CN112014654B - 供电端口负载检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种供电端口负载检测电路。该负载检测电路包括控制电路MCU和供电电路；供电电路的输出端连接供电端口的输出引脚；控制电路MCU的GPIO3引脚连接供电电路的开关控制端口，通过开关控制端口控制供电电路的输出启停；控制电路MCU的GPIO2引脚连接供电端口的输出引脚；控制电路MCU的AD1引脚连接供电端口的输出引脚，并采集供电端口的输出引脚的反馈电压；控制电路MCU的GPIO2引脚输出测试电平至供电端口的输出引脚，控制电路MCU的AD1引脚采集供电端口的输出引脚的反馈电压，根据反馈电压判断供电端口是否有负载接入。本发明的负载检测电路结构简单，功耗低，可延长电子设备的待机时间。

Description

供电端口负载检测电路
技术领域
本发明涉及供电端口负载检测领域，更具体地说，涉及一种供电端口负载检测电路。
背景技术
电子设备的供电端口需要检测负载是否连接，在负载连接时为负载供电。现有负载检测电路较为复杂或者检测功耗高，不够合理。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种供电端口负载检测电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种供电端口负载检测电路，包括控制电路MCU和供电电路；
所述供电电路的输出端连接供电端口的输出引脚；所述控制电路MCU的GPIO3引脚连接所述供电电路的开关控制端口，通过所述开关控制端口控制所述供电电路的输出启停；所述控制电路MCU的GPIO2引脚连所述接供电端口的输出引脚；所述控制电路MCU的AD1引脚连接所述供电端口的输出引脚，并采集所述供电端口的输出引脚的反馈电压；
所述控制电路MCU的GPIO2引脚输出测试电平至所述供电端口的输出引脚，所述控制电路MCU的AD1引脚采集所述供电端口的输出引脚的反馈电压，根据所述反馈电压判断所述供电端口是否有负载接入。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，所述控制电路MCU的GPIO2引脚间隔预设时间间隔或按照预设时间点输出测试电平至所述供电端口的输出引脚；
所述测试电平为高电平或低电平。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，还包括二极管D2和限流电阻R9；
所述控制电路MCU的GPIO2引脚连接所述二极管D2的正极，所述二极管D2的负极通过所述限流电阻R9连接所述供电端口的输出引脚。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，还包括分压电阻R10和分压电阻R11；
所述控制电路MCU的AD1引脚通过所述分压电阻R10连接所述供电端口的输出引脚，所述控制电路MCU的AD1引脚通过所述分压电阻R10连接所述分压电阻R11的一端，所述分压电阻R11的另一端连接所述供电端口的接地引脚。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，还包括电阻R6，所述控制电路MCU的AD2引脚连接所述供电端口的接地引脚，所述供电端口的接地引脚通过所述电阻R6接地。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，还包括用于防止所述控制电路MCU的GPIO2引脚输出电压时电流流入所述供电电路的防护电路；
所述防护电路的第一端连接所述控制电路MCU的GPIO1引脚，所述防护电路的第二端连接所述供电电路的输出端，所述防护电路的第三端连接所述供电端口的输出引脚。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，所述防护电路包括MOS管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R7；
所述控制电路MCU的GPIO1引脚通过所述电阻R4连接所述三极管Q2的基极，所述控制电路MCU的GPIO1引脚通过所述电阻R7连接所述三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R3连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的源极连接所述供电电路的输出端；所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻R1连接所述MOS管Q1的漏极，所述MOS管Q1的漏极连接所述供电端口的输出引脚。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，所述供电电路包括DC-DC芯片、二极管D1、电阻R2、电阻R5、电感L1以及电容EC1；
