CN2735629Y - 具主动供电功能的集线器 - Google Patents

Abstract

一种具主动供电功能的集线器，主要是在一集线器内部设有一主动供电装置，包括一充电器、蓄电池、控制电路及一直流/直流转换器；由于集线器是与电脑的通用串行总线连接，其接受来自通用串行总线的直流电源，当集线器对于电源的需求低于通用串行总线供电的直流电源，即由通用串行总线供电，并同时经充电器对蓄电池充电，反之，则由蓄电池放电，经直流/直流转换器转换后送至电源通路上执行主动供电；集线器不与电脑连结时，亦可外接一电源转换器将市电整流后对电池充电，电池充电后经直流转换后输出电源对连结的设备进行供电。

Description

具主动供电功能的集线器

技术领域

本实用新型涉及一种线路连接器，尤其涉及一种可以不依赖电脑上所设通用串行总线供电的具主动供电功能的集线器。

背景技术

通用串行总线(USB)是由英特尔(INTEL)等大厂连手开发，其可同时连结的周边设备高达127个，该总线的基本接口规格包括正/负数据线D+、D-及正/负电源线V+、V-，是目前普及率最高的总线接口。尽管通用串行总线可以同时连结的周边设备高达127个，但电脑上的USB端口数目十分有限，如须扩大使用USB接口的周边装置，则有赖于集线器(HUB)的使用。所谓的集线器主要是用来增加USB连接埠的数量，以增加电脑可以连结的USB接口周边设备。如前所述，由于通用串行总线亦定义有电源线，其意味着电脑可以通过通用串行总线供电给周边设备。然而这个功能是有前提的：

1.既然电脑是通过通用串行总线提供电力，则不论周边设备是直接连结电脑或通过集线器间接连结，必须在联机状态下才能进行供电，如已离线即不可能继续供电。

2.由于通用串行总线同时可连结127个周边设备，虽然实际上不可能连结这么多的周边设备，但同时连结多个USB接口周边设备且这些设备同时需要通用串行总线供电的可能性是存在的，在此种状况下，通用串行总线提供的直流电力是不敷使用的。

由上述可知，电脑虽然可以利用集线器来增加可连结USB接口周边设备的数量，然而一旦离线或同时连结多个有供电需求的周边设备时，其电力根本不能满足需求，故有待进一步检讨，并谋求可行的解决方案。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的上述缺点，本实用新型提供一种可在电脑离线状态下主动对连结周边设备进行供电，或在联机状态下电力仍不足供应时可进行主动供电的通用串行总线集线器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具主动供电功能的集线器，其特征在于，包括有：一充电器，其输入端是与通用串行总线中的电源线连接；一蓄电池，是与前述充电器的输出端连接，以通过充电器利用通用串行总线上的电源进行充电；一直流/直流转换器，其输入端是与蓄电池连接，其输出端则与通用串行总线上的电源线连接；一控制电路，其输入端是与蓄电池连接，其输出端则分别与充电器及直流/直流转换器连接；其中：该控制电路将产生一转换控制信号至直流/直流转换器，以控制其是否工作，同时产生一充电启闭信号至充电器。

前述的具主动供电功能的集线器，其中充电器输入端亦可与电源转换器连接。

本实用新型利用前述装置可由控制电路根据通用串行总线上的电力大小产生一控制信号，并送至前述直流/直流转换器，而在电力需求高于通用串行总线所能供应时，开启直流/直流转换器，同时关闭充电器使其停止对蓄电池充电，该蓄电池则放电并通过直流/直流转换器进行电源转换处理后送至通用串行总线的电源线，而主动供电给与通用串行总线连结的周边设备。借此，不仅可在通用串行总线与电脑离线的状态下对周边设备供电，亦可外接一电源转换器将市电整流后对电池充电，电池充电后经直流转换后输出电源对连结的设备进行供电，即使在联机状态下，只要通用串行总线上的电力不敷使用，即可进行主动供电。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一可行实施例的外观示意图。

图2是本实用新型的电路方块结构图。

图3是本实用新型一对四输出端的实施例整体电路图。

图中标号说明：

10充电                 20蓄电池

30直流/直流转换器

40控制电路

100本体                101USB连接埠

102USB接口导线

103接头

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型实施例是在一本体100上设有数个USB连接埠101，而集线器的本体100本身设有一USB接口导线102及一供与电源转换器(图中未示)连结的电源转换插座103，各USB连接埠101可通过USB接口导线102与通用串行总线连结。而前述的本体100就基本形式而言与现有的集线器大致相同，就集线器本身的功能亦属相同，而不同处在于：本实用新型的集线器进一步赋予一主动供电功能，该主动供电功能则是在前述本体100内部设有一由电路构成的主动供电装置，其电路方块图实施例结构请参阅图2所示，主要是令一充电器10的输入端与通用串行总线中的电源线连接，输入端的电源经过一二极管或是由一电源转换器直接输入5V电压；其输出直接对一蓄电池20充电，并接受一控制电路40所提供的关闭讯号Disable决定充电与否。

上述蓄电池20的输入端是与前述充电器10的输出端连接，其在通用串行总线上电源供应正常时，可通过充电器10利用通用串行总线上的电源进行充电；并直接供给一直流/直流转换器30与控制电路40的输入电源。

