CN201127057Y - Usb接口的供电与保护电路及具有该电路的数字电视接收机 - Google Patents

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CN201127057Y CNU2007201711400U CN200720171140U CN201127057Y CN 201127057 Y CN201127057 Y CN 201127057Y CN U2007201711400 U CNU2007201711400 U CN U2007201711400U CN 200720171140 U CN200720171140 U CN 200720171140U CN 201127057 Y CN201127057 Y CN 201127057Y
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Abstract

本实用新型公开一种USB接口的供电与保护电路及具有该电路的数字电视接收机，该电路包括：检测控制模块；USB接口，其两个数据传输端通过数据线连接至所述检测控制模块；供电电路，其电源端连接外部的电源，控制端连接至所述检测控制模块，输出端连接至所述USB接口的电源端；当所述检测控制模块检测到所述USB接口的数据传输端由于所述USB接口接入USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端输出电源信号至所述USB接口；当所述检测控制模块检测到退出使用所述USB接口接入的USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端停止输出电源信号。本实用新型结构简单，能广泛用于具有USB接口的电子设备中。

Description

USB接口的供电与保护电路及具有该电路的数字电视接收机
技术领域
本实用新型涉及USB接口保护电路，尤其是涉及一种为USB接口外接的USB设备提供电源、且能够同时保护USB接口以及外接的USB设备的供电与保护电路，以及具有该供电与保护电路的数字电视接收机。
背景技术
随着数字技术的快速发展，USB技术也得到了大范围的推广使用。在诸多的电子设备(比如：电脑、数字电视机和数字电视机顶盒)都配置有USB接口，便于用户通过此USB接口与外接的USB设备(比如，移动硬盘和U盘)进行通讯或取电。
虽然带有USB接口的电子设备能支持热插拨，但由于对外接的USB设备进行带电插拔，很容易导致USB设备的损坏，且还可能通过USB设备将外部的静电带入USB接口，造成USB接口甚至是整个电子设备的损坏。
为解决此问题，公告日为2007年9月26日，专利号为200620108220.7的中国专利，提出了一种USB接口保护电路，由电源开关电路、过流测试电路、过流报警电路连接而成；当使用了该USB接口保护电路的设备内部电路短路时，在瞬间该USB接口保护电路会切断USB接口电源，从而可有效的保护电脑主板的USB接口和电源主板。但是，该专利的技术方案仍然存在如下技术缺陷：
1、该技术方案只考虑了具有USB接口的设备内部电路短路的情况下，如何保护该设备，并没有考虑对外接在USB接口的USB设备的保护；
2、该技术方案虽然考虑了电源的过流保护，但并没有考虑外接在USB接口的USB设备可能带入的静电，没有做相应的静电保护。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提出一种USB接口的供电与保护电路，以及具有该USB接口的供电与保护电路的数字电视接收机，以实现为USB接口外接的USB设备提供电源，同时保护USB接口以及外接的USB设备不会因为热插拔和静电而损坏。
为解决本实用新型的技术问题，本实用新型公开一种USB接口的供电与保护电路，包括：检测控制模块；USB接口，其两个数据传输端通过数据线连接至所述检测控制模块；具有输入电源的供电电路，其控制端连接至所述检测控制模块，输出端连接至所述USB接口的电源端；当所述检测控制模块检测到所述USB接口的数据传输端由于所述USB接口接入USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端输出电源信号至所述USB接口；当所述检测控制模块检测到退出使用所述USB接口接入的USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端停止输出电源信号。
较优的，所述USB接口的两个数据传输端分别连接一组二极管；每组二极管的其中之一的阳极与所述数据传输端连接，阴极与所述供电电路的输出端连接，另一个二极管的阳极接地，阴极与所述数据传输端连接。
较优的，所述供电电路的输出端连接至少一个滤波电容。
较优的，所述供电电路的电源端连接至少一个滤波电容。
较优的，所述供电电路的电源端连接的电源为5伏特。
另外，本实用新型还公开一种具有USB接口的供电与保护电路的数字电视接收机，至少包括USB接口以及检测控制模块，该USB接口的两个数据传输端通过数据线连接；具有输入电源的供电电路，其控制端连接至所述检测控制模块，输出端连接至所述USB接口的电源端；当所述检测控制模块检测到所述USB接口的数据传输端由于所述USB接口接入USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端输出电源信号至所述USB接口；当所述检测控制模块检测到退出使用所述USB接口接入的USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端停止输出电源信号。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型通过检测控制模块根据USB接口的状态，来控制供电电路是否给USB接口供电，以此实现USB设备在USB接口断电状态下插拔，由此克服了现有技术中USB设备需要在USB接口带电状态下插拔所容易被损坏的技术难题；
