CN201130342Y - 从串口获取电源的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种从串口获取电源的装置，包括正负电压整流电路、负电压－正电压变换电路和稳压电路，所述的正负电压整流电路从串口TXD、DTR、RTS三根信号线的至少一根信号线中获取电源，并整流出一个正电压和一个负电压；所述的负电压－正电压变换电路将正负电压整流电路输出的负电压变换成正电压；正负电压整流电路和负电压－正电压变换电路分别输出的正电压经稳压电路稳压后对外输出。本实用新型不影响串口正常工作，能够从串口TXD，DTR，RTS信号中任意一根信号线获取电源，当串口只能提供TXD，RXD，GND三根信号线时，无论取电信号线是否变化，均能正常工作。本实用新型电路实现简单，输出电源稳定，电压范围可根据需要调整，电路自身损耗小，电源效率高。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及通信领域的接口技术，尤其涉及一种通过串口获取电源的装置，应用于与PC串口相连的小型或微型手持式对电源要求不高，现场供电不方便的设备。
[背景技术]
对于许多现场采集和手持式设备而言，从现场获取供电有时很不方便。目前为了解决这个问题大多采用电池供电方式，然而电池供电无法长时间工作，必须不断充电来满足设备需求。虽然基于串口供电的技术亦已被广泛采用，但是现有的串口供电技术存在许多不足之处：1)电源获取效率不高，2)采用串口DTR，RTS信号线固定电压取电方式，当串口的DTR，RTS信号在不断变化时无法正常工作，3)当串口只能提供TXD，RXD，GND三根信号线时无法正常工作。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够从串口的TXD，DTR，RTS信号线中获取电源，无论该信号线为正电压或者为负电压都可正常工作的高效率、稳定取电的装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种从串口获取电源的装置，包括正负电压整流电路、负电压-正电压变换电路和稳压电路，所述的正负电压整流电路从串口TXD、DTR、RTS三根信号线的至少一根信号线中获取电源，并整流出一个正电压和一个负电压；所述的负电压-正电压变换电路将正负电压整流电路输出的负电压变换成正电压；正负电压整流电路和负电压-正电压变换电路分别输出的正电压经稳压电路稳压后对外输出。
以上所述的从串口获取电源的装置，所述的负电压-正电压变换电路可以包括振荡方波发生电路和正负方波转换电路，所述的振荡方波发生电路将正负电压整流电路输出的负电压转换成负电压方波，正负方波转换电路将振荡方波发生电路产生的负电压方波转换成正电压方波。
以上所述的从串口获取电源的装置，所述的正负方波转换电路包括储能充放电容、充电二极管和整流二极管，所述的储能充放电容一端接所述的振荡方波发生电路的输出端，另一端接整流二极管的阳极，整流二极管的阴极为正负方波转换电路的输出端，所述的充电二极管的阳极接地，阴极接整流二极管的阳极。
以上所述的从串口获取电源的装置，所述的负电压-正电压变换电路最好还包括滤波电容，所述的滤波电容一端接正负方波转换电路的输出端，另一端接地。
以上所述的从串口获取电源的装置，所述的正负电压整流电路最好从串口TXD、DTR、RTS三根信号线获取电源，所述的正负电压整流电路包括正电压支路和负电压支路；所述的正电压支路包括三个正向整流二极管，所述的三个正向整流二极管的正极分别接所述的三根信号线，阴极并接后接稳压电路的输入端；所述的负电压支路包括三个反向整流二极管，所述的三个反向整流二极管的阴极分别接所述的三根信号线，阳极并接后接所述振荡方波发生电路的输入端。
以上所述的从串口获取电源的装置，正负电压整流电路中的整流二极管最好是肖特基二极管。
以上所述的从串口获取电源的装置，在所述的负电压支路中最好包括稳压电容，所述的稳压电容一端接振荡方波发生电路的输入端，另一端接地。
以上所述的从串口获取电源的装置，所述的振荡方波发生电路可以是555方波发生电路。所述的稳压电路可以是7805集成电路或1085集成电路。
