CN215772538U - 端口保护电路、端口及终端设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种端口保护电路、端口及终端设备。所述端口保护电路，包括：音频开关模块，包括第一端和第二端，所述第一端通过第一线路与所述端口的SBU1端子连接，所述第二端通过第二线路与所述端口的SBU2端子连接；音频开关闭合保护模块，分别连接于所述第一线路和所述第二线路，并与所述音频开关模块并联，在所述音频开关模块中的音频开关闭合时，导出所述SBU1端子与所述SBU2端子之间的干扰能量。通过在SBU1与SBU2之间连接音频开关闭合保护模块，可以吸收SBU1端子和SBU2端子之间的干扰能量，降低音频开关模块被击穿损坏的情况发生。

Description

端口保护电路、端口及终端设备

技术领域

本公开涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种端口保护电路、端口及终端设备。

背景技术

相关技术中，当耳机端口SBU1端子和SBU2端子有差模能量存在时，防护二极管会吸收差模能量导入大地，保护后级IC，其中，IC是半导体元件产品的统称。当耳机端口SBU1端子和SBU2端子有共模能量存在时，当在耳机端口插入模拟耳机设备时，音频开关模块中音频开关闭合，此时SBU1端子和SBU2端子形成通路。此时为SBU1端子为麦克风，SBU2端子为接地端，或者SUB1端子为接地端，SBU2端子为麦克风，而SBU1端子与SBU2端子存在的共模能量会存在烧毁IC的可能。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种端口保护电路、端口及终端设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种端口保护电路，包括：音频开关模块，包括第一端和第二端，所述第一端通过第一线路与所述端口的SBU1端子连接，所述第二端通过第二线路与所述端口的SBU2端子连接；音频开关闭合保护模块，分别连接于所述第一线路和所述第二线路，并与所述音频开关模块并联，在所述音频开关模块中的音频开关闭合时，导出所述SBU1端子与所述SBU2端子之间的干扰能量。

在一些实施例中，所述端口保护电路还包括：音频开关断开保护模块，通过接地线路连接接地端，在所述音频开关模块中的音频开关断开时，导出所述SBU1端子与所述SBU2端子之间的差模能量。

在一些实施例中，所述音频开关断开保护模块包括：第一音频开关断开保护模块，所述第一音频开关断开保护模块的两端分别连接所述第一线路和接地端；第二音频开关断开保护模块，所述第二音频开关断开保护模块的两端分别连接所述第二线路和所述接地端。

在一些实施例中，所述音频开关模块中的音频开关包括：第一音频开关，所述第一音频开关与所述第一音频开关断开保护模块并联；第二音频开关，所述第二音频开关与所述第二音频开关断开保护模块并联。

在一些实施例中，所述第一音频开关断开保护模块与所述第一线路连接点为第一连接点；所述第二音频开关断开保护模块与所述第二线路连接点为第二连接点；所述音频开关闭合保护模块的一端连接于所述SBU1端子与所述第一连接点之间，所述音频开关闭合保护模块的另一端连接于所述SBU2端子与所述第二连接点之间。

在一些实施例中，所述音频开关闭合保护模块、第一音频开关断开保护模块和第二音频开关断开保护模块均包括瞬态抑制二极管。

在一些实施例中，所述瞬态抑制二极管为单向瞬态抑制二极管或双向瞬态抑制二极管。

在一些实施例中，所述音频开关闭合保护模块、第一音频开关断开保护模块和第二音频开关断开保护模块均包括压敏电阻。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种端口，包括如第一方面所述的端口保护电路。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种终端设备，包括如第一方面所述的端口保护电路。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过在SBU1与SBU2之间连接音频开关闭合保护模块，并与音频开关模块并联，使得音频开关模块中的音频开关闭合时，在SBU1端子与SBU2端子之间存在干扰能量，例如共模能量和差模能量的情况下，吸收共模能量和差模能量，降低音频开关模块被击穿损坏的情况发生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种音频开关模块的音频开关闭合时电路示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种音频开关模块的音频开关断开时电路示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

