一种USB接口电路及智能插座的制作方法

本实用新型涉及一种usb接口电路及智能插座，属于充电器技术领域。

背景技术：

现有技术中，经常会见到一种智能插座，具有两孔插孔、三孔插孔、按键、负载指示灯及usb接口，负载指示灯随着电子负载的开关而亮灭，从而通过灯光亮灭或颜色变化指示usb负载供电状态。

如图1所示，为现有的带有负载充电指示功能的usb充电电路，使用1n5401二极管在负载导通后会产生压降的原理通过二极管两端的压差对三极管进行开关控制，进而控制负载指示灯的亮灭；但是上述usb充电电路，一般适用于低功率负载，usb输出电流一般为200ma，压降高达0.8v，导致输入电压和usb输出电压产生的压差也较大，限制了限流ic的选择范围(电压输入参数)。

但是，上述方案中存在两项技术缺陷：

(1)现有的usb充电电路，负载充满时，维持电流造成压差、处于一直亮的指示状态，可能破坏负载并且当负载电流大时候，功耗浪费明显，并且灵敏度低；

(2)usb输出需要满足4.75v-5.1v的电压输出，使用1n5401二极管方案时，二极管的压差为0.8v，满足电压输出需要将输入电压给提高到5.8v以上，而usb限流芯片的电压输入范围为2.7-5.5v，两者有冲突，不能准确指示。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种usb接口电路及智能插座，以解决现有usb充电指示电路指示不准确、灵敏度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：本实用新型提供了一种usb接口电路，包括usb端子，所述usb端子包括电源正极引脚和电源负极引脚，用于连接供电电源；

还包括：

阈值产生电路，用于产生电压阈值；

比较器，用于比较usb接口电压与所述电压阈值，并根据比较结果输出；

所述比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一输入端连接所述usb端子的电源负极引脚；所述第二输入端连接所述阈值产生电路；

指示灯电路，连接所述比较器的输出端，用于根据比较器的输出结果控制亮度。

本实用新型通过有效监测usb端子处的电压，并设置合适的电压阈值进行比较，保证了指示灯对连接情况的准确指示。通过利用比较芯片替换现有的二极管，减少了因使用二极管产生的高压差，增大了限流ic的选择范围。

进一步的，所述usb端子的电源正极引脚连接所述供电电源，并通过并联的两个电容接地；所述usb端子的电源负极引脚通过采样电阻接地。

进一步的，所述阈值产生电路为电阻分压电路，包括依次串联连接第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接所述usb端子的电源正极引脚，用于提供电源电压，所述第二电阻接地；所述第一电阻和第二电阻的连接端连接所述比较器的第二输入端。

进一步的，所述指示灯电路包括指示灯和第四电阻，所述指示灯通过第四电阻连接所述比较器的输出端。

进一步的，所述比较器的电源端连接所述usb接口的电源正极引脚。

进一步的，所述比较器采用lm358芯片。

本实用新型还提供了一种智能插座，包括电气插孔和usb插孔，所述usb插孔连接有usb接口电路，包括usb端子，所述usb端子包括电源正极引脚和电源负极引脚，用于连接供电电源；

还包括：

阈值产生电路，用于产生电压阈值；

比较器，用于比较usb接口电压与所述电压阈值，并根据比较结果输出；

所述比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一输入端连接所述usb端子的电源负极引脚；所述第二输入端连接所述阈值产生电路；

指示灯电路，连接所述比较器的输出端，用于根据比较器的输出结果控制亮度。

本实用新型通过有效监测usb端子处的电压，并设置合适的电压阈值进行比较，保证了指示灯对连接情况的准确指示。通过利用比较芯片替换现有的二极管，减少了因使用二极管产生的高压差，增大了限流ic的选择范围。

进一步的，所述usb端子的电源正极引脚连接所述供电电源，并通过并联的两个电容接地；所述usb端子的电源负极引脚通过采样电阻接地。

进一步的，所述阈值产生电路为电阻分压电路，包括依次串联连接第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接所述usb端子的电源正极引脚，用于提供电源电压，所述第二电阻接地；所述第一电阻和第二电阻的连接端连接所述比较器的第二输入端。

