TWI585566B - 直流電源控制系統及電路 - Google Patents

Description

直流電源控制系統及電路

本發明是關於一種控制系統及電路，特別是指一種直流電源控制系統及電路。

於多數電子裝置之直流電源電路中，外設負載之供電端，例如USB電源端，是直接從直流電源轉出，沒有受到保護控制。不管外設負載之供電端是否連接有外設負載，均一直輸出有直流電壓，浪費了能耗。另外，如果主機板其他部分供電異常，可能導致外設負載之供電端輸出之直流電壓異常，導致外設負載損壞，甚至主機板損壞。

鑒於以上內容，有必要提供一種具有保護控制作用之直流電源控制系統及電路。

一種直流電源控制系統，用以控制一直流電源之電壓輸出，有轉換模組、供電埠、偵測模組及開關模組，所述轉換模組連接所述直流電源之輸出端，用以將所述輸出端輸出之直流電壓轉換為一供電電壓，所述供電埠連接所述轉換模組，用以連接一外設負載，並為所述外設負載提供所述供電電壓，所述開關模組連接所述轉換模組，用以控制所述轉換模組工作或截止，所述偵 測模組用以偵測所述供電埠是否連接有所述外設負載，所述偵測模組於偵測到所述外設負載時，驅使所述開關模組導通所述轉換模組，將所述直流電壓轉換為所述供電電壓，所述偵測模組於沒有偵測到所述外設負載時，驅使所述開關模組截止所述轉換模組，停止將所述直流電壓轉換為所述供電電壓。

一種直流電源控制電路，用以控制一直流電源電路之電壓輸出，包括有轉換電路、供電節點、偵測電路及開關電路，所述轉換電路連接所述直流電源電路之輸出引腳，用以將所述輸出引腳輸出之直流電壓轉換為一供電電壓，所述供電節點連接所述轉換電路，用以連接一外設負載，並為所述外設負載提供所述供電電壓，所述開關電路連接所述轉換電路，用以控制所述轉換電路導通或斷開，所述偵測電路用以偵測所述供電節點是否連接有所述外設負載，所述偵測電路於偵測到所述外設負載時，驅使所述開關電路導通所述轉換電路，將所述直流電壓轉換為所述供電電壓，所述偵測電路於沒有偵測到所述外設負載時，驅使所述開關電路斷開所述轉換電路，停止將所述直流電壓轉換為所述供電電壓。

相較於習知技術，於上述直流電源控制系統及電路中，藉由偵測模組/電路來偵測供電埠是否連接有外設負載，只有於偵測到連接有外設負載時，才將直流電壓轉換為供電電壓給所述外設負載，而於所述供電埠沒有連接外設負載時，則停止供電電壓之輸出，不僅較少了能耗，亦防止了直流電壓異常導致之元件損壞。

11‧‧‧直流電源模組

112‧‧‧輸出端

115‧‧‧控制端

12‧‧‧轉換模組

13‧‧‧供電埠

14‧‧‧偵測模組

15‧‧‧開關模組

16‧‧‧控制模組

21‧‧‧直流電源電路

212‧‧‧輸出引腳

215‧‧‧控制引腳

22‧‧‧轉換電路

23‧‧‧供電節點

24‧‧‧偵測電路

25‧‧‧開關電路

26‧‧‧控制電路

F‧‧‧保險絲

Q1‧‧‧第一電晶體

Q2‧‧‧第二電晶體

Q3‧‧‧第三電晶體

UG1‧‧‧反閘

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

R5‧‧‧第五電阻

R6‧‧‧第六電阻

圖1是本發明直流電源控制系統一較佳實施方式之一連接框圖。

圖2是本發明直流電源控制電路之一電路連接框圖。

圖3是圖2之一連接電路圖，但不包括一直流電源電路及一檢測電路。

請參閱圖1，於本發明之一較佳實施方式中，一種直流電源控制系統用以控制一直流電源模組11之電壓輸出，包括一轉換模組12、一供電埠13、一偵測模組14及一開關模組15。

