CN213846228U - 电子设备的供电电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子设备的供电电路，包括降压模块、过流保护模块、开关模块及控制模块；所述降压模块的降压输入端连接所述电子设备内的供电电源，所述降压模块的降压输出端连接所述过流保护模块的保护输入端，所述过流保护模块的保护输出端连接待供电设备；所述控制模块的第一控制端连接所述降压输出端，所述控制模块的第二控制端通过所述开关模块连接所述降压模块的降压使能端。本实用新型还提供一种电子设备。本实用新型提供的电子设备的供电电路及电子设备，能够使降压模块自动恢复并重新输出电压，在重新插入待供电设备时即可恢复供电功能，提高了用户使用的便捷性。

Description

电子设备的供电电路及电子设备

【技术领域】

本实用新型涉及供电技术领域，尤其涉及一种电子设备的供电电路及电子设备。

【背景技术】

目前，电子设备(例如笔记本电脑)对外部设备(例如U盘、硬盘、鼠标等)供电时，电子设备内的电源依次经过降压芯片及过流保护芯片输出电压至外部设备。外部设备在插拔的过程中，由于一些插头没有管脚防短路设计，会导致过流保护芯片的电压输出脚对地短路的情况，而现有的过流保护芯片的响应时间过长，来不及关断，会直接触发与过流保护芯片连接的降压芯片启动过流保护功能，进而关断降压芯片的输出。然而，降压芯片的过流保护功能是不能自动恢复的，即使重新插拔外部设备，也无法实现供电，使用极不方便。

鉴于此，实有必要提供一种新型的电子设备的供电电路及电子设备以克服上述缺陷。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种电子设备的供电电路及电子设备，能够使降压模块自动恢复并重新输出电压，在重新插入待供电设备时即可恢复供电功能，提高了用户使用的便捷性。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种电子设备的供电电路，包括降压模块、过流保护模块、开关模块及控制模块；所述降压模块的降压输入端连接所述电子设备内的供电电源，所述降压模块的降压输出端连接所述过流保护模块的保护输入端，所述过流保护模块的保护输出端连接待供电设备；所述控制模块的第一控制端连接所述降压输出端，所述控制模块的第二控制端通过所述开关模块连接所述降压模块的降压使能端；当所述保护输出端短路时，所述控制模块的第一控制端检测到所述降压输出端的电压为0V时，所述第二控制端输出导通信号并持续预设时间，所述开关模块接收所述导通信号后导通，使所述降压使能端的电压为低电平；经过所述预设时间后，所述第二控制端输出断开信号，所述开关模块接收所述断开信号后断开，使所述降压使能端的电压恢复为高电平，所述降压输出端重新输出电压。

在一个优选实施方式中，所述降压模块包括降压芯片，所述降压芯片的第一电压输入引脚连接所述降压输入端，所述第一电压输入引脚通过第一电阻连接所述降压芯片的第一使能引脚，所述第一使能引脚连接所述降压使能端，所述第一使能引脚还通过第二电阻接地，所述降压芯片的第一电压输出引脚通过第一电感连接所述降压输出端；所述过流保护模块包括过流保护芯片，所述过流保护芯片的第二电压输入引脚连接所述保护输入端，所述过流保护芯片的第二电压输出引脚连接所述保护输出端；所述开关模块包括P型MOS管，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的第一控制引脚引出所述第一控制端，所述控制芯片的第二控制引脚引出所述第二控制端；所述P型MOS管的漏极连接所述第一使能端，所述P型MOS管的源极接地，所述P型MOS管的栅极连接所述第二控制引脚；所述第一控制引脚通过第三电阻连接所述第一电压输出端，所述第一控制引脚还通过第四电阻接地。

