CN112018828A - 供电模块和通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种供电模块和通信设备，涉及供电技术领域。供电模块包括供用电处理电路和供电设置电路，供电设置电路通过供用电处理电路与作业设备电连接，供电设置电路与电源电连接，供用电处理电路与通信设备中的用电模块电连接；供用电处理电路检测作业设备的供用电状态，并将供用电状态传输至供电设置电路；供用电处理电路在供用电状态为供电时，将作业设备提供的第一电源电压提供至通信设备中的用电模块；供电设置电路在供用电状态为用电时，将电源提供的第二电源电压进行电压转换得到供电电压，并通过供用电处理电路将供电电压提供至作业设备。其能够向作业设备供电，也能控制作业设备作为电源供电，合理利用资源，节约成本。

Description

供电模块和通信设备

技术领域

本发明涉及供电技术领域，具体而言，涉及一种供电模块和通信设备。

背景技术

目前用于农业和工业等的通信设备(如4G网关)经常使用各种通信协议(如485(Universal Serial Bus，通用串行总线)通信协议和USB通信协议等)与作业设备(例如：传感器模块、开关控制等)进行数据交互，以及向作业设备供电。但是目前的通信设备只能单一的向作业设备，且在作业设备外接电源时，通信设备也是由额外的电源供电。使得整个系统由多个电源供电，不仅不能合理利用资源，还增加了成本。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种供电模块和通信设备，其能够向作业设备供电，也能进行切换，由作业设备作为电源供电，可以合理利用资源，节约成本。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种供电模块，应用于通信设备，所述供电模块包括供用电处理电路和供电设置电路，所述供电设置电路通过所述供用电处理电路与作业设备电连接，所述供电设置电路还用于与电源电连接，所述供用电处理电路与所述通信设备中的用电模块电连接；

所述供用电处理电路用于检测所述作业设备的供用电状态，并将所述供用电状态传输至所述供电设置电路；

所述供用电处理电路还用于在所述供用电状态为供电时，将所述作业设备提供的第一电源电压提供至所述通信设备中的用电模块；

所述供电设置电路用于在所述供用电状态为用电时，将所述电源提供的第二电源电压进行电压转换得到供电电压，并通过所述供用电处理电路将所述供电电压提供至所述作业设备。

第二方面，本发明实施例提供一种通信设备，包括用电模块和如前述实施方式任意一项所述的供电模块。

本发明实施例的有益效果包括，例如：一种供电模块和通信设备，通过供用电处理电路检测作业设备的供用电状态。在供用电状态为供电时，供用电处理电路将作业设备提供的第一电源电压提供至通信设备中的用电模块。在供用电状态为用电时，通过供电设置电路将电源的第二电源电压进行电压转换得到供电电压，并通过供用电处理电路将供电电压提供至作业设备。通过供用电处理电路和供电设置电路能够在作业设备的供用电状态为供电时，控制作业设备向通信设备中的用电模块供电；在作业设备的供用电状态为用电时，向作业设备供电。因此可以只用一个电源，就可以实现作业设备和通信设备的供电问题，不需要作业设备和通信设备各自接一个电源，合理的利用了资源，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术的一种通信设备与作业设备的供电结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种供电模块的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种供电模块的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种供电模块的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种供电模块的电路示意图。

图标：10-通信设备；100-供电模块；110-供用电处理电路；111-供用电识别单元；112-开关单元；120-供电设置电路；121-电压转换单元；122-限流单元；123-电压采集单元；130-用电选择电路；200-用电模块；210-主控单元；220-通信单元；230-4G单元；240-GPS单元；20-作业设备；30-电源；D1-第一二极管；D2-第二二极管；D3-第三二极管；D4-第四二极管；D5-第五二极管；U1-第一比较器；U2-电压转换芯片；U3-第一模拟开关；U4-放大器；U5-第二比较器；U6-第二模拟开关；Q1-第一开关管；Q2-第二开关管；Q3-第三开关管；Q4-第四开关管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；Rx1-第一选择电阻；Rx2-第二选择电阻；Rc-采样电阻。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，为现有技术的通信设备与作业设备的供电结构示意图。若通信设备接作业设备A和作业设备B，由于不同类型的设备，使用的供电电压不一样，不同的公司设计的设备用电标准也不一样。若通信设备、作业设备A和作业设备B的用电标准不一样，不能兼容，那就需要各自接一个电源。即通信设备还外接电源A，作业设备A外接电源B，作业设备B外接电源C。整个系统需要接多个电源，这样不仅会造成资源的浪费，还会使布线不方便，同时也会增加成本。

