一种USB输出可控功率的电路结构和相机系统的制作方法

本实用新型涉及USB设备领域，具体而言涉及一种USB输出可控功率的电路结构和相机系统。

背景技术：

随着大量支持USB的个人电脑的普及，USB已经成为PC(Personal Computer，个人计算机)的标准接口。在主机(host)端，目前推出的PC机几乎100％支持USB；而在外设(device)端，使用USB接口的设备也越来越普遍，例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。

目前常用的USB2.0接口输出功率为2.5W，输出电压/电流为5V/500mA，USB3.0接口输出功率为4.5W输出电压/电流为5V/900mA，然而在有些应用中这样的功率不能满足需求，例如，对于一些大功率USB设备，如果使用以上功率的USB接口，则会出现USB接口供电不足的问题，很可能会导致系统无法检测到USB设备、数据传输出错，无法正常工作等问题。

目前如果使用以上功率的USB接口，对于一些大功率应用场景下往往采用增加一条单独的电源线的方式，来解决USB接口供电不足的问题，然而这条电源线多余且影响产品的设计。

鉴于此，有必要提出一种新的电路结构和相机系统，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种USB输出可控功率的电路结构和相机系统，使USB接口输出可控功率，以满足大功率USB设备的功率需求，保障USB设备正常工作，并避免通过增加单独的电源线为USB设备供电，简化产品设计。

本实用新型的一方面，提供一种USB输出可控功率的电路结构， 包括：USB接口、恒压功率输出模块、控制模块以及电源模块，其中，所述电源模块用于为所述USB接口供电，所述控制模块用于控制所述恒压功率输出模块的通断，所述恒压功率输出模块用于将电源模块的功率以恒压功率输出至所述USB接口。

示例性地，所述恒压功率输出模块包括输入端口、输出端口以及控制端口，所述输入端口连接到所述电源模块，所述输出端口连接到所述USB接口，所述控制端口连接到所述控制模块。

在一个实施例中，所述电源模块包括5V电源，所述恒压功率输出模块包括负载开关。

在另一个实施例中，所述电源模块包括大于5V电源，所述恒压功率输出模块包括降压电源，将所述大于5V的电源转换为5V电源。

示例性地，所述USB接口、恒压功率输出模块、控制模块以及电源模块设置于同一处理器板上。

示例性地，所述控制模块包括ARM处理器。

示例性地，USB接口、电源模块和控制模块均连接至所述恒压功率输出模块。

示例性地，所述电路结构还包括电源管理芯片，所述电源模块通过所述电源管理芯片连接至所述控制模块，为所述控制模块供电。

示例性地，所述控制模块用于检测所述USB接口是否接入负载，并根据检测结果控制所述恒压功率输出模块的通断。

本实用新型的另一方面，提供一种相机系统，包括：

前述实施例中的电路结构；以及USB相机，所述USB相机连接至所述USB接口，以从所述USB接口获取恒压功率电源。

根据本实用新型的USB输出可控功率的电路结构和相机系统，可以解决USB接口供电不足的问题，且不需增加其他额外的电源线，优化了产品的设计。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的 限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

附图中：

图1示出了本实用新型一具体实施方式中的USB输出可控功率的电路结构的框图；

图2示出了本实用新型另一具体实施方式中的USB输出可控功率的电路结构的框图；

图3示出了采用图1和图2中USB输出可控功率的电路结构实现USB输出可控功率的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本实用新型，将在下面提供详细的描述，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

下面，参考图1、图2和图3对本实用新型的USB输出可控功 率的电路结构进行详细描述。其中，图1示出了本实用新型一具体实施方式中的USB输出可控功率的电路结构的框图；图2示出了本实用新型另一具体实施方式中的USB输出可控功率的电路结构的框图；图3示出了采用图1和图2中USB输出可控功率的电路结构实现USB输出可控功率的流程图。

为了解决USB接口供电不足的问题，本实用新型提供一种USB输出可控功率的电路结构，包括：USB接口、恒压功率输出模块、控制模块以及电源模块，其中，所述电源模块用于为所述USB接口供电，所述控制模块用于控制所述恒压功率输出模块的通断，所述恒压功率输出模块用于将电源模块的功率以恒压功率输出至所述USB接口。

示例性地，USB接口、电源模块和控制模块均连接至所述恒压功率输出模块。

示例性地，所述恒压功率输出模块包括输入端口、输出端口以及控制端口，所述输入端口连接到所述电源模块，所述输出端口连接到所述USB接口，所述控制端口连接到所述控制模块。

其中，所述USB接口、恒压功率输出模块、控制模块以及电源模块设置于同一处理器板上，例如，所述处理器板可以为ARM处理器板，也可以本领域技术人员熟知的其他任何类型的处理器板。