在一个优选实施方式中，所述降压芯片的反馈引脚通过第五电阻连接所述降压输出端，所述反馈引脚还通过第六电阻接地。

在一个优选实施方式中，所述降压芯片的自举引脚通过第七电阻及第一电容连接所述第一电压输出引脚。

在一个优选实施方式中，所述过流保护芯片的第二使能引脚连接PD控制器。

在一个优选实施方式中，所述过流保护芯片的限流引脚通过第八电阻接地。

在一个优选实施方式中，所述第一电压输入引脚通过第二电容接地，所述降压输出端通过第三电容接地；所述第二电压输入引脚通过第四电容接地，所述第二电压输出引脚通过第五电容接地；所述控制芯片的电源引脚通过第六电容接地。

在一个优选实施方式中，所述导通信号为高电平信号，所述断开信号为低电平信号。

在一个优选实施方式中，所述预设时间为5ms。

第二方面，本实用新型还提供一种电子设备，包括上述任意一项实施方式所述的电子设备的供电电路。

相比于现有技术，本实用新型提供的电子设备的供电电路及电子设备，当保护输出端短路而触发降压模块的过流保护功能时，通过控制模块的第一控制端检测到降压输出端的电压为0V时，则第二控制端输出控制信号至开关模块，进而使降压使能端的电压由低电平恢复为高电平，降压模块自动恢复且降压输出端重新输出电压，在重新插入待供电设备时即可恢复供电功能，提高了用户使用的便捷性。

为使实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型提供的电子设备的供电电路的原理框图；

图2为本实用新型提供的电子设备的供电电路的电路图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1，本实用新型提供一种电子设备的供电电路100，包括降压模块10、过流保护模块20、开关模块30及控制模块40。

降压模块10的降压输入端11连接所述电子设备内的供电电源101，降压模块10的降压输出端12连接过流保护模块20的保护输入端21，过流保护模块20的保护输出端22用于连接待供电设备102。控制模块40的第一控制端41连接降压输出端12，控制模块40的第二控制端42通过开关模块30连接降压模块10的降压使能端13。

具体的，当待供电设备102插入电子设备而导致保护输出端22短路时，由于过流保护模块20响应较慢，直接触发降压模块10的过流保护功能，并关断降压输出端12的电压输出。此时，控制模块40的第一控制端41检测到降压输出端12的电压为0V，则第二控制端42输出导通信号并持续预设时间，开关模块30接收所述导通信号后导通，使降压使能端13的电压为低电平，即预设时间内降压模块10不输出电压；而经过所述预设时间后，第二控制端42输出断开信号，开关模块30接收所述断开信号后断开，使降压使能端13的电压恢复为高电平，降压模块10重新工作，降压输出端12重新输出电压。当再次插入待供电设备102且未发生短路情况时，电子设备可以通过降压模块10及过流保护模块20为待供电设备102供电，即电子设备恢复供电功能。

本实用新型提供的电子设备的供电电路100，当保护输出端22短路并触发降压模块10的过流保护功能时，通过控制模块40的第一控制端41检测到降压输出端12的电压为0V时，则第二控制端42输出控制信号至开关模块30，进而使降压使能端13的电压由低电平恢复为高电平，降压模块10自动恢复且降压输出端12重新输出电压，在重新插入待供电设备时即可恢复供电功能，提高了用户使用的便捷性。

具体的，预设时间可以为5ms，即降压使能端13的电压为低电平时持续5ms，5ms后恢复为高电平，使降压模块10重新恢复工作，相当于降压模块10进行了一次复位操作。

请一并参阅图2，降压模块10包括降压芯片U1，降压芯片U1的第一电压输入引脚VIN1连接降压输入端11，具体的，图2所示的VSYS即为供电电源，用于输出电源电压至第一电压输入引脚VIN1；第一电压输入引脚VIN1通过第一电阻R1连接降压芯片U1的第一使能引脚EN1，第一使能引脚EN1连接降压使能端13，第一使能引脚EN1还通过第二电阻R2接地，可以理解，第一电阻R1及第二电阻R2用于分压，且为第一使能端EN1提供使能电压。降压芯片U1的第一电压输出引脚SW通过第一电感L1连接降压输出端12，第一电感L1为储能电感，且用于滤波，能够将交流电压转换为直流电压。

