一種帶外部設(shè)備保護(hù)電路的usb的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及USB接口電路，特別涉及一種帶外部設(shè)備保護(hù)電路的USB。
【背景技術(shù)】
[0002]通用串行總線(英語(yǔ)-Universal Serial Bus，縮寫USB)是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備的一個(gè)串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦和移動(dòng)設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴(kuò)展至攝影器材、數(shù)字電視(機(jī)頂盒)、游戲機(jī)等其它相關(guān)領(lǐng)域。多媒體電腦剛問(wèn)世時(shí)，外接式設(shè)備的傳輸界面各不相同，如打印機(jī)只能接LPT port、調(diào)制解調(diào)器只能接RS232、鼠標(biāo)鍵盤只能接PS/2等。繁雜的界面系統(tǒng)，加上需安裝驅(qū)動(dòng)程序并重啟才能使用的限制，都不免造成用戶的困擾。因此，創(chuàng)造出一個(gè)統(tǒng)一且支持熱插拔的外接式傳輸界面，便成為無(wú)可避免的趨勢(shì)。
[0003]目前，USB是連接主機(jī)(HOST)和下游的USB設(shè)備如U盤的連接線和兩個(gè)端頭，有兩個(gè)端頭分別是與主機(jī)相連的USB_A頭和與USB設(shè)備相連的USB_B頭，USB_A頭有時(shí)也稱為DUT，USB采用四線電纜，其中兩根是用來(lái)傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游(Downstream)設(shè)備提供電源。USB_A端也就是主機(jī)端DUT的4線接頭分別是VBUS、DP、DM和GND編號(hào)分別是1、3、2、4 ;USB_B端的4線接頭分別是Vcc、D+、D-、GND編號(hào)分別是1、2、3、4，目前，USB_A端和USB_B端采用導(dǎo)線相連時(shí)，分別是各接口中相同編號(hào)的接頭相連，USB通過(guò)支持懸掛/恢復(fù)操作來(lái)管理USB總線電源。
[0004]在主機(jī)HOST通過(guò)USB接口與USB設(shè)備相連時(shí)，由于外部環(huán)境的影響可能產(chǎn)生靜電、浪涌，這些可能對(duì)USB設(shè)備造成損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決使用目前的USB接口連接主機(jī)與USB設(shè)備時(shí)可能由于靜電、浪涌對(duì)USB設(shè)備造成損壞的不足，在USB接口中設(shè)置USB外部設(shè)備保護(hù)電路。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種帶外部設(shè)備保護(hù)電路的USB，包括USB_A端和USB_B端，所述的USB_A端的4線接頭分別稱為VBUS、DP、DM和GND，USB_B端的4線接頭分別稱為Vcc、D+、D-和GND，在所述的USB_A端和USB_B端之間還包括外部設(shè)備保護(hù)電路；所述的外部設(shè)備保護(hù)電路包括設(shè)置在連接USB_A端的DP到USB_B端的D-的連接線和地之間的瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl和設(shè)置在連接USB_A端的DM到USB_B端的D+的連接線和地之間的瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2。
[0007]本發(fā)明中由于在USB_A端和USB_B端之間還設(shè)置有外部設(shè)備保護(hù)電路，可以吸收由于靜電和浪涌等，對(duì)外部的USB設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
[0008]本發(fā)明中還有如下優(yōu)選方式:
設(shè)置在連接USB_A端的DP到USB_B端的D-的連接線上和連接USB_A端的DM到USB_B端的D+的連接線上的鉗位電路。在連接USB_A端的DP到USB_B端的D-的連接線上串連有限流電阻R1，在連接USB_A端的DM到USB_B端的D+的連接線上串連有限流電阻R2。通過(guò)鉗位和限流對(duì)接入到USB的USB設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
