專利名稱：具主動供電功能的集線器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種線路連接器，尤其涉及一種可以不依賴電腦上所設(shè)通用串行總線供電的具主動供電功能的集線器。
背景技術(shù)：
通用串行總線(USB)是由英特爾(INTEL)等大廠連手開發(fā)，其可同時(shí)連結(jié)的周邊設(shè)備高達(dá)127個，該總線的基本接口規(guī)格包括正/負(fù)數(shù)據(jù)線D+、D-及正/負(fù)電源線V+、V-，是目前普及率最高的總線接口。盡管通用串行總線可以同時(shí)連結(jié)的周邊設(shè)備高達(dá)127個，但電腦上的USB端口數(shù)目十分有限，如須擴(kuò)大使用USB接口的周邊裝置，則有賴于集線器(HUB)的使用。所謂的集線器主要是用來增加USB連接埠的數(shù)量，以增加電腦可以連結(jié)的USB接口周邊設(shè)備。如前所述，由于通用串行總線亦定義有電源線，其意味著電腦可以通過通用串行總線供電給周邊設(shè)備。然而這個功能是有前提的1.既然電腦是通過通用串行總線提供電力，則不論周邊設(shè)備是直接連結(jié)電腦或通過集線器間接連結(jié)，必須在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下才能進(jìn)行供電，如已離線即不可能繼續(xù)供電。
2.由于通用串行總線同時(shí)可連結(jié)127個周邊設(shè)備，雖然實(shí)際上不可能連結(jié)這么多的周邊設(shè)備，但同時(shí)連結(jié)多個USB接口周邊設(shè)備且這些設(shè)備同時(shí)需要通用串行總線供電的可能性是存在的，在此種狀況下，通用串行總線提供的直流電力是不敷使用的。
由上述可知，電腦雖然可以利用集線器來增加可連結(jié)USB接口周邊設(shè)備的數(shù)量，然而一旦離線或同時(shí)連結(jié)多個有供電需求的周邊設(shè)備時(shí)，其電力根本不能滿足需求，故有待進(jìn)一步檢討，并謀求可行的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種可在電腦離線狀態(tài)下主動對連結(jié)周邊設(shè)備進(jìn)行供電，或在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下電力仍不足供應(yīng)時(shí)可進(jìn)行主動供電的通用串行總線集線器。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種具主動供電功能的集線器，其特征在于，包括有一充電器，其輸入端是與通用串行總線中的電源線連接；一蓄電池，是與前述充電器的輸出端連接，以通過充電器利用通用串行總線上的電源進(jìn)行充電；一直流/直流轉(zhuǎn)換器，其輸入端是與蓄電池連接，其輸出端則與通用串行總線上的電源線連接；一控制電路，其輸入端是與蓄電池連接，其輸出端則分別與充電器及直流/直流轉(zhuǎn)換器連接；其中該控制電路將產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換控制信號至直流/直流轉(zhuǎn)換器，以控制其是否工作，同時(shí)產(chǎn)生一充電啟閉信號至充電器。
前述的具主動供電功能的集線器，其中充電器輸入端亦可與電源轉(zhuǎn)換器連接。
本實(shí)用新型利用前述裝置可由控制電路根據(jù)通用串行總線上的電力大小產(chǎn)生一控制信號，并送至前述直流/直流轉(zhuǎn)換器，而在電力需求高于通用串行總線所能供應(yīng)時(shí)，開啟直流/直流轉(zhuǎn)換器，同時(shí)關(guān)閉充電器使其停止對蓄電池充電，該蓄電池則放電并通過直流/直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換處理后送至通用串行總線的電源線，而主動供電給與通用串行總線連結(jié)的周邊設(shè)備。借此，不僅可在通用串行總線與電腦離線的狀態(tài)下對周邊設(shè)備供電，亦可外接一電源轉(zhuǎn)換器將市電整流后對電池充電，電池充電后經(jīng)直流轉(zhuǎn)換后輸出電源對連結(jié)的設(shè)備進(jìn)行供電，即使在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，只要通用串行總線上的電力不敷使用，即可進(jìn)行主動供電。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型一可行實(shí)施例的外觀示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路方塊結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型一對四輸出端的實(shí)施例整體電路圖。
