一种数码设备的智能供电电路的制作方法

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种数码设备的智能供电电路。

背景技术：

随着科学技术的发展，市面上生产出了越来越多种类的电子产品，其中，数码设备也是其中的一种，随着数码设备的功能的增加及其使用的方便度提升，人们对其的依赖度也越来越大。

使用电子产品时都需要对其提供电能，目前，电子产品的使用都需要设备电源对其供电。现有技术中，设备电源不能实现自动根据设备要求(deviceidkey)设定设备电源所需要的电压、电流，不能实现广泛适用于多种甚至任何设备的要求。另外，传统的设备电源的电压设定电路采用可调电阻(vr，variableresistor)，这样在设备电源部分通过vr检测并反馈到主电源端的电压会有两大偏差，一主电源与设备电源间导线组的gnd线上有电压降，使得主电源与设备电源间gnd不是同电势/电压，这样设备电源部分通过vr检测并反馈到主电源端的电压不正确，且会产生远高于设备设定电压的干扰脉冲电压，二主电源与设备电源间导线组的gnd线上有电压降是随负载电流大小、导线长短、导线粗细材质等外在因素影响的不固定值。

为此，有必要提供一种数码设备的智能供电电路来克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明提供了一种数码设备的智能供电电路，具有自动识别智能的控制电压、电流参数输出，适用于各种不同电压及功率的设备，主电源与设备之间的输电导线在用电设备不同负载电流下产生的电压降损失和偏差会通过pwm信号自动同步校准，还有避免用电设备负载电流突变时产生干扰脉冲对设备可能产生的损坏等功能。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种数码设备的智能供电电路，包括：主电源模块，及与所述主电源模块连接的设备电源模块，所述设备电源模块包括：

设备供电输入接口电路，用于设备id识别；

pwm输出与控制电路，与所述设备供电输入接口电路连接、用于识别所述设备id，并根据识别结果生成设备电源电压对应关系指令；

调节检测开关控制电路，与所述设备供电输入接口电路、所述pwm输出与控制电路连接、用于可调输出电源检测、负载电流检测机设备供电输出控制；及

可调输入接口电路，与所述主电源模块及所述pwm输出与控制电路连接、用于设备电源智能输入、pwm输出及所述主电源模块的供电输入；

所述主电源模块包括：

系统供电电路，用于提供电源；

pwm电路，与所述系统供电电路连接、用于pwm信号耦合输入及pwm信号比例放大；

干扰脉冲抑制电路，与所述pwm电路、所述系统供电电路连接，用于避免干扰脉冲；

智能电源输出电流检测与补偿电路，与所述系统供电电路、所述脉冲干扰抑制电路连接，用于对输出电流的检测及智能补偿；

电源电压多路控制与智能调节电路，与所述系统供电电路、所述pwm电路、所述干扰脉冲抑制电路及所述智能电源输出电流检测与补偿电路连接，用于调节所述pwm电路、所述干扰脉冲抑制电路及所述智能电源输出电流检测与补偿电路这三路电压信号能正比例的补偿校准设备负载大小变化时，在所述主电源模块和所述设备电源模块间导线上产生的电压降损失；及

设备供电输出接口电路，与所述智能电源输出电流检测与补偿电路连接，用于智能输出设备电源所需电压。

优选地，所述调节检测开关控制电路包括：与所述pwm输出与控制电路连接的采样电路，与所述采样电路连接的电压放大电路，及与所述采样电路和所述电压放大电路连接的控制电路。

优选地，所述采样电路包括：与所述pwm输出与控制电路连接的电阻r4、电容c2，所述电阻r4和电容c2并联连接，且所述电阻r4和电容c2并联连接后于所述电阻r15串联连接，所述电阻r15与所述电压放大电路连接；及包括：与所述pwm输出与控制电路连接的电阻r5、电容c3，所述电阻r5和电容c3并联连接，且所述电阻r5和电容c3并联连接后于所述电阻r14串联连接，所述电阻r14与所述电压放大电路及所述电阻r15连接。

优选地，所述pwm电路包括：光耦合电路u9，所述光耦合电路u9输入端通过电阻r67与所述干扰脉冲抑制电路连接，所述光耦合电路u9输出端的一端通过电阻r68与所述系统供电电路连接、另一端连接放大电路。

优选地，所述放大电路包括：放大器u8，与所述放大器正相输入端连接的电阻r60，与所述电阻r60串接的电阻r57和电容c29，所述电阻r57和所述电容c29并联连接且均接地，与所述放大器u8的负输入端连接的反馈电阻r20，与所述放大器u8输出端连接的二极管d16。

