CN107093915A - 充电装置及其缆线与电子标记芯片 - Google Patents

Abstract

一种充电装置及其缆线与电子标记芯片。藉由连接头中的芯片来感测缆线的温度以及缆线中电源总线的电压至少其一，并将温度感测信号以及电压感测信号提供给充电器，以使充电器可依据温度感测信号以及电压感测信号至少其一调整充电电压。

Description

充电装置及其缆线与电子标记芯片

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种充电装置及其缆线与电子标记芯片。

背景技术

随着科技的日新月异，智能型手机、平板计算机等移动电子装置在人们的生活中逐渐地扮演着不可或缺的存在。对于移动电子装置而言，充电一直都是避免不了的问题。近来越来越多的移动电子装置提供了支持快速充电的功能，使得供电端可以更有效率的方式对移动电子装置进行充电。一般来说，快速充电为藉由充电电路提供较高的充电电压或是较大的充电电流来达成，然而大的充电电流亦有其风险，例如充电缆线的接头的等效电阻可能因磨损而变大，造成充电缆线的温度升高，使得电子元件损坏的机率提高，造成充电装置的使用安全性不足。

发明内容

本发明提供一种充电装置及其缆线与电子标记芯片，可有效降低大充电电流造成电子元件损坏的机率，并提高充电装置的使用安全性。

本发明的缆线包括电源总线以及连接头。缆线的一端用于耦接充电器而于缆线的另一端通过连接头提供充电电压给电子装置。连接头包括芯片，其配置于连接头中，感测缆线的温度以及电源总线的电压至少其一。芯片包括存储电路，其用以存储芯片感测缆线的温度产生的温度感测信号以及芯片感测电源总线的电压产生的电压感测信号，通过数据传输接脚将温度感测信号以及电压感测信号至少其一传输至充电器及电子装置。

本发明的电子标记(E-Marker)芯片感测缆线的温度以及缆线中的电源总线电压至少其一，电子标记芯片包括存储电路以及数据传输接脚。存储电路用以存储电子标记芯片感测缆线的温度产生的温度感测信号以及电子标记芯片感测电源总线电压产生的电压感测信号。数据传输接脚用以将温度感测信号以及电压感测信号至少其一传输至充电器或是电子装置。

本发明的充电装置包括充电器、缆线以及连接头。缆线包括电源总线。缆线的一端耦接充电器而于缆线的另一端通过连接头提供充电电压给电子装置。连接头包括芯片，其配置于连接头中，感测缆线的温度以及电源总线的电压至少其一。芯片包括存储电路，其用以存储芯片感测缆线的温度产生的温度感测信号以及芯片感测电源总线的电压产生的电压感测信号，通过数据传输接脚将温度感测信号以及电压感测信号至少其一传输至充电器。

基于上述，本发明的实施例藉由连接头中的芯片来感测缆线的温度以及缆线中电源总线的电压至少其一，并将温度感测信号以及电压感测信号提供给充电器，以使充电器可依据温度感测信号以及电压感测信号至少其一调整充电电压，以避免大充电电流造成电子元件损坏的机率，并提高充电装置的使用安全性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的实施例的一种充电装置的示意图。

