CN105988544A - 电源选择电路、主机以及计算机与外接设备的组合 - Google Patents

电源选择电路、主机以及计算机与外接设备的组合 Download PDF

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Abstract

一种电源选择电路，包括信号输入控制电路、电源输出控制电路及电源输出切换电路，该信号输入电路用于连接外部设备与计算机主机进行通讯，该电源输出控制电路包括用于输出第一电压的一第一输出控制电路、用于输出第二电压的一第二输出控制电路及用于输出第三电压的一第三输出控制电路，该电源输出切换电路用于切换第一输出控制电路及第二输出控制电路输出电压。本发明的电源选择电路可以选择输出的电压，使用方便。本发明还提供了一种具有该电源选择电路的主机及一种计算机与外接设备的组合。

Description

电源选择电路、主机以及计算机与外接设备的组合
技术领域
本发明涉及一种电源选择电路。
背景技术
现有的电脑的通讯端口连接的输出设备一般有两种，一种无需供电，如鼠标，一种需由输出端口供电，如打印机，目前输出设备常用的电源大多是5V、12V及24V，需要不同的外接电源供电，使用麻烦。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种由主机输出端口提供外接设备电源的电源选择电路。
一种电源选择电路，包括信号输入控制电路、电源输出控制电路及电源输出切换电路，该信号输入电路用于连接外部设备与计算机主机进行通讯，该电源输出控制电路包括用于输出第一电压的一第一输出控制电路、用于输出第二电压的一第二输出控制电路及用于输出第三电压的一第三输出控制电路，该电源输出切换电路用于切换第一输出控制电路及第二输出控制电路输出电压。
一种主机，包括一电源选择电路，该主机通过该电源选择电路控制第一外部设备与该主机进行通讯或者为第二至第四外接设备其中一外部设备提供电源，该电源选择电路包括信号输入控制电路、电源输出控制电路及电源输出切换电路，该信号输入电路用于连接外部设备与计算机主机进行通讯，该电源输出控制电路包括用于输出第一电压的一第一输出控制电路、用于输出第二电压的一第二输出控制电路及用于输出第三电压的一第三输出控制电路，该电源输出切换电路用于切换第一输出控制电路及第二输出控制电路输出电压。
一种计算机与外接设备的组合，该计算机包括一主机，该主机包括一电源选择电路，该主机通过该电源选择电路控制第一外部设备与该主机进行通讯或者为第二至第四外接设备其中一外部设备提供电源，该电源选择电路包括信号输入控制电路、电源输出控制电路及电源输出切换电路，该信号输入电路用于连接外部设备与计算机主机进行通讯，该电源输出控制电路包括用于输出第一电压的一第一输出控制电路、用于输出第二电压的一第二输出控制电路及用于输出第三电压的一第三输出控制电路，该电源输出切换电路用于切换第一输出控制电路及第二输出控制电路输出电压。
相较现有技术，本发明的电源选择电路的电源输出控制电路及电源输出切换电路，该电源输出控制电路输出第一电压、第二电压及第三电压，该电源输出切换电路用于切换第一输出控制电路及第二输出控制电路输出电压。可以选择输出的电压，使用方便。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明电源选择电路的信号输入控制电路的电路图。
图2为本发明电源选择电路的电源输出控制电路的电路图。
图3为本发明电源选择电路的电源输出切换电路的电路图。
图4为本发明电源选择电路应用于一计算机主机与外接设备的结构图。
主要元件符号说明
与门 U1
或门 U2
NMOS场效应管 Q1~Q12、Q14、Q15
PMOS场效应管 Q13
电阻 R1~R10
电容 C1~C4
控制信号 GPIO40、GPIO41
第一选择信号 GPIOA1
第二选择信号 GPIOA2
第一切换信号 COM1-5V
第二切换信号 COM1-12V
信号输入端口 X
信号输出端口 Y
信号输入电路 10
电源输出电路 20
第一输出电路 22
第二输出电路 24
第三输出电路 26
电源选择电路 30
主机 100
外部设备 110、120、130、140