相关技术中，端口为TYPE-C插座端口，TYPE-C插座端口可以用于为终端设备充电以及插入耳机播放音频等。TYPE-C插座端口具有SBU1端子(辅助端子)和SBU2端子(辅助端子)，SBU1端子和SBU2端子与耳机的麦克风连接。在TYPE-C插座端口用于充电时，SBU1端子和SBU2端子之间主要存在差模能量；在耳机的TYPE-C插头插入终端设备的TYPE-C插座端口时，音频开关模块中的音频开关关闭，SBU1端子和SBU2端子之间同时存在差模能量和共模能量，共模能量与差模能量统称为瞬态能量。而瞬态能量中的共模能量容易引起音频开关模块中音频开关的击穿，导致元器件的损坏。

因此，根据本公开的实施例，如图1和图2所示，提供一种端口保护电路，用以解决上述技术问题。在本实施例中，TYPE-C插座端口与3.5mm耳机转TYPE-C转换器连接。即，转换器的一端为3.5mm耳机插座，另一端为TYPE-C插头。其中，3.5mm耳机是指直径为3.5mm的同轴音频插头，它是一种常用于连接音响设备，用以传递音频信号的连接器。

进一步地，端口保护电路包括：音频开关模块10和音频开关闭合保护模块20，音频开关闭合保护模块20与音频开关模块10并联。音频开关模块10和音频开关闭合保护模块20设置在手机的电路板上。

音频开关模块10包括第一端和第二端，第一端通过第一线路30与端口的SBU1端子连接，第二端通过第二线路40与端口的SBU2端子连接。当端口插入耳机插头时，手机电路板则通过端口的CC端子识别插入的装置是耳机还是充电线。

当识别为耳机的情况下，手机电路板控制音频开关模块10中的音频开关闭合，由于TYPE-C插座端口可以支持正反插拔，因此，此时SBU1端子可以为麦克风，而SBU2端子可以接地，或SBU1端子可以接地，而SBU2端子为麦克风，从而使SBU1端子和SBU2端子之间形成通路。而SBU1端子和SBU2端子之间形成通路的情况下，会在SBU1端子和SBU2端子之间同时产生共模能量和差模能量。SBU1端子和SBU2端子之间的共模能量较大，可能会将音频开关模块10中的音频开关击穿损坏。

对于SBU1端子和SBU2端子之间的共模能量，为避免共模能量对音频开关模块10中音频开关的击穿，端口保护电路通过音频开关闭合保护模块20解决。音频开关闭合保护模块20的两端分别连接于第一线路30和第二线路40。即，与音频开关模块10并联，在音频开关模块10中的音频开关闭合时，导出SBU1端子和SBU2端子之间的干扰能量。(如图1所示的路径L1)，从而避免干扰能量对音频开关模块10中音频开关的击穿损坏。

由上述内容可知，音频开关模块10中的音频开关闭合时，会在SBU1和SBU2之间产生瞬态能量，瞬态能量包括共模能量和差模能量。瞬态能量太大会损坏音频开关模块10中的音频开关。本公开中的干扰能量，可以表示该瞬态能量，也可以表示该瞬态能量的部分，即干扰能量也可以包括共模能量和差模能量，将干扰能量导出，可以导出至少大部分的瞬态能量，瞬态能量减去干扰能量后为剩余能量，剩余能量较少则不会对音频开关模块10中的音频开关造成损坏。

在一些实施例中，音频开关闭合保护模块20包括瞬态抑制二极管。其中，瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，简称TVS)，是一种二极管形式的高效能保护器件。利用P-N结的反向击穿工作原理，将静电的高压脉冲导入地，从而保护了终端设备内部对静电敏感的元件，如本实施例中的音频开关模块10中的音频开关。

当瞬态抑制二极管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件(音频开关)免受瞬态高能量的冲击而损坏。

