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一種通信設備和通信系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11138090閱讀:407來源:國知局
一種通信設備和通信系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種電子技術領域,尤其涉及一種通信設備和通信系統(tǒng)。



背景技術:

目前電子類產品發(fā)展迅速,外部接口混雜,對于存在主芯片的產品,一般存在對外接口,同時具備充電與通信功能。目前,一般電子產品的通信接口中充電接口與通信接口是分離的,即分別使用不同的信號線來實現(xiàn)通信和充電,至少需要三線以上,需要很多硬件支持,浪費資源,且大多不支持反插功能。隨著產品舒適性的不斷提高,方便用戶使用,不限正反的接口通信亦越來越重要。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明旨在解決上述問題。

本發(fā)明的主要目的在于提供一種應用于主端的通信設備。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種通信系統(tǒng)。

為達到上述目的,本發(fā)明提供了以下技術方案:

本發(fā)明一方面提供了一種通信設備,該通信設備包括:主控芯片、通斷模塊、第一開關模塊、控制模塊、接入檢測模塊、第一有線對外接口和與供電電源連接的供電接口;其中,主控芯片包括:控制端口、檢測端口和接入檢測端;第一有線對外接口由第一接口和第二接口組成,第一接口與供電接口電連接,第二接口與供電電源的地端電連接;控制端口與通斷模塊電連接;檢測端口連接在供電接口與第一接口的連接點上;通斷模塊設置在地端與連接點之間,在控制端口的輸出信號的控制下斷開或導通地端與連接點之間的通路;第一開關模塊串聯(lián)在第一組件和第二組件之間,第一開關模塊的第一連接端與第二組件電連接,第一開關模塊的第二連接端與第一組件電連接,第一開關模塊的受控端與控制模塊的開關控制端電連接,第一開關模塊常態(tài)下導通,受控端配置為在開關控制端的輸出信號的控制下斷開第一連接端與第二連接端之間的通路;其中,第一組件為供電接口,第二組件為第一接口,接入檢測模塊串聯(lián)在第二接口與供電電源的地引腳之間;或者,第一組件為第二接口,第二組件為供電電源的地端,接入檢測模塊串聯(lián)在供電接口與第一接口之間;或者,第一組件為第二接口,第二組件為接入檢測模塊,接入檢測模塊串聯(lián)在第一開關模塊與供電電源的地端之間;接入檢測模塊還包括檢測信號輸出端,檢測信號輸出端與主控芯片的接入 檢測端電連接,配置為在接入檢測模塊檢測到有外部設備接入第一有線對外接口時向接入檢測端輸出接入檢測信號;主控芯片的接入檢測端,配置為在接收到檢測信號輸出端輸出的接入檢測信號時識別出有外部設備接入第一有線對外接口。

此外,控制模塊與第一開關模塊并聯(lián),配置為檢測第一連接端的電平與第二連接端的電平,在第一連接端與第二連接端之間的電平的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時控制開關控制端輸出第一控制信號。

此外,控制模塊還包括第一控制檢測端和第二控制檢測端;其中:第一控制檢測端與接入檢測模塊的檢測信號輸出端電連接,配置為檢測檢測信號輸出端輸出的接入檢測信號的電平;第二控制檢測端與參考端電連接,配置為檢測參考端輸出的參考電平;開關控制端,配置為在接入檢測信號的電平高于參考電平時受控地輸出第一控制信號。

此外,接入檢測模塊包括檢測組件和負載組件;在第一組件為供電接口,第二組件為第一接口,接入檢測模塊串聯(lián)在第二接口與供電電源的地引腳之間的情況下,負載組件串聯(lián)在第二接口與供電電源的地引腳之間,負載組件的第一連接端與第二接口電連接,負載組件的第二連接端與供電電源的地引腳電連接;在第一組件為第二接口,第二組件為接入檢測模塊,接入檢測模塊串聯(lián)在第一開關模塊與供電電源的地端之間的情況下,負載組件串聯(lián)在第一開關模塊與供電電源的地端之間,負載組件的第一連接端與第一開關模塊的第一連接端電連接,負載組件的第二連接端與供電電源的地引腳電連接;檢測組件包括:第一接入檢測端和檢測輸出端,其中:第一接入檢測端與負載組件的第一連接端電連接,配置為檢測所負載組件的第一連接端的第一檢測電壓,檢測輸出端作為接入檢測模塊的檢測信號輸出端,配置為在第一檢測電壓為高電平時受控地輸出接入檢測信號。

此外,接入檢測模塊包括檢測組件和負載組件;在第一組件為第二接口,第二組件為供電電源的地端,接入檢測模塊串聯(lián)在供電接口與第一接口之間的情況下,負載組件串聯(lián)在供電接口與第一接口之間,負載組件的第一連接端與供電接口電連接,負載組件的第二連接端與第一接口電連接;檢測組件包括:第一接入檢測端、第二接入檢測端和檢測輸出端,其中:第一接入檢測端與負載組件的第一連接端電連接,配置為檢測負載組件的第一連接端的第一檢測電壓,第二接入檢測端與負載組件的第二連接端電連接,配置為檢測負載組件的第二連接端的第二檢測電壓,檢測輸出端作為接入檢測模塊的檢測信號輸出端,配置為在第一檢測電壓與第二檢測電壓的差值滿足預設閾值時受控地輸出接入檢測信號。

此外,通斷模塊包括:第一通斷連接端,與地端電連接;第二通斷連接端,與連接點電連接;和控制端,與控制端口相連,并配置成根據控制端口的輸出信號控制第一通斷連接端和第二通斷連接端斷開或導通。

此外,該通信設備還包括:穩(wěn)流組件,連接在供電接口與連接點之間。

此外,穩(wěn)流組件包括:電感元件。

此外,該通信設備還包括:續(xù)流組件,其中,續(xù)流組件的第一端與連接點電連接,續(xù)流組件的第二端與供電接口電連接,且續(xù)流組件只能從第一端到第二端導通。

此外,該通信設備還包括:串聯(lián)在連接點與地端之間的第一分壓負載元件和第二分壓負載元件,其中,第一分壓負載元件連接在連接點與第二分壓負載元件之間,檢測端口通過第一分壓負載元件與連接點電連接。

此外,該通信設備還包括:連接在控制端口與通斷模塊之間的隔直組件。

此外,該通信設備還包括:升壓復位電路單元,升壓復位電路單元電連接在供電接口與穩(wěn)流組件之間,或者,電連接在穩(wěn)流組件和連接點之間,其中,升壓復位電路單元還與主控芯片電連接,用于根據主控芯片輸出的升壓控制信號進入工作狀態(tài)或非工作狀態(tài),其中,在工作狀態(tài)下,升壓復位電路單元對從供電接口輸入的供電電壓進行升壓,并為第一接口提供升壓后的供電電壓,在非工作狀態(tài)下,升壓復位電路單元不對從供電接口輸入的供電電壓進行升壓,并輸出預定低電壓。

此外,升壓復位電路單元包括:DC/DC升壓組件,其中:DC/DC升壓組件包括:輸入端、輸出端和控制端,輸入端與供電接口電連接,輸出端與穩(wěn)流組件電連接,或者,輸入端與穩(wěn)流組件電連接,輸出端與連接點電連接;控制端,與主控芯片電連接,并配置成根據主控芯片輸出的升壓控制信號來控制DC/DC升壓組件進入工作狀態(tài)或者非工作狀態(tài)。

此外,升壓復位電路單元,還包括:連接在地端與DC/DC升壓組件的輸出端之間的濾波組件。

此外,升壓復位電路單元,還包括:第二開關模塊,其中:第二開關模塊包括:第三連接端,與地端電連接;第四連接端,與輸出端電連接;和控制端,與主控芯片電連接,并配置成根據主控芯片輸出的通斷控制信號來控制第三連接端和第四連接端斷開或導通。

本發(fā)明另一方面還提供了一種通信系統(tǒng),該通信系統(tǒng)包括:主通信設備和從通信設備,其中,主通信設備包括上述的通信設備;從通信設備至少包括:對外接口,其中,對外接口由第三接口和第四接口組成,對外接口與主通信設備的第一有線對外接口電連接。

由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出,本發(fā)明提供了一種通信設備和通信系統(tǒng),其中通信設備僅具有兩個通信的接口,通過本實施例可以實現(xiàn)僅具有兩個接口的通信設備之間的雙線通信,且能夠支持防反插、過流檢測以及外部設備接入檢測等功能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域的普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實施例1提供的一種通信系統(tǒng)的結構示意圖;

圖2a為本發(fā)明實施例1提供的一種主通信設備的結構示意圖;

圖2b為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖2c為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖3a為本發(fā)明實施例1提供的第一開關模塊和控制模塊的結構示意圖;

圖3b為本發(fā)明實施例1提供的主能信設備的部分結構示意圖;

圖3c為本發(fā)明實施例1提供的另一種主能信設備的部分結構示意圖;

圖3d為本發(fā)明實施例1提供的另一種主能信設備的部分結構示意圖;

圖4a為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖4b為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖4c為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖4d為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖5a為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖5b為本發(fā)明實施例1提供的另一種主通信設備的結構示意圖;

圖5c為本發(fā)明實施例1提供的升壓復位電路單元的結構示意圖;

圖6a為本發(fā)明實施例1提供的可選主通信設備的電路原理圖;

圖6b為本發(fā)明實施例1提供的可選主通信設備的電路原理圖;

圖7為本發(fā)明實施例1提供的一個可選的通信系統(tǒng)的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明的保護范圍。

在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或數量或位置。

在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電 連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。

實施例1

本實施例提供了一種通信系統(tǒng)。

圖1為本實施例提供的通信系統(tǒng)的結構示意圖,如圖1所示,該通信系統(tǒng)100包括:主通信設備10和從通信設備20,從通信設備20的對外接口與主通信設備10的第一有線對外接口連接,其中,從通信設備20的對外接口由第三接口和第四接口這兩個接口組成,主通信設備10的第一有線對外接口也是由第一接口和第二接口這兩個接口組成,主通信設備10與從通信設備20通過各自的兩個接口實現(xiàn)數據通信。

