一种HDMI接口反向供电电路及供电方法与流程

一种hdmi接口反向供电电路及供电方法
技术领域
1.本发明涉及hdmi接口反向供电的领域，尤其是涉及一种hdmi接口反向供电电路及供电方法。


背景技术：

2.高清多媒体接口，hdmi，是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。hdmi可用于机顶盒、dvd播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。hdmi可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。
3.相关技术中，对于hdmi 的输入接口，按照hdmi的规范，输入接口只是一个受电端，只会取供自信号源设备端的50ma以内的5v电流。随着hdmi 规格的升级，带宽速度越来越高，对于hdmi2.0 特别是hdmi 2.1，常规纯铜缆hdmi 线对传输hdmi2.1 的48g 信号只能传输不超过5m 的距离，并且对线缆要求很高。对于光传输方式，在hdmi 的输入接口都需要另外加上电源适配器对hdmi 的输入接口进行供电，才便于远距离传输较高带宽速度的信号传输。
4.针对上述相关技术，发明人认为在hdmi 的输入接口加上电源适配器对hdmi 的输入接口进行供电的方式，易于使得系统安装复杂，造成了不便于为hdmi 的输入接口供电的缺陷。


技术实现要素：

5.为了便于为hdmi 的输入接口供电，本技术公开了一种hdmi接口反向供电电路及供电方法。
6.第一方面，本技术公开一种hdmi接口反向供电电路，采用如下的技术方案：一种hdmi接口反向供电电路，包括：控制芯片u1，包括电压检测端和控制端，所述电压检测端用于接收来自线缆的电压信息，所述控制端用于根据电压信息发送控制信号；电压检测电路，包括测试端和电压信息发送端，所述测试端用于与hdmi座子电连接，所述hdmi座子用于与线缆连接，所述电压信息发送端与控制芯片u1的电压检测端电连接，使得所述电压检测端通过电压检测电路的测试端获取到来自信号源端的电压信息，以便于判断信号源端的供电能力；开关电路，包括电源输入端、电压输出端和受控端，所述电源输入端用于与5v电源电连接，所述电压输出端用于输出5v电压，所述电压输出端与测试端电连接且用于与hdmi座子电连接，所述受控端与控制芯片u1的控制端电连接，用于接收控制信号，以便于控制所述电压输出端输出5v电压或停止所述电压输出端输出5v电压。
7.通过采用上述技术方案，控制芯片u1的电压检测端通过电压检测电路检测到来自线缆的电压信息，以便于控制芯片u1根据电压信息生成控制信号，从而根据控制信号控制
开关电路，有利于实现5v电源自动对hdmi 的输入接口供电或停止供电，从而便于为hdmi 的输入接口供电。
8.可选的，所述电压检测电路包括第二电容器c2、第四电阻器r4和第五电阻器r5，所述第二电容器c2的其中一端为测试端且与开关电路的电压输出端电连接，所述第二电容器c2作为测试端的一端与hdmi座子电连接，所述第二电容器c2的另一端接地；所述第四电阻器r4的其中一端与第二电容器c2作为测试端的一端连接，所述第四电阻器r4的另一端与第五电阻器r5的其中一端、控制芯片u1的电压检测端连接，所述第五电阻器r5的另一端接地。
9.通过采用上述技术方案，有利于准确并快速地检测线缆的电压，以便于得到电压信息，从而便于为hdmi 的输入接口供电。
10.可选的，所述开关电路包括三极管q1、场效应管q2和第三电阻器r3，所述三极管q1为npn型三极管，所述场效应管q2为p沟增强型场效应管，所述三极管q1的基极与控制芯片u1的控制端连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极与第三电阻器r3其中一端、场效应管q2的栅极连接；所述第三电阻器r3的另一端与5v电源、场效应管q2的源极连接，所述5v电源连接有第一电容器c1，所述第一电容器c1的其中一端与场效应管q2的源极、第三电阻器r3连接，所述第一电容器c1的另一端接地；所述场效应管q2的漏极作为电压输出端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、hdmi座子电连接。
