電源設(shè)備的充電短路保護裝置和電源設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置和電源設(shè)備，電源設(shè)備的充電短路保護裝置包括：電壓檢測模塊與電源設(shè)備USB接口的數(shù)據(jù)端口相連，電壓檢測模塊檢測數(shù)據(jù)端口的電壓信號；電源設(shè)備USB接口與電源設(shè)備的供電電源相連；信號轉(zhuǎn)換模塊與電壓檢測模塊相連，當(dāng)電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號時，信號轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號；預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置的電壓信號；驅(qū)動模塊與信號轉(zhuǎn)換模塊和電源保護裝置分別相連，驅(qū)動模塊根據(jù)控制信號驅(qū)動電源保護裝置工作；當(dāng)電源保護裝置工作時，供電電源停止供電。本發(fā)明能在USB接口處短路電流不足以觸發(fā)電源設(shè)備的過流保護和欠壓保護時，對USB連接器等進行有效保護。
【專利說明】
電源設(shè)備的充電短路保護裝置和電源設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置和一種電源設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著個人移動設(shè)備的不斷發(fā)展，采用帶USB (Universal Serial Bus，通用串行總線)接口(包括USB連接器)輸出的電源設(shè)備對移動設(shè)備進行充電，成為主要的充電連接方式。而為了安全可靠地使用USB充電連接方式，要求對USB接口進行短路保護，以防止USB接口短路失效或引起安全問題。
[0003]相關(guān)技術(shù)中提供的短路保護方式主要為:在電源設(shè)備(例如旅行充電器)內(nèi)部采用短路保護，當(dāng)電源設(shè)備的輸出端有短路發(fā)生，且USB接口處的輸出電流超過規(guī)定的短路電流范圍時，電源設(shè)備進入過流保護狀態(tài)流或欠壓保護狀態(tài)，切斷輸出，從而保護USB連接器和負載。
[0004]但是，相關(guān)技術(shù)中提供的短路保護方式還存在以下缺陷:
[0005]當(dāng)USB連接器內(nèi)部或USB線內(nèi)部短路，但電源設(shè)備USB接口處的輸出電流在規(guī)定的短路電流范圍內(nèi)時，電源設(shè)備不能進入過流保護狀態(tài)或欠壓保護狀態(tài)，最終短路點將發(fā)生異常或出現(xiàn)安全問題，導(dǎo)致USB連接器失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題是提供一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置，以在電源設(shè)備USB接口處短路電流不足以觸發(fā)電源設(shè)備進入過流保護狀態(tài)或欠壓保護狀態(tài)時，對USB連接器等進行有效保護。
[0007]本發(fā)明實施例還提供了一種電源設(shè)備。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置，包括:電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊與電源設(shè)備USB接口的數(shù)據(jù)端口相連，所述電壓檢測模塊檢測所述數(shù)據(jù)端口的電壓信號；所述電源設(shè)備USB接口與電源設(shè)備的供電電源相連；信號轉(zhuǎn)換模塊，所述信號轉(zhuǎn)換模塊與所述電壓檢測模塊相連，當(dāng)所述電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號時，所述信號轉(zhuǎn)換模塊將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號；所述預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置的電壓信號；驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊與所述信號轉(zhuǎn)換模塊和所述電源保護裝置分別相連，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制信號驅(qū)動所述電源保護裝置工作；當(dāng)所述電源保護裝置工作時，所述供電電源停止供電。
