WO2018192098A1

WO2018192098A1 - 接口电路和电子设备

Info

Publication number: WO2018192098A1
Application number: PCT/CN2017/091890
Authority: WO
Inventors: 曹振民
Original assignee: 深圳市云顶信息技术有限公司
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-10-25

Abstract

一种接口电路和电子设备，其中，接口电路包括电源输入端、接入识别电路（10）、电压检测电路（20）、开关电路（30）、控制电路（40）及电源输出端，电源输入端、接入识别电路（10）的输入端、电压检测电路（20）的输入端及开关电路（30）的输入端互连，接入识别电路（10）的输出端与控制电路（40）的第一检测端连接，电压检测电路（20）的输出端与控制电路（40）的第二检测端连接，开关电路（30）的受控端与控制电路（40）的控制端连接，开关电路（30）的输出端与电源输出端连接；在此，控制电路（40）用于在电源输入端输入的电源电压大小在预设范围内时，控制开关电路（30）开启，将外部电源输入的电源电压输出。该技术方案具有可靠性高的特点。

Description

接口电路和电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种接口电路和电子设备。

背景技术

接口电路，就是外部电源输入电子设备的通道。

现有的接口电路，输入与输出直接连通，当有异常电源接入时，容易引起电子设备供电过压或者欠压，可靠性较差。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种接口电路，旨在提高该接口电路的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出的接口电路包括电源输入端、接入识别电路、电压检测电路、开关电路、控制电路及电源输出端，所述电源输入端、所述接入识别电路的输入端、所述电压检测电路的输入端及所述开关电路的输入端互连，所述接入识别电路的输出端与所述控制电路的第一检测端连接，所述电压检测电路的输出端与所述控制电路的第二检测端连接，所述开关电路的受控端与所述控制电路的控制端连接，所述开关电路的输出端与所述电源输出端连接；其中，所述接入识别电路，用于识别所述电源输入端是否有外部电源输入；所述电压检测电路，用于检测所述电源输入端输入的电源电压大小；所述控制电路，用于在所述电源输入端输入的电源电压大小在预设电压范围内时，控制所述开关电路开启，将所述电源输入端输入的电源电压输出。

优选地，所述接入识别电路包括第一电阻、第二电阻、第一晶体管及第一电源，所述第一晶体管的受控端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端为所述接入识别电路的输入端；所述第一晶体管的输入端与所述第二电阻的第二端连接，其连接节点为所述接入识别电路的输出端，所述第二电阻的第一端与所述第一电源连接，所述第一晶体管的输出端接地。

优选地，所述第一晶体管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第一晶体管的受控端，所述NPN型三极管的集电极为所述第一晶体管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第一晶体管的输出端。

优选地，所述电压检测电路包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻的第一端为所述电压检测电路的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，其连接节点为所述电压检测电路的输出端，所述第二电阻的第二端接地。

优选地，所述电压开关电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二晶体管、第一P-MOS管及第二P-MOS管，所述第五电阻的第一端、所述第七电阻的第一端及所述第一P-MOS管的漏极互连，其连接节点为所述开关电路的输入端，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，其连接节点为所述开关电路的受控端，所述第六电阻的第二端与所述第二晶体管的受控端连接，所述第二晶体管的输出端接地，所述第二晶体管的输入端、所述第七电阻的第二端、所述第一P-MOS管的栅极及所述第二P-MOS管的栅极互连，所述第一P-MOS管的源极与所述第二P-MOS管的源极连接，所述第二P-MOS管的漏极为所述开关电路的输出端。

优选地，所述第二晶体管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第二晶体管的受控端，所述NPN型三极管的集电极为所述第二晶体管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第二晶体管的输出端。

优选地，所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的第一检测脚为所述控制电路的第一检测端，所述控制芯片的第二检测脚为所述控制电路的第二检测端，所述控制芯片的控制脚为所述控制电路的控制端。

优选地，所述接口电路还包括电路板，所述电路板上设有所述接入识别电路、电压检测电路、开关电路及控制电路。

本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括如上所述的接口电路，在此，所述接口电路包括电源输入端、接入识别电路、电压检测电路、开关电路、控制电路及电源输出端，所述电源输入端、所述接入识别电路的输入端、所述电压检测电路的输入端及所述开关电路的输入端互连，所述接入识别电路的输出端与所述控制电路的第一检测端连接，所述电压检测电路的输出端与所述控制电路的第二检测端连接，所述开关电路的受控端与所述控制电路的控制端连接，所述开关电路的输出端与所述电源输出端连接；其中，所述接入识别电路，用于识别所述电源输入端是否有外部电源输入；所述电压检测电路，用于检测所述电源输入端输入的电源电压大小；所述控制电路，用于在所述电源输入端输入的电源电压大小在预设电压范围内时，控制所述开关电路开启，将所述电源输入端输入的电源电压输出。

