TWI427883B - 過電壓保護電路、用以操作過電壓保護電路之方法和電腦程式產品、及移動式裝置 - Google Patents

Description

過電壓保護電路、用以操作過電壓保護電路之方法和電腦程式產品、及移動式裝置 發明領域

本發明係關於一種用於連接界面，例如，移動式裝置之特殊裝置的音訊/視訊連接界面，之閉迴路電壓保護。更明確地說，本發明係關於當有許多的可能使得使用者可能接觸提供至少可能是有害電壓之有害裝置時，有關移動式裝置附加物件之連接器的領域。本發明提供一種接近連接點之閉迴路回授保護系統，以對移動式裝置經由一過電壓保護電路而提供保護。

發明背景

目前有大量不同的連接器可供用於移動式裝置，(例如，胞式手提電話)，其可提供不同的連接(例如，音訊/視訊連接)至不同的可連接裝置，例如音訊/視訊裝置。例如，Nokia^TM n-gage^TM 電話被提供具有二種邊靠邊被配置之3個-和4個-接觸點的2.5毫米插接音訊連接器，一個用於一立體頭戴式耳機而一個用於(單耳)電話耳機。一種相似之3.5毫米連接器同時也被使用作為麥克風連接器、立體音訊連接器、4-接觸點之視訊相機連接器，或甚至作為toslink^TM 光學音訊連接器之特殊實施例。

有一些不同的連接器被使用於大量不同的應用上。例如，用於鍵盤和滑鼠之習知的PS2連接器同時也使用一種用於外部硬碟驅動器之電源連接器。另外，該PS2連接器是極 相似於外部視訊連接器，如習知的S-VHS連接器或MINI-DIN連接器以及其類似者。

亦即，目前有使用相同型式的連接器之不同的信號標準，該連接器一方面由於迫使一相似樣子的插頭進入錯誤的插座，而在本質上提供損害它本身之危險，或另一方面由於當連接一高電壓信號之一插頭進入一低電壓插座時而導致電氣損害(或反之亦然)。

有習知的不同過電壓保護電路，例如，稽納二極體或Z-二極體或著名的撬杆電路(如果被檢測到有過電壓的話，可將一接地線短路以使一熔絲斷裂之電路)之使用。

當一使用者將一連接器嵌進入一電子裝置時，由於施加暴力，不可能防止該使用者免於損害裝置，並且因此似乎不可能防止由於暴力所導致之損害。

但是，一使用者無法檢測電壓，例如，高至20V範圍中之電壓。這是為何一使用者在將一錯誤插頭嵌進入錯誤插座之前不能夠檢測任何失誤之理由(沒有讀取說明書或沒有使用一種多用途儀錶)。

因此需具有一種移動式電子裝置，其受保護免於受到施加至當高電壓施加時受到損害之接觸點的高電壓之影響所傷害。

發明概要

根據本發明第一論點，提供一種用於移動式裝置之一過電壓保護電路。該移動式裝置包含至少一個連接器，該 連接器具有用於連接外部裝置之至少一個電氣接觸點以及連接至使用該連接器之一電路之至少一個內部接觸點。該過電壓保護電路包含一電氣操作開關、一控制元件、在該連接器的一電氣接觸點和被連接至該電路的該內部接觸點之間的一電氣操作開關以及第一電壓決定單元。該控制元件被提供以操作該電氣操作開關並且被連接到該開關以操作該開關。該第一電壓決定單元被提供以檢測在該連接器的該接觸和該電氣操作開關之間的電壓。該第一電壓決定單元被連接到該控制元件。該第二電壓決定單元被連接到該控制元件。該控制元件被組態以依據在該連接器之該接觸點所被檢測的電壓而打開或閉合該開關。

應注意到，當開關是在閉合位置時，被決定之兩電壓被預期是相同的。

這基本實施例被設計作為一基本的實作，其中該連接器僅一接觸點受到該電壓保護電路之保護。

在一實施範例中，過電壓保護電路進一步地包含第二電壓決定單元。該第二電壓決定單元被提供以檢測在接觸至該電路的該內部接觸點以及該電氣操作開關之間的電壓。該第二電壓決定單元被連接到該控制元件。在這實施例中，該等控制元件被組態以依據在接觸至該電路的該內部接觸點以及該等連接器之該接觸點所檢測之電壓而打開或閉合該開關。

這實施例可適用於檢測在接觸至該電路的該內部接觸點以及該連接器的該接觸點之間的相當多之電壓差量。

本發明這基本實施例同時也可被實施而以一個單一多開關以同時地致動或不致動在該內部電路以及該連接器之間的一些連接。

在實施範例中，該過電壓保護電路，進一步地包含至少一個進一步的電氣操作開關、至少一個進一步的第一電壓決定單元、以及至少一個進一步的第二電壓決定單元。

該至少一個進一步的電氣操作開關被互連在該連接器之至少一個進一步的電氣接觸點以及連接至該電路之至少一個進一步的內部接觸點之間。該控制元件分別地被連接到各個該至少一個進一步的電氣操作開關以控制該等開關。

該進一步的第一電壓決定單元被提供以檢測對於各個該進一步的電氣操作開關之在該連接器之各個該進一步的接觸點之電壓。

該進一步的第二電壓決定單元被提供以對於各該進一步的電氣操作開關，分別地檢測在連接至該電路之各該進一步的內部接觸點之電壓。

該控制元件被組態以根據在連接至該電路之該等內部接觸點以及該連接器的該等接觸點被檢測之電壓而打開或閉合該等開關。

這更複雜的實施例被設計作為其中連接器之任意數目的接觸點利用電壓保護電路被保護之實作例。

在非移動式裝置之情況中，所呈現之問題通常不發生，因為非移動式裝置通常僅被安裝並且被接線一次，而在移動式裝置情況中則有許多不同的需要，於其中一使用 者可連接不同的(並且甚至是未知的)設備，例如，雙耳式耳機、頭戴式耳機、視訊裝置、充電器、電腦及/或其他的構件或裝置至該移動式裝置。