圖中標(biāo)號說明
10充電 20蓄電池30直流/直流轉(zhuǎn)換器40控制電路100本體101USB連接埠102USB接口導(dǎo)線103接頭具體實(shí)施方式
如圖1所示，是本實(shí)用新型實(shí)施例是在一本體100上設(shè)有數(shù)個USB連接埠101，而集線器的本體100本身設(shè)有一USB接口導(dǎo)線102及一供與電源轉(zhuǎn)換器(圖中未示)連結(jié)的電源轉(zhuǎn)換插座103，各USB連接埠101可通過USB接口導(dǎo)線102與通用串行總線連結(jié)。而前述的本體100就基本形式而言與現(xiàn)有的集線器大致相同，就集線器本身的功能亦屬相同，而不同處在于本實(shí)用新型的集線器進(jìn)一步賦予一主動供電功能，該主動供電功能則是在前述本體100內(nèi)部設(shè)有一由電路構(gòu)成的主動供電裝置，其電路方塊圖實(shí)施例結(jié)構(gòu)請參閱圖2所示，主要是令一充電器10的輸入端與通用串行總線中的電源線連接，輸入端的電源經(jīng)過一二極管或是由一電源轉(zhuǎn)換器直接輸入5V電壓；其輸出直接對一蓄電池20充電，并接受一控制電路40所提供的關(guān)閉訊號Disable決定充電與否。
上述蓄電池20的輸入端是與前述充電器10的輸出端連接，其在通用串行總線上電源供應(yīng)正常時(shí)，可通過充電器10利用通用串行總線上的電源進(jìn)行充電；并直接供給一直流/直流轉(zhuǎn)換器30與控制電路40的輸入電源。
上述直流/直流轉(zhuǎn)換器30的輸入端是與蓄電池20輸出端連接。
上述控制電路40的輸入端是與蓄電池20連接，其具有兩輸出端而分別與直流/直流轉(zhuǎn)換器30及充電器10連接；又該控制電路40將產(chǎn)生一開關(guān)信號以控制直流/直流轉(zhuǎn)換器30是否有輸出直流電源。其中該控制電路40是根據(jù)蓄電池20的電力以產(chǎn)生一控制信號，而送至前述直流/直流轉(zhuǎn)換器30，當(dāng)通用串行總線上的電源供應(yīng)正常時(shí)，該組控制信號是先將直流/直流轉(zhuǎn)換器30關(guān)閉，并產(chǎn)生一開啟信號(Enable)使充電器10開始工作，以便利用通用串行總線上的電源通過充電器10對蓄電池20充電。
而在集線器電力需求高于通用串行總線所能供應(yīng)時(shí)，則該控制信號(Enable)將開啟直流/直流轉(zhuǎn)換器30，并同時(shí)關(guān)閉充電器10使其停止對蓄電池20充電，蓄電池20隨即放電并通過直流/直流轉(zhuǎn)換器30進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換處理后送至通用串行總線的電源線，以主動供電給與通用串行總線連結(jié)的周邊設(shè)備。
如圖3所示，本實(shí)用新型更詳細(xì)的線路構(gòu)造，其工作原理詳述如下首先，在本實(shí)施例中，為一對四的集線器，其包含一集線器電路50與四個通用串行總線連接端口51～54，如圖左上角所示的輸入端是由通用串行總線(Bus Power)所提供的5V/0.5A電源，通過一自給電源端5V及一保險(xiǎn)絲F1傳送給四個通用串行總線連接端口51～54，故最大使用電源為5V/2A。
當(dāng)本實(shí)用新型與通用串行總線(Bus Power)連接時(shí)，總線上的電源經(jīng)過一二極管D1輸入，再由該自給電源端5V通過一充電器10對蓄電池20進(jìn)行充電；當(dāng)集線器與總線沒有連接時(shí)，亦可利用一外接電源轉(zhuǎn)換器(圖中未示)通過一接頭103將電源輸入至前述自給電源端5V，通過相同途徑由充電器10對蓄電池20進(jìn)行充電。
上述充電器10是由型號IC34063的集成電路所構(gòu)成的簡易升壓(Boost)電路，利用該簡易升壓(Boost)電路將輸入電壓升壓至足夠的電池充電電壓并對電池充電。
該蓄電池20可為4個充電電池，單個電池充飽電壓為1.3V，四個電池串聯(lián)電壓為5.2V，由充電器10提供充電電源，其充放電接點(diǎn)(Battery+)則分別與直流/直流轉(zhuǎn)換器30及充電器40連接。
