TWI499153B - 電源等級識別電路、標示電路與電源等級供電系統 - Google Patents

Description

電源等級識別電路、標示電路與電源等級供電系統

本發明涉及識別電路與標示電路，尤其涉及一種自動識別電源等級供電系統。

當前，不同電壓、功率的電源適配器由於其接頭外形相似，使用者很容易造成混用，一旦將供電能力小的電源適配器用在耗電大的終端設備上或將供電能力大的電源適配器運用在耗電小的終端設備上，其都會對終端設備造成損害。因此，急需一種改進的技術方案來克服上述缺點。

有鑑於此，需提供一種電源等級識別電路，能識別接收的電源訊號的訊號等級。

另，還需提供一種電源等級標示電路，能提供帶有訊號等級標示的電源訊號。

此外，還需提供一種電源等級供電系統，能識別接收的電源訊號的訊號等級。

本發明實施方式提供的一種電源等級識別電路，用於根據輸入的電源訊號的訊號等級進行相應模式切換，包括第一電壓轉換單元 、資料處理單元、第一電源介面、檢波單元、訊號預處理單元。該第一電源介面電性連接於該第一電壓轉換單元，用於接收電源訊號及電源等級編碼訊號。該第一電壓轉換單元用於電性連接於該第一電源介面，用於從該第一電源介面接收該電源訊號並對電源訊號進行電壓轉換。該檢波單元用於電性連接於該第一電源介面，用於濾除該第一電源介面中的電源訊號，以得到該電源等級編碼訊號。該訊號預處理單元用於電性連接於該檢波單元，用於對該電源等級編碼訊號進行波形整形。該資料處理單元用於電性連接於該訊號預處理單元，用於識別該整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級，並根據該訊號等級進行相應模式切換。

優選地，該訊號等級包括功率等級和/或電壓等級。

優選地，該電源等級識別電路還包括資料中轉單元，用於電性連接於該訊號預處理單元與該資料處理單元之間，用於接收並存儲該整形後的電源等級編碼訊號；該資料處理單元還用於讀取並識別該資料中轉單元內整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級，以根據該訊號等級進行相應模式切換。

優選地，該資料處理單元藉由比對查找預先存儲的電源等級編碼訊號庫來識別該電源等級編碼訊號的訊號等級，以根據該電源等級編碼訊號的訊號等級進行相應模式切換。

優選地，該資料中轉單元為單片機、現場可程式設計閘陣列、可程式設計邏輯器件、微控制單元中的任意一種。

優選地，該檢波單元為齊納二極體，正極電性連接於該訊號預處理單元，負極電性連接於該第一電源介面。

優選地，該訊號預處理單元用於將該檢波單元輸出的電源等級編碼訊號整形為該資料處理單元所能識別的訊號波形。

優選地，該訊號預處理單元包括光耦感測器、電阻。光耦感測器包括輸入端、輸出端，該輸入端電性連接於該檢波單元，該輸出端電性連接於該資料處理單元。電阻電性連接於該光耦感測器的輸入端與該檢波單元之間。

優選地，該電源等級識別電路還包括複數功能模組，其中該資料處理單元還用於當該第一電源介面沒有接收到該電源等級編碼訊號時關閉該等功能模組，當該第一電源介面接收到該電源等級編碼訊號且該資料處理單元識別出該整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級時，根據預先存儲的訊號等級對應的切換模式開啟或關閉相應功能模組。

優選地，該等功能模組包括乙太網供電功能模組。

本發明實施方式提供的一種電源等級標示電路，用於將輸出的電源訊號進行訊號等級標示，該電源等級標示電路包括第二電壓轉換單元、第二電源介面、第一隔離單元、訊號等級編碼單元、第二隔離單元。該第二電源介面電性連接於該第二電壓轉換單元，用於接收該第二電壓轉換單元輸出的電源訊號。第一隔離單元用於電性連接於該第二電源介面與該第二電壓轉換單元之間，用於隔離該第二電源介面中的電源等級編碼訊號，以使該第二電壓轉換單元藉由該第二電源介面傳輸電源訊號。訊號等級編碼單元用於電性連接於該第二電壓轉換單元，用於識別並根據該第二電壓轉換單元輸出的電源訊號的訊號等級產生相對應的電源等級編碼訊號。第二隔離單元用於電性連接於該訊號等級編碼單元與該第 二電源介面之間，用於隔離該第二電源介面中的電源訊號，以使該訊號等級編碼單元藉由該第二電源介面傳輸該電源等級編碼訊號。

