CN113552474B - 兼容型电源接口检测电路和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种兼容型电源接口检测电路和电子设备，其中检测电路包括电源接入节点；与外接电源第二子接口电连接的检测接入节点；所述检测接入节点：与第一开关模块的输入端电连接，第一开关模块的输出端接地；与第二开关模块的输入端电连接，第一开关模块的输出端与电源接入节点电连接；与判断模块的输入端电连接，判断模块的输出端与第一开关模块的控制端电连接；判断模块用于根据检测接入节点的电平控制第一开关模块的开启和关闭。本发明能够判断外接电源第二子接口是否接地，进而通过电路设置自动将其接入正确的节点，避免了误接错误电源时，对硬件系统或传输电缆造成不可逆损害的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电源接口检测技术领域，尤其涉及一种兼容型电源接口检测电路和电子设备。
背景技术
随着电子设备类型的不断增加，结构相似的电源接口越来越多。硬件系统中，存在着很多结构相似，但内部电平不完全一致的电源接口。虽然严格使用原装适配的电源能够保证供电安全性，但实际使用中仍然无法完全避免误接错误电源的情况。
一种典型的情况是，硬件系统的电源接口中包括多个pin脚插口，而不同规格的外接电源线pin脚的电平分布不同，例如，一种外接电源线的多个pin脚均为高电平的电源接入pin脚，而另一种外接电源线中某一设定的pin脚接地、其余pin脚为高电平的电源接入pin脚。在这种情况下，一旦外接了错误的电源线，导致高电平短接至GND，从而烧坏电源，造成不必要的损失。
因此，误接错误电源时，可能对硬件系统或传输电缆造成不可逆损害的问题是是目前业界亟待解决的重要课题。
发明内容
本发明提供一种兼容型电源接口检测电路和电子设备，用以解决现有技术中误接错误电源时，对硬件系统或传输电缆造成不可逆损害的缺陷，实现电源接口的兼容适配。
本发明提供一种兼容型电源接口检测电路，包括：
电源接入节点；
与外接电源第二子接口电连接的检测接入节点；
第一开关模块；
第二开关模块；
判断模块；
所述检测接入节点：
与所述第一开关模块的输入端电连接，所述第一开关模块的输出端接地；
与所述第二开关模块的输入端电连接，所述第二开关模块的输出端与电源接入节点电连接；
与所述判断模块的输入端电连接，所述判断模块的输出端与第一开关模块的控制端电连接；
所述判断模块用于：
根据检测接入节点的第一电平控制第一开关模块开启，检测接入节点经由第一开关模块接地；
根据检测接入节点的第二电平控制第一开关模块关闭，检测接入节点经由第二开关模块与电源接入节点电连接；
所述第一电平与第二电平不同。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路，所述第一开关模块包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端接地，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第一场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路，所述第二开关模块包括二极管，且所述二极管的导通方向为自检测接入节点至电源接入节点的方向。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路，所述判断模块的输出端还与所述第二开关模块的控制端电连接；
其中，所述判断模块根据检测接入节点的第一电平控制第二开关模块关闭；以及根据检测接入节点的第二电平控制第二开关模块开启。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路：
所述第一开关模块包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端接地，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第一场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接；
所述第二开关模块包括第二场效应管；所述第二场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端与电源接入节点电连接，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第二场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接；
所述第一场效应管与第二场效应管的导通电平不同。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路：
