CN207835053U - 附件接口防短路装置、终端及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种附件接口防短路装置、终端及系统，该装置还包括检测单元，根据附件接口的接入情况输出检测信号；检测控制单元，根据检测信号输出上拉开关信号和电源开关信号；接口上拉电路，根据上拉开关信号打开或关闭附件接口上数个触点的上拉电压；附件电源电路，根据电源开关信号打开或关闭附件接口的附件电源。本实用新型的附件接口防短路装置、终端及系统中，检测单元检测附件接口的接入情况，对附件接口的上拉电阻电压进行控制，使未有附件接入时，附件接口的上拉电阻电源不打开，触点被配置为高阻状态，从而避免附件连接时高压电源触碰损坏接口、附件接口进水、触点长时间裸露被氧化、外部异常输入导致机器短路或损坏等问题。

Description

附件接口防短路装置、终端及系统

技术领域

本实用新型涉及便携式电子设备领域，尤其涉及一种附件接口防短路装置、终端及系统。

背景技术

常见的便携式终端设备，尤其是带附件的便携式终端设备，因附件需要经常插拔，必须具备很好的固定效果，且对防水等级要求比较高，此类产品通常采用触点方式，采用此类接口能做到很好的防水效果，且比较节省空间等优点，大量应用于各种不同的产品中。但此类接口也存在有不少的缺点，比如说触点直接外漏，手容易触碰到，且长期外漏在空气中，容易导致电氧化，氧化后的端口会导致接触不良，更严重的是影响到产品使用。

接口通常会有不同的类型，比如说USB、UART、SPI等数字端口、模拟端口比如说喇叭、麦克风等以及电源供电或充电端口。不同类型的接口混合在一起，每种类型都具备不同的电平和输入输出状态。如果没有必要的防护，在接入附件时候，其他管脚碰到会导致管脚烧坏。通常状态下，会通过结构方式进行防护，比如说增加保护盖，平时不用时候封住接口，避免外露，管脚之间增加防呆处理，避免插座导致管脚损坏。但以上方案并不能完全保证接口，保护盖在使用过程中会弄丢失，也会因为用户使用不当接错管脚导致烧坏。

现有产品上通常采用机械结构来实现抗氧化设计，附件接口与外界空气采用机械外盖隔离，以防止接口上触点裸露于空气中被腐蚀；除了外盖，为了实现外盖丢失后，附件接口暴露在空气中不会被快速氧化，对接口上的触点做特殊处理。在触点上增加铜片，增大铜片厚度，减小接触电阻，用来降低触点被氧化的影响。

终端从结构上无法完全杜绝附件接口触点被氧化的风险。第一，终端附件控制引脚无效电平是高电平，设备在长时间使用后外盖丢失，尽管触点做抗氧化处理，但用久了还是会被氧化，影响多少主要是时间问题。第二，终端在外接附件时，容易接错导致高压电源触碰低压引脚，这个在结构上很难规避。第三，接口正常情况下为高电平，外盖丢失后，外部接触高压或者异常短路，有可能把终端损坏。综上所述，结构上抗氧化设计最终不能完全根除接口短路和被腐蚀问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的附件接口防短路装置、终端及系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种附件接口防短路装置，具有一附件接口，附件接口上有数个触点，装置还包括

检测单元，根据附件接口的接入情况输出一检测信号；

检测控制单元，与检测单元相连接，根据检测信号输出上拉开关信号和电源开关信号；

接口上拉电路，与检测控制单元及附件接口分别相连接，根据上拉开关信号打开或关闭附件接口上数个触点的上拉电压；

附件电源电路，与检测控制单元及附件接口分别相连接，根据电源开关信号打开或关闭附件接口的附件电源。

优选地，检测单元包括

霍尔传感器，感应附件接口的接入情况并输出一感应信号；

霍尔检测模块，与霍尔传感器相连接，根据感应信号输出检测信号。

优选地，装置还包括一控制芯片，霍尔检测模块设置在控制芯片上，霍尔传感器设置在附件接口处。

优选地，霍尔检测模块和检测控制单元均集成于控制芯片上。

优选地，接口上拉电路包括上拉MOS管和数个与附件接口上触点一一对应的上拉电阻，上拉MOS管的S极接上拉电压VCC，G极连接检测控制单元并接入上拉开关信号，D极通过数个上拉电阻分别连接附件接口上的每一触点，并根据上拉开关信号打开或关闭数个触点的上拉电压。

