台湾专利TW201315149A 用於可反向連接器之保護電路

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专利摘要:
一種電子裝置可包括容納可反向連接器插塞之一連接器埠。該連接器埠可包括保護該電子裝置中之其他組件免受不當電源電壓影響之保護電路。該保護電路可形成一第一分支及與該第一分支對置之一第二分支。該保護電路可自電力極性偵測電路接收控制信號。該電力極性偵測電路可偵測在該第一分支及該第二分支處的電源電壓之存在。回應於偵測到在一給定分支處的一電源電壓之存在，該電力極性偵測電路可停用經由該對置分支之一電力供應信號路徑且啟用經由該給定分支之一電力供應信號路徑。
公开号:TW201315149A
申请号:TW101125190
申请日:2012-07-12
公开日:2013-04-01
发明作者:Scott Mullins
申请人:Apple Inc；
IPC主号:H02H11-00

专利说明:
用於可反向連接器之保護電路
本發明大體係關於具有連接器埠之電子裝置，且更特定言之，係關於具有可反向連接器埠之電子裝置，該等可反向連接器埠具有保護電路。
本申請案主張2011年7月26日申請之美國專利申請案第13/191,275號之優先權，該申請案在此被以引用的方式全部併入本文中。
手持型電子裝置及其他攜帶型電子裝置正變得日益風行。手持型裝置之實例包括手持型電腦、平板電腦、媒體播放器、蜂巢式電話及包括此類型之多個裝置之功能性的混合裝置。
電子裝置(諸如，手持型電子裝置)常包括連接器埠。舉例而言，一些蜂巢式電話包括30接針連接器埠。諸如此等之連接器埠可用作輸入輸出資料埠，且可收納連接器插塞(本文中有時被稱作配合插塞)。電子裝置可使用連接器埠與諸如音訊揚聲器系統、計算銜接台及電源配接器之附件通信。
習知連接器埠(例如，母連接器)經設計成收納具有預定定向之連接器插塞(例如，公連接器)。然而，對於在將習知連接器插塞插入至對應習知連接器內前必須判定適當定向之使用者而言，此情形可能不方便。
因此，將需要提供用於電子裝置之改良型連接器埠。
電子裝置可包括容納可反向連接器插塞之連接器埠(在本文中有時被稱作母連接器)。連接器埠可為收納對應的6接針連接器插塞(在本文中有時被稱作公連接器或配合插塞)之6接針連接器埠。具有第一定向及第二定向之可反向連接器插塞可插入至電子裝置之連接器埠內。連接器埠可經由導電路徑(例如，接點)傳送來自連接器插塞之資料信號及電源電壓及自連接器插塞接收資料信號及電源電壓。連接器埠可將該等資料信號及電源電壓提供至電子裝置之其他組件。
連接器埠可包括相關聯之連接器電路。連接器電路可包括保護其他組件免受不當電源電壓影響之保護電路。保護電路可包括保護組件免受負電源電壓影響之反向電壓保護電路。保護電路可包括保護其他組件免受不當正電源電壓影響之過電壓保護電路。
保護電路可形成第一分支及與該第一分支對置之第二分支。第一分支可耦接至連接器插塞之第一電力供應路徑。第二分支可耦接至連接器插塞之第二電力供應路徑。
保護電路可自電力極性偵測電路接收控制信號。電力極性偵測電路可偵測在第一分支及第二分支處電源電壓之存在。回應於偵測到在一給定分支處電源電壓之存在，電力極性偵測電路可停用經由對置分支之電力供應信號路徑且啟用經由該給定分支之電力供應信號路徑。
本發明之另外特徵、其性質及各種優點將自隨附圖式及以[實施方式]而更顯而易見。
本發明之實施例係關於具有連接器埠之電子裝置。諸如膝上型電腦、平板計算裝置、蜂巢式電話、音樂播放器或其他攜帶型電子裝置之電子裝置可含有用於與其他電子裝置通信之連接器埠。給定連接器埠(本文中有時被稱作母連接器)可收納連接器插塞(本文中有時被稱作公連接器)與對應的連接器電纜，連接器電纜可將給定連接器埠電耦接至另一電子裝置之連接器埠。每一埠可含有導電路徑(例如，金屬跡線、導電接針或接點)，可經由該等導電路徑在埠與連接器插塞之對應的導電路徑之間轉移資料信號或電力供應信號。舉例而言，平板計算裝置可含有用以與揚聲器銜接台通信之連接器埠(例如，藉由將音訊信號提供至揚聲器銜接台及自該揚聲器銜接台接收電力供應信號)。揚聲器銜接台可含有電源供應器電路，電源供應器電路經由連接器埠之導電路徑、連接器電纜及連接器插塞將電源電壓提供至平板計算裝置。
習知連接器埠收納具有預定定向之連接器插塞。換言之，連接器埠之導電路徑耦接至連接器插塞上之預定接針。為了適當操作，習知30接針連接器埠之30個導電路徑(例如，接針或金屬接點)中之每一者耦接至習知30接針連接器插塞(例如，公配合連接器)之預定位置(例如，接針或金屬接點)。
可能需要提供容納可反向連接器插塞之連接器埠(亦即，容納具有多個定向之連接器插塞之連接器埠)。容納可反向連接器插塞之連接器埠可在本文中有時被稱作可反向連接器埠。圖1中展示具有可反向連接器埠20A之一說明性電子裝置10。