所述第一开关模块包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端接地，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第一场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接；
所述第二开关模块包括第三场效应管和第四场效应管；
所述检测接入节点与第三场效应管的源极电连接，所述第三场效应管的漏极与第四场效应管的漏极电连接，所述第四场效应管的源极与电源接入节点电连接；
所述第三场效应管和第四场效应管的栅极均作为控制端与判断模块的输出端电连接；所述第一场效应管与第三场效应管的导通电平不同，且所述第三场效应管与第四场效应管的导通电平相同。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路，所述判断模块包括非门逻辑电路。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路，所述判断模块包括比较器。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路，所述第一电平为接地，和/或所述第二电平为所述电源接入节点的电平。
根据本发明提供的一种兼容型电源接口检测电路，所述电源接入节点与至少一个外接电源第一子接口电连接。
本发明还提供一种电子设备，包括电源接口；所述电源接口包括多个子接口；所述多个子接口中的至少一个子接口上设置有上述的兼容型电源接口检测电路。
本发明提供的兼容型电源接口检测电路和电子设备，通过引入判断模块控制第一开关模块，使得：
若外接电源第二子接口，即检测接入节点为接地节点，检测电路能够以低电平输入判断模块，从而控制第一开关模块导通，进而通过第一开关模块将外接电源第二子接口接地；
若外接电源第二子接口，即检测接入节点为供电节点，检测电路能够以高电平输入判断模块，从而控制第一开关模块断路，进而通过第二开关模块将外接电源第二子接口接入电源接入节点。
换言之，本发明能够判断外接电源第二子接口是否接地，进而通过电路设置自动将其接入正确的节点，避免了误接错误电源时，对硬件系统或传输电缆造成不可逆损害的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明提供的兼容型电源接口检测电路的第一结构示意图；
图2是本发明提供的兼容型电源接口检测电路的第二结构示意图；
图3是本发明实施例提供的兼容型电源接口检测电路的第一电路示意图；
图4是本发明实施例提供的兼容型电源接口检测电路的第二电路示意图。
附图标记：
10：外接电源第一子接口； 20：外接电源第二子接口；
100：电源接入节点； 200：检测接入节点；
300：判断模块； 400：第一开关模块；
500：第二开关模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。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。
下面结合图1-图4描述本发明的兼容型电源接口检测电路。
如图1所示，本发明实施例提供一种兼容型电源接口检测电路，包括：
电源接入节点100；
与外接电源第二子接口20电连接的检测接入节点200；
第一开关模块400；
第二开关模块500；
判断模块300；
所述检测接入节点200：
与所述第一开关模块400的输入端电连接，所述第一开关模块400的输出端接地；
与所述第二开关模块500的输入端电连接，所述第二开关模块500的输出端与电源接入节点电连接；
与所述判断模块300的输入端电连接，所述判断模块300的输出端与第一开关模块400的控制端电连接；
所述判断模块300用于：
根据检测接入节点200的第一电平控制第一开关模块400开启，检测接入节点200经由第一开关模块400接地；
根据检测接入节点200的第二电平控制第一开关模块400关闭，检测接入节点200经由第二开关模块500与电源接入节点100电连接；
所述第一电平与第二电平不同。
在一些实施例中，第一电平可以为接地，第二电平可以为电源接入节点100的电平。
在一些实施例中，电源接入节点100还可以与至少一个外接电源第一子接口10电连接。下面将对本实施例进行原理性说明。
本实施例的目的之一在于提供一种误接电源线种类时，也能连接至正确电平的检测电路。本实施例中，至少一个外接电源第一子接口10为高电平子接口(在一些示例中，可以为供电用的高电平引脚)，其作用是为电子设备供电；外接电源第二子接口20为可变电平接口，也就是说，对于不同种类的电源线，外接电源第二子接口20的电平可以不同，可能是为电子设备供电的高电平子接口(在一些示例中，可以为供电用的高电平引脚)，也可能是抑制干扰、提升电子设备运行稳定性的接地子接口(在一些示例中，可以为保护用的接地引脚)。
应当理解，至少一个外接电源第一子接口10所连接的电平可以与外接电源第二子接口20用于供电时所连接的电平相同或者不同。此外，至少一个外接电源第一子接口10中的每一个均可以连接独立的电平，本发明并非以此为限。
