通用串行總線裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供通用串行總線裝置。所述通用串行總線裝置包括核心電路，具有第一引腳與第二引腳，用于產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及充電控制電路，耦接于該核心電路，用于輸出預(yù)定電壓，該充電控制電路包含：開關(guān)電路，用于依據(jù)該開關(guān)控制信號(hào)，選擇性地將該預(yù)定電壓耦接至該第一引腳與該第二引腳其中之一。上述通用串行總線裝置可以簡化電路設(shè)計(jì)所需的元件與復(fù)雜度，且使得通用串行總線接口符合電池充電規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】通用串行總線裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于通用串行總線裝置與相關(guān)方法，且特別有關(guān)于通用串行總線裝置的充電控制電路與相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)具有通用串行總線(Universal Serial Bus，以下簡稱為USB)端口(例如，USB2.0端口 )的便攜裝置的電池處于無電電池(dead battery)或弱電池(weak battery)狀態(tài)下時(shí)，便攜裝置能夠通過USB2.0端口對(duì)便攜裝置的電池充電。當(dāng)具有無電電池或弱電池狀態(tài)的便攜裝置連接至下行端口(downstream port)時(shí),允許便攜裝置從下行端口引入(draw)外部電流來對(duì)電池進(jìn)行充電。在外部電流高于預(yù)定電流幅度后，也要求便攜裝置在第一預(yù)定時(shí)間內(nèi)在USB2.0端口的第一輸入/輸出(Input/Output,以下簡稱為I/O)引腳保持(assert)預(yù)定電壓。然后，當(dāng)從下行端口引入的外部電流高于預(yù)定電流幅度后，預(yù)定電壓仍然被保持。當(dāng)便攜裝置準(zhǔn)備被連接時(shí)，在USB2.0端口的第一 I/O引腳的預(yù)定電壓應(yīng)被停用，以及在USB2.0端口的第二 I/O引腳預(yù)定電流應(yīng)被使能，所述預(yù)定電流持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段以檢查所述數(shù)據(jù)引腳(即第一與第二 I/O引腳)是否連接至主裝置。換句話說，在便攜裝置的充電電池通過USB2.0端口被充電期間，在第一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)USB2.0端口的第一 I/O引腳應(yīng)保持預(yù)定電壓，以及在第二預(yù)定時(shí)間段內(nèi)USB2.0端口的第二 I/O引腳應(yīng)保持預(yù)定電流。然而，當(dāng)便攜裝置的電池處于無電電池或弱電池狀態(tài)下時(shí)，便攜裝置的核心電路與相關(guān)系統(tǒng)可能沒有準(zhǔn)備好，所以充電過程中USB2.0端口的第一 I/O引腳的電壓難以保持預(yù)定電壓。類似的，充電過程中USB2.0端口的第二 I/O引腳的電流難以保持預(yù)定電流。因此，充電過程中如何高效且低成本地在USB2.0端口的數(shù)據(jù)引腳提供預(yù)定電壓與預(yù)定電流是USB便攜裝置領(lǐng)域的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明特提供以下技術(shù)方案:
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式，一種通用串行總線裝置包括核心電路，具有第一引腳與第二引腳，用于產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及充電控制電路，耦接于該核心電路，用于輸出預(yù)定電壓，該充電控制電路包含:開關(guān)電路，用于依據(jù)該開關(guān)控制信號(hào)，選擇性地將該預(yù)定電壓耦接至該第一引腳與該第二引腳其中之一。
[0005]上述通用串行總線裝置可以簡化電路設(shè)計(jì)所需的元件與復(fù)雜度，且使得通用串行總線接口符合電池充電1.1規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的總線接口裝置的示意圖。
