一种USB Type?C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种USB Type?C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，包括依次电性连接的电阻体、连接开关、连接控制电路和VCONN上电检测电路，VCONN上电检测电路和电阻体分别与USB Type?C公口的VCONN端口连接，连接开关与地连接；连接开关，用于连接电阻体和地，控制VCONN端口经电阻体到地导通与关断；VCONN上电检测电路，用于检测VCONN的上电状态，并向连接控制电路输出上电有效信号VCONNOK；连接控制电路，用于通过VCONN上电检测电路提供的VCONNOK信号，控制所述连接开关的导通与关闭状态。本发明了解决纯电阻Ra的功耗问题。
【专利说明】
-种USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置
技术领域
[0001 ] 本发明设及USB Type-C接口技术领域，具体设及一种USB Type-C EMCA线缆中Ra 电阻的实现装置。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的发展，USB接口在电子设备中充当着数据传输和电能传送的双重 重要角色。据统计，每年至少有超过20亿台拥有USB接口的设备出货。传统USB接口 一直是 Type-A和Type-B的天下，而且"USB永远插不准"成为了一个世界性的难题。自苹果公司在 2015年3月9日发布了全新MacBookW后，USB Type-C接口引起了整个电子产业界的广泛关 注。Type-C接口最大的特点是支持双面插入，正反面随便插，解决了上面所述的世界性难 题。Type-C的亮点还在于更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)W及更强悍的电 能传输(最高100W)。此外，不仅仅是电源接口和USB接口，DP接口、HDMI接口与VGA接口也可 W统一用Type-C来承载。
[0003] USB Type-C协议规定，所有全功能(Full-Featured)的Type-C线缆和电流承载能 力大于3A的Type-C线缆都需要电子标识(Electronically Marked)，带电子标识的线缆称 为EMCA(Elect;ronically Marked Cable Assembly)。电子标识通过存储着线缆各种属性信 息的E-Marker忍片来实现。E-Marker由来自Type-C母口中不作插拔连接的那根CC pin提供 的VC0NN供电。在提供VC0NN之前，该CC pin需要检测到线缆中存在约1000欧姆的对地连接 电阻Ra。
[0004] 通常，Ra是采用纯电阻的实现方式，即在Type-C线缆中的VC0順线对地连接一个约 1000欧姆的电阻。运种实现方式简单实用，但是VC0順上电后，该电阻会白白耗费掉几 mA的 电流，不利于整个Type-C接口系统的功耗管理。
【发明内容】
[0005] 基于现有技术的不足，本发明提供了一种USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现 装置，解决纯电阻Ra的功耗问题，该装置在Type-C插拔检测时，表现为一个约1000欧姆的对 地连接电阻，VC0WO:电后，则表现为一个无穷大的电阻。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案为： 一种USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，包括依次电性连接的电阻体、连接开 关、连接控制电路和VC0順上电检测电路，所述VC0順上电检测电路和所述电阻体分别与USB Type-C公口的VC0NN端口连接，所述连接开关与地连接； 所述电阻体，为纯电阻； 所述连接开关，用于连接电阻体和地，控制VC0NN端口经电阻体到地的通路的导通与关 断； 所述VC0順上电检测电路，用于检测VC0順的上电状态，并且向所述连接控制电路输出 上电有效信号VC0NN0K; 所述连接控制电路，用于通过vco順上电检测电路提供的VCO順OK信号，控制所述连接 开关的导通与关闭状态，使得其VC0NN端口上电之前导通，VC0NN端口上电之后关闭。
