CN102904241B - 可逆连接器的保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可逆连接器的保护电路。一种电子设备可包括容纳可逆连接器插头的连接器端口。连接器端口可包括保护电路，该保护电路保护电子设备中的其他组件免遭不希望有的电源电压的损坏。保护电路可以构成第一分支和与第一分支相对的第二分支。保护电路可以从电源极性检测电路接收控制信号。电源极性检测电路可以检测电源电压在第一分支和第二分支中的存在。响应于检测到电源电压在给定分支上的存在，电源极性检测电路可以通过相对的分支来禁用电源信号通路，以及通过给定分支来启用电源信号通路。

Description

可逆连接器的保护电路

本申请要求2011年7月26日提出的编号为No.13/191,275的美国专利申请的优先权，此处引用了此申请的全部内容作为参考。

技术领域

本申请一般涉及带有连接器端口的电子设备，更具体地，涉及具有保护电路的带有可逆连接器端口的电子设备。

背景技术

手持式电子设备及其他便携式电子设备变得越来越流行。手持式设备的示例包括手持式计算机、平板计算机、媒体播放器、蜂窝电话，以及包括这一类型的多个设备的功能的混合设备。

诸如手持式电子设备之类的电子设备常常包括连接器端口。例如，一些蜂窝电话包括30针连接器端口。诸如这些之类的连接器端口可以用作输入/输出数据端口，并可以接收连接器插头（此处有时被称为匹配插头）。电子设备可以使用连接器端口来与诸如音频扬声器系统、计算对接器，以及电源适配器之类的附件进行通信。

常规的连接器端口（例如，凹形连接器（female connector））被设计成接收带有预定朝向的连接器插头（例如，凸形连接器（maleconnector））。然而，这对于在将常规的连接器插头插入到相对应的常规连接器中之前必须确定适当朝向的用户可能是不方便的。

因此，为电子设备提供改进的连接器端口是理想的。

发明内容

电子设备可包括容纳可逆连接器插头（此处有时被称为凹形连接器）的连接器端口。连接器端口可以是接收相对应的6针连接器插头（此处有时被称为凸形连接器或匹配插头）的6针连接器端口。可逆连接器插头可以以第一朝向和第二朝向插入到电子设备的连接器端口中。连接器端口可以通过导电通路（例如，触点）从连接器插头传输和接收数据信号和电源电压。连接器端口可以向电子设备的其他组件提供数据信号和电源电压。

连接器端口可包括相关联的连接器电路。连接器电路可包括保护电路，该保护电路保护其他组件免遭不希望有的电源电压的损坏。保护电路可包括反向电压保护，该反向电压保护电路保护组件免遭负电源电压的损坏。保护电路可包括过电压保护电路，该过电压保护电路保护其他组件免遭不希望有的正电源电压的损坏。

保护电路可以构成第一分支和与第一分支相对的第二分支。第一分支可以耦合到连接器插头的第一电源通路。第二分支可以耦合到连接器插头的第二电源通路。

保护电路可以从电源极性检测电路接收控制信号。电源极性检测电路可以检测电源电压在第一分支和第二分支上的存在。响应于检测到电源电压在给定分支上的存在，电源极性检测电路可以通过相对的分支来禁用电源信号通路，以及通过给定分支来启用电源信号通路。

从各个附图以及下面的详细描述，本发明的进一步的特征，其本质以及各种优点将更加显而易见。

附图说明

图1是根据本发明实施例的可以通过匹配连接器耦合到辅助装置的带有连接器端口的说明性电子设备的示意图。

图2是根据本发明实施例的说明性可逆6针连接器端口的示意图。

图3A是根据本发明实施例的带有第一朝向的说明性可逆6针匹配连接器的示意图。

图3B是根据本发明实施例的带有第二朝向的说明性可逆6针匹配连接器的示意图。

图4是常规30针连接器端口的示意图。

图5是可以在可逆连接器端口中使用的说明性功率保护电路的示意图。

图6是可以由电源极性检测电路执行以配置功率保护电路来容纳可逆连接器的说明性步骤的流程图。

具体实施方式

本发明的各实施例涉及带有连接器端口的电子设备。诸如膝上型计算机、平板计算设备、蜂窝电话、音乐播放器或其他便携式电子设备之类的电子设备可以包含用于与其他电子设备进行通信的连接器端口。给定连接器端口（此处有时被称为凹形连接器）可以接收带有相对应的连接器电缆的连接器插头（此处有时被称为凸形连接器），该连接器插头可以将给定连接器端口电耦合到另一个电子设备的连接器端口。每一个端口都可以包含导电通路（例如，金属迹线、导电针脚或触点），通过这些导电通路，可以在连接器插头的端口和相对应的导电通路之间传输数据信号或电源信号。例如，平板计算设备可以包含被用来与扬声器对接器进行通信的连接器端口（例如，通过将音频信号提供到扬声器对接器并从扬声器对接器接收电源信号）。扬声器对接器可以包含电源电路，该电路通过连接器端口的导电通路、连接器电缆，以及连接器插头，将电源电压提供到平板计算设备。

常规连接器端口接收带有预定朝向的连接器插头。换言之，连接器端口的导电通路耦合到连接器插头上的预定针脚。为确保正确的操作，常规的30针连接器端口的30个导电通路（例如，针脚或金属触点）中的每一个耦合到常规的30针连接器插头（例如，凸形匹配连接器）的预定位置（例如，针脚或金属触点）。

