CN101634885A - Usb接口检测供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种USB接口检测供电电路，其包括检测供电电路及静电保护电路，该检测供电电路由供电芯片U1及电容C3组成，U1的输入端与电源VCC连接，其输出端与USB接口的输入端连接，又，U1的使能端连接至电子设备的主芯片的GPIO口，且U1接地，该电容C3的一端与电源VCC连接，另一端接地，该静电保护电路由二极管D1、D2、D3、D4及电容CE2、C4组成，C4、CE2连接至U1的输出端，且C4、CE2接地，D1的阴极、D3的阳极接USB接口的输出负极，且USB接口的输出负极连接至主芯片，D2的阴极、D4的阳极接USB接口的输出正极，且USB接口的输出正极连接至主芯片，D3、D4的阴极接至U1的输出端，D1、D2的阳极接地。本发明不仅令USB装置可断电插拔，且保护了该USB装置以及主机。

Description

USB接口检测供电电路

技术领域

本发明涉及一种电路，尤其涉及一种USB接口检测供电电路。

背景技术

目前，电脑普遍使用USB接口进行通讯，且越来越多的电子设备使用USB接口和电脑进行通讯或取电，如通常使用的移动硬盘、U盘等。

移动硬盘或者U盘虽支持热拔插，在热拔插过程中也很容易导致移动硬盘或者U盘的损坏，甚至热插拔带入的静电很容易导致与之连接的PC等设备发生损坏。

例如，中国专利第200620108220.7号专利于2007年9月26日公布的“一种USB接口保护电路”，如图1所示，该USB接口保护电路由电源开关电路、过流测试电路、过流报警电路连接而成。电源开关电路由电阻R4，PNP三极管Q2组成，过流测试电路由电阻R1、R2、R3，二极管D1，电压比较器U2A组成，过流报警电路由电阻R5、R6，PNP三极管Q1，风鸣器U3组成。

当USB装置内部短路时，流过电阻R1的电流突然变大，GND和GNDO之间的电压升高，当流过电阻R1的电流大于0.5A时，电压比较器U2A的同相输入端的电压将大于反相输入端电压，电压比较器U2A的输出端将变成高电平，PNP三极管Q2关断，切断了USB接口电源；同时PNP三极管Q1道通，风鸣器U3将发声。

上述设计只考虑了USB接口设备内部电路短路的情况，并没有针对静电做保护，供电部分也只考虑了过流保护，没有考虑对外接设备的保护。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种USB接口检测供电电路。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种USB接口检测供电电路，该检测供电电路由供电芯片(U1)、USB接口(J1)及电源(VCC1)组成，其中，该USB接口(J1)外接USB装置并输出脉冲至电子设备的主芯片，该主芯片的GPIO口与该供电芯片(U1)的使能端连接，且该供电芯片(U1)的输入端与电源(VCC1)连接，该供电芯片(U1)的输出端与USB接口(J1)的输入端连接，并且该供电芯片(U1)及该USB接口(J1)接地。

较佳的，本发明提供了一种USB接口检测供电电路，其中，该电路还包括静电保护电路，该静电保护电路由二极管(D1、D2、D3、D4)组成，二极管(D1)的阴极、二极管(D3)的阳极接USB接口(J1)的输出负极，且USB接口(J1)的输出负极连接至主芯片，二极管(D2)的阴极、二极管(D4)的阳极接USB接口(J1)的输出正极，且USB接口(J1)的输出正极连接至主芯片，此外，二极管(D3、D4)的阴极接至该供电芯片(U1)的输出端，二极管(D1、D2)的阳极接地。

较佳的，本发明提供了一种USB接口检测供电电路，其中，该USB接口检测供电电路还包括电容(C3、C4、CE2)，电容(C3)一端接电源(VCC1)，电容(C4、CE2)接该供电芯片(U1)的输出端，且该电容(C3、C4、CE2)接地。

相较于先前技术，本发明所述之USB接口检测供电电路，通过主芯片对外围接入USB装置后USB接口的输出正负级电阻的变化检测，产生脉冲，然后主芯片检测到脉冲变化后给供电芯片(U1)提供一个高使能信号，使供电芯片(U.1)开始供电。当要拔出USB装置的时候，通过软件控制在主机退出USB使用菜单的时候同时，由主芯片通过使能端给U1一个低使能信号，切断供电，然后拔除USB装置。并且可以通过供电芯片(U1)提供过流保护作用及在USB接口的数据线上由二极管(D1，D2，D3，D4)组成静电保护电路，不仅令USB装置不需其它操作即可进行断电插拔动作，而且有效地保护了该USB装置以及与之连接的主机。

