CN101887530B - 一种带电池数据卡的开关装置及其节电的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带电池数据卡的开关装置，包括：连接检测模块和原有电池供电模块内部的电池连接使能关断模块。本发明还同时公开了一种带电池数据卡的节电方法，运用该数据卡的开关装置和相应的节电方法，可省掉现有数据卡上电的开关按钮，且可防止电池电量的静态消耗，节省电池电量。

Description

一种带电池数据卡的开关装置及其节电的实现方法
技术领域
本发明涉及通信领域中的节电技术，尤其涉及一种带电池数据卡的开关装置及其节电的实现方法。
背景技术
随着通信技术的发展，无线通信技术已经从全球移动通讯系统(GSM)或码分多址(CDMA)等技术沿其各自的方式向长期演进(LTE)技术发展。为了适应各种通信制式的市场需求，同一张数据卡已不再只适用于一种通信制式，即目前市场上已出现集多种通信制式于一身的多模数据卡。随着数据卡功能的增强以及传输速率的提高，对数据卡自身功率的要求也在提高，数据卡对功率的需求主要集中在两个工作状态，分别为待机状态和传送数据状态。数据卡处于待机状态时，对应的瞬态电流约为5mA至10mA；在传输数据时需要的功率较大，对应的瞬态电流约为1.5A至2A。
现有的数据卡大都通过通用串行总线(USB)接口与计算机相连，USB接口不仅作为数据卡传输数据的通路，还用于为数据卡供电。根据USB 2.0协议标准和规范，USB接口能够提供的电流不应超过500mA。USB接口所提供的电流仅能满足单模和部分多模数据卡的功率需求，但不能满足其它一些多模数据卡的功率需求，尤其不能满足这些多模数据卡在传输数据时的功率需求。因此，在有些数据卡功能的实现中，有的通过在数据卡中设置大储能电容为数据卡给予功率补充，有的则在数据卡中设置电池来为数据卡给予功率补充。
由于数据卡是在移动终端的通信制式基础上发展起来的，因此数据卡的上、下电过程和移动终端类似，数据卡内增设电池后，则需要一个按钮开关来实现数据卡的上、下电操作，按钮开关的设置不仅影响数据卡的外观，而且也使用户的操作不够简便。另外，目前带电池的数据卡下电后，由于电池仍与数据卡功能模块连接，因此对电池电量还有一定的静态消耗，若数据卡长期不用，电池电量会被逐渐耗尽，缩短电池寿命或损坏电池。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种带电池数据卡的开关装置及其节电的实现方法，可省掉现有数据卡的开关按钮，且可防止电池电量的静态消耗，节省电池电量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种带电池数据卡的开关装置，包括：连接检测模块和原有电池供电模块内部的电池连接使能关断模块；其中，
所述连接检测模块，用于检测数据卡是否与计算机相连，确定两者相连时，控制电池连接使能关断模块接通数据卡的电池回路；确定两者断开时，控制电池连接使能关断模块断开数据卡的电池回路；
所述电池连接使能关断模块，用于在连接检测模块的控制下接通或断开数据卡的电池回路。
其中，所述连接检测模块检测数据卡是否与计算机相连，具体为：连接检测模块通过检测计算机接口电压是否有效来判断数据卡是否与计算机有效连接。
其中，所述连接检测模块控制电池连接使能关断模块接通或断开数据卡的电池回路，具体为：
连接检测模块将计算机接口的供电电压调理成接通或断开控制信号，接通或断开控制信号控制电池连接使能关断模块接通或断开数据卡的电池回路。
其中，所述电池连接使能关断模块在连接检测模块的控制下接通或断开数据卡的电池回路，具体为：
电池连接使能关断模块收到连接检测模块调理所得的接通或断开控制信号时，接通或断开数据卡的电池回路。
其中，所述电池连接使能关断模块由MOS管或晶体管来实现。
其中，所述电池回路接通后，所述电池连接使能关断模块的内阻不大于一百毫欧姆。
