[实用新型]一种USB设备的过流保护装置

说明书

本实用新型涉及一种USB设备的过流保护装置，其通过电流检测模块的MCU控制可变负载电路使其负载逐渐增加，供电电压检测电路检测USB供电器的供电电压，当供电电压小于电压阈值时，供电电压检测电路向MCU发送信号，通知其USB供电器即将限流保护；MCU接收信号后获取USB供电器的最大输出电流，并根据该最大输出电流控制USB从设备的后级模块的功耗，避免后级模块的功耗超过USB供电器的限流值。

技术领域

本实用新型涉及一种过流保护装置，具体涉及一种USB设备的过流保护装置。

背景技术

负载，是指连接在电路中的电源两端的电子元件，其把电能转换成其他形式的能。常用的负载有电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件。MCU，为微控制单元(Microcontroller Unit) ，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

USB供电器是指带有USB接口，能够给USB从设备主动供电的设备；而USB从设备是指必须由USB供电器供电的设备。目前，大部分USB供电器，如电脑、平板或者USB充电器，其USB接口都带有过流保护功能：一旦USB接口的负载过大，就会切断USB供电，保护USB接口不被损坏。USB接口在进行过流保护时，会切断端USB供电器对USB从设备的供电，而在无电源的情况下，USB从设备就会停止工作。这也就导致了用户在使用USB从设备时，USB会突然停止工作，这就降低了用户体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种USB设备的过流保护装置，其可以避免USB从设备超过USB供电器的最大限流，避免USB从设备在使用过程中被切断供电，提高用户体验。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种USB设备的过流保护装置，其包括USB供电器和USB从设备，所述USB供电器与USB从设备通过USB接口连接，所述USB从设备设有电流检测模块和后级模块，所述后级模块连接电流检测模块，而电流检测模块包括MCU、供电电压检测电路和可变负载电路；所述可变负载电路连接MCU，所述供电电压检测电路连接MCU。

所述供电电压检测电路由电阻R10、电阻R11、电阻R12和三极管Q2构成，所述三极管Q2的基极经电阻R10连接USB供电器的供电电压V_USB，同时，三极管Q2的基极经由电阻R11接地；所述三极管Q2的集电极经电阻R12连接USB供电器的供电电压V_USB，同时三极管Q2的集电极连接MCU的输入端；而三极管Q2的发射极接地。

所述可变负载电路由运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和MOS管Q1构成，所述MOS管的源极经电阻R4连接USB供电器的供电电压V_USB，MOS管的栅极经电阻R1连接运算放大器U1A的输出端，MOS管的漏极经由电阻R3接地，同时，MOS管的漏极经由电阻R2连接运算放大器U1A的反向输入端；所述MCU内部DAC输出端一方面经由电容C1接地，另一方面连接运算放大器的同向输入端；所述电阻R3两端连并联接有电容C2。

所述可变负载电路由电阻R5、电阻R6、电阻R7、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5构成，所述三极管Q5的基极连接MCU的接口IO3，发射极接地，而集电极经由依次串联在一起的R7、R6和R5后连接USB供电器的供电电压V_USB；所述三极管Q4的基极连接MCU的接口IO2，发射极接地，而集电极连接于电阻R6和电阻R7之间；所述三极管Q3的基极连接MCU的接口IO1，发射极接地，而集电极连接于电阻R5和R6之间。

所述USB从设备为USB Phone。