TWI602062B - Power control circuit and method - Google Patents

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Description

電源控制電路和方法
本發明涉及一種電源控制電路和方法，更具體地說，涉及一種透過USB為PLC供電以用於下載和除錯的電源控制電路和方法。
現在許多PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)採用USB端口來編程和除錯PLC的使用者應用程式。通常，在正常運行或編程時，PLC由外部電源供電。當使用者想要編程、下載或除錯PLC應用程式時，他們必須透過外部電源來給PLC供電。其原因是在正常運行時PLC需要的電流比USB能夠提供的要多，雖然僅對於PLC中的MCU(Microprogrammed Control Unit，微程式控制器)而言USB能夠提供的電流是足夠的。
因此，本申請提出一種透過使用電子開關來切斷其他電路以便僅僅為PLC中的MCU供電以用於編程、除錯和下載的方法。
第1圖中示出了現有技術的為PLC系統供電的電路圖。如第1圖所示，僅僅透過外部電源102為PLC系統103的所有電路供電。因此，即使使用者僅僅想要透過USB端口下載使用者應用程式，他們也必須連接外部電源。
本發明的另外方面和優點部分將在後面的描述中闡述，還有部分可從描述中明顯地看出，或者可以在本發明的實踐中得到。
本發明採用USB電纜為PLC通電以進行下載和簡單的編程/除錯。
本發明更便利於使用者使用PLC。
對於現有技術而言，即使使用者僅僅想要透過USB端口下載使用者應用程式，他們也必須連接外部電源。
當使用者需要下載程式或者進行一些簡單的編程和除錯時，根據本發明的方法不需要將外部電源連接到PLC系統。使用者可以利用USB將PLC連接到編程/調製設備(例如PC等)，並且PLC將被供電以進行一些主要的功能，例如下載、編程、除錯等。
當透過USB為PLC供電時，根據本發明實施例的方法利用電子開關來切斷系統的一些部件的電力，以確保USB電源足夠為核心電路供電。
本發明提供一種電源控制電路，包括：第一開關，接收來自USB端口的電力，並輸出電力到可編程邏輯控制器PLC系統的核心電路；第二開關，接收來自外部電源的電力，並輸出電力到PLC系統的核心電路；電力管理電路，根據USB端口的電力輸入狀態以及外部電源的電力輸入狀態，控制第一開關和第二開關的接通和斷開，其中，當不存在來自外部電源的電力輸入而存在來自USB端口的電力輸入時，電力管理電路控制第一開關接通以及第二開關斷開。
本發明還提供一種電源控制方法，包括：當不存在來自外部電源的電力輸入而存在來自USB端口的電力輸入時，透過USB端口為PLC系統的核心電路供電，而切斷對PLC系統其它電路的供電。
下面將參照示出本發明實施例的附圖充分描述本發明。然而，本發明可以以許多不同的形式實現，而不應當認為限於這裡所述的實施例。相反，提供這些實施例以便使本公開透徹且完整，並且將向本領域技術人員充分表達本發明的範圍。在附圖中，為了清楚起見放大了組件。
應當理解，當稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裡使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的專案的任何和所有組合。
應當理解，儘管這裡可以使用術語第一、第二、第三等描述各個元件、組件及/或部分，但這些元件、組件及/或部分不受這些術語限制。這些術語僅僅用於將元件、組件或部分相互區分開來。因此，下面討論的第一元件、組件或部分在不背離本發明教學的前提下可以稱為第二元件、組件或部分。
這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而並不意圖限制本發明。這裡使用的單數形式“一”、“一個”和“那(這個)”也意圖包含複數形式，除非上下文中明確地指出不包含。應當理解，術語“包括”當用在本說明書中時指示所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但並不排除一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其組合的存在或添加。
第2圖示出了根據本發明實施例的為PLC系統供電的電源控制電路圖。
如第2圖所示，除了透過外部電源202為PLC系統203供電之外，本發明還採用USB端口201為PLC系統203的主要電路供電。
在第2圖中，將PLC系統203分離成2個組：
a)　在組1中，核心電路2031能夠由外部電源202或USB 201供電，組1中的電路包括MCU以及用於編程、除錯、下載的電路，例如，MCU及/或記憶體，此外，也可以包含電流小的燈/LED、及/或端口等。
b)　在組2中，其他電路2032僅由外部電源202供電，組2中的電路包括不用於編程、除錯、下載的其他電路，例如，I/O、及/或狀態燈/LED、及/或通訊連接端口等。
控制電路204控制透過外部電源202和USB端口201中的一個或兩個來對PLC系統203供電。控制電路204包括：開關ES1 2041、開關ES2 2042、以及電力管理電路2043。開關ES1和ES2例如可以用二極體、三極管、MOSFET、甚至積體電路來實現。
電力管理電路2043控制所述開關2041和2042的通斷。如第2圖所示，VCC1是來自USB端口201的電力；VCC2是來自外部電源202的電力。來自USB端口201的電力VCC1分別連接到開關2041和電力管理電路2043；來自外部電源202的電力VCC2分別連接到開關2042、電力管理電路2043和PLC系統203的其他電路2032。PLC系統203的其他電路2032直接由來自外部電源202的電力VCC2供電。而PLC系統203的核心電路2031由從開關2041和2042輸出的電力VCC供電。
a)　當VCC2可用並且VCC1不可用時，電力管理電路2043控制開關ES1斷開以及開關ES2接通。此時，僅透過外部電源202對PLC系統203供電。
b)　當VCC2可用並且VCC1可用時，電力管理電路2043控制開關ES1斷開以及開關ES2接通。此時，也僅透過外部電源202對PLC系統203供電。
c)　當VCC2不可用並且VCC1可用時，電力管理電路2043控制開關ES1接通以及開關ES2斷開。此時，僅來自USB端口201的電力VCC1為PLC系統203中的核心電路2031供電，以便使用者能夠進行編程、除錯、下載等主要功能。而PLC系統203中的其他電路2032未通電，處於不工作狀態。
d)　當VCC2不可用並且VCC1不可用時，電力管理電路2043控制開關ES1斷開以及開關ES2斷開。此時，PLC系統203完全不工作。
設計PLC中的電力管理電路2043：
1)　當外部電源202的電力輸入接通時，PLC系統203完全正常運行，即外部電源202為電路2031和2032正常供電。
2)　當外部電源202的電力輸入斷開，但USB(從屬)接通時，僅核心電路2031(CPU、USB通訊、485/232、乙太網、和所有或部分的LED)透過USB 201電源輸入供電，I/O以及一些通訊將斷電。
根據本發明實施例可知，本發明能夠為使用者帶來如下益處：當使用者需要下載程式，或進行一些簡單的編程和除錯時，他們不需要將電源連接到PLC系統。他們可以利用USB將PLC連接到編程/調製設備(例如PC等)，並且PLC能夠通電用於某些主要的功能，例如下載、編程、除錯等。
當外部電源接通時，所有電路通電，PLC正常工作。
當外部電源斷開，並且USB電源接通時，PLC系統的MCU部件通電，使用者可以進行編程、除錯、下載，同時一些其他電路斷電以確保USB電源足夠為核心電路供電。
所有電源斷開時，系統停止。
儘管本發明是參照其特定的優選實施例來描述的，但本領域的技術人員應該理解，在不脫離由所附申請專利範圍第限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節的各種修改。
101．．．USB端口
102．．．外部電源
103．．．PLC系統
201．．．USB端口
202．．．外部電源
203．．．PLC系統
2031．．．核心電路
2032．．．其他電路
204．．．控制電路
2041．．．開關ES1
2042．．．開關ES2
2043．．．電力管理電路
透過結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述，本發明的上述和其他目的、特性和優點將會變得更加清楚，其中相同的標號指定相同結構的單元，並且在其中：
第1圖示出了現有技術的為PLC系統供電的電路圖；以及
第2圖示出了根據本發明實施例的為PLC系統供電的電源控制電路圖。
201．．．USB端口
202．．．外部電源
203．．．PLC系統
2031．．．核心電路
2032．．．其他電路
204．．．控制電路
2041．．．開關ES1
2042．．．開關ES2
2043．．．電力管理電路

