本實(shí)用新型屬于電子領(lǐng)域，尤其涉及一種USB防反插保護(hù)電路、USB雙向插頭及USB設(shè)備。

背景技術(shù)：

當(dāng)前USB插口廣泛應(yīng)用于各種數(shù)碼產(chǎn)品中，但是有時(shí)由于USB的正負(fù)極接反了會(huì)導(dǎo)致燒毀插接的USB設(shè)備，為了防止USB反插時(shí)電源短路，目前大多利用二極管來實(shí)現(xiàn)保護(hù)，但是由于二極管本身有壓降，從而會(huì)造成電壓下降，其輸出電壓會(huì)比輸入電壓要低，而且電流較大時(shí)，二極管壓降會(huì)很大，電壓損失大，從而影響設(shè)備正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種USB防反插保護(hù)電路，旨在解決現(xiàn)有USB防反插電路電壓損失大的問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種USB防反插保護(hù)電路，所述電路包括：

USB正面輸入端組、USB反面輸入端組、USB輸出端組和USB正反面切換單元；

所述USB正面輸入端組、所述USB反面輸入端組和所述USB輸出端組均包括電源端、接地端、第一數(shù)據(jù)端和第二數(shù)據(jù)端；

所述USB正反面切換單元的第一、第二輸入端分別與所述USB正面輸入端組的電源端和所述USB反面輸入端組的電源端連接，所述USB正反面切換單元的第一、第二控制端分別與所述USB反面輸入端組的電源端和所述USB正面輸入端組的電源端連接，所述USB正反面切換單元的輸出端與所述USB輸出端組的電源端連接；

所述USB正反面切換單元由所述USB正面輸入端組的電源端和所述USB反面輸入端組的電源端控制選擇導(dǎo)通正面接入路徑或反面接入路徑，所述正面接入路徑為USB正面輸入端組與USB輸出端組之間的導(dǎo)通路徑，所述反面接入路徑為USB反面輸入端組與USB輸出端組之間的導(dǎo)通路徑。

進(jìn)一步地，所述USB正反面切換單元包括：

第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、電阻R1和電阻R2；

所述第一開關(guān)管的電流輸入端為所述USB正反面切換單元的第一輸入端通過所述電阻R2接地，所述第一開關(guān)管的控制端為所述USB正反面切換單元的第一控制端，所述第一開關(guān)管的電流輸出端為所述USB正反面切換單元的輸出端；

所述第二開關(guān)管的電流輸入端為所述USB正反面切換單元的第二輸入端通過所述電阻R1接地，所述第二開關(guān)管的控制端為所述USB正反面切換單元的第二控制端，所述第二開關(guān)管的電流輸出端為所述USB正反面切換單元的輸出端。

更進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管均為P型MOS管，所述P型MOS管的漏極為所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管的電流輸出端，所述P型MOS管的柵極為所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管的控制端，所述P型MOS管的源極為所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管的電流輸入端。

更進(jìn)一步地，所述USB正反面切換單元包括：

電阻R3、電阻R4、電阻R5和切換開關(guān)；

所述切換開關(guān)的第一、第二輸入端分別為所述USB正反面切換單元的第一、第二輸入端，所述切換開關(guān)的電源端同時(shí)與所述電阻R4、所述電阻R5的一端連接，所述電阻R4的另一端為所述USB正反面切換單元的第二控制端與所述切換開關(guān)的選擇端連接，所述電阻R4的另一端還通過所述電阻R3接地，所述電阻R5的另一端為所述USB正反面切換單元的第一控制端，切換開關(guān)的輸出端為所述USB正反面切換單元的輸出端。

更進(jìn)一步地，所述切換開關(guān)為單刀雙擲模擬開關(guān)。

本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于，提供一種USB雙向插頭，所述USB雙向插頭包括具有正反兩面的扁平狀殼體和上述的USB防反插保護(hù)電路，所述電路位于所述殼體中，所述殼體的正面和反面分別具有外露的四根USB通信針，且所述USB通信針均高于所述殼體的正面或反面，所述殼體正面的四根USB通信針分別連接所述電路中的USB正面輸入端組，所述殼體反面的四根USB通信針分別連接所述電路中的USB反面輸入端組，所述USB雙向插頭還包括一輸出連接端，所述輸出連接端與所述電路中的USB輸出端組連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于，提供一種采用上述USB雙向插頭的USB設(shè)備。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過低阻抗的USB正反面切換單元分別在USB雙向插頭正面插接USB座或反面插接USB座時(shí)實(shí)現(xiàn)單一導(dǎo)通，利用USB正反面切換單元的低阻抗來降低壓降損失，防止短路，保障設(shè)備正常工作。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的USB防反插保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的USB防反插保護(hù)電路的一示例電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的USB防反插保護(hù)電路的另一示例電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過低阻抗的USB正反面切換單元分別在USB雙向插頭正面插接USB座或反面插接USB座時(shí)實(shí)現(xiàn)單一導(dǎo)通，利用USB正反面切換單元的低阻抗來降低壓降損失，防止短路，保障設(shè)備正常工作。

圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的USB防反插保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。

作為本實(shí)用新型第一實(shí)施例，該USB防反插保護(hù)電路可以應(yīng)用于USB雙向插頭及USB設(shè)備中，包括USB正面輸入端組JP1、USB反面輸入端組JP2、USB輸出端組JP3和USB正反面切換單元11。

USB正面輸入端組JP1、USB反面輸入端組JP2和USB輸出端組JP3均包括接地端GND、第一數(shù)據(jù)端Dm和第二數(shù)據(jù)端Dp，USB正面輸入端組JP1、USB反面輸入端組JP2和USB輸出端組JP3還分別包括電源端USB_VCC1、電源端USB_VCC2、電源端USB_VCC_OUT；

USB正反面切換單元11的第一、第二輸入端分別與USB正面輸入端組JP1的電源端USB_VCC1和USB反面輸入端組JP2的電源端USB_VCC2連接，USB正反面切換單元11的第一、第二控制端分別與USB反面輸入端組JP2的電源端USB_VCC2和USB正面輸入端組JP1的電源端USB_VCC1連接，USB正反面切換單元11的輸出端與USB輸出端組JP3的電源端USB_VCC_OUT連接；

USB正反面切換單元11由USB正面輸入端組JP1的電源端USB_VCC1和USB反面輸入端組JP2的電源端USB_VCC2控制選擇導(dǎo)通正面接入路徑或反面接入路徑，該正面接入路徑為USB正面輸入端組JP1與USB輸出端組JP3之間的導(dǎo)通路徑，該反面接入路徑為USB反面輸入端組JP2與USB輸出端組JP3之間的導(dǎo)通路徑。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，其中USB正面輸入端組JP1連接到USB雙向插頭的正面，USB反面輸入端組JP2連接到USB雙向插頭的反面，USB輸出端組JP3連接到USB雙向插頭的輸出連接端；

當(dāng)USB雙向插頭的正面朝上插入U(xiǎn)SB座時(shí)，由USB正面輸入端組JP1與USB座電連接，USB正反面切換單元11控制USB正面輸入端組JP1的電源輸出到USB輸出端組JP3；

當(dāng)USB雙向插頭的反面朝上插入U(xiǎn)SB座時(shí)，由USB反面輸入端組JP2與USB座電連接，USB正反面切換單元11控制USB反面輸入端組JP2的電源輸出到USB輸出端組JP3；

該USB正反面切換單元11由低阻抗的器件組成，所以即使電流較大，在USB正反面切換單元11上面損失的壓降也會(huì)很小。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過低阻抗的USB正反面切換單元分別在USB雙向插頭正面插接USB座或反面插接USB座時(shí)，雙面的通信針不是直接連接在一起，避免USB座的彈片與通信針接觸而造成的短路，實(shí)現(xiàn)單一導(dǎo)通，利用USB正反面切換單元的低阻抗來降低壓降損失，防止短路，保障設(shè)備正常工作。

圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的USB防反插保護(hù)電路的一示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。

作為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例，基于第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步地，該USB正反面切換單元11包括第一開關(guān)管101、第二開關(guān)管102、電阻R1和電阻R2。

第一開關(guān)管101的電流輸入端為USB正反面切換單元11的第一輸入端通過電阻R2接地，第一開關(guān)管101的控制端為USB正反面切換單元11的第一控制端，第一開關(guān)管101的電流輸出端為USB正反面切換單元11的輸出端；

第二開關(guān)管102的電流輸入端為USB正反面切換單元11的第二輸入端通過電阻R1接地，第二開關(guān)管102的控制端為USB正反面切換單元11的第二控制端，第二開關(guān)管102的電流輸出端為USB正反面切換單元11的輸出端。

優(yōu)選地，第一開關(guān)管101為P型MOS管Q1，P型MOS管Q1的漏極為第一開關(guān)管101的電流輸出端，P型MOS管Q1的柵極為第一開關(guān)管101的控制端，P型MOS管Q1的源極為第一開關(guān)管101的電流輸入端；

第二開關(guān)管102為P型MOS管Q2，P型MOS管Q2的漏極為第二開關(guān)管102的電流輸出端，P型MOS管Q2的柵極為第二開關(guān)管102的控制端，P型MOS管Q2的源極為第二開關(guān)管102的電流輸入端。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，當(dāng)USB雙向插頭的正面朝上插入U(xiǎn)SB座時(shí)，由USB正面輸入端組JP1與USB座電連接，由于USB_VCC2通過電阻R1連接到地，所以P型MOS管Q1為導(dǎo)通狀態(tài)，電源通過P型MOS管Q1輸出到USB輸出端組JP3；

