CN1161093A

CN1161093A - 外围设备接口模块用节能装置

Info

Publication number: CN1161093A
Application number: CN95195737A
Authority: CN
Inventors: L·J·斯卡德; S·H·米勒; T·L·麦考洛夫
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-10-01

Abstract

一种在电子设备的外设接口模块中使用的节能装置，所述模块包括外壳、安装在所述外壳内的外设接口硬件、安装在所述外壳内部并与所述外设接口硬件电气连接从而容纳外围设备插头并使外围设备插头与所述外设接口硬件电气连接的插座、以及当所述模块连至电子设备时从所述电子设备的电力端子接收电力并提供给所述外设接口硬件的模块电力端子，所述节能装置包括：检测所述外部设备插头是否插入所述插座的检测装置；以及响应所述检测装置的开关装置，它在所述外围设备插头未插入所述插座时切断所述模块电力端子与电子设备电力端子的连接，而在所述外部设备插头插入所述插座时将所述模块电力端子与电子设备电力端子连接起来。

Description

外围设备接口模块用节能装置

发明领域

本发明涉及电子硬件，特别是涉及在诸如计算机之类电子设备中中使用的外围设备(外设)接口模块。

背景技术

电子设备(例如计算机)体积不断地减小要求有关的硬件部件的体积也相应减小。缩小体积的努力促成了尺寸标准或者是“形状因数”(form factor)的建立，它们规定了各种硬件部件的长宽度、长度和厚度。例如有许多外设接口模块被制造成符合个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)制定的“形状因数”的插卡式组件。在PCMCIA形状因数具有可以改变的厚度，但共用与信用卡形状和表面区域相近的公共表面区域。外设接口卡可以模块的方式插入电子设备(例如计算机)，从而提供各种功能。

制造商运用PCMCIA形状因数来制造各种如同信用卡大小的接口卡，它们包括局域网(LAN)卡、传真/调制解调器卡、小型计算机系统接口(SCSI)卡和全球定位系统(GPS)卡。接口卡一般包括外部接插件硬件，连接器硬件被做成将卡与在共内装有卡的电子设备以外的一个外围设备连接起来。例如，LAN卡就包括了将卡与LAN或者LAN收发机(在是无线LAN的情形下)连接起来的接插件硬件。同样，传真/调制解调器卡包括做成将卡直接或通过蜂窝电话与公众电话线路连接起来的接插件硬件。SCSI卡包括设计成将卡与多种外围设备(诸如外部硬盘驱动器、CD-ROM驱动器或者磁带驱动器)连接起来的接插件硬件。最后，GPS卡包括适于将卡与卫星天线连接起来的接插件硬件。对于众多的接口卡来说，接插件硬件包括一个插入安装在卡内的边缘接插件内的外围设备插头。对于其它卡来说，接插件硬件可以包括一个受弹簧力作用的外设插座，它既可以向卡的外壳伸出以容纳插头，也可以在卡不用时缩回。

现今卡式外设接口模块适于插入电子设备(例如计算机)设置的PCMCIA插座内。PCMCIA插座包括一个多触点接插件，它与另一个安装在卡边缘的多触点接插件配合。两个接插件都包括各种控制和状态触点以及从与电子设备相关的电源向外设接口卡提供电源Vcc的电源触点。卡被装入PCMCIA插座之后就开始从电子设备的电源获取电力并持续到卡移去为止。因此，接口卡即使在未使用期间也消耗功率。电力效率仍然是电子设备设计中需要重视的方面。电力效率问题是在小型便携式电子设备的设计中尤其重要。便携式电子设备(例如便携式电脑、笔记本电脑、手持式电脑和个人数字辅助器(PDA))的电池电力有限，因此必须避免过度的功耗。但是，外设接口卡不断地并且通常是不必要地从电源获取电力，由此导致提高电力效率的努力失败。降低外设接口卡功耗的措施先前都一直集中在使用软件程序上(由卡上的微处理器执行)从而以模态方式调整电力消耗。这种软件程序一般包括例如“运行”模式(在该模式下外设接口卡以最大功率运行)、“备用”模式(经过一段未使用时间即启动该模式，在该模式下接口卡以中等功率运行)和“睡眠”模式(经过一段更长的未使用时间即启动该模式，在该模式下接口卡以最小功率运行)。遗憾的是由于微处理器自身需要消耗电力来执行软件程序，所以不可能提供不消耗任何电力的“停用”模式。

一种提供模态电力调节的市售PCMCIA卡是加利福尼亚州Fremont的SmartModular Technologies公司制造的14.4kHz ST 1414内置式传真/调制解调器卡。按照公布的性能指标，ST1414卡在睡眠模式下的电力消耗约为10mW，而运行模式和备用模式下的功耗分别为750mW和350mW。虽然ST1414在睡眠模式下的功耗非常小，但是无论何时只要将卡插入电子设备就要消耗至少是最小的电力值。卡所消耗的电力并不是微不足道的，特别是在体积小、重量轻的便携式电脑中(它们要求在保证同样的计算能力下缩小电池的体积)。而且，当市场上出现符合新的V.34协议的28.8kHz传真/调制解调器卡时功耗的问题可能会更显突出。早先的工业报告指出，与现有的14.4kHz传真/调制解调器卡相比，28.8kHz传真/调制解调器卡传输速率的提高将导致功耗的增加。因此，需要一种改进的外设接口模块，它能进一步降低功耗。

