TWI483620B - 提供充電之方法及其充電控制系統及具有該充電控制系統之電子裝置 - Google Patents

Description

提供充電之方法及其充電控制系統及具有該充電控制系統之電子裝置

本發明係有關一種提供充電之方法，特別是一種透過電子裝置之音訊傳輸孔以對外接裝置進行充電之提供充電之方法。

隨著科技的進步，可攜式電子產品的功能也越來越強大，連帶著與其使用相關的周邊產品也越來越多元化，例如：藍芽耳機、藍芽喇叭；無線鍵盤、主動式觸控筆…等。

然而，這些周邊產品都必須在有電力的情況下才能使用，因此於使用一段時間後，即必須對其進行充電。以主動式觸控筆為例，當使用者外出一時尋找不到可利用的外部電源時，若能透過可攜式電子產品本身對其進行充電的話，將可解決此一困擾。

本發明之主要目的係在提供一種提充充電之方法及執行該方法的充電控制系統。

本發明之另一目的係在提供一種可透過其本身的音訊傳輸孔對外接裝置進行充電的電子裝置。

為達成本發明之主要目的，本發明之提供充電之方法可用以使電子裝置透過音訊傳輸孔對外接裝置充電。外接裝置包括有接頭，接頭用以***音訊傳輸孔，且於接頭***音訊傳輸孔時，接頭與電子裝置之訊號產生開關並聯，並與電子裝置之分壓電路串聯，使得分壓電路於訊號產生開關不導通時，根據接頭之阻抗值產生分壓電位。本發明之提供充電之方法包括有以下步驟：偵測訊號產生開關是否產生一中斷訊號；若是，控制訊號產生開關不導通；偵測分壓電位，藉以根據分壓電位判別外接裝置是否為一待充電裝置；當判別外接裝置為待充電裝置時，控制電子裝置之電源供應模組輸出一電源訊號至待充電裝置，以對待充電裝置進行充電。

本發明之充電控制系統適用於電子裝置，以使電子裝置可透過音訊傳輸孔對外接裝置充電。外接裝置包括有接頭，接頭用以***音訊傳輸孔，且於接頭***音訊傳輸孔時，接頭與電子裝置之訊號產生開關並聯，並與電子裝置之分壓電路串聯，使得分壓電路於訊號產生開關不導通時，根據接頭之阻抗值產生一分壓電位。本發明之充電控制系統包括有中斷偵測模組、開關控制模組、分壓偵測模組、判斷模組以及電源輸出控制模組。中斷偵測模 組用以偵測訊號產生開關是否產生一中斷訊號。開關控制模組用以根據中斷訊號控制訊號產生開關不導通。分壓偵測模組用以於訊號產生開關不導通時偵測分壓電位。判斷模組用以根據分壓電位判別外接裝置是否為待充電裝置。電源輸出控制模組用以當判斷模組判別外接裝置為待充電裝置時，控制電子裝置之電源供應模組輸出一電源訊號至待充電裝置。

為達成本發明之另一目的，本發明之電子裝置包括有音訊傳輸孔、訊號產生開關、分壓電路、電源供應模組以及控制單元。音訊傳輸孔係供接頭***。訊號產生開關係與音訊傳輸孔電性連接，用以當接頭***音訊傳輸孔時，產生一中斷訊號。分壓電路係與音訊傳輸孔電性連接，且當接頭***音訊傳輸孔時，接頭與訊號產生開關並聯，並與分壓電路串聯，使得分壓電路於訊號產生開關不導通時，根據接頭之一阻抗值產生一分壓電位。電源供應模組係與音訊傳輸孔及分壓電路電性連接，用以產生電源訊號。控制單元係與訊號產生開關及電源供應模組電性連接，用以控制訊號產生開關，並於訊號產生開關不導通時偵測分壓電位，藉以根據分壓電位判斷是否控制電源供應模組輸出電源訊號至外接裝置。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧音訊傳輸孔

