專利名稱：低電壓?jiǎn)?dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電子設(shè)備的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，尤其是涉及一種能夠使電子設(shè)備在供電電壓較低的條件下正常啟動(dòng)的裝置。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展、信息交換量日趨龐大的今天，很多電子設(shè)備尤其是弱電子設(shè)備，即功耗較低的電子設(shè)備的使用越來越普遍。以2.5寸及1.8寸移動(dòng)硬盤為例，其主流接口為USB接口和IEEE1394接口，移動(dòng)硬盤的電壓為+5V、正常讀寫功率為2.5W，啟動(dòng)功率通常為5W，但是在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)會(huì)因?yàn)橹靼骞╇婋妷狠^低而導(dǎo)致移動(dòng)硬盤的功率不足、電機(jī)無法啟動(dòng)，磁頭無法正常讀寫，使得信息交換受阻。一些移動(dòng)硬盤廠家為了解決這個(gè)問題，一般會(huì)在數(shù)據(jù)線上分一個(gè)PS/2鍵盤接口，通過該鍵盤接口的供電線路來提高USB接口的電量，使其達(dá)到啟動(dòng)所需的功率。這種方法能夠在一定的程度上解決供電不足的問題，但它同時(shí)也存在一些不足，例如，如果通過鍵盤接口供電，必須先關(guān)機(jī)，從機(jī)箱后面將鍵盤拔下來接在移動(dòng)硬盤數(shù)據(jù)線上，再接到鍵盤接口，交換完信息后還要將計(jì)算機(jī)關(guān)掉才能拔下數(shù)據(jù)線，非常麻煩。而且有的移動(dòng)硬盤的數(shù)據(jù)線沒有設(shè)計(jì)PS/2接口，因此這就需要采用一種更為便捷的方法來保證在供電不足時(shí)移動(dòng)硬盤能夠正常啟動(dòng)。這時(shí)，有人想到了移動(dòng)硬盤直接連接一個(gè)外置+5V電源來為其提供穩(wěn)定的啟動(dòng)電壓和電流，雖然上述方法能夠使移動(dòng)硬盤無需利用PS/2接口、也不必頻繁關(guān)機(jī)插拔移動(dòng)硬盤，就能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)硬盤在供電不足的情況下啟動(dòng)，但是采用該方法就需要在攜帶移動(dòng)硬盤的同時(shí)攜帶一個(gè)+5V外置的電源，為使用帶來不便，而且，電源的體積較大、成本較高，因此就需要提供一種裝置來實(shí)現(xiàn)供電電壓較低時(shí)依然可以啟動(dòng)諸如移動(dòng)硬盤這樣的電子設(shè)備。
實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，采用該低電壓?jiǎn)?dòng)裝置可以保證移動(dòng)硬盤等電子設(shè)備在低電壓等供電不足的情況下仍然能夠順利啟動(dòng)、正常工作，從而保證移動(dòng)硬盤穩(wěn)定可靠地工作。
本實(shí)用新型提供了一種低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，其連接在電源和電子設(shè)備之間，包括連接電源的第一端口和第二端口以及連接電子設(shè)備的第三端口和第四端口，所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置還包括接受所述電源充電、并向所述電子設(shè)備放電的充電單元；閉合或斷開所述電源與電子設(shè)備之間連接的開關(guān)單元；以及，控制所述的充電單元的充電時(shí)間和開關(guān)單元的閉合與斷開的控制單元；所述控制單元與所述充電單元并聯(lián)跨接在所述第一端口和第二端口之間，所述開關(guān)單元連接在所述第一端口和第三端口之間，所述第二端口直接連接所述第四端口，所述控制單元的控制端連接所述開關(guān)單元；所述開關(guān)單元在所述控制單元的控制下閉合或斷開同所述弱電子單元的連接；所述充電單元在所述開關(guān)單元閉合后向所述電子設(shè)備放電。
所述充電單元包括電容，所述電容為電解電容。
所述控制單元包括RC電路和開關(guān)管，所述RC電路包括至少一個(gè)電容和至少一個(gè)電阻。
所述開關(guān)單元包括可控開關(guān)，所述可控開關(guān)包括繼電器。