[0009]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述電壓檢測模塊包括:第一電阻，所述第一電阻的一端與電源設(shè)備USB接口的D-數(shù)據(jù)端口相連；第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第一電阻的另一端相連；第二電阻，所述第二電阻的一端與電源設(shè)備USB接口的D+數(shù)據(jù)端口相連；第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述第二電阻的另一端相連，所述第一二極管的陰極和所述第二二極管的陰極作為所述電壓檢測模塊的輸出端。
[0010]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述信號轉(zhuǎn)換模塊包括:電壓檢測芯片，所述電壓檢測芯片的輸入端與所述電壓檢測模塊的輸出端相連，所述電壓檢測芯片的輸出端作為所述信號轉(zhuǎn)換模塊的輸出端。
[0011 ] 優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述電壓檢測模塊還包括:第一穩(wěn)壓管，所述第一穩(wěn)壓管的陰極與所述第一電阻的另一端相連，所述第一穩(wěn)壓管的陽極與所述第一二極管的陽極相連；第二穩(wěn)壓管，所述第二穩(wěn)壓管的陰極與所述第二電阻的另一端相連，所述第二穩(wěn)壓管的陽極與所述第二二極管的陽極相連。
[0012]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述信號轉(zhuǎn)換模塊包括:電源比較器，所述電源比較器的參考電源端與所述電壓檢測模塊的輸出端相連，所述電源比較器的陽極接地，所述電源比較器的陰極作為所述信號轉(zhuǎn)換模塊的輸出端。
[0013]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，電源設(shè)備的充電短路保護裝置還包括:濾波電路，所述濾波電路與所述電壓檢測模塊的輸出端和所述電源比較器的參考電源端分別相連。
[0014]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，電源設(shè)備的充電短路保護裝置還包括:瞬態(tài)短路保護模塊，所述瞬態(tài)短路保護模塊與所述數(shù)據(jù)端口相連，當(dāng)所述數(shù)據(jù)端口出現(xiàn)瞬態(tài)短路時，所述瞬態(tài)短路保護模塊對所述數(shù)據(jù)端口進行保護。
[0015]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述瞬態(tài)短路保護模塊包括:第三穩(wěn)壓管，所述第三穩(wěn)壓管的陰極與電源設(shè)備USB接口的D-數(shù)據(jù)端口相連，所述第三穩(wěn)壓管的陽極接地；第四穩(wěn)壓管，所述第四穩(wěn)壓管的陰極與電源設(shè)備USB接口的D+數(shù)據(jù)端口相連，所述第四穩(wěn)壓管的陽極接地。
[0016]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述驅(qū)動模塊包括:光電親合器，所述光電親合器的陽極與所述供電電源相連，所述光電耦合器的陰極與所述信號轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，所述光電耦合器的集電極與所述電源保護裝置相連。
[0017]與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的電源設(shè)備的充電短路保護裝置包括以下優(yōu)點:
[0018]通過電壓檢測模塊檢測電源設(shè)備USB接口上數(shù)據(jù)端口的電壓信號，進而在電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號(預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置的電壓信號)時，信號轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號，最后驅(qū)動模塊根據(jù)控制信號驅(qū)動電源保護裝置工作以使供電電源停止供電，從而在電源設(shè)備USB接口處長時間短路，且短路電流不足以觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置(例如過流保護裝置、欠壓保護裝置等)時，驅(qū)動電源保護裝置工作，對電源設(shè)備USB接口等進行有效保護；
[0019]在電源設(shè)備USB接口處出現(xiàn)瞬態(tài)短路時，通過瞬態(tài)短路保護模塊對數(shù)據(jù)端口進行保護，從而防止瞬態(tài)過壓導(dǎo)致數(shù)據(jù)端口失效。