本发明还提供了一种带电池数据卡的节电方法，该方法包括：
检测数据卡是否与计算机相连，确定数据卡与计算机相连时，控制数据卡的电池回路接通；确定数据卡与计算机断开时，控制数据卡的电池回路断开。
其中，所述检测数据卡是否与计算机相连的方法，具体为：
连接检测模块通过检测计算机接口电压是否有效来判断数据卡是否与计算机有效连接，如果检测到的计算机接口电压信号为高电平，则表明此时两者相连；如果检测到的计算机接口电压信号为低电平，则表明此时两者未连接。
其中，所述控制数据卡的电池回路接通或断开的方法，具体为：
连接检测模块检测到数据卡与计算机相连或断开时，将计算机接口的供电电压调理成接通或断开控制信号，由接通或断开控制信号控制电池连接使能关断模块接通或断开数据卡的电池回路。
其中，所述电池连接使能关断模块由MOS管或晶体管来实现。
本发明提供的带电池数据卡的开关装置及其节电的实现方法，连接检测模块检测数据卡是否与计算机相连，确定数据卡与计算机相连时，控制电池连接使能关断模块接通数据卡的电池回路；确定数据卡与计算机断开时，控制电池连接使能关断模块断开数据卡的电池回路。本发明通过连接检测模块和电池连接使能关断模块的结合使用，可实现在数据卡不被使用时能及时切断数据卡内的电池回路，防止电池电量的静态消耗，节省电池电量。
此外，本发明所述数据卡电池回路的接通与断开均有内部模块实现，不需人工操作，因此不需设置原有的开关按钮，可简化数据卡的外观设计，方便用户使用。
附图说明
图1为本发明带电池数据卡的结构示意图；
图2为本发明实施例所述连接检测模块和电池连接使能关断模块的内部结构示意图；
图3为本发明带电池数据卡开关装置的节电方法实现流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：检测数据卡是否与计算机相连，确定数据卡与计算机相连时，控制数据卡的电池回路接通；确定数据卡与计算机断开时，控制数据卡的电池回路断开。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明带电池数据卡的结构示意图，如图1所示，该数据卡包括已有的计算机接口、数据卡功能模块和电池供电模块；还包括：连接检测模块和电池连接使能关断模块共同组成的开关装置；其中，
所述连接检测模块，用于检测数据卡是否与计算机相连，确定两者相连时，控制电池连接使能关断模块接通数据卡的电池回路；确定两者断开时，控制电池连接使能关断模块断开数据卡的电池回路；具体的，
连接检测模块通过检测计算机接口电压是否有效来判断数据卡是否与计算机有效连接，确定两者相连时，将计算机接口的供电电压调理成接通控制信号，控制电池连接使能关断模块接通数据卡的电池回路；确定两者断开时，将计算机接口的供电电压调理成断开控制信号，控制电池连接使能关断模块断开数据卡的电池回路。
在实际应用中，所述连接检测模块调理控制信号的调理电路可由分压电阻来实现；所述调理所得的控制信号，即为计算机接口的供电电压被电阻分压后所得的电压信号，相应的，所述接通控制信号，即为满足电池连接使能关断模块正常工作的电压信号；所述断开控制信号，即为不能满足电池连接使能关断模块正常工作的电压信号，也就是说，调理所得的电压信号小于电池连接使能关断模块正常工作的电压信号。
所述电池连接使能关断模块，用于在连接检测模块的控制下接通或断开数据卡的电池回路；具体的，
当电池连接使能关断模块收到连接检测模块调理所得的接通控制信号时，接通数据卡的电池回路；当电池连接使能关断模块收到连接检测模块调理所得的断开控制信号时，断开数据卡的电池回路。
在实际应用中，所述电池连接使能关断模块可由MOS管或晶体管来实现。
这里，要求所述电池连接使能关断模块接通数据卡的电池回路后的内阻非常低，应达到可忽略不计的效果，以尽可能减小电池连接使能关断模块的功率消耗。以MOS管为例，常用的MOS管的内阻从几十毫欧姆到二、三百毫欧姆，那么，针对本发明则可选用内阻为五、六十毫欧姆等不大于一百毫欧姆的MOS管即可。
