CN107247179A - 一种usb设备的电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种USB设备的电压检测电路包括：处理模块，用于获取USBHUB母座接口的数据线正端电压，输出相对应的电压信号；控制模块，用于依据电压信号控制USBHUB母座的数据线负端与电源端的连接状态；当电压信号为第一电压信号时，USBHUB母座的数据线负端与电源端导通，USB设备不被PC机识别；当电压信号为第二电压信号时，USBHUB母座的数据线负端与电源端断开，USB设备被PC机识别。该电压检测电路通过在USB设备的生产过程中，实时对USBHUB母座的数据线正端电压进行分析，通过电路控制将USBHUB母座的数据线负端与电源端导通，使电压异常的USB设备不被PC机识别，从而达到检测USB设备电压异常的目的，且极大的提高了生产效率，并且电路成本低，也进一步降低了USB设备的检测成本。
Description
技术领域
本发明涉及USB检测技术领域，更具体地说，尤其涉及一种USB设备的电压检测电路。
背景技术
随着科学技术的不断发展，各种各样的电子设备已广泛应用于人们的日常生活以及工作中。
USB设备作为电子设备的一种，其制造与大多数电子设备相同，由设计、PCB制板、焊接、检测、组装以及最终出厂设置和检测组成，目前市场上常见的USB设备有U盘等；在USB设备的后期生产中，主要靠PC机和USBHUB通过USB接口的方式进行程序下载，出厂设置等操作。
其中，USBHUB(UniversalSerial Bus HUB；USB集线器)包括一个母座接口和至少一个子座接口，是一种可以将一个USB接口扩展为多个，并可以使这些接口同时使用的装置，该装置解决了PC机USB接口较少，使用不方便等问题，极大的提高了USB设备的生产效率；同时，USBHUB的使用也进一步减少了PC机USB接口的损耗。其中，USB接口包括电源端、数据线正端、数据线负端以及接地端。
但是，目前USB设备的在生产制造过程中，常常会遇到由于焊接短路或者电子元器件损坏问题所导致的USB设备数据线正端上拉电压异常，导致在USB设备在PC机上无法识别，同时也严重影响了USB设备的寿命以及通用性。
而现有技术在USB设备焊接时采用AOI(Automatic Optic Inspectio；自动光学检测仪)光学检测以及测试架工装检测，虽能解决部分不良问题，但是也进一步增加了制造成本，更降低了生产效率；并且在USB设备焊接完成后，再出现元器件损坏等问题导致电压异常时，在后期的生产过程中PC机以及USBHUB将无法准确检测出该问题，导致产品出厂正常，但是在客户手中并不能使用的情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种USB设备的电压检测电路，通过电路控制将USBHUB母座的数据线负端与电源端导通，使电压异常的USB设备不被PC机识别，从而达到检测USB设备电压异常的目的，且极大的提高了生产效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种USB设备的电压检测电路，所述电压检测电路包括：处理模块以及控制模块；USBHUB母座接口、所述处理模块以及所述控制模块连接构成回路；
其中，所述处理模块，用于获取所述USBHUB母座接口的数据线正端电压，输出相对应的电压信号；
所述控制模块，用于依据所述电压信号控制所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端的连接状态；
当所述电压信号为第一电压信号时，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端导通，所述USB设备不被PC机识别；
当所述电压信号为第二电压信号时，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端断开，所述USB设备被PC机识别。
优选的，在上述电压检测电路中，所述处理模块包括：比较器、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；
其中，所述比较器的第一端与所述USBHUB母座接口的数据线正端连接；所述比较器的第二端与所述第一电阻的一端连接；所述比较器的第三端与所述USBHUB母座接口的电源端连接；所述比较器的第四端与所述USBHUB母座接口的接地端连接；所述比较器的第五端与所述控制模块连接；
所述第一电阻的另一端与所述USBHUB母座接口的电源端连接；所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述USBHUB母座接口的接地端连接。
