CN108879598B - Usb接口保护电路及电子设备 - Google Patents

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    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage

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Abstract

本发明提供一种USB接口保护电路及电子设备。所述USB接口保护电路包括：USB Type‑C插座及电源管理芯片，所述电源管理芯片包括基准电压单元、检测控制单元、第一电流单元及第二电流单元，检测控制单元的第一输出端与第一电流单元的控制端连接，检测控制单元的第二输出端与第二电流单元的控制端连接；基准电压单元的输出端通过检测电阻与USB Type‑C插座的其中一个接地引脚连接；检测控制单元的输入端与所述接地引脚直接连接；第一电流单元的输出端与USB Type‑C插座的CC1引脚连接；第二电流单元的输出端与USB Type‑C插座的CC2引脚连接。本发明能够提高USB Type‑C接口的抗氧化性。

Description

USB接口保护电路及电子设备
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种USB接口保护电路及电子设备。
背景技术
USB全称Universal Serial Bus(通用串行总线)，具有多种接口类型，如A型、B型、Mini型等，每种接口都分为插座和插头两个部分。USB Type-C接口是一款针对USB3.0最新定义的接口，总共有24根引脚，其最大的特点是双面可插，不存在插反的问题。
USB Type-C接口的插座端及插头端的前视图的具体引脚定义分别如图1a、1b所示。根据Type-C协议规定，插座端CC1/CC2引脚上有电流源或电压源输出，用于插入识别和正反插识别。
当具有USB Type-C插座的电子设备开始工作后，CC1/CC2引脚上会一直有电平，如果工作在潮湿环境下，容易导致CC1/CC2引脚发生氧化。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种USB接口保护电路及电子设备，能够提高USB Type-C接口的抗氧化性。
第一方面，本发明提供一种USB接口保护电路，适用于USB Type-C接口插座端，包括：USB Type-C插座及电源管理芯片，所述电源管理芯片包括基准电压单元、检测控制单元、第一电流单元及第二电流单元，所述检测控制单元的第一输出端与所述第一电流单元的控制端连接，所述检测控制单元的第二输出端与所述第二电流单元的控制端连接；
所述基准电压单元的输出端通过检测电阻与所述USB Type-C插座的其中一个接地引脚连接；
所述检测控制单元的输入端与所述接地引脚直接连接；
所述第一电流单元的输出端与所述USB Type-C插座的CC1引脚连接；
所述第二电流单元的输出端与所述USB Type-C插座的CC2引脚连接。
可选地，所述基准电压单元的输出电压为1.85V。
可选地，所述检测电阻的阻值为1兆欧。
可选地，所述第一电流单元包括第一基准电流源及第一开关，所述第一基准电流源的输出端经所述第一开关与所述USB Type-C插座的CC1引脚连接，所述第一开关的控制端与所述检测控制单元的第一输出端连接。
可选地，所述第一电流源的输出电流为80微安。
可选地，所述第二电流单元包括第二基准电流源及第二开关，所述第二基准电流源的输出端经所述第二开关与所述USB Type-C插座的CC2引脚连接，所述第二开关的控制端与所述检测控制单元的第二输出端连接。
可选地，所述第二电流源的输出电流为80微安。
第二方面，本发明提供一种电子设备，包括上述USB接口保护电路。
本发明提供的USB接口保护电路及电子设备，通过在USB Type-C插座的其中一个接地引脚和检测控制单元之间接入一个检测电阻Rp，检测控制单元检测所述接地引脚的电压值来达到检测USB接口是否存在液体的功能，一旦有液体浸入，及时切断CC1/CC2引脚的电平输出，与现有技术相比，能够更好地保护USB Type-C接口不被氧化，提高USB Type-C接口的抗氧化性，确保USB Type-C接口在潮湿环境下可以安全可靠工作。
附图说明
图1a为USB Type-C插座前视图的引脚定义示意图；
图1b为USB Type-C插头前视图的引脚定义示意图；
图2为本发明一实施例提供的USB接口保护电路的示意图；
图3为本发明另一实施例提供的USB接口保护电路的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本发明实施例提供一种USB接口保护电路，适用于USB Type-C接口插座端，如图2所示，包括：USB Type-C插座21及电源管理芯片22，所述电源管理芯片22包括基准电压单元221、检测控制单元222、第一电流单元223及第二电流单元224，所述检测控制单元222的第一输出端与所述第一电流单元223的控制端连接，所述检测控制单元222的第二输出端与所述第二电流单元224的控制端连接；
所述基准电压单元221的输出端Vref通过检测电阻Rp与所述USB Type-C插座21的其中一个接地引脚A1连接，此时该接地引脚A1不再接地；
