CN207541585U - 具有usb供电保护的计算机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有USB供电保护的计算机，包括外壳，外壳内设有电路主板，电路主板上设有USB接口供电保护电路，USB接口供电保护电路包括电压比较器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一二极管、第一电源、第二电源、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、电压输出端和电源线端，第一MOS管的源极与电压输出端连接，第一MOS管的栅极分别与第一二极管的阴极和第二MOS管的栅极连接，第一二极管的阳极分别与第一电阻的一端、电压比较器的输出端和第三MOS管的漏极连接，第一电阻的另一端与第一电源连接。本实用新的电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

Description

具有USB供电保护的计算机

技术领域

本实用新型涉及计算机领域，特别涉及一种具有USB供电保护的计算机。

背景技术

个人计算机由硬件系统和软件系统组成，是一种能独立运行，完成特定功能的设备。硬件系统是指计算机的物理设备如电源、主板、CPU、内存、硬盘等等。软件系统是指为方便使用计算机而设计的程序，软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件指的是主要用于控制和管理计算机资源的程序，如操作系统、编译系统等。应用软件指各种可以运行在操作系统中的程序，如游戏软件、工作软件等。个人计算机不需要共享其他计算机的处理、磁盘和打印机等资源也可以独立工作。传统的计算机的USB供电保护电路的结构较为复杂，硬件成本较高。另外，传统的计算机的USB供电保护电路的保护力度不强，因此造成电路的安全性和可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的具有USB供电保护的计算机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有USB供电保护的计算机，包括外壳，所述外壳内设有电路主板，所述电路主板上设有USB接口供电保护电路，所述USB接口供电保护电路包括电压比较器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一二极管、第一电源、第二电源、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、电压输出端和电源线端，所述第一MOS管的源极与所述电压输出端连接，所述第一MOS管的栅极分别与所述第一二极管的阴极和第二MOS管的栅极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一电阻的一端、电压比较器的输出端和第三MOS管的漏极连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电源连接，所述电压比较器的电源正极引脚与所述第一电源连接，所述电源负极引脚接地，所述第三MOS管的栅极连接通用I/O接口，所述第三MOS管的源极接地；

所述第一MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的漏极、第二电阻的一端和第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第二电阻的另一端与所述电压比较器的反相输入端连接，所述电压比较器的同相输入端分别与所述第二电容的一端、第二电源和第二MOS管的源极连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二MOS管的源极还连接所述电源线端，所述第一二极管的型号为S-822T。

在本实用新型所述的具有USB供电保护的计算机中，所述USB接口供电保护电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第一MOS管的漏极连接，所述第三电容的另一端与所述第二MOS管的漏极连接，所述第三电容的电容值为270pF。

在本实用新型所述的具有USB供电保护的计算机中，所述USB接口供电保护电路还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第四电容的另一端与所述第二MOS管的栅极连接，所述第四电容的电容值为470pF。

在本实用新型所述的具有USB供电保护的计算机中，所述USB接口供电保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述电压比较器的同相输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二MOS管的源极连接，所述第三电阻的阻值为16kΩ。

在本实用新型所述的具有USB供电保护的计算机中，所述第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管均为N沟道带阻尼的MOS管。

在本实用新型所述的具有USB供电保护的计算机中，所述第一电源的供电电压为10V，所述第二电源的供电电压为3V。

实施本实用新型的具有USB供电保护的计算机，具有以下有益效果：由于USB接口供电保护电路包括电压比较器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一二极管、第一电源、第二电源、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、电压输出端和电源线端，该USB接口供电保护电路相对于传统的供电保护电路，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具有USB供电保护的计算机一个实施例中USB接口供电保护电路的电路结构示意图。

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做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。

在本实用新型具有USB供电保护的计算机实施例中，该具有USB供电保护的计算机包括外壳，外壳内设有电路主板，电路主板上设有USB接口供电保护电路，该USB接口供电保护电路的电路结构示意图如图1所示。图1中，该USB接口供电保护电路包括电压比较器U1、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第一二极管D1、第一电源VCC、第二电源VDD、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、电压输出端Vo和电源线端VBUS，其中，第一MOS管M1的源极与电压输出端Vo连接，第一MOS管M1的栅极分别与第一二极管D1的阴极和第二MOS管M2的栅极连接，第一二极管D1的阳极分别与第一电阻R1的一端、电压比较器U1的输出端和第三MOS管M3的漏极连接，第一电阻R1的另一端与第一电源VCC连接，电压比较器U1的电源正极引脚与第一电源VCC连接，电源负极引脚接地，第三MOS管M3的栅极连接通用I/O接口，第三MOS管M3的源极接地。

