CN205791636U - 一种控制电路及移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种控制电路及移动终端，解决移动终端电源接口的D+/D‑数据传输信号线上出现高压时，容易导致应用处理器被烧坏的问题。本实用新型的控制电路包括：开关单元，输入端与电源接口连接，输出端与应用处理器连接，开关单元包括连接状态和断开状态，在连接状态时，应用处理器与电源接口连接，在断开状态时，应用处理器与电源接口断开连接；电压检测单元，输入端与电源接口连接；电压比较单元，输入端与电压检测单元的输出端连接，输出端与开关单元的控制端连接，电压比较单元在电压检测单元检测到电源接口的电压高于预设阈值时，输出控制开关单元进入断开状态的第一控制信号，否则输出一控制开关单元进入连接状态的第二控制信号。

Description

一种控制电路及移动终端

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种控制电路及移动终端。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，智能手机硬件的不断升级和新功能的日益增多，电池容量受限于技术上的突破，而且目前智能手机往薄的方向发展，电池体积受限，导致电池容量没有质的提升，由于手机新功能增多导致耗电速度加快，所以对充电速度有了新的需求。目前快充技术主要是高压大电流充电，对比之前的5V充电，充电电压提高到了9V甚至更高的12V。但目前智能手机应用处理器的通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)模块对应D+/D-的耐压能力仍按5V设计，如果以9V或者12V的充电电压进行充电，在充电过程中，若电压总线VBUS短接到信号线D+/D-上，且USB端口进入杂质时，会使VBUS端到D-或者D+的直接阻抗减小，D+/D-信号线上会出现高电压，会导致应用处理器损坏。

目前预防VBUS通过D+/D-损坏应用处理器端口的主要技术是在D+/D-信号线上串联电阻，但是为了满足USB的眼图要求和正常数据通信不受影响，串联电阻不能无限增大。在满足USB正常通信情况下，串联的电阻大概约为几Ω，如果VBUS的9V或者12V高压瞬态短接到D+/D-信号线仍会导致应用处理器端口损坏。

另外，现有技术中通过增加USB开关可以增强抗浪涌或者静电释放(Electro-Static discharge，ESD)能力，并通过应用处理器软件控制USB开关的通断，但软件控制存在控制时间差，无法在D+/D-线出现高压时及时切断D+/D-到应用处理器端口的路径。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种控制电路及移动终端，旨在解决现有移动终端在充电过程中当电源接口的D+/D-数据传输信号线上出现高压时，容易导致应用处理器被烧坏的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种控制电路，包括：

开关单元，所述开关单元的输入端与所述移动终端的电源接口连接，所述开关单元的输出端与所述移动终端的应用处理器连接，所述开关单元包括连接状态和断开状态，其中，在所述连接状态时，所述应用处理器与所述电源接口连接，在所述断开状态时，所述应用处理器与所述电源接口断开连接；

电压检测单元，所述电压检测单元的输入端与所述电源接口连接；

电压比较单元，所述电压比较单元的输入端与所述电压检测单元的输出端连接，所述电压比较单元的输出端与所述开关单元的控制端连接，其中，所述电压比较单元在所述电压检测单元检测到所述电源接口的电压高于一预设阈值时，输出一控制所述开关单元进入断开状态的第一控制信号，否则输出一控制所述开关单元进入连接状态的第二控制信号。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供了一种移动终端，包括如上所述的控制电路。

本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例的上述技术方案，由电压检测单元检测电源接口的电压，并由电压比较单元在电压检测单元检测到电源接口的电压高于预设阈值时，输出一控制所述开关单元进入断开状态的第一控制信号，使得开关单元进入断开状态，进而使得应用处理器与电源接口断开连接，有效防止应用处理器因电源接口的电压过高而损坏。

附图说明

图1为本实用新型实施例的控制电路的结构示意图；

图2为图1所示结构的工作流程图。

附图标记说明：

1-开关单元，11-第一开关元件，12-第二开关元件，2-电源接口，3-应用处理器，4-电压检测单元，5-电压比较单元，51-第一电压比较器，52-第二电压比较器，53-或门逻辑控件。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及附图进行详细描述。