在音频开关模块10中的音频开关断开时，几乎不会在SBU1端子与SBU2端子之间产生共模能量，因此，在SBU1端子与SBU2端子之间多数为差模能量。而对于SBU1端子和SBU2端子之间的差模能量，端口保护电路通过音频开关断开保护模块50解决。因此，在一些实施例中，端口保护电路还包括：音频开关断开保护模块50，通过接地线路连接接地端(GND)，在音频开关模块10中的音频开关断开时，导出SBU1端子与SBU2端子之间的差模能量。

在一些实施例中，音频开关断开保护模块50包括：第一音频开关断开保护模块51，第一音频开关断开保护模块51的两端分别连接第一线路30和接地端；第二音频开关断开保护模块52，第二音频开关断开保护模块52的两端分别连接第二线路40和接地端。

在一些实施例中，第一音频开关断开保护模块51与第一线路30连接点为第一连接点；第二音频开关断开保护模块52与第二线路40连接点为第二连接点；音频开关闭合保护模块20的一端连接于SBU1端子与第一连接点之间，音频开关闭合保护模块20的另一端连接于SBU2端子与第二连接点之间。

例如，当SBU1端子和SBU2端子之间存在共模能量时，音频开关闭合保护模块20中的瞬态抑制二极管的启动电压是第一音频开关断开保护模块51中的和第二音频开关断开保护模块52中的瞬态抑制二极管的启动电压之和。假如每个瞬态抑制二极管的启动电压为5V，那么开启音频开关闭合模块中的瞬态抑制二极管的电压为10V，若音频开关的承受电压为8V，则音频开关模块10中的音频开关容易被击穿，因为音频开关是对接地端防护的，内部之间通路防护能力弱，易损坏。

而当在SBU1端子和SBU2端子之间连接音频开关闭合保护模块20，且音频开关闭合保护模块20与音频开关模块10并联。音频开关闭合保护模块20中的瞬态抑制二极管的击穿电压可以设置为小于音频开关模块10的击穿电压，例如小于8V。则在耳机插头插入端口后，在SBU1端子和SBU2端子之间的共模能量不会经过音频开关模块10的音频开关，直接由音频开关闭合保护模块20吸收。

在一些实施例中，音频开关模块10中的音频开关包括：第一音频开关11和第二音频开关12。其中，第一音频开关11与第一音频开关断开保护模块51并联；第二音频开关12与第二音频开关断开保护模块52并联。当端口插入耳机插头时，手机电路板则通过端口的CC端子识别插入的装置是耳机还是充电线。

当识别为充电线的情况下，第一音频开关11和第二音频开关12断开不闭合，则SBU1端子和SBU2端子之间产生差模能量，差模能量分别通过路径L2和路径L3导出至大地(如图1和图2所示)。

当识别为耳机的情况下，手机电路板控制第一音频开关11和第二音频开关12闭合，由于TYPE-C插座端口可以支持正反插拔，因此，SBU1端子可以为麦克风，而SBU2端子可以接地，或SBU1端子可以接地，而SBU2端子为麦克风，从而使SBU1端子和SBU2端子之间形成通路。SBU1端子和SBU2端子之间产生共模能量和差模能量。共模能量由路径L1导出至大地，差模能量分别通过SBU1端子与接地端的通路(路径L2)以及SBU2端子与接地端的通路(路径L3)导出至大地。

在一些实施例中，第一音频开关断开保护模块51和第二音频开关断开保护模块52也均包括瞬态抑制二极管。其中，瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，简称TVS)，是一种二极管形式的高效能保护器件。利用P-N结的反向击穿工作原理，将静电的高压脉冲导入地，从而保护了终端设备内部对静电敏感的元件。

当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。

进一步地，在一些实施例中，瞬态抑制二极管为单向瞬态抑制二极管或双向瞬态抑制二极管。抑制反向的用单向瞬态抑制二极管，有交流的用双向瞬态抑制二极管。其中，双向TVS管可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制到预定水平，双向TVS管适用于交流电路，单向TVS管一般用于直流电路。

在一些实施例中，音频开关闭合保护模块20、第一音频开关断开保护模块51和第二音频开关断开保护模块52均包括压敏电阻。

其中，压敏电阻(Voltage Dependent Resisto，简称VDR)是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。