[0007]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的圖1中的第一供電電壓、電池輸出電壓、核心電壓、充電電流、控制信號(hào)、開關(guān)控制信號(hào)、控制信號(hào)與啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)的時(shí)序示意圖。[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的圖1的轉(zhuǎn)換電路與物理層電路的輸出級(jí)的示意圖。
[0009]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的核心裝置與充電控制電路的示意圖。
[0010]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于總線接口的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在說明書和權(quán)利要求書中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書與權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書與權(quán)利要求中所提到的“包括”是開放式用語，應(yīng)解釋成“包括但不限于”。另外，“耦接”一詞在此包括任何直接與間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
[0012]請(qǐng)參考圖1。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的總線接口裝置(businterfacing device)的示意圖，其中總線接口裝置例如為USB裝置100。USB裝置100可為具有USB2.0端口的便攜裝置。然而，本發(fā)明并非僅限于此。USB裝置100可具有與USB2.0規(guī)格或電池充電(Battery Charging,以下簡稱為BC) 1.1規(guī)格相容(compatible)的USB端口。USB裝置100包括核心電路(core circuit) 102與充電控制電路104。核心電路102具有第一引腳Dp與第二引腳Dm。核心電路102被設(shè)計(jì)為從第一引腳Dp與第二引腳Dm看進(jìn)去，核心電路102具有輸入阻抗Ri。充電控制電路104耦接于核心電路102，且用于選擇性地提供具有預(yù)定電壓Vp的電壓源至第一引腳Dp與第二引腳Dm其中之一，以及選擇性地提供具有預(yù)定電流Ip的電流源至第一引腳Dp與第二引腳Dm其中之一。此外，核心電路102的輸入阻抗Ri使得當(dāng)電壓源耦接于第一引腳Dp與第二引腳Dm其中之一時(shí)，預(yù)定電壓Vp大致穩(wěn)定(intact)，以及使得當(dāng)電流源耦接于第一引腳與第二引腳其中之一時(shí)，預(yù)定電流Ip大致穩(wěn)定。應(yīng)注意，本實(shí)施范例中，充電控制電路104的電壓源用于提供預(yù)定電壓Vp至第一引腳Dp，以及充電控制電路104的電流源用于提供預(yù)定電流Ip至第二引腳Dm。然而，此實(shí)施方式用于簡化說明，并不是本發(fā)明的限制。此外，第一引腳Dp與第二引腳Dm固定(permanently)稱接于核心電路102。對(duì)于本實(shí)施范例,第一傳導(dǎo)路徑1022固定連接于核心電路102與第一引腳Dp之間，以及第二傳導(dǎo)路徑1024固定連接于核心電路102與第二引腳Dm之間。換句話說，連接于核心電路102與第一、第二引腳Dp、Dm之間的傳導(dǎo)路徑上無需開關(guān)裝置。應(yīng)注意，第一與第二引腳Dp、Dm是USB裝置100的端口(port)，用于從USB裝置100電路外部接收信號(hào)或者用于輸出信號(hào)至USB裝置100電路外部。
[0013]充電控制電路104包括充電器控制器(charger controller) 1042、充電器檢測器(charger detector) 1044 和開關(guān)電路(switch circuit) 1046。充電器控制器 1042 用于產(chǎn)生控制信號(hào)Scl。充電器檢測器1044包括根據(jù)控制信號(hào)Scl產(chǎn)生預(yù)定電壓Vp的電壓源1044a以及根據(jù)控制信號(hào)Scl產(chǎn)生預(yù)定電流Ip的電流源1044b。開關(guān)電路1046以并聯(lián)方式耦接于第一引腳Dp與第二引腳Dm，以及開關(guān)電路1046用于根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)Sc2選擇性地將電壓源1044a耦接于第一引腳Dp與第二引腳Dm其中之一，以及根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)Sc2選擇性地將電流源1044b耦接于第一引腳Dp與第二引腳Dm其中之一。