为了解决上述技术问题，如图2所示，本申请提供一种通信设备10，该通信设备10包括用电模块200和供电模块100，用电模块200通过供电模块100与作业设备20电连接，用电模块200还用于与电源30电连接。供电模块100用于检测作业设备20的供用电状态，并在供用电状态为供电时，将作业设备20提供的第一电源电压提供至通信设备10中的用电模块200；在供用电状态为用电时，将电源30提供的第二电源电压进行转换得到供电电压，并将供电电压提供至作业设备20。

可见，在作业设备20的供用电状态为供电时，由作业设备20对通信设备10进行供电，通信设备10可以不用再外接额外的电源30；在作业设备20的供用电状态为用电时，由与通信设备10外接的电源30向作业设备20供电，作业设备20不用再额外的接电源30。不仅可以合理的利用资源，还会减少布线，同时也会降低成本。

在本实施例中，作业设备20可以为USB作业设备和485作业设备等。通信设备10可以为4G网关。通信设备10可以同时外接多个类型的作业设备20或相同类型的作业设备20，也可以外接一个作业设备20，在此并不作限制。

在本实施例中，用电模块200包括主控单元210、通信单元220、4G单元230和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)单元240。主控单元210与通信单元220、4G单元230和GPS单元240均电连接，通信单元220还与作业设备20电连接，主控单元210还与供电模块100电连接。

其中，通信单元220用于进行通信协议转换，以实现通信设备10与作业设备20之间的通信。4G单元230用于负责与基站通信，以实现与远程服务系统通信，进而实现自动化和智能化。GPS单元240用于负责定位，以识别通信设备10所在位置。主控单元210用于对各单元进行协调和控制。

应当理解的是，图2所示的结构仅为通信设备10的结构示意图，通信设备10还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参照图3，为图2所示的供电模块100的一种可实施的结构示意图。供电模块100包括供用电处理电路110和供电设置电路120，供电设置电路120通过供用电处理电路110与作业设备20电连接，供电设置电路120还用于与电源30电连接，供用电处理电路110与通信设备10中的用电模块200电连接。

在本实施例中，供用电处理电路110用于检测作业设备20的供用电状态，并将供用电状态传输至供电设置电路120；供用电处理电路110还用于在供用电状态为供电时，将作业设备20提供的第一电源电压提供至通信设备10中的用电模块200；供电设置电路120用于在供用电状态为用电时，将电源30提供的第二电源电压进行电压转换得到供电电压，并通过供用电处理电路110将供电电压提供至作业设备20。

可见，通过供用电处理电路110和供电设置电路120能够在作业设备20的供用电状态为供电时，控制作业设备20向通信设备10中的用电模块200供电；在作业设备20的供用电状态为用电时，向作业设备20供电。因此可以只用一个电源30，就可以实现作业设备20和通信设备10的供电问题，不需要作业设备20和通信设备10各自接一个电源30，合理的利用了资源，节约了成本。

在本实施例中，主控单元210与供电设置电路120电连接。主控单元210用于在供用电状态为用电且供电设置电路120未产生供电电压时，控制供电设置电路120将第二电源电压进行电压转换得到供电电压。

可以理解，当作业设备20无供电且通信设备10刚上电时，即作业设备20的供用电状态为用电且供电设置电路120还未处于工作状态时。控制单元会控制供电设置电路120对第二电源电压进行电压转换得到供电电压。

如图4所示，供电模块100还包括用电选择电路130，供用电处理电路110和电源30均通过用电选择电路130与通信设备10中的用电模块200电连接。

在本实施例中，供用电处理电路110还用于在供用电状态为供电时，将第一电源电压提供至用电选择电路130；用电选择电路130用于接收电源30提供的第二电源电压；用电选择电路130还用于选择第一电源电压和第二电源电压中的任意一个传输至通信设备10中的用电模块200。

可以理解，在作业设备20的供用电状态为供电且通信设备10还外接有电源30时，作业设备20提供的第一电源电压和电源30提供的第二电源电压均可向通信设备10供电，通过设置用电选择电路130可以选择其中一个电源电压为通信设备10供电。同时，用电选择电路130还可以防止第一电源电压和第二电源电压之间的相互影响。具体地，用电选择电路130可以优先选择第一电源电压和第二电源电压中电压高的为通信设备10供电。

为了详细说明供电模块100的工作原理，请参照图5，供用电处理电路110包括供用电识别单元111和开关单元112，供电设置电路120通过供用电识别单元111与作业设备20电连接，开关单元112与供用电识别单元111和通信设备10中的用电模块200均电连接。

