CN103345292B - 基于dvi接口供电的电源保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于DVI接口供电的电源保护装置，包括：电源输入端，电源输出端，与所述电源输出端相连的电压比较器，以及与所述电压比较器相连、并连接在所述电源输入端与所述电源输出端之间的导通控制器；其中，所述电压比较器将所述电源输出端的电压与预设的比较电压比较，根据比较结果对所述导通控制器输出控制信号；所述导通控制器接收所述控制信号，并根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。将本发明装置应用于发送端和接收端，能够实现发送端和接收端都可以通过DVI线缆对外供电，而无需外接其他电源。

Description

基于DVI接口供电的电源保护装置

技术领域

本发明涉及DVI接口技术，特别是涉及基于DVI接口供电的电源保护装置。

背景技术

随着数字信号在社会各行业越来越广泛的应用，尽管HDMI、DP等高清数字接口不断涌现，但DVI接口以其连接高可靠性在很多工程现场始终占据着主导地位。DVI信号传输距离近的缺点一直是其无法在工程现场完全替代VGA传输的主要原因，即使DVI加了均衡器后其传输距离最大也只能延长到50米。但是随着光纤，以太网等传输方式的不断推广和应用，越来越多的工程现场采用DVI转光纤，光纤转DVI，DVI转网络，网络转DVI等方式来进行数字信号的传输。当使用以太网传输时可以将信号传输距离延长到100米，当使用光纤传输时可以将信号传输距离延长到500米甚至更长。利用光纤网络等传输方式延长了数字信号传输的距离，扩大了DVI的应用范围，使DVI可以在工程现场完全替代传统的VGA进行信号传输。

但无论是DVI转光纤、光纤转DVI、DVI转网络、网络转DVI，都是通过外接转换模块实现，在信号发送端和接收端分别加一个对应的转换模块，转换模块之间采用光纤或者网线进行连接。转换模块的主要功能是对信号格式进行转换，对应的转换模块上具有相应的信号格式转换芯片，所以每个转换模块都需要外界对其供电。现有的供电方式缺点如下，一方面，外接电源会增加成本且在接收端不一定能找到合适的供电设备，这将导致转换模块的安装困难；另一方面，传统的DVI接口的供电在反复插拔时容易造成转换模块的损坏，缩短了DVI接口的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于DVI接口供电的电源保护装置，能够为转换模块供电，保护DVI接口。

一种基于DVI接口供电的电源保护装置，包括：

电源输入端，电源输出端，与所述电源输出端相连的电压比较器，以及与所述电压比较器相连、并连接在所述电源输入端与所述电源输出端之间的导通控制器；其中，

所述电压比较器将所述电源输出端的电压与预设的比较电压比较，根据比较结果对所述导通控制器输出控制信号；

所述导通控制器接收所述控制信号，并根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。

针对转换模块现有供电方式的缺点，本发明通过在DVI接口内部增加电源保护电路，在供电之前判断转换模块的电压大小，利用电压差获知该转换模块需要供电之后，再提供电源。将本发明装置应用于发送端和接收端，能够实现发送端和接收端都可以通过DVI线缆对外供电，而无需外接其他电源。

在其中一个实施例中，所述电压比较器，包括：

与所述电源输入端相连的第一电压选取单元，该第一电压选取单元采用所述电源输入端的电压进行分压，输出所述预设的比较电压；

与所述第一电压选取单元、所述电源输出端分别相连的第一电压比较单元，该第一电压比较单元判断所述比较电压与所述电源输出端的电压之间的大小，输出所述控制信号。

本实施例，能够按照需要，借助电源输入端分配出预设的比较电压，再与电源输出端的电压进行大小判断。当分配出较高的比较电压时，可以用于判断转换模块是否需要本发明装置进行供电；当分配出较低的比较电压时，可以用于判断转换模块是否处于正常运行的状态。

在其中一个实施例中，所述导通控制器，包括：

与所述电压比较器相连的状态检测单元，该状态检测单元根据至少一个大小判定的比较结果进行判断，当判断当前状态为执行对外供电时，输出导通的控制信号；当判断当前状态为外部外接电源时，输出截止的控制信号；