類似的，本實(shí)施范例中，開關(guān)電路1046用于根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)Sc2選擇性地將電壓源1044a耦接于第一引腳Dp，以及根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)Sc2選擇性地將電流源1044b耦接于第二引腳Dm。這也僅用于簡述本發(fā)明的目的。另一種實(shí)施方式中，電流源1044b可替換為電阻器(resistor)，以及根據(jù)端口類型，可有電流或者無電流流過所述電阻器。
[0014]此外，本實(shí)施范例中，USB裝置100更包括轉(zhuǎn)換電路(converting circuit) 106、第一控制電路(first control circuit) 108、啟動(dòng)電路(start-up circuit) 110、寄存器(register) 112以及電池裝置114。核心電路102更包括物理層電路(physical layercircuit) 1026和第二控制電路1028。轉(zhuǎn)換電路106用于將電池輸出電壓Vbat轉(zhuǎn)換為核心電壓Vcore,其中核心電壓Vcore低于或高于電池輸出電壓Vbat。本較佳實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)換電路106包括低漏碼(low dropout)電路，其中低漏碼電路接收電池裝置114所產(chǎn)生的電池輸出電壓Vbat以提供核心電壓Vcore,用于根據(jù)控制信號(hào)Sc3對(duì)物理層電路1026與第二控制電路1028供電。第一控制電路108與第二控制電路1028分別根據(jù)啟動(dòng)電路110與寄存器112的信號(hào)輸出產(chǎn)生控制信號(hào)Sc3及Sc2。本較佳實(shí)施方式中，第一控制電路108與第二控制電路1028分別包括第一電平移位器(level shifter)與第二電平移位器，其中第一電平移位器對(duì)啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)Sr與從寄存器112輸出的信號(hào)執(zhí)行電平移位以產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)換電路106的控制信號(hào)Sc3,以及第二電平移位器對(duì)啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)(start-up ready signal)Sr與從寄存器112輸出的信號(hào)執(zhí)行電平移位以產(chǎn)生用于物理層電路1026和充電控制電路104的控制信號(hào)Sc2。啟動(dòng)電路110產(chǎn)生啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)Sr至第一控制電路108與第二控制電路1028。物理層電路1026是通過控制信號(hào)Sc2進(jìn)行配置。更具體的，物理層電路1026是USB裝置100的主電路(main circuit),可用于處理從第一引腳Dp與第二引腳Dm輸入的數(shù)據(jù)，或者產(chǎn)生輸出至第一引腳Dp與第二引腳Dm的數(shù)據(jù)。舉例來說，本發(fā)明的一種較佳實(shí)施方式中，物理層電路1026可為存儲(chǔ)器控制器(memory controller)。此外，當(dāng)?shù)谝豢刂齐娐?08與第二控制電路1028被啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)Sr啟動(dòng)時(shí)，寄存器112存儲(chǔ)用于配置第一控制電路108與第二控制電路1028的預(yù)定配置數(shù)據(jù)。
[0015]本實(shí)施范例中，開關(guān)電路1046包括第一開關(guān)1046a與第二開關(guān)1046b。第一開關(guān)1046a具有稱接于第一引腳Dp的第一端(terminal)、稱接于電壓源1044a且提供預(yù)定電壓Vp的第二端，以及耦接于控制信號(hào)Sc2的控制端。第二開關(guān)1046b具有耦接于第二引腳Dm的第一端、耦接于電流源1044b且提供預(yù)定電流Ip的第二端，以及耦接于控制信號(hào)Sc2的控制端。
