CN106292343A - 电子装置供电系统 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置供电系统，包括一主控装置及至少一个可与主控装置逐级连接的外设装置，主控装置包括有电源模组、主控制模组及检测模组，每一外设装置均包括有外设控制模组、外设判断模组及外设开关模组，电源模组能经外设开关模组逐级为每一外设装置供电，检测模组用以检测并比较外设装置的消耗总功率是否超过额定功率，主控制模组用以根据比较结果发出一主控制信号至每一外设控制模组，每一外设判断模组用以判断自身外设装置是否连接有下一级外设装置，并输出一附控制信号至自身的外设控制模组，每一外设控制模组在消耗总功率超过额定功率，且自身外设装置没有连接下一级外设装置时切断自身的外设开关模组，以停止自身接收供电及对下一级供电。

Description

电子装置供电系统
技术领域
本发明涉及一种电子装置供电系统。
背景技术
一电子装置连接系统包括一主控装置及多个与所述主控装置依次串接的外设装置，上述主控装置能利用较少的接口连接较多的电子装置，从而扩展电子装置的功能，实现资源共享。上述电子装置连接系统的主控装置内设有电源，该电源可以同时为主控装置及与主控装置串接的外设装置供电，然而，因未有检测电源供应的装置，主控装置无法获知是否能为所有的外设装置供电，如果在电力供应不足的情况下仍为所有的外设装置供电，可能会导致其中一个或多个外设装置不能正常工作。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种能检测电力供应是否充足的电子装置供电系统。
一种电子装置供电系统，包括一主控装置及至少一个可与所述主控装置逐级连接的外设装置，所述主控装置包括有电源模组、主控制模组及检测模组，每一外设装置均包括有外设控制模组、外设判断模组及外设开关模组，所述电源模组能经所述外设开关模组为每一外设开关模组对应的外设装置及下一级外设装置供电，所述检测模组用以检测外设装置的消耗总功率，并比较所述消耗总功率是否超过所述电源模组的额定功率后将比较结果传送至所述主控制模组，所述主控制模组用以根据所述比较结果发出一主控制信号输出至每一外设装置的外设控制模组，每一外设判断模组用以判断自身外设装置是否连接有下一级外设装置，并将判断结果作为一附控制信号输出至自身的外设控制模组，每一外设控制模组在消耗总功率超过所述额定功率，且自身外设装置没有连接下一级外设装置时切断自身的外设开关模组，以停止自身外设装置接收供电及对下一级外设装置供电。
与现有技术相比，在上述电子装置供电系统中，主控装置的电源模组能为连接的外设装置逐级供电，并检测供应给这些电子装置的电力是否充足（外设装置的消耗总功率是否超过电源模组的额定功率），如果供应的电力不足，则断开最后一级连接的外设装置的开关模组，停止自身供电及对下级外设装置供电。
附图说明
图1是本发明电子装置供电系统一第一实施例的组成模块图。
图2是本发明电子装置供电系统一第二实施例及一第三实施例的组成模块图。
图3是图2中电子装置供电系统的第二实施例的一主控装置的主连接接口的一检测模组的连接电路图。
图4是图2中电子装置供电系统的第二实施例的一外设装置的插接接口与外设连接接口的外设负载模组与外设判断模组的一连接电路图。
图5是图2中电子装置供电系统的第二实施例的主控装置的主连接接口与两外设装置的插接接口与外设连接接口的连接电路图。
图6是图5中电子装置供电系统的主控装置的一检测模组与两外设装置的负载模组的一连接电路图。
图7是图2中电子装置供电系统的第三实施例的主控装置的的一检测模组与两外设装置的负载模组的一电路图。
图8是图7中主控装置的的检测模组与两外设装置的负载模组的一连接电路图。
图9是图1中电子装置供电系统的一外设装置与另一外设装置相连接的判断模组的一连接电路图。
主要元件符号说明
主控装置 10
电源模组 11
检测模组 12
主控制模组 13
主判断模组 15
主开关模组 16
第一主开关单元 161
第二主开关单元 162
本机供电开关 163
外设供电开关 165
主功能模组 17
主连接接口 18
外设装置 20
负载模组 21
外设控制模组 22
外设判断模组 23
外设开关模组 25
插接接口 26
外设功能模组 27
外设连接接口 28