优选的，在上述电压检测电路中，所述控制模块包括：场效应管、第四电阻以及第五电阻；
其中，所述场效应管的栅极与所述比较器的第五端连接；所述场效应管的栅极与所述第四电阻的一端连接；所述第四电阻的另一端与所述USBHUB母座的电源端连接；所述场效应管的源极与所述USBHUB母座的电源端连接；所述场效应管的漏极与所述第五电阻的一端连接；所述第五电阻的另一端与所述USBHUB母座的数据线负端连接。
优选的，在上述电压检测电路中，当所述比较器第一端的电压小于所述比较器第二端的电压且大于设定阈值时，所述比较器的第五端输出第二电压信号，且所述第二电压信号与所述USBHUB母座的电源端电压相同。
优选的，在上述电压检测电路中，当所述第二电压信号与所述USBHUB母座的电源端电压相同时，所述场效应管的栅极电压与所述场效应管的源极电压相同，所述场效应管处于截止状态，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端断开，所述USB设备被PC机识别。
优选的，在上述电压检测电路中，当所述比较器第一端的电压大于所述比较器第二端的电压时，所述比较器的第五端输出第一电压信号，且所述第一电压信号为零。
优选的，在上述电压检测电路中，当所述比较器的第五端输出第一电压信号时，所述场效应管的栅极电压小于所述场效应管的源极电压，所述场效应管处于导通状态，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端导通，所述USB设备不被PC机识别。
通过上述描述可知，本发明提供的一种USB设备的电压检测电路包括：处理模块以及控制模块；USBHUB母座接口、所述处理模块以及所述控制模块连接构成回路；其中，所述处理模块，用于获取所述USBHUB母座接口的数据线正端电压，输出相对应的电压信号；所述控制模块，用于依据所述电压信号控制所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端的连接状态；当所述电压信号为第一电压信号时，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端导通，所述USB设备不被PC机识别；当所述电压信号为第二电压信号时，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端断开，所述USB设备被PC机识别。
而现有技术检测USB设备的不良仅仅只是从焊接测试角度去检测，目前主要是通过测试架工装检测电路板上的检测点来测试几个关键元器件的工作状态；短路的检测主要是通过AOI光学成像以及人工目检；但是在USB生产后期，即组装以及设置程序等工序时，该检测方法并不能对USB设备继续进行检测，因此不可避免的USB设备还会出现短路或电子元器件损坏的问题。
为了解决该问题，本发明提供的一种电压检测电路在USB设备的生产过程中，实时对USBHUB母座的数据线正端电压进行分析，通过电路控制将USBHUB母座的数据线负端与电源端导通，使电压异常的USB设备不被PC机识别，从而达到检测USB设备电压异常的目的，且极大的提高了生产效率，并且电路成本低，也进一步降低了USB设备的检测成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种USB设备的电压检测电路的结构示意图。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，图1为本发明提供的一种USB设备的电压检测电路的结构示意图。
所述电压检测电路包括：处理模块12以及控制模块13；USBHUB母座接口11、所述处理模块12以及所述控制模块13连接构成回路；
具体的，也就是说，所述电压检测电路集成设置在所述USBHUB母座接口11中，且与所述USBHUB母座接口11对应连接构成回路。
其中，所述处理模块12，用于获取所述USBHUB母座接口11的数据线正端电压D+，输出相对应的电压信号；
具体的，所述处理模块12通过获取USBHUB母座接口11的数据线正端电压D+与由电源端VCC电压分压而来的基准电压进行分比对比，输出相对应的电压信号。
所述控制模块13，用于依据所述电压信号控制所述USBHUB母座11的数据线负端D-与所述电源端VCC的连接状态；
具体的，当所述电压信号为第一电压信号时，所述USBHUB母座11的数据线负端D-与所述电源端VCC导通，所述USB设备不被PC机识别；
当所述电压信号为第二电压信号时，所述USBHUB母座11的数据线负端D-与所述电源端VCC断开，所述USB设备被PC机识别。
