CN111614138A

CN111614138A - 接口保护电路和电子设备

Info

Publication number: CN111614138A
Application number: CN202010449670.7A
Authority: CN
Inventors: 张岩
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2040-05-25
Also published as: CN111614138B

Abstract

本申请公开了一种接口保护电路和电子设备，属于集成电路领域。该接口保护电路充电接口在与外设的充电器插接通电的情况下，充电接口为温感控制模块供电；温感控制模块在供电后采集充电接口的温度；在采集到的温度大于预设的温度阈值的情况下，温感控制模块对地短路而触发充电器执行过流保护的操作，以保护所述充电接口，从而无需处理器与板对板连接器的介入，节省了硬件资源，并且即使电子设备处于关机、死机或者电池过放状态也可以进行过流保护。

Description

接口保护电路和电子设备

技术领域

本申请属于集成电路领域，具体涉及一种接口保护电路和电子设备。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的提高，电子设备已经走进千家万户，为人们的生活带来了方便和快捷。通常地，电子设备包含有充电接口，用于充电或进行数据传输。如果充电接口中进入异物，会造成充电接口对地微短路，在这种情况下如果通过充电器对充电接口充电，会导致充电接口发热被烧坏，因此，需要对充电接口进行保护。

在相关技术中，对充电接口进行保护的原理为：在充电接口附近安装热敏电阻，通过充电芯片或者电源管理芯片检测热敏电阻的阻值变化，进而检测到温度的变化。当检测到充电接口温度超过预设值的时候，通过电子设备的处理器的GPIO端口、板对板连接器控制充电器进行过流保护，使充电器停止充电接口输出电源；上述的设计电路需占用至少2个板对板连接器的引脚，以及2个处理器的I/O端口资源(即占用硬件资源较大)，并且当电子设备处于关机、死机或者电池过放状态时，处理器失去了电源供电，无法进行过流保护。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种接口保护电路和电子设备，能够解决占用硬件资源较大，当电子设备处于关机、死机或者电池过放状态时无法进行过流保护的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种接口保护电路，包括：充电接口、温感控制模块，所述充电接口与所述温感控制模块连接；

在所述充电接口在与外设的充电器插接通电的情况下，所述充电接口为所述温感控制模块供电；

所述温感控制模块在供电后采集所述充电接口的温度；在采集到的温度大于预设的温度阈值的情况下，所述温感控制模块对地短路而触发所述充电器执行过流保护的操作以保护所述充电接口。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如第一方面所述的接口保护电路。

本申请实施例提供的一种接口保护电路和电子设备，充电接口在与外设的充电器插接通电的情况下，充电接口为温感控制模块供电；温感控制模块在供电后采集充电接口的温度；在采集到的温度大于预设的温度阈值的情况下，温感控制模块对地短路而触发充电器执行过流保护的操作，以保护所述充电接口，从而无需处理器与板对板连接器的介入，节省了硬件资源，并且即使电子设备处于关机、死机或者电池过放状态也可以进行过流保护。

附图说明

图1是本申请一种实施例提供的接口保护电路的电路连接框图；

图2是本申请一种实施例提供的接口保护电路的电路连接框图；

图3是本申请一种实施例提供的接口保护电路的电路图；

图4是本申请一种实施例提供的接口保护电路的电路图；

图5是本申请一种实施例提供的接口保护电路的电路图；

图6是本申请一种实施例提供的接口保护电路的电路图；

图7是本申请一种实施例提供的接口保护电路的电路图；

图8是本申请一种实施例提供的电子设备的电路连接框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的接口保护电路和电子设备进行详细地说明。

请参阅图1，本申请实施例提供了一种接口保护电路，包括：充电接口102、温感控制模块103。包括：充电接口102、温感控制模块103，充电接口102与温感控制模块103连接。

在充电接口102在与外设的充电器插接通电的情况下，充电接口102为温感控制模块104供电；温感控制模块104在供电后采集充电接口102的温度；在采集到的温度大于预设的温度阈值的情况下，温感控制模块104对地短路而触发充电器执行过流保护的操作以保护充电接口。

