CN206411204U - 一种usb接口浸水检测电路及一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种USB接口浸水检测电路，包括微控制器、分压电路和电源电路；USB接口的VCC引脚接电源电路的输入端，ID引脚通过分压电路接微控制器的模数转换端口；电源电路的第一输出端接微控制器的电源输入端口，电源电路的第二输出端接分压电路的电源输入端口；微控制器通过模数转换端口采集USB接口的ID引脚的电压值，当采集到的电压值小于预设的第一电压时，或者当采集到的电压值大于预设的第二电压时，判断USB接口浸水。将该检测电路应用于电子设备中，当USB接口浸水时，检测电路可以及时检测到因浸水导致短路的情况，之后电子设备可以根据检测信息及时切断其电源通路，从而有效防止损害电子产品，避免发生安全事故。

Description

一种USB接口浸水检测电路及一种电子设备

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，具体涉及一种USB接口浸水检测电路及一种电子设备。

背景技术

USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口广泛应用于各类电子产品中，在实际使用中，电子产品上的USB接口会发生浸水的情况，例如电子产品放在衣服中投入洗衣机、水杯中的水洒在电子产品上等。

USB接口浸水会导致短路，可能导致电子产品功能异常、电路损坏，更严重的甚至可能导致冒烟、起火等安全事故。另外，在电子产品的售后服务中，如何鉴别损害是否是由于浸水造成，同样是非常困难的事情，容易造成纠纷，不利于维护厂家和消费者的利益。

实用新型内容

本实用新型提供了一种USB接口浸水检测电路及一种电子设备，在电子设备的USB接口浸水时，可以及时检测到因浸水导致短路的情况，以便避免进一步损坏电子产品甚至发生安全事故。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种USB接口浸水检测电路，包括微控制器、分压电路和电源电路；

所述USB接口的VCC引脚接所述电源电路的输入端，所述USB接口的ID引脚通过所述分压电路接所述微控制器的模数转换端口；

所述电源电路的第一输出端接所述微控制器的电源输入端口，所述电源电路的第二输出端接所述分压电路的电源输入端口，为所述分压电路提供上拉电压；

所述微控制器通过模数转换端口采集所述USB接口的ID引脚的电压值，当采集到的电压值小于预设的第一电压时，或者当采集到的电压值大于预设的第二电压时，判断所述USB接口浸水。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种电子设备，所述电子设备包括本实用新型提供的USB接口浸水检测电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的USB接口浸水检测电路利用MUC的模数转换端口采集USB接口ID引脚的电压值，当检测到该电压值超出了正常的范围时，即小于预设的第一电压或小于大于预设的第二电压时，判断该USB接口因浸水发生短路。将该检测电路应用于电子设备中，当电子设备上的USB接口浸水时，检测电路可以及时检测到因浸水导致短路的情况。在检测到USB接口浸水之后，电子设备可以根据检测信息及时切断其电源通路，从而有效防止损害电子产品，避免发生安全事故。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例提供的一种USB接口浸水检测电路的电路原理图；

图2是本实用新型一个实施例提供的一种USB接口浸水检测电路的具体电路图；

图3是本实用新型一个实施例提供的一种电子设备的功能框图。

具体实施方式

本实用新型的设计构思是：当USB接口未浸水时，USB接口的VCC引脚、ID引脚和GND引脚相互之间是断路的；当USB接口浸水之后，USB接口的ID引脚可能与VCC引脚短路或者与GND引脚短路，此时过大的短路电流会损坏电子设备，甚至产生安全事故。本实用新型为USB接口的ID引脚提供了一个上拉电压，使得USB接口正常时，ID引脚的电压为一特定值，当USB接口浸水时，ID引脚或者被VCC引脚拉高，或者被GND引脚拉低，因此当检测到ID引脚的电压值小于预设的第一电压大于预设的第二电压时，判断USB接口浸水。

实施例一

图1是本实用新型一个实施例提供的一种USB接口浸水检测电路的电路原理图，如图1所示，本实施例提供的USB接口浸水检测电路包括微控制器120、分压电路130和电源电路140。