提供容纳可逆连接器插头的连接器端口（即，容纳带有多个朝向的连接器插头的连接器端口）是理想的。容纳可逆连接器插头的连接器端口此处有时可以被称为可逆连接器端口。在图1中示出了带有可逆连接器端口20A的说明性电子设备10。

如图1所示，电子设备10可包括显示器12和按钮14。电子设备10可包括适用于接收可逆连接器插头22A的可逆连接器端口20A。可逆连接器端口20A可以是适用于接收6针匹配连接器的6针连接器端口（例如，6针凹形连接器）。匹配连接器22A可以具有用于将连接器插头22A电耦合到连接器端口20A的导电迹线23（或触点）（例如，连接器端口20A可以包含当匹配连接器22A被插入到连接器端口20A中时与导电触点23电耦合的导电触点）。连接器插头22A可以通过连接器电缆24耦合到连接器插头22B。连接器电缆24可以将信号从连接器插头22A传输到连接器插头22B。连接器插头22B可以是独立的连接器插头或嵌入到辅助装置30中。例如，连接器插头22B可以耦合到连接器端口20B或嵌入到辅助装置30中。辅助装置30可以是适用于与电子设备10进行通信或向电子设备10提供电力的装置。合适的辅助装置的示例包括音频扬声器对接器、膝上型计算机、交流电（AC）电源适配器等等。辅助装置30可以通过连接器插头22B、连接器电缆24，以及连接器插头22A将数据信号或电源信号传输到电子设备10。

图2中示出了用于接收可逆6针连接器插头的说明性可逆连接器端口20A。如图2所示，可逆连接器端口20A可以包含导电通路P1_A、Dx_A、B_A、A_A、Dy_A，以及P2_A。导电通路Dx_A、B_A、A_A，以及Dy_A可以被用来将诸如数据信号之类的信号从可逆连接器端口20A传输到连接器插头22。导电通路P1_A和P2_A（有时此处被称为电源通路）可以被用来从辅助装置30接收电源信号。例如，通过连接器插头22A和可逆连接器端口20A耦合到电子设备10的辅助装置30可以通过导电通路P1_A或P2_A来提供电源电压。可以通过金属接地外壳40来为连接器端口20A提供接地信号。金属接地外壳40可以提供用于接收连接器插头22A的结构支撑。

图3A和3B示出了与可逆连接器端口20A一起使用的说明性6针连接器插头22A。6针连接器插头22A可以包含导电通路P1_B、Dx_B、B_B、A_B、Dy_B，以及用于耦合到连接器端口20A的可选电源通路P2_B。为了在连接器插头22A和连接器端口20A之间传输接地信号，连接器插头22A可以包含耦合到连接器端口20A的金属接地外壳40的金属接地外壳42。

连接器端口20A可以接收带有图3A所示的第一朝向的6针连接器插头22A。在图3A的配置中，连接器端口20A的导电通路可以耦合到连接器插头22A的相对应的导电通路（即，导电通路P1_A可以耦合到导电通路P1_B，导电通路Dx_A可以耦合到导电通路Dx_B，导电通路B_A可以耦合到导电通路B_B，导电通路A_A可以耦合到导电通路A_B，以及导电通路Dy_A可以耦合到导电通路Dy_B）。在此配置中，可以通过导电通路（例如，触点）P1_A和P1_B在连接器端口20A和连接器插头22A之间传输正的电源电压，而导电通路P2_A和P2_B可以保持浮动（即，不被电源电压驱动）。

连接器端口20A可以接收带有图3B所示的第二朝向的6针连接器插头22A。第二朝向可以对应于用户在物理上相对于图3A的朝向将连接器插头22A旋转180度（或反之亦然）。利用第二朝向将连接器插头22A插入到连接器端口20A中可以被称为反转连接器插头22A。在此配置中，连接器端口20A的导电通路可以相对于第一朝向耦合到连接器插头22A的不同的导电通路。如图3B所示，导电通路Dx_A可以耦合到导电通路Dy_B，导电通路B_A可以耦合到导电通路A_B，导电通路A_A可以耦合到导电通路B_B，导电通路Dy_A可以耦合到导电通路Dx_B，以及电源通路P2_A可以耦合到电源通路P1_B，而电源通路P1_A和P2_B可以保持浮动。

取决于连接器插头20B的朝向，连接器端口20A的导电通路可以耦合到连接器插头22A的不同的通路。当连接器插头22A利用第一朝向连接时，电源通路P1_A可以耦合到通路P1_B，而电源通路P2_A可以浮动。当连接器插头22B利用第二朝向连接时，电源通路P1_A可以浮动，而电源通路P2_A可以耦合到通路P1_B。容纳第一连接器插头朝向和第二连接器插头朝向的连接器端口20A可以被称为可逆连接器或支持可逆连接的连接器端口。

诸如30针连接器端口之类的常规连接器端口不支持可逆连接。图4中示出了接收30针连接器插头的常规30针连接器端口100。如图4所示，常规30针连接器端口100包含用于接收接地电压G和来自30针连接器插头102的电源电压Vp的通路。数据信号通过通路104在30针连接器插头和常规连接器端口100之间传输。常规的30针连接器端口100包含反向电压保护电路106、控制电路108，以及过电压保护电路110。反向电压保护电路106针对从30针连接器插头102接收到的负电压Vp（相对于地）提供保护措施（即，反向电压保护电路106防止负电压Vp通过）。控制电路108在反向电压保护电路106的输出端检测电压信号，并利用启用信号来驱动过电压保护电路110，以使反向电压保护电路106的输出通过过电压保护电路110。过电压保护电路110防止（protect against）大电压Vp（即，过电压保护电路110阻止可能会损坏电子组件112的大电压Vp）。常规的连接器端口100将输入电源电压Vp作为输出电源电压Vbus传输到电子组件112。