优选地，附件电源电路包括一开关MOS管，开关MOS管的S极连接附件电源BAT，G极连接检测控制单元并接入电源开关信号，D极连接附件接口并根据电源开关信号打开或关闭附件接口的附件电源。

优选地，检测单元为一机械开关。

还提供一种终端，包括本体和附件接口防短路装置。

还提供一种附件接口防短路系统，包括附件接口防短路装置和附件，附件通过附件接口与附件接口防短路装置相连接。

优选地，附件具有一内置磁体，检测单元包括

霍尔传感器，感应内置磁体并输出一感应信号；

霍尔检测模块，与霍尔传感器相连接，根据感应信号输出检测信号。

实施本实用新型的有益效果是：本实用新型的附件接口防短路装置、终端及系统中，检测单元检测附件接口的接入情况，对附件接口的上拉电阻电压进行控制，使未有附件接入时，附件接口的上拉电阻电源不打开，触点被配置为高阻状态，从而避免附件连接时高压电源触碰损坏接口、附件接口进水、触点长时间裸露被氧化、外部异常输入导致机器短路或损坏等问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中附件接口防短路装置的模块示意图；

图2是图1中检测单元的模块示意图；

图3是本实用新型一些实施例中附件接口防短路装置的原理示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1示出了本实用新型一些实施例中的附件接口防短路装置，适用于带附件接口10尤其是接口长时间裸露并有多种不同电压要求接口防腐蚀的手持便携式终端。本实施例中的附件接口防短路装置用于在检测出附件接入时，设定附件类型后将附件电源以及接口上拉电阻电压打开，用于附件信息交互；在未接入附件时，所有接口电平关闭，以防止长时间供电触点被腐蚀，同时保护接口被外部异常电压损毁或接口短路。此外，采用触点连接附加也增加附件接口10防水性能。本实用新型一些实施例中的附件接口防短路装置包括附件接口10、检测单元30、检测控制单元50、接口上拉电路60和附件电源电路70。附件接口10用于连接外部附件，附件接口10上有数个触点。检测单元30根据附件接口10的接入情况输出一检测信号。检测控制单元50根据检测信号输出上拉开关信号和电源开关信号。接口上拉电路60根据上拉开关信号打开或关闭附件接口10上数个触点的上拉电压。附件电源电路70根据电源开关信号打开或关闭附件接口10的附件电源。

其中，检测单元30根据附件接口10的接入情况输出一检测信号，该检测信号包含附件接口10尚未接入附件或已经接入附件的相关信息。优选地，结合图2和图3所示，检测单元30包括霍尔传感器31和霍尔检测模块32。霍尔传感器31用于感应附件接口10的接入情况并输出一感应信号。霍尔检测模块32与霍尔传感器31相连接，霍尔检测模块32根据感应信号输出检测信号。此处采用霍尔传感器31做附件接入检测，可避免附件接口10长时间裸露而导致电氧化腐蚀，提高产品使用寿命。作为选择，在一些实施例中，检测单元30也可以为一机械开关，或者，也可以为串口通讯检测识别方式，此处不做具体限定，只要可以实现检测功能即可。在一些实施例中，若原有附件接口10有专用检测信号，新增霍尔传感器31检测功能可复用这个信号，对现有附件接口10无影响。

再如图1所示，检测控制单元50与检测单元30相连接，根据检测信号输出上拉开关信号和电源开关信号。具体地，当检测信号包含附件接口10尚未接入附件的相关信息时，上拉开关信号和电源开关信号内也包含附件接口10尚未接入附件的相关信息；当检测信号包含附件接口10已经接入附件的相关信息时，上拉开关信号和电源开关信号内也包含附件接口10已经接入附件的相关信息。可以理解地，检测控制单元50可以为多种形式，例如电子电路、单片机、芯片、FPGA、CPU或者其他软件、硬件、软硬件结合形式，此处不做具体限定，只要可以实现相关功能即可。

