通用串行总线集线器、其控制模块以及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通用串行总线集线器（Universal Serial Bus hub, USB hub),尤其涉 及通用串行总线集线器的控制模块和控制方法，使得通用串行总线集线器在停止供电后， 能快速降低下行端口（downstream port)的输出电压，并且不会造成整体功耗增加。
【背景技术】
[0002] 通用串行总线因为具有热插入W及能同时供电和传送数据等优点，成为目前常见 的电子设备接口。请参照图1，其是现有通用串行总线集线器的功能方框图。通用串行总线 集线器100包括集线器控制模块（hub controlleiOllO和输出开关元件120。集线器控制 模块110与通用串行总线主机（USB host,未示出）相连，控制主机对下行端口的供电和数 据传输。禪接集线器控制模块110的输出开关元件120根据集线器控制模块110的供电使 能信号化wer_EN确定是否将电源Vs由下行端口输出，W将供电电源VBUS提供给连接于下 行端口的USB设备。输出开关元件120的另一功能是检测下行端口的输出电流是否过大， 例如当接上的USB设备损坏时，损坏的设备可能从通用串行总线集线器100汲取过大的电 流，此时输出开关元件120会发出过电流保护（overcurrent protection, 0CP)信号通知集 线器控制模块110,集线器控制模块110便根据此过电流保护信号0CP改变供电使能信号 化wer_EN的状态，使输出开关元件120停止输出供电电源VBUS。在一般的情况下，输出开关 元件120的过电流保护信号输出端经由上拉电阻150禪接至电压源，例如3. 3V的电压源， 使通用串行总线集线器100在正常操作时过电流保护信号0CP为高电位；当异常状况发生 (即下行端口的输出电流过大)时，输出开关元件120使过电流保护信号0CP成为低电位，W 通知集线器控制模块110。
[0003] 为了使下行端口的输出电压保持稳定，下行端口通常禪接一个电容值相当大的电 容130,但此电容130有个缺点，即当集线器控制模块110控制输出开关元件120关闭下行 端口电源的时候，下行端口仍因电容130的端电压而保持在高电压状态，该将导致连接于 此端口的USB设备无法有效地检测到下行端口的供电电源VBUS已关闭。例如，当USB设备 通过通用串行总线连接到主机时，拔下通用串行总线的上行端口，又在很短的时间内插回 主机，在断线的期间集线器控制模块110将令输出开关元件120停止输出供电电源VBUS，并 在通用串行总线复接上主机后重新输出，但因为电容130的关系，该USB设备无法检测到上 述的断电又重新供电的过程，该将导致USB设备产生一些兼容性的问题。
[0004] 为了解决上述的问题，一些通用串行总线集线器100在供电输出端禪接放电电阻 140,使通用串行总线集线器100停止供电时，电容130能通过放电电阻140快速放电，使 USB设备能够检测到通用串行总线集线器100实时的供电状态。然而放电电阻140会增加 通用串行总线集线器100的整体功耗。另一种解决的方法是，通用串行总线集线器100不 设置放电电阻140,而是连接的USB设备中自行设置放电电阻，但该种做法同样有缺点，一 是增加USB设备制造商的负担，二是USB设备连上后同样有整体功耗增加的问题。
【发明内容】
[0005] 鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种通用串行总线集线器、通用串 行总线集线器的控制模块W及控制通用串行总线集线器的方法，使通用串行总线集线器在 停止供电时，能够快速降低供电输出端的电压，并且不会造成整体功耗增加。
[0006] 本发明公开了一种通用串行总线集线器，用于提供供电电源，包括：输出开关元 件，选择性地自供电输出端输出供电电源；电容，禪接供电输出端，用来稳定供电输出端的 电压；W及集线器控制模块，禪接输出开关元件与电容，包括：开关，禪接电容；放电电阻， 经由开关禪接该电容；控制单元，用来产生供电控制信号；W及逻辑电路，禪接控制单元、 输出开关元件和开关，用于根据供电控制信号控制输出开关元件是否输出供电电源和控制 开关的导通状态；其中，当供电控制信号指示逻辑电路控制输出开关元件不输出供电电源 时，逻辑电路控制开关导通，使电容经由放电电阻放电，W降低供电输出端的电压。
[0007] 本发明还公开了一种通用串行总线集线器的控制模块，该通用串行总线集线器利 用输出开关元件选择性地经由供电输出端输出供电电源，并利用电容稳定供电输出端的电 压，该控制模块包括：开关，禪接电容；放电电阻，经由开关禪接电容；控制单元，用于产生 供电控制信号；W及逻辑电路，禪接控制单元、输出开关元件和开关，用于根据供电控制信 号控制输出开关元件是否输出供电电源和控制开关的导通状态；其中，当供电控制信号指 示逻辑电路控制输出开关元件不输出供电电源时，逻辑电路控制开关导通，使电容经由放 电电阻放电，W降低供电输出端的电压。
[0008] 本发明还公开了一种控制通用串行总线集线器的方法，该通用串行总线集线器利 用输出开关元件选择性地经由供电输出端输出供电电源，并利用电容稳定供电输出端的电 压，通用串行总线集线器进一步包括控制单元，用于输出供电控制信号，该方法包括：提供 开关；提供放电电阻，经由开关禪接电容；根据供电控制信号控制输出开关元件是否输出 供电电源；W及根据供电电源的输出状态，选择性地控制开关导通，W使电容处于充电状态 或经由放电电阻放电。
[0009] 本发明的通用串行总线集线器、通用串行总线集线器的控制模块W及控制通用串 行总线集线器的方法能够在停止供电后快速降低下行端口的电压，W便使USB设备检测到 及时的供电情形。相比现有技术，本发明的通用串行总线集线器所设置的放电电阻不会增 加通用串行总线集线器的整体功耗，另外，连接本发明的通用串行总线集线器的USB设备 不需要额外设置放电电阻，除了可减少USB设备的功耗外，也可减轻USB设备商的制造负 担。
[0010] 有关本发明的特征、作用与功能，W下将结合附图对优选实施例进行详细说明。
【附图说明】
[0011] 图1为现有通用串行总线集线器的功能方框图；
[0012] 图2为本发明通用串行总线集线器的一个实施例的示意图；
[0013] 图3为本发明通用串行总线集线器的另一个实施例的示意图；
[0014] 图4为本发明通用串行总线集线器由未供电状态至供电状态的各个信号的时序 图；
[0015] 图5为本发明通用串行总线集线器由供电状态至未供电状态的各个信号的时序 图；
[0016] 图6为本发明通用串行总线集线器发生过电流保护时各个信号的时序图；
[0017] 图7为本发明的控制通用串行总线集线器的方法的实施例的流程图；
[001引图8为本发明的控制方法在通用串行总线集线器由未供电状态至供电状态时的 流程图；
[0019] 图9为本发明的控制方法在通用串行总线集线器由供电状态至未供电状态时的 流程图；W及
[0020] 图10为本发明的控制方法在通用串行总线集线器发生过电流保护时的流程图。
【具体实施方式】
[0021] W下说明内容的技术用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语 所做的说明或定义，该部分用语的解释W本说明书的说明或定义为准。