[0007] 所述电阻体的阻值为1000欧姆，，允许的偏差为±20%。
[000引所述连接开关为耗尽型NM0S管或本征NM0S管。
[0009] 所述连接控制电路包括与非口、和与非口输出端连接的反相器，与非口第一输入 端连接外部时钟信号，第二端连接VC0順上电检测电路的输出端，与非口的输出端串联第一 电容，第一电容的另一端并联第一 PM0S管栅极和第一醒0S管栅极，所述第一 PM0S管漏极连 接第一 NM0S管漏极，所述第一 PM0S管源极和第二PM0S管源极接地，所述第一 NM0S管源极和 第二NM0S管源极均与第Ξ电容相连，第Ξ电容另一端接地，所述第二PM0S管的漏极连接第 二NM0S管漏极，并与第一 PM0S管的栅极相连，所述第二PM0S栅极连接第二NM0S管栅极，并通 过第二电容连接在反相器输出端，第二PM0S管栅极还连接第一 PM0S管漏极，所述第二NM0S 管源极还分别连接第一电阻第一端和连接开关第一端，所述第一电阻第二端连接所述电阻 体的第一端，所述电阻体第二端与连接开关第二端连接，所述电阻体第一端连接与VC0NN端 口连接，所述连接开关的源极接地。
[0010] 所述第一开关第一端为醒0S管栅极端，所述醒0S管漏极连接电阻体第二端，所述 NM0S管源极接地。
[0011] 所述上电检测电路包括第SPM0S管、第四PM0S管、第五PM0S管、第六PM0S管、第四 NM0S管、第五NM0S管、第六NM0S管、第屯NM0S管、第八NM0S管、第九NM0S管、第二电阻、第四电 容和施密特反相器;所述第四PM0S管源极连接第二电阻第一端，所述第二电阻第二端、所述 第SPM0S源极、所述第五PM0S管源极、所述第六PM0S管源极连接VC0順端，所述第SPM0S管 栅极和漏极及所述第四PM0S管栅极与所述第四NM0S管漏极相连，所述第四PM0S管漏极、所 述第五NM0S管漏极、所述第五醒0S管栅极和所述第四醒0S管栅极相互连接，所述第五醒0S 管漏极还分别连接第五PM0S管栅极、第六醒0S管栅极和第屯NM0S管栅极，所述第五PM0S管 漏极连接第六醒0S管漏极，所述第屯醒0S管源极连接第八NM0S管漏极，所述第也疆0S管漏 极分别连接第五PM0S管漏极和施密特反相器的输入端，所述第八醒0S管的栅极连接所述施 密特反相器的输出端，所述施密特反相器的输出端还分别连接第六PM0S管栅极和第九NM0S 管栅极，所述第六PM0S管漏极连接第九NM0S管漏极，所述VC0NN0K端连接在第六PM0S管的漏 极端，所述第屯醒0S管漏极和所述第八醒0S管源极之间并联第四电容，所述第四NM0S管源 极、所述第五醒0S管源极、所述第六醒0S管源极、所述第八醒0S管源极和所述第九NM0S管源 极接地。
[0012] 本发明的有益效果为：为USB Type-c EMCA线缆提供一种Ra电阻的实现装置，解 决纯电阻Ra的功耗问题，该装置有利于整个Type-C接口系统的低功耗管理。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明具体实施例的结构示意图； 图2为本发明具体实施例的电阻体、连接开关和连接控制电路的连接电路结构示意图； 图3为本发明具体实施例的VC0順上电检测电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] W下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清 楚、完整地描述，W充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发 明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出 创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0015] 如图1所示，一种USB Type-c EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，包括依次电性连接 的电阻体Ra、连接开关、连接控制电路和VC0順上电检测电路，VC0順上电检测电路和所述电 阻体分别与USB Type-C公口的VC0NN端口连接，所述连接开关与地连接； 电阻体Ra，为纯电阻，电阻体Ra的阻值为1000欧姆，允许的偏差为± 20%。
