CN100419637C - 电脑周边设备供电装置的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电脑周边设备供电装置的驱动电路，包括一输入信号、一驱动装置、一第一切换装置、一第一主电源、一第一备用电源、一第一输出端、一第二切换装置、一第二主电源、一第二备用电源及一第二输出端，所述输入信号被传送入所述驱动装置后产生一驱动信号，所述第一主电源及第一备用电源接入所述第一切换装置，所述第二主电源及第二备用电源接入所述第二切换装置，所述驱动信号驱动所述第一切换装置选择性地将所述第一主电源及第一备用电源输出到所述第一输出端，同时驱动所述第二切换装置选择性地将所述第二主电源及第二备用电源输出到所述第二输出端。

Description

电脑周边设备供电装置的驱动电路
【技术领域】
本发明涉及一种驱动电路，特别涉及一种应用于电脑周边设备供电装置的驱动电路。
【背景技术】
现有技术电脑电源管理特点是在电脑闲置的时候关闭周边设备，使电脑进入STR(Suspend To Ram，挂起到内存)休眠状态，使电脑整体的耗电量降到最低；同时，使用电脑时又能够从休眠状态尽快恢复。具体地说，STR休眠状态是把数据和系统运行状态信息保存到主机内存中，开机(指开启机箱上的电源开关)后可不通过复杂的系统检测，而从内存中读取目应数据直接使系统进入STR休眠前的状态。以内存和USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)的电源供电为例，进入STR后，主板仍然会提供3.3V的电压给内存条供电，用来维持内存里的信息，其它设备则一律断电，甚至连电源风扇也会停转，以达到节电的目的。当下次开机的时候，电脑将跳过POST(Post On Self Test，加电自检)等过程，直接读取存入内存中的数据，一般从启动到进入系统不会超过10秒钟。当一台USB外设长时间(3ms以上)不使用时，也会处于挂起状态，这时只消耗0.5mA电流，并且不占用带宽，此时由备用电源供电，该备用电源可为键盘开机、调制解调器远程唤醒、网卡启动、定时开机等供电。
下面以内存和USB为例说明现有技术电脑周边设备供电装置的驱动电路。
请参照图1，USB供电装置的驱动电路包括一第一输入信号10、一第一驱动装置20、一第一切换装置30、一第一主电源31、一第一备用电源32及一第一输出端40。
所述第一输入信号10来自于CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，所述第一切换装置20包括一第一电阻R1’、一第一NPN型三极管Q1’、一第二NPN型三极管Q2’、一第二电阻R2’及一第三电阻R3’，所述第一输入信号10通过所述第一电阻R1’接入所述第一NPN型三极管Q1’的基极，所述第一NPN型三极管Q1’的发射极接地，所述第一NPN型三极管Q1’的集电极接入所述第二NPN型三极管Q2’的基极，所述第一NPN型三极管Q1’的集电极与所述第二NPN型三极管Q2’的基极的节点通过所述第二电阻R2’接入一+5V电源SB5，所述电源SB5由ATX(Advanced Technology Extend，高级技术扩展)12电源提供，所述第二NPN型三极管Q2’的集电极通过所述第三电阻R3’接入一+12V电源，所述+12V电源同样由ATX12电源提供，所述第二NPN型三极管Q2’的发射极接地。所述第一输入信号10被传送入所述第一驱动装置20后产生一第一驱动信号，所述第一驱动信号从所述第二NPN型三极管Q2’的集电极输出。
所述第一切换装置30包括一切换芯片、一第四电阻R4’、一第三NPN型三极管Q3’及一第五电阻R5’，所述切换芯片以型号为Si4501DY的芯片为例说明，Si4501DY为一P沟道和N沟道MOSFET(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应管)组合的双沟道器件组合，能把电路的一部分隔离起来，并用备份电源供电，采用8脚封装。所述第一驱动信号从所述第二NPN型三极管Q2’的集电极输出后接入所述Si4501DY芯片的第2脚，所述第二NPN型三极管Q2’的基极通过所述第四电阻R4’接入所述第三NPN型三极管Q3’的基极，所述第三NPN型三极管Q3’的发射极接地，所述第三NPN型三极管Q3’的集电极通过所述第五电阻R5’接入一+5V电源SB5，所述第三NPN型三极管Q3’的集电极还接入所述Si4501DY芯片的第4脚，所述第一主电源31及第一备用电源32分别接入Si4501DY芯片的第1脚和第3脚，所述Si4501DY芯片的第5脚至第8脚接入所述第一输出端40。其中所述第一主电源31及第一备用电源32的电压均为+5V，由ATX12电源提供。
