过温保护电路及具有其的数据线的制作方法

本发明涉及数据线的技术领域，特别是关于一种过温保护电路及具有其的数据线。

背景技术

通用串行总线(universalserialbus，usb)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，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。其中，usbtype-c接口是一种逐渐普及的usb接口，随着usbtype-c接口的普及，起来越多的设备需要支持usbtype-c协议，usbtype-c接口通常位于智能手机的底部，大多数时候用于充电、数据传输等用途，其最大的特点是支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，同时与它配套使用的usb数据线也更细、更轻便。

目前，usbtype-c接口的数据线只有在输出端的vbus通路上增加了正温度系数热敏电阻(positivetemperaturecoefficient，ptc)，虽然只采用ptc使得线缆的成本较低，但由于单独采用ptc的防护温度至少在100℃以上持续1-2分钟，使得采用ptc无法及时有效的避免type-c接口因温度过高而烧毁，给用户带来困扰。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种过温保护电路，可实现可靠的过温保护功能。

本发明提供一种过温保护电路，包括温度感应模块、第一开关元件、第二开关元件及第一电阻；

所述温度感应模块用于根据环境温度输出感应电压；

所述第一开关元件包括第一通路端、第二通路端及第一控制端，所述第一通路端接收输入电压，所述第一控制端接收所述感应电压，所述第二通路端通过所述第一电阻与接地线相连；

所述第二开关元件包括第三通路端、第四通路端及第二控制端，所述第三通路端和所述第四通路端均与接地线相连，所述第二控制端与所述第一开关元件的第二通路端相连；

其中，当所述温度感应模块的环境温度低于所述温度感应模块的感应温度时，所述温度感应模块输出的感应电压使所述第一开关元件导通，以控制所述第二开关元件导通，当所述温度感应模块的环境温度高于或等于所述温度感应模块的感应温度时，所述温度感应模块输出的感应电压使所述第一开关元件断开，以控制所述第二开关元件断开。

进一步的，所述第一开关元件为p沟道mosfet场效应管，所述第二开关元件为n沟道mosfet场效应管。

进一步的，还包括第二电阻，所述第一开关元件的第二通路端通过所述第二电阻与所述第二开关元件的第二控制端相连。

进一步的，所述温度感应模块包括串联在所述第一开关元件的第一通路端与接地线之间的第三电阻与热敏电阻，所述第三电阻与所述热敏电阻的公共端用于输出所述感应电压。

进一步的，所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻，所述第三电阻和所述正温度系数热敏电阻依次串联在所述第一开关元件的第一通路端与接地线之间。

进一步的，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻和所述第三电阻依次串联在所述第一开关元件的第一通路端与接地线之间。

进一步的，所述热敏电阻的感应温度为70-80℃，阻抗响应时间小于1s。

进一步的，还包括第一稳压电容和第二稳压电容，所述第一稳压电容连接在所述第一开关元件的第一控制端与接地线之间，所述第二稳压电容连接在所述第二开关元件的第二控制端与接地线之间。

本发明还提供一种数据线，包括如上所述的过温保护电路。

本发明实施例中，过温保护电路包括温度感应模块、第一开关元件、第二开关元件及第一电阻，通过温度感应模块及第一电阻即可有效控制第一开关元件和第二开关元件的通断，从而实现过温保护的功能，结构简单可靠。

附图说明

图1为本发明第一实施例中过温保护电路的电路结构示意图。

图2为本发明第二实施例中过温保护电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本发明第一实施例中过温保护电路的电路结构示意图。如图1所示，本实施例的过温保护电路10可包括温度感应模块11、第一开关元件q1、第二开关元件q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第一稳压电容c1及第二稳压电容c2。

温度感应模块11用于根据环境温度输出感应电压。

第一开关元件q1包括第一通路端、第二通路端及第一控制端，第一开关元件q1的第一通路端接收输入电压vin，第一开关元件q1的第一控制端接收温度感应模块11输出的感应电压，第一开关元件q1的第二通路端通过第一电阻r1与接地线gnd相连。具体地，本实施例中第一开关元件q1为p沟道mosfet场效应管，上述第一通路端即该场效应管的源极，上述第二通路端即该场效应管的漏极，上述第一控制端即该场效应管的栅极。

第二开关元件q2包括第三通路端、第四通路端及第二控制端，第二开关元件q2的第三通路端和第四通路端均与接地线gnd相连，第二开关元件q2的第二控制端通过第二电阻r2与第一开关元件q1的第二通路端相连。具体地，本实施例中第二开关元件q2为n沟道mosfet场效应管，上述第三通路端即该场效应管的源极，上述第四通路端即该场效应管的漏极，上述第二控制端即该场效应管的栅极。

第一稳压电容c1连接在第一开关元件q1的第一控制端与接地线gnd之间，第二稳压电容c2连接在第二开关元件q2的第二控制端与接地线gnd之间，起到滤波、稳压的作用。

在使用过程中，当温度感应模块11的环境温度低于温度感应模块11的感应温度时，温度感应模块11输出的感应电压使第一开关元件q1导通，以控制第二开关元件q2导通，当温度感应模块11的环境温度高于或等于温度感应模块11的感应温度时，温度感应模块11输出的感应电压使第一开关元件q1断开，以控制第二开关元件q2断开。

