专利名称：Usb电源管理系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种USB系统，特别是涉及一种管理至少一 USB周边装置的USB电源 管理系统及其方法。
背景技术：
由于电脑科技的发展，有关电脑的USB周边装置已广泛地被应用，例如键盘、鼠 标、印表机、数据储存装置等。一般而言，桌上型电脑或笔记型电脑通常会内建USB界面，使 得USB周边装置可通过USB界面与电脑沟通，并接收电脑所输出的数据与信号。USB界面具 有一 USB主控器可控制电脑与USB周边装置之间的沟通与数据传输；并且，当USB周边装置 连接至USB界面之后，该USB主控器可提供5V的电源至连接于USB界面的USB周边装置， 使得该USB周边装置获得电源而可执行工作。另外，以现行的电脑系统而言，单一电脑通常会同时连接多个USB周边装置，因 此，电脑厂商推出了 USB集线装置(HUB)，而同样地，USB集线装置内亦具有USB主控器以控 制多个USB周边装置与电脑的沟通与数据传输。请参阅图1，是现有习用的一种USB集线装 置的架构图，如图1所示，该USB集线装置1’包括一微控制单元11’、多个切换单元12’、 多个第一 USB连接单元13’与一第二 USB连接单元14’，其中，该第二 USB连接单元14’用 以连接一电脑2’，而该第一 USB连接单元13’用以连接一 USB周边装置3’。该微控制单元 11’作为USB主控器以切换所述多个切换单元12’，使得该电脑2’可与USB周边装置3’沟 通，并输出数据与信号至USB周边装置3’。经由上述，不论是内建于电脑内的USB界面或是现有习用的USB集线装置，其皆不 具有电源管理装置；因此，即使USB周边装置已进入待机模式，USB主控器仍不断地提供电 源予USB周边装置，可想而知，这样的供电模式造成不必要的电源损耗。因此，有鉴于现有 习知的USB界面与USB集线装置皆仍具有缺点与不足，因此如何能创设一种新型的USB电 源管理系统及其方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种USB电源管理系统，可应用于一电脑或一 USB集线器 内，以在一 USB周边装置连接至该电脑或该USB集线器时，有效率地管理提供至该USB周边 装置的电源，以避免不必要的电源损耗。本发明的另一目的在于，提供一种管理USB电源的方法，该方法可实施在一USB电 源管理系统上，使得该USB电源管理系统可以有效地管理与其连接的USB周边装置的电源。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种USB电源管理系统，其包括一 USB界面，该USB界面包括一微控制单元；一数据切换 单元，耦接于该微控制单元；一 USB连接单元，耦接于该数据切换单元；以及一电源切换单 元，耦接于微控制单元与该USB连接单元；其中，当外部一 USB周边装置的一 USB连接接口 被连接至USB连接单元时，微控制单元可切换该电源切换单元以通过USB连接单元提供电源至USB周边装置，同时，该数据切换单元是通过USB连接单元而导通微控制单元与USB周 边装置；并且，当USB周边装置进入一待机模式时，该微控制单元即关闭电源切换单元以停 止提供电源至USB周边装置。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的USB电源管理系统，其还包括耦接于该微控制单元的一侦测电路，该侦测 电路可藉由侦测微控制单元与该USB周边装置之间的数据传输，以判断该USB周边装置是 否进入该待机模式。前述的USB电源管理系统，其中当该USB周边装置连接至该USB连接单元时，该微 控制单元通过该数据切换单元而启用该USB连接单元。前述的USB电源管理系统，其中当该数据切换单元与该USB周边装置之间的数据 传输停止并经过一特定时间周期之后，USB周边装置即进入该待机模式。