E1‧‧‧第一彈片

E2‧‧‧第二彈片

20‧‧‧訊號產生開關

S‧‧‧源極端

G‧‧‧閘極端

D‧‧‧汲極端

30‧‧‧分壓電路

31,32‧‧‧電阻

40‧‧‧電源供應模組

41‧‧‧電池

42‧‧‧電源管理晶片

50‧‧‧音訊處理裝置

60‧‧‧路徑切換單元

61‧‧‧第一開關

62‧‧‧第二開關

70‧‧‧控制單元

71‧‧‧充電控制系統

711‧‧‧中斷偵測模組

712‧‧‧開關控制模組

713‧‧‧分壓偵測模組

714‧‧‧判斷模組

715‧‧‧電源輸出控制模組

716‧‧‧音訊輸出模組

717‧‧‧路徑切換控制模組

90‧‧‧外接裝置

91‧‧‧接頭

911‧‧‧第一金屬環

912‧‧‧第二金屬環

913‧‧‧第三金屬環

914‧‧‧第四金屬環

V‧‧‧分壓端點

P1‧‧‧音訊傳輸路徑

P2‧‧‧充電路徑

R‧‧‧阻抗

圖1係本發明之電子裝置之裝置架構圖。

圖2係本發明之充電控制系統之系統架構圖。

圖3係本發明之提供充電之方法之步驟流程圖。

圖4係表示接頭電性連接音訊傳輸孔形成的模擬電路示意圖。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下請先參考圖1及圖2。其中圖1係本發明之電子裝置之裝置架構圖；圖2係本發明之充電控制系統之系統架構圖。

如圖1所示，本發明之電子裝置1可與外接裝置90電性連接。外接裝置90包括有接頭91。接頭91包括有第一金屬環911、第二金屬環912、第三金屬環913及第四金屬環914。第一金屬環911及第二金屬環912用以接收聲音訊號。第三金屬環913接地。第四金屬環914則用以輸入聲音訊號。進一步言之，本發明之外接裝置90之接頭91為現有的耳機接頭或喇叭接頭，惟外接裝置90不限於耳機或喇叭。若外接裝置90為耳機或喇叭時，第一金屬環911用以接收聲音訊號後，將聲音訊號自耳機的左聲道輸出，而第二金屬環912用以接收聲音訊號後，將聲音訊號自耳機的右聲道輸 出，第四金屬環914則可用以傳輸使用者透過麥克風輸入的聲音訊號。在本發明之實施例中，不同外接裝置90，其接頭91的阻抗值是不相同的。於本發明之具體實施例中，電子裝置1為智慧型手機，但本發明不以此為限。

於本發明之一實施例中，本發明之電子裝置1包括有音訊傳輸孔10、訊號產生開關20、分壓電路30、電源供應模組40、音訊處理裝置50、路徑切換單元60以及控制單元70。

於本發明之一實施例中，音訊傳輸孔10包括有第一彈片E1及第二彈片E2。音訊傳輸孔10係供外接裝置90之接頭91***。進一步言之，音訊傳輸孔10須為與接頭91相應配置的耳機孔或喇叭孔。

於本發明之一實施例中，訊號產生開關20係與音訊傳輸孔10電性連接，訊號產生開關20用以當接頭91***音訊傳輸孔10時，產生中斷訊號。於本發明之具體實施例中，訊號產生開關20為金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，但本發明不以此為限。訊號產生開關20產生中斷訊號之技術內容於以下會有更詳細之說明，故在此暫不予贅述。

於本發明之一實施例中，分壓電路30包括有兩顆相互串聯的電阻31,32。分壓電路30係與音訊傳輸孔10及訊號產生開關20電性連接。如圖1所示，當外接裝置90之接頭 91***音訊傳輸孔10，由於訊號產生開關20的源極端S與接頭91之第三金屬環913同為接地，因此，接頭91及訊號產生開關20會形成並聯狀態，分壓電路30則與訊號產生開關20及接頭91形成串聯。

於本發明之一實施例中，電源供應模組40包括電池41及電源管理晶片42(Power Management IC,PMIC)，其中電源管理晶片42係與音訊傳輸孔10、分壓電路30、音訊處理裝置50及控制單元70電性連接。電源供應模組40用以產生電源訊號。

於本發明之一實施例中，音訊處理裝置50係與音訊傳輸孔10電性連接，音訊處理裝置50用以接收控制單元70傳輸過來的音源訊號，並將音源訊號進行解碼後產生聲音訊號，之後再將聲音訊號透過音訊傳輸孔10以傳輸到外接裝置90。

於本發明之一實施例中，路徑切換單元60包括有第一開關61及第二開關62。第一開關61係與音訊傳輸孔10及音訊處理裝置50電性連接，用以導通或斷開音訊傳輸路徑P1。第二開關62係與音訊傳輸孔10及電源供應模組40電性連接，用以導通或斷開充電路徑P2。