本实用新型的正负电压整流电路可以从串口TXD、DTR、RTS三根信号线的至少一根信号线中获取电源，并整流出一个正电压和一个负电压，其中的负电压由负电压-正电压变换电路变换成正电压；两个相位不同，幅度不很稳定的正电压经稳压电路稳定在需要的稳定电压后对外输出。
本实用新型的有益效果在于：
1)电路实现简单，成本低。
2)能够从串口TXD，DTR，RTS信号中任意一根信号线获取电源，当串口只能提供TXD，RXD，GND三根信号线时亦能正常工作。
3)无论取电信号线是否变化，为正电压或者为负电压都可正常工作。
4)输出电源稳定，电压范围可根据需要调整。
5)电源效率高，电路自身损耗小。
6)不影响串口正常工作。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型从串口获取电源的装置的原理框图。
图2是本实用新型从串口获取电源的装置实施例的工作原理图。
[具体实施方式]
通常意义上的串口主要是指RS-232口，它由TXD，RXD，RTS，CTS，DTR，DSR，DCD，RI，GND九根信号线组成，其中TXD，RTS，DTR为输出信号，其它为输入信号。所以能够获取电源的信号主要为TXD，RTS，DTR。同时RS-232标准规定的串口信号电平正电压为+3V到+15V，负电压为-3V到-15V。而一般设备的串口大多采用+15V和-15V这一标准。由于串口接收信号只要电压绝对值大于3V即可，所以中间有接近12V左右可以利用的压降。RS-232的每根信号驱动电流大约为20mA。因此可被利用的单根信号线的功率为12V×20mA＝240mW。如果三根信号线都利用，总功率可达720mW。
本实用新型从串口获取电源的装置的原理如图1所示。从串口获取电源的装置包括正负电压整流电路、负电压-正电压变换电路和稳压电路。正负电压整流电路从串口TXD、DTR、RTS三根信号线的至少一根信号线中获取电源，并整流出一个正电压和一个负电压。负电压-正电压变换电路将正负电压整流电路输出的负电压变换成正电压，正负电压整流电路和负电压-正电压变换电路分别输出的正电压经稳压电路稳压后对外输出。
在图2所示的本实用新型从串口获取电源的装置的实施例中，正负电压整流电路从串口TXD、DTR、RTS三根信号线获取电源。正负电压整流电路包括6个肖特基二极管D1至D6组成的正电压支路和负电压支路。正电压支路包括三个正向整流二极管D1、D2和D3，整流二极管D1、D2和D3的正极分别接三根信号线TXD、DTR和RTS，整流二极管D1、D2和D3的阴极并接后接稳压电路B7的输入端。负电压支路包括三个反向整流二极管D4、D5和D6，整流二极管D4、D5和D6的阴极分别接所述的三根信号线TXD、DTR和RTS，整流二极管D4、D5和D6阳极并接后接555方波发生电路A的接地端。在负电压支路的输出端有稳压电容C1，稳压电容C1一端接555方波发生电路A的输入端，另一端接地。
本实施例的负电压-正电压变换电路包括振荡方波发生电路和正负方波转换电路，振荡方波发生电路将正负电压整流电路输出的负电压转换成负电压方波。振荡方波发生电路可以是标准555方波发生电路或其他电路，本实施例采用了555方波发生电路，555方波发生电路的电源端(电源正)接地，555方波发生电路的接地端(电源负)接上述负电压支路的输出端。
正负方波转换电路将555方波发生电路A产生的负电压方波转换成正电压方波。它包括储能充放电容C3、充电二极管D8和整流二极管D7，储能充放电容C3一端接555方波发生电路A的输出端，另一端接整流二极管D7的阳极，整流二极管D7的阴极为正负方波转换电路的输出端，接7805集成电路芯片B的输入端，充电二极管D8的阳极接地，阴极接整流二极管D7的阳极。
在正负方波转换电路的输出端即整流二极管D7的阴极与接7805集成电路芯片B的接点间接有滤波电容C2，滤波电容C2另一端接地。
本实用新型的稳压电路可以采用诸如7805集成电路或1085集成电路等稳压电路芯片，本实施例的芯片B使用7805集成电路。
本实施例的串口输出信号TXD，RTS，DTR分别接到2个反向的整流二极管上，由于这2个整流二极管方向不同，加上后级两个大电容(C1，C2)的存在，信号最终被整流成一个正电压和一个负电压。此时除信号强度有所下降外，由于二极管的隔离作用，信号仍然可以正常工作，例如可以与其它设备的串口建立通信。
