CN108628786B - 接口控制电路 - Google Patents

Abstract

一种接口控制电路，包括USB连接器、供电控制模块、信号调节模块、主控模块及开关模块。USB连接器用于在与一USB设备连接时输出插接信号。供电控制模块用于在接收到所述插接信号时输出电源信号。开关模块用于在接收到所述电源信号时输出使能信号。所述USB连接器还用于接收电源信号并对所述USB设备进行供电，所述主控模块还用于通过所述信号调节模块来侦测所述USB设备的插接状态。上述接口控制电路可以实现在有USB设备接入时，确保在USB设备上电后再与其进行握手通信，进而可以提高握手通信的稳定性。

Description

接口控制电路

技术领域

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种接口控制电路。

背景技术

现有的传统USB接口中，USB Type-A和USB Type-B接口已经越来越难以满足新设备传输速度更快的要求。新一代的USB Type-C接口应运而生。

为了能够随时的响应外部USB设备的插入，Type-C接口控制器需要实时监视Type-C连接器的侦测引脚的电平状态。当有USB设备接入时，Type-C接口控制器需要根据USBType-C的协议与其进行通信。然而，当外部USB设备还未上电就与其进行通信时，将不能成功通信，以致出现通信故障。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种接口控制电路，其能提高响应外部USB设备的插入的通信稳定性。

本发明一实施方式提供一种接口控制电路，包括USB连接器，所述USB连接器用于在与一USB设备连接时输出插接信号，所述接口控制电路还包括：供电控制模块，电连接于所述USB连接器，用于在接收到所述插接信号时输出电源信号；信号调节模块，电连接于所述USB连接器，用于对所述USB连接器所接收到的信号进行信号强化处理；主控模块，电连接于所述供电控制模块及所述信号调节模块；开关模块，电连接于所述供电控制模块及所述信号调节模块，用于在接收到所述电源信号时输出使能信号；所述开关模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一开关管及第二开关管，第一开关管包括控制端、第一端及第二端，第一开关管的控制端通过第一电阻连接一第一电源，第一开关管的第一端电连接于信号调节模块以输出使能信号至所述信号调节模块，第一开关管的第二端接地；第二开关管包括控制端、第一端及第二端，第二开关管的控制端通过第二电阻电连接于供电控制模块以接收电源信号，第二开关管的控制端还通过第三电阻接地，第二开关管的第一端连接至第一开关管的控制端，第二开关管的第二端接地，第一开关管及第二开关管均为N沟道场效应晶体管；及所述USB连接器还用于接收所述供电控制模块输出的电源信号，所述电源信号用于对所述USB设备进行供电，所述信号调节模块还用于在接收到所述使能信号时正常工作，所述主控模块还用于通过所述信号调节模块来侦测所述USB设备的插接状态。

与现有技术相比，上述接口控制电路可以使得在有USB设备接入时，确保在USB设备上电后再与其进行握手通信，进而可以避免出现无法识别USB设备的情形，提高握手通信的稳定性。

附图说明

图1是本发明接口控制电路的一较佳实施方式的一运用环境图。

图2是本发明接口控制电路的一较佳实施方式的一功能模块图。

图3是本发明接口控制电路的一较佳实施方式的一电路图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1-图2，本发明实施方式提供一接口控制电路100。

接口控制电路100电连接于USB设备200。USB设备200可以是支持USB3.0规范的设备，USB设备200包括第一USB连接器1。

接口控制电路100包括第二USB连接器10、供电控制模块20、信号调节模块30、主控模块40及开关模块50。第一USB连接器1与第二USB连接器10可以是Type-C连接器，且第一USB连接器1与第二USB连接器10可以相互插合，以实现USB设备200与接口控制电路100电连接。当第一USB连接器1与第二USB连接器10插接时，第二USB连接器10输出插接信号。供电控制模块20电连接于第二USB连接器10，供电控制模块20用于在接收到第二USB连接器10输出的插接信号时输出电源信号。

