降压输出电路的制作方法

文档序号:29195334发布日期:2022-03-09 13:12阅读:184来源:国知局
1.本技术涉及电路领域,尤其涉及一种降压输出电路。
背景技术
::2.目前,针对使用usb协议向其他设备进行充电的电子设备通常设置有电池、外接电池等电源,在一些情况中,执行放电的电子设备的输出电压会高于usb协议规定的电压阈值,例如,执行放电的电子设备的输出电压为8.4v-6.4v,而usb协议仅支持5v的电压输入。因此在这种情况下,执行放电的电子设备需要设置有降压电路,该降压电路用于将输出电压降至usb协议支持的电压阈值下。技术实现要素:3.本技术实施例提供了一种降压输出电路,可以有效将输出电压降至usb协议支持的电压阈值之下,且成本较低,工作可靠性较高。所述技术方案如下:4.第一方面,本技术提供一种降压输出电路,所述电路包括:5.输入模块,降压模块,通用串行总线(universalserialbus,usb)输出模块以及主控模块;6.所述输入模块通过所述降压模块与所述usb输出模块电性连接,所述主控模块分别与所述降压模块、所述usb输出模块电性连接;7.所述输入模块,用于提供充电电压;8.所述主控模块,用于通过所述usb输出模块检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,向所述降压模块发送所述降压指令,并停止发送除所述降压指令之外的功能指令;9.所述降压模块,用于在接收到所述主控模块发送的降压指令后,对所述输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的所述充电电压发送给所述usb输出模块,以使得所述usb输出模块对所述外部设备进行充电。10.在一个可能的实施例中,还包括:滤波模块;11.所述输入模块依次通过所述滤波模块、所述降压模块与所述usb输出模块电性连接;12.所述滤波模块,用于对所述输入模块提供的充电电压进行滤波处理,并将滤波处理后的所述充电电压发送给所述降压模块;13.所述降压模块,具体用于在接收到所述主控模块发送的降压指令后,对滤波处理后的所述充电电压进行降压处理,并将降压处理后的所述充电电压发送给所述usb输出模块,以使得所述usb输出模块对所述外部设备进行充电。14.在一个可能的实施例中,还包括:保护模块;15.所述输入模块依次通过所述降压模块、所述保护模块与所述usb输出模块电性连接;16.所述降压模块,具体用于在接收到所述主控模块发送的降压指令后,对所述输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的所述充电电压发送给所述保护模块;17.所述保护模块,用于对降压处理后的所述充电电压进行降噪处理,并将降噪处理后的所述充电电压发送给所述usb输出模块,以保护所述usb输出模块。18.在一个可能的实施例中,所述降压模块包括:降压芯片、第一电容、第一电感、第一电阻、第二电阻和第三电阻,所述降压芯片至少包括:第一引脚、第二引脚和第三引脚;19.所述降压芯片的第一引脚分别与所述第一电感的第一端、所述第一电容的第一端相连,所述第一电感的第二端分别与所述第一电阻的第一端、所述usb输出模块的第一端相连,所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端与所述降压芯片的第二引脚相连,所述降压芯片的第三引脚与所述第一电容的第二端相连,所述第三电阻的第二端与所述usb输出模块的第二端相连。20.在一个可能的实施例中,所述主控模块包括:主控芯片、第四电阻和限流保护子模块,所述主控芯片至少包括:第一引脚和第二引脚;所述降压芯片至少包括:第四引脚;21.所述主控芯片的第一引脚通过所述限流保护子模块与所述降压芯片的第四引脚相连,所述主控芯片的第二引脚与所述第四电阻的第一端相连,所述第四电阻的第二端与所述usb输出模块相连。22.在一个可能的实施例中,所述限流保护子模块包括:第一二极管、第五电阻、第六电阻和第二电容;23.所述第一二极管的正极与所述主控芯片的第一引脚相连,所述第一二极管的负极与所述第五电阻的第一端相连,所述第五电阻的第二端分别与所述降压芯片的第四引脚、第六电阻的第一端、第二电容的第一端相连,所述第六电阻的第二端与所述第二电容的第二端相连后接地。24.在一个可能的实施例中,所述usb输出模块包括:usb协议芯片、usb输出端口;所述usb协议芯片至少包括:第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚;所述usb输出端口至少包括:第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚;25.