所述DC-DC芯片的EN引脚连接所述控制电路MCU的GPIO3引脚，所述DC-DC芯片的SW引脚通过所述电感L1连接所述供电电路的输出端；所述DC-DC芯片的SW引脚连接所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接所述DC-DC芯片的GND引脚；所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R2连接所述供电电路的输出端，所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R5连接所述DC-DC芯片的GND引脚；所述供电电路的输出端通过所述电容EC1连接所述DC-DC芯片的GND引脚；
所述DC-DC芯片的VIN引脚用于接收输入电压，所述DC-DC芯片的GND引脚接地。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，所述供电电路包括DC-DC芯片、二极管D3、电阻R21、电阻R51、电感L2以及电容EC2；
所述DC-DC芯片的EN引脚连接所述控制电路MCU的GPIO3引脚，所述DC-DC芯片的SW引脚连接所述二极管D3的正极，所述二极管D3的负极连接所述供电电路的输出端，所述二极管D3的负极通过所述电容EC2连接所述DC-DC芯片的GND引脚；所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R21连接所述供电电路的输出端，所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R51连接所述DC-DC芯片的GND引脚；
所述DC-DC芯片的VIN引脚用于接收输入电压，所述DC-DC芯片的VIN引脚通过所述电感L2连接所述DC-DC芯片的SW引脚，所述DC-DC芯片的GND引脚接地。
进一步，本发明所述的供电端口负载检测电路，所述供电端口为直流供电端口；
所述直流供电端口为USB供电端口，所述供电端口的输出引脚为所述USB供电端口的VBUS引脚；或
所述直流供电端口为DC-jack插口。
实施本发明的一种供电端口负载检测电路，具有以下有益效果：该负载检测电路包括控制电路MCU和供电电路；供电电路的输出端连接供电端口的输出引脚；控制电路MCU的GPIO3引脚连接供电电路的开关控制端口，通过开关控制端口控制供电电路的输出启停；控制电路MCU的GPIO2引脚连接供电端口的输出引脚；控制电路MCU的AD1引脚连接供电端口的输出引脚，并采集供电端口的输出引脚的反馈电压；控制电路MCU的GPIO2引脚输出测试电平至供电端口的输出引脚，控制电路MCU的AD1引脚采集供电端口的输出引脚的反馈电压，根据反馈电压判断供电端口是否有负载接入。本发明的负载检测电路结构简单，功耗低，可延长电子设备的待机时间。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是一实施例提供的供电端口负载检测电路的结构示意图；
图2是一实施例提供的供电端口负载检测电路的结构示意图；
图3是一实施例提供的供电端口负载检测电路的电路图；
图4是一实施例提供的供电端口负载检测电路的电路图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例
参考图1，本实施例的供电端口负载检测电路包括控制电路MCU和供电电路，供电电路的输出端连接供电端口的输出引脚；控制电路MCU的GPIO3引脚连接供电电路的开关控制端口，通过开关控制端口控制供电电路的输出启停；控制电路MCU的GPIO2引脚连接供电端口的输出引脚；控制电路MCU的AD1引脚连接供电端口的输出引脚，并采集供电端口的输出引脚的反馈电压。控制电路MCU的GPIO2引脚输出测试电平至供电端口的输出引脚，控制电路MCU的AD1引脚采集供电端口的输出引脚的反馈电压，根据反馈电压判断供电端口是否有负载接入。
本实施例的供电端口负载检测电路中供电端口可为直流供电端口。作为选择，直流供电端口为USB供电端口，供电端口的输出引脚为USB供电端口的VBUS引脚；或直流供电端口为DC-jack插口。其他直流供电接口也适用于本实施例的负载检测电路。
作为选择，测试电平为高电平或低电平，即可设置高电平作为有效电平，也可设置低电平为有效电平，可根据需要进行选择。
本实施例的供电端口负载检测电路的工作原理为：当系统上电后，供电电路的状态为停止输出，此时供电端口没有电压输出。这时控制电路MCU出于低功耗唤醒模式，其中控制电路MCU的GPIO2引脚会定时醒来，并输出一个高电平，同时控制电路MCU的AD1引脚会检测供电端口的电压。如果供电端口没有连接负载，则控制电路MCU的AD1引脚检测到的电压接近于控制电路MCU输出的电压；如果供电端口有连接负载，控制电路MCU的GPIO2输出的高电平被拉低，则控制电路MCU的AD1引脚检测到的电压会远低于控制电路MCU输出的电压。这样就可根据制电路MCU的AD1引脚的检测电压来判断供电端口是否有负载接入。例如，若供电端口的输出引脚为USB供电端口的VBUS引脚，则控制电路MCU的AD1引脚通过检测VBUS引脚上的电压来判断是否有负载接入。
