CN112652921B - 直流电源插座及电源插头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流电源插座及电源插头，所述直流电源插座包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、检测端和切换电路；所述第二输出端和所述检测端断路时，所述切换电路为第一状态；所述第二输出端和所述检测端短路时，所述切换电路为第二状态；所述切换电路处于所述第一状态时，所述第一输入端与所述第二输出端电连接，所述第二输出端与所述第一输出端电连接；所述切换电路处于所述第二状态时，所述第一输入端与所述第一输出端电连接，所述第二输出端与所述第二输出端电连接。本发明提供的直流电源插座及电源插头通过设置切换电路，使得直流电源插座不增加引脚的前提下，电源插头可以正反双向插入直流电源插座并正常工作。

Description

直流电源插座及电源插头
技术领域
本发明涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种直流电源插座及电源插头。
背景技术
传统的直流电源插头如USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口、microUSB接口，为了确保在使用过程中当对象插头插入接口后，插头正极与电路板的正极相连，插头负极与电路板的负极相连，通常对插座的结构进行限制使得插头只能单方向插入；或者虽然通过双排对称的插针或弹片使得插头能够双向插入，例如USB接口中的一种，即USBType-C接口，但是由于增加了插针或弹片的数量，容易导致接触不良或管脚短路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中直流电源插座在不增加引脚的情况下不支持插头双向插入的缺陷，提供一种支持双向插入的直流电源插座及电源插头。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供了一种直流电源插座，其特征在于，所述直流电源插座包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、检测端和切换电路；
所述第一输入端为正极，所述第二输入端为负极；
所述第二输出端和所述检测端断路时，所述切换电路为第一状态；
所述第二输出端和所述检测端短路时，所述切换电路为第二状态；
所述切换电路处于所述第一状态时，所述第一输入端与所述第二输出端电连接，所述第二输入端与所述第一输出端电连接；
所述切换电路处于所述第二状态时，所述第一输入端与所述第一输出端电连接，所述第二输入端与所述第二输出端电连接。
较佳地，所述切换电路包括第一MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属-氧化物-半导体)管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、电池；
所述第一MOS管的源极和所述第四MOS管的漏极与所述第二输入端电连接；
所述第二MOS管的漏极和所述第三MOS管的漏极与所述第一输入端电连接；
所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管的栅极电连接，并与所述第一电阻的一端电连接；
所述第一电阻的另一端和所述电池的正极电连接，所述电池的负极接地；
所述第一输出端与所述第一MOS管的漏极电连接；
所述第一输出端与所述第二MOS管的源极电连接；
所述第二输出端与所述第三MOS管的源极电连接；
所述第二输出端与所述第四MOS管的源极电连接。
较佳地，所述直流电源插座还包括保护电路，所述保护电路包括第一电容、第二电阻；
所述第一电容的一端和所述检测端电连接，所述第一电容的另一端和所述第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端和所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管的栅极电连接。
较佳地，所述第一输出端和所述第二输出端相向位于所述直流电源插座的插孔的两侧，所述第一输出端和检测端相向位于所述插孔的同侧。
较佳地，所述第一输出端位于所述插孔的距离所述第二输出端较远一侧，所述第二输出端和检测端位于所述插孔的距离所述第一输出端较远一侧。
本发明还提供了一种电源插头，所述电源插头和上述直流电源插座匹配，所述电源插头包括长侧端子和短侧端子，所述长侧端子为负极，所述短侧端子为正极；所述电源插头和所述直流电源插座的连接方式包括第一方向连接和第二方向连接。
