电源开关电路和供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电源开关电路，包括：限流开关芯片和电源输入接口模块；所述限流开关芯片具有第一使能控制端、用于开关输入端、用于开关输出端和电流阈值端；所述电源输入接口模块具有第二使能控制端、供电输入端、供电输出端和接地端；所述限流开关芯片的第一使能控制端与所述电源输入接口模块的第二使能控制端连接，所述电源输入接口模块的第二使能控制端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接。相应地，本实用新型还公开了一种供电系统。实施本实用新型，能防止外围设备的电流反灌到USB接口的系统电路中，避免外围设备供电不足。
【专利说明】
电源开关电路和供电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种电源开关电路和供电系统。
【背景技术】
[0002]通常USB接口的电源开关电路是直接使用系统电路的I/O端口控制电源开关电路的打开或关闭，来实现USB接口的供电，而且为了避免USB接口供电端短路而导致电流过大，而设置电源开关电路具有限流的作用。
[0003]参见图1，是现有技术提供的电源开关电路的结构示意图，该电源开关电路包括限流开关芯片Ul，限流开关芯片Ul的EN脚与系统电路的I/O端口连接，IN脚为开关输入端，OUT脚与USB接口相连;当系统电路的I/0端口输出高电平时，限流开关芯片Ul处于打开状态，使得系统电路的电源通过限流开关芯片Ul的IN脚输入，并通过限流开关芯片Ul的OUT脚输出一个电流给USB接口；当系统电路的I/0端口输出低电平时，限流开关芯片Ul处于关闭状态，系统电路的电源无法通过限流开关芯片Ul的IN脚输入，则限流开关芯片Ul的OUT脚无法输出一个供电给USB接口。同时，当限流开关芯片Ul处于打开状态时，正常为USB接口提供电源，当与USB接口相连的外围设备短路时，则供电开关电路的电流过大，限流开关芯片Ul则会自动关闭，从而起到限流保护的作用。
[0004]但上述电源开关电路存在以下缺陷:当与USB接口相连的外围设备是带独立供电系统时，如计算机、带供电的硬盘等，当系统电路的电源断电时，由于系统电路自带对地电容，无法快速掉电，系统正常工作，系统电路的I/o端口继续输出高电平，限流开关芯片Ul导通，则连接在USB接口的外围设备的电源由于压差通过限流开关芯片Ul反灌到与DC电源连接的系统电路，致使系统电路继续处于工作状态，则与USB接口连接的外围设备的电源则会超出自身的带载能力，导致外围设备的供电不足。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是，提供一种电源开关电路和供电系统，能防止反灌到USB接口，避免外围设备供电不足。
[0006]为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种电源开关电路包括:限流开关芯片和电源输入接口模块;所述限流开关芯片具有用于与系统电路的I/O端口连接的第一使能控制端、用于与所述系统电路的供电输出端连接的开关输入端和用于与USB接口的供电端连接的开关输出端;所述电源输入接口模块具有第二使能控制端、供电输入端、用于与所述系统电路的电源输入端连接的供电输出端和接地端；
[0007]所述限流开关芯片的第一使能控制端与所述电源输入接口模块的第二使能控制端连接，所述电源输入接口模块的第二使能控制端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接。
[0008]在一种实施方式，所述开关器件为机械开关;所述机械开关用于当所述电源输入接口模块的供电输入端被插入电源时打开开关，以及用于当所述电源输入接口模块的供电输入端被拔掉电源时闭合开关。
[0009]在另一种实施方式中，所述开关器件为电磁开关，所述电磁开关具有控制端、第一开关端和第二开关端；
[0010]所述电磁开关的控制端与所述电源输入接口模块的供电输入端连接，所述电磁开关的第一开关端与所述电源输入接口模块的第二使能控制端连接，所述电磁开关的第二开关端与所述电源输入接口模块的接地端连接。
[0011 ]进一步地，所述电源输入接口模块还包括连接器插针，所述连接器插针包括母端和子端；
[0012]所述电源输入接口模块的供电输入端与所述连接器插针的母端连接，所述电源输入接口模块的供电输出端与所述连接器插针的子端连接。
[0013]进一步地，所述电源开关电路还包括二极管；
[0014]所述限流开关芯片的第一使能控制端与所述二极管的阳极连接，所述电源输入接口模块的第二使能控制端与所述二极管的阴极连接。