其中，预设的温度阈值可以为55度、60度、65度等等，在此不做限定。另外，在充电接口102的温度低于预设的温度阈值的情况下，充电接口102仍然为温感控制模块104供电，但温感控制模块104不对地短路。

本申请实施例提供的接口保护电路，在充电接口102与充电器101插接后，从第二引脚Y2输出供电电压Vbus为温感控制模块103供电；温感控制模块103被配置成在供电后采集充电接口102的温度；在采集到的温度大于预设的温度阈值的情况下对地短路，以使第二引脚Y2对地产生电流而触发所述充电器101执行过流保护的操作，从而无需处理器与板对板连接器的介入，节省了硬件资源，并且即使电子设备处于关机、死机或者电池过放状态也可以进行过流保护。

可选地，如图2所示，充电接口102包括第一引脚Y1、第二引脚Y2，第一引脚Y1接地，温感控制模块103串接于第二引脚Y2与地之间，且温感控制模块103与充电接口102位置相邻。温感控制模块103包括分别串接于第二引脚与地之间的分压模块104、开关模块Q1，分压模块104包括热敏电阻Rt，分压模块104与开关模块Q1电连接，分压模块104在热敏电阻Rt的电压满足预设条件的情况下使得开关模块Q1对地短路。

具体地，分压模块104可以包括并联的第一分压电路、第二分压电路和触发模块，其中，第一分压电路包括热敏电阻、第一分压电路与触发模块的第一输入端连接，第二分压模块与触发模块的第二输入端连接，触发模块在热敏电阻的电压满足预设条件的情况下使得开关模块对地短路。

第一分压电路可以包括串接于第二引脚Y2与地之间的热敏电阻Rt与第一分压电阻R1，第二分压电路包括依次串接于第二引脚Y2与地之间的第二分压电阻R2与第三分压电阻R3(即热敏电阻Rt与第一分压电阻R1、第二分压电阻R2与第三分压电阻R3构成两对分压电路)，触发模块可以为比较器U1或史密斯触发器U2。

可选地，第二引脚、热敏电阻、第一分压电阻、地依次电连接，触发模块的正相输入端连接于热敏电阻、第一分压电阻之间，触发模块的反相输入端连接于第二分压电阻、第三分压电阻之间，比较器的输出端与开关模块的栅极电连接，第一分压电阻的阻值等于第三分压电阻的阻值，在充电接口的温度等于预设的温度阈值的情况下，热敏电阻的阻值等于第二分压电阻的阻值；比较器在正相输入端的电压大于反向输入端的电压的情况下，输出高电平信号以控制所述开关模块对地短路。

例如，基于上述，作为其中一种实施方式，如图3所示，当触发模块采用比较器U1的情况下，比较器U1的正相输入端连接于热敏电阻Rt、第一分压电阻R1之间，即热敏电阻Rt和第一分压电阻R1分别与比较器U1的正相输入端连接，比较器U1的反相输入端连接于第二分压电阻R2、第三分压电阻R3之间，即，第二分压电阻R2和第三分压电阻R3分别与比较器U1的反相输入端连接，比较器U1的输出端与开关管Q1的栅极电连接，其中，

在充电接口102的温度等于预设的温度阈值的情况下，热敏电阻Rt的阻值等于第二分压电阻R2的阻值，第一分压电阻R1的阻值等于第三分压电阻R3的阻值，比较器U1在正相输入端的电压大于反向输入端的电压的情况下，输出高电平信号以控制开关管Q1导通。

可以理解地，假设预设的温度阈值为60度，充电接口102的温度等于60度后，热敏电阻Rt的阻值为22KΩ、则第二分压电阻R2的阻值也为22KΩ，即可以预先将R2的阻值配置为22KΩ；另外，热敏电阻Rt的阻值随着充电接口102的温度升高而下降，随着充电接口102的温度降低而升高。

该实施方式的工作原理为：当充电接口102的温度小于预设温度时，热敏电阻Rt的阻值大于第二分压电阻R2，比较器U1的正相输入端的电压小于反相输入端的电压，比较器U1此时输出低电平信号，开关管Q1不导通，充电器101正常工作；