圖2a、圖2b和圖2c為本實施例提供的主通信設備10的結構示意圖,該主通信設備10主要包括:主控芯片110、通斷模塊120、第一有線對外接口130、與供電電源連接的供電接口140、第一開關模塊1120、控制模塊1130和接入檢測模塊1140。其中,主控芯片110包括:控制端口111、檢測端口112和接入檢測端116。第一有線對外接口130由第一接口131和第二接口132組成,第一接口131與供電接口140電連接,第二接口132與供電電源的地端(GND_M)電連接,其中,第二接口132作為信息反饋接口??刂贫丝?11與通斷模塊120電連接,檢測端口112連接在供電接口140與第一接口131的連接點T0上。通斷模塊120設置在地端與連接點T0之間,在控制端口111的輸出信號的控制下斷開或導通地端與連接點T0之間的通路。第一開關模塊1120串聯(lián)在第一組件和第二組件之間,第一開關模塊1120的第一連接端1121與第二組件電連接,第一開關模塊1120的第二連接端1122與第一組件電連接,第一開關模塊1120的受控端1123與控制模塊1130的開關控制端1131電連接,第一開關模塊1120常態(tài)下導通,受控端1123配置為在開關控制端1131的輸出信號的控制下斷開第一連接端1121與第二連接端1122之間的通路。其中,如圖2a所示,第一組件為供電接口140,第二組件為第一接口131,第一開關模塊1120串聯(lián)在供電接口140和第一接口131之間,第一開關模塊1120的第一連接端1121與第一接口131電連接,第一開關模塊1120的第二連接端1122與供電接口140電連接,接入檢測模塊1140串聯(lián)在第二接口132與供電電源的地引腳之間,第二接口132可以作為接入檢測接口;或者,如圖2b所示,第一組件為第二接口132,第二組件為供電電源的地端,第一開關模塊1120串聯(lián)在第二接口132和供電電源的地端(GND_M)之間,第一開關模塊1120的第一連接端1121接地,第一開關模塊1120的第二連接端1122與第二接口132電連接,接入檢測模塊1140串聯(lián)在供電接口140與第一接口131之間,第二接口132可以作為過流保護接口;或者,如圖2c所示,第一組件為第二接口132,第二組件為接入檢測模塊1140,接入檢測模塊1140串聯(lián)在第一開關模塊1120與供電電源的地端之間,其中,第一開關模塊1120的第一連接端1121與接入檢測模塊1140電連接,第一開關模塊1120的第二連接端1122與第二接口132電連接,第二接口132可以作為過流保護及接入檢測接口。在上述圖2a、2b、2c中,接入檢測模塊1140還包括檢測信號輸出端1141,檢測信號輸出端1141與主控芯片110的接入檢測端116電連接,配置為在接入檢測模塊1140檢測到有外部設備接入第一有線對外接口130時向接入檢測端116輸出接入檢測信號;主控芯片110的接入檢測端116,配置為在接收到檢測信號輸出端1141輸出的接入檢測信號時識別出有外部設備接入第一有線對外接口130。

由此,通過本發(fā)明實施例提供的主通信設備10,在發(fā)送數據時,可以通過控制端口111的信號,控制連接點T0與地端的通路導通或關斷,使得第一接口131的電平周期性發(fā)生變化,進而傳輸對應的比特數據。在接收數據時,可以通過檢測端口112檢測第一接口131的電平,主控芯片可以根據檢測端口112連續(xù)檢測到的電平變化得出對應的比特數據。在發(fā)送數據時,當連接點T0與地端的通路導通時,連接點T0的電壓被地端拉低,第一接口131輸出低電平的信號(接地電壓為零);當連接點T0與地端的通路斷開時,連接點T0的電壓來自供電電源,第一接口131輸出高電平的信號,因此,通過主控芯片110的控制端口111輸出的信號便可以控制主通信設備10待輸出的比特數據。此外,主通信設備10還包括接入檢測模塊1140、第一開關模塊1120以及控制模塊1130。其中,接入檢測模塊1140在檢測到有外部設備接入第一有線對外接口130時會向接入檢測端116輸出接入檢測信號,由此,主控芯片110可以在接收到接入檢測信號時識別出第一有線對外接口130已被外部設備接入。并且,主通信設備10中的控制模塊1130還能夠在線路上的電流過大時控制第一開關模塊1120斷開其第一連接端1121與第二連接端1122之間的通路,由此,避免線路出現(xiàn)過流的情況,從而達到保護電路中元器件不被燒毀的目的。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖2a(或圖2b、圖2c)所示,主控芯片110還包括:供電接口113,該供電接口113與主通信設備的10的供電接口140連接,以便于供電電源為主控芯片110和主通信設備10供電。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖3a所示,控制模塊1130與第一開關模塊1120并聯(lián),配置為檢測第一開關模塊1120的第一連接端1121的電平與第一開關模塊1120的第二連接端1122的電平,在第一連接端1121與第二連接端1122之間的電平的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時控制所述開關控制端1131輸出第一控制信號。具體地,控制模塊1130包括開關控制端1131、第一檢測端口1132和第二檢測端口1133,其中,第一檢測端1132與第一開關模塊1120的第一連接端1121電連接,配置為檢測所述第一開關模塊的第一連接端的第一電平V1;第二檢測端1133與第一開關模塊1120的第二連接端1122電連接,配置為檢測所述第一開關模塊的第二連接端的第二電平V2;開關控制端1131與第一開關模塊1120的受控端1123電連接,配置為在第一開關模塊1120的第一連接端1121的第一電平V1與第一開關模塊1120的第二連接端1122的第二電平V2的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時,受控地輸出第一控制信號。在本實施 例中,第一開關模塊1120與第一組件和第二組件的連接關系如上文所述,在此不再做重復說明。

第一開關模塊1120的受控端1123用于根據接收到的第一控制信號斷開第一連接端1121與第二連接端1122的連接。在一種可選的實施方式中,線路保護觸發(fā)條件為第二電平V2與第一電平V1的差值大于預設值,即當電平滿足V2-V1>VF時,觸發(fā)線路保護,開關控制端1131受控地輸出第一控制信號,其中,VF為預設值。由此,控制模塊1130通過檢測第一開關模塊1120兩端電平的差值,來判斷線路上的電流是否過大,當電流過大時(即電平的差值大于預設值),控制模塊1130向第一開關模塊1120輸出第一控制信號,以斷開第一開關模塊1120的第一連接端1121與第二連接端1122之間的連接,從而在線路發(fā)生短路時進行保護,防止主通信設備10中的元器件因線路上的電流過大而被燒壞。

可選地,在第一開關模塊1120的第一連接端1121與第二連接端1122之間的連接處于斷開的情況下,開關控制端1131,還配置為受控地向第一開關模塊1120的受控端1123輸出第二控制信號,用來控制第一開關模塊1120導通其第一連接端1121與第二連接端1122之間的連接。在第一連接端1121和第二連接端1122導通后,控制模塊1130再次通過第一檢測端口1132檢測第一開關模塊1120的第一連接端1121的第一電平V1,通過第二檢測端口1133檢測第一開關模塊1120的第二連接端1122的第二電平V2,如果第二電平V2與第一電平V1的差值不滿足線路保護觸發(fā)條件(即V2-V1≤VF,其中VF為預設值),則說明線路保護電路所接入的電路中的短路異常已經消失,此時,第一開關模塊1120的第一連接端1121與第二連接端1122之間的連接維持導通狀態(tài);否則,在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時(即V2-V1>VF,其中VF為預設值),通過開關控制端1131向第一開關模塊1120的受控端1123輸出第一控制信號,用來控制第一開關模塊1120斷開其第一連接端1121與第二連接端1122之間的連接,從而使主通信設備10的電路處于斷開狀態(tài)。通過該可選實施方式提供的技術方案,在第一開關模塊1120的第一連接端1121與第二連接端1122之間的連接斷開時,控制模塊1130向第一開關模塊1120輸出第二控制信號,使第一開關模塊1120重新進入導通的狀態(tài),再次判斷第二電平V2與第一電平V1的差值是否滿足線路保護觸發(fā)條件,并在不滿足線路保護觸發(fā)條件時,即在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異?;謴秃?,控制模塊1130持續(xù)向第一開關模塊1120輸出第二控制信號,控制第一開關模塊1120導通其第一連接端1121和第二連接端1122,從而將主通信設備10的電路從斷開狀態(tài)恢復為導通狀態(tài)。

在該可選的實施方式中,第一開關模塊1120可以采用NMOS管或PMOS管來實現(xiàn)通斷功能,現(xiàn)分別對第一開關模塊1120為NMOS管以及PMOS管進行詳細說明。

方式一(第一開關模塊1120為NMOS管):

本實施方式中,第一開關模塊1120為NMOS管,其柵極G作為第一開關模塊1120的受控端1123,其源極S作為第一開關模塊1120的第一連接端1121,其漏極D作為第一開關模塊1120的第二連接端1122??刂颇K1130,用于在NMOS管處于導通狀態(tài)時,通過其第一檢測端口1132檢測NMOS管的源極S的 第一電平V1,并通過第二檢測端口1133檢測NMOS管的漏極D的第二電平V2。并且,在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時,即第二電平V2與第一電平V1的差值大于預設值(V2-V1>VF,其中VF為預設值),控制模塊1130通過開關控制端1131向NMOS管的柵極G輸出第一控制信號,該第一控制信號為低電平信號VN1,用于使NMOS管進入截止狀態(tài),其中,低電平信號VN1滿足VN1≤V1,且|VN1-V1|≤|Vth|,Vth為NMOS管的開啟電壓。由此,可以通過第一控制信號(即低電平信號VN1)斷開第一開關模塊1120的第一連接端1121與第二連接端1122之間的連接,使第一組件與第二組件之間形成斷路,控制模塊1130在檢測到NMOS管源極S和漏極D的電平差值過大時(即主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路中存在短路異常時),控制NMOS管進入截止狀態(tài),斷開第一組件與第二組件之間的電路,以防止主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路中的元器件因電路中存在短路異常而受損。