USB接口110的VCC引脚接电源电路140的输入端，USB接口110的ID引脚通过分压电路接微控制器120的模数转换端口。

电源电路140的第一输出端接微控制器120的电源输入端口，电源电路140的第二输出端接分压电路130的电源输入端口，为分压电路130提供上拉电压VDD。

微控制器120通过模数转换端口采集USB接口110的ID引脚的电压值，当采集到的电压值小于预设的第一电压时，说明ID引脚与GND引脚短路，或者当采集到的电压值大于预设的第二电压时，说明ID引脚与VCC引脚短路，此时微控制器120判断USB接口110浸水。

优选地，本实施例提供的USB接口浸水检测电路还包括开关电路150，开关电路150的输入端接USB接口110的VCC引脚，开关电路150的输出端接电源电路140的输入端。微控制器120的控制端口接开关电路150的控制端。

当微控制器120判断USB接口110未浸水时，微控制器120通过控制端口向开关电路150的控制端发送第一控制信号，控制开关电路150接通；当微控制器120判断USB接口110浸水时，微控制器120通过控制端口向开关电路150的控制端发送第二控制信号，控制开关电路断开。第一控制信号可以是低电平信号，第二控制信号可以是高电平信号。

优选地，当微控制器120判断USB接口110浸水时，微控制器还用于保存USB接口110浸水的异常信息，作为定位故障原因和确定责任归属的依据。

实施例二

图2是本实用新型一个实施例提供的一种USB接口浸水检测电路的具体电路图，如图2所示，在本实施例中，分压电路包括电阻R1、R2。

USB接口U1的ID引脚分别接电阻R1的第一端、电阻R2的第一端；电阻R1的第二端接地；电阻R2的第二端接电源电路U2的第二输出端。

优选地，分压电路还包括二极管D1，二极管D1的负极接电阻R2的第二端，二极管D1的正极作为分压电路的电源输入端口接电源电路U2的第二输出端。在USB接口U1浸水导致VCC引脚与ID引脚发生短路时，二极管D1可以防止电流从ID引脚倒灌入电源电路U2，有效保护电源电路U2。

优选地，分压电路还包括二极管D2，二极管D2的负极接微控制器U3的模数转换端口ADC，二极管D2的正极接地。二极管D2为稳压二极管，可以将微控制器U3的模数转换转换端口ADC的最高电压钳位于特定的值，防止电压过高损伤微控制器U3。

优选地，分压电路还包括电阻R3，电阻R3的第一端接在电阻R1和电阻R2的连接端，电阻R3的第二端接在二极管D2的负极和微控制器U3的模数转换端口ADC的连接端。电阻R3为限流电阻，当二极管D2负极的电压过高导致二极管D2被击穿时，电阻R3可以限制流经二极管D2的电流的大小，防止电流过大损坏D2。

在本实施例中，开关电路包括NMOS管Q1、Q2以及电阻R4、R5。NMOS管Q1的漏极接USB接口U1的VCC引脚，源极接电源电路U2的输出端，栅极接NMOS管Q2的源极。NMOS管Q2的栅极接微控制器U3的控制端口VCC_CONTROL，漏极接地。电阻R4的两端分别接NMOS管Q1的栅极和漏极，电阻R5的两端分别接NMOS管Q2的栅极和漏极。

当USB接口未浸水时，USB接口的VCC引脚、ID引脚和GND引脚相互之间是断路的，电源电路U2提供了一个上拉电压VDD，假设上拉电压VDD＝1.8V，电阻R1与R2的阻值均为560千欧，此时微控制器U3通过模数转换端口ADC测得ID引脚的电压VADC＝VDD*R1/(R1+R2)＝0.9V。

当USB接口浸水之后，USB接口的ID引脚可能与VCC引脚短路或者与GND引脚短路：

若USB接口浸水导致ID引脚与VCC引脚短路，则ID引脚的电压值被VCC引脚拉高，可能是5V或3.3V，受到稳压二极管D2的钳位作用，微控制器U3通过模数转换端口ADC测得ID引脚的电压VADC可能小于该值，例如二极管D2将最高电压钳位于1.8V，那么微控制器U3通过模数转换端口ADC测得ID引脚的电压VADC＝1.8V。

若USB接口浸水导致ID引脚与GND引脚短路，则ID引脚接地，ID引脚的电压值被拉低，微控制器U3通过模数转换端口ADC测得ID引脚的电压VADC＝0V。

微控制器U3通过模数转换端口采集到ID引脚的电压VADC之后，进行模数转换之后，便可以判断出电压值是否小于预设的第一电压值或大于预设的第二电压值，从而判断ID引脚是否发生短路，进而判断USB接口U1是否浸水。微控制器U3正常工作所需要的电压可以由电源电路U2提供。

