CN203759164U - 一种检测usb负载设备接入状态的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种检测USB负载设备接入状态的电路，包括供电电路模块、开关电路模块、USB头接入检测电路模块、稳压保护电路模块、USB负载接入检测电路模块、电源管理单元模块，本实用新型的有益效果在于：不接入USB线等带USB头的连接装置时，整个系统没有任何电能消耗，节约电能；任何一种USB线插入负载设备后，无论其USB金属头有没有接地或者线两端USB头间有没有屏蔽线短路，另一端没有接负载设备则不会被检测到；可避免误识别，不会控制开启预订功能，也不会妨碍设备开关机或其他正常操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测USB负载设备，尤其涉及一种检测USB负载设备接入状态的电路。
背景技术
市面上有的移动无线路由器包含插入USB设备自动开机对外充电功能，但插入IPHONE专用线（此线的USB头内部接地），即使不接USB负载设备也会触发开机，处于工作状态；如果接手机充电完毕，拔出手机后无法自动关机；市售某些USB数据线两端USB头没有用屏蔽线相连短接，如果使用该种数据线，则接负载设备后无法触发开机；市面上有带自动充电功能的充电宝，无需开机键，但是其原理是在USB口上持续提供5V电压，并没有关掉所有电路，实际上一直处于工作状态，这种“假关机”会引起电能损耗。
实用新型内容
本实用新型目的在于解决市面上带自动充电功能充电宝“假关机”，虽然无需开机键，但是其原理是在USB口上持续提供5V电压，并没有关掉所有电路，实际上一直处于工作状态，针对这种“假关机”会引起电能损耗的不足而提供的一种新型检测USB负载设备接入状态的电路。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种检测USB负载设备接入状态的电路，包括供电电路模块、开关电路模块、USB头接入检测电路模块、稳压保护电路模块、USB负载接入检测电路模块、电源管理单元模块，所述供电电路模块与所述开关电路模块电连接，所述供电电路模块与所述USB头接入检测电路模块电连接，所述USB头接入检测电路模块通过开关导通控制与所述开关电路模块电连接，所述开关电路模块与所述稳压保护电路模块电连接，所述稳压保护电路模块与所述USB负载接入检测电路模块电连接，所述USB负载接入检测电路模块通过控制信号线与所述电源管理单元模块信号连接。
进一步地，还包括USB母座，所述USB母座包括一个VBUS管脚及一个GND管脚，所述VBUS管脚与所述稳压保护电路模块电连接，所述GND管脚与USB负载接入检测电路模块电连接。
进一步地，所述稳压保护电路模块的输出电压为5V。
进一步地，所述USB头接入检测电路模块使用一种特殊的USB母座，当USB公头接入时会使母座上的管脚状态发生改变，如两个管脚由不相通变为短路、某个管脚由悬空变为接地。利用此特性搭配使用三极管和MOS管输出合适的高低电平触发信号，可以对开关电路进行控制。
进一步地，所述USB负载接入检测电路模块工作时，所述USB母座VBUS管脚有5V电压，在USB母座的GND管脚串一小电阻R1到地，R2为USB头不接负载时VBUS和GND管脚间的等效电阻，数值为无穷大，r电阻为外部负载，R1电阻一端接到运算放大器正极，Rf、Rg分别为反馈电阻和输入电阻。
使用时，（1）设备起始为关机状态；供电电路模块向 USB头接入检测电路模块提供电源，开关电路模块为关闭状态；（2）当不接负载设备的USB头插入设备时，USB头接入检测电路模块会检测到此动作并控制开关电路导通，供电电路模块向稳压保护电路模块供电，USB母座输出5V电压，同时向USB负载接入检测电路模块提供电源进入工作状态，若此时拔出USB头，则回到步骤1状态；（3）当有负载设备接入步骤2的USB头时，USB负载接入检测电路模块会检测到此动作并输出触发信号到电源管理单元模块，开启预订功能，USB接头和设备一起拔出则回步骤1状态，只拔出USB设备则回步骤2状态。
本实用新型的有益效果在于：
1.不接入USB线等带USB头的连接装置时，整个系统没有任何电能消耗，节约电能；
2.任何一种USB线插入负载设备后，无论其USB金属头有没有接地或者线两端USB头间有没有屏蔽线短路，另一端没有接负载设备则不会被检测到，可避免误识别，不会控制开启预订功能，也不会妨碍设备开关机或其他正常操作。
附图说明
图1为本实用新型检测USB负载设备接入状态的电路结构示意图；
图2为本实用新型USB头接入检测电路模块结构示意图；
图3为本实用新型USB负载接入检测电路模块结构示意图；
图4为本实用新型检测USB负载设备接入状态的电路流程结构示意图；
附图标记：1、供电电路模块；2、开关电路模块；3、USB头接入检测电路模块；4、稳压保护电路模块；5、USB负载接入检测电路模块；6、电源管理单元模块；7、USB母座；8、开关导通控制；9、控制信号线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步描述：
