CN103218278B - 自动检测控制装置及其自动检测控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动检测控制装置及其自动检测控制方法。该自动检测控制装置由一***电源信号或一外部装置供电，并在与该外部装置耦接时进行一检测动作，其包含：一检测模块，用以检测该外部装置的一第一电源信号是否存在来据此判断外部装置是否为自我供电以产生一第一结果；一电源管理模块，用以防止该第一电源信号与该***电源信号冲突；以及一控制模块，根据该第一结果来决定是否由该电源管理模块经由该***电源信号供电给该外部装置。

Description

自动检测控制装置及其自动检测控制方法

技术领域

本发明是关于一种自动检测控制装置与其检测控制方法，特别是关于一种用以防止电源冲突的自动检测控制装置与其检测控制方法。

背景技术

近年来USB(通用串行总线)使计算机与不同周边装置之间的连接与控制有了统一的界面。一般而言，计算机作为USB主(HOST)装置，周边装置作为USB从(SERVICE)装置，USB主装置提供电源到USB从装置并传收数据。

然而为了使不同的周边装置之间可连接与控制，USB on the go(OTG)的规格被提出，其主要目的就是让两个不同USB的周边装置不需通过计算机而得以连结，同时又可以依需要改变主从关系。传统的USB装置的USB连接端口只有四个接脚，而符合USB OTG规格的USB装置中需包含USB OTG芯片，USB OTG芯片需另具有ID接脚以判定USB装置是主装置或是从装置。

而已知技术中，当各具有供电电源而未决定主从装置关系之一装置与一外部装置相耦接时，常见的问题是不同的供电电源容易使得双方的电源冲突而使此二装置的元件烧毁或损坏。

且若是USB装置有一方不符合USB OTG规格(即一方非USB OTG装置，不具USB OTG芯片或ID接脚)，则USB装置之间需利用对方与我方的USB从接头(connector)或USB主接头连接来判断我方以及对方何为USB主装置、何为USB从装置，以进一步处理其连接与控制。因此常用的非USB OTG装置需要具备不同的USB接头在连接时来判断其为主装置或是USB从装置，并无法以单一接头或自动检测来判断。

发明内容

因此本发明的众多目的之一为提供一种自动检测控制装置与其检测方法，以解决当各具有供电电源而未决定主从装置关系之一装置与一外部装置相耦接时，双方的电源冲突的问题，以改善已知技术的缺失。

因此本发明之众多目的之一为提供一种自动检测控制装置与其检测方法，其可以单一接头且不需额外的接脚，利用自动检测来进行连接与控制，以改善已知技术的缺失。且其应用不以USB为限。

因此根据本发明的一实施例的一种自动检测控制装置，其由一***电源信号或一外部装置供电，并在与该外部装置耦接时进行一检测动作，其包含：一检测模块，用以检测该外部装置的一第一电源信号是否存在来据此判断外部装置是否为自我供电以产生一第一结果；一电源管理模块，用以防止该第一电源信号与该***电源信号冲突；以及一控制模块，根据该第一结果来决定是否由该电源管理模块通过该***电源信号供电给该外部装置。

因此根据本发明的一实施例的一种自动检测控制方法，用于一自动检测控制装置与一外部装置耦接时进行一检测动作，其中该自动检测控制装置受一***电源信号或该外部装置供电，该方法包含下列步骤：检测该外部装置的一第一电源信号是否存在来据此判断外部装置是否为自我供电以产生一第一结果；防止该第一电源信号与该***电源信号冲突；以及根据该第一结果来决定是否由该***电源信号供电给该外部装置。

因此根据本发明的一实施例的一种自动检测控制方法，用于一自动检测控制装置与一外部装置耦接时进行一检测动作，其中该自动检测控制装置受一***电源信号或该外部装置供电，该方法包含下列步骤：检测该外部装置的一第一信号来据以判断该外部装置为一主装置或一从装置以产生一第三结果；防止该外部装置的一第一电源信号与该***电源信号冲突；以及根据该第三结果来决定是否由该***电源信号供电给该外部装置。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例的自动检测控制装置的示意图；

