CN210038763U - 一种操作系统离线状态下usb设备插拔检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了包括用于连接USB设备的USB连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB插拔检测电路包括用于检测USB插拔状态的检测模块和用于防止USB设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述检测模块的保护模块，所述检测模块分别与所述USB连接器的金属屏蔽外壳和所述保护模块电连接。相比于传统技术，本实用新型设计合理，功耗较低，方便用户在操作系统离线状态下仍然可以实时检测USB的插拔状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及USB电路领域，尤其是一种操作系统离线状态下 USB设备插拔检测电路。
背景技术
目前USB设备的检测，一般都是通过操作系统(比如windows、android 等)去判断是否有数据通讯，当操作系统处于离线状态时，USB设备就无法被检测到是否拔插，因此无法进行有效的提醒用户USB的可使用状态。并且，在传统模式下，如果需要一直检测USB设备是否被拔插，操作系统必须一直在线，对于一些低功耗产品，比如手持式设备等，则会大量浪费电能。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，功耗低，同时方便用户实时检测USB 的插拔状态。
为了弥补现有技术的不足，本实用新型实施例采用的技术方案是：
一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路：包括用于连接USB设备的USB连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB插拔检测电路包括用于检测USB插拔状态的检测模块和用于防止USB设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述检测模块的保护模块，所述检测模块分别与所述USB连接器的金属屏蔽外壳和所述保护模块电连接。
进一步地，所述检测模块包括作为USB设备插拔检测元件的场效应管、用于防止电路电流倒灌的第一二极管、用于为所述场效应管的栅极提供偏置电压的第一电阻、用于作为所述场效应管的输出负载的第二电阻和用于输出高电平或低电平以判断USB是否插入的检测电平输出端；
所述保护模块包括稳压二极管、用于隔除USB设备在拔插过程中所产生的干扰电流的第一电容和用于为所述场效应管起到防反接保护作用的第二二极管；所述场效应管的源极通过所述第二电阻连接到参考地，所述检测电平输出端设置于所述场效应管的源极与所述第二电阻之间；所述场效应管的栅极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容一端和所述第一电阻一端，所述稳压二极管的正极和所述第一电容另一端连接到参考地，所述第一电阻另一端分别连接到所述场效应管的漏极和所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接到参考地；
所述USB连接器的金属屏蔽外壳连接到所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容、所述第一电阻和所述场效应管的栅极。
进一步地，所述USB连接器与所述USB插拔检测电路形成检测组，所述检测组设置有若干组且各检测组之间相互独立。
进一步地，所述USB插拔检测电路还包括用于为所述USB插拔检测电路实行供电的电源，所述电源通过所述第二二极管连接到所述场效应管的漏极。
进一步地，所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池的正极连接到所述第二二极管的正极，所述纽扣电池的负极连接到参考地。
进一步地，所述USB连接器具有用于连接USB设备的DM数据接口和DP数据接口。
本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：基于USB连接器配合由各种无源器件所组成的USB插拔检测电路，具有耗电量低、可正常插拔USB以实现数据通讯等优点；USB 连接器的金属屏蔽外壳与外电路的地线不直接相连，而是接在USB插拔检测电路的输入端，根据本领域现有技术可知，若USB设备未插入，此时则会输入一个电平，当USB设备插入时，由于通用USB设备的金属屏蔽外壳是与地线连接的，因此会使USB连接器的金属屏蔽外壳接地，造成输入的电平翻转，从而可通过该电平是否翻转来检测USB的插拔状态；保护模块可为检测模块提供一安全检测环境，有利于保证检测顺利进行，提高检测结果的准确率。因此，本实用新型设计合理，功耗较低，方便用户在操作系统离线状态下仍然可以实时检测USB的插拔状态。
附图说明
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的实施方案。
图1是本实用新型实施例一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路的电路原理图。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。
参照图1，本实用新型实施例提供了一种操作系统离线状态下 USB设备插拔检测电路，其特征在于：包括用于连接USB设备的USB 连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB 插拔检测电路包括用于检测USB插拔状态的检测模块和用于防止USB 设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述检测模块的保护模块，所述检测模块分别与所述USB连接器的金属屏蔽外壳和所述保护模块电连接。
具体地，所述检测模块包括作为USB设备插拔检测元件的场效应管Q1、用于防止电路电流倒灌的第一二极管D1、用于为所述场效应管Q1的栅极提供偏置电压的第一电阻R1、用于作为所述场效应管Q1 的输出负载的第二电阻R2和用于输出高电平或低电平以判断USB是否插入的检测电平输出端DET-OUT；
所述保护模块包括稳压二极管D3、用于隔除USB设备在拔插过程中所产生的干扰电流的第一电容C1和用于为所述场效应管Q1起到防反接保护作用的第二二极管D2；所述场效应管Q1的源极通过所述第二电阻R2连接到参考地，所述检测电平输出端DET-OUT设置于所述场效应管Q1的源极与所述第二电阻R2之间；所述场效应管Q1的栅极分别连接到所述稳压二极管D3的正极、所述第一电容C1一端和所述第一电阻R1一端，所述稳压二极管D3的正极和所述第一电容 C1另一端连接到参考地，所述第一电阻R1另一端分别连接到所述场效应管Q1的漏极和所述第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2 的正极连接到参考地；
所述USB连接器U1的金属屏蔽外壳连接到所述第一二极管D1的负极，所述第一二极管D1的正极分别连接到所述稳压二极管D3的正极、所述第一电容C1、所述第一电阻R1和所述场效应管Q1的栅极。
