本实用新型涉及电源技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种供电电路和一种头戴显示系统。
背景技术：
头戴显示设备例如头戴虚拟现实显示设备、头戴增强现实显示设备、头戴混合现实显示设备等。其中一类头戴显示设备需要通过USB接口连接诸如电脑一类的主机，主机通过USB接口为头戴显示设备提供电源，并进行数据传输。随着头戴显示设备性能的不断提升，其耗电也在增加。如果再为头戴显示设备增加一个电源适配器，会增加头戴显示设备的硬件成本和电路的复杂性。因而需要提供一种不改变头戴显示设备现有的接口结构的前提下增强其USB接口的供电能力的方案。
技术实现要素：
本实用新型的一个目的是提供一种供电电路。
根据本实用新型的一个方面，提供一种供电电路，其包括第一USB 接口、第二USB接口、控制器、快充接口、快充控制芯片、第一电源模块和第二电源模块；所述第一USB接口包括电源端子，所述第二USB接口包括电源端子，所述控制器包括电源输入端、第一使能输出端、第二使能输出端、第一电压检测端、第二电压检测端，所述快充接口包括电源端子，所述快充控制芯片包括电源输入端、检测端，所述第一电源模块包括电源输入端、使能端和电源输出端，所述第二电源模块包括电源输入端、使能端和电源输出端；所述第一USB接口的电源端子分别连接所述控制器的电源输入端、所述第一电压检测端、所述快充控制芯片的电源输入端、及所述第一电源模块的电源输入端；所述快充接口的电源端子分别连接所述第二电压检测端、所述快充控制芯片的检测端、及所述第二电源模块的电源输入端；所述控制器的第一使能输出端连接所述第一电源模块的使能端，所述控制器的第二使能输出端连接所述第二电源模块的使能端，所述第一电源模块的电源输出端和所述第二电源模块的电源输出端均连接所述第二 USB接口的电源端子；所述快充控制芯片分别与所述快充接口和所述控制器建立有线数据通信。
可选地，所述第二电源模块还包括配置端，所述控制器还包括配置信号输出端，所述第二电源模块的配置端连接所述控制器的配置信号输出端。
可选地，还包括至少一个第三USB接口，其中每个第三USB接口均用于连接通用USB5V充电电路，所述第三USB接口包括电源端子；每个第三USB接口的电源端子均连接所述第一电源模块的电源输入端。
可选地，所述控制器还包括至少一个第三电压检测端，每个第三电压检测端均连接对应的第三USB接口的电源端子。
可选地，在所述第一USB接口的电源端子和每一个所述第三USB接口的电源端子到所述第一电源模块的电源输入端的各个支路上均串联二极管，其中每个二极管的负极连接所述第一电源模块的电源输入端。
可选地，还包括第三电源模块，所述第三电源模块包括电源输入端和电源输出端；所述第一USB接口的电源端子连接所述控制器的电源输入端包括：所述第一USB接口的电源端子连接所述第三电源模块的电源输入端，所述第三电源模块的电源输出端连接所述控制器的电源输入端。
可选地，所述第一电源模块的电源输出端和所述第二电源模块的电源输出端至所述第二USB接口的电源端子的的两条支路上各串联一个二极管，其中每个二极管的负极连接所述第二USB接口的电源端子。
可选地，还包括指示灯，所述控制器还包括指示灯控制端；所述指示灯连接在所述指示灯控制端与地之间。
根据本实用新型的第二方面，提供一种头戴显示系统，包括头戴显示设备和前述的供电电路；所述头戴显示设备包括USB接口，所述供电电路的第一USB接口用于连接外部计算机，所述供电电路的第二USB接口用于连接所述头戴显示设备的USB接口。
本实用新型的一个技术效果在于，可实现第一USB接口为用电设备供电、快充接口为用电设备供电的切换，以及可实现第一USB接口和快充接口共同为用电设备供电。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型的实施例1所提供的供电电路的框图。
图2是本实用新型的实施例2所提供的供电电路的框图。
图3是本实用新型的实施例3所提供的供电电路的电路图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本实用新型所提供的供电电路的输出端用于为头戴显示设备等需要 USB供电的用电设备供电。
参见图1所示，实施例1所提供的供电电路包括第一USB接口J1、第二USB接口J2、控制器C1、快充接口JQ、快充控制芯片C2、第一电源模块S1和第二电源模块S2。
快充接口JQ例如Quick Charge快充接口、Power Delivery快充接口、 Pump Express快充接口等。
