专利名称：功能模块供电控制电路及具有所述电路的电视机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供电电路技术领域，具体地说，是涉及一种用于为功能模块提供 稳定供电电源的供电控制电路以及采用所述功能模块供电控制电路设计的电视机。
背景技术：
随着电视产品附加功能的日益增多，需要在现有电视机机芯电路的基础上增加多 种多样的功能模块，比如数字电视模块、网络模块等。在目前的电视机电路板设计过程中， 为了能够满足不同消费者对附加功能的不同需求，并且达到方便电视产品整机电路板设计 的目的，研发人员往往将这些功能模块设计在一块单独的PCB板上或者不同的功能模块自 成一块PCB板，然后，将这些功能模块板按照设定的标准接口插接到电视机主板上，即可完 成整机电路的设计。采用这种多板设计方式不仅可以方便电视产品进行功能扩展，而且针对不同的附 加功能，研发人员只需设计相应的功能模块板插接到主板上即可，无需对主板电路进行重 新设计，从而有利于缩短研发周期，提高生成效率。对于功能模块板所需的供电电源，在目前的电路设计中往往采用主板上的电源为 其供电。这种供电方式在实际应用过程中有时会出现以下问题1、在将功能模块板的插头与主板插座相插接的过程中，有时会因为插接不到位而 可能导致主板或者功能模块板被烧坏；2、在对功能模块板进行热插拔(主板正常工作)时，因为供电不稳，可能会使功能 模块板的工作不正常，甚至烧坏功能模块板。因此，如何解决上述两方面问题，以提高主板和功能模块板的安全性，是本实用新 型所要解决的一项主要问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种功能模块供电控制电路，以提高功能模块的安全 性。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种功能模块供电控制电路，所述功能模块与主板相连接，在所述主板与功能模 块上分别设置有匹配连接的插接口 ；在所述功能模块的插接口中，两端引脚连接系统地； 在所述主板的插接口中与所述的两端引脚匹配连接的检测引脚各自通过一组反相电路连 接处理器的输入端；所述处理器设置在主板上，在检测到通过两组反相电路输出的信号均 为高电平时，发出控制指令至主板上的电源电路，控制电源电路向功能模块输出供电电源。其中，所述两组反相电路的输出端可以同时连接处理器的同一路输入端，以节约 处理器的接口资源。为了使功能模块与主板共地，在所述功能模块的插接口中除两端引脚以外的中间 引脚中至少有一路引脚定义为接地引脚，连接所述的两端引脚；在所述主板的插接口中与该路接地引脚匹配连接的引脚连接主板的系统地。作为所述反相电路的一种优选设计方式，包括一颗NPN型三极管，所述三极管的 基极分别与直流电源和主板插接口中所述的检测引脚相连接，所述三极管的发射极接地， 集电极分别与直流电源和所述处理器的输入端相连接。为了使输入到功能模块的供电电源稳定，将所述处理器的控制指令输出端连接一 开关电路的控制，所述开关电路的开关通路连接在所述电源电路的输出端与主板插接口中 的电源引脚之间，所述电源引脚在主板与功能模块连接时，与功能模块插接口中的供电引 脚连通。进一步的，在所述开关电路中包括一颗NPN型三极管和一颗P沟道MOS管，所述 NPN型三极管的基极连接处理器的控制指令输出端，发射极接地，集电极连接所述MOS管的 栅极，并通过电阻连接所述电源电路的输出端；所述MOS管的源极连接所述电源电路的输 出端，漏极连接所述主板插接口中的电源引脚。又进一步的，在所述开关电路中，NPN型三极管的集电极通过两个分压电阻连接所 述电源电路的输出端，两个分压电阻的中间节点连接所述MOS管的栅极。再进一步的，所述主板和功能模块的插接口均为插座，通过插接线相连通；或者将 所述主板的插接口设计成插座形式，所述功能模块的插接口设计成与所述插座匹配插接的 插头，从而使功能模块可以直接插装在主板上。基于上述功能模块供电控制电路结构，本实用新型又提供了 一种采用所述功能模 块供电控制电路设计的电视机，包括主板和需要与其连接的功能模块，所述主板与功能模 块通过各自配置的插接口相连接。为了使主板仅在功能模块与其插接到位后再向功能模块 输出供电电源，将所述功能模块插接口中的两端引脚定义为接地引脚，并连接系统地；在所 述主板的插接口中与所述的两端引脚匹配连接的检测引脚各自通过一组反相电路连接处 理器的输入端；所述处理器设置在主板上，在检测到通过两组反相电路输出的信号均为高 电平时，认为主板和功能模块的插接口插接到位，发出控制指令至主板上的电源电路，控制 电源电路向功能模块输出供电电源，以避免由于插接口插接不到位而引起主板或功能模块 损坏的问题发生。