发明内容

针对电子设备用的现有外设接口模块中存在的功耗问题，本发明提出了这样一种节能模块。本发明的节能装置在模块实际上未使用(例如未与外围设备沟通)，切断从电子设备至外设模块的输入。节能装置由此提高了外设接口模块的电力效率从而节约电子设备的电力。

本发明的其它特点和优点一部分将在下面予以描述，而另一部分则将从下面的描述中或者本发明的实施中认识。本发明的优点可以借助说明书和权利要求书以及附图加以理解和实现。

如这里广泛实施和描述的，为了获得上述优点，本发明提供了一种电子设备的外设接口模块中使用的节能装置，模块包括外壳、安装在外壳内的外设接口硬件、安装在外壳内并与外设接口硬件电气连接以供容纳外围设备插头插入并使外围设备插头与外设接口硬件电气连接的插座、以及当模块电子设备连接时从电子设备的电力端子接收电力并提供给外设接口硬件的模块电力端子，节能装置包括检测外部设备插头是否插入插座的检测装置和响应检测装置的开关装置，它在外部设备插头未插入插座时切断模块电力端子与电子设备电力端子的连接，而在外部设备插头插入插座时将模块电力端子与电子设备电力端子连接起来。

本发明还提供一种用于电子设备的外部设备接口模块，该模块包括外壳、安装在外壳内的外设接口硬件、安装在外壳内并与外设接口硬件电气连接以供外围设备插头插入并使外围设备插头与外设接口硬件电气连接的插座、当模块连至电子设备时从电子设备的电力端子接收电力并提供给外设接口硬件的模块电力端子、检测外围设备插头是否插入插座的检测装置以及当外部设备插头未插入插座时切断模块电力端子与电子设备电力端子的连接而当外围设备插头插入插座时将模块电力端子与电子设备电力端子连接起来的响应检测装置的开关装置。

应该理解，上面的一般性描述和下面的详细描述仅仅是示例和说明性质的，与权利要求不同，这些描述对本发明并无限定作用。

附图的简要说明

这里的附图有助于更进一步地理解本发明并且属构成说明书的一部分。附图示出了本发明示例性的实施例并与文字描述一起阐释了本发明的原理。

图1为包含第一类外围设备插头的普通外设接口卡示意图；

图2为包含第二类外围设备插头的普通外设接口卡示意图；

图3为包含可伸缩外设插座的普通外设接口卡示意图；

图4为包含图1所示第一类外围设备插头并包括按照本发明的节能装置第一实施例的外设接口卡示意图；

图5为表示用于本发明节能装置的第一电路的电路图；

图6为表示用于本发明节能装置的第二电路的电路图；

图7为表示用于本发明节能装置的第三电路的电路图；

图8为包含图2所示第二类外围设备插头并包括按照本发明的节能装置第一实施例的外设接口卡示意图；

图9为包含图3所示可伸缩外设插座并包括按照本发明的节能装置第一实施例的外设接口卡示意图；

图10为包含图1所示第一类型外围设备插头并包括按照本发明的节能装置第二实施例的外设接口卡示意图；

图11为包含图3所示可伸缩外设插座并包括按照本发明的节能装置第三实施例的外设接口卡示意图。

实施发明的较佳方式

以下详细论述本发明的实施例。在给出这样的描述之后，本领域内的技术人员将会意识到本发明的节能装置可以应用于电子设备(例如计算机)的各种外设接口模块中。例如本发明的节能装置可以很容易地应用于LAN、传真/调制解调器、SCSI和GPS模块。此外，节能装置也可以用于符合现有PCMCIA形状因数的模块，并且可以预见的是还可用于符合将要建立的新的形状因数的模块。但是，为便于描述和图示，本发明节能装置的描述限于用于PCMCIA外设接口卡形式的外设接口模块的范围。

图1为包含第一类外围设备插头12的普通外设接口卡示意图。加利福尼亚州Fremont的Smart Modular Technologies公司制造的14.4kHz ST 1414内置式传真/调制解调器卡是一种市售，基本上与接口卡10一致的PCMCIA外设接口卡。接口卡10包括一个表面积基本上等于信用卡大小的外壳14。用虚线18框定的区域16限定了在外壳14内部安装带有外设接口硬件的电路板(未画出)的空间。接口卡10被设计成与电子设备(例如计算机)的PCMCIA插座相配，并在限定安装多触点接插件(未画出)的空间的外壳14内包含一个电子设备插座20。多触点接插件被做成与电子设备的PCMCIA槽中安装的另一个多触点接插件相配。

相配的接插件用来把电子设备与接口卡10上带有的外设接口硬件电气连接并向接口卡提供电力。特别，接口卡10的多触点接插件包括与PCMCIA槽内多触点接插件带有的电源触点相配的电源触点。电源触点用作从与电子设备相关的电源接收电力的电子设备电力端子Vcc。接口卡10所带的电路板上的导电引线将电子设备接线端Vcc电学连接至与外设接口卡硬件相关的接口卡电力端子Vcard。当把接口卡10装入电子设备的PCMCIA槽内时，接口卡接线端Vcard从电子设备的电力端子Vcc接收电力并提供给外设接口卡，从而为接口卡10运行供电。