優選地，該訊號等級包括功率等級和/或電壓等級。

優選地，該訊號等級編碼單元用於根據預先設定的編碼規則對該電源訊號進行編碼，以產生相對應的電源等級編碼訊號。

優選地，該第一隔離單元為二極體，正極電性連接於該第二電壓轉換單元，負極電性連接於該第二電源介面。

優選地，該訊號等級編碼單元為單片機、現場可程式設計閘陣列、可程式設計邏輯器件、微控制單元中的任意一種。

優選地，該第二隔離單元為電容，一端電性連接於該訊號等級編碼單元，另一端電性連接於該第一隔離單元與該第二電源介面的公共端。

本發明實施方式提供的一種電源等級供電系統，包括電源等級識別電路、電源等級標示電路。該電源等級識別電路用於根據輸入的電源訊號的訊號等級進行相應模式切換，包括第一電壓轉換單元、資料處理單元、第一電源介面、檢波單元、訊號預處理單元。該第一電源介面電性連接於該第一電壓轉換單元，用於接收電源訊號並傳送至該第一電壓轉換單元，該第一電源介面還用於傳輸電源等級編碼訊號。檢波單元用於電性連接於該第一電源介面，用於濾除該第一電源介面中的電源訊號，以得到電源等級編碼訊號。訊號預處理單元用於電性連接於該檢波單元及該資料處理單元，用於對該檢波單元輸出的電源等級編碼訊號進行波形整形 並傳送至該資料處理單元。該資料處理單元用於識別該整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級，以根據該訊號等級進行相應模式切換。該電源等級標示電路用於將輸出的電源訊號進行訊號等級標示，包括第二電壓轉換單元、第二電源介面、第一隔離單元、訊號等級編碼單元、第二隔離單元。該第二電源介面電性連接於該第二電壓轉換單元，用於接收該第二電壓轉換單元輸出的電源訊號，該第二電源介面還用於傳輸電源等級編碼訊號。第一隔離單元用於電性連接於該第二電源介面與該第二電壓轉換單元之間，用於隔離該第二電源介面中的電源等級編碼訊號，以使該第二電壓轉換單元藉由該第二電源介面傳輸電源訊號。訊號等級編碼單元用於電性連接於該第二電壓轉換單元，用於識別並根據該第二電壓轉換單元輸出的電源訊號的訊號等級產生相對應的電源等級編碼訊號。第二隔離單元用於電性連接於該訊號等級編碼單元與該第二電源介面之間，用於隔離該第二電源介面中的電源訊號，以使該訊號等級編碼單元藉由該第二電源介面傳輸該電源等級編碼訊號。其中，該電源等級標示電路藉由該第二電源介面與該第一電源介面將該電源訊號及該電源等級編碼訊號傳送至該電源等級識別電路。

上述電源等級識別電路、電源等級標示電路與電源等級供電系統將電源等級資訊藉由電源介面傳輸至終端設備，實現終端設備自動識別所接收的電源訊號並進行相應模式的切換，避免由於使用者混用而對終端設備造成損害。

10、10a‧‧‧電源等級識別電路

20‧‧‧電源等級標示電路

101‧‧‧第一電壓轉換單元

102‧‧‧第一電源介面

103‧‧‧資料處理單元

104‧‧‧檢波單元

105‧‧‧訊號預處理單元

106‧‧‧資料中轉單元

201‧‧‧第二電壓轉換單元

202‧‧‧第二電源介面

203‧‧‧第一隔離單元

204‧‧‧第二隔離單元

205‧‧‧訊號等級編碼單元

D1‧‧‧齊納二極體

D2‧‧‧二極體

R1‧‧‧電阻

Q1‧‧‧光耦感測器

C1‧‧‧電容

圖1為本發明電源等級識別電路、電源等級標示電路與電源等級 供電系統一實施方式的模組圖。

圖2為本發明電源等級識別電路與電源等級標示電路另一實施方式的模組圖。

圖3為本發明電源等級識別電路與電源等級標示電路一實施方式的電路圖。

圖1為本發明電源等級識別電路10、電源等級標示電路20與電源等級供電系統一實施方式的模組圖。

在本實施方式中，電源等級供電系統包括電源等級識別電路10與電源等級標示電路20。電源等級識別電路10根據輸入的電源訊號的訊號等級進行相應模式切換，包括第一電壓轉換單元101、第一電源介面102、資料處理單元103、檢波單元104、訊號預處理單元105。第一電源介面102電性連接於第一電壓轉換單元101，用於接收電源訊號及電源等級編碼訊號。檢波單元104電性連接於第一電源介面102，用於濾除第一電源介面102中的電源訊號，以得到電源等級編碼訊號。訊號預處理單元105電性連接於檢波單元104及資料處理單元103，用於對檢波單元104輸出的電源等級編碼訊號進行波形整形並傳送至資料處理單元103。資料處理單元103用於識別整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級，以根據訊號等級進行相應模式切換。