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的功能模块供电 控制电路通过在为功能模块提供供电电源的主板上设计插接口检测电路，在检测到主板与 功能模块准确插接到位后再行控制主板上的电源电路为功能模块供电，从而提高了主板和 功能模块的安全性，降低了其烧毁事故发生的几率。与此同时，主板在检测到插接口插接到 位后，主板上的处理器待电源电路输出稳定后再控制其向功能模块供电，由此可以解决在 功能模块热插拔时因为供电不稳而使功能模块不能正常工作，甚至损坏功能模块的问题， 从而提高了整机电路运行的可靠性和安全性。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点 将变得更加清楚。
图1是本实用新型所提出的功能模块供电控制流程图；图2是主板与功能模块之间插接口的部分管脚定义图；[0023]图3是完成图1所示控制流程而提出的一种实施例的功能模块供电控制电路原理 图；图4是为提高供电稳定性而设计的电源控制电路的一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细地说明。本实用新型为了提高功能模块以及与其连接并为其提供供电电源的主板的安全 性，对功能模块是否准确到位地插接在主板上进行检测。具体来说，可以通过判断二者之间 的插接口的两端引脚(比如最上端引脚和最下端引脚)是否插接好来判定整个插接口是否 插接到位。当且仅当功能模块与主板插接到位后，主板再控制其上的电源电路为功能模块 供电。由此一来，可以提高输出至功能模块的供电电源的稳定性，避免对功能模块造成损 坏。其整体设计思路可以参见图1所示的控制流程若最上端引脚插接好，则产生一 路高电平信号；若最下端引脚插接好，则产生另一路高电平信号。利用主板上设置的处理器 来接收所述的两路信号并进行判断，若判断出两路信号均为高电平，则认为功能模块与主 板插接到位，处理器输出控制指令至主板上的电源电路，控制电源电路向功能模块供电；否 则，认为功能模块未插接好，阻断向功能模块的供电，以确保功能模块及主板的安全。下面以电视机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述功能模块供电控制电路的 具体组建结构及其工作原理。实施例一，本实施例采用硬件设计方式来对电视机中的功能模块与主板的插接情 况进行自动检测。参见图2所示，首先，对电视机的主板和功能模块上设置的用于匹配连接 的插接口 Jl、J2的引脚进行重新定义，将功能模块的插接口 J2中位于两端的引脚定义为 接地引脚，比如最上端引脚1和最下端引脚n，并连接功能模块的系统地GND。将主板插接 口 Jl中用于与所述的两端引脚l、n匹配连接的引脚定义为检测引脚C0N2、C0N1。然后，在 所述检测引脚C0N2、CONl上分别连接反相电路U1、U2。当功能模块的最上端引脚1与主板 的检测引脚C0N2插接到位时，由于功能模块的最上端引脚1接地，因此使主板的检测引脚 C0N2的电位为低，经反相电路Ul取反后，输出高电平信号至主板上的处理器，比如电视机 主板上的MCU芯片；若功能模块的最上端引脚1未插接好，则反相电路Ul保持输出低电平 信号。同理，当功能模块的最下端引脚η与主板的检测引脚CONl插接到位时，通过与所述 检测引脚C0N2相连接的反相电路U2输出高电平信号至MCU，反之输出低电平信号至MCU。 所述MCU在检测到通过两组反相电路U1、U2输出的信号均为高电平时，认为插接口 Jl、J2 插接到位，输出控制指令至主板上的电源电路，控制电源电路向功能模块输出供电电源。若 MCU检测到至少有一组反相电路Ul或U2输出的信号为低电平，则认为插接口 J1、J2未插接 好，从而控制电源电路停止向功能模块供电，以避免对功能模块和主板自身电路造成损坏。所述MCU可以通过其两路输入端分别接收两组反相电路Ul、U2输出的电平信号， 以进行判断。为了节省MCU的接口资源，也可以将两组反相电路Ul、U2输出的电平信号进 行与运算后，再传输至MCU。这样一来，只需占用MCU的一路输入端即可实现对插接口 J1、 J2插接状态的准确判断。本实施例优选采用第二种方式进行电路设计。所述反相电路Ul、U2可以采用多种电路结构形式设计实现，图3为本实施例所提出的其中一种设计方式，由NPN型三极管V3或V4配合简单的外围电路组建形成。以反相 电路Ul为例进行说明，将NPN型三极管V4的基极通过电阻RlO与插接口 Jl的检测引脚 C0N2连接，并通过限流电阻R9连接直流电源VCC_3V3。所述直流电源VCC_3V3可以由主板 上的电源电路输出提供。将NPN型三极管V4的发射极接地，集电极通过限流电阻Rll连接 直流电源VCC_3V3，并通过电阻R12与MCU的其中一路输入端(比如其中一路GPIO 口 )相 连接。