所述直流電源模組11包括一輸出端112及一控制端115。所述輸出端112連接所述轉換模組12，且用以輸出一直流電壓。所述控制端115連接所述控制模組16。

所述轉換模組12用以將所述直流電壓轉換為一外設負載(圖未示)之供電電壓。所述外設負載可以是USB設備，如U盤，移動電源，移動硬碟機等。

所述供電埠13連接所述轉換模組12，用以連接所述外設負載。所述供電電壓經所述供電埠13給所述外設負載供電。

所述偵測模組14連接所述供電埠13及開關模組15，用以偵測所述供電埠13是否連接有所述外設負載。所述開關模組15連接所述轉換模組12。當所述偵測模組14偵測到所述外設負載時，所述偵測模組14發出一轉換訊號至所述開關模組15。當所述開關模組15接收到所述轉換訊號時驅使所述轉換模組12工作，從而將所述直流電壓轉換為所述供電電壓，並經由所述供電埠13將所述供電電壓輸出至所述外設負載。

當所述偵測模組14沒有偵測到外設負載時，所述轉換訊號不發送，所述轉換模組12無法轉換所述供電電壓。因此，當所述供電埠13沒有連接所述外設負載時，所述供電埠13停止輸出所述供電電壓。

所述直流電源控制系統還包括一控制模組16。

所述開關模組15同時連接所述控制模組16。所述控制模組16連接所述直流電源模組11之控制端115。當所述開關模組15接收到所述轉換訊號時，發出一控制訊號至所述控制模組16，所述控制端115藉由所述控制模組16之控制訊號驅使所述輸出端112輸出所述直流電壓；同時所述開關模組15驅使所述轉換模組12工作，從而將所述直流電壓轉換為所述供電電壓，並經由所述供電埠13將所述供電電壓輸出至所述外設負載。

當所述開關模組15沒有接收到所述轉換訊號時，所述控制模組16無法接收所述控制訊號，所述控制端115截止所述直流電壓輸出，所述轉換模組12亦無法轉換所述供電電壓。因此，當所述供電埠13沒有連接所述外設負載時，所述直流電源模組11停止輸出，同時所述供電埠13停止輸出所述供電電壓。

請參閱圖2，一種直流電源控制電路用以控制一直流電源電路21之電壓輸出，包括一轉換電路22、一供電節點23、一偵測電路24及一開關電路25。

所述直流電源電路21包括一輸出引腳212及一控制引腳215。所述輸出引腳212用以輸出所述直流電壓。

請同時參閱圖3，所述轉換電路22用以將所述直流電壓轉換為所述外設負載之供電電壓，包括一保險絲F及一第一電晶體Q1。所述保險絲F之一端連接所述輸出引腳212，同時經過一第一電容C1接地。所述保險絲F之另一端連接所述第一電晶體Q1之汲極D。所述第一電晶體Q1之源極S連接所述供電節點23。所述供電節點23藉由一第一電阻R1連接所述第一電晶體Q1之閘極G。

所述供電節點23用以連接所述外設負載。所述供電電壓經所述供電節點23對所述外設負載供電。

所述開關電路25包括一第二電阻R2及一第二電晶體Q2。所述第一電晶體Q1之閘極G藉由所述第二電阻R2連接所述第二電晶體Q2之汲極D。所述 第二電晶體Q2之源極S接地。所述第二電晶體Q2之閘極G連接所述偵測電路24之一訊號引腳POWER_EN。

於一實施方式中，所述第一電晶體Q1為P型場效應管，所述第二電晶體Q2為N型場效應管。

所述偵測電路24連接所述供電節點23，用以偵測所述供電節點23是否連接有所述外設負載。當所述偵測電路24偵測到所述外設負載時，所述訊號引腳POWER_EN發出一高電平轉換訊號。此時，所述第二電晶體Q2導通，所述第二電晶體Q2之汲極D輸出一低電平訊號，所述低電平訊號使所述第一電晶體Q1導通，所述供電節點23輸出經轉換電路22轉換之高電平供電電壓至所述外設負載。

