本發(fā)明涉及通用串行總線(usb,universalserialbus)領(lǐng)域,尤其涉及一種usb連接器放電方法及電路。
背景技術(shù):
usb連接器已被廣泛地應(yīng)用于諸如電源適配器、移動電源、筆記本電腦、手機(jī)、平板電腦之類的電子設(shè)備中,以實現(xiàn)充電以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>
最近發(fā)布的c型通用串行總線(usbtype-c)電纜和連接器規(guī)范中定義了一種新的符合usb3.1協(xié)議的c型usb連接器。在功能和性能方面,c型usb連接器與目前廣泛應(yīng)用的b型usb連接器相比,具有更高的數(shù)據(jù)速率、更高的可配置充電電流,并且支持usb插頭沿雙方向插入usb插座。
當(dāng)上行端口(ufp,upstreamfacingport)設(shè)備通過c型usb連接器及相應(yīng)的電纜與下行端口(dfp,downstreamfacingport)設(shè)備連接后,dfp設(shè)備會通過vbus引腳向ufp設(shè)備輸出vbus電壓,以向ufp設(shè)備充電。
但當(dāng)電纜去除(removal)后,vbus引腳需要進(jìn)行放電。目前,c型usb的相關(guān)協(xié)議中規(guī)定了vbus引腳電壓放電過程中所需要遵循的各種原則(包括功耗、放電時長、以及擺率(sr,slewrate)等方面)。
但是,目前尚未發(fā)現(xiàn)如何依據(jù)c型usb的相關(guān)協(xié)議的規(guī)定,來控制vbus引腳電壓放電過程的有效解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題,本發(fā)明實施例提供一種usb連接器放電方法及電路。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明實施例提供了一種usb連接器放電電路,配置為對usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電;所述放電電路包括:
放電負(fù)載,配置為對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電;
第一控制電路,配置為放電過程中調(diào)整所述放電負(fù)載的大小,使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi);所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù);以及
第二控制電路,配置為放電過程中檢測所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化,以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小,使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
本發(fā)明實施例還提供了一種usb連接器放電方法,包括:
利用放電負(fù)載對usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電;其中,
在放電過程中,調(diào)整所述放電負(fù)載的大小,使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi);所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù);以及
檢測所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化,以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小,使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
本發(fā)明實施例提供的usb連接器放電方法及電路,利用放電負(fù)載對第一引腳的電壓進(jìn)行放電的過程中,調(diào)整所述放電負(fù)載的大小,使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi);所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù);并檢測所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化,以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小,使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi),如此,能夠有效地控制第一引腳的放電過程。
附圖說明
在附圖(其不一定是按比例繪制的)中,相似的附圖標(biāo)記可在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相似附圖標(biāo)記可表示相似部件的不同示例。附圖以示例而非限制的方式大體示出了本文中所討論的各個實施例。