在本實施方式中，電源等級標示電路20將輸出的電源訊號進行訊號等級標示，包括第二電壓轉換單元201、第二電源介面202、第一隔離單元203、第二隔離單元204、訊號等級編碼單元205。第 二電源介面202電性連接於第二電壓轉換單元201，用於接收第二電壓轉換單元201輸出的電源訊號及訊號等級編碼單元205輸出的電源等級編碼訊號。第一隔離單元203電性連接於第二電源介面202與第二電壓轉換單元201之間，用於隔離第二電源介面202中的電源等級編碼訊號，以使第二電壓轉換單元201藉由第二電源介面202傳輸電源訊號。訊號等級編碼單元205電性連接於第二電壓轉換單元201，用於識別並根據第二電壓轉換單元201輸出的電源訊號的訊號等級產生電源等級編碼訊號。第二隔離單元204電性連接於訊號等級編碼單元205與第二電源介面202之間，用於隔離第二電源介面202中的電源訊號，以使訊號等級編碼單元205藉由第二電源介面202傳輸電源等級編碼訊號。

在本實施方式中，訊號等級包括功率等級和/或電壓等級。

在本實施方式中，第一電源介面102、第二電源介面202可以是圓孔式介面，也可以是其他類型的標準介面。

在本實施方式中，第一電源介面102與第二電源介面202可為可分離式插合在一起。第一電壓轉換單元101藉由第一電源介面102、第二電源介面202從第二電壓轉換單元201取得電源訊號並進行電壓轉換，以對電源等級識別電路10進行供電。第一電壓轉換單元101、第二電壓轉換單元201可以為利用現有技術來實現直流供電的電源轉換模組。

圖2為本發明電源等級識別電路10a與電源等級標示電路20另一實施方式的模組圖。本實施方式中電源等級識別電路10a與圖1所示電源等級識別電路10基本相同。不同之處在於，電源等級識別電路10a還包括資料中轉單元106，資料中轉單元106電性連接於訊 號預處理單元105與資料處理單元103之間，用於接收並存儲訊號預處理單元105所輸出的整形後的電源等級編碼訊號。資料處理單元103還用於讀取並識別資料中轉單元106內整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級，以根據電源等級編碼訊號的訊號等級進行相應模式切換。

圖3詳解了本發明一實施方式電源等級識別電路10a與電源等級標示電路20的電路圖。在本實施方式中，檢波單元104為齊納二極體D1，齊納二極體D1的正極電性連接於訊號預處理單元105，齊納二極體D1的負極電性連接於第一電源介面102。訊號預處理單元105包括光耦感測器Q1、電阻R1。光耦感測器Q1包括輸入端、輸出端，光耦感測器Q1的輸入端電性連接於齊納二極體D1的正極，光耦感測器Q1的輸出端電性連接於資料中轉單元106。光耦感測器Q1輸入端為發射部，內包含有發光二極體，光耦感測器Q1輸出端為接收部，內包含有光電三極管，光耦感測器Q1輸入端與光耦感測器Q1輸出端藉由光進行耦合，藉由把光強度的變化轉換成電訊號的變化來實現訊號的傳送。電阻R1電性連接於光耦感測器Q1的輸入端與齊納二極體D1的正極之間。第一隔離單元203為二極體D2，二極體D2的正極電性連接於第二電壓轉換單元201，二極體D2的負極電性連接於第二電源介面202。第二隔離單元204為電容C1，電容C1一端電性連接於訊號等級編碼單元205，另一端電性連接於二極體D2與第二電源介面的公共端。

