CN210804148U - 电源输出端口控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源输出端口控制电路，该电路包括：开关电路、采样芯片、控制芯片以及接线端子，其中，所述开关电路接有第一供电电压，用于控制输出至用电设备处的电流以保证用电设备的用电安全；所述采样芯片的电压采样端U‑ADC分别与所述开关电路、所述接线端子的端口A连接并接地，电流采样端I‑ADC与所述接线端子的端口B连接并接地；所述控制芯片的输入端AD与所述接线端子的端口B连接并接地，输入端EN与所述采样芯片的输出端REY连接并接地，输入端IN接有第二供电电压，输出端OUT与所述开关电路连接并接地；该电路可以确保在各种异常条件下，及时启动端口电压关闭功能，以达到安全用电的目的。

Description

电源输出端口控制电路

技术领域

本实用新型涉及电源输出端口控制领域，尤其涉及一种电源输出端口控制电路。

背景技术

目前市场上采用的电源供电方式，都是将多路同类型负载并联在一个电源输出端口，以实现开关电源对多路负载的集中供电需求。

随着电子技术的发展，用电设备呈现出多样化，密集化，集中化等特点，各种用电设备对供电电源的可靠性要求越来越高，如何让集中供电设备对各种不同类型的负载进行供电，并对各种端口进行控制和管理成为当前用电难以解决的问题。

针对于这种现状，目前市场上采取的解决方案都是将各类用电设备进行分类，采用不同的电源对应不同种类的电源进行供电，但是当其中一个或多个并联负载出现故障时，达不到电源本身硬件设定的保护动作条件，电源将不会启动保护动作，相当于保护功能失效，这就增加了用户用电的不可靠性，同时无法在用电设备端出现故障时进行保护动作，从而没法避免因电源故障及用电设备故障造成的间接损失。

目前采用的集中供电方案，存在以下问题：

1、同类负载，多个并联在电源输出端口，若是用电设备在远端短路，因为电源线本身内阻原因，电源检测不到远端的短路状态，不会启动短路保护功能，从而导致电源线及远端用电设备燃烧引起次生灾害；

2、不同类型负载，无法在同一个集中供电电源上使用，达不到集中供电的要求；

3、目前市场普偏采取端口短路保护电路是用PPTC实现，PPTC受制于环境温度影响非常大，从而无法在各种条件下对用电设备及远端故障进行保护。

因此，现有技术还有待改进。

实用新型内容

为了解决目前供电电源应用中安全用电及集中供电所产生的问题，本实用新型提供了一种电源输出端口控制电路，对各个输出端口进行管理和控制，以达到各个用电设备的安全用电目的。

本实用新型提供了一种电源输出端口控制电路，该电路包括：开关电路、采样芯片、控制芯片以及接线端子，其中，所述开关电路接有第一供电电压，用于控制输出至用电设备处的电流以保证用电设备的用电安全；所述采样芯片的电压采样端U-ADC分别与所述开关电路、所述接线端子的端口A连接并接地，电流采样端I-ADC与所述接线端子的端口B连接并接地，所述接线端子用于接入用电设备，所述采样芯片用于对所述开关电路输出至用电设备的电流和电压进行采样；所述控制芯片的输入端AD与所述接线端子的端口B连接并接地，输入端EN与所述采样芯片的输出端REY连接并接地，输入端IN接有第二供电电压，输出端OUT与所述开关电路连接并接地，用于根据所述采样芯片的输出端REY的电平的高低控制所述开关电路，从而使得所述开关电路关闭或开启以保护用电设备的用电安全。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述采样芯片的电流采样端I-ADC通过电阻R1与所述接线端子的端口B连接并接地，电压采样端U-ADC通过电阻R8分别与所述开关电路、所述接线端子的端口A连接并接地。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述采样芯片的电压采样端U-ADC通过电阻R9接地。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述接线端子的端口B通过合金电阻R3接地。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述控制芯片的输入端AD通过电阻R2与所述接线端子的端口B连接。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述电阻R2与所述控制芯片的输入端AD之间连接有稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的正极分别与所述电阻R2、所述控制芯片的输入端AD连接，负极接地。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述控制芯片的输出端OUT通过电阻R5与所述开关电路连接并通过电阻R6接地。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述控制芯片的输入端EN通过电阻R4接地，输入端IN通过电容C1接地。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述开关电路包括三极管Q1、MOS管Q2和电阻R7，其中，所述三极管Q1的基极与所述控制芯片的输出端OUT连接并接地，其发射极接地，其集电极与所述MOS管Q2的G极连接并通过所述电阻R7分别与所述第一供电电压、所述MOS管Q2的S极连接，所述MOS管Q2的D极分别与所述接线端子的端口A、所述采样芯片的电压采样端U-ADC连接并接地。