在本实施例中，供用电识别单元111用于依据作业设备20的连接端电压和供电设置电路120的输出端电压获得供用电状态，并将供用电状态发送至开关单元112和供电设置电路120；开关单元112用于在供用电状态为供电时，将第一电源电压提供至通信设备10中的用电模块200。

通过供用电识别单元111比较作业设备20的连接端电压和供电设置电路120的输出端电压的大小，可以确定作业设备20的供用电状态是供电还是用电。若作业设备20的连接端电压为第一电源电压，供电设置电路120的输出端电压为供电电压或无电压。那么供用电识别单元111比较出作业设备20的连接端电压是大于供电设置电路120的输出端电压，确定作业设备20的供用电状态是供电。若作业设备20的连接端电压无电压，供电设置电路120的输出端电压为供电电压。那么供用电识别单元111比较出作业设备20的连接端电压是小于供电设置电路120的输出端电压，确定作业设备20的供用电状态是用电。

其中，开关单元112在供用电状态为供电时，处于导通状态，作业设备20则通过开关单元112将第一电源电压提供至通信设备10中的用电模块200。开关单元112在供用电状态为用电时，处于关断状态。

如图6所示，为图5中所示的供用电处理电路110的一种可实施的电路示意图。供用电识别单元111包括第一二极管D1和第一比较器U1，第一二极管D1的阳极与供电设置电路120电连接，第一二极管D1的阴极与作业设备20电连接，第一比较器U1的正相输入端电连接于第一二极管D1的阴极与作业设备20之间，第一比较器U1的反相输入端电连接于供电设置电路120与第一二极管D1的阳极之间，第一比较器U1的输出端与开关单元112和供电设置电路120均电连接。

可以理解，第一二极管D1用于隔离供电，只允许电流从供电设置电路120流向作业设备20，防止作业设备20的电流倒灌至供电设置电路120。第一比较器U1的反相输入端用于接收供电设置电路120的输出端电压，第一比较器U1的正相输入端用于接收作业设备20的连接端电压。第一比较器U1用于将供电设置电路120的输出端电压与作业设备20的连接端电压进行比较，获得供用电状态，并将供用电状态发送至开关单元112和供电设置电路120。

在本实施例中，由于第一二极管D1导通会产生压降，所以作业设备20接收的供电电压是小于供电设置电路120输出的供电电压，故在作业设备20的供用电状态为用电时，作业设备20的连接端电压是小于供电设置电路120的输出端电压。只有在作业设备20的供用电状态为供电时，作业设备20提供的第一电源电压才会高于供电电压。

其中，若第一比较器U1比较出作业设备20的连接端电压是大于供电设置电路120的输出端电压，第一比较器U1的输出端输出的供用电状态是供电，且以高电平表示。若第一比较器U1比较出作业设备20的连接端电压是小于供电设置电路120的输出端电压，第一比较器U1的输出端输出的供用电状态是用电，且以低电平表示。

进一步的，供用电识别单元111还包括第二二极管D2和第三二极管D3，第二二极管D2的阳极电连接于供电设置电路120与第一二极管D1的阳极之间，第三二极管D3的阳极电连接于第一二极管D1的阴极与作业设备20之间，第二二极管D2的阴极和第三二极管D3的阴极均与第一比较器U1的电源端电连接。

在本实施例中，第二二极管D2用于在供电设置电路120产生供电电压时，向第一比较器U1供电，第三二极管D3用于在作业设备20提供第一电源电压时，向第一比较器U1供电。且第二二极管D2还用于防止作业设备20提供的第一电源电压倒灌至供电设置电路120。

进一步的，开关单元112包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2，第一开关管Q1的第二引脚与作业设备20电连接，第一开关管Q1的第三引脚与通信设备10中的用电模块200电连接，第一开关管Q1的第一引脚通过第一电阻R1与第二开关管Q2的第二引脚电连接，第一开关管Q1的第二引脚还通过第二电阻R2与第二开关管Q2的第二引脚电连接，第二开关管Q2的第一引脚与供用电识别单元111电连接，第二开关管Q2的第三引脚与地线电连接。

在本实施例中，第一开关管Q1的第三引脚通过用电选择电路130与通信设备10中的用电模块200电连接，第二开关管Q2的第一引脚与第一比较器U1的输出端电连接。

可以理解，若第一比较器U1的输出端输出的供用电状态是供电，即第一比较器U1的输出端输出高电平时，第二开关管Q2导通，第一开关管Q1的第一引脚为低电平，第一开关管Q1也会导通，进而使得作业设备20通过第一开关管Q1将第一电源电压提供至通信设备10的用电模块200。若第一比较器U1的输出端输出的供用电状态是用电，即第一比较器U1的输出端输出低电平时，第二开关管Q2关断，第一开关管Q1的第一引脚为高电平，第一开关管Q1关断，进而使得作业设备20无法提供电压至通信设备10的用电模块200。