第一外设开关单元 261
第二外设开关单元 262
外设本机供电开关 263
下级供电开关 265
检测晶体管 Q1
第一电阻 R1
上拉电阻 R2、R7
负载晶体管 Q2
负载电阻 R3
第二电阻 R4
第一检测电阻 R5
第二检测电阻 R6
下拉电阻 R8、R9
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，一电子装置供电系统包括一主控装置10及多个可依次插接的外设装置20（图中仅显示两个为例）。所述主控装置10包括一电源模组11、一检测模组12、一主控制模组13、一主判断模组15、一主开关模组16及一主功能模组17。所述主控制模组13可以是主控装置10的微控制单元（MCU），所述主功能模组17可以是受微控制单元控制的显示模块、音频模块等等。
所述电源模组11用以对插接进来的外设装置20供电。所述检测模组12连接所述电源模组11，且存储有主控装置10的额定功率，用以检测所有插接的外设装置20消耗的总功率是否超过所述电源模组11的供电总功率。所述主控制模组13连接所述检测模组12，用以将所述比较结果转化为一主控制信号传送至每一插接的外设装置20。所述主判断模组15用以判断所述主控装置10是否插接有外设装置20，并将判断结果发送至所述主开关模组16。所述主开关模组16包括一第一主开关单元161及一第二主开关单元162。所述第一主开关单元161通过一本机供电开关163连接所述主功能模组17，用以根据所述主控装置10的开关键来打开或关闭所述本机供电开关163，从而让所述电源模组11对所述主功能模组17供电或断开。所述第二主开关单元162连接一外设供电开关165，用以根据所述判断结果打开或断开所述外设供电开关165，从而对插接的外设装置20供电或断开对其供电。当判断结果为插接有外设装置20时，所述第二主开关单元162导通，并打开所述外设供电开关165；当判断结果为没有插接外设装置20时，所述第二主开关单元162截止，并断开所述外设供电开关165。所述主控装置10还包括一主连接接口18。所述主连接接口18连接所述电源模组11、检测模组12、主控制模组13及主判断模组15。
每一外设装置20包括一外设控制模组22、一外设判断模组23、一外设开关模组25、一插接接口26、一外设连接接口28、一外设功能模组27、一外设本机供电开关263及一下级供电开关265。所述外设控制模组22可以是外设装置20的微控制单元（MCU），所述外设功能模组27可以是受微控制单元控制的显示模块、音频模块等等。
所述插接接口26用以与所述主连接接口18或上一级的外设装置20的外设连接接口28插接在一起。当所述插接接口26与所述主连接接口18或上一级的外设连接接口28插接在一起时，所述外设供电开关165同时连接所述外设本机供电开关263及所述下级供电开关265。
所述外设控制模组22用以接收所述主控制模组13发送的主控制信号，且存储有自身的消耗功率，并能够将所述消耗功率通过一I2C总线发送至所述检测模组12。所述外设判断模组23用以判断所述外设装置20是否插接有下级外设装置20，并将判断结果转为一附控制信号传送至自身的外设控制模组22。所述外设控制模组22用以接收所述主控装置10的主控制信号及自身的外设控制模组22传送的附控制信号。
所述外设开关模组25连接所述外设控制模组22，且包括一第一外设开关单元261及一第二外设开关单元262。所述第一外设开关单元261通过所述外设本机供电开关263连接所述外设功能模组27，用以根据所述主控制信号和外设判断模组23的判断结果来打开或关闭所述外设本机供电开关263，从而让所述电源模组11对所述外设功能模组27供电或断开。所述第二外设开关单元262连接所述下级供电开关265，用以根据所述主控制信号和外设判断模组23的判断结果打开或断开下级供电开关265，从而对插接的下级外设装置20供电或断开对其供电。
当所述检测模组12的检测结果为所述电源模组11的供电总功率超额，并且所述外设判断模组23判断自身外设装置20没有插接下一级外设装置20时，所述外设控制模组22切断自身的第一外设开关单元261及第二外设开关单元262，从而切断所述电源模组11对自身外设功能模组27的供电及往下一级外设装置20供电。其他情况下，即当所述检测模组12的检测结果为所述电源模组11的供电总功率超额，但所述外设判断模组23判断自身外设装置20有插接下一级外设装置20时；或当所述检测模组12的检测结果为所述电源模组11的供电总功率不超额时，所述外设控制模组22都不会切断自身的外设开关模组25。