[0016]當(dāng)USB裝置100處于無電電池狀態(tài)時(shí)，即電池裝置114的充電電平達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)(其中預(yù)定閾值保證USB裝置100不能被成功加電)，USB裝置100可耦接于外部充電器116 (例如USB主裝置或具有USB端口的標(biāo)準(zhǔn)/非標(biāo)準(zhǔn)充電器)以對(duì)電池裝置114進(jìn)行充電，其中，如圖1所示，外部充電器116具有耦接于USB裝置100的4個(gè)引腳，其中第一引腳NI產(chǎn)生第一供電電壓Vbus至USB裝置100，第二與第三引腳分別耦接于USB裝置100的第一引腳Dp與第二引腳Dm,以及第四引腳N2產(chǎn)生接地電壓(ground voltage) Vgnd至USB裝置100。更具體地，本實(shí)施范例中，外部充電器116的第一供電電壓Vbus首先將電池裝置114充電直到電池裝置114的電池輸出電壓Vbat足夠高以加電轉(zhuǎn)換電路106與第一控制電路108。當(dāng)電池裝置114的電池輸出電壓Vbat足夠高以加電第一控制電路108、轉(zhuǎn)換電路106以及充電控制電路104時(shí)，當(dāng)?shù)谝豢刂齐娐?08被加電時(shí)，第一控制電路108產(chǎn)生控制信號(hào)Sc3(例如，控制信號(hào)Sc3的默認(rèn)值)以使能轉(zhuǎn)換電路106，以及當(dāng)充電器控制器1042被加電時(shí)，充電器控制器1042產(chǎn)生控制信號(hào)Scl。然后，轉(zhuǎn)換電路106提供核心電壓Vcore以加電物理層電路1026與第二控制電路1028。當(dāng)核心電壓Vcore足夠高以加電物理層電路1026與第二控制電路1028時(shí)，第二控制電路1028產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)Sc2(例如，開關(guān)控制信號(hào)Sc2的默認(rèn)值)以配置物理層電路1026，以使得當(dāng)電壓源耦接于第一引腳Dp時(shí)，核心電路102的輸入阻抗Ri使得預(yù)定電壓Vp大致穩(wěn)定以及當(dāng)電流源耦接于第二引腳Dm時(shí)，使得預(yù)定電流Ip大致穩(wěn)定，因此，當(dāng)?shù)诙刂齐娐?028被加電時(shí)，打開開關(guān)電路1046( SP，第一開關(guān)1046a與第二開關(guān)1046b)。換句話說，本實(shí)施范例中，核心電路102被加電后，充電控制電路104用于提供預(yù)定電壓Vp至第一引腳Dp且提供預(yù)定電流Ip至第二引腳Dm，以及核心電路102的輸入阻抗Ri配置為使得預(yù)定電壓Vp大致穩(wěn)定且使得預(yù)定電流Ip大致穩(wěn)定。也可注意到，核心電路102被加電前，開關(guān)控制信號(hào)Sc2用于關(guān)閉開關(guān)電路1046 (第一開關(guān)1046a與第二開關(guān)1046b)。
[0017]請(qǐng)參考圖2。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的圖1中的第一供電電壓Vbus、電池輸出電壓Vbat、核心電壓Vcore、充電電流Ic、控制信號(hào)Sc 1、開關(guān)控制信號(hào)Sc2、控制信號(hào)Sc3以及啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)Sr的時(shí)序示意圖。在時(shí)間點(diǎn)tl，外部充電器116耦接于處于無電電池狀態(tài)下的USB裝置100，引腳NI處的第一供電電壓Vbus的電壓被轉(zhuǎn)變至高電壓電平，以及外部充電器116通過第一引腳NI提供充電電流Ic以對(duì)電池裝置114充電。在時(shí)間點(diǎn)t2，當(dāng)電池裝置114的輸出(即電池輸出電壓Vbat)達(dá)到第一電壓Vl時(shí)，控制信號(hào)Sc3的電壓被從低電壓電平搬移到高電壓電平以使能轉(zhuǎn)換電路106，以及開關(guān)控制信號(hào)Sc2的電壓被從低電壓電平搬移到高電壓電平(或者從高電壓電平搬移到低電壓電平)以配置物理層電路1026且打開開關(guān)電路1046。然后，在時(shí)間點(diǎn)t3，當(dāng)電池裝置114的輸出(即，電池輸出電壓Vbat)達(dá)到第二電壓V2，充電器控制器1042將控制信號(hào)Scl的電壓從低電壓電平搬移到高電壓電平以打開充電器檢測器1044。