连接在所述状态检测单元与所述电源输出端之间的导通截止单元，根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。

实施本实施例，除了可以截至或导通供电的电路之外，还实现了状态的分析。所述状态包括对外供电状态、外接电源状态。当判断出转换模块需要本发明对其供电时，导通供电的电路；当判断出转换模块已经外接电源时，则截止供电的电路，以保护该转换模块。

在其中一个实施例中，所述电压比较器，还包括：

与所述电源输入端相连的第二电压选取单元，该第二电压选取单元对所述电源输入端的电压进行分压，输出所述预设的比较电压；

与所述第二电压选取单元、所述电源输出端分别相连的第二电压比较单元，该第二电压比较单元判断所述比较电压与所述电源输出端的电压之间的大小，输出所述控制信号；

所述导通控制器，包括，

与所述第一电压比较单元、所述第二电压比较单元相连的状态检测单元，该状态检测单元根据各个大小判定的比较结果进行判断，当判断当前状态为执行对外供电时，输出导通的控制信号；当判断当前状态为外部外接电源时，输出截止的控制信号；当判断当前状态为外部异常接地时，输出截止的控制信号；

连接在所述状态检测单元与所述电源输出端之间的导通截止单元，根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。

本实施例，能够同时具有上述判断转换模块是否需要本发明装置进行供电，以及判断转换模块是否处于正常运行的状态两种功能。当转换模块需要供电时，向其供电；当转换模块已经有外接电源供电或出现异常接地时，截至供电电路。

在其中一个实施例中，所述状态检测单元包括异或门电路，该异或门电路的输入端与所述电压比较器的输出端相连，该异或门电路的输出端与所述导通截止单元的输入端相连。

本实施例，通过异或门电路等简单的电路器件实现状态检测单元，使本发明装置易于实现，降低成本。

在其中一个实施例中，所述导通截止单元包括三极管，该三极管的基极与所述状态检测单元的输出端相连，该三极管的集电极与所述电源输入端相连，该三极管的发射极与所述电源输出端相连。

本实施例，通过三极管等简单的电路器件实现导通截止单元，使本发明装置易于实现，降低成本。

在其中一个实施例中，所述状态检测单元包括FPGA芯片，该FPGA芯片的输入管脚与所述电压比较器的输出端相连，该FPGA芯片的输出管脚与所述导通截止单元的输入端相连。

本实施例，能够实现本发明装置的进一步智能化。随着转行模块的更新，当需要根据多个大小判定的结果，分析所述转换模块的当前状态时。利用FPGA芯片可以进一步简化电路，同时对多个状态进行准确的判定。

附图说明

图1为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的示意图；

图2为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的应用示意图；

图3为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的结构示意图；

图4为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的第一实施例示意图；

图5为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的第二实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的示意图。

一种基于DVI接口供电的电源保护装置，包括：

电源输入端，电源输出端，与所述电源输出端相连的电压比较器，以及与所述电压比较器相连、并连接在所述电源输入端与所述电源输出端之间的导通控制器；其中，

所述电压比较器将所述电源输出端的电压与预设的比较电压比较，根据比较结果对所述导通控制器输出控制信号；

所述导通控制器接收所述控制信号，并根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。

针对转换模块现有供电方式的缺点，本发明通过在DVI接口内部增加电源保护电路，在供电之前判断转换模块的电压大小，利用电压差获知该转换模块需要供电之后，再提供电源。将本发明装置应用于发送端和接收端，能够实现发送端和接收端都可以通过DVI线缆对外供电，而无需外接其他电源。

图2为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的应用示意图。如图2所示，DVI信号从信号发送端到信号接收端，需要在发送端通过转换模块将DVI信号转换成光纤或网络信号，再在接收端通过转换模块将光纤或网络信号转换成DVI信号。本发明装置既能应用于发送端，也能应用于接收端，通过DVI线缆，无需外接其它电源或电缆，为转换模块进行供电。同时，通过检测转换模块的电压差，获知该转换模块是否需要供电，具有保护转换模块，提高使用寿命的效果。

