一種節能擴展裝置的制作方法
一種節能擴展裝置
【技術領域】
1.本發明涉及電腦周邊電子產品的技術領域，尤其是涉及一種節能擴展裝置。
背景技術：
2.眾所周知，擴展塢，是專為筆記本電腦設計的一種外置設備。拓展塢通過復制甚至擴展筆記型計算機的端口，可使筆記本電腦具備充電接口、多個usb接口和視頻接口，讓僅有一個type-c接口的筆記本電腦可與多個配件或外置設備一站式連接。
3.目前，現有的擴展塢，一般是采用接入電源后即開機，接入電源并不一定接入待擴展設備，直接開機容易消耗電能。還有，部分擴展塢是采用按鍵開機，但此方式，還是存在未接入待擴展設備使用時消耗電能，不能滿足現有社會提倡節能的理念。
4.因此，現有技術有待改進和發展。
技術實現要素：
5.本發明的目的在于提供一種節能擴展裝置，用于解決現有擴展塢通電即開機或采用按鍵未接入待擴展設備使用時消耗電能的問題。
6.本發明的技術方案如下：一種節能擴展裝置，包括：上行端口，用于接入電源的電源接口，與電源接口電連接的第一電源電路和第一開關電路，分別與第一電源電路、第一開關電路電連接的控制器，與控制器電連接的開機按鍵，與第一開關電路電連接的第二電源電路，分別與上行端口、第二電源電路電連接的擴展電路，與控制器電連接的協議芯片，分別協議芯片和上行端口電連接的第一檢測電路，以及分別與上行端口、協議芯片電連接的第三電源電路；
7.所述第一電源電路用于將電源接口接入的第一電源轉換為第二電源后分別傳輸至控制器和第一檢測電路，所述上行端口用于連接待擴展設備并將待擴展設備輸出的第三電源輸出至第三電源電路，所述第一檢測電路根據上行端口從待擴展設備輸入的第三電源導通并給協議芯片輸出第一電平，所述第三電源電路將輸入的第三電源轉換成第四電源后給協議芯片供電；
8.所述協議芯片根據第一電平給控制器反饋控制信號，所述控制器根據控制信號以及檢測開機按鍵的開關信號控制第一開關電路導通，所述第一開關電路將電源接口輸入的第一電源傳輸至第二電源電路，所述第二電源電路用于給擴展電路供電。
9.進一步的，所述擴展電路包括分別：與上行端口、第二電源電路電連接的多路轉換器，分別與多路轉換器、第二電源電路電連接的視頻轉換器，以及分別與視頻轉換器、第二電源電路電連接的第一視頻接口。
10.進一步的，所述擴展電路還包括：分別與多路轉換器、第二電源電路電連接的第一集線器，分別與第一集線器、第二電源電路電連接的雙路數字視頻輸出芯片，分別與雙路數字視頻輸出芯片、第二電源電路電連接的第二視頻接口和視頻發射器，以及分別與視頻發射器、第二電源電路電連接的第三視頻接口。
11.進一步的，所述擴展電路還包括：分別第二電源電路、第一集線器電連接的第一usb接口。
12.進一步的，所述擴展電路還包括：分別第二電源電路、第一集線器電連接的第二集線器，以及分別第二電源電路、第二集線器電連接的多個第二usb接口。
13.進一步的，所述擴展電路還包括：分別第二電源電路、第二集線器電連接的音頻芯片，以及分別第二電源電路、音頻芯片電連接的音頻接口。
14.進一步的，所述擴展電路還包括：分別與第一集線器、第二集線器、第二電源電路電連接的網卡，以及分別與網卡、第二電源電路電連接的網口；所述第一接線器通過usb3.0通道與網卡連接，所述第二集線器通過usb2.0通道與網卡連接。
15.進一步的，所述第一開關電路包括第一開關管、第二開關管和第三電阻，所述第一開關管的源極與電源接口電連接，所述第一開關管的漏極與第二電源電路電連接，所述第一開關管的柵極經第三電阻分別與電源接口、第二開關管的漏極電連接，所述第二開關管的源極接地，所述第二開關管的三極連接控制器；
16.所述第二開關管根據控制器的驅動信號導通，所述第一開關管根據第二開關管導通拉低第一開關管上柵極的電平而導通，所述第一開關管導通用于將電源接口輸入的第一電源傳輸至第二電源電路。
