一種USB Type-C系統(tǒng)控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電路控制領(lǐng)域，特別是一種USB Type-C系統(tǒng)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，USB接口成為了移動(dòng)設(shè)備必不可少的部分?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)USB 接口中，USB Type-A和USB Type-B接口已經(jīng)越來(lái)越難W滿足新設(shè)備更小，更薄，更輕，功率 更大，傳輸速度更快的要求。新一代的USB Type-C接口應(yīng)運(yùn)而生。2014年發(fā)布的新一代USB Type-C接口滿足了新型移動(dòng)設(shè)備平臺(tái)對(duì)輕薄的要求，同時(shí)也保留了USB接口本身所具有的 各種優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 圖1是全功能的USB Type-C插座的定義。與USB Type-A和USB Type-B不同，USB Type-C接口增加了幾對(duì)新的引腳定義，用來(lái)滿足高速數(shù)據(jù)傳輸，高功率輸出的要求。其中， 為了滿足最大傳輸電流達(dá)到5A的要求，VBUS和接地各有4個(gè)引腳。其他的新增引腳CC1和CC2 是用來(lái)進(jìn)行Type-C的協(xié)議通信，二對(duì)RX/TX則是用于超高速的數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)Type-C的最新 協(xié)議，在Type-C成功握手之前，VBUS的電壓是0V，傳統(tǒng)的使用于Type-A和Type-B的端口檢測(cè) 電路不再有效。
[0004] USB Type-C的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)如圖2所示，包含功率級(jí)、USB Type-C插座、功率級(jí) (Power Stage)的主控制器(Main Controller)和Type-C接口控制器。功率級(jí)可能工作在兩 種狀態(tài):外部系統(tǒng)給內(nèi)置電池的充電狀態(tài)和內(nèi)置電池給外部系統(tǒng)的放電狀態(tài)。功率級(jí)工作 在充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，完全取決于主控制器。主控制器則是讀取Type-C接口控制器所 檢測(cè)的Type-C接口電路的通訊結(jié)果，根據(jù)其結(jié)果來(lái)進(jìn)行控制的。Type-C接口控制器連續(xù)不 間斷的監(jiān)視插頭上CC1和CC2引腳上的狀態(tài)。當(dāng)有外部的主機(jī)或者從機(jī)接入的時(shí)候，此Type- C接口控制器能夠根據(jù)USB Type-C的協(xié)議規(guī)范判斷出本身系統(tǒng)需要響應(yīng)的工作角色，將信 息上報(bào)給主控制器。
[0005] 為了能夠隨時(shí)的響應(yīng)外部系統(tǒng)的插入，此USBType-C系統(tǒng)需要連續(xù)不間斷地檢測(cè) USB Type-C上接口的狀態(tài)，如Type-C接口控制器需要隨時(shí)連續(xù)或者周期性的監(jiān)控CC1和CC2 的電平狀態(tài)。即使是長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有器件接入，也不能停止。運(yùn)些一直工作或者周期性工作的器 件就會(huì)需要消耗額外的工作電流?？紤]到移動(dòng)設(shè)備在絕大部分時(shí)間都是由內(nèi)置的電池供 電，對(duì)本身系統(tǒng)的待機(jī)電流有著比較嚴(yán)格的要求。從移動(dòng)USB系統(tǒng)的節(jié)能角度考慮，運(yùn)些在 待機(jī)的時(shí)候額外消耗的電流都是需要消除的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種USB Type-C系統(tǒng)控制電路，通過(guò)控制USB Type-C系統(tǒng)控制器件的使能端，使USB Type-C系統(tǒng)在無(wú)外部系統(tǒng)插入時(shí)處于休眠狀態(tài)，從 而節(jié)省了電流消耗。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種USB Type-C系統(tǒng) 控制電路，包括USB Type-C插座與可控制電子元器件，所述可控制電子元器件上設(shè)有使能 端，所述Type-C插座上設(shè)有多個(gè)接地引腳，所述任意一個(gè)或多個(gè)接地引腳不接地而與所述 使能端連接，所述使能端與所述任意一個(gè)或多個(gè)接地引腳之間連接有上拉電路；
[0008] 所述使能端為低電平有效，所述上拉電路在USB Type-C系統(tǒng)空閑時(shí)維持使能端處 于高電平;所述接地引腳在USB Type-C系統(tǒng)工作時(shí)維持使能端處于低電平。
[0009] 進(jìn)一步地，所述可控制電子元器件為USB Type-C接口控制器、單片機(jī)或穩(wěn)壓器當(dāng) 中的一種或多種的組合結(jié)構(gòu)。
[0010] 更進(jìn)一步地，所述可控制電子元器件為USB Type-C接口控制器，所述USB Type-C 接口控制器上設(shè)有使能端，所述Type-C插座上設(shè)有多個(gè)接地引腳，所述任意一個(gè)或多個(gè)接 地引腳不接地而與所述使能端連接，所述使能端與所述任意一個(gè)或多個(gè)接地引腳之間連接 有上拉電路；
[0011] 所述使能端為低電平有效，所述上拉電路在USB Type-C系統(tǒng)空閑時(shí)維持使能端處 于高電平;所述接地引腳在USB Type-C系統(tǒng)工作時(shí)維持使能端處于低電平。
[0012] 更進(jìn)一步地，所述可控制電子元器件為USB Type-C接口控制器與單片機(jī)，所述USB Type-C插座與單片機(jī)相連，所述單片機(jī)又與USB Type-C接口控制器相連；
[0013] 所述單片機(jī)上設(shè)有使能端，所述Type-C插座上設(shè)有多個(gè)接地引腳，所述任意一個(gè) 或多個(gè)接地引腳不接地而與所述使能端連接，所述使能端與所述任意一個(gè)或多個(gè)接地引腳 之間連接有上拉電路；
[0014] 所述使能端為低電平有效，所述上拉電路在USB Type-C系統(tǒng)空閑時(shí)維持使能端處 于高電平;所述接地引腳在USB Type-C系統(tǒng)工作時(shí)維持使能端處于低電平。
