一种USB集线器的制作方法

本实用新型的实施例涉及电子设备领域，尤其涉及一种USB集线器。

背景技术：

在发动机启动或空调启动时，蓄电池输出电压会瞬间降低，从而导致USB集线器因为供电不足而出现动作异常。如会导致连接在USB集线器上的Carplay重新连接、HDMI通信中断导致黑屏、SD卡读取中断等情况，严重影响用户的使用体验。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种USB集线器，能够在USB集线器的输入电压降低时保证USB集线器的供电电压，避免USB集线器因供电不足而出现动作异常的情况。

本实用新型提供一种USB集线器，该USB集线器包括升压电路，升压电路的第一端连接USB集线器的电源接口，升压电路的第二端连接USB集线器的负载端；升压电路，用于在电源接口的电压小于阈值电压时，控制负载端的电压大于电源接口的电压。

可选的，升压电路具体包括：电感、电容、二极管以及开关单元；其中，电感的一端连接电源接口，另一端连接二极管的正极；二极管的负极连接电容的一端，电容的另一端接地；二极管的负极还连接开关单元的第一端，开关单元的第二端连接二极管的正极；开关单元，用于当开关单元的第一端的电压小于阈值电压时，按照预设周期导通断开开关单元的第二端与电路接地端。

可选的，开关单元，具体包括：第一电阻、第二电阻、比较器、三极管、开关子单元以及PWM发生器；其中，第一电阻的一端连接二极管的负极，另一端连接第二电阻的第一端；第二电阻的第二端接地；第二电阻的第一端还连接比较器的负极输入端；比较器的正极输入端连接参考电位；比较器的输出端连接三极管的基极，三极管的集电极连接PWM发生器的第一端，三极管的发射极连接开关子单元的第一端，开关子单元的第二端连接二极管的正极；开关子单元，用于根据开关子单元的第一端的电压高低状态，控制开关子单元的第二端与电路接地端按照预设周期导通和断开。

可选的，开关子单元，具体包括：MOS管以及第三电阻；其中，MOS管的栅极连接三极管的发射极，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接二极管的正极；第三电阻连接在MOS管的栅极和源极之间。

可选的，USB集线器的电源接口连接车载电源；PWM发生器还包括第二端，PWM发生器的第二端连接汽车电源控制端；汽车电源控制端在汽车通电后输出预设信号；PWM发生器，具体用于当PWM发生器的第二端接收到预设信号时，从PWM发生器的第一端输出PWM信号。

可选的，第一电阻的阻值为80KΩ；第二电阻的阻值为10KΩ；参考电位为1V。

可选的，第一电阻包括电阻元件R1'和电阻元件R1″，其中：电阻元件R1'的阻值为12KΩ，电阻元件R1″的阻值为68KΩ；电阻元件R1'的一端连接二极管的负极，电阻元件R1'的另一端连接电阻元件R1″的一端；电阻元件R″的另一端连接第二电阻的第一端。

可选的，电感的电感值为10μH。

可选的，第三电阻的阻值为10KΩ。

可选的，升压电路的第二端连接USB集线器的负载端，具体包括：升压电路的第二端连接USB集线器的DC/DC转换电路。

本实用新型所提供的USB集线器能够在USB集线器的输入电压降低时保证USB集线器的供电电压，避免USB集线器因供电不足而出现动作异常的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种USB集线器的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的一种USB集线器的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的另一种USB集线器的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例提供的又一种USB集线器的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例提供的再一种USB集线器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一电阻和第二电阻等是用于区别不同的天线，而不是用于描述天线的特定顺序。

本实用新型中，为了清楚表述各个模块、单元或者元器件的端脚，在描述有些模块、单元或者元器件的端脚时对端脚进行了编号。如，本实用新型中开关单元具有两个端脚，第一端和第二端。其中对端脚的编号仅用于区分端脚，不对端脚的功能、使用方法产生限制。另外，在说明书附图中，为了便于阅读，在不同的模块、单元或者元器件的端脚处也做了相应的标记。例如，图3中开关单元1011的第一端处标记有“1”，第二端处标记有“2”。

在本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。此外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

首先，介绍本实用新型的设计原理。如图1所示，为现有技术中的USB集线器(USB HUB UNIT)的结构示意图，其中为了给USB集线器供电，USB集线器的电源接口需要连接12V的车载电源。然后利用电源接口提供的电源带动USB集线器中的负载工作。此时，当发动机启动或者空调启动时，车载电源的电压会迅速降低。此时USB集线器就因为供电不足而出现动作异常。

因此，本实用新型的实施例中就想到通过在USB集线器的电源接口与负载之间连接一个升压电路。该升压电路能够在电源接口的电压小于阈值电压时，提升负载端的电压，使负载端的电压大于电源接口的电压，从而当电源接口的电压降低时USB集线器也能正常工作。