同理，反相电路U2可以采用NPN型三极管V3配合电阻R4、R5、R7、R8以及直流电源 VCC_3V3组建实现，具体连接关系参见图3所示，这里不再展开说明。其工作原理是当主板与功能模块的插接口 Jl、J2的上下两端均插接到位时，则 检测引脚C0N1、C0N2均为低电平，拉低三极管V3、V4的基极电位，使三极管V3、V4处于截 止状态。此时，直流电源VCC_3V3将MCU的所述GPIO 口置为高电平，MCU认为当前功能模 块与主板插接正常，可以开始向功能模块供电。反之，若功能模块未插接，或者其插接口 J2 的其中一端与主板插接口 Jl插接不到位，则至少一路检测引脚C0N1、C0N2为高电平，从而 使至少一路NPN型三极管V3、V4受控导通，进而将MCU的所述GPIO 口的电位拉低到地。此 时，MCU认为插接口 J1、J2未插接好，控制电源电路停止向功能模块输出供电电源。当然，所述反相电路Ul、U2也可以采用除三极管以外的其它元器件组建完成，比 如COMS反相器或者逻辑非门，配合简单的外围电路同样可以实现对检测引脚C0N1、C0N2上 的电平进行取反的功能，本实施例并不仅限于以上举例。为了提高整机电路运行的可靠性，需要使功能模块与主板共地，即功能模块的系 统地应该与主板的系统地为同一个地GND。为了实现该目的，本实施例在功能模块的插接 口 J2中除两端引脚1、η以外的中间引脚中选择至少一路引脚(比如η-3引脚)定义为接 地引脚，连接所述的两端引脚1、η。所述接地引脚η-3最好不要选择紧挨两端引脚1、η的 引脚进行定义。同样的，在主板的插接口 Jl中，将与该路接地引脚η-3匹配连接的引脚也 定义为接地引脚，连接主板的系统地GND。这样一来，在功能模块与主板插接后，功能模块的 两端引脚1、η即通过接地引脚η-3与主板的系统地GND连通，功能模块上其它电路的接地 端同样连接所述的接地引脚η-3，从而便实现了功能模块与主板的共地。此外，为了解决在功能模块热插拔时，由于供电不稳而造成功能模块不能正常工 作甚至损坏的问题，本实施例对主板上电源电路的输出作进一步限制，即在MCU检测到功 能模块与主板已经完好连接的信号(即GPIO 口为高电平)后，根据需要延迟一定时间，待 电源电路的输出电压正常后，再向电源电路发出为功能模块供电的有效控制指令P0WEREN， 比如高电平信号，控制电源电路开始向功能模块供电。为了实现上述目的，本实施例在现有电源电路的输出端增设了如图4所示的电源 控制电路。通过在电源电路的输出端Vin与主板插接口 Jl中的电源引脚Vout之间增设开 关电路，并使其开关状态受控于MCU发出的控制指令P0WEREN，从而在P0WEREN有效(比如 高电平)时，连通电源电路的输出端Vin与电源引脚Vout之间的供电回路，进而通过功能 模块的插接口 J2中与电源引脚Vout匹配连接的供电引脚Vcc传输至功能模块，为功能模 块中的用电负载供电。反之，当P0WEREN无效(比如低电平)时，开关电路受控关断，切断 电源电路的输出端Vin与电源引脚Vout之间的供电回路，停止向功能模块供电，以确保功 能模块的用电安全，结合图2所示。作为所述开关电路的一种优选设计方式，本实施例采用一颗NPN型三极管V2配合一颗P沟道MOS管Vl进行电路设计，如图4所示。将所述NPN型三极管V2的基极通过电 阻Rl连接MCU的控制指令输出端，接收MCU输出的P0WEREN信号。三极管V2的发射极接 地，集电极通过分压电阻R2、R3连接电源电路的输出端Vin;分压电阻R2、R3的中间节点连 接P沟道MOS管Vl的栅极，源极连接电源电路的输出端Vin，漏极连接主板插接口 Jl中的 电源引脚Vout。其工作原理是当MCU检测到插接口 J1、J2插接到位后，延时一段时间，待电源电 路输出稳定后，产生高电平有效的控制指令P0WEREN，控制三极管V2导通。由于分压电阻 R2、R3的存在，使MOS管Vl的源极电压大于其栅极电压，MOS管Vl进入饱和导通状态，将电 源电路输出的直流供电电源输出至主板插接口 Jl中的电源引脚Vout，进而为与其插接的 功能模块供电。反之，若MCU检测到插接口 Jl、J2未插接好，则立即将P0WEREN信号置为无效的低 电平信号，控制三极管V2截止。此时，MOS管Vl由于其栅极电位等于源极电位而进入截止 状态，切断电源电路向电源引脚Vout的供电，停止向功能模块输出供电电源。当然，所述的开关电路也可以采用其它多种结构形式，比如省去分压电阻R2，直接 将MOS管Vl的栅极与三极管V2的集电极连接即可。当然，也可以采用其他具有开关作用 的元器件来组建所述的开关电路，只需将开关电路的控制端连接MCU的控制指令输出端， 开关通路连接在电源电路的输出端Vin与主板插接口 Jl中的电源引脚Vout之间即可完成 电路设计。