在一實施範例中，該過電壓保護電路，進一步地包含至少一個進一步的電氣操作開關以及至少一個進一步的第一電壓決定單元。

該至少一個進一步的電氣操作開關被互連在該連接器之至少一個進一步的電氣接觸點以及連接至該電路的至少一個進一步的內部接觸點之間。該控制元件分別地被連接到各該至少一個進一步的電氣操作開關以控制該等開關。

該進一步的第一電壓決定單元被提供，以對於各該等進一步的電氣操作開關，分別地檢測在該連接器之各該進一步的接觸點的電壓。

該控制元件被組態以根據在該連接器之該等接觸點被檢測的電壓而打開或閉合該等開關。

這更複雜的實施例被製作為一實作，其中任意數目之連接器的接觸點利用該電壓保護電路被保護。

在另一實施範例中，該過電壓保護電路進一步地包含被互連在該連接器之至少二個該等電氣接觸點以及連接至該電路系統之至少二個該等內部接觸點之間的一開關矩陣，以重新分配或重新配置在該連接器的這些接觸點以及連接至該電路系統的該等內部接觸點之間的該等連接點。

該開關矩陣可允許將自直流充電裝置所接收的電壓信號予以變流。

再進一步之另一實施範例中，該開關矩陣被互連在該等電氣操作開關以及該連接器的該等接觸點之間。這實施例允許根據被接收之信號而簡單地重新分配該連接器之該等接觸點(尤其是，當考慮連接至電路系統之該等接觸點是關於預期良好地被形成之信號時)。

再進一步之另一實施範例中，該開關矩陣被互連在該等電氣操作開關以及連接至該電路系統的該等內部接觸點之間。這實施例允許根據例如，移動式裝置之電路系統的特定應用接觸點而簡單地重新分配連接器之該等接觸點。亦即，該開關矩陣可被使用以導引自連接器之接觸點被接收的信號至移動式裝置之特定應用(積體)電路。其同時也被設想以使用兩個開關矩陣(其一各在電子操作開關之側邊)以一方面重新分配該連接器之接觸點並且另一方面以導引一個信號至移動式裝置之電路系統的某些(例如，特定應用)接觸點。

再進一步之另一實施範例中，該開關矩陣同時也包含該等電子操作開關。亦即，該開關矩陣允許切斷連接至移動式端點裝置之電路系統的所有接觸點的連接器所有接觸點。

再進一步之另一實施範例中，該(等)開關矩陣利用該控制元件被控制。這實施例允許在單一電路中組合過電壓保護電路以及該(等)開關矩陣。

再進一步之另一實施範例中，該控制元件被連接到該移動式電子裝置之電路以依據自該電路系統被接收的信號而控制該開關矩陣之該等開關。這實施例被修改使適合下 列情況，其中該開關矩陣被使用以連接該連接器的某些接觸點至移動式裝置之電路系統的特定應用(積體)電路之某些接觸點。

再進一步之另一實施範例中，該控制元件進一步地包含一電池電壓決定單元以檢測移動式裝置電池之電池電壓。該過電壓保護電路是嵌入式的。在這實施例中，該控制元件被組態以當如果該電池電壓下降至一預定臨限值之下時則打開該等開關。這實施例用以保護該移動式裝置免於因短路之輸出端點而被放電或被損害。應注意到，其同時也被設想以執行一實施例，於其中該等開關被打開，如果電池電壓之首先衍生值超出預定值的話(以防止在高的電流快速的放電或高的電流快速的充電)。注意到，該裝置可被組態以在某些時間週期之後重置該等開關以允許，例如，經由該連接器進行充電處理程序。

再進一步之另一實施範例中，該控制元件進一步地包含連接到該電路之一輸出信號接觸點，以通知該電路，在該連接器以及連接至該電路之該等內部接觸點之間的該等開關之至少一個已經被打開。這實施例可用以經由移動式裝置之人類-機器界面而通知該移動式裝置之一使用者，一過電壓情況已經發生並且被檢測。這同時也可利用藉由該控制元件被傳送至該移動式裝置之該電路的一中斷而被實施。

在本發明的另一實施範例中，該控制元件進一步地包含一定時器以在一被決定的時間週期之後輸出該信號。其被設想以依據指示超出該等電壓臨限多少的一電壓值而選 擇該時間。亦即，如果該被量測/被決定的電壓僅稍微地超出該電壓臨限，則其可能沒有理由即時地警告該使用者。但是，當該電壓超出臨限值，例如，3V時，則至該使用者之警告可較佳地即時被致動。一種相似方法同時也可被使用以依據被檢測之電壓而調變警告之音量或聲調。

在本發明再進一步的另一實施範例中，電路進一步地具有一連接檢測器以通知該電路，至該連接器之一外部連接器已經被連接/被切斷。如果並且當一連接被檢測時，則該連接檢測器可被使用以自睡眠模式"喚醒"一裝置。如果並且當一斷連被檢測時，則該連接檢測器同時也可被使用以使一裝置進入睡眠模式。該連接檢測器可利用一切換連接器被執行，其中在該連接器中之一接觸點/開關指示，是否一外部連接器被連接。其同時也被考慮以將該連接檢測器包含在控制元件自身中，其中該連接檢測器是反應於在該等連接器接觸點被檢測之電壓而觸發。