当充电接口102的温度大于等于预设温度时，热敏电阻Rt的阻值大于等于第二分压电阻R2，比较器U1的正相输入端的电压大于等于反相输入端的电压，比较器U1此时输出高电平信号控制开关管Q1导通，充电器101停止工作。需要说明的是，该实施方式适用于固定的充电电压。

可以理解地，触发模块在热敏电阻的电压预设条件的情况下使得所述开关模块对地短路，其中，预设条件可以是大于第二分压电阻的电压。

可选地，上述的开关模块Q1可以为但不限于开关管，其中，开关管可以为NMOS管。当然，开关管也可以为PMOSE管，则电路可以根据开关管的特性相应调整。

可选地，第二引脚、第一分压电阻、热敏电阻、地依次电连接，触发模块的反相输入端连接于第一分压电阻、热敏电阻之间，触发模块的正相输入端连接于第二分压电阻、第三分压电阻之间，触发模块的输出端与开关模块的栅极电连接，

第一分压电阻的阻值等于第二分压电阻的阻值，在充电接口的温度等于预设的温度阈值的情况下，热敏电阻的阻值等于第三分压电阻的阻值；触发模块在正相输入端的电压小于反向输入端的电压的情况下，输出高电平信号以控制开关模块对地短路。

可选地，作为其中一种实施方式，如图4所示，当触发模块采用比较器U1的情况下，比较器U1的反相输入端连接于第一分压电阻R1、热敏电阻Rt之间，比较器U1的正相输入端连接于第二分压电阻R2、第三分压电阻R3之间，比较器U1的输出端与开关模块Q1的栅极电连接。

在充电接口102的温度等于预设的温度阈值的情况下，热敏电阻Rt的阻值等于第三分压电阻R3的阻值，第一分压电阻R1的阻值等于第二分压电阻R2的阻值；在比较器U1被配置成在正相输入端的电压小于反向输入端的电压的情况下，输出高电平信号以控制开关模块Q1导通。

可以理解地，假设预设的温度阈值为60度，充电接口102的温度等于60度后，热敏电阻Rt的阻值为22KΩ、则第三分压电阻R3的阻值也为22KΩ，即可以预先将R2的阻值配置为22KΩ；另外，热敏电阻Rt的阻值随着充电接口102的温度升高而下降，随着充电接口102的温度降低而升高。

该实施方式的工作原理为：当充电接口102的温度小于等于预设温度时，热敏电阻Rt的阻值大于等于第三分压电阻R3，比较器U1的正相输入端的电压大于反相输入端的电压，比较器U1此时输出高电平信号控制开关模块Q1导通，充电器101停止工作；

当充电接口102的温度大于预设温度时，热敏电阻Rt的阻值小于第二分压电阻R2，比较器U1的正相输入端的电压小于反相输入端的电压，比较器U1此时输出低电平信号，开关模块Q1不导通，充电器101正常工作。需要说明的是，该实施方式适用于固定的充电电压。

可以理解地，触发模块在热敏电阻的电压预设条件的情况下使得所述开关模块对地短路，其中，预设条件可以是小于第二分压电阻的电压。

可选地，基于上述，作为另一种实施方式，如图5所示，当触发模块采用史密斯触发器U2的情况下，史密斯触发器U2的反相输入端连接于第一分压电阻R1、热敏电阻Rt之间，史密斯触发器U2的正相输入端连接于第二分压电阻R2、第三分压电阻R3之间，史密斯触发器U2的输出端与开关模块Q1的栅极电连接。

在充电接口102的温度等于预设的温度阈值的情况下，热敏电阻Rt的阻值等于第三分压电阻R3的阻值，第一分压电阻R1的阻值等于第二分压电阻R2的阻值；在史密斯触发器U2被配置成在正相输入端的电压小于反向输入端的电压的情况下，输出高电平信号以控制开关模块Q1导通。

可以理解地，假设预设的温度阈值为60度，充电接口102的温度等于60度后，热敏电阻Rt的阻值为22KΩ、则第三分压电阻R3的阻值也为22KΩ；另外，热敏电阻Rt的阻值随着充电接口102的温度升高而下降，随着充电接口102的温度降低而升高。

