内藏二极管，使得PMOS无论在什么情况下都可以对外供电。在正常对外供电时，其供电原理是这样的:
[0052]A、首先无论PMOS管是否关闭，其内藏二极管都会对外提供一个初始电压。
[0053]B、该初始电压在流经电流检测电阻R4时，会产生一个正向的压降+Λ V。
[0054]C、差动放大电路200会将这个+ Δ V进行放大，放大后的电压将从线路0UT2输出(根据差动放大器原理0UT2输出与+ AV同相，而OUTl与+ AV反相)，该输出会控制三极管Q4导通，Q4导通后PMOS管的栅极电压为0，小于其源极电压，导致PMOS管Ql完全导通。因此在正常对外供电时，且由于PMOS管几乎没有压降，压降只会产生在R4上，根据USB2.0规范，对外供电最大为0.5A，R4的值为0.2R，因此整个电路上产生的压降小于0.1V。另外若对压降精度要求更高，也可以将R4的值调小，并提高Q2的放大倍数(选择放大倍数更高的三极管)，可以将压降控制得更小。
[0055]当有一个设备出现断电情况时，防止外部电源对内供电的原理是这样的:
[0056]A、当其内部电压USB_5V为O，而外部通过USB接口对内进行供电时。
[0057]B、由于此时电流是从外部倒流进来，因此在R4上产生的压降与+ AV相反，这里记作-ΔV(注意这里的-AV并非真正的负压，只是与规定的方向相反，本电路中不存在小于OV的负压)ο
[0058]C、差动放大电路200会将此-Δ V放大，但本电路中不存在真正的负压，因此0UT2的值始终为0，因此第四三极管Q4不会打开，此时PMOS管Ql的栅极与源极间的压差为0，因此PMOS管关闭，电流不会流到PMOS管的漏极。从而外部电压不会经过USB接口进入到系统内部。
[0059]由上述过程可以看到本发明的USB供电电路在功能上可以等效为一个二极管，即防止外部反向供电，但在性能上有着二极管无法比拟的优点，因为使用二极管在正向对外供电时，有着较大压降，即使使用压降较小的肖特基二极管也有着约0.4V的压降，从而使其对外供电电压低于USB规范所要求的电压。而本发明可以将压降降到0.1V以下。
[0060]且，检测电阻R4的大小可以根据USB带载电流的大小重新选择，例如如果要求USB带IA负载，则R4可以选择0.1欧姆电阻，以减小压降，相应的，应加大Q2的放大倍数，在成本允许下，Q2的放大倍数越大越好。
[0061]本发明提供的电路简单实用，可以根据实际情况对电路中的细节进行微调，也可以根据实际情况对精度等的要求不同，也可以选择精度不同功能相同的器件使用。且由于USB型号的不同，也可以对电路中各个元件的数值进行适应性改变。但是其电路的原理都是一样的。
[0062]以上对本发明所提供的USB供电电路进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种USB供电电路，其特征在于，包括:开关控制电路，电流检测电阻和差动放大电路； 其中，所述开关控制电路的第一输入端与USB电源电路的输出端相连，所述开关控制电路的第二输入端与所述差动放大电路的第一输出端相连，所述开关控制电路的输出端与所述电流检测电阻的第一端相连； 所述电流检测电阻的第二端与USB接口电源接口相连； 所述差动放大电路的第一输入端与所述电流检测电阻的第一端相连，所述差动放大电路的第二输入端与所述电流检测电阻的第二端相连。
2.如权利要求1所述的USB供电电路，其特征在于，所述开关控制电路包括: 第一 MOS管，第四三极管，第六电阻，第七电阻和第九电阻；其中， 所述第一 MOS管的漏极与所述USB电源电路的输出端相连，所述第一 MOS管的栅极与所述第六电阻的第一端相连，所述第一 MOS管的源极与所述电流检测电阻的第一端相连；所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端相连，且所述第六电阻的第二端与所述第四三极管的集电极相连；所述第七电阻的第二端与所述第一 MOS管的源极相连；所述第四三极管的发射极与地线相连，所述第四三极管的基极与所述第九电阻的第一端相连；所述第九电阻的第二端与所述差动放大电路的第一输出端相连。
3.如权利要求1所述的USB供电电路，其特征在于，所述差动放大电路包括: 第一电阻，第二电阻，第三电阻，第五电阻，第八电阻，第十电阻，第十一电阻，第二三极管和第三三极管；其中， 所述第二三极管的第二管脚与所述电流检测电阻的第一端相连，所述第二三极管的第五管脚与所述电流检测电阻的第二端相连，所述第二三极管的第一管脚与所述第三三极管的集电极相连，所述第二三极管的第三管脚与所述差动放大电路的第一输出端相连，所述第二三极管的第六管脚与所述差动放大电路的第二输出端相连，所述第二三极管的第四管脚与所述第三三极管的集电极相连；所述第一电阻的第一端与所述第二三极管的第三管脚相连，所述第一电阻的第二端与所述电流检测电阻的第一端相连；所述第二电阻的第一端与所述第二三极管的第六管脚相连，所述第二电阻的第二端与所述电流检测电阻的第一端相连；所述第三电阻的第一端与所述第二三极管的第二管脚相连，所述第三电阻的第二端与接地线相连；所述第五电阻的第一端与所述第二三极管的第五管脚相连，所述第五电阻的第二端与接地线相连；所述第八电阻的第一端与所述电流检测电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与所述第三三极管的基极相连；所述第十电阻的第一端与所述第三三极管的基极相连，所述第十电阻的第二端与接地线相连；所述第三三极管的发射极与所述第十一电阻的第一端相连；所述第十一电阻的第二端与接地线相连。
4.如权利要求2所述的USB供电电路，其特征在于，所述第一MOS管为LP3443LT1G型MOS 管。
5.如权利要求2所述的USB供电电路，其特征在于，所述第四三极管为KMBT2222A型三极管。
6.如权利要求3所述的USB供电电路，其特征在于，所述第二三极管为双三极管元件。
7.如权利要求6所述的USB供电电路，其特征在于，所述双三极管元件为LBC847BDW1T1G 型三极管。
8.如权利要求3所述的USB供电电路，其特征在于，所述第三三极管为KMBT2222A型三极管。
【专利摘要】本发明公开了一种USB供电电路包括：开关控制电路，电流检测电阻和差动放大电路；其中，所述开关控制电路的第一输入端与USB电源电路的输出端相连，所述开关控制电路的第二输入端与所述差动放大电路的第一输出端相连，所述开关控制电路的输出端与所述电流检测电阻的第一端相连；所述电流检测电阻的第二端与USB接口电源接口相连；所述差动放大电路的第一输入端与所述电流检测电阻的第一端相连，所述差动放大电路的第二输入端与所述电流检测电阻的第二端相连；该USB供电电路可以在第一设备断电后阻止另第二设备对第一设备进行反向供电。
【IPC分类】H02H11-00
【公开号】CN104810820
【申请号】CN201510250715
【发明人】胡源, 庞健荣
【申请人】深圳市共进电子股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月15日