一种用于计算机的USB接口电路

本技术涉及计算机，具体地，本技术涉及一种用于计算机的usb接口电路。

背景技术：

1、目前，计算机的前置usb接口已成为现代计算机机箱的标配之一。通过前置usb，计算机可以更便捷地连接各种外部设备，如闪存盘、键盘、鼠标、摄像头等，而不必在机箱后面寻找接口，从而增加了用户的便利性和操作的灵活性，也符合现代人们对于设备连接方便的需求。

2、随着计算机的外部设备不断地更新换代，其功能不断增加、优化的同时，单位时间内的耗电量也在不断提升，因此usb接口输出过载的情况时有发生。usb接口输出过载可能导致usb接口电路或外部设备中的电子元件过热、损坏或甚至发生故障，且一些电子元件的绝缘层或其本身也有被击穿的危险。

技术实现思路

1、为解决上述通过usb接口可能会发生输出过载的问题，本实用新型提出一种用于计算机的usb接口电路。为此，本实用新型在如下的提供方案。

2、一种用于计算机的usb接口电路包括：降噪电路，其包括正向信号降噪电路和反向信号降噪电路，所述正向信号降噪电路与usb芯片的d+引脚连接，所述反向信号降噪电路与usb芯片的d-引脚连接；比较电路，其与usb芯片的vbus引脚连接，用于比较vbus输出电压与标准电压的大小；温度检测电路，其与mcu连接，用于将usb接口的温度转换为数字信号，并将所述数字信号传输到mcu。mcu，其接收vbus输出电压与标准电压的大小进行比较的结果，并根据所述结果向控制开关输入控制电平信号；控制开关，其为vbus线路的开关，且其接收所述mcu输出的所述控制电平信号，并根据所述控制电平信号控制usb电源输出线路的接通与断开。

3、在一个实施例中，所述比较电路包括第一电感l1、第二电阻r2、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8以及第一运算放大器a1，所述第一运算放大器a1的同相输入端通过第二电阻r2和第一电感l1连接于所述vbus引脚，所述第一运算放大器a1的反相输入端通过第七电阻r7连接于所述电源，所述第八电阻r8的两端分别连接于所述第一运算放大器a1的同相输入端和输出端，从而形成负反馈回路，所述第一运算放大器a1的输出端还与所述mcu连接。

4、在一个实施例中，所述正向信号降噪电路包括：第三电感l3、第一电容c1以及第四电阻r4，所述第一电容c1的一极通过所述第四电阻r4和所述第三电感l3连接于usb芯片的d+引脚，所述第一电容c1的另一极接地，其中，所述第三电感l3为磁芯电感。

5、在一个实施例中，所述反向信号降噪电路包括：第二电感l2、第二电容c2以及第三电阻r3，所述第二电容c2的一极通过所述第三电阻r3和所述第二电感l2连接于usb芯片的d-引脚，所述第二电容c2的另一极接地，其中，所述第二电感l2为磁芯电感。

6、在一个实施例中，所述温度检测电路包括：热敏电阻rntc、信号放大器、第十三电阻r13、第十四电阻r14和第三电容c3，所述热敏电阻rntc的一端接地，所述热敏电阻rntc的另一端通过所述第十三电阻r13与电源连接，所述热敏电阻rntc的另一端还通过所述第十四电阻r14与所述信号放大器连接，所述信号放大器与所述第十四电阻r14连接的一端还通过第三电容接地c3，所述信号放大器与所述mcu连接，其中，所述热敏电阻安装在usb接口的金属外壳的内部。

7、在一个实施例中，所述信号放大器包括第二运算放大器a2、第十五电阻r15、第十六电阻r16，所述第二运算放大器a2的同相输入端与所述补偿器连接，所述第二运算放大器a2的反相输入端通过所述第十五电阻r15接地，所述第二运算放大器a2的反相输入端还通过所述第十六电阻r16连接所述第二运算放大器a2的输出端，所述第二运算放大器a2的输出端还与mcu连接。

8、在一个实施例中，所述信号放大器通过adc转换电路与mcu连接。

9、在一个实施例中，所述控制开关包括三极管q，第十电阻r10、第十一电阻r1以及第十二电阻r12，所述第十电阻r10的一端和所述三极管q的发射极连接于第九电阻r9，所述三极管q的基极连接于第十电阻r10的另一端，所述三极管q的基极还通过所述第十一电阻r1连接于所述mcu，所述三极管的集电极通过所述十二电阻r12成为所述usb接口电路的电源输出端。

