[發明專利]一種帶溫度限制的USB線纜控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202011389872.3
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112531839A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 歐應陽
• 申請（專利權）人: 深圳慧能泰半導體科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 尹彥

1.一種帶溫度限制的USB線纜控制裝置，包括兩個USB公頭/母座、電源引腳VBUS和電源接地回路引腳GND，兩個所述USB公頭/母座的電源引腳VBUS通過線纜連接，兩個所述USB公頭/母座的電源接地回路引腳GND通過線纜連接，其特征在于：

兩個USB公頭/母座之間還通過CC引線連通，所述CC引線連接有溫度檢測比較單元、控制邏輯單元和PD PHY單元，所述溫度檢測比較單元輸出端與控制邏輯單元連接，所述溫度檢測比較單元輸入端通過CC引線與一個USB公頭/母座，所述控制邏輯單元輸出端與PD PHY單元連接，所述PD PHY單元輸出端與另一個USB公頭/母座連接；

所述溫度檢測比較單元，用于對線路中的溫度進行測量，并將測量后得到的輸出信號實時傳輸給控制邏輯單元；

所述控制邏輯單元，用于實時接收輸出信號，并對輸出信號進行去抖延時處理，在處理過后判斷輸出信號的狀態，當輸出信號為0時，控制邏輯單元繼續接收輸出信號，當輸出信號為1時，在確認當前允許USB PD協議通信時，向PD PHY單元發出HardReset指令；

所述PD PHY單元，用于接收控制邏輯單元發出的HardReset指令，并通過CC引線向USB公頭/母座上連接的外接設備發送HardReset指令。

2.根據權利要求1所述的一種帶溫度限制的USB線纜控制裝置，其特征在于：

所述溫度檢測比較單元包括熱敏電阻NTC、電源流電路IOT和比較器OT，熱敏電阻NTC一端與電源流電路IOT輸出端連接，熱敏電阻NTC一端與電源流電路IOT輸出端連接，熱敏電阻NTC另一端接地，比較器OT正極與電源流電路IOT輸出端連接，所述比較器OT負極連接有預設電壓VOT；

當電源流電路IOT輸出的電流通過熱敏電阻NTC后，產生一個測量電壓VNTC，比較器OT將產生的測量電壓VNTC與預設電壓VOT進行比對，當測量電壓VNTC小于預設電壓VOT時，比較器OT向控制邏輯單元發送輸出信號；

所述測量電壓VNTC=I*R_NTC（1），其中I為通過熱敏電阻NTC的電流，R_NTC為熱敏電阻NTC的阻值。

3.根據權利要求2所述的一種帶溫度限制的USB線纜控制裝置，其特征在于：

所述去抖延時處理，用于對預設時間內接收的輸出信號進行比對，根據比對結果確保接收的輸出信號穩定；

控制邏輯單元監控輸出信號的實時動態，通過去抖延時處理的方式確保輸出信號的穩定。

4.根據權利要求2或3所述的一種帶溫度限制的USB線纜控制裝置，其特征在于：

所述輸出信號，用于指示熱敏電阻NTC的溫度值以及測量電壓VNTC的電壓值，所述熱敏電阻NTC設置為負溫度系數的熱敏電阻NTC，熱敏電阻NTC的阻值隨溫度的上升成指數型減小；

由式（1）可知，測量電壓VNTC隨熱敏電阻NTC溫度的升高而逐漸降低。

5.根據權利要求1所述的一種帶溫度限制的USB線纜控制裝置，其特征在于：

所述PD PHY單元連接至CC引線，所述CC引線設置為USB線纜的配置線，所述PD PHY單元通過CC引線向USB公頭/母座上連接的外接設備接收和發送指令。

6.根據權利要求5所述的一種帶溫度限制的USB線纜控制裝置，其特征在于：

所述PD PHY單元接收控制邏輯單元發送的Hardreset指令，當確認外接設備與USB公頭/母座處于USB PD協議通信狀態時，PD PHY單元通過CC引線向外接設備發送Hardreset指令，外接設備與USB公頭/母座之間需要復位，并重新進行USB PD協議通信。