17.進一步的，所述第一檢測電路包括第三開關管、第一電阻、第二電阻，所述第一電源電路經第一電路連接第三開關管的漏極，所述上行端口的電源端經第二電阻與第三開關管的柵極電連接，所述第三開關管的源極接地，所述第三開關管的漏極和柵極均還與協議芯片電連接；
18.所述第一電源電路用于給第三開關管供電，所述第三開關管根據上行端口輸入的第三電源導通拉低協議芯片中檢測管腳的電平，所述協議芯片根據自身檢測管腳的低電平給控制器輸出控制信號。
19.進一步的，所述電源接口為dc插座。
20.本發明的有益效果在于：相較于現有技術，本發明利用第一電源電路與電源接口連接，以實現給控制器在電源接口接入電源時上電。利用第二電源電路與上行端口連接，實現協議芯片在上行端口接入待擴展設備時上電。利用第一檢測電路可在上行端口接入待擴展設備是給協議芯片反饋一個信號，之后協議芯片根據此信號給控制器一個控制信號，根據控制信號，即可判斷上行接口接入了待擴展設備。并且配合開機按鍵與控制器連接，基于此，控制機器根據協議芯片反饋的控制信號以及開機按鍵的開關信號控制第一開關電路導通，使得第二電源電路有電源輸出給擴展電路供電。由此，可在電源接口接入電源時，而未接入待擴展設備時，擴展電路和協議芯片不工作，起到節能作用。
【附圖說明】
21.圖1為本發明的原理框圖；
22.圖2為本發明的上行端口與擴展電路的原理框圖；
23.圖3為本發明的電源接口與第一開關電路的電路圖；
24.圖4為本發明第一電源電路的電路圖；
25.圖5為本發明控制器的電路圖；
26.圖6為本發明第二檢測電路的電路圖；
27.圖7為本發明第三檢測電路的電路圖；
28.圖8為本發明第一檢測電路的電路圖；
29.圖9為本發明第二開關電路與第一驅動電路的電路圖。
【具體實施方式】
30.下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。
31.請參照附圖1-9，本發明實施例中的一種節能擴展裝置。
32.參照附圖1，該節能擴展裝置包括：上行端口11，用于接入電源的電源接口1，與電源接口1電連接的第一電源電路5和第一開關電路2，分別與第一電源電路5、第一開關電路2電連接的控制器6，與控制器6電連接的開機按鍵7，與第一開關電路2電連接的第二電源電路3，分別與上行端口11、第二電源電路3電連接的擴展電路4，與控制器6電連接的協議芯片8，分別協議芯片8和上行端口11電連接的第一檢測電路9，以及分別與上行端口11、協議芯片8電連接的第三電源電路10。
33.第一電源電路5用于將電源接口1接入的第一電源轉換為第二電源后分別傳輸至控制器6和第一檢測電路9，上行端口11用于連接待擴展設備并將待擴展設備輸出的第三電源輸出至第三電源電路10，第一檢測電路9根據上行端口11從待擴展設備輸入的第三電源導通并給協議芯片8輸出第一電平，第三電源電路10將輸入的第三電源轉換成第四電源后給協議芯片8供電。協議芯片8根據第一電平給控制器6反饋控制信號，控制器6根據控制信號以及檢測開機按鍵7的開關信號控制第一開關電路2導通，第一開關電路2將電源接口1輸入的第一電源傳輸至第二電源電路3，第二電源電路3用于給擴展電路4供電。
34.本發明利用第一電源電路5與電源接口1連接，以實現給控制器6在電源接口1接入電源時上電。利用第三電源電路10與上行端口11連接，實現協議芯片8在上行端口11接入待擴展設備時上電。利用第一檢測電路9可在上行端口11接入待擴展設備是給協議芯片8反饋一個信號，之后協議芯片8根據此信號給控制器6一個控制信號，根據控制信號，即可判斷上行接口接入了待擴展設備。并且配合開機按鍵7與控制器6連接，基于此，控制機器根據協議芯片8反饋的控制信號以及開機按鍵7的開關信號控制第一開關電路2導通，使得第二電源電路3有電源輸出給擴展電路4供電。由此，可在電源接口1接入電源時，而未接入待擴展設備時，擴展電路4和協議芯片8不工作，起到節能作用，且解決現有擴展塢通電即開機或采用按鍵未接入待擴展設備使用時消耗電能的問題。