當(dāng)欲由蓄電池20對集線器上的通用串行總線連接器51～55放電時(shí)，是通過一控制電路40為之，該控制電路40是由一手動開關(guān)SW與電子開關(guān)晶體管Q1組成；當(dāng)本實(shí)用新型總線輸入電源不足時(shí)，即接通該手動開關(guān)SW，使電源由二極管D4、電阻R37進(jìn)入充電器10的回授端(接腳5)將其關(guān)閉，使充電器10停止充電；而晶體管Q1同時(shí)為蓄電池20電源觸發(fā)至導(dǎo)通狀態(tài)，其集極形成低電位使得直流/直流轉(zhuǎn)換器30中的晶體管Q2亦被觸發(fā)導(dǎo)通，即是送出一開啟信號(ENABLE)使得直流/直流轉(zhuǎn)換器30開啟。
該直流/直流轉(zhuǎn)換器30是由晶體管Q2(P-MOSFET)與齊納二極管(Zenerdiode)穩(wěn)壓電路構(gòu)成，利用晶體管Q2導(dǎo)通時(shí)所造成的壓降與調(diào)整齊納二極管(Zenerdiode)值使輸出電壓達(dá)到一適合值，晶體管Q2源/汲極是分別連接蓄電池20和自給電源端5V，其閘極Gate則是與控制電路40的輸出端連接。當(dāng)晶體管Q2導(dǎo)通時(shí)，蓄電池20電源即通過直流/直流轉(zhuǎn)換器30送至自給電源端5V，由該自給電源端5V對四個通用串行總線連接器51～54供電。
由上述說明可看出本實(shí)用新型的具體線路構(gòu)造，而就整體的功能而言，本實(shí)用新型除提供基本的集線器功能外，還提供一主動供電功能。如一般所知，通用串行總線提供的直流電源為5V/0.5A，當(dāng)集線器上連結(jié)的周邊設(shè)備同時(shí)有供電需求時(shí)，5V/0.5A即不敷使用。此時(shí)，通用串行總線上的電源電壓將下降，當(dāng)降至一電壓值時(shí)例如4.5V，即由控制電路40關(guān)閉充電器10，使蓄電池20停止充電，同時(shí)開啟直流/直流轉(zhuǎn)換器30進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換后將直流電源送至通用串行總線的電源在線，而主動對集線器連結(jié)的周邊設(shè)備進(jìn)行供電。為使電源的取得更臻便利，本實(shí)用新型的集線器也支持在電腦離線狀態(tài)下，使用交流市電經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換器整流后送至通用串行總線的電源經(jīng)充電器10對蓄電池20進(jìn)行充電。在蓄電池20方面亦采取可更換的組合式設(shè)計(jì)，以便在無法充電且電力不足的狀況下，以更換蓄電池方式維持正常供電。
綜上所述，本實(shí)用新型就USB接口周邊設(shè)備的供電問題已作出具體的貢獻(xiàn)，故已兼具突出的特征與突出的進(jìn)步，符合新型專利要件，故依法提出申請。
權(quán)利要求1.一種具主動供電功能的集線器，其特征在于，包括有一充電器，其輸入端是與通用串行總線中的電源線連接；一蓄電池，是與前述充電器的輸出端連接，以通過充電器利用通用串行總線上的電源進(jìn)行充電；一直流/直流轉(zhuǎn)換器，其輸入端是與蓄電池連接，其輸出端則與通用串行總線上的電源線連接；一控制電路，其輸入端是與蓄電池連接，其輸出端則分別與充電器及直流/直流轉(zhuǎn)換器連接；其中該控制電路將產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換控制信號至直流/直流轉(zhuǎn)換器，以控制其是否工作，同時(shí)產(chǎn)生一充電啟閉信號至充電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具主動供電功能的集線器，其特征在于所述充電器輸入端亦可與電源轉(zhuǎn)換器連接。
專利摘要一種具主動供電功能的集線器，主要是在一集線器內(nèi)部設(shè)有一主動供電裝置，包括一充電器、蓄電池、控制電路及一直流/直流轉(zhuǎn)換器；由于集線器是與電腦的通用串行總線連接，其接受來自通用串行總線的直流電源，當(dāng)集線器對于電源的需求低于通用串行總線供電的直流電源，即由通用串行總線供電，并同時(shí)經(jīng)充電器對蓄電池充電，反之，則由蓄電池放電，經(jīng)直流/直流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送至電源通路上執(zhí)行主動供電；集線器不與電腦連結(jié)時(shí)，亦可外接一電源轉(zhuǎn)換器將市電整流后對電池充電，電池充電后經(jīng)直流轉(zhuǎn)換后輸出電源對連結(jié)的設(shè)備進(jìn)行供電。
文檔編號H02J7/00GK2735629SQ20042009325
公開日2005年10月19日 申請日期2004年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者何濂洵 申請人:碩天科技股份有限公司