CN216794662U - 一种基于音响系统的充电控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电路保护技术领域，提供一种基于音响系统的充电控制电路，在原本的音响系统充电电路中，增设了串接在USB充电电路输出端与USB连接器之间的防逆接控制电路，利用防逆接控制电路的单向导通特性，可有效防止外接的USB设备电流通过USB连接器倒灌到音响系统中，避免外部USB设备对音响系统的干扰和损坏；设置高压保护电路，使其信号输入端接入USB连接器、开关控制端接入防逆接控制电路的内部回路、信号输出端与USB充电电路的控制端连接，可在检测到外部高压接入时，及时关闭USB充电电路和防逆接控制电路，使得外部输入的高压无法通过充电IC反串到系统中，有效避免造成系统电源异常，实现高压保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种基于音响系统的充电控制电路。
背景技术
车载音响导航系统USB接口可对手机等外部USB设备充电。但是，在连接 USB的连接中，部分手机等USB设备具有反向充电的能力，此时由于车载音响导航系统的充电IC不具备防反接功能(防逆向电流的功能)，在音响系统处于关闭状态时，手机等USB设备内的电流将倒灌到车载音响系统中，导致音响系统判断错误、动作异常或设备损坏；同时USB设备的电压将干扰音响系统，使系统电压波动。
对于音响系统在关闭状态时，手机等外接的USB设备电流将倒灌到音响系统中。现有技术一般是采用串接二极管防止倒灌，但是由于二极管压降大、内阻大，将影响输出电压，在输出大电流时也将导致二极管发热严重，容易损坏。
同时，此中连接电路缺少高压保护，当V-BUS电压误接到高压线路上时，外部输入进来的高压通过充电IC反串入到系统中，影响系统电压的稳定，造成系统电路损坏。
发明内容
本实用新型提供一种基于音响系统的充电控制电路，解决了现有的车载音响导航系统USB接口电路不具备防反接功能、高压保护功能，容易被外接USB 倒灌电流，导致设备损坏的技术问题。
为解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于音响系统的充电控制电路，包括USB充电电路、USB连接器，其特征在于：以及防逆接控制电路、高压保护电路；所述防逆接控制电路串接在所述USB充电电路输出端与所述USB连接器之间；所述高压保护电路包括信号输入端、开关控制端和信号输出端，所述信号输入端接入所述USB连接器，所述开关控制端接入所述防逆接控制电路的内部回路，所述信号输出端与所述USB充电电路的控制端连接。
本基础方案在原本的音响系统充电电路中，增设了串接在USB充电电路输出端与USB连接器之间的防逆接控制电路，利用防逆接控制电路的单向导通特性，可有效防止外接的USB设备电流通过USB连接器倒灌到音响系统中，避免外部USB设备对音响系统的干扰和损坏；设置高压保护电路，使其信号输入端接入USB连接器、开关控制端接入防逆接控制电路的内部回路、信号输出端与 USB充电电路的控制端连接，可在检测到外部高压接入时，及时关闭USB充电电路和防逆接控制电路，使得外部输入的高压无法通过充电IC反串到系统中，有效避免造成系统电源异常，实现高压保护。
在进一步的实施方案中，所述防逆接控制电路包括第一开关管、第二开关管、第一二极管、第一电阻～第三电阻；当所述第一开关管为P沟道MOS管、所述第二开关管为NPN型三极管时，
所述第一开关管的漏极与所述USB充电电路输出端连接、源极与所述USB 连接器连接、栅极与所述第二开关管的集电极连接；
所述第一电阻的一端与所述USB充电电路输出端连接、另一端通过第二电阻接地并与第二开关管的基极连接；
所述第二开关管的发射极接地；
所述第三电阻一端与所述USB连接器连接、另一端与所述第二开关管的集电极连接；
所述第一二极管的正极与所述USB充电电路输出端连接，负极与所述USB 连接器连接。
本方案采用MOS管和二极管，作为防逆接控制电路的单向导通开关，一方面可保证单向导通功能的实现，另一方面，由于MOS管内阻只有几十毫欧姆、发热量小，因此对系统输出电压影响很小，可满足大电流输出的要求。
在进一步的实施方案中，所述高压保护电路包括信号检测模块及与其连接的开关控制模块、电源控制模块，所述信号检测模块的所述信号输入端与所述 USB连接器连接；所述开关控制模块的所述开关控制端接入所述防逆接控制电路的内部回路，所述电源控制模块的所述信号输出端与所述USB充电电路的控制端连接。
在进一步的实施方案中，所述信号检测模块包括第二二极管和第四电阻，所述第二二极管的负极作为信号输入端、与所述USB连接器连接，其正极通过第四电阻分别与所述开关控制模块、所述电源控制模块连接。
在进一步的实施方案中，所述开关控制模块包括第三开关管，当所述第三开关管为NPN型三极管时，所述第三开关的集电极作为所述开关控制端、连接到所述第二开关管的基极，基极通过所述第四电阻连接到所述第二二极管的正极，发射极接地。
在进一步的实施方案中，所述电源控制模块包括第四开关管，当第四开关管为NPN型三极管时，所述第四开关管的基极过所述第四电阻连接到所述第二二极管的正极，集电极作为所述信号输出端、与所述USB充电电路的控制端连接，发射极接地。
