CN110442220B - 一种用于usb-c接口设备的电源控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于USB‑C接口设备的电源控制装置和方法，包括USB‑C接口、外接电源接口、切换模块、电源调整模块和控制模块，通过控制模块检测USB‑C接口和外接电源接口是否有电源接入，并由切换模块对USB‑C接口和外接电源接口接入的电源进行切换，再由电源调整模块依据电源输入端的不同对接入的电源的电流进行调节。由于USB‑C接口设备可以根据电源输入端的不同对电源电流进行调节，使得USB‑C接口设备可以自动控制USB输出电流的大小，以降低自适应输出电流的风险，从而提高用户体验。

Description

一种用于USB-C接口设备的电源控制装置和方法
技术领域
本发明涉及USB-C接口设备的电源控制技术领域，具体涉及一种用于USB-C接口设备的电源控制装置和方法。
背景技术
目前主流市场上的笔记本电脑的USB-C接口提供的功率电源的电流为1.5A或带雷电3功能的USB-C接口提供的功率电源的电流为3A。以USB-C接口提供的功率电源的电流为1.5A的为例，当USB-C接口的负载超过1.5A电流时，会导致接入电脑的USB-C接口外设设备的无法正常工作，一般会显示电流过大，TYPE-C设备不能使用，严重的会烧坏笔记本电脑。为此，现有技术中应用固定限流技术防止烧坏笔记本电脑，即过流保护器件采用PTC(Positive Temperature Coefficient正的温度系数)方式，一般是采用正温度系数的热敏电阻，但在实际的应用中有大的局限性，如果设定电流过大提高了烧毁电脑风险度，设定电流过小，负载功率变小降低了外设的最大功率使用户体验变差。因此需要提供一种新的USB-C接口外设设备的电源控制装置，以优化USB-C接口设备的电源管理。
发明内容
本发明提供一种用于USB-C接口设备的电源控制装置和方法，以优化现有技术中对USB-C接口设备电源管理的不足。
根据第一方面，一种用于USB-C接口设备的电源控制装置，包括：
USB-C接口，用于与计算机USB-C接口连接；
外接电源接口，用于外接电源的输入；
切换模块，分别与所述USB-C接口和所述外接电源接口连接，用于通过所述USB-C接口和所述外接电源接口分别与所述计算机USB-C接口的电源和外接电源连接，并将所述计算机USB-C接口的电源或外接电源输出；
电源调整模块，与所述切换模块连接，用于对所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源的电参数进行调节后输出；
控制模块，分别与所述外接电源接口、所述USB-C接口、所述切换模块和所述电源调整模块连接，用于检测所述USB-C接口和所述外接电源接口是否有电源接入；
当所述计算机USB-C接口有电源输入而所述外接电源接口没有电源输入时，所述控制模块还用于控制所述切换模块将所述计算机USB-C接口的电源输出给所述电源调整模块，并控制所述电源调整模块将所述计算机USB-C接口的电源电流调节为第一电流值后输出给所述计算机USB-C接口外设设备；
当所述外接电源接口有电源输入时，所述控制模块还用于控制所述切换模块将所述外接电源输出给所述电源调整模块，并控制所述电源调整模块将所述外接电源的电流调节为第二电流值后输出给所述计算机USB-C接口外设设备。
进一步，所述电源调整模块包括电压调整电路和电流调整电路；
所述电压调整电路与所述切换模块连接，用于对所述切换模块输出的所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源进行调压并输出；
所述电流调整电路与所述电压调整电路连接，用于对调压后的所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源的电流进行调节并输出给所述计算机USB-C接口外设设备。
进一步，所述控制模块包括控制器；所述控制器包括第一控制输出端和第二控制输出端；
第一控制输出端和第二控制输出端与所述切换模块连接，用于所述控制器通过第一控制输出端和第二控制输出端向所述切换模块到发送高低电平信号，以控制所述切换模块输出所述计算机USB-C接口的电源或外接电源。
进一步，所述切换模块包括切换电路；所述切换电路包括场效应管Q41、场效应管Q42、场效应管Q43、场效应管Q44、电阻R41、电阻R42、电阻R43和电阻R44；
场效应管Q41的漏极与所述USB-C接口的电源接入端连接；场效应管Q41的源极和场效应管Q42的源极连接，作为所述切换电路的输出端，用于将所述计算机USB-C接口的电源或外接电源输出给所述电源调整模块；