信号调节模块30电连接于第二USB连接器10，信号调节模块30用于对第二USB连接器10所接收到的信号进行信号强化处理，避免信号发生传输失真，稳定信号质量。主控模块40电连接于供电控制模块20及信号调节模块30。

开关模块50电连接于供电控制模块20及信号调节模块30，开关模块50用于在接收所述电源信号时输出使能信号。信号调节模块30还用于在接收到开关模块50输出的使能信号时正常工作，主控模块40还用于通过信号调节模块30来侦测USB设备200的插接状态。

在本发明一实施方式中，供电控制模块20输出的电源信号用于对USB设备200进行供电。当信号调节模块30正常工作时，主控模块40可以通过信号调节模块30来侦测USB设备200的插接状态，以识别USB设备200。当信号调节模块30停止工作时，主控模块40不能通过信号调节模块30来侦测USB设备200的插接状态，进而也不能识别USB设备200。

在本发明一实施方式中，USB设备200可以是U盘。接口控制电路100可以设置在终端设备中，终端设备可以是笔记本电脑、PC电脑、服务器等。

在本发明一实施方式中，第二USB连接器10包括第一侦测引脚CC1及第二侦测引脚CC2。第一侦测引脚CC1用于在检测到第一USB连接器1与第二USB连接器为正插接状态时，输出该插接信号。第二侦测引脚CC2用于在检测到第一USB连接器1与第二USB连接器为反插接状态时，输出该插接信号。

供电控制模块20包括第一信号控制引脚GPIO1。当供电控制模块20接收到第二USB连接器10输出的插接信号时，第一信号控制引脚GPIO1由第一电平信号转变为第二电平信号。供电控制模块20用于在第一信号控制引脚GPIO1为第二电平信号时输出电源信号。

在本发明一实施方式中，第一电平信号为低电平信号，第二电平信号为高电平信号。开关模块50输出的使能信号为高电平信号。供电控制模块20输出的电源信号优选为+5V电压信号。

主控模块40优选为平台控制器(platform controller hub、PCH)芯片，主控模块40可以通过与信号调节模块30进行通信来获取USB设备200的插接状态，进而来识别并与USB设备进行通信。

在本发明一实施方式中，接口控制电路100还包括电连接于供电控制模块20及主控模块40的电流侦测模块60，电流侦测模块60用于侦测供电控制模块20输出的电源信号的电流大小，主控模块40还用于根据电源信号的电流大小来判断是否需要启动过流保护。

在本发明一实施方式中，由于信号调节模块30在未接收到开关模块50输出的电源驱动信号时停止工作，当信号调节模块30在接收到开关模块50输出的电源驱动信号时才正常工作，从而使得信号调节模块30正常时，USB设备200也已经得到了供电，可以确保主控模块40与USB设备200能够在插接后通信成功。

请同时参阅图3，在本发明一实施方式中，开关模块50包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一开关管Q1及第二开关管Q2。第一开关管Q1包括控制端、第一端及第二端。第一开关管Q1的控制端通过第一电阻R1连接第一电源DC1，第一开关管Q1的第一端电连接于信号调节模块30，第一开关管Q1的第二端接地。第二开关管Q2包括控制端、第一端及第二端。第二开关管Q2的控制端通过第二电阻R2电连接于供电控制模块20，第二开关管Q2的控制端还通过第三电阻R3接地，第二开关管Q2的第一端连接至第一开关管Q1的控制端，第二开关管Q2的第二端接地。