优选地，所述电子设备为电动牙刷。

本发明技术方案通过采用接入识别电路识别电源输入端是否有外部电源输入，电压检测电路检测电源输入端输入的电源电压大小，控制电路在电源输入端输入的电源电压大小在预设电压范围内时，控制开关电路开启，将电源输入端输入的电源电压输出。使得接口电路只在正常电源输入时，才将输入至电源输入端的电源电压输出至电子设备，从而避免电子设备供电过压或者欠压。相对于现有技术，本发明技术方案具有可靠性高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明接口电路一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明接口电路另一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
10	接入识别电路	R1	第一电阻	Q1	第一晶体管
20	电压检测电路	R2	第二电阻	Q2	第二晶体管
30	开关电路	R3	第三电阻	Q3	第一P-MOS管
40	控制电路	R4	第四电阻	Q4	第二P-MOS管
DCIN	电源输入端	R5	第五电阻	U	控制芯片
VCC	电源输出端	R6	第六电阻
VDD	第一电源	R7	第七电阻

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种接口电路。该接口电路具有如下功能：

（1）在接收到外部电源之前，能关断电子设备的供电回路，从而防止电子设备漏电。

（2）在接收到外部电源时，能够判断输入的电源电压是否有效。

（3）在确保输入的电源电压有效的条件下，才使电源电压输出至电子设备，给电子设备供电。

（4）在外部电源断开后，能够关断电子设备的供电回路，从而防止电子设备漏电。

具体地，请参阅图1，在一实施例中，上述接口电路包括电源输入端DCIN、接入识别电路10、电压检测电路20、开关电路30、控制电路40及电源输出端VCC，电源输入端DCIN、接入识别电路10的输入端、电压检测电路20的输入端及开关电路30的输入端互连，接入识别电路10的输出端与控制电路40的第一检测端连接，电压检测电路20的输出端与控制电路40的第二检测端连接，开关电路30的受控端与控制电路40的控制端连接，开关电路30的输出端与电源输出端VCC连接。

其中，接入识别电路10用于识别电源输入端DCIN是否有外部电源输入；电压检测电路20用于检测电源输入端DCIN输入的电源电压大小；控制电路40，用于在电源输入端DCIN输入的电源电压大小在预设电压范围内时，控制开关电路30开启，将电源输入端DCIN输入的电源电压输出。

由于，本实施例中，只有在电源输入端DCIN输入的电源电压大小在预设电压范围内时，控制电路40才控制电源电压通过开关电路30输出。因此，本接口电路能够有效防止异常电源输入至电子设备，导致电子设备过压或者欠压工作。相对于现有技术，本发明技术方案具有可靠性高的特点。

需要说明的是，本实施例中，预设电压范围，可在电子设备额定工作电压的基础上增加百分之五或者减少百分之五。比如，某电子设备的额定工作电压为5V，那么对应的预设电压范围就是4.75V至5.25V之间的所有电压。或者，某电子设备的额定工作电压为10V，那么对应的预设电压范围就是9.5V至10.5V之间的所有电压。

基于上述内容，请参阅图2，在另一实施例中：

可选的，接入识别电路10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一晶体管Q1及第一电源，第一晶体管Q1的受控端与第一电阻R1的第二端连接，第二电阻R2的第一端为接入识别电路10的输入端；第一晶体管Q1的输入端与第二电阻R2的第二端连接，其连接节点为接入识别电路10的输出端，第二电阻R2的第一端与第一电源连接，第一晶体管Q1的输出端接地。

在此，第一晶体管Q1可选为NPN型三极管或者N-MOS管。其中，NPN型三极管的基极为第一晶体管Q1的受控端，NPN型三极管的集电极为第一晶体管Q1的输入端，NPN型三极管的发射极为第一晶体管Q1的输出端。

具体地，当有外部电源输入至电源输入端DCIN时，第一晶体管Q1导通，接入识别电路10输出低电平；当没有外部电源输入至电源输入端DCIN时，第一晶体管Q1截止，接入识别电路10输出高电平。

可选的，电压检测电路20包括第三电阻R3及第四电阻R4，第三电阻R3的第一端为电压检测电路20的输入端，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端连接，其连接节点为电压检测电路20的输出端，第二电阻R2的第二端接地。

在此，第三电阻R3与第四电阻R4的比值可设置为2比1或者3比1等整数，以方便控制电路40获取输入至电源输入端DCIN的电源电压。一般的，第三电阻R3的阻值大于第四电阻R4的阻值，以增大电压检测电路20能够检测电压的范围。