如图5所示，供电设置电路120包括电压转换单元121，电压转换单元121通过供用电处理电路110与作业设备20电连接，电压转换单元121还用于与电源30电连接。

在本实施例中，电压转换单元121用于在供用电状态为供电时，停止对第二电源电压进行电压转换，以使电源30停止对作业设备20供电；电压转换单元121还用于在供用电状态为用电时，将第二电源电压进行电压转换得到供电电压，并通过供用电处理电路110将供电电压提供至作业设备20。

可以理解，电压转换单元121还与主控单元210电连接，电压转换单元121在主控单元210的控制下也会将第二电源电压进行电压转换得到供电电压。

具体地，当通信设备10无供电且通信设备10刚上电时，即作业设备20的供用电状态为用电且电压转换单元121还未处于工作状态时，也就是说供电设置电路120的输出端电压和作业设备20的连接端电压均为0时，第一比较器U1未上电输出低电平(即供用电状态为用电)。说明需要对作业设备20供电，控制单元检测到第一比较器U1输出低电平则控制电压转换单元121对第二电源电压转换得到供电电压。由于作业设备20的供用电状态为用电，故作业设备20的连接端电压小于供电设置电路120的输出端电压，第一比较器U1的输出端会继续输出为用电的供用电状态。此时，电压转换单元121则依据为用电的供用电状态继续对第二电源电压转换得到供电电压。

在本实施例中，若供电模块100正向作业设备20供电，但作业设备20突然由用电转换为供电，即作业设备20外接了其它电源30供电。第一比较器U1向电压转换单元121和主控单元210发送的供用电状态则会由用电转变为供电，电压转换单元121则会停止对第二电源电压进行电压转换，以使连接通信设备10的电源30停止对作业设备20供电。主控单元210则可通过4G单元230向远程服务系统上报作业设备20的供用电状态变化，以实现远程可监控作业设备20的供电方向。

在本实施例中，若作业设备20正向用电模块200供电，但作业设备20突然由供电转换为用电。由于作业设备20之前向用电模块200供电时，电压转换单元121是停止对第二电源电压进行电压转换，故电压转换单元121无供电电压提供，所以作业设备20的连接端电压和供电设置电路120的输出端电压均为0。主控单元210检测第一比较器U1输出低电平时，会控制电压转换单元121对第二电源电压进行电压转换，以向作业设备20供电。

如图6所示，电压转换单元121包括电压转换芯片U2和第三开关管Q3，电压转换芯片U2的输入端与电源30电连接，电压转换芯片U2的使能端与第三开关管Q3的第二引脚电连接，第三开关管Q3的第一引脚与供用电处理电路110电连接，第三开关管Q3的第三引脚与地线电连接，电压转换芯片U2的输出端与供用电处理电路110电连接。

在本实施例中，第三开关管Q3在供用电状态为供电时，处于导通状态；在供用电状态为用电时，处于关断状态；电压转换芯片U2用于在第三开关管Q3处于导通状态时，停止对第二电源电压进行电压转换。

可以理解，第三开关管Q3的第一引脚与第一比较器U1的输出端电连接，电压转换芯片U2的输出端与第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极和第一比较器U1的反相输入端均电连接。

在本实施例中，由于第三开关管Q3的第三引脚与地线连接，故第三开关管Q3处于导通状态时，电压转换芯片U2的使能端接收低电平，电压转换芯片U2的使能端接收低电平则会停止电压转换工作。

在本实施例中，电压转换芯片U2的使能端还与主控单元210电连接。主控单元210用于在第一比较器U1输出为用电的供用电状态时，会向电压转换芯片U2的使能端提供为高电平的工作指令。电压转换芯片U2的使能端接收到高电平的工作指令会进行电压转换工作。

其中，由于第三开关管Q3是在供用电状态为用电时，处于关断状态。故此时主控单元210会向电压转换芯片U2的使能端提供工作指令，且因第三开关管Q3是处于关断状态，第三开关管Q3也不会将主控单元210提供的高电平工作指令拉低为低电平。

进一步的，如图5所示，供电设置电路120还包括限流单元122，用电模块200包括主控单元210，电压转换单元121通过限流单元122与供用电处理电路110电连接，限流单元122还与主控单元210电连接。

在本实施例中，限流单元122用于采集电压转换单元121提供供电电压时产生的供电电流，并依据供电电流和参考电流获得限流结果，将限流结果传输至主控单元210和电压转换单元121；以便主控单元210依据限流结果获得电流诊断结果；电压转换单元121还用于依据限流结果停止工作或继续保持工作。