图2是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图。

图3是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图。

图4是依照本发明的实施例的一种电子装置与充电装置的缆线接头耦接的示意图。

图5是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图。

图6是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图。

图7是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图。

图8是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图。

附图标记说明

102：充电器

104、302、602：连接头

106：缆线

108、304：芯片

110、310：存储电路

202、306：热传感器

204、308：模拟转数字电路

206：交流直流转换电路

208：电力传输控制芯片

402：电子装置

404：电源管理芯片

502、606：分压电路

VT1：充电电压

VBUS：电源总线

P1：数据传输接脚

RT1、RT2：热敏电阻

R、R1～R6：电阻

IG1：充电电流

GND：接地接脚

VC1、VE1：电压

RBUS、RG：等效电阻

具体实施方式

图1是依照本发明的实施例的一种充电装置的示意图，请参照图1。充电装置包括充电器102、连接头104以及缆线106，缆线106的一端耦接充电器102而于缆线106的另一端通过连接头104提供充电电压VT1给电子装置(未绘示)，电子装置可例如为手机、平板计算机、音乐播放器…等等装置。进一步来说，缆线106包括电源总线VBUS，连接头104包括芯片108，芯片108耦接电源总线VBUS，其中芯片108可例如为电子标记(E-Marker)芯片，连接头104的连接接口可例如为USB type-C接口，然而不以此为限。芯片108可感测缆线106的温度以及电源总线VBUS的电压至少其一，并将感测缆线106的温度产生的温度感测信号以及感测电源总线VBUS的电压产生的电压感测信号存储至芯片108中的存储电路110，其中存储电路110可例如以静态随机存取存储器(Static Random Access Memories,SRAM)来实施，然而不以此为限。存储电路110可通过数据传输接脚P1将温度感测信号以及电压感测信号至少其一传输至充电器102，充电器102则可依据温度感测信号以及电压感测信号至少其一改变其施加到电源总线VBUS的电压，进而调整充电电压VT1或是停止充电，其中数据传输接脚P1可例如为配置通道(Configuration Channel,CC)接脚，然而不以此为限。

如此藉由将连接头104中的芯片108感测缆线106的温度以及电源总线VBUS的电压至少其一提供给充电器，可使充电器102实时地依据温度感测信号以及电压感测信号至少其一调整充电电压VT1或是停止充电，例如可藉由温度感测信号以及电压感测信号判断电子装置与缆线106的接头间的等效电阻是否因磨损或其他原因而变大(例如当温度感测信号所对应的温度过高，或电压感测信号所对应的电压过低时，代表电子装置与缆线106的接头间的等效电阻过大)。当缆线106的接头的等效电阻变大时，充电器102可降低施加至电源总线VBUS，或停止提供电压给电源总线VBUS(例如在缆线106的温度高于默认温度或电子装置与缆线106的接头间的等效电阻大于默认电阻时停止提供电压给电源总线VBUS)，以避免缆线106的温度过高，而大幅地降低电子元件损坏的机率，提高充电装置的使用安全性。

图2是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图，请参照图2。进一步来说，芯片108可包括热传感器202以及模拟转数字电路204，热传感器202可感测缆线106的温度，以产生温度感测信号。模拟转数字电路204耦接热传感器202与存储电路110，模拟转数字电路204可将温度感测信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的温度感测信号存储至存储电路110。在本实施例中，热传感器202以热敏电阻RT1与电阻R来实施，热敏电阻RT1耦接于电源总线VBUS与电阻R的一端之间，其中电阻R的另一端耦接于接地端，热敏电阻RT1可例如为正温度系数或负温度系数的热敏电阻。另外，模拟转数字电路204可将热敏电阻RT1上的跨压(亦即温度感测信号)转换为数字信号，并将其存储至存储电路110，以供充电器102存取。充电器102在本实施例中可包括交流直流转换电路206以及电力传输控制芯片208，交流直流转换电路206耦接电源总线VBUS以及电力传输控制芯片208，电力传输控制芯片208还包括耦接芯片108。交流直流转换电路206可将交流电压转换为直流电压，以提供充电电压VT1至电子装置。电力传输控制芯片208可通过芯片108的数据传输接脚P1自存储电路110撷取温度感测信号以及电压感测信号至少其一，并依据温度感测信号以及电压感测信号至少其一调整交流直流转换电路206提供的充电电压VT1或是停止充电，以避免大充电电流造成电子元件损坏的机率，并提高充电装置的使用安全性。在另一实施例中，热敏电阻RT1也可位于芯片108之外。

值得注意的是，图1以及图2实施例的缆线106为固定式地与充电器102连接，因此其仅包括一个用以与电子装置耦接的连接头104，然而在部分实施例中，缆线106亦可包括两个连接头，且此两个连接头并不被限定必须固定地连接至充电器102或电子装置。举例来说，图3是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图，请参照图3。与图1、2实施例不同的是，本实施例的充电装置还包括连接头302，缆线106的一端通过连接头104耦接至电子装置(未绘示)，另一端则通过连接头302连接至充电器102。在本实施例中，热敏电阻RT1位于芯片108之外，热传感器202可以串接于电源总线VBUS与接地之间的热敏电阻RT1与电阻R1来实施(其亦可以图2实施例的实施方式实施)，模拟转数字电路204耦接至热敏电阻RT1与电阻R1的共同接点，以接收热敏电阻RT1与电阻R1的共同接点上产生的温度感测信号。连接头302包括由热敏电阻RT2与电阻R2构成的热传感器306、模拟转数字电路308以及存储电路310，热敏电阻RT2也位于芯片304之外，连接头302可通过芯片304的数据传输接脚P1将热传感器306所产生的温度感测信号传送给充电器102，类似地，芯片304可例如为电子标记芯片，连接头302的连接接口可例如为USB type-C接口，此外存储电路310可例如以静态随机存取存储器来实施，而芯片304的数据传输接脚P1可例如为配置通道接脚，芯片108的数据传输接脚P1与芯片304的数据传输接脚P1耦接在一起。由于连接头302具有与连接头104类似的元件与架构，且其工作方式与图1、2实施例的工作方式类似，因此在此不再赘述其工作方式。