可选的，电压开关电路30包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二晶体管Q2、第一P-MOS管Q3及第二P-MOS管Q4，第五电阻R5的第一端、第七电阻R7的第一端及第一P-MOS管Q3的漏极互连，其连接节点为开关电路30的输入端，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端连接，其连接节点为开关电路30的受控端，第六电阻R6的第二端与第二晶体管Q2的受控端连接，第二晶体管Q2的输出端接地，第二晶体管Q2的输入端、第七电阻R7的第二端、第一P-MOS管Q3的栅极及第二P-MOS管Q4的栅极互连，第一P-MOS管Q3的源极与第二P-MOS管Q4的源极连接，第二P-MOS管Q4的漏极为开关电路30的输出端。

在此，第二晶体管Q2可选为NPN型三极管或者N-MOS管。其中，NPN型三极管的基极为第二晶体管Q2的受控端，NPN型三极管的集电极为第二晶体管Q2的输入端，NPN型三极管的发射极为第二晶体管Q2的输出端。

具体地，当开关电路30的受控端接收到高电平信号时，第二晶体管Q2、第一P-MOS管Q3及第二P-MOS管Q4导通，输入的外部电源通过开关电路30输出至电子设备；当开关电路30的受控端接收到低电平信号时，第二晶体管Q2、第一P-MOS管Q3及第二P-MOS管Q4截止，输入的外部电源不能输出至电子设备。

值得一提的是，本实施例中，第一P-MOS管Q3内具有第一寄生二极管（图未标出），第二P-MOS管Q4内具有第二寄生二极管（图未标出）。其中，第一寄生二极管的阳极与第一P-MOS管Q3的漏极连接，第一寄生二极管的阴极与第一P-MOS管Q3的源极连接；第二寄生二极管的阳极与第二P-MOS管Q4的漏极连接，第二寄生二极管的阴极与第二P-MOS管Q4的源极连接。这样，可以防止接口电路中的电流倒灌，从而保护电路。

可选的，控制电路40包括控制芯片U，控制芯片U的第一检测脚DET为控制电路40的第一检测端，控制芯片U的第二检测脚CHK为控制电路40的第二检测端，控制芯片U的控制脚EN为控制电路40的控制端。

可选的，控制电路40具有上限基准电压限定子电路（图未示出）和下限基准电压限定子电路（图未示出），在电源输入端DCIN输入的电源电压在上限基准电压限定子电路的基准电压值和下限基准电压限定子电路的基准电压值之间时，控制电路40控制开关电路30开启，将电源输入端DCIN输入的电源电压输出。

具体地，上限基准电压限定子电路包括第一比较器（图未示出）和第一基准电压源（图未示出）；下限基准电压限定子电路包括第二比较器（图未示出）和第二基准电压源（图未示出）。第一比较器的同相输入端与第一基准电压源连接，第一比较器的反相输入端与第二比较器的同相输入端连接，其连接节点为控制电路40的第二输入端，第二比较器的反相输入端与第二基准电压源连接，第一比较器的输出端与与门的第一输入端连接，第二比较器的输出端与与门的第二输入端连接，与门的输出端为控制电路40的输出端。如此，只有在电压检测电路200检测到的电压范围在第二基准电压源与第一基准电压源所对应的电压之间时，控制电路400才响应。

进一步地，所述接口电路还包括电路板（图未示出），所述电路板上设有所述接入识别电路10、电压检测电路20、开关电路20及控制电路40。

以下，结合图1和图2，说明本接口电路的工作原理：

在接口电路接收到外部电源之前，接入识别电路10输出高电平信号至控制电路40，使得控制电路40在其控制端输出低电平，第二晶体管Q2、第一P-MOS管Q3及第二P-MOS管Q4均截止，电源电压不能输出至电子设备，电子设备的供电回路被关断。

在接口电路接收到外部电源时，接入识别电路10输出低电平信号至控制电路40。

与此同时，电压检测电路20检测输入的电源电压，并输出与输入的电源电压大小对应的检测信号至控制电路40。当输入的电源电压大小在预设电压范围内（有效）时，控制电路40在其控制端输出高电平信号，第二晶体管Q2、第一P-MOS管Q3及第二P-MOS管Q4均导通，电源电压通过开关电路30输出至电子设备，给电子设备供电。

在外部电源断开后，接入识别电路10输出高电平信号至控制电路40，使得控制电路40在其控制端输出低电平，第二晶体管Q2、第一P-MOS管Q3及第二P-MOS管Q4均截止，电源电压不能输出至电子设备，电子设备的供电回路被关断。