2、本实用新型的供电电路提供过流保护的功能，另外，本实用新型还增加了静电保护电路，对由USB设备插入时引起的瞬间高压静电提供放电回路或接地，以此提供静电防护。
因此，本实用新型实现了为USB接口外接的USB设备提供电源，同时实现了保护USB接口以及外接的USB设备不会因为热插拔和静电而被损坏。本实用新型结构简单，能广泛用于现有具有USB接口的各个行业的电子设备中，尤其适合使用于具有USB接口的数字电视接收机中，具有广阔的使用前景。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的电路示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心思想是：在带有USB接口的电子设备中，通过检测控制模块检测USB接口的两个数据传输端(USBDP和USBDN接脚)因为接入外部的USB设备后所引起电阻变化而产生的脉冲，发出控制命令控制供电电路开始给USB接口供电；当退出使用接入的USB设备时，检测控制模块发出控制命令控制供电电路停止对USB接口供电；且在USB接口的两个数据传输端上外接静电保护电路，以防止静电对电子设备和外接的USB设备造成损坏。
请参考图1所示，本实用新型所揭示的USB接口的供电与保护电路包括：检测控制模块；USB接口J1和供电电路U1。其中，该USB接口J1的两个数据传输端USBDP和USBDN通过数据线分别连至所述检测控制模块；在本实施例中，该USB接口J1采用USB 2.0的接口标准，该检测控制模块为中央处理器(CPU)。该供电电路U1的电源端连接外部的+5伏特的电源，控制端(或使能端)连接至所述检测控制模块，输出端连接至所述USB接口J1的电源端。
本实施例中，所述供电电路U1的输出端连接有并联的滤波电容C4和CE2，以对所述供电电路U1的输出端输出至所述USB接口J1的电源信号进行滤波处理。另外，在所述供电电路U1的电源端连接滤波电容C3，对输入至电源端的外接电源进行滤波处理。
以具有本实用新型USB接口的供电与保护电路的电子设备，比如，数字电视机顶盒为例，来进一步详细阐述本实用新型的工作原理。
在数字电视机顶盒正常工作状态下，当移动硬盘或者U盘等USB设备接到所述USB接口J1时，所述USB接口J1的两个数据传输端USBDP和USBDN的阻抗会发生变化；数字电视机顶盒中的检测控制模块是通过检测该两个数据传输端USBDP和USBDN的阻抗变化所产生的脉冲，来确认是否有USB设备接入所述USB接口J1。当数字电视机顶盒中的检测控制模块检查到所述USB接口J1的数据传输端USBDP和USBDN由于所述USB接口J1接入USB设备而引起阻抗变化所产生的脉冲时，检测控制模块通过与所述供电电路U1的控制端(使能端)连接的一个通用输入/输出(General Port I/O，GPIO)接脚USB_EN，给所述供电电路U1的控制端发出高电位有效的控制信号，所述供电电路U1输出电源信号至所述USB接口J1；并通过滤波电容CE2和C4滤波后给接入的USB设备供电，外接USB设备即可上电工作，由此实现USB设备在所述USB接口J1断电状态下的插接。
当USB设备使用完毕后，比如，通过数字电视机顶盒的遥控器操作，在退出USB设备的使用界面时，数字电视机顶盒中的检测控制模块根据此操作，判断需要退出使用USB设备，于是，检测控制模块通过接脚USB_EN给所述供电电路U1的控制端发送一个低电位有效的控制信号，所述供电电路U1接到此控制信号后，切断给所述USB接口J1供电，使USB设备在拔出所述USB接口J1时处于断电状态，由此实现断电状态下从所述USB接口J1拔除USB设备。
另外，本实施例的过流保护功能是由所述供电电路U1提供的，当其电源端输入的+5V电源的电流过大(超过500mA)时，所述供电电路U1的输出端将产生大的阻抗，截断输出电源信号至所述USB接口J1的电源端，从而提供电源的过流保护功能。
本实施例中，还增加了静电保护电路，即在所述USB接口J1的两个数据传输端USBDP和USBDN，分别连接一组二极管。一组二极管D1和D3连接在数据传输端USBDN，二极管D3的阳极与数据传输端USBDN连接，阴极与所述供电电路U1的输出端连接；二极管D1的阳极接地，阴极与数据传输端USBDN连接。另一组二极管D2和D4连接在数据传输端USBDP，二极管D2的阳极接地，阴极与数据传输端USBDP连接；二极管D4的阳极与数据传输端USBDP连接，阴极与所述供电电路U1的输出端连接。当外接的USB设备插入所述USB接口J1时，产生瞬间的高静电时，如果是正电压静电，则通过二极管D3和D4提供放电回路；如果是负电压静电，则直接通过二极管D1和D2将静电接地，从而起到了静电防护的作用。
本实用新型的USB接口的供电与保护电路，尤其适合使用于具有USB接口的数字电视接收机中，由中央处理器实现所述检测控制模块的功能，在此不再详叙。
综上，本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型通过检测控制模块根据USB接口的状态，来控制供电电路是否给USB接口供电，以此实现USB设备在USB接口断电状态下插拔，由此克服了现有技术中USB设备需要在USB接口带电状态下插拔所容易被损坏的技术难题；
2、本实用新型的供电电路提供过流保护的功能，另外，本实用新型还增加了静电保护电路，对由USB设备插入时引起的瞬间高压静电提供放电回路或接地，以此提供静电防护。
3、本实用新型实现了为USB接口外接的USB设备提供电源，同时实现了保护USB接口以及外接的USB设备不会因为热插拔和静电而被损坏。本实用新型结构简单，能广泛用于现有具有USB接口的各个行业的电子设备中，具有广阔的使用前景。