如圖1中所展示，電子裝置10可包括一顯示器12及一按鈕14。電子裝置10可包括適合於收納可反向連接器插塞22A之可反向連接器埠20A。可反向連接器埠20A可為適合於收納6接針配合連接器之6接針連接器埠(例如，6接針母連接器)。配合連接器22A可具有用於將連接器插塞22A電耦接至連接器埠20A之導電跡線23(或接點)(例如，連接器埠20A可含有在配合連接器22A插入至連接器埠20A內時與導電接點23電耦接之導電接點)。連接器插塞22A可經由連接器電纜24耦接至連接器插塞22B。連接器電纜24可將信號自連接器插塞22A傳送至連接至插塞22B。連接器插塞22B可為獨立連接器插塞或建置至附件裝置30內。舉例而言，連接器插塞22B可耦接至連接器埠20B或建置至附件裝置30中。附件裝置30可為適合於與電子裝置10通信或將電力供應至電子裝置10之裝置。合適的附件裝置之實例包括音訊揚聲器銜接台、膝上型電腦、交流(AC)電源配接器等。附件裝置30可經由連接器插塞22B、連接器電纜24及連接器插塞22A將資料信號或電力供應信號傳送至電子裝置10。
圖2中展示用於收納可反向6接針連接器插塞之說明性可反向連接器埠20A。如圖2中所展示，可反向連接器埠20A可含有導電路徑P1_A、Dx_A、B_A、A_A、Dy_A及P2_A。導電路徑Dx_A、B_A、A_A及Dy_A可用以將諸如資料信號之信號自可反向連接器埠20A傳送至連接器插塞22。導電路徑P1_A及P2_A(本文中有時被稱作電力供應路徑)可用以自附件裝置30接收電力供應信號。舉例而言，經由連接器插塞22A及可反向連接器埠20A耦接至電子裝置10之附件裝置30可經由導電路徑P1_A或P2_A供應電源電壓。可經由金屬接地外殼40而向連接器埠20A提供接地信號。金屬接地外殼40可提供用於收納連接器插塞22A之結構支撐。
圖3A及圖3B中展示供可反向連接器埠20A使用之說明性6接針連接器插塞22A。6接針連接器插塞22A可含有用於耦接至連接器埠20A之導電路徑P1_B、Dx_B、B_B、A_B、Dy_B及選用之電力供應路徑P2_B。為了在連接器插塞22A與連接器埠20A之間傳送接地信號，連接器插塞22A可含有耦接至連接器埠20A之金屬接地外殼40的金屬接地外殼42。
連接器埠20A可收納圖3A中所展示的具有第一定向之6接針連接器插塞22A。在圖3A之配置中，連接器埠20A之導電路徑可耦接至連接器插塞22A之對應的導電路徑(亦即，導電路徑P1_A可耦接至導電路徑P1_B，導電路徑Dx_A可耦接至導電路徑Dx_B，導電路徑B_A可耦接至導電路徑B_B，導電路徑A_A可耦接至導電路徑A_B，且導電路徑Dy_A可耦接至導電路徑Dy_B)。在此配置中，可經由導電路徑(例如，接點)P1_A及P1_B而在連接器埠20A與連接器插塞22A之間傳送正電源電壓，而可使導電路徑P2_A及P2_B為浮動的(亦即，未藉由電源電壓驅動)。
連接器埠20A可收納圖3B中所展示的具有第二定向之6接針連接器插塞22A。第二定向可對應於使用者將連接器插塞22A相對於圖3A之定向實體地旋轉180度(或反之亦然)。將具有第二定向之連接器插塞22A插入至連接器埠20A內可被稱作使連接器插塞22A反向。在此配置中，連接器埠20A之導電路徑可耦接至連接器插塞22A之相對於第一定向的不同導電路徑。如圖3B中所展示，導電路徑Dx_A可耦接至導電路徑Dy_B，導電路徑B_A可耦接至導電路徑A_B，導電路種A_A可耦接至導電路徑B_B，導電路徑Dy_A可耦接至導電路徑Dx_B，且電力供應路徑P2_A可耦接至電力供應路徑P1_B，而可使電力供應路徑P1_A及P2_B為浮動的。
連接器埠20A之導電路徑可視連接器插塞20B之定向而定耦接至連接器插塞22A之不同路徑。當連接器插塞22A以第一定向連接時，電力供應路徑P1_A可耦接至路徑P1_B，且電力供應路徑P2_A可為浮動的。當連接器插塞22B以第二定向連接時，電力供應路徑P1_A可為浮動的，且電力供應路徑P2_A可耦接至路徑P1_B。容納第一連接器插塞定向及第二連接器插塞定向之連接器埠20A可被稱作可反向連接器或支援可反向連接之連接器埠。
諸如30接針連接器埠之習知連接器埠不支援可反向連接。圖4中展示收納30接針連接器插塞之習知30接針連接器埠100。如圖4中所展示，習知30接針連接器埠100含有用於自30接針連接器插塞102接收接地電壓G及電源電壓Vp之路徑。經由路徑104在30接針連接器插塞與習知連接器埠100之間傳送資料信號。習知30接針連接器埠100含有反向電壓保護電路106、控制電路108及過電壓保護電路110。反向電壓保護電路106提供保護免受自30接針連接器插塞102接收的負電壓Vp(相對於接地)影響(亦即，反向電壓保護電路106防止負電壓Vp穿過)。控制電路108偵測在反向電壓保護電路106之輸出端處之電壓信號，且藉由啟用信號驅動過電壓保護電路110以允許反向電壓保護電路106之輸出穿過過電壓保護電路110。過電壓保護電路110保護免受大電壓Vp影響(亦即，過電壓保護電路110阻止可損壞電子組件112之大電壓Vp)。習知連接器埠100將輸入電源電壓Vp傳送至電子組件112，作為輸出電源電壓Vbus。
