一种移动终端ac与usb充电模式识别电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种移动终端AC与USB充电模式识别电路，所述充电模式识别电路用于移动终端，移动终端包括电源板，电源板上有AC_charge输入端和USB_charge输入端；充电模式识别电路包括用于延时VBUS信号的延时单元、用于锁存USB_DM信号的锁存器或触发器、以及电源开关；所述锁存器的时钟端通过延时单元外接VBUS信号，所述锁存器的输入端与USB_DM信号连接，锁存器的输出端与电源开关的控制端连接；电源开关的输入端与VBUS信号连接，输出端连接电源板的AC_charge端；VBUS信号引脚与电源板的USB_charge端连接。本方案在能有效识别AC充电器和USB充电模式的同时，硬件电路清晰明了，且降低了成本。
【专利说明】
-种移动终端AC与USB充电模式识别电路
技术领域
[0001] 本实用新型设及移动终端技术领域，更具体地，设及一种移动终端AC与USB充电模 式识别电路。
【背景技术】
[0002] 根据信息产业部颁布的《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》，结 束了一款手机一种充电器的局面，而改为有一根USB数据线和一个带有USB母座的充电器。 充电器的接口做了标准要求，将充电器一侧统一改为了USB接口。因此仅需更换一根电缆， 不同厂家之间的充电器就能够通用。充电器通过充电电缆和手机连接，充电电缆和充电器 之间采用标准的接口；手机侧和充电电缆之间的接口，各厂家可W自行设计。
[000；3]如图1所示，标准的USB接口插头物理结构中，引脚"DP"与引脚"DM"相比起引脚 "V脚S"与引脚％N护要靠里。即插头接入时，"VBUS"与％N护先连接，然后"DP"与"DM"再连 接。其中，VBUS为输出直流电源的正极；GND为输出直流电源的地;DM和DP为数据引脚。
[0004] -般的充电模式有两种:一种为采用标准的充电器充电，即接220V交流电充电，简 称AC充电模式;一种为采用USB host充电，即接USB接口充电，简称USB充电模式。手机充电 接口直流输入电压是5+5% ;最大吸取电流是1800mA，标准充电器的额定输出电压是5V， 输出的电流范围是300mA~1800mA;当所连接的供电装置为非标准充电器时，如计算机USB 接口，手机侧最大吸收电流是500mA。由于两种充电模式的输出功能不同，移动终端需通过 充电电路对充电模式进行识别，根据自身需求来实施安全充电。
[0005] 标准充电器侧使用通用串行总线接口，内部具有短接特性。如图2所示，标准USB A 接口中，数据引脚DM和数据引脚DP在充电器内部直接短接。
[0006] USB host/device设备具有DP和DM上下拉的特性。在PC侧的USB主机控制器中内置 一个集线器，它负责完成一些底层USB功能。USB host端口（PC侧）的DP、DM数据线上有15K左 右的"高值"下拉电阻，从而使USB的数据线悬空电平为低。USB deviceUC侧）的DP(高速 High Speed或全速化11 Speed)或DM(低速Low Speed)上具有1.5K左右的"低值"上拉电阻。 高速设备最初是W全速设备接入的，即我们的手机侧默认为全速的slave设备。
[0007] 现有移动终端的充电识别电路一般是利用充电器的数据引脚DM和数据引脚DP的 短接特性，W判断所连接的通用串行总线接口是否为USB接口的充电器，从而区分AC充电和 USB充电。如传统的AC与USB充电模式识别电路，就是根据此短接特性，利用一些S极管和 MOS管，结合相应的电子开关进行控制，其硬件电路复杂，不易于调试，且成本高。 【实用新型内容】
[000引本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种硬件电路简单而 有效的移动终端AC与USB充电模式识别电路。
[0009] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
[0010] -种移动终端AC与USB充电模式识别电路，所述充电模式识别电路用于移动终端， 移动终端包括电源板，电源板上有AC_charge输入端和USB_charge输入端;所述充电模式识 别电路包括用于延时VBUS信号的延时单元、用于锁存USB_DM信号的锁存器、W及电源开关； 所述锁存器的时钟端通过延时单元外接VBUS信号，所述锁存器的输入端与USB_DM信号连 接，锁存器的输出端与电源开关的控制端连接;电源开关的输入端与VBUS信号连接，其输出 端连接电源板的AC_charge端;VBUS信号引脚与电源板的USB_charge端连接。