发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一 种USB电源管理系统，其包括至少一 USB周边装置与一 USB界面，该USB界面包括一微控 制单元；一数据切换单元，耦接于该微控制单元；多个USB连接端口，耦接于该数据切换单 元；以及一电源切换单元，耦接于微控制单元与所述多个USB连接端口；其中，当该至少一 USB周边装置通过所述多个USB连接端口而与该USB界面耦接时，该微控制单元切换该电源 切换单元以通过所述多个USB连接端口提供电源予该至少一 USB周边装置，该数据切换单 元则通过所述多个USB连接端口导通微控制单元与该至少一USB周边装置；并且，当该至少 一 USB周边装置进入一待机模式时，微控制单元即关闭电源切换单元以停止提供电源予该 至少一 USB周边装置。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的USB电源管理系统，其还包括耦接于该微控制单元的一侦测电路，该侦测 电路可藉由侦测微控制单元与该至少一 USB周边装置之间的数据传输，以判断该至少一 USB周边装置是否进入其待机模式。前述的USB电源管理系统，其中当该至少一 USB周边装置连接至所述多个USB连 接端口时，该微控制单元通过该数据切换单元而启用所述多个USB连接端口。前述的USB电源管理系统，其中当该数据切换单元与该至少一 USB周边装置之间 的数据传输停止并经过一特定时间之后，该至少一 USB周边装置即进入其待机模式。本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明 提出的一种管理USB电源的方法，包括以下步骤(1)将一 USB周边装置的一 USB连接接口 连接至一 USB界面的一 USB连接单元；(2) 一微控制单元通过一数据切换单元而启用与该 USB周边装置连接的该USB连接单元；C3)微控制单元切换一电源切换单元并通过USB连接 单元提供一电源至USB周边装置，使得USB周边装置准备执行工作；(4)该数据切换单元导 通微控制单元与USB周边装置，使得微控制单元与USB周边装置沟通，并传输数据与信号至 USB周边装置；(5)判断是否数据切换单元与USB周边装置之间的数据传输已停止并经过一 特定时间，若是，则执行步骤(7)，若否，则执行步骤(6) ； (6)微控制单元持续地通过USB连 接单元与USB周边装置沟通，并通过数据切换单元传输数据至USB周边装置；以及(7)微控 制单元关闭该电源切换单元以停止提供该电源至USB周边装置。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的管理USB电源的方法，其中所述的USB界面内建于一电脑。前述的管理USB电源的方法，其中所述的USB界面内建于一 USB集线器。前述的管理USB电源的方法，其中所述的微控制单元可判断是否其与该USB周边 装置之间的数据传输已停止。前述的管理USB电源的方法，其中一侦测电路可侦测是否该微控制单元与该USB 周边装置之间的数据传输已停止。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明USB电源管理系统及其方法至少具有下列优点及有益 效果1、本发明的USB电源管理系统可内建于一电脑或一 USB集线器内，以连接USB周 边装置，并进一步地管理输出至该USB周边装置的电源。2、本发明的USB电源管理系统具有多组实施例以供不同的应用层面。3、该USB电源管理方法可应用至USB电源管理系统内，以在USB周边装置连接至 该USB电源管理系统时，有效地管理该USB周边装置的电源，如此，当USB周边装置处于待 机状态时，可防止USB界面持续地输出电源至USB周边装置而造成不必要的电源损耗。综上所述，本发明提供一种USB电源管理系统，可应用于一电脑或一 USB集线器 内，以在一 USB周边装置连接至该电脑或该USB集线器时，有效率地管理提供至该USB周边 装置的电源，以避免不必要的电源损耗。还提供一种管理USB电源的方法，该方法可实施在 一 USB电源管理系统上，使得该USB电源管理系统可以有效地管理与其连接的USB周边装 置的电源。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用 的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是现有习用的一种USB集线装置的架构图。
