一種充電短路保護(hù)電路及電子設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種充電短路保護(hù)電路及電子設(shè)備，充電短路保護(hù)電路包括：電壓采樣模塊，電壓采樣模塊采樣電子設(shè)備的USB接口中一數(shù)據(jù)腳的電壓，并輸出對應(yīng)的電壓信號，電壓采樣模塊與數(shù)據(jù)腳相連；開關(guān)模塊，開關(guān)模塊的第一端與電子設(shè)備的CPU相連，開關(guān)模塊的第二端與數(shù)據(jù)腳相連；電壓比較模塊，電壓比較模塊分別與電壓采樣模塊的輸出端和開關(guān)模塊的控制端相連，電壓比較模塊將電壓采樣模塊輸出的電壓信號與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，并當(dāng)電壓信號大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，電壓比較模塊控制開關(guān)模塊斷開。本實用新型可以實現(xiàn)在電子設(shè)備充電線路發(fā)生短路的情況下，避免CPU和電子設(shè)備內(nèi)部其它元器件損壞或燒毀。
【專利說明】
_種充電短路保護(hù)電路及電子設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種充電短路保護(hù)電路和一種電子設(shè)備?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著智能手機(jī)功能的不斷強(qiáng)大，電池的續(xù)航能力已經(jīng)成為智能手機(jī)功能中的一個死角。為此，眾多手機(jī)廠商均在著手開發(fā)快速充電技術(shù)。雖然目前快速充電技術(shù)還不完善， 但卻已經(jīng)能夠有效解決部分智能手機(jī)的電池續(xù)航問題。
[0003]目前，快速充電技術(shù)基本分為大電流快速充電技術(shù)和高電壓快速充電技術(shù)兩種。 其中，高電壓快速充電技術(shù)中，充電線路對手機(jī)內(nèi)器件的耐壓能力和充電線路的絕緣性能要求較高。
[0004]以手機(jī)為例，如果出現(xiàn)手機(jī)充電線的接口、手機(jī)本身的USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)接口進(jìn)入鐵肩，或者出現(xiàn)手機(jī)本身的USB接口受到外力導(dǎo)致彈片變形等情況，則很容易導(dǎo)致USB接口的VBUS腳對D+腳、D-腳短路。若此時手機(jī)在進(jìn)行高電壓充電(指充電電壓高于5V)，則VBUS腳上的高電壓會直接通過D+腳、D-腳進(jìn)入手機(jī)CPU。而手機(jī)CPU的接口耐壓通常都不超過5V，將導(dǎo)致手機(jī)CPU直接燒毀?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0005]鑒于上述問題，本實用新型實施例的目的在于提供一種充電短路保護(hù)電路和一種電子設(shè)備，以解決目前手機(jī)在高壓充電短路時，VBUS腳上的高電壓會直接通過D+腳、D-腳進(jìn)入手機(jī)CPU，導(dǎo)致CPU被燒毀的問題。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型實施例公開了一種充電短路保護(hù)電路，應(yīng)用于電子設(shè)備，所述充電短路保護(hù)電路包括:電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊采樣所述電子設(shè)備的USB接口中一數(shù)據(jù)腳的電壓，并輸出對應(yīng)的電壓信號，所述電壓采樣模塊與所述數(shù)據(jù)腳相連;開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊的第一端與所述電子設(shè)備的CPU相連，所述開關(guān)模塊的第二端與所述數(shù)據(jù)腳相連；電壓比較模塊，所述電壓比較模塊分別與所述電壓采樣模塊的輸出端和所述開關(guān)模塊的控制端相連，所述電壓比較模塊將所述電壓采樣模塊輸出的電壓信號與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，并當(dāng)所述電壓信號大于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，所述電壓比較模塊控制所述開關(guān)模塊斷開。
[0007]本實用新型實施例還公開了一種電子設(shè)備，包括USB接口、CPU和兩個所述的充電短路保護(hù)電路，其中，一所述充電短路保護(hù)電路分別與所述USB接口的D+腳和所述CPU相連， 另一所述充電短路保護(hù)電路分別與所述USB接口的D-腳和所述CPU相連。
