專(zhuān)利名稱(chēng)：電壓調(diào)整電路、電壓調(diào)整方法及其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓調(diào)整電路、電壓調(diào)整方法及其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是一種利用 檢測(cè)負(fù)載電流總量以進(jìn)行調(diào)整USB連接端口的輸出電壓的電壓調(diào)整電路及其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的電子產(chǎn)品的應(yīng)用上，許多裝置，例如手機(jī)、相機(jī)或是其他的手持式電子裝 置，都可使用USB傳輸端口當(dāng)作充電的接口。同時(shí)目前筆記本型計(jì)算機(jī)或是桌上型計(jì)算機(jī) 都已經(jīng)具備USB傳輸端口，而提供給USB傳輸端口的電壓皆為固定的。例如在筆記本型計(jì) 算機(jī)中是由電源供應(yīng)模塊提供5V或3. 3V的固定電壓給USB傳輸端口，以當(dāng)作手持式電子 裝置電源信號(hào)。但電源供應(yīng)模塊所提供的5V或3. 3V的固定電壓還必須同時(shí)需要提供其他 的裝置使用，例如光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)等等。并且USB傳輸端口通常是電流傳輸?shù)淖钅┒?，?dāng) USB傳輸端口連接外接式的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或硬盤(pán)時(shí)，就會(huì)需要較大電流的電源信號(hào)，以符合外 接式的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或硬盤(pán)所需的壓降。由于先前技術(shù)的電源供應(yīng)模塊所提供電壓皆為5V或3. 3V的固定電壓，并未考慮 后端電流負(fù)載的大小。當(dāng)壓降過(guò)低可能造成數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量不良，導(dǎo)致傳輸速度變慢，甚至?xí)?因?yàn)殡妷哼^(guò)低使得USB傳輸端口的信號(hào)完全無(wú)法傳送，使操作系統(tǒng)無(wú)法辨認(rèn)此電子裝置。為解決上述的缺失，在先前技術(shù)中，中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明公告1278737已經(jīng)公開(kāi)一種用 于USB連接端口的限流電路。請(qǐng)參考圖1，圖1為先前技術(shù)的限流電路的硬件架構(gòu)示意圖。先前技術(shù)的筆記本型計(jì)算機(jī)90具有電源轉(zhuǎn)換電路92、限流電路93以及USB設(shè)備 94。筆記本型計(jì)算機(jī)90藉由電壓源91以輸入電源信號(hào)，并經(jīng)由USB設(shè)備94與USB電子裝 置95電性連接。限流電路93內(nèi)部具有儲(chǔ)能組件931，例如電容，用以提供另一電源信號(hào)的 來(lái)源。當(dāng)對(duì)USB電子裝置95進(jìn)行充電時(shí)，限流電路93進(jìn)行判斷。當(dāng)USB電子裝置95所需 的電壓大于參考值時(shí)，電源轉(zhuǎn)換電路92控制由儲(chǔ)能組件931以提供USB電子裝置95所需 的電壓。利用上述的方式，雖然可以解決供應(yīng)至USB電子裝置95的電壓不足的問(wèn)題，但先 前技術(shù)的限流電路93會(huì)具有較復(fù)雜的電路架構(gòu)，且必須要增加儲(chǔ)能組件931。如此一來(lái)，會(huì) 增加許多制造成本。有鑒于此，因此有必要發(fā)明一種電壓調(diào)整電路及其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以解決先前技術(shù) 的缺失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在提供一種電壓調(diào)整電路及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有利用檢測(cè)負(fù)載 電流總量以進(jìn)行調(diào)整USB連接端口的輸出電壓的功能。本發(fā)明的另一主要目的是在提供一種電壓調(diào)整方法。