通过本发明实施例可知，本发明实施例提供的一种USB设备的电压检测电路，可以在USB设备的生产过程中，实时对USBHUB母座的数据线正端电压进行分比，通过电路控制将USBHUB母座的数据线负端与电源端导通，使电压异常的USB设备不被PC机识别，从而达到检测USB设备电压异常的目的，且极大的提高了生产效率，并且电路成本低，也进一步降低了USB设备的检测成本。
基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中，如图1所示，所述处理模块12包括：比较器A、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；
其中，所述比较器A的第一端与所述USBHUB母座接口11的数据线正端D+连接；所述比较器A的第二端与所述第一电阻R1的一端连接；所述比较器A的第三端与所述USBHUB母座接口11的电源端VCC连接；所述比较器A的第四端与所述USBHUB母座接口11的接地端GND连接；所述比较器A的第五端与所述控制模块13连接；
所述第一电阻R1的另一端与所述USBHUB母座接口11的电源端VCC连接；所述第一电阻R1的一端与所述第二电阻R2的一端连接；所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端连接；所述第三电阻R3的另一端与所述USBHUB母座接口11的接地端GND连接。
具体的，也就是说，所述比较器A的第一端采集所述USBHUB母座接口11的数据线正端D+电压，所述比较器A的第二端采集由所述USBHUB电源端VCC电压分压而来的基准电压，通过比较所述数据线正端D+电压与所述基准电压，向所述控制模块13输出相对应的电压信号。
需要说明的是，在本发明实施例中，通过比较器实现了对电压的采集与比较，仅仅是通过比较器为例说明的，不可否认的是，本领域技术人员还可以通过其他电路形式实现该目的，但是均在本发明的保护范围中；在本发明实施例中，采用比较器可以使检测电路简单化，进一步使USB设备的检测方法简单化，提高效率。
基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中，如图1所示，所述控制模块13包括：场效应管Q1、第四电阻R4以及第五电阻R5；
其中，所述场效应管Q1的栅极G与所述比较器A的第五端连接；所述场效应管Q1的栅极G与所述第四电阻R4的一端连接；所述第四电阻R4的另一端与所述USBHUB母座11的电源端VCC连接；所述场效应管Q1的源极S与所述USBHUB母座11的电源端VCC连接；所述场效应管Q1的漏极D与所述第五电阻R5的一端连接；所述第五电阻R5的另一端与所述USBHUB母座11的数据线负端D-连接。
具体的，在本发明实施例中，通过在所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端之间设置所述场效应管，通过控制所述场效应管的工作状态，可以很容易的控制所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端之间的电路连接状态，其电路结构简单，成本低。
基于本发明上述实施例，对本发明实施例的电路原理进行具体阐述，当所述比较器A第一端的电压小于所述比较器A第二端的电压且大于设定阈值时，所述比较器A的第五端输出第二电压信号，即高电平电压，且所述高电平电压与所述USBHUB母座11的电源端VCC电压相同。
具体的，在现有市场上，USB设备的标准电压为3.3V，当电压低于3.3V时，USB设备不会被PC机识别，但是当电压大于3.3V时，如果数据线正端与电源端短路，即3.3V电压与5V电压短路时，USB设备会出现在一部分PC机上可以识别，在一部分PC机上无法识别。
因此，将所述比较器A第二端的电压，即由USBHUB接口11电源端VCC电压分压而来的基准电压设定为3.33V，通过将所述比较器A第一端的电压，即USBHUB接口11数据线正端D+的电压与该基准电压进行分析比较；当数据线正端D+电压小于该基准电压且大于3.3V设定阈值电压时，所述比较器A的第五端输出高电平电压，且所述高电平电压与所述USBHUB母座11的电源端VCC电压相同。
当所述高电平电压与所述USBHUB母座11的电源端VCC电压相同时，所述场效应管Q1的栅极G电压与所述场效应管Q1的源极S电压相同，所述场效应管Q1处于截止状态，所述USBHUB母座11的数据线负端D-与所述电源端VCC断开，所述USB设备被PC机识别。
当所述比较器A第一端的电压大于所述比较器A第二端的电压时，所述比较器A的第五端输出第一电压信号，即低电平电压，且所述低电平电压为零。
当所述比较器A的第五端输出低电平电压时，所述场效应管Q1的栅极G电压小于所述场效应管Q1的源极S电压，所述场效应管Q1处于导通状态，所述USBHUB母座11的数据线负端D-与所述电源端VCC导通，所述USB设备不被PC机识别。