習知30接針連接器埠100收納具有預定定向之30接針連接器插塞。習知30接針連接器埠需要電力供應信號出現在反向電壓保護電路106之輸入端處及資料信號出現在路徑104上之預定位置處。若習知30接針連接器埠100收納具有不正確定向之30接針連接器插塞，則電子組件112可具備損壞電子組件112之不適當電力供應信號。習知連接器埠包括實體保護免受具有不正確定向的插入之連接器插塞影響之機構。
為了容納可反向連接，連接器埠可偵測插入之連接器插塞的定向，且使用偵測之定向組態連接器埠電路。在圖5之配置中，連接器埠20A可具備電力極性偵測電路200(本文中有時被稱作連接器定向偵測電路)及用以容納可反向連接之保護電路202A及202B。連接器埠20A可包括接地電力供應路徑40，接地電力供應路徑40在用於組件280之接地電源供應器節點261處提供電源供應器接地電壓。連接器埠20A可收納提供相對於經由接地電力供應路徑40所提供之接地電源電壓的電源電壓之配合連接器(未圖示)。接地電力供應路徑40可由耦接至配合連接器之對應的對稱接地外殼之對稱接地外殼40形成。連接器埠20A可收納處於第一定向及第二定向上之配合連接器。在第一定向上，配合連接器可經由路徑40提供接地電壓，且經由電力供應路徑P1_A提供電源電壓。在第二定向上，配合連接器可經由路徑40提供接地電壓，且經由電力供應路徑P1_B提供電源電壓。
第一分支B1可由與在輸入節點250(例如，輸入電源供應器節點)與輸出節點260之間的電力供應信號路徑相關聯之電路(亦即，與經由反向電壓保護電路204A及過電壓保護電路206A之信號路徑相關聯之電路)形成。
保護電路202A可耦接於輸入節點250(例如，輸入電源供應器節點)與輸出節點260(例如，輸出電源供應器節點)之間。輸入節點250可耦接至連接器埠20A之電力供應路徑P1_A。保護電路202A可含有耦接於輸入節點250與中間節點252(例如，中間電源供應器節點)之間的反向電壓保護電路204A。保護電路202A可含有耦接於輸出節點260與中間節點252之間的過電壓保護電路206A。
反向電壓保護電路204A可包括在輸入節點250與中間節點252之間並聯地耦接之二極體D1A及電晶體P1A(例如，p型電晶體)。反向電壓保護電路204A可包括一輸入控制節點254，可經由輸入控制節點254將控制信號供應至電晶體P1A之閘極(例如，由電力極性偵測電路200供應之P1_DIS控制信號)。二極體D2A(例如，齊納(zener)二極體或具有理想的反向崩潰電壓之其他二極體)可耦接於中間節點252與控制節點254之間。電阻器R1A可耦接於控制節點254與接地端子之間。
過電壓保護電路206A可包括耦接於輸出節點260與中間節點252之間的二極體D3A及n型電晶體N1A。可經由電晶體N1A之閘極向過電壓保護電路206A提供控制信號(例如，可藉由電力極性偵測電路200將P1_EN控制信號提供至電晶體N1A之閘極)。
第二分支B2可由與在輸入節點270(例如，輸入電源供應器節點)與輸出節點260之間的信號路徑相關聯之電路(亦即，與經由反向電壓保護電路204B及過電壓保護電路206B之信號路徑相關聯之電路)形成。
保護電路202B可耦接於輸入節點270與輸出節點260之間。輸入節點270可耦接至連接器埠20A之電力供應路徑P2_A。保護電路202B可含有耦接於輸入節點270與中間節點272之間的反向電壓保護電路204B。保護電路202B可含有耦接於輸出節點260與中間節點272(例如，中間電源供應器節點)之間的過電壓保護電路206B。
反向電壓保護電路204B可包括在輸入節點270與中間節點272之間並聯地耦接之二極體D1B及電晶體P1B(例如，p型電晶體)。反向電壓保護電路204B可包括一輸入控制節點274，可經由輸入控制節點274將控制信號供應至電晶體P1B之閘極(例如，由電力極性偵測電路200供應之P2_DIS控制信號)。二極體D2B(例如，齊納二極體)可耦接於中間節點272與控制節點274之間。電阻器R1B可耦接於控制節點274與接地端子之間。
過電壓保護電路206B可包括耦接於輸出節點260與中間節點272之間的二極體D3B及n型電晶體N1B。可經由電晶體N1B之閘極向過電壓保護電路206B提供控制信號(例如，可藉由電力極性偵測電路200將P2_EN控制信號提供至電晶體N1B之閘極)。
第一分支及第二分支可提供電源電壓可自埠P1_A或P2_A而傳送至耦接至輸出節點260之其他組件280(例如，諸如處理電路、儲存電路、通信電路或電子裝置10之其他組件的組件)所經由的路徑。對於常規操作，組件280可需要在預定範圍內之電源電壓(例如，在4.25 V與6 V之間的電源電壓)。反向電壓保護電路204及過電壓保護電路206可提供保護免受在電壓之預定範圍外的電源電壓影響。
每一分支之反向電壓保護電路204可提供保護免受負的電壓影響。舉例而言，p型電晶體P1A之閘極可經由電阻器R1A連結至接地以防止當在輸入節點250處之電壓小於零時電流流過電晶體P1A(亦即，源極-閘極電壓可能不足以啟動電晶體P1A)。在負輸入電壓下，二極體D1A可經反向偏壓且防止在輸入節點250與中間節點252之間的電流流動。