於本發明之一實施例中，控制單元70係與訊號產生開關20、電源供應模組40、音訊處理裝置50及路徑切換單元60電性連接。控制單元70包括有一充電控制系統71。 如圖2所示，於本發明之一實施例中，充電控制系統71包括有中斷偵測模組711、開關控制模組712、分壓偵測模組713、判斷模組714、電源輸出控制模組715、音訊輸出模組716以及路徑切換控制模組717。

於本發明之一實施例中，中斷偵測模組711用以偵測訊號產生開關20是否產生中斷訊號。開關控制模組712用以當中斷偵測模組711偵測到中斷訊號時，根據中斷訊號控制訊號產生開關20不導通。分壓偵測模組713用以於訊號產生開關20不導通時，偵測分壓電路30產生的分壓電位。判斷模組714用以根據偵測到的分壓電位判別外接裝置91究為待充電裝置、聲音播放裝置或其他裝置。電源輸出控制模組715用以當外接裝置91為待充電裝置時，控制電源供應模組40輸出一電源訊號至待充電裝置，以對待充電裝置進行充電。音訊輸出模組716用以當外接裝置91為聲音播放裝置時輸出音源訊號。路徑切換控制模組717用以控制路徑切換單元60導通或斷開音訊傳輸路徑P1或充電路徑P2。關於分壓電位的偵測及外接裝置91的判別之技術內容，以下會有更詳細的說明，在此暫不予說明。

需注意的是，於本發明之一實施例中，上述充電控制系統71中之各個模組除可配置為軟體程式、韌體或其組合外，亦可藉電路迴路或其他適當型式配置。其中，當任一模組為利用軟體實施時，其係可載於一電腦可讀取 儲存媒體。各個模組除可以單獨之型式配置外，亦可以結合之型式配置。

接著請參考圖3，並一併參考圖1、2及4。圖3係表示本發明之提供充電之方法之步驟流程，以下將配合圖1、2及4以依序說明本發明之提供充電之方法之各步驟。惟需注意的是，以下雖以前述之電子裝置1為例，說明本發明所揭露之提供充電之方法，惟本方法並不以使用於前述電子裝置1為限。

首先進行步驟S1：偵測訊號產生開關是否產生一中斷訊號。

如圖1所示，當外接裝置90之接頭91***音訊傳輸孔10時，第一金屬環911接觸到第一彈片E1及第二彈片E2，使得第一彈片E1及第二彈片E2相互導通。而由於訊號產生開關20的源極端S接地，且控制單元70對訊號產生開關20的閘極端G會提供一大於臨界電壓的電壓訊號，因此在訊號產生開關20之源極端S與汲極端D間之通道導通的情況下，控制單元70可偵測到一低電位訊號(即中斷訊號)。也因此，控制單元70可藉由中斷訊號是否產生，以判斷是否有外接裝置90透過接頭91***至電子裝置1之音訊傳輸孔10中。

進行步驟S2：控制訊號產生開關不導通。

在步驟S2中，由於接頭91***音訊傳輸孔10後，接頭91與訊號產生開關20形成並聯，因此，在進行以下步驟前，必須先 將訊號產生開關20所導通的路徑斷開，以使控制單元70接下來可在圖4所示的分壓端點V上偵測到由分壓電路30及接頭91串聯形成的分壓電位。因此，在中斷訊號產生後，控制單元70會根據中斷訊號而停止對訊號產生開關20的閘極端G供電。一旦訊號產生開關20呈現截止狀態，訊號產生開關20的源極端S與汲極端D間便無法導通，亦即兩端間會形成斷路而不導通。

進行步驟S3：偵測分壓電位，以根據分壓電位判別外接裝置是否為待充電裝置或聲音播放裝置。

前已述及，不同外接裝置90之接頭91之阻抗值是不相同的，因此，如圖4所示，一旦訊號產生開關20不導通後，透過電源供應模組40輸出一定電壓至分壓電路30及接頭91所形成的串聯路徑上，便可於圖4所示的分壓端點V上偵測到一分壓電位，且該分壓電位會隨著所串聯的接頭91之阻抗值的不同而改變(虛線部分的阻抗R即表示接頭91的第一金屬環911是有阻抗的，且由於接頭91的第三金屬環913接地，因此所示之阻抗R接地；虛線部分為接頭91的部分虛擬電路圖)。