[0015]进一步地，所述限流开关芯片还具有电流阈值端，所述电源开关电路还包括第三电阻；
[0016]所述第三电阻的一端与所述限流开关芯片的电流阈值端连接，所述第三电阻的另一端与地连接。
[0017]进一步地，所述电源开关电路还包括第一电阻和第二电阻；
[0018]所述第一电阻的一端与所述限流开关芯片的第一使能控制端连接，所述第一电阻的另一端用于与系统电路的I/o端口连接;所述第二电阻的一端与所述限流开关芯片的第一使能控制端连接，所述第二电阻的另一端与地连接。
[0019]更进一步地，所述电源开关电路还包括第一电容、第二电容和第三电容；
[0020]所述第一电容的一端与所述限流开关芯片的开关输入端连接，所述第一电容的另一端与地连接;所述第二电容与所述限流开关芯片的开关输出端连接，所述第二电容的另一端与地连接;所述第三电容的一端与所述电源输入接口模块的供电输出端连接，所述第三电容的另一端与地连接。
[0021]相应地，本实用新型还提供一种供电系统包括电源、系统电路、电源开关电路和USB接口；
[0022]所述电源开关电路为如前所述的电源开关电路；
[0023 ]所述电源与所述电源开关电路中的电源输入接口模块的供电输入端连接，所述电源输入接口模块的供电输出端与所述系统电路的电源输入端连接;所述系统电路的供电输出端与所述电源开关电路中的限流开关芯片的开关输入端连接，所述系统电路的I/O端口与所述限流开关芯片的第一使能控制端连接，所述限流开关芯片的开关输出端与所述USB接口的供电端连接。
[0024]优选地，所述电源为DC电源。
[0025]相比于现有技术，本实用新型的一种电源开关电路和供电系统的有益效果在于:限流开关芯片的使能控制端与电源接口模块相连，而且相连端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接，由于该电源输入接口模块是系统电路的供电电源入口处，上述设置能使电源输入接口模块的是否带电直接控制开关器件的是否断开，进而快速地控制使能控制端的高低电平，控制限流开关芯片的打开或闭合;则当系统电路没有带电时，即电源输入接口模块没有与供电电源相连，则电源输入接口模块控制使能控制端为低电平，限流开关芯片断开，从而防止与USB接口相连的外围设备的电流反灌到系统电路中，避免外围设备的供电不足。
【附图说明】
[0026]图1是现有技术的一种电源开关电路的结构示意图；
[0027]图2是本实用新型提供的电源开关电路的一个实施例的结构示意图；
[0028]图3是本实用新型提供的电源开关电路的另一个实施例的结构示意图；
[0029]图4是本实用新型提供的供电系统的一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]请参阅图2，是本实用新型提供的电源开关电路的一个实施例的结构示意图，该电源开关电路包括:限流开关芯片20和电源输入接口模块10;所述限流开关芯片20具有用于与系统电路的I /0端口(I /0-1N)连接的第一使能控制端EN、用于与所述系统电路的供电输出端(DC-5 V)连接的开关输入端IN和用于与USB接口的供电端(USB-5 V)连接的开关输出端OUT。在本实用新型所采用的限流开关芯片20的型号有多种，在此不一一举例说明，但所采用的限流开关芯片20均具有限流保护的作用，S卩，当开关输入端IN到开关输出端OUT这一路电流大于电流阀值端设定的电流时，限流开关芯片20断开开关输入端IN与开关输出端OUT之间的通路。
[0032]所述电源输入接口模块10具有第二使能控制端13、供电输入端11、用于与所述系统电路的电源输入端连接的供电输出端12和接地端14。
[0033]所述限流开关芯片20的第一使能控制端EN与所述电源输入接口模块10的第二使能控制端13连接，如图2所示，本实用新型电路的电源输入接口模块10是一个电源接口端子，用于插入电源，且该电源接口端子包括一个开关器件。则上述电源输入接口模块10的第二使能控制端13通过该开关器件与电源输入接口模块1的接地端14连接。
[0034]在本实用新型中，上述开关器件具体可为机械开关Ml或电磁开关M2，下面将对这两种形式的开关对本电源开关电路进行详细地说明:
[0035]对于上述开关器件为机械开关Ml的情况，如图2所示，具体为:上述机械开关Ml用于当电源输入接口模块10的供电输入端11被插入电源时打开开关，也就是说，电源输入接口模块10的机械开关Ml的两端(13，14)被电源插头顶开，由于本实用新型的电源开关电路还包括如图2所示的二极管Dl，限流开关芯片20的第一使能控制端EN与二极管Dl的阳极连接，电源输入接口模块1的第二使能控制端13与二极管DI的阴极连接，此时，该二极管DI则处于反向截止状态，则USB接口的供电端(USB-5V)是否带电只受控于系统电路的I/O端口。所述机械开关Ml还用于当电源输入接口模块10的供电输入端11被拔掉电源时闭合开关，SP，电源输入接口模块10的模块开关的两端(13，14)自动闭合，此时，二极管Dl处理导通状态，则限流开关芯片20的第一使能控制端EN为低电平，控制限流开关芯片20断开开关输入端IN与开关输出端OUT的通路，从而防止当USB接口外接的外围设备(带独立电源)的电流通过USB接口的供电端，进而通过限流开关芯片20反灌到与限流开关芯片20的开关输入端IN连接的系统电路，避免该外围设备的供电不足。
[0036]对于上述开关器件为电磁开关M2的情况，如图3所示，是本实用新型提供的电源开关电路的另一个实施例的结构示意图，该电磁开关M2具有控制端、第一开关端和第二开关端;具体连接关系为:所述电磁开关M2的控制端与所述电源输入接口模块10的供电输入端11连接，所述电磁开关M2的第一开关端与所述电源输入接口模块10的第二使能控制端13连接，所述电磁开关M2的第二开关端与所述电源输入接口模块1的接地端14连接。
[0037]进一步地，所述电源输入接口模块10还包括连接器插针15，所述连接器插针15包括母端151和子端152;具体的连接关系为:所述电源输入接口模块10的供电输入端11与所述连接器插针的母端151连接，所述电源输入接口模块10的供电输出端12与所述连接器插针的子端152连接。
[0038]在本实施例中，当电源输入接口模块10被插入电源时，电源插头推动所述电源输入接口模块10的连接器插针15的母端151，使连接器插针的母端151与子端152相连，则子端152带电控制电磁开关M2带磁，磁性相斥，电磁开关M2断开，此时，该二极管Dl则处于反向截止状态，则USB接口的供电端(USB-5V)是否带电只受控于系统电路的I/0端口。当电源输入接口模块10被拔掉电源时，电源插头抽离，使连接插针母端151与子端152相离，则子端152不带电，电磁开不带磁，电磁开关M2闭合，使电源输入接口模块10的第二使能控制端13与接地端14相连接，二极管Dl导通，则限流开关芯片20的第一使能控制端EN为低电平，控制限流开关芯片20断开开关输入端IN与开关输出端OUT的通路，从而防止当USB接口外接的外围设备(带独立电源)的电流通过USB接口的供电端，进而通过限流开关芯片20反灌到与限流开关芯片20的开关输入端IN连接的系统电路，避免该外围设备的供电不足。
[0039]进一步地，所述限流开关芯片20还具有电流阈值端ISET，所述电源开关电路还包括第三电阻R3;
[0040]所述第三电阻R3的一端与所述限流开关芯片20的电流阈值端ISET连接，所述第三电阻R3的另一端与地连接。
[0041]需要说明的是，所述限流开关芯片20限制其开关输入端IN和开关输出端OUT之间的电流的阈值是固定的，为了便于该芯片能适用于不同的场合，设置该芯片具有电流阈值端ISET，通过该端口外接一接地电阻，即可调整该芯片的所限制电流的阈值的大小。
[0042]进一步地，上述电源开关电路还包括第一电阻Rl和第二电阻R2;
[0043]所述第一电阻Rl的一端与所述限流开关芯片20的第一使能控制端EN连接，所述第一电阻Rl的另一端用于与系统电路的I/O端口连接;所述第二电阻R2的一端与所述限流开关芯片20的第一使能控制端EN连接，所述第二电阻R2的另一端与地连接。
[0044]需要说明的是第一电阻Rl和第二电阻R2起到电流保护的作用，防止限流开关芯片20的第一使能控制芯片的电流过大损坏芯片。
[0045]进一步地，所述电源开关电路还包括第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3;
[0046]所述第一电容Cl的一端与所述限流开关芯片20的开关输入端IN连接，所述第一电容Cl的另一端与地连接;所述第二电容C2与所述限流开关芯片20的开关输出端OUT连接，所述第二电容C2的另一端与地连接;所述第三电容C3的一端与所述电源输入接口模块10的供电输出端12连接，所述第三电容C3的另一端与地连接。上述三个电容均作为接地电容。
[0047]本实用新型提供的电源开关电路，限流开关芯片的使能控制端与电源接口模块相连，而且相连端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接，由于该电源输入接口模块是系统电路的供电电源入口处，上述设置能使电源输入接口模块的是否带电直接控制开关器件的是否断开，进而快速地控制使能控制端的高低电平，控制限流开关芯片的打开或闭合;则当系统电路没有带电时，即电源输入接口模块没有与供电电源相连，则电源输入接口模块控制使能控制端为低电平，限流开关芯片断开，从而防止与USB接口相连的外围设备的电流反灌到系统电路中，避免外围设备的供电不足。
