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电压调整电路、电压调整方法及其计算机系统

技术领域

本发明涉及电压调节电路、电压调节方法及其计算机系统,特别是负载电流总量的检测USB连接端口输出电压的电压调节电路及其计算机系统。

背景技术

在当今电子产品的应用中,可以使用许多设备,如手机、相机或其他手持电子设备USB作为充电接口的传输端口。同时,目前笔记本电脑或桌上电脑已经有了USB并提供传输端口USB传输端口的电压是固定的。例如,在笔记本电脑中,电源供应模块提供5V或3.3V固定电压USB传输端口作为手持式电子设备的电源信号。但电源供应模块提供的5V或3.3V还必须同时提供其他设备,如光盘驱动器、硬盘等。并且USB传输端口通常是电流传输的最终端,当USB当传输端口连接到外部光盘驱动器或硬盘时,需要满足外部光盘驱动器或硬盘所需的压降。

由于以往技术的供电模块提供的电压为5V或3.3V固定电压不考虑后端电流负载的大小。当压降过低时,可能会导致数据传输质量差,导致传输速度减慢,甚至电压过低USB传输端口的信号完全无法传输,使操作系统无法识别此电子设备。

为了解决上述缺陷,中国台湾在以往的技术中发明了公告I278737已公开USB连接端口的限流电路。请参考图1,图1为先前技术的限流电路硬件架构示意图。

笔记本电脑90具有电源转换电路92、限流电路93和USB设备94。笔记本电脑90通过电压源91输入电源信号USB设备94与USB电子设备95电性连接。限流电路93内部有储能组件931,如电容,用于提供另一个电源信号的来源。当对USB当电子置95充电时,判断限流电路93。当USB当电子设备95所需的电压大于参考值时,电源转换电路92控制由储能组件931提供USB电子设备95所需的电压。

虽然上述方法可以解决供应问题USB电子设备95的电压不足,但先前技术的限流电路93将具有更复杂的电路架构,必须增加储能组件931。这将增加许多制造成本。

有鉴于此,有必要发明一种电压调节电路及其计算机系统,以解决以往技术的不足。

发明内容

本发明的主要目的是提供电压调节电路和计算机系统,通过检测负载电流来调节USB连接端口输出电压的功能。

本发明的另一个主要目的是提供电压调节方法。

本发明的电压调节电路用于调节上述目的USB连接端口的输出电压包括电源供应模块、电流限制模块、电流检测模块和电流信号处理模块,电源供应模块具有电压调整功能,电流限制模块与电源供应模块电气连接,将电源信号传输到USB连接端口,并限制USB连接端口的总负载电流不超过设定值;电流检测模块与电流限制模块电性连接USB连接端口的总负载电流;电流信号处理模块与电流检测模块电气连接,根据总负载电流调整供电模块的电源信号。如果总负载电流接近设定值,则电流信号处理模块控制供电模块,以增加供电信号的电压值。

本发明的计算机系统包括USB连接端口和电压调节电路USB连接端口电性连接,用以调整USB连接端口的输出电压、电压调节电路包括电源供应模块、电流限制模块、电流检测模块和电流信号处理模块,电源供应模块具有电压调节功能,电流限制模块与电源供应模块电气连接,用以分别传输电源信号至多个USB连接端口并限制多个端口USB连接端口的总负载电流不超过设定值;电流检测模块与电流限制模块电气连接,用于检测多个USB连接端口的负载电流总量;如果负载电流总量接近设定值,则电流信号处理模块与电流检测模块电气连接,则根据负载电流总量调整供电模块的供电信号,电流信号处理模块控制电源供应模块,以增加电源信号的电压值。

本发明的电压调节方法用于一种USB该方法包括以下步骤:向端口提供电源信号USB连接端口;检测USB连接端口的负载电流总量;判断负载电流总量是否接近设定值;如果是,则增加电源信号的电压值。

本发明的电压调节电路不需要使用储能组件来调整输出USB连接端口的电压。本发明可以根据需要调整电源信号的电压值,而不会浪费能量。

附图说明

图1为先前技术限流电路硬件架构示意图。

图2是本发明计算机系统的示意图。

图3是本发明的电压调节方法的步骤图。

图4是本发明电压调节电路的示意图。

主要组件符号说明:

先前技术:第二USB连接端口20b

笔记本电脑90第三USB连接端口20c

电压源91USB电子装置21

电源转换电路92供电模块30

限流电路9340电流限制模块

储能组件931第一电流限制模块400a

USB设备94第二个电流限制模块400b

USB电子装置95第三个电流限制模块400c

寄生电阻41

本发明:第一寄生电阻41a

计算机系统150个电流检测模块

电压调节电路10第一电流检测模块500a

USB连接端口20电流信号处理模块600

第一USB连接端口20a内部电子设备70具体实施方法

为了使本发明的上述目的、特点和优点更加明显和易于理解,本发明的具体实施例如下,附图如下。

请先参考图2,图2是本发明计算机系统的示意图。

本发明的计算机系统1是笔记本电脑或桌面电脑主机,但本发明不限于此。计算机系统1包括电压调节电路10,USB连接端口20和内部电子设备70。计算机系统1可以单一或多个USB连接端口20,使计算机系统1可以通过USB连接端口20连接USB电子装置21。USB随身盘、相机或鼠标可以使用电子设备21USB传输协议采用手持装置传输信号或充电,但本发明不限于上述装置。计算机系统1还包括内部电子设备70,可用于硬盘机或光盘驱动器,但本发明不限于此。

