一種檢測usb負載設備接入狀態的電路的製作方法
2023-06-02 13:50:51 1
一種檢測usb負載設備接入狀態的電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種檢測USB負載設備接入狀態的電路，包括供電電路模塊、開關電路模塊、USB頭接入檢測電路模塊、穩壓保護電路模塊、USB負載接入檢測電路模塊、電源管理單元模塊，本實用新型的有益效果在於：不接入USB線等帶USB頭的連接裝置時，整個系統沒有任何電能消耗，節約電能；任何一種USB線插入負載設備後，無論其USB金屬頭有沒有接地或者線兩端USB頭間有沒有屏蔽線短路，另一端沒有接負載設備則不會被檢測到；可避免誤識別，不會控制開啟預訂功能，也不會妨礙設備開關機或其他正常操作。
【專利說明】—種檢測USB負載設備接入狀態的電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測USB負載設備，尤其涉及一種檢測USB負載設備接入狀態的電路。
【背景技術】
[0002]市面上有的移動無線路由器包含插入USB設備自動開機對外充電功能，但插入IPHONE專用線(此線的USB頭內部接地)，即使不接USB負載設備也會觸發開機，處於工作狀態；如果接手機充電完畢，拔出手機後無法自動關機；市售某些USB數據線兩端USB頭沒有用屏蔽線相連短接，如果使用該種數據線，則接負載設備後無法觸發開機；市面上有帶自動充電功能的充電寶，無需開機鍵，但是其原理是在USB 口上持續提供5V電壓，並沒有關掉所有電路，實際上一直處於工作狀態，這種「假關機」會引起電能損耗。
實用新型內容
[0003]本實用新型目的在於解決市面上帶自動充電功能充電寶「假關機」，雖然無需開機鍵，但是其原理是在USB 口上持續提供5V電壓，並沒有關掉所有電路，實際上一直處於工作狀態，針對這種「假關機」會引起電能損耗的不足而提供的一種新型檢測USB負載設備接入狀態的電路。
[0004]本實用新型是通過以下技術方案來實現的:一種檢測USB負載設備接入狀態的電路，包括供電電路模塊、開關電路模塊、USB頭接入檢測電路模塊、穩壓保護電路模塊、USB負載接入檢測電路模塊、電源管理單元模塊，所述供電電路模塊與所述開關電路模塊電連接，所述供電電路模塊與所述USB頭接入檢測電路模塊電連接，所述USB頭接入檢測電路模塊通過開關導通控制與所述開關電路模塊電連接，所述開關電路模塊與所述穩壓保護電路模塊電連接，所述穩壓保護電路模塊與所述USB負載接入檢測電路模塊電連接，所述USB負載接入檢測電路模塊通過控制信號線與所述電源管理單元模塊信號連接。
[0005]進一步地，還包括USB母座，所述USB母座包括一個VBUS管腳及一個GND管腳，所述VBUS管腳與所述穩壓保護電路模塊電連接，所述GND管腳與USB負載接入檢測電路模塊電連接。
[0006]進一步地，所述穩壓保護電路模塊的輸出電壓為5V。
[0007]進一步地，所述USB頭接入檢測電路模塊使用一種特殊的USB母座，當USB公頭接入時會使母座上的管腳狀態發生改變，如兩個管腳由不相通變為短路、某個管腳由懸空變為接地。利用此特性搭配使用三極體和MOS管輸出合適的高低電平觸發信號，可以對開關電路進行控制。