图2是本发明的一种USB电源管理系统的架构图。
图3是本发明的USB电源1f理系统的第二实施例的架构图。
图4是本发明的USB电源1f理系统的一第三实施例的架构图
图5是本发明的USB电源1f理系统的一第四实施例的架构图
图6是本发明的USB电源1f理系统的一第五实施例的架构图
图7是本发明的一种USB电源管理系统的方法的方法流程图
1 =USB界面11 微控制单元
12 数据切换单元13 =USB连接单元
14 电源切换单元15 侦测电路
2 =USB周边装置21 =USB连接接口
1，:USB集线装置11，微控制单元
12’ 切换单元13，第一 USB连接单元
14’ 第二 USB连接单元2’ 电脑3，USB周边装置
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的USB电源管理系统及其方法其具体实施方式
、结 构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图2，是本发明的一种USB电源管理系统的架构图，如图2所示，该USB电源 管理系统包括一 USB界面1，且，该USB界面1包括一微控制单元11、一数据切换单元12、 一 USB连接单元13与一电源切换单元14，其中，该数据切换单元12耦接于该微控制单元 11，该USB连接单元13耦接于该数据切换单元，且该电源切换单元14耦接于微控制单元11 与该USB连接单元13。本发明的USB电源管理系统可内建于一电脑或一 USB集线器内，以连接外部一 USB 周边装置2。如图2所示，当该USB周边装置2的一 USB连接接口 21被连接至该USB界面 1的USB连接单元13时，该微控制单元11通过该数据切换单元12而启用该USB连接单元 13，且微控制单元11更切换该电源切换单元14以通过USB连接单元13提供电源至USB周 边装置2，同时，该数据切换单元12通过USB连接单元13导通微控制单元11与USB周边 装置2，此时，微控制单元11可通过数据切换单元12传输数据至USB周边装置2 ；并且，当 USB周边装置2进入一待机模式时，该微控制单元11即关闭电源切换单元14以停止提供电 源至USB周边装置2，如此，当USB周边装置2处于待机状态时，可防止USB界面1持续地输 出电源至USB周边装置2而造成不必要的电源损耗。必须特别说明的是，在本发明的USB电源管理系统中，当该数据切换单元11与该 USB周边装置2之间的数据传输停止并经过一特定时间周期之后，微控制单元11即认定 USB周边装置2是进入该待机模式，故而关闭该电源切换单元14以停止提供电源至USB周 边装置2。本发明的USB电源管理系统还包括一第二实施例，请参阅图3，是本发明的USB电 源管理系统的第二实施例的架构图。如图3所示，藉由新增一侦测电路15至第一实施例的 架构内，即完成本发明的USB电源管理系统第二实施例的架构，其中，该侦测电路15耦接于 该微控制单元11，侦测电路15可藉由侦测微控制单元11与该USB周边装置2之间的数据 传输，以判断该USB周边装置2是否进入该待机模式。并且，本发明的USB电源管理系统还包括一第三实施例，请参阅图4，是本发明的 USB电源管理系统的一第三实施例的架构图。如图4所示，由于本发明的USB电源管理系统 可内建于一电脑或一 USB集线器内，以连接外部USB周边装置2，因此，可想而知，该USB电 源管理系统必须包括多个USB连接单元13，以使得该电脑可同时使用多部USB周边装置2。 故，如图4所示，本发明提供USB电源管理系统的第三实施例，在该第三实施例的架构中，具 有多个USB连接单元13。另外，本发明的USB电源管理系统更具有一第四实施例，请参阅图5，是本发明的 USB电源管理系统的一第四实施例的架构图，如图5所示，藉由新增一侦测电路15至第三实 施例的架构内，即完成USB电源管理系统的第四实施例的架构；在第四实施例的架构中，该侦测电路15耦接于该微控制单元11，侦测电路15可藉由侦测微控制单元11与该USB周边 装置2之间的数据传输，以判断该USB周边装置2是否进入该待机模式。