一种芯片保护电路、保护方法及终端与流程

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种芯片保护电路、保护方法及终端。

背景技术：

通用串行总线接口(universalserialbus，usb)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。

c型usb接口(typec)，以其不分正反的插型优势，正成为usb接口的发展趋势。然而，typec接口与传统usb接口相比，相邻信号引脚之间的物理间距更小，在用户使用时，相邻信号引脚短路的概率更高，也更容易出现电源总线(voltagebus，vbus)电源信号短接到相邻信号引脚的情况。在用户使用手机时也可能出现因插入非标准充电器等情况，导致高电压连接到vbus引脚的相邻引脚上。当以上情况出现时，与vbus引脚相邻的引脚会接收本应由vbus引脚接收的高电压信号，致使与其相连接的芯片被损坏。图1为一种usb接口与芯片和电源系统的现有的连接关系示意图，如图1所示，usb接口中的vbus引脚与所属终端的电源系统相连，vbus引脚旁的相邻引脚与所属终端的芯片相连，当图1中相邻引脚和vbus引脚发生短路或usb插头插入usb接口出现错位时，vbus引脚上的输入电压便有可能施加到芯片上，如图1中虚线所示，而vbus引脚上的输入电压远远高于第一引脚的工作电压，从而致使芯片因高电压而被损坏。

综上所述，目前缺少一种电路及方法来保护与vbus引脚的相邻引脚相连接的芯片。

技术实现要素：

本发明提供一种芯片保护电路及方法，用以解决现有技术中存在缺少一种电路及方法来保护与vbus引脚的相邻引脚相连接的芯片的问题。

本发明实施例提供一种芯片保护电路，包括：

电压检测电路、控制电路、安全电路；

电压检测电路与第一引脚电连接，用于检测第一引脚的输入电压，第一引脚为通用串行总线接口usb的电压总线引脚相邻的引脚；

控制电路与电压检测电路电连接，用于当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，将第一引脚与安全电路相连通；当第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，将第一引脚与芯片相连通；所述第一阈值为基于所述第一引脚的工作电压值得到的。

较佳的，所述电压检测电路包括：

第一电阻、第二电阻、模数转换器；

第一引脚、第一电阻和第二电阻依次电连接，构成串联电路，第二电阻为接地电阻；

模数转换器与节点电连接，节点设置于第一电阻和第二电阻之间；

模数转换器用于将第一分压转换为分压信号，并将分压信号发送给控制电路；第一分压为第一引脚的输入电压经所述第一电阻和所述第二电阻分压后得到的。

较佳的，所述控制电路包括：

处理器和切换开关；

所述处理器与所述模数转换器电连接，用于根据分压信号判断第一引脚的输入电压是否超过第一阈值；

若第一引脚的输入电压超过第一阈值，则向切换开关发送第一切换指令；第一切换指令用于指示切换开关将第一引脚与安全电路相连通；

若第一引脚的输入电压未超过第一阈值，则向切换开关发送第二切换指令；第二切换信号用于指示切换开关将第一引脚与芯片相连通；

切换开关与处理器电连接，用于接收并执行第一切换指令或第二切换指令。

较佳的，第一电阻和第二电阻满足如下关系：

其中，r1为第一电阻的电阻值，r2为第二电阻的电阻值，vbus为电压总线引脚的工作电压，vadc为模数转换器的最大测量电压。

较佳的，安全电路包括第三电阻，第三电阻为接地电阻，用于将接收到的第一引脚的输入电压导入地系统。

本发明实施例提供一种芯片保护方法，包括：

电压检测电路检测第一引脚的输入电压并发送给控制电路，第一引脚为通用串行总线接口usb的电压总线引脚相邻的引脚；

控制电路确定第一引脚的输入电压是否超过第一阈值，若超过第一阈值，则将第一引脚与安全电路相连通；若未超过第一阈值，则将第一引脚与芯片相连通；第一阈值为基于第一引脚的工作电压值得到的。

