一种静电放电防护系统及电子设备的制作方法

本实用新型实施例涉及静电防护技术领域，尤其涉及一种静电放电防护系统及电子设备。

背景技术：

通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)设备因具有便携性等特点受到人们的普遍追捧，用户在为USB设备充电或者通过USB设备传输数据时，需要通过USB接口连接电源或者其他USB设备。在USB设备通过USB接口连接电源或者其他USB设备时，易产生静电。静电电压能够高达8000V，人体可能感觉不到该电压值的静电电压，但是USB设备内的元件却会受到损坏，静电放电可使集成电路芯片介质击穿、芯线熔断，漏电流正大加速老化，电性能参数改变等等。

所以在USB设备中与USB接口电连接设置有静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)防护电路。用于在USB设备产生静电时，对USB接口的电源线Vbus、数据线D+以及数据线D-三个管脚进行保护。

ESD防护电路与需要保护的电路并联连接，但是在USB设备没有其他USB设备插入时，该USB设备的ESD防护电路与充电电路之间会产生一电流路径，导致充电电路接收到存在其他USB设备插入该USB设备的错误信号，并将该错误信号发送给该USB设备的处理器，处理器根据该错误信号会发出错误的指令，例如，控制充电灯亮起，控制USB设备无法关机等。

技术实现要素：

本实用新型提供一种静电放电防护系统及电子设备，以解决现有静电放电防护电路在USB设备未充电时，易发送充电中的状态信号至充电电路，造成USB设备出现错误状态的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种静电放电防护系统，包括：静电放电防护电路、USB接口、充电电路以及第一二极管；

所述静电放电防护电路的第一连接端通过所述第一二极管与所述USB接口的电源线电连接，第二连接端与所述USB接口的数据线正极电连接，第三连接端与所述USB接口的数据线负极电连接；

所述USB接口的电源线与所述充电电路的第一连接端电连接；

其中，所述静电放电防护电路的第一连接端与所述第一二极管的负极电连接，所述第一二极管的正极与所述USB接口的电源线电连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括本实用新型任意实施例所述的静电放电防护系统。

本实用新型实施例提供的静电放电防护系统及电子设备，包括USB接口、充电电路、静电放电防护电路以及第一二极管，USB接口需要保护的引脚包括电源线、数据线正极以及数据线负极，静电放电防护电路的第一连接端通过第一二极管与USB接口的电源线电连接，第二连接端与数据线正极电连接，第三连接端与数据线负极电连接，用于分别对电源线、数据线正极以及数据线负极进行静电放电防护，并且电源线还与充电电路的第一连接端电连接，用于发送充电信号至充电电路，其中，静电放电防护电路的第一连接端与第一二极管的负极电连接，第一二极管的负极与电源线电连接，即第一二极管的负极与充电电路的第一连接端电连接，用于利用第一二极管的反向阻断性能，防止静电放电防护电路和充电电路之间产生电流通路。解决了现有静电放电防护电路在USB设备未充电时，易发送充电中的状态信号至充电电路，造成USB设备出现错误状态的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的静电放电防护系统的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种静电放电防护系统的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供一种静电放电防护系统，图1是本实用新型实施例提供的静电放电防护系统的示意图，参考图1，该静电放电防护系统包括：

静电放电防护电路11、USB接口12、充电电路13以及第一二极管14；

静电放电防护电路11的第一连接端IN1通过第一二极管14与USB接口12的电源线Vbus电连接，第二连接端IN2与USB接口12的数据线正极D+电连接，第三连接端IN3与USB接口12的数据线负极D-电连接，用于分别对电源线Vbus、数据线正极D+以及数据线负极D-进行静电放电防护；

USB接口12的电源线Vbus与充电电路13的第一连接端IN4电连接，用于发送充电信号至充电电路13；

其中，静电放电防护电路11的第一连接端IN1与第一二极管的负极电连接，第一二极管的正极与USB接口12的电源线Vbus电连接，用于防止静电放电防护电路11和充电电路13之间产生电流通路。

现有的手机、掌上电脑、充电台灯、充电电扇等电子设备具有小型化、便携性的优点，受到用户的追捧，这些便携式电子设备大多数通过USB接口进行充电以及数据的传输。但是由于电源插头或者其他设备在接入该电子设备的USB接口时，容易产生静电，静电电压可达到8000V，而USB设备的充电电压一般都在5V左右，静电电压可损坏USB接口以及与USB接口电连接的电路以及芯片，致使电子设备无法继续使用，给用户带来财产损失。