此外，在部分实施例中，图3实施例的连接头104与连接头302的连接接口可为USBtype-C接口，由于USB Type-C的规格定义，当USB Type-C缆线需支持电流3A以上或者需支持USB 3.1Gen1/Gen2的传输速度时，USB Type-C缆线需内置电子标记(E-Marker)芯片，因此在图3实施例的连接头104与连接头302为USB type-C接口的情形下，缆线两端的连接头104与连接头302至少其中之一需设置电子标记芯片，亦即芯片108或芯片304至少其中之一为电子标记芯片。USB Type-C规格的最大特点之一在于，使用USB Type-C规格的连接头可正插或反插于主机装置中，如此不论用户将USB Type-C接口的连接头正插或反插于充电器102中，充电器102均可通过USB Type-C接口的连接头对手机装置充电，而可提高充电装置的使用便利性。

图4是依照本发明的实施例的一种电子装置与充电装置的缆线接头耦接的示意图，请参照图4。进一步来说，电子装置402与图1～图3实施例的接头104连接时，电子装置402亦可依据芯片108所存储的温度感测信号以及电压感测信号至少其一来调整其所接收的充电电流IG1，以进一步保护电子装置402，避免其受到损坏。详细来说，电子装置402可包括电源管理芯片404，电源管理芯片404的电源接脚与接地接脚分别耦接电源总线VBUS以及芯片108的接地接脚GND。电源管理芯片404可依据来自芯片108的电压感测信号(其指示芯片108所感测到的电源总线VBUS以及接地接脚GND间的电压VC1)、电源总线VBUS上的充电电流IG1以及电源管理芯片404的电源接脚与接地接脚间的电压VE1计算电子装置402与接头104间的等效连接电阻(包括与电源接脚相关的等效电阻RBUS以及与接地接脚相关的等效电阻RG)，并依据等效连接电阻调整电子装置402接收的充电电流IG1。也就是说，等效电阻RBUS以及等效电阻RG的电阻值和等于(VC1-VE1)/IG1，电源管理芯片404可依据计算得到的等效电阻RBUS以及等效电阻RG的电阻值和来判断接头104的等效电阻是否已因磨损或其他原因而变大，而可对应地调整所接收的充电电流IG1的电流值，亦或是停止充电，避免过大的充电电流IG1造成温度过高，并降低电子元件损坏的机率，提高充电装置的使用安全性。在另一实施例中，电源管理芯片404也可依据来自芯片108的温度感测信号来判断接头104的温度是否高于一默认温度，若超过该默认温度，则电源管理芯片404可对应地调整所接收的充电电流IG1的电流值，亦或是停止进行充电。

图5是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图，请参照图5。在本实施例中，芯片108用以检测电源总线VBUS上的电压，如图5所示，本实施例的充电装置与图2实施例不同之处在于，本实施例的芯片108包括用以检测电源总线VBUS上的电压的分压电路502。分压电路502可例如包括电阻R3与R4，电阻R3与R4串接于电源总线VBUS与接地之间，分压电源总线VBUS上的电压，以产生分压电压。模拟转数字电路204耦接至电阻R3与电阻R4的共同接点，以接收电阻R3与电阻R4的共同接点上产生的分压电压，并将其转换为电压感测信号存储至存储电路110，以供充电器102或电子装置402进行存取。

类似地，虽然图5实施例的缆线106仅包括一个用以与电子装置耦接的连接头104，然而在部分实施例中，缆线106亦可包括两个连接头，且此两个连接头并不被限定必须固定地连接至充电器102或电子装置。举例来说，图6是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图，请参照图6。与图5实施例不同的是，本实施例的充电装置还包括连接头602，缆线106的一端通过连接头104耦接至电子装置(未绘示)，另一端则通过连接头602连接至充电器102。连接头602包括由电阻R5与电阻R6构成的分压电路606、模拟转数字电路308以及存储电路310，类似地，芯片604可例如为电子标记芯片，连接头602的连接接口可例如为USBtype-C接口，存储电路310可例如以静态随机存取存储器来实施，而芯片604的数据传输接脚P1可例如为配置通道接脚。芯片108的数据传输接脚P1与芯片604的数据传输接脚P1耦接在一起。由于连接头602具有与连接头104类似的元件与架构，且其工作方式与图5实施例的工作方式类似，因此在此不再赘述其工作方式。

