CN2682730Y - 低电压启动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种能够使电子设备在供电电压较低的条件下正常启动的低电压启动装置。所述低电压启动装置连接在电源(或者有源数据线)和电子设备之间，包括用于对所述低电压启动装置充电并向电子设备放电的充电单元、用于闭合或断开所述低电压启动装置同电子设备之间连接的开关单元，以及用于控制所述的充电单元的充电时间和开关单元的闭合与断开的控制单元。所述充电单元在所述装置提供的延迟时间内充电，当延迟时间到时，所述控制单元输出控制信号使所述开关单元闭合导通，所述低电压启动装置向电子设备提供较大的启动电流和启动电压，使其正常启动。本实用新型具有简单、成本低和体积小的特点，能够保证电子设备在供电电压较低时正常、可靠地启动和工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于电子设备的低电压启动装置，尤其是涉及一种能够使电子设备在供电电压较低的条件下正常启动的装置。
背景技术
在计算机技术飞速发展、信息交换量日趋庞大的今天，很多电子设备尤其是弱电子设备，即功耗较低的电子设备的使用越来越普遍。以2.5寸及1.8寸移动硬盘为例，其主流接口为USB接口和IEEE1394接口，移动硬盘的电压为+5V、正常读写功率为2.5W，启动功率通常为5W，但是在实际应用中，有时会因为主板供电电压较低而导致移动硬盘的功率不足、电机无法启动，磁头无法正常读写，使得信息交换受阻。一些移动硬盘厂家为了解决这个问题，一般会在数据线上分一个PS/2键盘接口，通过该键盘接口的供电线路来提高USB接口的电量，使其达到启动所需的功率。这种方法能够在一定的程度上解决供电不足的问题，但它同时也存在一些不足，例如，如果通过键盘接口供电，必须先关机，从机箱后面将键盘拔下来接在移动硬盘数据线上，再接到键盘接口，交换完信息后还要将计算机关掉才能拔下数据线，非常麻烦。而且有的移动硬盘的数据线没有设计PS/2接口，因此这就需要采用一种更为便捷的方法来保证在供电不足时移动硬盘能够正常启动。这时，有人想到了移动硬盘直接连接一个外置+5V电源来为其提供稳定的启动电压和电流，虽然上述方法能够使移动硬盘无需利用PS/2接口、也不必频繁关机插拔移动硬盘，就能实现移动硬盘在供电不足的情况下启动，但是采用该方法就需要在携带移动硬盘的同时携带一个+5V外置的电源，为使用带来不便，而且，电源的体积较大、成本较高，因此就需要提供一种装置来实现供电电压较低时依然可以启动诸如移动硬盘这样的电子设备。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种低电压启动装置，采用该低电压启动装置可以保证移动硬盘等电子设备在低电压等供电不足的情况下仍然能够顺利启动、正常工作，从而保证移动硬盘稳定可靠地工作。
本实用新型提供了一种低电压启动装置，其连接在电源和电子设备之间，包括连接电源的第一端口和第二端口以及连接电子设备的第三端口和第四端口，所述低电压启动装置还包括：接受所述电源充电、并向所述电子设备放电的充电单元；闭合或断开所述电源与电子设备之间连接的开关单元；以及，控制所述的充电单元的充电时间和开关单元的闭合与断开的控制单元；所述控制单元与所述充电单元并联跨接在所述第一端口和第二端口之间，所述开关单元连接在所述第一端口和第三端口之间，所述第二端口直接连接所述第四端口，所述控制单元的控制端连接所述开关单元；所述开关单元在所述控制单元的控制下闭合或断开同所述弱电子单元的连接；所述充电单元在所述开关单元闭合后向所述电子设备放电。
所述充电单元包括电容，所述电容为电解电容。
所述控制单元包括RC电路和开关管，所述RC电路包括至少一个电容和至少一个电阻。
