CN209298917U - 供电装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种供电装置和电子设备。供电装置，包括：电源模块、开关模块和连接器公座。开关模块的第一端连接电源模块的供电端，开关模块的第二端分别连接电源模块的使能端和连接器公座的使能引脚，开关模块的第三端连接连接器公座的供电引脚。连接器公座与主机装置上的连接器母座对应设置，连接器公座的供电引脚用于连接主机装置上连接器母座的供电引脚，连接器公座的使能引脚用于连接连接器母座的使能引脚，连接器母座的使能引脚接地。在连接器公座和连接器母座未对准连接时，开关模块关断，使连接器公座的供电引脚不带电，避免在连接器公座和母座未对准时，相邻引脚误碰使电源引脚的高电压接入其他引脚，保护主机装置上的元器件。

Description

供电装置和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种供电装置和电子设备。

背景技术

现有的很多便携式电子设备中设置了可插拔替换的电源，电源通过接口装置安装在电子设备的主机装置上，为主机装置上的元器件供电。便携式电子设备需要尽量控制体积，电源与主机装置连接的接口装置通常选用板对板触片式连接器。这种连接器连接时公座上的各金属触片与母座上的各金属触片接触，建立电连接。为加强连接器公座的强度，柔性电路基板1上设置了补强板2，将金属触片3设置在补强板上。连接器母座的结构包括底板4和与公座对应的金属触片3。如图1所示，为板对板触片式连接器公座与母座相连部分的剖面示意图。

在实现和使用过程中，发明人发现在连接电源模块和电子设备时，因为连接器上相邻金属触片相距很小(有些小于1mm)，而且手动连接时人眼看不到连接器公座和母座上的金属触片是否对准，会出现引脚之间的误碰，当电源引脚触碰到其他引脚，会将电源端的高电压接入其他引脚，烧坏主机装置上的器件。

实用新型内容

基于此，有必要针对连接时电源引脚误碰其他引脚烧坏电子设备上的器件的问题，提供一种供电装置和电子设备。

一方面本实用新型实施例提供一种供电装置，包括：电源模块、开关模块和连接器公座；

开关模块的第一端连接电源模块的供电端，开关模块的第二端分别连接电源模块的使能端和连接器公座的使能引脚，开关模块的第三端连接连接器公座的供电引脚；

连接器公座与主机装置上的连接器母座对应设置，连接器公座的供电引脚用于连接主机装置上连接器母座的供电引脚，连接器公座的使能引脚用于连接连接器母座的使能引脚，连接器母座的使能引脚接地；

当连接器公座与连接器母座连接时，开关模块的第一端和第三端导通。

在其中一个实施例中，开关模块包括PMOS管；PMOS管的源极连接电源模块的供电端，PMOS管的栅极分别连接电源模块的使能端和连接器公座的使能引脚；PMOS管的漏极连接连接器公座的供电引脚。

在其中一个实施例中，电源模块包括储能单元和电源管理单元；

储能单元和电源管理单元连接，电源管理单元的供电端连接POMS管的源极，电源管理单元的使能端分别连接连接器公座的使能引脚和PMOS管的栅极。

在其中一个实施例中，电源管理单元还设置有电源数据信号端，连接器公座上还设置有电源数据信号引脚，连接器母座上还设置有电源数据信号引脚；

电源管理单元的电源数据信号端和连接器公座的电源数据信号引脚连接；连接器公座的电源数据信号引脚用于连接连接器母座的电源数据信号引脚。

在其中一个实施例中，电源管理单元还设置有时钟信号端，连接器公座设置有时钟信号引脚，连接器母座设置有时钟信号引脚；

电源管理单元的时钟信号端与连接器公座的时钟信号引脚连接，连接器公座的时钟信号引脚用于连接连接器母座的时钟信号引脚。

在其中一个实施例中，还包括上拉电阻，上拉电阻的第一端连接电源管理单元的使能端，上拉电阻的第二端分别连接PMOS管的栅极和连接器公座的使能引脚。

在其中一个实施例中，还包括第一电容，第一电容的第一端连接电源管理单元的使能端，第一电容的第二端分别连接PMOS管的栅极和连接器公座的使能引脚。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括主机装置、设置在主机装置上的连接器母座以及上述的供电装置；连接器母座的使能引脚接地。

