CN219179925U - 外设接口电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外设接口电路和电子设备。其中，外设接口电路包括：外设接口、外设交互模块和MOS电路模块。外设交互模块与外设接口通过数据线连接，MOS电路模块串接在数据线上，MOS电路模块的控制端与外设交互模块连接，外设交互模块用于控制MOS电路模块的通断，使得外部高压或者浪涌作用于MOS电路模块上，利用MOS耐压值高的特性，降低了在插接过程中，由于接入电压过大造成信号与电源短路，信号脚被烧毁的风险，从而，实现保护外设交互模块例如处理器或音频解码器等的作用。

Description

外设接口电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子产品技术领域，尤其是涉及一种外设接口电路和电子设备。

背景技术

随着终端设备例如手机、平板等对可靠性要求越来越高，外设接口需要满足浪涌、直流耐压标准，防止接插过程中与高压短路造成瞬间击穿。例如，手机、平板等产品要求在研发阶段测试USB的直流耐压和浪涌等性能，满足电子产品可靠性要求。

目前，电子产品的外设接口，一般从音频解码器或者处理器给出信号接口，以USB信号为例，USB信号从处理器到type-C接口。受处理器的工艺限制，处理器的直流耐压值在3V左右，而终端设备例如手机的充电电压为5V左右,有些快充充电电压甚至达到了20V，在插接过程中，容易造成信号与电源短路、信号脚被烧毁的风险，以及容易造成外设接口交互模块例如处理器或音频解码器的损坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种外设接口电路。该外设接口电路可以防止在插接过程中造成信号脚烧毁或者瞬间高压冲击，起到保护外设接口交互模块的作用，并且成本低。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电子设备。

为了达到上述目的，本实用新型第一方面实施例的外设接口电路，包括：外设接口；外设交互模块，所述外设交互模块与所述外设接口通过数据线连接；MOS电路模块，所述MOS电路模块串接在所述数据线上，所述MOS电路模块的控制端与所述外设交互模块连接；所述外设交互模块，用于控制所述MOS电路模块的通断。

根据本实用新型实施例的外设接口电路，增加MOS电路模块且串接数据线上，当外设接口输入电流的电压高于外设交互模块承受的最大电压时，通过控制MOS电路模块的通断，使得外部输入高电压或者浪涌作用于MOS管上，利用MOS管耐压值高的特性，降低了在插接过程中，由于接入电压过大造成信号与电源短路、信号脚被烧毁的风险，从而达到保护外设交互模块的作用，并且成本低。

在一些实施例中，所述MOS电路模块包括：第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的第一端和所述第二MOS管的第一端连接在一起以作为第一公共端，所述第一公共端通过所述数据线与所述外设接口连接，所述第一MOS管的第二端和所述第二MOS管的第二端连接在一起以作为第二公共端，所述第二公共端与所述外设交互模块的外设接口数据端口连接，所述第一MOS管的控制端与所述外设交互模块的控制端口连接；反相器，所述反相器的输入端与所述外设交互模块的所述控制端口连接，所述反相器的输出端与所述第二MOS管的控制端连接。

在一些实施例中，所述第一MOS管为NMOS管，所述第二MOS管为PMOS管。

在一些实施例中，在所述外设交互模块与所述MOS电路模块之间还设置有第一电阻单元。该第一电阻单元起到阻抗匹配的作用。

在一些实施例中，所述数据线包括USB-DP线和USB-DM线；所述MOS电路模块包括第一MOS电路模块和第二MOS电路模块，所述第一MOS电路模块的串接在所述USB-DP线上，所述第二MOS电路模块串接在所述USB-DM线上。

在一些实施例中，第一电阻，所述第一电阻设置在所述外设交互模块与所述第一MOS电路模块之间；第二电阻，所述第二电阻设置在所述外设交互模块与所述第二MOS电路模块之间。