[0020]為了解決上述問題，本發(fā)明還公開了一種電源設(shè)備，包括:供電電源和電源保護裝置；當(dāng)所述電源保護裝置工作時，所述供電電源停止供電；USB接口，所述USB接口與所述供電電源相連；所述的電源設(shè)備的充電短路保護裝置，所述電源設(shè)備的充電短路保護裝置與所述USB接口和所述電源保護裝置分別相連。
[0021]與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的電源設(shè)備包括以下優(yōu)點:
[0022]通過電源設(shè)備的充電短路保護裝置檢測電源設(shè)備USB接口上數(shù)據(jù)端口的電壓信號，進而在電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號(預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置的電壓信號)時，將電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號，最后根據(jù)控制信號驅(qū)動電源保護裝置工作以使供電電源停止供電，從而在USB接口處長時間短路(例如USB連接器內(nèi)部短路、USB線內(nèi)部短路)，且短路電流不足以觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置(例如過流保護裝置、欠壓保護裝置等)時，對USB接口等進行有效保護，具有更高的安全性；
[0023]通過電源設(shè)備的充電短路保護裝置在電源設(shè)備USB接口處出現(xiàn)瞬態(tài)短路時，對數(shù)據(jù)端口進行保護以防止瞬態(tài)過壓導(dǎo)致數(shù)據(jù)端口等失效，可靠性好。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2是本發(fā)明的一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置具體實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3是本發(fā)明的一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置具體實施例的當(dāng)電源設(shè)備為快速充電設(shè)備時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明的另一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置具體實施例的當(dāng)電源設(shè)備為快速充電設(shè)備時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明的一種電源設(shè)備實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0030]本發(fā)明實施例的核心構(gòu)思之一在于，在電源設(shè)備USB接口處長時間短路(例如USB連接器內(nèi)部短路、USB線內(nèi)部短路)，且短路電流不足以觸發(fā)過流保護裝置、欠壓保護裝置等時，觸發(fā)過流保護裝置、欠壓保護裝置等工作，以對USB連接器進行保護。
[0031]參照圖1，示出了本發(fā)明實施例提供的一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置1，具體可以包括如下模塊:電壓檢測模塊11、信號轉(zhuǎn)換模塊12和驅(qū)動模塊13。其中，電壓檢測模塊11與電源設(shè)備USB接口 2的數(shù)據(jù)端口 21相連，電壓檢測模塊11檢測數(shù)據(jù)端口 21的電壓信號，電源設(shè)備USB接口 2與電源設(shè)備10的供電電源3相連。信號轉(zhuǎn)換模塊12與電壓檢測模塊11相連，當(dāng)電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號時，信號轉(zhuǎn)換模塊12將電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號，預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備10的電源保護裝置4的電壓信號。驅(qū)動模塊13與信號轉(zhuǎn)換模塊12和電源保護裝置4分別相連，驅(qū)動模塊13根據(jù)控制信號驅(qū)動電源保護裝置4工作，電源保護裝置4工作時，供電電源3停止供電。
[0032]其中，在本發(fā)明的一個具體實施例中，參照圖2，電源保護裝置4與開關(guān)電源初級5相連，供電電源3與電源設(shè)備10中開關(guān)電源次級6相連，電源保護裝置4工作時，開關(guān)電源初級5與電源(例如220V市電)斷開連接，開關(guān)電源次級6斷電，供電電源3停止供電。
