专利名称：可快速充电的通用串行总线微型b型供电系统的制作方法
技术领域：
本发明提供一种通用串行总线微型B型供电系统，更明确地说，本发明提供一种利用通用串行总线微型B型接头与插槽传送超过一安培的供电系统。
背景技术：
请参考图1。图1为通用串行总线微型B型接头与插槽的示意图。从图中可看出通用串行总线微型B型接头有脚位1、2、3、4、5、6，通用串行总线微型B型插槽有脚位1、2、3、4、5、6。而当通用串行总线微型B型接头接至通用串行总线微型B型插槽时，接头脚位1、2、3、4、5、6分别对应至插槽脚位1、2、3、4、5、6。
请参考图2。图2为通用串行总线微型B型协定各脚位的定义。脚位1作为通用串行总线微型B型接头端的装置传送电源给通用串行总线微型B型插槽端的装置所使用。脚位2、3作为通用串行总线微型B型接头端的装置与通用串行总线微型B型插槽端的装置相互传输数据所使用。脚位4用来供通用串行总线微型B型插槽端的装置判断通用串行总线微型B型接头端的装置的种类。脚位5作为通用串行总线微型B型接头端的装置与通用串行总线微型B型插槽端的装置的共同地端。脚位6为通用串行总线微型B型的外壳，用来保护通用串行总线微型B型接头端的装置与通用串行总线微型B型插槽端的装置间传输的电源与数据。
而通用串行总线协定中规定通用串行总线装置在汲取电流时，若所耦接的装置为一般通用串行总线装置，则其汲取电流最大限制为500毫安培；而若所耦接的装置为交流/直流转换器或直流/直流转换器时，因为通用串行总线微型B型仅只有一个脚位用来提供电源，一脚位用来提供电源回路，在一般通用串行总线微型B型接头与插槽的硬件特性限制下，每个脚位最大所能承受电流仅为一安培，故在耦接的装置为交流/直流转换器时，其汲取电流最大亦仅为一安培。
故当通用串行总线微型B型接头端的装置为一交流/直流转换器时，会将脚位4接至地端。而当通用串行总线微型B型接头端的装置为一般通用串行总线装置时，便不会将脚位4接至地端，而是呈现浮接(floating)的状态。而通用串行总线微型B型插槽端的装置(如手机)，会将脚位4经由一电阻接至高电位(pull-high)。然后当通用串行总线微型B型接头端的装置接至通用串行总线微型B型插槽端的装置时，通用串行总线微型B型插槽端的装置便可根据脚位4的电位来判断通用串行总线微型B型接头端的装置为一通用串行总线微型B型交流/直流转换器或者为一般通用串行总线微型B型装置。
请参考图3。图3为说明当一通用串行总线微型B型插槽端的装置330耦接至一般通用串行总线微型B型装置310或通用串行总线微型B型交流/直流转换器320的情形。当通用串行总线微型B型插槽端的装置耦接至一般通用串行总线微型B型装置时，因为一般通用串行总线微型B型装置的脚位4为浮接，故脚位4上的电位会被通用串行总线微型B型插槽端的装置提升至高电位。而当通用串行总线微型B型插槽端的装置耦接至通用串行总线微型B型交流/直流转换器时，因为通用串行总线微型B型交流/直流转换器会将通用串行总线微型B型接头的脚位4接至地端，故脚位4上的电位不会被通用串行总线微型B型插槽端的装置提升，仍为地电位。因此，若当通用串行总线微型B型插槽端的装置接至一不明装置时，判断脚位4的电位，若为高电位，则该装置为一般通用串行总线微型B型装置，若为低电位，则该装置为通用串行总线微型B型交流/直流转换器。然后再根据所耦接的装置，若为一般通用串行总线微型B型装置，则将汲取电流接至一限流器，以限制其电流最大为500毫安培；若为通用串行总线微型B型交流/直流转换器，则不将所汲取电流接至该限流器。(但因接头硬件特性，故汲取电流最大也仅为一安培。)以上是用通用串行总线微型B型交流/直流转换器作为说明，当外接为通用串行总线微型B型直流/直流转换器时，情形亦如同上述。
然而，不管通用串行总线微型B型接头端的装置为何，通用串行总线微型B型插槽端的装置所能汲取的电流最大也仅一安培。而现今越来越多通用串行总线微型B型插槽端的装置需要藉由这种方式来充电，但却因电流的限制，而得拉长充电的时间，造成使用者的不便。
发明内容
本发明提供一种可对通用串行总线(universal serial bus，通用串行总线)微型B型装置快速充电的充电器，包含一电源转换器，用来将一输入电源转换为直流电；及一通用串行总线插头，其第一脚位与第四脚位耦接至该电源转换器的输出端，用以接收该电源转换器的输出端所输出的直流电。
本发明另提供一种可被快速充电的通用串行总线微型B型装置，包含一通用串行总线微型B型插座，包含一第一脚位，用来接受直流电；及一第四脚位，用来接受直流电或身分识别数据；一电源管理单元，包含一第一输入端，用来接收直流电；一第一开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端；及一第二开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端。