35.具體的，在一實施例中，電源接口1可為dc插座或usb-c接口等，上行端口11為usb-c接口，協議芯片8可為vl102或vl103等型號的芯片，控制器6可采用en8f類型的芯片，如en8f202型號的芯片。
36.參照附圖3，在一實施例中，第一開關電路2包括第一開關管q9、第二開關管q10和第三電阻r304，第一開關管q9的源極與電源接口1電連接，第一開關管q9的漏極與第二電源電路3電連接，第一開關管q9的柵極經第三電阻r304分別與電源接口1、第二開關管q10的漏極電連接，第二開關管q10的源極接地，第二開關管q10的三極連接控制器6。其中，第一開關管q9為p型溝道的mos管，第二開關管q10為n溝道的mos管。在電源接口1輸入電源，第一開關管q9的柵極為高電平而不導通，當控制器6根據控制信號以及檢測開機按鍵7的開關信號給
第二開關管q10的柵極輸出高電平，使得第二開關管q10導通，拉低第一開關管q9柵極的電壓，使得第一開關管q9導通，第一開關管q9導通用于將電源接口1輸入的第一電源傳輸至第二電源電路3，以此實現給擴展電路4上電，實現開機。
37.參照附圖8，在一實施例中，第一檢測電路9包括第三開關管q22、第一電阻r839、第二電阻r840，第一電源電路5經第一電路連接第三開關管q22的漏極，上行端口11的電源端經第二電阻r840與第三開關管q22的柵極電連接，第三開關管q22的源極接地，第三開關管q22的漏極和柵極均還與協議芯片8電連接。其中，第二開關管q10為n溝道的mos管。
38.當電源接口1接入電源，經第一電源電路5給第三開關管q22的漏極供電。上行端口11接入待擴展裝置時，即使得第三開關管q22的柵極為高電平，即可拉低協議芯片8與第一電阻r839連接的管腳的電平，基于該管腳的電平，協議芯片8電平給控制器6輸出控制信號。
39.參照附圖9，在一實施例中，節能擴展裝置還包括第二開關電路12、第一驅動電路13、第二檢測電路14和第三檢測電路15，第二開關電路12分別與第二電源電路3、第三電源電路10和第一驅動電路13電連接，第一驅動電路13與協議芯片8電連接。
40.具體的，第一驅動電路13包括第四開關管q7，第二開關電路12包括第五開關管q3和第六開關管q6，其中，第五開關管q3和第六開關管q6均為p型溝道的mos管，第四開關管q7為n溝道的mos管。第五開關管q3的漏極與上行端口11電連接，第五開關管q3的源極分別與器自身的柵極、第六開關管q6的源極和第六開關管q6的柵極電連接，第六開關管q6的漏極與第二電源電路3電連接，第四開關管q7的漏極與第五開關管q3的柵極連接、源極接地、柵極連接協議芯片8，第五開關管q3的源極以及第六開關管q6的源極連接第三電源電路10。
41.參照附圖6和附圖7，第二檢測電路14包括第四電阻r43和第五電阻r44，第三檢測電路15包括第六電阻r49和第七電阻r50，上行端口11的電源端vbus依次經第四電阻r43、第五電阻r44接地，第四電阻r43的輸出端連接協議芯片8。第二電源電路3的輸出端依次經第六電阻r49、第七電阻r50接地，第六電阻r49的輸出端連接協議芯片8。
42.當上行端口11接入待擴展設備時，待擴展設備輸入的電源經上行端口11的電源端vbus和第五開關管q3的二極管傳輸至第三電源電路10，以實現給協議芯片8供電，且待擴展設備輸入的電源經第四電阻r43分壓后的第一電壓輸出至協議芯片8。協議芯片8還用于根據第一電壓的大小檢測所接入的待擴展設備輸出的電源大小，并根據該電源驅動第四開關管q7導通，使得第五開關管q3導通，即第二電源輸出的電源會經第六開關管q6上的二極管、第五開關管q3、上行端口11給待擴展設備充電。另外，第二電源電路3輸出的電源經第六電阻r49分壓后的第二電壓輸出至協議芯片8。協議芯片8還用于根據第二電壓的大小檢測第二電源電路3輸出的電源大小，并根據該電源控制第四開關管q7導通的占空比，基于此控制第五開關管q3導通的占空比，以實現給待擴展設備充電功率的大小。