[0011] 本实用新型除了利用充电器的DP和DM短路特性外，还结合了USB host/device设 备DP和DM上下拉的特性，进行电路设计来实现模式识别。VBUS信号经过延时单元后传送到 锁存器或触发器的时钟端，USB_DM信号接入锁存器的输入引脚，触发锁存器或触发器对 USB_DM信号的锁存;锁存器或触发器的输出端接电源开关的控制引脚，控制电源开关;电源 开关的输出接手机电源板的AC充电输入端，VBUS直接接入电源板的USB充电引脚，电源板根 据AC充电输入端W及USB充电输入端输入的信号判断移动终端所接的是AC充电器还是USB 设备。
[0012] 优选地，所述锁存器为D锁存器。
[0013] 优选地，所述延时单元为RC延时单元。
[0014] 优选地，所述延时单元、锁存器和电源开关集成于电路板;所述延时单元的电阻的 一端设有用于连接VBUS信号的接口，所述锁存器的输入端设有用于连接充电电缆USB _DM 信号端的接口。
[0015] 优选地，所述锁存器为SN74AUP1G79,所述电源开关为FPF1004。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
[0017] 本实用新型除了利用充电器的DP和DM短路特性外，还结合了USB host/device设 备DP和DM上下拉的特性，进行电路设计来实现模式识别。采用一个延时单元，一个锁存器， W及电源开关，简单的硬件电路来实现AC与USB充电模式判别。与移动终端传统充电电路中 采用较多的S极管MOS管W及模拟开关相比，本方案在能有效识别AC充电器和USB充电模式 的同时，硬件电路清晰明了，且降低了成本。
【附图说明】
[0018] 图1为USB插头的物理结构示意图；
[0019]图2为标准充电器中数据引脚DM和DP短接示意图；
[0020] 图3为本实用新型移动终端AC与USB充电模式识别电路具体实施例中的原理图；
[0021] 图4为本实用新型移动终端AC与USB充电模式识别电路具体实施例中实现电路图。
【具体实施方式】
[0022] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0023] 为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品 的尺寸;对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可W理解的。 下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
[0024] 实施例1
[0025] 如图3所示，本实施例提供一种移动终端AC与USB充电模式识别电路，充电模式识 别电路用于移动终端，移动终端包括电源板，电源板上有AC_charge输入端和USB_charge输 入端;充电模式识别电路包括用于延时VBUS信号的延时单元、用于锁存USB_DM信号的锁存 器、W及电源开关;所述锁存器的时钟端通过延时单元外接VBUS信号，所述锁存器的输入端 与USB_DM信号连接，锁存器的输出端与电源开关的控制端连接；电源开关的输入端与VBUS 信号连接，其输出端连接电源板的AC_charge端;VBUS信号引脚与电源板USB_charge端连 接。
[00%] 本实用新型除了利用充电器的DP和DM短路特性外，还结合了USB host/device设 备DP和DM上下拉的特性，进行电路设计来实现模式识别。VBUS信号经过延时单元后传送到 锁存器的时钟端CP，USB_DM信号接入锁存器的输入引脚D，因为CP端上升沿还未来到，锁存 器对USB_DM信号进行锁存;锁存器的输出端Q接电源开关的控制引脚0N，控制电源开关；电 源开关的输出接手机电源板的AC充电输入端AC_charge，VBUS直接接入电源板的USB充电引 脚USB_charge，电源板根据AC_charge充电输入端W及USB_charge充电输入端输入的信号 判断移动终端所接的是AC充电器还是USB设备。
[0027]如图1所示，标准的USB插头中的引脚长度不一致，DM数据引脚和DP数据引脚均短 于VBUS电源引脚和GND接地引脚。由于此物理结构特点，VBUS作为时钟信号先于输入信号 USB_DM到达手机主板，导致锁存数据不准确。为了保证输入信号VBUS在时钟信号USB_DM之 后，所W使用延时单元，W保证锁存数据的准确性。本实施例的延时单元采用RC延时单元进 行VBUS信号延时。RC延时单元包括电阻R和电容C;电阻R的一端接VBUS信号，一端连接时钟 引脚CP;电容C的一端接地，一端连接时钟引脚CP。
