外接设备检测电路以及电子设备论文和设计-胡用

全文摘要

本实用新型实施例提供了一种外接设备检测电路以及电子设备，其中外接设备检测电路包括：电流源电路、接口、分压电路以及控制电路；接口用于连接外接设备，接口具有检测端，检测端连接电流源电路；分压电路具有分压节点，分压电路的第一端分别与电流源电路和检测端连接，分压电路的第二端接地；控制电路具有识别端，识别端连接分压节点。本实用新型实施例提供的外接设备检测电路，能够准确地识别外接设备是否插入。

主设计要求

1.一种外接设备检测电路，其特征在于，包括：电流源电路；接口，用于连接外接设备，所述接口具有检测端，所述检测端连接所述电流源电路；分压电路，具有分压节点，所述分压电路的第一端分别与所述电流源电路和所述检测端连接，所述分压电路的第二端接地；以及控制电路，具有识别端，所述识别端连接所述分压节点。

设计方案

1.一种外接设备检测电路，其特征在于，包括：

电流源电路；

接口，用于连接外接设备，所述接口具有检测端，所述检测端连接所述电流源电路；

分压电路，具有分压节点，所述分压电路的第一端分别与所述电流源电路和所述检测端连接，所述分压电路的第二端接地；以及

控制电路，具有识别端，所述识别端连接所述分压节点。

2.如权利要求1所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述外接设备检测电路还包括第一开关，所述第一开关的控制端连接所述分压节点，所述第一开关的一连接端与所述识别端连接，所述第一开关的另一连接端接地。

3.如权利要求2所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端分别与所述电流源电路和所述检测端连接，所述第一电阻的另一端通过所述第二电阻接地，所述第一电阻与所述第二电阻的连接节点为所述分压节点。

4.如权利要求2所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述外接设备检测电路还包括供电电路以及第二开关，所述接口还具有供电端，所述控制电路还具有供电控制端，所述供电控制端连接于所述第二开关的控制端，所述第二开关的两个连接端分别与所述供电电路以及所述接口的供电端连接。

5.如权利要求4所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述外接设备检测电路还包括第三开关，所述控制电路还具有检测控制端，所述检测控制端连接于所述第三开关的控制端，所述第三开关的两个连接端分别与所述分压电路的第一端以及所述接口的检测端连接。

6.如权利要求5所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述外接设备检测电路还包括开关保护电路，所述开关保护电路连接在所述第三开关的控制端与所述分压电路的第一端之间。

7.如权利要求5所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述第一开关包括场效应管、三极管、可控硅中的任一种或多种；所述第二开关包括场效应管、三极管、可控硅中的任一种或多种；所述第三开关包括场效应管、三极管、可控硅中的任一种或多种。

8.如权利要求1~7任一项所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述电流源电路包括基准电压源以及限流电路，所述基准电压源的输入端用于连接预设电源，所述基准电压源的输出端通过所述限流电路连接所述分压电路的第一端。

9.如权利要求1~7任一项所述的外接设备检测电路，其特征在于，所述接口为USB接口。

10.一种电子设备，其特征在于，包括设备主体以及如上述权利要求1~9任一项所述的外接设备检测电路，所述外接设备检测电路设于所述设备主体内。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种外接设备检测电路以及电子设备。

背景技术

目前，外接设备通常是通过通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）数据线连接充电设备进行充电，充电设备通过检测USB接口的耗电电流捕捉外接设备的插入。但是，当仅有USB数据线插入时，充电设备也可能会检测到微小的耗电电流，因此，在充电设备检测到的耗电电流过小时，无法准确地识别外接设备是否插入。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提供一种外接设备检测电路以及电子设备，能够准确地识别外接设备是否插入。

本实用新型实施例是采用以下技术方案来实现的：

一种外接设备检测电路，包括电流源电路；接口，用于连接外接设备，接口具有检测端，检测端连接电流源电路；分压电路，具有分压节点，分压电路的第一端分别与电流源电路和检测端连接，分压电路的第二端接地；以及控制电路，具有识别端，识别端连接分压节点。

进一步地，外接设备检测电路还包括第一开关，第一开关的控制端连接分压节点，第一开关的一连接端与识别端连接，第一开关的另一连接端接地。

进一步地，分压电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端分别与电流源电路和检测端连接，第一电阻的另一端通过第二电阻接地，第一电阻与第二电阻的连接节点为分压节点。