第一USB接口J1包括电源端子VBUS1。第二USB接口J2包括电源端子VBUS2。控制器C1包括电源输入端C11、第一使能输出端C14、第二使能输出端C15、第一电压检测端C12、第二电压检测端C13。快充接口JQ包括电源端子VBUSQ。快充控制芯片C2包括电源输入端C21、检测端C22。第一电源模块S1包括电源输入端S11、使能端S12和电源输出端S13。第二电源模块S2包括电源输入端S21、使能端S22和电源输出端 S23。
第一电源模块S1例如是一个直流稳压电路，将第一USB接口J1的电源端子VBUS1输出的5V电压进行稳压后输出给第二USB接口J2的电源端子VBUS2。第一电源模块S1是否工作受控制器C1的第一使能输出端 C14的控制。
第二电源模块S2例如是一个直流稳压电路或者直流降压电路，将快充接口JQ的电源端子VBUSQ输出的5V或者更高的电压转化为稳定的5V 电压输出给第二USB接口J2的电源端子VBUS2。第二稳压模块S2是否工作受控制器C1的第二使能输出端C15的控制。
快充控制芯片C2分别与快充接口JQ和控制器C1建立有线数据通信。有线数据通信的格式例如I2C串口通信等。
第一USB接口J1的电源端子VBUS1分别连接控制器C1的电源输入端C11、第一电压检测端C12、快充控制芯片C2的电源输入端C21、及第一电源模块S1的电源输入端S11。快充接口JQ的电源端子VBUSQ分别连接第二电压检测端C13、快充控制芯片C2的检测端C22、及第二电源模块C2的电源输入端C21。控制器C1的第一使能输出端C14连接第一电源模块S1的使能端S12，控制器C1的第二使能输出端C15连接第二电源模块S2的使能端S2，第一电源模块S1的电源输出端S13和第二电源模块S2的电源输出端S23均连接第二USB接口J2的电源端子VBUS2。
以上述供电电路连接计算机和头戴显示设备的应用场景为例介绍其工作原理。
第一USB接口J1连接计算机，第二USB接口J2用于连接头戴显示设备。
第一USB接口J1的电源端子VBUS1为控制器C1、第一电源模块S1 和快充控制芯片C2供电。
控制器C1检测第一USB接口J1的电源端子VBUS1的电压，当该电压低于设定阈值时，说明第一USB接口J1的供电能力已经不足。控制器 C1检测快充接口JQ的电源端子VBUSQ的电压。
如果这时候快充接口JQ的电源端子VBUSQ的输出电压为其正常的输出电压，则控制器C1控制第二电源模块S2工作、控制第一电源模块S1 不工作。这样可实现第一USB接口J1为头戴显示设备供电切换至快充接口JQ为头戴显示设备供电。如果这时快充接口JQ的电源端子VBUSQ并无输出电压，则说明此时快充接口JQ未连接快充充电器。控制器C1可控制第一电源模块S1不工作，也可以提示用户需连接快充充电器。例如通过指示灯或发出语音提示的方式提示用户，图1中没有示出此类提示装置。
当仅快充接口JQ为头戴显示设备供电仍不足时，控制器C1还可以再次控制第一电源模块S1工作，从而第一USB接口J1和快充接口JQ同时为头戴显示设备供电。
需要说明的是，在实施例1中，为使第二电源模块S2固定输出5V电压，同时又不需要对第二电源模块S2进行配置，这时需要快充控制芯片 C2控制快充接口JQ的电源端子VBUSQ的输出电压的电压值固定不变。
需要说明的是，控制器C1可以基于不同的策略决定第一电源模块S1 和第二电源模块S2分别是否工作。
参见图2所示，本实用新型所提供的供电电路的实施例2相对于实施例1包括以下不同。
不同之处1：第二电源模块S2还包括配置端S24，控制器C1还包括配置信号输出端C16，第二电源模块S2的配置端S24连接控制器C1的配置信号输出端C16。
如此，控制器C1可根据其所设置的快充接口JQ的不同输出电压，配置第二电源模块S2的工作模式。例如控制器设置快充接口JQ的输出电压由9V调整为12V的同时，设置第二电源模块S2由9V输入5V输出工作模式转换为12V输入5V输出工作模式。
不同之处2：增加了两个第三USB接口J3。这里，每个第三USB接口J3均用于连接通用USB5V充电电路。每个第三USB接口J3的电源端子VBUS3均连接第一电源模块S1的电源输入端S11。
如此，可通过第三USB接口连接通用USB5V充电电路的方式，增加第一电源模块S1的供电能力。
可选地，控制器C1还包括2个第三电压检测端C17、C18，分别对应每个第三USB接口J3的电源端子VBUS3。
如此，控制器C1可实时监测第三USB接口J3的电源端子VBUS3的输出电压，以一定策略决定是否需要关闭或启动第二电源模块S2。
