CN106253372B - 一种供电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种供电设备，包括由上、下壳构成的壳体，内部设置有PCB板和内置电池，PCB板上设置有充电管理芯片和充电接口，充电接口露出壳体用于连接外部电源；PCB板上还设置有两个通信接口，分别与充电管理芯片相连并露出壳体；第一通信接口连接便携式终端，第二通信接口连接其外部设备，二者之间设置有数据通道，实现便携式终端与其外部设备直接通信；当同时连接便携式终端与其外部设备时，供电设备为外部设备供电；当仅连接便携式终端时，供电设备为便携式终端供电。相比于现有的由便携式终端直接为外部设备供电，可以延长续航时间；外部设备仅需要一个接口，在连接到供电设备时也相当于连接到便携式终端，不必在外部设备上额外设置充电接口。

Description

一种供电设备
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，具体涉及一种供电设备。
背景技术
随着便携式终端的性能逐步提高，应用范围也越来越广，不断有各种应用、游戏推出，造成便携式终端的功耗越来越大，对续航能力的需求也越来越高。尤其是在搭配便携式终端使用的虚拟现实头盔等外部设备出现之后，便携式终端的电池在为自身供电的同时，也需要为连接到便携式终端的外部设备供电，进一步对便携式终端的电池续航能力提出挑战。但是受到尺寸和外观的限制，便携式终端电池的容量不会无限制的加大，因此限制了外部设备搭配便携式终端使用时的续航时间。
发明内容
本发明提供了一种供电设备，使得外部设备在连接到便携式终端的同时，可以使用本发明提供的供电设备进行供电，延长外部设备搭配便携式终端使用时的续航时间。
本发明提供了一种供电设备，包括由上壳和下壳构成的壳体，在壳体内设置有PCB板和内置电池，所述PCB板上设置有充电管理芯片和充电接口，且所述充电接口露出壳体用于连接外部电源；其特征在于，所述PCB板上还设置有第一通信接口和第二通信接口，所述第一通信接口和所述第二通信接口分别与所述充电管理芯片相连并露出壳体；
所述第一通信接口用于连接便携式终端，所述第二通信接口用于连接所述便携式终端的外部设备；
所述第一通信接口和第二通信接口之间设置有数据通道，用于所述便携式终端与其外部设备之间直接进行数据通信；
当所述供电设备同时连接所述便携式终端与其外部设备时，所述充电管理芯片控制所述供电设备通过所述第二通信接口为所述便携式终端的外部设备供电；
当所述供电设备仅连接所述便携式终端时，所述充电管理芯片控制所述供电设备通过所述第一通信接口为所述便携式终端供电。
其中，所述第一通信接口和所述第二通信接口均为USB Type-C接口；
所述便携式终端为带有USB Type-C接口的智能手机或平板电脑，所述便携式终端的外部设备为带有USB Type-C接口的头戴显示设备。
其中，所述供电设备为电池背夹，具有与所述便携式终端相匹配的外形；
所述供电设备上壳的边缘设置有固定结构，用于将所述供电设备固定在所述便携式终端的背面。
其中，所述第一通信接口为USB Type-C公头，设置在所述供电设备上壳的上表面，在所述供电设备固定在所述便携式终端的背面时，所述第一通信接口插入所述便携式终端的USB Type-C母座。
其中，所述第二通信接口为USB Type-C母座，设置在所述供电设备壳体的一个端面，用于所述便携式终端的外部设备的USB Type-C公头插入。
其中，所述充电接口为Micro USB接口，设置在所述供电设备壳体的一个侧面。
其中，在所述充电接口未连接外部电源时，所述充电管理芯片控制所述内置电池为所述便携式终端或其外部设备供电；
在所述充电接口连接外部电源时，所述充电管理芯片控制外部电源直接为所述便携式终端或其外部设备供电，同时为所述内置电池充电。
其中，所述PCB板上还设置有开关控制电路；
所述开关控制电路，用于检测所述第二通信接口是否连接有设备；当检测到有设备连接到所述第二通信接口时，控制所述第一通信接口和所述充电管理芯片之间的电路断开；当检测到没有设备连接到所述第二通信接口时，控制所述第一通信接口和所述充电管理芯片之间的电路接通。
其中，所述开关控制电路包括PMOS管、三极管、按键开关、第一电阻和第二电阻；
