电源控制电路的制作方法

本发明是有关于一种电源控制电路，特别是能接收电力并提供给移动电子装置、或供电给外部设备。

背景技术：

在各种电子装置中，端口(connectionport)是用以传输电力或数据的重要桥梁。在使用电子装置时，用户需要将外部插头插接至端口中，方能使电子装置与外部设备收发信号或者传输电力。

由于根据外部设备类型的不同，电子装置需提供电力给外部设备、或者接收外部设备所提供的电力，且接收/提供的电力大小亦随着外部设备的类型有所差异，因此，电子装置中需要设有电源控制电路，用以根据不同情况，输送或接收电力。而如何提升电源控制电路的操作性与便利性，即为本发明在此欲探讨的课题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能通过不同端口传输电力或数据的电源控制电路。

本发明一实施例为一种电源控制电路。电源控制电路包含第一接收电路、第二接收电路、第一供电电路及第二供电电路。第一接收电路电性连接于充电电路及第一端口。第一接收电路用以根据第一端口电压，通过充电电路对电力单元充电。第二接收电路电性连接于充电电路及第二端口。第二接收电路用以根据第二端口电压，通过充电电路对电力单元充电。第二接收电路还用以根据第一端口电压被禁能。第一供电电路电性连接于电力单元及第一端口。第一供电电路根据第一传输信号被致能，以对第一端口供电。第二供电电路电性连接于电力单元及第二端口。第二供电电路根据第二传输信号被致能，以对第二端口供电。

本发明另一实施例为一种电源控制电路，包含第一接收电路、第二接收电路、第一供电电路及第二供电电路。第一接收电路电性连接于充电电路及第一端口。第一接收电路用以根据第一端口电压产生第一充电电压，且通过充电电路对电力单元充电。第二接收电路电性连接于充电电路及第二端口。第二接收电路用以根据第二端口电压，通过充电电路对电力单元充电。第二接收电路还用以根据第一充电电压被禁能。第一供电电路电性连接于电力单元及第一端口。第一供电电路根据第一传输信号被致能，以对第一端口供电。第二供电电路电性连接于电力单元及第二端口。第二供电电路根据第二传输信号被致能，以对第二端口供电。

据此，电源控制电路将能选择性地从第一端口或第二端口接收电力或传输数据，使电源控制电路的便利性更为提升。此外，当第一端口及第二端口皆接收到对应的端口电压时，第二接收电路会随着第一接收电路的致能而被禁能，亦即，电源控制电路将会优先使用第一接收电路对电力单元充电，避免电力冲突的问题。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所示的电源控制电路的示意图。

图2a为根据本发明一实施例所示的第一接收电路的示意图。

图2b为根据本发明一实施例所示的第二接收电路的示意图。

图2c为根据本发明一实施例所示的第一供电电路的示意图。

图2d为根据本发明一实施例所示的第二供电电路的示意图。

图3为本发明一实施例中电源控制电路各节点的电压示意图。

具体实施方式

以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些常用的结构与组件在附图中将以简单示意的方式描述。

在本文中，当一组件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”亦可用以表示二个或多个组件之间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同组件，上述用语仅是用以区别以相同技术用语描述的组件或操作。除非上下文清楚指明，否则上述用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参阅图1所示，本发明关于一种电源控制电路100。电源控制电路100包含第一接收电路101、第二接收电路102、第一供电电路103以及第二供电电路104。在部分实施例中，电源控制电路100应用于移动电子装置(如：智能手机、平板电脑)。移动电子装置上设有第一端口p1及第二端口p2。第一端口p1及第二端口p2可为连接器，用以与传输装置(如：信号传输线)相连接。移动电子装置能通过传输装置，电性连接至外部设备(如：个人计算机、随身碟)，以进行电力传输或数据传输。

在部分实施例中，移动电子装置内设有充电电路ch、转换电路con及电力单元105。充电电路ch电性连接于电力单元105，用以将传输装置传来的电流进行稳流，以对电力单元105进行充电。转换电路con则用以将电力单元105提供的电压信号进行升压或降压，以输出供电电流。电力单元105可为移动电子装置内的储能电池。