场效应管Q41的栅极与电阻R41的一端连接，电阻R41的另一端与场效应管Q43的源极和电阻R42的一端连接,R42的另一端与所述切换电路的输出端连接；
场效应管Q42的漏极与所述外接电源接口的电源接入端连接；场效应管Q42的栅极与电阻R44的一端连接，电阻R44的另一端与场效应管Q44的源极和电阻R43的一端连接,R43的另一端与所述切换电路的输出端连接；
场效应管Q43的漏极接地，场效应管Q43的栅极与第一控制输出端连接和电阻R47的一端连接，电阻R47的另一端接地；
场效应管Q44的漏极接地，场效应管Q44的栅极与第二控制输出端连接和电阻R48的一端连接，电阻R48的另一端接地。
进一步，所述控制器还包括第一电压检测信号输入端和/或第二电压检测信号输入端；
所述控制模块还包括：
第一电压检测电路，与第一电压检测信号输入端和所述USB-C接口的电源输入端连接，用于检测所述USB-C接口是否有电源接入；
和/或，第二电压检测电路，与第二电压检测信号输入端和所述外接电源接口的电源输入端连接，用于检测所述外接电源接口是否有电源接入；
所述第一电压检测电路包括电阻R11和电阻R12；电阻R11的一端与所述USB-C接口的电源接入端连接，电阻R11的另一端与所述第一电压检测信号输入端和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地；
所述第二电压检测电路包括电阻R13和电阻R14；电阻R13的一端与所述外接电源接口的电源接入端连接，电阻R13的另一端与所述第二电压检测信号输入端和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地。
进一步，所述控制器还包括第一放电信号输出端和/或第二放电信号输出端；
所述控制模块还包括：
第一放电电路，与第一放电信号输出端和所述USB-C接口的电源输入端连接，用于通过所述第一放电信号输出端接收所述控制器的放电信号将所述USB-C接口的电源进行放电保护；
和/或，第二放电电路，与第二放电信号输出端连接和所述外接电源接口的电源接入端连接，用于通过所述第二放电信号输出端接收所述控制器的放电信号将所述外接电源接口的电源进行放电保护。
所述第一放电电路包括电阻R24、电阻R25和场效应管Q21；
电阻R24的一端与所述USB-C接口的电源输入端连接，另一端与场效应管Q21的漏极连接；
场效应管Q21的源极接地；
场效应管Q21的栅极与第一放电信号输出端和电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端接地；
所述第二放电电路包括电阻R31、电阻R32和场效应管Q31；
电阻R31的一端与所述外接电源接口的电源输入端连接，另一端与场效应管Q31的漏极连接；
场效应管Q31的源极接地；
场效应管Q31的栅极与第二放电信号输出端和电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端接地。
进一步，所述控制器还包括电流调整控制输出端，用于所述控制器通过所述电流调整控制输出端向所述电流调整电路发送高低电平信号，以控制所述电流调整电路对调压后的所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源的电流进行调节；
所述电流调整电路包括电流控制器件U51、电阻R14、电阻15和场效应管Q51；
电流控制器件U51包括输出端OUT、输入端IN、接地端GND、开关控制端EN和电流限制端ISET；
电流控制器件U51的输入端IN和开关控制端EN连接与所述电压调整电路的输出端连接，用于作为所述电流调整电路的输入端；
电流控制器件U51的接地端GND接地；
电流控制器件U51的输出端OUT作为所述电流调整电路的输出端；
电流控制器件U51的电流限制端ISET与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端接地；
电流控制器件U51的电流限制端ISET还与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与场效应管Q51的漏极连接；
场效应管Q51的栅极与所述电流调整控制输出端连接；
场效应管Q51的源极接地。
根据第二方面，一种计算机USB-C接口外设设备，包括第一方面所述的电源控制装置。
进一步，还包括USB接口HUB、视频转换模块和/或音频转换模块；
所述USB接口HUB、视频转换模块和/或音频转换模块的电源由所述电源调整模块提供。