Claims (9)

1、一种USB接口的供电与保护电路，其特征在于，包括：
检测控制模块；
USB接口，其两个数据传输端通过数据线连接至所述检测控制模块；
具有输入电源的供电电路，其控制端连接至所述检测控制模块，输出端连接至所述USB接口的电源端；
当所述检测控制模块检测到所述USB接口的数据传输端由于所述USB接口接入USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端输出电源信号至所述USB接口；
当所述检测控制模块检测到退出使用所述USB接口接入的USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端停止输出电源信号。
2、根据权利要求1所述的USB接口的供电与保护电路，其特征在于，所述USB接口的两个数据传输端分别连接一组二极管；每组二极管的其中之一的阳极与所述数据传输端连接，阴极与所述供电电路的输出端连接，另一个二极管的阳极接地，阴极与所述数据传输端连接。
3、根据权利要求1所述的USB接口的供电与保护电路，其特征在于，所述供电电路的输出端连接至少一个滤波电容。
4、根据权利要求1所述的USB接口的供电与保护电路，其特征在于，所述供电电路的电源端连接至少一个滤波电容。
5、根据权利要求1所述的USB接口的供电与保护电路，其特征在于，所述输入电源为5伏特。
6、一种具有USB接口的供电与保护电路的数字电视接收机，至少包括USB接口以及检测控制模块，该USB接口的两个数据传输端通过数据线连接，其特征在于，还包括：具有输入电源的供电电路，其控制端连接至所述检测控制模块，输出端连接至所述USB接口的电源端；
当所述检测控制模块检测到所述USB接口的数据传输端由于所述USB接口接入USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端输出电源信号至所述USB接口；
当所述检测控制模块检测到退出使用所述USB接口接入的USB设备时，发出控制信号至所述供电电路的控制端，使所述供电电路的输出端停止输出电源信号。
7、根据权利要求6所述的具有USB接口的供电与保护电路的数字电视接收机，其特征在于，所述USB接口的两个数据传输端分别连接一组二极管；每组二极管的其中之一的阳极与所述数据传输端连接，阴极与所述供电电路的输出端连接，另一个二极管的阳极接地，阴极与所述数据传输端连接。
8、根据权利要求6所述的具有USB接口的供电与保护电路的数字电视接收机，其特征在于，所述供电电路的输出端连接至少一个滤波电容。
9、根据权利要求6所述的具有USB接口的供电与保护电路的数字电视接收机，其特征在于，所述供电电路的电源端连接至少一个滤波电容。
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