进一步地，外接设备检测电路还包括供电电路以及第二开关，接口还具有供电端，控制电路还具有供电控制端，供电控制端连接于第二开关的控制端，第二开关的两个连接端分别与供电电路以及接口的供电端连接。

进一步地，外接设备检测电路还包括第三开关，控制电路还具有检测控制端，检测控制端连接于第三开关的控制端，第三开关的两个连接端分别与分压电路的第一端以及接口的检测端连接。

进一步地，外接设备检测电路还包括开关保护电路，开关保护电路连接在第三开关的控制端与分压电路的第一端之间。

进一步地，第一开关包括场效应管、三极管、可控硅中的任一种或多种；第二开关包括场效应管、三极管、可控硅中的任一种或多种；第三开关包括场效应管、三极管、可控硅中的任一种或多种。

进一步地，电流源电路包括基准电压源以及限流电路，基准电压源的输入端用于连接预设电源，基准电压源的输出端通过限流电路连接分压电路的第一端。

进一步地，接口为USB接口。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括设备主体以及如上述的外接设备检测电路，外接设备检测电路设于设备主体内。

相对于现有技术，本实用新型实施例提供的外接设备检测电路，设置电流源电路、接口、分压电路以及控制电路。电流源电路主动产生用于检测外接设备插入的检测电流，当接口有外接设备插入时，外接设备的阻值会较大影响到分压电路中的分压状况，使分压节点的节点电压产生较大改变，进而使控制模块识别外接设备的插入；而当接口仅有USB数据线插入而未连接外接设备时，无法使分压节点的节点电压产生较大改变，因此，控制模块通过检测分压节点的节点电压的改变程度，可以准确地识别到接口处是否是外接设备的插入。

本实用新型的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的外接设备检测电路的模块图。

图2示出了本实用新型实施例提供的外接设备检测电路的电路图。

图3示出了本实用新型实施例提供的另一种外接设备检测电路的电路图。

图4示出了本实用新型实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

目前，外接设备通常是通过通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）数据线连接充电设备进行充电，充电设备通过检测USB接口的耗电电流捕捉外接设备的插入。但是，当仅有USB数据线插入时，充电设备也可能会检测到微小的耗电电流，例如，Lightning USB数据线内置有MFI（Made for iphone\/ipad\/ipod）认证芯片，当充电设备仅有LightningUSB数据线插入时，会检测到1mA左右微小的耗电电流，该耗电电流用于维持MFI认证芯片正常工作，此时充电设备会误判该耗电电流是由外接设备的插入而引起的。因此，在充电设备检测到的耗电电流过小时，无法准确地识别外接设备是否插入。

为了解决上述问题，发明人经过长期研究，提出了本实用新型实施例中的外接设备检测电路以及电子设备，设置电流源电路、接口、分压电路以及控制电路。电流源电路主动产生用于检测外接设备插入的检测电流，当接口有外接设备插入时，外接设备的阻值会较大影响到分压电路中的分压状况，使分压节点的节点电压产生较大改变，进而使控制模块识别外接设备的插入；而当接口仅有USB数据线插入而未连接外接设备时，无法使分压节点的节点电压产生较大改变，因此，控制模块通过检测分压节点的节点电压的改变程度，可以准确地识别到接口处是否是外接设备的插入。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，图1示意性地示出了本实用新型实施例提供的一种外接设备检测电路100，该外接设备检测电路100包括接口10、电流源电路20、分压电路30以及控制电路40。接口10为电力输送接口，如USB接口或直流（DC）接口。以USB接口为例，具体地，该接口10可以为但不限于Micro USB接口、Type-C USB接口以及Lightning USB接口。接口10具有检测端（图未示出），检测端用于连接外接设备，具体地，检测端通过USB数据线连接外接设备。外接设备包括但不限于智能手机、平板电脑、智能手表、智能手环、电子秤、耳机以及电纸书阅读器。进一步地，检测端还连接电流源电路20。分压电路30具有第一端（图未示出）以及第二端（图未示出），分压电路30的第一端分别与电流源电路20和接口10的检测端连接、分压电路30的第二端接地。分压电路30还具有分压节点，控制电路40具有识别端，分压电路30的分压节点连接控制电路40的识别端。

本实施例中，控制电路40为微控制单元（Microcontroller Unit，MCU）。通过电流源电路20主动产生检测电流，使得控制电路40可采样分压节点的节点电压，从而根据节点电压的变化量来准确识别接口是否插入外接设备。例如，控制电路40中包括采样电路，通过采样电路采样分压节点的节点电压。