圖1為本發(fā)明實施例第一種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例第二種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例第三種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例第四種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明應(yīng)用實施例放usb連接器電電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為vbus引腳放電過程電壓隨時間變化示意圖;
圖7為本發(fā)明實施例usb連接器放電方法流程示意圖;
圖8為采用圖5所示的電路的仿真結(jié)果示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案,在下文中,首先對本發(fā)明中使用的技術(shù)術(shù)語進(jìn)行解釋。
dfp設(shè)備,可以理解為主機(jī)(host)。典型的dfp設(shè)備是電源適配器,因為它永遠(yuǎn)都只是供電。
ufp設(shè)備,可以理解為從機(jī)(device),典型的ufp設(shè)備是u盤、移動硬盤,因為它們永遠(yuǎn)都是被讀寫數(shù)據(jù)和被供電。
雙角色端口(drp,dualroleport)設(shè)備,drp設(shè)備也可以在dfp設(shè)備與ufp設(shè)備間動態(tài)切換,既可以做dfp設(shè)備(host),也可以做ufp設(shè)備(device)。典型的drp設(shè)備是電腦(可以作為u盤的主機(jī),也可以作為被充電的ufp設(shè)備,具有otg(on-the-go)功能的手機(jī)(可以作為被充電和被讀寫數(shù)據(jù)的設(shè)備,也可以作為主機(jī)為其他設(shè)備提供電源或者讀寫u盤數(shù)據(jù)),移動電源(可通過單個usbtype-c接口放電和充電)。
sr,vbus電壓時間變化率。
如背景技術(shù)所描述的,當(dāng)ufp設(shè)備通過c型usb連接器及相應(yīng)的電纜與dfp設(shè)備連接后,dfp設(shè)備會通過vbus引腳向ufp設(shè)備輸出vbus電壓,以向ufp設(shè)備供電。但當(dāng)電纜去除(removal)后,vbus需要進(jìn)行放電,以確 保操作安全。
實際應(yīng)用時,vbus推薦使用如表1所示的操作條件。
表1
同時,由于c型usb連接器支持更高的可配置充電電流,即具有更高的電力傳輸能力(最高可達(dá)100w),所以c型usb的相關(guān)協(xié)議中規(guī)定了以下主要幾種vbus電壓的放電模式:
(1)去連接后源端和接收端自動放電模式(autosinkandsourcedischargeafteradisconnect):vbus電壓從21.5v放至安全0v(vbusdischargefrom21.5vtovsafe0v);
(2)去連接后僅接收端自放電模式(autosinkdischargeafteradisconnectstateonly):vbus電壓從16v放至安全5v(vbusdischargefrom16vtovsafe5v);這種模式下的放電時長參數(shù)稱為tsinkdischargefull;
(3)連接狀態(tài)中僅源端自放電模式(autosourcedischargeduringaconnectionstateonly):vbus電壓從21.5v放至安全5v(vbusdischargefrom21.5vtovsafe5v)。
其中,所述安全5v是指:安全工作電壓為5v;相應(yīng)地,安全0v是指:安全工作電壓為0v。
這里,實際應(yīng)用時,推薦使用如表2所示的安全工作電壓。
表2
c型usb的相關(guān)協(xié)議中規(guī)定了vbus放電過程中所需要遵循的包含功耗、放電時長、以及sr等方面的各種原則。具體地,
(1)放電過程中的功耗不能觸發(fā)設(shè)備實施過溫保護(hù)(otp,overtemperatureprotect),這樣,設(shè)備就不能正常工作了。
(2)當(dāng)電容值為1μf~100μf(較為通用的取值)時,放電時長參數(shù)(tsinkdischargefull)需要小于等于50ms。
(3)放電過程中sr需要小于等于30mv/μs,如果sr過高,會導(dǎo)致用于檢測vbus電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc,analog-to-digitalconverter)不能精確識別vbus的電壓值。
基于此,在本發(fā)明的各種實施例中:利用放電負(fù)載對第一引腳的電壓進(jìn)行放電的過程中,調(diào)整所述放電負(fù)載的大小,使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi);所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù);并檢測所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化,以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小,使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