如图1所示：一种检测USB负载设备接入状态的电路，包括供电电路模块1、开关电路模块2、USB头接入检测电路模块3、稳压保护电路模块4、USB负载接入检测电路模块5、电源管理单元模块6，所述供电电路模块1与所述开关电路模块2电连接，所述供电电路模块1与所述USB头接入检测模块3电连接，所述USB头接入检测模块3通过开关导通控制8与所述开关电路模块2电连接，所述开关电路模块2与所述稳压保护电路模块4电连接，所述稳压保护电路模块4与所述USB负载接入检测电路模块5电连接，所述USB负载接入检测电路模块5通过控制信号线9与所述电源管理单元模块6信号连接。
优选地，还包括USB母座7，所述USB母座7包括一VBUS管脚及一个GND管脚，所述VBUS管脚与所述稳压保护电路模块4电连接，所述GND管脚与USB负载接入检测电路模块5电连接。
优选地，所述稳压保护电路模块4的输出电压为5V。
如图2所示：所述USB头接入检测电路模块3使用一种特殊的USB母座，当USB公头接入时会使母座上的管脚状态发生改变，如两个管脚由不相通变为短路、某个管脚由悬空变为接地。利用此特性搭配使用三极管和MOS管输出合适的高低电平触发信号，可以对开关电路进行控制，起始时Vgs=0V，PMOS管D极与S极不通。当有USB公头接入母座时，G极接地故Vgs<0，PMOS管D极与S极导通，锂电池向PMU供电同时5V稳压IC将电池电压转为5V输出到USB母座VBUS管脚上。
如图3所示，所述USB负载接入检测电路模块5工作时，所述USB负载接入检测电路工作时USB母座7的VBUS管脚有5V电压，在USB母座7的GND管脚串一小电阻R1到地，R2为USB头不接负载时VBUS和GND管脚间的等效电阻，数值为无穷大，r电阻为外部负载，R1电阻一端接到运算放大器正极，Rf、Rg分别为反馈电阻和输入电阻,根据电阻分压原理，当没有外部负载接入时，R1上的电压差UR1=R1/R2*5V=0V,运放正负极输入都为0V故Vout=0V，当外部负载r接入时，UR1=R1/（R2//r）*5V=R1/r*5V，根据运放放大倍数公式Gain=1+Rf/Rg，所以Vout= R1/r*5V*（1+Rf/Rg）,故USB负载接入前后Vout值会有变化，可搭配三极管、MOS管输出合理的电平触发预订功能电路。
如图4所示，使用时：（1）设备起始为关机状态；将供电电路模块1向 USB头接入检测电路模块3提供电源，开关电路模块2为关闭状态；（2）当不接负载设备的USB头插入设备时，USB接头接入检测电路模块3会检测到此动作并控制开关电路导通，供电电路模块1向稳压保护电路模块4供电，USB母座输出5V电压，同时向USB负载接入检测电路模块5提供电源进入工作状态，若此时拔出USB头，则回到步骤1状态；（3）当有负载设备接入步骤2的USB头时，USB负载接入检测电路模块5会检测到此动作并输出触发信号到电源管理单元模块6，开启预订功能，USB接头和设备一起拔出则回步骤1状态，只拔出USB设备则回步骤2状态。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (5)
1.一种检测USB负载设备接入状态的电路，其特征在于：包括供电电路模块、开关电路模块、USB头接入检测电路模块、稳压保护电路模块、USB负载接入检测电路模块、电源管理单元模块，所述供电电路模块与所述开关电路模块电连接，所述供电电路模块与所述USB头接入检测电路模块电连接，所述USB头接入检测电路模块通过开关导通控制与所述开关电路模块电连接，所述开关电路模块与所述稳压保护电路模块电连接，所述稳压保护电路模块与所述USB负载接入检测电路模块电连接，所述USB负载接入检测电路模块通过控制信号线与所述电源管理单元模块信号连接。
2.根据权利要求1所述的检测USB负载设备接入状态的电路，其特征在于：还包括USB母座，所述USB母座包括一个VBUS管脚及一个GND管脚，所述VBUS管脚与所述稳压保护电路模块电连接，所述GND管脚与USB负载接入检测电路模块电连接。
3.根据权利要求1所述的检测USB负载设备接入状态的电路，其特征在于：所述稳压保护电路模块的输出电压为5V。
4.根据权利要求1所述的检测USB负载设备接入状态的电路，其特征在于：所述USB头接入检测电路模块使用一种特殊的USB母座，当USB公头接入时会使母座上的管脚状态发生改变，如两个管脚由不相通变为短路、某个管脚由悬空变为接地,利用此特性搭配使用三极管和MOS管输出合适的高低电平触发信号，可以对开关电路进行控制。
5.根据权利要求1所述的检测USB负载设备接入状态的电路，其特征在于：所述USB负载接入检测电路模块工作时，所述USB母座的VBUS管脚有5V电压，在USB母座的GND管脚串一小电阻R1到地，R2为USB头不接负载时VBUS和GND管脚间的等效电阻，数值为无穷大，r电阻为外部负载，R1电阻一端接到运算放大器正极，Rf、Rg分别为反馈电阻和输入电阻。
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