所述开关单元包括可控开关，所述可控开关包括继电器。
本实用新型提供的低电压启动装置连接在电源(或有源数据线)和电子设备之间，由充电单元、开关单元、控制单元以及连接电源的第一端口、第二端口和连接电子设备的第三端口、第四端口组成。具有上述电气连接关系的低电压启动装置能够在电源电压较低(最低可为3.8V)时，在控制单元的控制下，电子设备延迟启动，在所述延迟时间中，由电源为充电单元充电，延迟时间到时，由已经充满电的充电单元向电子设备放电，从而无需为电子设备另行外置供电电源，本实用新型提供的低电压启动装置就能提供较大的启动电流和稳定的启动电压，保证其正常启动、稳定可靠地工作。并且所述装置采用的元器件均为普通的价格低廉的分立器件，因此成本较低。
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是本实用新型低电压启动装置的原理框图；
图2是本实用新型低电压启动装置的实施例电路图。
具体实施方式
本实用新型技术方案的实质是，提供了一种连接在电源和电子设备之间的低电压启动装置，所述装置由用于对所述低电压启动装置充电并向电子设备放电的充电单元、用于闭合或断开所述低电压启动装置同电子设备之间连接的开关单元，以及用于控制所述充电单元的充电时间和所述开关单元的闭合与断开的控制单元组成。所述充电单元在所述控制单元提供的延迟时间内接受电源的充电，在延迟时间到时，所述控制单元输出控制信号使所述开关单元闭合导通，此时所述低电压启动装置向电子设备提供较大的启动电流和启动电压，使其正常启动。
下面结合附图来详细说明本实用新型的具体实施方式。
图1是本实用新型低电压启动装置的原理框图。如图1所示，本实用新型提供的低电压启动装置4连接在电源和电子设备之间。本实用新型中所述的电源为一个广义的概念，包括电源和有源数据线等。图1中所示的低电压启动装置4由充电单元1、开关单元2和控制单元3组成。充电单元1用于对低电压启动装置4充电，并在开关单元3闭合后向电子设备放电；开关单元3用于闭合或断开低电压启动装置4同电子设备之间的连接；控制单元2用于控制充电单元1的充电时间以及开关单元3的闭合与断开。控制单元2与充电单元1并联跨接在电源的第一端口和第二端口之间，电源的第一端口通过开关单元3连接电子设备的第三端口，电源的第二端口直接连接电子设备的第四端口，控制单元2的输出连接开关单元1，开关单元1的输出连接电子设备的第三端口。如图1中所示，连接在电源和电子设备之间的低电压启动装置4的具体工作过程是：当电路初始连通时，开关单元3处于断开状态，电源输出供电子设备启动的电压，但是电子设备并不是立即启动，而是先由所述电源对所述充电单元1进行充电。控制单元3控制充电单元1的充电时间，在所述充电时间内，开关单元3仍处于断开状态，电子设备不能启动，这样就使得电子设备的启动有一个时间延迟，防止由于电子设备的接入而导致电压立即下降。上述的时间延迟即对应为充电单元1的充电时间。当到达上述时间延迟的界限时，控制单元2向开关单元3输出控制信号，指示开关单元3闭合，这样电源的第一端口就经过闭合的开关单元3与电子设备的第三端口连接导通，从而电子设备接收到电源提供的启动电压，同时，延迟时间到时，充电单元1停止充电，同样经由闭合的开关单元3向电子设备放电，这样充分保证了电子设备的启动电压不会下降，在该电压的作用下，电子设备实现正常、可靠的启动。