所述usb协议芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与所述usb输出端口的第一引脚、第二引脚、第三引脚对应相连,所述usb协议芯片的第四引脚和第五引脚与所述降压模块的第三端相连,所述usb协议芯片的第六引脚接地,所述usb输出端口的第四引脚接地。26.在一个可能的实施例中,所述usb输出端口至少包括:第五引脚;27.所述usb输出端口的第五引脚与第四电阻的第二端相连。28.在一个可能的实施例中,所述滤波模块包括:第三电容和第四电容;所述降压模块包括:降压芯片,所述降压芯片至少包括:第五引脚、第六引脚;29.所述第三电容的第一端分别与所述输入模块、所述第四电容的第一端以及所述第五引脚相连,所述第三电容的第二端分别与所述第四电容的第二端、所述第六引脚相连后接地。30.在一个可能的实施例中,所述保护模块包括:第五电容、第六电容和第七电阻;31.所述第五电容的第一端分别与所述降压模块的第一端、所述第七电阻的第一端相连,所述第六电容的第二端分别与所述降压模块的第二端、所述第五电容的第二端相连后接地,所述第七电阻的第二端分别与所述第六电容的第一端、所述usb输出模块相连。32.本技术一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:33.本技术检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,停止主控模块发送除降压指令之外的功能指令,且通过降压指令指示降压模块对输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送给usb输出模块,以使得usb输出模块对外部设备进行充电;本技术可以有效将输出电压降至usb协议支持的电压阈值之下,通过usb模块向外部设备充电,且在向外部设备进行充电时关闭设置有该降压输出电路的电子设备的其他功能,防止电子设备带电工作,电路成本较低,工作可靠性较高。附图说明34.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。35.图1是本技术实施例提供的一种降压输出电路的结构示意图;36.图2是本技术实施例提供的另一种降压输出电路的结构示意图;37.图3是本技术实施例提供的另一种降压输出电路的结构示意图。具体实施方式38.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。39.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外,在本技术的描述中,除非另有说明,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。40.下面结合具体的实施例对本技术进行详细说明。41.需要理解的是,本技术提出的降压输出电路设置于电子设备上,该电子设备设置有内置电池或用于外接电源接入的端口。电子设备包括但不限于移动台(mobilestation,ms)、移动终端设备(mobileterminal)、移动电话(mobiletelephone)、手机(handset)及便携设备(portableequipment)等,例如,电子设备可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、具有无线通信功能的计算机等,电子设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置或设备。在本技术中,电子设备上还可以安装有显示设备和摄像头,显示设备可以是各种能实现显示功能的设备,摄像头用于采集视频数据。例如:显示设备可以是阴极射线管显示器(cathoderaytubedisplay,简称cr)、发光二极管显示器(light-emittingdiodedisplay,简称led)、电子墨水屏、液晶显示屏(liquidcrystaldisplay,简称lcd)、等离子显示面板(plasmadisplaypanel,简称pdp)等。例如,电子设备还包括:汽车、充电宝、自动充气泵、农用拖拉机等。可以理解的是,本技术对电子设备的种类、大小、用途和数量等不作任何限定。42.如图1所示,为本技术实施例提供的一种降压输出电路的结构示意图,该降压输出电路包括:输入模块101、降压模块102、usb输出模块103和主控模块104。输入模块101通过降压模块102与usb输出模块103电性连接,主控模块104分别与降压模块102、usb输出模块103电性连接。