基于上述设计构思，本实用新型的实施例提供一种USB集线器，如图2所示，该USB集线器10，包括：升压电路101，升压电路101的第一端连接USB集线器10的电源接口，升压电路101的第二端连接USB集线器的负载端；升压电路101，用于在电源接口的电压小于阈值电压时，控制负载端的电压大于电源接口的电压。

其中，负载端用于为USB集线器10中的负载102供电。

本实用新型的实施例所提供的USB集线器能够在USB集线器的输入电压降低时保证USB集线器的供电电压，避免USB集线器因供电不足而出现动作异常的情况。

在一种现实方式中，如图3所示，本实用新型实施例中升压电路101具体包括：电感L、电容C、二极管D以及开关单元1011；其中，电感L的一端连接电源接口，另一端连接二极管D的正极；

二极管D的负极连接电容C的一端，电容C的另一端接地；

二极管D的负极还连接开关单元1011的第一端，开关单元1011的第二端连接二极管D的正极；

开关单元1011，用于当开关单元1011的第一端的电压小于阈值电压时，按照预设周期导通断开开关单元1011的第二端与电路接地端。

需要说明的是，本实用新型实施例中对电气元件的结构或者形态没有特别限定。例如，本实用新型实施例中的电阻可以是由多个电阻通过并联或者串联的方式搭建而成，本实用新型实施例中的电容也可以由多个电容通过并联或者串联的方式搭建而成，本实用新型实施例中的其他电气元件也可由多个元件搭建而成，只要能够实现相应的电气元件特性即可，对此本实用新型可以不做限制。

进一步的，如图4所示，开关单元1011具体包括：第一电阻R1、第二电阻R2、比较器N、三极管T1、开关子单元10111以及PWM发生器；其中，

第一电阻R1的一端连接二极管D的负极，另一端连接第二电阻R2的第一端；第二电阻R2的第二端接地；第二电阻R2的第一端还连接比较器N的负极输入端；比较器N的正极输入端连接参考电位Vref；

比较器N的输出端连接三极管T1的基极，三极管T1的集电极连接PWM发生器的第一端，三极管T1的发射极连接开关子单元10111的第一端，开关子单元10111的第二端连接二极管D的正极；

开关子单元10111，用于根据开关子单元10111的第一端的电压高低状态，控制开关子单元10111的第二端与电路接地端按照预设周期导通和断开。

其中，在一种实现方式中，如图5所示，开关子单元，具体包括：MOS管T2以及第三电阻R3；

其中，MOS管T2的栅极连接三极管T1的发射极，MOS管T2的源极接地，MOS管T2的漏极连接二极管D的正极；

第三电阻R3连接在MOS管T2的栅极和源极之间。

进一步的，当将上述USB集线器应用在车载系统中时，USB集线器的电源接口连接车载电源。

另外，如图3或4所示，本实用新型实施例中，PWM发生器还包括第二端。其中，PWM发生器的第二端连接汽车电源控制端。其中汽车电源控制端在汽车通电后输出预设信号。例如，PWM发生器的第二端连接汽车供电系统中的Power Cont端口。

并且，PWM发生器，具体用于当PWM发生器的第二端接收到预设信号时，从PWM发生器的第一端输出PWM信号。

本实用新型实施例中，通过将PWM发生器的第二端与汽车供电系统中的汽车电源控制端连接，从而可以根据车辆通电情况判断是否启动PWM发生器，使得仅当汽车电源控制端输出预设信号后才启动PWM发生器输出PWM信号。避免了PWM发生器持续工作可能导致车载供电系统负荷过大等问题。

进一步的，当将上述USB集线器应用在车载系统中时，为了实现更好的效果。本实用新型的实施例中具体还包括：

第一电阻的阻值为80KΩ；第二电阻的阻值为10KΩ；参考电位为1V。

通过上述设定，本实用新型实施例所提供的USB集线器中，当车载电源的电压低于9V时，就会使比较器N输出高电平，使三极管T1导通，进而使MOS管T2的栅极接收到PWM发生器输出的PWM信号，从而使开关子单元10111的第二端与电路接地端之间周期性的导通和断开，进而周期性依次给电感L和电容C充电，使得USB集线器中的负载端的电压高于电源接口的电压。

在一种实现方式中，如图4或5所示，本实用新型实施例中，第一电阻R1。其中，包括电阻元件R1'和电阻元件R1″，其中：电阻元件R1'的阻值为12KΩ，电阻元件R1″的阻值为68KΩ；其中，

电阻元件R1'的一端连接二极管D的负极，电阻元件R1'的另一端连接电阻元件R1″的一端；电阻元件R″的另一端连接第二电阻R2的第一端。

另外，本实用新型实施例中，电感L的电感值为10μH。

本实用新型实施例中，第三电阻R3的阻值为10KΩ。

在一种实现方式中，本实用新型实施例中升压电路101的第二端连接USB集线器的DC/DC转换电路。其中DC/DC转换电路，用于为USB集线器中的其他相关设备进行适合的供电电源。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。