接口卡10的外围设备插头12被做成将外设接口硬件与电子设备外部的外围设备连接起来。外围设备插头12包括插头外壳22、插头接插件24和电缆26。接插件外壳22包含将插头接插件24与电缆6连接起来的装配。插头接插件24与安装在外壳14的外设插座8内并与接口卡10的外设接口硬件相连的另一个接插件(未画出)相配。电缆26将插头接插件24与外围设备连接起来。如果把接口卡10做成例如传真/调制解调器卡，则电缆26可以连至至RJ-11接插件用于与电话线路通信。因此，外围设备插头12起着将外设接口硬件与外围设备连接起来的作用，并且该插头必须插入接口卡10方能工作。

图2为与图1结构相同的普通外设接口卡10，但带有第二类外围设备插头30的示意图。由伊利偌斯州Skokie的US Robotics公司制造的WORLDPORT^TM内置式传真/调制解调器卡是一种市售的PCMCIA外设接口卡，带有基本上与图2插头30一致的外围设备插头。外围设备插头30包括插头外壳32、插头接插件34和电缆36。插头外壳32包含将插头接插件34和电缆36连接起来的装配电路和在引入至接口卡10所带外设接口硬件之前对经过电缆接收的数据进行转换的数据存取装置(DAA)。插头34与安装在外壳14的外设插座37内并与接口卡所带的外设接口硬件连接的另一个接插件(未画出)相配。插头外壳32包括将插头接插件34导入外设插座37中的引导孔内的引导插脚38。如图2所示，电缆36也可以包括一个RJ-11接插件39，它直接插入插头外壳32的插座内，用于传真/调制解调器。与图1中的外围设备插头12相似，外围设备插头30必须插入接口卡方能工作。

图3为与图1结构相同的普通外设接口卡10但带有可伸缩外设插座40的示意图。在美国专利No.5，183,404中揭示了一种PCMCIA外设接口卡，它带有与插座40基本一致的外设插座。犹他州盐湖城的Megahertz公司制造的注册商标为XJack^TM的内置式传真/调制解调器卡中一种市售的PCMCIA外设接口卡，带有基本上与图3的外设插座40一致的外围设备插头。如图3所示，外围设备插头40安装在接口卡外壳14内，并包括一开孔42以在插座从外外壳伸出时容纳带电缆46的外部RJ-11接插件44。把RJ-11接插件44用作可伸缩插座40用的外围设备插头。因此，插座40必须从外壳14伸出以使接口卡10连同外围设备一起工作。

当RJ-11接插件被开孔42容纳时，模压在塑料块50中的一组引线48与RJ-11接插件44上的触点电气连接。RJ-11接插件44上的触点将引线48连至电缆46，而电缆又可以与电话线路连接，供通信用。小型柔性电缆(未画出)将引线48(因而RJ-11接插件44)电气连接至安装在区域16内的外设接口硬件。安装在外壳14内的受弹簧压入机构52可使插座40从外壳延伸出来以容纳接插件44并在接口卡不使用时使插座缩回外壳。受弹力作用的机构52包括绕在导杆56上的弹簧54。弹簧54和引导杆56的位置关系使得当插座被人力推入外壳14内时弹簧被构成插座一部分的第一法兰58压缩。当去除向内的力之后，弹簧抵住第一法兰58自由伸长，从而使插座40伸出外壳14。

与美国专利No.5，183,404中详细描述的一样，第一法兰58包括与安装在外壳14内的启动轴相关的棘齿槽(未画出)。棘齿槽的作用是当插座向内推入足够的距离时锁定将插座40在外壳14内的位置。棘齿槽由此使弹簧54处于压缩状态以使插座40保持在相对于外壳14内的棘齿位置上。当插座再次被向内推入时，棘齿槽瞬间松开插座40的位置并使弹簧54伸长，从而从外壳14内伸出。在图3中，插座40处于相对于外壳12的伸出位置。由于在槽的末端接有启动轴，所以棘齿槽纵向的距离是一定的，从而限制了插座40的移动距离。此外，插座40包括沿着外壳14底面滑动至与挡壁62相碰的第二法兰60，它也限制了插座由外壳向外移动。

图1-3所示接口卡都需要与外围设备连接才能工作。例如，图1和2所示的接口卡包括必须插入外设插座28、37以连至外围设备的外围设备插头12、30。同样，图3所示接口卡10包括可伸缩外设插座40，它必须与外围设备连接才能工作。当每块卡连至电子设备的PCMCIA槽后即开始消耗电力。虽然由外设接口硬件执行的软件程序可以以模态方式调节电力的消耗，但是无论何时只要接口卡10插入PCMCIA槽它至少就要消耗一些电力。因此不论外设接口硬件是否处于实际使用状态，接口卡都要消耗电力。

在非使用期间的电力消耗是造成浪费和电源效率不高的原因，特别是在电池容量有限的便携式电子设备中。因此，按照本发明提供了一种用于外设接口卡的节能装置，它避免了非使用期间的电力消耗，因而提高了电力效率。本发明的节能装置同时包括检测装置和开关装置。检测装置检测外设接口卡是否处于使用状态。开关装置响应检测装置，当接口卡不使用时切断接口卡电力端子Vcard与电子设备电力端子Vcc之间的连接，而当使用接口卡时将接口卡电力端子Vcard连接至电子设备电力端子Vcc。