较佳的，电压检测电路检测第一引脚的输入电压并发送给控制电路，包括：

检测第一分压，第一分压为第一引脚的输入电压经第一电阻和第二电阻分压后得到的；

根据第一分压，将第一分压转换为分压信号，将分压信号发送给控制电路。

较佳的，控制电路确定所述第一引脚的输入电压是否超过第一阈值，包括：控制电路根据分压信号判断第一引脚的输入电压是否超过第一阈值。

较佳的，第一电阻和第二电阻满足如下关系：

其中，r1为第一电阻的电阻值，r2为第二电阻的电阻值，vbus为电压总线引脚的工作电压，vadc为模数转换器的最大测量电压。

较佳的，安全电路包括第三电阻，第三电阻为接地电阻，用于将接收到的第一引脚的输入电压导入地系统。

本发明实施例提供一种终端，包含上述芯片保护电路，工作芯片、usb接口；

芯片保护电路用于在第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，将第一引脚与工作芯片相连通，

第一引脚为所述usb接口中与电压总线引脚相邻的引脚。

综上所述，本发明实施例提供了一种芯片保护电路、保护方法及终端，包括：电压检测电路、控制电路、安全电路；电压检测电路与第一引脚电连接，用于检测第一引脚的输入电压，第一引脚为通用串行总线接口usb的电压总线引脚相邻的引脚；控制电路与电压检测电路电连接，用于当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，将第一引脚与安全电路相连通；当第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，将第一引脚与芯片相连通；所述第一阈值为基于所述第一引脚的工作电压值得到的。通过电压检测电路可以检测第一引脚的电压，控制电路根据电压检测电路检测的电压控制芯片与第一引脚或安全电路之间的连通。当第一引脚的输入电压正常时，电压检测电路便会检测到相应的正常电压，控制电路因此控制第一引脚与芯片相连通，使得usb可以正常工作；当第一引脚的输入电压过高时，电压检测电路便会检测的相应的高电压，控制电路根据电压检测电路检测到的高电压将第一引脚与安全电路相连通，使得第一引脚输入的高压信号传送给安全电路，从而保护了芯片。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种usb接口与芯片和电源系统的现有的连接关系示意图；

图2为本发明实施例提供的一种芯片保护电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种以图2为基础的芯片保护电路；

图4为本发明实施例提供的一种以图3为基础的芯片保护电路；

图5为本发明实施例提供的一种以图4为基础的芯片保护电路；

图6为本发明实施例提供的一种芯片保护方法流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种终端结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明实施例提供的一种芯片保护电路结构示意图，如图2所示的一种芯片保护电路由图2中的电压检测电路、控制电路和安全电路构成，其中，电压检测电路与第一引脚电连接，用于检测第一引脚的输入电压，第一引脚为usb的电压总线引脚相邻的引脚；控制电路与电压检测电路电连接，用于当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，将第一引脚与安全电路相连通；当第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，将第一引脚与芯片相连通；第一阈值为基于第一引脚的工作电压值得到的。