在一些实施例中，所述外设交互模块包括处理器或者音频解码器。

在一些实施例中，所述外设接口电路还包括：充电电路模块，所述充电电路模块通过所述MOS电路模块和所述数据线与所述外设接口连接，用于接收所述外设接口的充电信号。

在一些实施例中，所述充电电路模块与所述MOS电路模块之间的数据线上还设置有第二电阻单元。

为了达到上述目的，本实用新型第二方面实施例的电子设备，包括上面实施例所述的外设接口电路。

根据本实用新型实施例的电子设备，通过采用上面实施例所述的外设接口电路，该外设接口电路耐压性高并且防浪涌性能好，可以防止接插过程中信号脚烧毁或被瞬间击穿，提高了电子设备使用安全性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的外设接口电路的示意图。

图2是根据本实用新型的一个实施例的MOS电路模块的示意图。

图3是根据本实用新型的一个实施例的外设接口电路的示意图。

图4是根据本实用新型的一个实施例的NMOS 2SK3541型号的规格表图。

图5是根据本实用新型的一个实施例的电子设备的框图。

附图标记：

电子设备1；

外设接口电路100；

外设接口10；外设交互模块20；MOS电路模块30；充电电路模块40；USB-DP线50；USB-DM线60；

第一电阻11；第二电阻12；第三电阻13；第四电阻14；第一MOS电路模块31；第二MOS电路模块32；

第一MOS管311；第二MOS管312；反相器313。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的外设接口电路和电子设备。

图1是根据本实用新型的一个实施例的外设接口电路的示意图。如图1所示，外设接口电路100包括：外设接口10、外设交互模块20和MOS电路模块30。

其中，外设接口10可以是TYPE-C接口、耳机接口和其他类型的电子产品外设接口10，本实用新型实施例对外设接口10的具体类型不作任何限制。

外设交互模块20与外设接口10通过数据线连接，可传送控制信号至外设接口10，以完成外设交互模块20与外设的数据交换，也可以通过外设接口10接收外部数据。

在本实用新型的一些实施例中，外设交互模块20可以是处理器或音频解码器或者其它与外设接口10连接进行数据交互的模块。处理器20可以通过发送控制信息设置外设的工作模式，控制外设的工作，或者接收外设的反馈信息等。音频解码器20可以通过电流或电压的形式将数字信号转换为模拟信号，并传输给耳机接口，使耳机发出声音。

MOS电路模块30串接在数据线上，MOS电路模块30的控制端与外设交互模块20连接，外设交互模块20可以控制MOS电路模块30的通断，以实现保护外设接口电路100的作用。

具体地，在外设接口10接插外设时，外设交互模块20接收到外设接口10插入外设，可以使能MOS电路模块30接通，使得外设交互模块20与外设接口10连通，实现外设交互模块20与外设之间的数据交互，而在外设接口10未插接时或者未插接到位时，MOS电路模块30处于断开状态。因此，在外设接口10接插过程中，MOS电路模块30未接通，及时信号与电源短路产生瞬间高压，直接作用于MOS电路模块30，可以防止瞬间高压或浪涌电压对外设交互模块20例如处理器的瞬间冲击，起到保护的作用。并且相较于采用大功率的防浪涌器件，MOS器件成本更低。

根据本实用新型实施例的外设接口电路100，增加MOS电路模块30且串接数据线上，当外设接口10输入电流的电压高于外设交互模块20承受的最大电压时，通过MOS电路模块30的通断，使得外部输入高电压或者浪涌作用于MOS管上，利用MOS管耐压值高的特性，防止了在插接过程中，由于接入电压过大造成信号与电源短路，信号脚被烧毁的风险，从而实现保护外设交互模块20例如处理器20的作用。

图2是根据本实用新型的一个实施例的MOS电路模块的示意图。如图2所示，MOS电路模块30包括：第一MOS管311、第二MOS管312和反相器313，第一MOS管311和第二MOS管312以并联的方式连接。第一MOS管311的第一端和第二MOS管312的第一端连接在一起以作为第一公共端，第一公共端通过数据线与外设接口10连接，第一MOS管311的第二端和第二MOS管312的第二端连接在一起以作为第二公共端，第二公共端与外设交互模块20的外设接口数据端口连接，第一MOS管311的控制端与外设交互模块20的控制端口连接。反相器313的输入端与外设交互模块20的控制端口连接，反相器313的输出端与第二MOS管312的控制端连接。