本實(shí)用新型提供的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置連接在電源(或有源數(shù)據(jù)線)和電子設(shè)備之間，由充電單元、開關(guān)單元、控制單元以及連接電源的第一端口、第二端口和連接電子設(shè)備的第三端口、第四端口組成。具有上述電氣連接關(guān)系的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置能夠在電源電壓較低(最低可為3.8V)時(shí)，在控制單元的控制下，電子設(shè)備延遲啟動(dòng)，在所述延遲時(shí)間中，由電源為充電單元充電，延遲時(shí)間到時(shí)，由已經(jīng)充滿電的充電單元向電子設(shè)備放電，從而無需為電子設(shè)備另行外置供電電源，本實(shí)用新型提供的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置就能提供較大的啟動(dòng)電流和穩(wěn)定的啟動(dòng)電壓，保證其正常啟動(dòng)、穩(wěn)定可靠地工作。并且所述裝置采用的元器件均為普通的價(jià)格低廉的分立器件，因此成本較低。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是本實(shí)用新型低電壓?jiǎn)?dòng)裝置的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型低電壓?jiǎn)?dòng)裝置的實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)是，提供了一種連接在電源和電子設(shè)備之間的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，所述裝置由用于對(duì)所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置充電并向電子設(shè)備放電的充電單元、用于閉合或斷開所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置同電子設(shè)備之間連接的開關(guān)單元，以及用于控制所述充電單元的充電時(shí)間和所述開關(guān)單元的閉合與斷開的控制單元組成。所述充電單元在所述控制單元提供的延遲時(shí)間內(nèi)接受電源的充電，在延遲時(shí)間到時(shí)，所述控制單元輸出控制信號(hào)使所述開關(guān)單元閉合導(dǎo)通，此時(shí)所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置向電子設(shè)備提供較大的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓，使其正常啟動(dòng)。
以下結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。
圖1是本實(shí)用新型低電壓?jiǎn)?dòng)裝置的原理框圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置4連接在電源和電子設(shè)備之間。本實(shí)用新型中所述的電源為一個(gè)廣義的概念，包括電源和有源數(shù)據(jù)線等。圖1中所示的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置4由充電單元1、開關(guān)單元2和控制單元3組成。充電單元1用于對(duì)低電壓?jiǎn)?dòng)裝置4充電，并在開關(guān)單元3閉合后向電子設(shè)備放電；開關(guān)單元3用于閉合或斷開低電壓?jiǎn)?dòng)裝置4同電子設(shè)備之間的連接；控制單元2用于控制充電單元1的充電時(shí)間以及開關(guān)單元3的閉合與斷開?？刂茊卧?與充電單元1并聯(lián)跨接在電源的第一端口和第二端口之間，電源的第一端口通過開關(guān)單元3連接電子設(shè)備的第三端口，電源的第二端口直接連接電子設(shè)備的第四端口，控制單元2的輸出連接開關(guān)單元1，開關(guān)單元1的輸出連接電子設(shè)備的第三端口。如圖1中所示，連接在電源和電子設(shè)備之間的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置4的具體工作過程是當(dāng)電路初始連通時(shí)，開關(guān)單元3處于斷開狀態(tài)，電源輸出供電子設(shè)備啟動(dòng)的電壓，但是電子設(shè)備并不是立即啟動(dòng)，而是先由所述電源對(duì)所述充電單元1進(jìn)行充電。