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1-4所示，为本发明电源选择电路的较佳实施方式，由BIOS通过两控制信号GPIO40及GPIO41控制外接设备110（如调制解调器）的RI信号输入计算机主机100或者控制计算机主机100向外接设备120、130、140(如音响，打印机，扫描仪等)输出5V、12V或24V电压。在本实施方式中， RI信号为外接设备110为调制解调器时的振铃指示信号，RI信号输入是通过主机100与外接设备110（如调制解调器）的串行数据接口RS-232C的第九引脚（COM1A-pin9）进行传输，主机100还通过与外接设备120、130、140（如音响，打印机，扫描仪等）的串行数据接口RS-232C的第九引脚（COM1A-pin9）输出 5V、12V或24V电压源。
该电源选择电路包括信号输入控制电路10、电源输出控制电路20及电源输出切换电路30。其中：
信号输入控制电路10包括一与门U1、NMOS场效应管（N-Mental-Oxide-Semiconductor）Q1~Q3、电阻R1~R3，其中与门U1的两输入端分别输入两控制信号GPIO40及GPIO41，与门U1的输出端输出第一选择信号GPIOA1，与门U1的输出端连接于场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的栅极还通过一电阻R1连接于一3V电源3VSB，场效应管Q1的源极接地，场效应管Q1的漏极通过一电阻R2连接于3V电源3VSB，还连接于场效应管Q2的栅极。场效应管Q2的漏极通过一电阻R3连接于一12V电源，还连接于一场效应管Q3的栅极，场效应管Q2的源极接地。场效应管Q3的漏极为信号输入端口X，场效应管Q3的源极为信号输出端口Y。在其他实施方式中，NMOS场效应管Q1~Q3还可以是NPN型三极管，其中NMOS场效应管的栅极对应于NPN型三极管的基极，NMOS场效应管的漏极对应于NPN型三极管的集电极，NMOS场效应管的源极对应于NPN型三极管的发射极。在本实施方式中，控制信号GPIO40及GPIO41由基本输入输出***BIOS控制。
电源输出控制电路20包括一第一输出控制电路22、一第二输出控制电路24及一第三输出控制电路26。该第一输出控制电路22用于输出5V电压至外接设备120，该第二输出控制电路24用于输出12V电压至外接设备130，该第三输出控制电路26用于输出24V电压至外部设备140。
第一输出控制电路22包括NMOS场效应管Q4~Q6、一电阻R4及一电容C1，场效应管Q4的栅极接收控制信号GPIO40，场效应管Q4的源极接地，场效应管Q4的漏极通过电阻R4连接于一+12V电源，还通过电容C1接地。场效应管Q4与电阻R4的节点还连一第一切换信号COM1-5V。场效应管Q5的栅极连接于场效应管Q4与电阻R4的节点，场效应管Q5的漏极连接于一电源VCC5V，场效应管Q5的源极连接于场效应管Q6的源极，场效应管Q6的栅极连接于场效应管Q4与电阻R4的节点，场效应管Q6的漏极通过保险丝F输出信号Vout。
第二输出控制电路24包括NMOS场效应管Q7~Q9、电阻R5、电阻R6及一电容C2，场效应管Q7的栅极接收控制信号GPIO41，场效应管Q7的源极接地，场效应管Q7的漏极通过电阻R5连接于一24V电源，场效应管Q7与电阻R5的节点分别通过一电阻R6及电容C2接地。场效应管Q7与电阻R5的节点连接一第二切换信号COM1-12V。场效应管Q8的栅极连接于场效应管Q7与电阻R5的节点，场效应管Q8的漏极连接于一12V电源+12V，场效应管Q8的源极连接于场效应管Q9的源极，场效应管Q9的栅极连接于场效应管Q7与电阻R5的节点，场效应管Q9的漏极通过保险丝F输出信号Vout。
第三输出控制电路26包括NMOS场效应管Q10~Q12、一PMOS场效应管（P-Metal-Oxide-Semiconductor）Q13、电阻R7~R9及电容C3~C4。场效应管Q10的栅极用于接收控制信号GPIO40，场效应管Q10的源极接地，场效应管Q10的漏极通过电阻R7连接于一3V的电源3VSB，场效应管Q11的栅极接收控制信号GPIO41，场效应管Q11的源极接地，场效应管Q11的漏极连接于场效应管Q10与电阻R7的节点并输出第二选择信号GPIOA2。场效应管Q12的栅极连接于场效应管Q11与电阻R7的节点，场效应管Q12的漏极通过电阻R8及电阻R9连接一24V电源+24V，场效应管Q12的源极接地。电容C3的一端连接于电阻R8及电阻R9的节点，电容C3的另一端接地。电容C4的一端连接于电阻R8及电阻R9的节点，电容C4另一端连接于场效应管Q13的源极。场效应管Q13的栅极连接于电阻R8及电阻R9的节点，场效应管Q13的源极连接于24V电源+24V，场效应管Q13的漏极通过保险丝F输出信号Vout。在其他实施方式中，NMOS场效应管Q4~12A还可以是NPN型三极管，PMOS场效应管Q13还可以是PNP型三极管。