本实施例提供的外接设备检测电路100，在电流源电路20主动产生检测电流后，当接口接有外接设备时，由于外接设备的等效阻值较大，使得分压节点的节点电压的变化量较大；当接口接有充电线或数据线但未连接外接设备时，以USB数据线为例，由于USB数据线的等效阻值非常小，使得分压节点的节点电压的变化量也非常小，分压节点的节点电压几乎不受影响，因此通过检测节点电压的变化量能够准确识别接口是否插入外接设备。

在一些实施例中，如图2所示，电流源电路20包括基准电压源21以及限流电路22。基准电压源21的输入端用于连接预设电源VCC，基准电压源21的输出端通过限流电路22连接分压电路30的第一端。具体地，基准电压源21包括电压源、电容C1以及电容C2。电压源的输入端连接预设电源VCC、输出端连接限流电路22。电容C1的一端连接电压源的输入端、另一端接地。电容C2的一端连接电压源的输出端、另一端接地。限流电路22为电阻R4，电阻R4的一端连接电压源的输出端、另一端连接电阻R1。电流源电路20用于产生一检测电流，检测电流流经分压电路30后，控制电路40可以采样分压节点的节点电压。电流源电路20还能为外接设备提供适合的检测电流，例如，维持MFI认证芯片正常工作的电流在1mA左右，电流源电路20可以提供1mA左右的检测电流给外接设备以对外接设备进行检测。

在一些实施例中，如图2所示，分压电路30包括第一电阻R1和第二电阻R2。以下简称第一电阻为电阻R1，第二电阻为电阻R2。电阻R1的一端分别与电流源电路20和接口10的检测端连接、另一端通过电阻R2接地。其中，电阻R1与电阻R2之间的连接节点为分压电路30的分压节点，采样电路采样的分压节点的节点电压实际上为电阻R2所分得的电压。当接口10处插入USB数据线或外接设备后，由于接口10的检测端连接在电流源电路20与分压电路30之间，且USB数据线与外接设备具有一定电阻，导致电阻R2所分得的电压改变，反映到控制电路40即为采样电路的采样电压改变。而外接设备的等效电阻的阻值远大于USB数据线的等效电阻的阻值，因此，接口10连接外接设备时采样电压的变化量∆U1远大于接口仅连接USB数据线时采样电压的变化量∆U2，控制电路40通过采样电压的变化量∆U即可准确识别接口10是否插入外接设备。本实施例中的分压电路30采用两个电阻分压即可准确地识别外接设备的插入，电路结构简单且降低了生产成本。

如图3所示，在一些实施方式中，该外接设备检测电路100还包括第一开关50，第一开关50的一连接端与控制电路40的识别端连接、另一连接端接地。本实施例中，控制电路40的识别端为MCU的第一引脚。第一开关50具有控制端，第一开关50的控制端连接分压电路30的分压节点。第一开关50可以为三极管或其他可控开关。图3以三极管Q1为例，三极管Q1的集电极C连接控制电路40的识别端、发射极E接地、三极管Q1的基极B为控制端，其连接于分压节点。在一些实施方式中，第一开关50还可以为场效应管或可控硅等电子开关，在此不作具体限定。当接口无任何负载（即无外接设备或USB数据线）连接时，分压节点的节点电压为高电平，使三极管Q1导通，进而控制电路40的识别端接地，此时识别端的电压处于低电平。

当接口10处仅插入USB数据线时，由于USB数据线的等效电阻的阻值很小，因而分压节点的节点电压的变化量也很小，该变化量不足以让分压节点的节点电压降低后使三极管Q1的基极B和发射极E的压降小于偏压值，因此，三极管Q1仍处于导通状态，控制电路40的识别端的电压也仍然处于低电平。而当接口10插入外接设备时，由于外接设备内的元件众多，使得外接设备的等效电阻较大，因而分压节点的节点电压的变化量较大，该变化量足以让分压节点的节点电压降低后使三极管Q1的基极B和发射极E的压降小于偏压值，因此此时三极管Q1截止，控制电路40的识别端的电平发生改变。

综上，当接口10仅有USB数据线插入时，USB数据线的等效阻值的分压不会改变三极管Q1的开关状态；而当接口10插入外接设备时，外接设备的等效电阻的分压会则会改变三极管Q1的开关状态，当三极管Q1的开关状态改变时，控制电路40的识别端的电平相应发生变化。因此当控制电路40的识别端的电平发生变化时，即可准确地识别出接口10插入了外接设备。本实施例的外接设备检测电路，通过控制电路40的识别端的电平变化来识别接口10是否有外接设备插入，电路结构简单、功耗低且成本较小。