优选地，所述干扰脉冲抑制电路包括：比较器u7，与所述比较器u7的同相输入端连接的二极管d15和电阻r53，所述二极管d15和所述电阻r53串联，且所述二极管d15的负极接地，与所述比较器u7的反相输入端连接电阻r51和电阻r45，所述电阻r51和所述电阻r45之间并联连接，所述电阻r45另一端接地，与所述比较器u7的输出端连接的二极管d13。

优选地，所述pwm输出与控制电路包括：

控制单元u1，用于识别所述设备id并根据识别结果生成对应的发送指令；

电阻r47，分别与所述控制单元u1的nrst引脚和所述系统供电电路连接；

电容c25，一端与所述控制单元u1的nrst引脚连接、另一端接地，所述电阻r47和所述电容c25并联连接；

电阻r40，分别与所述控制单元u1的pd1引脚和所述pwm电路连接；

二极管d6，正极与控制单元u1的pd2引脚连接、负极与所述pwm电路连接，所述电阻r40和所述二极管d6并联连接。

优选地，所述智能电源输出电流检测与补偿电路包括：

电压放大电路，用于放大所述电源电压多路控制与智能调节电路传输的电压；

比较放大电路，与所述干扰脉冲抑制电路连接、用于比较放大所述电压放大电路传送的电压。

优选地，所述电压放大电路包括：

电阻r44，用于获取设备负载电流成正比关系的电压降；

放大器u5，用于放大经所述电阻r44获取的所述电压降、并将放大电压传输至所述比较放大电路；

所述放大器u5的in+引脚与所述电阻r44连接，out输出引脚与所述比较放大电路连接、v+引脚及ref引脚与所述比较放大电路连接。

优选地，所述比较放大电路包括：比较器u3，与所述比较器u3的同相输入端连接的电阻r25、电阻r22，所述电阻r25和所述电阻r22并联，与所述电阻r25串联、且与所述电阻r22并联的电阻r23，与所述电阻r23和所述电压放大电路连接的电阻r28，与所述比较器u3反向输入端连接的电阻r38、电阻r34，所述电阻r38和所述电阻r34并联，所述电阻r34另一端连接所述比较器u3的输出端，所述电阻r38另一端连接所述电压放大电路，及与所述比较器u3输出端连接的电阻r29和电阻r24，所述电阻r29和所述电阻r24之间并联连接。

本发明的一种数码设备的智能供电电路，设置所述设备电源模块实时获取设备信息，通过所述pwm输出与控制电路识别设备id，所述调节检测开关控制电路根据所述pwm输出与控制电路传送的信息检测电压、负载电流，进而控制电压的输出，所述主电源模块根据所述设备电源模块传送的信息，通过所述pwm电路、所述干扰脉冲抑制电路、所述智能电源输出电流检测与补偿电路将接收到的电信号处理后发送至所述电源电压多路控制与智能调节电路，所述电源电压多路控制与智能调节电路调节所述pwm电路、所述干扰脉冲抑制电路及所述智能电源输出电流检测与补偿电路这三路电压信号能正比例的补偿校准设备负载大小变化时，在所述主电源模块和所述设备电源模块间导线上产生的电压降损失，所述pwm电路和所述系统供电电路输出对应pwm信号和对应的电压。本发明具有自动识别智能的控制电压、电流参数输出，适用于各种不同电压及功率的设备，主电源与设备之间的输电导线在用电设备不同负载电流下产生的电压降损失和偏差会通过pwm信号自动同步校准，还有避免用电设备负载电流突变时产生干扰脉冲对设备可能产生的损坏等功能。

附图说明

图1是本发明一种数码设备的智能供电电路的模块框图。

图2是本发明一种数码设备的智能供电电路的系统供电电路的电路图。

图3是本发明一种数码设备的智能供电电路的pwm电路的电路图。

图4是本发明一种数码设备的智能供电电路的干扰脉冲抑制电路的电路图。

图5是本发明一种数码设备的智能供电电路的智能电源输出电流检测与补偿电路的电路图。

图6是本发明一种数码设备的智能供电电路的电源电压多路控制与智能调节电路的电路图。

图7是本发明一种数码设备的智能供电电路的设备供电输出接口电路的电路图。

图8是本发明一种数码设备的智能供电电路的设备输入接口电路的电路图。

图9是本发明一种数码设备的智能供电电路的pwm输出与控制电路的电路图。

图10是本发明一种数码设备的智能供电电路的调节检测开关控制电路的电路图。

图11是本发明一种数码设备的智能供电电路的可调输入接口电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

