发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题是,提供一种电能控制模块、装置及设备,能够减少主板产生的热量对设备温度的影响,提高设备性能。
为此,本发明实施例采用如下技术方案:
本发明实施例提供一种电能控制装置,包括:第一模块和第二模块,第一模块包括第一接口,第二模块包括第二接口,第一接口与第二接口为相互配合的可插拔连接的接口;
第二模块还包括:第二接口连接供电单元的输入端,供电单元的输出端用于连接外部设备的电能输入端;
第一模块还包括:
第一接口通过第一开关连接充电单元的输入端,充电单元的输出端连接电源单元的输入端;电源单元的输出端通过第二开关连接第一接口;检测控制单元的输入端连接第一接口,第一输出端连接第一开关的控制端,第二输出端连接第二开关的控制端;
第一接口用于:当对电源单元充电时,与电能提供设备的电能提供端连接;当对外部设备供电时,与第二接口连接;
充电单元用于:当第一开关闭合时,接收电能提供设备提供的电能,为电源单元充电;
供电单元用于:当第二开关闭合时,接收电源单元输出的电能,为外部设备供电;
电源单元用于:当第一开关闭合时,进行电能的存储;当第二开关闭合时,输出电能;
检测控制单元,用于检测第一接口的连接状态,根据第一接口的连接状态控制第一开关和第二开关的开关状态。
本发明实施例提供一种电能控制模块,包括:
第一接口,所述第一接口为可插拔连接的接口;
第一接口通过第一开关连接充电单元的输入端,充电单元的输出端连接电源单元的输入端;电源单元的输出端通过第二开关连接第一接口;检测控制单元的输入端连接第一接口,第一输出端连接第一开关的控制端,第二输出端连接第二开关的控制端;
第一接口用于:当对电源单元充电时,与电能提供设备的电能提供端连接;当对外部设备供电时,与为外部设备供电的供电单元的电能输入端连接;所述供电单元位于电能控制模块之外;
充电单元用于:当第一开关闭合时,接收电能提供设备提供的电能,为电源单元充电;
电源单元用于:当第一开关闭合时,进行电能的存储;当第二开关闭合时,输出电能;
检测控制单元,用于检测第一接口的连接状态,根据第一接口的连接状态控制第一开关和第二开关的开关状态。
本发明实施例提供一种供电模块,包括:
第二接口,所述第二接口为可插拔连接的接口;所述第二接口用于与一能够进行电能输出的电能输出设备的电能输出接口连接;
第二接口连接供电单元的输入端,供电单元的输出端用于连接外部设备的电能输入端;
供电单元用于:通过第二接口接收电能,为外部设备供电。
对于上述技术方案的技术效果分析如下:
第一模块和第二模块,第一模块包括第一接口,第二模块包括第二接口,第一接口与第二接口为相互配合的可插拔连接的接口;第二模块还包括:第二接口连接供电单元的输入端,供电单元的输出端用于连接外部设备的电能输入端;第一模块还包括:第一接口通过第一开关连接充电单元的输入端,充电单元的输出端连接电源单元的输入端;电源单元的输出端通过第二开关连接第一接口;检测控制单元的输入端连接第一接口,第一输出端连接第一开关的控制端,第二输出端连接第二开关的控制端;第一接口用于:当对电源单元充电时,与电能提供设备的电能提供端连接;当对外部设备供电时,与第二接口连接;充电单元用于:当第一开关闭合时,接收电能提供设备提供的电能,为电源单元充电;供电单元用于:当第二开关闭合时,接收电源单元输出的电能,为外部设备供电;电源单元用于:当第一开关闭合时,进行电能的存储;当第二开关闭合时,输出电能;检测控制单元,用于检测第一接口的连接状态,根据第一接口的连接状态控制第一开关和第二开关的开关状态。供电单元设置于设备外部,只有需要对外部设备供电时,才将供电单元通过第二接口连接到第一接口上,由供电单元接收电源单元输出的电能,对外部设备供电,从而能够减少主板产生的热量,进而降低了对于设备温度的影响,提高了设备性能。
具体实施方式