所述按键开关的第一端接所述三极管的基极，并通过所述第一电阻接所述充电管理芯片的电源输出端，所述按键开关的第二端接地；
所述三极管的集电极接所述PMOS管的栅极，所述三极管的发射极接地；
所述PMOS管的源极接所述充电管理芯片的电源输出端，漏极接所述第一通信接口；
所述第二电阻的两端分别接所述PMOS管的源极和栅极；
当有设备连接到所述第二通信接口时，所述按键开关处于接通状态；当没有设备连接到所述第二通信接口时，所述按键开关处于断开状态。
其中，所述开关控制电路还包括二极管；
所述二极管的正极接所述PMOS管的漏极，所述二极管的负极接所述第一通信接口。
本发明的有益效果是：本发明提供的供电设备设置有两个通信接口，分别连接便携式终端和外部设备，两个通信接口之间设置有数据通道，实现便携式终端与其外部设备之间的直接通信，不会影响外部设备搭配便携式终端使用；在便携式终端与其外部设备同时连接供电设备时，由供电设备为便携式终端的外部设备供电，相比于现有的由便携式终端直接为外部设备供电，利用本发明的供电设备不会损耗便携式终端自身的电池电量，从而可以延长外部设备搭配便携式终端使用的续航时间；并且在不使用外部设备，供电设备仅连接便携式终端时，此时由供电设备为便携式终端供电，又可以延长便携式终端本身的续航时间；此外便携式终端的外部设备仅需要设置一个通信接口，在连接到供电设备时也相当于连接到便携式终端，不必在外部设备上额外设置充电接口。
优选实施例中，供电设备为电池背夹，具有与便携式终端相匹配的外形，通过供电设备上壳的边缘设置的固定结构可以将供电设备固定在便携式终端的背面，增强了其便携性。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的供电设备的功能框图；
图2是本发明一个实施例提供的供电设备的外观示意图，其中图2(a)为正视图，图2(b)为侧视图，图2(c)为俯视图；
图3是本发明一个实施例提供的供电设备中开关控制电路的电路图。
具体实施方式
本发明的设计构思是：针对目前外部设备连接到便携式终端时，由便携式终端为外部设备供电，续航时间短的问题，本发明提供一种供电设备，在其上设置两个通信接口，分别连接便携式终端和外部设备，两个通信接口之间设置有数据通道，便携式终端可以与外部设备直接进行通信，此时由供电设备为外部设备供电，从而延长外部设备搭配便携式终端使用时的续航时间。
图1是本发明一个实施例提供的供电设备的功能框图，图2是本发明一个实施例提供的供电设备的外观示意图，结合图1与图2，供电设备100包括由上壳和下壳构成的壳体，在壳体内设置有PCB板和内置电池111，PCB板上设置有充电管理芯片112和充电接口113，且充电接口113露出壳体用于连接外部电源120。PCB板上还设置有第一通信接口114和第二通信接口115，第一通信接口114和第二通信接口115分别与充电管理芯片112相连并露出壳体。
第一通信接口114用于连接便携式终端，第二通信接口115用于连接便携式终端的外部设备。第一通信接口114和第二通信接口115之间设置有数据通道，便携式终端与外部设备可以通过该数据通道直接进行数据通信，在与便携式终端通信时，外部设备相当于直接连接到便携式终端。
当供电设备110同时连接便携式终端与其外部设备时，充电管理芯片112控制供电设备110通过第二通信接口115为外部设备供电。此时，外部设备由供电设备110进行供电，相比于现有的由便携式终端直接供电，可以延长续航时间。外部设备仅需要一个接口，通过供电设备100连接到便携式终端，不必在外部设备上额外设置充电接口。
当供电设备110仅连接便携式终端时，充电管理芯片112控制供电设备110通过第一通信接口114为便携式终端供电。即当便携式终端不使用外部设备时，供电设备100还可以为便携式终端供电，延长便携式终端本身的续航时间。
可以理解的是，在供电设备110仅连接便携式终端的外部设备时，充电管理芯片112也可以控制供电设备110通过第二通信接口115为该外部设备供电。当外部设备内自带电源管理芯片和内置电池时，供电设备110可以为该外部设备的内置电池充电，以便于该外部设备在不连接便携式终端或本发明的供电设备时，可以实现自行供电。
优选地，第一通信接口114和第二通信接口115均为USB Type-C接口。便携式终端为带有USB Type-C接口的智能手机或平板电脑，便携式终端的外部设备为带有USB Type-C接口的头戴显示设备。