供电控制模块20包括电源控制器芯片U1、电源开关芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4及第四电阻R4。电源控制器芯片U1包括第一电源端VCC1、第一侦测端CC3、第二侦测端CC4、第一信号控制引脚GPIO1、第二信号控制引脚GPIO2。第一电源端VCC1电连接于第一电源DC1，第一侦测端CC3电连接于第一侦测引脚CC1，第一侦测端CC3还通过第四电容C4接地，第二侦测端CC4电连接于第二侦测引脚CC2，第二侦测端CC4还通过第三电容C3接地。电源开关芯片U2包括输入端IN、输出端OUT、控制端EN、接地端GND、电流检测端FLG。输入端IN电连接于第一电源DC1，输入端IN还通过第一电容C1接地，控制端EN电连接于电源控制器芯片U1的第一信号控制引脚GPIO1，控制端EN还通过第一电阻R1接地，接地端GND接地。输出端OUT通过第二电容C2接地，输出端OUT还通过第二电阻R2连接至第二开关管Q2的控制端以输出电源信号至第二开关管Q2的控制端。当电源开关芯片U2导通时，输出端OUT的输出电压等于第一电源DC1的电压，输出端OUT的输出电压可以为USB设备200供电。

主控模块40包括第一信号引脚SLP_S、第二信号引脚OC、第三信号引脚TXP、第四信号引脚TXN、第五信号引脚PXP及第六信号引脚PXN。第一信号引脚SLP_S电连接于电源控制器芯片U1的第二信号控制引脚GPIO2，第二信号引脚OC电连接于电源开关芯片U2的电流检测端FLG。

信号调节模块30包括信号调节芯片U3及第五电阻R5。信号调节芯片U3包括第一至第八引脚P1-P8、使能引脚PD及第二电源端VDD。第一引脚P1电连接于第三信号引脚TXP，第二引脚P2电连接于第四信号引脚TXN，第三引脚P3电连接于第五信号引脚PXP，第四引脚P4电连接于第六信号引脚PXN。第五至第八引脚P5-P8分别电连接于第一至第四通信引脚CC5-CC8。使能引脚PD电连接于第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端电连接于第二电源DC2。第二电源端VDD电连接于第二电源DC2。

第二USB连接器10还包括第一至第四通信引脚CC5、CC6、CC7、CC8及第一至第四电源引脚VBUS1、VBUS2、VBUS3、VBUS4。第一至第四电源引脚VBUS1、VBUS2、VBUS3、VBUS4连接至电源开关芯片U2的输出端OUT。

在本发明一实施方式中，第一开关管Q1及第二开关管Q2均为N沟道场效应晶体管。第一开关管Q1的控制端、第一端及第二端分别对应为N沟道场效应晶体管的栅极、漏极及源极。第二开关管Q2的控制端、第一端及第二端分别对应为N沟道场效应晶体管的栅极、漏极及源极。

在本发明一实施方式中，第一电源DC1优选为+5V直流电源，第二电源DC2优选为+3.3V直流电源。

电流侦测模块60包括第六电阻R6及第七电阻R7。第六电阻R6的一端电连接于第一电源DC1，第六电阻R6的另一端电连接于电流检测端FLG及第二信号引脚OC。第七电阻R7的一端电连接于第六电阻R6的另一端，第七电阻R7的另一端接地。

当USB设备通过第一USB连接器1与第二USB连接器10插接时，第二USB连接器10输出插接信号。供电控制模块20在接收到第二USB连接器10输出的插接信号时输出电源信号至第二USB连接器10及开关模块50。此时，供电控制模块20已对USB设备200进行供电。

当第二开关管Q2的控制端的电平为高电平时，第二开关管Q2导通，第一开关管Q1截止。此时，信号调节芯片U3的使能引脚PD为高电平，信号调节芯片U3正常工作，主控模块40可以透过信号调节芯片U3与USB设备200进行通信。当第二开关管Q2的控制端的电平为低电平时，第二开关管Q2截止，第一开关管Q1导通。此时，信号调节芯片U3的使能引脚PD为低电平，信号调节芯片U3停止工作，主控模块40不能透过信号调节芯片U3与USB设备200进行通信。

上述接口控制电路可以使得在有USB设备接入时，确保在USB设备上电后再与其进行握手通信，进而可以避免出现无法识别USB设备的情形，提高握手通信的稳定性。

对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。

Claims (8)