当第一端口p1或第二端口p2上插接有传输装置，使电源控制电路100得以与外部设备相电性连接时，第一端口p1及第二端口p2上将产生对应的电压(在此称为第一端口电压v1、第二端口电压v2)。第一端口电压v1与第二端口电压v2的大小将根据外部设备的类型不同而有所区别。举例而言，若第一端口p1上通过传输装置电性连接于行动电源，则当行动电源提供电力至电源控制电路100时，第一端口电压v1为9伏特。若第一端口p1通过传输装置电性连接于随身碟，由于随身碟本身不具备电源，因此第一端口电压v1为零，而在移动电子装置侦测到随身碟与第一端口p1连接时，会通过电源控制电路100提供电力至随身碟，使第一端口电压v1上升至5伏特，使随身碟能够与移动电子装置读写数据。

第一接收电路101电性连接于充电电路ch及第一端口p1。在传输装置插接于第一端口p1时，第一接收电路101用以根据第一端口电压v1，通过充电电路ch对电力单元105充电。

第二接收电路102电性连接于充电电路ch及第二端口p2。在传输装置插接于第二端口p2，第二接收电路102用以根据第二端口电压v2，通过充电电路ch对电力单元105充电。在部分实施例中，第一端口p1及第二端口p2位于移动电子装置上的不同侧边(例如：对应于移动电子装置的底侧及右侧的位置)，供用户能将传输装置插接于移动电子装置上的不同位置。

第一供电电路103电性连接于第一端口p1，且通过转换电路con电性连接于电力单元105。第一供电电路103根据第一传输信号s1被致能，以对第一端口p1供电。

第二供电电路104电性连接于第二端口p2，且通过转换电路con电性连接于电力单元105。第二供电电路104根据第二传输信号s2被致能，以对第二端口p2供电。

在部分实施例中，当外部设备为随身碟等储存装置时，移动电子装置的处理器mcu将判断第一端口p1或第二端口p2上的侦测端子是否电性连接至特定电位？若是，则代表外部设备需要电力方能被驱动，此时处理器mcu将产生第一传输信号s1或第二传输信号s2，以驱动第一供电电路103或第二供电电路104，对外部设备供电，以进行数据读取。

在本发明中，由于电源控制电路100内配置有两个接收电路101、102，分别对应至不同的端口p1、p2，因此，使用者可任意选择第一端口p1或第二端口p2，对电力单元105充电。据此，移动电子装置即可通过第一端口p1或第二端口p2，分别进行电力传输与读写数据，让移动电子装置更为便利。此外，第一接收电路101及第二接收电路102电性连接于同一个充电电路ch，因此，对于电源控制电路100而言，两个接收电路101、102的设计并不会大幅影响其制作成本。

若第一接收电路101及第二接收电路102同时对充电电路ch充电，则第一端口p1或第二端口p2间的电压差可能会导致电流回灌至第一端口p1或第二端口p2。为了避免此一问题，在部分实施例中，第二接收电路102用以根据第一端口电压v1被禁能，优先让第一接收电路101对充电电路ch充电。在另一实施例中，上述第一接收电路101根据第一端口电压v1进行充电时，其输出端会产生第一充电电压。第一充电电压会通过回授路径，用以禁能第二接收电路102。亦即，第一接收电路101具有较高的充电优先权，当二个外部设备皆欲通过第一端口p1及第二端口p2对电力单元105充电时，电源控制电路100仅会致能第一接收电路101，且禁能第二接收电路102，避免产生电流冲突的问题。

请参阅图1、2a及2b所示，在部分实施例中，第一接收电路101包含第一保护电路110。第二接收电路102包含第二保护电路120。图2a为根据本发明一实施例所示的第一接电路110的示意图，图2b为根据本发明一实施例所示的第二保护电路120的示意图。第一保护电路110电性连接于第一端口p1，第二保护电路120则电性连接于第一端口p1及第二端口p2，以能根据第一端口电压v1禁能第二接收电路102。

为便于理解本发明的运作方式，在此说明本发明部分实施例中的保护电路的结构如下。请参阅图2a所示，第一保护电路110包含第一驱动电路111。第一驱动电路111的输出端用以导通或关断第一开关单元，以根据第一端口电压v1，传输第一电流i1至充电电路ch。在本实施例中，第一开关单元包含二晶体管开关t11、t12及防逆灌电路112(reversecurrentprotectioncircuit)，但本发明并不以此为限，亦可使用其他类型的开关组件。