本实施例对此不进行具体限制。在本实施例中，所述主板和功能模块的插接口 Jl、J2可以都设计成插座的形式， 通过板间插接线插接连通，插接线两端的插头无论哪个没有插接好，都认为功能模块与主 板未插接到位，主板不向功能模块供电。为了进一步方便功能模块与主板的插接，还可以将 所述主板的插接口 Jl设计成插座形式，功能模块的插接口 J2设计成与所述插座Jl匹配插 接的插头形式，从而使功能模块可以直接插装在主板上，方便板间连接。当然，本实施例的主板与功能模块之间的供电控制方式并不仅限于在电视机的主 板与功能模块板上使用，对于其他需要采用板间连接方式设计整机电路的电子产品来说， 同样适用。值得说明的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于 上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添 加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种功能模块供电控制电路，所述功能模块与主板相连接，在所述主板与功能模块 上分别设置有匹配连接的插接口 ；其特征在于在所述功能模块的插接口中，两端引脚连 接系统地；在所述主板的插接口中与所述的两端引脚匹配连接的检测引脚各自通过一组反 相电路连接处理器的输入端；所述处理器设置在主板上，在检测到通过两组反相电路输出 的信号均为高电平时，发出控制指令至主板上的电源电路，控制电源电路向功能模块输出 {共 ^！^ O
2.根据权利要求1所述的功能模块供电控制电路，其特征在于在所述功能模块的插 接口中除两端引脚以外的中间引脚中至少有一路引脚定义为接地引脚，连接所述的两端引 脚；在所述主板的插接口中与该路接地引脚匹配连接的引脚连接主板的系统地。
3.根据权利要求1所述的功能模块供电控制电路，其特征在于所述两组反相电路的 输出端连接处理器的同一路输入端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的功能模块供电控制电路，其特征在于在所述 反相电路中包括一颗NPN型三极管，所述三极管的基极分别与直流电源和主板插接口中所 述的检测引脚相连接，所述三极管的发射极接地，集电极分别与直流电源和所述处理器的 输入端相连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的功能模块供电控制电路，其特征在于所述处 理器的控制指令输出端连接一开关电路的控制，所述开关电路的开关通路连接在所述电源 电路的输出端与主板插接口中的电源引脚之间，所述电源引脚在主板与功能模块连接时， 与功能模块插接口中的供电引脚连通。
6.根据权利要求5所述的功能模块供电控制电路，其特征在于在所述开关电路中包 括一颗NPN型三极管和一颗P沟道MOS管，所述NPN型三极管的基极连接处理器的控制指 令输出端，发射极接地，集电极连接所述MOS管的栅极，并通过电阻连接所述电源电路的输 出端；所述MOS管的源极连接所述电源电路的输出端，漏极连接所述主板插接口中的电源 引脚。
7.根据权利要求6所述的功能模块供电控制电路，其特征在于在所述开关电路中， NPN型三极管的集电极通过两个分压电阻连接所述电源电路的输出端，两个分压电阻的中 间节点连接所述MOS管的栅极。
8.根据权利要求5所述的功能模块供电控制电路，其特征在于所述主板和功能模块 的插接口均为插座，通过插接线相连通。
9.根据权利要求5所述的功能模块供电控制电路，其特征在于所述主板的插接口为 插座，所述功能模块的插接口为与所述插座匹配插接的插头。
10.一种电视机，包括主板和功能模块，其特征在于还包括如权利要求1至9中任一 项权利要求所述的功能模块供电控制电路。
专利摘要本实用新型公开了一种功能模块供电控制电路及具有所述电路的电视机，包括主板和与其连接的功能模块，在主板与功能模块上分别设置有匹配连接的插接口；在功能模块的插接口中，两端引脚连接系统地；在主板的插接口中与所述的两端引脚匹配连接的检测引脚各自通过一组反相电路连接处理器的输入端；所述处理器设置在主板上，在检测到通过两组反相电路输出的信号均为高电平时，发出控制指令至主板上的电源电路，控制电源电路向功能模块输出供电电源。本实用新型通过在主板上设计插接口检测电路，在检测到主板与功能模块准确插接到位后再行控制主板上的电源电路为功能模块供电，从而提高了主板和功能模块的安全性，降低了其烧毁事故发生的几率。
文档编号H04N5/63GK201839371SQ20102051701
公开日2011年5月18日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者杨在原 申请人:青岛海信电器股份有限公司