基于上述芯片保护电路，在具体实施过程中，电压检测电路与第一引脚电连接，能够检测第一引脚的输入电压，较佳的，电压检测电路所测得的第一引脚的输入电压不必须是第一引脚输入电压的真实值，可根据电压检测电路元器件测量范围等因素测量第一引脚输入电压的相对大小。电压检测电路与控制电路电连接，可以将测得的第一引脚的输入电压传输给控制电路。控制电路收到电压检测电路所测得的第一引脚的输入电压后，将第一引脚的输入电压与预设的第一阈值相对比。若输入电压高于第一阈值，说明此时的输入电压有损坏芯片的风险，控制电路控制第一引脚与安全电路相连通，以使安全电路将第一引脚传送来的输入信号传输出去避免此输入信号损坏芯片；若输入电压不高于第一阈值，说明第一引脚的输入电压正常，控制电路控制第一引脚与芯片相连通以使终端能够正常工作。较佳的，当第一引脚的输入电压回复至未超过第一阈值时，控制电路控制第一引脚与芯片重新连通。较佳的，控制电路也可以一直处于默认第一引脚与芯片相连通的状态，直至第一引脚输入电压超过第一阈值时，才控制第一引脚与安全电路相连通，当第一引脚的输入电压回复至低于第一阈值时，控制电路再控制第一引脚与芯片回复至默认状态。较佳的，第一阈值为第一引脚的工作电压，第一引脚的工作电压是第一引脚正常工作时的输入电压，通常情况下，第一引脚的输入电压并不会超过工作电压，当第一引脚的输入电压超过工作电压时，便说明第一引脚的输入发生了异常，由于第一引脚的输入电压会直接加在芯片上，因此其输入电压会影响芯片的工作性能，甚至损坏芯片。当第一引脚的输入电压正常时，电压检测电路便会检测到相应的正常电压，控制电路因此控制第一引脚与芯片相连通，使得usb可以正常工作；当第一引脚的输入电压过高时，电压检测电路便会检测的相应的高电压，控制电路根据电压检测电路检测到的高电压将第一引脚与安全电路相连通，使得第一引脚输入的高压信号传送给安全电路，从而保护了芯片。

一般发生第一引脚输入电压过高的情况时，vbus引脚正在输入电压信号，即usb接口所属终端正在充电，因此控制电路在控制第一引脚与安全电路相连通的同时，可选的，还可以停止充电，并提示用户检查usb接口的连接情况。

需指出的是，上述电路中的芯片为只包含了处理第一引脚输入信号功能的芯片，将能够实现本发明实施例中其它电路模块的功能的元器件也集成在芯片上的情况亦包含于本发明实施例提供的技术方案之中。

为了更进一步说明本发明实施例提供的芯片保护电路中的电压测量电路，在图2所示的芯片保护电路的基础上，本发明实施例还提供了一种较为具体的实现方式，如图3所示，为本发明实施例提供的一种以图2为基础的芯片保护电路。由图3可见，芯片保护电路中的电压检测电路包括：第一电阻、第二电阻、模数转换器(analog-to-digitalconverter，adc)；第一引脚、第一电阻和第二电阻依次电连接，构成串联电路，第二电阻为接地电阻；数模转换器与节点电连接，节点设置于第一电阻和第二电阻之间；模数转换器用于将第一分压转换为分压信号，并将分压信号发送给控制电路；第一分压为第一引脚的输入电压经第一电阻和第二电阻分压后得到的。在电路具体使用过程中，节点处的电压与第一引脚的输入电压之间的关系如公式一所示：

其中，v0为节点电压，r1为第一电阻阻值，r2为第二电阻阻值，v1为第一引脚的输入电压。adc与节点电连接，为具有测量功能的adc，当然，adc的测量功能也可由其它元器件实现，此种实施例亦包含于本发明实施例所公开的技术方案之中。adc检测第一电阻和第二电阻之间的节点电压，此节点电压即为第一引脚的输入电压经第一电阻和第二电阻分压后得到的的第一分压，并将节点电压转换为模拟信号发送给控制电路。由上述电路可见，电压检测电路并没有直接检测第一引脚的输入信号，这是由于，在大多数情况下vbus引脚的输入电压要高于adc的测量量程，当vbus引脚的电压加到第一引脚时，若adc直接测量第一引脚的电压，便会因第一引脚的电压超出adc量程而使得测量结果不准确，即adc直接测量第一引脚的电压的话，其测量结果可信度不佳。采用分压的测量方式，可以克服adc量程限制，提高测量结果的可信度，而且还可以延长adc的使用寿命。

相应的，若电压检测电路测量的是第一引脚输入电压的分压，较佳的，第一阈值如公式二所示：

其中，vc为第一引脚的工作电压。

较佳的，第一电阻和第二电阻满足如下关系：

其中，vbus为所述电压总线引脚的工作电压，vadc为所述模数转换器的最大测量电压。当第一电阻和第二电阻满足如公式三所示的关系时，adc便可以测得vbus引脚的输入电压完全加到第一引脚上时，第一引脚输入电压的异常情况，使得测量结果的可信度更高。