可選地,控制模塊1130,還用于在NMOS管處于截止狀態(tài)時,即第一組件與第二組件之間的連接斷開的情況下,通過開關控制端1131向NMOS管的柵極G輸出第二控制信號,該第二控制信號為高電平信號VN2,用于使NMOS管進入導通狀態(tài),其中,高電平信號VN2滿足VN2>V1,且|VN2-V1|>|Vth|,Vth為NMOS管的開啟電壓,V1為NMOS管的源極S的電平。由此,可以通過第二控制信號(即高電平信號VN2)使第一組件與第二組件之間的連接導通。在第一組件與第二組件之間的連接導通后,控制模塊1130可以再次通過第一檢測端口1132檢測NMOS管源極S的第一電平V1,通過第二檢測端口1133檢測NMOS管漏極D的第二電平V2,此時,如果第二電平V2與第一電平V1的差值不滿足線路保護觸發(fā)條件(即V2-V1≤VF,其中VF為預設值),說明主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異常已經消失,則第一組件與第二組件之間繼續(xù)維持導通狀態(tài);否則,在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時(即V2-V1>VF,其中VF為預設值),控制模塊1130通過開關控制端1131向NMOS管的柵極G輸出第一控制信號,該第一控制信號為低電平信號,使NMOS管進入截止狀態(tài),從而將第一組件與第二組件之間的連接斷開,使主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護狀態(tài)。由此,在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護的狀態(tài)(NMOS管處于截止狀態(tài))時,控制模塊1130向NMOS管輸出高電平信號,使NMOS管重新進入導通的狀態(tài),再次判斷第二電平V2與第一電平V1的差值是否滿足線路保護觸發(fā)條件,并在不滿足線路保護觸發(fā)條件時,即在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異?;謴秃?,控制模塊1130持續(xù)向NMOS管輸出高電平信號,控制NMOS管導通,從而將主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路從短路保護狀態(tài)恢復為正常工作狀態(tài)。

在該可選的實施方式中,在第一開關模塊1120采用NMOS管,且第一組件為第二接口132、第二組件為供電電源的地端(GND_M)的情況下;或者,在第一開關模塊1120采用NMOS管,且第一組件為第二接口132、第二組件為接入檢測模塊1140的情況下,控制模塊1130的功能還可以由計算芯片1134和 主控芯片110共同實現(xiàn)。圖3b為本實施例的主能信設備10的部分結構示意圖,圖中只示出與第一開關模塊1120和控制模塊1130相關的部分,其余未示出。如圖3b所示,計算芯片1134包括第一檢測引腳11341、第二檢測引腳11342和輸出引腳11343,第一檢測引腳11341作為控制模塊1130的第一檢測端口1132,第二檢測引腳11342作為控制模塊1130的第二檢測端口1133。主控芯片110還設置有檢測引腳117以及控制引腳118,檢測引腳117與計算芯片1134的輸出引腳11343電連接,控制引腳118與第一開關模塊1120的受控端1123電連接,其中,控制引腳118作為控制模塊1130的開關控制端1131。第一開關模塊1120為NMOS管,其柵極G作為第一開關模塊1120的受控端1123,其源極S作為第一開關模塊1120的第一連接端1121,其漏極D作為第一開關模塊1120的第二連接端1122。本實施例中,計算芯片1134的第一檢測引腳11341與NMOS管的源極S電連接,用于在NMOS管處于導通狀態(tài)時,檢測NMOS管源極S的第一電平V1,第二檢測引腳11342與NMOS管的漏極D電連接,用于在NMOS管處于導通狀態(tài)時,檢測NMOS管漏極D的第二電平V2。

本實施方式中,計算芯片1134,用于在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時,即第二電平V2與第一電平V1的差值大于預設值(V2-V1>VF,其中VF為預設值),通過其輸出引腳11343輸出第一觸發(fā)信號VO1,主控芯片110,用于在其檢測引腳117檢測到第一觸發(fā)信號VO1時,通過其控制引腳118向NMOS管的柵極G輸出第一控制信號,其中,第一控制信號為低電平信號VN1,用于使NMOS管進入截止狀態(tài),其中,低電平信號VN1滿足VN1≤V1,且|VN1-V1|≤|Vth|,Vth為NMOS管的開啟電壓。由此,可以通過第一控制信號(即低電平信號VN1)使第一組件與第二組件之間形成斷路,主控芯片110可以在計算芯片1134檢測到NMOS管源極S和漏極D的電平差值過大時,控制NMOS管進入截止狀態(tài),斷開第一組件與第二組件之間的電路,以防止主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路中的元器件因電路中存在短路異常而受損。

可選地,計算芯片1134可以采用鋰電池保護IC芯片(例如,日本精工S-8261ABJMD-G3JT2)。該鋰電池保護IC芯片在第二電平V2與第一電平V1的差值大于100mV時(V2-V1>100mV,100mV為預設值),通過其輸出引腳11343輸出低電平信號。主控芯片110在其檢測引腳117檢測到低電平信號時,通過其控制引腳118向NMOS管的柵極G輸出低電平信號,使NMOS管進入截止狀態(tài)。由此,主控芯片110可以配合該鋰電池保護IC,實現(xiàn)線路的短路保護,且該鋰電池保護IC成本較低,功能集成化較高,有利于降低線路保護電路的制作成本和擴展線路保護電路的功能。

可選地,如圖3b所示,計算芯片1134還可以包括供電引腳11344,且計算芯片1134的供電引腳11344與供電接口140電連接。由此,計算芯片1134可以通過其供電引腳11344獲得電能。

可選地,主控芯片110,還可用于在NMOS管處于截止狀態(tài)時,即第一組件與第二組件之間的連接斷開時,通過控制引腳118向NMOS管的柵極G輸出高電平信號VN2,使NMOS管進入導通狀態(tài),其中, 高電平信號VN2滿足VN2>V1,且|VN2-V1|>|Vth|,Vth為NMOS管的開啟電壓,V1為NMOS管的源極S的電平。由此,可以通過該高電平信號VN2使第一組件與第二組件之間的連接導通。在第一組件與第二組件之間的連接導通后,計算芯片1134再次通過其第一檢測引腳11341檢測NMOS管源極S的第一電平V1,通過第二檢測引腳11342檢測NMOS管漏極D的第二電平V2,此時,如果第二電平V2與第一電平V1的差值不滿足線路保護觸發(fā)條件(即V2-V1≤VF,其中VF為預設值),說明主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異常已經消失,則第一組件與第二組件之間的連接繼續(xù)維持導通狀態(tài);否則,在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時(即V2-V1>VF,其中VF為預設值),計算芯片1134通過其輸出引腳11343輸出第一觸發(fā)信號VO1,主控芯片110在其檢測引腳117檢測到第一觸發(fā)信號VO1時,通過其控制引腳3503向NMOS管的柵極G輸出低電平信號VN1,用于使NMOS管進入截止狀態(tài),其中,低電平信號VN1滿足VN1≤V1,且|VN1-V1|≤|Vth|,Vth為NMOS管的開啟電壓。由此,可以通過該低電平信號VN1將第一組件與第二組件之間的連接斷開,使主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護狀態(tài)。由此,在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護的狀態(tài)時(NMOS管處于截止狀態(tài)),主控芯片110向NMOS管輸出高電平信號,使NMOS管重新進入導通的狀態(tài),計算芯片1134再次判斷第二電平V2與第一電平V1的差值是否滿足線路保護觸發(fā)條件,并在不滿足線路保護觸發(fā)條件時,即在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異?;謴秃?,使NMOS管持續(xù)導通,以維持主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的正常工作,從而將主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路從短路保護狀態(tài)恢復為正常工作狀態(tài)。

在本實施例的一個可選實施方式中,計算芯片1134的輸出引腳11343也可以直接與NMOS管的柵極G連接,在檢測第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時(即V2-V1>VF,其中VF為預設值),向NMOS管的柵極G輸出低電平,斷開第一組件與第二組件之間的連接,一段時間之后,再向NMOS管的柵極G輸出高電平,導通第一組件與第二組件之間的連接,并開始檢測第二電平V2與第一電平V1,如此循環(huán)。

方式二(第一開關模塊1120為PMOS管):

本實施方式中,第一開關模塊1120為PMOS管,其柵極G作為第一開關模塊1120的受控端1123,其漏極D作為第一開關模塊1120的第一連接端1121,其源極S作為第一開關模塊1120的第二連接端1122。控制模塊1130,用于在PMOS管處于導通狀態(tài)時,通過其第一檢測端口1132檢測PMOS管的漏極D的第一電平V1,并通過第二檢測端口1133檢測PMOS管的源極S的第二電平V2。并且,在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時,即第二電平V2與第一電平V1的差值大于預設值(V2-V1>VF,其中VF為預設值),控制模塊1130通過控制端口103向PMOS管的柵極G輸出第一控制信號,該第一控制信號為高電平信號VP1,用于使PMOS管進入截止狀態(tài),其中,高電平信號VP1滿足VP1≥V2,且|VP1-V2|≤|Vth|,Vth為PMOS管的開啟電壓。由此,可以通過該高電平信號VP1斷開第一開關模塊1120的第一連接端1121和第二連接端1122,使第一組件與第二組件之間形成斷路。由此,控制模塊1130在檢測到PMOS管源極S和漏極D的電平差值過大(即待保護電路2中存在短路異常)時,控制PMOS管進入截止狀態(tài),斷開第一組件和第二組件之間的電路,以防止主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路中的元器件因電路中存在短路異常而受損。

可選地,控制模塊1130,還用于在PMOS管處于截止狀態(tài)時,即第一組件與第二組件之間的連接斷開時,通過控制端口103向PMOS管的柵極G輸出第二控制信號,該第二控制信號為低電平信號VP2,用于使PMOS管進入導通狀態(tài),其中,低電平信號VP2滿足VP2<V2,且|VP2-V2|>|Vth|,Vth為PMOS管的開啟電壓,V2為PMOS管的源極S的電平。由此,可以通過該低電平信號VP2使第一組件與第二組件之間的連接導通。在第一組件與第二組件之間的連接導通后,控制模塊1130再次通過第一檢測端口1132檢測PMOS管漏極D的第一電平V1,通過第二檢測端口1133檢測PMOS管源極S的第二電平V2,此時,如果第二電平V2與第一電平V1的差值不滿足線路保護觸發(fā)條件(即V2-V1≤VF,其中VF為預設值),說明主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異常已經消失,則第一組件與第二組件之間繼續(xù)維持導通狀態(tài);否則,在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時(即V2-V1>VF,其中VF為預設值),控制模塊1130通過控制端口103向PMOS管的柵極G輸出第一控制信號,該第一控制信號為高電平信號VP1,用于使PMOS管進入截止狀態(tài),從而將第一組件與第二組件之間的連接斷開,使主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護狀態(tài)。由此,在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護的狀態(tài)時(PMOS管處于截止狀態(tài)),控制模塊1130向PMOS管輸出低電平信號VP2,使PMOS管重新進入導通的狀態(tài),再次判斷第二電平V2與第一電平V1的差值是否滿足線路保護觸發(fā)條件,并在不滿足線路保護觸發(fā)條件時,即在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異常恢復后,控制模塊1130持續(xù)向PMOS管輸出低電平信號,控制PMOS管導通,從而將主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路從短路保護狀態(tài)恢復為正常工作狀態(tài)。