常规的30针连接器端口100接收带有预定朝向的30针连接器插头。常规的30针连接器端口要求电源信号出现在反向电压保护电路106的输入端，以及要求数据信号出现在通路104上的预定位置。如果常规的30针连接器端口100接收带有不正确朝向的30针连接器插头，则会给电子组件112提供损坏电子组件112的不适当的电源信号。常规的连接器端口包括在物理上防止连接器插头以不正确的朝向插入的机制。

为容纳可逆连接，连接器端口可以检测被插入的连接器插头的朝向并使用检测到的朝向来配置连接器端口电路。在图5的配置中，可以给连接器端口20A提供电源极性检测电路200（此处有时被称为连接器朝向检测电路）和保护电路202A和202B以容纳可逆连接。

连接器端口20A可包括接地电源通路40，该通路40在接地电源节点261为组件280提供电源接地电压。连接器端口20A可以接收匹配连接器（未示出），该连接器提供相对于通过接地供给通路40所提供的接地电源电压的电源电压。接地电源通路40可以由耦合到匹配连接器的相对应的对称接地外壳的对称接地外壳40构成。连接器端口20A可以接收第一朝向和第二朝向的匹配连接器。在第一朝向中，匹配连接器可以通过通路40提供接地电压，以及通过电源通路P1_A提供电源电压。在第二朝向中，匹配连接器可以通过通路40提供接地电压，以及通过电源通路P1_B提供电源电压。

第一分支B1可以由与输入节点250（例如，输入电源节点）和输出节点260之间的电源信号通路相关联的电路（即，与通过反向电压保护电路204A和过电压保护电路206A的信号通路相关联的电路）构成。

保护电路202A可以耦合在输入节点250（例如，输入电源节点）和输出节点260（例如，输出电源节点）之间。输入节点250可以耦合到连接器端口20A的电源通路P1_A。保护电路202A可以包含耦合在输入节点250和中间节点252（例如，中间电源节点）之间的反向电压保护电路204A。保护电路202A可以包含耦合在输出节点260和中间节点252之间的过电压保护电路206A。

反向电压保护电路204A可包括并联地耦合在输入节点250和中间节点252之间的二极管D1A和晶体管P1A（例如，p型晶体管）。反向电压保护电路204A可包括输入控制节点254，通过该输入控制节点254，可以向晶体管P1A的栅极提供控制信号（例如，由电源极性检测电路200所提供的P1_DIS控制信号）。二极管D2A（例如，带有理想的反向击穿电压的齐纳二极管或其他二极管）可以耦合在中间节点252和控制节点254之间。电阻器R1A可以耦合在控制节点254和接地端子之间。

过电压保护电路206A可包括耦合在输出节点260和中间节点252之间的二极管D3A和n型晶体管N1A。可以通过晶体管N1A的栅极给过电压保护电路206A提供控制信号（例如，可以由电源极性检测电路200向晶体管N1A的栅极提供P1_EN控制信号）。

第二分支B2可以由与输入节点270（例如，输入电源节点）和输出节点260之间的信号通路相关联的电路（即，与通过反向电压保护电路204B和过电压保护电路206B的信号通路相关联的电路）构成。

保护电路202B可以耦合在输入节点270和输出节点260之间。输入节点270可以耦合到连接器端口20A的电源通路P2_A。保护电路202B可以包含耦合在输入节点270和中间节点272之间的反向电压保护电路204B。保护电路202B可以包含耦合在输出节点260和中间节点272（例如，中间电源节点）之间的过电压保护电路206B。

反向电压保护电路204B可包括并联地耦合在输入节点270和中间节点272之间的二极管D1B和晶体管P1B（例如，p型晶体管）。反向电压保护电路204B可包括输入控制节点274，通过该输入控制节点274，可以向晶体管P1B的栅极提供控制信号（例如，由电源极性检测电路200所提供的P2_DIS控制信号）。二极管D2B（例如，齐纳二极管）可以耦合在中间节点272和控制节点274之间。电阻器R1B可以耦合在控制节点274和接地端子之间。

过电压保护电路206B可包括耦合在输出节点260和中间节点272之间的二极管D3B和n型晶体管N1B。可以通过晶体管N1B的栅极给过电压保护电路206B提供控制信号（例如，可以由电源极性检测电路200向晶体管N1B的栅极提供P2_EN控制信号）。

第一和第二分支可以提供通路，通过这些通路，电源电压可以从端口P1_A或P2_A传输到耦合到输出节点260的其他组件280（例如，诸如处理电路、存储电路、通信电路之类的组件，或电子设备10的其他组件）。为确保正常操作，组件280可以要求预定范围内的电源电压（例如，4.25V和6V之间的电源电压）。反向电压保护电路204和过电压保护电路206可以针对超出预定电压范围的电源电压提供保护措施。