结合图1、图2所示，图1的电源输入端是从信号发送端或信号接收端获取电源的，故而只需使用现有的DVI线缆对转换模型进行供电，无需额外搭建供电线缆。电源输出端与转换模型相连，但是，转换模块是否需要供电电路进行供电呢？本发明的电压比较器能够检测电源输入端与电源输出端之间的电压，据此判断转换模块是否需要所述供电电路进行供电，从而保护转换模块，又能智能地为其供电。

图3为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的结构示意图。与图1相比，图3是本发明具体的内部结构示意图。

在其中一个实施例中，所述电压比较器，包括：

与所述电源输入端相连的第一电压选取单元，该第一电压选取单元采用所述电源输入端的电压进行分压，输出所述预设的比较电压；

与所述第一电压选取单元、所述电源输出端分别相连的第一电压比较单元，该第一电压比较单元判断所述比较电压与所述电源输出端的电压之间的大小，输出所述控制信号。

本实施例，能够按照需要，借助电源输入端分配出预设的比较电压，再与电源输出端的电压进行大小判断。优选地，与电源输入端依次相连的电阻可以实现电压的分配，当连接电阻的总阻值较小时，能够分配出较高的比较电压时，可以用于判断转换模块是否需要本发明装置进行供电；当连接电阻的总阻值较大时，能够分配出较低的比较电压时，可以用于判断转换模块是否处于正常运行的状态。

在其中一个实施例中，所述导通控制器，包括：

与所述电压比较器相连的状态检测单元，该状态检测单元根据至少一个大小判定的比较结果进行判断，当判断当前状态为执行对外供电时，输出导通的控制信号；当判断当前状态为外部外接电源时，输出截止的控制信号；

连接在所述状态检测单元与所述电源输出端之间的导通截止单元，根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。

实施本实施例，除了可以截至或导通供电的电路之外，还实现了状态的分析。所述状态包括对外供电状态、外接电源状态。当判断出转换模块需要本发明对其供电时，导通供电的电路；当判断出转换模块已经外接电源时，则截止供电的电路，以保护该转换模块。

在其中一个实施例中，所述电压比较器，还包括：

与所述电源输入端相连的第二电压选取单元，该第二电压选取单元对所述电源输入端的电压进行分压，输出所述预设的比较电压；

与所述第二电压选取单元、所述电源输出端分别相连的第二电压比较单元，该第二电压比较单元判断所述比较电压与所述电源输出端的电压之间的大小，输出所述控制信号；

所述导通控制器，包括，

与所述第一电压比较单元、所述第二电压比较单元相连的状态检测单元，该状态检测单元根据各个大小判定的比较结果进行判断，当判断当前状态为执行对外供电时，输出导通的控制信号；当判断当前状态为外部外接电源时，输出截止的控制信号；当判断当前状态为外部异常接地时，输出截止的控制信号；

连接在所述状态检测单元与所述电源输出端之间的导通截止单元，根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。

本实施例，能够同时具有上述判断转换模块是否需要本发明装置进行供电，以及判断转换模块是否处于正常运行的状态两种功能。当转换模块需要供电时，向其供电；当转换模块已经有外接电源供电或出现异常接地时，截至供电电路。

在其中一个实施例中，所述状态检测单元包括异或门电路，该异或门电路的输入端与所述电压比较器的输出端相连，该异或门电路的输出端与所述导通截止单元的输入端相连。

本实施例，通过异或门电路等简单的电路器件实现状态检测单元，使本发明装置易于实现，降低成本。

在其中一个实施例中，所述导通截止单元包括三极管，该三极管的基极与所述状态检测单元的输出端相连，该三极管的集电极与所述电源输入端相连，该三极管的发射极与所述电源输出端相连。

本实施例，通过三极管等简单的电路器件实现导通截止单元，使本发明装置易于实现，降低成本。

图4为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的第一实施例示意图。下面结合图4，对本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图4所示，当没有连接DVI线缆或者连接了DVI线缆需要对外部供电时，V3点电压由电阻R1和R5分压决定，其电压需介于V1和V2点电压之间，V1和V2点电压通过选择合适的电阻决定。三点电压通过U1A和U2A比较后分别输出0和1，异或门U3A输出为1，三极管Q8导通，对外提供电压，V3点电压及对外能够提供的电流大小均由三极管决定，根据三极管的导通压降，此时V3电压仍需要介于V1和V2之间，这样三极管一直处于导通状态，持续稳定对外提供电压。