如图2所示，进一步地，外接设备检测电路100还包括供电电路60以及第二开关70。接口10还包括供电端，供电端通过第二开关70连接于供电电路60。第二开关70具有控制端，控制电路40还具有供电控制端，本实施例中，控制电路40的供电控制端为MCU的第二引脚。第二开关70的控制端连接于控制电路40的供电控制端。当控制电路40识别到接口10有外接设备插入时，控制电路40输出控制信号至第二开关70，使第二开关70导通，供电电路60即可通过接口10对外接设备充电。

本实施例中，第二开关70为场效应管Q2，场效应管Q2的漏极D连接供电电路60、源极S连接接口10的供电端。场效应管Q2的栅极G为控制端，其连接于控制电路40的供电控制端。当控制电路40识别到接口10有外接设备插入时，控制电路40输出高电平控制信号至场效应管Q2使其导通。本实施例通过N-MOS管对外接设备的充电进行开关控制，相应地，一些实施方式中，也可以通过P-MOS管对外接设备的充电进行开关控制。在一些实施方式中，第二开关70也可以为三极管或可控硅等电子开关，在此不作具体限定。

进一步地，外接设备检测电路100还包括第三开关80和开关保护电路90。第三开关80的两个连接端分别与分压电路30的第一端以及接口10的检测端连接。第三开关80具有控制端，控制电路40还具有检测控制端，第三开关80的控制端连接控制电路40的检测控制端，本实施例中，控制电路的检测控制端为MCU的第三引脚。开关保护电路90连接在第三开关80的控制端与分压电路30的第一端之间。当控制电路40识别到接口10有外接设备插入时，控制电路40不仅输出控制信号至第二开关70，而且还输出控制信号至第三开关80，使第三开关80关断，避免在供电电路60对外接设备充电时电流源电路20对外接设备的充电造成影响。

本实施例中，第三开关80为场效应管Q3，场效应管Q3的源极S连接电阻R1的一端、漏极D连接接口10的检测端。场效应管Q3的栅极G为控制端，其连接控制电路40的检测控制端。当控制电路40识别到接口10有外接设备插入时，控制电路40输出高电平的控制信号使场效应管Q3截止。开关保护电路90为电阻R3，电阻R3连接在场效应管Q3的栅极G与源极S之间，电阻R3保护场效应管Q3不被静电击穿。本实施例中第三开关80为P-MOS管，相应地，在一些实施方式中，第三开关80也可以是N-MOS管。并且，在一些实施方式中，第三开关80也可以为三级管或可控硅等电子开关，在此不作具体限定。

本实用新型实施例提供的外接设备检测电路，设置电流源电路、接口、分压电路以及控制电路。电流源电路主动产生用于检测外接设备插入的检测电流，当接口有外接设备插入时，外接设备的阻值会较大影响到分压电路中的分压状况，使分压节点的节点电压产生较大改变，进而使控制模块识别外接设备的插入；而当接口仅有USB数据线插入而未连接外接设备时，无法使分压节点的节点电压产生较大改变，因此，控制模块通过检测分压节点的节点电压的改变程度，可以准确地识别到接口处是否是外接设备的插入。

如图4所示，本实用新型实施例还提供一种电子设备200，该电子设备200包括设备主体210以及上述的外接设备检测电路100，外接设备检测电路100设于设备主体210内。其中，电子设备200可以是任意充电设备，例如移动电源、充电背夹、适配器、车载充电器等。

本实用新型实施例提供的电子设备，设置电流源电路、接口、分压电路以及控制电路。电流源电路主动产生用于检测外接设备插入的检测电流，当接口有外接设备插入时，外接设备的阻值会较大影响到分压电路中的分压状况，使分压节点的节点电压产生较大改变，进而使控制模块识别外接设备的插入；而当接口仅有USB数据线插入时，无法使分压节点的节点电压产生较大改变，因此，控制模块通过检测分压节点的节点电压的改变程度，可以准确地识别到接口处是否是外接设备的插入。

需要说明的是，上述各实施例中的控制电路40的功能可通过市售MCU芯片实现。本实用新型所申请保护的技术方案是电流源电路、接口、分压电路、控制电路、各开关等的电路结构与连接结构，并通过上述电路结构与连接结构解决前文提到的技术问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

设计图

外接设备检测电路以及电子设备论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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