较佳地，当所述电源插头和所述直流电源插座按所述第一方向连接时，所述长侧端子和所述直流电源插座的第一输出端连接，所述短侧端子和所述直流电源插座的第二输出端连接，所述直流电源插座的检测端为空置状态。
较佳地，当所述电源插头和所述直流电源插座按所述第二方向连接时，所述短侧端子与所述直流电源插座的第一输出端连接，所述长侧端子同时和所述直流电源插座的第二输出端、所述直流电源插座的检测端连接。
较佳地，所述电源插头包括公端和母端。
本发明的积极进步效果在于：与现有技术相比，本发明提供的直流电源插座及电源插头通过设置切换电路，使得直流电源插座不增加引脚的前提下，电源插头可以正反双向插入插座并正常工作。
附图说明
图1为实施例1中直流电源插座的电路结构示意图。
图2为实施例2中直流电源插座的内部结构示意图。
图3为实施例3中电源插头的结构示意图。
图4为实施例3中电源插头的第一种连接方式示意图。
图5为实施例3中电源插头的第二种连接方式示意图。
图6为实施例3中直流电源插座与电源插头以第一方向连接的示意图。
图7为实施例3中直流电源插座与电源插头以第二方向连接的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参见图1所示，本实施例提供了一种直流电源插座101，直流电源插座101包括第一输入端1、第二输入端2、第一输出端3、第二输出端4、检测端5和切换电路15；
为方便理解，图1用虚线框标明切换电路15。
第二输出端4和检测端5断路时，切换电路15为第一状态；
第二输出端4和检测端5短路时，切换电路15为第二状态；
切换电路15处于第一状态时，第一输入端1与第二输出端4电连接，第二输入端2与第一输出端3电连接；
切换电路15处于第二状态时，第一输入端1与第一输出端3电连接，第二输入端2与第二输出端4电连接。
本实施例中，切换电路15包括第一MOS管6、第二MOS管7、第三MOS管8、第四MOS管9、第一电阻11、电池10；
其中，第一MOS管6、第三MOS管8为N沟道MOS管；
第二MOS管7、第四MOS管9为P沟道MOS管。
第一MOS管6的源极和第四MOS管9的漏极与第二输入端2电连接；
第二MOS管7的漏极和第三MOS管8的漏极与第一输入端1电连接；
第一MOS管6、第二MOS管7、第三MOS管8、第四MOS管9的栅极电连接，并与第一电阻11的一端电连接；
第一电阻11的另一端和电池10的正极电连接，电池10的负极接地；
第一输出端3与第一MOS管6的漏极电连接；
第一输出端3与第二MOS管7的源极电连接；
第二输出端4与第三MOS管8的源极电连接；
第二输出端4与第四MOS管9的源极电连接。
本实施例中，直流电源插座包括保护电路，保护电路包括第一电容12、第二电阻13；
第一电容12的一端和检测端5电连接，第一电容12的另一端和第二电阻13的一端电连接，第二电阻13的另一端和第一MOS管6、第二MOS管7、第三MOS管8、第四MOS管9的栅极电连接。
当没有插入电源插头时，检测端5处于空置状态，此时四个MOS管的栅极均通过第一电阻11连到了电池10正极，此时第一MOS管6导通，第二MOS管7关断，第三MOS管8导通，第四MOS管9关断。则第二输入端2连接到第一输出端3；第一输入端1连接到第二输出端4。实现了电源插头103的正极连通到电路的Power(电源)端，负极连通到电路的GND(接地)端。
本实施例提供的直流电源插座通过设置切换电路，使得直流电源插座不增加引脚的前提下，可以保证对应的电源插头以正反双向插入并正常工作。
实施例2
参见图2所示，本实施例提供了一种直流电源插座，第一输出端3和第二输出端4相向位于直流电源插座的插孔17的两侧，第一输出端3和检测端5相向位于插孔17的同侧。
本实施例中，第一输出端3位于插孔17的距离第二输出端4较远一侧，第二输出端4和检测端5位于插孔17的距离第一输出端3较远一侧。
本实施例提供的直流电源插座通过设置切换电路，使得直流电源插座不增加引脚的前提下，可以保证对应的电源插头以正反双向插入并正常工作。
实施例3
参见图3所示，本实施例提供了一种电源插头103，和前述实施例中的直流电源插座匹配，以直流电源插座101为例说明其连接方式。电源插头103包括长侧端子18和短侧端子19，电源插头103和直流电源插座101的连接方式包括第一方向连接和第二方向连接。
本实施例中，参见图4所示，当电源插头103和直流电源插座101按第一方向连接时，长侧端子18和第一输出端3连接，短侧端子19和第二输出端4连接，检测端5为空置状态。此时，参见图6所示，四个MOS管的栅极均通过第一电阻11连到了电池10正极，此时第一MOS管6导通，第二MOS管7关断，第三MOS管8导通，第四MOS管9关断。则第二输入端2连接到第一输出端3；第一输入端1连接到第二输出端4。实现了电源插头103的正极连通到电路的Power端，负极连通到电路的GND端。