[0008]進一步地，所述USB負載接入檢測電路模塊工作時，所述USB母座VBUS管腳有5V電壓，在USB母座的GND管腳串一小電阻Rl到地，R2為USB頭不接負載時VBUS和GND管腳間的等效電阻，數值為無窮大，r電阻為外部負載，Rl電阻一端接到運算放大器正極，Rf、Rg分別為反饋電阻和輸入電阻。[0009]使用時，(I)設備起始為關機狀態；供電電路I吳塊向USB頭接入檢測電路I吳塊提供電源，開關電路模塊為關閉狀態；(2)當不接負載設備的USB頭插入設備時，USB頭接入檢測電路模塊會檢測到此動作並控制開關電路導通，供電電路模塊向穩壓保護電路模塊供電，USB母座輸出5V電壓，同時向USB負載接入檢測電路模塊提供電源進入工作狀態，若此時拔出USB頭，則回到步驟I狀態；(3)當有負載設備接入步驟2的USB頭時，USB負載接入檢測電路模塊會檢測到此動作並輸出觸發信號到電源管理單元模塊，開啟預訂功能，USB接頭和設備一起拔出則回步驟I狀態，只拔出USB設備則回步驟2狀態。
[0010]本實用新型的有益效果在於:
[0011]1.不接入USB線等帶USB頭的連接裝置時，整個系統沒有任何電能消耗，節約電倉泛;
[0012]2.任何一種USB線插入負載設備後，無論其USB金屬頭有沒有接地或者線兩端USB頭間有沒有屏蔽線短路，另一端沒有接負載設備則不會被檢測到，可避免誤識別，不會控制開啟預訂功能，也不會妨礙設備開關機或其他正常操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型檢測USB負載設備接入狀態的電路結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型USB頭接入檢測電路模塊結構示意圖；
[0015]圖3為本實用新型USB負載接入檢測電路模塊結構示意圖；
[0016]圖4為本實用新型檢測USB負載設備接入狀態的電路流程結構示意圖；
[0017]附圖標記:1、供電電路模塊；2、開關電路模塊；3、USB頭接入檢測電路模塊；4、穩壓保護電路模塊；5、USB負載接入檢測電路模塊；6、電源管理單元模塊；7、USB母座；8、開關導通控制；9、控制信號線。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及【具體實施方式】對本實用新型做進一步描述:
[0019]如圖1所示:一種檢測USB負載設備接入狀態的電路，包括供電電路模塊1、開關電路模塊2、USB頭接入檢測電路模塊3、穩壓保護電路模塊4、USB負載接入檢測電路模塊
5、電源管理單元模塊6，所述供電電路模塊I與所述開關電路模塊2電連接，所述供電電路模塊I與所述USB頭接入檢測模塊3電連接，所述USB頭接入檢測模塊3通過開關導通控制8與所述開關電路模塊2電連接，所述開關電路模塊2與所述穩壓保護電路模塊4電連接，所述穩壓保護電路模塊4與所述USB負載接入檢測電路模塊5電連接，所述USB負載接入檢測電路模塊5通過控制信號線9與所述電源管理單元模塊6信號連接。
[0020]優選地，還包括USB母座7，所述USB母座7包括一 VBUS管腳及一個GND管腳，所述VBUS管腳與所述穩壓保護電路模塊4電連接，所述GND管腳與USB負載接入檢測電路模塊5電連接。
[0021]優選地，所述穩壓保護電路模塊4的輸出電壓為5V。
[0022]如圖2所示:所述USB頭接入檢測電路模塊3使用一種特殊的USB母座，當USB公頭接入時會使母座上的管腳狀態發生改變，如兩個管腳由不相通變為短路、某個管腳由懸空變為接地。利用此特性搭配使用三極體和MOS管輸出合適的高低電平觸發信號，可以對開關電路進行控制，起始時Vgs=OV, PMOS管D極與S極不通。當有USB公頭接入母座時，G極接地故Vgs〈0，PMOS管D極與S極導通，鋰電池向PMU供電同時5V穩壓IC將電池電壓轉為5V輸出到USB母座VBUS管腳上。