承上，在部分实施例中，第一保护电路110还包含第一门电路113及第一比较器114。第一比较器114的二输入端分别用以接收第一端口电压v1及第一参考电压vr1。第一比较器114的输出端则通过反相器115电性连接于第一门电路113的一个输入端。第一门电路113的另一个输入端则通过反相器116，接收第一传输信号s1。如图2a所示，当第一端口电压v1经过电阻r11、r12分压后，若分压后的电压值小于第一参考电压vr1，则第一比较器114输出为禁能信号(如：低电位电压)，上述禁能信号经过反相器115被转换为致能信号(如：高电位电压)，因此，在第一保护电路110未接收到第一传输信号s1的情况下，第一门电路113的两个输入端信号将皆为致能信号，而能使第一驱动电路111导通第一开关单元。其中，第一门电路113至少包含逻辑门。

反之，若第一端口电压v1经过电阻r11、r12分压后的电压值大于第一参考电压vr1，代表第一端口p1的电压有异常，则第一保护电路110将不会致能第一开关单元，以对电力单元105充电。此外，若第一保护电路110接收到第一传输信号s1，则第一门电路113的其中一个输入端将被控制在禁能准位，而使得第一驱动电路111关断第一开关单元。据此，将能确保第一端口p1不会在通过第一接收电路101接收电力时、同时通过第一供电电路103输出电力，而造成电路冲突的问题。

请参阅图2b所示，在部分实施例中，第二保护电路120的电路结构与上述第一保护电路110的电路结构相同，包含第二驱动电路121、包含二晶体管t21、t22的第二开关单元、第二防逆灌电路122、第二门电路123、第二比较器124及反相器125、126。第二保护电路120同样能根据第二端口电压v2，传送第二电流i2至电力单元105，且还用以根据第二传输信号s2禁能第二接收电路102。由于图2a及图2b所示的电路运作方式相同，因此在此即不另赘述。然而，在其他部分实施例中，第二保护电路120的电路结构并无须与上述第一保护电路110的电路结构相同，业者可依实际需求，调整第一保护电路110或第二保护电路120内的组件配置。其中，第二门电路123至少包含逻辑门。

如图1、2a及2b所示，在部分实施例中，第二保护电路120中的二输入端nb1、nb2用以控制第二驱动电路121。第二保护电路120中其中一个输入端nb1除了接收第二端口电压v2的分压外，还能通过电阻r20，电性连接到第一端口p1。电阻r20的阻抗值远小于电阻r21的阻抗值，据此，当第一接收电路101根据第一端口电压v1，对电力单元105充电时，第一端口电压v1根据电阻r20、r22分压后的电压值将会大于第二参考电压vr2，使第二保护电路120禁能第二接收电路102。

在部分实施例中，第二接收电路102还包含泄放支路。第二保护电路120的另一个输入端nb1电性连接于泄放支路。泄放支路通过泄放开关ts电性连接于接地端。泄放开关ts根据第一传输信号s1而导通，以在第一供电电路103接收到第一传输信号s1，据以提供电力至第一端口p1时，第一端口电压v1会通过泄放开关ts被导通至接地端，而不会导通至第二保护电路120。在第二保护电路120停止接收第一端口电压v1的情况下，即可确保第二端口p2在第一供电电路103提供电力至第一端口p1时，不会关闭第二保护电路120的充电状态。

复请参阅图1、2a及2b所示，在此说明第一保护电路110产生第一充电电压，以禁能第二接收电路102的方式如后。在部分实施例中，第一接收电路101的输出端为第一节点n1，且第一接收电路101还包含第一回授电路b01。第二接收电路102的输出端为第二节点n2，第二节点n2电性连接于第一节点n1，且第二接收电路102还包含第二回授电路b02。第一回授电路b01及第二回授电路b02电性连接于第一保护电路110及第二保护电路120。在本实施例中，第一回授电路b01电性连接于第一节点n1及反相器116。第二回授电路b02电性连接于第二节点n2及反相器126。

承上，第一保护电路110的其中一个输入端(如图1所示的na2)通过第一回授电路b01电性连接于第二保护电路120的输出端(即，第二节点n2)。同样地，第二保护电路120的其中一个输入端(如图1所示的nb2)通过第二回授电路b02电性连接于第一保护电路110的输出端(即，第一节点n1)。据此，将能使第一接收电路101及第二接收电路102不会同时被致能。