43.输入模块101,用于提供充电电压。在本技术实施例中,输入模块101包括电池,电池指能将化学能转化为电能的装置,具体来说电池是包括电解质溶液和金属电极的杯状容器、槽状容器或其他形状的容器,金属电极在电解质溶液的作用下产生电流,以为负载提供电能,或通过充电接口进行充电,其中,充电接口可以是支持通用串行总线(universalserialbus,usb)协议的type-a接口、type-b接口或type-c接口。电池的种类包括但不限于干电池、铅蓄电池、锂电池等。输入模块101还包括其他电源的输入接口,例如8.4v的外接电源的usb输入接口。换而言之,外接电源可以通过本技术的降压输出电路的输入接口为降压输出电路提供充电电压。44.usb输出模块103,可以理解为连接外部设备的输出端口,以使输入模块101通过降压输出电路向外部设备进行充电。例如,外部设备为手机,通过usb充电线的一端与usb输出模块103相连,以示输入模块101提供的充电电压通过降压输出电路的降压后为手机充电。45.主控模块104,用于通过usb输出模块103检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,向降压模块102发送降压指令,并停止发送除降压指令之外的功能指令。46.在本技术中,当外部设备与usb输出模块103相连时,降压输出电路与外部设备的内置电池相连。因此外部设备向降压输出电路提供了输入电压值,且当输入电压值高于预设电压阈值时,主控模块104通过发送降压指令指示降压输出电路向外部设备充电。47.以及当主控模块104指示降压输出模块向外部设备充电时,停止发送除降压指令之外的功能指令。可以理解的是,该降压输出电路设置在电子设备上,且主控模块除与该降压输出电路相连外,还与诸如升压输入电路、led灯显示电路、响铃电路等功能电路相连,其中,升压输入电路用于基于主控模块104的充电指令通过外接电源向设置有降压输出电路的电子设备进行充电,led灯显示电路用于基于主控模块104的显示指令通过电子设备的显示屏进行发光,响铃电路用于基于主控模块104的响铃指令通过电子设备的播音器响铃。换而言之,当主控模块104指示降压输出模块向外部设备充电时,停止向与主控模块104连接的其他功能电路发送功能指令。48.降压模块102,用于在接收到主控模块104发送的降压指令后,对输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送给usb输出模块103,以使得usb输出模块103对外部设备进行充电。49.举例来说,外接设备为手机,usb输出模块103支持的协议电压的电压阈值为5v,支持的检测外部设备的输入电压值对应的预设电压阈值为3.8v;降压输出电路的输入模块101提供的充电电压为8.4v,当主控模块104通过usb输出模块103检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,向降压模块102输入降压指令,并停止发送除降压指令之外的功能指令,该降压指令可以是脉冲电流,例如脉冲电流010;降压模块102基于降压指令,将输入模块101提供的8.4v的充电电压降压到5v,将5v充电电压输出给usb输出模块103,以使外部设备通过usb输出模块103接收到5v充电电压并进行充电。50.本技术检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,停止主控模块发送除降压指令之外的功能指令,且通过降压指令指示降压模块对输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送给usb输出模块,以使得usb输出模块对外部设备进行充电;本技术可以有效将输出电压降至usb协议支持的电压阈值之下,通过usb模块向外部设备充电,且在向外部设备进行充电时关闭设置有该降压输出电路的电子设备的其他功能,防止电子设备带电工作,电路成本较低,工作可靠性较高。51.如图2所示,为本技术实施例提供的另一种降压输出电路的结构示意图。在本技术实施例中,降压输出电路包括:输入模块201、降压模块202、usb输出模块203、主控模块204、滤波模块205和保护模块206。输入模块201以次通过滤波模块205、降压模块202、保护模块206、与usb输出模块203电性连接,主控模块204分别与降压模块202、usb输出模块203电性连接。52.输入模块201、降压模块202、usb输出模块203和主控模块204的工作原理参见上述图1所示的输入模块101、降压模块102、usb输出模块103和主控模块104,此处不再赘述。