於再進一步之另一實施範例中，該控制元件被連接到該電路以依據自該電路所接收之信號而控制開關矩陣之開關。這實施例是針對於單一應用需要不同的接觸點組合以能夠通訊於被連接之裝置之情況。

根據本發明之另一論點，一移動式電子裝置被提供，其具有如先前說明中被揭示之一過電壓保護電路，其中該控制元件被連接到該電路以依據自該電路被接收或自該連接器被接收之信號而控制該過電壓保護電路之開關。

在一實施範例中，該移動式裝置進一步地包含一移動 式電話。這實施例可提供保護移動式電話以免於來自不同週邊裝置，例如，充電器、外部電源供應或連接至資料處理裝置或免手控操作設備，所接收之過電壓。

在另一實施範例中，該移動式裝置進一步地包含一音訊播放器裝置。在另一實施範例中，該移動式裝置進一步地包含一音訊記錄器裝置。這些實施例可用以保護移動式裝置使免於施加在線上輸出連接器、線上輸入連接器或麥克風/擴音器連接器之過電壓。

仍然，另一實施範例中，該移動式裝置進一步地包含一視訊播放器裝置。在另一實施範例中，該移動式裝置進一步地包含一視訊記錄器裝置。這些實施例可用以保護移動式裝置使免於被施加在視訊輸入/視訊輸出、線上輸出連接器、線上輸入連接器或麥克風/擴音器連接器之過電壓。

再進一步之另一實施範例中，該移動式裝置進一步地具有一攝影機，例如，一視訊攝影機。這實施例可具有保護移動式裝置，使免於被施加在視訊輸入/視訊輸出、線上輸出連接器、該線上輸入連接器或麥克風/擴音器連接器之過電壓。

根據另一實施範例，其提供一種用於操作一過電壓保護電路之方法，該方法用於保護一移動式端點裝置電路，使免於在該移動式裝置之連接器所接收之過電壓的損害。該過電壓保護電路被連接在連至該移動式裝置電路之內部接觸點以及該連接器的接觸點之間。該方法包含決定在連接器接觸點被接收之電壓、決定在電路之該等內部接觸點 的電壓、並且閉合被連接在該連接器的該等接觸點以及在預定電壓限制範圍之內的電壓之電路的內部接觸點之間的一開關。

在一實施範例中，該方法進一步地包含決定在該電路之該等內部接觸點的電壓並且閉合被連接在該連接器的該等接觸點，以及在預定電壓限制範圍之內的電壓之電路的該等內部接觸點之間的一開關。

應注意到，決定電壓之步驟可能只在於決定是否該電壓超出一所選擇的參考電壓之一。

在一實施範例中，該方法進一步地包含打開在連接器的該等接觸點及/或超出預定電壓限制範圍之電路的內部接觸點之間的一連接。應注意到，在被閉合之開關的情況中之兩量測基本上應產生相同的電壓數值。

在另一實施範例中，該方法進一步地包含接收關於該等電壓限制範圍之資訊，並且因此操作該過電壓保護電路。這實施例尤其是可應用至移動式裝置，其使用可藉由不同的電壓振幅而操作之不同的應用。

再進一步之另一實施範例中，該方法在進一步地包含一開關矩陣之一過電壓保護電路中被執行。該開關矩陣被互連在該連接器的電氣接觸點之至少二點以及連接至該電路的內部接觸點之至少二點之間。在這實施範例中，該方法進一步地包含：依據在連接器的接觸點接收之被決定的電壓、以及在該電路之該等內部接觸點的被決定之電壓而重新分配在該連接器的該等接觸點以及連接至該電路的該 等內部接觸點之間的連接點。

在另一實施範例中，重新分配步驟依據經由連接至移動式端點裝置之電路的一連接點所被接收之信號/資訊而被進行。這實施例提供使移動式端點之電路決定連接器的那一個接觸點將被分配至連接至移動式端點裝置電路的那一個內部接觸點。這實施例可用以重新分配對於該移動式(端點)裝置之各個應用(或特定應用電路)的連接。

在另一實施範例中，在一移動式端點裝置上被進行之該方法進一步地包含一電池。在這實施例中，該過電壓保護電路被連接到該電池(例如，經由一電池電壓決定單元)。在這實施範例中，該方法進一步地包含決定一移動式裝置之電池的電池電壓，並且如果該電池降至一預定電壓臨限之下，則打開在連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的該等開關。該電池電壓可藉由在其中被製作或被連接到該控制單元之電壓量測單元而被決定。

再進一步之另一實施範例中，該方法進一步地包含打開在連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的該等開關之至少一開關，並且傳送在連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的該等開關之至少一開關已經被打開的一個信號指示至該電路。這實施例作為一種監視器功能以提醒使用者或移動式裝置電路關於一過電壓情況已經被檢測到。其同時也被設想以停止或通知使用該連接器之一應用關於過電壓事件已發生，以導致一個警告之輸出以停止一使用者將過電壓裝置連接至連接器/移 動式裝置。

該系統包含部份的附加檢測並且另外地其亦包含有許多的可能性，如使用者可能造成錯誤連接或自一選單造成錯誤選擇並且因此一高電壓低阻抗信號(尤其是線上輸入)可能破壞移動式裝置之積體電路。

在另一實施範例中，該方法進一步地包含：如果其被檢測該一電壓超出該預定的電壓臨限時則設定一定時器，並且當在定時器之設定時間已到之後一決定的時間週期之後則輸出該信號。