[0033]參照圖2，電源設(shè)備USB接口 2可以通過USB線7與移動設(shè)備20 (例如手機、掌上電腦等)的USB接口 8相連，從而電源設(shè)備10為移動設(shè)備20充電。其中，電源設(shè)備10可以為普通充電設(shè)備(例如輸出電壓為5V的充電器等)或快速充電設(shè)備(例如輸出電壓為9V或12V的充電器等)。
[0034]參照圖3，示出了本發(fā)明一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置I具體實施例的當(dāng)電源設(shè)備10為快速充電設(shè)備時的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，電壓檢測模塊11可以包括第一電阻R1、第一穩(wěn)壓管Z1、第一二極管D1、第二電阻R2、第二穩(wěn)壓管Z2和第二二極管D2。其中，第一電阻Rl的一端與電源設(shè)備USB接口 2的D-數(shù)據(jù)端口相連。第一穩(wěn)壓管Zl的陰極與第一電阻Rl的另一端相連。第一二極管Dl的陽極與第一穩(wěn)壓管Zl的陽極相連。第二電阻R2的一端與電源設(shè)備USB接口 2的D+數(shù)據(jù)端口相連。第二穩(wěn)壓管Z2的陰極與第二電阻R2的另一端相連。第二二極管D2的陽極與第二穩(wěn)壓管Z2的陽極相連。第一二極管Dl的陰極和第二二極管D2的陰極作為電壓檢測模塊11的輸出端，第一二極管Dl和第二二極管D2用于隔離D-數(shù)據(jù)端口信號與D+數(shù)據(jù)端口信號的相互影響。
[0035]此時，如圖3所示，信號轉(zhuǎn)換模塊12可以包括電源比較器U1，電源比較器Ul的參考電源端與電壓檢測模塊11的輸出端相連，電源比較器Ul的陽極接地，電源比較器Ul的陰極作為信號轉(zhuǎn)換模塊12的輸出端，預(yù)設(shè)電壓信號可以由電源比較器Ul內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓源提供。驅(qū)動模塊13可以包括光電耦合器U2，光電耦合器U2的陽極與供電電源3相連，光電親合器U2的陰極與信號轉(zhuǎn)換模塊12的輸出端相連，光電親合器U2的集電極與電源保護裝置4相連，光電耦合器U2的發(fā)射極接地，光電耦合器U2可以隔離電源設(shè)備10中開關(guān)電源初級5與開關(guān)電源次級6的電氣連接，從而防止在電源設(shè)備USB接口 2處短路時開關(guān)電源初級5向開關(guān)電源次級6泄漏高壓，從而保護電源設(shè)備USB接口 2和USB線7等。
[0036]優(yōu)選地，如圖3所示，電源設(shè)備的充電短路保護裝置I還可以包括濾波電路14，濾波電路14與電壓檢測模塊11的輸出端和電源比較器Ul的參考電源端分別相連，濾波電路14用于濾除電源設(shè)備USB接口 2處瞬態(tài)短路時的瞬態(tài)高壓對信號轉(zhuǎn)換模塊12的干擾，防止信號轉(zhuǎn)換模塊12誤輸出控制信號，從而可以提高電源設(shè)備10的穩(wěn)定性和可靠性。優(yōu)選地，如圖3所示，濾波電路14可以包括并聯(lián)的第三電阻R3和第一電容Cl，第三電阻R3的一端和第一電容Cl的一端分別與電壓檢測模塊11的輸出端相連，第三電阻R3的另一端和第一電容Cl的另一端接地。
[0037]優(yōu)選地，如圖3所示，電源設(shè)備的充電短路保護裝置I還可以包括瞬態(tài)短路保護模塊15，瞬態(tài)短路保護模塊15與數(shù)據(jù)端口 21相連，當(dāng)數(shù)據(jù)端口 21出現(xiàn)瞬態(tài)短路時，瞬態(tài)短路保護模塊15對數(shù)據(jù)端口 21進行保護。瞬態(tài)短路保護模塊15可以包括第三穩(wěn)壓管Z3和第四穩(wěn)壓管Z4。其中，第三穩(wěn)壓管Z3的陰極與電源設(shè)備USB接口 2的D-數(shù)據(jù)端口相連，第三穩(wěn)壓管Z3的陽極接地。第四穩(wěn)壓管TA的陰極與電源設(shè)備USB接口 2的D+數(shù)據(jù)端口相連，第四穩(wěn)壓管Z4的陽極接地。
[0038]具體地，如圖3所示，供電電源3可以為由三極管Q1、第四電阻R4、第五穩(wěn)壓管Z5和第二電容C2組成的穩(wěn)壓電路。其中，三極管Ql的集電極與開關(guān)電源次級6和電源設(shè)備USB接口 2的VBUS電源輸出端口分別相連，三極管Ql的發(fā)射極通過第五電阻R5與光電耦合器U2的陽極相連。第四電阻R4的一端與三極管Ql的集電極相連。第五穩(wěn)壓管Z5和第二電容C2并聯(lián)，第五穩(wěn)壓管Z5的陰極與三極管Ql的基極和第四電阻R4的另一端分別相連，第五穩(wěn)壓管Z5的陽極接地。第二電容C2的一端與三極管Ql的基極和第四電阻R4的另一端分別相連，第二電容C2的另一端接地。