可以理解，当供电电流高于参考电流时，限流单元122输出为高电平的过流结果。当供电电流低于参考电流时，限流单元122输出为低电平的正常结果。电压转换单元121获得过流结果时，会停止工作。电压转换单元121获得正常结果时，会继续保持工作。主控单元210还用于通过4G单元230将电流诊断结果上报至远程服务系统。

如图6所示，电压转换单元121还包括第四开关管Q4，第四开关管Q4的第二引脚电压转换芯片U2的使能端电连接，第四开关管Q4的第一引脚与限流单元122电连接，第四开关管Q4的第三引脚与地线电连接。

在本实施例中，第四开关管Q4在限流结果为过流结果时，处于导通状态；在限流结果为正常结果时，处于断开状态；电压转换芯片U2用于在所述第四开关管Q4处于导通状态时，停止对所述第二电源电压进行电压转换；电压转换芯片U2还用于在所述第四开关管Q4处于关断状态时，继续将所述第二电源电压进行电压转换得到供电电压。

可以理解，由于第四开关管Q4的第三引脚与地线连接，故第四开关管Q4处于导通状态时，电压转换芯片U2的使能端接收低电平，电压转换芯片U2的使能端接收低电平则会停止电压转换工作。

其中，由于第四开关管Q4是在供用电状态为用电时，处于关断状态。故此时主控单元210会向电压转换芯片U2的使能端提供工作指令，且因第四开关管Q4是处于关断状态，第四开关管Q4也不会将主控单元210提供的高电平工作指令拉低为低电平。

如图6所示，限流单元122包括采样电阻Rc、放大器U4、第二比较器U5、第二模拟开关U6、第五电阻R5和多个第二选择电阻Rx2，电压转换单元121通过采样电阻Rc与供用电处理电路110电连接，放大器U4的正相输入端和反相输入端分别电连接与采样电阻Rc的两端，放大器U4的输出端与第二比较器U5的正相输入端电连接，第五电阻R5电连接于供电处理电路与第二模拟开关U6之间，第二模拟开关U6通过多个第二选择电阻Rx2分别与地线电连接，第二模拟开关U6还与主控单元210电连接，第二比较器U5的反相输入端电连接于第五电阻R5与第二模拟开关U6之间，第二比较器U5的输出端与电压转换单元121电连接。

在本实施例中，采样电阻Rc用于采集电压转换单元121提供供电电压时产生的供电电流，并将供电电流传输至放大器U4；放大器U4用于对供电电流进行放大处理，得到放大后的供电电流，并将放大后的供电电流提供至第二比较器U5；第二模拟开关U6用于在主控单元210的控制下与多个第二选择电阻Rx2中的其中一个连通；第二比较器U5用于依据第五电阻R5和与第二模拟开关U6连通的第二选择电阻Rx2获得参考电流；第二比较器U5还用于依据放大后的供电电流和参考电流获得限流结果。

可以理解，电压转换芯片U2的输出端通过采样电阻Rc与第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极和第一比较器U1的反相输入端均电连接，第二比较器U5的输出端与第四开关管Q4的第一引脚电连接。

其中，多个第二选择电阻Rx2的阻值并不相同，不同的第二选择电阻Rx2与第五电阻R5进行分压能够产生不同的参考电流。进而可实现向第二比较器U5的反相输入端提供不同的参考电流。第二比较器U5则将放大后的供电电流和选定好的参考电流进行比较，若放大后的供电电流大于选定好的参考电流，第二比较器U5则输出过流结果；若放大后的供电电流小于选定好的参考电流，第二比较器U5则输出正常结果。

在本实施例中，参考电流可以设置为0.5A、1A、2A以及3A等。可根据具体的作业设备20进行参考电流的设置，以保护作业设备20。

进一步的，如图5所示，供电设置电路120还包括电压采集单元123，用电模块200包括主控单元210，电压采集单元123电连接于电压转换单元121与供用电处理电路110之间，主控单元210与电压采集单元123电连接。

在本实施例中，电压采集单元123用于采集电压转换单元121产生供电电压时的采样电压，并将采样电压传输至主控单元210，以便主控单元210依据采样电压获得电压诊断结果。

可以理解，电压采集单元123可以电连接于电压转换芯片U2输出端与采样电阻Rc之间。主控单元210还用于通过4G单元230将电压诊断结果上报至远程服务系统。

如图6所示，电压采集单元123包括第六电阻R6和第七电阻R7，第六电阻R6的一端电连接于所述电压转换单元121与供用电处理电路110之间，第六电阻R6的另一端通过第七电阻R7与地线电连接，主控单元210电连接于第六电阻R6和第七电阻R7之间。