可选地，在上述的实施例中，接口保护电路还包括第四分压电阻R4，第四分压电阻R4串接于第二引脚Y2、分压模块104之间。第四分压电阻R4可以提高比较器U1的抗浪涌能力，也可以拓宽接口保护电路的工作电压范围，使经第四分压电阻R4分压后的电源输入至比较器U1或史密斯触发器U2，确保经第四分压电阻R4和上述的两对分压电路并联组成的分压网络后的电压在比较器U1或史密斯触发器U2的工作范围，同时输入至比较器U1或史密斯触发器U2大于开关模块Q1的导通电压。

具体地，作为另一种实施方式，如图6所示，分压模块104包括依次串接于第二引脚Y2与地之间的第一分压电阻R1、热敏电阻Rt以及第二分压电阻R2，开关模块Q1的栅极连接于热敏电阻Rt、第二分压电阻R2之间，且在热敏电阻Rt检测到充电接口102的温度等于预设的温度阈值的情况下，V_BUS*R₂/(R₁+R_t+R₂)＝V_gs(th)，其中，R₁为第一分压电阻R1的阻值，R₂为第二分压电阻R2的阻值，R_t为热敏电阻Rt的阻值，V_BUS为第二引脚Y2输出的供电电压Vbus，V_gs(th)为开关模块Q1的导通电压。

该实施方式的工作原理为：当充电接口102的温度小于预设的温度阈值时，热敏电阻Rt的阻值大于预设的温度下的阻值，开关模块Q1的电压Vgs＝V_BUS*R₂/(R₁+R_t+R₂)<Vgs(th)，开关模块Q1不导通，充电器101正常工作；

当充电接口102的温度大于等于预设的温度阈值时，热敏电阻Rt的阻值小于等于预设的温度下的阻值，开关模块Q1的电压Vgs＝V_BUS*R₂/(R₁+R_t+R₂)>Vgs(th)，开关模块Q1导通，充电器101停止工作。

可选地，作为另一种实施方式，如图7所示，分压模块104包括依次串接于第二引脚Y2与地之间的第一分压电阻R1、稳压器U3、热敏电阻Rt以及第二分压电阻R2，开关模块Q1的栅极连接于热敏电阻Rt、第二分压电阻R2之间，且在热敏电阻Rt检测到充电接口102的温度等于预设的温度阈值的情况下，V_out*R₂/(R_t+R₂)＝V_gs(th)，其中，R₂为第二分压电阻R2的阻值、R_t为热敏电阻Rt的阻值，V_out为稳压器U3的输出端的电压，V_gs(th)为开关模块Q1的导通电压。

该实施方式的工作原理为：当充电器101接口的温度小于等于预设温度时，热敏电阻Rt的阻值大于等于在预设的温度阈值下的阻值，开关模块Q1的电压Vgs＝V_out*R₂/(R_t+R₂)<Vgs(th)，开关模块Q1不导通，充电器101正常工作。

当充电器101接口的温度大于预设温度时，热敏电阻Rt的阻值小于在预设的温度阈值下的阻值，开关模块Q1的电压Vgs＝V_out*R₂/(R_t+R₂)>Vgs(th)，开关模块Q1导通，充电器101停止工作。

需要说明的是，由于该分压模块104包括稳压器U3，因此，该实施方式针对固定或变动的充电电压均适用。

本申请实施例还提供了一种电子设备800，包括本申请上述实施例的所述的接口保护电路。图8为实现本申请实施例的一种电子设备800的硬件结构示意图。该电子设备800包括但不限于：射频单元801、网络模块802、音频输出单元803、输入单元804、传感器805、显示单元806、用户输入单元807、接口保护电路102、存储器808以及处理器809等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备800还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器809逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图8中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims

1.一种接口保护电路，其特征在于，包括：充电接口、温感控制模块，所述充电接口与所述温感控制模块连接；

2.根据权利要求1所述的接口保护电路，其特征在于，所述充电接口包括第一引脚、第二引脚，所述第一引脚接地，所述温感控制模块包括分别串接于所述第二引脚与地之间的分压模块、开关模块，所述分压模块包括热敏电阻，所述分压模块与所述开关模块电连接，所述分压模块在所述热敏电阻的电压预设条件的情况下使得所述开关模块对地短路。