本方案设计包括信号检测模块及与其连接的开关控制模块、电源控制模块的高压保护电路，在检测到高压接入时，利用三极管的开关特性，同时断开防逆接控制电路、拉低USB充电电路的使能端信号，使得音响系统处于断电、关闭状态，保护音响系统不受高电压的干扰和破坏。
在进一步的实施方案中，所述第二二极管为稳压二极管。
本方案设计以稳压二极管为核心的信号检测模块，利用其反向击穿特性，可及时对高压接入情况进行反馈，进而提高电路的灵敏度，保证电路的使用安全。
在进一步的实施方案中，还包括分压电路，所述分压电路包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的两端分别接入所述USB充电电路的电源输入端、控制端；所述第六电阻的一端接入所述控制端，另一端接地；
所述USB充电电路的控制端为使能端。
在进一步的实施方案中，所述USB连接器与外部USB设备连接，所述防逆接控制电路接入所述USB连接器VBUS引脚。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种基于音响系统的充电控制电路硬件电路图；
其中：第一电阻R1～第六电阻R6，第一开关管Q1～第四开关管Q4，第一二极管D1、第二二极管D2。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。
本实用新型实施例提供的一种基于音响系统的充电控制电路，如图1所示，在本实施例中，包括USB充电电路、USB连接器，其特征在于：以及防逆接控制电路、高压保护电路；防逆接控制电路串接在USB充电电路输出端与USB 连接器之间；高压保护电路包括信号输入端、开关控制端和信号输出端，信号输入端接入USB连接器，开关控制端接入防逆接控制电路的内部回路，信号输出端与USB充电电路的控制端连接。
在本实施例中，防逆接控制电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一二极管D1、第一电阻R1～第三电阻R3；当第一开关管Q1为P沟道MOS管、第二开关管Q2为NPN型三极管时，
第一开关管Q1的漏极与USB充电电路输出端连接、源极与USB连接器连接、栅极与第二开关管Q2的集电极连接；
第一电阻R1的一端与USB充电电路输出端连接、另一端通过第二电阻R2 接地并与第二开关管Q2的基极连接；
第二开关管Q2的发射极接地；
第三电阻R3一端与USB连接器连接、另一端与第二开关管Q2的集电极连接；
第一二极管D1的正极与USB充电电路输出端连接，负极与USB连接器连接。
本实施例采用MOS管和二极管，作为防逆接控制电路的单向导通开关，一方面可保证单向导通功能的实现，另一方面，由于MOS管内阻只有几十毫欧姆、发热量小，因此对系统输出电压影响很小，可满足大电流输出的要求。
在本实施例中，高压保护电路包括信号检测模块及与其连接的开关控制模块、电源控制模块，信号检测模块的信号输入端与USB连接器连接；开关控制模块的开关控制端接入防逆接控制电路的内部回路，电源控制模块的信号输出端与USB充电电路的控制端连接。
在本实施例中，信号检测模块包括第二二极管D2和第四电阻R4，第二二极管D2的负极作为信号输入端、与USB连接器连接，其正极通过第四电阻R4 分别与开关控制模块、电源控制模块连接。
在本实施例中，第二二极管D2为稳压二极管。
本实施例设计以稳压二极管为核心的信号检测模块，利用其反向击穿特性，可及时对高压接入情况进行反馈，进而提高电路的灵敏度，保证电路的使用安全。
在本实施例中，开关控制模块包括第三开关管Q3，当第三开关管Q3为NPN 型三极管时，第三开关的集电极作为开关控制端、连接到第二开关管Q2的基极，基极通过第四电阻R4连接到第二二极管D2的正极，发射极接地。
在本实施例中，电源控制模块包括第四开关管Q4，当第四开关管Q4为NPN 型三极管时，第四开关管Q4的基极过第四电阻R4连接到第二二极管D2的正极，集电极作为信号输出端、与USB充电电路的控制端连接，发射极接地。
本实施例设计包括信号检测模块及与其连接的开关控制模块、电源控制模块的高压保护电路，在检测到高压接入时，利用三极管的开关特性，同时断开防逆接控制电路、拉低USB充电电路的使能端信号，使得音响系统处于断电、关闭状态，保护音响系统不受高电压的干扰和破坏。
在本实施例中，还包括分压电路，分压电路包括第五电阻R5和第六电阻 R6，第五电阻R5的两端分别接入USB充电电路的电源输入端、控制端；第六电阻R6的一端接入控制端，另一端接地；
USB充电电路的控制端为使能端。
在本实施例中，USB连接器与外部USB设备连接，防逆接控制电路接入 USB连接器VBUS引脚。
本实施例提供充电控制电路的工作原理如下：
(1)当USB充电电路正常输出，且USB连接器接入常规的外部USB设备时。
USB充电电路的输出电流流入第一开关管Q1漏极、第二开关管Q2基极，此时第一开关管Q1漏极、第二开关管Q2导通，第一二极管D1正向导通，输出电流流入USB连接器的VBUS引脚，向外部USB设备正常供电。
此时，第二二极管D2不导通，第三开关管Q3、第四开关管Q4截止，USB 充电电路的使能端为高电平。