本实施例中，参见图5所示，当电源插头103和直流电源插座101按第二方向连接时，短侧端子19与第一输出端连接，长侧端子18同时和第二输出端4、检测端5连接。此时，参见图7所示，所在电路检测到检测端5连接到插头负极后，把四个MOS管的栅极拉低，此时第一MOS管关断，第二MOS管导通，第三MOS管关断，第四MOS管导通。实现了电源插头103的正极连通到电路的Power端，负极连通到电路的GND端。
本实施例中，电源插头103应用于USB接口。根据本实施例的说明和本领域技术手段，本领域技术人员能够实现该USB接口，此处不再赘述。
本实施例提供的电源插头通过设置长短侧端子，使得直流电源插座不增加引脚的前提下，可以保证对应的电源插头以正反双向插入并正常工作。
需要说明的是，以上实施例中，均按照电源插头的长侧端子均为负极，短侧端子为正极；第一输入端为Power(+)端，第二输入端为GND(-)端进行描述；如果长短侧端子的正负极相反，则检测端相应移至第一输出端一侧，且将后端的切换电路的检测逻辑进行相应变更。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种直流电源插座，其特征在于，所述直流电源插座包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、检测端和切换电路；
所述第一输入端为正极，所述第二输入端为负极；
所述第二输出端和所述检测端断路时，所述切换电路为第一状态；
所述第二输出端和所述检测端短路时，所述切换电路为第二状态；
所述切换电路处于所述第一状态时，所述第一输入端与所述第二输出端电连接，所述第二输入端与所述第一输出端电连接；
所述切换电路处于所述第二状态时，所述第一输入端与所述第一输出端电连接，所述第二输入端与所述第二输出端电连接；
所述切换电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、电池；
所述第一MOS管的源极和所述第四MOS管的漏极与所述第二输入端电连接；
所述第二MOS管的漏极和所述第三MOS管的漏极与所述第一输入端电连接；
所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管的栅极电连接，并与所述第一电阻的一端电连接；
所述第一电阻的另一端和所述电池的正极电连接，所述电池的负极接地；
所述第一输出端与所述第一MOS管的漏极电连接；
所述第一输出端与所述第二MOS管的源极电连接；
所述第二输出端与所述第三MOS管的源极电连接；
所述第二输出端与所述第四MOS管的源极电连接。
2.如权利要求1所述的直流电源插座，其特征在于，所述直流电源插座包括保护电路，所述保护电路还包括第一电容、第二电阻；
所述第一电容的一端和所述检测端电连接，所述第一电容的另一端和所述第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端和所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管的栅极电连接。
3.如权利要求1所述的直流电源插座，其特征在于，所述第一输出端和所述第二输出端相向位于所述直流电源插座的插孔的两侧，所述第一输出端和检测端相向位于所述插孔的同侧。
4.如权利要求3所述的直流电源插座，其特征在于，所述第一输出端位于所述插孔的距离所述第二输出端较远一侧，所述第二输出端和检测端位于所述插孔的距离所述第一输出端较远一侧。
5.一种电源插头，其特征在于，所述电源插头和权利要求1所述的直流电源插座匹配，所述电源插头包括长侧端子和短侧端子，所述长侧端子为负极，所述短侧端子为正极；所述电源插头和所述直流电源插座的连接方式包括第一方向连接和第二方向连接。
6.如权利要求5所述的电源插头，其特征在于，当所述电源插头和所述直流电源插座按所述第一方向连接时，所述长侧端子和所述直流电源插座的第一输出端连接，所述短侧端子和所述直流电源插座的第二输出端连接，所述直流电源插座的检测端为空置状态。
7.如权利要求5所述的电源插头，其特征在于，当所述电源插头和所述直流电源插座按所述第二方向连接时，所述短侧端子与所述直流电源插座的第一输出端连接，所述长侧端子同时和所述直流电源插座的第二输出端、所述直流电源插座的检测端连接。
8.如权利要求5所述的电源插头，其特征在于，所述电源插头包括公端和母端。
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