图4为包含图1所示第一类外围设备插头但包括按照本发明的节能装置第一实施例的外设接口卡示意图。在第一实施例中，检测装置包括检测外围设备插头12是否插入外设插座28的装置，把检测到的情况作为接口卡10是否处于使用状态的指示。换句话说，检测装置确定外围设备插头12是否实际插入接口卡10。开关装置包括响应检测装置的装置，当外设插头不插入外设插座28时开关装置切断接口卡电力端子Vcard与电子设备电力端子Vcc的连接，而当外设插头12插入外设插座28时开关装置将接口卡电力端子Vcard连接至电子设备电力端子Vcc。

如图4所示，开关装置可以包括例如安装在外壳14内靠近外设插座28的开关64。开关64可以表面安装在接口卡10区域16内的外设接口硬件所带的电路板上。如图4所示，检测装置包括与开关64相关的致动器，例如设计成压下或松开开关按钮8的杆66。当外设插座28与插头接合时杆66与外围设备插头12的一部分接合。开关64可以这样来定位，当外围设备插头12插入外设插座28时使插头接插件24的一部分与杆66接合。虽然在图4中开关64的定位使其与外围设备插头12的特定部分接合，但是对于本领域内的技术人员来说，在阅读了本说明书后也可以采用其它的布局方式。因此很容易改变开关64相对于插座28和外壳14的确切取向，只要与开关相关的致动器以某种方式与外围设备插头12的表面或者附属部分接合。

开关64包括一内置开关端子，在图4所示的第一实施例中，当杆66与插头接插件24不接合时是常开的。开关端子用作第一和第二引线70、72之间的接头，而这两条引线又分别与图4虚线区域所示电路78的第一和第二电路端子74、76相连。当外围设备插头12没有与外设插座28接合时，开关端子的常开状态保持引线70和72之间的开路。然而，当外围设备插头12插入外设插座28时，杆66与接头接合，从而压下开关按钮68并闭合开关端子以连接第一和第二引线70和72，并由此连接电路78的第一和第二电路端子74、76。电路78构成开关装置的一部分，根据开关64中内置开关端子的状态将接口卡电力端子Vcard与电子设备电力端子Vcc连接或断开。

图5为示出一个实现电路78结构的例子的电路图。在图5中，电路78简单地包括跨于第一和第二电路端子74、76的电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard的连接。当外围设备插头12与拉杆66接合时，杆压下开关按钮68从而使得开关64的开关端子闭合。闭合的开关端子将第一和第二引线70、72连接起来，从而经电路端子74、76将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来。结果，电流从电子设备电力端子Vcc直接经开关64流入接口卡10的电力端子Vcard。但是当外围设备插头12与杆66不接合时，杆66松开开关按钮68，从而断开开关64的开关端子。因此接口卡电力端子Vcard无法从电子设备电力端子Vcc获得电力，由此节省了耗电。

用虚线表示的电路78仅仅表示接口卡10上电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard之间的连接。实际上，开关64可以通过简单地对现有的接口卡10加以改动而将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来。例如，可以断开区域16内电路板上连接Vcc与Vcard的导线并用连至电路78的第一和第二电路端的跳线代替。比较好的做法是重新设计接口卡10，使之包括跨于第一和第二电路端74、76连接Vcc与Vcard的导线。在两种情况下，当外围设备插头12与外设插座接合时开关64的内置开关端子起着连接Vcc与Vcard的作用，而当外围设备插头与外设插座脱开时起着断开Vcc与Vcard的作用。

图5示出了电路78的一个结构简单并且成本低廉的实例。但是，由于开关64直接通或者断开电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard之间的电力，所以需要另外的接口和去反跳电路。此外，电流要求规定使用有较大电流容量的开关64，这增加了开关的物理尺寸。开关64尺寸的增加提高了成本或不适合于表面安装或在PCMCIA形状因数下使用。因此需要另外的电路78。

图6为电路78的另一个实例。在图6中，电路78包括响应开关64的状态将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来或断开的晶体管80。由于开关64无需承受流经Vcc与Vcard之间的电流，所以采用晶体管80是有利的。开关64需要的电流不大使得可以用小得多的开关。晶体管80包括与电子设备电力端子Vcc连接的第一(源)极82、与接口卡电力端子Vcard连接的第二(漏)极84以及与第一电路端子74连接并经电阻器88与电子设备电力端子Vcc连接的控制(栅)极86。第二电路端子76接地。

当开关64的开关端子处于常开状态时，由于杆66与外围设备插头12脱开，所以栅极86经电阻器8与电子设备电力端子Vcc连接。因此，极82与栅极86的电势相同，而晶体管80保持“断开”状态，基本上没有电流从源极82流至漏极84。这样，当外围设备插头12没有插入接口卡10内时，晶体管80有效地断开电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard的连接。当开关64的开关端子处于闭合状态时，由于拉杆66与外围设备插头12接合，所以栅极经第一和第二电路端子74、76接地。源极82与栅极86之间的电势差偏置晶体管80使之处于“接通”状态，并允许电流从与源极82连接的电子设备电力端子Vcc流至与漏极84连接的接口卡电力端子Vcard。因此，当外围设备插头12插入接口卡10而表示处于使用状态时，晶体管80将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard有效地连接起来。