发明人发现,由于现有技术中将充电单元以及供电单元都封装在设备的主板上,而由于需要进行充电单元以及供电单元的切换,这样的切换必然产生大量的热量,且充电单元以及供电单元的工作必然也会产生热量,这是导致现有技术中主板产生热量大的原因之一;
据此,本发明实施例中将充电单元以及供电单元分开,不再同时设置在设备的主板上,从而减少了主板热量的产生来源,减少了主板产生的热量,延长了主板的使用寿命。
以下,结合附图详细说明本发明实施例电能控制装置及设备的实现。
图1为本发明实施例电能控制装置结构示意图,如图1所示,该装置包括:第一模块11和第二模块12;其中,
第一模块11包括第一接口111,第二模块12包括第二接口121,第一接口111与第二接口121为相互配合的可插拔连接的接口;
第二模块12还包括:
第二接口121连接供电单元122的输入端,供电单元122的输出端用于连接外部设备的电能输入端;
第一模块11还包括:
第一接口111通过第一开关K1连接充电单元112的输入端,充电单元112的输出端连接电源单元113的输入端;电源单元113的输出端通过第二开关K2连接第一接口;检测控制单元114的输入端连接第一接口111,第一输出端连接第一开关K1的控制端,第二输出端连接第二开关K2的控制端;
第一接口111用于:当对电源单元113充电时,与电能提供设备的电能提供端连接;当对外部设备供电时,与第二接口121连接;
充电单元112用于:当第一开关K1闭合时,接收电能提供设备提供的电能,为电源单元113充电;
供电单元122用于:当第二开关K2闭合时,接收电源单元113输出的电能,为外部设备供电;
电源单元113用于:当第一开关K1闭合时,进行电能的存储;当第二开关K2闭合时,输出电能;
检测控制单元114,用于检测第一接口111的连接状态,根据第一接口111的连接状态控制第一开关K1和第二开关K2的开关状态。
图1所示的本发明实施例中,供电单元设置于设备外部,只有需要对外部设备供电时,才将供电单元通过第二接口连接到第一接口上,由供电单元接收电源单元输出的电能,对外部设备供电,从而能够减少主板产生的热量,进而降低了对于设备温度的影响,提高了设备性能。
优选地,检测控制单元114具体可以用于:检测到第一接口111与电能提供设备的电能提供端连接时,控制第一开关K1闭合,控制第二开关K2断开;检测到第一接口111与第二接口121连接时,控制第一开关K1断开,控制第二开关K2闭合。
其中,所述第一开关K1和第二开关K2可以分别通过单刀单掷开关实现;或者,也可以通过一个单刀双掷开关实现;或者,也可以分别通过场效应管实现,所述第一开关K1和第二开关K2的控制端也即为:场效应管的栅极,此时,检测控制单元114可以通过向场效应管的栅极输出对应的驱动信号完成对于场效应管断开或闭合的控制。
另外,所述第一接口和第二接口可以通过USB接口实现,例如其中一个接口为USB插槽,而另一接口为USB插头,从而实现可插拔的连接;
此时,检测控制单元114可以通过检测第一接口111的ID管脚的电平实现第一接口111的连接状态检测。例如,可以预先设置ID管脚的电平为高电平时,表示对电源单元进行充电,而ID管脚的电平为低电平时,表示电源单元对外部设备供电,相应的,在实际应用中可以在两种不同的应用环境下,输出对应的ID管脚电平,从而使得检测控制单元114可以检测到对应的电平,控制对应开关闭合,实现充电或者放电功能。相应的,检测控制单元114具体可以用于:检测第一接口111的ID管脚的电平,当ID管脚的电平为高电平时,控制第一开关K1闭合,第二开关K2断开;当ID管脚的电平为低电平时,控制第一开关K1断开,第二开关K2闭合。
在实际应用中,所述第一模块11可以设置于设备的PCB板中,而第二模块可以设置于设备外部的电缆或者板卡中,此时,
充电单元与供电单元不再设置于同一设备的主板中,因此,可以降低主板的布板难度,并且,还可以减小设备主板的面积,进而减小设备的体积;