基于相同的发明构思，本实施例提供一种端口，包括上述的端口保护电路。端口可以是TYPE-C插座端口。TYPE-C插座端口中包括SBU1端子、SBU2端子和CC端子，其中，SBU1端子和SBU2端子用于实现耳机的麦克风功能，CC端子用于识别是否插入的是耳机。

当TYPE-C插座端口中插入耳机的情况下，手机电路板通过CC端子识别，从而控制音频开关模块10中的第一音频开关11和第二音频开关12关闭，即第一音频开关11向S2转动，第二音频开关12向S4转动，使SBU1端子、SBU2端子之间形成通路。

基于相同的发明构思，本实施例提供一种终端设备，包括上述的端口保护电路。其中，终端设备可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理、翻译机、手表、手环等可穿戴设备等。在本实施例中，终端设备可以为手机。

综上所述，通过以上端口保护电路，本公开具有的优点为：通过在SBU1与SBU2之间连接音频开关闭合保护模块20，并与音频开关模块10并联，使得音频开关模块10中的音频开关闭合时，在SBU1端子与SBU2端子之间存在共模能量和差模能量的情况下，吸收共模能量和差模能量，降低共模能量和差模能量的干扰，降低音频开关模块10被击穿损坏的情况发生。

可以理解的是，本公开实施例提供的端口以及终端设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。结合本公开实施例中所公开的各示例的单元及算法步骤，本公开实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的技术方案的范围。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关端口保护电路的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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施例和简化描述，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。

进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。

进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利范围指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。

Claims (10)

1.一种端口保护电路，其特征在于，包括：

音频开关模块，包括第一端和第二端，所述第一端通过第一线路与所述端口的SBU1端子连接，所述第二端通过第二线路与所述端口的SBU2端子连接；

音频开关闭合保护模块，分别连接于所述第一线路和所述第二线路，并与所述音频开关模块并联，在所述音频开关模块中的音频开关闭合时，导出所述SBU1端子与所述SBU2端子之间的干扰能量。

2.根据权利要求1所述的端口保护电路，其特征在于，所述端口保护电路还包括：

音频开关断开保护模块，通过接地线路连接接地端，在所述音频开关模块中的音频开关断开时，导出所述SBU1端子与所述SBU2端子之间的差模能量。

3.根据权利要求2所述的端口保护电路，其特征在于，所述音频开关断开保护模块包括：

第一音频开关断开保护模块，所述第一音频开关断开保护模块的两端分别连接所述第一线路和接地端；

第二音频开关断开保护模块，所述第二音频开关断开保护模块的两端分别连接所述第二线路和所述接地端。

4.根据权利要求3所述的端口保护电路，其特征在于，所述音频开关模块中的音频开关包括：

第一音频开关，所述第一音频开关与所述第一音频开关断开保护模块并联；

第二音频开关，所述第二音频开关与所述第二音频开关断开保护模块并联。

5.根据权利要求4所述的端口保护电路，其特征在于，

所述第一音频开关断开保护模块与所述第一线路连接点为第一连接点；

所述第二音频开关断开保护模块与所述第二线路连接点为第二连接点；

所述音频开关闭合保护模块的一端连接于所述SBU1端子与所述第一连接点之间，所述音频开关闭合保护模块的另一端连接于所述SBU2端子与所述第二连接点之间。

6.根据权利要求3所述的端口保护电路，其特征在于，所述音频开关闭合保护模块、第一音频开关断开保护模块和第二音频开关断开保护模块均包括瞬态抑制二极管。

7.根据权利要求6所述的端口保护电路，其特征在于，所述瞬态抑制二极管为单向瞬态抑制二极管或双向瞬态抑制二极管。

8.根据权利要求3所述的端口保护电路，其特征在于，所述音频开关闭合保护模块、第一音频开关断开保护模块和第二音频开关断开保护模块均包括压敏电阻。

9.一种端口，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的端口保护电路。

10.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的端口保护电路。

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