至該第二電力轉換器的一輸出端，其中該第五功率開關的一第二端耦接至該第三USB連接器的該電力腳位。
10. 如申請專利範圍第9項所述的USB集線器，其中該控制電路耦接至該第一USB連接器的該第一配置通道腳位與該第三USB連接器的一第三配置通道腳位，以及該控制電路依據耦接於該第一USB連接器的該第一裝置的該第一配置資 訊與耦接於該第三USB連接器的該第三裝置的一第三配置資訊來控制該第一功率開關、該第四功率開關與該第五功率開關。
11. 一種USB集線器的操作方法，包括：當該USB集線器操作於一第一模式時，導通一第一功率開關與一第二功率開關而且截止一第三功率開關，其中該第一功率開關的一第一端耦接至一第一USB連接器的一電力腳位，該第一功率開關的一第二端耦接至該第二功率開關的一第一端與一第一電力轉換器的一輸入端，該第三功率開關的第一端耦接至該第一電力轉換器的一輸出端，該第二功率開關的一第二端與該第三功率開關的一第二端耦接至一第二USB連接器的一電力腳位，該第一USB連接器作為一上行埠，耦接至一第一裝置，以及該第二USB連接器作為一下行埠，耦接至一第二裝置；當該USB集線器操作於一第二模式時，導通該第一功率開關與該第三功率開關而且截止該第二功率開關；以及由一控制電路依據耦接於該第一USB連接器的該第一裝置的一第一配置資訊與耦接於該第二USB連接器的該第二裝置的一第二配置資訊來控制該第一功率開關、該第二功率開關與該第三功率開關，其中該控制電路耦接至該第一USB連接器的一第一配置通道腳位與該第二USB連接器的一第二配置通道腳位。
12. 如申請專利範圍第11項所述的操作方法，更包括：當該第一USB連接器耦接一主機並且該第二USB連接器耦接一電力適配器時，由該USB集線器操作於該第一模式；以及 當該第一USB連接器耦接該電力適配器時，由該USB集線器操作於該第二模式。
13. 如申請專利範圍第12項所述的操作方法，更包括：當該USB集線器操作於該第二模式時，並且一電裝置耦接到該第二USB連接器時，輸出一控制訊號以控制該第一電力轉換器進行對應的電力轉換。
14. 如申請專利範圍第11項所述的操作方法，更包括：當該第一USB連接器未耦接該第一裝置並且該第二USB連接器耦接一電力適配器時，截止該第一功率開關與該第三功率開關，導通該第二功率開關，而且禁能該第一電力轉換器。
15. 如申請專利範圍第14項所述的操作方法，更包括：優先分配耦接於該第二USB連接器的該電力適配器的輸出功率給耦接於該第一USB連接器的一主機，剩餘的輸出功率被分配給耦接於一第三USB連接器的一電裝置，其中該第三USB連接器作為一下行埠，耦接一第三裝置。
16. 如申請專利範圍第15項所述的操作方法，更包括：輸出一控制訊號以控制一第二電力轉換器進行對應的轉換，其中該第二電力轉換器的一輸入端耦接至該第一功率開關的該第二端，其中該第二電力轉換器的一輸出端耦接至該第三USB連接器的一電力腳位。

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