一种新型扩展坞的制作方法

1.本申请属于电路优化管理领域，具体为一种新型扩展坞。


背景技术：

2.扩展坞(docking station)，又称端口复制器(port replicator)，是专为笔记本电脑设计的一种外置设备。通过复制甚至扩展笔记型计算机的端口，可使笔记本电脑与多个配件或外置设备(如电源适配器、网线、鼠标、外置键盘、打印机及外置显示器)方便的一站式连接。现有的扩展坞只能单纯的扩展usb接口的功能。当用户想检测usb设备的用电情况时还需要外接一个电流检测器，造成电脑周边设备使用过多，复杂，烦乱。当无需要检测电流时又得移除电流检测器。


技术实现要素：

3.基于上述问题，本申请实现让扩展坞具有电压电流功率检测功能、usb输出接口具有可定时开关的功能。达到让电脑周边使用更少的设备，实现更多的功能。其技术方案为，
4.一种新型扩展坞，包括电路板，所述电路板上集成usb接口，所述usb接口分别与usb扩展、电源ic和微控单元u3连接，所述usb扩展连接多个取样电阻，其中至少一个取样电阻与场效应管q1连接，所述场效应管q1连接对应的输出usb接口，其他取样电阻直接连接对应的输出usb接口；所述微控单元u3分别与取样电阻、场效应管q1连接。
5.进一步的，所述取样电阻与运算放大器连接，所述运算放大器与微控单元u3连接。
6.进一步的，所述场效应管q1的g极与晶体管q2的集电极连接，s极与输入电源总线vbus连接，d极与输出usb接口连接；所述晶体管q2的集电极与场效应管q1的s极之间设有电阻r8。
7.进一步的，所述微控单元u3与按键sw1连接。
8.进一步的，所述微控单元u3与显示单元u5连接。
9.进一步的，所述微控单元u3内带的adc可测量取样电阻产生的电压即可换算出对应的电流以及功率，计算得出的数据，通过微控单元u3向显示单元u5发送，显示单元u5控制显示屏显示。
10.有益效果
11.1.将电压电流功率检测功能集合在一个扩展坞上，并用显示屏实时显示。
12.2.每个扩展接口都时刻检测到用电设备的电压电流功率情况，无需外加任何辅助设备。
13.3.增加了用户可自定扩展接口的通电时间(原理：mcu控制场效应管的导通与截止)，使该扩展坞使用范围更广(如：设定手机被充电的时间等)。本发明让扩展坞具有电压电流功率检测功能、输出usb接口具有可定时开关的功能。达到让电脑周边使用更少的设备，实现更多的功能。
附图说明
14.图1为本申请原理图；
15.图2为场效应管q1连接关系图；
16.图3为运算放大器连接关系图；
17.图4为输出usb接口连接关系图；
18.图5为微控单元u3示意图；
19.图6为显示单元u5示意图；
20.图7为取样电阻示意图；
具体实施方式
21.以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。
22.图1所示，一种新型扩展坞，包括pcb电路板，所述电路板上集成usb接口，所述usb接口分别与usb扩展、电源ic和微控单元u3连接，所述usb扩展连接四个取样电阻，其中取样电阻r20与场效应管q1连接，所述场效应管q1连接对应的输出usb接口1，其他三个取样电阻r26、r29、r34直接连接对应的输出usb接口2、usb接口3、usb接口4；所述微控单元(mcu)u3分别与取样电阻r20、取样电阻r26、取样电阻r29、取样电阻r34、场效应管q1连接。图3、图7所示，所述取样电阻与运算放大器连接，所述运算放大器与微控单元u3连接。运算放大器将经过取样电阻的信号进行放大。四个运算放大器输出的放大信号ad1、ad2、ad3、ad4对应输入微控单元u3端口上，见图5。
23.图2所示，所述场效应管q1的g极与晶体管q2的集电极连接，s极与输入电源总线vbus，d极与输出usb接口连接；所述晶体管q2的集电极与场效应管q1的s极之间设有电阻r8，所述晶体管q2的集电极与基极之间并联电阻r1、r25。
24.图5所示，所述微控单元u3与按键sw1连接，用户设置时间用。
25.图5
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6所示，所述微控单元u3与显示单元u5连接。
26.图1、图6所示，所述微控单元u3内带的adc可测量取样电阻产生的电压即可换算出对应的电流以及功率，计算得出的数据，通过微控单元u3向显示单元u5发送，显示单元u5控制显示屏显示。
27.工作原理
28.mcu控制场效应管q1的导通与截止，增加了用户可自定扩展接口的通电时间；取样电阻采集到的电压信号通过运算放大器“u4a、u4b、u4c、u4d”放大后输出信号给mcu、mcu计算并将结果送给显示屏显示。扩展芯片u1对输入的usb信号扩展出4路usb信号接口。
29.以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征：
1.一种新型扩展坞，其特征在于，包括电路板，所述电路板上集成usb接口，所述usb接口分别与usb扩展、电源ic和微控单元u3连接，所述usb扩展连接多个取样电阻，其中至少一个取样电阻与场效应管q1连接，所述场效应管q1连接对应的输出usb接口，其他取样电阻直接连接对应的输出usb接口；所述微控单元u3分别与取样电阻、场效应管q1连接。2.根据权利要求1所述的一种新型扩展坞，其特征在于，所述取样电阻与运算放大器连接，所述运算放大器与微控单元u3连接。3.根据权利要求1所述的一种新型扩展坞，其特征在于，所述场效应管q1的g极与晶体管q2的集电极连接，s极与输入电源总线vbus连接，d极与输出usb接口连接；所述晶体管q2的集电极与场效应管q1的s极之间设有电阻r8。4.根据权利要求1所述的一种新型扩展坞，其特征在于，所述微控单元u3与按键sw1连接。5.根据权利要求1所述的一种新型扩展坞，其特征在于，所述微控单元u3与显示单元u5连接。6.根据权利要求1所述的一种新型扩展坞，其特征在于，所述微控单元u3内带的adc可测量取样电阻产生的电压即可换算出对应的电流以及功率，计算得出的数据，通过微控单元u3向显示单元u5发送，显示单元u5控制显示屏显示。

技术总结
本实用新型公开一种新型扩展坞，包括电路板，所述电路板上集成USB接口，所述USB接口分别与USB扩展、电源IC和微控单元U3连接，所述USB扩展连接多个取样电阻，其中至少一个取样电阻与场效应管Q1连接，所述场效应管Q1连接对应的输出USB接口，其他取样电阻直接连接对应的输出USB接口；所述微控单元U3分别与取样电阻、场效应管Q1连接。其优点在于，MCU根据用户设置的时间控制场效应管导通与关闭，实现USB接口1的定时功能。电源IC给显示屏及MCU提供电源及基准电压。源及基准电压。源及基准电压。


技术研发人员：陈天猛
受保护的技术使用者：深圳腾率科技有限公司
技术研发日：2021.07.02
技术公布日：2021/12/7