[0008]本實用新型實施例包括以下優(yōu)點:將電壓采樣模塊與電子設(shè)備的USB接口中一數(shù)據(jù)腳相連，將開關(guān)模塊的第一端與電子設(shè)備的CPU相連，開關(guān)模塊的第二端與數(shù)據(jù)腳相連， 以及將電壓比較模塊分別與電壓采樣模塊的輸出端和開關(guān)模塊的控制端相連。通過電壓采樣模塊實時采樣數(shù)據(jù)腳的電壓并輸出對應(yīng)的電壓信號，當(dāng)電壓信號大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，即電子設(shè)備的充電線路發(fā)生短路時，電壓比較模塊控制開關(guān)模塊斷開。這樣在電子設(shè)備的充電線路發(fā)生短路時，可以避免高電壓通過數(shù)據(jù)腳進(jìn)入電子設(shè)備，防止損壞或燒毀CPU、 電子設(shè)備內(nèi)部其它兀器件?！靖綀D說明】
[0009]圖1是本實用新型的一種充電短路保護(hù)電路實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2是本實用新型的一種充電短路保護(hù)電路實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本實用新型的一種電子設(shè)備實施例的結(jié)構(gòu)框圖。【具體實施方式】[〇〇12]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0013]參照圖1，示出了本實用新型的一種充電短路保護(hù)電路實施例的結(jié)構(gòu)框圖，本實用新型的充電短路保護(hù)電路1應(yīng)用于電子設(shè)備，電子設(shè)備可以為通過USB接口2進(jìn)行常規(guī)電壓 (例如5V)充電或高電壓(例如9V或12V)充電的電子設(shè)備，例如手機(jī)、平板電腦、個人數(shù)字助理(PDA，Personal Digital Assistant)、車載電腦、相機(jī)、音樂播放器、導(dǎo)航儀或可穿戴式設(shè)備等。本實用新型的充電短路保護(hù)電路1具體可以包括如下模塊:[0〇14]電壓米樣模塊11，電壓米樣模塊11實時米樣電子設(shè)備的USB接口 2中一數(shù)據(jù)腳的電壓，并輸出對應(yīng)的電壓信號，電壓采樣模塊11與數(shù)據(jù)腳相連;開關(guān)模塊12,開關(guān)模塊12的第一端與電子設(shè)備的CPU相連，開關(guān)模塊12的第二端與數(shù)據(jù)腳相連；電壓比較模塊13,電壓比較模塊13分別與電壓采樣模塊11的輸出端和開關(guān)模塊12的控制端相連，電壓比較模塊13將電壓采樣模塊11輸出的電壓信號與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，并當(dāng)電壓信號大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，電壓比較模塊13控制開關(guān)模塊12斷開。[0〇15]其中，數(shù)據(jù)腳可以為USB接口2的D+腳或D-腳，圖1中，數(shù)據(jù)腳為D+腳。開關(guān)模塊12的耐壓大于電子設(shè)備的最大充電電壓。具體地，開關(guān)模塊12為常開式開關(guān)，例如可以為單刀單擲開關(guān)。圖1所示的USB接口 2僅為示意性的USB接口，其中，當(dāng)電子設(shè)備充電時，USB接口的 VBUS腳與充電器相連，USB接口的GND腳接地。
[0016]需要說明的是，當(dāng)電壓采樣模塊11輸出的電壓信號大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，說明電子設(shè)備的充電電壓大于最大充電電壓，充電線路發(fā)生短路，電壓比較模塊13控制開關(guān)模塊12迅速斷開，從而避免高電壓通過數(shù)據(jù)腳進(jìn)入電子設(shè)備，防止高電壓損壞或燒毀CPU、 電子設(shè)備內(nèi)部其它兀器件。
[0017]另外，當(dāng)電壓采樣模塊11輸出的電壓信號小于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，說明電子設(shè)備的充電電壓小于或等于最大充電電壓，充電線路正常工作，電壓比較模塊13控制開關(guān)模塊12閉合。[0〇18]具體地，參照圖2，電壓米樣模塊11可以包括:第一電阻模塊111，第一電阻模塊111 的一端分別與數(shù)據(jù)腳和開關(guān)模塊12的第二端相連;第二電阻模塊112,第二電阻模塊112的一端與第一電阻模塊111的另一端相連，第二電阻模塊112的另一端接地，第二電阻模塊112 的一端與第一電阻模塊111的另一端之間的節(jié)點作為電壓采樣模塊11的輸出端。具體地，參照圖2,第一電阻模塊111可以為第一電阻R1，第二電阻模塊112可以為第二電阻R2。
