CN2703350Y - 一种usb接口防护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种USB接口防护电路，以克服现有技术中存在的要么使手机容易死机或丢失数据，要么响应速度较慢的问题。为解决上述问题，本实用新型提供如下的技术方案：一种USB接口防护电路，包括：USB接口及USB电路，所述的USB接口防护电路还包括至少两个具有滤波功能的TVS管组合电路，所述的具有滤波功能的TVS管组合电路是串联在USB接口和USB电路之间，且每一根信号线串联一个具有滤波功能的TVS管组合电路。

Description

一种USB接口防护电路

技术领域

本实用新型涉及电子或通信领域的电磁兼容技术，具体指一种USB(Universal Serial Bus：Intel公司开发的通用串行总线架构)接口防护电路。

背景技术

手机的EMC(EMC：Electromagnetic compatibility：电磁兼容性)设计是手机硬件设计的一个重点，EMC设计不合理，手机的可靠性就非常低。手机的USB口是手机EMC设计中的一个重点，原因是：在实际应用中，USB接口比较容易收到ESD(Electrostatic discharge：静电放电)以及受到计算机电源干扰的冲击，进而很容易导致手机的USB接口出现损坏，更有甚者，如果USB接口直接与手机的微处理芯片相连，还可以将手机的微处理芯片击穿，导致手机完全无法使用。

可见，手机的USB接口电路的静电和浪涌保护设计，对提高手机的可靠性和稳定性影响非常大，已经成为提高产品可靠性的一个重要环节。在产品的设计中，手机的USB接口电路的静电和浪涌保护设计，对提高产品的可靠性和稳定性影响非常大，已经成为降低产品可靠性的一个重要环节。对于高端手机而言，这是一个比较致命的弱点，  因此在考虑进行ESD(Electrostatic discharge：静电放电)防护的同时，注重考虑对接口进行相应的保护设计。

为了有效地对USB接口进行保护并尽量地降低成本，现有技术中采用了多种方案，常用的技术方案如下：

第一种，如图1所示，利用普通的TVS(Transient Voltage Suppression：瞬态抑制二极管)管，在使用时，将所述的TVS管并联在手机的USB电路上，进而实现对USB接口进行防护。

虽然上述的方案能在起到保护的作用，但是由于采用TVS管，所以具有如下缺点：

对于手机的USB接口与射频接口以及CPU电路比较靠近的情况，在连接USB接口到计算机上以后，由于计算机内部有比较多的干扰，这些干扰会通过USB线进入手机影响手机的正常工作，如果仅仅采用TVS管对瞬态干扰进行防护时可以保证手机不损坏，但是这些宽频带连续干扰会影响CPU的正常运行，导致手机在联机过程中出现死机或者数据传输错误等现象。

第二种，如图2所示，利用普通的压敏电阻并联在手机的USB电路上，对USB接口进行防护。利用压敏电阻进行USB防护，缺点在于响应速度比较慢，分布电容比较离散，一致性比较差，只适合对低等级的手机USB接口进行防护，而且像普通TVS管一样没有滤波功能。

发明内容

本实用新型提供一种USB接口防护电路，以克服现有技术中存在的要么使手机容易死机或丢失数据要么响应速度较慢的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供如下的技术方案：

一种USB接口防护电路，包括：USB接口及USB电路，所述的USB接口防护电路还包括至少两个具有滤波功能的TVS管组合，所述的具有滤波功能的TVS管组合电路是串联在USB接口以及USB电路之间，且每一根信号线串联一个具有滤波功能的TVS管组合。