根据第三方面，一种用于USB-C接口设备的电源控制方法，包括：
计算机USB-C接口外设设备检测USB-C接口和外接电源接口是否有电源接入；所述USB-C接口与计算机USB-C接口连接，所述外接电源接口与外接电源的连接；
当检测到所述计算机USB-C接口有电源输入而所述外接电源接口没有电源输入时，将所述计算机USB-C接口的电源电流调节为第一电流值后输出给所述计算机USB-C接口外设设备；
当检测到所述外接电源接口有电源输入时，将所述外接的电源电流调节为第二电流值后输出给所述计算机USB-C接口外设设备。
依据上述实施例的一种用于USB-C接口设备的电源控制装置和方法，包括USB-C接口、外接电源接口、切换模块、电源调整模块和控制模块，通过控制模块检测USB-C接口和外接电源接口是否有电源接入，并由切换模块对USB-C接口和外接电源接口接入的电源进行切换，再由电源调整模块依据电源输入端的不同对接入的电源的电流进行调节。由于USB-C接口设备可以根据电源输入端的不同对电源电流进行调节，使得USB-C接口设备可以自动控制USB输出电流的大小，以降低自适应输出电流的风险，从而提高用户体验。
附图说明
图1为一种实施中用于USB-C接口设备的电源控制装置的结构示意图；
图2为一种实施中电源控制装置的控制模块的结构示意图；
图3为一种实施中电源控制装置的USB-C接口的结构示意图；
图4为一种实施中电源控制装置的外接电源接口结构示意图；
图5为一种实施中电源控制装置的切换模块结构示意图；
图6为一种实施中电源控制装置的电流调整电路的结构示意图；
图7为一种实施中电源控制装置的第一电压检测电路的结构示意图；
图8为一种实施中电源控制装置的第二电压检测电路的结构示意图；
图9为一种实施中电源控制装置的第一放电电路的结构示意图；
图10为一种实施中电源控制装置的第二放电电路的结构示意图；
图11为另一种实施例中的计算机USB-C接口外设设备结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
在现有技术中的USB-C接口设备的电源限流技术，都是采用单一的电流值进行限流。
在本发明实施例中，通过控制模块检测USB-C接口和外接电源接口是否有电源接入，并由切换模块对USB-C接口和外接电源接口接入的电源进行切换，再由电源调整模块依据电源输入端的不同对接入的电源的电流进行调节。由于USB-C接口设备可以根据电源输入端的不同对电源电流进行调节，使得USB-C接口设备可以自动控制USB输出电流的大小，以降低自适应输出电流的风险和电脑出现过流保护的危险，从而达到保护电脑和提高用户体验。
实施例一
请参照图1，为一种实施中用于USB-C接口设备的电源控制装置的结构示意图，包括控制模块10、USB-C接口20、外接电源接口30、切换模块40和电源调整模块50。USB-C接口20用于与计算机USB-C接口连接。外接电源接口30用于外接电源的输入。切换模块40分别与USB-C接口20和外接电源接口30连接，用于通过USB-C接口20和外接电源接口30分别与计算机的USB-C接口的电源和外接电源连接，并将计算机USB-C接口的电源或外接电源输出。电源调整模块50与切换模块40连接，用于对计算机USB-C接口的电源或外接电源的电参数进行调节后输出。控制模块10分别与外接电源接口30、USB-C接口30、切换模块40和电源调整模块50连接，用于检测USB-C接口20和外接电源接口30是否有电源接入。当计算机USB-C接口20有电源输入而外接电源接口30没有电源输入时，控制模块10还用于控制切换模块40将计算机USB-C接口的电源输出给电源调整模块50，并控制电源调整模块50将计算机USB-C接口的电源电流调节为第一电流值后输出给计算机USB-C接口外设设备。当外接电源接口30有电源输入时，控制模块10还用于控制切换模块40将外接电源输出给电源调整模块50，并控制电源调整模块50将外接电源的电流调节为第二电流值后输出给计算机USB-C接口外设设备。
请参照图2，为一种实施中电源控制装置的控制模块的结构示意图，控制模块包括控制器，控制器包括第一控制输出端GPIO1和第二控制输出端GPIO2。第一控制输出端GPIO1和第二控制输出端GPIO2与切换模块40连接，用于控制器10通过第一控制输出端GPIO1和第二控制输出端GPIO2向切换模块40到发送高低电平信号，以控制切换模块40输出计算机USB-C接口的电源或外接电源。一实施例中，第一控制输出端GPIO1为高电平信号且第二控制输出端GPIO2为低电平时，控制器10控制切换模块40输出计算机USB-C接口的电源；第一控制输出端GPIO1为低电平信号且第二控制输出端GPIO2为高电平时，控制器10控制切换模块40输出外接电源。