优选地，所述的电源输出端口控制电路中，所述三极管Q1为NPN型三极管。

与现有技术相比，本实用新型的所述的电源输出端口控制电路的电源经第一供电电压输出后，经所述开关电路输出的电压和电流数据被采集，通过采样芯片对该数据进行分析和比对并通过控制电路以对所述开关电路进行控制。当所述采样芯片采集到的数据发生异常时，通过所述采样芯片对所述控制电路发出信号使得所述控制电路对所述开关电路进行关闭，进而保护电源输出端口的用电设备安全，避免因继续供电带来的次生灾害。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型提供的电源输出端口控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

请参阅图1，图1为本实用新型提供的电源输出端口控制电路的结构示意图。如图所示，该电路包括：开关电路1、采样芯片MCU1、控制芯片MCU2以及接线端子2，其中，所述开关电路1接有第一供电电压VCC1，用于控制输出至用电设备处的电流以保证用电设备的用电安全；所述采样芯片MCU1的电压采样端U-ADC分别与所述开关电路1、所述接线端子2的端口A连接并接地，电流采样端I-ADC与所述接线端子2的端口B连接并接地，所述接线端子2用于接入用电设备，所述采样芯片MCU1用于对所述开关电路1输出至用电设备的电流和电压进行采样；所述控制芯片MCU2的输入端AD与所述接线端子2的端口B连接并接地，输入端EN与所述采样芯片MCU1的输出端REY连接并接地，输入端IN接有第二供电电压VCC2，输出端OUT与所述开关电路1连接并接地，用于根据所述采样芯片MCU1的输出端REY的电平的高低控制所述开关电路1，从而使得所述开关电路1关闭或开启以保护用电设备的用电安全。

其中，所述第一供电电压VCC1输出的电压和电流经所述开关电路1输出后，经所述采样芯片MCU1进行电压和电流采样分析，其中，第一供电电压VCC1正常输出的电压为12V，第一供电电压VCC1输出的电压超过12V时，所述采样芯片MCU1采集到的数据出现异常并使得所述采样芯片MCU1的输出端REY的电平为高电平并通过所述控制芯片MCU2控制所述开关电路1以使得所述开关电路1关闭，从而保证接入所述开关电路1的用电设备的安全。所述第二供电电压VCC2采用5V电压，用于对所述控制芯片MCU2供电。

具体的，所述采样芯片MCU1的电流采样端I-ADC通过电阻R1与所述接线端子2的端口B连接并接地，电压采样端U-ADC通过电阻R8分别与所述开关电路1、所述接线端子2的端口A连接并通过电阻R9接地；所述控制芯片MCU2的输入端AD通过电阻R2与所述接线端子2的端口B连接；其中，所述采样芯片MCU1的电流采样端I-ADC用于采集经所述开关电路1输出的电流，所述采样芯片MCU1的电压采样端U-ADC用于采集经所述开关电路1输出的电压，所述采样芯片MCU1将采集到的电流和电压进行分析和比，当采集到的电流或者电压过大时，所述采样芯片MCU1的输出端REY的电平变高电平并关机，使得所述控制芯片收到所述采样芯片MCU1发出的数据异常的信息并将所述开关电路11关闭，从而保护了用电设备的用电安全。其中，所述电阻R1、所述电阻R2、所述电阻R8、所述电阻R9的电阻值分别为1K、1K、10K、1K。

在具体实施过程中，所述接线端子2的端口B通过合金电阻R3接地。所述采样合金电阻R3具有更好的耐大电流冲击特性，使得所述采样芯片MCU1在进行电流采样的过程中更精确的进行电流采样，其中，所述采样合金电阻R3的电阻值为0.2R。