需要說明的是,本文所用的第一、第二......僅表示不同位置的元件,不對元件的參數(shù)或功能進(jìn)行限定。
本發(fā)明實施例提供一種usb連接器放電電路,配置為對usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電。如圖1所示,該放電電路包括:放電負(fù)載11、第一控制電路12、以及第二控制電路13;其中,
放電負(fù)載對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電;在放電過程中,所述第一控制電路12調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小,使所述放電負(fù)載11產(chǎn)生的功耗滿足第一 預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi);所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù);而所述第二控制電路13則檢測所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化,以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小,使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi),這樣,能夠有效地控制第一引腳的放電過程。
其中,實際應(yīng)用時,所述第一預(yù)設(shè)條件需要根據(jù)觸發(fā)電路過溫保護(hù)(otp,overtemperatureprotect)的相關(guān)參數(shù)(包括觸發(fā)門限、電路的熱阻(thermalresistance)、以及最高環(huán)境溫度(maxambientenvironmenttemperature)等)來設(shè)置。
所述第一預(yù)設(shè)范圍及第二預(yù)設(shè)范圍可以根據(jù)usb相關(guān)協(xié)議的規(guī)定來設(shè)置。
所述第一引腳可以為電源引腳。其中,當(dāng)usb連接器為c型usb連接器時,所述電源引腳是指vbus引腳。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識到,根據(jù)本發(fā)明的放電電路和方法并不限于usbtype-c的場景,而是能夠應(yīng)用于任何未來與usbtype-c連接器相兼容的usb連接器。
在一實施例中,如圖2所示,所述放電負(fù)載11包括:第一放電負(fù)載111及第二放電負(fù)載112;所述第一放電負(fù)載111小于所述第二放電負(fù)載112;其中,
在整個放電過程中,所述第一放電負(fù)載111一直對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電;同時,所述第一控制電路12檢測所述第一引腳的電壓是否小于第一閾值,當(dāng)所述檢測結(jié)果表征所述第一引腳的電壓小于第一閾值時,產(chǎn)生使能信號;所述第二放電負(fù)載112響應(yīng)所述第一控制電路12產(chǎn)生的使能信號,對所述電源第一引腳的電壓進(jìn)行放電。
這里,所述第一引腳的電壓從高電壓放至低電壓的過程中,當(dāng)所述第一引腳的電壓處于較高電壓時,采用尺寸較小的第一放電負(fù)載111來放電,如此,能有效地降低功耗,而當(dāng)所述第一引腳的電壓降低至一定值時,則同時采用第一放電負(fù)載111和尺寸較大的第二放電負(fù)載112來同時對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電,如此,能使放電過程快速完成,從而滿足usb協(xié)議對放電時長的要求。
其中,所述第一閾值可以根據(jù)需要來設(shè)置。
所述第一放電負(fù)載111及第二放電負(fù)載112的大小可通過仿真實驗來確定。
在一實施例中,如圖3所示,該放電電路還可以包括:參考電壓產(chǎn)生電路14;在放電過程中,所述參考電壓產(chǎn)生電路14為所述第二控制電路13提供變化的參考電壓,提供的變化的參考電壓大于第二閾值。
這里,實際應(yīng)用時,所述第二閾值根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置時,需要結(jié)合放電電流的大小、電路的正常工作以及協(xié)議規(guī)定的sr等因素。
在放電過程中,所述第二控制電路13根據(jù)所述第一引腳的電壓發(fā)生橫跨參考電壓的變化來調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小,使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
具體地,當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時,所述第二控制電路13減小所述放電負(fù)載11。相應(yīng)地,當(dāng)所述第一引腳的電壓低于所述參考電壓時,所述第二控制電路13增大所述放電負(fù)載11。