本实用新型的实施例提供了一种控制电路及移动终端，解决了现有移动终端在充电过程中当电源接口的D+/D-数据传输信号线上出现高压时，容易导致应用处理器被烧坏的问题。

如图1所示，本实用新型实施例的控制电路，应用于移动终端，该移动终端可具体是智能手机、平板电脑/PAD、个人计算机等设备，该控制电路包括：

开关单元1，该开关单元1的输入端与上述移动终端的电源接口2连接，上述开关单元1的输出端与移动终端的应用处理器3连接，上述开关单元1包括连接状态和断开状态，其中，在连接状态时，上述应用处理器3与上述电源接口2连接，在断开状态时，上述应用处理器3与上述电源接口2断开连接，这里移动终端的电源接口2具体为移动终端的USB接口，该USB接口包括D+数据传输引脚和D-数据传输引脚，在连接状态时，应用处理器的D+数据传输引脚与USB接口的D+数据传输引脚连接，应用处理器的D-数据传输引脚与USB接口的D-数据传输引脚连接。

电压检测单元4，该电压检测单元4的输入端与上述电源接口2连接，用于检测电源接口2的电压，具体的，用于检测电源接口2的D+数据传输引脚和D-数据传输引脚的电压。

电压比较单元5，该电压比较单元5的输入端与上述电压检测单元4的输出端连接，上述电压比较单元5的输出端与上述开关单元1的控制端连接，其中，上述电压比较单元5在上述电压检测单元4检测到上述电源接口2的电压高于一预设阈值时，输出一控制上述开关单元1进入断开状态的第一控制信号，否则输出一控制上述开关单元1进入连接状态的第二控制信号。

具体的，电压比较单元5在电压检测单元4检测到电源接口的D+数据传输引脚或D-数据传输引脚的电压高于上述预设阈值时，则输出一控制上述开关单元1进入断开状态的第一控制信号，使得应用处理器3的数据传输引脚与电源接口2的数据传输引脚之间断开连接，有效防止应用处理器3被烧坏。

本实用新型实施例的控制电路，由电压检测单元检测电源接口的电压，并由电压比较单元在电压检测单元检测到电源接口的电压高于预设阈值时，输出一控制所述开关单元进入断开状态的第一控制信号，使得开关单元进入断开状态，进而使得应用处理器与电源接口断开连接，有效防止应用处理器因电源接口的电压过高而损坏。

在本实用新型的一具体实施例中，上述应用处理器与上述电源接口通过数据传输引脚进行连接，具体的，应用处理器的D+数据传输引脚与电源接口的D+数据传输引脚连接，应用处理器的D-数据传输引脚与电源接口的D-数据传输引脚连接，因此，本实用新型实施例的开关单元进一步包括：

第一开关元件11和第二开关元件12，上述第一开关元件11的控制端与上述第二开关元件12的控制端连接；

其中，上述第一开关元件11的输入端与上述电源接口2的第一数据传输引脚连接，上述第一开关元件11的输出端与上述应用处理器3的第一数据传输引脚连接；

上述第二开关元件12的输入端与上述电源接口2的第二数据传输引脚连接，上述第二开关元件12的输出端与上述应用处理器3的第二数据传输引脚连接。上述第一数据传输引脚可具体为D+数据传输引脚或D-数据传输引脚，且在上述第一数据传输引脚为D+数据传输引脚时，第二数据传输引脚为D-数据传输引脚，在上述第一数据传输引脚为D-数据传输引脚时，第二数据传输引脚为D+数据传输引脚。

这里，上述第一开关元件11和第二开关元件12可具体为金属氧化物半导体场效应管，具体的，上述第一开关元件11的漏极作为输入端，与上述电源接口2的第一数据传输引脚连接；上述第一开关元件11的源极作为输出端，与上述应用处理器3的第一数据传输引脚连接；上述第一开关元件11的栅极作为控制端，与上述电压比较单元的输出端连接；

上述第二开关元件12的漏极作为输入端，与上述电源接口2的第二数据传输引脚连接；上述第二开关元件12的源极作为输出端，与上述应用处理器3的第二数据传输引脚连接；上述第二开关元件12的栅极作为控制端，与上述电压比较单元5的输出端连接。

