CN111130085B - 接口eos保护电路、电子设备及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施方式涉及电学领域，公开了一种接口EOS保护电路，该接口EOS保护电路包括：用于与外部电压连接的接口引脚和控制子电路，所述控制子电路包括第一MOS管和电压输出端；所述接口引脚与所述第一MOS管的第一引脚连接，所述第一MOS管的第二引脚与所述电压输出端连接；当所述外部电压小于第一阈值时，所述第一MOS管导通；当所述外部电压大于或等于所述第一阈值时，所述第一MOS管截止。本发明实施方式还提供了一种电子设备及接口EOS保护电路的控制方法。本发明实施方式提供的接口EOS保护电路、电子设备及控制方法，可以避免EOS对接口及接口所接的器件的损害，提高接口电路的安全性能。

Description

接口EOS保护电路、电子设备及控制方法
技术领域
本发明涉及电学领域，特别涉及一种接口EOS保护电路、电子设备及控制方法。
背景技术
目前，很多电子设备可以通过接口进行充电。然而，在电子设备开发过程或平常使用的过程中，插拔充电器的瞬间容易产生电气过应力(Electrical Over Stress，EOS)，例如是静电释放(Electro-Static discharge，简称ESD)、浪涌、直流等，当外部的浪涌或直流等超过接口的耐压或耐流能力时，就会损害接口及接口所接的器件。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种接口EOS保护电路，可以避免EOS对接口及接口所接的器件的损害，提高接口电路的安全性能。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种接口EOS保护电路，包括用于与外部电压连接的接口引脚和控制子电路，所述控制子电路包括第一MOS管和电压输出端；所述接口引脚与所述第一MOS管的第一引脚连接，所述第一MOS管的第二引脚与所述电压输出端连接；当所述外部电压小于第一阈值时，所述第一MOS管导通；当所述外部电压大于或等于所述第一阈值时，所述第一MOS管截止。
本发明的实施方式还提供了一种电子设备，所述电子设备安装有上述的接口EOS保护电路。
本发明的实施方式还提供了接口EOS保护电路的控制方法，所述接口EOS保护电路为上述的接口EOS保护电路，所述方法包括：获取接口引脚的外部电压；若所述外部电压小于第一阈值，则第一MOS管导通；若所述外部电压大于或等于所述第一阈值，则所述第一MOS管截止。
本发明实施方式相对于现有技术而言，提供的接口EOS保护电路，当外部电压小于第一阈值时，MOS管导通，从而使在合适范围内的外部电压(也即小于第一阈值的电压)可以正常为接口所接的器件供电；当外部电压大于或等于第一阈值时MOS管截止，切断外部电压与接口所接的器件之间的连接，从而使超出范围的外部电压(也即大于或等于第一阈值的电压)不会对接口所接的器件产生EOS，避免了EOS对接口及接口所接的器件的损害，提高了接口电路的安全性能。此外，现有技术中，虽然采用过压保护(OVP)芯片也可以实现对接口所接的器件的EOS保护，但成本较高，本实施方式的接口EOS保护电路通过MOS管即可实现保护的作用，成本较低且易于实现。
另外，所述控制子电路还包括第二MOS管，所述接口引脚与所述第二MOS管的第一引脚连接，所述第二MOS管的第二引脚接地；当所述外部电压小于第一阈值时，所述第二MOS管截止；当所述外部电压大于或等于所述第一阈值时，所述第二MOS管导通。当外部电压超出预设范围时，通过MOS管将外部电压接地，可以避免对接口及接口所接器件产生EOS，提高电路的安全性能。
另外，所述控制子电路还包括电压输入端、第一电阻和第二电阻，所述第一MOS管为N型MOS管，所述第一MOS管的第一引脚为所述N型MOS管的漏极、第二引脚为所述N型MOS管的源极，所述第二MOS管为P型MOS管，所述第二MOS管的第一引脚为所述P型MOS管的源极、第二引脚为所述P型MOS管的漏极；所述N型MOS管的栅极连接所述电压输入端和所述P型MOS管的栅极，所述第一电阻的一端连接所述N型MOS管的栅极、另一端接地，所述第二电阻的一端连接所述P型MOS管的漏极、另一端接地。
另外，接口EOS保护电路还包括静电阻抗器，所述静电阻抗器的一端连接所述N型MOS管的漏极、另一端接地。由于静电阻抗器与外部电压连接，因此可以避免外部电压产生的静电对接口及接口所接器件产生EOS，进一步加强对接口及接口所接器件的保护。
另外，所述静电阻抗器为TVS管。
另外，所述接口引脚为TypeC接口的引脚。
另外，所述接口引脚为所述TypeC接口的CC1引脚或CC2引脚。