电源接口通常具有多个引脚，如6pin、8pin等，在一些常见的电源接口配置中，多个引脚中的一个是可能需要连接与其它引脚不同的电平，即多个引脚中的一个是等价于本实施例中的外接电源第二子接口20的。这种情况下，只需在电子设备中，对应于该外接电源第二子接口20的引脚上设置本实施例的检测电路即可。
本实施例中，外接电源第二子接口20的具体接入节点由判断模块300、第一开关模块400以及第二开关模块500共同决定。
判断模块300的输入即为检测接入节点200的电平，判断模块300的输出端与第一开关模块400的控制端电连接。也就是说，根据检测接入节点200的电平高低，可以控制第一开关模块400的通断，进而控制检测接入节点200的正确连接；如果检测接入节点200为低电平(例如接地)，则第一开关模块400通路，检测接入节点200经由第一开关模块400接地。若检测接入节点200为高电平，则第一开关模块400断路，检测接入节点200经由第二开关模块500与电源接入节点100电连接。
如图2所示，本实施例也可以通过判断模块300同时控制第一开关模块400和第二开关模块500，从而实现上述功能，即：
所述判断模块300用于：
根据检测接入节点200的第一电平控制第一开关模块400开启、第二开关模块500关闭，检测接入节点200经由第一开关模块400接地；
根据检测接入节点200的第二电平控制第一开关模块400关闭、第二开关模块500开启，检测接入节点200经由第二开关模块500与电源接入节点100电连接；
所述第一电平与第二电平不同。例如，第一电平可以为接地，而第二电平可以为电源接入节点100的电平。
此外，电源接入节点100还可以与至少一个外接电源第一子接口10电连接。
本实施例的有益效果在于：
现有技术提供的电源插口，一旦误接结构相似、内部供电电平不同的外接电源插头，可能导致电源或ATX主板烧毁，造成不必要、不可逆的损失。因此，提供一种兼容型电源接口检测电路，以供电源插口对接入引脚的电平进行检测后接入正确节点，有利于提升电源接口的安全性、稳定性以及兼容性，有效地避免了电源接口发生短接的情况。
具体地，本实施例通过引入判断模块300控制第一开关模块400，使得：
若外接电源第二子接口20，即检测接入节点200为接地节点，检测电路能够以低电平输入判断模块300，从而控制第一开关模块400导通，进而通过第一开关模块400将外接电源第二子接口20接地；
若外接电源第二子接口20，即检测接入节点200为供电节点，检测电路能够以高电平输入判断模块300，从而控制第一开关模块400断路，进而通过第二开关模块500将外接电源第二子接口20接入电源接入节点100。
换言之，本实施例能够判断外接电源第二子接口20是否接地，进而通过电路设置自动将其接入正确的节点，避免了误接错误电源时，对硬件系统或传输电缆造成不可逆损害的问题。
根据上述实施例，本实施例提供一种包括具体电路元件构成的兼容型电源接口检测电路。
首先对判断模块300的电路元件构成进行说明。
本实施例中，判断模块300可以由非门逻辑电路组成，判断模块300的输入为高电平时，输出为低电平；判断模块300的输入为低电平时，输出为高电平。
在一些优选的实施方式中，判断模块300也可以由运算放大器、比较器、反相器等电路元件组成，判断模块300只需实现不同的输入电平对应不同的输出电平这一功能即可。
本实施例中，开关模块的电路元件构成可以有两种实现方案。
如图3所示，第一种实现方案为低成本方案，其中：
所述第一开关模块400包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极接地，漏极与检测接入节点200电连接，栅极作为控制端与判断模块300的输出端电连接。
所述第二开关模块500包括二极管，且所述二极管的导通方向为自检测接入节点200至电源接入节点100的方向。
在低成本方案中，第二开关模块500采用二极管，从而可以实现由检测接入节点200到电源接入节点100的单向导通。值得说明的是，第二开关模块500可以由二极管组成，也可以是基于二极管的其它电路结构。
低成本方案中：
若检测接入节点200，即图3中的A点为高电平，则判断模块300的输出，即图3中的B点为低电平，第一开关模块400，即第一场效应管选用NMOS场效应晶体管Q3的栅极作为控制端，与B点的低电平电连接，从而使得Q3关断，于是与检测接入节点200电连接的外接电源第二子接口20，即图3中的管脚8经第二开关模块500的二极管D1与电源接入节点100电连接。由于二极管D1的导通方向为自检测接入节点200至电源接入节点100的方向，因此管脚8的供电电流不受影响。
若检测接入节点200，即图3中的A点为低电平，则判断模块300的输出，即图3中的B点为高电平，第一开关模块400，即第一场效应管选用NMOS场效应晶体管Q3的栅极作为控制端，与B点的高电平电连接，从而使得Q3导通，于是与检测接入节点200电连接的外接电源第二子接口20，即图3中的管脚8通过Q3接地。此外，参考图3所示，当管脚5、6、7同时与电源接入节点100电连接时，作为第二开关模块500的二极管D1可以对电源接入节点100至检测接入节点200的电流起到阻断的作用。