[0009]在連接于USB_A的VBUS和USB_B的Vcc之間的連線上還設(shè)置有緩啟動(dòng)電路，所述的緩啟動(dòng)電路包括場(chǎng)效應(yīng)管Ql，USB_A的VBUS接所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極接USB_B的Vcc，USB_A的VBUS與場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極之間串連連接有電容C3和電阻R5，在USB_A的VBUS與地之間連接有分壓電阻R3和分壓電阻R4，電容C3和電阻R5的連接處與分壓電阻R3和分壓電阻R4的連接處重合。在所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極和漏極之間連接有二極管D，二極管D3的陽(yáng)極接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極。這樣保證電源的穩(wěn)定和抑制上電爬升過(guò)沖，通過(guò)此保護(hù)電路然后給后級(jí)設(shè)備供電。
[0010]在連接于USB_A的VBUS和USB_B的Vcc之間的連線上還設(shè)置有平滑電源波動(dòng)的儲(chǔ)能裝置。所述的儲(chǔ)能裝置包括儲(chǔ)能電容Cl、儲(chǔ)能電容C2、儲(chǔ)能電容C4和儲(chǔ)能電容C5 ;在所述的USB_A的VBUS端所述的儲(chǔ)能電容Cl和儲(chǔ)能電容C2并聯(lián)后接地；在所述的USB_B的Vcc端所述的儲(chǔ)能電容C4和儲(chǔ)能電容C5并聯(lián)后接地。儲(chǔ)能電容C1，C2，C4，C5起到了平滑電源波動(dòng)，有效抑制電壓紋波。
[0011]在所述的USB_A的GND接頭上通過(guò)穩(wěn)壓二極管DI接USB_A外殼地；所述的USB_B的GND接頭直接接USB_B外殼地。在所述的USB_A的GND接頭上還通過(guò)穩(wěn)壓二極管D2、瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS3接所述的USB_A的VBUS接頭，穩(wěn)壓二極管D2的陰極接所述的USB_A的GND接頭，瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS3的陰極接所述的USB_A的VBUS接頭。在所述的穩(wěn)壓二極管D2和瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS3之間還設(shè)置有保險(xiǎn)管F2。二極管Dl反相接到USB_A的4腳和GND之前，當(dāng)USB反接上，USB_A的GND腳變?yōu)殡娫茨_，對(duì)于后級(jí)設(shè)備造成一定的損壞，由于二極管反相截止的固有特性，使得USB外部設(shè)備無(wú)法正常工作，起到了保護(hù)作用。
[0012]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1、如圖1所示，本實(shí)施例是一種具有外部保護(hù)電路的USB，它是由電纜連接的USB_A端和USB_B端，其中USB_A端為接主機(jī)HOST的DUT，USB_B端接USB設(shè)備，USB_A端的4線接頭分別稱為VBUS、DP、DM和GND，USB_B端的4線接頭分別稱為Vcc、D+、D_和GND。本實(shí)施例中，USB_A端的VBUS、DP、DM接頭分別與USB_B端的Vcc、D_、D+通過(guò)電線線連接，USB_B端的GND與USB_B端外殼地相連不與USB_A端的GND相連，而在USB_A的GND接頭上通過(guò)穩(wěn)壓二極管Dl接USB_A外殼地，穩(wěn)壓二極管Dl的陽(yáng)極接USB_A外殼地。這樣，由于穩(wěn)壓二極管Dl反相接到USB_A的GND腳與USB_A端外殼的地之前，當(dāng)USB反接上，USB_A端的4腳也就是理論上的GND腳變?yōu)殡娫茨_，對(duì)于后級(jí)設(shè)備可能造成一定的損壞，但由于穩(wěn)壓二極管Dl反相截止的固有特性，使得USB_B端接入的外部設(shè)備無(wú)法正常工作，起到了對(duì)USB_B端接入的外部設(shè)備的保護(hù)作用。另外，在USB_A的GND接頭上還通過(guò)穩(wěn)壓二極管D2、保險(xiǎn)管F2、瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS3接USB_A的VBUS接頭，穩(wěn)壓二極管D2的陰極接USB_A的GND接頭，瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS3的陰極接USB_A的VBUS接頭。
[0015]本實(shí)施例中，在USB_A端的DP、DM接頭分別與USB_B端的D_、D+的兩根連接上設(shè)置電壓抑制二極管對(duì)在應(yīng)用過(guò)程中遇到的浪涌和靜電進(jìn)行吸收，形成外部設(shè)備保護(hù)電路。如圖1所示，在連接USB_A端的DP到USB_B端的D-的連接線和地之間設(shè)置瞬態(tài)電壓抑制