在本实施例中，保护模块可为检测模块提供一安全检测环境，有利于保证检测顺利进行，提高检测结果的准确率；USB连接器U1 可以用于连接USB，实现正常的数据通讯，基于USB连接器U1配合由各种无源器件所组成的USB插拔检测电路100，具有耗电量低、可正常插拔USB以实现数据通讯等优点；USB连接器U1的金属屏蔽外壳与外电路的地线不直接相连，而是接在USB插拔检测电路100的输入端，当USB设备未插入时，第一二极管D1的负极处于悬空状态，因第一电阻R1的偏置作用，场效应管Q1处于截止状态，则检测电平输出端DET-OUT输出低电平，说明USB设备未插入；当USB设备插入时，由于通用USB设备的金属屏蔽外壳是与地线连接的，因此插入 USB设备的话，能够使USB设备与USB连接器U1进行电连接，因此通过USB设备与地线连接的关系，可使USB连接器U1的金属屏蔽外壳在此时实现接地，则第一二极管D1的负极接地，此时场效应管Q1 导通，检测电平输出端DET-OUT输出高电平，说明USB设备插入。
采用检测电平输出端DET-OUT测试电平高低以实现间接测量USB 设备是否插入，该方式直接可观，便于用户监测；第二二极管D2、稳压二极管D3和第一电容C1配合的作用在于:对于主要检测器件场效应管Q1进行保护，同时使得第一二极管D1导通输入信号能够经过滤波后再输出，防止USB设备在插拔过程中产生的干扰电流流入到场效应管Q1内，保证检测的正常进行；第一电阻R1则起到为场效应管Q1提供偏置电压的目的，第二电阻R2作为输出负载，起到为检测电平输出端DET-OUT提供检测电压的目的。
因此，本实用新型设计合理，功耗较低，方便用户在操作系统离线状态下仍然可以实时检测USB的插拔状态。
进一步地，本实用新型另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述USB连接器U1与所述USB插拔检测电路100形成检测组，所述检测组设置有若干组且各检测组之间相互独立。在本实施例中，各检测组之间关系可以类似理解为电路中多个电阻之间的并联关系，这样设计可以同时容纳检测多个USB设备的插入情况，对于需频繁插拔USB设备的特定地点(比如打印部等)，能够提升其USB设备的检测效率。
进一步地，本实用新型另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述USB连接器U1具有用于连接 USB设备的DM数据接口和DP数据接口。在本实施例中，USB连接器 U1具有普适性强的两数据接口，可与多类型的USB设备进行匹配，对于用户而言，使用起来更加方便。
进一步地，本实用新型另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述USB插拔检测电路100还包括用于为所述USB插拔检测电路100实行供电的电源B1，所述电源B1 通过所述第二二极管D2连接到所述场效应管Q1的漏极。在本实施例中，电源B1通过正向导通的第二二极管D2来向场效应管Q1进行供电，由于USB插拔检测电路100采用都是小功率无源器件，比如电容、电阻等，因此电源B1电压较低，一般使其达到输出能够使第二二极管D2所导通即可，这样整体电路的功率低，对各无源器件也具有较佳的保护性。
进一步地，本实用新型另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述电源B1为纽扣电池，所述纽扣电池的正极连接到所述第二二极管D2的正极，所述纽扣电池的负极连接到参考地。在本实施例中，电源B1优选采用纽扣电池，其电压不高，符合电路设计要求，且成本低，便于工业生产,当然也可以采用普通低压电压源或电流源进行替换。
以上内容对本实用新型的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本实用新型精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (6)
1.一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：包括用于连接USB设备的USB连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB插拔检测电路包括用于检测USB插拔状态的检测模块和用于防止USB设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述检测模块的保护模块，所述检测模块分别与所述USB连接器的金属屏蔽外壳和所述保护模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述检测模块包括作为USB设备插拔检测元件的场效应管、用于防止电路电流倒灌的第一二极管、用于为所述场效应管的栅极提供偏置电压的第一电阻、用于作为所述场效应管的输出负载的第二电阻和用于输出高电平或低电平以判断USB是否插入的检测电平输出端；
所述保护模块包括稳压二极管、用于隔除USB设备在拔插过程中所产生的干扰电流的第一电容和用于为所述场效应管起到防反接保护作用的第二二极管；所述场效应管的源极通过所述第二电阻连接到参考地，所述检测电平输出端设置于所述场效应管的源极与所述第二电阻之间；所述场效应管的栅极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容一端和所述第一电阻一端，所述稳压二极管的正极和所述第一电容另一端连接到参考地，所述第一电阻另一端分别连接到所述场效应管的漏极和所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接到参考地；
所述USB连接器的金属屏蔽外壳连接到所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容、所述第一电阻和所述场效应管的栅极。
3.根据权利要求1所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述USB连接器与所述USB插拔检测电路形成检测组，所述检测组设置有若干组且各检测组之间相互独立。
4.根据权利要求2所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述USB插拔检测电路还包括用于为所述USB插拔检测电路实行供电的电源，所述电源通过所述第二二极管连接到所述场效应管的漏极。
5.根据权利要求4所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池的正极连接到所述第二二极管的正极，所述纽扣电池的负极连接到参考地。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述USB连接器具有用于连接USB设备的DM数据接口和DP数据接口。
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Cited By (2)
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