本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括如上所述的接口电路，该接口电路的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述电子设备可以是手机，平板电脑，电动牙刷，等等，此处不做限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

一种接口电路，其特征在于，包括电源输入端、接入识别电路、电压检测电路、开关电路、控制电路及电源输出端，所述电源输入端、所述接入识别电路的输入端、所述电压检测电路的输入端及所述开关电路的输入端互连，所述接入识别电路的输出端与所述控制电路的第一检测端连接，所述电压检测电路的输出端与所述控制电路的第二检测端连接，所述开关电路的受控端与所述控制电路的控制端连接，所述开关电路的输出端与所述电源输出端连接；其中，

所述接入识别电路，用于识别所述电源输入端是否有外部电源输入；

所述电压检测电路，用于检测所述电源输入端输入的电源电压大小；

所述控制电路，用于在所述电源输入端输入的电源电压大小在预设电压范围内时，控制所述开关电路开启，将所述电源输入端输入的电源电压输出。
如权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述接入识别电路包括第一电阻、第二电阻、第一晶体管及第一电源，所述第一晶体管的受控端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端为所述接入识别电路的输入端；所述第一晶体管的输入端与所述第二电阻的第二端连接，其连接节点为所述接入识别电路的输出端，所述第二电阻的第一端与所述第一电源连接，所述第一晶体管的输出端接地。
如权利要求2所述的接口电路，其特征在于，所述第一晶体管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第一晶体管的受控端，所述NPN型三极管的集电极为所述第一晶体管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第一晶体管的输出端。
如权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述电压检测电路包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻的第一端为所述电压检测电路的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，其连接节点为所述电压检测电路的输出端，所述第二电阻的第二端接地。
如权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述电压开关电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二晶体管、第一P-MOS管及第二P-MOS管，所述第五电阻的第一端、所述第七电阻的第一端及所述第一P-MOS管的漏极互连，其连接节点为所述开关电路的输入端，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，其连接节点为所述开关电路的受控端，所述第六电阻的第二端与所述第二晶体管的受控端连接，所述第二晶体管的输出端接地，所述第二晶体管的输入端、所述第七电阻的第二端、所述第一P-MOS管的栅极及所述第二P-MOS管的栅极互连，所述第一P-MOS管的源极与所述第二P-MOS管的源极连接，所述第二P-MOS管的漏极为所述开关电路的输出端。
如权利要求5所述的接口电路，其特征在于，所述第二晶体管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第二晶体管的受控端，所述NPN型三极管的集电极为所述第二晶体管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第二晶体管的输出端。
如权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的第一检测脚为所述控制电路的第一检测端，所述控制芯片的第二检测脚为所述控制电路的第二检测端，所述控制芯片的控制脚为所述控制电路的控制端。
如权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述接口电路还包括电路板，所述电路板上设有所述接入识别电路、电压检测电路、开关电路及控制电路。
一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1所述的接口电路。
如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述接入识别电路包括第一电阻、第二电阻、第一晶体管及第一电源，所述第一晶体管的受控端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端为所述接入识别电路的输入端；所述第一晶体管的输入端与所述第二电阻的第二端连接，其连接节点为所述接入识别电路的输出端，所述第二电阻的第一端与所述第一电源连接，所述第一晶体管的输出端接地。
如权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述第一晶体管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第一晶体管的受控端，所述NPN型三极管的集电极为所述第一晶体管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第一晶体管的输出端。
如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电压检测电路包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻的第一端为所述电压检测电路的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，其连接节点为所述电压检测电路的输出端，所述第二电阻的第二端接地。
如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电压开关电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二晶体管、第一P-MOS管及第二P-MOS管，所述第五电阻的第一端、所述第七电阻的第一端及所述第一P-MOS管的漏极互连，其连接节点为所述开关电路的输入端，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，其连接节点为所述开关电路的受控端，所述第六电阻的第二端与所述第二晶体管的受控端连接，所述第二晶体管的输出端接地，所述第二晶体管的输入端、所述第七电阻的第二端、所述第一P-MOS管的栅极及所述第二P-MOS管的栅极互连，所述第一P-MOS管的源极与所述第二P-MOS管的源极连接，所述第二P-MOS管的漏极为所述开关电路的输出端。
如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述第二晶体管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第二晶体管的受控端，所述NPN型三极管的集电极为所述第二晶体管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第二晶体管的输出端。
如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的第一检测脚为所述控制电路的第一检测端，所述控制芯片的第二检测脚为所述控制电路的第二检测端，所述控制芯片的控制脚为所述控制电路的控制端。
如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述接口电路还包括电路板，所述电路板上设有所述接入识别电路、电压检测电路、开关电路及控制电路。
如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为电动牙刷。