在本实施例中，第六电阻R6和第七电阻R7用于采集电压转换单元121产生供电电压时的采样电压，并将采样电压传输至主控单元210。

可以理解，第六电阻R6的一端与电压转换芯片U2的输出端电连接，第六电阻R6的一端还通过采样电阻Rc与第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极和第一比较器U1的反相输入端电连接。

进一步的，电压转换单元121还包括第一模拟开关U3、第三电阻R3、第四电阻R4和多个第一选择电阻Rx1，第三电阻R3和第四电阻R4串联于电压转换芯片U2的输出端与地线之间，电压转换芯片U2的反馈端电连接于第三电阻R3与第四电阻R4之间，第一模拟开关U3与多个第一选择电阻Rx1分别串联与电压转换芯片U2的反馈端与地线之间，第一模拟开关U3还与主控单元210电连接。

在本实施例中，第一模拟开关U3用于在主控单元210的控制下与多个第一选择电阻Rx1中的其中一个连通或均与多个第一选择电阻Rx1均不连通；电压转换芯片U2用于依据第三电阻R3、第四电阻R4和与第一模拟开关U3连通的第一选择电阻Rx1，或依据第三电阻R3和第四电阻R4设置供电电压的大小。

在本实施例中，第一选择电阻Rx1的阻值并不相同，不同的第一选择电阻Rx1与第四电阻R4的并联值是不同的，不同的并联值与第三电阻R3分压获得的分压电压是不同的，电压转换芯片U2的反馈端依据不同的分压电压可以控制电压转换芯片U2的输出端输出不同的供电电压。

其中，通过不同的第一选择电阻，供电电压可以设置为5V、9V、12V、15V以及18V等。设置供电电压的大小可以适应各种用电标准的作业设备20，提高兼容性，降低作业设备20的接入难度。

如图6所示，用电选择电路130包括第四二极管D4、第五二极管D5，第四二极管D4的阳极与电源30电连接，第五二极管D5的阳极与供用电处理电路110电连接，第四二极管D4的阴极和第五二极管D5的均与通信设备10中的用电模块200电连接。

在本实施例中，第五二极管D5的阳极与第一开关管Q1的第二引脚电连接。第四二极管D4和第五二极管D5因二极管的单向导通功能，可以防止第二电源电压和第一电源电压相互影响。

在本实施例中，供电模块100还可以包括供电处理电路，用电选择电路130通过供电处理电路与用电模块200电连接。供电处理电路用于对第一电源电压或第二电源电压进行电压转换，获得用电模块200工作所需电压。

其中，供电处理电路包括至少一个DC-DC(直流-直流)转换芯片，DC-DC转换芯片用于对第一电源电压或第二电源电压进行电压转换，获得用电模块200工作所需电压。DC-DC转换芯片可以根据不同用电模块200的用电需求，提供不同的工作电压。

在本实施例中，第一开关管Q1、第三开关管Q3和第四开关管Q4可以采用MOS管(metal oxide semiconductor，场效应管)，第二开关管Q2可以采用三极管。

综上所述，本发明实施例提供了一种供电模块和通信设备，供电模块包括供用电处理电路和供电设置电路，供电设置电路通过供用电处理电路与作业设备电连接，供电设置电路还用于与电源电连接，供用电处理电路与通信设备中的用电模块电连接；供用电处理电路用于检测作业设备的供用电状态，并将供用电状态传输至供电设置电路；供用电处理电路还用于在供用电状态为供电时，将作业设备提供的第一电源电压提供至通信设备中的用电模块；供电设置电路用于在供用电状态为用电时，将电源提供的第二电源电压进行电压转换得到供电电压，并通过供用电处理电路将供电电压提供至作业设备。可见，通过供用电处理电路和供电设置电路能够在作业设备的供用电状态为供电时，控制作业设备向通信设备中的用电模块供电；在作业设备的供用电状态为用电时，向作业设备供电。因此可以只用一个电源，就可以实现作业设备和通信设备的供电问题，不需要作业设备和通信设备各自接一个电源，合理的利用了资源，节约了成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种供电模块，其特征在于，应用于通信设备，所述供电模块包括供用电处理电路和供电设置电路，所述供电设置电路通过所述供用电处理电路与作业设备电连接，所述供电设置电路还用于与电源电连接，所述供用电处理电路与所述通信设备中的用电模块电连接；