可选地，实施例2中还包括3个二极管D1、D2、D3，串联在从第一 USB接口J1的电源端子VBUS1和两个第三USB接口J3的电源端子VBUS2 到第一电源模块S1的电源输入端S11的3条支路上。这三个二极管的正极分别连接第一USB接口J1的电源端子VBUS1和两个第三USB接口J3的电源端子VBUS2，它们的负极均连接第一电源模块S1的电源输入端S11。
如此，可防止第一USB接口J1和两个第三USB接口J3之间输出电压的倒灌。
不同之处3：第一电源模块S1的电源输出端S11和第二电源模块S2 的电源输出端S22至第二USB接口J2的电源端子VBUS2的两条支路上各串联一个二极管D4、D5，其中每个二极管的负极连接第二USB接口J2的电源端子VBUS2。
如此，可防止第一电源模块S1和第二电源模块S2之间的输出电压的倒灌。
图3是根据本发明一个例子的供电电路的电路原理图。
在图3所示例子中，USB接口J1-1作为第一USB接口J1用于连接计算机。在该例子中具有三个第三USB接口，分别为Micro-USB接口J3-1、 J3-2、J3-2，三者为相同类型的USB接口，用于连接通用5V USB充电器。 Type_C接口J6作为快充接口JQ用于连接Power Delivery快充充电器。USB 接口J2-1作为第二USB接口J2用于连接头戴显示设备。
在该例子中，相对实施例1和实施例2中说明的结构特征，还包括以下优化。
优化设计1：LDO低压差线性稳压器U3作为第三电源模块将USB接口J1-1的电源端子VBUS输出的电压进行稳压后提供给MCU微处理器U1 和PD controller快充控制芯片U2，作为二者的电源。
如此，可通过第三电源模块为供电电路中的MCU微处理器U1和PD controller快充控制芯片U2提供更佳稳定的电压。
优化设计2：电阻R1和R2、电阻R4和R5、电阻R7和R8、电阻R9和R10、电阻R11和R12分别构成电阻分压电路。MCU微处理器U1 的电压测量端口ADC1、ADC2、ADC3、ADC4、ADC5、ADC6分别测量的是经过电阻分压后的各电源的电压。
如此，可降低MCU微处理器U1的这些输入端的输入电压，以适应这些输入端的最佳输入电压工作区间。
优化设计3：MCU微处理器U1的三个输出端口Out1、Out2、Out3 分别驱动三个LED灯LED_1、LED_2、LED_3。
这3个LED灯可用于提示不同的供电状态。例如当USB接口J1-1的供电能力不足时，电压检测端口ADC1所检测到的电压会低于设定的电压阈值，这种情况下LED_1被点亮以提示用户插入快充充电器或者插入通用 5V充电器。又例如，当USB接口J1-1和快充充电器的供电性能足够头戴显示设备所需时，LED_2被点亮，当USB接口J1-1被施加标准5VUSB充电器的用电性能足够头戴显示设备所需时，LED_3被点亮。本领域技术人员还可以设置这些灯的不同颜色代表不同含义，或者设置MCU微处理器控制喇叭(图3中没有示出)播放不同的声音以提示用户不同的状态。
此外，DCDC芯片U4、电感L1、电阻R3、电阻R6共同组成了前述的第一电源模块。电感L1、电阻R3、电阻R6构成反馈网络，通过调整电阻R3和电阻R4的阻值，DCDC芯片U4最终输出到二极管D5阳极的电压为5.7V，这样扣除二极管D5导通时的0.7V压降，实际第二USB接口 J2的电源端子得到的电压为5V。
DCDC芯片U5、电感L2、电阻R14、电阻R15共同组成了前述的第二电源模块。电感L2、电阻R14、电阻R15构成反馈网络，通过调整电阻 R14和电阻R15的阻值，DCDC芯片U5最终输出到二极管D6阳极的电压为5.7V，这样扣除二极管D6导通时的0.7V压降，实际USB接口J2-1的电源端子得到的电压为5V。
本实用新型所提供的供电电路可用于头戴显示设备的供电。头戴显示设备的USB接口连接前述供电电路的第二USB接口，该供电电路的第一 USB接口用于连接外部计算机。这样可实现外部计算机、快充充电器为头戴显示设备供电的切换与组合，进一步地，还可增加通用5V标准充电器提升供电能力。
对于需要与计算机连接的VR头戴显示设备，包含本发明实施例供电电路的数据线具有三个功能，一是可以通过第一USB接口实现PC与VR 头戴显示设备之间的数据传输，二是使得PC可以通过第一USB接口向VR 头戴显示设备供电，三是使得快速充电器可以通过快充接口向VR头戴显示设备供电，这说明本发明实施例实现了电源线复用，能够简化各种外部设备与VR头戴显示设备之间的连接线及接口的设计。
本实用新型所提供的供电电路同样可以为其他的需要标准5V USB供电的用电设备供电。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。