基于MicroUSB供电的电源电路及其户内显示单元的制作方法

本实用新型具体涉及一种基于MicroUSB供电的电源电路及其户内显示单元。

背景技术：

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电子设备的安全性已经得到了越来越多的重视。

目前，大量的电子设备都采用220V交流电源输入的方式进行供电，其电源电路主要如图1所示：220VAC输入经过压敏，绕线电阻等保护器件，通过整流桥，生成母线高压；再经开关芯片控制脉冲变压器输入，生成副边直流电压12VDC，再经过LDO芯片生成系统电源5V。所用器件主要包括整流桥芯片，开关芯片，脉冲变压器，LDO芯片等。

但是，目前的这种220V交流电源方案，由于采用高压交流电作为原始电源，使得该类电子设备的安全性较差，容易产生漏电、触点等事故；同时，如果为了保证设备应用的安全性，则在电源电路中会需要加入各类保护电路和隔离装置，这将使得该类电子设备的电源电路体积较大，而且成本极大的提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种供电安全可靠且成本低廉的基于MicroUSB供电的电源电路。

本实用新型的目的之二在于提供一种包括了所述基于MicroUSB供电的电源电路的户内显示单元。

本实用新型提供的这种基于MicroUSB供电的电源电路，包括MicroUSB主接口电路、辅助电源、主电源转换电路、辅助电源转换电路和辅助电源启动电路；MicroUSB主接口电路和主电源转换电路串接，辅助电源和辅助电源转换电路串接；主电源转换电路的输出端和辅助电源转换电路的输出端直接连接；主电源转换电路的输出端还连接辅助电源启动电路的输入端，辅助电源启动电路的输出端连接辅助电源转换电路；MicroUSB主接口电路用于连接MicroUSB接口并获取外部供电电源；主电源转换电路用于将从MicroUSB主接口电路获取的外部供电电源信号转换为稳定的电源信号输出，同时也将该稳定的电源信号输出到辅助电源启动电路；辅助电源用于在MicroUSB主接口电路断电时提供辅助电源；辅助电源转换电路将辅助电源提供的电能转换为稳定的电源信号并输出；辅助电源启动电路用于在MicroUSB主接口电路断电时提供驱动信号驱动辅助电源转换电路工作。

所述的辅助电源为电池。

所述的主电源转换电路为由型号为SPX1117的电源芯片构成的电路。

所述的辅助电源转换电路为由型号为SGM6603的电源芯片构成的电路。

所述的辅助电源启动电路包括辅助启动输入限流电阻、辅助启动输入下拉电阻和辅助启动开关管；主电源转换电路的输出端通过串接的辅助启动输入限流电阻连接辅助启动开关管的输入端，辅助启动开关管的输入端还通过辅助启动输入下拉电阻接地，辅助启动开关管的动作端一端接地，另一端直接连接辅助电源转换电路的电源芯片的使能引脚。

本实用新型还提供了一种户内显示单元，该户内显示单元包括了所述的基于MicroUSB供电的电源电路。

本实用新型提供的这种基于MicroUSB供电的电源电路及其户内显示单元，通过MicroUSB接口或辅助低压直流电源供电，实现了低压供电和低压用电，保证了供电设备的安全用电，而且电路简单可靠，成本低廉。

附图说明

图1为现有的交流供电电源电路的电路示意图。

图2为本实用新型的基于MicroUSB供电的电源电路的功能模块图。

图3为本实用新型的MicroUSB主接口电路的电路原理示意图。

图4为本实用新型的主电源转换电路的电路原理示意图。

图5为本实用新型的辅助电源转换电路和辅助电源启动电路的电路原理示意图。

具体实施方式

如图2所示为本实用新型的基于MicroUSB供电的电源电路的功能模块图：本实用新型提供的这种基于MicroUSB供电的电源电路，包括MicroUSB主接口电路、辅助电源、主电源转换电路、辅助电源转换电路和辅助电源启动电路；MicroUSB主接口电路和主电源转换电路串接，辅助电源和辅助电源转换电路串接；主电源转换电路的输出端和辅助电源转换电路的输出端直接连接；主电源转换电路的输出端还连接辅助电源启动电路的输入端，辅助电源启动电路的输出端连接辅助电源转换电路；MicroUSB主接口电路用于连接MicroUSB接口并获取外部供电电源；主电源转换电路用于将从MicroUSB主接口电路获取的外部供电电源信号转换为稳定的电源信号输出，同时也将该稳定的电源信号输出到辅助电源启动电路；辅助电源用于在MicroUSB主接口电路断电时提供辅助电源；辅助电源转换电路将辅助电源提供的电能转换为稳定的电源信号并输出；辅助电源启动电路用于在MicroUSB主接口电路断电时提供驱动信号驱动辅助电源转换电路工作。