所述检测控制单元222的输入端与所述接地引脚A1直接连接；
所述第一电流单元223的输出端与所述USB Type-C插座21的CC1引脚连接；
所述第二电流单元224的输出端与所述USB Type-C插座21的CC2引脚连接。
上述USB接口保护电路工作在潮湿环境时，会在引脚A1和地之间形成一个等效电阻Re，该等效电阻Re和检测电阻Rp在Vref和地之间形成串联，因此通过检测引脚A1上的电压，即可判断USB接口是否有液体存在，如果判断出有液体存在，所述USB接口保护电路切断CC1/CC2引脚的电平输出，保护USB接口不被氧化。
本发明实施例提供的USB接口保护电路，通过在USB Type-C插座的其中一个接地引脚和检测控制单元之间接入一个检测电阻Rp，检测控制单元检测所述接地引脚的电压值来达到检测USB接口是否存在液体的功能，一旦有液体浸入，及时切断CC1/CC2引脚的电平输出，与现有技术相比，能够更好地保护USB接口不被氧化，在潮湿环境下确保USB接口的安全性。
可选地，所述基准电压单元221的输出电压设计为1.85V，所述检测电阻Rp选择1M电阻，经过测试发现，不同液体在通电后的阻抗在20K～2M之间，和所述检测电阻Rp串联后，所述检测控制单元222在引脚A1检测到的电压值在1.233V～0.036V之间，也就是说，当有液体存在时，在引脚A1检测到的电压值小于1.2V。
因此，所述检测控制单元222在引脚A1检测到的电压值小于1.2V时，会切断CC1/CC2引脚的电平输出。
进一步地，如图3所示，所述第一电流单元223包括第一基准电流源Ip1及第一开关SW1，所述第一基准电流源Ip1的输出端经所述第一开关SW1与所述USB Type-C插座21的CC1引脚连接，所述第一开关SW1的控制端与所述检测控制单元222的第一输出端连接。
同理地，如图3所示，所述第二电流单元224包括第二基准电流源Ip2及第二开关SW2，所述第二基准电流源Ip2的输出端经所述第二开关SW2与所述USB Type-C插座21的CC2引脚连接，所述第二开关SW2的控制端与所述检测控制单元222的第二输出端连接。
通常，所述第一电流源Ip1及所述第二电流源Ip2的输出电流设计成80微安。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述USB接口保护电路。电子设备开机后，第一开关SW1及第二开关SW2默认是闭合的，此时CC1引脚及CC2引脚会有电平输出，默认是高电平。由于基准电压单元输出电压为1.85V，如果没有液体，此时检测控制单元在引脚A1检测到的电压就是1.85V，如果有液体浸入，检测控制单元在引脚A1检测到的电压会小于1.2V，此时检测控制单元打开第一开关SW1及第二开关SW2，切断CC1/CC2引脚的电平输出。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种USB接口保护电路，适用于USB Type-C接口插座端，其特征在于，包括：USBType-C插座及电源管理芯片，所述USB Type-C插座的其中一个接地引脚不接地，所述USBType-C插座的其余接地引脚均接地，所述电源管理芯片包括基准电压单元、检测控制单元、第一电流单元及第二电流单元，所述检测控制单元的第一输出端与所述第一电流单元的控制端连接，所述检测控制单元的第二输出端与所述第二电流单元的控制端连接；
所述基准电压单元的输出端通过检测电阻与所述USB Type-C插座的不接地的接地引脚连接；
所述检测控制单元的输入端与所述不接地的接地引脚直接连接；
所述第一电流单元的输出端与所述USB Type-C插座的CC1引脚连接；
所述第二电流单元的输出端与所述USB Type-C插座的CC2引脚连接；
所述检测控制单元用于当所述不接地的接地引脚的电压值小于预设阈值时，控制所述第一电流单元切断CC1引脚的电平输出以及控制所述第二电流单元切断CC2引脚的电平输出，其中所述预设阈值与所述基准电压单元的输出电压和所述检测电阻的取值有关。
2.根据权利要求1所述的USB接口保护电路，其特征在于，所述基准电压单元的输出电压为1.85V。
3.根据权利要求1所述的USB接口保护电路，其特征在于，所述检测电阻的阻值为1兆欧。
4.根据权利要求1所述的USB接口保护电路，其特征在于，所述第一电流单元包括第一基准电流源及第一开关，所述第一基准电流源的输出端经所述第一开关与所述USB Type-C插座的CC1引脚连接，所述第一开关的控制端与所述检测控制单元的第一输出端连接。
5.根据权利要求4所述的USB接口保护电路，其特征在于，所述第一基准 电流源的输出电流为80微安。
6.根据权利要求1所述的USB接口保护电路，其特征在于，所述第二电流单元包括第二基准电流源及第二开关，所述第二基准电流源的输出端经所述第二开关与所述USB Type-C插座的CC2引脚连接，所述第二开关的控制端与所述检测控制单元的第二输出端连接。
7.根据权利要求6所述的USB接口保护电路，其特征在于，所述第二基准 电流源的输出电流为80微安。
8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的USB接口保护电路。
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