CN202076771U - 一种usb otg电路及应用其的便携式电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种USB OTG电路及应用其的便携式电子设备，所述USB OTG电路包括控制器、USB OTG连接器、N型MOSFET，所述N型MOSFET的漏极与所述USB OTG连接器的电源引脚连接，所述N型MOSFET的源极与控制器的电源检测端连接，所述N型MOSFET的栅极与预设电压输出端连接。通过在USB OTG连接器和控制器之间设置N型MOSFET，可以实现对USB OTG外设的电源电压检测以及过压保护，且单个MOSFET即可实现，成本较低，简便易行。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种USB OTG电路及应用其的便携式电子设备。
背景技术
通用串行总线（USB，Universal Serial Bus）技术的发展，使得个人电脑（PC，Personal Computer）和周边设备能够通过简单方式、适度的制造成本将各种设备连接在一起，在PC的控制下进行数据交换。但这种方便的交换方式，一旦离开了PC，各设备间无法利用USB接口进行操作，因为没有一个设备能够充当P C一样的主机（host）设备。
USB OTG是USB On-The-Go的缩写，On-The-Go，即OTG技术就是实现在没有主设备的情况下，实现设备间的数据传送。目前USB OTG的功能越来越多的被应用到PDA、数码相机、移动电话、打印机等消费类电子产品中。有一些设备，例如智能手机和平板电脑，其既可以作为主机设备对外设从机设备供电，也可以作为从机设备由外设对其进行供电，所以智能手机或类似产品需要对外设进行检测和失败，判断本机是作为主机设备还是从机设备。本机对外设进行检测和识别是通过VBUS、ID和DATA共同检测和识别的，VBUS主要用于设备供电和供电电压的检测。
为了防止用户插入超出供电电压范围的外设损坏本机，需要对设备的供电电压进行过压保护。当供电电压超过预设值时，会自动中断供电，以对本机起到保护作用。现有技术中通常采用过压保护芯片来实现，但是，本实用新型的发明人发现，上述过压保护方案复杂且成本较高。
发明内容
本实用新型为解决现有技术中USB OTG电路中过压保护方案复杂，成本较高的技术问题，提供一种USB OTG电路及应用其的便携式电子设备，能够以较低成本、简便易行地实现对外设的检测和过压保护。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种USB OTG电路，包括：控制器、USB OTG连接器、N型MOSFET，所述N型MOSFET的漏极与所述USB OTG连接器的电源引脚连接，所述N型MOSFET的源极与控制器的电源检测端连接，所述N型MOSFET的栅极与预设电压输出端连接。
可选的，所述N型MOSFET的栅极与所述控制器的通用输入输出接口连接。
可选的，所述控制器与所述USB OTG连接器的插拔检测端连接，当检测到所述USB OTG连接器有外接设备插入时，输出电压信号至所述N型MOSFET的栅极，控制所述N型MOSFET开启。
可选的，所述预设电压输出端输出电压范围为2.4-5.5v之间。
可选的，所述预设电压输出端输出电压为恒压。
可选的，所述预设电压输出端输出电压为3.3v。
可选的，所述USB OTG电路还包括双向二极管，所述双向二极管并联在所述N型MOSFET的栅极和源极之间。
可选的，所述双向二极管与所述N型MOSFET封装在一起。
本实用新型还提供了包括上述USB OTG电路的便携式电子设备。
从以上技术方案可以看出，通过在USB OTG连接器和控制器之间设置N型MOSFET，在没有接入任何外设时，所述N型MOSFET导通，控制器可以对USB OTG连接器端的电源供电情况进行检测，当USB OTG连接器接入外设时，控制器检测到USB OTG连接器的供电，如果USB OTG连接器的供电正常，控制器检测到N型MOSFET的源极电压Vs符合控制器对外设设备供电的电压对话请求协议（SRP，Session Request Protocol）的电压范围，则N型MOSFET导通；如果USB OTG连接器的供电超出正常范围时，则N型MOSFET的源极电压Vs会随之增加，导致N型MOSFET的开启电压Vgs降至标准以下，从而N型MOSFET截止，使控制器与USB OTG连接器之间的连接断开，保护控制器不被损坏。综上，通过在USB OTG连接器和控制器之间设置N型MOSFET，可以实现对USB OTG外设的电源电压检测以及过压保护，且单个MOSFET即可实现，成本较低，简便易行。
附图说明
图1是是本实用新型实施例一中USB OTG电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供了用于检测USB OTG连接器供电电压检测及过压保护的USB OTG电路，本实用新型中所描述的USB OTG电路适合于各种具有USB OTG连接器的便携式电子设备。
参照图1所示的本实用新型实施例一中USB OTG电路示意图，该USB OTG电路包括：控制器1、USB OTG连接器2，N型MOSFET 3，N型MOSFET 3的漏极与USB OTG连接器2的电源引脚VBUS连接，N型MOSFET 3的源极与控制器1的电源检测端VBUS0连接，N型MOSFET 3的栅极与预设电压输出端V连接。