這里,當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時,說明第一引腳的電壓的sr小于所述參考電壓的sr,此時,需要增大所述放電負(fù)載11,以便對所述第一引腳的電壓進(jìn)行快速下拉,從而增大所述第一引腳電壓的sr。當(dāng)所述第一引腳的電壓小于所述參考電壓時,說明第一引腳的電壓的sr大于所述參考電壓的sr,此時,需要減小所述放電負(fù)載11,以便減弱對所述第一引腳的電壓下拉能力,從而減小所述第一引腳電壓的sr。
另外,實際應(yīng)用時,如圖4所示,該放電電路還可以包括:第三控制電路15,為所述第一控制電路12及第二控制電路13提供使能信號;相應(yīng)地,所述第一控制電路12響應(yīng)使能信號,在放電過程中調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小,使所述放電負(fù)載11產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi);當(dāng)然,第二控制電路13響應(yīng)使能信號,在放電過程中檢測所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化,以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小,使所述第一引腳電壓的sr在第二預(yù)設(shè)范圍。
從上面的描述中可以看出,本發(fā)明實施例提供的放電電路,利用放電負(fù)載 11對第一引腳的電壓進(jìn)行放電的過程中,考慮了功耗、sr以及放電時長三種因素,從而能有效地控制第一引腳的放電過程。
下面結(jié)合一個應(yīng)用實例來進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的方案。
圖5為應(yīng)用實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。需要說明的是:
首先,本應(yīng)用實施例是針對c型usb連接器,對應(yīng)的第一引腳為vbus。
其次,設(shè)計本應(yīng)用實施例時,遵循了表1及表2所列出的相關(guān)參數(shù)。同時,還遵循了表3所示的相關(guān)參數(shù)。
表3
其中,tsafe0v、tsafe5、tsinkdischargefull各自表示的放電時長含義如圖6所示。這里,在圖6中,接收端去連接vbus門限(vbus_sink_disconnect_threshold)所表達(dá)的含義是:在接收端,其vbus電壓小于vbus_sink_disconnect_threshold時,表明接收端處于去連接狀態(tài)。
實際應(yīng)用時,vbus_sink_disconnect_threshold可通過i2c寄存器(register)來配置。
第三,在本應(yīng)用實施例中,熱阻(thermalresistance)是70℃/w,最高環(huán)境溫度(maxambientenvironmenttemperature)是85℃,引起otp的門限溫度(risingthresholdoftheotp)是145℃,電路中電容cvbus的電容值范圍為1uf~100uf。
這里,假設(shè)vbus引腳放電產(chǎn)生的功耗為pdis,由于vbus引腳放電所產(chǎn)生的功耗不能觸發(fā)otp,因此85℃+pdis*70<145,從而得出pdis<0.86w,即vbus引腳放電所產(chǎn)生的功耗要小于0.86w。
從表3中可以看出,在vbus電壓的幾種放電模式中,對放電時長參數(shù)的限制中,只有tsinkdischargefull最短,因此,設(shè)計本應(yīng)用實施例電路各器件的參數(shù)時,tsinkdischargefull是最基本的一個因素。
結(jié)合圖5,在本應(yīng)用實施例中,放電負(fù)載11包括:第一n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(nmos)m1、第二nmosm2;第一控制電路12包括:比較器comp、第一反相器inv1、第二反相器inv2、第三nmosm3、第四nmosm4、以及第一電阻r1;第二控制電路13包括:誤差放電器a0及第二電阻r2;參考電壓產(chǎn)生電路14包括:電流源i0及電容c0。
同時,圖5所示的電路還包括:第三電阻r3、第四電阻r4、開關(guān)k0及電容cvbus;其中,第三電阻r3及第四電阻r4的阻值比值為9∶1,起到分壓的作用。
圖5所示的放電電路的工作原理為:
為了方便描述,在以下的描述中,vbus引腳的電壓稱為vbus;將誤差放大器a0同相輸入端及比較器comp負(fù)極的電壓稱為vf,將誤差放大器a0反向輸入端的電壓稱為vr,將第二電阻r2、第一nmosm1及第四nmosm4所形成的節(jié)點處的電壓稱為vg;比較器comp的正極接收參考電壓vbg。
在本應(yīng)用實施例中,利用誤差放大器a0形成負(fù)反饋回路(調(diào)節(jié)vg的大小) 來控制vbus引腳放電的sr。