再者，本发明的USB电源管理系统更具有一第五实施例，请参阅图6，是本发明的 USB电源管理系统的一第五实施例的架构图。由于本发明的USB电源管理系统可被应用于 USB集线器中，因此，为了使得该USB集线器可发挥最大的效能，一第二微控制单元Ila加 入于USB电源管理系统的第三实施例的架构中，而完成了 USB电源管理系统的第五实施例。 如图6所示，在USB电源管理系统的第五实施例中，该第二微控制单元Ila耦接于该电源切 换单元14与该数据切换单元12。但是，不同于第三实施例，在USB电源管理系统的第五实 施例中，该微控制器单元11并未与电源切换单元14连接。如此，藉由第五实施例的架构，当该USB周边装置2连接至该USB连接单元13时， 该第二微控制单元Ila是切换该电源切换单元14以通过USB连接单元13提供电源至USB 周边装置2，且，第二微控制单元Ila更同时启动该数据切换单元12，此时，该微控制单元11 可通过数据切换单元12而传输数据至USB周边装置2。并且，当连接至USB连接单元13的 USB周边装置2进入该待机模式时，该第二微控制单元Ila关闭该电源切换单元14以停止 提供电源至USB周边装置2，且，第二微控制单元Ila更同时关闭该数据切换单元12。另外，请参阅图7，是本发明的一种USB电源管理系统的方法的方法流程图。本发 明更提供一种USB电源管理系统的方法，该方法包括以下步骤首先，执行步骤(701)，将该USB周边装置2的该USB连接接口 21连接至该USB界 面1的该USB连接单元13 ；接着，执行步骤(70 ，该微控制单元11通过该数据切换单元12 而启用与USB周边装置2连接的USB连接单元13 ；然后，执行步骤(70 ，微控制单元11切 换该电源切换单元14并通过USB连接单元13提供电源至USB周边装置2，使得USB周边装 置2可执行工作，并且执行步骤(704)，数据切换单元12导通微控制单元11与USB周边装 置2，使得微控制单元11与USB周边装置2沟通，并传输数据与信号至USB周边装置2。继续执行步骤(705)，判断是否该数据切换单元11与USB周边装置2之间的数据 传输已停止并经过一特定时间，若是，则执行步骤(707)，若否，则执行步骤(706)；当方法 流程执行步骤(706)，则微控制单元11持续地通过USB连接单元13与USB周边装置2沟 通，并通过数据切换单元12传输数据至USB周边装置2 ；而当方法流程是执行步骤(707)， 则微控制单元11关闭该电源切换单元14以停止提供该电源至USB周边装置2。必须特别 说明的是，上述该步骤(705)的判断，可由该侦测电路15或该微控制器单元11执行。上述已经完整且清楚地揭露了本发明的USB电源管理系统及其方法，经由上述， 本发明具有下列的优点1、本发明的USB电源管理系统可内建于一电脑或一 USB集线器内，以连接USB周 边装置，并进一步地管理输出至该USB周边装置的电源。2、本发明的USB电源管理系统具有多组实施例以供不同的应用层面。3、该USB电源管理方法可应用至USB电源管理系统内，以在USB周边装置连接至 该USB电源管理系统时，有效地管理该USB周边装置的电源，如此，当USB周边装置2处于 待机状态时，可防止USB界面1持续地输出电源至USB周边装置2而造成不必要的电源损
^^ ο以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种USB电源管理系统，其特征在于其包括一 USB界面，该USB界面包括一微控制单元；一数据切换单元，耦接于该微控制单元；一 USB连接单元，耦接于该数据切换单元；以及一电源切换单元，耦接于微控制单元与该USB连接单元；其中，当外部一 USB周边装置的一 USB连接界面被连接至USB连接单元时，微控制单元 可切换该电源切换单元以通过USB连接单元提供电源至USB周边装置，同时，该数据切换单 元是通过USB连接单元而导通微控制单元与USB周边装置；并且，当USB周边装置进入一待 机模式时，该微控制单元即关闭电源切换单元以停止提供电源至USB周边装置。
2.根据权利要求1所述的USB电源管理系统，其特征在于其还包括耦接于该微控制单 元的一侦测电路，该侦测电路可藉由侦测微控制单元与该USB周边装置之间的数据传输， 以判断该USB周边装置是否进入该待机模式。