控制器还包括第一电压检测信号输入端VBUS_DET1、第二电压检测信号输入端VBUS_DET1、第一放电信号输出端GPIO4、第二放电信号输出端GPIO5和/或电流调整控制输出端GPIO3。一实施例中，控制器还包括控制输出端GPIO6、控制输出端GPIO7、控制输出端GPIO8和控制输出端GPIO9，用于连接可控制USB接口HUB、视频转换模块和/或音频转换模块等。一实施例中，控制器还包括数据通讯端CC1_DRP、数据通讯端CC2_DRP、数据通讯端CC1_URP、数据通讯端CC2_URP和数据通讯端D+、数据通讯端D-等数据通讯端。一实施例中，USB-C接口是USB-C公头，控制模块10的数据通讯端D+、数据通讯端D-、数据通讯端CC1_DRP和数据通讯端CC2_DRP通过与USB-C接口20与计算机USB-C接口相应的数据通讯端连接，用于控制器10与计算机USB-C接口进行通讯，以协调计算机USB-C接口的电源输出端是电源输出端口B4或电源输出端口A4。一实施例中，外接电源接口30是USB-C母头，控制器10的数据通讯端CC1_URP和数据通讯端CC2_URP与外接电源相应的接口连接以协调外接电源的输出端。
请参照图3，为一种实施中电源控制装置的USB-C接口的结构示意图，USB-C接口为USB-C公头，包括输出端A1-A12和输出端A1-A12共24个输出端口，分别与计算机的USB-C接口连接。一实施例中，USB-C接口的输出端A2和输出端A3分别连接有电容C21和C22，USB-C接口的输出端B2和输出端B3分别连接有电容C23和C24，USB-C接口的输出端B5与控制器10的数据通讯端CC2_DRP连接，并其之间串联有电阻R21。USB-C接口的输出端A5与接地之间穿了有电容C25。电阻R23和电阻R22分别串联在USB-C接口的输出端A8和输出端B8与接地之间。USB-C接口的输出端B4和输出端A4与切换模块40的一输入端VBUS连接，用于计算机USB-C接口的电源的输入。
请参照图4，为一种实施中电源控制装置的外接电源接口结构示意图，外接电源接口为USB-C母头，包括输出端A1-A12和输出端A1-A12共24个输出端口。一实施例中，外接电源接口的输出端A4、输出端A9、输出端B4和输出端B9与切换模块40的另一输入端V-W连接，用于将外接电源V-W1、外接电源V-W2、外接电源V-W3和/或外接电源V-W4输入给切换模块40。一实施例中，外接电源接口的输出端A5和输出端B5分别接地，并分别串联有电容C31和电容C32。外接电源接口的输出端A1、输出端A12、输出端B1和输出端B12接地。
请参照图5，为一种实施中电源控制装置的切换模块结构示意图，切换模块包括切换电路。切换电路包括场效应管Q41、场效应管Q42、场效应管Q43、场效应管Q44、电阻R41、电阻R42、电阻R43和电阻R44。场效应管Q41的漏极与USB-C接口的电源接入端连接，作为切换电路的输入端VBUS。一实施例中，场效应管Q41的漏极与USB-C接口的输出端B4和输出端A4连接，用于计算机USB-C接口电源的输入。场效应管Q41的源极和场效应管Q42的源极连接，作为切换电路的一输出端VBUS-M，用于将计算机USB-C接口的电源或外接电源输出给电源调整模块50。场效应管Q41的栅极与电阻R41的一端连接，电阻R41的另一端与场效应管Q43的源极和电阻R42的一端连接,R42的另一端与切换电路的输出端VBUS-M连接。场效应管Q42的漏极与外接电源接口30的电源接入端连接，作为切换电路的另一输入端V-W。一实施例中，场效应管Q42的漏极与外接电源接口的输出端A4、输出端A9、输出端B4和输出端B9连接，用于外接电源的输入。场效应管Q42的栅极与电阻R44的一端连接，电阻R44的另一端与场效应管Q44的源极和电阻R43的一端连接,R43的另一端与切换电路的输出端V-W连接。场效应管Q43的漏极接地，场效应管Q43的栅极与控制器的第一控制输出端GPIO1连接和电阻R47的一端连接，电阻R47的另一端接地。场效应管Q44的漏极接地，场效应管Q44的栅极与控制器的第二控制输出端GPIO2连接和电阻R48的一端连接，电阻R48的另一端接地。一实施例中，切换电路还包括电容C43和电容C44，电容C43串联在电阻42与场效应管Q41的栅极之间，电容C44串联在电阻43与场效应管Q42的栅极之间。一实施例中，场效应管Q41和场效应管Q42为P沟道MOS管，场效应管Q43和场效应管Q44为N沟道MOS管。一实施例中，控制器的第一控制输出端GPIO1输入到切换电路40的信号为高电平信号时，切换电路40输出端VBUS-M输出计算机USB-C接口的电源。控制器的第二控制输出端GPIO2输入到切换电路40为高电平信号时，切换电路40输出端VBUS-M输出外接电源。即当控制器的第一控制输出端GPIO1为高电平时，计算机的USB-C接口提供的电源通过场效应管Q41导通连接到切换电路40的输出端VBUS-M；当控制器的第二控制输出端GPIO2为高电平时，外接电源通过场效应管Q42导通连接到切换电路40的输出端VBUS-M。