基于此,在本應(yīng)用實施例提供的電路中,需要滿足以下公式:
這是因為:
q=cδv=iδt(2)
其中,q表示電量,c表示電容,v表示電壓,i表示電流,t表示時間。
將公式(2)進(jìn)行變形,則有:
利用公式(3),結(jié)合本應(yīng)用實施例提供的電路,則有:
同時,30mv/μs=30ma/μf=300na/10pf;
而且,由于
因此,
由于
除此以外,為了滿足tsinkdischargefull≤50ms這個條件,在本應(yīng)用實施例中,利用比較器comp來檢測vbus是否小于12v,當(dāng)vbus小于12v時,使能第二nmosm2,以迅速拉低vbus。
當(dāng)然,本應(yīng)用實施例提供的電路還包括第三控制電路(未示出),由第三控制電路為比較器comp及誤差放電器a0提供使能信號(en),并為開關(guān)k0提供去使能信號(enb)。
首先,初始時,開關(guān)k0處于導(dǎo)通狀態(tài),需要放電時,第三控制電路向比 較器comp及誤差放電器a0提供使能信號(en),以使比較器comp及誤差放電器a0開始工作,同時向開關(guān)k0提供去使能信號(enb),以使開關(guān)k0斷開。
之后,利用第一nmosm1,vbus從21.sv開始放電。在放電過程中,比較器comp實時將vbg(1.2v)與vf進(jìn)行比較,當(dāng)vbus在21.5v~12v范圍內(nèi),比較器comp輸出邏輯低電平,經(jīng)過第一反相器inv1及第二反相器inv2的作用后,仍然輸出邏輯低電平,這種邏輯低電平讓第二nmosm2處于截止?fàn)顟B(tài),所以在該范圍內(nèi),只利用第一nmosm1對vbus進(jìn)行放電;此時,考慮到功耗(小于0.86w)的因素,第一nmosm1的尺寸較小。而當(dāng)vbus低于12v后,比較器comp輸出邏輯高電平,經(jīng)過第一反相器inv1及第二反相器inv2的作用后,輸出邏輯高電平,致使第二nmosm2導(dǎo)通,因此該階段利用第一nmosm1及第二nmosm2對vbus進(jìn)行放電;此時,考慮到功耗(小于0.86w)及放電時長(tsinkdischargefull≤50ms)的因素,第二nmosm1的尺寸較大,從而將vbus迅速下拉至相應(yīng)的安全工作電壓。
其中,第一nmosm1及第二nmosm2尺寸的大小可通過仿真實驗來確定。
在放電過程中,開關(guān)k0的斷開使得參考電壓產(chǎn)生電路14開始工作,產(chǎn)生相應(yīng)的參考電壓vr(變化的,即具有一定的sr),并輸出至誤差放電器a0,誤差放電器a0將vf及vr進(jìn)行比較,當(dāng)vf大于等于vr(vbus的sr較低)時,輸出邏輯高電平,使得vg升高,從而增大放電負(fù)載11的下拉能力,對vbus進(jìn)行快速下拉,以增大vbus的sr;當(dāng)vf小于vr(vbus的sr較高)時,輸出邏輯低電平,使得vg降低,從而減緩放電負(fù)載11的下拉能力,以減小vbus的sr。
從上面的描述中可以看出,本應(yīng)用實施例采用兩個放電分支對vbus進(jìn)行放電,具體地,當(dāng)vbus為高電壓(21.5v~12v)時,采用較小的第一nmosm1來放電,如此,能有效地降低放電過程所產(chǎn)生的功耗,而當(dāng)vbus為低電壓(小于 12v)時,采用較小的第一nmosm1及較大的第二nmosm2同時來放電,較大的第二nmosm2可以將vbus迅速下拉至安全工作電壓,如此,能有效地控制放電時長(tsinkdischargefull≤50ms)。
同時,本應(yīng)用實施例利用誤差放大器a0形成負(fù)反饋回路,如此,能有效地控制vbus的sr(vsrcslewneg≤30mv/μs)。
基于上述實施例的放電電路,本發(fā)明實施例還提供了一種usb接口檢測電路,安裝在所述usb連接器,所述usb接口檢測電路包含上述的放電電路。
這里,實際應(yīng)用時,本發(fā)明實施例提供的usb接口檢測電路可用在dfp設(shè)備中、ufp設(shè)備和drp設(shè)備(其在連接到ufp設(shè)備時作為dfp設(shè)備操作,在連接到dfp設(shè)備時作為ufp設(shè)備操作)中。
其中,實際應(yīng)用時,所述usb接口檢測電路可以被包含在一個集成電路中。
另外,本發(fā)明實施例還提供了一種usb連接器,包括上述的usb接口檢測電路。
本發(fā)明實施例提供的方案,其應(yīng)用場景為:電源適配器(source)和個人電腦(pc,personalcomputer)(sink),此時,電源適配器是dfp設(shè)備,pc是ufp設(shè)備,當(dāng)pc利用電源適配器充電時,電源適配器與pc基于usb功率傳輸(pd,powerdelivery)電力通信協(xié)議來協(xié)商充電電流及充電電壓,之后電源適配器基于協(xié)商的充電電壓及充電電流,通過vbus引腳及電纜向pc供電。而當(dāng)電源適配器與pc之間所連接的電纜去除后,則需要對vbus引腳的電壓進(jìn)行放電。
當(dāng)然,還可以設(shè)想到其它應(yīng)用場景,例如移動電源和電腦、電腦和其它大功率設(shè)備(比如充電器等)等等。
基于本發(fā)明實施例的usb連接器放電電路,本發(fā)明實施例還提供了一種usb連接器放電方法,如圖7所示,該方法包括:
步驟700:利用放電負(fù)載對usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電;
步驟701a:在放電過程中,調(diào)整所述放電負(fù)載的大小,使所述放電負(fù)載產(chǎn) 生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi);所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù);
步驟701b:在放電過程中,還檢測所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化,以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小,使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
其中,實際應(yīng)用時,所述第一預(yù)設(shè)條件需要根據(jù)觸發(fā)電路otp的相關(guān)參數(shù)(包括觸發(fā)門限、電路的熱阻(thermalresistance)、以及最高環(huán)境溫度(maxambientenvironmenttemperature)等)來設(shè)置。
所述第一預(yù)設(shè)范圍及第二預(yù)設(shè)范圍可以根據(jù)usb相關(guān)協(xié)議的規(guī)定來設(shè)置。
其中,在一實施例中,所述放電負(fù)載包括:第一放電負(fù)載及第二放電負(fù)載;所述第一放電負(fù)載小于所述第二放電負(fù)載;
相應(yīng)地,放電過程中調(diào)整所述放電負(fù)載的大小,使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件,且放電時長在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時,檢測所述第一引腳的電壓是否小于第一閾值,當(dāng)所述檢測結(jié)果表征所述第一引腳的電壓小于第一閾值時,產(chǎn)生使能信號,以利用所述第一放電負(fù)載及第二放電負(fù)載對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電。
換句話說,當(dāng)所述第一引腳的電壓處于較高電壓時,采用尺寸較小的第一放電負(fù)載來放電,如此,能有效地降低功耗,而當(dāng)所述第一引腳的電壓降低至一定值時,則同時采用第一放電負(fù)載和尺寸較大的第二放電負(fù)載來同時對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電,如此,能使放電過程快速完成,從而滿足usb協(xié)議對放電時長的要求。
其中,所述第一閾值可以根據(jù)需要來設(shè)置。
所述第一放電負(fù)載及第二放電負(fù)載的大小可通過仿真實驗來確定。
在一實施例中,該方法還可以包括:
放電過程中產(chǎn)生所述參考電壓,產(chǎn)生的參考電壓是變化的,且大于第二閾值。
這里,實際應(yīng)用時,所述第二閾值根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置時,需要結(jié)合 放電電流的大小、電路的正常工作以及協(xié)議規(guī)定的sr等因素。
所述響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小,具體包括:
當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時,增大所述放電負(fù)載。
當(dāng)所述第一引腳的電壓低于所述參考電壓時,減小所述放電負(fù)載。
其中,當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時,說明第一引腳的電壓的sr小于所述參考電壓的sr,此時,需要增大所述放電負(fù)載,以便對所述第一引腳的電壓進(jìn)行快速下拉,從而增大所述第一引腳電壓的sr。當(dāng)所述第一引腳的電壓小于所述參考電壓時,說明第一引腳的電壓的sr大于所述參考電壓的sr,此時,需要減小所述放電負(fù)載,以便減弱對所述第一引腳的電壓下拉能力,從而減小所述第一引腳電壓的sr。
同時,為了更好地說明采用本發(fā)明實施例的技術(shù)方案,能有效地控制放電過程,采用圖5所示的放電電路進(jìn)行了仿真實驗,圖8示出了仿真結(jié)果。從圖7所示的仿真波形中可以看出:當(dāng)vbus小于12v時,另一放電分支(第二nmosm2)被使能,從而將vbus迅速下拉至安全工作電壓;同時,vbus的sr被控制在小于30mv/μs的范圍內(nèi)。這表明:本發(fā)明實施例所提供的usb連接器放電電路能夠有效地控制放電過程。其中,在圖8中,從上到下每條曲線分別是:使能信號(en)隨時間的變化曲線、vbus隨時間的變化曲線、vr隨時間的變化曲線、vf隨時間的變化曲線以及vbus引腳電壓放電電流(dischargecurrent)隨時間的變化曲線。
以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。