本发明中，所述电池连接使能关断模块为电池回路的一部分，所述电池回路又为电池供电模块中的一部分，只有电池连接使能关断模块接通电池回路后，电池供电模块才为数据卡功能模块提供电量。图1中只给出电池连接使能关断模块和电池供电模块两者间的关系，未给出电池供电模块中电池回路的具体结构。
下面再对已有的计算机接口、数据卡功能模块和电池供电模块的功能进行简单描述；其中，
所述计算机接口，用于数据卡和计算机连接，该计算机接口包括但不限于USB接口；
所述数据卡功能模块，用于实现数据卡的基本功能，通过计算机接口进行与计算机间的数据交互，其支持的通信制式包括但不限于宽带码分多址(WCDMA)、时分的同步码分多址(TD-CDMA)、全球微波互联接入(WiMAX)、GSM、通用分组无线服务(GPRS)或LTE等制式的数据卡中的一种或多种；
所述电池供电模块，用于电源管理和在电池连接使能关断模块接通电池回路后，为电池充电。根据数据卡需要与计算机连接应用的特点，数据卡的供电首先来自计算机接口，当计算机接口有充足电流时对数据卡功能模块供电，并为电池充电；当计算机接口电流不能同时满足对数据卡功能模块供电和为电池充电时，首先保证数据卡功能模块对电流的需求，剩余的电流再为电池充电；当计算机接口电流不能满足数据卡功能模块所需的电流时，不足的电流由电池来补充，上述功能可保证计算机接口比电池对数据卡的供电具有优先权，即当数据卡在传输数据时所需电流不够时，由电池为数据卡提供必要的补充。
这里，所述为电池充电的过程为现有技术，此处不再详述。
下面结合具体实施例对本发明所述连接检测模块和电池连接使能关断模块的内部结构进行描述，如图2所示，所述200和201构成了连接检测模块，所述202、203和204构成了电池连接使能关断模块。
其中，所述200和201为两个电阻，根据外接计算机接口电压的不同，可选用不同的阻值进行分压，调理成满足电池连接使能关断模块的工作电压区间范围内的电压，该设计对相关技术人员来说很容易实现，此处不再详述。
所述202为PMOS管，当数据卡插入计算机接口时，PMOS管202的S端电压为计算机接口电压，S端电压经过两电阻200和201分压后供给G端，G端电压小于S端电压，PMOS管202则导通，PMOS管202导通后，其D端电压则接近计算机接口电压，并在电阻203上产生压差。所述204为NMOS管，其G端电压大于S端电压时导通，单板的地和电池的负端连接上，电池和数据卡功能模块形成了闭合回路，实现了电池对数据卡功能模块的上电；当数据卡从计算机上拔出时，PMOS管202的S和G端都为低电平，使得PMOS管202不能导通，NMOS管204也就不能导通，切断了电池的回流路径。
图3为本发明带电池数据卡开关装置的节电方法实现流程示意图，如图3所示，该方法的实现步骤如下：
步骤301：检测数据卡是否与计算机相连，如果两者相连，则执行步骤302；如果两者断开，则执行步骤303；
具体为：数据卡内的连接检测模块通过检测计算机接口电压是否有效来判断数据卡是否与计算机有效连接，即：如果检测到的计算机接口电压信号为高电平1，则表明此时两者相连，则执行步骤302；如果检测到的计算机接口电压信号为低电平0，则表明此时两者未连接，则执行步骤303。
例如：假设数据卡通过USB接口与计算机相连，当数据卡插入计算机时，连接检测模块能检测到USB接口5V的电压信号，则表明此时数据卡与计算机相连；当数据卡从计算机中拔出时，连接检测模块不能检测到USB接口的电压信号，即检测到的电压信号为0V，则表明此时数据卡未与计算机相连。
步骤302：控制数据卡的电池回路接通；
具体为：连接检测模块检测到数据卡与计算机相连时，将计算机接口的供电电压调理成接通控制信号，控制电池连接使能关断模块接通数据卡的电池回路，实现了数据卡功能模块的上电，之后执行步骤304。
