CN106021155B - 一种可实现影音视频输出的usb供电口 - Google Patents

一种可实现影音视频输出的usb供电口 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子产品技术领域，尤其是一种可实现影音视频输出的USB供电口。它包括电芯、电源管理器、电芯充电连接口、供电/数据连接口、主控制器、音频/视频数据输出接口和电压转换器，电芯充电连接口和供电/数据连接口均通过电源管理器与电芯相连，电芯通过电压转换器相主控制器供电，主控制器将供电/数据连接口输出的音频/视频数据通过音频/视频输出口对外输出。本发明将USB接口的充放电及数据传输技术与同屏显示技术有效地结合为一体，从而可将具有USB接口的移动电源等电子产品作为显示设备与诸如智能手机等音频/视频源设备之间的中转载体，利用USB接口在实现基本的充放电功能的同时，也可将手机上的音频/视频数据同步传输到显示设备上进行播放或者显示。

Description

一种可实现影音视频输出的USB供电口
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域，尤其是一种可实现影音视频输出的USB供电口。
背景技术
目前，市面上的诸如移动电源等电子产品的USB接口一般指作为充放电接口来使用，从而导致此类电子产品的功能较为单一，不存在其他的附属功能；随着诸如智能手机等数码设备的不断兴起以及人们对数码产品功能需求的不断增加，当人们需要观看手机等数码设备上的音频、视频、网页界面或者游戏时，只能利用手机等数码设备的屏幕来实现，然而此类数码设备的屏幕往往受其功能性的限制，无法采用足够大的显示屏，进而无法为使用者提供良好的观看效果。
因此，有必要提供对诸如移动电源等电子产品的USB接口提出改进方案，以在丰富充此类电子产品的功能的同时，能够将现有的数码产品与其进行功能及结构融合。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种系统结构简单、功能扩展性强、集充放电、数据存储及数据传输功能为一体的可实现影音视频输出的USB供电口。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可实现影音视频输出的USB供电口，它包括：
电芯；
用于对电芯进行电量补充控制或者对电芯输出的电能进行调控的电源管理器；
用于与外部电源适配器相连以对电芯进行电量补充的电芯充电连接口，所述电芯充电连接口通过电源管理器与电芯相连；
用于与待充电设备或者音频/视频源设备相连的供电/数据连接口，所述供电/数据连接口通过电源管理器与电芯相连；
用于接收由供电/数据连接口输入的音频/视频数据或者通过电源管理器的控制使电芯的电能通过供电/数据连接口对外输出的主控制器，所述电源管理器和供电/数据连接口分别与主控制器相连；
用于将主控制器输出的音频/视频数据同步输出至显示设备进行播放显示的音频/视频数据输出接口，所述音频/视频数据输出接口与主控制器相连；
以及
用于检测音频/视频数据输出接口的信号并根据检测到的信号对电芯输出的电压进行转换以对主控制器进行供电的电压转换器，所述电压转换器分别与主控制器、电芯和音频/视频数据输出接口相连；
所述主控制器包括一用于接收由供电/数据连接口输出的音频/视频数据或者通过电源管理器的控制使电芯的电能通过供电/数据连接口对外输出的同屏数据处理器以及一根据同屏数据处理器输出的信号来控制供电/数据连接口的对外供电功能和数据传输功能进行功能选择的USB功能切换器；
所述同屏数据处理器通过USB功能切换器分别与电源管理器和供电/数据连接口相连，所述音频/视频数据输出接口与同屏数据处理器相连，所述电压转换器分别与同屏数据处理器和USB功能切换器相连；
