[发明专利]过压保护电路、USB连接器和用于USB连接器的过压保护方法

说明书

本发明涉及一种过压保护电路、USB连接器和用于USB连接器的过压保护方法。该过电压保护电路包括被配置成生成偏置电流的偏置电流发生器，以及被配置成接收所述偏置电流和与连接器的数据端子相关联的电压的电流比较器。所述电流比较器包括晶体管。所述晶体管被配置成基于与所述数据端子相关联的电压的电平而激活。所述电流比较器被配置成将所述晶体管的电流与所述偏置电流进行比较。所述过电压保护电路包括输出电路，所述输出电路被配置成响应于所述晶体管的电流大于所述偏置电流而生成过电压保护信号。

技术领域

本说明书涉及通用串行总线(USB)连接器中的过电压保护电路，其增加了用于检测过电压事件的响应时间。

背景技术

过电压保护电路在过电压事件期间保护受保护器件(DUP)免受损坏。例如，当在USB连接器的数据端子上施加高电压时，如果USB连接器的开关被激活，DUP可遭受损坏。过电压保护电路检测数据端子的电压电平，并在电压大于阈值电平时生成关断开关的信号。在一些现有设计中，泄漏电流、响应时间等对于各种应用可为不期望的。

发明内容

根据一个方面，过电压保护电路包括被配置成生成偏置电流的偏置电流发生器，以及被配置成接收偏置电流和与连接器的数据端子相关联的电压的电流比较器。电流比较器包括晶体管。晶体管被配置成基于与数据端子相关联的电压的电平而激活。电流比较器被配置成将晶体管的电流与偏置电流进行比较。过电压保护电路包括输出电路，该输出电路被配置成响应于晶体管的电流大于偏置电流而生成过电压保护信号。

根据一些方面，过电压保护电路可包括以下特征中的一个或多个(或它们的任何组合)。过电压保护电路可包括被配置成生成参考电压的参考电压发生器。晶体管可基于与数据端子相关联的电压大于参考电压和晶体管的阈值电压的组合而激活。过电压保护电路可包括箝位电路，该箝位电路被配置成接收与数据端子相关联的电压，并且响应于该电压大于上阈值，箝位电路可将电压箝位到上阈值。过电压保护电路可包括箝位电路，该箝位电路被配置成接收与数据端子相关联的电压，并且响应于该电压小于下阈值，箝位电路可将电压箝位到下阈值。晶体管可为第一晶体管，并且电流比较器可包括第二晶体管和设置在第一晶体管和第二晶体管之间的输出节点。响应于第一晶体管的电流大于第二晶体管的电流，可在输出节点处生成电压，并且第二晶体管的电流可为偏置电流。第一晶体管可为P沟道晶体管，并且第二晶体管可为N沟道晶体管。输出节点可连接到输出电路。晶体管具有被配置成接收参考电压的第一端子、被配置成接收箝位电路的输出的第二端子、以及连接到镜像偏置电流的电流镜的第三端子。输出电路可包括第一反相器和第二反相器。

根据一个方面，通用串行总线(USB)连接器包括数据端子和耦接到数据端子的开关。开关被配置成耦接到器件。数据端子被配置成响应于开关闭合而电连接到器件，并且数据端子被配置成响应于开关断开而与器件电断开。USB连接器包括连接到开关的过电压保护电路。过电压保护电路被配置成响应于数据端子上的过电压事件而生成过电压保护信号。开关被配置成响应于过电压保护信号而断开。过电压保护电路包括被配置成生成偏置电流的偏置电流发生器和电流比较器。电流比较器包括晶体管。过电压保护电路被配置成响应于晶体管的电流大于偏置电流而生成过电压保护信号。