在具体的实施过程中，所述电阻R2与所述控制芯片MCU2的输入端AD之间连接有稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的正极分别与所述电阻R2、所述控制芯片MCU2的输入端AD连接，负极接地；所述控制芯片MCU2的输出端OUT通过电阻R5与所述开关电路1连接并通过电阻R6接地；所述控制芯片MCU2的输入端EN通过电阻R4接地，输入端IN通过电容C1接地。其中，稳压二极管D1负极连接在所述控制芯片MCU2的输入端AD与所述接线端子2的端口B之间起到稳压作用，防止所述控制芯片MCU2受到损坏。所述稳压二极管D1为2.2V，所述电阻R2、所述电阻R4、电阻R5、电阻R6的电阻值分别为1K、10K、1K、10K，电容C1的电容量为10UF，所述三极管Q1为NPN型三极管。

在具体实施过程中，所述开关电路1包括三极管Q1、MOS管Q2和电阻R7，其中，所述三极管Q1的基极与所述控制芯片MCU2的输出端OUT连接并接地，其发射极接地，其集电极与所述MOS管Q2的G极连接并通过所述电阻R7分别与所述第一供电电压VCC1、所述MOS管Q2的S极连接，所述MOS管Q2的D极分别与所述接线端子2的端口A、所述采样芯片MCU1的电压采样端U-ADC连接并接地。其中所述电阻R7的电阻值为10K。

本实用新型所述的电源输出端口控制电路中的电源正常工作时，端口输出的电流及电压值被采样芯片实时采集并进行分析和比对，端口的电流或电压值超出预置范围后，该电路继而启动保护功能，所述开关电路关闭输出通道，停止电压和电流的输出，进而保障了用电设备的用电安全。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源输出端口控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：开关电路、采样芯片、控制芯片以及接线端子，其中，

所述开关电路接有第一供电电压，用于控制输出至用电设备处的电流以保证用电设备的用电安全；

所述采样芯片的电压采样端U-ADC分别与所述开关电路、所述接线端子的端口A连接并接地，电流采样端I-ADC与所述接线端子的端口B连接并接地，所述接线端子用于接入用电设备，所述采样芯片用于对所述开关电路输出至用电设备的电流和电压进行采样；

所述控制芯片的输入端AD与所述接线端子的端口B连接并接地，输入端EN与所述采样芯片的输出端REY连接并接地，输入端IN接有第二供电电压，输出端OUT与所述开关电路连接并接地，用于根据所述采样芯片的输出端REY的电平的高低控制所述开关电路，从而使得所述开关电路关闭或开启以保护用电设备的用电安全。

2.根据权利要求1所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述采样芯片的电流采样端I-ADC通过电阻R1与所述接线端子的端口B连接并接地，电压采样端U-ADC通过电阻R8分别与所述开关电路、所述接线端子的端口A连接并接地。

3.根据权利要求2所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述采样芯片的电压采样端U-ADC通过电阻R9接地。

4.根据权利要求2所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述接线端子的端口B通过合金电阻R3接地。

5.根据权利要求1所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述控制芯片的输入端AD通过电阻R2与所述接线端子的端口B连接。

6.根据权利要求5所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述电阻R2与所述控制芯片的输入端AD之间连接有稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的正极分别与所述电阻R2、所述控制芯片的输入端AD连接，负极接地。

7.根据权利要求1所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述控制芯片的输出端OUT通过电阻R5与所述开关电路连接并通过电阻R6接地。

8.根据权利要求1所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述控制芯片的输入端EN通过电阻R4接地，输入端IN通过电容C1接地。

9.根据权利要求1所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述开关电路包括三极管Q1、MOS管Q2和电阻R7，其中，

所述三极管Q1的基极与所述控制芯片的输出端OUT连接并接地，其发射极接地，其集电极与所述MOS管Q2的G极连接并通过所述电阻R7分别与所述第一供电电压、所述MOS管Q2的S极连接，所述MOS管Q2的D极分别与所述接线端子的端口A、所述采样芯片的电压采样端U-ADC连接并接地。

10.根据权利要求9所述的电源输出端口控制电路，其特征在于，所述三极管Q1为NPN型三极管。

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