[0039]在由于移動設(shè)備20的USB連接器(在電源設(shè)備USB接口 2內(nèi))內(nèi)部短路、電源設(shè)備10的USB連接器內(nèi)部短路、USB線7內(nèi)部短路等其中一個原因或兩個及以上的某種原因，導(dǎo)致電源設(shè)備USB接口 2處發(fā)生低阻值連接，例如電源設(shè)備USB接口 2的VBUS電源輸出端口對D+數(shù)據(jù)端口、D-數(shù)據(jù)端口、GND端口低阻值連接。
[0040]如果是瞬態(tài)低阻值連接，則通過第三穩(wěn)壓管Z3和第四穩(wěn)壓管Z4來保護數(shù)據(jù)端口21 (D-數(shù)據(jù)端口、D+數(shù)據(jù)端口)，防止瞬態(tài)過壓(由VBUS電源輸出端口的漏電產(chǎn)生)導(dǎo)致數(shù)據(jù)端口 21失效。
[0041]如果是長時間低阻值連接，且數(shù)據(jù)端口 21處電壓(由VBUS電源輸出端口的漏電產(chǎn)生)大于預(yù)設(shè)電壓信號(例如3.3V電壓，D-數(shù)據(jù)端口、D+數(shù)據(jù)端口的最高信號電壓)，將通過第一電阻RU第一穩(wěn)壓管Z1、第一二極管Dl與第二電阻R2、第二穩(wěn)壓管Z2、第二二極管D2組成的電壓檢測模塊11觸發(fā)電源比較器U1。當(dāng)電源比較器Ul的參考電源端有大于預(yù)設(shè)電壓信號的電壓信號輸入，電源比較器Ul導(dǎo)通并輸出一個低電平，從而使光電耦合器U2內(nèi)部的發(fā)光二極管導(dǎo)通，并在內(nèi)部光敏三極管的集電極產(chǎn)生一個低電平；否則，光電耦合器U2內(nèi)部光敏三極管的集電極處于開路狀態(tài)。當(dāng)光電耦合器U2內(nèi)部光敏三極管的集電極產(chǎn)生低電平時，低電平觸發(fā)電源保護裝置4(例如過壓保護裝置、過熱保護裝置等)，從而斷開開關(guān)電源初級5與電源的連接，使得開關(guān)電源次級6斷電，供電電源3停止供電，最終避免電源設(shè)備10的USB連接器等失效。
[0042]本實施例中，電源設(shè)備的充電短路保護裝置I主要采用容易獲得的分離器件(例如電源比較器Ul、第三電阻R3和第一電容Cl等)，解決了電源設(shè)備10的USB連接器內(nèi)部短路、USB線7內(nèi)部短路等引起的安全問題。特別是當(dāng)電源設(shè)備USB接口 2處的長時間短路電流不能觸發(fā)電源設(shè)備10的電源保護裝置4時，驅(qū)動電源保護裝置4工作，從而對電源設(shè)備10的USB連接器等進行有效保護。
[0043]參照圖4，示出了本發(fā)明另一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置I具體實施例的當(dāng)電源設(shè)備10為快速充電設(shè)備時的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，電壓檢測模塊11可以包括上述的第一電阻R1、第一二極管D1、第二電阻R2和第二二極管D2。其中，第一電阻Rl的一端與電源設(shè)備USB接口 2的D-數(shù)據(jù)端口相連。第一二極管Dl的陽極與第一電阻Rl的另一端相連。第二電阻R2的一端與電源設(shè)備USB接口 2的D+數(shù)據(jù)端口相連。第二二極管D2的陽極與第二電阻R2的另一端相連，第一二極管Dl的陰極和第二二極管D2的陰極作為電壓檢測模塊11的輸出端。信號轉(zhuǎn)換模塊12可以包括電壓檢測芯片U3，電壓檢測芯片U3的輸入端與電壓檢測模塊11的輸出端相連，電壓檢測芯片U3的輸出端作為信號轉(zhuǎn)換模塊12的輸出端，電壓檢測芯片U3的地端接地，預(yù)設(shè)電壓信號可以由電壓檢測芯片U3內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓源提供。電壓檢測芯片U3具備輸入電壓信號(例如3.3V，但不僅僅是3.3V)檢測功能及防輸入電壓信號抖動功能。驅(qū)動模塊13可以包括上述的光電耦合器U2。
[0044]優(yōu)選地，如圖4所示，電源設(shè)備的充電短路保護裝置I還可以包括上述的瞬態(tài)短路保護t吳塊15。
[0045]具體地，供電電源3可以采用上述的由三極管Q1、第四電阻R4、第五穩(wěn)壓管Z5和第二電容C2組成的穩(wěn)壓電路，其中，電壓檢測芯片U3的電源端與三極管Ql的發(fā)射極相連。
[0046]在由于移動設(shè)備20的USB連接器內(nèi)部短路、電源設(shè)備10的USB連接器內(nèi)部短路、USB線7內(nèi)部短路等其中一個原因或兩個及以上的某種原因，導(dǎo)致電源設(shè)備USB接口 2處發(fā)生低阻值連接，例如電源設(shè)備USB接口 2的VBUS電源輸出端口對D+數(shù)據(jù)端口、D-數(shù)據(jù)端口、GND端口低阻值連接。
[0047]如果是瞬態(tài)低阻值連接，則通過第三穩(wěn)壓管Z3和第四穩(wěn)壓管TA來保護數(shù)據(jù)端口21 (D-數(shù)據(jù)端口、D+數(shù)據(jù)端口 )，防止瞬態(tài)過壓導(dǎo)致數(shù)據(jù)端口 21失效。