USB接口11需要保护的引脚包括电源线Vbus、数据线正极D+以及数据线负极D-，可选的，参考图1，USB接口12还包括接地线VSS，接地线VSS与地端GND电连接，则USB接口12包括四个连接引脚：电源线Vbus、数据线正极D+、数据线负极D-以及地端VSS，静电放电防护电路11用于对USB接口11进行保护，静电放电防护电路11的第一连接端、第二连接端以及第三连接端分别与USB接口11的电源线Vbus、数据线正极D+以及数据线负极D-电连接，用于对USB接口12的电源线Vbus、数据线正极D+以及数据线负极D-进行静电放电防护，并且第一连接端通过第一二极管14与电源线Vbus进行电连接。

USB接口12的电源线Vbus还与充电电路13的第一连接端IN4电连接，用于发送充电信号至充电电路13，并使得充电电路13获取电子设备的充电电源。

值得注意的是，静电放电防护电路11的第一连接端IN1与第一二极管14的负极电连接，第一二极管14的正极与USB接口12的电源线Vbus电连接，即第一二极管14的正极与充电电路13的第一连接端IN4电连接。因为当USB接口12未接入电源设备时，第一连接端IN4处为低电平，静电放电防护电路11内的高电平端与充电电路13的第一连接端IN4之间可能形成回路，导致充电电路13获取错误的充电信号，即在电子设备未接入电源设备时，充电电路13很可能会因为静电放电防护电路11输入至充电电路13的电流误认为USB接口12接入了电源电压，使得充电电路13发送错误的信号至电子设备的其他控制单元，从而导致电子设备出现错误，影响使用。

在静电放电防护电路11和充电电路13之间设置第一二极管14，利用第一二极管14的反向阻隔性，防止静电放电防护电路11输出电流至充电电路13，防止充电电路13产生错误信号。

本实用新型实施例提供的静电放电防护系统，包括USB接口、充电电路、静电放电防护电路以及第一二极管，USB接口需要保护的引脚包括电源线、数据线正极以及数据线负极，静电放电防护电路的第一连接端通过第一二极管与USB接口的电源线电连接，第二连接端与数据线正极电连接，第三连接端与数据线负极电连接，用于分别对电源线、数据线正极以及数据线负极进行静电放电防护，并且电源线还与充电电路的第一连接端电连接，用于发送充电信号至充电电路，其中，静电放电防护电路的第一连接端与第一二极管的负极电连接，第一二极管的负极与电源线电连接，即第一二极管的负极与充电电路的第一连接端电连接，用于利用第一二极管的反向阻断性能，防止静电放电防护电路和充电电路之间产生电流通路。解决了现有静电放电防护电路在电子设备未充电时，易发送充电中的状态信号至充电电路，造成电子设备出现错误状态的问题。

可选的，参考图2，图2是本实用新型实施例提供的另一种静电放电防护系统的示意图，静电放电防护电路11包括：

第一瞬态抑制二极管D1，第一瞬态二极管111的负极与静电放电防护电路11的第一连接端IN1电连接；正极与地端GND电连接；

第二二极管D2，第二二极管D2的正极与静电放电防护电路11的第二连接端IN2电连接；负极与第一瞬态抑制二极管D1的负极电连接；

第三二极管D3，第三二极管D3的负极与静电放电防护电路11的第二连接端IN2电连接；正极与地端GND电连接；

第四二极管D4，第四二极管D4的正极与静电放电防护电路11的第三连接端IN3电连接；负极与第一瞬态抑制二极管D1的负极电连接；

第五二极管D5，第五二极管D5的负极与静电放电防护电路11的第三连接端IN3电连接；正极与地端GND电连接。

瞬态抑制二极管是一种二极管形式的高效能保护器件，当瞬态抑制二极管的两极之间收到反向瞬态高能量冲击时，瞬态抑制二极管能够为10的负12次方秒量级的速度，将其两极之间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使得两极之间的电压箝位于一个预定值，有效保护与之并联的电子元件，使得电子元件免受各种浪涌脉冲的损坏。

由图2可知，静电放电防护电路11中各支路与USB接口12的各个引脚并联连接，用于保护USB接口12的各个引脚及其所接电路。具体的，若电源线Vbus处产生了静电，静电电流经由第一瞬态抑制二极管D1的负极流向第一瞬态抑制二极管D1，第一瞬态抑制二极管D1将静电电压箝位于预设值，从而保护了电源线Vbus，以及与电源线Vbus电连接的充电电路13；若数据线正极D+处产生了静电，静电电流通过第二二极管D2流经第一瞬态抑制二极管D1，从而对数据线正极D+的电压进行箝位；当数据线正极D-处产生了静电，静电电流通过第四二极管D4流经第一瞬态抑制二极管D1，从而对数据线正极D-的电压进行箝位。