电源输出切换电路30用于切换5V及12V电压输出，包括一或门U2、一电阻R10及NMOS场效应管Q14~Q15，或门U2两输入端分别接收第一控制信号GPIOA1及第二控制信号GPIOA2，或门U2的输出端通过电阻R10接地，或门U2的输出端还分别连接于场效应管Q14及场效应管Q15的栅极，场效应管Q14的漏极连接于场效应管Q4的漏极用于输出一第一切换信号COM1-5V，场效应管Q14的源极接地。场效应管Q15的漏极连接于场效应管Q7的漏极用于输出一第二切换信号COM1-12V。在其他实施方式中NMOS场效应管Q14~Q15还可以是NPN型三极管。
下面将对上述电源选择电路的工作原理进行说明：
当BIOS输出的控制信号GPIO40及GPIO41同时为低电平时，与门U1输出低电平， 第一选择信号GPIOA1为低电平，信号输入控制电路10不导通。控制信号GPIO40及GPIO41同时为低电平，第三输出控制电路26的场效应管Q10及场效应管Q11不导通，第二选择信号GPIOA2连接于3V电源，得到高电平，使得场效应管Q12导通，电阻R8分压使得场效应管Q13的栅极电压低于24V，场效应管Q13的源极电压为24V，因此场效应管Q13的栅极电压低于源极电压，场效应管Q13导通，第三输出电路26输出信号Vout为24V。
同时，因为第二选择信号GPIOA2为高电平，第一选择信号GPIOA1为低电平，电源输出切换电路30中或门U2输出高电平，场效应管Q14及场效应管Q15导通，第一切换信号COM1-5V及第二切换信号COM1-12V均为低电平，从而使得场效应管Q5、场效应管Q6、场效应管Q8及场效应管Q9均不导通，第一输出控制电路22及第二输出控制电路24均无输出。
当控制信号GPIO40为高电平，控制信号GPIO41为低电平，与门U1输出低电平， 第一选择信号GPIOA1为低电平，信号输入控制电路10不导通。控制信号GPIO41为低电平，第二输出控制电路24的场效应管Q7不导通，场效应管Q7的漏极为高电平，因此场效应管Q8及场效应管Q9的栅极为高电平，场效应管Q8及场效应管Q9导通，第二输出电路24输出信号Vout为12V。
同时，控制信号GPIO40为高电平，第三输出控制电路26的场效应管Q10导通，场效应管Q11不导通，因此，第二选择信号GPIOA2为低电平，场效应管Q12不导通，使得场效应管Q13的栅极电压与源极电压相等，场效应管Q13不导通，第三输出控制电路26无输出。
控制信号GPIO40为高电平，第一输出控制电路22的场效应管Q4导通，场效应管Q4的漏极为低电平，使得场效应管Q5及场效应管Q6的栅极为低电平，场效应管Q5及场效应管Q6均不导通，第一输出控制电路22无输出。
当控制信号GPIO40为低电平，控制信号GPIO41为高电平，与门U1输出低电平， 第一选择信号GPIOA1为低电平，信号输入控制电路10不导通。控制信号GPIO40为低电平，第一输出控制电路22的场效应管Q4不导通，场效应管Q5及场效应管Q6的栅极为高电平，场效应管Q5及场效应管Q6导通，第一输出电路22输出信号Vout为5V。
控制信号GPIO41为高电平，第三输出控制电路26的场效应管Q11导通，因此，第二选择信号GPIOA2为低电平，场效应管Q12不导通，使得场效应管Q13的栅极电压与源极电压相等，场效应管Q13不导通，第三输出控制电路26无输出。
控制信号GPIO41为高电平，第二输出控制电路24的场效应管Q7导通，因此场效应管Q8及场效应管Q9的栅极为低电平，场效应管Q8及场效应管Q9不导通，第二输出控制电路24无输出。
当控制信号GPIO40及GPIO41同时为高电平，信号输入电路10的与门U1输出第一选择信号GPIOA1为高电平，场效应管Q1导通，场效应管Q2的栅极为低电平不导通，场效应管Q3的栅极为高电平导通，从而使得来自外部设备，如调制解调器的信号经过场效应管Q3与计算机主机进行通讯。