每一个分支的反向电压保护电路204都可以针对负的电压提供保护措施。例如，p型晶体管P1A的栅极可以通过电阻器R1A连接到地，以当输入节点250处的电压小于零（即，源极-栅极电压可能不足以激活晶体管P1A）时防止电流流过晶体管P1A。在负输入电压时，二极管D1A可以被反向偏压，并防止输入节点250和中间节点252之间的电流流动。

每一个分支的过电压保护电路206可以针对大于预定电压范围的电源电压提供保护措施。例如，如果通过电源通路P1_A向输入节点250提供大输入电压（例如，大于预定电压范围的电压），二极管D1A可以被正向偏压，并将输入电压从输入节点250传输到中间节点252。过电压保护电路206A可以防止大输入电压被传输到输出节点260。为防止大输入电压被传输到输出节点260，可以给晶体管N1A的栅极提供适当的电压（例如，0V），该电压防止电流在中间节点252和输出节点260之间流动（即，可以给n型晶体管N1A的栅极提供0V的电压，以便栅极-源极电压不足以激活晶体管N1A）。

可以由功率保护电路200向过电压保护电路206提供控制信号，以防止零和预定电压范围的下端之间的电源电压（例如，防止不足以适当地为组件280供电的电源电压）。在这些电压，二极管D3A可以被反向偏压，以及中间节点252和输出节点260之间的电流流动可以由n型晶体管N1A确定（例如，二极管D3A可以被由电源通路P1_A所提供的2V的输入电压反向偏压）。为防止在这些电压时的电流流动，可以给晶体管N1A的栅极提供适当的电压（例如，0V），以便晶体管N1A的栅极-源极电压不足以激活晶体管N1A。

具有用于激活晶体管N1A和去激活晶体管N1A的不同的阈值电压是理想的。例如，向晶体管N1A的栅极提供当电源电压大于4.25V时激活晶体管N1A而当电源电压小于2.8V时去激活晶体管N1A的控制信号是理想的。

齐纳二极管D2A和D2B可以保护相应的晶体管P1A和P1B免受大输入电压的损坏。例如，如果输入端P1_A处的电源电压大于预定电压范围，则p型晶体管P1A的源极-栅极电压可以由齐纳二极管D2A的反向击穿电压来确定。齐纳二极管D2A的使用可以通过限制跨晶体管P1A的源极端子和晶体管P1A的栅极端子的最大电压降来保护晶体管P1A。

操作分支B1的保护电路202A的原理适用于分支B2的保护电路202B。应该理解，在电源电压被提供到输入节点270的情况下（例如，在连接器插头22A以相反朝向连接，且电源通路P1_B被耦合到电源通路P2_A而不是电源通路P1_A的情况下），保护电路202B可以以与保护电路202A相同的方式操作，以提供电压保护。

控制信号可以通过电源极性检测电路200被提供到过电压保护电路和反向电压保护电路。电源极性检测电路200可以将输出控制信号P1_EN提供到分支1的晶体管N1A的栅极，将P1_DIS提供到分支1的控制节点254，将P2_EN提供到分支2的晶体管N1B的栅极，并将P2_DIS提供到分支2的控制节点274。电源极性检测电路200可以具有耦合到电源通路P1_A和P2_A的输入端。

当没有辅助装置30连接到电子设备10时（例如，当没有连接器插头22A耦合到连接器端口20A），电源极性检测电路200可以将P1_EN和P2_EN控制信号设置为接地电压，以及将P1_DIS和P2_DIS控制信号设置为高阻抗（HiZ）。通过将P1_EN和P2_EN控制信号设置为接地电压，分支1的晶体管N1A和分支2的晶体管N1B可以被禁用。通过将P1_DIS和P2_DIS控制信号设置为高阻抗（例如，通过断开P1_DIS和P2_DIS控制信号），可以由齐纳二极管D2A的击穿电压（在高输入电压）和接地电阻器R1A来确定晶体管P1A的栅极电压，以及可以由齐纳二极管D2B的击穿电压和接地电阻器R1B来确定晶体管P1B的栅极电压。

当提供有效电源电压（例如，在电子设备10的正常操作电压范围内的电源电压）的辅助装置30连接到电子设备10时，电源极性检测电路200可以执行图6所示出的流程图的步骤。

在步骤302中，电源极性检测电路200可以检测第一分支上的电源电压。例如，电源极性检测电路200可以使用比较器电路来确定是否在到分支B1的通路P1_A上提供电源电压，或者是否在到分支B2的通路P2_A上提供电源电压。

在步骤304中，电源极性检测电路可以响应于检测到第一分支的电源电压，将禁用信号驱动到相对的分支。例如，如果在通路P1_A上检测到带有电压5V的电源电压，则电源极性检测电路可以将带有电压5V的P2_DIS控制信号提供到输入节点274。通过给输入节点274提供5V控制信号，晶体管P1B可以被去激活（即，晶体管P1B的源极-栅极电压可以小于晶体管P1B的激活电压阈值）。

响应于检测到分支的电源电压，电源极性检测电路200可以激活电荷泵电路。电荷泵电路可以提供相对于检测到的电源电压的增高电压，该增高电压可以被用来驱动晶体管N1A或晶体管N1B的输入栅极。例如，如果在步骤302中在到分支B1的输入端处检测到5V电源电压，那么电荷泵电路可以提供增高电压，该增高电压等于5V输入电源电压加晶体管N1B的激活阈值电压（例如，6V）。

