CN101179185B - Usb接口短路保护电路及具有usb接口短路保护功能的电源 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种USB接口短路保护电路及含有此电路的电源。它包括与主电路输端连接的USB输出端，所述的主电源输出端接场效应管的阳极，USB电源输出接该场效应管的源极，场效应管的栅极接能够使栅极在正常状态为能使场效应管导通的高电位、在USB接口短路时使场效应管截止的低电位的控制电路。本发明有效地解决USB供电5V输出端电源独立的短路保护和自恢复的问题，而且仅是在现有电源电路的基础上增加了少量阻容器件，因此还具有成本低廉、制作方便、实用性强、使用可靠的特点。

Description

USB接口短路保护电路及具有USB接口短路保护功能的电源
技术领域
本发明为一种USB接口短路保护电路及含有此电路的电源。
背景技术
在现有技术中，USB接口的电源一般均由主电路的电源提供，由于USB接口连接的是外接设备，一旦外接设备发生故障，很有可能造成USB接口线路短路，因此，一般要在主电路中加装保护电路。通常的输出短路保护，有原边的短路保护、次级的短路保护。对于低电压输出，如果要达到原边保护的流限点，次级电流很大，可能导致次级温升超标，同时可能导致其他路电源输出不能正常工作。
发明内容
本发明的目的在于公开一种在USB接口短路时能够保护电路的其它部分不受影响，且在故障状态消除后能够自动恢复正常供电的电路或电源。
本发明既可为单一的保护电路用于相关的设备中，也可以将其制为电源为相应的设备供电。针对USB接口短路保护电路或保护电路的电源的技术方案为：它包括与主电路输出端连接的USB电源输出端，所述的主电路输出端接场效应管的漏极，USB电源输出端接所述场效应管的源极，所述场效应管的栅极接能够使栅极在正常状态为能使所述场效应管导通的高电位、在USB接口短路时使所述场效应管截止的低电位的接通控制电路。该控制电路可以通过CPU对USB端口的电源电压的数据采集以及场效应管栅极的控制来实现。对于已含有CPU的设备，在使用时，这种方法较为方便。
在一般的设备中，由于不同的电路或元件对供电电压的要求不同(如有的为5V，有的为12V等)在某些设备或电源中要设置好电位的输出端，具体可以在主电路输出端或USB电源输出端通过上拉电阻接高电位输出端。这时，如果要实现对场效应管栅极的控制，可以通过以下简单的电路实现：该接通控制电路包括三极管V812，其发射极与USB电源输出端正极连接，其基极与输出电压较USB端口输出电压低的钳位电路连接，其集电极与场效应管的栅极连接。在正常的工作状态下，三极管V812的集电极电位高于基极电位，由于PN结反向偏置，故三极管V812截至。在USB出现短路故障时，由于短路其输出端电平被拉低，三极管V812导通，MOS管栅极出现低电平，MOS管截至，USB供电自动切断。由于上拉电阻R865的存在，此时切断USB的供电后，从而不会影响CPU正常供电。在故障解除后，三极管V812截至，MOS管栅极出现高电平，MOS管导通，USB供电自动恢复。这一电路利用简单的结构实现了USB供电的独立、自恢复的短路保护。
此外，在本发明中，可将上拉电阻的低电位端通过电容C875接USB电源输出端，所述电容C875并联于所述场效应管栅极和源极之间。最好将稳压二极管VZ809并联于所述电容C875两端。
本发明有效地解决USB供电5V输出端电源独立的短路保护和自恢复的问题，而且仅是在现有电源电路的基础上增加了少量阻容器件，因此还具有成本低廉、制作方便、实用性强、使用可靠的特点。
附图说明
图1本发明保护电路及电源中所含保护电路实施例的电路图；
具体实施方式
实施例一：
本实施例为保护电路或包括该保护电路的电源。该保护电路包括含有CPU的主电路以及其5V的电压输出电路，或同时包括12V或24V输出。前述电路采用现有技术，这里不再赘述。本实施例中主电路5V电压输出端接场效应管的漏极，USB电源输出端接所述场效应管的源极，而其栅极接由CPU控制的能够分别输出高电平或低电平输出端，而在USB接口电源输出端有一支路接CPU的数据采集端。在本实施例中，CPU能够通过采集USB电源输出端电压，控制给所述场效应管输出高电平或低电平，从而控制所述场效应管的导通或截止。例如，当USB电源输出端短路时，CPU控制栅极处于低电平，从而使所述场效应管截止，即控制USB电源输出端与主电路5V输出端之间截止，由此实现对主电路的保护。而当采集到USB电源输出端正常时，又可能控制所述场效应管的栅极为高电平，自动恢复对USB接口的供电。
实施例二：
本实施例为保护电路或包括该保护电路的电源。该保护电路包括由电容C842、电感L811、电容C843组成的整流滤波电路，该电路的输出端为主电路的5V输出端，该输出端同时接于场效应管V813的阳极。场效应管V813的源极接USB电源输出端，该端通过电容C844和电阻R866接地。场效应管V813的源极与栅极之间并联有电容C875、稳压管VZ809和电阻R918。栅极还接三极管V812的集电极，并通过上拉电阻R865接12V电压输出端。三极管V812的集电极接USB接口电源输出端。三极管V812的基极通过并联的电阻R863和电容C883接USB接口电源端，还通过电阻R899接钳位电路。该钳位电路由并联的电容C882和稳压二极管VZ816并联组成，并将三极管V812的基极电压限定在3.3V。钳位电路通过电阻R898与12V电压输出端连接，由其供电。

Claims (6)

1.一种USB接口短路保护电路，包括与主电路输出端连接的USB电源输出端，所述的主电路输出端接场效应管的漏极，USB电源输出端接所述场效应管的源极，所述场效应管的栅极接能够使栅极在正常状态为能使所述场效应管导通的高电位、在USB接口短路时使所述场效应管截止的低电位的接通控制电路，其特征是：所述的主电路输出端或USB电源输出端通过上拉电阻接高电位输出端，所述的接通控制电路包括三极管(V812)，其发射极与USB电源输出端正极连接，其基极与输出电压较USB端口输出电压低的钳位电路连接，其集电极与所述场效应管的栅极连接。
2.根据权利要求1所述的USB接口短路保护电路，其特征是：所述的上拉电阻的低电位端通过电容(C875)接USB电源输出端，所述电容(C875)并联于所述场效应管栅极和源极之间。
3.根据权利要求2所述的USB接口短路保护电路，其特征是：稳压二极管(VZ809)并联于所述电容(C875)两端。
4.一种具有USB接口短路保护功能的电源，包括与主电路输出端连接的USB电源输出端，所述的主电路输出端接场效应管的漏极，USB电源输出端接该场效应管的源极，场效应管的栅极接能够使栅极在正常状态为能使场效应管导通的高电位、在USB接口短路时使场效应管截止的低电位的接通控制电路，其特征是：所述的主电路输出端或USB电源输出端通过上拉电阻接高电位输出端，所述的接通控制电路包括三极管(V812)，其发射极与USB电源输出端正极连接，其基极与输出电压较USB端口输出电压低的钳位电路连接，其集电极与所述场效应管的栅极连接。
5.根据权利要求4所述的USB接口短路保护功能的电源，其特征是：所述的上拉电阻的低电位端通过电容(C875)接USB电源输出端，所述电容(C875)并联于所述场效应管栅极和源极之间。
6.根据权利要求5所述的USB接口短路保护功能的电源，其特征是：稳压二极管(VZ809)并联于所述电容(C875)两端。
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