同时，因控制信号GPIO40及GPIO41同时为高电平，第三输出控制电路26的场效应管Q10及场效应管Q11导通，因此，第二选择信号GPIOA2为低电平，场效应管Q12不导通，使得场效应管Q13的栅极电压与源极电压相等，场效应管Q13不导通，第三输出控制电路26无输出。
控制信号GPIO40为高电平，第一输出控制电路22的场效应管Q4导通，场效应管Q4的漏极为低电平，使得场效应管Q5及场效应管Q6的栅极为低电平，场效应管Q5及场效应管Q6均不导通，第一输出控制电路22无输出。
控制信号GPIO41为高电平，第二输出控制电路24的场效应管Q7导通，因此场效应管Q8及场效应管Q9的栅极为低电平，场效应管Q8及场效应管Q9不导通，第二输出控制电路24无输出。
下表为本发明电源选择电路输出状态真值表：
因此，用户可以根据需要，通过设定控制信号GPIO40及GPIO41的高低电平即可选择输出的电压以及信号的输入，使用方便。

Claims (8)

1.一种电源选择电路，包括：
一BIOS，用于输出第一及第二控制信号；
一信号输入控制电路，接收该BIOS输出的第一及第二控制信号，还根据该第一及第二选择信号的状态输出一第一选择信号；
一电源输出控制电路，包括用于输出第一电压的第一输出控制电路、一用于输出第二电压的第二输出控制电路及一用于输出第三电压的第三输出控制电路，该第一输出控制电路接收该第一控制信号，该第二输出控制电路接收该第二控制信号，该第三输出控制电路接收该第一及第二控制信号，并根据该第一及第二控制信号的状态输出对应的第二选择信号；及
一电源切换电路，接收该第一及第二选择信号，还根据该第一及第二控制信号的状态输出第一及第二切换信号至该第一及第二输出控制电路；
当第一及第二控制信号同时为第一电平状态时，该信号输入控制电路控制一外部设备与一计算机主机进行通讯；当第一控制信号为第二电平状态，该第二控制信号为第一电平状态时，该第一输出控制电路输出第一电压；当第一控制信号为第一电平状态，该第二控制信号为第二电平状态时，该第二输出控制电路输出第二电压；当第一及第二控制信号同时为第二电平状态时，该第三输出控制电路输出第三电压。
2.如权利要求1所述的电源选择电路，其特征在于：该信号输入控制电路包括一与门、第一至第三NMOS场效应管及第一至第三电阻，其中与门的两输入端分别输入第一控制信号及第二控制信号，与门的输出端输出第一选择信号，与门的输出端连接于第一场效应管的栅极，第一场效应管的栅极还通过一第一电阻连接于一第一电源，第一场效应管的源极接地，第一场效应管的漏极通过一第二电阻连接于一第二电源，第二场效应管的栅极连接于第一场效应管与第二电阻的节点，第二场效应管的漏极通过一第三电阻连接于一第三电源，第二场效应管的源极接地，第三场效应管的栅极连接于第二场效应管与第三电阻的节点，第三场效应管的漏极为信号输入端口，第三场效应管的源极为信号输出端口。
3.如权利要求2所述的电源选择电路，其特征在于：该第一输出控制电路包括第四至第六NMOS场效应管、一第四电阻及一第一电容，第四场效应管的栅极接收第一控制信号，第四场效应管的源极接地，第四场效应管的漏极通过第四电阻连接于一第四电源，第四场效应管与第四电阻的节点通过一第一电容接地，第四场效应管与第四电阻的节点还连接该第一切换信号，第五场效应管的栅极连接于第四场效应管与第四电阻的节点，第五场效应管的漏极连接于一第一输出电压源，第五场效应管的源极连接于第六场效应管的源极，第六场效应管的栅极连接于第四场效应管与第四电阻的节点，该第六场效应管的漏极为第一电压输出端口，该第一输出电压源提供第一电压。
4.如权利要求3所述的电源选择电路，其特征在于：该第二输出控制电路包括第七至第九NMOS场效应管、第五至第六电阻及一第二电容，第七场效应管的栅极接收第二控制信号，第七场效应管的源极接地，第七场效应管的漏极通过第五电阻连接于一第五电源，第七场效应管与第五电阻的节点分别通过一第六电阻及第二电容接地，第七场效应管与第五电阻的节点还输出一第二切换信号，第八场效应管的栅极连接于第七场效应管与第五电阻的节点，第八场效应管的漏极连接于一第二输出电压源，第八场效应管的源极连接于第九场效应管的源极，第九场效应管的栅极连接于第七场效应管与第五电阻的节点，第九场效应管的漏极为第二电压输出端口，该第二输出电压源提供第二电压。