图7是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图，请参照图7。在部分实施例中，图5以及图6实施例的模拟转数字电路204亦可直接耦接至电源总线VBUS，由于不需如图5以及图6实施例经过分压电路进行分压，因此对于模拟转数字电路308的电压检测准确度的要求可降低，而可节省连接头中芯片的生产成本。由于本实施例的充电装置与图5的充电装置间的差异仅在于分压电路502的有无，本实施例的充电装置的详细工作方式应可由上述实施例推知，因此在此不再赘述。

值得注意的是，在部分实施例中，连接头中的芯片亦可同时具有分压电路以及热传感器，以进行缆线的温度感测以及电源总线上的电压感测。图8是依照本发明另一实施例的一种充电装置的示意图，如图8所示，芯片108可同时包括热传感器202以及分压电路502，以进行缆线106的温度感测以及电源总线VBUS上的电压感测，从而产生温度感测信号以及电压感测信号，并将其存储至存储电路110中，以供充电器102与电子装置存取。由于热传感器202以及分压电路502的实施方式以及相关工作已于上述实施例中说明，因此在此不再赘述。此外，在其它实施例中，本实施例的缆线106亦可如图3与图6的实施例包括两个连接头，而不限定如图8实施例般仅具有一个连接头。

综上所述，本发明的实施例藉由连接头中的芯片来感测缆线的温度以及缆线中电源总线的电压至少其一，并将温度感测信号以及电压感测信号提供给充电器，以使充电器可依据温度感测信号以及电压感测信号至少其一调整充电电压或是停止充电，以避免大充电电流造成电子元件损坏的机率，并提高充电装置的使用安全性。另一方面，与缆线连接的电子装置亦可依据芯片存储的温度感测信号以及电压感测信号调整其所接收的充电电流或是停止进行充电，以提供进一步的保护。

Claims (25)

1.一种缆线，包括：

一电源总线；以及

一连接头，该缆线的一端用于耦接一充电器而于该缆线的另一端通过该连接头提供一充电电压给一电子装置，该连接头包括：

一芯片，配置于该连接头中，感测该缆线的温度以及该电源总线的电压至少其一，该芯片包括：

一存储电路，用以存储该芯片感测该缆线的温度产生的温度感测信号以及该芯片感测该电源总线的电压产生的电压感测信号，通过一数据传输接脚将该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一传输至该充电器及该电子装置。

2.如权利要求1所述的缆线，其中用于连接该缆线的该充电器依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整该充电电压或是停止充电。

3.如权利要求1所述的缆线，其中用于连接该缆线的该电子装置依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整该充电电流或是停止进行充电。

4.如权利要求1所述的缆线，其中该芯片还包括：

一热传感器，感测该缆线的温度，以产生该温度感测信号；以及

一模拟转数字电路，耦接该热传感器与该存储电路，将该温度感测信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的该温度感测信号存储至该存储电路。

5.如权利要求4所述的缆线，其中该热传感器包括：

一热敏电阻，耦接于该电源总线与一电阻的一端之间，其中该电阻的另一端耦接于一接地端，该热敏电阻响应于该缆线的温度而产生该温度感测信号。

6.如权利要求1所述的缆线，其中用于连接该缆线的该充电器包括：

一交流直流转换电路，耦接该电源总线，将一交流电压转换为一直流电压，以提供该充电电压；以及

一电力传输控制芯片，耦接该交流直流转换电路以及该芯片，通过该数据传输接脚自该存储电路撷取该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一，依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整该交流直流转换电路提供的该充电电压或是停止充电。

7.如权利要求1所述的缆线，其中该芯片还包括：

一分压电路，耦接该电源总线，分压该电源总线上的电压，以产生一分压电压，该芯片还依据该分压电压产生该电压感测信号。

8.如权利要求1所述的缆线，其中该芯片为电子标记芯片，该连接头的连接接口为USBtype-C接口，该数据传输接脚为配置通道接脚。

9.一种电子标记芯片，该电子标记芯片感测一缆线的温度以及该缆线中的一电源总线电压至少其一，该电子标记芯片包括：

一存储电路，用以存储该电子标记芯片感测该缆线的温度产生的温度感测信号以及该电子标记芯片感测该电源总线电压产生的电压感测信号；以及

一数据传输接脚，用以将该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一传输至一充电器或是一电子装置。