在部分实施例中，在第一驱动电路111根据第一端口电压v1导通第一开关单元(即，导通晶体管开关t11、t12)时，第一节点n1及第二节点n2上将产生对应于第一端口电压v1的第一充电电压。此时，第二回授电路b02将第一充电电压回授至第二保护电路120的其中一个输入端(如：反相器126的输入端)。由于第一充电电压可视为致能信号，因此，能通过第二门电路123，控制第二驱动电路121关闭第二开关单元(即，关断晶体管开关t21、t22)。

同理，在第二驱动电路121根据第二端口电压v2导通第二开关单元(即，导通晶体管开关t21、t22)时，第二节点n2上亦会产生第二充电电压。第一回授电路b01将第二充电电压回授至第一保护电路110中的其中一个输入端(如：反相器116的输入端)，以使第一驱动电路111关断第一开关单元(即，关断晶体管开关t11、t12)。

在部分实施例中，第一回授电路b01还包含第一回授开关t14。第一回授开关t14电性连接于第一保护电路110中的其中一个输入端(如：反相器116的输入端)及接地端。当第一接收电路101对电力单元105充电时，第一保护电路110的输出信号将会导通第一回授开关t14，以使第一节点n1上的第一充电电压在经过电阻r13、r14分压后，会被导引至接地端，而不会导通至第一保护电路110。据此，将可避免第一接收电路101对电力单元105充电时，其产生的第一充电电压反向影响第一保护电路110的问题。

在部分实施例中，如图1及2a所示，第一保护电路110通过导通晶体管t13，控制第三节点n3的电压值，以使第一回授开关t14被导通。第一接收电路101还包含第一控制电路。第一控制电路包含电阻r15、r16、r17以及晶体管t15。在第一接收电路101对电力单元105充电时，晶体管t13导通，使得第三节点n3的电位处于低电位，此时，晶体管t15关断，第一充电电压被电阻r16、r16分压后，将能导通第一回授开关t14。

此外，由于在第一保护电路110根据第一端口电压v1导通晶体管t14的过程中，可能会有延迟。因此，为了避免第一回授开关t14无法实时被导通，在部分实施例中，第一回授电路b01还通过第一电容c1电性连接至接地端。据此，若第一回授开关t13未实时被导通，则第一充电电压需先对第一电容c1充电后，始能影响第一保护电路110。而通过第一电容c1的充电时间，即可确保第一回授开关t14能被第一保护电路110导通。

同理，请参阅图1及2b所示，第二回授电路b02亦包含第二回授开关t24，第二回授开关t24电性连接于第二保护电路120的其中一个输入端(如：反相器126的输入端)及接地端。在第二接收电路102通过充电电路ch对电力单元105充电时，第二回授开关t24将被导通，以避免第二接收电路102对电力单元105充电时，第二节点n2上的第二充电电压反向影响第二保护电路120的问题。

此外，第二保护电路120通过导通晶体管t23，控制第四节点n4的电压值，以使第二回授开关t24被导通。第二接收电路102还包含第二控制电路。第二控制电路包含电阻r25、r26、r27以及晶体管t25，且能电性连接于第二电容c2。由于第二保护电路120、第二控制电路及第二回授电路b02的做动方式与第一接收电路101相同，故在此即不另赘述。

在部分实施例中，第一保护电路110及第二保护电路120中分别设有第一箝位电路117及第二箝位电路127，用以控制第一端口p1及第二端口p2输入的电压值。

请参阅图1、2c及2d所示，图2c为根据本发明一实施例所示的第一供电电路103的示意图，图2d为根据本发明一实施例所示的第二供电电路104示意图。在部分实施例中，第一供电电路103包含第三驱动电路131、第三防逆灌电路132(reversecurrentprotectioncircuit)、第三限流保护电路133(opencurrentclampingcircuit)及第三箝位电路135。第三驱动电路131用以导通或关断第三开关单元，以使电力单元105提供的输出电力在经过转换电路con后，能通过第一供电电路103，输送至第一端口p1。在部分实施例中，第三开关单元包含晶体管t31、t32。此外，第三驱动电路131通过反相器134接收第一传输信号s1，当第一传输信号s1为致能信号时，第三驱动电路131用以导通晶体管t31、t32。由于本领域人士能理解防逆灌电路与限流保护电路的实施方式，故在此不另赘述。