在本實施方式中，第一電源介面102、第二電源介面202傳輸的電源等級編碼訊號為方波訊號，傳輸的電源訊號為直流電源訊號。齊納二極體D1的反向擊穿電壓等於第二電壓轉換單元201輸出之 電壓，從而使得齊納二極體D1能夠濾除第一電源介面102傳輸中的電源訊號，從而得到電源等級編碼訊號並傳送至訊號預處理單元105。藉由控制光耦感測器Q1的導通與閉合對齊納二極體D1輸出的電源等級編碼訊號進行波形整形，避免在傳輸過程中電源等級編碼訊號的可能出現的失真，使得資料中轉單元106或資料處理單元103不能識別接收的電源等級編碼訊號。利用二極體D2的單嚮導通性，從而使得第二電壓轉換單元與電源等級編碼訊號實現隔離。利用電容C1通交流阻直流的特性，從而使得訊號等級編碼單元205與電源訊號實現隔離。

在本實施方式中，為了使第一電壓轉換單元101輸入之電壓等於第二電壓轉換單元201輸出之電壓，電源等級編碼訊號的頻率優選地遠小於第一電壓轉換單元101的開關頻率，從而使得第一電壓轉換單元101能自動濾除第一電源介面102中的電源等級編碼訊號，得到電源訊號。在本發明的其他的實施方式中，也可以在第一電源介面102與第一電壓轉換單元101之間增設一濾波電路來濾除第一電源介面102中的電源等級編碼訊號。

在本實施方式中，電源等級識別電路10a還包括複數功能模組。資料處理單元103可為中央處理器，也可為其他能進行資料處理的處理晶片。資料處理單元103藉由比對查找預先存儲的電源等級編碼訊號庫來識別接收的電源等級編碼訊號的訊號等級。在本實施方式中訊號等級可以為功率等級，也可以為電壓等級，也可以同時包含功率等級與電壓等級。資料處理單元103根據訊號等級控制電源等級識別電路10a進行相應模式切換，資料處理單元103在識別出電源等級編碼訊號的訊號等級時，資料處理單元103 根據預先存儲的訊號等級對應的切換模式進行相應模式的選擇切換，資料處理單元103在未識別出電源等級編碼訊號的訊號等級或者未檢測到電源等級編碼訊號時，電源等級識別電路10a暫停工作，關閉複數功能模組，避免不正確的電源訊號造成對電源等級識別電路10a的損害。資料處理單元103在識別出電源等級編碼訊號的訊號等級時，根據預先存儲的切換模式對電源等級識別電路10a進行相應模式的選擇切換，從而對應開啟或關閉相應的功能模組。例如當訊號等級為功率等級時，當電源等級識別電路10a接收的電源訊號的功率並不能滿足電源等級識別電路10a中所有功能模組運行之功率需求時，藉由選擇性地關閉電源等級識別電路10a中的部分功能模組，從而使得電源等級識別電路10a也能藉由接收該電源訊號處於工作狀態，實現了電源等級識別電路10a根據接收的電源訊號的不同的訊號等級進行相應模式，避免出現供電不足使供電電路由於過電保護而瞬間切斷的現象。

在本實施方式中，複數功能模組可以包括乙太網供電功能模組，也可以包括其他用途的功能模組。

在本實施方式中，訊號等級編碼單元205根據預先設定的編碼規則對第二電壓轉換單元201輸出的電源訊號進行編碼，以產生相對應的電源等級編碼訊號。資料中轉單元106、訊號等級編碼單元205可為單片機、現場可程式設計閘陣列、可程式設計邏輯器件、微控制單元等任意一種。

上述電源等級識別電路、電源等級標示電路與電源等級供電系統將電源等級資訊藉由電源介面傳輸至終端設備，實現終端設備自動識別所接收的電源訊號並進行相應模式的切換，避免由於使用 者混用而造成對終端設備的損害。

10‧‧‧電源等級識別電路

20‧‧‧電源等級標示電路

101‧‧‧第一電壓轉換單元

102‧‧‧第一電源介面

103‧‧‧資料處理單元

104‧‧‧檢波單元

105‧‧‧訊號預處理單元

201‧‧‧第二電壓轉換單元

202‧‧‧第二電源介面

203‧‧‧第一隔離單元

204‧‧‧第二隔離單元

205‧‧‧訊號等級編碼單元

Claims (16)