所述供用电处理电路用于检测所述作业设备的供用电状态，并将所述供用电状态传输至所述供电设置电路；

所述供用电处理电路还用于在所述供用电状态为供电时，将所述作业设备提供的第一电源电压提供至所述通信设备中的用电模块；

所述供电设置电路用于在所述供用电状态为用电时，将所述电源提供的第二电源电压进行电压转换得到供电电压，并通过所述供用电处理电路将所述供电电压提供至所述作业设备。

2.根据权利要求1所述的供电模块，其特征在于，所述供电模块还包括用电选择电路，所述供用电处理电路和所述电源均通过所述用电选择电路与所述通信设备中的用电模块电连接；

所述供用电处理电路还用于在所述供用电状态为供电时，将所述第一电源电压提供至所述用电选择电路；

所述用电选择电路用于接收所述电源提供的第二电源电压；

所述用电选择电路还用于选择所述第一电源电压和所述第二电源电压中的任意一个传输至所述通信设备中的用电模块。

3.根据权利要求1所述的供电模块，其特征在于，所述供用电处理电路包括供用电识别单元和开关单元，所述供电设置电路通过所述供用电识别单元与所述作业设备电连接，所述开关单元与所述供用电识别单元和所述通信设备中的用电模块均电连接；

所述供用电识别单元用于依据所述作业设备的连接端电压和所述供电设置电路的输出端电压获得所述供用电状态，并将所述供用电状态发送至所述开关单元和所述供电设置电路；

所述开关单元用于在所述供用电状态为供电时，将所述第一电源电压提供至所述通信设备中的用电模块。

4.根据权利要求3所述的供电模块，其特征在于，所述供用电识别单元包括第一二极管和第一比较器，所述第一二极管的阳极与所述供电设置电路电连接，所述第一二极管的阴极与所述作业设备电连接，所述第一比较器的正相输入端电连接于所述第一二极管的阴极与所述作业设备之间，所述第一比较器的反相输入端电连接于所述供电设置电路与所述第一二极管的阳极之间，所述第一比较器的输出端与所述开关单元和所述供电设置电路均电连接。

5.根据权利要求4所述的供电模块，其特征在于，所述供用电识别单元还包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极电连接于所述供电设置电路与所述第一二极管的阳极之间，所述第三二极管的阳极电连接于所述第一二极管的阴极与所述作业设备之间，所述第二二极管的阴极和所述第三二极管的阴极均与所述第一比较器的电源端电连接。

6.根据权利要求3所述的供电模块，其特征在于，所述开关单元包括第一开关管、第二开关管、第一电阻和第二电阻，所述第一开关管的第二引脚与所述作业设备电连接，所述第一开关管的第三引脚与所述通信设备中的用电模块电连接，所述第一开关管的第一引脚通过所述第一电阻与所述第二开关管的第二引脚电连接，所述第一开关管的第二引脚还通过所述第二电阻与所述第二开关管的第二引脚电连接，所述第二开关管的第一引脚与所述供用电识别单元电连接，所述第二开关管的第三引脚与地线电连接。

7.根据权利要求1所述的供电模块，其特征在于，所述供电设置电路包括电压转换单元，所述电压转换单元通过所述供用电处理电路与所述作业设备电连接，所述电压转换单元还用于与所述电源电连接；

所述电压转换单元用于在所述供用电状态为供电时，停止对所述第二电源电压进行电压转换，以使所述电源停止对所述作业设备供电；

所述电压转换单元还用于在所述供用电状态为用电时，将所述第二电源电压进行电压转换得到所述供电电压，并通过所述供用电处理电路将所述供电电压提供至所述作业设备。

8.根据权利要求7所述的供电模块，其特征在于，所述供电设置电路还包括限流单元，所述用电模块包括主控单元，所述电压转换单元通过所述限流单元与所述供用电处理电路电连接，所述限流单元还与所述主控单元电连接；

所述限流单元用于采集所述电压转换单元提供所述供电电压时产生的供电电流，并依据所述供电电流和参考电流获得限流结果，将所述限流结果传输至所述主控单元和所述电压转换单元；以便所述主控单元依据所述限流结果获得电流诊断结果；

所述电压转换单元还用于依据所述限流结果停止工作或继续保持工作。

9.根据权利要求7所述的供电模块，其特征在于，所述供电设置电路还包括电压采集单元，所述用电模块包括主控单元，所述电压采集单元电连接于所述电压转换单元与所述供用电处理电路之间，所述主控单元与所述电压采集单元电连接；