电荷泵电路可能需要时间才能稳定（即，稳定由电荷泵电路所产生的增高电压需要时间）。在步骤306中，在稳定电荷泵电路输出之后，第一分支可以被启用（例如，通过发送P1_EN），以使电源电压被传输到电子设备10的其他组件。例如，如果在步骤302中在到分支B1的输入端处检测到预定操作范围内的电源电压，那么二极管D1A和晶体管P1A可以将电源电压传输到中间节点252。在稳定电荷泵电路之后，晶体管N1A可以被增高电压激活，以及电源电压可以从中间节点252传输到输出节点260。

通过在步骤304中禁用相对的分支，可以针对不希望有的电流流动通过相对的分支提供保护措施。例如，当输出电压通过第一分支（例如，分支B1）被传输到输出节点260时，输出电压可以被传输到相对的分支的中间节点272（即，输出节点260处的正的电源电压可以正向偏压二极管D3B，并通过二极管D3B传输到分支B2的中间节点272）。被禁用的晶体管P1B可以防止不希望有的电流从中间节点流动到输入节点270。

根据一个实施例，提供了耦合在电气组件和第一连接器中的第一和第二触点之间的连接器端口功率保护电路，以及所述第一连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点的第二连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点耦合到所述第三触点，而所述第二触点连接到所述第四触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点耦合到所述第四触点，而所述第二触点连接到所述第三触点，包括耦合在所述第一触点和所述电气组件之间的第一电路分支；耦合在所述第二触点和所述电气组件之间的第二电路分支；以及耦合到所述第一和第二连接器触点的连接器朝向检测电路，所述连接器朝向检测电路向所述第一和第二电路分支提供控制信号，使得所述第一电路分支响应于检测到所述第一朝向而将所述第一触点与所述电气组件分离，以及使得所述第二电路分支响应于检测到所述第二朝向而将所述第二触点与所述电气组件分离。

根据另一实施例，所述连接器端口功率保护电路还包括耦合到电源节点和所述电气组件的接地节点，所述第一电路分支包括耦合在所述第一触点和所述电源节点之间的第一反向电压保护电路，以及所述第二电路分支包括耦合在所述第二触点和所述电源节点之间的第二反向电压保护电路。

根据另一实施例，所述第一电路分支包括耦合在所述第一触点和所述电源节点之间的第一过压保护电路，以及所述第二电路分支包括耦合在所述第二触点和所述电源节点之间的第二过压保护电路。

根据另一实施例，所述第一电路分支包括第一中间节点，所述第一过压保护电路耦合在所述电源节点和所述第一中间节点之间，所述第一反向电压保护电路耦合在所述第一中间节点和所述第一触点之间，所述第二电路分支包括第二中间节点，所述第二过压保护电路耦合在所述电源节点和所述第二中间节点之间，以及所述第二反向电压保护电路耦合在所述第二中间节点和所述第二触点之间。

根据另一实施例，所述连接器端口功率保护电路还包括控制信号通路，所述连接器朝向检测电路通过所述控制信号通路给所述第一和第二过压保护电路以及所述第一和第二反向电压保护电路提供控制信号。

根据另一实施例，所述第一反向电压保护电路具有耦合到所述第一触点的第一端子，从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的第二端子，以及耦合到所述第一中间节点的第三端子，耦合在所述第一中间节点和所述第一触点之间的二极管并且所述二极管被配置成当所述第一触点具有比所述第一中间节点低的电压时阻止电流流动，以及其中，所述第二反向电压保护电路具有耦合到所述第二触点的第一端子，从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的第二端子，以及耦合到所述第二中间节点的第三端子，耦合在所述第二中间节点和所述第二触点之间的二极管并且所述二极管被配置成当所述第二触点具有比所述第二中间节点低的电压时阻止电流流动。

根据另一实施例，所述第一反向电压保护电路还包括耦合在所述第一触点和所述第一中间节点之间的并且从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的晶体管，以及所述第二反向电压保护电路还包括耦合在所述第二触点和所述第二中间节点之间的并且从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的晶体管。

根据另一实施例，所述第一反向电压保护电路还包括耦合在所述第一反向电压保护电路的所述第二和第三端子之间的齐纳二极管，以及所述第二反向电压保护电路还包括耦合在所述第二反向电压保护电路的所述第二和第三端子之间的齐纳二极管。

根据另一实施例，所述第一过压保护电路具有耦合在所述第一中间节点和所述电源节点之间的二极管，以及所述第二过压保护电路具有耦合在所述第二中间节点和所述电源节点之间的二极管。

根据另一实施例，所述第一过压保护电路具有耦合在所述第一中间节点和所述电源节点之间的晶体管，以及所述第二过压保护电路具有耦合在所述第二中间节点和所述电源节点之间的晶体管。

根据一个实施例，提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述任意一个实施例中的连接器端口功率保护电路。

根据一个实施例，提供了一种保护通过保护电路耦合到连接器的内部器件组件的方法，所述连接器可操作接收处于第一和第二朝向的匹配连接器，所述方法包括，利用所述连接器来接收所述匹配连接器，利用连接器朝向检测电路来监测所述连接器端口，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第一分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向而阻止电流流动，以及使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第二分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向而阻止电流流动。

根据另一实施例，所述连接器具有第一和第二触点，所述第一分支耦合在所述第一触点和所述内部器件组件之间，所述第二分支耦合在所述第二触点和所述内部器件组件之间，以及监测连接器端口包括利用所述连接器朝向检测电路来监测所述第一和第二触点上的电压。