在其中一个实施例中，还包括第一瞬态电压抑制单元和第二瞬态电压抑制单元；连接器公座上设置电源数据信号引脚和时钟信号引脚；连接器母座上对应设置有电源数据信号引脚和时钟信号引脚；

连接器母座的电源数据信号引脚通过第一瞬态电压抑制单元接地，连接器母座的时钟信号引脚通过第二瞬态电压抑制单元接地。在其中一个实施例中，电子设备为便携式助眠设备。

上述的供电装置，在连接器公座和连接器母座未对准连接时，通过电源模块的使能端控制开关模块关断，使连接器公座的供电引脚不带电，避免在连接器公座和母座未对准时，相邻引脚误碰使电源引脚的高电压接入其他引脚，保护主机装置上的元器件。在连接器公座和母座对准连接时，电源模块的使能端接地，开关模块导通，电源模块的供电电信号经过开关模块和连接器输入到主机装置上，为主机装置上的元器件供电。

附图说明

图1为板对板触片式连接器公座与母座相连部分的剖面示意图；

图2为一个实施例中供电装置的结构示意图；

图3为另一个实施例中供电装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供一种供电装置100，如图2所示，包括：电源模块110、开关模块120和连接器公座130。

开关模块120的第一端连接电源模块110的供电端a，开关模块120的第二端分别连接电源模块110的使能端bb和连接器公座130的使能引脚c，开关模块120的第三端连接连接器公座130的供电引脚d。

连接器公座130与主机装置200上的连接器母座210对应设置，连接器公座130的供电引脚d用于连接主机装置200上连接器母座210的供电引脚f，连接器公座130的使能引脚c用于连接连接器母座210的使能引脚e，连接器母座210的使能引脚e接地。

当连接器公座130与连接器母座210连接时，开关模块120导通。

具体的，当连接器公座130与连接器母座210未对准时，连接器公座130上的使能引脚与连接器母座210上的使能引脚未建立电连接。电源模块110的使能端b带电，开关模块120的第二端为高电平，开关模块120的第一端和第三端断开，连接器公座130上的供电引脚不带电。

当连接器公座130与连接器母座210对准连接后，连接器公座130上的使能引脚与连接器母座210上的使能引脚电e连接，因连接器母座210的使能引脚e接地，开关模块120的第二端为低电平，开关模块120的第一端和第三端导通，电源模块110供电端a的供电信号经过开关模块120、连接器公座130和连接器母座210为主机装置200供电。

本实施例提供的供电装置100，在连接器公座130和连接器母座210未对准连接时，通过电源模块110的使能端b控制开关模块120关断，使连接器公座130的供电引脚d不带电，避免在连接器公座130和母座未对准时，相邻引脚误碰使电源引脚的高电压接入其他引脚，保护主机装置200上的元器件。在连接器公座130和母座对准连接时，电源模块110的使能端b接地，开关模块120导通，电源模块110的供电电信号经过开关模块120和连接器输入到主机装置200上，为主机装置200上的元器件供电。

在一个实施例中，如图3所示，开关模块120包括PMOS管。PMOS管的源极连接电源模块110的供电端a，PMOS管的栅极分别连接电源模块110的使能端b和连接器公座130的使能引脚c；PMOS管的漏极连接连接器公座130的供电引脚d。

具体的，当连接器公座130和连接器母座210未对准时，PMOS管的栅极连接电源模块110的使能端b，带高电平。PMOS管截止，电源模块110供电端a的供电信号被阻断，不能传到连接器公座130上。