当连接的是普通的DVI线缆外部已经输入电压时，此时V3点电压由外部决定，其应大于V1和V2点电压，三点电压通过U1A和U2A比较后分别输出1和1，异或门U3A输出为0，三极管Q8截止，此电路不再对外输出电压，实现智能切换。

当外部异常连接到地时，此时V3点电压为低电平，低于V1和V2点电压，三点电压通过U1A和U2A比较后分别输出0和0，异或门U3A输出为0，三极管Q8截止，对外不输出电压，实现保护作用。

电路工作详细状态如下表所示：

本发明根据DVI接口不同状态，通过电路采样不同的电压值，再与预定值进行比较，两个比较器根据输入状态输出不同的比较结果，最后通过异或门输出控制三极管的导通与截止，实现DVI接口对外供电和自动保护。

在本实施例中，所述状态检测单元主要由异或门U3A组成，所述导通截止单元主要由三极管Q8组成。但本发明实施方式不局限于如图4所示的电路或部件，所有基于本发明思想的实施方式都应该得到保护。

图5为本发明基于DVI接口供电的电源保护装置的第二实施例示意图。

与图4不同的是，所述状态检测单元包括FPGA芯片。

在其中一个实施例中，所述状态检测单元包括FPGA芯片，该FPGA芯片的输入管脚与所述电压比较器的输出端相连，该FPGA芯片的输出管脚与所述导通截止单元的输入端相连。

本实施例，能够实现本发明装置的进一步智能化。随着转行模块的更新，当需要根据多个大小判定的结果，分析所述转换模块的当前状态时。利用FPGA芯片可以进一步简化电路，同时对多个状态进行准确的判定。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种基于DVI接口供电的电源保护装置，其特征在于，包括：

电源输入端，电源输出端，与所述电源输出端相连的电压比较器，以及与所述电压比较器相连、并连接在所述电源输入端与所述电源输出端之间的导通控制器；其中，

所述电压比较器将所述电源输出端的电压与预设的比较电压比较，根据比较结果对所述导通控制器输出控制信号；

所述导通控制器接收所述控制信号，并根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接；

所述电压比较器，包括，与所述电源输入端相连的第一电压选取单元和第二电压选取单元，该第一电压选取单元和第二电压选取单元采用所述电源输入端的电压进行分压，输出所述预设的比较电压；

与所述第一电压选取单元、所述电源输出端分别相连的第一电压比较单元和与所述第二电压选取单元、所述电源输出端分别相连的第二电压比较单元，该第一电压比较单元和第二电压比较单元分别判断所述比较电压与所述电源输出端的电压之间的大小，输出所述控制信号；

所述导通控制器，包括，

与所述第一电压比较单元、所述第二电压比较单元相连的状态检测单元，该状态检测单元根据各个大小判定的比较结果进行判断，当判断当前状态为执行对外供电时，输出导通的控制信号；当判断当前状态为外部外接电源时，输出截止的控制信号；当判断当前状态为外部异常接地时，输出截止的控制信号；

连接在所述状态检测单元与所述电源输出端之间的导通截止单元，根据所述控制信号导通或截止所述电源输入端和所述电源输出端之间的连接。

2.根据权利要求1所述的基于DVI接口供电的电源保护装置，其特征在于：所述状态检测单元包括异或门电路，该异或门电路的输入端与所述电压比较器的输出端相连，该异或门电路的输出端与所述导通截止单元的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的基于DVI接口供电的电源保护装置，其特征在于：所述状态检测单元包括FPGA芯片，该FPGA芯片的输入管脚与所述电压比较器的输出端相连，该FPGA芯片的输出管脚与所述导通截止单元的输入端相连。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于DVI接口供电的电源保护装置，其特征在于：所述导通截止单元包括三极管，该三极管的基极与所述状态检测单元的输出端相连，该三极管的集电极与所述电源输入端相连，该三极管的发射极与所述电源输出端相连。