每一分支之過電壓保護電路206可提供保護免受大於預定電壓範圍之電源電壓影響。舉例而言，若將較大輸入電壓(例如，大於預定電壓範圍之電壓)經由電力供應路徑P1_A供應至輸入節點250，則二極體D1A可經正向偏壓且將該輸入電壓自輸入節點250傳送至中間節點252。過電壓保護電路206A可防止大輸入電壓經傳送至輸出節點260。為了防止大輸入電壓經傳送至輸出節點260，可向電晶體N1A之閘極供應防止電流在中間節點252與輸出節點260之間流動之適當電壓(例如，0 V)(亦即，可向n型電晶體N1A之閘極供應為0 V之電壓使得閘極-源極電壓不足以啟動電晶體N1A)。
可藉由電源保護電路200將控制信號提供至過電壓保護電路206以保護免受介於零與預定電壓範圍之下端之間的電源電壓影響(例如，以保護免受不足以對組件280適當供電之電源電壓影響)。在此等電壓處，二極體D3A可經反向偏壓，且可由n型電晶體N1A判定在中間節點252與輸出節點260之間的電流流動(例如，可按由電力供應路徑P1_A供應的為2 V之輸入電壓使二極體D3A反向偏壓)。為了防止在此等電壓下之電流流動，可向電晶體N1A之閘極供應適當電壓(例如，0 V)使得電晶體N1A之閘極-源極電壓不足以啟動電晶體N1A。
為了啟動電晶體N1A及去啟動電晶體N1A，可能需要具有不同臨限電壓。舉例而言，可能需要將在電源電壓大於4.25 V時啟動電晶體N1A且在電源電壓小於2.8 V時去啟動電晶體N1A之控制信號提供至電晶體N1A之閘極。
齊納二極體D2A及D2B可保護各別電晶體P1A及P1B免受大輸入電壓影響。舉例而言，若在輸入端P1_A處之電源電壓大於預定電壓範圍，則p型電晶體P1A之源極-閘極電壓可藉由齊納二極體D2A之反向崩潰電壓判定。齊納二極體D2A之使用可藉由限制跨電晶體P1A之源極端子及電晶體P1A之閘極端子的最大電壓降而保護電晶體P1A。
操作分支B1之保護電路202A之原理適用於分支B2之保護電路202B。應理解，可以與保護電路202A相同的方式操作保護電路202B以在將電源電壓提供至輸入節點270之情況下(例如，在連接器插塞22A以反向定向連接且電力供應路徑P1_B耦接至電力供應路徑P2_A而非電力供應路徑P1_A之情況下)提供電壓保護。
可藉由電力極性偵測電路200將控制信號提供至過電壓保護電路及反向電壓保護電路。電力極性偵測電路200可將輸出控制信號P1_EN提供至分支1之電晶體N1A之閘極，將P1_DIS提供至分支1之控制節點254，將P2_EN提供至分支2之電晶體N1B之閘極，且將P2_DIS提供至分支2之控制節點274。電力極性偵測電路200可具有耦接至電力供應路徑P1_A及P2_A之輸入端。
當無附件裝置30連接至電子裝置10時(例如，當無連接器插塞22A耦接至連接器埠20A時)，電力極性偵測電路200可將P1_EN及P2_EN控制信號設定至接地電壓且將P1_DIS及P2_DIS控制信號設定至高阻抗(HiZ)。藉由將P1_EN及P2_EN控制信號設定至接地電壓，可停用分支1之電晶體N1A及分支2之電晶體N1B。藉由將P1_DIS及P2_DIS控制信號設定至高阻抗(例如，藉由使P1_DIS及P2_DIS控制信號斷開連接)，電晶體P1A之閘極電壓可藉由齊納二極體D2A(處於高輸入電壓)及接地電阻器R1A之崩潰電壓來判定，且電晶體P1B之閘極電壓可藉由齊納二極體D2B及接地電阻器R1B之崩潰電壓來判定。
當供應有效電源電壓(例如，在裝置10之常規操作電壓範圍內的電源電壓)之附件裝置30連接至電子裝置10時，電力極性偵測電路200可執行圖6中所展示的流程圖之步驟。
在步驟302中，電力極性偵測電路200可偵測第一分支上之電源電壓。舉例而言，電力極性偵測電路200可使用比較器電路判定電源電壓是否正提供於至分支B1之路徑P1_A上或電源電壓是否正提供於至分支B2之路徑P2_A上。
在步驟304中，電力極性偵測電路可回應於偵測到第一分支之電源電壓而將停用信號驅動至對置分支。舉例而言，若偵測到路徑P1_A上之具有電壓5 V的電源電壓，則電力極性偵測電路可將具有電壓5 V之P2_DIS控制信號提供至輸入節點274。藉由向輸入節點274供應5 V控制信號，可去啟動電晶體P1B(亦即，電晶體P1B之源極-閘極電壓可小於電晶體P1B之啟動電壓臨限值)。
回應於偵測到用於分支之電源電壓，電力極性偵測電路200可啟動電荷泵電路。電荷泵電路可提供相對於偵測之電源電壓的升壓，其可用以驅動電晶體N1A或電晶體N1B之輸入閘極。舉例而言，若在步驟302中偵測到在至分支B1之輸入端處之5 V電源電壓，則電荷泵電路可提供等於5 V輸入電源電壓加電晶體N1B之啟動臨限電壓(例如，6 V)的升壓。
電荷泵電路可能需要時間來穩定(亦即，可能花費時間使由電荷泵電路產生之升壓穩定)。在步驟306中，在使電荷泵電路輸出穩定後，可啟用第一分支(例如，藉由發送P1_EN)以允許電源電壓傳送至電子裝置10之其他組件。舉例而言，若在步驟302中偵測到在至分支B1之輸入端處之在預定操作範圍內的電源電壓，則二極體D1A及電晶體P1A可將電源電壓傳送至中間節點252。在使電荷泵電路穩定後，可藉由升壓來啟動電晶體N1A，且可將電源電壓自中間節點252傳送至輸出節點260。
