CN103365817A

CN103365817A - 一种通用串行总线usb电路及终端

Info

Publication number: CN103365817A
Application number: CN2013103062611A
Authority: CN
Inventors: 王海涛; 宋宝玉
Original assignee: Shenzhen Jinli Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Jinli Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-07-19
Also published as: CN103365817B

Abstract

本发明实施例公开了一种通用串行总线USB电路，包括用于给所述电路提供充电电流的充电接口，以及用于当所述充电电流方向相反时调整所述充电电流方向的转换器，其中，所述充电接口与所述转换器相连接。本发明实施例具有实现USB正、反插均能充电。

Description

一种通用串行总线USB电路及终端

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种通用串行总线USB电路及终端。

背景技术

USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。当今用于数据传输与数据交换的外设接口中，通用串行总线接口(USB)无疑是在计算机及周边电子消费品领域应用最为广泛的接口之一。计算机周边外设绝大多通过USB连接计算机进行数据传输与交换，如鼠标、键盘，U盘、打印机，手机、相机等等。现有手机充电是通过USB线连接手机和充电器，当USB插口反向连接时，不能对手机进行充电，严重的还会烧坏充电电路。

发明内容

本发明实施例提供一种通用串行总线USB电路,实现了USB插口反向连接即充电接口提供的充电电流方向相反时，也可通过USB插口进行充电。

本发明实施例提供了一种通用串行总线USB电路，包括用于给所述电路提供充电电流的充电接口，以及用于当所述充电电流方向相反时调整所述充电电流方向的转换器，其中，所述充电接口与所述转换器相连接。

一种终端，包括用于给所述电路提供充电电流的充电接口，以及用于当所述充电电流方向相反时调整所述充电电流方向的转换器，其中，所述充电接口与所述转换器相连接。

本发明实施例提供的充电电路，包括充电接口和转换器，当充电接口提供的充电电流方向相反时，可通过转换器调整充电电流方向，实现了USB插口反向连接即充电接口提供的充电电流方向相反时，也可通过USB插口进行充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的USB接口示意图；

图2是本发明实施例一种通用串行总线USB电路的原理方框图；

图3是本发明实施例一种通用串行总线USB电路的电路原理图；

图4是本发明实施例一种终端的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有手机充电是通过4线USB线连接手机和充电器，USB线连接手机端为5脚的USB连接器，由第1脚至第5脚依次为VBUS（充电电源信号）、D-（数据负极）、D+（数据正极）、NC（无信号）、GND（电源地），充电时电流由VBUS流入手机内部的充电电路，流入电池正极，由电池负极流出，流入USB接口的GND脚，由GND返回充电器，形成充电回路，为电池充电。通过VBUS、D-、D+、GND四个管脚实现手机的电脑的数据交互。USB接口一般为梯形设计，防止反向。如图1所示。

目前的手机USB接口充电方案，手机上USB接口的5个管脚定义必须是固定的，USB线不能反向插入，但是如果长期插拔，接口可能出现变形，则可能出现反向插入，就会出现VBUS和GND反接的现象，也就是正负极反接的现象，此时不能对手机进行充电，严重的还会烧坏充电电路；接口反向插入后，D-和NC脚也会是互相相反的方向，同时也造成USB不能传输数据的现象。

请参考图2，一种通用串行总线USB电路，包括用于给所述电路提供充电电流的充电接口110，以及用于当所述充电电流方向相反时调整所述充电电流方向的转换器120，其中，所述充电接口110与所述转换器120相连接。例如，如图3所示，所述USB充电接口电路包括USB接口的第1脚和第5脚；USB接口第1脚与USB充电接口电路输出端正极连接；USB接口第5脚与USB充电接口电路输出端负极连接。

所述转换器120包括输出端、正极输入端、负极输入端以及充电切换装置，当负极输入端与正极输入端互换时，所述充电切换装置将使输出端电压保持不变。

例如，如图3所示，所述转换器充电切换装置电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；第二二极管正极分别与转换器负极输入端以及第四二极管负极连接；第一二极管正极分别与转换器正极输入端以及第三二极管负极连接；第二二极管负极分别与转换器输出端以及第一二极管负极连接；第四二极管正极分别与电源地以及第三二极管正极连接。

当USB正常插入时，USB接口第1脚VBUS+为充电器正极，电流由USB接口第1脚VBUS+流入，经过D1到达D4正极VCHG，供给充电电路，再由GND流过D6到达USB接口第5脚VBUS-，流入充电器负极形成充电回路。