控制單元3控制充電單元1的充電時(shí)間，在所述充電時(shí)間內(nèi)，開關(guān)單元3仍處于斷開狀態(tài)，電子設(shè)備不能啟動(dòng)，這樣就使得電子設(shè)備的啟動(dòng)有一個(gè)時(shí)間延遲，防止由于電子設(shè)備的接入而導(dǎo)致電壓立即下降。上述的時(shí)間延遲即對(duì)應(yīng)為充電單元1的充電時(shí)間。當(dāng)?shù)竭_(dá)上述時(shí)間延遲的界限時(shí)，控制單元2向開關(guān)單元3輸出控制信號(hào)，指示開關(guān)單元3閉合，這樣電源的第一端口就經(jīng)過閉合的開關(guān)單元3與電子設(shè)備的第三端口連接導(dǎo)通，從而電子設(shè)備接收到電源提供的啟動(dòng)電壓，同時(shí)，延遲時(shí)間到時(shí)，充電單元1停止充電，同樣經(jīng)由閉合的開關(guān)單元3向電子設(shè)備放電，這樣充分保證了電子設(shè)備的啟動(dòng)電壓不會(huì)下降，在該電壓的作用下，電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常、可靠的啟動(dòng)。
圖2是本實(shí)用新型低電壓?jiǎn)?dòng)裝置的實(shí)施例電路圖。在本實(shí)施例中，所述電子設(shè)備為計(jì)算機(jī)中的移動(dòng)硬盤，通過計(jì)算機(jī)主機(jī)的USB接口為移動(dòng)硬盤提供啟動(dòng)電壓及工作電壓。圖2中所示的本實(shí)用新型低電壓?jiǎn)?dòng)裝置連接在5V電源和移動(dòng)硬盤之間。如圖2所示，并聯(lián)的電容C1和C2構(gòu)成圖1所示的充電單元1；電容C3、電阻R以及開關(guān)管BG1構(gòu)成圖1所示的控制單元2；繼電器JK構(gòu)成圖1所示的開關(guān)單元3；5V電源為計(jì)算機(jī)主機(jī)的USB接口所提供，其對(duì)應(yīng)于圖1所示的電源；移動(dòng)硬盤對(duì)應(yīng)于圖1所示的電子設(shè)備。電容C1和C2并聯(lián)在電源的+5V端口和公共地端口之間；電源的+5V端口通過繼電器JK連接移動(dòng)硬盤的+5V接口，電源的公共地端口直接連接移動(dòng)硬盤的公共地接口；電阻R和電容C3串聯(lián)后跨接在電源的+5V端口和公共地端口之間，電阻R和電容C3的連接點(diǎn)連接開關(guān)管BG1的柵極，開關(guān)管BG1的源極連接公共地，開關(guān)管BG1的漏極連接繼電器JK。
在本實(shí)施例中，圖2所示的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置通過計(jì)算機(jī)主機(jī)的USB接口獲得+5V的供電電壓。當(dāng)5V電源、低電壓?jiǎn)?dòng)裝置和移動(dòng)硬盤接通的瞬間，硬盤并不立即啟動(dòng)，而是存在0.1秒的時(shí)間延遲，以防止電壓瞬間下降。上述時(shí)間延遲來自于電阻R和電容C3形成的RC回路的時(shí)間常數(shù)，由于電阻R的取值為1KΩ，電容C3的取值為100μF/16V，由此得出時(shí)間常數(shù)為0.1秒。在該時(shí)間延遲中，電容C1、電容C2和電容C3由上述的5V電源充電，伴隨充電時(shí)間的延續(xù)，電容C3的正極的電壓逐步升高，由于開關(guān)管BG1的柵極連接電容C3的正極，所述柵極的電壓也逐漸增高，當(dāng)所述的延遲時(shí)間到時(shí)，所述柵極的電壓增高足以使得開關(guān)管BG1導(dǎo)通，開關(guān)管BG1漏極和源極之間的導(dǎo)通電流使繼電器JK動(dòng)作，這樣就在5V電源、低電壓?jiǎn)?dòng)裝置以及移動(dòng)硬盤之間形成通路，5V電源可以經(jīng)此通路為移動(dòng)硬盤供電。同時(shí)，由于低電壓?jiǎn)?dòng)裝置和移動(dòng)硬盤之間的導(dǎo)通，電容C1和電容C2向移動(dòng)硬盤放電，使移動(dòng)硬盤在啟動(dòng)時(shí)的電壓不會(huì)下降，為移動(dòng)硬盤提供了較大的啟動(dòng)電流，從而滿足其5W啟動(dòng)功率的要求，使移動(dòng)硬盤正常啟動(dòng)。