结合图3所示，优选地，在一些实施例中，装置还包括一控制芯片80，霍尔检测模块32设置在控制芯片80上，霍尔传感器31设置在附件接口10处。优选地，霍尔检测模块32和检测控制单元50均集成于控制芯片80上。可以理解地，控制芯片80可以为电子电路、单片机、芯片、FPGA、CPU或者其他软件、硬件、软硬件结合形式，此处不做具体限定，只要可以实现相关功能即可。

再如图1所示，接口上拉电路60与检测控制单元50及附件接口10分别相连接，根据上拉开关信号打开或关闭附件接口10上数个触点的上拉电压。具体地，当上拉开关信号内包含附件接口10已经接入附件的相关信息时，打开附件接口10上数个触点的上拉电压；当上拉开关信号内包含附件接口10尚未接入附件的相关信息时，关闭附件接口10上数个触点的上拉电压，使未有附件接入时，附件接口10的上拉电阻电源不打开，数字控制IO被配置为高阻状态，从而避免外部高压或短路接入而损坏IO口的风险。优选地，结合图3所示，接口上拉电路60包括上拉MOS管和数个与附件接口10上触点一一对应的上拉电阻，上拉MOS管的S极接上拉电压VCC，G极连接检测控制单元50并接入上拉开关信号，D极通过数个上拉电阻分别连接附件接口10上的每一触点，并根据上拉开关信号打开或关闭数个触点的上拉电压。

再如图1所示，附件电源电路70与检测控制单元50及附件接口10分别相连接，根据电源开关信号打开或关闭附件接口10的附件电源。具体地，当电源开关信号内包含附件接口10已经接入附件的相关信息时，打开附件接口10的附件电源；当电源开关信号内包含附件接口10尚未接入附件的相关信息时，关闭附件接口10的附件电源。优选地，结合图3所示，附件电源电路70包括一开关MOS管，开关MOS管的S极连接附件电源BAT，G极连接检测控制单元50并接入电源开关信号，D极连接附件接口10并根据电源开关信号打开或关闭附件接口10的附件电源。

本实用新型实施例中的附件接口防短路装置的好处是，未接附件前，所有接口都不带电，IO上拉电阻电压受控，电源输出关闭；通过霍尔传感器31或者外部开关方式，在附件接好后，附件接口10才上电，避免长时间供电导致电氧化腐蚀。在误触的情形下，数字IO口配置高阻输入，附件接口10电源受控，避免接触过程中作为输出端口接到高压或短地而烧坏，同时可避免使用中高压触碰低压引脚或裸露时外部异常输入电压，烧坏机器而返修，提高系统可靠性。

以下对本实用新型一些实施例中附件接口防短路装置的工作原理进行说明。为实现附件接口10保护功能，对讲机终端系统对该接口采用闭环检测策略，检测源是霍尔传感器31，检测对象是附件上内置磁体90，检测线路是内置磁体90、霍尔传感器31、霍尔检测模块32、检测控制单元50，控制源是检测控制单元50，控制对象是附件上相关受控电源，从而实现从附件连接检测到附件电源打开的闭环控制。同时，终端在未检测到附件时，附件上IO全部设置为高阻状态，以防止触点裸露时，外界异常电压触碰接口损坏设备。

本实用新型一些实施例中还包括一种终端，其包括本体和附件接口防短路装置。此处的终端可以为常见的便携式终端，例如对讲机、手机、笔记本电脑、平板电脑等。由于终端包含丰富的业务功能，因此终端对外附件接口10也包含各种接口，例如数字控制IO、模拟音频端口、高压电源端口、通讯交互端口等，其中数字控制IO一般使用3.3V数字电源，而高压电源采用7.4V供电，若高压电源碰到数字IO将可能导致对讲机内部电路损坏。因此，附件接口10做保护处理，对上拉电阻电压进行控制，使未有附件接入时，附件接口10的上拉电阻电源不打开，数字控制IO被配置为高阻状态，从而避免外部高压或短路接入而损坏IO口的风险。本实施例中附件接口防短路装置为上述实施例中的附件接口防短路装置，此处不再赘述。