藉由在步驟304中停用對置分支，可提供保護免於經由對置分支之不當電流流動。舉例而言，當經由第一分支(例如，分支B1)將輸出電壓傳送至輸出節點260時，可將該輸出電壓傳送至對置分支之中間節點272(亦即，在輸出節點260處之正電源電壓可使二極體D3B正向偏壓且經由二極體D3B傳送至分支B2之中間節點272)。停用之電晶體P1B可防止自中間節點至輸入節點270之不當電流流動。
根據一實施例，提供一種連接器埠電源保護電路，其耦接於電組件與一第一連接器中之第一接點及第二接點之間，且該第一連接器經組態以與在一第一定向及一第二定向上的具有第三接點及第四接點之一第二連接器配合，該第一接點耦接至該第三接點且該第二接點連接至該第四接點，在該第二定向上，該第一接點耦接至該第四接點且該第二接點連接至該第三接點，該連接器埠電源保護電路包括：一第一電路分支，其耦接於該第一接點與該等電組件之間；一第二電路分支，其耦接於該第二接點與該等電組件之間；及耦接至該第一連接器接點及該第二連接器接點之連接器定向偵測電路，且該連接器定向偵測電路將控制信號提供至該第一電路分支及該第二電路分支，使得該第一電路分支回應於偵測到該第一定向而使該第一接點與該等電組件隔離，且使得該第二電路分支回應於偵測到該第二定向而使該第二接點與該等電組件隔離。
根據另一實施例，該連接器埠電源保護進一步包括耦接至該等電組件之一電源供應器節點及一接地節點，該第一電路分支包括耦接於該第一接點與該電源供應器節點之間的一第一反向電壓保護電路，且該第二電路分支包括耦接於該第二接點與該電源供應器節點之間的一第二反向電壓保護電路。
根據另一實施例，該第一電路分支包括耦接於該第一接點與該電源供應器節點之間的一第一過電壓保護電路，且該第二電路分支包括耦接於該第二接點與該電源供應器節點之間的一第二過電壓保護電路。
根據另一實施例，該第一電路分支包括一第一中間節點，該第一過電壓保護電路耦接於該電源供應器節點與該第一中間節點之間，該第一反向電壓保護電路耦接於該第一中間節點與該第一接點之間，該第二電路分支包括一第二中間節點，該第二過電壓保護電路耦接於該電源供應器節點與該第二中間節點之間，且該第二反向電壓保護電路耦接於該第二中間節點與該第二接點之間。
根據另一實施例，該連接器埠電源保護電路進一步包括控制信號路徑，該連接器定向偵測電路在該等控制信號路徑上提供控制信號給該第一過電壓保護電路及該第二過電壓保護電路及該第一反向電壓保護電路及該第二反向電壓保護電路。
根據另一實施例，該第一反向電壓保護電路具有耦接至該第一接點之一第一端子、自該連接器定向偵測電路接收控制信號之一第二端子及耦接至該第一中間節點之一第三端子、耦接於該第一中間節點與該第一接點之間的一個二極體，且該二極體經組態以在該第一接點具有比該第一中間節點低的一電壓時阻止電流流動，且其中該第二反向電壓保護電路具有耦接至該第二接點之一第一端子、自該連接器定向偵測電路接收控制信號之一第二端子及耦接至該第二中間節點之一第三端子、耦接於該第二中間節點與該第二接點之間的一個二極體，且該二極體經組態以在該第二接點具有比該第二中間節點低的一電壓時阻止電流流動。
根據另一實施例，該第一反向電壓保護電路進一步包括一電晶體，該電晶體耦接於該第一接點與該第一中間節點之間且自該連接器定向偵測電路接收控制信號，且該第二反向電壓保護電路進一步包括一電晶體，該電晶體耦接於該第二接點與該第二中間節點之間且自該連接器定向偵測電路接收控制信號。
根據另一實施例，該第一反向電壓保護電路進一步包括耦接於該第一反向電壓保護電路之該第二端子與該第三端子之間的一齊納二極體，且該第二反向電壓保護電路進一步包括耦接於該第二反向電壓保護電路之該第二端子與該第三端子之間的一齊納二極體。
根據另一實施例，該第一過電壓保護電路具有耦接於該第一中間節點與該電源供應器節點之間的一個二極體，且該第二過電壓保護電路具有耦接於該第二中間節點與該電源供應器節點之間的一個二極體。
根據另一實施例，該第一過電壓保護電路具有耦接於該第一中間節點與該電源供應器節點之間的一電晶體，且該第二過電壓保護電路具有耦接於該第二中間節點與該電源供應器節點之間的一電晶體。
根據一實施例，提供一種用於保護內部裝置組件之方法，內部裝置組件由保護電路耦接至可操作以在第一定向及第二定向上收納一配合連接器之一連接器，該方法包括：藉由該連接器收納該配合連接器；藉由連接器定向偵測電路監視連接器埠；回應於偵測到該配合連接器係在該第一定向上，使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之一第一分支以阻止電流流動；及回應於偵測到該配合連接器係在該第二定向上，使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之一第二分支以阻止電流流動。
根據另一實施例，該連接器具有第一接點及第二接點，該第一分支耦接於該第一接點與該等內部裝置組件之間，該第二分支耦接於該第二接點與該等內部裝置組件之間，且監視該連接器埠包括藉由該連接器定向偵測電路監視該第一接點及該第二接點上之電壓。