如圖2所示，電容C1、電容C2均為電解電容，其值為220μF/16V，電容C3也為電解電容，其值為100μF/16V，電阻為1K，繼電器JK采用5V繼電器。在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型低電壓?jiǎn)?dòng)裝置所采用的電子器件不僅僅局限于圖2所示的器件及其取值，還可以采用其他的器件，例如，可以用可控硅開關(guān)來代替繼電器作為開關(guān)單元，等等。同樣，本實(shí)用新型所提供的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置也不僅僅應(yīng)用與移動(dòng)硬盤的啟動(dòng)，也可以應(yīng)用于其他電子設(shè)備的啟動(dòng)。
需要指出的是，本實(shí)用新型不僅僅局限于上述所述的實(shí)施例中所示的具體實(shí)施方式
。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，連接在電源和電子設(shè)備之間，包括連接電源的第一端口和第二端口以及連接電子設(shè)備的第三端口和第四端口，其特征在于還包括接受所述電源充電、并向所述電子設(shè)備放電的充電單元；閉合或斷開所述電源與電子設(shè)備之間連接的開關(guān)單元；以及，控制所述的充電單元的充電時(shí)間和開關(guān)單元的閉合與斷開的控制單元；所述控制單元與所述充電單元并聯(lián)跨接在所述第一端口和第二端口之間，所述開關(guān)單元連接在所述第一端口和第三端口之間，所述第二端口直接連接所述第四端口，所述控制單元的控制端連接所述開關(guān)單元；所述開關(guān)單元在所述控制單元的控制下閉合或斷開所述電源與所述電子設(shè)備的連接；所述充電單元在所述開關(guān)單元閉合后向所述電子設(shè)備放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，其特征在于，所述充電單元包括電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，其特征在于，所述電容為電解電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，其特征在于，所述控制單元包括RC電路和開關(guān)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，其特征在于，所述RC電路包括至少一個(gè)電容和至少一個(gè)電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括可控開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置，其特征在于，所述可控開關(guān)包括繼電器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種能夠使電子設(shè)備在供電電壓較低的條件下正常啟動(dòng)的低電壓?jiǎn)?dòng)裝置。所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置連接在電源(或者有源數(shù)據(jù)線)和電子設(shè)備之間，包括用于對(duì)所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置充電并向電子設(shè)備放電的充電單元、用于閉合或斷開所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置同電子設(shè)備之間連接的開關(guān)單元，以及用于控制所述的充電單元的充電時(shí)間和開關(guān)單元的閉合與斷開的控制單元。所述充電單元在所述裝置提供的延遲時(shí)間內(nèi)充電，當(dāng)延遲時(shí)間到時(shí)，所述控制單元輸出控制信號(hào)使所述開關(guān)單元閉合導(dǎo)通，所述低電壓?jiǎn)?dòng)裝置向電子設(shè)備提供較大的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓，使其正常啟動(dòng)。本實(shí)用新型具有簡(jiǎn)單、成本低和體積小的特點(diǎn)，能夠保證電子設(shè)備在供電電壓較低時(shí)正常、可靠地啟動(dòng)和工作。
文檔編號(hào)H02M3/07GK2682730SQ200320122169
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者郭發(fā)源 申請(qǐng)人:郭發(fā)源