43.參照附圖2，在一實施例中，擴展電路4包括分別：與上行端口11、第二電源電路3電連接的多路轉換器41，分別與多路轉換器41、第二電源電路3電連接的視頻轉換器45，以及分別與視頻轉換器45、第二電源電路3電連接的第一視頻接口451。其中，第一視頻接口451用于連接顯示器，多路轉換器41用于將上行端口11輸出的視頻信號經視頻轉換器45傳輸至第一視頻接口451，以實現在顯示器播放，以實現視頻接口擴展。
44.具體的，視頻轉換器45用于將多路轉換器41輸入的dp信號轉換為hdm i信號；第一視頻接口451為hdm i口。
45.在一實施例中，擴展電路4還包括：分別與多路轉換器41、第二電源電路3電連接的第一集線器42，分別與第一集線器42、第二電源電路3電連接的雙路數字視頻輸出芯片46，分別與雙路數字視頻輸出芯片46、第二電源電路3電連接的第二視頻接口461和視頻發射器47，以及分別與視頻發射器47、第二電源電路3電連接的第三視頻接口471。
46.多路轉換器41用于將上行端口11輸出的usb信號傳輸至第一集線器42,第一集線器42用于將輸入的usb信號進行擴展成四組usb信號，具體的，每一usb信號包括usb 2.0信號和usb3.0信號。其中，一組usb信號輸出至雙路數字視頻輸出芯片46，雙路數字視頻輸出芯片46將輸入的usb信號從經視頻發射器47輸出至第三視頻接口471，雙路數字視頻輸出芯片46還將輸入的usb信號從第二視頻接口461輸出，實現兩個視頻接口的擴展。具體的，雙路數字視頻輸出芯片46可采用dl3900型號的芯片，視頻發射器47可采用dp501型號的芯片，第二視頻接口461為hdmi接口，第三視頻接口471為dp接口，以實現hdmi接口和dp接口的擴展，以便于用戶根據需求使用。
47.在一實施例中，擴展電路4還包括：分別第二電源電路3、第一集線器42電連接的多個第一usb接口421。其中，第一usb接口421有兩個，且為usb-a接口，第一集線器42將兩組usb信號分別供兩個usb-a接口使用。其中，利用第一usb接口421可外接打印機、u盤等使用。
48.在一實施例中，擴展電路4還包括：分別第二電源電路3、第一集線器42電連接的第二集線器44，以及分別第二電源電路3、第二集線器44電連接的多個第二usb接口441。第一集線器42將usb2.0信號供第二集線器44使用，第二集線器44用于將輸入的usb2.0信號進行擴展成4組usb2.0信號，第二usb接口441有兩個，第二集線器44將兩組usb2.0信號分別給兩個第二usb接口441使用，具體的，第二usb接口441為usb-a接口。
49.在一實施例中，擴展電路4還包括：分別第二電源電路3、第二集線器44電連接的音頻芯片48，以及分別第二電源電路3、音頻芯片48電連接的音頻接口481。第二集線器44將一組usb2.0信號供音頻芯片48使用，實現音頻接口481的擴展。
50.在一實施例中，擴展電路4還包括：分別與第一集線器42、第二集線器44、第二電源電路3電連接的網卡43，以及分別與網卡43、第二電源電路3電連接的網口431。第一接線器通過usb3.0通道與網卡43連接，第二集線器44通過usb2.0通道與網卡43連接。
51.其中，網卡43為千兆網卡43，第二集線器44將一組usb2.0信號供網卡43使用，第一集線器42將一組usb3.0信號供網卡43使用，以適配千兆網卡43使用。且網口431用于連接網線，以提升電腦的網速，便于用戶使用。
52.以上所述的僅是本發明的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范圍。