进一步的，所述指示灯电路包括指示灯和第四电阻，所述指示灯通过第四电阻连接所述比较器的输出端。

进一步的，所述比较器的电源端连接所述usb接口的电源正极引脚。

进一步的，所述比较器采用lm358芯片。

附图说明

图1是现有技术中usb接口电路示意图；

图2是本实用新型usb接口电路实施例中usb接口电路供电原理图；

图3是本实用新型usb接口电路实施例中阈值比较示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

usb接口电路实施例：

本实施例中提供了一种usb接口电路，该接口电路的总体构思是：通过采样电阻获取usb端子中的电源引脚处的电压或流过的电流大小，并根据比较阈值的调整，来提高充电过程中指示电路的灵敏度。

具体的，本实施例中以检测usb端子的电源负极引脚处的电压为例，该usb接口电路的具体组成进行介绍。

为了获取usb端子的电源负极引脚处的电压，本实施例中，在电源负极引脚处通过设置一个采样电阻(r18)，通过采样电阻(r18)检测流过usb电源负极引脚的电流，通过采样电阻(r18)形成一个压差，以获取电源负极引脚处的电压值。

如图2所示，为本实施例中该usb接口电路原理图，包括usb端子，所述usb端子包括电源正极引脚和电源负极引脚，用于连接供电电源。本实施例中，该usb端子作为电源转接端子连接供电电源，相当于一个插座，为具有相匹配的插头的负载供电。图2中在usb接口电路连接供电电源时，通常会通过相应的降压模块或限流ic连接供电电源，由于本实施例中关键在于usb接口电路，故不再详细介绍。

如图3所示，该usb接口电路还包括阈值产生电路，用于产生电压阈值。本实施例中，通过一个电阻分压电路作为阈值产生电路，包括依次串联连接第一电阻(r16)和第二电阻(r20)，所述第一电阻(r16)连接所述usb端子的电源正极引脚，用于提供电源电压，所述第二电阻(r20)接地；所述第一电阻(r16)和第二电阻(r20)的连接端连接所述比较器的第二输入端。作为其他实施方式，也可以采用其他的阈值产生电路，例如，采用恒流法和恒压法获取阈值。

本实施例中，主要通过一个比较器进行阈值比较来调整usb指示电路的灵敏度。如图3所示，本实施例中，该比较器包括第一输入端(in+)、第二输入端(in-)和输出端(out1)；所述第一输入端(in+)连接所述usb端子的电源负极引脚；所述第二输入端(in-)连接阈值产生电路。而该比较器的输出端(out1)，则连接一个指示灯电路，用于根据比较器的输出结果控制亮度。

该指示灯电路包括指示灯和第四电阻，所述指示灯通过第四电阻连接所述比较器的输出端。

本实施例中，所述比较器的电源端连接所述usb接口的电源正极引脚。作为另外一种实施方式，本实施例中，所述比较器的电源端也可以直接连接供电电源。

本实施例中，该usb接口电路的工作原理是：当检测到采样电阻两端的压差高于电压阈值时，usb指示灯的颜色变化或明灭变化进行供电提示。

或者是，当usb负载充电设备拔掉插头时，采样电阻中流过的电流为0，低于所述电压阈值，则比较器的输出关断，指示灯熄灭或颜色变化。

作为对本实施方式的进一步改进，本实施例中，指示灯显示方式可以采用灯光颜色变化，或者是指示灯明灭变化。具体的，(1)灯光明灭变化：采用包括但不限于以下两种方式，①指示灯采用红蓝双色贴片led，作为usb端子和usb插头通断电状态以及入网/退网状态指示。红色和蓝色发光二极管反向并联，usb智能插座通电时，发光二极管显示红色灯光，提示此时处于通电状态；发光二极管显示蓝色灯光进行负载供电提示。②将上述红蓝双文灯改换为暖白灯。(2)指示灯颜色变化：仅用发光二极管的颜色变化来只是负载供电提示的变化。

本实施例中，通过调节第一电阻(r16)和第二电阻(r20)的比较，进行比较器的阈值调节，进而调整指示电路的灵敏度。通过利用比较芯片替换现有的二极管，减少了因使用二极管产生的高压差，而导致输入电压和usb输出电压差值较大的问题，增大了限流ic的选择范围。

本实施例中，该比较器可以采用lm358运放(双路)，也可以采用单路运放，例如opa365aidbvr等。

智能插座实施例：

本实施例中，该智能插座包括电气插孔和usb插孔，所述usb插孔连接有usb接口电路。该usb接口电路的具体内容已在上述usb接口电路实施例中详细说明，故此处不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。