Claims (6)

  1. 一種電源控制電路，包括：第一開關，接收來自USB端口的電力，並輸出電力到可編程邏輯控制器(PLC)系統的核心電路；第二開關，接收來自外部電源的電力，並輸出電力到PLC系統的核心電路；電力管理電路，根據USB端口的電力輸入狀態以及外部電源的電力輸入狀態，控制第一開關和第二開關的接通和斷開，其中，當不存在來自外部電源的電力輸入而存在來自USB端口的電力輸入時，電力管理電路控制第一開關接通以及第二開關斷開，其中只要存在來自外部電源的電力輸入，則電力管理電路控制第一開關斷開以及第二開關接通，其中所述核心電路是微程式控制器和用於進行編程、除錯、下載操作的電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電源控制電路，其中當不存在來自外部電源的電力輸入並且也不存在來自USB端口的電力輸入時，電力管理電路控制第一開關和第二開關都斷開。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電源控制電路，其中所述外部電源還輸出電力到PLC系統的其他電路。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的電源控制電路，其中所述第一開關和第二開關是電子開關。
  5. 一種電源控制方法，包括：當不存在來自外部電源的電力輸入而存在來自USB端口的電力輸入時，透過USB端口為PLC系統的核心電路供電，而切斷USB端口對PLC系統其他電路的供電，其中只要存在來自外部電源的電力輸入，則透過外部電源為整個PLC系統的所有電路供電，其中所述核心電路是微程式控制器和用於進行編程、除錯、下載操作的電路。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電源控制方法，其中當不存在來自外部電源的電力輸入並且也不存在來自USB端口的電力輸入時，切斷外部電源和USB端口對整個PLC系統的供電。
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