另外,由于将供电单元设置于设备外部,因此,减少了设备主板上产生热量的热源,减少了主板产生的热量,延长了主板的使用寿命,并且,降低了设备温度升高的幅度;
而且,不将供电单元设置于主板上,可以减少供电单元对于主板上射频部分布局及性能的影响。
在发明实施例的电能控制装置中,所述第一模块11和第二模块12可以分别独立存在,因此,
本发明实施例还提供一种电能控制模块,该电能控制模块的实现与图1中的第一模块结构相同,但是,对于电能控制模块而言,第一接口用于:当对电源单元充电时,与电能提供设备的电能提供端连接;当对外部设备供电时,与为外部设备供电的供电单元的电能输入端连接;所述供电单元位于电能控制模块之外;这里的电能输入端可以通过第二接口实现。本发明实施例电能控制模块的实现请参照上述对于第一模块的描述,这里不赘述。
该电能控制模块可以设置于某一需要进行充电以及为外部设备供电的设备中,如便携终端等。
本发明实施例还提供一种供电模块,该供电模块的实现与图1中的第二模块结构相同,包括:
第二接口121,所述第二接口121为可插拔连接的接口;所述第二接口121用于与一能够进行电能输出的电能输出设备的电能输出接口连接;这里,所述电能输出设备可以为前述电能控制模块所在的设备,从而与所述电能控制模块配合使用;或者,所述电能输出设备也可以为其他能够输出电能的设备,此时,电能输出设备的电能输出接口需要能够与所述第二接口配合使用,实现电能从电能输出设备至供电模块的传输。
第二接口121连接供电单元122的输入端,供电单元122的输出端用于连接外部设备的电能输入端;
供电单元122用于:通过第二接口121接收电能,为外部设备供电。
其中,所述供电模块设置于电能输出设备外部的电缆或板卡中。
另外,本发明实施例中的所述充电单元和供电单元的具体实现结构并不限定,只要能够实现对于电源单元的充电功能,以及对于外部电源的供电功能即可。下述的图2和图3仅基于清楚说明的目的,分别对于充电单元以及供电单元的具体实现结构进行举例说明。
图2为本发明实施例一种第一模块的实现结构示意图,如图2所示,包括:
所述第一模块可以通过单板实现,其中,图2中的USB端口为标准5线USB接口,可外接标准的USB线,可连接标准PC等做数据通信使用;在单板上使用第一场效应管Q1、第二场效应管Q2两个场效应管对USB口电源电路进行隔离切换,第一场效应管Q1、第二场效应管Q2对应所述第一开关和第二开关。切换的控制权由单板的主芯片决定,主芯片对应所述检测控制单元。开机后,主芯片默认第一场效应管Q1导通、第二场效应管Q2关闭,默认导通充电单元,由充电单元为电源单元充电,从而由电源单元为单板上的第一开关、第二开关以及其他的模块如RF模块、WIFI模块等提供系统电压,保证系统安全;当有外部线缆插入后,主芯片会检测插入信号的ID管脚电平,按照USB的协议,如果ID管脚电平为低电平,进入OTG模式,第一场效应管Q1关闭、第二场效应管Q2打开,将系统电压通过单板USB端口连接到外部板卡上;当ID管脚电平为高时,维持原来的模式,从外部取电由充电单元为电源单元充电。
图3为本发明实施例一种第二模块的实现结构示意图,如图3所示,第二模块通过外部外接线缆板卡的原理实现:
其中,管脚D-/D+不做任何处理,直接直通;管脚Vbus连接升压供电模块电路,所述升压供电模块对应所述供电单元,将第一模块的系统电压升高为标准的5V电压;USB端口B对应所述第二接口,与其他可以与外部设备通信并为外部设备供电的设备的对应接口连接,例如与包含第一模块的设备的第一接口连接;而靠近外部设备的USB端口A的ID信号直接接地,供电单元通过USB端口A对外部设备供电。经过该第二模块转换后,能够进行正常的数据通信,并且能够为其他设备提供标准5V电源。其中,所述外部设备可以通过某一单板实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。