附图说明

图1为背景技术的电路示意图；

图2为本发明的电路示意图。

具体实施方式

请参照图2所示，为本发明的电路示意图。本发明所述之USB接口检测供电电路主要包括检测供电电路及静电保护电路。

其中，所述检测供电电路主要由供电芯片U1、USB接口J1及电容C3组成，该USB接口J1外接USB装置并输出脉冲至电子设备的主芯片，该主芯片的GPI0口与该供电芯片U1的使能端USB_EN连接，该供电芯片U1的输入端VIN与电源VCC1连接，且该电源VCC1与该电容C3的一端连接，该电容C3的另一端接地，电源VCC1提供的+5V的电压经电容C3滤波后输出至供电芯片U1。

又，该供电芯片U1的输出端OUT与USB接口J1的输入端V连接，该供电芯片U1的使能端USB_EN连接至电子设备的主芯片的GPIO口，于本实施例中，该电子设备为主机，该主芯片为CPU，该USB接口J1为USB2.0接口，且该供电芯片U1、USB接口J1接地。

再者，所述静电保护电路由二极管D1、D2、D3、D4及电容CE2、C4组成，二极管D1的阴极、二极管D3的阳极接USB接口J1的输出负极USBDN，且该USB接口J1的输出负极USBDN连接至主芯片，二极管D2的阴极、二极管D4的阳极接USB接口J1的输出正极USBDP，且该USB接口J1的输出正极USBDP连接至主芯片，此外，二极管D3、D4的阴极接至该供电芯片U1的输出端OUT，二极管D1、D2的阳极接地，且该供电芯片U1的输出端OUT还与电容C4、电容CE2的一端连接，并且该电容C4、电容CE2的另一端接地，如此，以将经电容C4、电容CE2滤波后的电压输出至该USB接口J1。

当移动硬盘或者U盘等外接USB装置接到USB接口J1时，USBDN，USBDP两个管脚的阻抗会发生变化，主芯片通过检测USBDN，USBDP两个管脚的阻抗变化产生的脉冲，检测是否有外接USB装置接入。

当主机检查到接入USB装置阻抗产生的脉冲时，主机的CPU通过USB_EN给供电芯片U1发出高有效使能信号，供电芯片U1开始给USB接口J1供电，电压通过电容CE2，C4滤波后给插接于该USB接口J1上的USB装置供电，该USB装置上电工作，并且给起静电保护作用的二极管D1、D2、D3、D4供电，从而实现断电插接USB装置的目的。

当USB装置使用完后，即在退出USB使用界面的同时，主机的CPU通过USB EN给供电芯片U1一个低使能信号，供电芯片U1切断给USB接口J1的供电，使得在USB装置在拔出的时候处于断电状态，实现断电拔出USB装置的目的。

上述在断电插拔USB装置的时候，同时供电芯片U1本身提供+5V供电的过流保护功能，当电流过大时候(超过500mA)，供电芯片U1将产生大的阻抗，提供过流保护功能，并且二极管D1，D3，D2，D4提供静电保护功能，当外接USB装置通过USBDN，USBDP对主机产生瞬间的高静电的时候，产生静电保护功能。如果是正电压静电，通过二极管D3，D4提供放电回路，如果为负电压静电，直接将静电拉到地，从而起到保护功能。

Claims (4)

1.一种USB接口检测供电电路，其特征在于，该检测供电电路由供电芯片(U1)、USB接口(J1)及电源(VCC1)组成，该USB接口(J1)外接USB装置并输出脉冲至电子设备的主芯片，该主芯片的GPIO口与该供电芯片(U1)的使能端连接，且该供电芯片(U1)的输入端与电源(VCC1)连接，该供电芯片(U1)的输出端与USB接口(J1)的输入端连接，并且该供电芯片(U1)及该USB接口(J1)接地。

2.根据权利要求1所述的USB接口检测供电电路，其特征在于，该USB接口检测供电电路还包括静电保护电路。

3.根据权利要求2所述的USB接口检测供电电路，其特征在于，该静电保护电路由二极管(D1、D2、D3、D4)组成，二极管(D1)的阴极、二极管(D3)的阳极接USB接口(J1)的输出负极，且USB接口(J1)的输出负极连接至主芯片，二极管(D2)的阴极、二极管(D4)的阳极接USB接口(J1)的输出正极，且USB接口(J1)的输出正极连接至主芯片，此外，二极管(D3、D4)的阴极接至该供电芯片(U1)的输出端，二极管(D1、D2)的阳极接地。

4.根据权利要求1所述的USB接口检测供电电路，其特征在于，该USB接口检测供电电路还包括电容(C3、C4、CE2)，电容(C3)一端接电源(VCC1)，电容(C4、CE2)接该供电芯片(U1)的输出端，且该电容(C3、C4、CE2)接地。

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