1. 一種電源等級識別電路，用於根據輸入的電源訊號的訊號等級進行相應模式切換，該電源等級識別電路包括：第一電源介面，用於接收電源訊號及電源等級編碼訊號；第一電壓轉換單元，用於電性連接於該第一電源介面，用於從該第一電源介面接收該電源訊號並對該電源訊號進行電壓轉換；檢波單元，用於電性連接於該第一電源介面，用於濾除該電源訊號，以得到該電源等級編碼訊號；訊號預處理單元，用於電性連接於該檢波單元，用於對該電源等級編碼訊號進行波形整形；及資料處理單元，用於電性連接於該訊號預處理單元，用於識別該整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級，並根據該訊號等級進行相應模式切換；其中，當該資料處理單元識別出該整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級時，該資料處理單元根據預先存儲的切換模式進行相應模式的選擇切換，當該資料處理單元未識別出該整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級時，該電源等級識別電路暫停工作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源等級識別電路，其中該訊號等級包括功率等級和/或電壓等級。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電源等級識別電路，更包括資料中轉單元，用於電性連接於該訊號預處理單元與該資料處理單元之間，用於接收並存儲該整形後的電源等級編碼訊號；其中該資料處理單元還用於讀取並識別該資料中轉單元內整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級，以根據 該訊號等級進行相應模式切換。
4. 如申請專利範圍第1或3項所述之電源等級識別電路，其中該資料處理單元藉由比對查找預先存儲的電源等級編碼訊號庫來識別該電源等級編碼訊號的訊號等級，以根據該電源等級編碼訊號的訊號等級進行相應模式切換。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電源等級識別電路，其中該資料中轉單元為單片機、現場可程式設計閘陣列、可程式設計邏輯器件、微控制單元中的任意一種。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電源等級識別電路，其中該檢波單元為齊納二極體，正極電性連接於該訊號預處理單元，負極電性連接於該第一電源介面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電源等級識別電路，其中該訊號預處理單元用於將該檢波單元輸出的電源等級編碼訊號整形為該資料處理單元所能識別的訊號波形。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電源等級識別電路，其中該訊號預處理單元包括：光耦感測器，包括輸入端、輸出端，該輸入端電性連接於該檢波單元，該輸出端電性連接於該資料處理單元；及電阻，電性連接於該光耦感測器的輸入端與該檢波單元之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電源等級識別電路，更包括複數功能模組，其中該資料處理單元還用於當該第一電源介面沒有接收到該電源等級編碼訊號時關閉該等功能模組，當該第一電源介面接收到該電源等級編碼訊號且該資料處理單元識別出該整形後的電源等級編碼訊號的訊號等級時，根據預先存儲的訊號等級對應的切換模式開啟或關閉相應功能模組。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電源等級識別電路，其中該等功能模組包括乙太網供電功能模組。
11. 一種電源等級標示電路，用於將輸出的電源訊號進行訊號等級標示，該電源等級標示電路包括第二電壓轉換單元、第二電源介面，該第二電源介面電性連接於該第二電壓轉換單元，用於接收該第二電壓轉換單元輸出的電源訊號，該電源等級標示電路還包括：第一隔離單元，用於電性連接於該第二電源介面與該第二電壓轉換單元之間，用於隔離該第二電源介面中的電源等級編碼訊號，以使該第二電壓轉換單元藉由該第二電源介面傳輸該電源訊號；訊號等級編碼單元，用於電性連接於該第二電壓轉換單元，用於識別並根據該第二電壓轉換單元輸出的電源訊號的訊號等級產生相對應的電源等級編碼訊號；及電容，用於電性連接於該訊號等級編碼單元與該第二電源介面之間，用於隔離該第二電源介面中的電源訊號，以使該訊號等級編碼單元藉由該第二電源介面傳輸該電源等級編碼訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電源等級標示電路，其中該訊號等級包括功率等級和/或電壓等級。
13. 如申請專利範圍第11項所述之電源等級標示電路，其中該訊號等級編碼單元用於根據預先設定的編碼規則對該電源訊號進行編碼，以產生相對應的電源等級編碼訊號。
14. 如申請專利範圍第11項所述之電源等級標示電路，其中該第一隔離單元為二極體，正極電性連接於該第二電壓轉換單元，負極電性連接於該第二電源介面。
15. 如申請專利範圍第11項所述之電源等級標示電路，其中該訊號等級編碼單元為單片機、現場可程式設計閘陣列、可程式設計邏輯器件、微控制 單元中的任意一種。
16. 一種電源等級供電系統，包括：如申請專利範圍第1-10項中任意一項所述之電源等級識別電路；如申請專利範圍第12-15項中任意一項所述之電源等級標示電路；其中，該電源等級標示電路藉由該第二電源介面與該第一電源介面將該電源訊號及該電源等級編碼訊號傳送至該電源等級識別電路。