同理，请参阅图1、2c及2d所示，在部分实施例中，第二供电电路104包含第四驱动电路141、第四防逆灌电路142、第四限流保护电路143及第四箝位电路145。第四驱动电路141用以导通或关断第四开关单元，以使电力单元105提供的输出电力在经过转换电路con后，能通过第二供电电路104，输送至第二端口p2。在部分实施例中，第四开关单元包含晶体管t41、t42。此外，第四驱动电路141通过反相器144接收第二传输信号s2，当第二传输信号s2为致能信号时，第四驱动电路141用以导通晶体管t41、t42。

请参阅图3所示，为本发明一实施例中电源控制电路各节点的电压示意图。其中，na1、na2为第一保护电路110的其中两个输入端，用以决定第一驱动电路111是否导通晶体管开关t11、t12。nb1、nb2为第二保护电路120的其中两个输入端，用以决定第二驱动电路121是否导通晶体管开关t21、t22。此外，在本实施例中，由于第一节点n1与第二节点n2相短路，因此两者的电位相同。

承上，在部分实施例中，电源控制电路100包含八个操作模式。在第一操作模式mode1中，第一接收电路101根据第一端口电压v1，对电力单元105充电。此时第二端口p2并未插接传输装置，因此第一供电电路103及第二供电电路104并未动作，且第二接收电路102根据第一端口电压v1被禁能。

在第二操作模式mode2中，第二接收电路102根据第二端口电压v2，对电力单元105充电。此时第一端口p2并未插接传输装置，因此第一供电电路103及第二供电电路104并未动作，且第一接收电路101会根据第二节点n2上的电压(等同于第一节点n1上的电压)而被禁能。

在第三操作模式mode3中，第一端口p1及第二端口p2上分别具有第一端口电压v1及第二端口电压v2，此时，第二保护电路120的其中一个输入端nb1的电压会随着第一端口电压v1提升，而使第二驱动电路121关断晶体管开关t21、t22。

在第四操作模式mode4中，处理器mcu根据第一端口p1中的侦测端子，判断需提供电力以进行数据读写，因此处理器mcu将产生第一传输信号s1。此时，第一供电电路103根据第一传输信号s1被致能、第一接收电路101根据第一传输信号s1被禁能。第二接收电路102及第二供电电路104则保持禁能状态。

在第五操作模式mode5中，处理器mcu根据第二端口p2中的侦测端子，判断需提供电力以进行数据读写，因此处理器mcu将产生第二传输信号s2。此时，第二供电电路104根据第二传输信号s2被致能、第二接收电路102则根据第二传输信号s2被禁能。第一接收电路101及第一供电电路103则保持禁能状态。

在第六操作模式mode6中，处理器mcu根据第一端口p1及第二端口p2中的侦测端子，判断两个端口p1、p2皆需电力，以进行数据读写，因此处理器mcu将产生第一传输信号s1、第二传输信号s2。此时，第一供电电路103根据第一传输信号s1被致能、第一接收电路101根据第一传输信号s1被禁能。第二供电电路104根据第二传输信号s2被致能、第二接收电路102则根据第二传输信号s2被禁能。

在第七操作模式mode7中，第一端口p1上具有第一端口电压v1。第一接收电路101根据第一端口电压v1，对电力单元105充电。此外，处理器mcu产生第二传输信号s2，以致能第二供电电路104。同时，第二接收电路102会根据第二传输信号s2或第一端口电压v1被禁能。第一供电电路103则保持禁能状态。

在第八操作模式mode8中，第二端口p2上具有第二端口电压v2。第二接收电路102根据第二端口电压v2，对电力单元105充电。此外，处理器mcu产生第一传输信号s1，以致能第一供电电路103。同时，第一接收电路101会根据第一传输信号s1或第二节点n2的电压被禁能。第二供电电路104则保持禁能状态。

上述仅为本发明优选的实施例而已，并不对本发明进行任何限制。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术手段的范围内，对本发明公开的技术手段和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术手段的内容，仍属于本发明的保护范围之内。