USB Type-C接口标准是USB 3.1标准的其中一种，拥有4对差分信号，全双工通信，最高支持5V/20A。USB Type-C可以将其中一些或者全部差分信号通道转化为Displayport信号通道，如果还有剩余的差分信号，则可以继续用于USB数据传输。第一通信接口114和第二通信接口115均采用USB Type-C接口，可以以较大的电流为便携式终端或其外部设备供电，并且当外部设备是头戴显示设备，USB Type-C接口还可以同时传输Displayport音视频信号和USB数据信号。
优选地，如图2所示，供电设备为电池背夹，具有与便携式终端相匹配的外形。参见图2(a)和图2(c)，供电设备上壳的边缘设置有固定结构210，该固定结构可以为在上壳的四周边缘分散设置的多个卡扣结构，也可以为设置在上壳的一个或多个侧边的卡套结构，也可以为卡扣结构和卡套结构的配合。固定结构210可以将供电设备固定在便携式终端的背面，使供电设备便于携带。本实施例提供的供电设备的外形近似于保护壳，在功能上既起到为头戴显示设备或便携式终端供电的作用，又起到保护壳的作用，可以保护手机、平板电脑等便携式终端，即本发明的供电设备兼备便携式终端的保护壳和外置电池的功能。
如图2(a)所示，第一通信接口114为USB Type-C公头，设置在供电设备上壳的上表面，在供电设备固定在便携式终端的背面时，第一通信接口可以插入便携式终端上设置的USB Type-C母座。
如图2(b)所示，第二通信接口115为USB Type-C母座，设置在供电设备壳体的一个端面，外部设备上设置的USB Type-C公头可以插入该母座，实现与供电设备的连接。
另外，还可以在供电设备壳体的一个侧面设置Micro USB类型的充电接口113，便于为供电设备的内置电池111充电。当充电接口113未连接外部电源120时，充电管理芯片112控制内置电池111为便携式终端或其外部设备供电。当充电接口113连接外部电源120时，充电管理芯片112控制外部电源120直接为便携式终端或其外部设备供电，同时为内置电池111充电。
优选地，供电设备的PCB板上还设置有开关控制电路116。开关控制电路116用于检测第二通信接口115是否连接有设备。当检测到有设备连接到第二通信接口115时，开关控制电路116控制第一通信接口114和充电管理芯片112之间的电路断开，供电设备通过第二通信接口为外部设备供电。当检测到没有设备连接到第二通信接口115时，开关控制电路116控制第一通信接口114和充电管理芯片112之间的电路接通，供电设备通过第一通信接口114为便携式终端供电。
图3是本发明一个实施例提供的供电设备中开关控制电路的电路图。如图3所示，本优选实施例中的开关控制电路包括PMOS管Q1、三极管Q2、按键开关SW、第一电阻R1和第二电阻R2。
按键开关SW的第一端接三极管Q2的基极，并通过第一电阻R1接充电管理芯片的电源输出端，按键开关SW的第二端接地。三极管Q2的集电极接PMOS管Q1的栅极，三极管Q2的发射极接地。PMOS管Q1的源极接充电管理芯片的电源输出端，漏极接第一通信接口。
第二电阻R2的两端分别接PMOS管Q1的源极和栅极。第二电阻R2为钳位电阻，控制PMOS管栅极与源极之间的电压，保证PMOS管Q1的状态。
当有设备连接到第二通信接口时，按键开关SW处于接通状态，三极管Q2的基极接地，三极管Q2截止，因而PMOS管Q1也截止，第一通信接口和充电管理芯片之间的电路断开。
当没有设备连接到第二通信接口时，按键开关SW处于断开状态，三极管Q2基极通过第一电阻R1接电源管理芯片的电源输出端，为高电压，三极管Q2导通，PMOS管Q1的栅极接地，因此PMOS管Q1也导通，第一通信接口和充电管理芯片之间的电路导通。
优选地，开关控制电路还包括二极管D1，其正极接PMOS管Q1的漏极，负极接第一通信接口，在本发明的供电设备连接便携式终端时，防止便携式终端的电源倒灌，损坏供电设备。