另外，静电放电防护电路11能对第一连接端IN1和第二连接端IN2之间的静电电压进行箝位，具体的，通过第一瞬态抑制二极管D1和第三二极管D3进行箝位。同理，静电放电防护电路11也能通过第一瞬态抑制二极管D1和第五二极管D5对第一连接端IN1和第三连接端IN3之间的静电电压进行箝位，通过第一瞬态抑制二极管D1、第二二极管D2和第五二极管D5对第二连接端IN2和第三连接端IN3之间的的静电电压进行箝位。

可选的，参考图2，所述静电放电防护系统还包括处理器15；处理器15的第一连接端IN5与数据线正极D+电连接；第二连接端IN6与数据线负极D-电连接，并通过上拉电阻R1与第一电平端VCC电连接，用于通过数据线正极D+和数据线负极D-进行数据传输。

处理器15用于对整个电子设备的充电状态、数据传输状态以及显示状态进行控制。参考图2，处理器15的第一连接端IN5和第二连接端IN6用于接收USB接口12输入的数据信号，通过上拉电阻R1与第一连接端IN5电连接的第一电平端VCC用于为处理器15获取数据信号提供工作电压。

值得注意的是，第一电平端VCC还通过上拉电阻R1与静电放电防护电路11的第二连接端IN2电连接。则当电子设备未处于充电状态时，即没有充电设备接入USB接口12时，电源线Vbus为低电平，充电电路13的第一连接端IN4也为低电平，此时第一电平端VCC和充电电路13的第一连接端IN4存在电压差，即第一电平端VCC通过上拉电阻R1，途经第二连接端IN2，第二二极管D2，第一连接端IN1至充电电路13的第一连接端IN4可形成回路，若未设置第一二极管14，则静电放电防护电路11会通过上述回路输出一电流至充电电路13，则充电电路13接收到了充电信号，充电电路13误判断USB接口12连接电源设备，并且认为输入充电电路13的第一连接端IN4的电流是通过电源线Vbus输入的，并且为充电电路13充电的，从而充电电路13会输出充电中的状态信号至处理器15，则处理器15则会控制电子设备充电灯亮起，或者显示屏显示充电中的状态，给用户带来错误的信息，甚至会导致电子设备无法关机。本实用新型实施例在静电放电防护电路11和充电电路13之间设置了第一二极管14，第一二极管14具有反向阻断性能，则虽然第一电平端VCC和充电电路13的第一连接端IN4之间存在有电压差，也不会产生电流，从而防止充电电路13发送错误的状态信息至处理器15。

可选的，充电电路13的第二连接端OUT1与处理器15的第三连接端IN7电连接，用于将根据充电信号获取的充电状态信息发送至处理器15。充电电路13通过第二连接端OUT1将是否充电中、充电电流、充电电压等充电状态信息发送至处理器15，使得处理器15根据充电状态信息对电子设备的充电状态进行控制。处理器15可通过第三连接端IN7将控制信号发送至充电电路13，示例性的，处理器15可在电子设备充电完成时，控制充电电路13减小充电电流。

可选的，参考图2，充电电路13的第三连接端IN8和处理器15的第四连接端IN9分别与第一电平端VCC电连接，用于分别获取充电电路13和处理器15的工作电压。第一电平端VCC还用于分别为充电电路13和处理器15提供工作电压，示例性的，第一电平端VCC输出的电压值为3.3V。

可选的，USB接口12可以为微型USB接口，设置有本实用新型实施例所述的静电放电防护系统的电子设备大多数为手机、IPad以及充电台灯等电子设备，上述电子设备的USB接口大多数为微型USB接口。

可选的，参考图2，第一二极管14可以为瞬态抑制二极管。瞬态抑制二极管在在反向电压低的时候反向阻隔效果比一般的二极管要好，所以第一二极管14优选为瞬态抑制二极管。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，参考图3，图3是本实用新型实施例提供的一种电子设备结构示意图。该电子设备2包括本实用新型任意实施例提及的静电放电防护系统1。

可选的，电子设备2可以为移动设备，例如，手机、IPad、信号发射器、定位基站、定位手柄等。当然，本实施例提及的电子设备2可以不为移动设备，例如，台式电脑等，本实施例对此不进行限定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。