由于RTS，DTR信号变换频率较慢，有时甚至不会变化，所以如果仅采用RTS，DTR信号取电，将无法确定整流出来的正电压或负电压之一是否持续存在。这将极大影响取电电路的正常工作。但是TXD信号却有不同，当串口处在不发送数据情况时，TXD信号一直保持负电压状态。当TXD发送数据时虽然信号会变成正负交替状态，但负电压持续时间很短。通过整流和滤波，TXD信号可以整流出稳定的负电压。因此当采用RTS，DTR，TXD三线供电或只采用TXD单独供电时，负电压一直存在。电路A是一个振荡方波发生器，把负电压和地线作为电路A的工作电源加载到电路A上，电路A将产生持续的负电压方波，调整其振荡频率为一定值(该值可以根据实际情况设定，一般为几百KHz比较合理，频率太小不好整流，频率太高功耗大)。其产生的方波被连接到电容C3和二极管D7、D8组成的电路中。该电路利用充放电原理把来自电路A的负电压方波变成正电压方波。该方波通过电容C2后变成电平相对稳定的正电压。
来自正负电压整流电路产生的正电压与和来自负电压-正电压变换电路从负电压所变换产生的正电压在电容C2处被汇合在一起，向外提供功率比较大的正电压。该正电压被稳压芯片B稳压调整成所需要的电源信号。由于负电源持续存在所以整个电路工作稳定。
Claims (9)
1.一种从串口获取电源的装置，其特征在于，包括正负电压整流电路、负电压-正电压变换电路和稳压电路，所述的正负电压整流电路从串口TXD、DTR、RTS三根信号线的至少一根信号线中获取电源，并整流出一个正电压和一个负电压；所述的负电压-正电压变换电路将正负电压整流电路输出的负电压变换成正电压；正负电压整流电路和负电压-正电压变换电路分别输出的正电压经稳压电路稳压后对外输出。
2.根据权利要求1所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，所述的负电压-正电压变换电路包括振荡方波发生电路和正负方波转换电路，所述的振荡方波发生电路将正负电压整流电路输出的负电压转换成负电压方波，正负方波转换电路将振荡方波发生电路产生的负电压方波转换成正电压方波。
3.根据权利要求2所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，所述的正负方波转换电路包括储能充放电容、充电二极管和整流二极管，所述的储能充放电容一端接所述的振荡方波发生电路的输出端，另一端接整流二极管的阳极，整流二极管的阴极为正负方波转换电路的输出端，所述的充电二极管的阳极接地，阴极接整流二极管的阳极。
4.根据权利要求3所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，所述的负电压-正电压变换电路还包括滤波电容，所述的滤波电容一端接正负方波转换电路的输出端，另一端接地。
5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，所述的正负电压整流电路从串口TXD、DTR、RTS三根信号线获取电源，所述的正负电压整流电路包括正电压支路和负电压支路；所述的正电压支路包括三个正向整流二极管，所述的三个正向整流二极管的正极分别接所述的三根信号线，阴极并接后接所述稳压电路的输入端；所述的负电压支路包括三个反向整流二极管，所述的三个反向整流二极管的阴极分别接所述的三根信号线，阳极并接后接所述振荡方波发生电路的输入端。
6.根据权利要求5所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，正负电压整流电路中的整流二极管是肖特基二极管。
7.根据权利要求5所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，在所述的负电压支路中包括稳压电容，所述的稳压电容一端接振荡方波发生电路的输入端，另一端接地。
8.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，所述的振荡方波发生电路为555方波发生电路。
9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的从串口获取电源的装置，其特征在于，所述的稳压电路是7805集成电路或1085集成电路。
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