其中，第一MOS管311可以为NMOS管，第二MOS管312可以为PMOS管。如图2所示，NMOS管和PMOS管的栅极、源极和漏极分别标记为G、S和D。反相器313的作用是将输入的高电平转换为低电平输出。

具体地，当调用外设接口10功能时，由于外设交互模块20的控制端口直接与NMOS控制端连接，并通过反相器313与PMOS控制端连接，因此，处理器20或者音频解码器20可以通过控制端口输入高电平信号，沿着一条电路传送到NMOS管的栅极，使得NMOS导通，并沿着另一条电路传送至反相器313，通过反相器313将高电平反向拉低，使得PMOS管的栅极电压为低电平，PMOS管导通，从而实现NMOS和PMOS的同时导通。通过控制MOS电路模块30的通断，使得外部高压或者浪涌作用于MOS电路模块30上，利用MOS耐压值高的特性，可以起到保护后端芯片的作用。此外，同时将NMOS与PMOS并联，极大满足了信号链路的导通性要求，具有导通电阻低、一致性好、带宽高等特点。

如图3所示，外设交互模块20、MOS电路模块30和外设接口10通过数据线连接，以USB为例，该数据线包括USB-DP线50和USB-DM线60，其中，USB-DP线50是USB的数据线D+(正电压)，USB-DM线60是USB的数据线D-(负电压)。MOS电路模块30包括第一MOS电路模块31和第二MOS电路模块32，第一MOS电路模块31的串接在USB-DP线50上，第二MOS电路模块32串接在USB-DM线60上。即，每个数据线都可以串接MOS电路模块，满足外设接口的防浪涌和耐高压标准，起到保护内部外设交互模块20例如处理器的作用。

此外，外设交互模块20与MOS电路模块30之间还设置有第一电阻单元，第一电阻单元可以包括一个电阻或多个串并联电阻的组合，在此不作具体限制。通过该第一电阻单元可以提高信号传输质量。

如图3所示，第一电阻单元包括第一电阻11和第二电阻12。

其中，第一电阻11设置在外设交互模块20与第一MOS电路模块31之间，第二电阻12设置在外设交互模块20与第二MOS电路模块32之间。第一电阻11与第二电阻12的作用是进行阻抗匹配，这是由于信号源的阻抗很低，跟信号线之间阻抗不匹配，进而导致信号发生反射，通过串联一个电阻后，可以改善匹配情况，以减少信号反射，避免造成信号质量下降。

在一些实施例中，本实用新型实施例的外设接口电路100可以插接交互外设也可以插接充电外设以进行充电信号传输。如图3所示，本实用新型实施例的外设接口电路100还包括：充电电路模块40，充电电路模块40通过MOS电路模块30和数据线与外设接口10连接，用于接收外设接口10的充电信号。

具体地，在外设接口10插接充电设备时，MOS电路模块30导通以将充电信号发送至充电电路模块40，反之，在外设接口10未插接充电设备或插接不到位，MOS电路模块30断开，因此，在插接过程中，通过MOS电路模块30可以防止瞬间高压施加给充电电路模块40，同样起到保护作用。

进一步地，充电电路模块40与MOS电路模块30之间的数据线上还设置有第二电阻单元。第二电阻单元可以包括一个电阻或多个串并联电阻的组合，在此不作具体限制。通过该第一电阻单元可以提高信号传输质量。

在一些实施例中，如图3所示，第二电阻单元包括：第三电阻13和第四电阻14。

其中，第三电阻13设置在充电电路模块40与第一MOS电路模块31之间，第四电阻14设置在充电电路模块40与第二MOS电路模块32之间。通过设置第三电阻13和第四电阻14可以提高充电信号的传输质量。

总的来说，本实用新型实施例的外设接口电路100，通过在外设交互模块例如处理器或音频解码器与外设接口之间的数据线上设置MOS电路模块，可以通过较小的成本，达到更大的电压防护要求，可以防止接插过程中瞬间大电压冲击。