所述的具有滤波功能的TVS管组合电路包括：两个TVS管及串联在中间的由电阻R和电容C组成的RC滤波电路，通过调整RC滤波电路的参数，可以实现不同频段的信号滤波。

所述的TVS管组合电路都要接地。

采用本实用新型的技术方案后，具有如下优点：

1、手机的USB口通过本实用新型的USB接口防护电路可以实现ESD和浪涌的保护，不会因为ESD和浪涌的冲击对手机造成损坏。

2、通过对手机USB接口信号的滤波，保证来自计算机接口的干扰信号不会对手机的微处理电路产生影响，使手机长时间保持正常运行。

3、不会因为手机里面射频的干扰信号对计算机的USB信号产生影响，使计算机不能正常工作。

附图说明

图1为现有技术中第一种USB接口防护电路的电路结构图；

图2为现有技术中第二种USB接口防护电路的电路结构图；

图3为本实用新型USB接口防护电路的第一实施例的电路结构图；

图4为本实用新型USB接口防护电路中具有滤波功能TVS管组合电路的原理图；

图5为本实用新型USB接口防护电路的第二实施例的电路结构图。

具体实施方式

本实用新型的核心思想为：利用具有滤波功能的TVS管组合电路对手机的USB接口进行防护，主要是在两个TVS管的基础上串联一个滤波器电路，对无用信号进行滤波，同时保证有用信号能够正常通过，这样在既不破坏电路性能的前提下，实现了对接口的保护，解决了在USB口的防护处理过程中，对计算机内部的高频干扰信号无法处理的问题；因为普通的防护电路只能对ESD等大信号干扰进行抑制，但是对于高频干扰信号无能为力，这些高频小信号干扰能够导致手机与计算机之间的通信出现错误，使通讯不顺畅，影响手机的正常使用。通过在防护电路中增加滤波器以后，可以解决这个问题。

请参考图4，为本实用新型USB接口防护电路中具有滤波功能TVS管组合电路的原理图，所述的具有滤波功能TVS管组合电路是在输入端的TVS管及输出端的TVS管间连接一个由电阻R及电容C构成的具有滤波功能的滤波电路，所述两端的TVS管用来对浪涌(或者ESD脉冲)干扰进行吸收，实现对电路的保护；中间的电阻R和电容C组成了一个RC滤波电路，通过调整RC滤波电路的参数，可以实现不同频段的信号滤波。

请参考图3，为本实用新型USB接口防护电路的第一实施例的电路结构图，所述的USB接口防护电路包括：USB接口及USB电路，及两个具有滤波功能的TVS管组合电路，所述的USB接口及USB电路分别连接在所述两个具有滤波功能的TVS管组合的两端，另外，所述的两个具有滤波功能的TVS管组合电路还必须进行接地处理。

可见，所述的两个具有滤波功能的TVS管组合电路是串联在USB接口和USB电路之间，且每一根信号线串联一个具有滤波功能的TVS管组合电路，图中两个椭圆中包围的部分即是两个具有滤波功能的TVS管组合电路。

当然，在实际的应用中，还可以考虑将多个具有滤波功能的TVS管组合电路集成在一起，这样一个USB接口可以采用一个所述的集成在一起的特殊的TVS管来实现滤波和防护功能，具体可参考图5，为本实用新型USB接口防护电路的第二实施例的电路结构图，所述的USB接口防护电路中是将两个TVS管组合电路集成在一起，分别对USB接口的两路信号线进行滤波和防护，两个TVS管组合电路共地而且该器件还利用一个第5脚并联了一个TVS管组合电路对电源进行了防护。这个TVS管组合电路可以实现ESD防护的等级是15kV，同时可以保证12Mbits速率的信号正常传输。

采用本实用新型的技术方案后，具有如下优点：

1、手机的USB口通过本实用新型的USB接口防护电路可以实现ESD和浪涌的保护，不会因为ESD和浪涌的冲击对手机造成损坏。

2、通过对手机USB接口信号的滤波，保证来自计算机接口的干扰信号不会对手机的微处理电路产生影响，使手机长时间保持正常运行。

3、不会因为手机里面射频的干扰信号对计算机的USB信号产生影响，使计算机不能正常工作。

Claims (3)

1、一种USB接口防护电路，包括：USB接口及USB电路，其特征在于，所述的USB接口防护电路还包括至少两个具有滤波功能的TVS管组合电路，所述的具有滤波功能的TVS管组合电路是串联在USB接口和USB电路之间，且每一根信号线串联一个具有滤波功能的TVS管组合电路。

2、如权利要求1所述的USB接口防护电路，其特征在于，所述的具有滤波功能的TVS管组合电路包括：两个TVS管及串联在中间的由电阻R和电容C组成的RC滤波电路，通过调整RC滤波电路的参数，可以实现不同频段的信号滤波。

3、如权利要求1所述的USB接口防护电路，其特征在于，所述的TVS管组合电路都要接地。

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