[0019]具體地，參照圖2,電壓比較模塊13可以與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref的提供端相連， 預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref的提供端可以為提供預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref的電源，預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref的大小可以根據(jù)電子設(shè)備的最大充電電壓以及第一電阻模塊111的大小與第二電阻模塊112的大小之間的比例進(jìn)行設(shè)置。例如當(dāng)電子設(shè)備的最大充電電壓為9V，第一電阻模塊111的大小與第二電阻模塊112的大小之間的比例為1:1時，則當(dāng)充電線路發(fā)生短路時，電壓采樣模塊11輸出的電壓信號大于4.5V，此時可以設(shè)置預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref為4.5V。另夕卜，例如當(dāng)電子設(shè)備的最大充電電壓為5V，第一電阻模塊111的大小與第二電阻模塊112的大小之間的比例為2:3時，則當(dāng)充電線路發(fā)生短路時，電壓采樣模塊11輸出的電壓信號大于 3V，此時可以設(shè)置預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref為3V。
[0020]在本實用新型的一個實施例中，參照圖2,電壓比較模塊13可以為第一電壓比較器 CMP，第一電壓比較器CMP的反向輸入端與電壓米樣模塊11的輸出端相連，第一電壓比較器 CMP的同向輸入端與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref的提供端相連，第一電壓比較器CMP的輸出端與開關(guān)模塊12的控制端相連。此時，當(dāng)電壓采樣模塊11輸出的電壓信號大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref時，電壓比較模塊13的輸出端輸出低電平，電壓比較模塊13控制開關(guān)模塊12斷開;當(dāng)電壓采樣模塊11輸出的電壓信號小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號Vref時，電壓比較模塊13的輸出端輸出高電平，電壓比較模塊13控制開關(guān)模塊12閉合。
[0021]在本實用新型的另一個實施例中，電壓比較模塊13可以為第二電壓比較器，第二電壓比較器的同向輸入端與電壓米樣模塊11的輸出端相連，第二電壓比較器的反向輸入端與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號的提供端相連，第二電壓比較器的輸出端與開關(guān)模塊12的控制端相連。此時，當(dāng)電壓采樣模塊11輸出的電壓信號大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，電壓比較模塊13的輸出端輸出高電平，電壓比較模塊13控制開關(guān)模塊12斷開；當(dāng)電壓采樣模塊11輸出的電壓信號小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，電壓比較模塊13的輸出端輸出低電平，電壓比較模塊13控制開關(guān)模塊12閉合。
[0022]本實用新型實施例的充電短路保護(hù)電路，包括以下優(yōu)點:將電壓采樣模塊與USB接口中一數(shù)據(jù)腳相連，數(shù)據(jù)腳可以為USB接口的D+腳或D-腳，將開關(guān)模塊的第一端與電子設(shè)備的CPU相連，開關(guān)模塊的第二端與數(shù)據(jù)腳相連，以及將電壓比較模塊分別與電壓采樣模塊的輸出端和開關(guān)模塊的控制端相連。通過電壓采樣模塊實時采樣數(shù)據(jù)腳電壓并輸出對應(yīng)的電壓信號，當(dāng)電壓信號大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，即電子設(shè)備的充電線路發(fā)生短路時，電壓比較模塊控制開關(guān)模塊斷開。這樣在電子設(shè)備的充電線路發(fā)生短路時，可以避免高電壓通過數(shù)據(jù)腳進(jìn)入電子設(shè)備，防止損壞或燒毀CPU、電子設(shè)備內(nèi)部其它元器件。
[0023]本實用新型實施例還提出了一種電子設(shè)備，參照圖3,電子設(shè)備可以包括USB接口 2、CPU和兩個上述的充電短路保護(hù)電路1，其中，一充電短路保護(hù)電路1分別與USB接口 2的D+ 腳和CPU相連，另一充電短路保護(hù)電路1分別與USB接口 2的D-腳和CPU相連。
[0024]具體地，電子設(shè)備可以為通過USB接口 2進(jìn)行常規(guī)電壓(例如5V)充電或高電壓(例如9V或12V)充電的電子設(shè)備，例如手機(jī)、平板電腦、個人數(shù)字助理、車載電腦、相機(jī)、音樂播放器、導(dǎo)航儀或可穿戴式設(shè)備等。
[0025]具體地，USB接口2可以為micro(微型)USB接口、mini(迷你)USB接口或Type-C USB 接口(Type-C USB接口是USB接口的一種連接接口，不分正反兩面均可插入，和其他接口一樣支持USB標(biāo)準(zhǔn)的充電、數(shù)據(jù)傳輸、顯示輸出等功能)。
[0026]本實用新型實施例的電子設(shè)備，包括以下優(yōu)點:通過在電子設(shè)備的USB接口、CPU之間增加兩個充電短路保護(hù)電路，并將一充電短路保護(hù)電路分別與USB接口的D+腳和CPU相連，另一充電短路保護(hù)電路分別與USB接口的D-腳和CPU相連。這樣在電子設(shè)備的充電線路發(fā)生短路時，可以避免高電壓通過D+腳和D-腳進(jìn)入電子設(shè)備，防止損壞或燒毀CPU、電子設(shè)備內(nèi)部其它元器件。