根据另一实施例，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第一分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向而阻止电流流动包括：控制所述第一分支中的反向电压保护电路中的晶体管，以及使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第二分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第二朝向而阻止电流流动包括：控制所述第二分支中的反向电压保护电路中的晶体管。

根据另一实施例，所述方法还包括：响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的所述第二分支在所述第二触点和所述内部器件组件之间传递电流，以及响应于检测到匹配连接器处于所述第二朝向，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的所述第一分支在所述第一触点和所述内部器件组件之间传递电流。

根据一个实施例，提供了一种耦合在电子设备中的连接器和所述电子设备中的内部器件组件之间的保护电路，并且所述连接器具有至少第一和第二触点以及接地触点，所述连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点以及匹配接地触点的匹配连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点连接到所述第三触点，所述第二触点连接到所述第四触点，以及所述接地触点连接到所述匹配接地触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点连接到所述第四触点，所述第二触点连接到所述第三触点，以及所述接地触点连接到所述匹配接地触点，所述保护电路包括：被配置成向所述内部器件组件供应电力的电源节点和接地节点，其中，所述接地节点耦合到所述接地触点；耦合在所述电源节点和所述第一触点之间的第一保护电路分支；耦合在所述电源节点和所述第二触点之间的第二保护电路分支；以及耦合到所述第一和第二触点并被配置成检测所述匹配连接器具有所述第一朝向还是所述第二朝向的连接器朝向检测电路，以及所述连接器朝向检测电路向所述第一和第二电路分支提供控制信号。

根据另一实施例，所述第一和第二保护电路分支各自都包括相对应的过压保护电路。

根据另一实施例，所述第一和第二保护电路分支各自都包括相对应的反向电压保护电路。

根据另一实施例，所述连接器朝向检测电路被配置成：生成指示所述第一保护电路分支响应于检测到匹配连接器处于所述第一朝向来阻止电流流过所述第一连接器的控制信号；以及生成指示所述第二保护电路分支响应于检测到匹配连接器处于所述第二朝向来阻止电流流过所述第二连接器的控制信号。

根据另一实施例，所述第一保护电路分支包括至少两个晶体管，以及其中，所述第二保护电路分支包括至少两个晶体管。

根据另一实施例，除了所述接地触点之外，所述连接器还包括六个触点，以及所述六个触点包括所述第一和第二触点。

根据一个实施例，提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述任意一个实施例中的保护电路。

前述的内容只说明了本发明的原理，并且在不偏离本发明的范围和精神的情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改方案。可以分别地或以任何组合来实现前述的实施例。

Claims (32)

1.一种耦合在电气组件与第一连接器的第一触点之间以及耦合在所述电气组件与第一连接器的第二触点之间的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点的第二连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点耦合到所述第三触点，而所述第二触点连接到所述第四触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点耦合到所述第四触点，而所述第二触点连接到所述第三触点，所述连接器端口功率保护电路包括：

耦合在所述第一触点和所述电气组件之间的第一电路分支；

耦合在所述第二触点和所述电气组件之间的第二电路分支；以及

耦合到所述第一和第二触点的连接器朝向检测电路，其中，所述连接器朝向检测电路监测所述第一和第二触点上的电压，并且响应于所监测的电压向所述第一和第二电路分支提供控制信号，使得所述第一电路分支响应于检测到所述第一朝向而将所述第一触点与所述电气组件分离，以及使得所述第二电路分支响应于检测到所述第二朝向而将所述第二触点与所述电气组件分离。

2.如权利要求1所述的连接器端口功率保护电路，还包括电源节点和耦合到所述电气组件的接地节点，其中，所述第一电路分支包括耦合在所述第一触点和所述电源节点之间的第一反向电压保护电路，以及其中，所述第二电路分支包括耦合在所述第二触点和所述电源节点之间的第二反向电压保护电路。

3.如权利要求2所述的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一电路分支包括耦合在所述第一触点和所述电源节点之间的第一过压保护电路，以及其中，所述第二电路分支包括耦合在所述第二触点和所述电源节点之间的第二过压保护电路。

4.如权利要求3所述的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一电路分支包括第一中间节点，其中，所述第一过压保护电路耦合在所述电源节点和所述第一中间节点之间，其中，所述第一反向电压保护电路耦合在所述第一中间节点和所述第一触点之间，其中，所述第二电路分支包括第二中间节点，其中，所述第二过压保护电路耦合在所述电源节点和所述第二中间节点之间，以及其中，所述第二反向电压保护电路耦合在所述第二中间节点和所述第二触点之间。

5.如权利要求4所述的连接器端口功率保护电路，还包括控制信号通路，所述连接器朝向检测电路通过所述控制信号通路给所述第一和第二过压保护电路以及所述第一和第二反向电压保护电路提供控制信号。

6.如权利要求4所述的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一反向电压保护电路具有耦合到所述第一触点的第一端子，从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的第二端子，以及耦合到所述第一中间节点的第三端子，耦合在所述第一中间节点和所述第一触点之间的二极管，其中，所述耦合在所述第一中间节点和所述第一触点之间的二极管被配置成当所述第一触点具有比所述第一中间节点低的电压时阻止电流流动，以及其中，所述第二反向电压保护电路具有耦合到所述第二触点的第一端子，从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的第二端子，以及耦合到所述第二中间节点的第三端子，耦合在所述第二中间节点和所述第二触点之间的二极管，其中，所述耦合在所述第二中间节点和所述第二触点之间的二极管被配置成当所述第二触点具有比所述第二中间节点低的电压时阻止电流流动。