请参考图1至图11，本发明的一种数码设备的智能供电电路，包括：主电源模块1，及与所述主电源模块1连接的设备电源模块2。

其中，所述设备电源模块2包括：设备供电输入接口电路21、pwm输出与控制电路22、调节检测开关控制电路23及可调输入接口电路24，所述设备供电输入接口电路21用于设备id识别，通过所述设备供电输入接口电路21与设备连接，所述pwm输出与控制电路22与所述设备供电输出电路21连接、用于识别所述设备id，并根据识别结果生成设备电源电压对应关系指令，所述调节检测开关控制电路23与所述设备供电输入接口电路21、所述pwm输出与控制电路22连接、用于可调输出电源检测、负载电流检测机设备供电输出控制，所述可调输入接口电路24与所述主电源模块1、所述pwm输出与控制电路22连接、用于设备电源智能输入、pwm输出及所述主电源模块1的供电输入。具体地，所述设备供电输入接口电路21用于供用户连接数码设备，以获取该数码设备的数据信息并传输电信号至所述数码设备，所述pwm输出与控制电路22包括：用于识别所述设备id并根据识别结果生成对应的发送指令的控制单元u1，分别与所述控制单元u1的nrst引脚和所述主电源模块1连接的电阻r47，一端与所述控制单元u1的nrst引脚连接、另一端接地且与所述电阻r47并联连接的电容c25，分别与所述控制单元u1的pd1引脚和pwm电路12连接的电阻r40，及正极与控制单元u1的pd2引脚连接、负极与所述pwm电路12连接、且和所述电阻r40并联连接的二极管d6，所述pwm输出与控制电路22用于识别所述设备id，如设备电平、电阻、数字编码等，并根据所述设备id的输出与设备电源电压对应比例的pwm信号，经所述设备供电输出接口电路16将pwm信号传输至所述主电源模块1上，所述调节检测开关控制电路23包括：与所述pwm输出与控制电路22连接的采样电路，与所述采样电路连接的电压放大电路，及与所述采样电路和所述电压放大电路连接的控制电路，所述采样电路包括：与所述pwm输出与控制电路22连接的电阻r4、电容c2，所述电阻r4和电容c2并联连接，且所述电阻r4和电容c2并联连接后于所述电阻r15串联连接，所述电阻r15与所述电压放大电路连接；及包括：与所述pwm输出与控制电路22连接的电阻r5、电容c3，所述电阻r5和电容c3并联连接，且所述电阻r5和电容c3并联连接后于所述电阻r14串联连接，所述电阻r14与所述电压放大电路及所述电阻r15连接，设备电源电压由设备供电输入接口电路21输入，经所述电阻r4、电阻r15和电阻r5、电阻r14组成的电压采样电路为所述控制单元u1提供a/d检测输入采样电压，所述控制单元u1会根据读取的设备id信息控制输出pwm信号使得所述主电源模块1能输出正确的电压为设备电源端供电。本发明的所述电阻r4、电阻r15和所述电阻r5、电阻r14分别组成的两组电压采样电路的电阻值与电阻值比例的设定不同，可以满足各种类型数码设备更宽范围电源电压范的围需要，该电源电压范围可为3v到20v，提高了输出电压的精确度，当所述控制单元u1读取检测的设备电源电压正确时会打开设备电源输出控制开关q3，另外，设备负载电流采样电阻r44两端获得电流取样电压经所述电压放大电路放大，控制单元a/d读取，比较判断实时负载电流值与设备id信息所设定的电流值，超出设备id设定的额定电流限值，所述控制单元u1会自动关闭备电源输出控制开关q3，停止向设备供电，进而达到保护设备的目的。所述可调输入接口电路24用于与所述主电源模块1连接。