[0018]時(shí)間點(diǎn)t3后，充電器檢測器1044在時(shí)間段Tp內(nèi)保持打開狀態(tài)，以使得外部充電器116對(duì)電池裝置114充電。在時(shí)間段Tp，電池輸出電壓Vbat與核心電壓Vcore的電壓電平保持增加，直到其在時(shí)間點(diǎn)t4達(dá)到預(yù)定電壓電平V3。然后，在時(shí)間點(diǎn)t4，啟動(dòng)電路110被啟動(dòng)且產(chǎn)生啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)Sr至第一控制電路108與第二控制電路1028。即啟動(dòng)電路110能夠檢測無電電池狀態(tài)，而啟動(dòng)準(zhǔn)備信號(hào)Sr是無電電池狀況的指示(在時(shí)間點(diǎn)t4前，USB裝置處于無電電池狀態(tài)下)。因此，第一控制電路108將控制信號(hào)Sc3從高電壓電平搬移至低電壓電平以停用轉(zhuǎn)換電路106，以及在時(shí)間點(diǎn)t4，第二控制電路1028將開關(guān)控制信號(hào)Sc2從高電壓電平搬移至低電壓電平以配置物理層電路1026且關(guān)閉開關(guān)電路1046(第一開關(guān)1046a與第二開關(guān)1046b)。此外，在時(shí)間點(diǎn)t4，充電器控制器1042也將控制信號(hào)Scl從高電壓電平搬移至低電壓電平以關(guān)閉充電器檢測器1044。然后，在時(shí)間點(diǎn)t5，引腳NI處的第一供電電壓Vbus的電壓被搬移至低電壓電平，以及外部充電器116停止通過第一引腳NI向充電電池裝置114提供充電電流Ic。在時(shí)間點(diǎn)t5后，USB裝置100的充電過程結(jié)束。
[0019]應(yīng)注意，時(shí)間點(diǎn)t2至t4的時(shí)間段中，第二控制電路1028產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)Sc2以配置物理層電路1026，從而使得從核心電路102看進(jìn)去的輸入阻抗Ri為高輸入阻抗。舉例來說，輸入阻抗Ri的阻抗值可不少于300千歐(kilo Ohm, k Ohm)。通過將輸入阻抗Ri設(shè)定為高輸入阻抗，當(dāng)電壓源1044a耦接于第一引腳Dp時(shí)，電壓源1044a產(chǎn)生的預(yù)定電壓Vp可保持大致穩(wěn)定，以及當(dāng)電流源1044b耦接于第二引腳Dm時(shí)，預(yù)定電流Ip也可保持大致穩(wěn)定。因此，本充電控制電路104與相關(guān)充電過程可遵從BCl.1規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)。
[0020]此外，本實(shí)施方式中，USB裝置100是單芯片裝置。換句話說，充電控制電路104是USB裝置100內(nèi)部的裝置，以及當(dāng)USB裝置100未處于充電過程時(shí)，開關(guān)電路1046也可被USB裝置100的其它功能塊使用。
[0021]另一種實(shí)施方式中，第一控制電路108可省略。轉(zhuǎn)換電路106耦接于電池裝置114與核心電路102。當(dāng)電池裝置114被耦接時(shí)，轉(zhuǎn)換電路106使能且轉(zhuǎn)換電池輸出電壓Vbat至核心電壓Vcore，而不需要控制信號(hào)Sc3的控制。這種修改仍屬于本發(fā)明的范圍。
[0022]請(qǐng)參考圖3。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的圖1的轉(zhuǎn)換電路106與物理層電路1026的輸出級(jí)1030的示意圖。轉(zhuǎn)換電路106包括第一 N型晶體管(N_typetransistor)Ml、第二 N型晶體管M2、第一電阻器106a以及運(yùn)算放大器(operationalamplifier) 106b,其中第一 N型晶體管Ml的柵極稱接于控制信號(hào)Sc3,運(yùn)算放大器106b與第二 N型晶體管M2被配置為閉環(huán)電路(closed loop circuit)以根據(jù)電池輸出電壓Vbat與預(yù)定電壓電平V3產(chǎn)生核心電壓Vcore。物理層電路1026的輸出級(jí)1030包括保護(hù)電路(protection circuit) 1031、拉高電路(pull high circuit) 1032、拉低電路(pull lowcircuit) 1033、負(fù)載電路(loading circuit) 1034 以及驅(qū)動(dòng)電路(driving circuit) 1035。保護(hù)電路1031包括兩個(gè)保護(hù)單元1031a與1031b，分別耦接于第一引腳Dp與第二引腳Dm。第一保護(hù)單元1031a包括P型晶體管M3、N型晶體管M4以及緩沖器BI，其中N型晶體管M4的柵極與緩沖器BI的輸入端連接至預(yù)定電壓Va，以及P型晶體管M3的漏極與N型晶體管M4的漏極連接至第一引腳Dp。第二保護(hù)單元1031b包括P型晶體管M5、N型晶體管M6以及緩沖器B2，其中N型晶體管M6的柵極與緩沖器B2的輸入端連接至預(yù)定電壓Vb，以及P型晶體管M5的漏極與N型晶體管M6的漏極連接至第二引腳Dm。