本实用新型一些实施例中还包括一种附件接口10防短路系统，其包括附件接口防短路装置和附件，附件通过附件接口10与附件接口防短路装置相连接。附件接口防短路装置与上述实施例中的附件接口防短路装置一致。需要说明的是，结合图1和图3所示，优选地，附件具有一内置磁体90。检测单元30包括霍尔传感器31和霍尔检测模块32。霍尔传感器31用于感应内置磁体90并输出一感应信号。霍尔检测模块32，与霍尔传感器31相连接，根据感应信号输出检测信号。本实施例中，附件接口10采用闭环检测策略，检测源是霍尔传感器31，检测对象是附件上内置磁体90，检测线路是内置磁体90、霍尔传感器31、霍尔检测模块32、检测控制单元50，控制源是检测控制单元50，控制对象是附件上相关受控电源，从而实现从附件连接检测到附件电源打开的闭环控制。同时，终端在未检测到附件时，附件上IO全部设置为高阻状态，以防止触点裸露时，外界异常电压触碰接口损坏设备。附件触点传感器设计方式，除了能够实现IO长时间裸露空气被氧化问题，还可以起到防水作用，因为触点接口在结构上没有缝隙，未接附件触点上的信号基本被关闭，从而最大限度提高抗氧化防水性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种附件接口防短路装置，具有一附件接口(10)，所述附件接口(10)上有数个触点，其特征在于，所述装置还包括

检测单元(30)，根据所述附件接口(10)的接入情况输出一检测信号，

检测控制单元(50)，与所述检测单元(30)相连接，根据所述检测信号输出上拉开关信号和电源开关信号；

接口上拉电路(60)，与所述检测控制单元(50)及所述附件接口(10)分别相连接，根据所述上拉开关信号打开或关闭所述附件接口(10)上数个所述触点的上拉电压；

附件电源电路(70)，与所述检测控制单元(50)及所述附件接口(10)分别相连接，根据所述电源开关信号打开或关闭所述附件接口(10)的附件电源。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元(30)包括

霍尔传感器(31)，感应所述附件接口(10)的接入情况并输出一感应信号；

霍尔检测模块(32)，与所述霍尔传感器(31)相连接，根据所述感应信号输出所述检测信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一控制芯片(80)，所述霍尔检测模块(32)设置在所述控制芯片(80)上，所述霍尔传感器(31)设置在所述附件接口(10)处。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述霍尔检测模块(32)和所述检测控制单元(50)均集成于所述控制芯片(80)上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述接口上拉电路(60)包括上拉MOS管和数个与所述附件接口(10)上触点一一对应的上拉电阻，所述上拉MOS管的S极接上拉电压VCC，G极连接所述检测控制单元(50)并接入所述上拉开关信号，D极通过数个所述上拉电阻分别连接所述附件接口(10)上的每一所述触点，并根据所述上拉开关信号打开或关闭数个所述触点的上拉电压。

6.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述附件电源电路(70)包括一开关MOS管，所述开关MOS管的S极连接附件电源BAT，G极连接所述检测控制单元(50)并接入所述电源开关信号，D极连接所述附件接口(10)并根据所述电源开关信号打开或关闭所述附件接口(10)的附件电源。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元(30)为一机械开关。

8.一种终端，其特征在于，包括本体和权利要求1-7任一项所述的附件接口防短路装置。

9.一种附件接口(10)防短路系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的附件接口防短路装置和附件，所述附件通过所述附件接口(10)与所述附件接口防短路装置相连接。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述附件具有一内置磁体(90)，所述检测单元(30)包括

霍尔传感器(31)，感应所述内置磁体(90)并输出一感应信号；

霍尔检测模块(32)，与所述霍尔传感器(31)相连接，根据所述感应信号输出所述检测信号。