1.一种接口控制电路，包括USB连接器，所述USB连接器用于在与一USB设备连接时输出插接信号，其特征在于，所述接口控制电路还包括：

供电控制模块，电连接于所述USB连接器，用于在接收到所述插接信号时输出电源信号；

信号调节模块，电连接于所述USB连接器，用于对所述USB连接器所接收到的信号进行信号强化处理；

主控模块，电连接于所述供电控制模块及所述信号调节模块；

开关模块，电连接于所述供电控制模块及所述信号调节模块，用于在接收到所述电源信号时输出使能信号；

所述开关模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一开关管及第二开关管，第一开关管包括控制端、第一端及第二端，第一开关管的控制端通过第一电阻连接一第一电源，第一开关管的第一端电连接于信号调节模块以输出使能信号至所述信号调节模块，第一开关管的第二端接地；第二开关管包括控制端、第一端及第二端，第二开关管的控制端通过第二电阻电连接于供电控制模块以接收电源信号，第二开关管的控制端还通过第三电阻接地，第二开关管的第一端连接至第一开关管的控制端，第二开关管的第二端接地，第一开关管及第二开关管均为N沟道场效应晶体管；及

所述USB连接器还用于接收所述供电控制模块输出的电源信号，所述电源信号用于对所述USB设备进行供电，所述信号调节模块还用于在接收到所述使能信号时正常工作，所述主控模块还用于通过所述信号调节模块来侦测所述USB设备的插接状态。

2.如权利要求1所述的接口控制电路，其特征在于，所述供电控制模块包括第一信号控制引脚，当所述供电控制模块接收到所述插接信号时，所述第一信号控制引脚由第一电平信号转变为第二电平信号，所述供电控制模块用于在所述第一信号控制引脚为第二电平信号时输出所述电源信号。

3.如权利要求2所述的接口控制电路，其特征在于，所述使能信号为高电平信号，所述第一电平信号为低电平信号，所述第二电平信号为高电平信号。

4.如权利要求1所述的接口控制电路，其特征在于，所述USB连接器包括第一侦测引脚及第二侦测引脚；所述第一侦测引脚用于在检测到所述USB连接器与所述USB设备为正插接状态时，输出所述插接信号；所述第二侦测引脚用于在检测到所述USB连接器与所述USB设备为反插接状态时，输出所述插接信号。

5.如权利要求1所述的接口控制电路，其特征在于，供电控制模块包括电源控制器芯片、电源开关芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第四电阻，电源控制器芯片包括第一电源端、第一侦测端、第二侦测端、第一信号控制引脚、第二信号控制引脚，第一电源端电连接于第一电源，第一侦测端电连接于第一侦测引脚，第一侦测端还通过第四电容接地，第二侦测端电连接于第二侦测引脚，第二侦测端还通过第三电容接地，电源开关芯片包括输入端、输出端、控制端、接地端、电流检测端，输入端电连接于第一电源，输入端还通过第一电容接地，控制端电连接于电源控制器芯片的第一信号控制引脚，控制端还通过第四电阻接地，接地端接地，输出端通过第二电容接地，输出端还连接至USB连接器及第二开关管的控制端以输出电源信号至USB连接器及第二开关管的控制端；当电源开关芯片导通时，输出端的输出电压等于第一电源的电压，输出端的输出电压以为USB设备供电。

6.如权利要求1所述的接口控制电路，其特征在于，第一开关管及第二开关管的控制端、第一端及第二端均分别对应为N沟道场效应晶体管的栅极、漏极及源极。

7.如权利要求1所述的接口控制电路，其特征在于，所述信号调节模块还用于在未接收到所述使能信号时停止工作。

8.如权利要求1所述的接口控制电路，其特征在于，所述接口控制电路还包括电连接于所述供电控制模块及所述主控模块的电流侦测模块，所述电流侦测模块用于侦测所述电源信号的电流大小，所述主控模块还用于根据所述电源信号的电流大小来判断是否需要启动过流保护。

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