5.如权利要求1或4所述的电源选择电路，其特征在于：该第三输出控制电路包括第十至第十二NMOS场效应管、一PMOS场效应管、第七至第九电阻及第三至第四电容，第十场效应管的栅极接收第一控制信号，第十场效应管的源极接地，第十场效应管的漏极通过第七电阻连接于一第六电源，第十一场效应管的栅极接收第二控制信号，第十一场效应管的源极接地，第十一场效应管的漏极连接于第十场效应管与第七电阻的节点并输出第二选择信号，第十二场效应管的栅极连接于第十一场效应管与第七电阻的节点，第十二场效应管的漏极通过第八电阻及第九电阻连接一第七电源，第十二场效应管的源极接地，第三电容的一端连接于第八电阻及第九电阻的节点，第三电容的另一端接地，第四电容的一端连接于第八电阻及第九电阻的节点，第四电容另一端连接于第十三场效应管的源极，第十三场效应管的栅极连接于第八电阻及第九电阻的节点，第十三场效应管的源极连接于一第三输出电压源，第十三场效应管的漏极为第三电压的输出端口，该第三输出电压源提供第三电压。
6.如权利要求5所述的电源选择电路，其特征在于：该电源输出切换电路用于切换第一及第二电压的输出，包括一或门、一第十电阻及第十四至第十五NMOS场效应管，或门两输入端分别接收第一及第二选择信号，或门的输出端通过第十电阻接地，或门的输出端还分别连接于第十四场效应管及第十五场效应管的栅极，第十四场效应管的漏极输出该第一切换信号，第十四场效应管的源极接地，第十五场效应管的漏极输出该第二切换信号。
7.一种主机，包括一电源选择电路，该主机通过该电源选择电路控制第一外部设备与该主机进行通讯或者为第二至第四外接设备其中一外部设备提供电源，该电源选择电路包括：
一BIOS，用于输出第一及第二控制信号；
一信号输入控制电路，接收该BIOS输出的第一及第二控制信号，还根据该第一及第二选择信号的状态输出一第一选择信号；
一电源输出控制电路，包括用于输出第一电压的第一输出控制电路、一用于输出第二电压的第二输出控制电路及一用于输出第三电压的第三输出控制电路，该第一输出控制电路接收该第一控制信号，该第二输出控制电路接收该第二控制信号，该第三输出控制电路接收该第一及第二控制信号，并根据该第一及第二控制信号的状态输出对应的第二选择信号；及
一电源切换电路，接收该第一及第二选择信号，还根据该第一及第二控制信号的状态输出第一及第二切换信号至该第一及第二输出控制电路；
当第一及第二控制信号同时为第一电平状态时，该信号输入控制电路控制第一外部设备与该主机进行通讯；当第一控制信号为第二电平状态，该第二控制信号为第一电平状态时，该第一输出控制电路输出第一电压至第二外部设备；当第一控制信号为第一电平状态，该第二控制信号为第二电平状态时，该第二控制电路输出第二电压至第三外部设备；当第一及第二控制信号同时为第二电平状态时，该第三输出电路输出第三电压至第四外部设备。
8.一种计算机与外接设备的组合，该计算机包括一主机，该主机包括一电源选择电路，该主机通过该电源选择电路控制第一外部设备与该主机进行通讯或者为第二至第四外接设备其中一外部设备提供电源，该电源选择电路包括：
一BIOS，用于输出第一及第二控制信号；
一信号输入控制电路，接收该BIOS输出的第一及第二控制信号，还根据该第一及第二选择信号的状态输出一第一选择信号；
一电源输出控制电路，包括用于输出第一电压的第一输出控制电路、一用于输出第二电压的第二输出控制电路及一用于输出第三电压的第三输出控制电路，该第一输出控制电路接收该第一控制信号，该第二输出控制电路接收该第二控制信号，该第三输出控制电路接收该第一及第二控制信号，并根据该第一及第二控制信号的状态输出对应的第二选择信号；及
一电源切换电路，接收该第一及第二选择信号，还根据该第一及第二控制信号的状态输出第一及第二切换信号至该第一及第二输出控制电路；
当第一及第二控制信号同时为第一电平状态时，该信号输入控制电路控制第一外部设备与该计算机主机进行通讯；当第一控制信号为第二电平状态，该第二控制信号为第一电平状态时，该第一输出控制电路输出第一电压至第二外部设备；当第一控制信号为第一电平状态，该第二控制信号为第二电平状态时，该第二控制电路输出第二电压至第三外部设备；当第一及第二控制信号同时为第二电平状态时，该第三输出电路输出第三电压至第四外部设备。
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