[发明专利]一种带外部设备保护电路的USB

说明书

技术领域

本发明涉及USB接口电路，特别涉及一种带外部设备保护电路的USB。

背景技术

通用串行总线（英语：Universal Serial Bus，缩写USB）是连接计算机系统与外部设备的一个串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视（机顶盒）、游戏机等其它相关领域。多媒体电脑刚问世时，外接式设备的传输界面各不相同，如打印机只能接LPT port、调制解调器只能接RS232、鼠标键盘只能接PS/2等。繁杂的界面系统，加上需安装驱动程序并重启才能使用的限制，都不免造成用户的困扰。因此，创造出一个统一且支持热插拔的外接式传输界面，便成为无可避免的趋势。

目前，USB是连接主机(HOST)和下游的USB设备如U盘的连接线和两个端头，有两个端头分别是与主机相连的USB_A头和与USB设备相连的USB_B头，USB_A头有时也称为DUT，USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游（Downstream）设备提供电源。USB_A端也就是主机端DUT的4线接头分别是VBUS、DP、DM和GND编号分别是1、3、2、4；USB_B端的4线接头分别是Vcc、D+、D-、GND编号分别是1、2、3、4，目前，USB_A端和USB_B端采用导线相连时，分别是各接口中相同编号的接头相连，USB通过支持悬挂/恢复操作来管理USB总线电源。

在主机HOST通过USB接口与USB设备相连时，由于外部环境的影响可能产生静电、浪涌，这些可能对USB设备造成损坏。

发明内容

本发明解决使用目前的USB接口连接主机与USB设备时可能由于静电、浪涌对USB设备造成损坏的不足，在USB接口中设置USB外部设备保护电路。

本发明所采用的技术方案是：一种带外部设备保护电路的USB，包括USB_A端和USB_B端，所述的USB_A端的4线接头分别称为VBUS、DP、DM和GND，USB_B端的4线接头分别称为Vcc、D+、D-和GND，在所述的USB_A端和USB_B端之间还包括外部设备保护电路；所述的外部设备保护电路包括设置在连接USB_A端的DP到USB_B端的D-的连接线和地之间的瞬态电压抑制二极管TVS1和设置在连接USB_A端的DM到USB_B端的D+的连接线和地之间的瞬态电压抑制二极管TVS2。

本发明中由于在USB_A端和USB_B端之间还设置有外部设备保护电路，可以吸收由于静电和浪涌等，对外部的USB设备进行保护。

本发明中还有如下优选方式：

设置在连接USB_A端的DP到USB_B端的D-的连接线上和连接USB_A端的DM到USB_B端的D+的连接线上的钳位电路。在连接USB_A端的DP到USB_B端的D-的连接线上串连有限流电阻R1，在连接USB_A端的DM到USB_B端的D+的连接线上串连有限流电阻R2。通过钳位和限流对接入到USB的USB设备进行保护。

在连接于USB_A的VBUS和USB_B的Vcc之间的连线上还设置有缓启动电路，所述的缓启动电路包括场效应管Q1，USB_A的VBUS接所述的场效应管Q1的源极，场效应管Q1的漏极接USB_B的Vcc，USB_A的VBUS与场效应管Q1的栅极之间串连连接有电容C3和电阻R5，在USB_A的VBUS与地之间连接有分压电阻R3和分压电阻R4，电容C3和电阻R5的连接处与分压电阻R3和分压电阻R4的连接处重合。在所述的场效应管Q1的源极和漏极之间连接有二极管D，二极管D3的阳极接场效应管Q1的漏极。这样保证电源的稳定和抑制上电爬升过冲，通过此保护电路然后给后级设备供电。

在连接于USB_A的VBUS和USB_B的Vcc之间的连线上还设置有平滑电源波动的储能装置。所述的储能装置包括储能电容C1、储能电容C2、储能电容C4和储能电容C5；在所述的USB_A的VBUS端所述的储能电容C1和储能电容C2并联后接地；在所述的USB_B的Vcc端所述的储能电容C4和储能电容C5并联后接地。储能电容C1，C2，C4，C5起到了平滑电源波动，有效抑制电压纹波。