过流保护模块20包括过流保护芯片U2，过流保护芯片U2的第二电压输入引脚VIN2连接保护输入端21，过流保护芯片U2的第二电压输出引脚VBUS连接保护输出端22。

开关模块30包括P型MOS管Q1，控制模块40包括控制芯片U3，控制芯片U3的第一控制引脚GPIO1引出第一控制端41，控制芯片U3的第二控制引脚GPIO2引出第二控制端42。具体的，P型MOS管Q1的漏极连接第一使能端EN1，P型MOS管Q1的源极接地，P型MOS管Q1的栅极连接第二控制引脚GPIO2。第一控制引脚GPIO1通过第三电阻R3连接第一电压输出端12，第一控制引脚GPIO1还通过第四电阻R4接地，可以理解，第三电阻R3及第四电阻R4用于分压，用于提供合适的电压至第一控制引脚GPIO1。

图2所示的电子设备的供电电路100的原理如下：当待供电设备102插入电子设备而导致保护输出端22短路时，由于过流保护芯片U2响应较慢，直接触发降压芯片U1的过流保护功能，并关断第一电压输出引脚SW的电压输出，此时，控制芯片U3的第一控制引脚GPIO1检测到降压输出端12的电压为0V，则第二控制引脚GPIO2输出导通信号并持续5ms，P型MOS管Q1接收所述导通信号后导通，使第一使能引脚EN1对地短路(即电压为低电平)，降压芯片U1不输出电压；而5ms后，第二控制引脚GPIO2输出断开信号，P型MOS管Q1接收所述断开信号后断开，使第一使能引脚EN1的电压恢复为高电平，降压芯片U1重新工作，降压输出端12重新输出电压。当再次插入待供电设备102且未发生短路情况时，电子设备可以通过降压芯片U1及过流保护芯片U2为待供电设备102供电，即电子设备恢复供电功能。本实施方式中，所述导通信号为高电平信号，所述断开信号为低电平信号。控制芯片U3可以为EC(Embedded Controller，嵌入式控制器)。

进一步地，降压芯片U1的反馈引脚FB通过第五电阻R5连接降压输出端12，反馈引脚FB还通过第六电阻R6接地。可以理解，降压输出端12输出的电压经过第五电阻R5及第六电阻R6分压后反馈至反馈引脚FB，通过反馈引脚FB处的电压能够检测降压输出端12输出的电压是否满足预设的需求。具体的，降压芯片U1的自举引脚BST通过第七电阻R7及第一电容C1连接第一电压输出引脚SW，自举引脚BST是降压芯片U1内部的自举电路输入脚，用于驱动芯片内部的晶体管，第七电阻R7及第一电容C1作为自举电阻、自举电容，工作时能保证自举引脚BST的电压比第一电压输出引脚SW高5V左右。

进一步地，过流保护芯片U2的第二使能引脚EN2连接PD(Power Delivery，电力传输)控制器，当电子设备接入外部设备102时，PD控制器控制第二使能引脚EN2的电压为高电平，过流保护芯片U2正常工作；当电子设备未接入外部设备102或处于异常情况时，PD控制器控制第二使能引脚EN2的电压为低电平，过流保护芯片U2无输出。具体的，过流保护芯片U2的限流引脚ILIM通过第八电阻R8接地，可以理解，当限流引脚ILIM的电流超过预设值时，过流保护芯片U2启动过流保护功能并关断。

本实施方式中，第一电压输入引脚VIN1通过第二电容C2接地，所述降压输出端通过第三电容C3接地；第二电压输入引脚VIN2通过第四电容C4接地，第二电压输出引脚VBUS通过第五电容C5接地；控制芯片U3的电源引脚VDD通过第六电容C6接地。可以理解，第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5及第六电容C6为稳压电容，用于滤除电路的噪声，稳定第一电压输入引脚VIN1、第一电压输出引脚SW、第二电压输入引脚VIN2、第二电压输出引脚VBUS及电源引脚VDD的电压。具体的，电源引脚VDD连接电子设备的电源，电源的电压大小为3.3V。