在第一实施例中，如图1所示，在电源模块包括5V电源的情况下，所述恒压功率输出模块包括负载开关。

其中，所述负载开关可以包括输入端口、输出端口以及控制端口，所述输入端口连接到5V电源，所述输出端口连接到所述USB接口，所述控制端口连接到所述控制模块。

示例性地，负载开关可以用MOSFET开关(例如，单独的NMOS和PMOS元件)，双极结型三极管(BJT)开关和/或其他本领域已知的开关电路实现。

示例性地，所述控制模块包括处理器。其中，所述处理器可以为本领域技术人员熟知的任何类型的处理器，本实施例中，处理器使用ARM处理器。在某些示例中，所述控制模块的上述功能通过处理器 运行现有的计算机程序来实现。控制模块的实现可以采用各种可行的方案，在此并不进行限定。在另一些示例中，所述控制模块的上述功能采用硬件实现。

示例性地，USB接口连接至负载，为负载提供工作电压。其中，负载可以包括USB设备，所述USB设备可以为USB相机或者其他的使用USB接口的设备，例如，移动硬盘等。本实施例中，主要以USB相机为例对本实用新型进行说明。

如图3所示，在使用第一实施例中的电路结构的情况下，当ARM处理器所在的系统处于工作状态时，USB设备(例如，USB相机)连接到USB接口后，系统检测到USB设备插入，例如，USB设备可以通过数据线连接到处理器板上的USB接口，该数据线一端连接USB设备，一端为USB插头插入处理器板上的USB接口(可以为USB插座)，由于ARM处理器控制负载开关的通断，也即进一步控制了电源模块(例如，5V电源)与USB设备之间的电连接，系统检测到USB设备插入后，ARM处理器控制负载开关，使其导通，进而打开供电电源(即5V电源)，直接输出5V电源功率给连接的负载(也即USB设备)。

上述情况可以适用于所连接的负载与电源模块相匹配的情况下，只需在USB接口和电源模块之间增设负载开关，而由ARM处理器控制负载开关导通，直接给负载供电。

在第二实施例中，如图2所示，所述电源模块包括大于5V电源，所述恒压功率输出模块包括降压电源，将所述大于5V的电源转换为5V电源。

其中，所述降压电源包括输入端口、输出端口以及控制端口，所述输入端口连接到大于5V电源，所述输出端口连接到所述USB接口，所述控制端口连接到所述控制模块。

示例性地，所述降压电源可以包括本领域技术人员熟知的具有降压功能的降压电路，例如，降压斩波电路(BUCK电路)等，也可以为其他由晶体管和/或电阻组成的其他类型的降压电路。

示例性地，所述控制模块包括处理器。其中，所述处理器可以为 本领域技术人员熟知的任何类型的处理器，本实施例中，处理器使用ARM处理器。在某些示例中，所述控制模块的上述功能通过处理器运行现有的计算机程序来实现。控制模块的实现可以采用各种可行的方案，在此并不进行限定。

示例性地，USB接口连接至负载，为负载提供工作电压。其中，负载可以包括USB设备。

其中，所述USB设备可以为USB相机或者其他的使用USB接口的设备，例如，移动硬盘等。

如图3所示，在使用第一实施例中的电路结构的情况下，当ARM处理器所在的系统处于工作状态时，USB设备(例如，USB相机)连接到USB接口后，系统检测到USB设备插入，例如，USB设备可以通过数据线连接到处理器板上的USB接口，该数据线一端连接USB设备，一端为USB插头插入处理器板上的USB接口(可以为USB插座)，由于ARM处理器控制降压电源的通断，也即进一步控制了电源模块(例如，大于5V电源)与USB设备之间的电连接，系统检测到USB设备插入后，ARM处理器控制降压电源，使其导通，进而打开供电电源(即大于5V电源)，大于5V电源输出大于5V电源功率给降压电源，经过降压电源降压后，可以将其电压降低到5V而输出给负载，且相应的增加了输出给负载的电流，进而解决USB接口供电不足的问题，而且不需增加其他额外的电源线。

上述情况可以适用于所连接的负载为大功率USB设备，其与电源模块不相匹配，电源模块直接给负载供电，而会产生供电不足的情况下，在USB接口和电源模块之间增设降压电源，而由ARM处理器控制降压电源导通，通过降压增加电流，给负载供电。

作为示例，本实用新型实施例的电路结构还可以包括电源管理芯片(图中未示出)，电源模块可以通过所述电源管理芯片连接至所述控制模块，以从电源模块直接取电为所述控制模块供电。可选地，电源管理芯片可以连接至降压电源或者是稳压电源，从降压处理后的电源或者稳压处理后的电源取电为所述控制模块供电。

控制模块还可以与USB接口连接，以检测所述USB接口是否有负载接入，并根据检测结果控制所述恒压功率输出模块的通断。例如， 控制模块检测到USB接口有USB相机接入时，向负载开关发送导通信号以使负载开关导通，接通电源模块与USB接口的连接，为USB相机供电。

综上所述，根据本实用新型的USB输出可控功率的电路结构，可以解决USB接口供电不足的问题，且不需增加其他额外的电源线，优化了产品的设计。

本实用新型另一方面，提供一种相机系统，其包括前述任一实施例的电路结构，以及USB相机，其中，USB相机连接至USB接口，以从USB接口获取恒压功率电源。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。本领域技术人员还可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。