[0015] 更進(jìn)一步地，所述可控制電子元器件為USB Type-C接口控制器與穩(wěn)壓器，所述USB Type-C插座與線性穩(wěn)壓器相連，所述穩(wěn)壓器又與USB Type-C接口控制器相連；
[0016] 所述穩(wěn)壓器上設(shè)有使能端，所述Type-C插座上設(shè)有多個(gè)接地引腳，所述任意一個(gè) 或多個(gè)接地引腳不接地而與所述使能端連接，所述使能端與所述任意一個(gè)或多個(gè)接地引腳 之間連接有上拉電路；
[0017] 所述使能端為低電平有效，所述上拉電路在USB Type-C系統(tǒng)空閑時(shí)維持使能端處 于高電平;所述接地引腳在USB Type-C系統(tǒng)工作時(shí)維持使能端處于低電平。
[0018] 更進(jìn)一步地，所述上拉電路包括：內(nèi)置電源與上拉電阻，所述內(nèi)置電源的正極與上 拉電阻連接。
[0019] 更進(jìn)一步地，所述USB Type-C系統(tǒng)控制電路還包括:場(chǎng)效應(yīng)管和總線，所述總線與 場(chǎng)效應(yīng)管形成的分流電路。
[0020] 更進(jìn)一步地，所述分流電路中場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與總線連接;所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極 與上拉電路連接;所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地;所述場(chǎng)效應(yīng)管在總線電壓小于場(chǎng)效應(yīng)管闊值 時(shí)斷開(kāi)，在總線電壓大于場(chǎng)效應(yīng)管闊值時(shí)接通。
[0021] 更進(jìn)一步地，所述場(chǎng)效應(yīng)管與總線之間連接有分壓電路。
[0022] 更進(jìn)一步地，所述分壓電路包括:第一電阻與第二電阻，所述第一電阻串聯(lián)連接在 場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與總線之間，所述第二電阻并聯(lián)連接在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與源極之間。
[0023] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在USB Type-C接口控制器的使能端連接上拉電路，并 將USB Type-C插座的接地引腳與上拉電路相連。由于USB Type-C接口控制器的使能端為低 電平有效，所W上拉電路在USB Type-C插座未插入外部系統(tǒng)時(shí)，維持使能端處于高電平，使 USB Type-C接口控制器處于休眠狀態(tài)。當(dāng)有外部系統(tǒng)插入U(xiǎn)SB Type-C接口控制器時(shí)，由于 USB Type-C插座的接地引腳將上拉電路的電平拉低到低電平，故與上拉電路連接的使能端 電平也出位于低電平，此時(shí)，USB Type-C接口控制器被激活，處于工作狀態(tài)。本發(fā)明巧妙利 用USB Type-C插座接地引腳在有外部系統(tǒng)插入時(shí)，會(huì)強(qiáng)行將上拉電路從高電平拉低到低電 平的現(xiàn)象，采用簡(jiǎn)單實(shí)用的電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)USB Type-C系統(tǒng)的喚醒。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中USB Type-C插座引腳示意圖；
[0025] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中USB Type-C系統(tǒng)連接框圖；
[00%]圖3為本發(fā)明第一種實(shí)施例提供的USB Type-C系統(tǒng)連接框圖；
[0027] 圖3a為本發(fā)明第一種實(shí)施例提供的帶有分流電路的USB Type-C系統(tǒng)連接框圖；
[0028] 圖3b為本發(fā)明場(chǎng)效應(yīng)管的控制時(shí)序示意圖；
[0029] 圖3c為本發(fā)明第一種實(shí)施例提供的帶有分流電路與分壓電路的USB Type-C系統(tǒng) 連接框圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明第二種實(shí)施例提供的USB Type-C系統(tǒng)連接框圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明第Ξ種實(shí)施例提供的USB Type-C系統(tǒng)連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。 需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被表述"固定于"另一個(gè)元件，它可W直接在另一個(gè)元件上、或者其間 可W存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被表述"連接"另一個(gè)元件，它可W是直接連 接到另一個(gè)元件、或者其間可W存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。本說(shuō)明書(shū)所使用的術(shù)語(yǔ)"垂直 的"、"水平腳V'左"、"右"W及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。
[0033] 除非另有定義，本說(shuō)明書(shū)所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說(shuō)明書(shū)中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為 了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說(shuō)明書(shū)所使用的術(shù)語(yǔ)"和/或"包括一 個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0034] 實(shí)施例1
[00巧]請(qǐng)參閱圖3，一種USB Type-C系統(tǒng)控制電路，包括總電源、功率級(jí)、主控制器、USB Type-C插座與USB Type-C接口控制器。總電源的正極與功率級(jí)的輸入端連接，總電源的負(fù) 極接地。功率級(jí)分別與USB Type-C插座的輸入引腳與主控制器連接，功率級(jí)通過(guò)總線VBUS 與USB Type-C插座連接。USB Type-C接口控制器分別