图7为电路78的另一个实例。在图7中，电路78进一步包括微处理器89和第二晶体管90。此外，开关64为带有第一和第二开关端子64a和64b的单拉双掷开关。第一开关端子64a经引线70a、72a连接在第一和第二电路端子74a、76a之间，而第二开关端子64b经引线70b、72b连接在第一和第二电路端74b、76b之间。微处理器89包括一个输入端91、一个输出端92和一个电力输入端93。第二晶体管90包括与晶体管80栅极86连接的集电极94、接地的发射极95和基极96。微处理器89的输入端93与接口卡电力端子Vcard相连，由其向微处理器提供工作用电力。微处理器89的输出端92连至第二晶体管90的基极96并经电阻器97接地。微处理器89的输入端91连至电路端子74b，从而获取开关64状态的指示。输入端91还经电阻器98连至电子设备电力端子Vcc。

当开关64的开关端子64a、64b同时闭合时，由于开关杆66与外围设备插头12接合，电路端子74a经电路端子76a使晶体管80的栅极86接地。栅极86处的地电势与源极82处的电子设备电势Vcc之间的差值使晶体管80处于“接通”状态，从而使电流在源极与漏极之间流动。当开关64指出外围设备插头12与插座28(因而杆66)接合时晶体管80将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来。

在电路端子74a将栅极86接地的同时，电路端子74b同样也经电路端子76b将微处理器89的输入端91接地。微处理器90响应在输入端91检测得到的地电势在其输出端92产生高电平的使能信号。高电平的使能信号由第二晶体管90的基极96接收，随后使第二晶体管90处于“接通”状态。在“接通”状态下，第二晶体管90的集电极94处的电势被驱动至接近在发射极95处存在的地电势的“低”电势。集电极94处的低电势又被发射至晶体管80的栅极86。这样，微处理器89的输出端92经电阻器90被有效地连接，以向晶体管80的栅极86发送使能信号。当开关64闭合时，由微处理器89使能时，栅极86从电路端子74a和晶体管90的集电极94看到地电势。

当开关端子64a、64b处于断开状态时，杆66与外围设备插头12脱开，电路端子74a断开与电路端子76a的连接。因此，晶体管80的栅极86与地电势断开。同时电路端子74b与电路端子76b断开，而微处理器89的输入端91与端子74b的，地电势断开。在与，地电势断开之后，输入端91被电阻器98拉高至电子设备电势Vcc，从而向微处理器89指出开关64处于断开状态。晶体管80的栅极86与地电势断开使得晶体管处于“断开”状态，从而将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard断开。因此，在电路端子74a已经与地电势断开的情况下，如果微处理器89响应在输入91上检测到的电子设备电势Vcc而在输出端92上产生低电平的禁止信号，当这一禁止信号断开晶体管90时，则晶体管80将立即处于“截断”状态。

但是，微处理器89不会马上在输出端92上产生禁止信号，而是延迟一段时间以供完成各种关断任务(例如存储器存储和后面唤醒用的变址)的需要。当微处理器89完成所需的关断任务之后，它产生低电平的禁止信号使晶体管90“断开”。因此，集电极94不再被驱动至低电平，并且晶体管80的栅极86经电阻器88从源极82接收电子设备电势Vcc。因此微处理器89的输出端92经电阻器90被有效地连接以向晶体管80的栅极86发送禁止信号。晶体管80由此进入“断开”状态从而在源极82与漏极84之间基本上没有电流通过。因此，当外围设备插头12未插入接口卡10从而指出处于未使用状态时，微处理器89控制晶体管有效地使电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard断开。由于接口卡电力端子Vcard向微处理器89的电力输入端93提供工作用电力，所以当电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard断开时微处理器也处于停用状态。

由于外围设备插头12与杆66的接合，当开关64再次闭合时，微处理器89起初仍处于停用状态。但是，电路端子74a将晶体管80的栅极86经电路端子76a接地。因此晶体管80转入“接通”状态，再次将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来。在将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来之后，电力输入端93接收工作用电力并唤醒微处理器89。每次外围设备插头12与插座28脱离接合状态以及随后与插座28又接合时都重复延迟关闭和唤醒的过程。

通过修改由微处理器执行已在电路板(安装在外设接口卡10的区域16内)上提供控制程序可以实现微处理器89的功能。由于不需要另外的电源向微处理器供电实现更具智能的控制，所以采用图7包括微处理器89的电路78是有利的。具体而言，能够对微处理器编程以执行由图7所述的延迟关闭程序和其它在完成接口卡10停止操作之前所需的其它程序。

图8为包含图2所示第二类外围设备插头并包括按照本发明的节能装置第一实施例的外设接口卡示意图。如在图4那样，的第一实施例中，开关装置包括开关100，它安装在与接口卡10的外设插座37相邻的外壳14内部。如图8所示，检测装置包括拉杆104，它被设计成可压下和松开开关100的开关按钮102。当插头与接口卡10的外设插座37接合时，杆104与外围设备插头30的一部分接合。开关64可以这样定位，从而当外围设备插头30插入外设插座37时使插头接插件34或引导插脚38的一部分以某种方式与杆104接合。当然，开关100的准确取向取决于外围设备插头插入接口卡10时与外设插座37的接合方式。

