一種usb電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種USB電路，包括電源、功率管、電荷泵、USB接口、鉗位電路和第一電阻，在發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，利用鉗位電路將功率管的柵源電壓鉗位在預(yù)設(shè)電壓，以使得功率管進(jìn)入恒流區(qū)，從而形成電流源，此時(shí)，功率管會(huì)分流一部分由輸入電感產(chǎn)生的電流，同時(shí)功率管會(huì)提供部分由輸出電感產(chǎn)生的電流，從而減小輸入電容的充電電流和輸出電容的放電電流，進(jìn)而減小輸入電壓的電壓過沖和輸出電壓的負(fù)電壓過沖，為功率管提供可靠的保護(hù)，防止功率管被損毀，之后第一電阻將功率管的柵極電壓放電至0V，關(guān)斷功率管，將電源和負(fù)載隔離。
【專利說明】—種USB電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于供電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種USB電路。
【背景技術(shù)】
[0002]USB (Universal Serial Bus,通用串行外線)是電子設(shè)備中最通用、最流行的一種接口。計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備(如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)和掃描儀)，以及MP3、MP4和數(shù)碼相機(jī)都可以通過USB接口連接至計(jì)算機(jī)。
[0003]現(xiàn)在的USB電路包括電源、功率管、電荷泵(也稱為開關(guān)電容式電壓變換器)和USB接口，電源的正極通過功率管連接至USB接口的第一觸點(diǎn)，電源的負(fù)極連接至USB接口的第二觸點(diǎn)，功率管的控制端連接至電荷泵。當(dāng)負(fù)載接入U(xiǎn)SB接口后，負(fù)載通過第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)連接至電源。
[0004]圖1示出了現(xiàn)有的USB電路在接入負(fù)載后的等效電路，其中輸入電容Cin和輸出電容Qm為導(dǎo)線產(chǎn)生的分布電容，輸入電感Lin和輸出電感Lotit為導(dǎo)線產(chǎn)生的分布電感。當(dāng)接入的負(fù)載發(fā)生短路或者過流現(xiàn)象時(shí)，傳統(tǒng)的保護(hù)方法是將功率管作為一種硬開關(guān)，進(jìn)行快速的關(guān)斷(shutdown),從而將電源和負(fù)載隔離,使得USB接口能夠安全可靠的工作。
[0005]但是由于電源、功率管和負(fù)載之間都是由導(dǎo)線連接，導(dǎo)線在通電狀態(tài)下存在電感效應(yīng)。在功率管關(guān)斷之后，輸入電感Lin產(chǎn)生的電流Iun會(huì)流到輸入電容Cin上，使得輸入電壓Vin出現(xiàn)電壓過沖(Overshoot);輸出電感Lqut產(chǎn)生的電流Imit會(huì)對(duì)輸出電容Cqut進(jìn)行放電，使得輸出電壓Vqut出現(xiàn)電壓負(fù)脈沖(Undershoot),如圖2所不。輸入電感Lin越大、輸入電容Cin越小，輸入電壓Vin的電壓過沖就會(huì)越嚴(yán)重，輸出電感Lot越大、輸出電容Qjut越小，輸出電壓Vott的負(fù)電壓過沖就會(huì)越嚴(yán)重，一旦超出功率管的安全工作區(qū)域，就會(huì)導(dǎo)致功率管的損毀。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種USB電路，在USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，可以為功率管提供可靠的保護(hù)，防止功率管被損毀。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]本實(shí)用新型公開了一種USB電路，包括電源、功率管、電荷泵、USB接口、鉗位電路和第一電阻，所述功率管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管；
[0009]所述電源的正極連接至所述功率管的漏極，所述USB接口的第一觸點(diǎn)連接至所述功率管的源極，所述USB接口的第二觸點(diǎn)連接至所述電源的負(fù)極，所述電源的負(fù)極同時(shí)接地，所述電荷泵連接至所述功率管的柵極；
[0010]所述鉗位電路連接在所述功率管的柵極和源極之間，在所述USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，所述鉗位電路將所述功率管的柵源電壓鉗位在預(yù)設(shè)電壓，以使得所述功率管進(jìn)入恒流區(qū)；