上述直流/直流转换器30的输入端是与蓄电池20输出端连接。

上述控制电路40的输入端是与蓄电池20连接，其具有两输出端而分别与直流/直流转换器30及充电器10连接；又该控制电路40将产生一开关信号以控制直流/直流转换器30是否有输出直流电源。其中：

该控制电路40是根据蓄电池20的电力以产生一控制信号，而送至前述直流/直流转换器30，当通用串行总线上的电源供应正常时，该组控制信号是先将直流/直流转换器30关闭，并产生一开启信号(Enable)使充电器10开始工作，以便利用通用串行总线上的电源通过充电器10对蓄电池20充电。

而在集线器电力需求高于通用串行总线所能供应时，则该控制信号(Enable)将开启直流/直流转换器30，并同时关闭充电器10使其停止对蓄电池20充电，蓄电池20随即放电并通过直流/直流转换器30进行电源转换处理后送至通用串行总线的电源线，以主动供电给与通用串行总线连结的周边设备。

如图3所示，本实用新型更详细的线路构造，其工作原理详述如下：

首先，在本实施例中，为一对四的集线器，其包含一集线器电路50与四个通用串行总线连接端口51～54，如图左上角所示的输入端是由通用串行总线(Bus Power)所提供的5V/0.5A电源，通过一自给电源端5V及一保险丝F1传送给四个通用串行总线连接端口51～54，故最大使用电源为5V/2A。

当本实用新型与通用串行总线(Bus Power)连接时，总线上的电源经过一二极管D1输入，再由该自给电源端5V通过一充电器10对蓄电池20进行充电；当集线器与总线没有连接时，亦可利用一外接电源转换器(图中未示)通过一接头103将电源输入至前述自给电源端5V，通过相同途径由充电器10对蓄电池20进行充电。

上述充电器10是由型号IC34063的集成电路所构成的简易升压(Boost)电路，利用该简易升压(Boost)电路将输入电压升压至足够的电池充电电压并对电池充电。

该蓄电池20可为4个充电电池，单个电池充饱电压为1.3V，四个电池串联电压为5.2V，由充电器10提供充电电源，其充放电接点(Battery+)则分别与直流/直流转换器30及充电器40连接。

当欲由蓄电池20对集线器上的通用串行总线连接器51～55放电时，是通过一控制电路40为之，该控制电路40是由一手动开关SW与电子开关晶体管Q1组成；当本实用新型总线输入电源不足时，即接通该手动开关SW，使电源由二极管D4、电阻R37进入充电器10的回授端(接脚5)将其关闭，使充电器10停止充电；而晶体管Q1同时为蓄电池20电源触发至导通状态，其集极形成低电位使得直流/直流转换器30中的晶体管Q2亦被触发导通，即是送出一开启信号(ENABLE)使得直流/直流转换器30开启。

该直流/直流转换器30是由晶体管Q2(P-MOSFET)与齐纳二极管(Zenerdiode)稳压电路构成，利用晶体管Q2导通时所造成的压降与调整齐纳二极管(Zenerdiode)值使输出电压达到一适合值，晶体管Q2源/汲极是分别连接蓄电池20和自给电源端5V，其闸极Gate则是与控制电路40的输出端连接。当晶体管Q2导通时，蓄电池20电源即通过直流/直流转换器30送至自给电源端5V，由该自给电源端5V对四个通用串行总线连接器51～54供电。

由上述说明可看出本实用新型的具体线路构造，而就整体的功能而言，本实用新型除提供基本的集线器功能外，还提供一主动供电功能。如一般所知，通用串行总线提供的直流电源为5V/0.5A，当集线器上连结的周边设备同时有供电需求时，5V/0.5A即不敷使用。此时，通用串行总线上的电源电压将下降，当降至一电压值时例如4.5V，即由控制电路40关闭充电器10，使蓄电池20停止充电，同时开启直流/直流转换器30进行电源转换后将直流电源送至通用串行总线的电源在线，而主动对集线器连结的周边设备进行供电。为使电源的取得更臻便利，本实用新型的集线器也支持在电脑离线状态下，使用交流市电经过电源转换器整流后送至通用串行总线的电源经充电器10对蓄电池20进行充电。在蓄电池20方面亦采取可更换的组合式设计，以便在无法充电且电力不足的状况下，以更换蓄电池方式维持正常供电。

综上所述，本实用新型就USB接口周边设备的供电问题已作出具体的贡献，故已兼具突出的特征与突出的进步，符合新型专利要件，故依法提出申请。

Claims (2)

1.一种具主动供电功能的集线器，其特征在于，包括有：

一充电器，其输入端是与通用串行总线中的电源线连接；

一蓄电池，是与前述充电器的输出端连接，以通过充电器利用通用串行总线上的电源进行充电；

一直流/直流转换器，其输入端是与蓄电池连接，其输出端则与通用串行总线上的电源线连接；

一控制电路，其输入端是与蓄电池连接，其输出端则分别与充电器及直流/直流转换器连接；其中：

该控制电路将产生一转换控制信号至直流/直流转换器，以控制其是否工作，同时产生一充电启闭信号至充电器。

2、根据权利要求1所述的具主动供电功能的集线器，其特征在于所述充电器输入端亦可与电源转换器连接。

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