3.根据权利要求2所述的USB电源管理系统，其特征在于其中当该USB周边装置连接 至该USB连接单元时，该微控制单元通过该数据切换单元而启用该USB连接单元。
4.根据权利要求2所述的USB电源管理系统，其特征在于其中当该数据切换单元与该 USB周边装置之间的数据传输停止并经过一特定时间周期之后，USB周边装置即进入该待 机模式。
5.一种USB电源管理系统，其特征在于其包括至少一 USB周边装置与一 USB界面，该 USB界面包括一微控制单元；一数据切换单元，耦接于该微控制单元；多个USB连接端口，耦接于该数据切换单元；以及一电源切换单元，耦接于微控制单元与所述多个USB连接端口 ；其中，当该至少一 USB周边装置通过所述多个USB连接端口而与该USB界面耦接时，该 微控制单元切换该电源切换单元以通过所述多个USB连接端口提供电源予该至少一 USB周 边装置，该数据切换单元则通过所述多个USB连接端口导通微控制单元与该至少一 USB周 边装置；并且，当该至少一 USB周边装置进入一待机模式时，微控制单元即关闭电源切换单 元以停止提供电源予该至少一 USB周边装置。
6.根据权利要求5所述的USB电源管理系统，其特征在于其还包括耦接于该微控制单 元的一侦测电路，该侦测电路可藉由侦测微控制单元与该至少一 USB周边装置之间的数据 传输，以判断该至少一 USB周边装置是否进入其待机模式。
7.根据权利要求6所述的USB电源管理系统，其特征在于其中当该至少一USB周边 装置连接至所述多个USB连接端口时，该微控制单元通过该数据切换单元而启用所述多个 USB连接端口。
8.根据权利要求6所述的USB电源管理系统，其特征在于其中当该数据切换单元与该 至少一 USB周边装置之间的数据传输停止并经过一特定时间之后，该至少一 USB周边装置 即进入其待机模式。
9.一种管理USB电源的方法，其特征在于包括以下步骤(1)将一 USB周边装置的一 USB连接接口连接至一 USB界面的一 USB连接单元；(2)一微控制单元通过一数据切换单元而启用与该USB周边装置连接的该USB连接单元；(3)微控制单元切换一电源切换单元并通过USB连接单元提供一电源至USB周边装置， 使得USB周边装置准备执行工作；(4)该数据切换单元导通微控制单元与USB周边装置，使得微控制单元与USB周边装置 沟通，并传输数据与信号至USB周边装置；(5)判断是否数据切换单元与USB周边装置之间的数据传输已停止并经过一特定时 间，若是，则执行步骤(7)，若否，则执行步骤(6)；(6)微控制单元持续地通过USB连接单元与USB周边装置沟通，并通过数据切换单元传 输数据至USB周边装置；以及(7)微控制单元关闭该电源切换单元以停止提供该电源至USB周边装置。
10.根据权利要求9所述的管理USB电源的方法，其特征在于其中所述的USB界面内建 于一电脑。
11.根据权利要求9所述的管理USB电源的方法，其特征在于其中所述的USB界面内建 于一 USB集线器。
12.根据权利要求9所述的管理USB电源的方法，其特征在于其中所述的微控制单元可 判断是否其与该USB周边装置之间的数据传输已停止。
13.根据权利要求9所述的管理USB电源的方法，其特征在于其中一侦测电路可侦测是 否该微控制单元与该USB周边装置之间的数据传输已停止。
全文摘要
本发明是有关于一种USB电源管理系统及其方法，该USB电源管理系统包括一USB界面，其中，该USB界面包括一微控制单元；一数据切换单元，耦接于该微控制单元；一USB连接单元，耦接至该数据切换单元；以及一电源切换单元，耦接至微控制单元与该USB连接单元。当外部一USB周边装置连接至USB连接单元时，该微控制单元切换该电源切换单元，以通过该USB连接单元提供电源予USB周边装置；并且，当USB周边装置进入一待机模式时，微控制单元即关闭电源切换单元，以停止提供电源予USB周边装置。
文档编号G06F1/26GK102141833SQ20101058978
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年2月3日
发明者郑经炜 申请人:同星实业股份有限公司