再進一步之另一實施範例中，該方法進一步地包含：檢測在該移動式裝置的該等連接點之一外部連接器是否已被連接/被切斷，並且通知該電路在該連接器之一外部連接器已被連接/被切斷。這實施例可被使用，如果連接至一外部連接器之一連接點已經被檢測則將使被保護之裝置喚醒，或如果已檢測到一連接器已被切斷時則將該被保護之一裝置設定成為一睡眠模式。

根據本發明之另一論點，可自一伺服器下載用以執行先前說明之方法的一種電腦程式產品被提供，其包含當該程式在一電腦或一網路裝置上被執行時用以執行先前方法的所有步驟之程式碼手段。

仍然根據本發明之另一論點，提供一電腦程式產品，當該程式產品在一電腦或一網路裝置上被執行時，其將包含被儲存在一電腦可讀取媒體上用以執行先前說明之方法的程式碼手段。

根據本發明之另一論點，一電腦資料信號被提供。該電腦資料信號以載波形式被實施，並且當該電腦程式在一電腦或一網路裝置上被執行時，則該信號將代表一程式，其使該電腦可執行包含先前說明之方法的步驟。

圖式簡單說明

在下面，本發明將參看所包含之圖形而詳細地被說明，於其中：第1圖展示依據一個4個-接觸點插頭的信號多路傳輸列表。

第2A和2B圖是本發明在過電壓保護電路和該等連接器接觸點之間提供一開關矩陣之熟練實施例的電路圖。

第3圖是一過電壓保護電路之硬體-製作實施例的電路圖。

第4圖是用以分佈一連接器之信號接觸點至不同的特定應用界面之一種開關矩陣基本實施例的圖形。

第5A、5B以及5C圖是本發明的方法之基本實施例的流程圖。

第6A和6B圖是具有一過電壓保護電路之移動式端點裝置的分解區塊圖。

較佳實施例之詳細說明

在下面的詳細說明中，相同的構件將給予相同參考號碼，無視於它們是否在本發明的不同實施例中被展示。為了清楚地以及簡潔地展示本發明，圖形可不必然得依尺度繪製並且某些特點可以某種分解型式被展示。

第1圖展示依據4個-接觸點插頭的信號多工化列表之範例。該列表之行代表不同的信號樣式，如音訊、視訊以及數位信號。該4個接觸點插頭系統主要地具有輸出信號，但同時也輸入如用於記錄之L</R<音訊輸入，其中電壓可以是高至7Vpp，其是+或-3.5V峰值。同時也可能發生電壓上升至+或-7V峰值位準。同時提供安全操作邊限之特殊的差錯情況或誤用預期高至+或-14V。此高電壓可能來自具有相似連接器(或形式因素)之直流電壓供應或來自一連接至交流信號之連接，其可能導致I/O電路保護二極體箝制該信號之過電壓情況。

該等信號使用包含共同接地點之4線被多工化。為保證預期的連接，系統必須正確地辨識被連接之信號或當使用者可能不了解所有的信號位準和阻抗時，其必須強健地可禁受得起不正確的使用。例如，使用者可能連接太高的電壓進入線上而該系統仍然引導信號至僅禁受得起在0V以及1.8V之間的電壓之輸出級。

同時也可有各種轉接器，其不欲與移動式端點裝置使用，而使用者可將這些轉接器應用於有缺陷的信號檢測和信號發送路線上。

第2A圖是本發明熟練實施例之電路圖，其提供在過電壓保護電路以及該等連接器之接觸點之間的一開關矩陣。在左側上之多工化開關(或一切換矩陣)被安置，其可被控制以切換任何所需的信號組合至3個信號線以及接地線(接地線未被展示)。在中間有三組開關，其將連接器自右側之敏 感的引擎電路隔離。其有電壓檢測器監視在開關右側上之電壓並且當該電壓超出設定值(負的/正的)時，該電路打開該等開關並且中斷該等連接。其同時也有一監視器以檢查是否該電池電壓減少，並且當電池電壓減少時打開保護開關。可能展示高電壓和低阻抗之線上輸入信號經由高阻抗電阻器被引導，其以與下一級之輸入阻抗組合的方式將該電壓以及電流降低至安全位準。這些類型之串列電阻器是不可應用至某些輸出信號，例如，視訊信號，其必須精確地展示75歐姆來源/終端阻抗。另外地，當併列的終端被使用時，其不需要如上所述的保護開關之串列保護電阻。該等保護位準可分別地被設定至各個開關並且分別位準同時也可被定義在輸入電壓振幅之負端以及正端。

電路可以使用高電壓CMOS技術，其指定，例如，35V作為最大供應電壓。內部充電泵被內建以提供開關之供應電壓並且在電池信號不顯示之情況中提供其供應電壓；輸入信號經由保護二極體而整流供應電壓。該系統經由一I2C控制匯流排被控制。其有一中斷信號(INT)指示控制處理器之出差錯情況，其可在顯示器之使用者選單系統上提供回授。其同時也可以是可依據其獨有的專用保護之旁通信號。該保護同時也可與3個特定地被保護之連接器所共用。其同時也可僅保護三組信號線而不執行電路中任何系統的保護系統以避免系統不必要的複雜性。