[0023]拉高電路1032包括P型晶體管M7、M8，以及電阻器Rl、R2，其中P型晶體管M7與電阻器Rl串聯(lián)于第一引腳Dp與核心電壓Vcore之間，以及P型晶體管M8與電阻器R2串聯(lián)于第二引腳Dm與核心電壓Vcore之間。拉低電路1033包括N型晶體管M9、M10，以及電阻器R3、R4，其中N型晶體管M9與電阻器R3串聯(lián)于第一引腳Dp與接地電壓Vgnd之間，以及N型晶體管MlO與電阻器R4串聯(lián)于第二引腳Dm與接地電壓Vgnd之間。此外，P型晶體管M7的柵極連接于預(yù)定電壓Vc以選擇性地拉高第一引腳Dp，P型晶體管M8的柵極連接于預(yù)定電壓Vd以選擇性地拉高第二引腳Dm，N型晶體管M9的柵極連接于預(yù)定電壓Ve以選擇性地拉低第一引腳Dp，以及N型晶體管MlO的柵極連接于預(yù)定電壓Vf以選擇性地拉低第二引腳Dm。驅(qū)動(dòng)電路1035包括P型晶體管M11、M12、M13，其中P型晶體管Mll與M12的柵極分別連接于第一預(yù)驅(qū)動(dòng)(pre-drive)信號(hào)Vpl與第二預(yù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vp2,以及P型晶體管Mll與M12的漏極分別連接于第一引腳Dp與第二引腳Dm。此外，P型晶體管M13根據(jù)控制電壓Vg控制驅(qū)動(dòng)電路1035的電流。
[0024]如圖2所示，根據(jù)本實(shí)施范例，在時(shí)間點(diǎn)t2，P型晶體管Mll與M12的柵極保持為高電壓電平以根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)Sc2關(guān)閉P型晶體管Mll與M12。因此，從第一引腳Dp與第二引腳Dm看進(jìn)去的輸入阻抗Ri是高輸入阻抗。為保證從第一引腳Dp與第二引腳Dm看進(jìn)去的輸入阻抗Ri在從時(shí)間點(diǎn)t2到t4的時(shí)間段是高輸入阻抗，P型晶體管M3、M5、M7、M8以及N型晶體管M4、M6、M9、M10在從時(shí)間點(diǎn)t2到t4的時(shí)間段根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)Sc2被控制為關(guān)閉，這種變形也屬于本發(fā)明的范圍。當(dāng)連接于第一引腳Dp與第二引腳Dm的所有晶體管均被關(guān)閉時(shí)，意味著第一引腳Dp與第二引腳Dm具有浮動(dòng)電壓且核心電路102的輸入阻抗Ri阻止電流流入核心電路102，當(dāng)預(yù)定電壓Vp耦接于第一引腳Dp且預(yù)定電流Ip耦接于第二引腳Dm時(shí)，沒有電流通過第一引腳Dp與第二引腳Dm流入核心電路102。
[0025]請(qǐng)注意，盡管核心電路102被加電后，圖3所示的輸出級(jí)1030用于在時(shí)間點(diǎn)t2至t4的時(shí)間段提供從第一引腳Dp與第二引腳Dm看進(jìn)去的高輸入阻抗，這并不是本發(fā)明的必要條件。另一種范例實(shí)施方式中，核心電路102也可未被加電，但仍在時(shí)間點(diǎn)t2至t4的時(shí)間段提供從第一引腳Dp與第二引腳Dm看進(jìn)去的高輸入阻抗。請(qǐng)參考圖4。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種范例實(shí)施方式的核心裝置402與充電控制電路404的示意圖。本實(shí)施范例中，充電控制電路404包括充電器控制器4042、充電器檢測器4044以及開關(guān)電路4046。充電器控制器4042用于產(chǎn)生控制信號(hào)Sc，。充電器檢測器4044包括電壓源4044a以根據(jù)控制信號(hào)Sc，產(chǎn)生預(yù)定電壓Vp’，且包括電流源4044b以根據(jù)控制信號(hào)Sc，產(chǎn)生預(yù)定電流Ip’。開關(guān)電路4046以并聯(lián)方式耦接于第一引腳Dp’與第二引腳Dm’，以及開關(guān)電路4046用于根據(jù)控制信號(hào)Sc，選擇性地將電壓源4044a耦接于第一引腳Dp’與第二引腳Dm’其中之一，且根據(jù)控制信號(hào)Sc，選擇性地將電流源4044b耦接于第一引腳Dp’與第二引腳Dm’其中之一。簡單來說，本實(shí)施范例中，開關(guān)電路4046用于根據(jù)控制信號(hào)Sc’選擇性地將電壓源4044a耦接于第一引腳Dp’，以及根據(jù)控制信號(hào)Sc’選擇性地將電流源4044b耦接于第二引腳 Dm，ο