根據另一實施例，回應於偵測到該配合連接器係在該第一定向上而使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第一分支以阻止電流流動包括控制在該第一分支中之一反向電壓保護電路中的一電晶體，且回應於偵測到該配合連接器係在該第二定向上而使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第二分支以阻止電流流動包括控制在該第二分支中之一反向電壓保護電路中的一電晶體。
根據另一實施例，該方法進一步包括回應於偵測到該配合連接器係在該第一定向上而使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第二分支以在該第二接點與該等內部裝置組件之間傳遞電流；及回應於偵測到該配合連接器係在該第二定向上而使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第一分支以在該第一接點與該等內部裝置組件之間傳遞電流。
根據一實施例，提供一種保護電路，其耦接於一電子裝置中之一連接器與該電子裝置中之內部裝置組件之間，且該連接器具有至少第一接點及第二接點及一接地接點，該連接器經組態以與在一第一定向及一第二定向上的一配合連接器配合，該配合連接器具有第三接點及第四接點及一配合接地接點，在該第一定向上，該第一接點連接至該第三接點，該第二接點連接至該第四接點，且該接地接點連接至該配合接地接點，在該第二定向上，該第一接點連接至該第四接點，該第二接點連接至該第三接點，且該接地接點連接至該配合接地接點，該保護電路包括：一電源供應器節點及一接地節點，其經組態以將電力供應至該等內部裝置組件，且該接地節點耦接至該接地接點；一第一保護電路分支，其耦接於該電源供應器節點與該第一接點之間；一第二保護電路分支，其耦接於該電源供應器節點與該第二接點之間；及連接器定向偵測電路，其耦接至該第一接點及該第二接點且經組態以偵測該配合連接器是具有該第一定向或是具有該第二定向，且該連接器定向偵測電路將控制信號提供至該第一電路分支及該第二電路分支。
根據另一實施例，該第一保護電路分支及該第二保護電路分支各包括一對應的過電壓保護電路。
根據另一實施例，該第一保護電路分支及該第二保護電路分支各包括一對應的反向電壓保護電路。
根據另一實施例，該連接器定向偵測電路經組態以產生回應於偵測到在該第一定向上之該配合連接器而引導該第一保護電路分支以阻止經由該第一連接器之電流流動的控制信號，及產生回應於偵測到在該第二定向上之該配合連接器而引導該第二保護電路分支以阻止經由該第二連接器之電流流動的控制信號。
根據另一實施例，該第一保護電路分支包括至少兩個電晶體，且其中該第二保護電路分支包括至少兩個電晶體。
根據另一實施例，該連接器除了該接地接點以外亦包括六個接點，且該六個接點包括該第一接點及該第二接點。
前述內容僅說明本發明之原理，且可由熟習此項技術者在不脫離本發明之範疇及精神的情況下進行各種修改。可個別地或以任何組合來實施前述實施例。
10‧‧‧電子裝置
12‧‧‧顯示器
14‧‧‧按鈕
20A‧‧‧可反向連接器埠
20B‧‧‧連接器埠
22A‧‧‧可反向連接器插塞/配合連接器/6接針連接器插塞
22B‧‧‧連接器插塞
23‧‧‧導電跡線/導電接點
24‧‧‧連接器電纜
30‧‧‧附件裝置
40‧‧‧金屬接地外殼/接地電力供應路徑
42‧‧‧金屬接地外殼
100‧‧‧30接針連接器埠
102A‧‧‧30接針連接器插塞
102B‧‧‧30接針連接器插塞
104‧‧‧路徑
106‧‧‧反向電壓保護電路
108‧‧‧控制電路
110‧‧‧過電壓保護電路
112‧‧‧電子組件
200‧‧‧電力極性偵測電路/電源保護電路
202A‧‧‧保護電路
202B‧‧‧保護電路
204A‧‧‧反向電壓保護電路
204B‧‧‧反向電壓保護電路
206A‧‧‧過電壓保護電路
206B‧‧‧過電壓保護電路
250‧‧‧輸入節點
252‧‧‧中間節點
254‧‧‧輸入控制節點
260‧‧‧輸出節點
261‧‧‧接地電源供應器節點
270‧‧‧輸入節點
272‧‧‧中間節點
274‧‧‧輸入控制節點
280‧‧‧組件
A_A‧‧‧導電路徑
A_B‧‧‧導電路徑
B1‧‧‧第一分支
B2‧‧‧第二分支
B_A‧‧‧導電路徑
B_B‧‧‧導電路徑
D1A‧‧‧二極體
D1B‧‧‧二極體
D2A‧‧‧齊納二極體
D2B‧‧‧齊納二極體
D3A‧‧‧二極體
D3B‧‧‧二極體
Dx_A‧‧‧導電路徑
Dx_B‧‧‧導電路徑
Dy_A‧‧‧導電路徑
Dy_B‧‧‧導電路徑
N1A‧‧‧n型電晶體
N1B‧‧‧n型電晶體
P1A‧‧‧p型電晶體
P1B‧‧‧電晶體
P1_A‧‧‧導電路徑/電力供應路徑/埠/輸入端
P1_B‧‧‧導電路徑/電力供應路徑
P2_A‧‧‧導電路徑/電力供應路徑/埠
P2_B‧‧‧選用之電力供應路徑/導電路徑
R1A‧‧‧電阻器
R1B‧‧‧電阻器
圖1為根據本發明之一實施例的具有一連接器埠之說明性電子裝置之示意圖，連接器埠可經由配合連接器而耦接至附件裝置。
