CN202363900U - 防止usb接口电流反灌的电路及usb电源管理芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防止USB接口电流反灌的电路，包括电源管理模块、比较器、三极管；电源管理模块的电压输入端与USB主设备的电压源连接并通过串联的第三分压电阻R3及第四分压电阻R4接地、电压输出端与USB从设备的电压源连接并通过串联的第一分压电阻R1及第二分压电阻R2接地、使能端与三极管的集电极连接，比较器的同相输入端连接在第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的公共端、反相输入端连接在第三分压电阻R3与第四分压电阻R4的公共端、输出端通过电阻R5与三极管的基极连接，三极管的发射极接地；第一分压电阻R1与第二电阻R2的分压比等于第三分压电阻R3与第四分压电阻R4的分压比。本实用新型还公开了一种USB电源管理芯片，包括电源管理模块，所述电源管理模块的电压输入端与USB主设备的电压源连接，电压输出端与USB从设备的电压源连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及USB设备领域，尤其涉及一种防止USB接口电流反灌的电路及USB电源管理芯片。
背景技术
由于具有灵活的扩展性、高速的数据传输能力，并支持热插拔，USB设备已经成为人们生活、工作中不可或缺的一部分。
USB设备包括USB主设备和USB从设备，其中USB主设备能够接纳多个USB从设备。USB主设备与USB从设备通过USB接口进行数据传递，同时USB主设备也为不具有自供电能力的USB从设备提供工作电源，电流由主设备流向从设备，即使主设备由于异常原因掉电也不会发生电流由USB从设备流向USB主设备的情况。由于现有技术中的电源管理芯片通过MOS管连接主从设备，对于具有自供电能力的USB从设备而言，当USB主设备出现异常状况，其电源电压低于USB从设备电压源的电压时，就会出现电流由从设备流向主设备，这种情况称为电流反灌。出现电流反馈会影响整个主设备供电，甚至烧毁主设备的电路。而现有技术中没有给出防止电流反灌的技术方案。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种防止USB接口电流反灌的电路及USB电源管理芯片，可有效地防止电流由USB从设备流向USB主设备，从而为USB主设备提供了保护。
为了解决上述技术问题，一方面，本实用新型的实施例提供了一种防止USB接口电流反灌的电路，包括：电源管理模块、比较器、三极管；所述电源管理模块的电压输入端与USB主设备的电压源连接并通过串联的第三分压电阻R3及第四分压电阻R4接地、电压输出端与USB从设备的电压源连接并通过串联的第一分压电阻R1及第二分压电阻R2接地、使能端与所述三极管的集电极连接，所述比较器的同相输入端连接在所述第一分压电阻R1与所述第二分压电阻R2的公共端、反相输入端连接在所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4的公共端、输出端通过电阻R5与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地；所述第一分压电阻R1与所述第二电阻R2的分压比等于所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4的分压比。
其中，所述电源管理模块的使能端还与所述USB主设备的CPU连接。
所述比较器的供电端与所述USB从设备的电压源连接。
另一方面，本实用新型还提供一种USB电源管理芯片，包括电源管理模块、防电流反灌模块，所述电源管理模块的电压输入端与USB主设备的电压源连接，电压输出端与USB从设备的电压源连接，所述防电流反灌模块包括比较器和三极管，所述比较器的同相输入端通过第一分压电阻R1与所述电源管理模块的电压输出端、通过第二分压电阻R2接地，反相输入端通过第三分压电阻R3与所述电源管理模块的电压输入端连接、通过第四分压电阻R4接地，所述比较器的输出端通过电阻R5与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极与所述电源管理模块的使能端连接，发射极接地；所述第一分压电阻R1与所述第二电阻R2的分压比等于所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4的分压比。
所述电源管理模块的使能端还与所述USB主设备的CPU连接。
所述比较器的供电端与所述USB从设备的电压源连接。
本实用新型实施例具有如下优点或有益效果：
采用包括比较器和三极管的外围电路，控制USB主设备和USB从设备之间的电流流向，即使从设备电压源的电压高于主设备电压源的电压，也不会有电流由从设备流向主设备，有效地防止主设备与从设备间的电流反灌，达到了保护USB主设备的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种实施例的防止USB接口电流反灌的电路图；
图2是本实用新型一种实施例的USB电源管理芯片的内部原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参见图1，为本实用新型一种实施例的防止USB接口电流反灌的电路图。其中防电流反灌电路包括电源管理模块U1、比较器Q1、三极管Q2、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4。比较器Q1的同相输入端通过第一分压电阻R1与USB从设备的电压源连接也与电源管理模块的电压输出端连接、通过第二分压电阻R2接地，反相输入端通过第三分压电阻R3与USB主设备的电压源连接、通过第四分压电阻R4接地，输出端通过电阻R5连接在三极管Q2的基极。三极管Q2的集电极与电源管理模块U1的使能端连接，发射极接地。电源管理模块U1的电源输入端与USB主设备的电压源连接，电源输出端与USB从设备的电压源连接。