[0026]此外，當(dāng)核心電路402未被加電時(shí)，核心電路402被設(shè)計(jì)為從第一引腳Dp’與第二引腳Dm’看進(jìn)去核心電路402具有輸入阻抗Ri’，其中輸入阻抗Ri’是高輸入阻抗以使得當(dāng)電壓源4044a耦接于第一引腳Dp’時(shí)電壓源4044a產(chǎn)生的預(yù)定電壓Vp’可保持大致穩(wěn)定，以及當(dāng)電流源4044b耦接于第二引腳Dm’時(shí)預(yù)定電流Ip’也可保持大致穩(wěn)定。
[0027]開關(guān)電路4046包括第一開關(guān)4046a與第二開關(guān)4046b。第一開關(guān)4046a具有耦接于第一引腳Dp’的第一端、耦接于電壓源4044a且提供預(yù)定電壓Vp’的第二端、以及耦接于控制信號(hào)Sc’的控制端。第二開關(guān)4046b具有耦接于第二引腳Dm’的第一端、耦接于電流源4044b且提供預(yù)定電流Ip’的第二端、以及耦接于控制信號(hào)Sc，的控制端。
[0028]本實(shí)施范例中，當(dāng)核心電路402與充電控制電路404耦接于外部充電器時(shí)，充電控制電路404根據(jù)外部充電器提供的供電電壓被打開。當(dāng)充電控制電路404被打開時(shí)，充電器控制器4042產(chǎn)生控制信號(hào)Sc，以打開第一開關(guān)4046a與第二開關(guān)4046b。類似于圖1所示的實(shí)施范例，當(dāng)電壓源4044a耦接于第一引腳Dp’時(shí)，輸入阻抗Ri’足夠高以保持預(yù)定電壓Vp’大致穩(wěn)定，以及當(dāng)電流源4044b耦接于第二引腳Dm’時(shí)，保持預(yù)定電流Ip’大致穩(wěn)定，外部充電器能夠持續(xù)充電過程來對(duì)核心電路402的電池裝置充電。
[0029]請(qǐng)參考圖5。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于總線接口的方法500的流程圖?？偩€接口方法500旨在使得當(dāng)電壓源耦接于第一引腳Dp與第二引腳Dm其中之一時(shí)，上述預(yù)定電壓Vp大致穩(wěn)定，以及當(dāng)電流源耦接于第一引腳與第二引腳其中之一時(shí)，使得預(yù)定電流Ip大致穩(wěn)定。因此，上述USB裝置的實(shí)施方式可視為使用總線接口方法500以獲得類似結(jié)果。簡單來說，總線接口方法500將結(jié)合上述USB裝置100進(jìn)行描述。此外，假設(shè)可達(dá)到大致相同的結(jié)果，圖5所示的流程圖中的步驟并不需要嚴(yán)格按照所示的確定的順序且不需要連續(xù)執(zhí)行；即，也可插入其它的步驟?？偩€接口方法500包括:[0030]步驟502:提供具有第一引腳Dp與第二引腳Dm的核心電路102 ；
[0031]步驟504:配置第一引腳Dp與第二引腳Dm固定耦接于核心電路102 ；
[0032]步驟506:選擇性地提供具有預(yù)定電壓Vp的電壓源1044a至第一引腳Dp ；
[0033]步驟508:選擇性地提供具有預(yù)定電流Ip的電流源1044b至第二引腳Dm ；
[0034]步驟510:配置從第一引腳Dp與第二引腳Dm看進(jìn)去核心電路102的輸入阻抗Ri以使得當(dāng)電壓源1044a耦接于第一引腳Dp時(shí)預(yù)定電壓Vp大致穩(wěn)定；以及
[0035]步驟512:配置所述輸入阻抗Ri以使得當(dāng)電流源1044b耦接于第二引腳Dm時(shí)，預(yù)定電流Ip大致穩(wěn)定。
[0036]請(qǐng)參考圖1、圖2與圖5。當(dāng)外部充電器(external charger) 116通過引腳Nl、Dp、Dm與N2耦接于USB裝置100時(shí)，外部充電器116對(duì)USB裝置100的電池裝置114充電。如上所述，在從時(shí)間點(diǎn)t2到t4的時(shí)間段，第二控制電路1028產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)Sc2以配置物理層電路1026，從而使得從核心電路102看進(jìn)去的輸入阻抗Ri是高輸入阻抗，因此當(dāng)電壓源1044a耦接于第一引腳Dp時(shí)，預(yù)定電壓Vp可保持大致穩(wěn)定；以及當(dāng)電流源1044b耦接于第二引腳Dm時(shí)，預(yù)定電流Ip可保持大致穩(wěn)定。