在該可選的實施方式中,在第一開關模塊1120為PMOS管,且第一組件為供電接口140,第二組件為第一接口131的情況下,控制模塊1130的功能還可以由計算芯片1134和主控芯片110共同實現(xiàn)。圖3c為本實施例的主通信設備10的部分結構示意圖,圖中只示出與第一開關模塊1120和控制模塊1130相關的部分,其余未示出。如圖3c所示,計算芯片1134包括第一檢測引腳11341、第二檢測引腳11342和輸出引腳11343,第一檢測引腳11341作為控制模塊1130的第一檢測端口1132,第二檢測引腳11342作為控制模塊1130的第二檢測端口1133。主控芯片110還包括檢測引腳117和控制引腳118,主控芯片110的檢測引腳117與計算芯片1134的輸出引腳11343電連接,控制引腳118與第一開關模塊1120的受控端1123電連接。其中,控制引腳118作為控制模塊1130的開關控制端1131。第一開關模塊1120為PMOS管,其 柵極G作為第一開關模塊1120的受控端1123,其漏極D作為第一開關模塊1120的第一連接端1121,其源極S作為第一開關模塊1120的第二連接端1122。本實施例中,計算芯片1134的第一檢測引腳11341與PMOS管的漏極D電連接,用于在PMOS管處于導通狀態(tài)時,檢測PMOS管漏極D的第一電平V1,第二檢測引腳11342與PMOS管的源極S電連接,用于在PMOS管處于導通狀態(tài)時,檢測PMOS管源極S的第二電平V2。

本實施例中,控制引腳118與PMOS管的柵極G電連接,用于控制PMOS管的截止或導通。計算芯片1134,用于在第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時,即第二電平V2與第一電平V1的差值大于預設值(V2-V1>VF,其中VF為預設值),通過其輸出引腳11343輸出第一觸發(fā)信號VO1,主控芯片110,用于在其檢測引腳117檢測到第一觸發(fā)信號VO1時,通過其控制引腳118向PMOS管的柵極G輸出第一控制信號,其中,第一控制信號為高電平信號VP1,用于使PMOS管進入截止狀態(tài),其中,高電平信號VP1滿足VP1≥V2,且|VP1-V2|≤|Vth|,Vth為PMOS管的開啟電壓。由此,可以通過該高電平信號VP1使第一組件與第二組件之間形成斷路,主控芯片110可以在計算芯片1134檢測到PMOS管源極S和漏極D的電平差值過大時,控制PMOS管進入截止狀態(tài),斷開第一組件與第二組件之間的電路,以防止主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路中的元器件因電路中存在短路異常而受損。

可選地,計算芯片1134采用鋰電池保護IC芯片(例如,日本精工S-8261ABJMD-G3JT2)。該鋰電池保護IC芯片在第二電平V2與第一電平V1的差值大于100mV時(V2-V1>100mV,100mV為預設值),通過其輸出引腳11343輸出低電平信號。主控芯片110,用于在其檢測引腳117檢測到低電平信號時,通過其控制引腳118向PMOS管的柵極G輸出高電平信號,使PMOS管進入截止狀態(tài)。由此,主控芯片110可以配合該鋰電池保護IC,實現(xiàn)線路的短路保護,且該鋰電池保護IC成本較低,功能集成化較高,有利于降低線路保護電路的制作成本和擴展線路保護電路的功能。

可選地,如圖3c所示,計算芯片1134還包括供電引腳11344,且計算芯片1134的供電引腳11344與供電接口140電連接。由此,計算芯片1134可以通過其供電引腳11344獲得電能。

可選地,主控芯片110,還用于在PMOS管處于截止狀態(tài)時,即第一組件與第二組件之間的連接斷開時,通過控制引腳118向PMOS管的柵極G輸出低電平信號VP2,用于使PMOS管進入導通狀態(tài),其中,低電平信號VP2滿足VP2<V2,且|VP2-V2|>|Vth|,Vth為PMOS管的開啟電壓,V2為PMOS管的源極S的電平。由此,可以通過該低電平信號VP2使第一組件與第二組件之間的連接導通。在第一組件與第二組件之間的連接導通后,計算芯片1134再次通過其第一檢測引腳11341檢測PMOS管漏極D的第一電平V1,通過第二檢測引腳11342檢測PMOS管源極S的第二電平V2,此時,如果第二電平V2與第一電平V1的差值不滿足線路保護觸發(fā)條件(即V2-V1≤VF,其中VF為預設值),說明主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異常已經消失,則第一組件與第二組件之間的連接繼續(xù)維持導通狀態(tài);否則,在 第二電平V2與第一電平V1的差值滿足線路保護觸發(fā)條件時(即V2-V1>VF,其中VF為預設值),計算芯片1134通過其輸出引腳11343輸出第一觸發(fā)信號VO1,主控芯片110,用于在其檢測引腳117檢測到第一觸發(fā)信號VO1時,通過其控制引腳118向PMOS管的柵極G輸出高電平信號VP1,用于使PMOS管進入截止狀態(tài),其中,高電平信號VP1滿足VP1≥V2,且|VP1-V2|≤|Vth|,Vth為PMOS管的開啟電壓。由此,可以通過該高電平信號VP1使第一組件與第二組件之間的連接斷開,使主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護狀態(tài)。由此,在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路處于短路保護的狀態(tài)時(PMOS管處于截止狀態(tài)),主控芯片110向PMOS管輸出低電平信號VP2,使PMOS管重新進入導通的狀態(tài),計算芯片1134再次判斷第二電平V2與第一電平V1的差值是否滿足線路保護觸發(fā)條件,并在不滿足線路保護觸發(fā)條件時,即在主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的短路異?;謴秃螅筆MOS管持續(xù)導通,以維持主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路的正常工作,從而將主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路從短路保護狀態(tài)恢復為正常工作狀態(tài)。

因此,通過如方式一或方式二中提供的線路過流保護的技術方案,僅需利用控制模塊1130檢測第一開關模塊1120的兩個連接端的電平差值即可達到判斷線路是否存在異常的目的。不需要在線路中搭載電阻,測量電阻兩端的電壓、計算流經電阻的電流并判斷流經電阻的電流是否過大,再通過判斷結果控制開關的通斷。因此,本實施方式提供的技術方案具有電路結構簡單,且判斷線路是否斷路的速度較快等優(yōu)點。

作為本發(fā)明實施例的另一個可選實施方式,如圖3d所示,控制模塊1130包括第一控制檢測端1132和第二控制檢測端1133;其中:第一控制檢測端1132與接入檢測模塊1140的檢測信號輸出端1141電連接,配置為檢測檢測信號輸出端1141輸出的接入檢測信號的電平;第二控制檢測端1133與參考端1150電連接,配置為檢測參考端輸出的參考電平Vref;開關控制端1131,配置為在接入檢測信號的電平高于參考電平Vref時受控地輸出第一控制信號。

在該可選的實施方式中,第一開關模塊1120連接在第一組件和第二組件之間,當第一開關模塊當從通信設備20與主通信設備10的連接電路發(fā)生短路時,接入檢測模塊1140的檢測信號輸出端1141輸出高電平信號,該高電平信號的電平值高于參考電平Vref,其中,參考電平Vref可以為預設的電平值。第一開關模塊1120可以采用NMOS管來實現(xiàn)通斷功能,NMOS管的G極為第一開關模塊1120的受控端1123,該NMOS管通過其G極接收控制模塊1130發(fā)送的第一控制信號,第一控制信號為低電平信號VN1,用于使NMOS管進入截止狀態(tài),其中,低電平信號VN1滿足VN1≤V1,且|VN1-V1|≤|Vth|,Vth為NMOS管的開啟電壓,V1為NMOS管S極的電平值。在該可選的實施方式中,第一開關模塊1120還可以采用PMOS管來實現(xiàn)通斷功能,PMOS管的G極為第一開關模塊1120的受控端1123,該PMOS管通過其G極接收控制模塊1130發(fā)送的第一控制信號,第一控制信號為高電平信號VP1,用于使PMOS管進入截止狀態(tài),其中, 高電平信號VP1滿足VP1≥V2,且|VP1-V2|≤|Vth|,Vth為PMOS管的開啟電壓,V2為PMOS管S極的電平值。由此,控制模塊1130可以在線路發(fā)生短路時輸出第一控制信號,該第一控制信號用于控制第一開關模塊1120斷開第一組件和第二組件之間的連接,從而防止主通信設備10與從通信設備20之間的通信電路中的元器件因電路中存在短路異常而受損。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖4a所示,接入檢測模塊1140包括檢測組件1142和負載組件1143;在第一組件為供電接口140,第二組件為第一接口131,接入檢測模塊1140串聯(lián)在第二接口132與供電電源的地引腳(GND_M)之間的情況下,負載組件1143串聯(lián)在第二接口132與供電電源的地引腳之間,負載組件1143的第一連接端11431與第二接口132電連接,負載組件的第二連接端11432與供電電源的地引腳電連接。檢測組件1142包括:第一接入檢測端11421和檢測輸出端11422,其中:第一接入檢測端11421與負載組件1143的第一連接端11431電連接,配置為檢測負載組件1143的第一連接端11431的第一檢測電壓,檢測輸出端11422即為接入檢測模塊1140的檢測信號輸出端1141,配置為在第一檢測電壓為高電平時受控地輸出接入檢測信號。

作為本發(fā)明實施例的另一個可選實施方式,如圖4b所示,接入檢測模塊1140包括檢測組件1142和負載組件1143;在第一組件為第二接口132,第二組件為接入檢測模塊1140,接入檢測模塊1140串聯(lián)在第一開關模塊1120與供電電源的地端之間的情況下,負載組件1143串聯(lián)在第一開關模塊1120與供電電源的地端之間,負載組件1143的第一連接端11431與第一開關模塊1120的第一連接端1121電連接,負載組件1143的第二連接端11432與供電電源的地引腳電連接。檢測組件1142包括:第一接入檢測端11421和檢測輸出端11422,其中:第一接入檢測端11421與負載組件1143的第一連接端11431電連接,配置為檢測所負載組件1143的第一連接端11431的第一檢測電壓,檢測輸出端11422為接入檢測模塊1140的檢測信號輸出端1141,配置為在第一檢測電壓為高電平時受控地輸出接入檢測信號。