[0011]所述第一電阻的一端連接至所述功率管的柵極、另一端接地或者連接至所述功率管的源極，在所述功率管進(jìn)入恒流區(qū)后所述第一電阻對(duì)所述功率管的柵極進(jìn)行放電。
[0012]優(yōu)選的，在上述USB電路中，所述鉗位電路包括第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，所述第二開關(guān)管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管；
[0013]所述第一開關(guān)管的輸入端同時(shí)連接至所述電荷泵和所述功率管的柵極，所述第一開關(guān)管的控制端連接至外置的電流檢測(cè)電路的輸出端，當(dāng)所述電流檢測(cè)電路確定所述USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，所述第一開關(guān)管在所述電流檢測(cè)電路的控制下導(dǎo)通；
[0014]所述第二開關(guān)管的漏極連接至所述第一開關(guān)管的輸出端，所述第二開關(guān)管的源極連接至所述功率管的源極，所述第二開關(guān)管的柵極與第二開關(guān)管的漏極短接；
[0015]所述第一電阻的一端連接至所述第一開關(guān)管的輸出端、另一端連接至所述功率管的源極。
[0016]優(yōu)選的，在上述USB電路中，所述鉗位電路包括第一開關(guān)管和第三開關(guān)管，所述第三開關(guān)管為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管；
[0017]所述第三開關(guān)管的源極同時(shí)連接至所述電荷泵和所述功率管的柵極，所述第三開關(guān)管的柵極連接至所述功率管的源極，所述第三開關(guān)管的漏極連接至所述第一開關(guān)管的輸入端;
[0018]所述第一開關(guān)管的輸出端接地，所述第一開關(guān)管的控制端連接至外置的電流檢測(cè)電路的輸出端，當(dāng)所述電流檢測(cè)電路確定所述USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，所述第一開關(guān)管在所述電流檢測(cè)電路的控制下導(dǎo)通；
[0019]所述第一電阻的一端連接至所述功率管的柵極、另一端連接至所述第一開關(guān)管的輸入端。
[0020]優(yōu)選的，在上述USB電路中，所述第一開關(guān)管為三極管或場(chǎng)效應(yīng)管。
[0021]由此可見，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型公開的USB電路，在發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，利用鉗位電路將功率管的柵源電壓鉗位在預(yù)設(shè)電壓，以使得功率管進(jìn)入恒流區(qū)，從而形成電流源。此時(shí)，功率管會(huì)分流一部分由輸入電感產(chǎn)生的電流，同時(shí)功率管會(huì)提供部分由輸出電感產(chǎn)生的電流，從而減小輸入電容的充電電流和輸出電容的放電電流，進(jìn)而減小輸入電壓的電壓過沖和輸出電壓的負(fù)電壓過沖，為功率管提供可靠的保護(hù)，防止功率管被損毀，之后第一電阻將功率管的柵極電壓放電至0V，關(guān)斷功率管，將電源和負(fù)載隔離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為現(xiàn)有的USB電路在接入負(fù)載后的等效電路圖；
[0024]圖2為現(xiàn)有的USB電路在負(fù)載發(fā)生短路或過流后的等效電路圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型公開的一種USB電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為圖3所示USB電路實(shí)現(xiàn)功率管保護(hù)的原理圖；
[0027]圖5為本實(shí)用新型公開的另一種USB電路的結(jié)構(gòu)示意圖；[0028]圖6為本實(shí)用新型公開的另一種USB電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為本實(shí)用新型公開的一種電流檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031]本實(shí)用新型公開了一種USB電路，在USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，可以為功率管提供可靠的保護(hù)，防止功率管被損毀。
[0032]參見圖3，圖3為本實(shí)用新型公開的一種USB電路的結(jié)構(gòu)示意圖。該USB電路包括電源V1、功率管Qqut、電荷泵1、USB接口 2、鉗位電路3和第一電阻R1。
[0033]其中:
[0034]功率管Qout為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。電源Vl的正極連接至功率管Qom的漏極，USB接口 2的第一觸點(diǎn)連接至功率管Qom的源極，USB接口 2的第二觸點(diǎn)連接至電源Vl的負(fù)極，電源Vl的負(fù)極同時(shí)接地，電荷泵I連接至功率管Qtot的柵極。
[0035]鉗位 電路3連接在功率管Qom的柵極和源極之間，當(dāng)USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，鉗位電路3將功率管Qtot的柵源電壓Vesi鉗位在預(yù)設(shè)電壓，以使得功率管Qom進(jìn)入恒流區(qū)(也稱為飽和區(qū))。
[0036]第一電阻Rl的一端與功率管Qom的柵極連接、另一端接地或連接至功率管Qom的源極，在功率管Qom進(jìn)入恒流區(qū)后對(duì)其柵極進(jìn)行放電。
[0037]下面對(duì)圖3所示USB電路對(duì)功率管Qom進(jìn)行保護(hù)的原理進(jìn)行說明。
[0038]當(dāng)USB電路發(fā)生輸出短路或者負(fù)載過流時(shí)，鉗位電路3將功率管Qom的柵源電壓鉗位在預(yù)設(shè)電壓Vesi，該預(yù)設(shè)電壓滿足Vp1 < Vgsi < O且Vdsi ^ Ves1-Vp1，其中Vp1為功率管Qtot的夾斷電壓，Vdsi為功率管Qtot的漏源電壓，使得功率管Qom進(jìn)入恒流區(qū)，此時(shí)功率管Qom成為一個(gè)電流源，USB電路的等效電路如圖4所示。
[0039]輸入電感Lin產(chǎn)生的電流IUN，一部分通過功率管Qqut的電流Isafe流走，另外一部分對(duì)輸入電容Cin進(jìn)行充電，充電電流IaN=IUN-1SAFE，Isafe越大，對(duì)輸入電容Cin充電的電流就越小，輸入電壓Vin的過沖電壓(Overshoot voltage)就越小。輸出電感Lqut產(chǎn)生的電流I lout? 一部分由功率管Qojt的電流I.提供，另外一部分電流對(duì)輸出電容Cmjt進(jìn)行放電,放電電幺丨1 ICOUT-1LOUT-1 SAFE? I SAFE 越大，對(duì)輸出電容Ctm放電的電流就越小，輸出電壓Vot的欠沖電壓(Undershoot voltage)就越小。
[0040]從USB電路發(fā)生輸出短路或者負(fù)載過流到通過鉗位電路3將功率管Qout切換為電流源的響應(yīng)越快越好，響應(yīng)時(shí)間越短，維持在輸入電感Lin和輸出電感Lotit上面的峰值電流就越小，有利于后續(xù)的過流保護(hù)，使得輸入電壓Vin的過沖電壓和輸出電壓Vott的欠沖電壓更小。
[0041]在功率管Qom進(jìn)入恒流區(qū)后，第一電阻Rl對(duì)功率管Qom的柵極進(jìn)行放電，當(dāng)柵極電壓放電至OV時(shí)，功率管Qom關(guān)斷，將電源Vl和負(fù)載隔離。[0042]本實(shí)用新型公開的USB電路，在發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，利用鉗位電路3將功率管Qom的柵源電壓鉗位在預(yù)設(shè)電壓，以使得功率管Qom進(jìn)入恒流區(qū)，從而形成電流源。此時(shí)，功率管Qtot會(huì)分流一部分由輸入電感Lin產(chǎn)生的電流IUN，同時(shí)功率管Qout會(huì)提供部分由輸出電感Ltot產(chǎn)生的電流，從而減小輸入電容Cin的充電電流和輸出電容Qjut的放電電流，進(jìn)而減小輸入電壓的電壓過沖和輸出電壓的負(fù)電壓過沖，為功率管Qom提供可靠的保護(hù)，防止功率管被損毀，之后第一電阻Rl將功率管Qom的柵極電壓放電至0V，關(guān)斷功率管Qtot，將電源Vl和負(fù)載隔離。
[0043]參見圖5，圖5為本實(shí)用新型公開的一種USB電路的結(jié)構(gòu)示意圖。該USB電路包括電源V1、功率管Qqut、電荷泵1、USB接口 2、鉗位電路3和第一電阻R1。
[0044]其中:
[0045]功率管Qout為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。電源Vl的正極連接至功率管Qom的漏極，USB接口 2的第一觸點(diǎn)連接至功率管Qom的源極，USB接口 2的第二觸點(diǎn)連接至電源Vl的負(fù)極，電源Vl的負(fù)極同時(shí)接地，電荷泵I連接至功率管Qtot的柵極。
[0046]鉗位電路3包括第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2。其中，第一開關(guān)管Ql可以為三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，第二開關(guān)管Q2為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。第一開關(guān)管Ql的輸入端同時(shí)連接至電荷泵I和功率管Qott的柵極，第一開關(guān)管Ql的控制端連接至外置的電流檢測(cè)電路4的輸出端，當(dāng)電流檢測(cè)電路4確定USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，第一開關(guān)管Ql在電流檢測(cè)電路4的控制下導(dǎo)通。第二開關(guān)管Q2的漏極連接至第一開關(guān)管Ql的輸出端，第二開關(guān)管Q2的源極連接至功率管Qtot的源極，第二開關(guān)管Q2的柵極與第二開關(guān)管Q2的漏極短接。