因此，通過使用本方法502-512，即使USB裝置處于弱/無電電池狀態(tài)下，USB裝置100的充電過程仍可符合BCl.1規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]簡單來說，本發(fā)明將充電控制電路(例如，104,404)集成到USB裝置(例如，100)以執(zhí)行充電器檢測，其中連接于核心電路(例如，102、402)與第一、第二引腳(例如，引腳Dp、Dm)之間的傳導(dǎo)路徑上不存在開關(guān)裝置(例如，1046、4046)，然而輸入阻抗(例如，R1、Ri’ )足夠高以使得當(dāng)電壓源(例如，1044a、4044a)耦接于第一引腳時(shí)，保持預(yù)定電壓(例如，Vp、Vp’ )大致穩(wěn)定，以及當(dāng)電流源(例如，1044b、4044b) I禹接于第二引腳時(shí),預(yù)定電流(例如，Ip、Ip’ )大致穩(wěn)定。因此，本發(fā)明不僅可以減小USB裝置的尺寸，也可符合BCl.1規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)。
[0038]上述描述僅用于闡述本發(fā)明的目的，但并不作為本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明思想的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行的等效變換與修改仍屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種通用串行總線裝置，其特征在于，包括: 核心電路，具有第一引腳與第二引腳，用于產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及 充電控制電路，耦接于該核心電路，用于輸出預(yù)定電壓，該充電控制電路包含: 開關(guān)電路，用于依據(jù)該開關(guān)控制信號(hào)，選擇性地將該預(yù)定電壓耦接至該第一引腳與該第二引腳其中之一。
2.如權(quán)利要求1所述的通用串行總線裝置，其特征在于，該第一引腳與該第二引腳固定耦接于該核心電路。
3.如權(quán)利要求1所述的通用串行總線裝置，其特征在于，從該第一引腳與該第二引腳看該核心電路，該核心電路具有輸入阻抗，以及該核心電路的該輸入阻抗依據(jù)該開關(guān)控制信號(hào)來配置。
4.如權(quán)利要求3所述的通用串行總線裝置，其特征在于，該核心電路的該輸入阻抗被配置為使得當(dāng)該預(yù)定電壓被提供至該第一引腳與該第二引腳其中之一時(shí)，該預(yù)定電壓大致穩(wěn)定。
5.如權(quán)利要求3所述的通用串行總線裝置，其特征在于，該充電控制電路更選擇性地耦接預(yù)定電流至該第一引腳與該第二引腳其中之另一引腳，以及該核心電路的該輸入阻抗被配置為使得當(dāng)該預(yù)定電流被提供至該第一引腳與該第二引腳其中之另一引腳時(shí)，該預(yù)定電流大致穩(wěn)定。
6.如權(quán)利要求5所述的通用串行總線裝置，其特征在于，當(dāng)該通用串行總線裝置處于無電電池狀態(tài)時(shí)，該核心電路的該輸入阻抗被配置為使得該預(yù)定電壓與該預(yù)定電流大致穩(wěn)定。
7.如權(quán)利要求1所述的通用串行總線裝置，其特征在于，該開關(guān)電路以并聯(lián)方式耦接于該第一引腳與該第二引腳，以及該充電控制電路更包括: 充電器檢測器，用于產(chǎn)生該預(yù)定電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的通用串行總線裝置，其特征在于，該核心電路包括: 控制電路，用于接收核心電壓且產(chǎn)生該開關(guān)控制信號(hào)；以及 物理層電路，具有該第一引腳與該第二引腳，該物理層電路被該開關(guān)控制信號(hào)配置且被該核心電壓加電。
9.如權(quán)利要求1所述的通用串行總線裝置，其特征在于，該通用串行總線裝置更包括轉(zhuǎn)換電路，用于接收電池輸出電壓以提供核心電壓，從而加電該核心電路。
【文檔編號(hào)】G06F13/40GK103984658SQ201410203348
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2010年5月11日
【發(fā)明者】洪浩評(píng), 陳尚斌, 沈鼎璿 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司