一实施例中，场效应管Q41和场效应管Q42的型号为SM4307PSK,场效应管Q43和场效应管Q44的型号为2N7002。
一实施例中，电源调整模块包括电压调整电路和电流调整电路。电压调整电路包括输出端和输入端，其输入端与切换模块的输出端VBUS-M连接，其输出端与电流调整电路的输入端V-M连接，用于对切换模块输出的计算机USB-C接口的电源或外接电源进行调压并输出给电流调整电路。电流调整电路与电压调整电路连接，用于对调压后的计算机USB-C接口的电源或外接电源的电流进行调节并输出给计算机USB-C接口外设设备。一实施例中，电压调整电路将切换模块输出的计算机USB-C接口的电源或外接电源的电压调整到5V、3.3V、1.8V和/或1.2V等电压输出。一实施例中，经电压调整电路调整后的电源直接为USB-C接口的外设设备供电。
控制器包括电流调整控制输出端GPIO3与电流调整电路连接，用于控制器通过电流调整控制输出端GPIO3向电流调整电路发送高低电平信号，以控制电流调整电路对调压后的计算机USB-C接口的电源或外接电源的电流进行调节。
请参照图6，为一种实施中电源控制装置的电流调整电路的结构示意图，一实施例中，电流调整电路包括电流控制器件U51、电阻R14、电阻15和场效应管Q51。电流控制器件U51包括输出端OUT、输入端IN、接地端GND、开关控制端EN和电流限制端ISET。电流控制器件U51的输入端IN和开关控制端EN连接与电压调整电路的输出端连接，用于作为电流调整电路的输入端V-M。电流控制器件U51的接地端GND接地。电流控制器件U51的输出端OUT作为电流调整电路的输出端USB-M。电流控制器件U51的电流限制端ISET与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端接地。电流控制器件U51的电流限制端ISET还与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与场效应管Q51的漏极连接，场效应管Q51的栅极与电流调整控制输出端连接，场效应管Q51的源极接地。一实施例中，电流调整电路还包括电容C51、电容C52和电容C53，电容C51串联在电流调整电路的输出端USB-M和地之间，电容C52和电容C53串联在电流调整电路的输入端V-M和地之间。一实施例中，控制器的电流调整控制输出端GPIO3输出高电平信号或低电平信号，使电阻R51和电阻R52并联或不并联在电流控制器件U51的电流限制端ISET和地之间，进而改变电流控制器件U51的电流限制端ISET与地之间的阻值，进而实现输入端V-M的电源经过电流调整电路后电流发生改变后在其输出端USB-M输出。一实施例中，场效应管Q51为N沟道MOS管。一实施例中，电流控制器件U51的型号是SY6280。
一实施例中，控制模块10还包括第一电压检测电路和第二电压检测电路，第一电压检测电路与控制器的第一电压检测信号输入端VBUS_DET1和USB-C接口的电源输入端连接，用于检测USB-C接口是否有电源接入。第二电压检测电路与第二电压检测信号输入端VBUS_DET2和外接电源接口的电源输入端连接，用于检测外接电源接口是否有电源接入。
请参照图7，为一种实施中电源控制装置的第一电压检测电路的结构示意图，第一电压检测电路包括电阻R11和电阻R12，电阻R11的一端作为第一电压检测电路输入端VBUS与USB-C接口的电源接入端连接，电阻R11的另一端与第一电压检测信号输入端VBUS_DET1和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地。
请参照图8，为一种实施中电源控制装置的第二电压检测电路的结构示意图，第二电压检测电路包括电阻R13和电阻R14，电阻R13的一端作为第二电压检测电路输入端V-W与外接电源接口的电源接入端连接，电阻R13的另一端与第二电压检测信号输入端VBUS_DET2和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地。