第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的分压比等于第三分压电阻R3与第四分压电阻R4的分压比，即R1/R2＝R3/R4，设置分压电阻的目的是为了防止USB主设备和/或USB从设备电压源的电压值过大时对比较器造成损害，另外设置R1/R2＝R3/R4能够保证比较器的输出结果能如实反映USB主设备和/USB从设备电压源电压的大小。
当USB主设备电压源的电压高于从设备电压源的电压时，比较器Q1反相输入端的电压值大于同相输入端的电压值，比较器Q1输出为低电平，从而三极管Q2截止，电源管理模块U1正常工作，由主设备通过电源管理模块U1给从设备供电；当USB主设备电压源的电压低于从设备电压源的电压时，比较器Q1反相输入端的电压值小于同相输入端的电压值，比较器Q1输出为高电平，从而三极管Q2导通，其集电极电平为低，即电源管理模块U1的使能端输入为低，电源管理模块U1关闭，从而阻止从设备通过电源管理模块U1为主设备供电。
另外，USB从设备的电压源还为比较器Q1供电。当USB从设备不具有自供电能力时，不会出现电流反灌的情况，也就不用启动比较器工作，当USB从设备具有自供电能力时，采用USB从设备的电压源为比较器供电，充分利用了资源并且简化了电路的结构、降低了设计成本。
请参见图2，为本实用新型一种实施例的USB电源管理芯片的内部原理图。USB电源管理芯片包括电源管理模块U1、防电流反灌模块，电源管理模块U1的电压输入端与USB主设备的电压源连接，电压输出端与USB从设备的电压源连接；防电流反灌模块包括比较器Q1和三极管Q2，比较器Q1的同相输入端通过第一分压电阻R1与电源管理模块U1的电压输出端、通过第二分压电阻R2接地，反相输入端通过第三分压电阻R3与电源管理模块U1的电压输入端连接、通过第四分压电阻R4接地，输出端通过电阻R5与三极管Q2的基极连接；三极管Q2的集电极与电源管理模块U1的使能端连接，发射极接地。第一分压电阻R1与第二电阻R2的分压比等于第三分压电阻R3与第四分压电阻R4的分压比，从而在比较器输入端准确反映USB主设备电压源电压和USB从设备电压源电压的大小，同时也能避免USB主从设备电压源的电压过大对比较器造成损坏。
本实用新型实施例具有如下优点或有益效果：
在现有USB电源管理芯片的基础上增加包括比较器和三极管的外围电路，能够有效地防止USB从设备的电流流向USB主设备，从而防止USB主设备被损坏。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种防止USB接口电流反灌的电路，其特征在于，包括：电源管理模块、比较器、三极管；所述电源管理模块的电压输入端与USB主设备的电压源连接并通过串联的第三分压电阻R3及第四分压电阻R4接地、电压输出端与USB从设备的电压源连接并通过串联的第一分压电阻R1及第二分压电阻R2接地、使能端与所述三极管的集电极连接，所述比较器的同相输入端连接在所述第一分压电阻R1与所述第二分压电阻R2的公共端、反相输入端连接在所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4的公共端、输出端通过电阻R5与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地；所述第一分压电阻R1与所述第二电阻R2的分压比等于所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4的分压比。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电源管理模块的使能端还与所述USB主设备的CPU连接。
3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述比较器的供电端与所述USB从设备的电压源连接。
4.一种USB电源管理芯片，包括电源管理模块，所述电源管理模块的电压输入端与USB主设备的电压源连接，电压输出端与USB从设备的电压源连接，其特征在于，还包括防电流反灌模块，所述防电流反灌模块包括比较器和三极管，所述比较器的同相输入端通过第一分压电阻R1与所述电源管理模块的电压输出端、通过第二分压电阻R2接地，反相输入端通过第三分压电阻R3与所述电源管理模块的电压输入端连接、通过第四分压电阻R4接地，所述比较器的输出端通过电阻R5与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极与所述电源管理模块的使能端连接，发射极接地；所述第一分压电阻R1与所述第二电阻R2的分压比等于所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4的分压比。
5.如权利要求4所述的电源管理芯片，其特征在于，所述电源管理模块的使能端还与所述USB主设备的CPU连接。
6.如权利要求4或5所述的电源管理芯片，其特征在于，所述比较器的供电端与所述USB从设备的电压源连接。
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| CN103199498A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-10 | 杭州华三通信技术有限公司 | 电源使能控制电路 |
| CN104810820A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-07-29 | 深圳市共进电子股份有限公司 | 一种usb供电电路 |
| CN105305396A (zh) * | 2014-07-22 | 2016-02-03 | 无锡麟力科技有限公司 | 一种具有防反接保护集成电路的esd |
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