与图4一样，图8的开关100包括一个当杆104与插头30脱开时呈常开状态的内置开关端子。开关端子用作第一和第二引线70、72的接头，而它们又分别连至第一和第二电路端子74、76。当外围设备插头30没有与外设插座37接合时，开关端子的常开状态保持在引线70和72之间的下连接断开。当外围设备插头30插入外设插座37时，杆104与插头30接合，从而压下开关按钮102并闭合开关端子以连接第一和第二引线70和72，并由此连接第一和第二电路端子74、76。与图4一样，第一和第二端子74和76为图8虚线所示电路78的一部分。电路78又构成开关装置的一部分，并以图5-7所示的任何一种电路实现，从而根据开关100中内置开关端子的状态将接口卡电力端子Vcard与电子设备电力端子Vcc连接起来或断开。

图9为包含图3所示外围设备插头40并包括按照本发明的节能装置第一实施例的外设接口卡示意图。与图4和8中一样，图9的开关装置包括安装在外壳14内的开关106。如图9所示，检测装置包括与开关106相关的杆110，它被设计成压下和松开开关按钮108。但是，杆110并不直接检测插座40与外围设备插头之间的接合。而是将杆110定位成检测插座40缩入和伸出外壳14，并以此作为接口卡10是否处于使用状态的指示。通过检测插座40的缩入和伸出，杆110检测插座是否与插入开孔42的外围设备插头(RJ-11接插件)接合。如果插座40没有从外壳14内伸出，则插座无法与RJ-11接插件接合，因此无法将接口卡连至待用的外围设备。这样，插座40的伸出和缩入就指出了接口卡的使用状态，从而为用开关106将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来或断开提供了依据。

在操作中，当插座缩入外壳14之内用插座18的第二法兰与杆110接合，如第二法兰的虚线60’轮廓所示。当插座从外壳延伸出时，杆110与第二法兰60脱开。虽然开关106在图2中的定位使其与第二法兰60接合，但是对于本领域内的技术人员来说，在阅读了本说明书后也可以采用其它的布局方式。因此，很容易改变开关106相对于插座40和外壳14的准确取向，只要与开关相关的致动器可与插座表面或者其附属部分接合以检测插座位置。

开关106包括一与图4和8中的开关64和100不同的内置开关端子，当第二法兰60还与杆110接合时开关端子是常闭的。常闭状态使开关106能够连接至图5-7所示的任何一种电路78。开关端子用作第一和第二引线70、72之间的接头，而它们又分别与电路78的第一和第二电路端子74、76相连。当拉杆110与第二法兰60脱开时，开关端子的通常闭状态将第一和第二电路端子74和76连接起来。当第二法兰60与杆110接合时，由于在未使用期间插座40缩入外壳14，所以压下开关按钮108。开关按钮108断开常闭的开关端子连接，从而将第一和第二电路端子74和76断开。如图4和8中那样，第一和第二电路端子74和76是图9虚线表示的电路78的一部分。而电路78又构成开关装置的一部分，并可以用图5-7中所示的任一电路例实现，从而根据开关106中内置开关端子的状态将接口卡电力端子Vcard与电子设备电力端子Vcc连接起来或断开。

图10为包含图1所示第一类外设插座12并包括按照本发明的节能装置第二实施例的外设接口卡示意图。该第二实施例也很容易应用于具有图2所示第二类外设插座30的外设接口卡10。在图10中，插座28包括带有电子设备电力触点(例如接口卡电力插脚112)和接口卡电力触点(例如接口卡电力触点114)的多触点接插件(未画出)。电子设备电力插脚112和接口卡电力插脚114分别连至电路78的第一和第二电路端子74、76。在该第二实施例中，检测装置包括电子设备电力配对触点(例如电子设备电力插座116)和接口卡电力配对触点(例如接口卡电力插座118)。

当外围设备插头与外设插座28接合时，电子设备电力插座116和接口卡电力插座118被置于外围设备插头12的插头外壳22内并分别与电子设备电力插脚112和接口卡电力插脚114配合。当外设插头12与外设插座28接合之后，分别配对的插座116、118与插脚112、114互相电气连接。置于在插头外壳22内的连接线120在电子设备电力插座116与接口卡电力插座118之间提供了短路连接路径。电子设备电力插座116和接口卡功率插座118起着检测装置的作用，通过分别容纳电子设备电力插脚112和接口卡电力插脚114来检测插头12与插座28的接合情况。在这种方式下，检测到的插头12与插座28的接合情况作为接口卡使用状态的指示。

连接线120起着部分开关装置的作用，当插头12与插座28接合时它将第一和第二电路端子74、76连接起来，而当插头与插座脱开时将第一和第二端子断开。连接线120与由图5-7所示的任何一个电路电路78相连，当外围设备插头12与外设插座28接合时，连接线经电子设备电力插脚112、电子设备电力插座116、接口卡电力插脚114和接口卡电力插座118将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard连接起来。但是，当外围设备插头12与外设插座28脱开时，由于电子设备电力插脚112、电子设备电力插座116、接口卡电力插脚114和接口卡电力插座118之间没有各自配对的连接，所以连接线120有效地将电子设备电力端子Vcc与接口卡电力端子Vcard断开。电子设备电力插脚112、电子设备电力插座116、接口卡电力插脚114、接口卡电力插座118和连接线120的这种安排使得接口卡电力端子Vcard只有为使用接口卡10当外围设备插头12真正插入插座28内时才从电子设备电力端子Vcc获得电力，由此达到了节能的效果。