基于如图3所示的电路，adc检测第一电阻和第二电阻之间的第一分压，并将测得的第一分压转化为分压信号发送给控制电路。控制电路根据分压信号中第一分压的电压大小与第一阈值的关系控制第一引脚与芯片或安全电路的连通。若第一引脚的输入电压正常，则第一分压不会超过第一阈值，控制电路控制第一引脚与芯片相连通；若vbus引脚和第一引脚之间发生短路，则第一分压超过第一阈值，控制电路控制第一引脚与安全电路相连通以使高输入电压不会加到芯片之上，从而保护芯片。

为了更进一步说明本发明实施例提供的芯片保护电路中的控制电路，在图3所示的芯片保护电路的基础上，本发明实施例还提供了一种更为具体的实现方式，如图4所示，为本发明实施例提供的一种以图3为基础的芯片保护电路。由图4可见，芯片保护电路中的控制电路包括：处理器(centralprocessingunit，cpu)和切换开关；处理器与模数转换器电连接，用于根据分压信号判断第一引脚的输入电压是否超过第一阈值；若第一引脚的输入电压超过第一阈值，则向切换开关发送第一切换指令；第一切换指令用于指示切换开关将第一引脚与安全电路相连通；若第一引脚的输入电压未超过第一阈值，则向切换开关发送第二切换指令；第二切换信号用于指示切换开关将第一引脚与芯片相连通；切换开关与处理器电连接，用于接收并执行第一切换指令或第二切换指令。在图4所示的电路结构中，cpu接收来自adc的分压信号，并根据分压信号判断第一引脚的输入电压是否超过第一阈值，较佳的，这里第一引脚的输入电压为以节点的第一分压表示的第一引脚的实际的输入电压的相对大小，第一阈值为根据公式二获得的电压值。当然，cpu也可以经过换算，根据第一分压以及公式一计算得到第一引脚的实际的输入电压，再将第一引脚的实际的输入电压与第一引脚的工作电压相对比，这些都作为可行的实现方式而包含于本发明实施例中。cpu与切换开关电连接，当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，cpu向切换开关发送第一切换指令，切换开关根据第一切换指令将第一引脚与安全电路相连通；当第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，cpu向切换开关发送第二切换指令，切换开关根据第二切换指令将第一引脚与芯片相连通。可选的，切换开关也可以默认保持第一引脚与芯片相连通，当第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，cpu不向切换开关发送切换指令，当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，cpu向切换开关发送第一切换指令，切换开关根据第一切换指令将第一引脚与安全电路相连通，以使第一引脚上的高输入电压不会加在芯片上，从而保护芯片。当第一引脚的输入电压回复至未超过第一阈值时，cpu再向切换开关发送第二切换指令，切换开关根据第二切换指令将第一引脚与安全电路相连通。

为了更进一步说明本发明实施例提供的芯片保护电路中的安全电路，在图4所示的芯片保护电路的基础上，本发明实施例还提供了一种更为具体的实现方式，如图5所示，为本发明实施例提供的一种以图4为基础的芯片保护电路。由图5可见，芯片保护电路中的安全电路包括：第三电阻，第三电阻为接地电阻，用于将接收到的第一引脚的输入电压导入地系统。基于图5所示的电路，当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，cpu控制切换开关将第一引脚与第三电阻相连通，第一引脚的输入电压经第三电阻被导入地系统，从而实现了第一引脚与地系统的通路，使得高输入电压被输出系统。

