[發明專利]USB插入自動識別和供電系統和集成有該系統的芯片

有效

• 申請號: 201510470842.8
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN105186598B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 朱杰
• 申請（專利權）人: 深圳英集芯科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 溫旭

【技術領域】

本發明涉及電子技術領域，具體涉及一種帶有USB接口的給外設充電的系統。

【背景技術】

近年來，各類便攜式智能產品得到了極大的普及，如平板電腦電腦、智能手機和移動電源等。這些便攜式產品都帶有USB口，產品通過USB傳輸數據和供電，當設備有USB插入時候，需要自動檢測到插入動作。例如移動電源產品主要用來給手機充電，當手機插入到移動電源USB口時候，移動電源需要自動識別插入動作并開啟供電系統給手機供電。同時由于手機種類眾多，手機電阻值有的大有的小，自動識別系統需要有很好的兼容性。

圖1為現有USB插入檢測和供電系統。它的工作原理如下：當手機沒有插入到移動電源USB口時，移動電源VOUT輸出固定高壓，USB的地端口(USB_G)被R2電阻下來，USB_G電壓等于零，移動電源IC檢測到USB_G零電壓后從GATE端口輸出低電平關閉功率MOS管M1；當手機插入到移動電源USB口時，移動電源VOUT電壓輸出給手機的USB的VBUS端口，手機負載可以等效于R1和C1組成的負載，電阻R1和電阻R2組成電阻分壓串使得USB_G被拉高，移動電源檢測到USB_G被拉高，則開啟MOS管M1并輸出VOUT電壓正常給手機供電。

現有USB插入檢測和供電系統有幾個缺點：

需要功率MOS和兩個檢測pin腳，方案成本高；

供電系統的電流會流過M1和R2，產生大的損耗，會下降供電系統的效率；

現有檢測系統只通過電阻電流方式檢測，然而手機種類很多，有些手機電阻很大，現有技術檢測不出來，兼容性差。

【發明內容】

有鑒于此，本發明提供一種能自動識別外設插入并給外設供電的系統。

本發明采用如下技術方案，構造USB插入自動識別和供電系統，它包括供電單元，還包括插入檢測單元，其用來檢測外設的插入動作，如檢測到插入動作就輸出控制信號給供電單元，其輸出端連接供電單元的輸入端；插入檢測動作包括檢測外設的負載電壓和負載電流；供電單元，根據插入檢測單元的輸出而控制對外設的供電。

優選的，插入檢測單元包括LDO環路，電壓比較器，電流比較器和或邏輯；LDO環路，用于檢測外設插入時的負載電壓并將該電壓輸出給電壓比較器；電壓比較器，用于比較負載電壓和參考電壓，并將比較結果輸出給或邏輯；電流比較器，用于檢測外設插入時的負載電流和參考電流，并將比較結果輸出給或邏輯；或邏輯，用于將電壓比較器和電流比較器的輸入進行或運算，并將結果輸出給供電單元。

優選的，LDO環路包括運放，MOS管M1和電阻R1；電流比較器包括MOS管M2和電流源I1；運放一輸入端連接參考電壓Vref,另一輸入端連接MOS管M1的漏極，運放的輸出端連接MOS管M1的柵極和MOS管M2的柵極，電源連接MOS管M1的源極和MOS管M2的源極；電阻R2并聯在MOS管M1的漏極和地之間。外設負載并接在MOS管M1的漏極和地之間。電流比較器的負輸入端連接MOS管M1的漏極，正輸入端連接參考電壓(Vref-0.01V),其輸出端連接或邏輯的一輸入端；電流源I1并聯在MOS管M2的漏極和地之間；或邏輯的另一輸入端連接MOS管M2的漏極，其輸出端連接供電單元。

優選的，所述供電單元為直流到直流電壓轉換器。

本發明還提供一種芯片，它內部集成有上述的USB插入自動識別和供電系統。

本發明的有益技術效果是：

1.使用電流檢測和電壓檢測雙檢測，不管外設的內阻大或者小，都能順利檢測到設備插入，大幅度提供插入檢測的兼容性。

2.供電系統的電流不會流過檢測系統，不會增加供電系統的損耗，提高了供電系統的效率。

3.整個檢測系統設計在IC內部提高了芯片的集成度，降低方案成本。

【附圖說明】

圖1現有技術中的USB插入檢測和供電系統電路框圖；

圖2實施例一中的USB插入自動識別和供電系統與外設的電路連接框圖；

圖3實施例一中的USB插入自動識別和供電系統的電路圖。

【具體實施方式】

為了使本專利的技術方案和技術效果更加清楚，下面結合附圖和實施例對本專利的具體實施方式進行詳細描述。

實施例一：

如圖2，本實施例中的USB插入自動識別和供電系統，包括插入檢測單元和供電單元。USB插入自動識別和供電系統的輸出端通過USB接口與手機或其他USB外圍設備(以下簡稱外設)的輸入端連接。