应该指出的是连接线120可以很容易地做成具有足以在Vcc与Vcard之间切换电力所需的电流容量。因此图5所示的结构简单并且价格低廉的电路78可以与此第二实施例一起使用。毫无疑问，利用图6所示包括晶体管80的电路78也是可行的。此外，如果要对连接-断开程序实现更智能化的控制(包括在外设接口卡10去激活之前完成各种关闭任务的能力)则特别需要图7所示包含微处理器89的电路78。

图11为包含图3所示外设插座40并包括按照本发明的节能装置第三实施例的外设接口卡示意图。在第三实施例中，检测装置包括安装在插座40侧面部分上的导电触点滑块122，而开关装置包括安装在接口卡10外壳内部靠近插座40的电子设备电力触点124和接口卡电力触点126。电子设备电力触点124和接口卡电力触点126分别经电路78的电路端子74、76连至电子设备电力端子Vcc和接口卡电力端子Vcard。电路78仍可以用图5-7所示的电路实现。触点滑块122的位置使得其只有在插座40从所用外壳14伸出来时才同时与电子设备电力触点124和接口卡电力触点126接合。因此触点滑块122有效地检测触点滑块、电子设备电力触点124和接口卡电力触点126是否同时接合，而该检测到的情况指示了接口卡的使用状态。当插座40从外壳14内伸出后，触点滑块122就用来将电子设备电力触点124和接口卡电力触点126电气连接起来。当插座40缩入外壳14内时，触点滑块122与电子设备电力触点124和接口卡电力触点126脱开，从而使它们断开。因此触点滑块122使得接口卡电力端子126只有当插座40延伸出来容纳外围设备插头(RJ-11接插件)时才从电子设备触点124接收电力，由此达到了节能的效果。

在上面已述实施例的基础上，本领域内的技术人员通过阅读说明书和这里揭示的栖发明的实践，可以很容易地了解本发明的其他优点和对本发明作出各种修改。例如，本说明书只涉及了节省主电源Vcc的电力。但是如果提供有第二电源Vpp(在许多外设接口模块中都有这种情况)，则本发明的节能装置可以进一步用于避免在接口卡10不用时消耗第二电源Vpp的电力。例如本发明的开关装置可以很容易地设计成单力双掷开关，当接口卡不用时同时断开主电源Vcc和第二电源Vpp。因此说明书的作用只是阐释本发明，本发明的范围和精神由下面权利要求限定。

Claims

1.一种用于电子设备的外设接口模块中使用的节能装置，所述模块包括外壳、安装在所述外壳内的外设接口硬件、安装在所述外壳内部并与所述外设接口硬件电气连接从而容纳外围设备插头并使所述外围设备插头与所述外设接口硬件电气连接的插座以及当所述模块连至电子设备时从所述电子设备的电力端子接收电力并提供给所述外设接口硬件的模块电力端子，其特征在于所述节能装置包括：

检测所述外围设备插头是否插入所述插座的检测装置；以及

响应所述检测装置的开关装置，它在所述外围设备插头未插入所述插座时切断所述模块电力端子与电子设备电力端子的连接，而在所述外围设备插头插入所述插座时将所述模块电力端子与电子设备电力端子连接起来。

2.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述电子设备为利用电池工作的计算机而所述电子设备电力端子为计算机电力端子，所述计算机电力端子连至电池并从所述电池获取电力，并且所述外设接口模块为外设接口卡。

3.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述开关装置包括安装在所述外壳内的开关，并且所述检测装置包括所述开关的致动器，当所述外围设备插头与所述插座接合时所述致动器与所述外围设备插头的一部分接合，并且所述开关包括开关端子，当所述外围设备插头的所述部分还与所述致动器接合时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开，而当所述外围设备插头的所述部分与所述致动器接合时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来。

4.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述开关装置包括安装在所述外壳内的开关，所述检测装置包括所述开关的致动器，当所述外围设备插头与所述插座接合时所述致动器与所述外围设备插头的一部分接合，所述开关包括开关端子，当所述外围设备插头的所述部分与所述致动器接合时所述致动器将所述开关端子闭合，而当所述外围设备插头的所述部分与所述致动器脱开时所述致动器将其断开，其中所述开关装置进一步包括：

一个晶体管，它包括与所述电子设备电力端子连接的第一电极、与所述模块电力端子连接的第二电极以及与所述开关的所述开关端子连接的控制电极，当所述开关端子断开时所述晶体管基本上没有电流从所述第一电极流至所述第二电极，从而将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开，而当所述开关端子闭合时所述晶体管上有电流从所述第一电极流至所述第二电极，从而将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来。

5.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述开关装置包括安装在所述外壳内的开关，所述检测装置包括所述开关的致动器，当所述外围设备插头与所述插座接合时所述致动器与所述外围设备插头的一部分接合，所述开关包括开关端子，当所述外围设备插头的所述部分与所述致动器接合时所述致动器将所述开关端子闭合，而当所述外围设备插头的所述部分与所述致动器脱开时所述致动器将其断开，其中所述开关装置进一步包括：

一个晶体管，它包括与所述电子设备电力端子连接的第一电极、与所述模块电力端子连接的第二漏极以及与所述开关的所述开关端子连接的控制电极，当所述开关端子断开时所述晶体管基本上没有电流从所述第一电极流至所述第二电极，从而将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开，而当所述开关端子闭合时所述晶体管上有电流从所述第一电极流至所述第二电极，从而将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来；以及