在上述兩種可選的實施方式中,負載模塊1143可以采用分壓電阻,該分壓電阻的第一端與第二接口132連接,第二端接地,檢測組件1142用于通過其第一接入檢測端11421檢測分壓電阻第一端的電平。當第一有線對外接口有外部設備接入時,電流從主通信設備10的供電接口140流出,經由第一開關模塊1120,通過第一接口131流入外部設備,再經由第二接口132流入分壓電阻,最后流向主通信設備10的地,從而使主通信設備10與接入的外部設備間形成回路,此時,檢測組件1142通過其第一接入檢測端11421檢測到分壓電阻的第一端(即圖4a、4b中11431)為高電平,此時,檢測組件1142的檢測輸出端11422輸出接入檢測信號。主控芯片110通過其接入檢測端116接收該接入檢測信號,由此,主控芯片110可以判斷出有外部設備接入第一有線對外接口130。當第一有線對外接口沒有外部設備接入時,主通信設備10不能與外部設備形成回路,檢測組件1142通過其第一接入檢測端11421檢測到分壓電阻第一端的電平值為 主通信設備10的地的電平值,此時,檢測組件1142的檢測輸出端11422不會輸出第一接入檢測信號。由此,主控芯片110在其接入檢測端116沒有接收到第一檢測信號時,可以判斷出第一有線對外接口130沒有外部設備接入。由此,檢測組件1142可以通過其第一接入檢測端11421檢測分壓電阻第一端的電平是否為高電平,控制其檢測輸出端11422輸出接入檢測信號,使得主控芯片110識別是否有從通信設備20接入。

在上述兩種可選的實施方式中,檢測組件1142可以替換為一根導線,該導線的一端連接主控芯片110的接入檢測端口116,另一端連接負載組件1143的第一連接端11431,由此,主控芯片110可以通過其接入檢測端口116直接檢測負載組件1143第一連接端11431的電平值,從而使主控芯片110可以判斷出是否有外部設備通過第一有線對外接口130接入主通信設備10。

作為本實施例一種可選的實施方式,如圖4c所示,接入檢測模塊1140包括檢測組件1142和負載組件1143。在第一組件為第二接口132,第二組件為供電電源的地端(GND_M),接入檢測模塊1140串聯(lián)在供電接口140與第一接口131之間的情況下,負載組件1143串聯(lián)在供電接口140與第一接口131之間,負載組件1143的第一連接端11431與供電接口140電連接,負載組件1143的第二連接端11432與第一接口131電連接。檢測組件1142包括:第一接入檢測端11421、第二接入檢測端11423和檢測輸出端11422,其中:第一接入檢測端11421與負載組件1143的第一連接端11431電連接,配置為檢測負載組件1143的第一連接端11431的第一檢測電壓,第二接入檢測端11423與負載組件1143的第二連接端11432電連接,配置為檢測負載組件1143的第二連接端11432的第二檢測電壓,檢測輸出端11422作為接入檢測模塊1140檢測信號輸出端1141,配置為在第一檢測電壓與第二檢測電壓的差值滿足預設閾值時受控地輸出接入檢測信號。

在該可選的實施方式中,負載模塊1143可以采用分壓電阻,該分壓電阻連接在供電接口140與第一接口131之間,檢測組件1142可以采用差分放大器,該差分放大器的同相輸入端(+)為第一接入檢測端11421,用于檢測分壓電阻第一端的電平,該差分放大器的反相輸入端(-)為第二接入檢測端11423,用于檢測分壓電阻第二端電平。當第一有線對外接口130有外部設備接入時,電流從主通信設備10的供電接口140流出,經由負載模塊1143,通過第一接口131流入外部設備,再經由第二接口132流入最后流向主通信設備10的地,從而使主通信設備10與接入的外部設備間形成回路,此時,因為分壓電阻上有電流通過,差分放大器的兩個檢測引腳可以檢測到電壓差,由此,差分放大器可以將檢測到的電壓差放大得到接入檢測信號,并通過其檢測輸出端11422將接入檢測信號輸出,主控芯片110通過其接入檢測端116接收該接入檢測信號,由此,主控芯片110可以判斷出有外部設備接入第一有線對外接口130。當第一有線對外接口沒有外部設備接入時,主通信設備10不能與外部設備形成回路,此時,因為分壓電阻上沒有電 流通過,差分放大器的兩個檢測引腳不能夠檢測到電壓差,主控芯片110因此接收不到接入檢測信號,由此,主控芯片110可以在其接入檢測端116接收不到接入檢測信號時,判斷出第一有線對外接口130沒有外部設備接入。

作為本實施例一種可選的實施方式,如圖4d所示,第一組件為第二接口132,第二組件為供電電源的地端(GND_M),接入檢測模塊1140串聯(lián)在供電接口140與第一接口131之間。檢測組件1142可以采用差分放大器,負載組件1143可以采用分壓電阻。該差分放大器的同相輸入端(+)檢測分壓電阻第一端11431的電平(即第一檢測電壓),該差分放大器的反相輸入端(-)檢測分壓電阻第二端11432電平(即第二檢測電壓),該差分放大器的輸出端與主控芯片110的接入檢測端116電連接,在第一檢測電壓與第二檢測電壓的差值滿足預設閾值時受控地輸出接入檢測信號。由此,主控芯片110可以判斷出第一有線對外接口130是否有外部設備接入。在該可選的實施方式中,控制模塊1130包括第一控制檢測端1132和第二控制檢測端1133。其中:第一控制檢測端1132與差分放大器的輸出端電連接,配置為檢測差分放大器的輸出端所輸出的接入檢測信號的電平;第二控制檢測端1133與參考端1150電連接,配置為檢測參考端輸出的參考電平Vref。開關控制端1131,在接入檢測信號的電平高于參考電平Vref時受控地輸出第一控制信號。在有外部設備接入主通信設備10,且外部設備的電路存在短路故障的情況下,電流從主通信設備10的供電接口140流出,經由負載模塊1143,通過第一接口131流入外部設備,再經由第二接口132流入最后流向主通信設備10的地,從而使主通信設備10與接入的外部設備間形成回路,并且,由于外部設備存在短路故障,通過分壓電阻的電流較大,因此差分放大器的兩個檢測引腳可以檢測到較大的電壓差,由此,差分放大器可以將檢測到的電壓差放大得到接入檢測信號(該接入檢測信號為高電平信號),并通過其輸出端將接入檢測信號輸出至主控芯片110,主控芯片110通過其接入檢測端116接收該接入檢測信號,由此,主控芯片110可以判斷出有外部設備接入第一有線對外接口130。并且,由于差分放大器的輸出端與控制模塊1130的第一控制檢測端1132電連接,控制模塊1130的第一控制檢測端1132由此可以接收到差分放大器發(fā)送的接入檢測信號??刂颇K1130在接入檢測信號的電平高于參考電平Vref時通過其開關控制端1131輸出第一控制信號,以控制第一開關模塊1120關斷。由此,采用本實施方式提供的電路,在接入主通信設備10的外部設備存在短路故障的情況下,控制模塊1130可以控制第一開關模塊1120關斷,從而使主通信設備10的第一組件和第二組件之間形成斷路,達到保護主通信設備10中元器件不被燒毀的目的。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,主通信設備10可以是PC機、PAD(平板電腦)、智能手機、智能可穿戴設備等可以與從設備進行通訊的設備,也可以是轉接裝置,其受控于外部終端,本通信系統(tǒng)100還包括外部的通信終端(圖上未示出),通過外部的通信終端控制作為轉接裝置的主通信設備10與從通信設備20進行比特數據傳輸,此時,外部的通信終端可以是PC機、PAD(平板電腦)、智能手機、智能可 穿戴設備等主控設備,因此,作為一種可選是實施方式,主通信設備10還包括:第二對外接口,主通信設備10通過該第二對外接口與通信終端電連接,主通信設備10接收通信終端的控制信號,控制主控芯片的控制端口輸出對應的控制信號,控制主通信設備10向從通信設備20傳輸待輸出的比特數據。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,通斷模塊120包括:第一通斷連接端121,與地端電連接;第二通斷連接端122,與連接點T0電連接;和控制端123,與控制端口111相連,并配置成根據控制端口111的輸出信號控制第一通斷連接端121和第二通斷連接端122斷開或導通。

在該可選實施方式中,通斷模塊120可以為NMOS管,其源極(S)作為通斷模塊的第一連接端,其漏極(D)作為通斷模塊的第二連接端,其柵極(G)作為通斷模塊的控制端。本實施例中以下的描述中均以通斷模塊120為NMOS管為例進行說明。當然,該通道模塊120也可以為PMOS管,其各端連接參照PMOS管的導通條件來設定,這里不做限制。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖5a所示(圖5a所示的主通信設備10采用如圖2a所示的方式連接第一開關模塊1120以及接入檢測模塊1140),主通信設備10還可以包括:穩(wěn)流組件150,連接在供電接口140與連接點T0之間。其中,在具體實施時,作為一種可選方式,穩(wěn)流組件可以包括:電感元件。穩(wěn)流組件可以利用電感的特性,保證電路電流沒有突變,在通斷模塊120導通對地時不會燒毀主通信設備的其他器件。

此外,作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖5a所示,主通信設備10還可以包括:續(xù)流組件160,其中,續(xù)流組件160的第一端161與連接點T0電連接,續(xù)流組件160的第二端162與供電接口電連接,且續(xù)流組件160只能從第一端161到第二端162導通。在具體實施時,作為一種可選方式,續(xù)流組件160可以為二極管或其他可以續(xù)流的元件,本實施例不做限制。以二極管為例,二極管的正極作為第一端,負極作為第二端,即,二極管可以反向并聯(lián)在電感的兩端。當通斷模塊120從導通狀態(tài)變成斷開的瞬間,穩(wěn)流組件中的電感兩端的電動勢并不立即消失,連接點T0的電壓不穩(wěn)定,波形的波峰或波谷出現(xiàn)振蕩(有毛刺),而殘余的電動勢會對電路中的元件產生反向電壓,進而燒毀元件,反向并聯(lián)在電感兩端的二極管,可以將殘余的電動勢釋放(起這種作用的二極管就叫續(xù)流二極管),從而保護了電路中的其它元件的安全,進一步地,通過該續(xù)流組件可以消除快速下降沿的振蕩(即,得到平穩(wěn)的波形),以輸出平穩(wěn)的電壓(高電平或低電平)。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖5a所示,主通信設備10還可以包括:串聯(lián)在連接點T0與地端之間的第一分壓負載元件170和第二分壓負載元件180,其中,第一分壓負載元件170連接在連接點T0與第二分壓負載元件180之間,檢測端口112通過第一分壓負載元件170與連接點T0電連接。作為一種可選方式,第一分壓負載元件170和第二分壓負載元件180可以為電阻或其他可以負載元件,本實施 例不做限制。