[0016] 连接开关，用于连接电阻体和地，控制VC0順端口经电阻体到地的通路的导通与关 断，连接开关作为电阻体和地连接的载体，其工作状态决定了 VC0NN经电阻体到地的通路的 导通与关断。连接开关需要在无供电的情况下保持导通，通常用耗尽型NM0S管实现，也可W 用阔值电压为负的本征(Native)NMOS管实现。
[0017] VC0順上电检测电路，用于检测VC0順的上电状态，并且向连接控制电路输出上电 有效信号VC0NN0K。
[0018] 连接控制电路，用于通过VC0順上电检测电路提供VC0NN0K信号，控制所述连接开 关的导通与关闭状态，使得其VC0NN端口上电之前导通，VC0NN端口上电之后关闭。
[0019] 如图2所示，连接控制电路包括与非Π 、和与非口输出端连接的反相器，与非口第 一输入端连接外部时钟信号0SC，第二端连接VC0NN0K上电检测电路的输出端，与非口的输 出端串联第一电容C1，C1的另一端并联PM1的栅极和醒1的栅极，PM1漏极连接醒1漏极，PM1 源极和第二PM0S管PM2源极接地，醒1源极和第二醒0S管醒2源极均与第Ξ电容C3相连，C3 另一端接地，PM2的漏极连接醒2管漏极，并与PM1的栅极相连，PM2栅极连接醒2栅极，并通过 第二电容C2连接在反相器输出端，PM2栅极还连接PM1漏极，醒2源极还分别连接第一电阻R1 第一端和连接开关第一端，R1第二端连接电阻体Ra的第一端，Ra第二端与连接开关第二端 连接，Ra第一端连接与VC0NN端口连接，连接开关的源极接地。
[0020] 本实施例的连接开关第一端为醒0S管醒3栅极端，醒3漏极连接电阻体Ra第二端， NM3源极接地。
[0021] 其中Ja阻值约为1000欧姆，醒3为连接开关，用耗尽型醒0S管或者阔值电压为负 的本征NM0S管实现。NM3的导通电阻与Ra阻值之和在800欧姆~1200欧姆范围内。图中虚线左 侦树连接控制电路。电阻R1的作用是，在Type-c插拔检测时，利用VC0順灌入的弱电流使得 C0NTR化信号电压大于零，W确保醒3处于导通状态。VC0順上电后，PM1、PM2、醒1、醒2、C1、 C2、C3、与非口和反相器构成交叉禪合的电荷累，产生负电压的CONTROL信号，关闭NM3，从而 切断VC0NN--Ra--NM3--地的通路，W节省功耗。其中0SC信号为时钟信号，VC0NN0K在 VC0NN上电时由低电平变为高电平。CK及其反相信号爾为交叉禪合电荷累的驱动信号。
[0022] 如图3所示，上电检测电路包括第SPM0S管PM3、第四PM0S管PM4、第五PM0S管PM5、 第六PM0S管PM6、第四醒0S管醒4、第五醒0S管醒5、第六匪0S管醒6、第屯匪0S管醒7、第八 NM0S管醒8、第九醒0S管NM9、第二电阻R2、第四电容C4和施密特反相器;PM4源极连接R2第一 端，R2第二端、PM3源极、PM5、PM6源极连接VC0順端，PM3栅极和漏极及PM4栅极与醒4漏极相 连，PM4漏极、醒5漏极、醒5栅极和醒4栅极相互连接，醒5漏极还分别连接PM5栅极、醒6栅极 和醒7栅极，PM5漏极连接醒6漏极，醒7源极连接醒8漏极，醒7漏极分别连接PM5漏极和施密 特反相器的输入端，NM8的栅极连接施密特反相器的输出端，施密特反相器的输出端还分别 连接PM6栅极和醒9栅极，PM6漏极连接醒9漏极，VCONNOK端连接在PM6的漏极端，醒7漏极和 NM8源极之间并联第四电容C4，NM4源极、NM5源极、NM6源极、NM8源极和NM9源极接地。
[0023] 其中，PM3、PM4、醒4、醒5和R2组成一个偏置电流源，其产生的电流通过醒5镜像到 醒6和醒7 dPM5和醒6的栅极连接在一起，随着VC0順的电压上升，PM5的上拉能力大于醒6的 下拉能力，A点的电压逐渐上升。当A点电压高于施密特反相器的翻转电压时，VC0順0K信号 由低变成高。醒7和NM8用于设置迟滞。