当控制电路MCU的AD1引脚检测到有负载接入后，通过控制电路MCU的GPIO3引脚输出开始供电指令，供电电路进入工作状态，为供电端口供电。
本实施例的负载检测电路结构简单，功耗低，可延长电子设备的待机时间。
实施例
参考图3，本实施例的供电端口负载检测电路包括二极管D2和限流电阻R9，控制电路MCU的GPIO2引脚连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过限流电阻R9连接供电端口的输出引脚。二极管D2用于防止供电电路开启后输出电压倒灌回控制电路MCU，限流电阻R9用于控制电路MCU输出检测电压时限流。
本实施例的供电端口负载检测电路还包括分压电阻R10和分压电阻R11，控制电路MCU的AD1引脚通过分压电阻R10连接供电端口的输出引脚，控制电路MCU的AD1引脚通过分压电阻R10连接分压电阻R11的一端，分压电阻R11的另一端连接供电端口的接地引脚。分压电阻R10和分压电阻R11用于检测电压的分压，以保护控制电路MCU的I/O口。
本实施例的供电端口负载检测电路还包括电阻R6，控制电路MCU的AD2引脚连接供电端口的接地引脚，供电端口的接地引脚通过电阻R6接地。电阻R6用于检测负载断开后的状态。
作为选择，实施例的供电端口负载检测电路中控制电路MCU的GPIO2引脚间隔预设时间间隔或按照预设时间点输出测试电平至供电端口的输出引脚。
本实施例的负载检测电路结构简单，功耗低，可延长电子设备的待机时间。
实施例
参考图2，在上述实施例的基础上，本实施例的供电端口负载检测电路还包括用于防止控制电路MCU的GPIO2引脚输出电压时电流流入供电电路的防护电路，防护电路的第一端连接控制电路MCU的GPIO1引脚，防护电路的第二端连接供电电路的输出端，防护电路的第三端连接供电端口的输出引脚。
本实施例的防护电路在检测到电压异常时断开，可防止输出电流流入供电电路，提高电路安全性。
实施例
参考图3和图4，在上述实施例的基础上，本实施例的供电端口负载检测电路中防护电路包括MOS管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R7，控制电路MCU的GPIO1引脚通过电阻R4连接三极管Q2的基极，控制电路MCU的GPIO1引脚通过电阻R7连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极通过电阻R3连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的源极连接供电电路的输出端；MOS管Q1的栅极通过电阻R1连接MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的漏极连接供电端口的输出引脚。
本实施例的防护电路可防止输出电流流入供电电路，提高电路安全性。
实施例
参考图3，本实施例的供电端口负载检测电路中供电电路包括DC-DC芯片、二极管D1、电阻R2、电阻R5、电感L1以及电容EC1，DC-DC芯片的EN引脚连接控制电路MCU的GPIO3引脚，DC-DC芯片的SW引脚通过电感L1连接供电电路的输出端；DC-DC芯片的SW引脚连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接DC-DC芯片的GND引脚；DC-DC芯片的FB引脚通过电阻R2连接供电电路的输出端，DC-DC芯片的FB引脚通过电阻R5连接DC-DC芯片的GND引脚；供电电路的输出端通过电容EC1连接DC-DC芯片的GND引脚。DC-DC芯片的VIN引脚用于接收输入电压，DC-DC芯片的GND引脚接地。
实施例
参考图4，本实施例的供电端口负载检测电路中供电电路包括DC-DC芯片、二极管D3、电阻R21、电阻R51、电感L2以及电容EC2，DC-DC芯片的EN引脚连接控制电路MCU的GPIO3引脚，DC-DC芯片的SW引脚连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接供电电路的输出端，二极管D3的负极通过电容EC2连接DC-DC芯片的GND引脚；DC-DC芯片的FB引脚通过电阻R21连接供电电路的输出端，DC-DC芯片的FB引脚通过电阻R51连接DC-DC芯片的GND引脚。DC-DC芯片的VIN引脚用于接收输入电压，DC-DC芯片的VIN引脚通过电感L2连接DC-DC芯片的SW引脚，DC-DC芯片的GND引脚接地。
本发明的负载检测电路结构简单，功耗低，可延长电子设备的待机时间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种供电端口负载检测电路，其特征在于，包括控制电路MCU、供电电路、用于检测负载断开后的状态的电阻R6和用于防止所述控制电路MCU的GPIO2引脚输出电压时电流流入所述供电电路的防护电路；