7.如权利要求4所述的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一反向电压保护电路还包括耦合在所述第一触点和所述第一中间节点之间的并且从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的晶体管，以及其中，所述第二反向电压保护电路还包括耦合在所述第二触点和所述第二中间节点之间的并且从所述连接器朝向检测电路接收控制信号的晶体管。

8.如权利要求6所述的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一反向电压保护电路还包括耦合在所述第一反向电压保护电路的所述第二和第三端子之间的齐纳二极管，以及其中，所述第二反向电压保护电路还包括耦合在所述第二反向电压保护电路的所述第二和第三端子之间的齐纳二极管。

9.如权利要求4所述的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一过压保护电路具有耦合在所述第一中间节点和所述电源节点之间的二极管，以及其中，所述第二过压保护电路具有耦合在所述第二中间节点和所述电源节点之间的二极管。

10.如权利要求9所述的连接器端口功率保护电路，其中，所述第一过压保护电路具有耦合在所述第一中间节点和所述电源节点之间的晶体管，以及其中，所述第二过压保护电路具有耦合在所述第二中间节点和所述电源节点之间的晶体管。

11.一种电子设备，包括如权利要求1-10中任何一个权利要求所述的连接器端口功率保护电路。

12.一种保护通过保护电路耦合到连接器的内部器件组件的方法，所述连接器可操作接收处于第一和第二朝向的匹配连接器，所述方法包括：

利用所述连接器来接收所述匹配连接器；

利用连接器朝向检测电路来监测所述连接器；

使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第一分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向而阻止电流流动；以及

使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第二分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第二朝向而阻止电流流动，

其中，所述连接器具有第一和第二触点，其中，所述第一分支耦合在所述第一触点和所述内部器件组件之间，其中，所述第二分支耦合在所述第二触点和所述内部器件组件之间，以及其中，监测所述连接器包括利用所述连接器朝向检测电路来监测所述第一和第二触点上的电压。

13.如权利要求12所述的方法，其中，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第一分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向而阻止电流流动包括：控制所述第一分支中的反向电压保护电路中的晶体管，以及其中，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的第二分支，以响应于检测到所述匹配连接器处于所述第二朝向而阻止电流流动包括：控制所述第二分支中的反向电压保护电路中的晶体管。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：

响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的所述第二分支在所述第二触点和所述内部器件组件之间传递电流；以及

响应于检测到所述匹配连接器处于所述第二朝向，使用所述连接器朝向检测电路以指示所述保护电路的所述第一分支在所述第一触点和所述内部器件组件之间传递电流。

15.一种耦合在电子设备中的连接器和所述电子设备中的内部器件组件之间的保护电路，其中，所述连接器具有至少第一和第二触点以及接地触点，其中，所述连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点以及匹配接地触点的匹配连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点连接到所述第三触点，所述第二触点连接到所述第四触点，以及所述接地触点连接到所述匹配接地触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点连接到所述第四触点，所述第二触点连接到所述第三触点，以及所述接地触点连接到所述匹配接地触点，所述保护电路包括：

被配置成向所述内部器件组件供应电力的电源节点和接地节点，其中，所述接地节点耦合到所述接地触点；

耦合在所述电源节点和所述第一触点之间的第一保护电路分支；

耦合在所述电源节点和所述第二触点之间的第二保护电路分支；以及

耦合到所述第一和第二触点并被配置成检测所述匹配连接器具有所述第一朝向还是所述第二朝向的连接器朝向检测电路，其中，所述连接器朝向检测电路向所述第一和第二电路分支提供控制信号，

其中，所述第一和第二保护电路分支各自都包括相对应的过压保护电路和相对应的反向电压保护电路，

其中，所述连接器朝向检测电路经由控制信号通路向过压保护电路和反向电压保护电路提供控制信号。

16.一种电子设备，包括如权利要求15所述的保护电路。

17.一种耦合在电子设备中的连接器和所述电子设备中的内部器件组件之间的保护电路，其中，所述连接器具有至少第一和第二触点以及接地触点，其中，所述连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点以及匹配接地触点的匹配连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点连接到所述第三触点，所述第二触点连接到所述第四触点，以及所述接地触点连接到所述匹配接地触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点连接到所述第四触点，所述第二触点连接到所述第三触点，以及所述接地触点连接到所述匹配接地触点，所述保护电路包括：

被配置成向所述内部器件组件供应电力的电源节点和接地节点，其中，所述接地节点耦合到所述接地触点；

耦合在所述电源节点和所述第一触点之间的第一保护电路分支；

耦合在所述电源节点和所述第二触点之间的第二保护电路分支；以及

耦合到所述第一和第二触点并被配置成检测所述匹配连接器具有所述第一朝向还是所述第二朝向的连接器朝向检测电路，其中，所述连接器朝向检测电路监测所述第一和第二触点上的电压，并且响应于所监测的电压向所述第一和第二电路分支提供控制信号，