[0023]如圖3所示，所述USB負載接入檢測電路模塊5工作時，所述USB負載接入檢測電路工作時USB母座7的VBUS管腳有5V電壓，在USB母座7的GND管腳串一小電阻Rl到地，R2為USB頭不接負載時VBUS和GND管腳間的等效電阻，數值為無窮大，r電阻為外部負載，Rl電阻一端接到運算放大器正極，Rf、Rg分別為反饋電阻和輸入電阻，根據電阻分壓原理，當沒有外部負載接入時，Rl上的電壓差UR1=R1/R2*5V=0V，運放正負極輸入都為OV故Vout=OV,當外部負載r接入時，URl=Rl/ (R2//r) *5V=Rl/r*5V，根據運放放大倍數公式Gain=l+Rf/RgJjfWVout= Rl/r*5V* (1+Rf/Rg)，故 USB 負載接入前後 Vout 值會有變化，可搭配三極體、MOS管輸出合理的電平觸發預訂功能電路。
[0024]如圖4所示，使用時:(I)設備起始為關機狀態；將供電電路模塊I向USB頭接入檢測電路|吳塊3提供電源，開關電路|吳塊2為關閉狀態；(2)當不接負載設備的USB頭插入設備時，USB接頭接入檢測電路模塊3會檢測到此動作並控制開關電路導通，供電電路模塊I向穩壓保護電路模塊4供電，USB母座輸出5V電壓，同時向USB負載接入檢測電路模塊5提供電源進入工作狀態，若此時拔出USB頭，則回到步驟I狀態；(3)當有負載設備接入步驟2的USB頭時，USB負載接入檢測電路模塊5會檢測到此動作並輸出觸發信號到電源管理單元模塊6，開啟預訂功能，USB接頭和設備一起拔出則回步驟I狀態，只拔出USB設備則回步驟2狀態。
[0025]根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種檢測USB負載設備接入狀態的電路，其特徵在於:包括供電電路模塊、開關電路模塊、USB頭接入檢測電路模塊、穩壓保護電路模塊、USB負載接入檢測電路模塊、電源管理單元模塊，所述供電電路模塊與所述開關電路模塊電連接，所述供電電路模塊與所述USB頭接入檢測電路模塊電連接，所述USB頭接入檢測電路模塊通過開關導通控制與所述開關電路模塊電連接，所述開關電路模塊與所述穩壓保護電路模塊電連接，所述穩壓保護電路模塊與所述USB負載接入檢測電路模塊電連接，所述USB負載接入檢測電路模塊通過控制信號線與所述電源管理單元模塊信號連接。
2.根據權利要求1所述的檢測USB負載設備接入狀態的電路，其特徵在於:還包括USB母座，所述USB母座包括一個VBUS管腳及一個GND管腳，所述VBUS管腳與所述穩壓保護電路模塊電連接，所述GND管腳與USB負載接入檢測電路模塊電連接。
3.根據權利要求1所述的檢測USB負載設備接入狀態的電路，其特徵在於:所述穩壓保護電路模塊的輸出電壓為5V。
4.根據權利要求1所述的檢測USB負載設備接入狀態的電路，其特徵在於:所述USB頭接入檢測電路模塊使用一種特殊的USB母座，當USB公頭接入時會使母座上的管腳狀態發生改變，如兩個管腳由不相通變為短路、某個管腳由懸空變為接地，利用此特性搭配使用三極體和MOS管輸出合適的高低電平觸發信號，可以對開關電路進行控制。
5.根據權利要求1所述的檢測USB負載設備接入狀態的電路，其特徵在於:所述USB負載接入檢測電路模塊工作時，所述USB母座的VBUS管腳有5V電壓，在USB母座的GND管腳串一小電阻Rl到地，R2為USB頭不接負載時VBUS和GND管腳間的等效電阻，數值為無窮大，r電阻為外部負載，Rl電阻一端接到運算放大器正極，Rf、Rg分別為反饋電阻和輸入電阻。
【文檔編號】G01R31/00GK203759164SQ201420130457
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月22日 優先權日:2014年3月22日
【發明者】謝曉楠, 崔岑, 吳學偉, 周向陽, 何堅強 申請人:深圳市偉文無線通訊技術有限公司