如圖5a所示,第二分壓負載元件180連接在地端和第一分壓負載元件170之間,檢測端口112連接在第一分壓負載元件170和第二分壓負載元件180的連接點T1上,以檢測該連接點T1的電壓。在具體實施時,供電電源的供電電壓與主通信設備的系統(tǒng)檢測電壓可能會不一致,例如,供電電源的供電電壓為5V,而檢測端口的最高檢測電壓只能承受3.5V,那么就需要通過分壓,使得檢測端口的輸入最高電壓小于等于3.5V,使得檢測端口與供電電源做到電平匹配。

如圖5a所示,作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,主通信設備10還可以包括:連接在控制端口111與通斷模塊120之間的隔直組件190。作為一種可選方式,隔直組件190可以為電容或其他可以隔離直流的組件,本實施例不做限制。通過該隔直組件可以隔離直流信號,以防止主控器件的控制端由于錯誤操作或其他異常情況長時間輸出高電平,而引起通斷模塊長時間導通導致器件燒毀。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖5a所示,主通信設備10還可以包括:串聯(lián)在通斷模塊120的第一連接端和第三連接端之間的通斷模塊保護組件1100,作為一種可選方式,通斷模塊保護組件1100可以為電阻或其他保護組件,本實施例不做限制。通過通斷模塊保護組件1100可以將由于異常積累在通斷模塊120的控制端123的電荷從地端放掉避免造成,從而可以防止例如NMOS管的G極由于異常的電荷積累造成MOS導通。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,如圖5b所示(圖5b所示的主通信設備10采用如圖2a所示的方式連接第一開關模塊1120以及接入檢測模塊1140),主通信設備10還可以包括:升壓復位電路單元1110,該升壓復位電路單元1110電連接在供電接口140與連接點T0之間,或者,該升壓復位電路單元1110點連接在穩(wěn)流組件150和連接點T0之間,且與主控芯片110連接。在該可選實施方式中,如果供電接口140與連接點T0之間連接有穩(wěn)流組件150,且如圖3B所示,該升壓復位電路單元1110可以連接在供電接口140與穩(wěn)流組件150之間,并與主控芯片110的接口114連接。即升壓復位電路單元1110可以有三個端口:輸入端、輸出端和控制端,其中,輸入端與供電接口140電連接,輸出端口與穩(wěn)流組件150電連接,控制端與主控芯片110的接口114電連接。在該可選實施方式中,升壓復位電路單元110配置為根據主控芯片110輸出的升壓控制信號進入工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)。其中,在工作狀態(tài)下,升壓復位電路單元1110對從供電接口140輸入的供電電壓進行升壓,并為第一接口131提供升壓后的供電電壓,在非工作狀態(tài)下,升壓復位電路單元1110不對從供電接口140輸入的供電電壓進行升壓,并輸出預定低電壓。例如,在非工作狀態(tài)升壓復位電路單元1110可以斷開輸出端口與升壓復位電路單元1110內部的其它元器件的連接,從而使得升壓復位電路單元1110的輸出端口的電壓為0,進而使得第一接口131的輸入電壓為0。當然,在非工作狀態(tài)下,升壓復位電路單元1110輸出的預定低電平也可以是除0以外的其它低于供電接口140輸入的供電電壓的電壓值,具體本實施例不作限定。

在升壓復位電路單元1110處于非工作狀態(tài)時,無論通斷模塊120的第一通斷連接端121與第二通斷連接端122導通還是關斷,第一接口131將一直輸出低電平的信號。若第一接口131持續(xù)輸出低電平的時間達到預設時長(預設時長為主控芯片110不向升壓復位電路單元1110發(fā)送升壓控制信號的一次連續(xù)時間),則該持續(xù)低電平信號為復位信號,此時的主通信設備10、從通信設備20均處于復位狀態(tài),主通信設備10不能向外發(fā)送待輸出的比特數據,也不能接收從通信設備20發(fā)送的比特數據。因此,當主通信設備10檢測到數據發(fā)送或接收異常(例如:未在有效時間內接收到返回的響應數據等)時,可以通過此種方式啟動主從通信設備進入復位狀態(tài),即主控芯片110不向升壓復位電路單元1110發(fā)送升壓控制信號。

由此,通過本發(fā)明上述可選實施例提供的主通信設備10,可以通過主控芯片110輸出的升壓控制信號,控制升壓復位電路單元1110對供電電源提供的供電電壓進行升壓,輸出升壓后的供電電壓至第一有線對外接口130。在發(fā)送數據時,主控芯片110根據當前待發(fā)送的長度為N的比特串對應的時間間隔產生X個控制信號,輸出X個控制信號以觸發(fā)通斷模塊120產生X個信號,使第一接口131輸出X個低電平脈沖或X個高電平脈沖,進而傳輸對應的比特數據。具體的,在發(fā)送數據時,可以通過主控芯片110產生的X個控制信號,控制連接點T0與地端的通路導通或關斷,當連接點T0與地端的通路導通時,連接點T0的電壓被地端拉低,第一接口131輸出低電平的信號(接地電壓為零);當連接點T0與地端的通路斷開時,連接點T0的電壓來自升壓復位電路單元1110,第一接口131輸出高電平的信號,使得第一接口131輸出X個低電平脈沖或X個高電平脈沖,進而傳輸對應的比特數據。

其中,作為一種可選方式,該升壓復位電路單元1110可以采用如圖5c所示的升壓復位電路單元的內部結構,升壓復位電路單元1110可以包括DC/DC升壓組件1111,該DC/DC升壓組件1111包括:輸入端11110,與供電接口140電連接,輸出端11111,與穩(wěn)流組件150電連接;或者,輸入端11110與穩(wěn)流組件150電連接,輸出端11111與連接點T0電連接;和控制端11112,與主控芯片110的114接口電連接,并配置成根據主控芯片110輸出的升壓控制信號控制升壓復位電路單元1110處于工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)。

其中,DC/DC升壓組件1111可以包括DC/DC升壓芯片、電感和二極管等元器件,此為本領域技術人員的公知常識,此處不再對DC/DC升壓組件1111的結構贅述。DC/DC升壓芯片可以采用但不限于如下型號:MC34063A、BQ24195L、MP3209等;

若主控芯片110不向DC/DC升壓組件1111發(fā)送升壓控制信號,則DC/DC升壓組件1111處于不工作狀態(tài)。因此,當發(fā)送數據時,無論連接點T0與地端的通路斷開還是導通,連接點T0的電壓均為低電平,第一接口131一直輸出低電平的信號,主通信設備10不能向外發(fā)送待輸出的比特數據,此時的主通信設備10相當于處于復位狀態(tài)。此復位狀態(tài)是使主通信設備10暫停通過第一接口131向外發(fā)送數據,重新初始化。因此,當主通信設備10檢測到數據發(fā)送或接收異常(例如:未在有效時間內接收到返回的響應數據等)時,可以停止向DC/DC升壓組件1111發(fā)送升壓控制信號,啟動復位狀態(tài)。

在DC/DC升壓組件1111不工作的情況下,主通信設備10依然可以通過主控芯片110的檢測接口112接收從通信設備20發(fā)送的數據,具體地,主控芯片110可以通過檢測接口112檢測連接點T1的電壓,根據連接點T1的電壓變化可以確定從通信設備20發(fā)送的數據。

進一步地,如圖5c所示,升壓復位電路單元1110還可以包括:連接在地端與DC/DC升壓組件1111的輸出端11111之間的濾波組件1112;該濾波組件1112可以有效去掉經DC/DC升壓組件1111升壓之后的電壓信號中的毛刺,使電壓信號平滑。其中,在具體實施時,作為一種可選方式,濾波組件1112可以包括:電容元件,電容元件的個數與DC/DC升壓組件1111的具體型號有關,本實施例不做限制。

由于在DC/DC升壓組件1111工作狀態(tài)下,濾波組件1112會儲存電能,因此,在DC/DC升壓組件1111由工作狀態(tài)變換為不工作狀態(tài)時,濾波組件1112會逐漸放電,輸出電壓也相應逐漸降低,最后為零。

為使濾波組件1112能夠快速放電,在該實施可選方式中,如圖5c所示,升壓復位電路1110還可以包括:第二開關模塊1113,第二開關模塊1113連接在地端與DC/DC升壓組件1111的輸出端11111之間,并與主控芯片110連接;第二開關模塊1113接收主控芯片110發(fā)送的通斷控制信號,在該通斷控制信號的控制下斷開或導通地端與輸出端11111之間的通路。通過該實施方式,在DC/DC升壓組件1111由工作狀態(tài)變換為不工作狀態(tài)時,即主控芯片110停止向DC/DC升壓組件1111發(fā)送升壓控制信號時,主控芯片110向第二開關模塊1113發(fā)送通斷控制信號,控制第二開關模塊1113導通地端與輸出端11111之間的通路,從而使得濾波組件1112的兩端都接地,形成回路,利用該回路中的低阻值負載進行放電,加速濾波組件1112中存儲的電能的釋放速度,進而加快了主通信設備10初始化的速度。

可選地,如圖5c所示,第二開關模塊1113可以包括:第三連接端11130,與地端電連接;第四連接端11131,與輸出端11111電連接;和控制端11132,與主控芯片110相連,并配置成根據主控芯片110輸出的通斷控制信號來控制第三連接端11130和第四連接端11131斷開或導通。

可選地,第二開關模塊1113可以為NMOS管,其源極(S)作為通斷模塊的第三連接端11130,其漏極(D)作為通斷模塊的第四連接端11131,其柵極(G)作為通斷模塊的控制端11132。本實施例中以下的描述中均以第二開關模塊1113為NMOS管為例進行說明。當然,該通道模塊1113也可以為PMOS管、二極管或者三極管,其各端連接參照PMOS管、二極管或者三極管的導通條件來設定,這里不做限制。

進一步地,如圖5c所示,升壓復位電路單元1110還可以包括:連接在第二開關模塊1113的第三連接端11130和控制端11132之間的開關模塊保護組件1114;作為一種可選方式,開關模塊保護組件1114可以為電阻或其他保護組件,本實施例不做限制。通過開關模塊保護組件1114可以將由于異常積累在控制端11132的電荷從地端放掉,從而可以防止例如NMOS管的G極由于異常的電荷積累而造成MOS導通。