舉例而言，假設電源供應模組40輸出定電壓1.8伏特，電阻31之阻抗值為10萬歐姆，電阻32為1萬歐姆，而一般聲音播放裝置(例如：耳機)之接頭91之阻抗值約為32歐姆，因此若是聲音播放裝置之接頭21***音 訊傳輸孔10時，根據分壓公式，在分壓端點V產生的分壓電位約為：1.8*(32+10000)/(100000+10000+32)=0.16伏特。若為待充電裝置，設待充電裝置之接頭91之阻抗為10萬歐姆的話，則分壓端點V產生的分壓電位約為：1.8*(100000+10000)/(100000+10000+100000)=0.94伏特。

因此，根據偵測到的分壓電位的不同，控制單元70即可據此判別出外接裝置90究為待充電裝置或聲音播放裝置，抑或者皆不是兩者。更進一步言之，控制單元70會將測得的分壓電位與資料庫中儲存的多筆分壓資訊做比對，如果符合其中之一，則根據偵測到的電壓值執行以下所述之其中一步驟。相反地，若偵測到的分壓電位與資料庫中的各分壓資訊均不相符時，即判定外接裝置90既非聲音播放裝置，亦非待充電裝置，則此時控制單元70不執行任何動作。

如果比對分壓電位及分壓資訊而判別出外接裝置90為待充電裝置時，則執行步驟S4：控制路徑切換單元導通充電路徑，並斷開音訊傳輸路徑，同時控制電源供應模組輸出電源訊號至待充電裝置。

當控制單元70偵測到分壓端點V之分壓電位，並根據該分壓電位而判別出外接 裝置90為待充電裝置時，控制單元70接著控制路徑切換單元60中的第二開關62導通，以導通充電路徑P2，並控制第一開關61斷開，以斷開音訊傳輸路徑P1，同時控制電源供應模組40輸出電源訊號，該電源訊號會透過充電路徑P2傳輸至接頭91的第四金屬環914，以對外接裝置90(即待充電裝置)進行充電。其中斷開音訊傳輸路徑P1之目的係在防止電源訊號回流至音訊處理裝置50。

執行步驟S5：控制路徑切換單元導通音訊傳輸路徑，並斷開充電路徑，同時輸出音源訊號。

當控制單元70偵測到分壓端點V的分壓電位，並根據該分壓電位而判別出外接裝置90為聲音播放裝置時，控制單元70接著控制路徑切換單元60中的第一開關61導通，並控制第二開關62斷開，同時輸出音源訊號。音源訊號傳輸至音訊處理裝置50，並經由其解碼後形成聲音訊號，聲音訊號並可透過音訊傳輸孔10、第一金屬環911及第二金屬環912而傳輸至外接裝置90(即聲音播放裝置)輸出。另外，若聲音播放裝置附有麥可風時，使用者透過麥可風輸入的聲音訊號，便可透過接頭91的第四金屬環914及音訊傳輸路徑P1以傳輸至音訊處理裝置50進行編碼。

需注意的是，本發明所揭露之控制供電之方法並不以上述步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以 改變。

由以上說明可知，本發明之電子裝置1之耳機孔(或喇叭孔)不僅可用以傳輸音訊，更可以用以輸出電源訊號以對外接裝置90進行充電。由於不需在電子裝置1上額外增設任何插孔，因此不影響電子裝置1外觀，且在外接裝置90沒電時，可利用電子裝置1本身及時對外接裝置90進行充電，不必再尋找其他外部電源，有效解決了先前技術所遭遇之問題。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在顯示其迴異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅為便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧音訊傳輸孔

E1‧‧‧第一彈片

E2‧‧‧第二彈片

20‧‧‧訊號產生開關

S‧‧‧源極端

G‧‧‧閘極端

D‧‧‧汲極端

30‧‧‧分壓電路

31,32‧‧‧電阻

40‧‧‧電源供應模組

41‧‧‧電池

42‧‧‧電源管理晶片

50‧‧‧音訊處理裝置

60‧‧‧路徑切換單元

61‧‧‧第一開關

62‧‧‧第二開關

70‧‧‧控制單元

71‧‧‧充電控制系統

90‧‧‧外接裝置

91‧‧‧接頭

911‧‧‧第一金屬環

912‧‧‧第二金屬環

913‧‧‧第三金屬環

914‧‧‧第四金屬環

P1‧‧‧音訊傳輸路徑

P2‧‧‧充電路徑

Claims (9)