所述供电电路的输出端连接供电端口的输出引脚；所述控制电路MCU的GPIO3引脚连接所述供电电路的开关控制端口，通过所述开关控制端口控制所述供电电路的输出启停；所述控制电路MCU的GPIO2引脚连所述接供电端口的输出引脚；所述控制电路MCU的AD1引脚连接所述供电端口的输出引脚，并采集所述供电端口的输出引脚的反馈电压；
所述控制电路MCU的GPIO2引脚间隔预设时间间隔或按照预设时间点输出测试电平至所述供电端口的输出引脚，所述控制电路MCU的AD1引脚采集所述供电端口的输出引脚的反馈电压，根据所述反馈电压判断所述供电端口是否有负载接入，当判断所述供电端口有负载接入后，所述控制电路MCU的GPIO3引脚输出开始供电指令；
所述控制电路MCU的AD2引脚连接所述供电端口的接地引脚，所述供电端口的接地引脚通过所述电阻R6接地；
所述防护电路的第一端连接所述控制电路MCU的GPIO1引脚，所述防护电路的第二端连接所述供电电路的输出端，所述防护电路的第三端连接所述供电端口的输出引脚。
2.根据权利要求1所述的供电端口负载检测电路，其特征在于，所述控制电路MCU的GPIO2引脚间隔预设时间间隔或按照预设时间点输出测试电平至所述供电端口的输出引脚；所述测试电平为高电平或低电平。
3.根据权利要求1所述的供电端口负载检测电路，其特征在于，还包括二极管D2和限流电阻R9；
所述控制电路MCU的GPIO2引脚连接所述二极管D2的正极，所述二极管D2的负极通过所述限流电阻R9连接所述供电端口的输出引脚。
4.根据权利要求1所述的供电端口负载检测电路，其特征在于，还包括分压电阻R10和分压电阻R11；
所述控制电路MCU的AD1引脚通过所述分压电阻R10连接所述供电端口的输出引脚，所述控制电路MCU的AD1引脚通过所述分压电阻R10连接所述分压电阻R11的一端，所述分压电阻R11的另一端连接所述供电端口的接地引脚。
5.根据权利要求1所述的供电端口负载检测电路，其特征在于，所述防护电路包括MOS管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R7；
所述控制电路MCU的GPIO1引脚通过所述电阻R4连接所述三极管Q2的基极，所述控制电路MCU的GPIO1引脚通过所述电阻R7连接所述三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R3连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的源极连接所述供电电路的输出端；所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻R1连接所述MOS管Q1的漏极，所述MOS管Q1的漏极连接所述供电端口的输出引脚。
6.根据权利要求1所述的供电端口负载检测电路，其特征在于，所述供电电路包括DC-DC芯片、二极管D1、电阻R2、电阻R5、电感L1以及电容EC1；
所述DC-DC芯片的EN引脚连接所述控制电路MCU的GPIO3引脚，所述DC-DC芯片的SW引脚通过所述电感L1连接所述供电电路的输出端；所述DC-DC芯片的SW引脚连接所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接所述DC-DC芯片的GND引脚；所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R2连接所述供电电路的输出端，所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R5连接所述DC-DC芯片的GND引脚；所述供电电路的输出端通过所述电容EC1连接所述DC-DC芯片的GND引脚；
所述DC-DC芯片的VIN引脚用于接收输入电压，所述DC-DC芯片的GND引脚接地。
7.根据权利要求1所述的供电端口负载检测电路，其特征在于，所述供电电路包括DC-DC芯片、二极管D3、电阻R21、电阻R51、电感L2以及电容EC2；
所述DC-DC芯片的EN引脚连接所述控制电路MCU的GPIO3引脚，所述DC-DC芯片的SW引脚连接所述二极管D3的正极，所述二极管D3的负极连接所述供电电路的输出端，所述二极管D3的负极通过所述电容EC2连接所述DC-DC芯片的GND引脚；所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R21连接所述供电电路的输出端，所述DC-DC芯片的FB引脚通过所述电阻R51连接所述DC-DC芯片的GND引脚；
所述DC-DC芯片的VIN引脚用于接收输入电压，所述DC-DC芯片的VIN引脚通过所述电感L2连接所述DC-DC芯片的SW引脚，所述DC-DC芯片的GND引脚接地。
8.根据权利要求1所述的供电端口负载检测电路，其特征在于，所述供电端口为直流供电端口；
所述直流供电端口为USB供电端口，所述供电端口的输出引脚为所述USB供电端口的VBUS引脚；或
所述直流供电端口为DC-jack插口。
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