當所述偵測電路24沒有偵測到所述外設負載時，所述訊號引腳POWER_EN為一低電平訊號。此時，所述第二電晶體Q2截止，所述第一電晶體Q1截止，所述供電節點23停止輸出所述供電電壓。

所述直流電源控制電路還包括一控制電路26。

控制電路26包括一反閘UG1及一第三電晶體Q3。所述反閘UG1之輸入端連接所述訊號引腳POWER_EN，輸出端藉由一第三電阻R3連接所述第三電晶體Q3之閘極G。所述第三電晶體Q3之閘極G藉由一第二電容C2及一並聯之第四電阻R4連地。所述第三電晶體Q3之汲極D藉由一第五電阻R5連接一高電平電壓，例如+3.3V。所述第三電晶體Q3之源極S藉由一第六電阻R6連接所述控制引腳215。所述第三電晶體Q3之類型與所述第一電晶體Q1之類型相同。於本實施方式中，所述第三電晶體Q3為P型場效應管。

當所述訊號引腳POWER_EN發出所述高電平轉換訊號時，所述反閘UG1輸出一低電平訊號，所述第三電晶體Q3導通，所述第三電晶體Q3之源極 S輸出一高電平訊號，所述控制引腳215之高電平訊號允許所述輸出引腳212輸出所述直流電壓。

當所述訊號引腳POWER_EN為低電平訊號時，所述反閘UG1輸出一高電平訊號，所述第三電晶體Q3截止，所述控制引腳215之高電平訊號消失，從而截止所述輸出引腳212輸出所述直流電壓。

於其他實施方式中，所述所述第一電晶體Q1為N型場效應管，所述第二電晶體Q2為P型場效應管，所述第三電晶體Q3為N型場效應管。當所述偵測電路24偵測到所述外設負載時，所述訊號引腳POWER_EN發出一低電平轉換訊號，以導通所述第一電晶體Q1、所述第二電晶體Q2及第三電晶體Q3。當所述偵測電路24沒有偵測到所述外設負載時，所述訊號引腳POWER_EN發出一高電平轉換訊號，以截止所述第一電晶體Q1、所述第二電晶體Q2及第三電晶體Q3。

綜上所述，本發明係合乎發明專利申請條件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士其所爰依本案之創作精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

11‧‧‧直流電源模組

112‧‧‧輸出端

115‧‧‧控制端

12‧‧‧轉換模組

13‧‧‧供電埠

14‧‧‧偵測模組

15‧‧‧開關模組

16‧‧‧控制模組

Claims (10)