如图4所示，第二种实现方案为低功率损耗方案，其中：
所述第一开关模块400包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极接地，漏极与检测接入节点200电连接，栅极作为控制端与判断模块300的输出端电连接。
所述第二开关模块500：
-由第二场效应管组成；所述第二场效应管的栅极作为控制端与判断模块300的输出端电连接；所述第一场效应管与第二场效应管的导通电平不同；或者，
-由第三场效应管和第四场效应管组成；所述检测接入节点200与第三场效应管的源极电连接，所述第三场效应管的漏极与第四场效应管的漏极电连接，所述第四场效应管的源极与电源接入节点100电连接；所述第三场效应管和第四场效应管的栅极均作为控制端与判断模块300的输出端电连接；所述第一场效应管与第三场效应管的导通电平不同，且所述第三场效应管与第四场效应管的导通电平相同。
低功率损耗方案中，第二开关模块500采用场效应管，但第二开关模块500的场效应管和第一开关模块400的场效应管的导通电平不同，可以通过分别采用NMOS晶体管和PMOS晶体管实现。值得说明的是，第二开关模块500可以由场效应管组成，也可以是基于场效应管的其它电路结构。
同时，第二开关模块500即可以通过单一的场效应管实现，也可以通过相对设置(源源相接或漏漏相接)的两个场效应管实现。
低功率损耗方案中：
若检测接入节点200，即图4中的A点为高电平，则判断模块300的输出，即图4中的B点为低电平，第一开关模块400，即第一场效应管选用NMOS场效应晶体管Q3的栅极作为控制端，与B点的低电平电连接，从而使得Q3关断；同时，第二开关模块500中的PMOS场效应晶体管Q1和Q2的栅极作为控制端与B点的低电平电连接，从而导通Q1和Q2，于是与检测接入节点200电连接的外接电源第二子接口20，即图4中的管脚8经第二开关模块500与电源接入节点100电连接。
若检测接入节点200，即图4中的A点为低电平，则判断模块300的输出，即图4中的B点为高电平，第一开关模块400，即第一场效应管选用NMOS场效应晶体管Q3的栅极作为控制端，与B点的高电平电连接，从而使得Q3导通；同时，第二开关模块500中的PMOS场效应晶体管Q1和Q2的栅极作为控制端与B点的高电平电连接，从而关断Q1和Q2，于是与检测接入节点200电连接的外接电源第二子接口20，即图4中的管脚8经第一开关模块400接地。
本实施例的有益效果在于：
低成本方案中，由于第二开关模块500仅采用单个二极管即可实现，无需额外的复杂电路结构，能够在保证检测电路功能的前提下，最大程度的降低成本。
低功率损耗方案中，虽然第二开关模块500的成本有所增加，但场效应管的接入能够有效阻止电源接入时可能产生的压降和功率损耗，能够保证电源接入的稳定性。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括电源接口；所述电源接口包括多个子接口；所述多个子接口中的至少一个子接口上设置有上述的兼容型电源接口检测电路。
本实施例提供了一种上述检测电路的应用电子设备实施例，在本实施例中，电子设备上根据其需求设置电源接口中子接口的数量，如6pin、8pin或者包括其它数量引脚的电源接口，该电源接口可以是母口，也可以是公口。
随后，根据该电源接口的子接口数量、接口结构以及可能的外接电源线类型，将上述的检测电路设置在至少一个子接口处，以实现兼容的电源接口。
下面将举例说明本实施例。
目前，市场上存在两种不同的8管脚外接电源线插头(公口)，即服务器电源线插头和GPU电源线插头，两者的第一至第七管脚均接12V，区别在于第八管脚的接入电平不同，服务器插头的第八管脚接12V，而GPU插头的第八管脚接地。
实际使用中，服务器或GPU作为电子设备，其电源接口(母口)只能兼容一种外接电源线插头(公口)，一旦误接，即有可能造成电源乃至电子设备烧毁。
因此，可以应用本实施例方案，在电源接口(母口)对应于第八管脚的接线处，增加设置上述的检测电路，使得电子设备可以兼容服务器和GPU的两种外接电源线。
本实施例的有益效果在于：
现有电子设备提供的电源插口，一旦误接结构相似、内部供电电平不同的外接电源插头，可能导致电源或ATX主板烧毁，造成不必要、不可逆的损失。因此，提供一种带有兼容型电源接口检测电路的电子设备，以供电源插口对接入引脚的电平进行检测后接入正确节点，有利于提升电子设备电源接入的安全性、稳定性以及兼容性。
具体地，本实施例通过引入判断模块300控制第一开关模块400，使得：
若外接电源第二子接口20，即检测接入节点200为接地节点，检测电路能够以低电平输入判断模块300，从而控制第一开关模块400导通，进而将外接电源第二子接口20经由第一开关模块400接地；