圖2為根據本發明之一實施例的說明性可反向6接針連接器埠之示意圖。
圖3A為根據本發明之一實施例的具有第一定向之說明性可反向6接針配合連接器之示意圖。
圖3B為根據本發明之一實施例的具有第二定向之說明性可反向6接針配合連接器之示意圖。
圖4為習知30接針連接器埠之示意圖。
圖5為可用於可反向連接器埠中之說明性電源保護電路之示意圖。
圖6為可藉由用以組態電源保護電路以容納可反向連接器之電力極性偵測電路而執行的說明性步驟之流程圖。
20A‧‧‧可反向連接器埠
40‧‧‧金屬接地外殼/接地電力供應路徑
200‧‧‧電力極性偵測電路/電源保護電路
202A‧‧‧保護電路
202B‧‧‧保護電路
204A‧‧‧反向電壓保護電路
204B‧‧‧反向電壓保護電路
206A‧‧‧過電壓保護電路
206B‧‧‧過電壓保護電路
250‧‧‧輸入節點
252‧‧‧中間節點
254‧‧‧輸入控制節點
260‧‧‧輸出節點
261‧‧‧接地電源供應器節點
270‧‧‧輸入節點
272‧‧‧中間節點
274‧‧‧輸入控制節點
280‧‧‧組件
B1‧‧‧第一分支
B2‧‧‧第二分支
D1A‧‧‧二極體
D1B‧‧‧二極體
D2A‧‧‧齊納二極體
D2B‧‧‧齊納二極體
D3A‧‧‧二極體
D3B‧‧‧二極體
N1A‧‧‧n型電晶體
N1B‧‧‧n型電晶體
P1_A‧‧‧導電路徑/電力供應路徑/埠/輸入端
P1A‧‧‧p型電晶體
P1B‧‧‧電晶體
P2_A‧‧‧導電路徑/電力供應路徑/埠
R1A‧‧‧電阻器
R1B‧‧‧電阻器

权利要求:
Claims (20)
[1] 一種連接器埠電源保護電路，其耦接於電組件與一第一連接器中之第一接點及第二接點之間，其中該第一連接器經組態以與在一第一定向及一第二定向上的具有第三接點及第四接點之一第二連接器配合，在該第一定向上，該第一接點耦接至該第三接點且該第二接點連接至該第四接點，在該第二定向中該第一接點耦接至該第四接點且該第二接點連接至該第三接點：一第一電路分支，其耦接於該第一接點與該等電組件之間；一第二電路分支，其耦接於該第二接點與該等電組件之間；及耦接至該第一連接器接點及該第二連接器接點之連接器定向偵測電路，其中該連接器定向偵測電路將控制信號提供至該第一電路分支及該第二電路分支，使得該第一電路分支回應於偵測到該第一定向而使該第一接點與該等電組件隔離，且使得該第二電路分支回應於偵測到該第二定向而使該第二接點與該等電組件隔離。
[2] 如請求項1之連接器埠電源保護電路，其進一步包含耦接至該等電組件之一電源供應器節點及一接地節點，其中該第一電路分支包含耦接於該第一接點與該電源供應器節點之間的一第一反向電壓保護電路，且其中該第二電路分支包含耦接於該第二接點與該電源供應器節點之間的一第二反向電壓保護電路。
[3] 如請求項2之連接器埠電源保護電路，其中該第一電路分支包含耦接於該第一接點與該電源供應器節點之間的一第一過電壓保護電路，且其中該第二電路分支包含耦接於該第二接點與該電源供應器節點之間的一第二過電壓保護電路。
[4] 如請求項3之連接器埠電源保護電路，其中該第一電路分支包含一第一中間節點，其中該第一過電壓保護電路耦接於該電源供應器節點與該第一中間節點之間，其中該第一反向電壓保護電路耦接於該第一中間節點與該第一接點之間，其中該第二電路分支包含一第二中間節點，其中該第二過電壓保護電路耦接於該電源供應器節點與該第二中間節點之間，且其中該第二反向電壓保護電路耦接於該第二中間節點與該第二接點之間。
[5] 如請求項4之連接器埠電源保護電路，其進一步包含控制信號路徑，該連接器定向偵測電路在該等控制信號路徑上提供控制信號給該第一過電壓保護電路及該第二過電壓保護電路及該第一反向電壓保護電路及該第二反向電壓保護電路。
[6] 如請求項4之連接器埠電源保護電路，其中該第一反向電壓保護電路具有耦接至該第一接點之一第一端子、自該連接器定向偵測電路接收控制信號之一第二端子及耦接至該第一中間節點之一第三端子、耦接於該第一中間節點與該第一接點之間的一個二極體，其中該二極體經組態以在該第一接點具有比該第一中間節點低的一電壓時阻止電流流動，且其中該第二反向電壓保護電路具有耦接至該第二接點之一第一端子、自該連接器定向偵測電路接收控制信號之一第二端子及耦接至該第二中間節點之一第三端子、耦接於該第二中間節點與該第二接點之間的一個二極體，其中該二極體經組態以在該第二接點具有比該第二中間節點低的一電壓時阻止電流流動。
[7] 如請求項4之連接器埠電源保護電路，其中該第一反向電壓保護電路進一步包含一電晶體，該電晶體耦接於該第一接點與該第一中間節點之間且自該連接器定向偵測電路接收控制信號，且其中該第二反向電壓保護電路進一步包含一電晶體，該電晶體耦接於該第二接點與該第二中間節點之間且自該連接器定向偵測電路接收控制信號。
[8] 如請求項7之連接器埠電源保護電路，其中該第一反向電壓保護電路進一步包含耦接於該第一反向電壓保護電路之該第二端子與該第三端子之間的一齊納二極體，且其中該第二反向電壓保護電路進一步包含耦接於該第二反向電壓保護電路之該第二端子與該第三端子之間的一齊納二極體。