一实施例中，控制模块10还包括第一放电电路和第二放电电路，第一放电电路与第一放电信号输出端GPIO4和USB-C接口的电源输入端连接，用于通过第一放电信号输出端GPIO4接收控制器10的放电信号将USB-C接口的电源进行放电保护。第二放电电路与第二放电信号输出端GPIO5连接和外接电源接口的电源接入端连接，用于通过第二放电信号输出端GPIO5接收控制器的放电信号将外接电源接口的电源进行放电保护。
请参照图9，为一种实施中电源控制装置的第一放电电路的结构示意图，第一放电电路包括电阻R24、电阻R25和场效应管Q21。电阻R24的一端作为第一放电电路的输入端VBUS与USB-C接口的电源输入端连接，另一端与场效应管Q21的漏极连接，场效应管Q21的源极接地，场效应管Q21的栅极与第一放电信号输出端GPIO4和电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端接地。一实施例中，场效应管Q21为N沟道MOS管，型号为2N7002。
请参照图10，为一种实施中电源控制装置的第二放电电路的结构示意图，第二放电电路包括电阻R31、电阻R32和场效应管Q31。电阻R31的一端作为第二放电电路的输入端V-W与外接电源接口的电源输入端连接，另一端与场效应管Q31的漏极连接，场效应管Q31的源极接地，场效应管Q31的栅极与第二放电信号输出端GPIO5和电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端接地。一实施例中，场效应管Q31为N沟道MOS管，型号为2N7002。
在本申请实施例中还公开了一种计算机USB-C接口外设设备，包括本实施例所述的电源控制装置，该计算机USB-C接口外设设备还包括USB接口HUB、视频转换模块和/或音频转换模块，其中，USB接口HUB、视频转换模块和/或音频转换模块的电源由本实施例所述的电源调整模块提供。
在本申请实施例中还公开了一种用于USB-C接口设备的电源控制方法，包括：
计算机USB-C接口外设设备检测USB-C接口和外接电源接口是否有电源接入，其中，USB-C接口与计算机USB-C接口连接，外接电源接口与外接电源的连接。
当检测到所述计算机USB-C接口有电源输入而外接电源接口没有电源输入时，将计算机USB-C接口的电源电流调节为第一电流值后输出给计算机USB-C接口外设设备。
当检测到外接电源接口有电源输入时，将外接的电源电流调节为第二电流值后输出给计算机USB-C接口外设设备。
依据本实施例的一种用于USB-C接口设备的电源控制装置和方法，通过控制模块检测USB-C接口和外接电源接口是否有电源接入，并由切换模块对USB-C接口和外接电源接口接入的电源进行切换，再由电源调整模块依据电源输入端的不同对接入的电源的电流进行调节。由于USB-C接口设备可以根据电源输入端的不同对电源电流进行调节，使得USB-C接口设备可以自动控制USB输出电流的大小，以降低自适应输出电流的风险，从而提高用户体验。
实施例二
请参照图11，为另一种实施例中的计算机USB-C接口外设设备结构示意图，计算机USB-C接口外设设备包括微处理器100、USB-C公头200、USB-C母头300、电压调整电路410、电流调整电路420、放电电路500和切换电路600。微处理器100分别与USB-C公头200、USB-C母头300、电流调整电路420、放电电路500和切换电路600连接。USB-C母头300用于外接电源的输入，USB-C公头200用于与计算机USB-C接口900连接，切换电路600分别与USB-C母头300和USB-C公头200连接，用于通过USB-C母头300和USB-C公头200分别与计算机的USB-C接口的电源和外接电源连接，并将计算机USB-C接口的电源或外接电源输出给电压调整电路410，一实施例中，外接电源的电压范围在5V-20V之间。电压调整电路410用于对切换电路600输出的计算机USB-C接口的电源或外接电源进行调压并输出给电流调整电路420，一实施例中，电压调整电路410将计算机USB-C接口的电源或外接电源的电压调节为5V、3.3V、1.8V和1.2V后分别输出给该计算机USB-C接口外设设备供电。一实施例中，电压调整电路410将调压为5V的电源输出给电流调整电路420，电流调整电路420对5V的电源的电流进行调整。一实施例中，微处理器100检测USB-C母头300和USB-C公头200是否有电源接入。