為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的電壓調(diào)整電路，用于調(diào)整USB連接端口的輸出電壓， 該電壓調(diào)整電路包括電源供應(yīng)模塊、電流限制模塊、電流檢測(cè)模塊以及電流信號(hào)處理模塊，電源供應(yīng)模塊具有電壓調(diào)整功能，用以供應(yīng)電源信號(hào)；電流限制模塊與電源供應(yīng)模塊電性 連接，用以傳輸電源信號(hào)至USB連接端口，并限制USB連接端口的負(fù)載電流總量不超出設(shè)定 值；電流檢測(cè)模塊與電流限制模塊電性連接，用以檢測(cè)USB連接端口的負(fù)載電流總量；電流 信號(hào)處理模塊與電流檢測(cè)模塊電性連接，用以根據(jù)負(fù)載電流總量調(diào)整電源供應(yīng)模塊的電源 信號(hào)，其中若負(fù)載電流總量接近設(shè)定值，則電流信號(hào)處理模塊控制電源供應(yīng)模塊以增加電 源信號(hào)的電壓值。本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括USB連接端口及電壓調(diào)整電路，電壓調(diào)整電路與USB連 接端口電性連接，用以調(diào)整USB連接端口的輸出電壓，電壓調(diào)整電路包括電源供應(yīng)模塊、電 流限制模塊、電流檢測(cè)模塊以及電流信號(hào)處理模塊，電源供應(yīng)模塊具有電壓調(diào)整功能，用 以供應(yīng)電源信號(hào)；電流限制模塊與電源供應(yīng)模塊電性連接，用以分別傳輸電源信號(hào)至多個(gè) USB連接端口，并限制多個(gè)USB連接端口的負(fù)載電流總量不超出設(shè)定值；電流檢測(cè)模塊與 電流限制模塊電性連接，用以檢測(cè)多個(gè)USB連接端口的負(fù)載電流總量；電流信號(hào)處理模塊 與電流檢測(cè)模塊電性連接，用以根據(jù)負(fù)載電流總量調(diào)整電源供應(yīng)模塊的電源信號(hào)，其中若 負(fù)載電流總量接近設(shè)定值，則電流信號(hào)處理模塊控制電源供應(yīng)模塊以增加電源信號(hào)的電壓 值。本發(fā)明的電壓調(diào)整方法用于一 USB連接端口，該方法包括以下步驟供應(yīng)電源信 號(hào)至USB連接端口 ；檢測(cè)USB連接端口的負(fù)載電流總量；判斷負(fù)載電流總量是否接近設(shè)定 值；以及若是，則提高電源信號(hào)的電壓值。本發(fā)明的電壓調(diào)整電路不需利用儲(chǔ)能組件來(lái)調(diào)整輸出到USB連接端口的電壓。并 且本發(fā)明可針對(duì)需求來(lái)調(diào)整電源信號(hào)的電壓值，而不會(huì)造成能量的浪費(fèi)。


圖1為先前技術(shù)的限流電路的硬件架構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。圖3為本發(fā)明的電壓調(diào)整方法的步驟流程圖。圖4為本發(fā)明的電壓調(diào)整電路的示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明先前技術(shù)第二 USB連接端口 20b 筆記本型計(jì)算機(jī)90 第三USB連接端口 20c電壓源91 USB電子裝置21電源轉(zhuǎn)換電路92 電源供應(yīng)模塊30 限流電路93電流限制模塊40儲(chǔ)能組件931第一電流限制模塊40aUSB 設(shè)備 94第二電流限制模塊40b USB電子裝置95 第三電流限制模塊40c 寄生電阻41本發(fā)明 第一寄生電阻41a計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 電流檢測(cè)模塊50電壓調(diào)整電路10第一電流檢測(cè)模塊50a
USB連接端口 20電流信號(hào)處理模塊60第一 USB連接端口 20a內(nèi)部電子裝置70
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的 具體實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。請(qǐng)先參考圖2，圖2為本發(fā)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1為筆記本型計(jì)算機(jī)或是桌上型計(jì)算機(jī)主機(jī)，但本發(fā)明并不 以此為限。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1內(nèi)部包括電壓調(diào)整電路10，USB連接端口 20以及內(nèi)部電子裝置 70。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1可具有單一或是多個(gè)USB連接端口 20，使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1可藉由USB連 接端口 20連接USB電子裝置21。USB電子裝置21可為隨身盤(pán)、相機(jī)或鼠標(biāo)等任何可藉由 USB傳輸協(xié)議以傳輸信號(hào)或充電的手持式裝置，但本發(fā)明并不以上述所列舉的裝置為限。