具体地，在本实施例中，温度感应模块11包括串联在第一开关元件q1的第一通路端与接地线gnd之间的第三电阻r3与热敏电阻r4，第三电阻r3与热敏电阻r4的公共端用于输出感应电压，本实施例中的热敏电阻r4的感应温度为70-80℃，阻抗响应时间小于1s，从而可快速感应环境温度的变化以及时保护器件。在本实施例中，热敏电阻r4为正温度系数热敏电阻，第三电阻r3与正温度系数热敏电阻依次串联在第一开关元件q1的第一通路端与接地线gnd之间。另外，第一电阻r1与第二电阻r2的阻值大小关系可根据输入电压vin的大小及第二开关元件q2的耐压进行配置，只需使第二开关元件q2保持饱和导通且不被击穿即可。

如此，由于本实施例中第一开关元件q1为p沟道mosfet场效应管，第二开关元件q2为n沟道mosfet场效应管，当温度感应模块11的环境温度低于温度感应模块11的感应温度时，第一开关元件q1的第一控制端(栅极)接收的感应电压小于或等于第一开关元件q1的第一通路端(源极)电压而使第一开关元件q1导通，此时，第二开关元件q2的第二控制端(栅极)的电压高于第三通路端(源极)的电压，第二开关元件q2导通，此外，由于第二开关元件q2的第二控制端和第一电阻r1与第二电阻r2的公共端相连，使得第二开关元件q2可以保持稳定导通，从而保证器件的正常使用。当温度感应模块11的环境温度高于或等于温度感应模块11的感应温度时，正温度系数热敏电阻(热敏电阻r4)的阻值直线上升，使得第一开关元件q1的第一控制端(栅极)接收的感应电压等于第一开关元件q1的第二通路端(源极)电压而使第一开关元件q1断开，此时，第二开关元件q2的第二控制端(栅极)与第三通路端(源极)均接地而电压相等，第二开关元件q2断开，从而在环境温度异常时断开电路以避免器件因温度过高而烧毁。

由此可知，在本实施例中，通过温度感应模块11、第一电阻r1及第二电阻r2便能可靠地控制第一开关元件q1和第二开关元件q2的通断，从而实现过温保护的功能，结构简单，此外，第二开关元件q2的第二控制端相当于和第一电阻r1与第二电阻r2的公共端相连，通过根据输入电压vin的大小及第二开关元件q2的耐压对第一电阻r1与第二电阻r2的阻值大小关系进行配置，可使第二开关元件q2在环境温度正常时保持导通且不被击穿，保证了电路的稳定性。

图2为本发明第二实施例中过温保护电路的电路结构示意图。如图2所示，本实施例的过温保护电路20的结构及原理与过流保护电路10的结构及原理基本相同，不同之处在于，本实施例的温度感应模块21中的热敏电阻r4为负温度系数热敏电阻，且负温度系数热敏电阻与第三电阻r3依次串联在第一开关元件q1的第一通路端与接地线gnd之间。

如此，由于本实施例中第一开关元件q1为p沟道mosfet场效应管，第二开关元件q2为n沟道mosfet场效应管，当温度感应模块21的环境温度低于温度感应模块21的感应温度时，第一开关元件q1的第一控制端(栅极)接收的感应电压小于或等于第一开关元件q1的第一通路端(源极)电压而使第一开关元件q1导通，此时，第二开关元件q2的第二控制端(栅极)的电压高于第三通路端(源极)的电压，第二开关元件q2导通，此外，由于第二开关元件q2的第二控制端和第一电阻r1与第二电阻r2的公共端相连，使得第二开关元件q2可以保持稳定导通，从而保证器件的正常使用。当温度感应模块21的环境温度高于或等于温度感应模块21的感应温度时，负温度系数热敏电阻(热敏电阻r4)的阻值直线下降，使得第一开关元件q1的第一控制端(栅极)接收的感应电压几乎等于第一开关元件q1的第二通路端(源极)电压而使第一开关元件q1断开，此时，第二开关元件q2的第二控制端(栅极)与第三通路端(源极)均接地而电压相等，第二开关元件q2断开，从而在环境温度异常时断开电路以避免器件因温度过高而烧毁。

本发明实施例还提供一种数据线，包括如上所述的过温保护电路。需要说明的是，本发明实施例的数据线包括但不限于各类usb数据线，特别的，以usbtype-c数据线为例，输入电压vin和接地线gnd信号分别是usbtype-c数据线上的vbus信号和gnd信号，且温度感应模块中的热敏电阻r4要放置在靠近usbtype-c接口的位置处以准确检测usbtype-c接口的温度，有效起到防止usbtype-c接口过温烧毁的作用。

在本发明实施例的过温保护电路中，通过温度感应模块及第一电阻即可有效控制第一开关元件和第二开关元件的通断，从而实现过温保护的功能，结构简单可靠。此外，第二开关元件的第二控制端相当于和第一电阻与第二电阻的公共端相连，通过根据输入电压的大小及第二开关元件的耐压对第一电阻与第二电阻的阻值大小关系进行配置，可使第二开关元件在环境温度正常时保持导通且不被击穿，保证了电路的稳定性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。