当USB反向插入时，VBUS+与VBUS-互换，USB接口第5脚VBUS-为充电器正极，电流由VBUS-流入，经过D3到达D4正极VCHG，供给充电电路，再由GND流过D5到达USB接口第1脚BUS+，流入充电器负极形成充电回路。从而实现了当负极输入端与正极输入端互换时，所述充电切换装置将使输出端电压保持不变。

可选的，所述电路进一步还包括数据接口130，所述数据接口与所述转换器120相连接，当所述充电电流方向相反时，所述转换器用于调整所述数据信号的电压方向。

所述转换器120包括正极数据输入端、负极数据输入端、正极数据输出端、负极数据输出端以及数据切换装置，当所述充电电流方向相反时，所述数据切换装置将正极数据输出端与负极数据输出端互换。

例如，如图3所示，所述USB数据接口电路包括USB接口的第2脚和第4脚；USB接口第2脚与USB数据接口电路第一输出端连接；USB接口第4脚与USB数据接口电路第二输出端连接；所述转换器数据切换装置电路转换芯片，第五二极管，第一电阻和第二电阻，第一电容；转换芯片第1脚与转换器电路第一数据输入端连接；转换芯片第2脚与转换器电路第二数据输入端连接；转换芯片第3脚分别与转换芯片第7脚以及转换器电路第一数据输出端连接；转换芯片第4脚分别与转换芯片第8脚以及数据线信号第二数据输出端连接；转换芯片第5脚分别与转换芯片第6脚第一电阻一端、第一电容一端以及电源地连接；转换芯片第9脚分别与第一电阻另一端以及第二电阻另一端连接；转换芯片第10脚分别与第五二极管负极以及第一电容另一端连接；第二电阻另一端与转换器电路第一电源输入端连接；第五二极管正极与转换器电路第二电源输入端连接。转换芯片第9脚为模拟开关切换的控制管脚，当USB正向插入时，VBUS+为高电平，转换芯片第9脚为高电平，则转换芯片的第1脚与第3脚连通，第2脚与第4脚连通，即USB_D-与USB_DM连通，USB_D-1与ID连通，USB_DM和USB_DP直接连接至终端CPU的USB模块，与外接设备进行数据交互。

当USB反向插入时，VBUS+为低电平，转换芯片第9脚为低电平，则转换芯片的第1脚与第8脚连通，第2脚与第7脚连通，即USB_D-与ID连通，USB_D-1与USB_DM连通，USB_DM和USB_DP直接连接至终端CPU的USB模块，与外接设备进行数据交互。从而实现了当所述充电电流方向相反时，所述数据切换装置将正极数据输出端与负极数据输出端互换。

其中，模拟开关的转换逻辑见下表。

所述第一二极管型号为RB400VA-50，第二二极管型号为RB400VA-50，第三二极管型号为RB400VA-50，第四二极管型号为RB400VA-50。

如图4所示，是本发明实施例一种终端的结构示意图，本发明提供的终端，包括通用串行总线USB电路10，中央处理器（CPU，Central Processing Unit）20，USB电路10与中央处理器20连接，其中，通用串行总线USB电路10可以包括充电接口110、转换器120以及数据接口130，充电接口110与转换器120连接，数据接口130与转换器120连接。中央处理器20用于处理通过USB电路输入/输出的电流或数据。

本发明实施例提供的终端包括但不局限于：手机、数码相机、摄像机或MP3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3）等支持USB电路的设备。

具体的，通用串行总线USB电路10可以包括用于给所述电路提供充电电流的充电接口110，以及用于当所述充电电流方向相反时调整所述充电电流方向的转换器120，其中，所述充电接口与所述转换器相连接。

可选的，所述终端进一步还包括数据接口130，所述数据接口130与所述转换器120相连接，当所述充电电流方向相反时，所述转换器用于调整所述数据信号的电压方向。

例如，如图3所示，所述USB数据接口电路包括USB接口的第2脚和第4脚；USB接口第2脚与USB数据接口电路第一输出端连接；USB接口第4脚与USB数据接口电路第二输出端连接；所述转换器数据切换装置电路包括转换芯片，第五二极管，第一电阻和第二电阻，第一电容；转换芯片第1脚与转换器电路第一数据输入端连接；转换芯片第2脚与转换器电路第二数据输入端连接；转换芯片第3脚分别与转换芯片第7脚以及转换器电路第一数据输出端连接；转换芯片第4脚分别与转换芯片第8脚以及数据线信号第二数据输出端连接；转换芯片第5脚分别与转换芯片第6脚第一电阻一端、第一电容一端以及电源地连接；转换芯片第9脚分别与第一电阻另一端以及第二电阻另一端连接；转换芯片第10脚分别与第五二极管负极以及第一电容另一端连接；第二电阻另一端与转换器电路第一电源输入端连接；第五二极管正极与转换器电路第二电源输入端连接。转换芯片第9脚为模拟开关切换的控制管脚，当USB正向插入时，VBUS+为高电平，转换芯片第9脚为高电平，则转换芯片的第1脚与第3脚连通，第2脚与第4脚连通，即USB_D-与USB_DM连通，USB_D-1与ID连通，USB_DM和USB_DP直接连接至终端CPU的USB模块，与外接设备进行数据交互。