这样，当所述检测模组12的检测结果为所述电源模组11的供电总功率超额时，串接在最后一级的外设装置20被切断供电，同时也切断对下一级外设装置20供电。
在一实施方式中，每一串接的外设装置20的外设控制模组22将自身的消耗功率传给所述检测模组12。每串接一个外设装置20，所述检测模组12都将所有串接入的外设装置20的总消耗功率与所述电源模组11的供电总功率作比较，当比较结果为超过时，发出一超额的主控制信号逐级传动至每一外设装置20，当比较结果为不超过时，检测模组12发出一正常的主控制信号或者不发出任何信号。
请参阅图2-6，在一第二实施方式中，每一外设装置20包括一负载模组21。所述负载模组21包括一负载电阻R3及一负载晶体管Q2，当外设装置20逐级插接时，所述负载电阻R3相互串联连接。具体实现方式如下：
请参阅图3，所述主连接接口18的一第一引脚连接所述检测模组12。所述检测模组12包括一检测晶体管Q1。在一实施方式中，所述检测晶体管Q1为一三极管，所述检测晶体管Q1的基极B通过一第一电阻R1连接一高电平电压，例如+3.3V，同时连接所述主连接接口18的一第二引脚，所述检测晶体管Q1的集电极C通过一上拉电阻R2连接另一高电平电压，例如+5V，同时从所述集电极C的分压做为检测外设装置20的消耗总功率是否超过额定供电功率的检测电压。
请参阅图4，每一外设装置20的插接接口26用以与所述主连接接口18的第二引脚对应插接的引脚接地。每一外设装置20的外设连接接口28对应所述第一引脚连接所述负载模组21。在一实施方式中，所述负载晶体管Q2为一三极管，所述负载晶体管Q2的基极B通过一第二电阻R4连接所述3.3V高电平电压，同时用以连接下一级外设装置20的插接接口26，所述负载晶体管Q2的集电极C连接所述负载电阻R3的一端，所述负载电阻R3的另一端用以连接所述检测晶体管Q1的集电极C或上一级外设装置的负载晶体管Q2的集电极C。
以两个外设装置20依次串接为例，连接所述主控装置10的外设装置20设为第一级外设装置20，插接所述第一级外设装置20的设为第二级外设装置20。所述主控装置10插接有第一级外设装置20，所述检测晶体管Q1的基极B接地，所述检测晶体管Q1截止，所述第一级外设装置20的负载电阻R3与上拉电阻R2串联。所述第一级外设装置20插接有第二级外设装置20，所述第一级外设装置20的负载晶体管Q2的基极B接地，所述第一级外设装置20的负载晶体管Q2截止，所述第二级外设装置20的负载电阻R3与第一级外设装置20的负载电阻R3串联。所述第二级外设装置20没有插接下一级外设装置20，所述第二级外设装置20的负载晶体管Q2的基极B连接高电平，所述第二级外设装置20的负载晶体管Q2导通，所述第二级外设装置20的负载电阻R3的一端接地。这样，当外设装置20串接越多，即电源模组11消耗的功率越高，从所述检测晶体管Q1的集电极C检测到的检测电压就越高。可以根据电源模组11的供电总功率来设定检测晶体管Q1的集电极C处的额定电压，当所述检测电压超过额定电压时，所述主控制模组13向每一外设装置20的外设控制模组22发送一低电平主控制信号，当所述检测电压不超过额定电压时，所述主控制模组13向每一外设装置20的外设控制模组22发送一高电平主控制信号。
请参阅图7及图8，在一第三实施方式中，当外设装置20逐级插接时，所述负载电阻R3相互并联连接。具体实现方式如下：
所述主连接接口18的第一引脚连接所述检测模组12。所述检测模组12包括一第一检测电阻R5及一串联的第二检测电阻R6，所述第二检测电阻R6的一端接地。所述负载模组21仅包括所述接地的负载电阻R3。每一外设装置20的外设连接接口28对应所述第一引脚连接所述负载电阻R3。这样，当外设装置20逐级插接时，每个外设装置20的负载电阻R3相并联后，与所述第二检测电阻R6并联，再与所述第一检测电阻R5串联。所述第二检测电阻R6两端的电压，即所述主连接接口18的第一引脚引出的电压做为检测外设装置20的消耗总功率是否超过额定供电功率的检测电压。
