CN101969192A - 一种用于保护usb供电设备的通信终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于保护USB供电设备的通信终端，其包括USB接口和第一电容，其特征在于，还包括充电单元和开关管；所述USB接口的供电管脚通过第一电阻与所述第一电容连接，所述充电单元的输入端连接USB接口的供电管脚，充电单元的第一输出端连接所述开关管的第一管脚，第二输出端接地；所述开关管的第二管脚与所述第一电阻连接，第三管脚连接所述第一电容的正极。本发明采用了在通信终端的电路中接入充电单元，利用充电单元时间常数使电路中的开关管延时导通，将电容负载在加电瞬间的电流降到500mA以下，有效地保护了USB供电设备，使USB供电设备安全可靠的工作。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种用于保护USB供电设备的通信终端。
背景技术
由于无线数据卡支持EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术)和GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)技术，限电流供电的无线数据卡等通讯产品在加电的瞬间，在大功率发射时瞬间电流会很大，需要大电容来滤波，并且这个大电容的容量一般在1000uF左右。
如果通信终端采用USB(Universal Serial BUS，通用串行总线)供电，由于在电路中采用了大电容，在无线数据卡开始加电时，大的容性负载在加电瞬间会有一个很大的电流，这个大电流会直接影响供电设备的安全(因为USB供电时电流限制在500mA以下)，甚至会损坏供电设备。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于保护USB供电设备的通信终端，能降低容性负载在加电时的瞬间电流，从而有效地保护供电设备。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种用于保护USB供电设备的通信终端，其包括USB接口和第一电容，其中，还包括充电单元和开关管；所述USB接口的供电管脚通过第一电阻与所述第一电容连接，所述充电单元的输入端连接USB接口的供电管脚，充电单元的第一输出端连接所述开关管的第一管脚，第二输出端接地；所述开关管的第二管脚与所述第一电阻连接，第三管脚连接所述第一电容的正极。
所述的用于保护USB供电设备的通信终端，其中，所述充电单元包括串联的第二电容和第二电阻。
所述的用于保护USB供电设备的通信终端，其中，所述开关管为MOS管。
所述的用于保护USB供电设备的通信终端，其中，所述用于保护USB供电设备的通信终端为无线数据卡。
本发明提供的用于保护USB供电设备的通信终端，采用了在通信终端的电路中接入充电单元，利用充电单元时间常数使电路中的开关管延时导通，将电容负载在加电瞬间的电流降到500mA以下，有效地保护了供电设备，使供电设备安全可靠的工作。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于保护USB供电设备的通信终端的电路框图；
图2为本发明实施例提供的用于保护USB供电设备的通信终端的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供一种用于保护USB供电设备的通信终端，利用小电流给大电容充电，并且在大电容充满电时，通信终端正常开机，这样变大电流充电为小电流充电，起到保护供电设备的作用。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的通信终端为无线数据卡，主要将大电流充电变为小电路充电，起到保护供电设备的作用。请参阅图1和图2，所述的通信终端包括USB接口J1、第一电容C1、第一电阻R1、开关管110和充电单元120。
所述USB接口J1的第一管脚为供电管脚，用于在通信终端接入USB电源时，给该通信终端供电，所述USB接口J1的第二管脚和第三管脚为数据线引脚，用于连接数据线，第四管脚为接地管脚。
其中，所述USB接口J1的供电管脚(即第一管脚)通过所述第一电阻R1连接第一电容C1的正极，所述第一电容C1的负极接地。所述第一电容C1的容量在1000uF左右，为一大容性负载，在通信终端的电路中主要起滤波作用。
此处，所述第一电阻R1为一充电电阻，在通信终端接通电源时，给该第一电容C1充电，并且充电电流的大小可通过调节该第一电阻R1的阻值来控制。
所述充电单元120的输入端与所述USB接口J1的供电管脚连接，充电单元120的第一输出端连接所述开关管110的第一管脚，第二输出端接地。所述开关管110的第二管脚与所述第一电阻R1的输入端连接，第三管脚连接所述第一电容C1的正极。当所述第一电容充电的同时，该充电单元120开始充电，从而可以降低第一电容C1上的充电电流。
本实施例中，所述充电单元120包括第二电阻R2和第二电容C2，所述第二电容C2与第二电阻R2串联，并通过该第二电阻R2接地。所述的开关管110为MOS管M1(metal oxid semiconductor，场效应晶体管)。
在该通信终端的电路中，所述MOS管M1主要起开关作用，并且MOS管M1的栅极与所述第二电容C2的负极连接，源极连接所述第一电阻R1的输入端，漏极连接第一电容C1的正极。
应当说明的是，此处的MOS管M1还可以用三极管替代，在充电单元120输出的电流逐渐增加，直到使三极管饱和处于饱和状态时，便能使三极管导通。
以下对本发明用于保护USB供电设备的通信终端的工作原理进行详细描述：
当通信终端接通电源时，所述MOS管M1处于断开状态，此时第一电容C1通过第一电阻R1充电。其充电电流的计算公式为：
I＝(V1-V2)/R1
其中，V1为供电设备的USB输出电压，并且一般为+5V，V2为第一电容C1正极的电压值，从上述公式可以看出，第一电容C1的充电电流会随着第一电容C1电压的增加而减小，并且当第一电容C1的电压接近于USB的供电电压时，其充电电流接近于零。
在第一电容C1充电的同时，MOS管M1栅极的电压V3会通过充电单元120(即第二电阻R2和第二电容C2)充电而逐渐降低，当MOS管M1栅极的电压V3下降到其阈值或低于其阈值时，MOS管M1导通。MOS管M1导通后会使第一电阻R1的支路短路，从而使USB电源通过MOS管与第一电容C1连接，由于此时第一电容C1已预先充满电，MOS管M1导通后，USB电源对第一电容C1的充电电流几乎为零，因此完全消除了第一电容C1加电瞬间的大电流。
所述通信终端接通USB电源时，通过充电单元120充电来延时MOS管M1导通，并且延时的时间由第二电阻R2和第二电容C2的值来确定，第二电阻R2和第二电容C2的值越大其延时越长，MOS管M1的导通越迟。
综上所述，本发明提供的用于保护USB供电设备的通信终端，采用了在通信终端的电路中接入充电单元，利用充电单元时间常数使电路中的开关管延时导通，将电容负载在加电瞬间的电流降到500mA以下，有效地保护了USB供电设备，使USB供电设备安全可靠的工作。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于保护USB供电设备的通信终端，其包括USB接口和第一电容，其特征在于，还包括充电单元和开关管；所述USB接口的供电管脚通过第一电阻与所述第一电容连接，所述充电单元的输入端连接USB接口的供电管脚，充电单元的第一输出端连接所述开关管的第一管脚，第二输出端接地；所述开关管的第二管脚与所述第一电阻连接，第三管脚连接所述第一电容的正极。
2.根据权利要求1所述的用于保护USB供电设备的通信终端，其特征在于，所述充电单元包括串联的第二电容和第二电阻。
3.根据权利要求1所述的用于保护USB供电设备的通信终端，其特征在于，所述开关管为MOS管。
4.根据权利要求1所述的用于保护USB供电设备的通信终端，其特征在于，所述用于保护USB供电设备的通信终端为无线数据卡。
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