电压调整电路10用于调整供应USB连接端口20所需的输出电压。电压调节电路10包括电源模块30、电流限制模块40、电流检测模块50、电流信号处理模块60。电源供应模块30具有电压调整的功能,能接收市电电源或是电池模块的电源,以调整为得以供应计算机系统1所需的电源信号,例如5伏特或3.三伏特电压信号。这样,连接USB连接端口20的USB电子设备21和内部电子设备70可接收电源供应模块30输出的电源信号。

40个电流限制模块USB限制连接端口20的电性连接USB连接端口20的总负载电流。其中,电流限制模块40可以由一金属氧化物半导体晶体管组成,但本发明不限于此。由于USB连接端口20可能连接大电流负载USB如果电子设备21没有限制USB连接端口20的总负载电流可能会增加传输到USB电子设备21的电流导致计算机系统1的其他电子组件电流不足。因此,必须使用电流限制模块40限制USB连接端口20的总负载电流不超过一个设定值,如不超过1.5安培,但本发明不限于此。每一个都需要注意USB连接端口20可以使用一个电流限制模块40来限制负载电流总量或多个USB连接端口20通过电流限制模块40限制其总负载电流,但本发明不限于此。

电流检测模块50与电流限制模块40电连接,用于检测负载电流总量。由于许多电流检测方法已经在现有技术中公开,并被该领域的技术人员广泛使用,因此该方法在此不再重复。

电流信号处理模块60与电流检测模块50和电源供应模块30电性连接,形成一回路。当电流检测模块50检测负载电流总电流值时,电流信号处理模块60根据负载电流总电流值调整电源信号30的电压值。例如,如果负载电流总量接近设定值,则表示USB电子设备21需要较大的负载电流,因此电流信号处理模块60可控供电模块30增加电源信号的电压值。

另一方面,电流信号处理模块60也可以直接设置在电源供应模块30内,使电源供应模块30可以通过一回路直接判断负载电流总电流值。

需要注意的是,电流限制模块40也可以与寄生电阻41电性连接,电流检测模块50检测寄生电阻41电流,以确定电源信号的电压值。例如,本发明可以设定当寄生电阻41电流增加1安培时,电流信号处理模块60控制供电模块30电压值0.1伏特;当寄生电阻41电流增加2安培时,电流信号处理模块60控制电源供应模块30提高电源信号电压值0.2伏特。本发明仅限于上述调整值,可根据需要或寄生电阻41的电阻值设定。

从上述描述可以看出,通过检测寄生电阻41的电流来调整,电源供应模块不会增加30个电压值,导致输出功率浪费和成本增加。

然后请参考本发明的电压调节方法的相关示意图3和图4。图3是本发明的电压调节方法的步骤流图,图4为本发明的电压调整电路的示意图。

此处需注意的是,以下虽以具有电压调整电路10为例说明本发明的电压调整方法,但本发明的电压调整方法并不以使用在电压调整电路10为限。

在图4中具有第一USB连接端口20a、第二USB连接端口20b以及第三USB连接端口20c,且分别连接第一电流限制模块40a、第二电流限制模块40b以及第三电流限制模块40c。在此实施例中,是以USB电子装置21与第一USB连接端口20a连接为例进行说明,但本发明并不以此为限。

首先进行步骤301:供应一电源信号至USB连接端口。

当USB电子装置21与第一USB连接端口20a连接时,首先电源供应模块30供应电源信号至第一USB连接端口20a。

其次进行步骤302:检测USB连接端口的一负载电流总量。

由于第一USB连接端口20a与USB电子装置21进行连结,并且藉由接收到电源信号而具有电流传输。因此第一电流检测模块50a检测流经第一USB连接端口20a的负载电流。由于在本实施例中只有第一USB连接端口20a连接USB电子装置21,因此流经第一USB连接端口20a的负载电流即视为负载电流总量。

接着进行步骤303:判断负载电流总量是否接近一设定值。

在步骤302中得到负载电流总量后,电流信号处理模块60判断此负载电流总量是否接近设定值,例如1.5安培,但本发明并不以此为限。

若第一USB连接端口20a所流经的电流远小于1.5安培,则代表USB电子装置21所造成的电压降不会对整体计算机系统1的工作造成影响,因此电流信号处理模块60即不动作。

若第一USB连接端口20a所流经的电流接近或已经为1.5安培,则代表USB电子装置21所造成的电压降可能会对整体计算机系统1的工作造成影响。

如此一来即进行步骤304:检测一寄生电阻的电流值。

由于USB电子装置21的电压降会对整体计算机系统1造成影响,因此电流信号处理模块60必需要控制电源供应模块30以提升电源信号的电压值。同时第一电流检测模块50a要先检测第一寄生电阻41a的电流值,才能得知电源信号所需要的调整值。

最后进行步骤305:提高电源信号的电压值。

当在步骤304中已经得知电源信号所需要的调整值后,电流信号处理模块60控制电源供应模块30以提升电源信号的电压值。如此一来,即增加传输至USB电子装置21的电源信号的电压值,以避免USB电子装置21所得到的电压过低而无法工作。

此处需注意的是,本发明的电压调整方法并不以上述的步骤次序为限,只要能达到本发明的目的,上述的步骤次序亦可加以改变。

由上述的描述可知,本发明的电压调整电路10不需利用储能组件来调整输出到USB连接端口20的电压。并且本发明可针对需求来调整电源信号的电压值,而不会造成能量的浪费。

综上所陈,本发明无论就目的、手段及功效,处处均显示其迥异于公知技术的特征,恳请审查员明察,早日赐准专利,使嘉惠社会,实感德便。惟应注意的是,上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已,本发明所要求保护的权利范围自然应当以权利要求书的范围所述为准,而非仅限于上述实施例。

标签: 201微调电阻

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