[0048]如果是長時間低阻值連接，且數(shù)據(jù)端口 21處電壓大于預(yù)設(shè)電壓信號(例如3.3V電壓，D-數(shù)據(jù)端口、D+數(shù)據(jù)端口的最高信號電壓)，將通過第一電阻Rl、第一二極管Dl與第二電阻R2、第二二極管D2組成的電壓檢測模塊11觸發(fā)電壓檢測芯片U3。當(dāng)電壓檢測芯片U3的輸入電壓信號(例如3.3V，但不僅僅是3.3V)大于預(yù)設(shè)電壓信號時，電壓檢測芯片U3的輸出端拉低，從而使光電親合器U2內(nèi)部的發(fā)光二極管導(dǎo)通，并在內(nèi)部光敏三極管的集電極產(chǎn)生一個低電平；否則，光電耦合器U2內(nèi)部光敏三極管的集電極處于開路狀態(tài)。當(dāng)光電耦合器U2內(nèi)部光敏三極管的集電極產(chǎn)生低電平時，低電平觸發(fā)電源保護裝置4(例如過壓保護裝置、過熱保護裝置等)，從而斷開開關(guān)電源初級5與電源的連接，使得開關(guān)電源次級6斷電，供電電源3停止供電，最終避免電源設(shè)備10的USB連接器等失效。
[0049]本實施例中，電源設(shè)備的充電短路保護裝置I采用電壓檢測芯片U3來監(jiān)控電源設(shè)備10的USB連接器是否長時間短路，進而解決電源設(shè)備10的USB連接器內(nèi)部短路、USB線7內(nèi)部短路等引起的安全問題。特別是當(dāng)電源設(shè)備USB接口 2處的長時間短路電流不能觸發(fā)電源設(shè)備10的電源保護裝置4時，驅(qū)動電源保護裝置4工作，從而對電源設(shè)備10的USB連接器等進行有效保護。
[0050]此外，需要說明的是，在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)電源設(shè)備10為普通充電設(shè)備時，電源設(shè)備的充電短路保護裝置I中的電壓檢測模塊11可以僅與電源設(shè)備USB接口 2的D-數(shù)據(jù)端口相連(D-數(shù)據(jù)端口與VBUS電源輸出端口距離最近)，瞬態(tài)短路保護模塊15可以僅包括如圖3和圖4所示的第三穩(wěn)壓管Z3，第三穩(wěn)壓管Z3的陰極與電源設(shè)備USB接口 2的D-數(shù)據(jù)端口相連，第三穩(wěn)壓管Z3的陽極接地。
[0051 ] 此時，如果電源設(shè)備USB接口 2處瞬態(tài)低阻值連接，則通過第三穩(wěn)壓管Z3來保護數(shù)據(jù)端口 21 (D-數(shù)據(jù)端口)，防止瞬態(tài)過壓導(dǎo)致數(shù)據(jù)端口 21失效。
[0052]具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)信號轉(zhuǎn)換模塊12包括電源比較器Ul時，電壓檢測模塊11可以包括如圖3所示的第一電阻R1、第一穩(wěn)壓管Zl和第一二極管D1，第一電阻Rl的一端與電源設(shè)備USB接口 2的D-數(shù)據(jù)端口相連，第一穩(wěn)壓管Zl的陰極與第一電阻Rl的另一端相連，第一二極管Dl的陽極與第一穩(wěn)壓管Zl的陽極相連，第一二極管Dl的陰極作為電壓檢測模塊11的輸出端。
[0053]此時，如果電源設(shè)備USB接口 2處長時間低阻值連接，且數(shù)據(jù)端口 21處電壓大于預(yù)設(shè)電壓信號(例如3.3V電壓，D-數(shù)據(jù)端口的最高信號電壓)，將通過第一電阻R1、第一穩(wěn)壓管Z1、第一二極管Dl組成的電壓檢測模塊11觸發(fā)電源比較器Ul0
[0054]具體地，在本發(fā)明的另一個實施例中，當(dāng)信號轉(zhuǎn)換模塊12包括電壓檢測芯片U3時，電壓檢測模塊11可以包括如圖4所示的第一電阻R1、第一二極管D1、第二電阻R2和第二二極管D2，第一電阻Rl的一端與電源設(shè)備USB接口 2的D-數(shù)據(jù)端口相連。第一二極管Dl的陽極與第一電阻Rl的另一端相連，第一二極管Dl的陰極作為電壓檢測模塊11的輸出端。
[0055]此時，如果電源設(shè)備USB接口 2處長時間低阻值連接，且數(shù)據(jù)端口 21處電壓大于預(yù)設(shè)電壓信號(例如3.3V電壓，D-數(shù)據(jù)端口的最高信號電壓)，將通過第一電阻R1、第一二極管Dl組成的電壓檢測模塊11觸發(fā)電壓檢測芯片U3。
[0056]本發(fā)明實施例的電源設(shè)備的充電短路保護裝置還可以用于同一個連接器里有多組端口的短路保護，電壓檢測模塊11可以檢測除電源輸出端口和地端口以外其他端口的電壓信號，而不僅僅限于USB接口 2內(nèi)部的D-數(shù)據(jù)端口，D+數(shù)據(jù)端口。
[0057]與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的電源設(shè)備的充電短路保護裝置包括以下優(yōu)點:
[0058]通過電壓檢測模塊檢測電源設(shè)備USB接口上數(shù)據(jù)端口的電壓信號，進而在電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號(預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置的電壓信號)時，信號轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號，最后驅(qū)動模塊根據(jù)控制信號驅(qū)動電源保護裝置工作以使供電電源停止供電，從而在USB接口處長時間短路(例如USB連接器內(nèi)部短路、USB線內(nèi)部短路)，且短路電流不足以觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置(例如過流保護裝置、欠壓保護裝置等)時，驅(qū)動電源保護裝置工作，從而對USB接口等進行有效保護，避免出現(xiàn)安全問題；
[0059]在電源設(shè)備USB接口處出現(xiàn)瞬態(tài)短路時，通過瞬態(tài)短路保護模塊對數(shù)據(jù)端口進行保護，從而防止瞬態(tài)過壓導(dǎo)致數(shù)據(jù)端口等失效。
[0060]參照圖5，示出了本發(fā)明一種電源設(shè)備10，具體可以包括:上述的電源設(shè)備的充電短路保護裝置1、USB接口 2、供電電源3和電源保護裝置4。其中，當(dāng)電源保護裝置4工作時，供電電源3停止供電。USB接口 2與供電電源3相連。電源設(shè)備的充電短路保護裝置I與USB接口 2和電源保護裝置4分別相連。
[0061]與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的電源設(shè)備包括以下優(yōu)點:
[0062]通過電源設(shè)備的充電短路保護裝置檢測電源設(shè)備USB接口上數(shù)據(jù)端口的電壓信號，進而在電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號(預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置的電壓信號)時，將電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號，最后根據(jù)控制信號驅(qū)動電源保護裝置工作以使供電電源停止供電，從而在USB接口處長時間短路(例如USB連接器內(nèi)部短路、USB線內(nèi)部短路)，且短路電流不足以觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置(例如過流保護裝置、欠壓保護裝置等)時，對USB接口等進行有效保護，具有更高的安全性；
[0063]通過電源設(shè)備的充電短路保護裝置在電源設(shè)備USB接口處出現(xiàn)瞬態(tài)短路時，對數(shù)據(jù)端口進行保護以防止瞬態(tài)過壓導(dǎo)致數(shù)據(jù)端口等失效，可靠性好。
[0064]對于電源設(shè)備實施例而言，由于其包括電源設(shè)備的充電短路保護裝置，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見上述的電源設(shè)備的充電短路保護裝置實施例的部分說明即可。
[0065]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0066]盡管已描述了本發(fā)明實施例的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明實施例范圍的所有變更和修改。
[0067]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0068]以上對本發(fā)明所提供的一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置和一種電源設(shè)備，進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1.