1. 一種直流電源控制系統，用以控制一直流電源之電壓輸出，包括有轉換模組、供電埠、偵測模組及開關模組，所述轉換模組連接所述直流電源之輸出端，用以將所述輸出端輸出之直流電壓轉換為一供電電壓，所述供電埠連接所述轉換模組，用以連接一外設負載，並為所述外設負載提供所述供電電壓，所述開關模組連接所述轉換模組，用以控制所述轉換模組工作或截止，所述偵測模組用以偵測所述供電埠是否連接有所述外設負載，所述偵測模組於偵測到所述外設負載時，驅使所述開關模組導通所述轉換模組，將所述直流電壓轉換為所述供電電壓，所述偵測模組於沒有偵測到所述外設負載時，驅使所述開關模組截止所述轉換模組，停止將所述直流電壓轉換為所述供電電壓。
2. 如請求項第1項所述之直流電源控制系統，其中所述直流電源控制系統還包括有控制模組，所述控制模組連接所述偵測模組及所述直流電源之一控制端，於所述偵測模組偵測到所述外設負載時，所述控制模組藉由所述控制端允許所述直流電源輸出所述直流電壓，於所述偵測模組沒有偵測到所述外設負載時，所述控制模組藉由所述控制端阻止所述直流電源輸出所述直流電壓。
3. 一種直流電源控制電路，用以控制一直流電源電路之電壓輸出，包括有轉換電路、供電節點、偵測電路及開關電路，所述轉換電路連接所述直流電源電路之輸出引腳，用以將所述輸出引腳輸出之直流電壓轉換為一供電電壓，所述供電節點連接所述轉換電路，用以連接一外設負載，並為所述外設負載提供所述供電電壓，所述開關電路連接所述轉換電路，用以控制所述轉換電路導通或斷開，所述偵測電路用以偵測所述供電節點是否連接有所述外設負載，所述偵測電路於偵測到所述外設負載時，驅使所述開關電路導通所述轉換電路，將所述直流電壓轉換為所述供電電壓，所述偵測電路於沒有偵測到所述外設負 載時，驅使所述開關電路斷開所述轉換電路，停止將所述直流電壓轉換為所述供電電壓。
4. 如請求項第3項所述之直流電源控制電路，其中所述轉換電路包括一保險絲及一第一電晶體，所述保險絲之一端連接所述輸出引腳，所述保險絲之另一端連接所述第一電晶體之汲極，所述第一電晶體之源極連接所述供電節點，所述供電節點藉由一第一電阻連接所述第一電晶體之閘極。
5. 如請求項第3項所述之直流電源控制電路，其中所述轉換電路包括一保險絲及一第一電晶體，所述保險絲之一端連接所述輸出引腳，所述保險絲之另一端連接所述第一電晶體之汲極，所述第一電晶體之源極連接所述供電節點，所述供電節點藉由一第一電阻連接所述第一電晶體之閘極。
6. 如請求項第4項所述之直流電源控制電路，其中所述開關電路包括一第二電阻及一第二電晶體，所述第一電晶體之閘極藉由所述第二電阻連接所述第二電晶體之汲極，所述第二電晶體之源極接地，所述第二電晶體之閘極連接所述偵測電路之一訊號引腳。
7. 如請求項第6項所述之直流電源控制電路，其中所述第一電晶體和第二電晶體分別為一場效應管，且兩者類型相反，當所述偵測電路偵測到所述外設負載時，所述訊號引腳輸出一電平訊號驅使所述第一電晶體及第二電晶體導通，從而導通所述開關電路及所述轉換電路，當所述偵測電路沒有偵測到所述外設負載時，所述第一電晶體及第二電晶體截止，從而斷開所述開關電路及所述轉換電路。
8. 如請求項第7項所述之直流電源控制電路，其中所述直流電源控制電路還包括有連接所述訊號引腳之控制電路，所述控制電路連接所述直流電源電路之一控制引腳，用以控制所述直流電源電路之導通及斷開，當所述訊號引腳輸出所述電平訊號時，所述控制電路藉由所述控制端允許所述直流電源電路輸 出所述直流電壓，當所述訊號引腳沒有輸出所述電平訊號時，所述控制電路藉由所述控制端斷開所述直流電源電路。
9. 如請求項第8項所述之直流電源控制電路，其中所述控制電路包括一反閘及一第三電晶體，所述反閘之輸入端連接所述訊號引腳，輸出端藉由一第三電阻連接所述第三電晶體之閘極，所述第三電晶體之閘極藉由一第二電容連地，所述第三電晶體之汲極藉由一第五電阻連接一高電平電壓，所述第三電晶體之源極藉由一第六電阻連接所述控制引腳。
10. 如請求項第9項所述之直流電源控制電路，其中所述第三電晶體為一場效應管，且所述第三電晶體之類型與所述第一電晶體之類型相同，當所述訊號引腳輸出所述電平訊號時，所述第三電晶體導通，從而藉由所述控制端導通所述直流電源電路，當所述訊號引腳沒有輸出所述電平訊號時，所述第三電晶體截止，從而藉由所述控制端斷開所述直流電源電路。