本实施例中，第一MOS管M1的漏极分别与第二MOS管M2的漏极、第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地，第二电阻R2的另一端与电压比较器U1的反相输入端连接，电压比较器U1的同相输入端分别与第二电容C2的一端、第二电源VDD和第二MOS管M2的源极连接，第二电容C2的另一端接地，第二MOS管M2的源极还连接电源线端VBUS。

该USB接口供电保护电路相对于传统的供电保护电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1用于对第一MOS管M1的栅极电流进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为S-822T，当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以选择其他型号具有类似功能的二极管。

值得一提的是，本实施例中，第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3均为N沟道带阻尼的MOS管。当然，在实际应用中，第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3也可以均为P沟道带阻尼的MOS管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

第一MOS管M1和第二MOS管M2是USB电源通道上的两个场效应管，用于控制电压输出端Vo的输出，它们的栅极都连接到电压比较器U1的输出端上，电压比较器U1的同相输入端的电位值受第二电源VDD和电源线端VBUS的共同影响，负端电位值通过第二电阻R2分压来决定，第一MOS管M1的漏极处的电压值总是与电压输出端Vo和电源线端VBUS中的电压值大者相同。

通过对带阻尼的N沟道带阻尼的MOS管中快恢复二极管加以利用，利用一个电压比较器U1便可以构成一个窗口比较器，如果电源线端VBUS的电压落在窗口之外，那么比较器U1输出低电平，关断USB电源通道上的第一MOS管M1和第二MOS管M2，这样既使得第一电源VCC电压无法进入系统内部，也防止了系统的电压输出端Vo的供电因为对地短路而发生过流，起到保护系统不受短路侵扰的作用。

值得一提的是，本实施例中，第一电源VCC的供电电压为10V，第二电源VDD的供电电压为3V。当然，在实际应用中，第一电源VCC的供电电压和第二电源VDD的供电电压均可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该USB接口供电保护电路还包括第三电容C3，第三电容C3的一端与第一MOS管M1的漏极连接，第三电容C3的另一端与第二MOS管M2的漏极连接。第三电容C3为耦合电容，用于防止第一MOS管M1与第二MOS管M2之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电容C3的电容值为270pF，当然，在实际应用中，第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该USB接口供电保护电路还包括第四电容C4，第四电容C4的一端与第一MOS管M1的栅极连接，第四电容C4的另一端与第二MOS管M2的栅极连接。第四电容C4为耦合电容，用于进一步防止第一MOS管M1与第二MOS管M2之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该USB接口供电保护电路还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与电压比较器U1的同相输入端连接，第三电阻R3的另一端与第二MOS管M2的源极连接。第三电阻R3为限流电阻，用于对电压比较器的同向输入端所在的支路进行线路保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为16kΩ，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该USB接口供电保护电路相对于传统的供电保护电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，该USB接口供电保护电路中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

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)

1.一种具有USB供电保护的计算机，其特征在于，包括外壳，所述外壳内设有电路主板，所述电路主板上设有USB接口供电保护电路，所述USB接口供电保护电路包括电压比较器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一二极管、第一电源、第二电源、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、电压输出端和电源线端，所述第一MOS管的源极与所述电压输出端连接，所述第一MOS管的栅极分别与所述第一二极管的阴极和第二MOS管的栅极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一电阻的一端、电压比较器的输出端和第三MOS管的漏极连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电源连接，所述电压比较器的电源正极引脚与所述第一电源连接，所述电源负极引脚接地，所述第三MOS管的栅极连接通用I/O接口，所述第三MOS管的源极接地；

所述第一MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的漏极、第二电阻的一端和第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第二电阻的另一端与所述电压比较器的反相输入端连接，所述电压比较器的同相输入端分别与所述第二电容的一端、第二电源和第二MOS管的源极连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二MOS管的源极还连接所述电源线端，所述第一二极管的型号为S-822T。

2.根据权利要求1所述的具有USB供电保护的计算机，其特征在于，所述USB接口供电保护电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第一MOS管的漏极连接，所述第三电容的另一端与所述第二MOS管的漏极连接，所述第三电容的电容值为270pF。

3.根据权利要求2所述的具有USB供电保护的计算机，其特征在于，所述USB接口供电保护电路还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第四电容的另一端与所述第二MOS管的栅极连接，所述第四电容的电容值为470pF。

4.根据权利要求3所述的具有USB供电保护的计算机，其特征在于，所述USB接口供电保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述电压比较器的同相输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二MOS管的源极连接，所述第三电阻的阻值为16kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的具有USB供电保护的计算机，其特征在于，所述第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管均为N沟道带阻尼的MOS管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的具有USB供电保护的计算机，其特征在于，所述第一电源的供电电压为10V，所述第二电源的供电电压为3V。