所述电压采集单元用于采集所述电压转换单元产生所述供电电压时的采样电压，并将所述采样电压传输至所述主控单元，以便所述主控单元依据所述采样电压获得电压诊断结果。

10.根据权利要求8所述的供电模块，其特征在于，所述电压转换单元包括电压转换芯片和第三开关管，所述电压转换芯片的输入端与所述电源电连接，所述电压转换芯片的使能端与所述第三开关管的第二引脚电连接，所述第三开关管的第一引脚与所述供用电处理电路电连接，所述第三开关管的第三引脚与地线电连接，所述电压转换芯片的输出端与所述供用电处理电路电连接；

所述第三开关管在所述供用电状态为供电时，处于导通状态；

所述电压转换芯片用于在所述第三开关管处于导通状态时，停止对所述第二电源电压进行电压转换。

11.根据权利要求10所述的供电模块，其特征在于，所述电压转换单元还包括第四开关管，所述第四开关管的第二引脚所述电压转换芯片的使能端电连接，所述第四开关管的第一引脚与所述限流单元电连接，所述第四开关管的第三引脚与地线电连接；

所述第四开关管在所述限流结果为过流结果时，处于导通状态；在所述限流结果为正常结果时，处于断开状态；

所述电压转换芯片用于在所述第四开关管处于导通状态时，停止对所述第二电源电压进行电压转换；

所述电压转换芯片还用于在所述第四开关管处于关断状态时，继续将所述第二电源电压进行电压转换得到供电电压。

12.根据权利要求10所述的供电模块，其特征在于，所述电压转换单元还包括第一模拟开关、第三电阻、第四电阻和多个第一选择电阻，所述第三电阻和所述第四电阻串联于所述电压转换芯片的输出端与地线之间，所述电压转换芯片的反馈端电连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间，所述第一模拟开关与所述多个第一选择电阻分别串联与所述电压转换芯片的反馈端与地线之间，所述第一模拟开关还与所述主控单元电连接；

所述第一模拟开关用于在所述主控单元的控制下与所述多个第一选择电阻中的其中一个连通或均与所述多个第一选择电阻均不连通；

所述电压转换芯片用于依据所述第三电阻、第四电阻和与所述第一模拟开关连通的第一选择电阻，或依据所述第三电阻和所述第四电阻设置所述供电电压的大小。

13.根据权利要求8所述的供电模块，其特征在于，所述限流单元包括采样电阻、放大器、第二比较器、第二模拟开关、第五电阻和多个第二选择电阻，所述电压转换单元通过所述采样电阻与所述供用电处理电路电连接，所述放大器的正相输入端和反相输入端分别电连接与所述采样电阻的两端，所述放大器的输出端与所述第二比较器的正相输入端电连接，所述第五电阻电连接与供电处理电路与所述第二模拟开关之间，所述第二模拟开关通过所述多个第二选择电阻分别与地线电连接，所述第二模拟开关还与所述主控单元电连接，所述第二比较器的反相输入端电连接于所述第五电阻与所述第二模拟开关之间，所述第二比较器的输出端与电压转换单元电连接；

所述采样电阻用于采集所述电压转换单元提供所述供电电压时产生的供电电流，并将所述供电电流传输至所述放大器；

所述放大器用于对所述供电电流进行放大处理，得到放大后的供电电流，并将所述放大后的供电电流提供至所述第二比较器；

所述第二模拟开关用于在所述主控单元的控制下与所述多个第二选择电阻中的其中一个连通；

所述第二比较器用于依据所述第五电阻和与所述第二模拟开关连通的第二选择电阻获得所述参考电流；

所述第二比较器还用于依据所述放大后的供电电流和所述参考电流获得所述限流结果。

14.根据权利要求9所述的供电模块，其特征在于，所述电压采集单元包括第六电阻和第七电阻，所述第六电阻的一端电连接于所述电压转换单元与所述供用电处理电路之间，所述第六电阻的另一端通过所述第七电阻与地线电连接，所述主控单元电连接于所述第六电阻和所述第七电阻之间；

所述第六电阻和所述第七电阻用于采集所述电压转换单元产生所述供电电压时的采样电压，并将所述采样电压传输至所述主控单元。

15.根据权利要求2所述的供电模块，其特征在于，所述用电选择电路包括第四二极管、第五二极管，所述第四二极管的阳极与所述电源电连接，所述第五二极管的阳极与所述供用电处理电路电连接，所述第四二极管的阴极和所述第五二极管的阴极均与所述通信设备中的用电模块电连接。

16.一种通信设备，其特征在于，包括用电模块和如权利要求1-15任意一项所述的供电模块。

17.根据权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述用电模块包括主控单元，所述主控单元与所述供电设置电路电连接；

所述主控单元用于在所述供用电状态为用电且所述供电设置电路未产生所述供电电压时，控制所述供电设置电路将所述第二电源电压进行电压转换得到所述供电电压。

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