本发明另提供一种可对通用串行总线微型B型装置快速充电的通用串行总线供电系统，包含一充电器，包含一电源转换器，用来将一输入电源转换为直流电；及一通用串行总线微型B型插头，其第一脚位与第四脚位耦接至该电源转换器的输出端，用以接收该电源转换器的输出端所输出的直流电；一通用串行总线微型B型装置，包含一通用串行总线微型B型插座，包含一第一脚位，耦接于该通用串行总线微型B型插头的该第一脚位，用来接受该通用串行总线微型B型插头的该第一脚位传来的直流电；及一第四脚位，耦接于该通用串行总线微型B型插头的该第四脚位，用来接受该通用串行总线微型B型插头的该第四脚位传来的直流电或身分识别数据；一电源管理单元，包含一第一输入端，用来接收直流电；一第一开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端；及一第二开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端。
图1为先前通用串行总线微型B型接头与插槽的示意图。
图2为先前通用串行总线微型B型的接脚定义示意图。
图3为先前通用串行总线微型B型判断装置的示意图。
图4为本发明定义的通用串行总线微型B型的接脚定义示意图。
图5为本发明的通用串行总线微型B型交流/直流转换器的示意图。
图6为本发明的通用串行总线微型B型插槽端装置的示意图。
图7为本发明的通用串行总线微型B型插槽端装置耦接至本发明的通用串行总线微型B型交流/直流转换器的示意图。
图8为本发明的通用串行总线微型B型插槽端装置耦接至一般通用总线微型B型装置或一般通用总线微型B型交流/直流转换器的示意图。
主要元件符号说明310 通用串行总线微型B型装置320 通用串行总线微型B型交流/直流转换器330 通用串行总线微型B型插槽端的装置500 通用串行总线微型B型的交流/直流转换器510 交流/直流转换器520 通用串行总线微型B型接头600 通用串行总线微型B型插槽端的装置610 电源管理单元620 通用串行总线微型B型插槽630 限流器R1 电阻U1 反相器Q1，Q2，Q3 晶体管X 信号 信号具体实施方式
请参考图4。图4为本发明所定义的通用串行总线微型B型。与先前技术所定义的通用串行总线微型B型不同处在于本发明将脚位4与脚位6用作电源用途。但仍可与一般通用串行总线微型B型的装置相容。如图4所示，若通用串行总线微型B型接头端的装置为交流/直流转换器，则其脚位1与脚位4用来提供电源，脚位5与脚位6用来提供地端(电源回路)。而通用串行总线微型B型插槽端的装置的脚位1用来接收电源，而脚位4用来判断所接的装置是否为本发明所定义通用串行总线微型B型接头的交流/直流转换器并接收电源。而脚位5与脚位6用来提供地端的电源回路。因为一般通用串行总线微型B型的接头与插槽，其每个脚位最大所能承受的电流为1安培，有鉴于此，本发明将通用串行总线微型B型中的两个脚位用作电源，另两个脚位用作地端电源回路，便可因此经由通用串行总线微型B型，来传送2安培的电流。
请参考图5。图5为根据本发明所定义的通用串行总线微型B型的交流/直流转换器500。其内含一交流/直流转换器510，输出一直流电源，接至通用串行总线微型B型接头520的脚位1与脚位4。而其通用串行总线微型B型接头的脚位5与脚位6为地端，接至该内部交流/直流转换器输出的地端。而交流/直流转换器500便可利用其通用串行总线微型B型接头，提供2安培的电流。
请参考图6。图6为本发明所定义的通用串行总线微型B型插槽端的装置600的示意图，装置600包含电源管理单元610，限流器630，晶体管Q1、Q2、Q3，反向器U1，电阻R1。电阻R1耦接于通用串行总线微型B型插槽620与地之间，用来将通用串行总线微型B型插槽620的脚位4拉至地(pull-low)。因此通用串行总线微型B型插槽620的脚位4在平常没有接至任何装置的情况下，都是低电位。晶体管Q1耦接于通用串行总线微型B型插槽620脚位4与电源管理单元610之间，用来根据栅极的信号 决定是否将通用串行总线微型B型插槽620的脚位4与电源管理单元610的一输入端耦接在一起。晶体管Q2耦接于通用串行总线微型B型插槽620脚位1与电源管理单元610之间，用来根据栅极的信号 决定是否将将通用串行总线微型B型插槽620的脚位1与电源管理单元610的输入端耦接在一起。晶体管Q3耦接于通用串行总线微型B型插槽620脚位1与电源管理单元610之间，用来根据栅极的信号X，决定是否将通用串行总线微型B型插槽620的脚位1与电源管理单元610的限流器630的输入端耦接在一起。反向器U1的输入端耦接于通用串行总线微型B型插槽620脚位4，将该脚位的信号视为X，然后输出信号 给晶体管Q1与Q2的栅极。晶体管Q3的栅极耦接于通用串行总线微型B型插槽620的脚位4(信号X)。综上所述，当充电器为通用串行总线微型B型直流/直流转换器，其可将一第一输入直流电转换为一第二输出直流电(未示出，例如汽车用充电器即可将12V的直流电转换为5V的直流电)，其余运作原理亦与通用串行总线微型B型交流/直流转换器相同，故不再赘述。