当USB设备正常工作时，所述第一输入信号10为高电平，此时所述第一NPN型三极管Q1’的基极为高电平，所述第一NPN型三极管Q1’导通，所述第一NPN型三极管Q1’的集电极为低电平，导致所述第二NPN型三极管Q2’及所述第三NPN型三极管Q3’的基极均为低电平，所以所述第二NPN型三极管Q2’及所述第三NPN型三极管Q3’均处于截止状态，所述第二NPN型三极管Q2’及所述第三NPN型三极管Q3’的集电极此时为高电平，因为所述第一驱动信号从所述第二NPN型三极管Q2’的集电极输出，所以所述第一驱动信号就为高电平，此时所述Si4501DY芯片的第2脚和第4脚为高电平，所述Si4501DY芯片将所述第一主电源31输出到所述第一输出端40。反之，当USB空闲时，从CPU发出的所述第一输入信号10为低电平，此时所述第一NPN型三极管Q1’的基极为低电平，所述第一NPN型三极管Q1’截止，所述第一NPN型三极管Q1’的集电极为高电平，导致所述第二NPN型三极管Q2’及所述第三NPN型三极管Q3’的基极均为高电平，所以所述第二NPN型三极管Q2’及所述第三NPN型三极管Q3’均处于导通状态，所述第二NPN型三极管Q2’及所述第三NPN型三极管Q3’的集电极此时为低电平，因为所述第一驱动信号从所述第二NPN型三极管Q2’的集电极输出，所以所述第一驱动信号此时就为低电平，所述Si4501DY芯片的第2脚和第4脚为低电平，所述Si4501DY芯片将所述第一备用电源32输出到所述第一输出端40，所述第一输出端40为USB接口提供电压。由以上可以看出，当所述第一输入信号10为高电平时电路将所述第一主电源31输出到所述第一输出端40，当所述第一输入信号10为低电平时电路将所述第一备用电源32输出到所述第一输出端40。所述第一备用电源32供电时的工作电流比所述第一主电源31供电时的工作电流小很多，从而达到节电目的。
请参照图2，内存供电装置的驱动电路包括一第二输入信号50、一第二驱动装置60、一第二切换装置70、一第二主电源71、一第二备用电源72及一第二输出端80。
所述第二输入信号50来自于CPU，所述第二驱动装置60包括一第六电阻R6’、一第四NPN型三极管Q4’、一第一N沟道MOS管M1’、一第七电阻R7’及一第八电阻R8’，所述第二输入信号50通过所述第六电阻R6’接入所述第四NPN型三极管Q4’的基极，所述第四NPN型三极管Q4’的发射极接地，所述第四NPN型三极管Q4’的集电极接入所述第一N沟道MOS管M1’的栅极，所述第四NPN型三极管Q4’的集电极与所述第一N沟道MOS管M1’的栅极的节点通过所述第七电阻R7’接入一+5V电源SB5，所述第一N沟道MOS管M1’的漏极通过所述第八电阻R8’接入一+12V电源，所述第一N沟道MOS管M1’的源极接地。所述第二输入信号50被传送入所述第二驱动装置后60产生一第二驱动信号，所述第二驱动信号从所述第一N沟道MOS管M1’的漏极输出。
所述第二切换装置70包括一稳压管D1’及一第二N沟道MOS管M2’，所述第二N沟道MOS管M2’的源极接入所述第二主电源71，所述稳压管D1’的阳极接入所述第二备用电源72，所述第二N沟道MOS管M2’的栅极与所述第一N沟道MOS管M1’的漏极连接，由此所述第二驱动信号被传送入所述第二切换装置70，所述稳压管D1’的阴极与所述第二N沟道MOS管M2’的漏极连接后接入所述第二输出端80。
所述第二输出端80包括一稳压装置，所述稳压装置将从所述第二切换装置70输出的所述第二主电源71或第二备用电源72调整成2.5伏的电压后提供给内存工作。其中所述第二主电源71及第二备用电源72的电压均为+3.3V，由ATX12电源提供，所述第二备用电源72供电时的工作电流比所述第二主电源71供电时的工作电流小很多，达到节电目的。
当电脑系统设备正常工作时，所述第二输入信号50为高电平，此时所述第四NPN型三极管Q4’的基极为高电平，所以所述第四NPN型三极管Q4’导通，所述第四NPN型三极管Q4’的集电极为低电平，导致与所述第四NPN型三极管Q4’的集电极连接的所述第一N沟道MOS管M1’的栅极为低电平，所以所述第一N沟道MOS管M1’处于截止状态，所述第一N沟道MOS管M1’的漏极为高电平，所以此时所述第二驱动信号就为高电平，所述第二驱动信号输入所述第二N沟道MOS管M2’的栅极，导致所述第二N沟道MOS管M2’导通，所述第二主电源71由所述第二N沟道MOS管M2’的源极导入到所述第二输出端80；当电脑系统设备处于休眠状态时，所述第二输入信号50为低电平，此时所述第四NPN型三极管Q4’的基极为低电平，所以所述第四NPN型三极管Q4’截止，所述第四NPN型三极管Q4’的集电极为高电平，导致与所述第四NPN型三极管Q4’的集电极连接的所述第一N沟道MOS管M1’的栅极为高电平，所以所述第一N沟道MOS管M1’处于导通状态，所述第一N沟道MOS管M1’的漏极为低电平，所以此时所述第二驱动信号就为低电平，所述第二驱动信号输入所述第二N沟道MOS管M2’的栅极，导致所述第二N沟道MOS管M2’截止，所述第二备用电源72导通所述稳压管D1’后导入到所述第二输出端80。