[實用新型]一種用于快速充電的USB引腳高壓保護電路

有效

• 申請號: 201821070690.8
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN208423860U
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 梁源超;閔紫辰;吳永俊
• 申請（專利權）人: 珠海智融科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 俞梁清

本實用新型具體涉及一種用于快速充電的USB引腳高壓保護電路，包括USB口母座、信號接口控制模塊、內部電源節點VCC、過壓檢測模塊和高壓快充控制模塊，內部電源節點VCC連接于過壓檢測模塊的輸入端，過壓檢測模塊的輸出端分別連接于信號接口控制模塊和高壓快充控制模塊，信號接口控制模塊連接于高壓快充控制模塊，USB口母座連接于信號接口控制模塊，并通過泄放模塊連接于內部電源節點VCC，高壓快充控制模塊通過功率模塊連接于USB口母座。本實用新型不需要采用高壓工藝或片外的高壓隔離器件，就可解決現有高壓保護技術過分依賴集成芯片高壓工藝和外圍器件，導致集成芯片和BOM成本增加的問題。

技術領域

本實用新型涉及USB快速充電技術領域，具體涉及一種用于快速充電的USB引腳高壓保護電路。

背景技術

近年來，USB充電技術得到了迅猛的發展，尤其是USB快速充電技術最為令人振奮。快充技術能夠讓以手機為代表的便攜式設備的充電速度提升2-3倍，大大地改善了用戶的充電體驗。

目前，快充有兩大主流技術，分別為高壓快充和低壓快充。其中高壓快充基于高壓輸電的理論，在傳輸電流保持不變的情況下，通過提高傳輸電壓達到傳送更大功率的目的。高壓快充由于可以兼容傳統線纜的電流能力，不需要進行線纜升級，所以在快充市場中得到迅速地普及。

相對于傳統的5V電壓充電，高壓快充提升了電壓，無論是充電器還是充電設備都面臨著高壓帶來的更多可靠性問題。其中，常見問題的有USB信號引腳，包括DP、DM、CC1、CC2等，容易受到來自VBUS高壓的短路攻擊而損壞。這是由于在USB接口母座中，這些信號引腳比較靠近VBUS引腳，在線纜插拔過程中或者連接中的線纜出現晃動，信號引腳都很容易跟VBUS引腳短接在一起。因此，在快速充電產品設計中，需要對USB的信號引腳進行高壓保護。

現有的USB信號引腳的高壓保護措施，一般是通過選用高壓器件設計信號接口控制模塊，但此方法要求必須選用高壓工藝，并且電路設計復雜度高；另外的做法是，在集成芯片外面用昂貴的器件進行高壓隔離或者電壓鉗位，這就增加了BOM的成本。以上兩種方法都只是解決了集成芯片自身引腳耐壓的問題，并不能通過有效的控制方式，及時把電壓或者功率降下來，以保護連接在USB線纜另一端的設備。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種用于快速充電的USB引腳高壓保護電路，用于解決開現有高壓保護技術過分依賴集成芯片高壓工藝和外圍器件，導致集成芯片或者BOM成本增加的問題。

本實用新型的內容如下：

一種用于快速充電的USB引腳高壓保護電路，包括USB口母座，還包括信號接口控制模塊、內部電源節點VCC、過壓檢測模塊和高壓快充控制模塊，所述內部電源節點VCC連接于所述過壓檢測模塊的輸入端，所述過壓檢測模塊的輸出端分別連接于所述信號接口控制模塊和所述高壓快充控制模塊，所述信號接口控制模塊連接于所述高壓快充控制模塊，所述USB口母座連接于所述信號接口控制模塊，并通過泄放模塊連接于所述內部電源節點VCC，所述高壓快充控制模塊通過功率模塊連接于所述USB口母座；

所述過壓檢測模塊用于檢測內部電源節點VCC的電壓是否超過預設的閾值，并將比較結果傳遞給所述信號接口控制模塊和所述高壓快充控制模塊；

所述信號接口控制模塊用于USB連接狀態和快充協議的識別和溝通；

所述高壓快充控制模塊用于根據所述信號接口控制模塊的輸出信號對所述功率模塊進行控制；

所述泄放模塊用于在USB信號引腳和所述內部電源節點VCC之間生成單向的電流通路；

所述功率模塊用于給設備供電或充電。

優選的，所述過壓檢測模塊包括電壓比較器，所述電壓比較器的兩個輸入端分別連接于所述內部電源節點VCC和閾值電壓，輸出端分別連接于所述信號接口控制模塊和所述高壓快充控制模塊。