请参考图7。通用串行总线微型B型插槽端的装置600耦接至交流/直流转换器500时内部等效行为示意图。如图所示，当交流/直流转换器500插入通用串行总线微型B型插槽端的装置600时，交流/直流转换器500的通用串行总线微型B型接头脚位4为电源输出，将电位拉为高电位，因此，在通用串行总线微型B型插槽脚位4亦为高电位，所以信号X为高电位， 为低电位。因此，晶体管Q1、Q2导通，晶体管Q3不通，而形成如图7所示的情形。故电源从插槽脚位1与4经由晶体管Q1与Q2，传送至电源管理单元610的输入端。因此，经由本发明的方法，电源可以经由两个脚位来传送，而最大电流亦可达到2安培。
请参考图8。图8为本发明的通用串行总线微型B型插槽端的装置600耦接至一般通用串行总线微型B型装置或一般通用串行总线微型B型交流/直流转换器时内部等效行为示意图。因为一般通用串行总线微型B型装置将通用串行总线微型B型接头的脚位4浮接(floating)，故当一般通用串行总线微型B型装置耦接至通用串行总线微型B型插槽端的装置600时，接头的脚位4会因为电阻R1接地而被拉至地而形成低电位。而一般通用串行总线微型B型交流/直流转换器亦将通用串行总线微型B型接头的脚位4接至地，故当一般通用串行总线微型B型交流/直流转换器接至通用串行总线微型B型插槽端的装置600时，接头的脚位4亦为低电位。因此，不论是一般通用串行总线微型B型装置或是一般通用串行总线微型B型交流/直流转换器，接至通用串行总线微型B型插槽端的装置600时，脚位4的电位皆为低电位。而信号X亦为低电位，信号 为高电位，根据这两个信号，晶体管Q1与Q2将关断，晶体管Q3将导通。如图所示，经由晶体管Q3，插槽的脚位1与电源管理单元610的限流器630的输入端耦接在一起，故可将耦接的一般通用串行总线微型B型装置或一般通用串行总线微型B型交流/直流转换器所提供的电源传送进限流器中。
因此，根据本发明的供电系统，可对通用串行总线微型B型的装置进行快速地充电，以节省充电的时间，以及利用额外的充电电流在电池充电时，提供通用串行总线微型B型的装置操作所需，增加使用方便性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种可对通用串行总线微型B型装置快速充电的充电器，包含一电源转换器，用来将一输入电源转换为直流电；及一通用串行总线微型B型插头，其第一脚位与第四脚位耦接至该电流转换器的输出端，用以接收该电流转换器的输出端所输出的直流电。
2.如权利要求1所述的充电器，其中该电源转换器为一交流/直流转换器，用来将交流电转换为直流电。
3.如权利要求1所述的充电器，其中该电源转换器为一直流/直流转换器，用来将一第一输入直流电转换为一第二输出直流电。
4.如权利要求1所述的充电器，其中该通用串行总线微型B型插头的第五脚位与第六脚位耦接至一地端。
5.一种可被快速充电的通用串行总线微型B型装置，包含一通用串行总线微型B型插座，包含一第一脚位，用来接受直流电；及一第四脚位，用来接受直流电或身分识别数据；一电源管理单元，包含一第一输入端，用来接收直流电；一第一开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端；及一第二开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端。
6.如权利要求5所述的通用串行总线微型B型装置，还包含一反向器，该反向器的一输入端耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位，该反向器的一输出端耦接于该第一与第二开关的一控制端。
7.如权利要求5所述的通用串行总线微型B型装置，还包含一电阻，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位与一地端之间。
8.如权利要求5所述的通用串行总线微型B型装置，其中该电源管理单元还包含一第二输入端，用来接收直流电。