一種電源設(shè)備的充電短路保護裝置，其特征在于，包括: 電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊與電源設(shè)備USB接口的數(shù)據(jù)端口相連，所述電壓檢測模塊檢測所述數(shù)據(jù)端口的電壓信號；所述電源設(shè)備USB接口與電源設(shè)備的供電電源相連； 信號轉(zhuǎn)換模塊，所述信號轉(zhuǎn)換模塊與所述電壓檢測模塊相連，當(dāng)所述電壓信號大于預(yù)設(shè)電壓信號時，所述信號轉(zhuǎn)換模塊將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為控制信號；所述預(yù)設(shè)電壓信號小于觸發(fā)電源設(shè)備的電源保護裝置的電壓信號； 驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊與所述信號轉(zhuǎn)換模塊和所述電源保護裝置分別相連，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制信號驅(qū)動所述電源保護裝置工作；當(dāng)所述電源保護裝置工作時，所述供電電源停止供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護裝置，其特征在于，所述電壓檢測模塊包括: 第一電阻，所述第一電阻的一端與電源設(shè)備USB接口的D-數(shù)據(jù)端口相連； 第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第一電阻的另一端相連； 第二電阻，所述第二電阻的一端與電源設(shè)備USB接口的D+數(shù)據(jù)端口相連； 第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述第二電阻的另一端相連，所述第一二極管的陰極和所述第二二極管的陰極作為所述電壓檢測模塊的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護裝置，其特征在于，所述信號轉(zhuǎn)換模塊包括: 電壓檢測芯片，所述電壓檢測芯片的輸入端與所述電壓檢測模塊的輸出端相連，所述電壓檢測芯片的輸出端作為所述信號轉(zhuǎn)換模塊的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電短路保護裝置，其特征在于，所述電壓檢測模塊還包括: 第一穩(wěn)壓管，所述第一穩(wěn)壓管的陰極與所述第一電阻的另一端相連，所述第一穩(wěn)壓管的陽極與所述第一二極管的陽極相連； 第二穩(wěn)壓管，所述第二穩(wěn)壓管的陰極與所述第二電阻的另一端相連，所述第二穩(wěn)壓管的陽極與所述第二二極管的陽極相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護裝置，其特征在于，所述信號轉(zhuǎn)換模塊包括: 電源比較器，所述電源比較器的參考電源端與所述電壓檢測模塊的輸出端相連，所述電源比較器的陽極接地，所述電源比較器的陰極作為所述信號轉(zhuǎn)換模塊的輸出端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電短路保護裝置，其特征在于，還包括: 濾波電路，所述濾波電路與所述電壓檢測模塊的輸出端和所述電源比較器的參考電源端分別相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護裝置，其特征在于，還包括: 瞬態(tài)短路保護模塊，所述瞬態(tài)短路保護模塊與所述數(shù)據(jù)端口相連，當(dāng)所述數(shù)據(jù)端口出現(xiàn)瞬態(tài)短路時，所述瞬態(tài)短路保護模塊對所述數(shù)據(jù)端口進行保護。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電短路保護裝置，其特征在于，所述瞬態(tài)短路保護模塊包括: 第三穩(wěn)壓管，所述第三穩(wěn)壓管的陰極與電源設(shè)備USB接口的D-數(shù)據(jù)端口相連，所述第三穩(wěn)壓管的陽極接地； 第四穩(wěn)壓管，所述第四穩(wěn)壓管的陰極與電源設(shè)備USB接口的D+數(shù)據(jù)端口相連，所述第四穩(wěn)壓管的陽極接地。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電短路保護裝置，其特征在于，所述驅(qū)動模塊包括: 光電耦合器，所述光電耦合器的陽極與所述供電電源相連，所述光電耦合器的陰極與所述信號轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，所述光電耦合器的集電極與所述電源保護裝置相連。10.一種電源設(shè)備，其特征在于，包括: 供電電源和電源保護裝置；當(dāng)所述電源保護裝置工作時，所述供電電源停止供電； USB接口，所述USB接口與所述供電電源相連； 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的電源設(shè)備的充電短路保護裝置，所述電源設(shè)備的充電短路保護裝置與所述USB接口和所述電源保護裝置分別相連。
【文檔編號】H02H3/24GK105826894SQ201510364316
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年6月25日
【發(fā)明人】李龍操, 李占武, 劉國紅
【申請人】維沃移動通信有限公司