第2B圖是本發明熟練實施例之電路圖，其具有在過電壓保護電路以及該等連接器之接觸點之間的一開關矩陣。 在左側上之多工化開關(或一切換矩陣)被安置，其可被控制以切換任何所需的信號組合至3個信號線以及接地線(接地線未被展示)。在中間有三組開關，其將連接器自右端之敏感的引擎電路隔離。其有電壓檢測器以監視開關兩端上的電壓，並且當該電壓超出設定值(負的/正的)時，該電路打開該等開關並且中斷該等連接。其同時也有一監視器用以檢查該電池電壓是否減少，並且當該電池電壓減少時打開保護開關。展示高電壓以及低阻抗的線上輸入信號經由高阻抗電阻器被引導，其以與下一級之輸入阻抗組合的方式而降低電壓以及電流至安全位準。這些類型之串列電阻器是不可應用至某些輸出信號，例如，視訊信號，其必須精確地展示75歐姆來源/終端阻抗。另外地，當併列終端被使用時，其不需要上述的保護開關之串列保護電阻。該等保護位準可分別地被設定至各個開關並且同時分別的位準也可被定義在輸入電壓振幅之負端以及正端。

電路可以使用高電壓CMOS技術，其指定，例如，35V，作為最大供應電壓。內部充電-泵被內建以提供開關之供應電壓並且在電池信號不顯示之情況中則提供其供應電壓；該輸入信號經由保護二極體而整流供應電壓。該系統經由一I2C控制匯流排被控制。有一指示控制處理器之出錯情況之中斷信號(INT)，其可在顯示器之使用者選單系統上提供回授。其同時也可以是可依據獨有的專用保護之旁通信號。該保護同時也可與3個特定地被保護之連接器所共用。同時也可僅保護三組信號線而不是執行電路任何系統之保 護系統以避免系統不必要的複雜性。

檢測可包含二組不同的檢測位準，例如，較高和較低的電壓限制範圍。其被設想以檢測過電壓以及過低的電壓(負的電壓)。其同時也被設想以選擇對於開關矩陣之不同切換位置的不同過電壓以及過低的電壓(負的電壓)。例如，在音訊線上輸入模式中，用於某種連接器接腳之臨限可被設定為-4V至+4V，並且在一視訊輸出模式中，用於相同連接器接腳之臨限可被設定為-0.3V至+1.8V。

可編程式性意謂著吾人對於各個模式(用於在一裝置上執行以及使用該連接器之各個應用)設定+/-檢測位準，亦即分別地針對各個信號設定之檢測位準。輸入經常被保護。如被標明於第2圖中，該線上輸入是具有大的串列電阻器，如果當該等開關是在錯誤模式中時，則其可保護而免於將高電壓切換至敏感電路。在這情況中，較低的臨限將產生檢測並且開關被打開。

較高於指定電壓之線上輸入模式可被檢測並且對於使用者之警告可被輸出(聽覺地經由擴音器或耳機、光學地經由顯示器或機械地經由例如，震動警報器)。該等開關被打開，而在這情況中額外的保護可以線上輸入中之短路開關形成(在具有文字LINE IN之第2A和2B圖的該點中)。這“額外的”選擇是自然地取決於電路製作。在這情況中，短路輸入不是有害的，因有提供限制可能發生最大電流之相當大的串列電阻器(被標記為“保護串列電阻器”)。

第3圖是過電壓保護電路的硬體製作之實施例的電路 圖。該連接器12側端包含比較於經由OR埠以及RS-正反器(FF)而打開開關10之固定電壓的檢測器/比較器(或第一電壓決定單元6)，其同時地將影響至所有的開關10。

信號I/O端或(電話)電路側16具有可程控檢測器/比較器(或第二電壓決定單元8)，其具有分別地可調整之具有低電壓粒度之負的以及正的臨限值以提供最佳之保護。因在移動式端點裝置中具有非常敏感的IC，敏感的保護是必須的，其可能，例如，無法承受在-0.3V之下的負電壓或在1.95V之上的正電壓。檢測器直接控制分別地設定該等開關之閉合的RS-正反器。

該開啟必須非常快速地發生並且因此其藉由與軟體定義臨限值組合的直接硬體控制而被進行。任何時間，當一被迫之開啟發生時；一中斷被形成/被傳送至移動式端點裝置之電路。軟體可以檢測是否一個或所有的中斷檢測器已被重新設定在控制暫存器區域中。這展示該過電壓導致觸發連接器或電路I/O端之比較器。另外地，有一量測系統可檢測在連接器端上之電壓以提供用於恢復之協助。為使電路系統最小化，一檢測器被提供，其可檢查分別地在具有多工化開關協助的軟體-控制之下的各線。在檢測過電壓情況不再呈現之後，該等開關可被閉合或使用者指令/警告可被展示在移動式端點裝置上。這量測可經常在開關被閉合之前被進行以當在任何時間該等電路開關由於過電壓被打開時而達成增加之安全。當打開該等開關時，有一非常短的電壓脈波呈現，其可能具有一反面的影響。但是這脈波 可僅具有少數奈秒之長度並且因此不具有破壞性的。該等保護開關同時也是直接地在經由重新設定(R)以及設定(S)至各正反器之信號的控制之下。該保護系統另外地在正反器區塊內部中被提供一OR-閘。在圖形中，以參考數目4被指示之部份係相關聯於控制元件。在圖形中，以參考數目6被指示之部份係相關聯於第一電壓決定單元。在圖形中，以參考數目8被指示之部份是相關聯於第二電壓決定單元。參考標幟10相關聯於電氣操作開關。參考標幟12指示連接器。參考標幟16指示連接至移動式裝置電路之接觸點。

第4圖是分佈連接器之信號接觸點至不同的應用或特定應用界面之開關矩陣的基本實施例之圖形。為增加圖形之明白起見，在圖形中過電壓保護電路已經被省略。

第5A圖是用於操作一過電壓保護電路之方法的基本實施例之流程圖，其用以保護一移動式端點裝置電路使免於受在該移動式裝置之一連接器所接收的過電壓之損害。其預期該過電壓保護電路被連接在連至一電路的內部接觸點以及一連接器的接觸點之間。該方法包含重複地：決定在連接器的接觸點所被接收之電壓(步驟1)並且如果該被決定的電壓是在預定的電壓限制範圍之內的話，則閉合被連接在該連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的開關(步驟3)。