11.通过采用上述技术方案，控制端根据控制信号控制三极管q1导通或截止，控制端发出高电平时，三极管q1导通，使得场效应管q2的栅极电平变低，场效应管q2导通，5v电源则通过电压输出端为hdmi座子供电，从而便于为hdmi 的输入接口供电。
12.可选的，所述开关电路和测试端之间耦接有用于保护电路的过流保护电路，所述场效应管q2的漏极与过流保护电路的输入端电连接，所述过流保护电路的输出端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、hdmi座子电连接。
13.通过采用上述技术方案，线缆异常出现电流过大时，过流保护电路能断开电路，以便于保护内部的电路。
14.可选的，所述过流保护电路包括二极管d1和保险丝f1，所述二极管d1的阳极与场效应管q2的漏极连接，所述二极管d1的阴极与保险丝f1的其中一端连接，所述保险丝f1的另一端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、hdmi座子电连接。
15.通过采用上述技术方案，二极管d1的设置有利于保护电路，保险丝f1的设置有利于在过流时断开电路，进一步对电路进行保护。
16.可选的，所述hdmi座子与保险丝f1之间耦接有电流检测电路，所述电流检测电路与控制芯片u1电连接，使得控制芯片u1根据线缆的电流变化和电压变化对控制信号进行控制。
17.通过采用上述技术方案，电流检测电路的设置有利于准确地检测线缆的电流并传输至控制芯片u1，以便于控制芯片u1获得线缆的电流信息，从而便于调节控制信号，从而便于为hdmi 的输入接口供电。
18.可选的，所述电流检测电路包括监控芯片u2、第三电容器c3、第六电阻器r6、第七电阻器r7和第八电阻器r8，所述监控芯片u2的型号为ina226，所述监控芯片u2通过i2c总线与控制芯片u1电连接，所述第三电容器c3的两端分别与监控芯片u2的第九引脚、第十引脚连接，所述第六电阻器r6的其中一端与监控芯片u2的第十引脚、第三电容器c3的两端、第七电阻器r7的其中一端连接，所述第六电阻器r6的另一端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、保险丝f1远离二极管d1的一端连接；第七电阻器r7的另一端与第八电阻器r8的另一端、hdmi座子连接。
19.通过采用上述技术方案，监控芯片u2对线缆的电流进行实时监控，并将电流信息传输至控制芯片u1，从而有利于准确地监控电流。
20.可选的，所述三极管q1的基极与控制芯片u1的控制端之间耦接有第一电阻器r1和第二电阻器r2，所述第二电阻器r2的其中一端与控制芯片u1的控制端、第一电阻器r1的其中一端连接，所述第二电阻器r2的另一端接地，所述第一电阻器r1的另一端与三极管q1的基极连接。
21.通过采用上述技术方案，第一电阻器r1和第二电阻器r2的设置有利于提高控制芯片u1的控制端输出的高电平的稳定性，且有利于保护电路。
22.第二方面，本技术公开一种hdmi接口反向供电方法，采用如下的技术方案：一种hdmi接口反向供电方法，包括：选择启用自动模式或手动模式；启用所述自动模式，则根据自动模式，自动控制反向供电的状态；启用所述手动模式，则根据手动模式，控制反向供电的状态；所述启用所述自动模式，则根据自动模式，自动控制反向供电的状态，包括：获取来自线缆的电压信息和电流信息；根据电压信息和电流信息，生成控制信号；根据控制信号，控制开关电路的开关状态，使得5v电源线缆进行反向供电或停止反向供电。
23.通过采用上述技术方案，根据不同的负载，用户可以选用最适合的控制模式，自动模式时，自动收集电压信息和电流信息，进而有利于快速地生成控制信号，从而便于控制开关电路的开关状态，以便于为hdmi 的输入接口供电。
24.可选的，所述根据电压信息和电流信息，生成控制信号，包括：判断电压信息是否小于5v，同时判断电流信息是否跳变为0；若电压信息小于5v且电流信息无跳变为0，则生成驱使开关电路从断开状态变为导通状态的控制信号；若电压小于5v且电流信息跳变为0，则生成驱使开关电路从导通状态变为断开状态的控制信号。