一个微处理器，它包括一个连至所述开关的所述开关端子的输入端和一个连至所述晶体管的所述控制电极向其发送所述使能信号和禁止信号的输出端，当所述开关端子闭合时所述微处理器在所述输出端产生所述使能信号，从而使所述晶体管将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来，而当所述开关端子断开时所述微处理器在所述输出端产生所述禁止信号，从而使所述晶体管将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开。

6.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述插座可以从所述外壳伸以容纳所述外围设备插头并且当所述模块不用时缩入所述外壳，所述开关装置包括安装在所述外壳内的开关，并且所述检测装置包括属于所述开关的致动器，当所述插座退入所述外壳时所述致动器与所述插座的一部分接合，当所述插座从所述外壳伸出时所述致动器与所述插座的一部分接合，所述检测装置由此检测所述插座的伸缩状态以指示所述外围设备插头是否与所述插座接合，其中所述开关包括开关端子，当所述插座的所述部分与所述致动器接合时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开，而当所述插座的所述部分与所述致动器脱开时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来。

7.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述插座可以从所述外壳伸出来以容纳所述外围设备插头并且当所述模块不用时缩入所述外壳，所述开关装置包括安装在所述外壳内的开关，并且所述检测装置包括属于所述开关的致动器，当所述插座缩入所述外壳时所述致动器与所述插座的一部分接合，当所述插座从所述外壳伸出时所述致动器与所述插座的一部分接合，所述检测装置由此检测所述插座的伸缩状态以指示所述外围设备插头是否与所述插座接合，其中所述开关包括开关端子，当所述插座的所述部分与所述致动器接合时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开，而当所述插座的所述部分与所述致动器脱开时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来，并且所述开关装置进一步包括：

8.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述插座可以从所述外壳伸出以容纳所述外围设备插头并且当所述模块不用时缩入所述外壳，所述开关装置包括安装在所述外壳内的开关，并且所述检测装置包括属于所述开关的致动器，当所述插座缩入所述外壳时所述致动器与所述插座的一部分接合，当所述插座从所述外壳伸出时所述致动器与所述插座的一部分接合，所述检测装置由此检测所述插座的伸缩状态以指示所述外围设备插头是否与所述插座接合，其中所述开关包括开关端子，当所述插座的所述部分与所述致动器接合时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开，而当所述插座的所述部分与所述致动器脱开时将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来，并且所述开关装置进一步包括：

一个晶体管，它包括与所述电子设备电力端子耦合的第一电极、与所述模块电力端子连接的第二电极以及与所述开关的所述开关端子耦合的控制电极，当所述开关端子断开时所述晶体管基本上没有电流从所述第一电极流至所述第二电极，从而将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子断开，而当所述开关端子闭合时所述晶体管上电流从所述源极流至所述漏极，从而将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子连接起来；以及

9.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述插座可以从所述外壳伸出以容纳所述外围设备插头并且当所述模块不用时缩入所述外壳，所述开关装置包括与所述模块电力端子连接的模块功率触点和与所述电子设备电力端子连接的电子设备电力触点，所述模块功率触点和所述电子设备电力触点安装在所述外壳上，而所述检测装置包括安装在所述插座上的触点滑块，它的位置使得其只有在所述插座从所述外壳伸出时才同时与所述电子设备电力触点和所述模块功率触点接合，所述触点滑块检测所述触点焊盘与所述电子设备电力触点和所述接口卡功率触点是否同时接合，而所述检测装置由此检测出所述插座的延伸状态以指示所述外围设备插头是否与所述插座接合，当所述触点滑块同时与所述模块功率触点和所述电子设备电力触点接合时它经所述模块功率触点和所述电子设备电力触点将所述电子设备电力端子与模块电力端子连接起来，而当所述触点滑块未同时与所述模块电力触点和所述电子设备电力触点接合时它经所述模块功率触点和所述电子设备电力触点将所述电子设备电力端子与模块电力端子断开。

10.如权利要求1所述的节能装置，其特征在于所述插座包括与所述模块电力端子连接的模块电力触点和与所述电子设备电力端子连接的电子设备电力触点，所述检测装置包括位于所述外围设备插头内的模块电力配对触点和位于所述外围设备插头内的电子设备电力配对触点，当所述外围设备插头与所述插座接合时所述模块电力配合触点连至所述插座的所述模块电力触点，并且当所述外围设备插头与所述插座接合时所述电子设备电力配对触点连至所述插座的所述电子设备电力触点，所述检测装置检测所述模块电力配对触点与所述模块电力触点的连接以及所述电子设备电力配对触点与所述电子设备电力触点的相连，并且所述开关装置包括将所述模块电力配对触点与所述电子设备电力配对触点连接的连接线，当所述外围设备插头与所述插座接合时所述连接线将所述模块电力端子经所述模块电力触点、所述模块电力配合触点、所述电子设备电力配对触点和所述电子设备电力触点连接至所述电子设备电力端子，并且当所述外围设备插头与所述插座脱开时，所述连接线将所述模块电力端子与所述电子设备电力端子经所述模块电力触点、所述模块电力配对触点、所述电子设备电力配对触点和所述电子设备电力触点断开。