1. 一種提供充電之方法，用以使一電子裝置透過一音訊傳輸孔對一外接裝置充電，該外接裝置包括一接頭，該接頭用以***該音訊傳輸孔，且於該接頭***該音訊傳輸孔時，該接頭與該電子裝置之一訊號產生開關並聯，並與該電子裝置之一分壓電路串聯，使得該分壓電路於該訊號產生開關不導通時，根據該接頭之一阻抗值產生之一分壓電位，該方法包括以下步驟：偵測該訊號產生開關是否產生一中斷訊號；若是，控制該訊號產生開關不導通；偵測該分壓電位，藉以根據該分壓電位判別該外接裝置是否為一待充電裝置；若是，控制一電源供應模組輸出一電源訊號至該待充電裝置，以對該待充電裝置進行充電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中若根據該分壓電位而判別該外接裝置為一聲音播放裝置時，該方法更包括以下步驟：輸出一音源訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該電子裝置更包括一路徑切換單元，該路徑切換單元用以導通或斷開一音訊傳輸路徑或一充電路徑；於偵測該分壓電位後，該方法更包括以下步驟：若判別該外接裝置為該待充電裝置時，控制該路徑切換單元導通該充電路徑，並斷開該 音訊傳輸路徑；以及若判別該外接裝置為該聲音播放裝置時，控制該路徑切換單元導通該音訊傳輸路徑，並斷開該充電路徑。
4. 一種充電控制系統，適用於一電子裝置，以使該電子裝置可透過一音訊傳輸孔對一外接裝置充電，該外接裝置包括一接頭，該接頭用以***該音訊傳輸孔，且於該接頭***該音訊傳輸孔時，該接頭與該電子裝置之一訊號產生開關並聯，並與該電子裝置之一分壓電路串聯，使得該分壓電路於該訊號產生開關不導通時，根據該接頭之一阻抗值產生之一分壓電位，該充電控制系統包括：一中斷偵測模組，用以偵測該訊號產生開關是否產生一中斷訊號；一開關控制模組，用以根據該中斷訊號控制該訊號產生開關不導通；一分壓偵測模組，用以於該訊號產生開關不導通時偵測該分壓電位；一判斷模組，用以根據該分壓電位判別該外接裝置是否為一待充電裝置；以及一電源輸出控制模組，用以當該外接裝置為該待充電裝置時，控制一電源供應模組輸出一電源訊號至該待充電裝置，以對該待充電裝置進行充電。
5. 如申請專利範圍第4項所述之充電控制系統，更包括一音訊輸出模組，該音訊輸出模組用以當根據該分壓電位而判別該外接裝置為一聲音播放裝置時，輸出一音源訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之充電控制系統，其中該電子裝置更包括一路徑切換單元，該路徑切換單元用以導通或斷開一音訊傳輸路徑及一充電路徑，該充電控制系統更包括一路徑切換控制模組，該路徑切換控制模組用以控制該路徑切換單元導通或斷開該音訊傳輸路徑或該充電路徑。
7. 一種電子裝置，可對一外接裝置充電，該外接裝置包括一接頭，該電子裝置包括：一音訊傳輸孔，係供該接頭***；一訊號產生開關，係與該音訊傳輸孔電性連接，用以當該接頭***該音訊傳輸孔時，產生一中斷訊號；一分壓電路，係與該音訊傳輸孔電性連接，且當該接頭***該音訊傳輸孔時，該接頭與該訊號產生開關並聯，並與該分壓電路串聯，使得該分壓電路於該訊號產生開關不導通時，根據該接頭之一阻抗值產生一分壓電位；一電源供應模組，係與該音訊傳輸孔及該分壓電路電性連接，用以產生一電源訊號；以及一控制單元，係與該訊號產生開關及該電源供應模組電性連接，用以控制該訊號產生開關，並於該訊號產生開關不導通時偵測該分壓電位，藉以根據該分壓電位判斷是否控制該電源供應模組輸出該電源訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該控制單元根據該分壓電位以判斷是否控 制該電源供應模組輸出該電源訊號，或輸出一音源訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，更包括一路徑切換單元，該路徑切換單元電性連接該音訊傳輸孔及該電源供應模組，用以導通或斷開一音訊傳輸路徑及一充電路徑；該控制單元根據該分壓電位以控制該路徑切換單元導通或斷開該音訊傳輸路徑或該充電路徑。