[9] 如請求項4之連接器埠電源保護電路，其中該第一過電壓保護電路具有耦接於該第一中間節點與該電源供應器節點之間的一個二極體，且其中該第二過電壓保護電路具有耦接於該第二中間節點與該電源供應器節點之間的一個二極體。
[10] 如請求項9之連接器埠電源保護電路，其中該第一過電壓保護電路具有耦接於該第一中間節點與該電源供應器節點之間的一電晶體，且其中該第二過電壓保護電路具有耦接於該第二中間節點與該電源供應器節點之間的一電晶體。
[11] 一種保護內部裝置組件之方法，內部裝置組件由保護電路耦接至可操作以在第一定向及第二定向上收納一配合連接器之一連接器，該方法包含：藉由該連接器收納該配合連接器；藉由連接器定向偵測電路監視連接器埠；回應於偵測到該配合連接器係在該第一定向上，使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之一第一分支以阻止電流流動；及回應於偵測到該配合連接器係在該第二定向上，使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之一第二分支以阻止電流流動。
[12] 如請求項11之方法，其中該連接器具有第一接點及第二接點，其中該第一分支耦接於該第一接點與該等內部裝置組件之間，其中該第二分支耦接於該第二接點與該等內部裝置組件之間，且其中監視該連接器埠包含藉由該連接器定向偵測電路監視該第一接點及該第二接點上之電壓。
[13] 如請求項12之方法，其中回應於偵測到該配合連接器係在該第一定向上而使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第一分支以阻止電流流動包含控制在該第一分支中之一反向電壓保護電路中的一電晶體，且其中回應於偵測到該配合連接器係在該第二定向上而使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第二分支以阻止電流流動包含控制在該第二分支中之一反向電壓保護電路中的一電晶體。
[14] 如請求項13之方法，其進一步包含：回應於偵測到該配合連接器係在該第一定向上，使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第二分支以在該第二接點與該等內部裝置組件之間傳遞電流；及回應於偵測到該配合連接器係在該第二定向上，使用該連接器定向偵測電路引導該保護電路之該第一分支以在該第一接點與該等內部裝置組件之間傳遞電流。
[15] 一種保護電路，其耦接於一電子裝置中之一連接器與該電子裝置中之內部裝置組件之間，其中該連接器具有至少第一接點及第二接點及一接地接點，其中該連接器經組態以與在一第一定向及一第二定向上的一配合連接器配合，該配合連接器具有第三接點及第四接點及一配合接地接點，在該第一定向上，該第一接點連接至該第三接點，該第二接點連接至該第四接點，且該接地接點連接至該配合接地接點，在該第二定向上，該第一接點連接至該第四接點，該第二接點連接至該第三接點，且該接地接點連接至該配合接地接點，該保護電路包含：一電源供應器節點及一接地節點，其經組態以將電力供應至該等內部裝置組件，其中該接地節點耦接至該接地接點；一第一保護電路分支，其耦接於該電源供應器節點與該第一接點之間；一第二保護電路分支，其耦接於該電源供應器節點與該第二接點之間；及連接器定向偵測電路，其耦接至該第一接點及該第二接點且經組態以偵測該配合連接器是具有該第一定向或是具有該第二定向，其中該連接器定向偵測電路將控制信號提供至該第一電路分支及該第二電路分支。
[16] 如請求項15之保護電路，其中該第一保護電路分支及該第二保護電路分支各包括一對應的過電壓保護電路。
[17] 如請求項16之保護電路，其中該第一保護電路分支及該第二保護電路分支各包括一對應的反向電壓保護電路。
[18] 如請求項15之保護電路，其中該連接器定向偵測電路經組態以：產生回應於偵測到在該第一定向上之該配合連接器而引導該第一保護電路分支以阻止經由該第一連接器之電流流動的控制信號；及產生回應於偵測到在該第二定向上之該配合連接器而引導該第二保護電路分支以阻止經由該第二連接器之電流流動的控制信號。
[19] 如請求項18之保護電路，其中該第一保護電路分支包括至少兩個電晶體，且其中該第二保護電路分支包括至少兩個電晶體。
[20] 如請求項19之保護電路，其中該連接器除了該接地接點以外亦包含六個接點，且其中該六個接點包括該第一接點及該第二接點。

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法律状态:
2021-06-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

US13/191,275|US8542472B2|2011-07-26|2011-07-26|Protection circuitry for reversible connectors|

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