如果微控制器U3判断USB接口U1未浸水，微控制器U3通过控制端口VCC_CONTROL输入低电平的第一控制信号，通过控制NMOS管Q1和Q2接通VCC通路，使电子设备正常工作；如果微控制器U3判断USB接口U1浸水，微控制器U3通过控制端口VCC_CONTROL输入高电平的第二控制信号，通过控制NMOS管Q1和Q2断开VCC通路，避免因短路造成电子设备的功能异常、电路损坏或者发生安全事故。

在售后服务中，如何鉴别电子设备损害是否是由于浸水造成的是非常困难的事情，这不利于维护厂家和消费者的利益，容易造成纠纷，为了解决这一问题，本实施例中，在微控制器U3判断USB接口U1浸水之后，微控制器U3还将USB接口U1浸水的异常信息保存下来用于定位故障原因，以及作为确定责任归属的依据，避免厂家和消费者产生纠纷。

实施例三

图3是本实用新型一个实施例提供的一种电子设备的功能框图，如图3所示，本实施例提供的电子设备310包括上述的USB接口浸水检测电路320。

本实施例提供的电子设备310可以通过内部的USB接口浸水检测电路320检测USB接口是否浸水。优选地，当USB接口浸水检测电路320检测到USB接口浸水时，还可以立即切断电源通路，避免损坏设备或发生安全事故。同时，还可以将浸水的异常信息保存下来，作为定位故障原因和确定责任归属的依据。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种USB接口浸水检测电路，其特征在于，包括微控制器、分压电路和电源电路；

所述USB接口的VCC引脚接所述电源电路的输入端，所述USB接口的ID引脚通过所述分压电路接所述微控制器的模数转换端口；

所述电源电路的第一输出端接所述微控制器的电源输入端口，所述电源电路的第二输出端接所述分压电路的电源输入端口，为所述分压电路提供上拉电压；

所述微控制器通过模数转换端口采集所述USB接口的ID引脚的电压值，当采集到的电压值小于预设的第一电压时，或者当采集到的电压值大于预设的第二电压时，判断所述USB接口浸水。

2.如权利要求1所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，还包括开关电路；

所述开关电路的输入端接所述USB接口的VCC引脚，所述开关电路的输出端接所述电源电路的输入端；

所述微控制器的控制端口接所述开关电路的控制端；

当所述微控制器判断所述USB接口未浸水时，所述微控制器通过控制端口向所述开关电路的控制端发送第一控制信号，控制所述开关电路接通；当所述微控制器判断所述USB接口浸水时，所述微控制器通过控制端口向所述开关电路的控制端发送第二控制信号，控制所述开关电路断开。

3.如权利要求1所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，当所述微控制器判断所述USB接口浸水时，所述微控制器还用于保存USB接口浸水的异常信息。

4.如权利要求1所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻；

所述USB接口的ID引脚分别接所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端；

所述第一电阻的第二端接地；

所述第二电阻的第二端接所述电源电路的第二输出端。

5.如权利要求4所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，所述分压电路还包括第一二极管；

所述第一二极管的负极接所述第二电阻的第二端，所述第一二极管的正极作为所述分压电路的电源输入端口接所述电源电路的第二输出端。

6.如权利要求5所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，所述分压电路还包括第二二极管；

所述第二二极管的负极接所述微控制器的模数转换端口，所述第二二极管的正极接地。

7.如权利要求6所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，所述分压电路还包括第三电阻；

所述第三电阻的第一端接所述第一电阻和所述第二电阻的连接端，所述第三电阻的第二端接所述第二二极管的负极和所述微控制器的模数转换端口的连接端。

8.如权利要求2所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，所述开关电路包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第四电阻和第五电阻；

所述第一NMOS管的漏极接所述USB接口的VCC引脚，源极接所述电源电路的输出端，栅极接所述第二NMOS管的源极；

所述第二NMOS管的栅极接所述微控制器的控制端口，漏极接地；

所述第四电阻的两端分别接所述第一NMOS管的栅极和漏极；所述第五电阻的两端分别接所述第二NMOS管的栅极和漏极。

9.如权利要求8所述的USB接口浸水检测电路，其特征在于，所述第一控制信号为低电平信号，所述第二控制信号为高电平信号。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的USB接口浸水检测电路。