图2为根据本发明的一实施例的自动检测控制装置的示意图；

图3为根据本发明的一实施例的自动检测控制方法的流程图；以及

图4为根据本发明的一实施例的自动检测控制方法的流程图。

主要元件符号说明

30：自动检测控制装置    31：检测电路模块

35：电源管理模块        32：控制模块

33：***电源            34：外部装置

353：第一开关电路       354：第二开关电路

355：稳压单元           316：检测单元

317：通用串行总线电路   3530：二极管群组

3531：第一二极管    3532：第二二极管

3533：第三二极管    3534：第一开关

3541：第四二极管    3542：第二开关

具体实施方式

请参阅图1，其为根据本发明的一实施例的自动检测控制装置30的示意图。自动检测控制装置30受***电源信号V5(来自***电源33)或外部装置34(第一电源信号VBUS)供电，并在与外部装置34耦接时进行一检测动作。该自动检测控制装置30包含一检测模块31、一控制模块32、以及一电源管理模块35。该检测模块31用以检测该外部装置34的一第一电源信号VBUS是否存在来据此判断外部装置是否为自我供电、检测该***电源信号V5是否存在、或检测该外部装置的一第一信号SD1，以产生一检测结果SR0。电源管理模块35，用以防止第一电源信号VBUS与***电源信号V5冲突。控制模块32以控制信号SC0控制电源管理模块35，根据该检测结果SR0来决定或判断是否由该电源管理模块35通过该***电源信号V5供电给该外部装置34、是否由该电源管理模块35通过该第一电源信号VBUS供电给该自动检测控制装置30、或外部装置34为一主装置或一从装置。

请参阅图2，其为根据本发明的一较佳实施例的自动检测控制装置30的示意图。本实施例以自动检测控制装置30及外部装置34为USB装置来做说明，但本发明不以应用于USB***为限。

在自动检测控制装置30与外部装置34耦接之前，自动检测控制装置30与外部装置34并不知道彼此的电源状态以及主从配置状态，因此在一实施例，首先必须防止彼此的电源(第一电源信号VBUS与***电源信号V5)冲突。在一实施例中，其利用单向导通的降压单元来防止第一电源信号VBUS与***电源信号V5冲突，其中单向导通的降压单元较佳为二极管。如图2，该电源管理模块35包含一第一开关电路353、一第二开关电路354、以及一稳压单元355。该第一开关电路353具有一第一端点P1与一第二端点P2，该第一开关电路在该第一端点P1耦接该第一电源信号VBUS的供应端。该第二开关电路314具有一第三端点P3与一第四端点P4，该第二开关电路354在该第四端点P4耦接该第二电源信号V5的供应端。稳压单元315的输入端P5与该第二端点P2以及该第三端点P3耦接。该第一开关电路353包含相互并联的一二极管群组3530、一第三二极管3533、以及一第一开关3534，该二极管群组3530包含一第一二极管3531以及一第二二极管3532。该第二开关电路354包含相互并联的一第四二极管3541以及一第二开关3542。当第一电源信号VBUS与***电源信号V5同时存在时，例如V5＝5V，VBUS＝5V，而自动检测控制装置30所需的操作电压为3.3V，则***电源信号V5经第四二极管3541的压降，第一电源信号VBUS经第三二极管3533的压降，而在P5接触时可避免冲突，而避免装置的元件烧毁或损坏。而稳压单元355此时将先于P5将来自***电源信号V5或第一电源信号VBUS的电源转换或稳压为3.3V(操作电压SPOWER)以供检测模块31或控制模块32在初期使用。其中，第一开关3534及第二开关3542初始设为不导通。在本说明书中，信号存在的意思表示有检测到信号且其电压值足以使相应的电路或模块运作。

在一实施例，检测模块31包括一检测单元316，用以检测该外部装置34的第一电源信号VBUS而产生第一结果SR1。检测模块31将检测该外部装置34的第一电源信号VBUS是否存在来据此判断外部装置34是否为自我供电以产生一第一结果SR1。先假设***电源信号V5存在。此时若VBUS＝5V，其将超过操作电压SPOWER，故可利用分压或降压方式，如分压一半VBUS为2.5V与根据操作电压SPOWER所设定的一第一阈值VTH(如2V)做比较，则此时2.5V大于2V，表示VBUS存在，在该第一电源信号VBUS的供应端检测到的电压确为VBUS，外部装置34为自我供电。若VBUS不存在，则此时在该第一电源信号VBUS的供应端检测到VBUS电压实际上为***电源信号V5经二极管3541、3532、及3531的三个二极管导通压降(如3×0.7＝2.1)而得到，其为5V-2.1V＝2.9V，故此时2.9V/2＝1.45V将小于2V，表示VBUS不存在，外部装置34不是自我供电。其中操作电压SPOWER的电压、第一电源信号VBUS或***电源信号V5的电压及其分压或降压方式、第一阈值VTH、及二极管与开关的数目与耦接方式，可根据实际应用时调整变化，本发明不以此为限。