综上所述，本发明提供的供电设备设置有两个通信接口，分别连接便携式终端和外部设备，两个通信接口之间设置有数据通道，实现便携式终端与其外部设备之间的直接通信，不会影响外部设备搭配便携式终端使用；在便携式终端与其外部设备同时连接供电设备时，由供电设备为便携式终端的外部设备供电，相比于现有的由便携式终端直接为外部设备供电，利用本发明的供电设备不会损耗便携式终端自身的电池电量，从而可以延长外部设备搭配便携式终端使用的续航时间；并且在不使用外部设备，供电设备仅连接便携式终端时，此时由供电设备为便携式终端供电，又可以延长便携式终端本身的续航时间；此外便携式终端的外部设备仅需要设置一个通信接口，在连接到供电设备时也相当于连接到便携式终端，不必在外部设备上额外设置充电接口。
其次，供电设备为电池背夹，具有与便携式终端相匹配的外形，通过供电设备上壳的边缘设置的固定结构可以将供电设备固定在便携式终端的背面，增强了其便携性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种供电设备，包括由上壳和下壳构成的壳体，在壳体内设置有PCB板和内置电池，所述PCB板上设置有充电管理芯片和充电接口，且所述充电接口露出壳体用于连接外部电源；其特征在于，所述PCB板上还设置有第一通信接口和第二通信接口，所述第一通信接口和所述第二通信接口分别与所述充电管理芯片相连并露出壳体；
所述第一通信接口用于连接便携式终端，所述第二通信接口用于连接所述便携式终端的外部设备；
所述第一通信接口和所述第二通信接口均为USB Type-C接口，所述第一通信接口和第二通信接口之间设置有数据通道，用于所述便携式终端与其外部设备之间直接进行数据通信；
当所述供电设备同时连接所述便携式终端与其外部设备时，所述充电管理芯片控制所述供电设备通过所述第二通信接口为所述便携式终端的外部设备供电；
当所述供电设备仅连接所述便携式终端时，所述充电管理芯片控制所述供电设备通过所述第一通信接口为所述便携式终端供电；
所述PCB板上还设置有开关控制电路；
所述开关控制电路，用于检测所述第二通信接口是否连接有设备；当检测到有设备连接到所述第二通信接口时，控制所述第一通信接口和所述充电管理芯片之间的电路断开；当检测到没有设备连接到所述第二通信接口时，控制所述第一通信接口和所述充电管理芯片之间的电路接通。
2.如权利要求1所述的供电设备，其特征在于，所述便携式终端为带有USB Type-C接口的智能手机或平板电脑，所述便携式终端的外部设备为带有USB Type-C接口的头戴显示设备。
3.如权利要求2所述的供电设备，其特征在于，所述供电设备为电池背夹，具有与所述便携式终端相匹配的外形；所述供电设备上壳的边缘设置有固定结构，用于将所述供电设备固定在所述便携式终端的背面。
4.如权利要求3所述的供电设备，其特征在于，所述第一通信接口为USB Type-C公头，设置在所述供电设备上壳的上表面，在所述供电设备固定在所述便携式终端的背面时，所述第一通信接口插入所述便携式终端的USB Type-C母座。
5.如权利要求4所述的供电设备，其特征在于，所述第二通信接口为USB Type-C母座，设置在所述供电设备壳体的一个端面，用于所述便携式终端的外部设备的USB Type-C公头插入。
6.如权利要求5所述的供电设备，其特征在于，所述充电接口为Micro USB接口，设置在所述供电设备壳体的一个侧面。
7.如权利要求6所述的供电设备，其特征在于，
在所述充电接口未连接外部电源时，所述充电管理芯片控制所述内置电池为所述便携式终端或其外部设备供电；
在所述充电接口连接外部电源时，所述充电管理芯片控制外部电源直接为所述便携式终端或其外部设备供电，同时为所述内置电池充电。
8.如权利要求7所述的供电设备，其特征在于，所述开关控制电路包括PMOS管、三极管、按键开关、第一电阻和第二电阻；
所述按键开关的第一端接所述三极管的基极，并通过所述第一电阻接所述充电管理芯片的电源输出端，所述按键开关的第二端接地；
所述三极管的集电极接所述PMOS管的栅极，所述三极管的发射极接地；
所述PMOS管的源极接所述充电管理芯片的电源输出端，漏极接所述第一通信接口；
所述第二电阻的两端分别接所述PMOS管的源极和栅极；
当有设备连接到所述第二通信接口时，所述按键开关处于接通状态；当没有设备连接到所述第二通信接口时，所述按键开关处于断开状态。
9.如权利要求8所述的供电设备，其特征在于，所述开关控制电路还包括二极管；
所述二极管的正极接所述PMOS管的漏极，所述二极管的负极接所述第一通信接口。
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