[0047]第一電阻Rl的一端連接至第一開關(guān)管Ql的輸出端、另一端連接至功率管Qtot的源極。也就是，第一電阻Rl的一端通過第一開關(guān)管Ql連接至功率管Qtm的柵極，第一電阻Rl的另一端連接至功率管Qtm的源極。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql導(dǎo)通后，第一電阻Rl對(duì)功率管Qqut的柵極進(jìn)行放電，從而關(guān)斷功率管Qom，實(shí)現(xiàn)電源Vl和負(fù)載。
[0048]當(dāng)電流檢測(cè)電路4檢測(cè)到USB電路發(fā)生輸出短路或者負(fù)載過流時(shí)，電流檢測(cè)電路4輸出控制信號(hào)至第一開關(guān)管Q1，以控制第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通。
[0049]在第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通后，功率管Qtot的柵極電壓被拉低，功率管Qtot的柵源電壓Vgsi=Vgs2, Vgs2為第二開關(guān)管Q2的柵源電壓，此時(shí)功率管Qtot進(jìn)入恒流區(qū)，成為一個(gè)電流源，其電流大小為:
[0050]IDS1=1/2X μ nXCoxXff/LX (VGS1_VTHN)2。
[0051]其中，μη為功率管Qm的載流子遷移率，Cox為功率管Qtot的柵氧厚度，W為功率管Qout的溝道寬度，L為功率管Qout的溝道長(zhǎng)度，Vthn為功率管Qtot的閾值電壓。
[0052]第一電阻Rl對(duì)功率管Qom的柵極進(jìn)行放電，當(dāng)柵極電壓降至OV時(shí)，功率管關(guān)斷，將電源Vl和負(fù)載隔離。
[0053]參見圖6，圖6為本實(shí)用新型公開的一種USB電路的結(jié)構(gòu)示意圖。該USB電路包括電源V1、功率管Qqut、電荷泵1、USB接口 2、鉗位電路3和第一電阻R1。
[0054]其中:
[0055]功率管Qout為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。電源Vl的正極連接至功率管Qom的漏極，USB接口 2的第一觸點(diǎn)連接至功率管Qom的源極，USB接口 2的第二觸點(diǎn)連接至電源Vl的負(fù)極，電源Vl的負(fù)極同時(shí)接地，電荷泵I連接至功率管Qtot的柵極。
[0056]鉗位電路3包括第一開關(guān)管Ql和第三開關(guān)管Q3。其中，第一開關(guān)管Ql可以為三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，第三開關(guān)管Q3為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。第三開關(guān)管Q3的源極同時(shí)連接至電荷泵I和功率管Qott的柵極，第三開關(guān)管Q3的柵極連接至功率管Qtot的源極，第三開關(guān)管Q3的漏極連接至第一開關(guān)管Ql的輸入端。第一開關(guān)管Ql的輸出端接地，第一開關(guān)管Ql的控制端連接至外置的電流檢測(cè)電路4的輸出端，當(dāng)電流檢測(cè)電路4確定USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，第一開關(guān)管Ql在電流檢測(cè)電路的控制下導(dǎo)通。
[0057]第一電阻Rl的一端連接至功率管Qtot的柵極、另一端連接至第一開關(guān)管Ql的輸入端。也就是，第一電阻Rl的一端連接至功率管Qtm的柵極、另一端通過第一開關(guān)管Ql接地。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql導(dǎo)通后，第一電阻Rl對(duì)功率管Qtm的柵極進(jìn)行放電，從而關(guān)斷功率管Qqut，實(shí)現(xiàn)電源Vl和負(fù)載。
[0058]當(dāng)電流檢測(cè)電路4檢測(cè)到USB電路發(fā)生輸出短路或者負(fù)載過流時(shí)，電流檢測(cè)電路4輸出控制信號(hào)至第一開關(guān)管Q1，以控制第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通。