若外接电源第二子接口20，即检测接入节点200为供电节点，检测电路能够以高电平输入判断模块300，从而控制第一开关模块400断路，进而通过第二开关模块500将外接电源第二子接口20接入电源接入节点100。
换言之，本实施例能够判断外接电源第二子接口20是否接地，进而通过电路设置自动将其接入正确的节点，避免了误接错误电源时，对硬件系统或传输电缆造成不可逆损害的问题。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种兼容型电源接口检测电路，其特征在于，包括：
电源接入节点；
与外接电源第二子接口电连接的检测接入节点；
第一开关模块；
第二开关模块；
判断模块；
所述检测接入节点：
与所述第一开关模块的输入端电连接，所述第一开关模块的输出端接地；
与所述第二开关模块的输入端电连接，所述第二开关模块的输出端与电源接入节点电连接；
与所述判断模块的输入端电连接，所述判断模块的输出端与第一开关模块的控制端电连接；
所述判断模块用于：
根据检测接入节点的第一电平控制第一开关模块开启，检测接入节点经由第一开关模块接地；
根据检测接入节点的第二电平控制第一开关模块关闭，检测接入节点经由第二开关模块与电源接入节点电连接；
所述第一电平与第二电平不同，
所述第一电平为接地，和/或所述第二电平为所述电源接入节点的电平。
2.根据权利要求1所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端接地，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第一场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接。
3.根据权利要求2所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于，所述第二开关模块包括二极管，且所述二极管的导通方向为自检测接入节点至电源接入节点的方向。
4.根据权利要求1所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于，所述判断模块的输出端还与所述第二开关模块的控制端电连接；
其中，所述判断模块根据检测接入节点的第一电平控制第二开关模块关闭；以及根据检测接入节点的第二电平控制第二开关模块开启。
5.根据权利要求4所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于：
所述第一开关模块包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端接地，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第一场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接；
所述第二开关模块包括第二场效应管；所述第二场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端与电源接入节点电连接，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第二场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接；
所述第一场效应管与第二场效应管的导通电平不同。
6.根据权利要求4所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于：
所述第一开关模块包括第一场效应管；所述第一场效应管的源极和漏极这两者中，一者作为输出端接地，另一者作为输入端与检测接入节点电连接，所述第一场效应管的栅极作为控制端与判断模块的输出端电连接；
所述第二开关模块包括第三场效应管和第四场效应管；
所述检测接入节点与第三场效应管的源极电连接，所述第三场效应管的漏极与第四场效应管的漏极电连接，所述第四场效应管的源极与电源接入节点电连接；
所述第三场效应管和第四场效应管的栅极均作为控制端与判断模块的输出端电连接；所述第一场效应管与第三场效应管的导通电平不同，且所述第三场效应管与第四场效应管的导通电平相同。
7.根据权利要求1所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于，所述判断模块包括非门逻辑电路。
8.根据权利要求1所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于，所述判断模块包括比较器。
9.根据权利要求1所述的兼容型电源接口检测电路，其特征在于，所述电源接入节点与至少一个外接电源第一子接口电连接。
10.一种电子设备，其特征在于，包括电源接口；所述电源接口包括多个子接口；所述多个子接口中的至少一个子接口上设置有权利要求1至9任一项所述的兼容型电源接口检测电路。
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