本实用新型实施例中，通过电压检测单元4实时检测电源接口的第一数据传输引脚和第二数据传输引脚的电压，并在第一数据传输引脚或第二数据传输引脚的电压高于预设阈值时，通过第一开关元件11切断应用处理器和电源接口的第一数据传输引脚之间的连接，通过第二开关元件12切断应用处理器和电源接口的第二数据传输引脚之间的连接，进而切断应用处理器和电源接口之间的连接，有效保护应用处理器端口不被损坏，且在高电压解除后，可恢复导通。另外，本实用新型实施例从硬件上切断USB端口到应用处理器端的路径，不存在以软件控制开关通断时的时间差，能够在D+/D-过压时，更加及时地切断USB端口到应用处理器端的路径。

进一步地，上述电压检测单元4包括：第一电压检测器和第二电压检测器；

其中，上述第一电压检测器的输入端与上述电源接口的第一数据传输引脚连接；

上述第二电压检测器的输入端与上述电源接口的第二数据传输引脚连接。

本实用新型的具体实施例中，通过两个电压检测器来实时检测上述电源接口的第一数据传输引脚和第二数据传输引脚的电压，为后续及时切断电源接口和应用处理器之间的连接提供数据基础。

进一步地，上述电压比较单元5包括：

第一电压比较器51；

第二电压比较器52；

分别与上述第一电压比较器51和上述第二电压比较器52连接的或门逻辑控件53；

上述第一电压比较器51的输入端与上述第一电压检测器的输出端连接，上述第一电压比较器51的输出端与上述或门逻辑控件53的输入端连接；

上述第二电压比较器52的输入端与上述第二电压检测器的输出端连接，上述第二电压比较器的输出端与上述或门逻辑控件53的输入端连接；

上述或门逻辑控件53的输出端分别与上述第一开关元件11和上述第二开关元件12的控制端连接；

其中，当上述第一电压比较器51检测到上述第一电压检测器输出的电压高于上述预设阈值或当上述第二电压比较器52检测到上述第二电压检测器输出的电压高于上述预设阈值时，上述或门逻辑控件53的输出端输出控制上述第一开关元件11和上述第二开关元件12进入断开状态的第一控制信号，否则上述或门逻辑控件53的输出端输出控制上述第一开关元件11和上述第二开关元件12进入连接状态的第二控制信号。

本实用新型实施例的控制电路可以实时监控电源接口D+/D-引脚上的电压变化，当电压超过预设阈值后可以迅速切断第一开关元件和第二开关元件，当电压减小后第一开关元件和第二开关元件可以恢复导通。且本实用新型实施例中的纯硬件过压保护功能可以及时断开电源接口到应用处理器的路径，有效保护应用处理器不受高电压损坏。

请参见图2，其示出了图1所示结构的工作流程图，包括：

步骤21：第一电压检测器检测电源接口的第一数据传输引脚的电压，第二电压检测器检测电源接口的第二数据传输引脚的电压。

这里的第一数据传输引脚具体指电源接口的D+数据传输引脚，第一数据传输引脚具体指电源接口的D-数据传输引脚。

步骤22：第一电压比较器检测到第一电压检测器输出的电压高于预设阈值时，输出第一高压信号，第二电压比较器检测到第二电压检测器输出的电压高于预设阈值时，输出第二高压信号。

具体的，如图1所示，第一电压比较器51和第二电压比较器52的基准端vref用于输入预设阈值，第一电压比较器51的另一输入端用于接收第一电压检测器输出的电压值，并将第一电压检测器输出的电压值与预设阈值进行比较，若高于预设阈值，则输出上述第一高压信号，第二电压比较器的工作原理与第二电压比较器的工作原理相同，此处不再赘述。

步骤23：或门逻辑控制在第一电压比较器51输出第一高压信号或第二电压比较器52输出第二高压信号时输出第一控制信号给开关单元，否则，输出第二控制信号给开关单元。

具体的，将上述第一控制信号或第二控制信号同时输出给第一开关元件11和第二开关元件12的控制端。

步骤24：第一开关元件和第二开关元件根据第一控制信号切断应用处理器和电源接口之间的连接线路，第一开关元件和第二开关元件根据第二控制信号导通应用处理器和电源接口之间的连接线路。