[0059]在第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通后,功率管Qom的柵極電壓被拉低至Vmjt+Vp, Vp為第三開關(guān)管Q3的柵源電壓，即功率管Qom的柵源電壓為VP，此時(shí)功率管Qom進(jìn)入恒流區(qū)，成為一個(gè)電流源，其電流大小為:
[0060]Ids2=I/2X μ nXCoxXff/LX (VP_VT冊(cè))2。
[0061]其中，μ n為功率管Qtot的載流子遷移率，Cra為功率管Qom的柵氧厚度，W為功率管Qout的溝道寬度，L為功率管Qout的溝道長(zhǎng)度，Vthn為功率管Qtot的閾值電壓。
[0062]第一電阻Rl對(duì)功率管Qom的柵極進(jìn)行放電，當(dāng)柵極電壓降至OV時(shí)，功率管關(guān)斷，將電源Vl和負(fù)載隔離。
[0063]需要說明的是，第一開關(guān)管Ql既可以為三極管，也可以為場(chǎng)效應(yīng)管。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql為NPN型三極管時(shí),其輸入端為集電極、輸出端為發(fā)射極、控制端為基極。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql為PNP型三極管時(shí),其輸入端為發(fā)射極、輸出端為集電極,控制端為基極。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，輸入端為漏極、輸出端為源極、控制端為柵極。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，輸入端為源極、輸出端為漏極、控制端為柵極。
[0064]另外，本實(shí)用新型上述公開的各個(gè)實(shí)施例中，USB電路是基于電子設(shè)備中原有的電流檢測(cè)電路4實(shí)現(xiàn)的。但是，當(dāng)電子設(shè)備本身不具備電流檢測(cè)電路時(shí)，可以在USB電路中設(shè)置電流檢測(cè)電路。
[0065]電流檢測(cè)電路4比對(duì)流經(jīng)負(fù)載的電流值和電流參考值，當(dāng)流經(jīng)負(fù)載的電流值大于電流參考值時(shí)，確定USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流，向第一開關(guān)管Ql輸出控制信號(hào)，以控制第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql采用不同開關(guān)器件時(shí)，電流檢測(cè)電路4要輸出與開關(guān)器件相應(yīng)的控制信號(hào)，以控制第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通。具體的，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql為NPN型三極管或者N溝道場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，電流檢測(cè)電路4要輸出高電平信號(hào)以驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql為PNP型三極管或者P溝道場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，電流檢測(cè)電路4要輸出低電平信號(hào)以驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通。
[0066]電流檢測(cè)電路4可以采用多種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型公開了一種電流檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參見圖7，電流檢測(cè)電路包括比較器41、環(huán)路補(bǔ)償電路42和驅(qū)動(dòng)電路43。
[0067]其中:[0068]比較器41的一個(gè)輸入端接入?yún)⒖茧娏髦?，比較器41的另一個(gè)輸入端接入流經(jīng)負(fù)載的檢測(cè)電流值。這里具體為比較器41的正相輸入端接入?yún)⒖茧娏髦礗kef、反相輸入端接入檢測(cè)電流值ISENSE。當(dāng)然，比較器41的正相輸入端接入檢測(cè)電流值、反相輸入端接入?yún)⒖茧娏髦狄彩强梢缘?，只要根?jù)第一開關(guān)管的類型調(diào)整驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)即可。
[0069]環(huán)路補(bǔ)償電路42包括第二電阻R2和電容Cl，第二電阻R2的第一端和電容Cl的第一端同時(shí)連接至比較器的輸出端，第二電阻R2的第二端和電容Cl的第二端同時(shí)接地。環(huán)路補(bǔ)償電路42對(duì)比較器41輸出的信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償。