当连接器公座130和连接器母座210对准连接时，因为连接器母座210的使能引脚e接地，PMOS管的栅极也接地，PMOS管导通，电源模块110供电端a的供电信号经PMOS管、连接器公座130和连接器母座210为主机装置200供电。

在一个实施例中，如图3所示，电源模块110包括储能单元111和电源管理单元112。

储能单元111和电源管理单元112连接，电源管理单元112的供电端a连接PMOS管的源极，电源管理单元112的使能端b分别连接连接器公座130的使能引脚c和PMOS管的栅极。

具体的，电源管理单元112与储能单元111连接，用于监控管理储能单元111、输出稳定的供电信号和使能信号。由于PMOS管的导通和关断并不是由使能信号控制，而是因为连接器公座130和连接器母座210的对准连接，使连接器母座210使能引脚e的接地。因此，在一个实施例中，在电源管理单元112中将供电信号分为两路，一路作为供电端a一路作为使能端b。这时电池管理单元112的供电信号同时作为使能信号。在一个实施例中，储能单元111为锂电池，电源管理单元112包括BQ40Z50-R1锂电池管理芯片。

在一个实施例中，如图3所示，电源管理单元112还设置有电源数据信号端g，连接器公座130上还设置有电源数据信号引脚i，连接器母座210上还设置有电源数据信号引脚k。电源管理单元112的电源数据信号端g和连接器公座130的电源数据信号引脚i连接；连接器公座130的电源数据信号引脚i用于连接连接器母座210的电源数据信号引脚k。

具体的，电源管理单元112监控储能单元111的电量、输出电压、温度等电源状态参数，并形成电源数据信息，并将电源数据信息以电信号的形式，即电源数据信号，经过连机器公座和母座发送到主机装置200，主机装置200中设置有数据处理模块接收电源状态信息。

在一个实施例中，如图3所示，电源管理单元112还设置有时钟信号端h，连接器公座130上也设置有时钟信号引脚j，连接器母座210上设置有时钟信号引脚x。电源管理单元112的时钟信号端h连接连接器公座130的时钟信号引脚j；连接器公座130的时钟信号引脚j用于连接连接器母座210的时钟信号引脚x。

传输电源数据信号的同时传输时钟信号至主机装置200，用于主机上进行数据同步。在一个实施例中，电源管理单元112的电源数据信号端g和时钟信号端h采用I2C(Inter－Integrated Circuit，两线式串行总线)协议进行信号传输。

在一个实施例中，电源管理单元112输出的供电信号和使能信号的电压就均为12.6V。电源管理单元112输出的电源数据信号和时钟信号的高电平电压均为3.3V。

在一个实施例中，如图3所示，还包括上拉电阻R1，上拉电阻R1的第一端连接电源管理单元112的使能端b，上拉电阻R1的第二端分别连接PMOS管的栅极和连接器公座130的使能引脚c。将使能端b嵌位在高电平，并且对使能端b进行限流。

在一个实施例中，如图3所示，还包括第一电容C1，第一电容C1的第一端连接电源管理单元112的使能端b，第一电容C1的第二端分别连接PMOS管的栅极和连接器公座130的使能引脚c。当电源管理单元112的使能端b的电压瞬时跳变时，例如连接器公座130与连接器母座210对准连接时使能端b瞬时接地，为了缓解电位瞬时跳变对电源管理单元112造成损坏，设置第一电容C1减缓电压变化速度。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，如图2和3所示，包括主机装置200、设置在主机装置上的连接器母座210以及上述的供电装置100；连接器母座210的使能引脚e接地。

供电装置100上设置连接器公座130，连接器公座130与连接器母座210相对应。当供电装置100通过连机器公座与主机装置200上的连接器母座210相连时，供电装置100为主机装置200供电。