由上可以看出，当所述第一输入信号50为高电平时电路将所述第二主电源71输出到所述第二输出端80，当所述第一输入信号50为低电平时电路将所述第二备用电源72输出到所述第二输出端80。
由上述电路工作原理可知，现有技术每一个电脑周边设备供电装置的驱动电路均包括一输入信号及一驱动装置，且所述输入信号及驱动装置在每个电脑周边设备供电装置的驱动电路中的作用是一样的，由此造成电路设计不够精简，还会用到较多的电子组件，造成芯片封装面积增大，增加了制造成本。
【发明内容】
鉴于上述内容，有必要提供一种电脑周边设备供电装置的驱动电路，可精简电路设计，降低成本。
一种电脑周边设备供电装置的驱动电路，包括一输入信号、一驱动装置、一第一切换装置、一第一主电源、一第一备用电源、一第一输出端、一第二切换装置、一第二主电源、一第二备用电源及一第二输出端，所述输入信号被传送入所述驱动装置后产生一驱动信号，所述第一主电源及第一备用电源接入所述第一切换装置，所述第二主电源及第二备用电源接入所述第二切换装置，所述驱动信号被传送入所述第一切换装置及所述第二切换装置，所述驱动信号驱动所述第一切换装置选择性地将所述第一主电源及第一备用电源输出到所述第一输出端，所述驱动信号驱动所述第二切换装置选择性地将所述第二主电源及第二备用电源输出到所述第二输出端，所述驱动装置包括第一及第二三极管，所述第一切换装置包括一切换芯片及一第三三极管，所述第二切换装置包括一稳压管及一MOS管，所述输入信号接入所述第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，集电极接入所述第二三极管的基极及一第一电源，所述第二三极管的集电极接入一第二电源，发射极接地，所述驱动信号从所述第二三极管的集电极输出，所述驱动信号从所述第二三极管的集电极接入所述切换芯片，所述第二三极管的基极接入所述第三三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地，集电极接入一第三电源及所述切换芯片，所述第一主电源及第一备用电源分别接入所述切换芯片，所述切换芯片接入所述第一输出端，所述MOS管的源极接入所述第二主电源，所述稳压管的阳极接入所述第二备用电源，所述MOS管的栅极与所述第二三极管的集电极连接，所述稳压管的阴极与所述MOS管的漏极连接后接入所述第二输出端。
相较现有技术，所述电脑周边设备供电装置的驱动电路通过同一驱动装置即可实现驱动所述第一切换装置及所述第二切换装置以选择性地将电脑周边设备的主电源和备用电源输出到所述第一输出端和第二输出端的功能，精简了电路设计、减少了电路元件的数量、缩小了芯片封装的面积，降低了成本。
【附图说明】
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为现有技术USB供电装置的驱动电路的电路图。
图2为现有技术内存供电装置的驱动电路的电路图。
图3为本发明电脑周边设备供电装置的驱动电路较佳实施方式的系统框图。
图4为本发明电脑周边设备供电装置的驱动电路较佳实施方式的电路图。
【具体实施方式】
请参照图3，本发明电脑周边设备供电装置的驱动电路以USB和内存供电装置的驱动电路为例加以说明，其较佳实施方式包括一输入信号100、一驱动装置200、一第一切换装置300、一第一主电源310、一第一备用电源320、一第一输出端400、一第二切换装置500、一第二主电源510、一第二备用电源520及一第二输出端600。
请参照图4，所述输入信号100来自于CPU，所述驱动装置200包括一第一电阻R1、一第一NPN型三极管Q1、一第二NPN型三极管Q2、一第二电阻R2及一第三电阻R3，所述第一输入信号100通过所述第一电阻R1接入所述第一NPN型三极管Q1的基极，所述第一电阻R1在此为限流电阻，可对所述第一NPN型三极管Q1起保护作用，所述第一NPN型三极管Q1的发射极接地，所述第一NPN型三极管Q1的集电极接入所述第二NPN型三极管Q2的基极，所述第一NPN型三极管Q1的集电极与所述第二NPN型三极管Q2的基极的节点通过所述第二电阻R2接入一+5V的第一电源SB5，所述第二电阻R2在此为分压电阻，可降低所述第一电源SB5在所述第一NPN型三极管Q1的集电极的电压以保护所述第一NPN型三极管Q1，所述第一电源SB5由ATX12电源提供，所述第二NPN型三极管Q2的集电极通过所述第三电阻R3接入一+12V的第二电源，所述第三电阻R3在此为分压电阻，可降低所述第二电源在所述第二NPN型三极管Q2的集电极的电压以保护所述第二NPN型三极管Q2，所述第二电源同样由ATX12电源提供，所述第二NPN型三极管Q2的发射极接地。所述第一输入信号100被传送入所述第一驱动装置200后产生一驱动信号。