9.如权利要求8所述的通用串行总线微型B型装置，其中该电源管理单元还包含一限流装置，耦接于该第二输入端，用来限制接收直流电的电流大小以符合通用串行总线的电流规范。
10.如权利要求9所述的通用串行总线微型B型装置，还包含一第三开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位与该电源管理单元的该第二输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第二输入端。
11.如权利要求10所述的通用串行总线微型B型装置，其中该第三开关的一控制端耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位。
12.一种可对通用串行总线微型B型装置快速充电的通用串行总线微型B型供电系统，包含一充电器，包含一电源转换器，用来将一输入电源转换为直流电；及一通用串行总线微型B型插头，其第一脚位与第四脚位耦接至该电源转换器的输出端，用以接收该电源转换器的输出端所输出的直流电；一通用串行总线微型B型装置，包含一通用串行总线微型B型插座，包含一第一脚位，耦接于该通用串行总线微型B型插头的该第一脚位，用来接受该通用串行总线微型B型插头的该第一脚位传来的直流电；及一第四脚位，耦接于该通用串行总线微型B型插头的该第四脚位，用来接受该通用串行总线微型B型插头的该第四脚位传来的直流电或身分识别数据；一电源管理单元，包含一第一输入端，用来接收直流电；一第一开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端；及一第二开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位及该电源管理单元的该第一输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端。
13.如权利要求12所述的供电系统，其中该通用串行总线微型B型插头的第五脚位与第六脚位耦接至一地端。
14.如权利要求12所述的供电系统，还包含一反向器，该反向器的一输入端耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位，该反向器的一输出端耦接于该第一与第二开关的一控制端。
15.如权利要求12所述的供电系统，还包含一电阻，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位与一地端之间。
16.如权利要求12所述的供电系统，其中该电源管理单元还包含一第二输入端，用来接收直流电。
17.如权利要求16所述的供电系统，其中该电源管理单元还包含一限流装置，耦接于该第二输入端，用来限制接收直流电的电流大小以符合通用串行总线的电流规范。
18.如权利要求17所述的供电系统，还包含一第三开关，耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位与该电源管理单元的该第二输入端之间，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第二输入端。
19.如权利要求18所述的供电系统，其中该第三开关的一控制端耦接于该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位。
20.如权利要求12所述的供电系统，其中该电源转换器为一交流/直流转换器，用来将交流电转换为直流电。
21.如权利要求12所述的供电系统，其中该电源转换器为一直流/直流转换器，用来将一第一输入直流电转换为一第二输出直流电。
全文摘要
可对通用串行总线微型B型装置充电的通用串行总线微型B型供电系统包含一充电器，及一通用串行总线微型B型装置，包含一第一脚位，用来接受该充电器传来的直流电；及一第四脚位，用来接受该充电器的该第四脚位传来的直流电或身分识别数据；一电源管理单元，用来接收直流电；一第一开关，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第一脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端；及一第二开关，用来于导通时将该通用串行总线微型B型插座的该第四脚位接收的直流电传至该电源管理单元的该第一输入端。
文档编号H02M3/00GK101087199SQ20061009451
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月9日 优先权日2006年6月9日
发明者夏文南 申请人:纬创资通股份有限公司