其中，所述连接器朝向检测电路被配置成：

生成指示所述第一保护电路分支响应于检测到所述匹配连接器处于所述第一朝向来阻止电流流过所述第一连接器的控制信号；以及

生成指示所述第二保护电路分支响应于检测到所述匹配连接器处于所述第二朝向来阻止电流流过所述第二连接器的控制信号。

18.如权利要求17所述的保护电路，其中，所述第一保护电路分支包括至少两个晶体管，以及其中，所述第二保护电路分支包括至少两个晶体管。

19.如权利要求18所述的保护电路，其中，除了所述接地触点之外，所述连接器还包括六个触点，以及其中，所述六个触点包括所述第一和第二触点。

20.一种电子设备，包括如权利要求17-19中任何一个权利要求所述的保护电路。

21.一种电子设备，包括：

耦合在电气组件与第一连接器的第一触点之间以及耦合在所述电气组件与所述第一连接器的第二触点之间的保护电路，其中，所述第一连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点的第二连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点耦合到所述第三触点，而所述第二触点连接到所述第四触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点耦合到所述第四触点，而所述第二触点连接到所述第三触点，所述保护电路包括：

耦合在所述第一触点和所述电气组件之间的第一保护电路；

耦合在所述第二触点和所述电气组件之间的第二保护电路；以及

耦合到所述第一和第二触点的连接器朝向检测电路，

其中，所述连接器朝向检测电路向所述第一和第二保护电路提供控制信号，使得所述第一保护电路和所述第二保护电路每个都响应于检测到所述第一朝向或所述第二朝向而处于第一状态或第二状态。

22.如权利要求21所述的电子设备，其中，所述第一保护电路响应于检测到所述第一朝向而处于所述第一状态且所述第一保护电路响应于检测到所述第二朝向而处于所述第二状态，并且所述第二保护电路响应于检测到所述第一朝向而处于所述第二状态且所述第二保护电路响应于检测到所述第二朝向而处于所述第一状态。

23.如权利要求21所述的电子设备，其中，所述第一保护电路响应于检测到所述第一朝向而打开且所述第一保护电路响应于检测到所述第二朝向而闭合，并且所述第二保护电路响应于检测到所述第一朝向而闭合且所述第二保护电路响应于检测到所述第二朝向而打开。

24.如权利要求21所述的电子设备，其中，所述第一保护电路和所述第二保护电路每个都包括MOSFET晶体管。

25.一种电子设备，包括耦合在所述电子设备中的连接器和所述电子设备中的内部器件组件之间的保护电路，其中，所述连接器具有至少第一和第二触点，并且其中，所述连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点的匹配连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点连接到所述第三触点，而所述第二触点连接到所述第四触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点连接到所述第四触点，而所述第二触点连接到所述第三触点，所述电子设备还包括：

被配置成向所述内部器件组件供应电力的电源节点；

耦合在所述电源节点和所述第一触点之间的第一分支；

耦合在所述电源节点和所述第二触点之间的第二分支；以及

耦合到所述第一和第二触点并被配置成检测所述匹配连接器具有所述第一朝向还是所述第二朝向的连接器朝向检测电路，其中，所述连接器朝向检测电路向所述第一和第二分支提供控制信号。

26.如权利要求25所述的电子设备，其中，所述第一分支响应于检测到所述第一朝向而处于第一状态且所述第一分支响应于检测到所述第二朝向而处于第二状态，并且所述第二分支响应于检测到所述第一朝向而处于第二状态且所述第二分支响应于检测到所述第二朝向而处于第一状态。

27.如权利要求25所述的电子设备，其中，所述第一分支响应于检测到所述第一朝向而打开且所述第一分支响应于检测到所述第二朝向而闭合，并且所述第二分支响应于检测到所述第一朝向而闭合且所述第二分支响应于检测到所述第二朝向而打开。

28.如权利要求25所述的电子设备，其中，所述第一分支和所述第二分支每个都包括MOSFET晶体管。

29.一种电子设备，包括：

具有第一和第二触点的第一连接器，其中，所述第一连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点的第二连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点耦合到所述第三触点，而所述第二触点连接到所述第四触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点耦合到所述第四触点，而所述第二触点连接到所述第三触点；

耦合到所述第一连接器的第一保护电路；

耦合到所述第一连接器的第二保护电路；以及

耦合到所述第一和第二触点并被配置成检测所述匹配连接器具有所述第一朝向还是所述第二朝向的连接器朝向检测电路，其中，所述连接器朝向检测电路向所述第一和第二保护电路提供控制信号。

30.如权利要求29所述的电子设备，其中，所述第一保护电路耦合到所述第一触点，并且所述第二保护电路耦合到所述第二触点。

31.一种电子设备，包括：

具有第一和第二触点的第一连接器，其中，所述第一连接器被配置成以第一朝向和第二朝向与具有第三和第四触点的第二连接器匹配，在所述第一朝向中，所述第一触点耦合到所述第三触点，而所述第二触点连接到所述第四触点，以及在所述第二朝向中，所述第一触点耦合到所述第四触点，而所述第二触点连接到所述第三触点；

耦合到所述第一触点的第一保护电路；

耦合到所述第二触点的第二保护电路；以及

耦合到所述第一连接器并被配置成检测匹配连接器具有所述第一朝向还是所述第二朝向的连接器朝向检测电路，其中，所述连接器朝向检测电路向所述第一和第二保护电路提供控制信号。

32.如权利要求31所述的电子设备，其中，所述连接器朝向检测电路耦合到所述第一触点和所述第二触点。