10.如权利要求9所述的电子标记芯片，其中该电子标记芯片用以配置于一第一连接头中，该缆线的一端用于通过该第一连接头耦接该充电器，而该缆线的另一端提供一充电电压给该电子装置。

11.如权利要求10所述的电子标记芯片，其中用于连接该缆线的该充电器依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整该充电电压或是停止充电。

12.如权利要求9所述的电子标记芯片，其中该电子标记芯片用以配置于一第二连接头中，该缆线的一端用于耦接该充电器，而该缆线的另一端用于通过该第二连接头提供一充电电压给该电子装置。

13.如权利要求12所述的电子标记芯片，其中用于连接该缆线的该电子装置依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整所接收的一充电电流或是停止进行充电。

14.如权利要求9所述的电子标记芯片，其中该电子标记芯片还包括：

一热传感器，感测该缆线的温度，以产生该温度感测信号；以及

一模拟转数字电路，耦接该热传感器与该存储电路，将该温度感测信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的该温度感测信号存储至该存储电路。

15.如权利要求14所述的电子标记芯片，其中该热传感器包括：

一热敏电阻，耦接于该电源总线与一电阻的一端之间，其中该电阻的另一端耦接于一接地端，该热敏电阻响应于该缆线的温度而产生该温度感测信号。

16.如权利要求10所述的电子标记芯片，其中用于连接该缆线的该充电器包括：

一交流直流转换电路，耦接该电源总线，将一交流电压转换为一直流电压，以提供该充电电压；以及

一电力传输控制芯片，耦接该交流直流转换电路以及该电子标记芯片，通过该数据传输接脚自该存储电路撷取该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一，依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整该交流直流转换电路提供的该充电电压或是停止充电。

17.如权利要求9所述的电子标记芯片，其中该电子标记芯片还包括：

一分压电路，耦接该电源总线，分压该电源总线上的电压，以产生一分压电压，该芯片还依据该分压电压产生该电压感测信号。

18.如权利要求9所述的电子标记芯片，其中该连接头的连接接口为USB type-C接口，该数据传输接脚为配置通道接脚。

19.一种充电装置，包括：

一充电器；

一缆线，包括一电源总线；以及

一连接头，该缆线的一端耦接该充电器而于该缆线的另一端通过该连接头提供一充电电压给一电子装置，该连接头包括：

一芯片，配置于该连接头中，感测该缆线的温度以及该电源总线的电压至少其一，该芯片包括：

一存储电路，用以存储该芯片感测该缆线的温度产生的温度感测信号以及该芯片感测该电源总线的电压产生的电压感测信号，通过一数据传输接脚将该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一传输至该充电器。

20.如权利要求19所述的充电装置，其中该充电器依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整该充电电压。

21.如权利要求19所述的充电装置，其中该芯片还包括：

一热传感器，感测该缆线的温度，以产生该温度感测信号；以及

一模拟转数字电路，耦接该热传感器与该存储电路，将该温度感测信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的该温度感测信号存储至该存储电路。

22.如权利要求21所述的充电装置，其中该热传感器包括：

一热敏电阻，耦接于该电源总线与一电阻的一端之间，其中该电阻的另一端耦接于一接地端，该热敏电阻响应于该缆线的温度而产生该温度感测信号。

23.如权利要求19所述的充电装置，其中该充电器包括：

一交流直流转换电路，耦接该电源总线，将一交流电压转换为一直流电压，以提供该充电电压；以及

一电力传输控制芯片，耦接该交流直流转换电路以及该芯片，通过该数据传输接脚自该存储电路撷取该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一，依据该温度感测信号以及该电压感测信号至少其一调整该交流直流转换电路提供的该充电电压。

24.如权利要求19所述的充电装置，其中该芯片还包括：

一分压电路，耦接该电源总线，分压该电源总线上的电压，以产生一分压电压，该芯片还依据该分压电压产生该电压感测信号。

25.如权利要求19所述的充电装置，其中该芯片为电子标记芯片，该连接头的连接接口为USB type-C接口，该数据传输接脚为配置通道接脚。