其中，模拟开关的转换逻辑见下表。

本发明能够达到实现USB正、反插均能充电，并均能进行USB数据交互，并且元器件少，电路简单，成本低廉。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种通用串行总线USB电路，其特征在于，包括用于给所述电路提供充电电流的充电接口，以及用于当所述充电电流方向相反时调整所述充电电流方向的转换器，其中，所述充电接口与所述转换器相连接。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述转换器包括输出端、正极输入端、负极输入端以及充电切换装置，当负极输入端与正极输入端互换时，所述充电切换装置将使输出端电压保持不变。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路包括数据接口，所述数据接口与所述转换器相连接，当所述充电电流方向相反时，所述转换器用于调整所述数据信号的电压方向；所述转换器包括正极数据输入端、负极数据输入端、正极数据输出端、负极数据输出端以及数据切换装置，当所述充电电流方向相反时，所述数据切换装置将正极数据输出端与负极数据输出端互换。

4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述充电切换装置包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；第二二极管正极分别与转换器负极输入端以及第四二极管负极连接；第一二极管正极分别与转换器正极输入端以及第三二极管负极连接；第二二极管负极分别与转换器输出端以及第一二极管负极连接；第四二极管正极分别与电源地以及第三二极管正极连接。

5.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述数据切换装置包括转换芯片，第五二极管，第一电阻和第二电阻，第一电容；转换芯片第1脚与转换器电路第一数据输入端连接；转换芯片第2脚与转换器电路第二数据输入端连接；转换芯片第3脚分别与转换芯片第7脚以及转换器电路第一数据输出端连接；转换芯片第4脚分别与转换芯片第8脚以及数据线信号第二数据输出端连接；转换芯片第5脚分别与转换芯片第6脚第一电阻一端、第一电容一端以及电源地连接；转换芯片第9脚分别与第一电阻另一端以及第二电阻另一端连接；转换芯片第10脚分别与第五二极管负极以及第一电容另一端连接；第二电阻另一端与转换器电路第一电源输入端连接；第五二极管正极与转换器电路第二电源输入端连接。

6.一种终端，其特征在于，包括用于给所述电路提供充电电流的充电接口，以及用于当所述充电电流方向相反时调整所述充电电流方向的转换器，其中，所述充电接口与所述转换器相连接。

7.如权利要求6所述的终端，其特征在于，所述转换器包括输出端、正极输入端、负极输入端以及充电切换装置，当负极输入端与正极输入端互换时，所述充电切换装置将使输出端电压保持不变。

8.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述电路包括数据接口，所述数据接口与所述转换器相连接，当所述充电电流方向相反时，所述转换器用于调整所述数据信号的电压方向；所述转换器包括正极数据输入端、负极数据输入端、正极数据输出端、负极数据输出端以及数据切换装置，当所述充电电流方向相反时，所述数据切换装置将正极数据输出端与负极数据输出端互换。

9.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述充电切换装置包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；第二二极管正极分别与转换器负极输入端以及第四二极管负极连接；第一二极管正极分别与转换器正极输入端以及第三二极管负极连接；第二二极管负极分别与转换器输出端以及第一二极管负极连接；第四二极管正极分别与电源地以及第三二极管正极连接。

10.如权利要求8所述的终端，其特征在于，所述数据切换装置包括转换芯片，第五二极管，第一电阻和第二电阻，第一电容；转换芯片第1脚与转换器电路第一数据输入端连接；转换芯片第2脚与转换器电路第二数据输入端连接；转换芯片第3脚分别与转换芯片第7脚以及转换器电路第一数据输出端连接；转换芯片第4脚分别与转换芯片第8脚以及数据线信号第二数据输出端连接；转换芯片第5脚分别与转换芯片第6脚第一电阻一端、第一电容一端以及电源地连接；转换芯片第9脚分别与第一电阻另一端以及第二电阻另一端连接；转换芯片第10脚分别与第五二极管负极以及第一电容另一端连接；第二电阻另一端与转换器电路第一电源输入端连接；第五二极管正极与转换器电路第二电源输入端连接。