第5B圖是用於操作一過電壓保護電路的方法之基本實施例的流程圖，其用以保護移動式端點裝置之一電路使免受在該移動式裝置之一連接器所被接收的過電壓之損害。 其預期該過電壓保護電路被連接在連至一電路的內部接觸點以及一連接器的接觸點之間。該方法包含重複地：決定在連接器的接觸點所被接收之電壓(步驟1)，決定在電路的該等內部接觸點之電壓(步驟2)，並且如果該被決定的電壓是在預定電壓限制範圍之內的話，則閉合被連接在該連接器的該等接觸點以及該電路的該等內部接觸點之間的開關(步驟3)。

第5C圖是用於操作一過電壓保護電路之方法更熟練實施例之流程圖，其用以保護移動式端點裝置之一電路系統使免受在該移動式裝置的一連接器所被接收的過電壓之損害。其預期該過電壓保護電路被連接在連至一電路的內部接觸點以及連接器的接觸點之間。該方法是反覆的。該方法自移動式裝置是在睡眠模式中之狀態開始。在該睡眠模式中，其檢測一連接器是否被連接(例如，一插頭是否被插進移動式裝置之插座中)。在下一個步驟中，該系統進行一喚醒步驟以將該系統自睡眠模式中喚醒。該裝置之系統它本身或控制裝置可決定該喚醒步驟是否被進行。其設想，如果該控制裝置僅檢測充電器是否已被連接的話，則不將系統予以喚醒。

在連接已被檢測之後(並且最後該系統已被進行一喚醒步驟)，在連接器之接觸點被接收的電壓將被決定/被監控。

假如該監控電壓是在預定電壓限制範圍之內，則被連接在連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的開關將被閉合(並且最後一開關矩陣之該等開關將依據 該被決定的電壓而被切換)。

假如該監控電壓不是在預定電壓限制範圍之內，則被連接在連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的該等開關將保持被打開。

在該等開關已經被閉合或保持被打開之後，則在連接器的接觸點所被接收的電壓之監控/決定將被繼續。

假如該監控電壓超出該等預定電壓限制範圍(在該等開關已經被閉合之後)，被連接在連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的該等開關將(重新)被打開。

在該等開關已經被打開或保持被打開之後，則在連接器的接觸點所被接收的電壓之監控/決定將被繼續。

如果該被決定的電壓持續地超出預定電壓限制範圍(經一預定時間)，則一警報，例如，看得見的(在屏幕上)及/或可聽見的信號，將被輸出至使用者，而繼續監控在連接器的接觸點所被接收之電壓。

如果該被決定的電壓不再超出該等預定電壓限制範圍，則被連接在連接器的該等接觸點以及電路的該等內部接觸點之間的該等開關將被回復/被閉合(並且可能是一開關矩陣同時也重新被切換)。

假如其檢測該等連接器被切斷，則該系統可進行步驟以重新進入睡眠模式。

第6A圖是具有一過電壓保護電路之移動式端點裝置30的分解區塊圖。該移動式端點30被實施作為一移動式電話，其具有連接至該電路的內部接觸點16之一移動式裝置 電路14。該移動式裝置進一步地具有一耳機24、一麥克風18、一袖珍鍵盤20以及一顯示器22(為清楚起見，無線電構件、天線以及電池已被省略)。該電話同時也具有一連接器12以連接週邊裝置至該移動式電話。該電話同時也具有一過電壓保護電路2。該過電壓保護電路2包含一被連接到一開關(元件)10之控制元件4以操作該開關(元件)。過電壓保護電路2同時也包含一(未被展示)第一電壓決定單元(6)以檢測在該連接器12的該接觸點以及該電氣操作開關(元件)10之間的電壓。控制元件4被組態以依據被檢測之在該連接器的該接觸點之電壓而打開或閉合該開關(元件)10。該控制元件4可經由線路26而被連接到該移動式裝置電路14以在一過電壓事件已經發生並且該開關區塊的過電壓保護開關之一開關已經被打開的情況中，傳送一中斷信號至該移動式裝置電路14。該控制元件4同時也可經由線路28被連接到該移動式裝置電路14以接收，例如，致動臨限電壓資料(或如何設定不被展示之開關矩陣的開關之資訊)。

第6B圖是具有一過電壓保護電路之移動式端點裝置30的分解區塊圖。該移動式端點30被實施作為一移動式電話，其具有連接至該電路的內部接觸點16之一移動式裝置電路14。該移動式裝置進一步地具有一耳機24、a麥克風18、一袖珍鍵盤20以及一顯示器22(為清楚起見，無線電構件、天線以及電池已被省略)。該電話同時也被提供一連接器12以連接週邊裝置至移動式電話。該電話同時也具有一過電壓保護電路2。該過電壓保護電路2包含被連接到一開 關(元件)10之控制元件4以操作該開關(元件)。該過電壓保護電路2同時也包含一(未被展示)第一電壓決定單元(6)以檢測在該連接器12的該接觸點以及該電氣操作開關(元件)10之間的電壓。另外地，該過電壓保護電路2包含一(未被展示)第二電壓決定單元(8)以檢測在連接至該電路的該內部接觸點以及該電氣操作開關之間的電壓。控制元件4依據被檢測在連接至該電路的該內部接觸點以及該連接器的該接觸點之間的電壓，被組態以打開或閉合該開關(元件)10。該控制元件4經由線路26被連接到該移動式裝置電路14以在一過電壓事件已經發生並且該開關區塊的過電壓保護開關之一開關已經被打開之情況中，傳送一中斷信號至該移動式裝置電路14。該控制元件4經由線路28被連接到該移動式裝置電路14以接收，例如，致動臨限電壓資料(或如何設定不被展示之開關矩陣的開關之資訊)。