計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)1還包括了內(nèi)部電子裝置70，可為硬盤(pán)機(jī)或光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等裝置，但本發(fā)明并不以 此為限。電壓調(diào)整電路10用以調(diào)整供應(yīng)至USB連接端口 20所需的輸出電壓。電壓調(diào)整電 路10包括電源供應(yīng)模塊30、電流限制模塊40、電流檢測(cè)模塊50以及電流信號(hào)處理模塊60， 上述模塊之間彼此電性連接。電源供應(yīng)模塊30具有電壓調(diào)整的功能，能接收市電電源或是 電池模塊的電源，以調(diào)整為得以供應(yīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1所需的電源信號(hào)，例如5伏特或3. 3伏特 的電壓信號(hào)。如此一來(lái)，連接USB連接端口 20的USB電子裝置21與內(nèi)部電子裝置70即可 接收電源供應(yīng)模塊30輸出的電源信號(hào)。電流限制模塊40與USB連接端口 20電性連接，用以限制USB連接端口 20的負(fù)載 電流總量。其中電流限制模塊40可利用一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管所架構(gòu)而成，但本發(fā)明 并不以此為限。由于USB連接端口 20可能連接需要大電流負(fù)載的USB電子裝置21，若沒(méi)有 限制USB連接端口 20的負(fù)載電流總量，則可能因?yàn)橐黾觽鬏斨罸SB電子裝置21的電流， 導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1的其余電子組件電流量不足而無(wú)法工作。因此必須要利用電流限制模塊 40限制USB連接端口 20的負(fù)載電流總量，使其不超出一設(shè)定值，例如不超出1. 5安培，但本 發(fā)明并不以此為限。需注意的是，每個(gè)USB連接端口 20可以利用一個(gè)電流限制模塊40以 限制負(fù)載電流總量，或是多個(gè)USB連接端口 20同時(shí)藉由一個(gè)電流限制模塊40限制其負(fù)載 電流總量，但本發(fā)明并不以此為限。電流檢測(cè)模塊50與電流限制模塊40電性連接，用以檢測(cè)負(fù)載電流總量。由于在 現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開(kāi)許多電流檢測(cè)的方法，并且已經(jīng)被本領(lǐng)域技術(shù)人員所廣泛應(yīng)用，故在 此不再贅述其方法。電流信號(hào)處理模塊60同時(shí)與電流檢測(cè)模塊50以及電源供應(yīng)模塊30電性連接以 形成一回路。電流檢測(cè)模塊50檢測(cè)出負(fù)載電流總量的電流值時(shí)，電流信號(hào)處理模塊60根 據(jù)負(fù)載電流總量的電流值調(diào)整電源供應(yīng)模塊30的電源信號(hào)的電壓值。舉例而言，若當(dāng)負(fù)載 電流總量接近設(shè)定值時(shí)，即代表USB電子裝置21需要較大的負(fù)載電流，因此電流信號(hào)處理 模塊60可控制電源供應(yīng)模塊30增加電源信號(hào)的電壓值。另一方面，電流信號(hào)處理模塊60亦可直接設(shè)置于電源供應(yīng)模塊30內(nèi)，使得電源供 應(yīng)模塊30可藉由一回路直接判斷負(fù)載電流總量的電流值。
需注意的是，電流限制模塊40還可與寄生電阻41電性連接，電流檢測(cè)模塊50檢 測(cè)寄生電阻41的電流以決定電源信號(hào)的電壓值的所需調(diào)整值。舉例而言，本發(fā)明可以設(shè)定 當(dāng)寄生電阻41的電流增加1安培，則電流信號(hào)處理模塊60控制電源供應(yīng)模塊30提高電源 信號(hào)的電壓值0. 1伏特；當(dāng)寄生電阻41的電流增加2安培，電流信號(hào)處理模塊60控制電源 供應(yīng)模塊30提高電源信號(hào)的電壓值0. 2伏特。上述列舉的調(diào)整值僅為示意，可依照需求或 是寄生電阻41的阻值來(lái)做設(shè)定，本發(fā)明并不以此為限。由上述的描述可知，藉由檢測(cè)寄生電阻41的電流進(jìn)行調(diào)整的方法，不會(huì)使得電源 供應(yīng)模塊30 —次提升太多的電壓值而導(dǎo)致輸出功率的浪費(fèi)與成本的增加。接著請(qǐng)參考圖3及圖4，關(guān)于本發(fā)明的電壓調(diào)整方法的相關(guān)示意圖。其中圖3為本 發(fā)明的電壓調(diào)整方法的步驟流程圖，圖4為本發(fā)明的電壓調(diào)整電路的示意圖。此處需注意的是，以下雖以具有電壓調(diào)整電路10為例說(shuō)明本發(fā)明的電壓調(diào)整方 法，但本發(fā)明的電壓調(diào)整方法并不以使用在電壓調(diào)整電路10為限。