如图3所示为本实用新型的MicroUSB主接口电路的电路原理示意图：其中，MicroUSB接口为5脚接口(图中标示J3)，其中1脚为+5V电源信号，5脚为地信号，2脚和3脚为数据引脚；同时，2脚和3脚也通过电阻(R25或R26)连接所需要连接的通信接口，同时各自也还通过静电保护二极管(ESD1或ESD2)接地，进行接口的静电保护。

如图4所示为本实用新型的主电源转换电路的电路原理示意图：图中的5V即为MicroUSB主接口电路输出的外部5V电源信号；外部5V电源信号通过TVS管(图中标示TVS001)进行保护后，再通过电容C28进行滤波，然后输入到主电源转换电路的电源芯片SPX1117(图中标示U14)的3脚，芯片的1脚通过二极管D15接地；电源芯片的2脚和4脚为芯片的输出引脚，其直接输入+DVCC信号，同时还通过电容C33滤波，然后通过保护二极管D16(防止电流倒灌)输出对外供电的3.3V电源信号；电源芯片的2脚和4脚输出的电源信号为以芯片的地信号电平为0V的3.3V信号，但是由于存在二极管D16的保护而会产生一个约0.7V的压降信号，因此在电源芯片的地信号中接入二极管D15，从而将电源芯片的地信号电平抬高约0.7V，从而抵消保护二极管D16的压降；同时，二极管D15和D16要求使用同一厂家、同一型号和同一批次的二极管，保证两个二极管的性能尽可能接近，从而保证输出的VCC电源信号尽可能的为+3.3V。

如图5所示为本实用新型的辅助电源转换电路和辅助电源启动电路的电路原理示意图：图中的BAT为辅助电源(电池)的输出端，其1脚直接接地，二脚为电源输出端并输出VBAT信号；其通过开关K101或者0欧电阻R8后输入到电源芯片U7(型号为SGM6603)的电源输入引脚6脚，同时该引脚也通过滤波电感L5连接到芯片的1脚；芯片的3脚为使能引脚，其通过上拉电阻R37连接电源信号，同时该引脚也直接连接辅助电源启动电路的输出端；电源芯片的2脚直接接地，5脚为输出端并直接输出对外供电的电源信号；对外供电的电源信号通过电容C50和C51接地滤波后，再通过保护二极管D14进行防倒灌保护后，输出最终的对外供电信号VCC；同时，电源芯片输出的电源信号还通过电阻采样电路(电阻RF1、RF2和RF3)进行输出电压的采样，然后将采样的输出电源信号反馈至电源芯片的4脚，从而完成电源芯片输出电压的闭环控制。

辅助电源启动电路则包括辅助启动输入限流电阻R55、辅助启动输入下拉电阻R36和辅助启动开关管Q3；主电源转换电路的输出端通过串接的辅助启动输入限流电阻连接辅助启动开关管的输入端，辅助启动开关管的输入端还通过辅助启动输入下拉电阻接地，辅助启动开关管的动作端一端接地，另一端直接连接辅助电源转换电路的电源芯片U7的使能引脚(3脚)；当主电源转换电路正常工作并输出电源信号+DVCC时，此时开关管Q3导通，芯片U7的电源引脚被直接接地并拉低至低电平，此时芯片U7为关闭状态，辅助电源和辅助电源转换电路均不工作。当主电源转换电路异常时，此时电源信号+DVCC失效，开关管Q3截止，此时芯片的U7的使能引脚被电阻R37上拉至电池的输出电压，即高电平，此时电源芯片U7使能并开始工作，此时辅助电源和辅助电源转换电路开始取代主电源和主电源转换电路工作并对外供电。

本申请提供的这种基于MicroUSB供电的电源电路，可用于其他任何需要进行供电的电子设备，包括各类型的计量仪表(比如电能表、水表、燃气表、热量表等)、电能管理终端、配电终端、电能质量监控设备、电网自动化终端、采集终端、集中器、数据采集器、计量仪表、手抄器、故障指示器等。