進一步地,如圖5c所示,升壓復位電路單元1110還可以包括:連接在第二開關模塊1113的第四連接端11131和輸出端11111之間的放電保護組件1115;作為一種可選方式,放電保護組件1115可以為電阻或 其他保護組件,本實施例不做限制。當第二開關模塊1113為MOS管時,由于MOS的導通電阻非常小,一般只有幾十毫歐至零點幾歐姆,采用并聯(lián)電容兩端給電容放電的方法相當于短路放電,極容易燒毀MOS管,因此,在MOS管的漏極和電容器正極之間串聯(lián)一個幾歐姆的電阻再與電容并聯(lián)即可,此時MOS起開關作用,放電時間幾乎不受影響,降低了對MOS管的要求。

進一步地,如圖5c所示,升壓復位電路單元1110還可以包括:連接在第二開關模塊1113的控制端11132和主控芯片110之間的降耗組件1116;作為一種可選方式,降耗組件1116可以為電阻或其他降耗組件,本實施例不做限制。通過該降耗組件1116可以降低整個電路的功耗。

在圖5a的基礎上,作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,主通信設備10還可以包括:設置在供電接口140內部的升壓復位電路單元1110,該升壓復位電路單元1110通過接口113與主控芯片110連接;其中,在具體實施時,作為一種可選方式,該升壓復位電路單元1110可以采用如圖5a所示的升壓復位電路單元的結構,其內部結構以及工作原理可以參照上述對圖5a的描述,在此不再贅述。

在本發(fā)明實施例中,在主通信設備10中增加升壓復位電路單元的目的在于:將第一接口131輸出至從通信設備20的電壓升高,以使得有足夠高的電壓為從通信設備20供電或充電,從而避免因電路中的功率損耗或電壓降低導致不能達到從通信設備20中某些元器件的最小輸入電壓這種情況發(fā)生;并且為主通信設備10提供復位功能。

以下,針對本發(fā)明提供的主通信設備10進行示例說明,圖6a是根據本發(fā)明實施例的一個可選的主通信設備10的電路原理圖,圖6a所示的主通信設備10采用如圖2a所示的方式連接第一開關模塊1120以及接入檢測模塊1140。在該可選電路原理圖中,通斷模塊120為NMOS管Q3,其源極(S)作為通斷模塊的第一通斷連接端121,其漏極(D)作為通斷模塊的第二通斷連接端122,其柵極(G)作為通斷模塊的控制端123;第一開關模塊1120為PMOS管Q4,其漏極(D)作為第一開關模塊1120的第一連接端1121,其源極(S)作為第一開關模塊1120的第二連接端1122,其柵極(G)作為第一開關模塊1120的受控端1123;控制模塊1130的開關控制端1131與PMOS管Q4的柵極(G)電連接,第一檢測端口1132與PMOS管Q4的漏極(D)電連接,第二檢測端口1133與PMOS管Q4的源極(S)電連接;接入檢測模塊1140為分壓電阻R12;第一有線對外接口130為J1,第一接口131為J1的接口1,第二接口132為J1的接口2,供電電源V_MPWR,穩(wěn)流組件150為電感L3,續(xù)流組件160為二極管D1,第一分壓負載元件170為分壓電阻R3、第二分壓負載元件180為分壓電阻R11,隔直組件190為C1,其中,J1的接口1可以通過PMOS管Q4、電感L3和二極管D1連接至供電電源V_MPWR,L3連接在供電電源與PMOS管Q4之間,D1與L3并聯(lián),D1的正極電連接至J1的接口1,負極電連接至供電電源;PMOS管Q4連接在連接點T0與J1 的接口1之間,且PMOS的漏極(D)與接口1連接、源極(S)與連接點T0連接;J1的接口2可以通過分壓電阻R12與供電電源的地端GND_M電連接;控制端口MO通過隔直電容C1電連接至Q3的G端,Q3的S端接地端GND_M,Q3的D端連接至L3與J1的接口1的連接點T0,R19串聯(lián)在隔直電容C1與Q3的S端;分壓電阻R3和R11串聯(lián)在連接點T0與地GND_M之間,檢測端口MI電連接至分壓電阻R3和R11的連接點T1,檢測端口MI檢測T1的電壓(相當于檢測T0的電平變化);Q3的D端和S端在控制端口MO的輸出信號的控制下斷開或導通地端GND_M與連接點T0之間的通路;主控芯片110的接入檢測端116電連接至J1的接口2,其中,接入檢測端116連接在J1的接口2與分壓電阻R12的連接點T3上,接入檢測端116檢測T3的電壓。其中,N MOS管可以采用但不局限于如下型號:2N7002,F(xiàn)DV301,F(xiàn)DV303等;二極管可以采用但不局限于如下型號:BAR43,BAR54,BAR46,BAR50等。另外,分壓電阻R3和R11的阻值可以根據需求進行選擇,以使得檢測端口檢測到的電壓與供電電源的輸出電壓匹配,在此不再贅述。其中,分壓電阻R3和R11的阻值可以遵從下面的公式,V_T1=R11/(R3+R11)*V_T0。

以下,對本發(fā)明提供的主通信設備10的工作原理進行簡單說明:

靜默態(tài)時,Q3處于斷開狀態(tài)(此時,控制端口MO發(fā)送低電平信號或不發(fā)送信號),連接點T0的電壓為供電電源的電壓,保持高電平,第一接口輸出高電平;發(fā)送數據時,控制端口MO發(fā)送高電平信號,控制Q3導通,連接點T0的電壓被拉低,第一接口輸出低電平信號,發(fā)送數據結束后回到靜默態(tài);接收數據時,檢測端口MI檢測到連接點T1的電壓突然由高電平下降為低電平,說明在接收數據,主控芯片可以根據檢測端口MI連續(xù)檢測到的電平變化得出對應的比特數據。

需要說明的是,本發(fā)明實施例中的主通信設備和從通信設備都只能單向通信,即,在發(fā)送數據時不能接收數據,在接收數據時不能發(fā)送數據。當主通信設備發(fā)送數據結束后,可以向從通信設備發(fā)送數據發(fā)送結束的指示,從通信設備結束接收數據,可以開始發(fā)送數據,此時,主通信設備可以檢測到從通信設備發(fā)送來的數據,主通信設備進入接收數據的狀態(tài)。

由于電阻R12連接在J1的接口2與地之間,在沒有外部設備接入主通信設備10時,J1的接口2的電壓為低電平,相當于地端的電平,當有外部設備通過J1接入主通信設備10時,電流從供電電源V_MPWR流出,經過J1的接口1流入外部設備,再從外部設備經J1的接口2流入主通信設備10,最后經過分壓電阻R12流向供電電源的地端GND_M,從而使主通信設備10與外部通信設備形成回路,由此分壓電阻R12上有電流流過,連接點T3的電壓被拉高,主控芯片110可以通過接入檢測端116檢測到連接點T3的電壓變高,從而可以判斷出有外部設備接入主通信設備10,使主通信設備10可以實現(xiàn)外部設備的接入檢測功能。

當接入主通信設備10的外部設備存在短路故障時(即J1的接口1和接口2之間的線路被短路),主通信設備10線路上的電流較大,此時,Q4的源極(S)與漏極(D)的電壓差超過預設值VF,即控制模塊1130通過其第一檢測端口1132檢測到的電平值與通過其第二檢測端口1133檢測到的電平值差值超過預設值VF,此時,控制模塊1130可以通過其開關控制端1131向Q4的柵極(G)發(fā)送第一控制信號,該第一控制信號用于控制Q4關斷,使主通信設備10中的電路形成斷路,防止主通信設備10中的元器件因電流過大而被燒壞。由此,主通信設備10可以在接入的外部設備存在短路故障的情況下,實現(xiàn)過流保護的功能。

通過本實施例提供的通信設備,可以實現(xiàn)僅具有兩個接口的通信設備之間的雙線通信,且主通信設備10還具有過流保護功能以及外部設備接入檢測功能。

圖6b是根據本發(fā)明實施例的另一個可選的主通信設備10的電路原理圖,圖6b所示的主通信設備10采用如圖2a所示的方式連接第一開關模塊1120以及接入檢測模塊1140。如圖6b所示,該主通信設備10與圖6a所示的主通信設備的區(qū)別在于,圖6b中的主通信設備增加了升壓復位電路單元。如圖6b所示,在該可選電路原理圖中,供電電源為V_MPWR,升壓復位電路單元1110的第二開關模塊1113為NMOS管Q6,其源極(S)作為第二開關模塊1113的第一連接端,其漏極(D)作為第二開關模塊1113的第二連接端,其柵極(G)作為第二開關模塊1113的控制端;升壓復位電路單元1110的濾波組件1112為電容C4和C5,放電保護組件1115為電阻R23,升壓復位電路單元1110的降耗組件1116為電阻R25,升壓復位電路單元1110的開關模塊保護組件1114為電阻R24。通斷模塊120為NMOS管Q3,其源極(S)作為通斷模塊120的第一連接端1121,其漏極(D)作為通斷模塊120的第二連接端1122,其柵極(G)作為通斷模塊120的控制端1123;第一開關模塊1120為PMOS管Q4,其漏極(D)作為第一開關模塊1120的第一連接端1121,其源極(S)作為第一開關模塊1120的第二連接端1122,其柵極(G)作為第一開關模塊1120的受控端1123;控制模塊1130的開關控制端1131與PMOS管Q4的柵極(G)電連接,第一檢測端口1132與PMOS管Q4的漏極(D)電連接,第二檢測端口1133與PMOS管Q4的源極(S)電連接;接入檢測模塊1140為分壓電阻R12;第一有線對外接口130為J1,第一接口131為J1的接口1,第二接口132為J1的接口2,穩(wěn)流組件160為電感L3,續(xù)流組件170為二極管D1,第一分壓負載元件170為分壓電阻R3,第二分壓負載元件180為分壓電阻R11,隔直組件190為電容C1,通斷模塊保護組件1100為電阻R19。其中,供電接口140、DC/DC升壓組件1111的控制端11112分別電連接至主控芯片110的供電端口113、控制端口114,供電接口140電連接至DC/DC升壓組件1111的輸入端11110;濾波電容C4和C5連接在DC/DC升壓組件1111的輸出端11111與地端GND_M之間;J1的接口1可以通過PMOS管Q4、電感L3和二極管D1連接至DC/DC升壓組件1111的輸出端11111,D1與L3并聯(lián),D1的正極電連接至J1的接口1,負極電連接至輸出端11111;PMOS管Q4連接在連接點T0與J1的接口1之間,且PMOS的漏極(D)與接口1連接、源極(S)與連接點T0連接;J1的接口2可以通過分壓電阻R12與供電電源的地端GND_M電連接;主控芯片110的控制端口115通過降耗電阻R25電連接至Q6的G端,Q6的S 端接地端GND_M,Q6的D端連接至DC/DC升壓組件1111的輸出端11111與L3的連接點T7,R24連接在Q6的S端與G端之間,R23連接在連接點T7與Q6的D端之間,Q6的D端和S端在控制端口115的通斷控制信號的控制下斷開或導通地端GND_M與連接點T7之間的通路;主控芯片110的控制端口MO通過隔直電容C1電連接至Q3的G端,Q3的S端接地端GND_M,Q3的D端連接至L3與J1的接口1的連接點T0,R19連接在Q3的S端與G端之間,Q3的D端和S端在控制端口MO的控制信號的控制下斷開或導通地端GND_M與連接點T0之間的通路;分壓電阻R3和R11串聯(lián)在連接點T0與地端GND_M之間,檢測端口MI電連接至分壓電阻R3和R11的連接點T1,檢測端口MI檢測T1的電壓(相當于檢測T0的電平變化);主控芯片110的接入檢測端116電連接至J1的接口2與分壓電阻R12的連接點T3上,接入檢測端116檢測T3的電壓。