接下来控制模块32将根据第一结果SR1来决定是否由该电源管理模块35经由该***电源信号V5供电给该外部装置34。当外部装置34不为自我供电，控制模块32将通过控制信号SC1以及控制信号SC2来导通第一开关3534及第二开关3542以经由***电源信号V5正常供电给该外部装置34，而没经二极管3541、3532、及3531的压降，并产生操作电压SPOWER给自动检测控制装置30使用。当外部装置34为自我供电，控制模块32将通过控制信号SC1以及控制信号SC2不导通第一开关3534但导通第二开关3542，以使***电源信号V5与第一电源信号VBUS不冲突，且由***电源信号V5产生操作电压SPOWER给自动检测控制装置30使用。

在一实施例，检测模块31还检测该***电源信号V5是否存在来据此产生一第二结果SR2，该控制模块32还根据该第二结果SR2来决定是否由该电源管理模块35经由该第一电源信号VBUS供电给该自动检测控制装置30。若***电源信号V5不存在，则在有意义的情形下第一电源信号VBUS为存在。此时第一电源信号VBUS经第三二极管3533的压降将再通过稳压单元355将电源转换或稳压为3.3V(操作电压SPOWER)以供检测模块31或控制模块32在初期使用。故利用类似上述实施例分压与阈值来判断第一电源信号VBUS是否存在的方式，将可判断***电源信号V5是否存在，不再赘述。***电源信号V5不存在，控制模块32将通过控制信号SC1以及控制信号SC2来导通第一开关3534但不导通第二开关3542以经由第一电源信号VBUS产生操作电压SPOWER以正常供电给自动检测控制装置30，而没经二极管3533的压降。

在一实施例，检测模块31还包括一通用总线电路317，用以检测一第一信号SD1而产生一第三结果SR3。通用总线电路317检测该外部装置34的一第一信号SD1来据此判断该外部装置为一主装置或一从装置以产生第三结果SR3。以USB装置为例，第一信号SD1优选地为差动信号，其具有信号D+以及信号D-，当检测为有相应的信号时，表示该外部装置34为一从装置，检测模块31输出DEVICE_CONNECT＝1给控制模块32，反之则为主装置，输出DEVICE_CONNECT＝0。

因为主装置通常为自我供电(VBUS存在)，而从装置通常需对方供电(VBUS不存在)，故在一实施例，控制模块32可进一步根据第三结果SR3及第一结果SR1来决定是否由该电源管理模块35经由该***电源信号V5供电给该外部装置34，或根据第三结果SR3来调整第一阈值VTH。且在另一实施例中，控制模块32可仅根据该第三结果SR3来决定是否由该***电源信号V5供电给该外部装置34。

请参阅图3，其例示根据本发明的一实施例的自动检测控制方法，其用于一自动检测控制装置与一外部装置耦接时进行一检测动作，其中该自动检测控制装置受一***电源信号或该外部装置供电，该方法包含下列步骤：

步骤S302：检测该外部装置的一第一电源信号是否存在来据此判断外部装置是否为自我供电以产生一第一结果。

步骤S304：防止该第一电源信号与该***电源信号冲突。

步骤S306：根据该第一结果来决定是否由该***电源信号供电给该外部装置。

根据本发明的另一实施例，该方法可另包含下列步骤：

步骤S308：检测该***电源信号是否存在，据此产生一第二结果；以及根据该第二结果来决定是否由该第一电源信号供电给该自动检测控制装置。

根据本发明的另一实施例，该方法可另包含下列步骤：

步骤S310：检测该外部装置的一第一信号来判断该外部装置为一主装置或一从装置以产生一第三结果。

根据本发明的另一实施例，该方法可另包含下列步骤：

步骤S312：根据该第三结果及该第一结果来决定是否由该电源管理模块经由该***电源信号供电给该外部装置。

根据本发明的另一实施例，该方法可另包含下列步骤：

步骤S314：利用一单向导通的降压单元来防止该第一电源信号与该***电源信号冲突；以及导通一与该降压单元并联的开关，以使该***电源信号正常供电给该外部装置。

请参阅图4，其例示根据本发明的一实施例的自动检测控制方法，其用于一自动检测控制装置与一外部装置耦接时进行一检测动作，其中该自动检测控制装置受一***电源信号或该外部装置供电，该方法包含下列步骤：