另外，所述电子设备为手机。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
图1是本发明第一实施方式提供的接口EOS保护电路的结构示意图；
图2是本发明第一实施方式提供的接口EOS保护电路的另一结构示意图；
图3是本发明第一实施方式提供的接口EOS保护电路的又一结构示意图；
图4是本发明第一实施方式提供的接口EOS保护电路的再一结构示意图；
图5是本发明第一实施方式提供的接口EOS保护电路的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种接口EOS保护电路，如图1所示，包括用于外部电压连接的接口引脚10和控制子电路20，其中，控制子电路20包括第一MOS管201和电压输出端202。接口引脚10例如是手机充电接口的引脚，可选地，接口引脚10为TypeC接口的引脚；进一步地，接口引脚10为TypeC接口的CC1引脚或CC2引脚。可选地，电压输出端202与接口所接的器件连接，例如与手机充电池连接。
接口引脚10与第一MOS管201的第一引脚连接，第一MOS管201的第二引脚与电压输出端202连接。其中，第一MOS管201的第一引脚和第二引脚可以为源极或漏极。
当外部电压小于第一阈值时，第一MOS管201导通；当外部电压大于或等于第一阈值时，第一MOS管201截止。可选地，第一MOS管201的第三引脚(栅极)可以连接提供电压的电路，使得当外部电压小于栅极电压时，第一MOS管201导通；当外部电压大于或等于栅极电压时，第一MOS管201截止，此时以栅极电压的值作为第一阈值。
与现有技术相比，本实施方式提供的接口EOS保护电路，当外部电压小于第一阈值时，MOS管导通，从而使在合适范围内的外部电压(也即小于第一阈值的电压)可以正常为接口所接的器件供电；当外部电压大于或等于第一阈值时MOS管截止，切断外部电压与接口所接的器件之间的连接，从而使超出范围的外部电压(也即大于或等于第一阈值的电压)不会对接口所接的器件产生EOS，避免了EOS对接口及接口所接的器件的损害，提高了接口电路的安全性能。此外，现有技术中，虽然采用过压保护(OVP)芯片也可以实现对接口所接的器件的EOS保护，但成本较高，本实施方式的接口EOS保护电路通过MOS管即可实现保护的作用，成本较低且易于实现。
在一个具体的例子中，如图2所示，控制子电路20还包括第二MOS管203，接口引脚10与第二MOS管203的第一引脚连接，第二MOS管203的第二引脚接地。其中，第二MOS管203的第一引脚和第二引脚可以为源极或漏极。
当外部电压小于第一阈值时，第二MOS管203截止；当外部电压大于或等于第一阈值时，第二MOS管203导通。可选地，第二MOS管203的第三引脚(栅极)可以与另一提供电压的电路连接，栅极的电压值也为第一阈值，使得当外部电压小于栅极的电压时，第二MOS管203截止；当外部电压大于或等于栅极的电压时，第二MOS管导通。即当外部电压小于第一阈值时，第一MOS管201导通而第二MOS管203截止，此时外部电压正常为接口所接的器件供电；当外部电压大于或等于第一阈值时，第一MOS管201截止而第二MOS管203导通，外部电压接地而不会影响到接口所接的器件。可选地，第二MOS管203的栅极连接的提供电压的电路与第一MOS管201的相同，第二MOS管203与第一MOS管201共用提供电压的电路。
当外部电压超出预设范围时，通过MOS管将外部电压接地，从而使异常的外部电压不会对接口所接的器件产生EOS，实现了对接口所接的器件的EOS保护。
在一个具体的例子中，如图3所示，控制子电路20还包括电压输入端204、第一电阻205和第二电阻206。第一MOS管201为N型MOS管，第一MOS管201的第一引脚为N型MOS管的漏极、第二引脚为N型MOS管的源极，第二MOS管203为P型MOS管，第二MOS管203的第一引脚为P型MOS管的源极、第二引脚为P型MOS管的漏极。
N型MOS管的栅极连接电压输入端204和P型MOS管的栅极，第一电阻205的一端连接N型MOS管的栅极、另一端接地，第二电阻206的一端连接P型MOS管的漏极、另一端接地。
在一个具体的例子中，如图4所示，本实施方式提供的另一种接口EOS保护电路还包括静电阻抗器30，静电阻抗器30的一端连接N型MOS管的漏极、另一端接地。由于静电阻抗器30与外部电压连接，因此可以避免外部电压产生的静电对接口所接的器件的产生EOS，进一步加强对接口所接的器件的保护。可选地，静电阻抗器30为TVS管，也可以为其它类型的静电阻抗器。
下面以接口引脚10为TypeC接口的CC1引脚为例进行说明工作原理：