53.滤波模块205,用于对输入模块201提供的充电电压进行滤波处理,并将滤波处理后的充电电压发送给降压模块。降压模块206在接收到主控模块204发送的降压指令后,对滤波处理后的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送述保护模块206;保护模块206对降压处理后的充电电压进行降噪处理,并将降噪处理后的充电电压发送给usb输出模块103,以保护usb输出模块103;以使得usb输出模块203对基于降噪处理后的充电电压对外部设备进行充电。54.滤波模块205可以包括滤波器,以通过滤波器对输入模块201的充电电压进行滤波处理,滤除充电电压中的交流部分。保护模块206可以包括限流电阻,以通过限流电阻对usb输出模块203进行保护,避免usb输出模块203接收到高于usb协议支持的电压阈值的充电电压,从而损坏usb输出模块203;以及对降压模块202输出经过降压处理的充电电压进行降噪处理。55.举例来说,外接设备为手机,usb输出模块203支持的协议电压的电压阈值为5v,支持的检测外部设备的输入电压值对应的预设电压阈值为3.8v;降压输出电路的输入模块101提供的充电电压为8.4v,当主控模块204通过usb输出模块203检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,向降压模块202输入降压指令,并停止发送除降压指令之外的功能指令,该降压指令可以是脉冲电流,例如脉冲电流010;输入模块201提供的充电电压经过滤波模块205,滤波模块205向降压模块202输出进过滤波处理的充电电压;降压模块202基于降压指令,将滤波处理的8.4v的充电电压降压到5v,将5v充电电压进过保护模块206输出给usb输出模块203,以使外部设备通过usb输出模块203接收到5v充电电压并进行充电。56.在一个实施例中,降压输出电路仅包括滤波模块205。输入模块201依次通过滤波模块205、降压模块202与usb输出模块203电性连接。滤波模块205,用于对输入模块201提供的充电电压进行滤波处理,并将滤波处理后的充电电压发送给降压模块202;降压模块202,具体用于在接收到主控模块204发送的降压指令后,对滤波处理后的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送给usb输出模块203,以使得usb输出模块203对外部设备进行充电。57.在另一个实施例中,降压输出电路仅包括:保护模块206。输入模块201依次通过降压模块202、保护模块206与usb输出模块203电性连接;降压模块202,具体用于在接收到主控模块发送的降压指令后,对输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送给保护模块206;保护模块206,用于对降压处理后的充电电压进行降噪处理,并将降噪处理后的充电电压发送给所述usb输出模块203,以保护所述usb输出模块203。58.本技术检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,停止主控模块发送除降压指令之外的功能指令,且通过降压指令指示降压模块对输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送给usb输出模块,以使得usb输出模块对外部设备进行充电;本技术可以有效将输出电压降至usb协议支持的电压阈值之下,通过usb模块向外部设备充电,且在向外部设备进行充电时关闭设置有该降压输出电路的电子设备的其他功能,防止电子设备带电工作,电路成本较低,工作可靠性较高。59.如图3所示,为本技术实施例提供的另一种降压输出电路的结构示意图。在本技术实施例中,降压输出电路包括:输入模块、降压模块、usb输出模块、主控模块、滤波模块和保护模块(图中未示出)。60.降压模块包括:降压芯片u1、第一电容c1、第一电感l1、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3,降压芯片u1至少包括:第一引脚sw、第二引脚fb、第三引脚bs、第四引脚en、第五引脚vcc和第六引脚gnd。61.主控模块包括:主控芯片u2、第四电阻r4和限流保护子模块(图中未示出),主控芯片u2至少包括:第一引脚dcen和第二引脚dcr。限流保护子模块包括:第一二极管d1、第五电阻r5、第六电阻r6和第二电容c2。62.usb输出模块包括:usb协议芯片u3、usb输出端口u4。