本發明之過電壓保護電路可監視具有固定的或可調整的負以及正臨限之電壓，其中如果並且當過電壓情況發生時，具有串列保護開關之電路配置被打開。本發明之過電壓保護電路同時也可包含一恢復系統，其是自動的或軟體控制的以中斷被檢測之過電壓/開關打開之產生。

本發明尤其是可應用於4個接觸點AV連接器上，其被多工化以供用於具有輸入和輸出信號之許多應用上。

這申請包含實作之說明以及具有範例之本發明的實施例。應注意到，本發明是不受限於音訊/視訊連接器。熟習本技術者應明白，本發明是不受限於上述呈現之實施例的 詳細說明，並且本發明同時也可以另一形式被製作而不脫離本發明之特性。上面所呈現之實施例應被考慮作為展示之用，而不是限制。因此，製作以及使用本發明之可能性將僅受所包含之申請專利範圍所限定。所以當藉由包含等效製作之申請專利範圍所決定之製作本發明的各種選擇，同時也是屬於本發明之範疇。

2‧‧‧過電壓保護電路

4‧‧‧控制元件

6‧‧‧第一電壓決定單元

8‧‧‧第二電壓決定單元

10‧‧‧開關

12‧‧‧連接器

14‧‧‧移動式裝置電路

16‧‧‧電路接觸點

18‧‧‧麥克風

20‧‧‧袖珍鍵盤

22‧‧‧顯示器

24‧‧‧耳機

26‧‧‧線路

28‧‧‧線路

30‧‧‧移動式端點裝置

第1圖展示依據一個4個-接觸點插頭的信號多路傳輸列表。

第2A和2B圖是本發明在過電壓保護電路和該等連接器接觸點之間提供一開關矩陣之熟練實施例的電路圖。

第3圖是一過電壓保護電路之硬體-製作實施例的電路圖。

第4圖是用以分佈一連接器之信號接觸點至不同的特定應用界面之一種開關矩陣基本實施例的圖形。

第5A、5B以及5C圖是本發明的方法之基本實施例的流程圖。

第6A和6B圖是具有一過電壓保護電路之移動式端點裝置的分解區塊圖。

4‧‧‧控制元件

6‧‧‧第一電壓決定單元

8‧‧‧第二電壓決定單元

10‧‧‧開關

12‧‧‧連接器

16‧‧‧至移動式裝置電路之接觸點

Claims (17)