[0048]相应地，参见图4，是本实用新型提供的供电系统的一个实施例的结构示意图，该供电系统使用了上述实施例中电源开关电路，该供电系统包括电源30、系统电路40、上述实施例中的电源开关电路和USB接口 50 ；
[0049]具体的连接关系为:所述电源30与所述电源开关电路中的电源输入接口模块10的供电输入端11连接，所述电源输入接口模块1的供电输出端12与所述系统电路的电源输入端41连接;所述系统电路的供电输出端DC-5V与所述电源开关电路中的限流开关芯片20的开关输入端IN连接，所述系统电路的I/O端口 Ι/0-ΙΝ与所述限流开关芯片20的第一使能控制端EN连接，所述限流开关芯片20的开关输出端OUT与所述USB接口的供电端USB-5V连接。
[0050]优选地，上述电源30为DC电源。
[0051]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种电源开关电路，其特征在于，包括:限流开关芯片和电源输入接口模块;所述限流开关芯片具有用于与系统电路的I/O端口连接的第一使能控制端、用于与所述系统电路的供电输出端连接的开关输入端和用于与USB接口的供电端连接的开关输出端;所述电源输入接口模块具有第二使能控制端、供电输入端、用于与所述系统电路的电源输入端连接的供电输出端和接地端； 所述限流开关芯片的第一使能控制端与所述电源输入接口模块的第二使能控制端连接，所述电源输入接口模块的第二使能控制端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接。2.如权利要求1所述的电源开关电路，其特征在于，所述开关器件为机械开关;所述机械开关用于当所述电源输入接口模块的供电输入端被插入电源时打开开关，以及用于当所述电源输入接口模块的供电输入端被拔掉电源时闭合开关。3.如权利要求1所述的电源开关电路，其特征在于，所述开关器件为电磁开关，所述电磁开关具有控制端、第一开关端和第二开关端； 所述电磁开关的控制端与所述电源输入接口模块的供电输入端连接，所述电磁开关的第一开关端与所述电源输入接口模块的第二使能控制端连接，所述电磁开关的第二开关端与所述电源输入接口模块的接地端连接。4.如权利要求3所述的电源开关电路，其特征在于，所述电源输入接口模块还包括连接器插针，所述连接器插针包括母端和子端； 所述电源输入接口模块的供电输入端与所述连接器插针的母端连接，所述电源输入接口模块的供电输出端与所述连接器插针的子端连接。5.如权利要求1至4任一项所述的电源开关电路，其特征在于，所述电源开关电路还包括二极管； 所述限流开关芯片的第一使能控制端与所述二极管的阳极连接，所述电源输入接口模块的第二使能控制端与所述二极管的阴极连接。6.如权利要求5所述的电源开关电路，其特征在于，所述限流开关芯片还具有电流阈值端，所述电源开关电路还包括第三电阻； 所述第三电阻的一端与所述限流开关芯片的电流阈值端连接，所述第三电阻的另一端与地连接。7.如权利要求6所述的电源开关电路，其特征在于，所述电源开关电路还包括第一电阻和第二电阻； 所述第一电阻的一端与所述限流开关芯片的第一使能控制端连接，所述第一电阻的另一端用于与系统电路的I/O端口连接;所述第二电阻的一端与所述限流开关芯片的第一使能控制端连接，所述第二电阻的另一端与地连接。8.如权利要求7所述的电源开关电路，其特征在于，所述电源开关电路还包括第一电容、第二电容和第三电容； 所述第一电容的一端与所述限流开关芯片的开关输入端连接，所述第一电容的另一端与地连接;所述第二电容与所述限流开关芯片的开关输出端连接，所述第二电容的另一端与地连接;所述第三电容的一端与所述电源输入接口模块的供电输出端连接，所述第三电容的另一端与地连接。9.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括电源、系统电路、电源开关电路和USB接口； 所述电源开关电路为权利要求1至8任一项所述的电源开关电路； 所述电源与所述电源开关电路中的电源输入接口模块的供电输入端连接，所述电源输入接口模块的供电输出端与所述系统电路的电源输入端连接;所述系统电路的供电输出端与所述电源开关电路中的限流开关芯片的开关输入端连接，所述系统电路的I/O端口与所述限流开关芯片的第一使能控制端连接，所述限流开关芯片的开关输出端与所述USB接口的供电端连接。10.如权利要求9所述的供电系统，其特征在于，所述电源为DC电源。
【文档编号】H02M1/32GK205584004SQ201620114450
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】方龙泉
【申请人】广州视源电子科技股份有限公司