本实用新型还提供一种电子设备，包括上述任意一项所述的电子设备的供电电路100。可以理解，电子设备可以为，但不限于笔记本电脑等便携终端，待供电设备102可以为，但不限于U盘，硬盘、鼠标等USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)设备。本实用新型提供的电子设备的供电电路100的所有实施例均适用于本实用新型提供的电子设备，且均能够达到相同或相似的有益效果。

综上，本实用新型提供的电子设备的供电电路100及电子设备，当保护输出端22短路并触发降压模块10的过流保护功能时，通过控制模块40的第一控制端41检测到降压输出端12的电压为0V时，则第二控制端42输出控制信号至开关模块30，进而使降压使能端13的电压由低电平恢复为高电平，降压模块10自动恢复且降压输出端12重新输出电压，在重新插入待供电设备时即可恢复供电功能，提高了用户使用的便捷性。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子设备的供电电路，其特征在于，包括降压模块、过流保护模块、开关模块及控制模块；所述降压模块的降压输入端连接所述电子设备内的供电电源，所述降压模块的降压输出端连接所述过流保护模块的保护输入端，所述过流保护模块的保护输出端连接待供电设备；所述控制模块的第一控制端连接所述降压输出端，所述控制模块的第二控制端通过所述开关模块连接所述降压模块的降压使能端；

当所述保护输出端短路时，所述控制模块的第一控制端检测到所述降压输出端的电压为0V时，所述第二控制端输出导通信号并持续预设时间，所述开关模块接收所述导通信号后导通，使所述降压使能端的电压为低电平；经过所述预设时间后，所述第二控制端输出断开信号，所述开关模块接收所述断开信号后断开，使所述降压使能端的电压恢复为高电平，所述降压输出端重新输出电压。

2.如权利要求1所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述降压模块包括降压芯片，所述降压芯片的第一电压输入引脚连接所述降压输入端，所述第一电压输入引脚通过第一电阻连接所述降压芯片的第一使能引脚，所述第一使能引脚连接所述降压使能端，所述第一使能引脚还通过第二电阻接地，所述降压芯片的第一电压输出引脚通过第一电感连接所述降压输出端；

所述过流保护模块包括过流保护芯片，所述过流保护芯片的第二电压输入引脚连接所述保护输入端，所述过流保护芯片的第二电压输出引脚连接所述保护输出端；

所述开关模块包括P型MOS管，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的第一控制引脚引出所述第一控制端，所述控制芯片的第二控制引脚引出所述第二控制端；所述P型MOS管的漏极连接所述第一使能端，所述P型MOS管的源极接地，所述P型MOS管的栅极连接所述第二控制引脚；所述第一控制引脚通过第三电阻连接所述第一电压输出端，所述第一控制引脚还通过第四电阻接地。

3.如权利要求2所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述降压芯片的反馈引脚通过第五电阻连接所述降压输出端，所述反馈引脚还通过第六电阻接地。

4.如权利要求2所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述降压芯片的自举引脚通过第七电阻及第一电容连接所述第一电压输出引脚。

5.如权利要求2所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述过流保护芯片的第二使能引脚连接PD控制器。

6.如权利要求2所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述过流保护芯片的限流引脚通过第八电阻接地。

7.如权利要求2所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述第一电压输入引脚通过第二电容接地，所述降压输出端通过第三电容接地；所述第二电压输入引脚通过第四电容接地，所述第二电压输出引脚通过第五电容接地；所述控制芯片的电源引脚通过第六电容接地。

8.如权利要求1所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述导通信号为高电平信号，所述断开信号为低电平信号。

9.如权利要求1所述的电子设备的供电电路，其特征在于，所述预设时间为5ms。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的电子设备的供电电路。

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