综上所述，本发明实施例提供了一种芯片保护电路，包括：电压检测电路、控制电路、安全电路；电压检测电路与第一引脚电连接，用于检测第一引脚的输入电压，第一引脚为通用串行总线接口usb的电压总线引脚相邻的引脚；控制电路与电压检测电路电连接，用于当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，将第一引脚与安全电路相连通；当第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，将第一引脚与芯片相连通；所述第一阈值为基于所述第一引脚的工作电压值得到的。通过电压检测电路可以检测第一引脚的电压，控制电路根据电压检测电路检测的电压控制芯片与第一引脚或安全电路之间的连通。当第一引脚的输入电压正常时，电压检测电路便会检测到相应的正常电压，控制电路因此控制第一引脚与芯片相连通，使得usb可以正常工作；当第一引脚的输入电压过高时，电压检测电路便会检测的相应的高电压，控制电路根据电压检测电路检测到的高电压将第一引脚与安全电路相连通，使得第一引脚输入的高压信号传送给安全电路，从而保护了芯片。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种芯片保护方法，该方法可以通过上述芯片保护电路实现。图6为本发明实施例提供的一种芯片保护方法流程示意图，如图6所示，包括以下步骤：

s601：电压检测电路检测第一引脚的输入电压并发送给控制电路，第一引脚为通用串行总线接口usb的电压总线引脚相邻的引脚；

s602：控制电路确定第一引脚的输入电压是否超过第一阈值，若超过第一阈值，则将第一引脚与安全电路相连通；若未超过第一阈值，则将第一引脚与芯片相连通；第一阈值为基于第一引脚的工作电压值得到的。

较佳的，电压检测电路检测第一引脚的输入电压并发送给控制电路，包括：

检测第一分压，第一分压为第一引脚的输入电压经第一电阻和第二电阻分压后得到的；

根据第一分压，将第一分压转换为分压信号，将分压信号发送给控制电路。

较佳的，控制电路确定第一引脚的输入电压是否超过第一阈值，包括：控制电路根据分压信号判断第一引脚的输入电压是否超过第一阈值。

较佳的，第一电阻和第二电阻满足如下关系：

其中，r1为第一电阻的电阻值，r2为第二电阻的电阻值，vbus为电压总线引脚的工作电压，vadc为模数转换器的最大测量电压。

较佳的，安全电路包括第三电阻，第三电阻为接地电阻，用于将接收到的第一引脚的输入电压导入地系统。

电压检测电路检测第一引脚的输入电压并发送给控制电路，控制电路确定第一引脚的输入电压是否超过第一阈值。第一阈值与第一引脚的工作电压相关，若第一引脚的输入电压未超过第一阈值，说明第一引脚工作正常，则将第一引脚与芯片相连通以使第一引脚和芯片能够正常工作；若第一引脚的输入电压超过第一阈值，说明第一引脚的输入电压发生异常，有可能损坏芯片，此时，将第一引脚与安全电路相连通，使得第一引脚上的异常输入电压可以经安全电路导出系统而不必加在芯片上，实现了对芯片的保护。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种终端，该终端包含本发明实施例提供的任意芯片保护电路，图7为本发明实施例提供的一种终端结构示意图，如图7所示，终端包含芯片保护电路、工作芯片、usb接口；芯片保护电路用于在第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，将第一引脚与工作芯片相连通，第一引脚为usb接口中与电压总线引脚相邻的引脚。

综上所述，本发明实施例提供了一种芯片保护电路、保护方法及终端，包括：电压检测电路、控制电路、安全电路；电压检测电路与第一引脚电连接，用于检测第一引脚的输入电压，第一引脚为通用串行总线接口usb的电压总线引脚相邻的引脚；控制电路与电压检测电路电连接，用于当第一引脚的输入电压超过第一阈值时，将第一引脚与安全电路相连通；当第一引脚的输入电压未超过第一阈值时，将第一引脚与芯片相连通；所述第一阈值为基于所述第一引脚的工作电压值得到的。通过电压检测电路可以检测第一引脚的电压，控制电路根据电压检测电路检测的电压控制芯片与第一引脚或安全电路之间的连通。当第一引脚的输入电压正常时，电压检测电路便会检测到相应的正常电压，控制电路因此控制第一引脚与芯片相连通，使得usb可以正常工作；当第一引脚的输入电压过高时，电压检测电路便会检测的相应的高电压，控制电路根据电压检测电路检测到的高电压将第一引脚与安全电路相连通，使得第一引脚输入的高压信号传送给安全电路，从而保护了芯片。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。