在圖4中具有第一 USB連接端口 20a、第二 USB連接端口 20b以及第三USB連接端 口 20c，且分別連接第一電流限制模塊40a、第二電流限制模塊40b以及第三電流限制模塊 40c。在此實(shí)施例中，是以USB電子裝置21與第一 USB連接端口 20a連接為例進(jìn)行說(shuō)明，但 本發(fā)明并不以此為限。首先進(jìn)行步驟301 供應(yīng)一電源信號(hào)至USB連接端口。當(dāng)USB電子裝置21與第一 USB連接端口 20a連接時(shí)，首先電源供應(yīng)模塊30供應(yīng) 電源信號(hào)至第一 USB連接端口 20a。其次進(jìn)行步驟302 檢測(cè)USB連接端口的一負(fù)載電流總量。由于第一 USB連接端口 20a與USB電子裝置21進(jìn)行連結(jié)，并且藉由接收到電源信 號(hào)而具有電流傳輸。因此第一電流檢測(cè)模塊50a檢測(cè)流經(jīng)第一 USB連接端口 20a的負(fù)載電 流。由于在本實(shí)施例中只有第一 USB連接端口 20a連接USB電子裝置21，因此流經(jīng)第一 USB 連接端口 20a的負(fù)載電流即視為負(fù)載電流總量。接著進(jìn)行步驟303 判斷負(fù)載電流總量是否接近一設(shè)定值。在步驟302中得到負(fù)載電流總量后，電流信號(hào)處理模塊60判斷此負(fù)載電流總量是 否接近設(shè)定值，例如1. 5安培，但本發(fā)明并不以此為限。若第一 USB連接端口 20a所流經(jīng)的電流遠(yuǎn)小于1. 5安培，則代表USB電子裝置21 所造成的電壓降不會(huì)對(duì)整體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1的工作造成影響，因此電流信號(hào)處理模塊60即不動(dòng)作。若第一 USB連接端口 20a所流經(jīng)的電流接近或已經(jīng)為1.5安培，則代表USB電子 裝置21所造成的電壓降可能會(huì)對(duì)整體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1的工作造成影響。如此一來(lái)即進(jìn)行步驟304 檢測(cè)一寄生電阻的電流值。由于USB電子裝置21的電壓降會(huì)對(duì)整體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1造成影響，因此電流信號(hào)處 理模塊60必需要控制電源供應(yīng)模塊30以提升電源信號(hào)的電壓值。同時(shí)第一電流檢測(cè)模塊 50a要先檢測(cè)第一寄生電阻41a的電流值，才能得知電源信號(hào)所需要的調(diào)整值。最后進(jìn)行步驟305 提高電源信號(hào)的電壓值。當(dāng)在步驟304中已經(jīng)得知電源信號(hào)所需要的調(diào)整值后，電流信號(hào)處理模塊60控制 電源供應(yīng)模塊30以提升電源信號(hào)的電壓值。如此一來(lái)，即增加傳輸至USB電子裝置21的電源信號(hào)的電壓值，以避免USB電子裝置21所得到的電壓過(guò)低而無(wú)法工作。此處需注意的是，本發(fā)明的電壓調(diào)整方法并不以上述的步驟次序?yàn)橄?，只要能達(dá) 到本發(fā)明的目的，上述的步驟次序亦可加以改變。由上述的描述可知，本發(fā)明的電壓調(diào)整電路10不需利用儲(chǔ)能組件來(lái)調(diào)整輸出到 USB連接端口 20的電壓。并且本發(fā)明可針對(duì)需求來(lái)調(diào)整電源信號(hào)的電壓值，而不會(huì)造成能
量的浪費(fèi)。綜上所陳，本發(fā)明無(wú)論就目的、手段及功效，處處均顯示其迥異于公知技術(shù)的特 征，懇請(qǐng)審查員明察，早日賜準(zhǔn)專(zhuān)利，使嘉惠社會(huì)，實(shí)感德便。惟應(yīng)注意的是，上述諸多實(shí)施 例僅是為了便于說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所要求保護(hù)的權(quán)利范圍自然應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)的 范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種電壓調(diào)整電路，用于調(diào)整一 USB連接端口的輸出電壓，該電壓調(diào)整電路包括 一電源供應(yīng)模塊，具有一電壓調(diào)整功能，用以供應(yīng)一電源信號(hào)；一電流限制模塊，與該電源供應(yīng)模塊電性連接，用以傳輸該電源信號(hào)至該USB連接端 口，并限制該USB連接端口的一負(fù)載電流總量不超出一設(shè)定值；一電流檢測(cè)模塊，與該電流限制模塊電性連接，用以檢測(cè)該USB連接端口的該負(fù)載電 流總量；以及一電流信號(hào)處理模塊，與該電流檢測(cè)模塊電性連接，用以根據(jù)該負(fù)載電流總量調(diào)整該 電源供應(yīng)模塊的該電源信號(hào)，其中若該負(fù)載電流總量接近該設(shè)定值，則該電流信號(hào)處理模 塊控制該電源供應(yīng)模塊以增加該電源信號(hào)的一電壓值。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)整電路，還包括一寄生電阻，該電流信號(hào)處理模塊藉由 該電流檢測(cè)模塊量測(cè)該寄生電阻的電流值，以得知該電源信號(hào)的該電壓值的所需調(diào)整值。