所述电压转换器包括用于将电芯输出的电压进行整流滤波处理并输出5VDC电压的同步整流器、用于将同步整流器输出的5VDC电压降压为3.3VDC电压并输出至USB功能切换器的第一直流转换器、用于将同步整流器输出的电压或者第一直流转换器输出的电压进行处理或转换后输出至同屏数据处理器的第二直流转换器以及用于检测音频/视频数据输出接口的信号并根据检测的信号来导通或断开第二直流转换器与同步整流器和/或与第一直流转换器之间的电连接关系的触发开关。
优选地，所述同屏数据处理器包括一AM8251型数据处理器，所述USB功能切换器包括一SGM7227型USB切换开关。
优选地，所述音频/视频数据输出接口包括HDMI接口和/或VGA接口和/或Audio接口。
优选地，所述主控制器还包括与同屏数据处理器相连的数据存储器，所述数据存储器包括DDR存储器和/或Nand闪存器。
优选地，所述电芯充电连接口为4PIN micro USB接口，所述电芯充电接口的电源线与电源管理器相连、数据线与同屏数据处理器相连，所述供电/数据连接口为USB TYPE接口。
优选地，所述同步整流器包括一FP6715型同步整流升压芯片。
优选地，所述电源管理器包括一HE43201型电源管理芯片。
由于采用了上述方案，本发明将USB接口的充放电及数据传输技术与同屏显示技术有效地结合为一体，从而可将具有USB接口的移动电源等电子产品作为显示设备与诸如智能手机等音频/视频源设备之间的中转载体，利用USB接口在实现基本的充放电功能的同时，也可获取手机上的音频/视频数据并将这些数据镜像显示到诸如电视机、投影机、车载显示屏等显示设备上，有利于扩展诸如移动电源、车载充电器等电子产品的功能；其系统结构简单、功能丰富，具有很强的实用价值和市场推广价值。
附图说明
图1是本发明实施例的控制原理框图；
图2是本发明实施例的同屏数据处理器的外围电路结构图；
图3是本发明实施例的电源管理器的外围电路结构图；
图4是本发明实施例的USB功能切换器的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图4所示，本实施例提供的一种可实现影音视频输出的USB供电口，它包括：
电芯1，以作为电能的储存载体来使用；
电源管理器2，主要用于对电芯1进行电量补充控制或者对电芯1输出的电能进行调控；
电芯充电接口3，主要用于与外部电源适配器(如市电等等)相连以对电芯1进行电量补充，电芯充电连接口3通过电源管理器2与电芯1相连；
供电/数据连接口4，主要用于与待充电设备(如手机、平板电脑等)或者音频/视频源设备(如手机、平板电脑等)相连，以实现对待充电设备的充电或者把音频/视频源设备内的音频/视频数据转换为诸如HDMI或VGA等视频流后再进行同步传输，供电/数据连接口4的电源部分通过电源管理器2与电芯1相连；
主控制器，主要用于接收由供电/数据连接口4输入的音频/视频数据或者通过电源管理器2的控制使电芯1的电能通过供电/数据连接口4对外输出(即对外充电)，电源管理器2和供电/数据连接口4分别与主控制器相连；
音频/视频数据输出接口6，主要用于将主控制器输出的音频/视频数据同步输出并镜像显示到显示设备上(显示设备主要为支持诸如HDMI/VGA等视频流的显示设备，如电视机、投影机或车载显示屏等等)，音频/视频数据输出接口6与主控制器相连；
以及
电压转换器，主要用于检测音频/视频数据输出接口6的信号(即在音频/视频数据输出接口6上有无连接显示设备)并根据检测到的信号对电芯1输出的电压进行转换以对主控制器进行供电，电压转换器分别与主控制器、电芯1和音频/视频数据输出接口6相连。
如此，通过将上述功能元器件进行功能融合，可将USB接口的充放电功能及数据传输技术(即通过USB接口获取手机等设备上的音频/视频数据)与同屏显示技术(即通过音频/视频数据输出接口6将音频/视频数据镜像显示到显示设备上)有效地结合为一体，从而可将具有USB接口的移动电源、车载充电器等电子产品作为显示设备与诸如智能手机、平板电脑等音频/视频源设备之间的中转载体，利用USB接口在实现基本的充放电功能的同时，也可将手机上的音频/视频数据同步传输到显示设备上进行播放或者显示，有利于扩展诸如移动电源、车载充电器等电子产品的功能。