这样，当外设装置20插接越多，即电源模组11消耗的功率越高，从所述第一引脚检测到的检测电压就越低。可以根据电源模组11的供电总功率来设定第一引脚处的额定电压，当所述检测电压低于额定电压时，所述主控制模组13向每一外设装置20的外设控制模组22发送一低电平主控制信号，当所述检测电压不超过额定电压时，所述主控制模组13向每一外设装置20的外设控制模组22发送一高电平主控制信号。
当每个外设控制模组22接收到超额的主控制信号且附控制信号为没有插接下一级外设装置20时，所述外设控制模组22切断自身的第一外设开关单元261及第二外设开关单元262，从而切断所述电源模组11对自身外设功能模组27的供电及往下一级外设装置20供电。
请参阅图5及图9，每一外设装置20的外设判断模组23包括一连接自身插接接口26的上拉电阻R7及一连接自身外设连接接口28的下拉电阻R8。所述下拉电阻R8的一端连接所述外设控制模组22，用以向所述外设控制模组22传送所述附控制信号。所述下拉电阻R8的另一端接地。所述上拉电阻R7用以连接上一级外设装置20的下拉电阻R8的一端。
当一外设装置20插接有下一级外设装置20时，所述下拉电阻R8的一端电压被拉高，从而向自身外设控制模组22传送一高电平附控制信号，当一外设装置20没有插接下一级外设装置20时，所述下拉电阻R8的一端电压为低，从而向所述外设控制模组22传送一低电平附控制信号。
当所述外设控制模组22接收到的所述主控制信号为低电平主控制信号，且所述附控制信号为低电平附控制信号时，所述外设控制模组22切断自身的外设开关模组25。
所述主控装置10的主判断模组15包括一连接所述主连接接口18的下拉电阻R9。所述下拉电阻R9的一端连接所述高电平电压及所述主控制模组13，用以通过所述主控制模组13向所述主开关模组16传送判断结果。所述下拉电阻R9用以连接下一级外设装置20的上拉电阻R7的一端。
当所述主控装置10插接有下一级外设装置20时，所述下拉电阻R8的一端电压被拉高，从而向主开关模组16传送一高电平信号，以驱使所述第二主开关单元162导通，允许电源模组11向下一级外设装置20供电。当所述主控装置10没有插接下一级外设装置20时，所述下拉电阻R9的一端电压为低，从而向所述主开关模组16传送一低电平信号，以驱使所述第二主开关单元162截止，以切断电源模组11，防止因误操作接触到所述主连接接口18的对应引脚时产生触电情况。
在其他实施方式中，所述主判断模组15及外设判断模组23可以通过软体检测判断的方式来实现。

Claims (12)

1.一种电子装置供电系统，包括一主控装置及至少一个可与所述主控装置逐级连接的外设装置，所述主控装置包括有电源模组及主控制模组，其特征在于：所述主控装置还包括有检测模组，每一外设装置均包括有外设控制模组、外设判断模组及外设开关模组，所述电源模组能经所述外设开关模组为每一外设开关模组对应的外设装置及下一级外设装置供电，所述检测模组用以检测外设装置的消耗总功率，并比较所述消耗总功率是否超过所述电源模组的额定功率后将比较结果传送至所述主控制模组，所述主控制模组用以根据所述比较结果发出一主控制信号输出至每一外设装置的外设控制模组，每一外设判断模组用以判断自身外设装置是否连接有下一级外设装置，并将判断结果作为一附控制信号输出至自身的外设控制模组，每一外设控制模组在消耗总功率超过所述额定功率，且自身外设装置没有连接下一级外设装置时切断自身的外设开关模组，以停止自身外设装置接收供电及对下一级外设装置供电。
2.如权利要求1所述的电子装置供电系统，其特征在于：当所述消耗总功率超过所述额定功率，但所述判断模组判断自身外设装置插接有下一级外设装置时，或当所述消耗总功率不超过所述额定功率时，所述开关模组导通。
3.如权利要求1所述的电子装置供电系统，其特征在于：所述主控装置包括有主连接接口，每一外设装置包括有插接接口及外设连接接口，所述插接接口用以与所述主连接接口或上一级外设装置的外设连接接口插接在一起，所述外设连接接口用以插接下一级外设装置的插接接口。
