一种USB接口的限流电路的制作方法

本实用新型涉及USB接口电路领域。

背景技术：

目前电视机已由传统的电视节目收看器转换成智能娱乐终端，因USB接口具有高通用性，已经成为了电视机的标配接口。随着移动硬盘的飞速发展，移动硬盘的容量由前期的500GB增加到4TB,转速更是高达7200/分钟。大容量高转速意味着重负载，在USB上插拔这种重负载的移动硬盘时，会产生较大的冲击电流，该冲击电流会将USB接口的供电拉低，导致系统不稳定，出现死机、花屏、甚至关机重启等现象。

传统的解决此问题的方法是在靠近USB接口的供电端增加大容量铝电解电容或者设置分立元件搭建的开关限流电路。因为移动硬盘的迅速发展，需要更换更大的电容才能匹配更大负载的硬盘，大电容意味着大的体积，这增加了电子产品轻薄化设计的难度。而采用分立元件搭建的开关限流电路，电路复杂，生产安装成本高，性能相对不稳定。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种采用集成的开关限流芯片进行限流的USB接口电路。

本实用新型采用的技术方案是：

一种USB接口的限流电路，设置在供电设备与USB接口之间，包括开关限流芯片及控制模块，所述开关限流芯片内部集成有开关单元及检测单元，检测单元与USB接口电性连接以判断外部接入设备插拔时的冲击电流是否超出限流值，开关单元分别与供电设备、USB接口电性连接以由供电设备为USB接口供电，所述控制模块分别与检测单元及开关单元电性连接以根据冲击电流的判断结果控制开关单元导通或断开。

所述控制模块包括主控芯片，主控芯片的输入端与检测单元的输出端电性连接以获取冲击电流的判断结果，主控芯片的输出端与开关单元的控制端电性连接以根据冲击电流的判断结果控制开关单元导通或断开。

还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1的一端与外部直流电源电性连接，电阻R1的另一端同时与主控芯片的输入端、电阻R2的一端电性连接，电阻R2的另一端与检测单元的输出端电性连接，开关单元的控制端同时与电阻R3的一端、主控芯片的输出端电性连接，电阻R3的另一端与地连接。

还包括电容C1、电容C2，电容C1的一端同时与开关单元的输入端及供电设备电性连接，电容C1的另一端与地电性连接，电容C2的一端同时与开关单元的输出端、USB接口电性连接，电容C2的另一端同时与地电性连接。

所述开关限流芯片为RT9742。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用开关限流芯片对USB接口电路电流进行检测，并判断检测到的电流是否大于限制值，当电流超出限制值时控制模块控制开关单元断开，防止插拔USB设备时产生的冲击电流对供电设备造成影响，解决了插拔移动硬盘瞬间带来的系统不稳定现象。

上述开关限流芯片采用集成开关限流芯片RT9742，具有成本低、性能稳定的特点，相较于分立式元件搭建的开关限流电路，性能更出色，电路更稳定。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的一种USB接口的限流电路，所述限流电路设置在供电设备与USB接口之间，限流电路包括开关限流芯片1及控制模块2，开关限流芯片1内部集成有开关单元3、检测单元4，开关单元3的输入端与供电设备电性连接，开关单元3的输出端与USB接口电性连接以控制供电设备为USB接口供电。检测单元4的输入端与USB接口电性连接，以检测USB接口的电流，并判断电流是否超出限制值，检测单元4的输出端与控制模块2电性连接，当检测到的USB接口的电流超出限制值时，检测单元4的输出端产生信号，控制模块2根据检测到的检测单元4的输出信号，控制开关单元3断开，从而保护供电设备不被冲击电流影响。

开关限流芯片1有多种实施例，如PL2700、RT9742以及RT9742系列的多种型号的芯片等等，本优选实施例中，开关限流芯片1为RT9742。

开关限流芯片RT9742包括输入端VIN、使能端EN、标志端FLG、输出端VOUT及接地端GND。输入端VIN为开关单元3的输入端，输出端VOUT为开关单元3的输出端，使能端EN为检测单元4的输出端。接地端GND与地电性连接。

RT9742的输入端VIN与供电设备电性连接，输出端VOUT与USB接口电性连接，外部用电设备如移动硬盘插接在USB接口上，当插拔外部用电设备时，如果通过RT9742输出端VOUT的电流超过2A时，标志端FLG会产生10ms的脉冲信号。控制模块2分别与RT9742的标志端FLG、使能端EN电性连接，当控制模块2检测到上述标志端FLG发出的10ms的脉冲信号时，控制模块2拉低使能端EN一定时间以断开RT9742的供电功能，从而保护供电设备不被冲击电流拉低造成供电设备不稳定。

控制模块2的实例方式有多种，可以是分立元件搭建的具有上述控制逻辑的控制电路，也可以是采用MCU作为控制逻辑器的控制电路，本实施例中采用包括有主控芯片5的逻辑控制电路作为控制模块2的优选实施方式。主控芯片5可以是单独的用于控制开关限流芯片1的集成芯片，如单片机，也可以是供电设备的主控SOC的部分I/O口，因为通常电子产品的主控SOC都有剩余的I/O口，利用电子产品主控SOC的部分I/O口可以节约大量成本，所以本实用新型的优选实施方式是采用电子产品的主控SOC作为开关限流芯片1的控制电路。主控芯片5包括至少两个I/O口，I/O口还设置有外围电路，以使得主控芯片对RT9742能高效控制。上述外围电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1的一端与外部直流电源电性连接，电阻R1的另一端同时与主控芯片5的一I/O口、电阻R2的一端电性连接，电阻R2的另一端与RT9742的标志端FLG电性连接，电阻R3的一端同时与主控芯片5的另一I/O口、RT9742的使能端EN电性连接，电阻R3的另一端与地连接。上述的电阻R2用于限制标志端FLG与主控芯片5的一I/O口的电流，防止电流过大而烧坏主控芯片5。当主控芯片5的一I/O检测到标志端FLG的脉冲信号后，立即将使能端EN的电平拉低，以断开RT9742的供电功能，从而对USB接口进行限流。利用供电设备主控SOC的部分I/O口对RT9742进行控制，调试简单，控制逻辑更改容易并且能节约硬件资源。

输入端VIN还与电容C1的一端电性连接，电容C1的另一端与地电性连接以滤除输入端VIN电压的高频波动，输出端VOUT还与电容C2的一端电性连接，电容C2的另一端与地电性连接以滤除USB输出端电压的高频波动。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。