3.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)整電路，其中該電流量的該設(shè)定值為1.5安培。
4.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)整電路，其中該電流限制模塊為一金屬氧化物半導(dǎo)體晶 體管。
5.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括 一 USB連接端口 ；以及一電壓調(diào)整電路，與該USB連接端口電性連接，用以調(diào)整該USB連接端口的輸出電壓， 該電壓調(diào)整電路包括一電源供應(yīng)模塊，具有一電壓調(diào)整功能，用以供應(yīng)一電源信號(hào)； 一電流限制模塊，與該電源供應(yīng)模塊電性連接，用以分別傳輸該電源信號(hào)至該USB連 接端口，并限制該USB連接端口的一負(fù)載電流總量不超出一設(shè)定值；一電流檢測(cè)模塊，與該電流限制模塊電性連接，用以檢測(cè)該多個(gè)USB連接端口的該負(fù) 載電流總量；以及一電流信號(hào)處理模塊，與該電流檢測(cè)模塊電性連接，用以根據(jù)該負(fù)載電流總量調(diào)整該 電源供應(yīng)模塊的該電源信號(hào)，其中若該負(fù)載電流總量接近該設(shè)定值，則該電流信號(hào)處理模 塊控制該電源供應(yīng)模塊以增加該電源信號(hào)的一電壓值。
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，還包括一寄生電阻，該電流信號(hào)處理模塊藉由該 電流檢測(cè)模塊量測(cè)該寄生電阻的電流值，以得知該電源信號(hào)的該電壓值的所需調(diào)整值。
7.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中該電流量的該設(shè)定值為1.5安培。
8.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中該電流限制模塊為一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
9.一種電壓調(diào)整方法，用于一 USB連接端口，該方法包括以下步驟 供應(yīng)一電源信號(hào)至該USB連接端口 ；檢測(cè)該USB連接端口一負(fù)載電流總量； 判斷該負(fù)載電流總量是否接近一設(shè)定值；以及 若是，則提高該電源信號(hào)的一電壓值。
10.如權(quán)利要求9所述的電壓調(diào)整方法，還包括以下步驟藉由檢測(cè)一寄生電阻的電流值，以得知該電源信號(hào)的該電壓值的所需調(diào)整值。
11.如權(quán)利要求9所述的電壓調(diào)整方法，還包括以下步驟設(shè)定該設(shè)定值為1.5安培。
全文摘要
電壓調(diào)整電路、電壓調(diào)整方法及其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該電壓調(diào)整電路用于調(diào)整USB連接端口的輸出電壓，包括電源供應(yīng)模塊、電流限制模塊、電流檢測(cè)模塊以及電流信號(hào)處理模塊，電源供應(yīng)模塊具有電壓調(diào)整功能，用以供應(yīng)電源信號(hào)；電流限制模塊與該電源供應(yīng)模塊電性連接，用以傳輸電源信號(hào)至USB連接端口，并限制USB連接端口的負(fù)載電流總量不超出設(shè)定值；電流檢測(cè)模塊與電流限制模塊電性連接，用以檢測(cè)USB連接端口的負(fù)載電流總量；電流信號(hào)處理模塊，與電流檢測(cè)模塊電性連接，用以根據(jù)負(fù)載電流總量調(diào)整電源供應(yīng)模塊的電源信號(hào)，其中若負(fù)載電流總量接近設(shè)定值，則電流信號(hào)處理模塊控制電源供應(yīng)模塊以增加電源信號(hào)的電壓值。本發(fā)明不利用儲(chǔ)能組件且無(wú)能量浪費(fèi)。
文檔編號(hào)G05F1/10GK102103386SQ200910259688
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者李柏鈺, 阮冠旗 申請(qǐng)人:宏碁股份有限公司