[0027]本說明書中的各個實施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。[〇〇28]盡管已描述了本實用新型實施例的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型實施例范圍的所有變更和修改。[〇〇29]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0030]以上對本實用新型所提供的一種充電短路保護(hù)電路和一種電子設(shè)備，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【主權(quán)項】
1.一種充電短路保護(hù)電路，應(yīng)用于電子設(shè)備，其特征在于，所述充電短路保護(hù)電路包 括:電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊采樣所述電子設(shè)備的USB接口中一數(shù)據(jù)腳的電壓，并 輸出對應(yīng)的電壓信號，所述電壓采樣模塊與所述數(shù)據(jù)腳相連；開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊的第一端與所述電子設(shè)備的CPU相連，所述開關(guān)模塊的第二端 與所述數(shù)據(jù)腳相連；電壓比較模塊，所述電壓比較模塊分別與所述電壓采樣模塊的輸出端和所述開關(guān)模塊 的控制端相連，所述電壓比較模塊將所述電壓采樣模塊輸出的電壓信號與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信 號進(jìn)行比較，并當(dāng)所述電壓信號大于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號時，所述電壓比較模塊控制所 述開關(guān)模塊斷開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護(hù)電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)腳為所述USB接口 的D+腳或D-腳。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓采樣模塊包括: 第一電阻模塊，所述第一電阻模塊的一端分別與所述數(shù)據(jù)腳和所述開關(guān)模塊的第二端相連；第二電阻模塊，所述第二電阻模塊的一端與所述第一電阻模塊的另一端相連，所述第 二電阻模塊的另一端接地，所述第二電阻模塊的一端與所述第一電阻模塊的另一端之間的 節(jié)點作為所述電壓采樣模塊的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電短路保護(hù)電路，其特征在于，所述第一電阻模塊為第一電 阻，所述第二電阻模塊為第二電阻。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓比較模塊為第一電 壓比較器，所述第一電壓比較器的反向輸入端與所述電壓采樣模塊的輸出端相連，所述第 一電壓比較器的同向輸入端與所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號的提供端相連，所述第一電壓比較器 的輸出端與所述開關(guān)模塊的控制端相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓比較模塊為第二電 壓比較器，所述第二電壓比較器的同向輸入端與所述電壓采樣模塊的輸出端相連，所述第 二電壓比較器的反向輸入端與所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號的提供端相連，所述第二電壓比較器 的輸出端與所述開關(guān)模塊的控制端相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊為單刀單擲開關(guān)。8.—種電子設(shè)備，其特征在于，包括USB接口、CPU和兩個根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所 述的充電短路保護(hù)電路，其中，一所述充電短路保護(hù)電路分別與所述USB接口的D+腳和所述 CHJ相連，另一所述充電短路保護(hù)電路分別與所述USB接口的D-腳和所述CPU相連。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述USB接口為micro USB接口、mini USB接口或Type-C USB接口。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備為手機(jī)、平板電腦、個 人數(shù)字助理、車載電腦、相機(jī)、音樂播放器或?qū)Ш絻x。
【文檔編號】H02J7/00GK205610274SQ201620388423
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】張岳剛, 李龍操
【申請人】維沃移動通信有限公司