(2)当USB充电电路不输出，且USB连接器接入常规的外部USB设备，外部USB设备有电压输入USB连接器时。
第一开关管Q1、第二开关管Q2和第一二极管D1均不导通。
此时外部电压无法击穿第二二极管D2，因此，第三开关管Q3、第四开关管Q4均不导通。
(3)当USB充电电路正常输出，且USB连接器接入高压线路时。
第二二极管D2反向击穿导通，使得第三开关管Q3、第四开关管Q4导通。
此时，第三开关管Q3拉低第二开关管Q2基极电压，使得第二开关管Q2 截止，进而使得第一开关管Q1截止，断开USB充电电路和USB连接器之间的输出回路。
同时，第四开关管Q4的导通拉低了USB充电电路使能端的电压，使得USB 充电电路关闭。
本实用新型实施例在原本的音响系统充电电路中，增设了串接在USB充电电路输出端与USB连接器之间的防逆接控制电路，利用防逆接控制电路的单向导通特性，可有效防止外接的USB设备电流通过USB连接器倒灌到音响系统中，避免外部USB设备对音响系统的干扰和损坏；设置高压保护电路，使其信号输入端接入USB连接器、开关控制端接入防逆接控制电路的内部回路、信号输出端与USB充电电路的控制端连接，可在检测到外部高压接入时，及时关闭USB 充电电路和防逆接控制电路，使得外部输入的高压无法通过充电IC反串到系统中，有效避免造成系统电源异常，实现高压保护。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于音响系统的充电控制电路，包括USB充电电路、USB连接器，其特征在于：以及防逆接控制电路、高压保护电路；所述防逆接控制电路串接在所述USB充电电路输出端与所述USB连接器之间；所述高压保护电路包括信号输入端、开关控制端和信号输出端，所述信号输入端接入所述USB连接器，所述开关控制端接入所述防逆接控制电路的内部回路，所述信号输出端与所述USB充电电路的控制端连接。
2.如权利要求1所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：所述防逆接控制电路包括第一开关管、第二开关管、第一二极管、第一电阻～第三电阻；当所述第一开关管为P沟道MOS管、所述第二开关管为NPN型三极管时，
所述第一开关管的漏极与所述USB充电电路输出端连接、源极与所述USB连接器连接、栅极与所述第二开关管的集电极连接；
所述第一电阻的一端与所述USB充电电路输出端连接、另一端通过第二电阻接地并与第二开关管的基极连接；
所述第二开关管的发射极接地；
所述第三电阻一端与所述USB连接器连接、另一端与所述第二开关管的集电极连接；
所述第一二极管的正极与所述USB充电电路输出端连接，负极与所述USB连接器连接。
3.如权利要求2所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：所述高压保护电路包括信号检测模块及与其连接的开关控制模块、电源控制模块，所述信号检测模块的所述信号输入端与所述USB连接器连接；所述开关控制模块的所述开关控制端接入所述防逆接控制电路的内部回路，所述电源控制模块的所述信号输出端与所述USB充电电路的控制端连接。
4.如权利要求3所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：所述信号检测模块包括第二二极管和第四电阻，所述第二二极管的负极作为信号输入端、与所述USB连接器连接，其正极通过第四电阻分别与所述开关控制模块、所述电源控制模块连接。
5.如权利要求4所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：所述开关控制模块包括第三开关管，当所述第三开关管为NPN型三极管时，所述第三开关的集电极作为所述开关控制端、连接到所述第二开关管的基极，基极通过所述第四电阻连接到所述第二二极管的正极，发射极接地。
6.如权利要求5所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：所述电源控制模块包括第四开关管，当第四开关管为NPN型三极管时，所述第四开关管的基极过所述第四电阻连接到所述第二二极管的正极，集电极作为所述信号输出端、与所述USB充电电路的控制端连接，发射极接地。
7.如权利要求4所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：所述第二二极管为稳压二极管。
8.如权利要求1所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：还包括分压电路，所述分压电路包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的两端分别接入所述USB充电电路的电源输入端、控制端；所述第六电阻的一端接入所述控制端，另一端接地；
所述USB充电电路的控制端为使能端。
9.如权利要求1所述的一种基于音响系统的充电控制电路，其特征在于：所述USB连接器与外部USB设备连接，所述防逆接控制电路接入所述USB连接器VBUS引脚。
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