图2是本实用新型低电压启动装置的实施例电路图。在本实施例中，所述电子设备为计算机中的移动硬盘，通过计算机主机的USB接口为移动硬盘提供启动电压及工作电压。图2中所示的本实用新型低电压启动装置连接在5V电源和移动硬盘之间。如图2所示，并联的电容C1和C2构成图1所示的充电单元1；电容C3、电阻R以及开关管BG1构成图1所示的控制单元2；继电器JK构成图1所示的开关单元3；5V电源为计算机主机的USB接口所提供，其对应于图1所示的电源；移动硬盘对应于图1所示的电子设备。电容C1和C2并联在电源的+5V端口和公共地端口之间；电源的+5V端口通过继电器JK连接移动硬盘的+5V接口，电源的公共地端口直接连接移动硬盘的公共地接口；电阻R和电容C3串联后跨接在电源的+5V端口和公共地端口之间，电阻R和电容C3的连接点连接开关管BG1的栅极，开关管BG1的源极连接公共地，开关管BG1的漏极连接继电器JK。
在本实施例中，图2所示的低电压启动装置通过计算机主机的USB接口获得+5V的供电电压。当5V电源、低电压启动装置和移动硬盘接通的瞬间，硬盘并不立即启动，而是存在0.1秒的时间延迟，以防止电压瞬间下降。上述时间延迟来自于电阻R和电容C3形成的RC回路的时间常数，由于电阻R的取值为1KΩ，电容C3的取值为100μF/16V，由此得出时间常数为0.1秒。在该时间延迟中，电容C1、电容C2和电容C3由上述的5V电源充电，伴随充电时间的延续，电容C3的正极的电压逐步升高，由于开关管BG1的栅极连接电容C3的正极，所述栅极的电压也逐渐增高，当所述的延迟时间到时，所述栅极的电压增高足以使得开关管BG1导通，开关管BG1漏极和源极之间的导通电流使继电器JK动作，这样就在5V电源、低电压启动装置以及移动硬盘之间形成通路，5V电源可以经此通路为移动硬盘供电。同时，由于低电压启动装置和移动硬盘之间的导通，电容C1和电容C2向移动硬盘放电，使移动硬盘在启动时的电压不会下降，为移动硬盘提供了较大的启动电流，从而满足其5W启动功率的要求，使移动硬盘正常启动。
如图2所示，电容C1、电容C2均为电解电容，其值为220μF/16V，电容C3也为电解电容，其值为100μF/16V，电阻为1K，继电器JK采用5V继电器。在实际应用中，本实用新型低电压启动装置所采用的电子器件不仅仅局限于图2所示的器件及其取值，还可以采用其他的器件，例如，可以用可控硅开关来代替继电器作为开关单元，等等。同样，本实用新型所提供的低电压启动装置也不仅仅应用与移动硬盘的启动，也可以应用于其他电子设备的启动。
需要指出的是，本实用新型不仅仅局限于上述所述的实施例中所示的具体实施方式。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种低电压启动装置，连接在电源和电子设备之间，包括连接电源的第一端口和第二端口以及连接电子设备的第三端口和第四端口，其特征在于还包括：
接受所述电源充电、并向所述电子设备放电的充电单元；
闭合或断开所述电源与电子设备之间连接的开关单元；以及，
控制所述的充电单元的充电时间和开关单元的闭合与断开的控制单元；
所述控制单元与所述充电单元并联跨接在所述第一端口和第二端口之间，所述开关单元连接在所述第一端口和第三端口之间，所述第二端口直接连接所述第四端口，所述控制单元的控制端连接所述开关单元；所述开关单元在所述控制单元的控制下闭合或断开所述电源与所述电子设备的连接；所述充电单元在所述开关单元闭合后向所述电子设备放电。
2.根据权利要求1所述的低电压启动装置，其特征在于，所述充电单元包括电容。
3.根据权利要求2所述的低电压启动装置，其特征在于，所述电容为电解电容。
4.根据权利要求1所述的低电压启动装置，其特征在于，所述控制单元包括RC电路和开关管。
5.根据权利要求4所述的低电压启动装置，其特征在于，所述RC电路包括至少一个电容和至少一个电阻。
6.根据权利要求1所述的低电压启动装置，其特征在于，所述开关单元包括可控开关。
7.根据权利要求6所述的低电压启动装置，其特征在于，所述可控开关包括继电器。
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