[0024] 需要说明的是，W上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述 实施方式，只要其W相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种USB Type-c EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，其特征在于:包括依次电性连接的 电阻体、连接开关、连接控制电路和VCONN上电检测电路，所述VCONN上电检测电路和所述电 阻体分别与USB Type-C公口的VCONN端口连接，所述连接开关与地连接； 所述电阻体，为纯电阻； 所述连接开关，用于连接电阻体和地，控制VCONN端口经电阻体到地的通路的导通与关 断； 所述VCONN上电检测电路，用于检测VCONN的上电状态，并且向所述连接控制电路输出 上电有效信号VC0NN0K; 所述连接控制电路，用于通过VCONN上电检测电路提供的VC0NN0K信号，控制所述连接 开关的导通与关闭状态，使得其VCONN端口上电之前导通，VCONN端口上电之后关闭。2. 如权利要求1所述的USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，其特征在于:所述 电阻体的阻值为1000欧姆，允许的偏差为± 20%。3. 如权利要求1所述的USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，其特征在于:所述 连接开关为耗尽型NM0S管或本征NM0S管。4. 如权利要求3所述的USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，其特征在于:所述 连接控制电路包括与非门、和与非门输出端连接的反相器，与非门第一输入端连接外部时 钟信号，第二端连接VCONN上电检测电路的输出端，与非门的输出端串联第一电容，第一电 容的另一端并联第一 PM0S管栅极和第一 NM0S管栅极，所述第一 PM0S管漏极连接第一 NM0S管 漏极，所述第一 PM0S管源极和第二PM0S管源极接地，所述第一匪0S管源极和第二匪0S管源 极均与第三电容相连，第三电容另一端接地，所述第二PM0S管的漏极连接第二NM0S管漏极， 并与第一 PM0S管的栅极相连，所述第二PM0S栅极连接第二匪0S管栅极，并通过第二电容连 接在反相器输出端，第二PM0S管栅极还连接第一 PM0S管漏极，所述第二NM0S管源极还分别 连接第一电阻第一端和连接开关第一端，所述第一电阻第二端连接所述电阻体的第一端， 所述电阻体第二端与连接开关第二端连接，所述电阻体第一端连接与VCONN端口连接，所述 连接开关的源极接地。5. 如权利要求4所述的USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，其特征在于:所述 第一开关第一端为匪0S管栅极端，所述W0S管漏极连接电阻体第二端，所述NM0S管源极接 地。6. 如权利要求4所述的USB Type-C EMCA线缆中Ra电阻的实现装置，其特征在于:所述 上电检测电路包括第三PM0S管、第四PM0S管、第五PM0S管、第六PM0S管、第四匪0S管、第五 匪0S管、第六匪0S管、第七匪0S管、第八匪0S管、第九匪0S管、第二电阻、第四电容和施密特 反相器;所述第四PM0S管源极连接第二电阻第一端，所述第二电阻第二端、所述第三PM0S源 极、所述第五PM0S管源极、所述第六PM0S管源极连接VCONN端，所述第三PM0S管栅极和漏极 及所述第四PM0S管栅极与所述第四匪0S管漏极相连，所述第四PM0S管漏极、所述第五匪0S 管漏极、所述第五NM0S管栅极和所述第四NM0S管栅极相互连接，所述第五NM0S管漏极还分 别连接第五PM0S管栅极、第六匪0S管栅极和第七匪0S管栅极，所述第五PM0S管漏极连接第 六匪0S管漏极，所述第七匪0S管源极连接第八NM0S管漏极，所述第七匪0S管漏极分别连接 第五PM0S管漏极和施密特反相器的输入端，所述第八NM0S管的栅极连接所述施密特反相器 的输出端，所述施密特反相器的输出端还分别连接第六PM0S管栅极和第九W0S管栅极，所 述第六PMOS管漏极连接第九NMOS管漏极，所述VCONNOK端连接在第六PMOS管的漏极端，所述 第七NM0S管漏极和所述第八NM0S管源极之间并联第四电容，所述第四NM0S管源极、所述第 五NM0S管源极、所述第六NM0S管源极、所述第八NM0S管源极和所述第九NM0S管源极接地。
【文档编号】H03K17/687GK106059553SQ201610615694
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】梁源超, 邓琴
【申请人】珠海智融科技有限公司