以下简述其工作原理：通过在USB OTG连接器2和控制器1之间设置N型MOSFET 3，在没有接入任何外设时，所述N型MOSFET 3导通，控制器1可以对USB OTG连接器2端的电源供电情况进行检测，当USB OTG连接器2接入外设时，控制器1检测到USB OTG连接器2的供电，如果USB OTG连接器2的供电正常，控制器1检测到N型MOS FET 3的源极电压Vs符合控制器对外设设备供电的电压对话请求协议（SRP，Session Request Protocol）的电压范围，则N型MOSFET 3导通；如果USB OTG连接器2的供电超出正常范围时，则N型MOS FET 3源极电压Vs会随之增加，导致N型MOSFET的开启电压Vgs降至标准以下，从而N型MOSFET 3截止，使控制器1与USB OTG连接器2之间的连接断开，保护控制器1不被损坏。
从本实施例可以看出，通过在USB OTG连接器2和控制器1之间设置N型MOSFET 3，可以实现对USB OTG外设的电源电压检测以及过压保护，且单个MOSFET即可实现，成本较低，简便易行。
在具体实施中，所述控制器可以为便携式电子设备的CPU，所述USB OTG连接器2即为USB OTG接口。
其中，根据USB OTG规范《On-The-Go Supplement to the USB 2.0 Specification》的要求，当本机的控制器1通过USB OTG连接器2的引脚VBUS、ID、DATA检测到外设为主机设备，本机为从机设备，则CPU通过电源检测端VBUS0检测到外设供电的电压对话请求协议的电压范围为2.1-5.5v，即N型MOSFET 3源极处的电压Vs为2.1-5.5v。相应地，所述预设电压输出端V，即N型MOSFET 3栅极电压范围为2.4-5.5v之间。在具体实施中，为增强可靠性，选择2.4与5.5v靠近中间的值，本实施例中，所述预设电压输出端V电压选择为3.3v。本实施例中，N型MOSFET 3选用型号为RUB002N05，其驱动电压为1.2v，开启电压Vgs(th)范围为0.3-1v，Vgs=Vg-Vs, 当栅极电压控制在3.3v时，只有当Vs控制在最大3v以下时MOSFET才会开启，这时漏极和源极导通，控制器1检测到USB OTG连接器2的供电，当USB OTG连接器2的供电增加至大于5.25v以上时，Vs处的分压增大，Vs大于3v，N型MOSFET 3截至，起到保护控制器1的作用。
在具体实施中，N型MOSFET 3的栅极可以与控制器1的通用输入输出接口（GPIO，General Purpose Input Output）连接，在本机设备开机时，即可为所述N型MOSFET 3的栅极提供供电电压。
在具体实施中，为减少功耗，可以在控制器1检测到有外设插入USB OTG连接器2时，再向N型MOSFET 3的栅极供电，以降低功耗，可以采用如下方式实现：将控制器1与所述USB OTG连接器2的插拔检测端连接，当检测到所述USB OTG连接器2有外接设备插入时，输出电压信号至N型MOSFET 3的栅极，控制所述N型MOSFET 3开启。
在具体实施中，所述预设电压输出端V输出电压可以为恒压，也可以在预设范围内有所波动。恒压可以保持电路更好的稳定性。
在具体实施中，上述USB OTG电路还可包括双向二极管，将所述双向二极管并联在所述N型MOSFET 3的栅极和源极之间。设置双向二极管可以防止栅极和源极两端的压差过高时损坏MOSFET，一旦压差过高，双向二极管就导通，电流从双向二极管流过，不通过MOSFET，从而起到保护MOSFET的作用，用于过压保护，起到防静电的作用。
在具体实施中，所述双向二极管可以与所述N型MOSFET封装在一起，使用方便。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种USB OTG电路，其特征在于，包括：控制器、USB OTG连接器、N型MOSFET，所述N型MOSFET的漏极与所述USB OTG连接器的电源引脚连接，所述N型MOSFET的源极与控制器的电源检测端连接，所述N型MOSFET的栅极与预设电压输出端连接。
2.根据权利要求1所述的USB OTG电路，其特征在于，所述N型MOSFET的栅极与所述控制器的通用输入输出接口连接。
3.根据权利要求2所述的USB OTG电路，其特征在于，所述控制器与所述USB OTG连接器的插拔检测端连接，当检测到所述USB OTG连接器有外接设备插入时，输出电压信号至所述N型MOSFET的栅极，控制所述N型MOSFET开启。
4.根据权利要求1所述的USB OTG电路，其特征在于，所述预设电压输出端输出电压范围为2.4-5.5v之间。
5.根据权利要求4所述的USB OTG电路，其特征在于，所述预设电压输出端输出电压为恒压。
6.根据权利要求5所述的USB OTG电路，其特征在于，所述预设电压输出端输出电压为3.3v。
7.根据权利要求1至6任一项所述的USB OTG电路，其特征在于，还包括双向二极管，所述双向二极管并联在所述N型MOSFET的栅极和源极之间。
8.根据权利要求7所述的USB OTG电路，其特征在于，所述双向二极管与所述N型MOSFET封装在一起。
9.一种便携式电子设备，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的USB OTG电路。
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