USB連接器放電方法及電路技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種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USB連接器放電電路包括：放電負(fù)載，配置為對所述電源第一引腳的電壓進(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)明專利技術(shù)同時還公開了一種USB連接器放電方法。

Discharge method and circuit for USB connector

The invention discloses a USB connector discharge circuit configuration for the voltage on the USB pin of the first connector for discharge; the USB connector of the discharge circuit includes: discharge load configuration for the voltage of the power supply of the first discharge pin; a first control circuit configured to adjust the size of the discharge load discharge process. The power consumption of the discharge load produced meet the first preset condition and discharge time in the first preset range; the first preset power produced by the characterization of trigger over temperature protection; and a second control circuit configured to discharge voltage detection in the process of the first pin is changed across the reference voltage. In response to the change and adjustment of the discharge load, the slew rate of the first pin voltage in second preset range. The invention also discloses a discharge method of the USB connector.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
USB連接器放電方法及電路
本專利技術(shù)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。
技術(shù)介紹
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Ｗ罱l(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)思路
為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)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，本專利技術(shù)實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：本專利技術(shù)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)。本專利技術(shù)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)。本專利技術(shù)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為本專利技術(shù)實施例第一種USB連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)實施例第二種USB連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)實施例第三種USB連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)實施例第四種USB連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本專利技術(shù)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為本專利技術(shù)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專利技術(shù)再作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。為了便于理解本專利技術(shù)的技術(shù)方案，在下文中，首先對本專利技術(shù)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
技術(shù)介紹
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2C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，在本專利技術(shù)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，使所述放電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種USB連接器放電電路，其特征在于，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)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種USB連接器放電電路，其特征在于，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)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB連接器放電電路，其特征在于，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；所述第一放電負(fù)載，配置為對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電；所述第一控制電路，配置為檢測所述第一引腳的電壓是否小于第一閾值，當(dāng)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，配置為響應(yīng)所述使能信號，對所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB連接器放電電路，其特征在于，所述第二控制電路，配置為：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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB連接器放電電路，其特征在于，所述第二控制電路，配置為：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。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB連接器放電電路，其特征在于，所述USB連接器放電電路還包括：第三控制電路，配置為第一控制電路及第二控制電路提供使能信號。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB連接器放電電路，其特征在于，所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫偉明，陳建立，
申請(專利權(quán))人：快捷半導(dǎo)體蘇州有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32