P型MOS管Q2由于USB_VCC1>＝USB_VCC_OUT，P型MOS管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，電流不會(huì)從USB_VCC_OUT流到USB_VCC2，即使USB座觸點(diǎn)與USB_VCC2連接也不會(huì)影響USB通信；

同理，當(dāng)USB雙向插頭的反面朝上插入U(xiǎn)SB座時(shí)，由USB反面輸入端組JP2與USB座連接，P型MOS管Q2導(dǎo)通，P型MOS管Q1截止，USB可正常通信。

由于MOS管本身的阻抗很低，所以即使電流較大，在MOS管上面損失的壓降也會(huì)很小。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過MOS管組成USB正反面切換單元分別在USB雙向插頭正面插接USB座或反面插接USB座時(shí)實(shí)現(xiàn)單一導(dǎo)通，利用MOS管本身的低阻抗來降低壓降損失，防止短路，保障設(shè)備正常工作。

圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的USB防反插保護(hù)電路的另一示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。

作為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例，基于第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步地，該USB正反面切換單元11包括電阻R3、電阻R4、電阻R5和切換開關(guān)U1。

切換開關(guān)U1的第一輸入端B1、第二輸入端B0分別為USB正反面切換單元11的第一、第二輸入端，切換開關(guān)U1的電源端VCC同時(shí)與電阻R4、電阻R5的一端連接，電阻R4的另一端為USB正反面切換單元11的第二控制端，電阻R4的另一端與切換開關(guān)U1的選擇端VCC_SEL連接，電阻R4的另一端還通過電阻R3接地，電阻R5的另一端為USB正反面切換單元11的第一控制端，切換開關(guān)U1的接地端GND與USB正面輸入端組JP1的接地端GND連接，切換開關(guān)U1的輸出端A為USB正反面切換單元11的輸出端。

優(yōu)選地，切換開關(guān)U1為單刀雙擲模擬開關(guān)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電阻R3遠(yuǎn)小于電阻R4和電阻R5。

當(dāng)USB雙向插頭的正面朝上插入U(xiǎn)SB座時(shí)，由USB正面輸入端組JP1與USB座連接，其電源端USB_VCC1通過電阻R3連接到切換開關(guān)U1的選擇端VCC_SEL，切換開關(guān)U1選中B1通道，電流從切換開關(guān)U1的第一輸入端B1流向輸出端A，B0通道不會(huì)導(dǎo)通。

同理，當(dāng)USB雙向插頭的反面朝上插入U(xiǎn)SB座時(shí)，由USB反面輸入端組JP2與USB座連接，其電源端USB_VCC2通過電阻R5和電阻R4串聯(lián)再與電阻R3分壓連接到切換開關(guān)U1的選擇端VCC_SEL，由于電阻R3遠(yuǎn)小于電阻R4和電阻R5，切換開關(guān)U1的選擇端VCC_SEL輸出低電平，選中B0通道，電流從切換開關(guān)U1的第二輸入端B0流向輸出端A，B1通道截止。

由于模擬開關(guān)本身的阻抗可以做到很低，所以即使電流較大，在模擬開關(guān)上面損失的壓降也會(huì)很小。

本實(shí)用新型實(shí)施例應(yīng)用模擬開關(guān)，在USB雙向插頭正面插接USB座或反面插接USB座時(shí)實(shí)現(xiàn)單一導(dǎo)通，利用模擬開關(guān)本身的低阻抗來降低壓降損失，防止短路，保障設(shè)備正常工作。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，該USB雙向插頭包括具有正反兩面的扁平狀殼體和上述的USB防反插保護(hù)電路，電路位于殼體中，殼體的正面USB_IN TOP和反面USB_IN BOT分別具有外露的四根USB通信針，且USB通信針均高于殼體的正面USB_IN TOP或反面USB_IN BOT，殼體正面USB_IN TOP的四根USB通信針分別連接電路中的USB正面輸入端組JP1，殼體反面USB_IN BOT的四根USB通信針分別連接電路中的USB反面輸入端組JP2，USB雙向插頭還包括一輸出連接端USB_OUT，輸出連接端USB_OUT與電路中的USB輸出端組JP3連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，殼體的兩面都有四根USB通信針，從正面USB_IN TOP或反面USB_IN BOT插入終端的USB座都能與終端連接。為了獲得良好接觸，四根通信針通常比殼體的塑膠面要高。

本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于，提供一種采用上述USB雙向插頭的USB設(shè)備。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過低阻抗的USB正反面切換單元分別在USB雙向插頭正面插接USB座或反面插接USB座時(shí)實(shí)現(xiàn)單一導(dǎo)通，即使USB座里面有兩個(gè)金屬彈片，USB雙向插頭插入U(xiǎn)SB座后導(dǎo)致其中一面與USB座的金屬彈片連接，但仍能保障設(shè)備正常工作，而且利用USB正反面切換單元的低阻抗來降低壓降損失，防止短路，保障設(shè)備正常工作。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。