[00%] VBUS是模式识别电路的充电电源接入，接入的可能是AC电源或USB电源。USB_DM是 模式识别电路的控制信号。由于VBUS先于USB_DM到达模式识别电路，所W用延时单元对 VBUS进行延时，同时VBUS充电电源接入时，VBUS端会有电平从0到1的突变，因此本实施例中 使用D类边沿锁存器Ul，上升沿触发，并由VBUS作为锁存器CP时钟，USB_DM作为锁存器输 入，进一步同步VBUS和USB_DM。本实施例中，锁存器具体可W选用SN74AUP1G79来实现。
[0029] 在具体实施过程中电源开关可W选用FPF1004来实现。本实施例中，电源板为 DTM1141 忍片。
[0030] 延时单元、锁存器和电源开关集成于电路板;所述延时单元的电阻的一端设有接 口，与充电电缆的VBUS信号端连接;锁存器的输入端设有接口，与充电电缆的USB_DM信号端 连接。
[0031] W下为充电识别电路对AC充电器和USB充电模式的识别流程。
[0032] 一、插入AC充电器充电
[0033] 当插入AC充电器的时候，手机侧默认为全速的从(USB device)设备，此时DP信号 被1.5K的低值电阻上拉。由于充电器DP与DM短接，所WDM上也是高电平。经过RC延迟后，锁 存器CP上对应VBUS的上升沿，将DM上高电平锁存并输出到锁存器输出Q端，从而打开电源开 关肥，将电源开关的输入VBUS送至AC_charge端。
[0034] 此时DTM1141上的电源管理单元下简称PMU)的AC和USB两个充电输入引脚均有 5V VBUS信号输入，PMU忍片自动优选AC充电。
[0035] 二、插入USB设备充电
[0036] 当插入的是USB数据线，此时手机默认W全速USB设备接入PC侧的host主机(USB 化st) eDM在device侧是悬空，而对应host侧是15K下拉，所Wdm上为低电平。经过RC延迟后， CP上对应VBUS的上升沿，将DM上低电平锁存，并输出到锁存器输出Q端，从而使电源开关的 控制端ON的电平为低电平，电源开关U2保持关闭状态，电源开关的输入VBUS信号不能送至 AC_charge 端，AC_charge 为低。
[0037] DTM1141上的PMU仅USB_charge充电输入引脚有5V VBUS信号输入，此时PMU忍片判 断为USB充电模式，进入USB充电模式。
[0038] RC延时单元的参数，可结合实际判断结果的情况，进行阻容值调整，W便得到合适 的充电时间常数。本实施例中，电阻R为IMohm，电容C为IuF。
[0039] 附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0040] 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而 并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可W做出其它不同形式的变化或变动。运里无需也无法对所有的实施方式予W 穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在 本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种移动终端AC与USB充电模式识别电路，所述充电模式识别电路用于移动终端，移 动终端包括电源板，电源板上有AC_charge输入端和USB_charge输入端;其特征在于，所述 充电模式识别电路包括用于延时VBUS信号的延时单元、用于锁存USB_DM信号的锁存器、以 及电源开关；所述锁存器的时钟端通过延时单元外接VBUS信号，所述锁存器的输入端与 USB_DM信号连接，锁存器的输出端与电源开关的控制端连接；电源开关的输入端与VBUS信 号连接，其输出端连接电源板的AC_charge端;VBUS信号引脚与电源板的USB_charge端连 接。2. 根据权利要求1所述的移动终端AC与USB充电模式识别电路，其特征在于，所述锁存 器为D锁存器。3. 根据权利要求1所述的移动终端AC与USB充电模式识别电路，其特征在于，所述延时 单元为RC延时单元。4. 根据权利要求1至3任一项所述的移动终端AC与USB充电模式识别电路，其特征在于， 所述延时单元、锁存器和电源开关集成于电路板;所述延时单元的电阻的一端设有用于连 接VBUS信号的接口，所述锁存器的输入端设有用于连接充电电缆USB_DM信号端的接口。5. 根据权利要求4所述的移动终端AC与USB充电模式识别电路，其特征在于，所述锁存 器为SN74AUP1G79,所述电源开关为FPF1004。
【文档编号】H02J7/02GK205583804SQ201620405027
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】谷志茹, 陈顺科, 黄晓峰, 石伟, 刘进, 倪世杰
【申请人】湖南工业大学