当USB-C公头200有电源输入而USB-C母头300没有电源输入时，微处理器100还用于控制切换电路600将USB-C公头200的电源输出给电压调整电路410进行调压，并控制电流调整电路420将调压后的计算机USB-C接口的电源的电流调节为第一电流值后输出给计算机USB-C接口外设设备。当USB-C母头300有电源输入时，微处理器100还用于控制切换电路600将外接电源输出给电压调整电路410进行调压，并控制电流调整模块50将调压后的外接电源的电流调节为第二电流值后输出给计算机USB-C接口外设设备。一实施例中，计算机USB-C接口外设设备还包括放电电路500，放电电路500在微处理器100的控制下用于对计算机USB-C接口外设设备的过压保护，即对USB-C母头300和USB-C公头200输入的电源进行降压或放电。一实施例中，计算机USB-C接口外设设备还包括USB接口的HUB820和USB接口810。一实施例中，USB接口的HUB820连接在USB接口810和USB-C公头200之间。一实施例中，USB接口810的5V电压由经电流调整电路进行电流调整后的电源提供。一实施例中，计算机USB-C接口外设设备还包括视频转换模块710和视频输出接口720，视频转换模块710分别与USB-C公头200和微处理器100连接并进行数据通讯，视频输出接口720用于视频转换模块710和视频显示终端的连接。一实施例中，USB-C母头300的CC端通过微处理器100及USB-C公头200的CC端和计算机USB-C接口900的CC端连接，用于反向供电。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的***进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (4)

1.一种用于USB-C接口设备的电源控制装置，其特征在于，包括：
USB-C接口，用于与计算机USB-C接口连接；
外接电源接口，用于外接电源的输入；
切换模块，分别与所述USB-C接口和所述外接电源接口连接，用于通过所述USB-C接口和所述外接电源接口分别与所述计算机USB-C接口的电源和外接电源连接，并将所述计算机USB-C接口的电源或外接电源输出；
电源调整模块，与所述切换模块连接，用于对所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源的电参数进行调节后输出；
控制模块，分别与所述外接电源接口、所述USB-C接口、所述切换模块和所述电源调整模块连接，用于检测所述USB-C接口和所述外接电源接口是否有电源接入；
当所述计算机USB-C接口有电源输入而所述外接电源接口没有电源输入时，所述控制模块还用于控制所述切换模块将所述计算机USB-C接口的电源输出给所述电源调整模块，并控制所述电源调整模块将所述计算机USB-C接口的电源电流调节为第一电流值后输出给所述计算机USB-C接口外设设备；
当所述外接电源接口有电源输入时，所述控制模块还用于控制所述切换模块将所述外接电源输出给所述电源调整模块，并控制所述电源调整模块将所述外接电源的电流调节为第二电流值后输出给所述计算机USB-C接口外设设备；
所述电源调整模块包括电压调整电路和电流调整电路；
所述电压调整电路与所述切换模块连接，用于对所述切换模块输出的所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源进行调压并输出；
所述电流调整电路与所述电压调整电路连接，用于对调压后的所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源的电流进行调节并输出给所述计算机USB-C接口外设设备；
所述控制模块包括控制器；所述控制器包括第一控制输出端和第二控制输出端；
第一控制输出端和第二控制输出端与所述切换模块连接，用于所述控制器通过第一控制输出端和第二控制输出端向所述切换模块到发送高低电平信号，以控制所述切换模块输出所述计算机USB-C接口的电源或外接电源；
所述切换模块包括切换电路；所述切换电路包括场效应管Q41、场效应管Q42、场效应管Q43、场效应管Q44、电阻R41、电阻R42、电阻R43和电阻R44；
场效应管Q41的漏极与所述USB-C接口的电源接入端连接；场效应管Q41的源极和场效应管Q42的源极连接，作为所述切换电路的输出端，用于将所述计算机USB-C接口的电源或外接电源输出给所述电源调整模块；
场效应管Q41的栅极与电阻R41的一端连接，电阻R41的另一端与场效应管Q43的源极和电阻R42的一端连接,R42的另一端与所述切换电路的输出端连接；