25.通过采用上述技术方案，同时判断的形式，有利于实现双参数控制，进而更加准确地生成控制信号，便于控制开关电路的开关状态，以便于为hdmi 的输入接口供电。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1. 控制芯片u1的电压检测端通过电压检测电路检测到来自线缆的电压信息，以便于控制芯片u1根据电压信息生成控制信号，从而根据控制信号控制开关电路，有利于实现5v电源自动对hdmi 的输入接口供电或停止供电，从而便于为hdmi 的输入接口供电。
27.2. 控制端根据控制信号控制三极管q1导通或截止，控制端发出高电平时，三极管
q1导通，使得场效应管q2的栅极电平变低，场效应管q2导通，5v电源则通过电压输出端为hdmi座子供电，从而便于为hdmi 的输入接口供电。
28.3. 根据不同的负载，用户可以选用最适合的控制模式，自动模式时，自动收集电压信息和电流信息，进而有利于快速地生成控制信号，从而便于控制开关电路的开关状态，以便于为hdmi 的输入接口供电。
附图说明
29.图1是本技术其中一个实施例中一种hdmi接口反向供电电路的电路连接示意图。
30.图2是申请其中一个实施例中一种hdmi接口反向供电方法的方法流程示意图。
31.附图标记：1、电压检测电路；2、开关电路；3、过流保护电路；4、电流检测电路。
具体实施方式
32.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
33.参照图1，本技术公开一种hdmi接口反向供电电路。
34.一种hdmi接口反向供电电路，包括：控制芯片u1，包括电压检测端和控制端，电压检测端用于接收来自线缆的电压信息，控制端用于根据电压信息发送控制信号；电压检测电路1，包括测试端和电压信息发送端，测试端用于与hdmi座子电连接，hdmi座子用于与线缆连接，电压信息发送端与控制芯片u1的电压检测端电连接，使得电压检测端通过电压检测电路1的测试端获取到来自信号源端的电压信息，以便于判断信号源端的供电能力；开关电路2，包括电源输入端、电压输出端和受控端，电源输入端用于与5v电源电连接，电压输出端用于输出5v电压，电压输出端与测试端电连接且用于与hdmi座子电连接，受控端与控制芯片u1的控制端电连接，用于接收控制信号，以便于控制电压输出端输出5v电压或停止电压输出端输出5v电压。
35.具体的，电压检测电路1包括第二电容器c2、第四电阻器r4和第五电阻器r5，第二电容器c2的其中一端为测试端且与开关电路2的电压输出端电连接，第二电容器c2作为测试端的一端连接有hdmi座子，第二电容器c2的另一端接地。第四电阻器r4的其中一端与第二电容器c2作为测试端的一端连接，第四电阻器r4的另一端与第五电阻器r5的其中一端、控制芯片u1的电压检测端连接，第五电阻器r5的另一端接地。需要注意的是，控制芯片u1为带有模拟数字转换器（adc）的mcu芯片。本实施例中，采用型号为efm8bb1的控制芯片u1。控制芯片u1的电压检测端为mcu芯片的adc引脚，即电平检测脚，检测线缆的电平。
36.开关电路2包括三极管q1、场效应管q2和第三电阻器r3，三极管q1为npn型三极管，场效应管q2为p沟增强型场效应管。三极管q1的基极与控制芯片u1的控制端连接，控制端为控制芯片u1的其中一个i/o口，用于对外部使能控制。三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极与第三电阻器r3其中一端、场效应管q2的栅极连接。第三电阻器r3的另一端与5v电源、场效应管q2的源极连接，5v电源连接有第一电容器c1，第一电容器c1的其中一端与场效应管q2的源极、第三电阻器r3连接，第一电容器c1的另一端接地。场效应管q2的漏极作为电压输出端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、hdmi座
子电连接。
37.三极管q1的基极与控制芯片u1的控制端之间耦接有第一电阻器r1和第二电阻器r2，第二电阻器r2的其中一端与控制芯片u1的控制端、第一电阻器r1的其中一端连接，第二电阻器r2的另一端接地，第一电阻器r1的另一端与三极管q1的基极连接。
38.开关电路2和测试端之间耦接有用于保护电路的过流保护电路3，场效应管q2的漏极与过流保护电路3的输入端电连接，过流保护电路3的输出端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、hdmi座子电连接。