正常情况下，CC1引脚连接的外部电压为1.8V，快充模式下为2.6V，则可以在电压输入端204输入大于2.6V的电压，例如为2.9V，此时，N型MOS管导通，P型MOS管截止，此时，外部电压正常为手机的充电池进行供电。
若CC1引脚出现瞬时高压，大于电压输入端204输入的电压，此时可能存在EOS风险，但此时N型MOS管截止，P型MOS管导通，外部电压通过P型MOS管和第二电阻206之后接地，使得CC1引脚出现的高压不会对手机的充电池产生EOS。当外部电压回复到2.9V以下时，N型MOS管重新导通，P型MOS管截止，外部电压恢复对手机的充电池的供电。
本发明第二实施方式涉及一种电子设备，其中，电子设备安装有上述实施方式提供的接口EOS保护电路。可选地，电子设备为手机，也可以为平板电脑(Tablet PersonalComputer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digitalassistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，20MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等，还可以是其它电子设备，如数码相机、电子书、导航产品等。
本发明第三实施方式一种接口EOS保护电路的控制方法，其中，接口EOS保护电路为上述实施方式提供的接口EOS保护电路，如图5所示，具体包括以下步骤：
S401：获取接口引脚的外部电压。
S402：若外部电压小于第一阈值，则第一MOS管导通。
S403：若外部电压大于或等于第一阈值，则第一MOS管截止。
上述接口EOS保护电路的控制方法可以由图1至图4所示的任意接口EOS保护电路实现，其具体的实现方法可以参见上述接口EOS保护电路的实施方式，此处不再赘述。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种接口EOS保护电路，其特征在于，包括用于与外部电压连接的接口引脚和控制子电路，所述控制子电路包括第一MOS管和电压输出端；
所述接口引脚与所述第一MOS管的第一引脚连接，所述第一MOS管的第二引脚与所述电压输出端连接；
当所述外部电压小于第一阈值时，所述第一MOS管导通；当所述外部电压大于或等于所述第一阈值时，所述第一MOS管截止；
所述控制子电路还包括第二MOS管，所述接口引脚与所述第二MOS管的第一引脚连接，所述第二MOS管的第二引脚接地；
当所述外部电压小于第一阈值时，所述第二MOS管截止；当所述外部电压大于或等于所述第一阈值时，所述第二MOS管导通；
所述第一MOS管的第三引脚即第一MOS管的栅极与提供电压的电路连接，所述第一MOS管的第三引脚的电压值为所述第一阈值，所述第二MOS管的第三引脚即第二MOS管的栅极与所述第一MOS管的第三引脚连接。
2.根据权利要求1所述的接口EOS保护电路，其特征在于，所述控制子电路还包括电压输入端、第一电阻和第二电阻，所述第一MOS管为N型MOS管，所述第一MOS管的第一引脚为所述N型MOS管的漏极、第二引脚为所述N型MOS管的源极，所述第二MOS管为P型MOS管，所述第二MOS管的第一引脚为所述P型MOS管的源极、第二引脚为所述P型MOS管的漏极；
所述N型MOS管的栅极连接所述电压输入端和所述P型MOS管的栅极，所述第一电阻的一端连接所述N型MOS管的栅极、另一端接地，所述第二电阻的一端连接所述P型MOS管的漏极、另一端接地。
3.根据权利要求2所述的接口EOS保护电路，其特征在于，还包括静电阻抗器，所述静电阻抗器的一端连接所述N型MOS管的漏极、另一端接地。
4.根据权利要求3所述的接口EOS保护电路，其特征在于，所述静电阻抗器为TVS管。
5.根据权利要求1所述的接口EOS保护电路，其特征在于，所述接口引脚为TypeC接口的引脚。
6.根据权利要求5所述的接口EOS保护电路，其特征在于，所述接口引脚为所述TypeC接口的CC1引脚或CC2引脚。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备安装有如权利要求1-6任一项所述的接口EOS保护电路。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为手机。
9.一种接口EOS保护电路的控制方法，其特征在于，所述接口EOS保护电路为权利要求1-6任一项所述的接口EOS保护电路，所述方法包括：
获取接口引脚的外部电压；
若所述外部电压小于第一阈值，则第一MOS管导通；
若所述外部电压大于或等于所述第一阈值，则所述第一MOS管截止；
其中，所述第一阈值的电压为单独的电路提供的电压。
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