其中,NMOS管可以采用但不局限于如下型號:2N7002,F(xiàn)DV301,F(xiàn)DV303等;二極管可以采用但不局限于如下型號:BAR43,BAR54,BAR46,BAR50等。一般情況下,R23的阻值越小越好,可以選擇幾歐姆。另外,分壓電阻R3和R11的阻值可以根據需求進行選擇,以使得檢測端口檢測到的電壓與供電電源的輸出電壓匹配,在此不再贅述。其中,分壓電阻R3和R11的阻值可以遵從下面的公式,V_T1=R11/(R3+R11)*V_T0。

以下,對本發(fā)明提供的主通信設備10的工作原理進行簡單說明:

靜默態(tài)時,DC/DC升壓組件1111接收控制端口114發(fā)送的升壓控制信號,并對供電電源的供電供電壓進行升壓處理,電容C4和C5去掉升壓后的電壓信號中的毛刺;Q3和Q6均處于斷開狀態(tài)(此時,控制端口MO、控制端口115發(fā)送低電平信號或不發(fā)送信號),連接點T0、T7的電壓為經過DC/DC升壓組件1111升壓后的電壓,保持高電平,J1的接口1輸出高電平。

發(fā)送數據時,控制端口MO發(fā)送高電平信號,控制Q3導通,連接點T0的電壓被拉低,J1的接口1輸出的電平由高變?yōu)榈停a生低電平脈沖,接口1輸出低電平脈沖信號,主控芯片110可以根據低電平脈沖信號之間的時間間隔來發(fā)送對應的比特數據,發(fā)送數據結束后,控制端口MO再發(fā)送低電平信號,控制Q3斷開,連接點T0的電壓為經過DC/DC升壓組件1111升壓后的電壓,J1的接口1輸出的電平由低變?yōu)楦?,回到靜默態(tài);接收數據時,檢測端口MI檢測到連接點T1的電壓突然由高電平下降為低電平,說明在接收數據,主控芯片110可以根據檢測端口MI連續(xù)檢測到的低電平脈沖信號的周期確定接收到的對應的比特串。

需要復位時,控制端口114不向DC/DC升壓組件1111發(fā)送升壓控制信號,DC/DC升壓組件1111停止工作,輸出端11111輸出的電壓為零,連接點T7、T0的電壓被拉低,J1的接口1持續(xù)輸出低電平信號,無論Q3導通還是斷開,主通信設備10都不能通過電平變化來向外發(fā)送比特數據,此時,主通信設備10處于復位狀態(tài)。

但是,由于電容C4和C5儲存有一定電能,在DC/DC升壓組件1111停止工作后,C4和C5會經過一段時間才能放電完全,因此連接點T7會由高電平緩慢下降為低電平,相應的,J1的接口1輸出的電平也會由高緩慢變?yōu)榈停虼?,需要通過控制Q6導通來使C4和C5快速放電。具體的,控制端口115發(fā)送高電平信號,控制Q6導通,連接點T7的電壓被拉低,使C4和C5能夠迅速放電完全,J1的接口1輸出的電平也會由高迅速變?yōu)榈汀?/p>

由于電阻R12連接在J1的接口2與地之間,在沒有外部設備接入主通信設備10時,J1的接口2的電壓為低電平,相當于地端的電平,當有外部設備通過J1接入主通信設備10時,電流從供電電源V_MPWR流出,經過J1的接口1流入外部設備,再從外部設備經J1的接口2流入主通信設備10,最后經過分壓電阻R12流向供電電源的地端GND_M,從而使主通信設備10與外部通信設備形成回路,由此分壓電阻R12上有電流流過,連接點T3的電壓被拉高,主控芯片110可以通過接入檢測端116檢測到連接點T3的電壓變高,從而可以判斷出有外部設備接入主通信設備10,使主通信設備10可以實現(xiàn)外部設備的接入檢測功能。

當接入主通信設備10的外部設備存在短路故障時(即J1的接口1和接口2之間的線路被短路),主通信設備10線路上的電流較大,此時,Q4的源極(S)與漏極(D)的電壓差超過預設值VF,即控制模塊1130通過其第一檢測端口1132檢測到的電平值與通過其第二檢測端口1133檢測到的電平值差值預設值VF,此時,控制模塊1130可以通過其開關控制端1131向Q4的柵極(G)發(fā)送第一控制信號,該第一控制信號用于控制Q4關斷,使主通信設備10中的電路形成斷路,防止主通信設備10中的元器件因電流過大而被燒壞。由此,主通信設備10可以在接入的外部設備存在短路故障的情況下,實現(xiàn)過流保護的功能。

通過本實施例提供的主通信設備,可以將第一接口131輸出至從通信設備20的電壓升高,以使得有足夠高的電壓為從通信設備20供電或充電,從而避免因電路中的功率損耗或電壓降低導致不能達到從通信設備20中某些元器件的最小輸入電壓這種情況的發(fā)生;并且為主通信設備10提供復位功能。

圖7為根據本發(fā)明實施例的一個可選的通信系統(tǒng)100的電路原理圖(圖7所示的通信系統(tǒng)100中的主通信設備10采用如圖2a所示的方式連接第一開關模塊以及接入檢測模塊),如圖7所示,作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,該通信系統(tǒng)100的從通信設備20至少包括:對外接口J2,其中,對外接口J2由第三接口和第四接口組成,對外接口J2與主通信設備10的第一有線對外接口J1電連接。此外,從通信設備20還包括具有其他功能的組件,例如,實現(xiàn)通信功能的數據發(fā)送組件和數據接收組件,本實施例僅對從通信設備20的對外接口進行說明,不再對從通信設備20中的其他組件進行贅述。

作為本發(fā)明實施例的一個可選實施方式,主從通信設備可以采用相同的對外接口,也可以采用不同的對外接口;可以采用相同的通斷模塊,也可以采用不同的通斷模塊;可以采用相同的分壓負載元件,也可 以采用不同的分壓負載元件,可以采用相同的隔直組件,也可以采用不同的隔直組件,只要可以實現(xiàn)本發(fā)明實施例中各個元器件的功能,均應屬于本發(fā)明的保護范圍。

通過本實施例提供的通信設備,可以實現(xiàn)僅具有兩個接口的通信設備之間的雙線通信。

以下,針對本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)100進行示例說明,如圖7所示,在該可選電路原理圖中,包括主通信設備10以及從通信設備20,其中,主通信設備的對外接口J1與從通信設備的對外接口J2連接,主通信設備10的結構連接具體參見圖2a、圖2b或圖2c中的描述,此處不再贅述。

以下,對本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)100的工作原理進行簡單說明:

靜默態(tài)時,主通信設備10側:Q3處于斷開狀態(tài)(此時,控制端口MO發(fā)送低電平信號或不發(fā)送信號),連接點T0的電壓為供電電源的電壓,保持高電平,J1的接口1輸出高電平;MI檢測連接點T0的電壓,檢測端口MI一直檢測到高電平,第一接口輸出高電平;從通信設備20側:Q5處于斷開狀態(tài)(此時,控制端口SO不發(fā)送信號,或者發(fā)送低電平信號),連接點T2的電壓為J2從J1的接口1接收到的高電平電壓信號,連接點T2的電壓保持高電平;檢測端口SI檢測連接點T2的電壓,檢測端口SI一直檢測到高電平;

主通信設備10發(fā)送數據,控制端口MO發(fā)送高電平信號,控制Q3導通,連接點T0的電壓被拉低,J1的接口1輸出低電平信號,發(fā)送數據結束后回到靜默態(tài);從通信設備20接收數據時,檢測端口SI檢測到連接點T2的電壓突然從高電平下降為低電平時,說明在接收數據,從通信設備20的主控芯片可以根據檢測端口SI連續(xù)檢測到的電平變化得出對應的比特數據;

從通信設備20發(fā)送數據,控制端口SO發(fā)送高電平信號,控制Q5導通,連接點T2的電壓被拉低,對外接口J2(J2中接口1或接口2中與主通信設備10的J1的接口1連接的那個接口)輸出低電平信號給主通信設備J1的接口1,發(fā)送數據結束后回到靜默態(tài);主通信設備10接收數據,檢測端口MI檢測到連接點T1的電壓突然從高電平下降為低電平,說明在接收數據,主通信設備10的主控芯片可以根據檢測端口MI連續(xù)檢測到的電平變化得出對應的比特數據。

需要說明的是,本發(fā)明實施例中的主通信設備和從通信設備都只能單向通信,即,在發(fā)送數據時不能接收數據,在接收數據時不能發(fā)送數據。當主通信設備發(fā)送數據結束后,會向從通信設備發(fā)送數據發(fā)送結束的指示,從通信設備結束接收數據,可以開始發(fā)送數據,此時,主通信設備可以檢測到從通信設備發(fā)送的數據,主通信設備進入接收數據的狀態(tài)。

通過本實施例提供的通信系統(tǒng),可以實現(xiàn)僅具有兩個接口的通信設備之間的雙線通信。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為,表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分,并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范 圍包括另外的實現(xiàn),其中可以不按所示出或討論的順序,包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序,來執(zhí)行功能,這應被本發(fā)明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。

應當理解,本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中,多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。例如,如果用硬件來實現(xiàn),和在另一實施方式中一樣,可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數據信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路,具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路,可編程門陣列(PGA),現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。

本技術領域的普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件完成,的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中,該程序在執(zhí)行時,包括方法實施例的步驟之一或其組合。

此外,在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn),也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產品銷售或使用時,也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。

上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器,磁盤或光盤等。

在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發(fā)明的限制,本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同限定。

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