这里，所述电池连接使能关断模块断当于一个开关，该开关的一端接电池的负端，另一端接单板的地，开关的闭合与断开由连接检测模块调理成的接通控制信号或断开控制信号来控制，当开关闭合时电池供电回路接通。
步骤303：控制数据卡的电池回路断开；
具体为：连接检测模块检测到数据卡与计算机断开时，将计算机接口的供电电压调理成断开控制信号，控制电池连接使能关断模块断开数据卡的电池回路，实现了数据卡功能模块的上电，之后执行步骤304。
步骤304：带电池数据卡的节电过程结束。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带电池数据卡的开关装置，其特征在于，包括：连接检测模块和原有电池供电模块内部的电池连接使能关断模块；其中，
所述连接检测模块，用于检测数据卡是否与计算机相连，确定两者相连时，控制电池连接使能关断模块接通数据卡的电池回路；确定两者断开时，控制电池连接使能关断模块断开数据卡的电池回路；
所述电池连接使能关断模块，用于在连接检测模块的控制下接通或断开数据卡的电池回路；
其中，所述电池连接使能关断模块由PMOS管、NMOS管以及电阻组成，所述PMOS管的S端电压为计算机接口电压，S端电压经过连接检测模块分压后供给G端；所述NMOS管的G端与PMOS管的D端相连，D端接系统地；所述电阻连接于所述NMOS管的S端以及所述PMOS管的D端之间。
2.根据权利要求1所述的带电池数据卡的开关装置，其特征在于，所述连接检测模块检测数据卡是否与计算机相连，具体为：连接检测模块通过检测计算机接口电压是否有效来判断数据卡是否与计算机有效连接。
3.根据权利要求1或2所述的带电池数据卡的开关装置，其特征在于，所述连接检测模块控制电池连接使能关断模块接通或断开数据卡的电池回路，具体为：
连接检测模块将计算机接口的供电电压调理成接通或断开控制信号，接通或断开控制信号控制电池连接使能关断模块接通或断开数据卡的电池回路。
4.根据权利要求3所述的带电池数据卡的开关装置，其特征在于，所述电池连接使能关断模块在连接检测模块的控制下接通或断开数据卡的电池回路，具体为：
电池连接使能关断模块收到连接检测模块调理所得的接通或断开控制信号时，接通或断开数据卡的电池回路。
5.根据权利要求1或2所述的带电池数据卡的开关装置，其特征在于，所述电池连接使能关断模块由MOS管或晶体管来实现。
6.根据权利要求1或2所述的带电池数据卡的开关装置，其特征在于，所述电池回路接通后，所述电池连接使能关断模块的内阻不大于一百毫欧姆。
7.一种带电池数据卡的节电方法，其特征在于，该方法包括：
检测数据卡是否与计算机相连，确定数据卡与计算机相连时，控制数据卡的电池回路接通；确定数据卡与计算机断开时，控制数据卡的电池回路断开；
其中，所述控制数据卡的电池回路接通或断开的过程通过PMOS管、NMOS管以及电阻实现；所述PMOS管的S端电压为计算机接口电压，S端电压经过连接检测模块分压后供给G端；所述NMOS管的G端与PMOS管的D端相连，D端接系统地；所述电阻连接于所述NMOS管的S端以及所述PMOS管的D端之间。
8.根据权利要求7所述的带电池数据卡的节电方法，其特征在于，所述检测数据卡是否与计算机相连的方法，具体为：
连接检测模块通过检测计算机接口电压是否有效来判断数据卡是否与计算机有效连接，如果检测到的计算机接口电压信号为高电平，则表明此时两者相连；如果检测到的计算机接口电压信号为低电平，则表明此时两者未连接。
9.根据权利要求7或8所述的带电池数据卡的节电方法，其特征在于，所述控制数据卡的电池回路接通或断开的方法，具体为：
连接检测模块检测到数据卡与计算机相连或断开时，将计算机接口的供电电压调理成接通或断开控制信号，由接通或断开控制信号控制电池连接使能关断模块接通或断开数据卡的电池回路。
10.根据权利要求9所述的带电池数据卡的节电方法，其特征在于，所述电池连接使能关断模块由MOS管或晶体管来实现。
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