其中，需要说明的是，上述各个电压的大小仅仅只是以举例的形式进行说明的，在本发明实施例中并不作限定。
首先我们通过背景技术可知，现有技术检测USB设备的不良仅仅只是从焊接测试角度去检测，目前主要是通过测试架工装检测电路板上的检测点来测试几个关键元器件的工作状态；短路的检测主要是通过AOI光学成像以及人工目检；但是在USB生产后期，即组装以及设置程序等工序时，该检测方法并不能对USB设备继续进行检测，因此不可避免的USB设备还会出现短路或电子元器件损坏的问题。
为了解决该问题，本发明提供的一种电压检测电路，通过将该电压检测电路集成设置在USBHUB装置中，在USB设备的生产过程中，实时对USBHUB母座的数据线正端电压进行分析，通过电路控制将USBHUB母座的数据线负端与电源端导通，使电压异常的USB设备不被PC机识别，从而达到检测USB设备电压异常的目的，且极大的提高了生产效率，并且电路成本低，也进一步降低了USB设备的检测成本。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种USB设备的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：处理模块以及控制模块；USBHUB母座接口、所述处理模块以及所述控制模块连接构成回路；
其中，所述处理模块，用于获取所述USBHUB母座接口的数据线正端电压，输出相对应的电压信号；
所述控制模块，用于依据所述电压信号控制所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端的连接状态；
当所述电压信号为第一电压信号时，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端导通，所述USB设备不被PC机识别；
当所述电压信号为第二电压信号时，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端断开，所述USB设备被PC机识别。
2.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述处理模块包括：比较器、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；
其中，所述比较器的第一端与所述USBHUB母座接口的数据线正端连接；所述比较器的第二端与所述第一电阻的一端连接；所述比较器的第三端与所述USBHUB母座接口的电源端连接；所述比较器的第四端与所述USBHUB母座接口的接地端连接；所述比较器的第五端与所述控制模块连接；
所述第一电阻的另一端与所述USBHUB母座接口的电源端连接；所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述USBHUB母座接口的接地端连接。
3.根据权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述控制模块包括：场效应管、第四电阻以及第五电阻；
其中，所述场效应管的栅极与所述比较器的第五端连接；所述场效应管的栅极与所述第四电阻的一端连接；所述第四电阻的另一端与所述USBHUB母座的电源端连接；所述场效应管的源极与所述USBHUB母座的电源端连接；所述场效应管的漏极与所述第五电阻的一端连接；所述第五电阻的另一端与所述USBHUB母座的数据线负端连接。
4.根据权利要求3所述的电压检测电路，其特征在于，当所述比较器第一端的电压小于所述比较器第二端的电压且大于设定阈值时，所述比较器的第五端输出第二电压信号，且所述第二电压信号与所述USBHUB母座的电源端电压相同。
5.根据权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，当所述第二电压信号与所述USBHUB母座的电源端电压相同时，所述场效应管的栅极电压与所述场效应管的源极电压相同，所述场效应管处于截止状态，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端断开，所述USB设备被PC机识别。
6.根据权利要求3所述的电压检测电路，其特征在于，当所述比较器第一端的电压大于所述比较器第二端的电压时，所述比较器的第五端输出第一电压信号，且所述第一电压信号为零。
7.根据权利要求6所述的电压检测电路，其特征在于，当所述比较器的第五端输出第一电压信号时，所述场效应管的栅极电压小于所述场效应管的源极电压，所述场效应管处于导通状态，所述USBHUB母座的数据线负端与所述电源端导通，所述USB设备不被PC机识别。
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