39.过流保护电路3包括二极管d1和保险丝f1，二极管d1的阳极与场效应管q2的漏极连接，二极管d1的阴极与保险丝f1的其中一端连接，保险丝f1的另一端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、hdmi座子电连接。
40.其中，控制芯片u1还包括i2c总线接口，控制芯片u1通过i2c总线耦接有用于检测线缆电流的电流检测电路4，使得控制芯片u1根据线缆的电流变化和电压变化对控制信号进行控制。
41.电流检测电路4包括监控芯片u2、第三电容器c3、第六电阻器r6、第七电阻器r7和第八电阻器r8，监控芯片u2的型号为ina226。监控芯片u2通过i2c总线与控制芯片u1的i2c总线接口电连接，第三电容器c3的两端分别与监控芯片u2的第九引脚、第十引脚连接，第六电阻器r6的其中一端与监控芯片u2的第十引脚、第三电容器c3的两端、第七电阻器r7的其中一端连接，第六电阻器r6的另一端与第四电阻器r4远离第五电阻器r5的一端、第二电容器c2远离地的一端、保险丝f1远离二极管d1的一端连接。第七电阻器r7的另一端与第八电阻器r8的另一端、hdmi座子连接。
42.需要注意的是，本实施例中hdmi座子选用a型口的hdmi座子，第八电阻器r8靠近第七电阻器r7的一端与hdmi座子的第十八引脚连接。
43.综上所述，当负载通过线缆与hdmi座子连接时，电压检测电路1对线缆的电压进行检测，同时电流检测电路4对线缆的电流进行检测，控制芯片u1的adc脚接收来自电压检测电路1的电压信息，且控制芯片u1通过i2c总线接收来自监控芯片u2的电流信息，使得控制芯片u1根据电压信息和电流信息生成对应的控制信号。若线缆的电压小于5v且负载接入时，控制信号为高电平，三极管q1导通，使得场效应管q2的栅极处的电压小于源极处的电压，进而场效应管q2导通，漏极与源极的电压相等，使得pwr5v1一端通过hdmi座子对线缆反向5v供电。若负载被拔出，线缆的电流发生跳变，跳变为0，则控制信号变为低电平，使得三极管q1截止，场效应管q2也截止，从而停止反向供电。上述过程便于为hdmi 的输入接口供电。
44.参照图2，本技术实施例还公开了本技术公开一种hdmi接口反向供电方法。
45.一种hdmi接口反向供电方法，包括：s1，选择启用自动模式或手动模式。
46.具体的，通过对控制芯片u1进行烧录实现，自动模式下控制端起始输出为低电平，手动模式下控制端起始输出为高电平。
47.s2，启用所述自动模式，则根据自动模式，自动控制反向供电的状态。
48.具体的，获取来自线缆的电压信息和电流信息；根据电压信息和电流信息，生成控制信号；根据控制信号，控制开关电路的开关状态，使得5v电源线缆进行反向供电或停止反
向供电。
49.其中，控制芯片u1通过电压检测电路和电流检测电路，获取到线缆的电压信息和电流信息。根据电压信息和电流信息，生成控制信号，包括：判断电压信息是否小于5v，同时判断电流信息是否跳变为0；若电压信息小于5v且电流信息无跳变为0，则生成驱使开关电路从断开状态变为导通状态的控制信号；若电压小于5v且电流信息跳变为0，则生成驱使开关电路从导通状态变为断开状态的控制信号。
50.驱使开关电路从断开状态变为导通状态的控制信号是指高电平，驱使开关电路从导通状态变为断开状态的控制信号是指低电平。
51.s3，所述启用手动模式，则根据手动模式，控制反向供电的状态。
52.具体的，手动模式适用于负载为光端机的时候，如果没有对光端机供电，电压检测电路无法检测到电压，所以需要设置为手动模式，一旦进入手动模式则使得控制端输出高电平，强制反向供电给光端机，使得光端机不需要另外电压适配器。拔出光端机时，电流检测电路检测到线缆的电流跳变为0，则使得控制信号变为低电平，即控制端输出低电平，进而停止反向供电。
53.综上所述，启用自动模式时，电压检测电路和电流检测电路均启用，进而控制芯片u1接收到电压信息和电流信息，进而通过不同的控制信号控制开关电路的状态，实现自动的反向供电。而启用手动模式时，实现强制反向供电，且电流检测电路实时监控负载是否被拔出，若负载被拔出，也通过改变控制信号来控制开关电路的状态，进而停止供电。
54.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。