步骤S402：检测该外部装置的一第一信号来据此判断该外部装置为一主装置或一从装置以产生一第三结果。

步骤S404：防止该外部装置的一第一电源信号与该***电源信号冲突。

步骤S406：根据该第三结果来决定是否由该***电源信号供电给该外部装置。

根据本发明的另一实施例，该方法可另包含下列步骤：

步骤S408：利用一单向导通的降压单元来防止该第一电源信号与该***电源信号冲突；以及

导通一与该降压单元并联的开关，以使该***电源信号正常供电给该外部装置

根据本发明的另一实施例，该方法可另包含下列步骤：

步骤S410：检测该***电源信号是否存在以产生一第二结果；以及根据该第二结果来决定是否经由该第一电源信号供电给该自动检测控制装置。

请注意，假设大体上可获得相同结果，图3、图4所示的流程图中的步骤不一定遵照此排序来连续执行，且其它的步骤亦可***其中。

综上所述，根据本发明的自动检测控制装置与其检测方法，其确可改善已知技术的缺失。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种自动检测控制装置，其由一***电源信号或一外部装置供电，并在与所述外部装置耦接时进行一检测动作，其包含：

一检测模块，用以检测所述外部装置的一第一电源信号是否存在来据此判断所述外部装置是否为自我供电以产生一第一结果；

一电源管理模块，用以防止所述第一电源信号与所述***电源信号冲突；以及

一控制模块，根据所述第一结果来决定是否由所述电源管理模块经由所述***电源信号供电给所述外部装置，

其中，所述检测模块还检测所述***电源信号是否存在来据以产生一第二结果，所述控制模块还根据所述第二结果来决定是否由所述电源管理模块经由所述第一电源信号供电给所述自动检测控制装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述检测模块还检测所述外部装置的一第一信号来据此判断所述外部装置为一主装置或一从装置以产生一第三结果。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制模块还根据所述第三结果及所述第一结果来决定是否由所述电源管理模块经由所述***电源信号供电给所述外部装置。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述检测模块由根据所述***电源信号或所述第一电源信号所得到的一第一阈值与在所述第一电源信号VBUS的一供应端检测到的一电压进行比较以得到所述第一结果。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源管理模块包含：

一单向导通的降压单元，用以防止所述第一电源信号与所述***电源信号冲突；以及

一开关，与所述降压单元并联，在所述控制模块决定由所述电源管理模块经由所述***电源信号供电给所述外部装置的情形下导通。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述开关导通时使得所述***电源信号正常供电给所述外部装置。

7.一种自动检测控制方法，用于一自动检测控制装置与一外部装置耦接时进行一检测动作，其中所述自动检测控制装置受一***电源信号或所述外部装置供电，所述方法包含下列步骤：

检测所述外部装置的一第一电源信号是否存在来据此判断所述外部装置是否为自我供电以产生一第一结果；

防止所述第一电源信号与所述***电源信号冲突；

根据所述第一结果来决定是否由所述***电源信号供电给所述外部装置；

检测所述***电源信号是否存在来据此产生一第二结果；以及

根据所述第二结果来决定是否经由所述第一电源信号供电给所述自动检测控制装置。

8.根据权利要求7所述的方法，还包含下列步骤：

检测所述外部装置的一第一信号来判断所述外部装置为一主装置或一从装置以产生一第三结果。

9.根据权利要求8所述的方法，还包含下列步骤：

根据所述第三结果及所述第一结果来决定是否由所述电源管理模块经由所述***电源信号供电给所述外部装置。

10.根据权利要求7所述的方法，还包含下列步骤：

利用一单向导通的降压单元来防止所述第一电源信号与所述***电源信号冲突；以及

导通一与所述降压单元并联的开关，以使所述***电源信号正常供电给所述外部装置。

11.一种自动检测控制方法，用于一自动检测控制装置与一外部装置耦接时进行一检测动作，其中所述自动检测控制装置受一***电源信号或所述外部装置供电，所述方法包含下列步骤：

检测所述外部装置的一第一信号来据此判断所述外部装置为一主装置或一从装置以产生一第三结果；

防止所述外部装置的一第一电源信号与所述***电源信号冲突；

根据所述第三结果来决定是否由所述***电源信号供电给所述外部装置，

检测所述***电源信号是否存在以产生一第二结果；以及

根据所述第二结果来决定是否经由所述第一电源信号供电给所述自动检测控制装置。

12.根据权利要求11所述的方法，还包含下列步骤：

利用一单向导通的降压单元来防止所述第一电源信号与所述***电源信号冲突；以及

导通一与所述降压单元并联的开关，以使所述***电源信号正常供电给所述外部装置。