所述第一切换装置300包括一切换芯片(本发明较佳实施方式以型号为Si4501DY的芯片为例说明)、一第四电阻R4、一第三NPN型三极管Q3及一第五电阻R5。所述驱动信号从所述第二NPN型三极管Q2的集电极输出，然后接入所述Si4501DY芯片的第2脚，所述第二NPN型三极管Q2的基极通过所述第四电阻R4接入所述第三NPN型三极管Q3的基极，所述第四电阻R4在此为限流电阻，保护所述第三NPN型三极管Q3，所述第三NPN型三极管Q3的发射极接地，所述第三NPN型三极管Q3的集电极通过所述第五电阻R5接入一+5V的第三电源SB5，所述第五电阻R5在此为分压电阻，可降低所述第三电源在所述第三NPN型三极管Q3的集电极的电压以保护所述第三NPN型三极管Q3，所述第三NPN型三极管Q3的集电极接入所述Si4501DY芯片的第4脚，所述第一主电源310及第一备用电源320分别接入Si4501DY芯片的第1脚和第3脚，所述Si4501DY芯片的第5脚至第8脚接入所述第一输出端400。其中所述第一主电源310及第一备用电源320的电压均为+5V，由ATX12电源提供。
所述第二切换装置500包括一稳压管D1及一N沟道MOS管M，所述N沟道MOS管M的源极接入所述第二主电源510，所述稳压管D1的阳极接入所述第二备用电源520，所述N沟道MOS管M的栅极与所述第二NPN型三极管Q2的集电极连接，即所述驱动信号由此被传送入所述第二切换装置500，所述稳压管D1的阴极与所述N沟道MOS管M的漏极连接后接入所述第二输出端600。
所述第二输出端600包括一稳压装置，所述稳压装置将从所述第二切换装置500输出的所述第二主电源510或第二备用电源520调整成2.5伏的电压后提供给内存工作。其中所述第二主电源510及第二备用电源520的电压均为+3.3V，由ATX12电源提供。
当电脑周边设备(USB和内存)正常工作时，所述输入信号100为高电平，所述输入信号100传送入所述驱动装置200后所述第一NPN型三极管Q1的基极为高电平，所以所述第一NPN型三极管Q1导通，此时所述第一NPN型三极管Q1集电极为低电平，与所述第一NPN型三极管Q1连接的所述第二NPN型三极管Q2的基极就为低电平，所以所述第二NPN型三极管Q2截止，所述第二NPN型三极管Q2的集电极为高电平，因为所述驱动信号从所述第二NPN型三极管Q2的集电极输出，所以此时所述驱动信号为高电平，且同时传送入所述第一切换装置300及所述第二切换装置500，所述第一切换装置300的Si4501DY芯片的第2脚变为高电平，此时所述第三NPN型三极管Q3的基极也为低电平，所以所述第三NPN型三极管Q3截止，所述第三NPN型三极管Q3的集电极为高电平，亦即所述Si4501DY芯片的第4脚为高电平，所述Si4501DY芯片此时将所述第一主电源310输出到所述第一输出端400；同时所述第二切换装置500的N沟道MOS管M的栅极也为高电平，所以所述N沟道MOS管M导通，所述第二主电源510从M的漏极导入到所述第二输出端600。反之当电脑周边设备(USB和内存)处于休眠状态时，所述输入信号100为低电平，此时所述驱动装置200的所述第一NPN型三极管Q1截止、所述第二NPN型三极管Q2导通，所以此时从所述第二NPN型三极管Q2的集电极输出的驱动信号为低电平，所述第三NPN型三极管Q3此时导通，所述第三NPN型三极管Q3的集电极为低电平，所述Si4501DY芯片的第2脚和第4脚为低电平，所述Si4501DY芯片将所述第一备用电源32输出到所述第一输出端400；所述驱动信号同时穿送入所述第二切换装置500，导致所述N沟道MOS管M截止，所述第二备用电源520导通所述稳压管D1后传送入所述第二输出端600。
本发明电脑周边设备供电装置的驱动电路较佳实施方式通过所述驱动装置200即可实现驱动所述第一切换装置300及所述第二切换装置500选择性地将电脑周边设备的主电源和备用电源输出到所述第一输出端400和第二输出端600的功能，与现有技术相比精简了电路设计、减少了电路元件的数量、缩小了芯片封装的面积，从而降低了成本。