1. 一種用於移動式裝置之過電壓保護電路，其包含：至少一連接器，該連接器包含用於連接一外部裝置之至少一個電氣接觸點以及連接至一電路之至少一個內部接觸點，其中一電氣操作開關被連接在該連接器之該至少一個電氣接觸點以及該內部接觸點之間；一用於操作該開關之控制元件，一第一電壓決定單元，其組配以檢測在該至少一個電氣接觸點以及該電氣操作開關間之一點的電壓，該第一電壓決定單元被連接到該控制元件，並且其中該控制元件組配以至少部分依據由該第一電壓決定單元所檢測之該電壓而打開或閉合該開關；一第二電壓決定單元，其組配以檢測在該至少一個內部接觸點以及該電氣操作開關間之一點的電壓，該第二電壓決定單元被連接到該控制元件，其中該控制元件組配以至少部分依據由該第二電壓決定單元所檢測之該電壓而打開或閉合該開關。
2. 依據申請專利範圍第1項之過電壓保護電路，其進一步地包含：至少另一個電氣操作開關，其被互連在該連接器的至少另一個電氣接觸點以及連接至該電路之至少另一個內部接觸點之間，其中該控制元件分別地被連接到各該至少另一個電氣操作開關以控制該等開關， 其中該過電壓保護電路進一步地包含另一第一電壓決定單元，以分別地檢測該連接器之各該以分別地檢測該連接器之各該另一個內部接觸點與該另一電氣操作開關間之一點之電壓；其中該過電壓保護電路進一步地包含一另一第二電壓決定單元，以分別地檢測各該另一個內部接觸點與該另一電氣操作開關間之一點之電壓，其中該另一電氣操作開關被連接到該控制元件；其中該控制元件被組態以至少部分依據由該另一第一電壓決定單元及該另一第二電壓決定單元所檢測之該電壓而打開或閉合該等開關。
3. 依據申請專利範圍第1項之過電壓保護電路，其進一步地包含：至少另一個電氣操作開關，其被互連在該連接器的至少另一個電氣接觸點以及連接至該電路之至少另一個內部接觸點之間，其中該控制元件分別地被連接到各該至少另一個電氣操作開關以控制該等開關，其中該過電壓保護電路進一步地包含另一第一電壓決定單元，以分別地檢測該連接器之各該以分別地檢測該連接器之各該另一個內部接觸點與該另一電氣操作開關間之一點之電壓；其中該另一電氣操作開關被連接到該控制元件；其中該控制元件被組態以至少部分依據由該另一 第一電壓決定單元所檢測之該電壓而打開或閉合該等開關。
4. 依據申請專利範圍第1項之過電壓保護電路，其進一步地包含下列構件中之至少一者：(a)一開關矩陣，該開關矩陣被互連在該連接器之至少二個該等電氣接觸點以及連接至該電路之至少二個該等內部接觸點之間，以重新分配在該連接器的該等至少兩個接觸點以及連接至該電路的該等至少二個內部接觸點之間的連接；(b)一第二開關矩陣，該第二開關矩陣被互連在該電氣操作開關及該連接器的該等接觸點間；(c)一第三開關矩陣，該第三開關矩陣被互連在該電氣操作開關及該連接器的該等內部接觸點間，其中該控制元件被連接至該電路以根據從該電路所接收之至少一信號來控制任一該等開關矩陣之至少一開關。
5. 依據申請專利範圍第4項之過電壓保護電路，其中該開關矩陣包含該電氣操作開關。
6. 依據申請專利範圍第1項之過電壓保護電路，其中該控制元件進一步地包含：一電池電壓決定單元，其檢測該移動式裝置之電池的電池電壓，並且其中該控制元件係組配以至少部分基於是否該電池電壓落在一預定臨限數值之下來打開該氣操作開關。
7. 依據申請專利範圍第1項之過電壓保護電路，其中該控 制元件進一步地包含被連接到該電路之一輸出信號接觸點，以通知該電路該氣操作開關已經被打開。
8. 依據申請專利範圍第7項之過電壓保護電路，其中該控制元件進一步地包含一定時器以在一決定的時間週期之後輸出該信號。
9. 依據申請專利範圍第1項之過電壓保護電路，其進一步地包含一連接檢測器以通知該電路一外部連接器已在該至少一連接器處被連接及/或被切斷連接。
10. 一種移動式電子裝置，其包含：一過電壓保護電路，其包含：至少一連接器，該連接器包含用於連接一外部裝置之至少一個電氣接觸點以及連接至一電路之至少一個內部接觸點，其中一電氣操作開關被連接在該連接器之該至少一個電氣接觸點以及該內部接觸點之間；一用於操作該開關之控制元件，一第一電壓決定單元，其組配以檢測在該至少一個電氣接觸點以及該電氣操作開關間之一點的電壓，該第一電壓決定單元被連接到該控制元件，並且其中該控制元件組配以至少部分依據由該第一電壓決定單元所檢測之該電壓而打開或閉合該開關；其中該控制元件被連接至該電路以根據從該電路或從該至少一連接器所接收之至少一電壓信 號來控制該過電壓保護電路之該電氣操作開關；及其中該移動式電子裝置亦組配成下列之至少一者：a)一移動式電話，b)一音訊播放器或音訊記錄器裝置，c)一視訊播放器或視訊記錄器裝置，d)一攝影機。
11. 一種用以操作用於一移動式裝置之一過電壓保護電路之方法，其中該過電壓保護電路包含用於連接一外部裝置之至少一個電氣接觸點、連接至一電路之至少一個內部接觸點，及連接在連接器之該至少一個電氣接觸點以及該內部接觸點之間一電氣操作開關，該方法包含下列步驟：決定在該至少一個電氣接觸點及該電氣操作開關間之一點的一第一電壓，如果該第一電壓超過一預定電壓限制的話，則打開該電氣操作開關；決定在該至少一個內部接觸點及該電氣操作開關間之一點的一第二電壓，如果該第二電壓超過一預定電壓限制的話，則打開該電氣操作開關。
12. 依據申請專利範圍第11項之方法，其中該過電壓保護電路進一步地包含被互連在該連接器之至少二個該等電氣接觸點以及連接至該電路之至少二個該等內部接觸點間的一開關矩陣，該方法進一步地包含下列之步驟：依據至少該第一電壓而重新分配在該連接器的該 等至少兩個接觸點以及連接至該電路的該等至少兩個內部接觸點間的連接。
13. 依據申請專利範圍第11項之方法，其進一步地包含傳送指示該電氣操作開關已被打開之一信號。
14. 依據申請專利範圍第13項之方法，其進一步地包含下列之步驟：在該第一電壓已超出一臨限數值之後設定一定時器，並且在該定時器已逾時經一決定時間週期之後則輸出該信號。
15. 依據申請專利範圍第11項之方法，其進一步地包含下列之步驟：檢測在該至少一電氣接觸點之一外部連接器是否已被連接及/或被切斷，並且通知該電路在該至少一電氣接觸點之一外部連接器已被連接及/或被切斷。
16. 一種移動式電子裝置，其包含：一用於一移動式裝置之過電壓保護電路，其包含：至少一連接器，該連接器包含用於連接一外部裝置之至少一個電氣接觸點以及連接至一電路之至少一個內部接觸點，其中一電氣操作開關被連接在該連接器該至少一個電氣接觸點以及該內部接觸點之間；一用於操作該開關之控制元件，一第一電壓決定單元，其組配以檢測在該至少 一個電氣接觸點以及該電氣操作開關間之一點的電壓，該第一電壓決定單元被連接到該控制元件，並且其中該控制元件組配以至少部分依據由該第一電壓決定單元所檢測之該電壓而打開或閉合該開關；一連接至該至少一連接器之電池，其中該第一電壓決定單元組配以檢測該電池之電壓。
17. 一種用以操作一過電壓保護電路之電腦程式產品，該電腦程式產品包含攜載有電腦程式碼收錄於其中之一非暫時性電腦可讀取儲存媒體用以與一電腦處理器一起使用，其中該過電壓保護電路包含用於連接一外部裝置之至少一個電氣接觸點、連接至一電路之至少一個內部接觸點，及連接在連接器之該至少一個電氣接觸點以及該內部接觸點之間一電氣操作開關，該電腦程式碼包含：組配以使該過電壓保護電路決定在該至少一個電氣接觸點及該電氣操作開關間之一點的一第一電壓之程式碼，組配以使該過電壓保護電路當如果該第一電壓超過一預定電壓限制時，則打開該電氣操作開關之程式碼。