4.如权利要求3所述的电子装置供电系统，其特征在于：每一外设装置的外设判断模组包括一连接自身插接接口的外设上拉电阻及一连接自身外设连接接口的外设下拉电阻，所述外设下拉电阻的一端连接所述外设控制模组，用以向所述外设控制模组传送所述附控制信号，所述外设下拉电阻的另一端接地，所述外设上拉电阻用以连接上一级外设装置的外设下拉电阻的一端，当其中一外设装置插接有下一级外设装置时，所述外设下拉电阻的一端电压被拉高，从而向自身外设控制模组传送一高电平附控制信号，当其中一外设装置没有插接下一级外设装置时，所述外设下拉电阻的一端电压为低，从而向所述外设控制模组传送一低电平附控制信号。
5.如权利要求1-3中任一项所述的电子装置供电系统，其特征在于：所述检测模组存储有所述额定功率，每一外设控制模组存储有自身的消耗功率，当每一外设装置接入时，对应的外设控制模组将自身的消耗功率经一控制总线发送至所述检测模组，所述检测模组用以将所述额定功率与接收到的消耗功率总和作比较，并将比较结果传送至所述主控制模组。
6.如权利要求3所述的电子装置供电系统，其特征在于：所述检测模组包括一上拉电阻，每一外设装置包括一负载模组，每一负载模组包括一负载电阻，当所述外设装置逐级插接时，所述电源模组逐级向所述负载电阻供电，所述上拉电阻的一端连接一电源电压，所述上拉电阻的另一端与所述负载电阻相互串联，所述检测模组通过检测所述上拉电阻的另一端的电压来检测插接的外设装置的消耗总功率。
7.如权利要求6所述的电子装置供电系统，其特征在于：所述主连接接口的一第一引脚连接所述检测模组，所述检测模组包括一检测晶体管，所述检测晶体管的基极通过一第一电阻连接一高电平电压，同时连接所述主连接接口的一第二引脚，每一外设装置的插接接口的与所述第二引脚对应插接的引脚接地，所述检测晶体管的集电极连接所述上拉电阻的另一端。
8.如权利要求7所述的电子装置供电系统，其特征在于：每一外设装置的外设连接接口对应所述第一引脚连接所述负载模组，所述负载模组还包括一负载晶体管，所述负载晶体管的基极通过一第二电阻连接所述高电平电压，同时用以连接下一级外设装置的插接接口，所述负载晶体管的集电极连接所述负载电阻的一端，所述负载电阻的另一端用以连接所述检测晶体管的集电极或上一级外设装置的负载晶体管的集电极。
9.如权利要求8所述的电子装置供电系统，其特征在于：所述至少一个外设装置包括有连接所述主控装置的第一级外设装置及插接所述第一级外设装置的第二级外设装置，所述检测晶体管的基极接地，所述检测晶体管截止，所述第一级外设装置的负载电阻与所述上拉电阻串联，所述第一级外设装置的负载晶体管的基极接地，所述第一级外设装置的负载晶体管截止，所述第二级外设装置的负载电阻与第一级外设装置的负载电阻串联。
10.如权利要求1-3中任一项所述的电子装置供电系统，其特征在于：所述检测模组包括一第一检测电阻及一第二检测电阻，所述第二检测电阻的一端接地，另一端连接所述第一检测电阻，所述第一检测电阻连接一电源电压，每一外设装置包括一负载模组，每一负载模组包括一负载电阻，当所述外设装置逐级插接时，所述电源模组逐级向所述负载电阻供电，当所述外设装置逐级插接时，每个外设装置的负载电阻相并联后，与所述第二检测电阻并联，再与所述第一检测电阻串联，所述检测模组通过检测所述第二检测电阻的另一端的电压来检测插接的外设装置的消耗总功率。
11.如权利要求1所述的电子装置供电系统，其特征在于：所述主控装置还包括一主判断模组、一主开关模组及一外设供电开关，所述主判断模组用以判断所述主控制装置是否插接有外设装置，并将所述判断结果发送至所述主控制模组，所述主开关模组包括一连接所述外设供电开关的主开关单元，所述外设供电开关连接所述电源模组，当所述主判断模组的判断结果为没有插接外设装置时，所述主控制模组通过所述主开关单元驱使所述外设供电开关断开，当判断结果为插接有外设装置时，所述外设供电开关打开。
12.如权利要求1所述的电子装置供电系统，其特征在于：每一外设装置还包括一外设功能模组、一外设本机供电开关及一下级供电开关，所述外设开关模组包括一第一外设开关单元及一第二外设开关单元，所述第一外设开关单元通过所述外设本机供电开关连接所述外设功能模组，用以根据所述主控制信号和附控制信号来打开或关闭所述外设本机供电开关，从而让所述电源模组对所述外设功能模组供电或断开，所述第二外设开关单元用以连接所述下级供电开关，用以根据所述主控制信号和附控制信号打开或断开下级供电开关，从而实现对插接的下级外设装置供电或断开对其供电。
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