所述主电源模块1包括：系统供电电路11、pwm电路12、干扰脉冲抑制电路13、智能电源输出电流检测与补偿电路14、电源电压多路控制与智能调节电路15及设备供电输出接口电路16，所述系统供电电路11用于提供电源，所述pwm电路12与所述系统供电电路11、所述干扰脉冲抑制电路13和所述电源电压多路控制与智能调节电路15连接、用于pwm信号耦合输入及pwm信号比例放大，所述干扰脉冲抑制电路13与所述pwm电路12、所述系统供电电路11连接，用于避免干扰脉冲，所述智能电源输出电流检测与补偿电路14与所述系统供电电路11、所述干扰脉冲抑制电路13连接，用于对输出电流的检测及智能补偿，所述电源电压多路控制与智能调节电路15与所述系统供电电路11、所述pwm电路12、所述干扰脉冲抑制电路13及所述智能电源输出电流检测与补偿电路15连接，用于调节所述pwm电路12、所述干扰脉冲抑制电路13及所述智能电源输出电流检测与补偿电路14这三路电压信号能正比例的补偿校准设备负载大小变化时，在所述主电源模块1和所述设备电源模块间2导线上产生的电压降损失，所述设备供电输出接口电路16与所述智能电源输出电流检测与补偿电路14及所述可调输入接口电路24连接，用于将所述智能电源输出电路检测与补偿电路传输的电信号输出。所述pwm电路12包括：光耦合电路u9，所述光耦合电路u9输入端通过电阻r67与所述干扰脉冲抑制电路13连接，所述光耦合电路u9输出端的一端通过电阻r68与所述系统供电电路11连接、另一端连接放大电路，所述放大电路包括：放大器u8，与所述放大器正相输入端连接的电阻r60，与所述电阻r60串接的电阻r57和电容c29，所述电阻r57和所述电容c29并联连接且均接地，与所述放大器u8的负输入端连接的反馈电阻r20，与所述放大器u8输出端连接的二极管d16。所述主电源模块1通过所述光耦电路u9，滤波电容c29得到平滑的电压信号，再经比例放大/跟随电路实现阻抗转换和所述二极管d16隔离，第一路fb电压信号最后输送到电源电压多路控制与智能调节电路15电压调整脚完成电压控制。干扰脉冲抑制电路13包括：比较器u7，与所述比较器u7的同相输入端连接的二极管d15和电阻r53，所述二极管d15和所述电阻r53并联，且所述二极管d15的负极接地，与所述比较器u7的反相输入端连接电阻r51和电阻r45，所述电阻r51和所述电阻r45之间并联连接，所述电阻r45另一端接地，与所述比较器u7的输出端连接的二极管d13，系统初始上电时，所述控制单元u1未完成自检没有pwm信号输出，或者传输pwm信号导线异常断开时，所述比较器u7反向输入端电压为gnd(0v)，小于正向输入端电压0.6v，此时所述比较器u7输出断、输出接近所述比较器u7电源电压的高电平，并经所述二极管d13输出第二路fb高电平信号到电源电压多路控制与智能调节电路15，确保异常情形的瞬间不会产生干扰脉冲导致对设备的损害。所述智能电源输出电流检测与补偿电路14包括：电压放大电路，用于放大所述电源电压多路控制与智能调节电路15传输的电压；及比较放大电路，与所述干扰脉冲抑制电路13连接、用于比较放大所述电压放大电路传送的电压，所述电压放大电路包括：电阻r44，用于获取设备负载电流成正比关系的电压降；放大器u5，用于放大经所述电阻r44获取的所述电压降、并将放大电压传输至所述比较放大电路；所述放大器u5的in+引脚与所述电阻r44连接，out输出引脚与所述比较放大电路连接、v+引脚及ref引脚与所述比较放大电路连接，所述比较放大电路包括：比较器u3，与所述比较器u3的同相输入端连接的电阻r25、电阻r22，所述电阻r25和所述电阻r22并联，与所述电阻r25串联、且与所述电阻r22并联的电阻r23，与所述电阻r23和所述电压放大电路连接的电阻r28，与所述比较器u3反向输入端连接的电阻r38、电阻r34，所述电阻r38和所述电阻r34并联，所述电阻r34另一端连接所述比较器u3的输出端，所述电阻r38另一端连接所述电压放大电路，及与所述比较器u3输出端连接的电阻r29和电阻r24，所述电阻r29和所述电阻r24之间并联连接，设备电源电流采样电阻r44两端获得的与设备负载电流成正比例关系的电压降经所述放大器u5放大，送到比较器u3反向端与正向端电压进行比较运算，产生负载电流成反比例关系的fb电压信号到电源电压多路控制与智能调节电路15，这第三路fb电压信号能正比例的补偿校准设备负载大小电流变化时在主电源与设备电源间导线上产生的电压降损失，从而保证设备电源的电压准确。所述电源电压多路控制与智能调节电路15在以上三路fb电压信号智能控制下，输出设备电源电压经设备供电输出接口电路16输送到设备电源端。

从以上描述可以看出，本发明的一种数码设备的智能供电电路，所述设备电源模块2实时获取设备信息，通过所述pwm输出与控制电路22识别设备id，所述调节检测开关控制电路23根据所述pwm输出与控制电路22传送的信息检测电压、负载电流，进而控制电压的输出，所述主电源模块1根据所述设备电源模块2传送的信息，通过所述pwm电路12、所述干扰脉冲抑制电路13、所述智能电源输出电流检测与补偿电路14将接收到的电信号处理后发送至所述电源电压多路控制与智能调节电路15，所述电源电压多路控制与智能调节电路15调节所述pwm电路12、所述干扰脉冲抑制电路13及所述智能电源输出电流检测与补偿电路14这三路电压信号能正比例的补偿校准设备负载大小变化时，在所述主电源模块1和所述设备电源模块2间导线上产生的电压降损失，所述pwm电路12和所述系统供电电路11输出对应pwm信号和对应的电压。本发明具有自动识别智能的控制电压、电流参数输出，适用于各种不同电压及功率的设备，主电源与设备之间的输电导线在用电设备不同负载电流下产生的电压降损失和偏差会通过pwm信号自动同步校准，还有避免用电设备负载电流突变时产生干扰脉冲对设备可能产生的损坏等功能。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。