场效应管Q42的漏极与所述外接电源接口的电源接入端连接；场效应管Q42的栅极与电阻R44的一端连接，电阻R44的另一端与场效应管Q44的源极和电阻R43的一端连接,R43的另一端与所述切换电路的输出端连接；
场效应管Q43的漏极接地，场效应管Q43的栅极与第一控制输出端连接和电阻R47的一端连接，电阻R47的另一端接地；
场效应管Q44的漏极接地，场效应管Q44的栅极与第二控制输出端连接和电阻R48的一端连接，电阻R48的另一端接地；所述控制器还包括第一电压检测信号输入端和第二电压检测信号输入端；
所述控制模块还包括：
第一电压检测电路，与第一电压检测信号输入端和所述USB-C接口的电源输入端连接，用于检测所述USB-C接口是否有电源接入；
第二电压检测电路，与第二电压检测信号输入端和所述外接电源接口的电源输入端连接，用于检测所述外接电源接口是否有电源接入；
所述第一电压检测电路包括电阻R11和电阻R12；电阻R11的一端与所述USB-C接口的电源接入端连接，电阻R11的另一端与所述第一电压检测信号输入端和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地；
所述第二电压检测电路包括电阻R13和电阻R14；电阻R13的一端与所述外接电源接口的电源接入端连接，电阻R13的另一端与所述第二电压检测信号输入端和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地；
所述控制器还包括第一放电信号输出端和第二放电信号输出端；
所述控制模块还包括：
第一放电电路，与第一放电信号输出端和所述USB-C接口的电源输入端连接，用于通过所述第一放电信号输出端接收所述控制器的放电信号将所述USB-C接口的电源进行放电保护；
第二放电电路，与第二放电信号输出端连接和所述外接电源接口的电源接入端连接，用于通过所述第二放电信号输出端接收所述控制器的放电信号将所述外接电源接口的电源进行放电保护；
所述第一放电电路包括电阻R24、电阻R25和场效应管Q21；
电阻R24的一端与所述USB-C接口的电源输入端连接，另一端与场效应管Q21的漏极连接；
场效应管Q21的源极接地；
场效应管Q21的栅极与第一放电信号输出端和电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端接地；
所述第二放电电路包括电阻R31、电阻R32和场效应管Q31；
电阻R31的一端与所述外接电源接口的电源输入端连接，另一端与场效应管Q31的漏极连接；
场效应管Q31的源极接地；
场效应管Q31的栅极与第二放电信号输出端和电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端接地。
2.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制器还包括电流调整控制输出端，用于所述控制器通过所述电流调整控制输出端向所述电流调整电路发送高低电平信号，以控制所述电流调整电路对调压后的所述计算机USB-C接口的电源或所述外接电源的电流进行调节；
所述电流调整电路包括电流控制器件U51、电阻R14、电阻15和场效应管Q51；
电流控制器件U51包括输出端OUT、输入端IN、接地端GND、开关控制端EN和电流限制端ISET；
电流控制器件U51的输入端IN和开关控制端EN连接与所述电压调整电路的输出端连接，用于作为所述电流调整电路的输入端；
电流控制器件U51的接地端GND接地；
电流控制器件U51的输出端OUT作为所述电流调整电路的输出端；
电流控制器件U51的电流限制端ISET与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端接地；
电流控制器件U51的电流限制端ISET还与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与场效应管Q51的漏极连接；
场效应管Q51的栅极与所述电流调整控制输出端连接；
场效应管Q51的源极接地。
3.一种计算机USB-C接口外设设备，其特征在于，包括如权利要求1至2任一项所述的电源控制装置。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括USB接口HUB、视频转换模块和/或音频转换模块；
所述USB接口HUB、视频转换模块和/或音频转换模块的电源由所述电源调整模块提供。
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