在一个实施例中，如图3所示，还包括第一瞬态电压抑制单元和第二瞬态电压抑制单元。连接器公座130上设置电源数据信号引脚i和时钟信号引脚j。连接器母座210上对应设置有电源数据信号引脚k和时钟信号引脚x。连接器公座130的电源数据信号引脚i与连接器母座210的电源数据信号引脚k可配合连接；链接器公座的时钟信号引脚i与连接器母座210的时钟信号引脚x可配合连接。连接器母座210的电源数据信号引脚k通过第一瞬态电压抑制单元接地，连接器母座210的时钟信号引脚x通过第二瞬态电压抑制单元接地。第一瞬态电压抑制单元和第二瞬态电压抑制单元用于对引脚进行过压保护。在一个实施例中，第一瞬态电压抑制单元和第二瞬态电压抑制单元均为双向TVS二极管(Transient VoltageSuppressor，瞬态电压抑制二极管)。在另一个实施例中，采用击穿电压为5V的双向TVS二极管。

在一个实施例中，电子设备为便携式助眠设备。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种供电装置，其特征在于，包括：电源模块、开关模块和连接器公座；

所述开关模块的第一端连接所述电源模块的供电端，所述开关模块的第二端分别连接所述电源模块的使能端和所述连接器公座的使能引脚，所述开关模块的第三端连接所述连接器公座的供电引脚；

所述连接器公座与主机装置上的连接器母座对应设置，所述连接器公座的供电引脚用于连接主机装置上连接器母座的供电引脚，所述连接器公座的使能引脚用于连接所述连接器母座的使能引脚，所述连接器母座的使能引脚接地；

当所述连接器公座与所述连接器母座连接时，所述开关模块的第一端和第三端导通。

2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述开关模块包括PMOS管；所述PMOS管的源极连接所述电源模块的供电端，所述PMOS管的栅极分别连接所述电源模块的使能端和所述连接器公座的使能引脚；所述PMOS管的漏极连接所述连接器公座的供电引脚。

3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述电源模块包括储能单元和电源管理单元；

所述储能单元和所述电源管理单元连接，所述电源管理单元的供电端连接所述PMOS管的源极，所述电源管理单元的使能端分别连接所述连接器公座的使能引脚和所述PMOS管的栅极。

4.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，电源管理单元还设置有电源数据信号端，所述连接器公座上还设置有电源数据信号引脚，所述连接器母座上还设置有电源数据信号引脚；

所述电源管理单元的电源数据信号端和所述连接器公座的电源数据信号引脚连接；所述连接器公座的电源数据信号引脚用于连接所述连接器母座的电源数据信号引脚。

5.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述电源管理单元还设置有时钟信号端，所述连接器公座设置有时钟信号引脚，所述连接器母座设置有时钟信号引脚；

所述电源管理单元的时钟信号端与所述连接器公座的时钟信号引脚连接，所述连接器公座的时钟信号引脚用于连接所述连接器母座的时钟信号引脚。

6.根据权利要求4或5所述的供电装置，其特征在于，还包括上拉电阻，所述上拉电阻的第一端连接所述电源管理单元的使能端，所述上拉电阻的第二端分别连接所述PMOS管的栅极和所述连接器公座的使能引脚。

7.根据权利要求6所述的供电装置，其特征在于，还包括第一电容，所述第一电容的第一端连接所述电源管理单元的使能端，所述第一电容的第二端分别连接所述PMOS管的栅极和所述连接器公座的使能引脚。

8.一种电子设备，其特征在于，包括主机装置、设置在主机装置上的连接器母座以及如权利要求1至7任意一项所述的供电装置；所述连接器母座的使能引脚接地。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括第一瞬态电压抑制单元和第二瞬态电压抑制单元；所述连接器公座上设置电源数据信号引脚和时钟信号引脚；所述连接器母座上对应设置有电源数据信号引脚和时钟信号引脚；

所述连接器母座的电源数据信号引脚通过所述第一瞬态电压抑制单元接地，所述连接器母座的时钟信号引脚通过所述第二瞬态电压抑制单元接地。

10.如权利要求8或9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为便携式助眠设备。