[0070]驅(qū)動(dòng)電路43的輸入端連接至比較器41的輸出端、輸出端連接至第一開關(guān)管的控制端，驅(qū)動(dòng)電路43對(duì)比較器41在確定檢測(cè)電流值大于參考電流值時(shí)輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，以驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)管導(dǎo)通。
[0071]當(dāng)流經(jīng)負(fù)載的電流大于參考電流值時(shí)，比較器41確定USB電路發(fā)生輸出短路或者負(fù)載過流，輸出相應(yīng)的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過環(huán)路補(bǔ)償電路42進(jìn)行頻率補(bǔ)償，之后由驅(qū)動(dòng)電路43對(duì)經(jīng)過補(bǔ)償?shù)男盘?hào)進(jìn)行處理，以控制第一開關(guān)管導(dǎo)通。
[0072]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0073]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種USB電路，其特征在于，包括電源、功率管、電荷泵、USB接口、鉗位電路和第一電阻，所述功率管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管； 所述電源的正極連接至所述功率管的漏極，所述USB接口的第一觸點(diǎn)連接至所述功率管的源極，所述USB接口的第二觸點(diǎn)連接至所述電源的負(fù)極，所述電源的負(fù)極同時(shí)接地，所述電荷泵連接至所述功率管的柵極； 所述鉗位電路連接在所述功率管的柵極和源極之間，在所述USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，所述鉗位電路將所述功率管的柵源電壓鉗位在預(yù)設(shè)電壓，以使得所述功率管進(jìn)入恒流區(qū)； 所述第一電阻的一端連接至所述功率管的柵極、另一端接地或者連接至所述功率管的源極，在所述功率管進(jìn)入恒流區(qū)后所述第一電阻對(duì)所述功率管的柵極進(jìn)行放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB電路，其特征在于，所述鉗位電路包括第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，所述第二開關(guān)管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第一開關(guān)管的輸入端同時(shí)連接至所述電荷泵和所述功率管的柵極，所述第一開關(guān)管的控制端連接至外置的電流檢測(cè)電路的輸出端，當(dāng)所述電流檢測(cè)電路確定所述USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，所述第一開關(guān)管在所述電流檢測(cè)電路的控制下導(dǎo)通； 所述第二開關(guān)管的漏極連接至所述第一開關(guān)管的輸出端，所述第二開關(guān)管的源極連接至所述功率管的源極，所述第二開關(guān)管的柵極與第二開關(guān)管的漏極短接； 所述第一電阻的一端連接至所述第一開關(guān)管的輸出端、另一端連接至所述功率管的源極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB電路，其特征在于，所述鉗位電路包括第一開關(guān)管和第三開關(guān)管，所述第三開關(guān)管為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第三開關(guān)管的源極同時(shí)連接至所述電荷泵和所述功率管的柵極，所述第三開關(guān)管的柵極連接至所述功率管的源極，所述第三開關(guān)管的漏極連接至所述第一開關(guān)管的輸入端； 所述第一開關(guān)管的輸出端接地，所述第一開關(guān)管的控制端連接至外置的電流檢測(cè)電路的輸出端，當(dāng)所述電流檢測(cè)電路確定所述USB電路發(fā)生輸出短路或負(fù)載過流時(shí)，所述第一開關(guān)管在所述電流檢測(cè)電路的控制下導(dǎo)通； 所述第一電阻的一端連接至所述功率管的柵極、另一端連接至所述第一開關(guān)管的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的USB電路，其特征在于，所述第一開關(guān)管為三極管或場(chǎng)效應(yīng)管。
【文檔編號(hào)】H02H9/02GK203747400SQ201320870407
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】覃超, 張旭光 申請(qǐng)人:上海新進(jìn)半導(dǎo)體制造有限公司