利用整个系统的硬件结构，可通过配合预先植入到主控制器内APP软件，实现整个供电接口的以下工作方式，即：
1、当音频/视频数据输出接口6没有不存在硬件插入的情况时(即：没有连接显示设备等设备时)，电压转换器没有检测到相应的信号，此时电压转换器没有电源输入，以断开主控制器与电芯1的连接关系，此时，主控制器失电，电芯1、电源管理器2、电芯充电连接口3与供电/数据连接口4共同组成一个类似于移动电源的快速充电系统，从而可利用连接口实现对电芯1的充电或者对待充电设备进行供电。
2、在电芯充电连接口3没有连接电源的情况下，且当音频/视频数据输出接口6连接显示设备后，电压转换器检测到音频/视频数据输出接口6存在硬件插入的信号时，电压转换器导通，使主控制器能够获取电芯1所提供的电压并启动，当用户把手机数据线插入到供电/数据连接口4后，主控制器通过电源管理器2的控制来使供电/数据连接口4提供普通供电功能，使供电/数据连接口4同时具备供电和数据传输的功能，以此实现将手机屏幕及相应的数据通过音频/视频数据输出接口6镜像显示到显示设备上。
2、在USB充电输入接口3连接电源的情况下，当用户把诸如手机等音频/视频源设备的数据线插入到供电/数据连接口4以及将音频/视频数据输出接口6连接显示设备后，即可实现把手机屏幕及相应的数据通过音频/视频数据输出接口6传输到显示设备上。
为进一步优化整个供电口的性能，本实施例的主控制器包括一用于接收由供电/数据连接口4输入的音频/视频数据或者通过电源管理器2的控制使电芯1的电能通过供电/数据连接口4对外输出的同屏数据处理器5(其外围电路结构可参考图2进行设置)以及一根据同屏数据处理器5输出的信号来控制供电/数据连接口4的对外供电功能和数据传输功能进行功能选择的USB功能切换器7(其外围电路结构可参考图4进行设置)；其中，同屏数据处理器5通过USB功能切换器7分别与电源管理器2和供电/数据连接口4的数据部分相连，音频/视频数据输出接口6与同屏数据处理器5相连，电压转换器分别与同屏数据处理器5和USB功能切换器7相连。
作为一个优选方案，本实施例的同屏数据处理器5包括一AM8251型数据处理器，而USB功能切换器7则包括一SGM7227型USB切换开关。
为使其能够与具有不同接口的显示设备进行适配连接，本实施例的音频/视频数据输出接口6包括HDMI接口和/或VGA接口和/或Audio接口。
为丰富USB供电口的实用功能，本实施例的主控制器还包括与同屏数据处理器5相连的数据存储器8，数据存储器8包括DDR存储器和/或Nand闪存器等等。
为便于生产商对整个供电口进行初始化设置，同时扩大充电口的应用范围，本实施例的电芯充电连接口3采用4PIN micro USB接口，电芯充电接口3的电源线与电源管理器2相连、数据线与同屏数据处理器5相连，如此，通过电芯充电接口3的电源线可完成对电芯1充电的功能，生产商利用其数据线可向同屏数据处理器5中烧录驱动程序；同时，本实施例的供电/数据连接口4采用USB TYPE接口。本实施例的电芯充电接口3及供电/数据连接口4与电源管理器2之间的电路结构可参考图3进行设置。
为满足USB供电口本身用电量的需求，本实施例的电压转换器包括用于将电芯1输出的电压进行整流滤波处理并输出5VDC电压的同步整流器9、用于将同步整流器9输出的5VDC电压降压为3.3VDC电压并输出至USB功能切换器7的第一直流转换器10、用于将同步整流器9输出的电压或者第一直流转换器10输出的电压进行处理或转换(即可向同屏数据处理器5提供5V、3.3V、1.5V或者1.3V直流电压)后输出至同屏数据处理器5的第二直流转换器11以及用于检测音频/视频数据输出接口6的信号并根据检测的信号来导通或断开第二直流转换器11与同步整流器9和/或与第一直流转换器10之间的电连接关系的触发开关12(其可根据具体情况采用诸如三极管等电子元器件，主要的作用是在显示设备插入到音频/视频输出口6内后，可导通电芯1与同屏数据处理器5，使同屏数据处理器5启动)；如此，当触发开关12没有断开时，USB功能切换器7连接的是电源管理器2的USB信号，此时可以通过供电/数据连接口4给待充电设备进行快速充电；当触发开关12导通时，USB功能切换器7连接的是同屏数据处理器5的USB信号，此时可通过供电/数据连接口4给为待充电设备提供普通充电的功能，与此同时，由供电/数据连接口4输入的音频/视频数据会直接进入同屏数据处理器5中，并最终通过音频/视频数据输出接口6镜像显示到显示设备上。