在本实用新型的具体实施例中，第一开关元件和第二开关元件根据第一控制信号同时关断，进而使得应用处理器和电源接口之间的连接通路断开，第一开关元件和第二开关元件根据第二控制信号同时导通，进而使得应用处理器和电源接口之间的连接通路导通。

本实用新型的实施例还提供了一种移动终端，包括如上述实施例所述的控制电路，其中，上述控制电路的实施例均适用于该移动终端的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本实用新型实施例的控制电路及移动终端，由电压检测单元检测电源接口的电压，并由电压比较单元在电压检测单元检测到电源接口的电压高于预设阈值时，输出一控制所述开关单元进入断开状态的第一控制信号，使得开关单元进入断开状态，进而使得应用处理器与电源接口断开连接，有效防止应用处理器因电源接口的电压过高而损坏。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种控制电路，应用于移动终端，其特征在于，包括：

开关单元，所述开关单元的输入端与所述移动终端的电源接口连接，所述开关单元的输出端与所述移动终端的应用处理器连接，所述开关单元包括连接状态和断开状态，其中，在所述连接状态时，所述应用处理器与所述电源接口连接，在所述断开状态时，所述应用处理器与所述电源接口断开连接；

电压检测单元，所述电压检测单元的输入端与所述电源接口连接；

电压比较单元，所述电压比较单元的输入端与所述电压检测单元的输出端连接，所述电压比较单元的输出端与所述开关单元的控制端连接，其中，所述电压比较单元在所述电压检测单元检测到所述电源接口的电压高于一预设阈值时，输出一控制所述开关单元进入断开状态的第一控制信号，否则输出一控制所述开关单元进入连接状态的第二控制信号。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关单元包括：

第一开关元件和第二开关元件，所述第一开关元件的控制端与所述第二开关元件的控制端连接；

其中，所述第一开关元件的输入端与所述电源接口的第一数据传输引脚连接，所述第一开关元件的输出端与所述应用处理器的第一数据传输引脚连接；

所述第二开关元件的输入端与所述电源接口的第二数据传输引脚连接，所述第二开关元件的输出端与所述应用处理器的第二数据传输引脚连接。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述电压检测单元包括：第一电压检测器和第二电压检测器；

其中，所述第一电压检测器的输入端与所述电源接口的第一数据传输引脚连接；

所述第二电压检测器的输入端与所述电源接口的第二数据传输引脚连接。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述电压比较单元包括：

第一电压比较器；

第二电压比较器；

分别与所述第一电压比较器和所述第二电压比较器连接的或门逻辑控件；

所述第一电压比较器的输入端与所述第一电压检测器的输出端连接，所述第一电压比较器的输出端与所述或门逻辑控件的输入端连接；

所述第二电压比较器的输入端与所述第二电压检测器的输出端连接，所述第二电压比较器的输出端与所述或门逻辑控件的输入端连接；

所述或门逻辑控件的输出端分别与所述第一开关元件和所述第二开关元件的控制端连接；

其中，当所述第一电压比较器检测到所述第一电压检测器输出的电压高于所述预设阈值或当所述第二电压比较器检测到所述第二电压检测器输出的电压高于所述预设阈值时，所述或门逻辑控件的输出端输出控制所述第一开关元件和所述第二开关元件进入断开状态的第一控制信号，否则所述或门逻辑控件的输出端输出控制所述第一开关元件和所述第二开关元件进入连接状态的第二控制信号。

5.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关元件和所述第二开关元件为金属氧化物半导体场效应管；

其中，所述第一开关元件的漏极作为输入端，与所述电源接口的第一数据传输引脚连接；所述第一开关元件的源极作为输出端，与所述应用处理器的第一数据传输引脚连接；所述第一开关元件的栅极作为控制端，与所述电压比较单元的输出端连接；

所述第二开关元件的漏极作为输入端，与所述电源接口的第二数据传输引脚连接；所述第二开关元件的源极作为输出端，与所述应用处理器的第二数据传输引脚连接；所述第二开关元件的栅极作为控制端，与所述电压比较单元的输出端连接。

6.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的控制电路。