usb协议芯片至少包括:第一引脚、第二引脚dm、第三引脚dp、第四引脚vdd、第五引脚fbo、第六引脚gnd;usb输出端口u4至少包括:第一引脚vbus、第二引脚d-、第三引脚d+、第四引脚gnd和第五引脚id。63.滤波模块包括:第三电容c3和第四电容c4。64.保护模块包括:第五电容c5、第六电容c6和第七电阻r7。65.输入模块包括:电池输入端bat+和外接电源输入端,以及第二二极管d2。66.下述为本技术提供的降压输出电路的连接结构:67.降压芯片u1的第一引脚分别与第一电感l1的第一端、第一电容c1的第一端相连,第一电感l1的第二端分别与第一电阻r1的第一端、usb输出模块的第一端相连,第一电阻r1的第二端分别与第二电阻r2的第一端、第三电阻r3的第一端相连,第二电阻r2的第二端与降压芯片u1的第二引脚相连,降压芯片u1的第三引脚与第一电容c1的第二端相连,第三电阻r3的第二端与usb输出模块的第二端相连。68.主控芯片u2的第一引脚通过限流保护子模块与降压芯片u1的第四引脚相连,主控芯片u2的第二引脚与第四电阻r4的第一端相连,第四电阻r4的第二端与usb输出模块相连。69.第一二极管d1的正极与主控芯片u2的第一引脚相连,第一二极管d1的负极与第五电阻r5的第一端相连,第五电阻r5的第二端分别与降压芯片u1的第四引脚、第六电阻r6的第一端、第二电容c2的第一端相连,第六电阻r6的第二端与第二电容c2的第二端相连后接地。70.usb协议芯片u3的第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与usb输出端口u4的第一引脚、第二引脚、第三引脚对应相连,usb协议芯片u3的第四引脚和第五引脚与降压模块的第三端相连,usb协议芯片u3的第六引脚接地,usb输出端口u4的第四引脚接地。71.usb输出端口u4的第五引脚与第四电阻r4的第二端相连。72.第三电容c3的第一端分别与输入模块、第四电容c4的第一端以及第五引脚相连,第三电容c3的第二端分别与第四电容c4的第二端、第六引脚相连后接地。73.第五电容c5的第一端分别与降压模块的第一端、第七电阻r7r5的第一端相连,第六电容c6的第二端分别与降压模块的第二端、第五电容c5的第二端相连后接地,第七电阻r7r5的第二端分别与第六电容c6的第一端、usb输出模块相连。74.第二二极管d2分别与第三电容c3、第四电容c4的第一端相连。75.下述为本技术实施例提供的降压输出电路的工作原理:76.usb输出端口u4与外接设备相连时,主控芯片u2通过第二引脚dcr与usb输出端口u4的第五引脚id检测到外接设备的输入电压值高于电压阈值,通过第一引脚dcen向降压芯片u1的第四引脚en输入降压指令;降压芯片u1通过第五引脚vcc接收来自输入模块提供的且由第三电容c3和第四电容c4进行滤波处理的充电电压,以及通过第一引脚sw、第二引脚fb、第三引脚bs与第一电感l1、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3形成的反馈电路,将充电电压进行降压处理,降压芯片u1内写入usb输协议芯片u3协议支持的电压阈值,当将充电电压将至电压阈值后,通过第一引脚sw向第五电容c5、第七电阻r7和第六电容c6组成的保护模块;usb协议芯片u3通过第四引脚接收到经过降噪处理的充电电压,通过usb协议芯片u3的第一引脚、第二引脚dm、第三引脚dp向usb输出端口u4发送充电电压,以使外部设备通过usb输出端口u4接收充电电压并进行充电。77.本技术检测到外部设备的输入电压值高于预设电压阈值时,停止主控模块发送除降压指令之外的功能指令,且通过降压指令指示降压模块对输入模块提供的充电电压进行降压处理,并将降压处理后的充电电压发送给usb输出模块,以使得usb输出模块对外部设备进行充电;本技术可以有效将输出电压降至usb协议支持的电压阈值之下,通过usb模块向外部设备充电,且在向外部设备进行充电时关闭设置有该降压输出电路的电子设备的其他功能,防止电子设备带电工作,电路成本较低,工作可靠性较高。78.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。79.以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已,当然不能以此来限定本技术之权利范围,因此依本技术权利要求所作的等同变化,仍属本技术所涵盖的范围。当前第1页12当前第1页12
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