作为一个优选方案，本实施例的同步整流器9包括一FP6715型同步整流升压芯片。
另外，本实施例的电源管理器2主要由一HE43201型电源管理芯片构成。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种可实现影音视频输出的USB供电口，其特征在于：它包括：
电芯；
用于对电芯进行电量补充控制或者对电芯输出的电能进行调控的电源管理器；
用于与外部电源适配器相连以对电芯进行电量补充的电芯充电连接口，所述电芯充电连接口通过电源管理器与电芯相连；
用于与待充电设备或者音频/视频源设备相连的供电/数据连接口，所述供电/数据连接口通过电源管理器与电芯相连；
用于接收由供电/数据连接口输入的音频/视频数据或者通过电源管理器的控制使电芯的电能通过供电/数据连接口对外输出的主控制器，所述电源管理器和供电/数据连接口分别与主控制器相连；
用于将主控制器输出的音频/视频数据同步输出至显示设备进行播放显示的音频/视频数据输出接口，所述音频/视频数据输出接口与主控制器相连；
以及
用于检测音频/视频数据输出接口的信号并根据检测到的信号对电芯输出的电压进行转换以对主控制器进行供电的电压转换器，所述电压转换器分别与主控制器、电芯和音频/视频数据输出接口相连；
所述主控制器包括一用于接收由供电/数据连接口输入的音频/视频数据或者通过电源管理器的控制使电芯的电能通过供电/数据连接口对外输出的同屏数据处理器以及一根据同屏数据处理器输出的信号来控制供电/数据连接口的对外供电功能和数据传输功能进行功能选择的USB功能切换器；
所述同屏数据处理器通过USB功能切换器分别与电源管理器和供电/数据连接口相连，所述音频/视频数据输出接口与同屏数据处理器相连，所述电压转换器分别与同屏数据处理器和USB功能切换器相连；
所述电压转换器包括用于将电芯输出的电压进行整流滤波处理并输出5VDC电压的同步整流器、用于将同步整流器输出的5VDC电压降压为3.3VDC电压并输出至USB功能切换器的第一直流转换器、用于将同步整流器输出的电压或者第一直流转换器输出的电压进行处理或转换后输出至同屏数据处理器的第二直流转换器以及用于检测音频/视频数据输出接口的信号并根据检测的信号来导通或断开第二直流转换器与同步整流器和/或与第一直流转换器之间的电连接关系的触发开关。
2.如权利要求1所述的一种可实现影音视频输出的USB供电口，其特征在于：所述同屏数据处理器包括一AM8251型数据处理器，所述USB功能切换器包括一SGM7227型USB切换开关。
3.如权利要求1或2所述的一种可实现影音视频输出的USB供电口，其特征在于：所述音频/视频数据输出接口包括HDMI接口和/或VGA接口和/或Audio接口。
4.如权利要求1或2所述的一种可实现影音视频输出的USB供电口，其特征在于：所述主控制器还包括与同屏数据处理器相连的数据存储器，所述数据存储器包括DDR存储器和/或Nand闪存器。
5.如权利要求1或2所述的一种可实现影音视频输出的USB供电口，其特征在于：所述电芯充电连接口为4PIN micro USB接口，所述电芯充电接口的电源线与电源管理器相连、数据线与同屏数据处理器相连，所述供电/数据连接口为USB TYPE接口。
6.如权利要求1所述的一种可实现影音视频输出的USB供电口，其特征在于：所述同步整流器包括一FP6715型同步整流升压芯片。
7.如权利要求1所述的一种可实现影音视频输出的USB供电口，其特征在于：所述电源管理器包括一HE43201型电源管理芯片。
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