本发明电脑周边设备供电装置的驱动电路较佳实施方式还可以在所述驱动装置200后接入(与上述USB和内存的供电电路并联)多个其他电脑周边设备的电源切换装置和输出端来构成该电脑周边设备的供电装置的驱动电路。

Claims (11)

1. 一种电脑周边设备供电装置的驱动电路，包括一输入信号、一驱动装置、一第一切换装置、一第一主电源、一第一备用电源、一第一输出端、一第二切换装置、一第二主电源、一第二备用电源及一第二输出端，所述输入信号被传送入所述驱动装置产生一驱动信号，所述第一主电源及第一备用电源接入所述第一切换装置，所述第二主电源及第二备用电源接入所述第二切换装置，其特征在于：所述驱动信号被传送入所述第一切换装置及所述第二切换装置，所述驱动信号驱动所述第一切换装置选择性地将所述第一主电源及第一备用电源输出到所述第一输出端，所述驱动信号驱动所述第二切换装置选择性地将所述第二主电源及第二备用电源输出到所述第二输出端，所述驱动装置包括第一及第二三极管，所述第一切换装置包括一切换芯片及一第三三极管，所述第二切换装置包括一稳压管及一MOS管，所述输入信号接入所述第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，集电极接入所述第二三极管的基极及一第一电源，所述第二三极管的集电极接入一第二电源，发射极接地，所述驱动信号从所述第二三极管的集电极输出，所述驱动信号从所述第二三极管的集电极接入所述切换芯片，所述第二三极管的基极接入所述第三三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地，集电极接入一第三电源及所述切换芯片，所述第一主电源及第一备用电源分别接入所述切换芯片，所述切换芯片接入所述第一输出端，所述MOS管的源极接入所述第二主电源，所述稳压管的阳极接入所述第二备用电源，所述MOS管的栅极与所述第二三极管的集电极连接，所述稳压管的阴极与所述MOS管的漏极连接后接入所述第二输出端。
2. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述第一主电源及第一备用电源的电压均为+5V。
3. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述第二主电源及第二备用电源的电压均为+3.3V。
4. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述输入信号来自于中央处理器。
5. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述输入信号与所述第一三极管的基极间设有一第一电阻，所述第一三极管的集电极与所述第一电源间设有一第二电阻，所述第二三极管的集电极与所述第二电源间设有一第三电阻。
6. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述第一三极管及第二三极管均为NPN型三极管。
7. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述驱动信号从所述第二三极管的集电极接入所述切换芯片的第2脚，所述第三三极管的集电极接入所述切换芯片的第4脚，所述第一主电源及第一备用电源分别接入所述切换芯片的第1脚和第3脚，所述切换芯片的第5脚至第8脚接入所述第一输出端，所述第二三极管的基极与所述第三三极管的基极间设有一第四电阻，所述第三三极管的集电极与一第三电源间设有一第五电阻。
8. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述切换芯片为Si4501DY芯片。
9. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
所述MOS管为一N沟道MOS管。
10. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
当所述输入信号为高电平时，所述驱动信号为低电平，所述驱动信号驱动所述第一切换装置将所述第一主电源输出到所述第一输出端，所述驱动信号驱动所述第二切换装置将所述第二主电源输出到所述第二输出端。
11. 如权利要求1所述的电脑周边设备供电装置的驱动电路，其特征在于：
当所述输入信号为低电平时，所述驱动信号为高电平，所述驱动信号驱动所述第一切换装置将所述第一备用电源输出到所述第一输出端，所述驱动信号驱动所述第二切换装置将所述第二备用电源输出到所述第二输出端。
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