以USB信号为例，处理器20USB接口的最大直流耐压为3.22V，如果外设接口10接入20V的电流电压，通过将处理器20的控制端口的电平拉高，使得NMOS管导通，通过反相器313拉低高电平，使得PNOS管导通，实现MOS管的同时导通，进而将外设接口10输入的20V的电流电压作用在MOS管上，通过选用耐压值高于20V的MOS管，例如，NMOS 2SK3541型号，图4是根据本实用新型的一个实施例的NMOS的规格表图。表格内的参数值均为在无特殊说明的情况下，该型号的NOMS管在25℃的最大额定值。其中，如图4所示，该型号的NOMS管的最大耐压值可达到30V，覆盖电子产品外设接口10直流耐压20V的测试要求，从而，降低了由于接入外部电压过大造成信号与电源短路，信号脚被烧毁的风险，从而实现保护芯片的作用。

基于上面实施例的外设接口电路，下面描述根据本实用新型第二方面实施例的电子设备。

图5是根据本实用新型的一个实施例的电子设备的框图。如图5所示，电子设备1包括上面实施例所述的外设接口电路100，该电子设备1可以是普通电子产品，例如，手机、平板电脑、智能手环等终端设备。

根据本实用新型实施例的电子设备1，通过采用上面实施例所述的外设接口电路100，使得手机、平板等电子设备1在使用快充电压充电时，避免由于电压过高导致电源发生短路，降低芯片及其他电路元件被烧毁的风险，从而，实现以较小的成本，达成更大的电压防护目的，提高安全性。

在本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种外设接口电路，其特征在于，包括：

外设接口；

外设交互模块，所述外设交互模块与所述外设接口通过数据线连接；

MOS电路模块，所述MOS电路模块串接在所述数据线上，所述MOS电路模块的控制端与所述外设交互模块连接；

所述外设交互模块，用于控制所述MOS电路模块的通断。

2.根据权利要求1所述的外设接口电路，其特征在于，所述MOS电路模块包括：

第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的第一端和所述第二MOS管的第一端连接在一起以作为第一公共端，所述第一公共端通过所述数据线与所述外设接口连接，所述第一MOS管的第二端和所述第二MOS管的第二端连接在一起以作为第二公共端，所述第二公共端与所述外设交互模块的外设接口数据端口连接，所述第一MOS管的控制端与所述外设交互模块的控制端口连接；

反相器，所述反相器的输入端与所述外设交互模块的所述控制端口连接，所述反相器的输出端与所述第二MOS管的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的外设接口电路，其特征在于，所述第一MOS管为NMOS管，所述第二MOS管为PMOS管。

4.根据权利要求1所述的外设接口电路，其特征在于，在所述外设交互模块与所述MOS电路模块之间还设置有第一电阻单元。

5.根据权利要求4所述的外设接口电路，其特征在于，

所述数据线包括USB-DP线和USB-DM线；

所述MOS电路模块包括第一MOS电路模块和第二MOS电路模块，所述第一MOS电路模块的串接在所述USB-DP线上，所述第二MOS电路模块串接在所述USB-DM线上。

6.根据权利要求5所述的外设接口电路，其特征在于，所述第一电阻单元包括：

第一电阻，所述第一电阻设置在所述外设交互模块与所述第一MOS电路模块之间；

第二电阻，所述第二电阻设置在所述外设交互模块与所述第二MOS电路模块之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的外设接口电路，其特征在于，所述外设交互模块包括处理器或者音频解码器。

8.根据权利要求1所述的外设接口电路，其特征在于，所述外设接口电路还包括：

充电电路模块，所述充电电路模块通过所述MOS电路模块和所述数据线与所述外设接口连接，用于接收所述外设接口的充电信号。

9.根据权利要求8所述的外设接口电路，其特征在于，所述充电电路模块与所述MOS电路模块之间的数据线上还设置有第二电阻单元。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9任一项所述的外设接口电路。

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