3.根据权利要求2所述的接口保护电路，其特征在于，所述分压模块包括并联的第一分压电路、第二分压电路和触发模块，其中，所述第一分压电路包括热敏电阻、所述第一分压电路与所述触发模块的第一输入端连接，所述第二分压模块与所述触发模块的第二输入端连接，所述触发模块在所述热敏电阻的电压预设条件的情况下使得所述开关模块对地短路。

4.根据权利要求3所述的接口保护电路，其特征在于，所述第一分压电路包括串接于所述第二引脚与地之间的所述热敏电阻与第一分压电阻，所述第二分压电路包括依次串接于所述第二引脚与地之间的第二分压电阻与第三分压电阻，所述触发模块为比较器或史密斯触发器。

5.根据权利要求4所述的接口保护电路，其特征在于，所述第二引脚、所述热敏电阻、所述第一分压电阻、所述地依次电连接，所述触发模块的正相输入端连接于所述热敏电阻、所述第一分压电阻之间，所述触发模块的反相输入端连接于所述第二分压电阻、所述第三分压电阻之间，所述比较器的输出端与所述开关模块的栅极电连接，其中，

所述第一分压电阻的阻值等于所述第三分压电阻的阻值，在所述充电接口的温度等于预设的温度阈值的情况下，所述热敏电阻的阻值等于所述第二分压电阻的阻值；所述比较器在正相输入端的电压大于反向输入端的电压的情况下，输出高电平信号以控制所述开关模块对地短路。

6.根据权利要求4所述的接口保护电路，其特征在于，所述第二引脚、所述第一分压电阻、所述热敏电阻、所述地依次电连接，所述触发模块的反相输入端连接于所述第一分压电阻、所述热敏电阻之间，所述触发模块的正相输入端连接于所述第二分压电阻、所述第三分压电阻之间，所述触发模块的输出端与所述开关模块的栅极电连接，

所述第一分压电阻的阻值等于所述第二分压电阻的阻值，在所述充电接口的温度等于预设的温度阈值的情况下，所述热敏电阻的阻值等于所述第三分压电阻的阻值；所述触发模块在正相输入端的电压小于反向输入端的电压的情况下，输出高电平信号以控制所述开关模块对地短路。

7.根据权利要求3-6任一所述的接口保护电路，其特征在于，所述接口保护电路还包括第四分压电阻，所述第四分压电阻串接于所述第二引脚、所述分压模块之间。

8.根据权利要求2所述的接口保护电路，其特征在于，所述分压模块包括依次串接于所述第二引脚与地之间的第一分压电阻、热敏电阻以及第二分压电阻，所述开关模块的栅极连接于所述热敏电阻、所述第二分压电阻之间；且在所述热敏电阻检测到所述充电接口的温度等于预设的温度阈值的情况下，V_BUS*R₂/(R₁+R_t+R₂)＝V_gs(th)，其中，R₁为所述第一分压电阻的阻值，R₂为所述第二分压电阻的阻值，R_t为所述热敏电阻的阻值，V_BUS为第二引脚输出的供电电压，V_gs(th)为开关模块的导通电压。

9.根据权利要求2所述的接口保护电路，其特征在于，所述分压模块包括依次串接于所述第二引脚与地之间的第一分压电阻、稳压器、热敏电阻以及第二分压电阻，所述开关模块的栅极连接于所述热敏电阻、所述第二分压电阻之间；且在所述热敏电阻检测到所述充电接口的温度等于所述预设的温度阈值的情况下，V_out*R₂/(R_t+R₂)＝V_gs(th)，其中，R₂为所述第二分压电阻的阻值，R_t为所述热敏电阻的阻值，V_out为所述稳压器输出端的电压，V_gs(th)为所述开关模块的导通电压。

10.根据权利要求2所述的接口保护电路，其特征在于，所述开关模块为NMOS管。

11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的接口保护电路。