10、在一个实施例中，所述三极管q的发射极还通过所述第九电阻r9和所述第一电感l1连接于vbus引脚。

11、在一个实施例中，一种用于计算机的usb接口电路还包括第四电感l4和第一电阻r1，且usb芯片的gnd引脚通过第四电感l4接地，usb芯片的d+引脚通过第一电阻r1与电源连接，其中，所述第一电阻r1为上拉电阻器。

12、本实用新型的有益效果为：

13、本实用新型将计算机usb接口的实际输出电压与一个电源的电压进行对比，当usb接口的实际输出电压大于电源的电压时，将计算机usb接口与外部设备之间的电源线断开连接。本实用新型还通过温度检测电路获得usb接口的温度，当usb接口的温度超过预设的温度阈值时，mcu发出控制信号时usb的电源线路断开。

14、本实用新型通过对usb接口的实际输出电压和usb接口的温度进行检测，并根据检测结果控制usb接口电源线的导通或断开，从而防止usb线路因过载或电压过高而损坏。

技术特征：

1.一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述比较电路包括：第一电感（l1）、第二电阻（r2）、第五电阻（r5）、第六电阻（r6）、第七电阻（r7）、第八电阻（r8）以及第一运算放大器（a1），所述第一运算放大器（a1）的同相输入端通过第二电阻（r2）和第一电感（l1）连接于所述vbus引脚，所述第一运算放大器（a1）的反相输入端通过第七电阻（r7）连接于所述电源，所述第八电阻（r8）的两端分别连接于所述第一运算放大器（a1）的同相输入端和输出端，从而形成负反馈回路，所述第一运算放大器（a1）的输出端还与所述mcu连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述正向信号降噪电路包括：第三电感（l3）、第一电容（c1）以及第四电阻（r4），所述第一电容（c1）的一极通过所述第四电阻（r4）和所述第三电感（l3）连接于usb芯片的d+引脚，所述第一电容（c1）的另一极接地，其中，所述第三电感（l3）为磁芯电感。

4.根据权利要求1所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述反向信号降噪电路包括：第二电感（l2）、第二电容（c2)以及第三电阻（r3），所述第二电容（c2）的一极通过所述第三电阻（r3）和所述第二电感（l2）连接于usb芯片的d-引脚，所述第二电容（c2）的另一极接地，其中，所述第二电感（l2）为磁芯电感。

5.根据权利要求1所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述温度检测电路包括：热敏电阻（rntc）、信号放大器、第十三电阻（r13）、第十四电阻（r14）和第三电容（c3），所述热敏电阻（rntc）的一端接地，所述热敏电阻（rntc）的另一端通过所述第十三电阻（r13）与电源连接，所述热敏电阻（rntc）的另一端还通过所述第十四电阻（r14）与所述信号放大器连接，所述信号放大器与所述第十四电阻（r14）连接的一端还通过第三电容接地（c3），所述信号放大器与所述mcu连接，其中，所述热敏电阻安装在usb接口的金属外壳的内部。

6.根据权利要求5所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述信号放大器包括第二运算放大器（a2）、第十五电阻（r15）、第十六电阻（r16），所述第二运算放大器（a2）的同相输入端与补偿器连接，所述第二运算放大器（a2）的反相输入端通过所述第十五电阻（r15）接地，所述第二运算放大器（a2）的反相输入端还通过所述第十六电阻（r16）连接所述第二运算放大器（a2）的输出端，所述第二运算放大器（a2）的输出端还与mcu连接。

7.根据权利要求5所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述信号放大器通过adc转换电路与mcu连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述控制开关包括：三极管（q），第十电阻（r10）、第十一电阻（r1）以及第十二电阻（r12），所述第十电阻（r10）的一端和所述三极管（q）的发射极连接于第九电阻（r9），所述三极管（q）的基极连接于第十电阻（r10）的另一端，所述三极管（q）的基极还通过所述第十一电阻（r1）连接于所述mcu，所述三极管的集电极通过所述十二电阻（r12）成为所述usb接口电路的电源输出端。

9.根据权利要求8所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，所述三极管（q）的发射极还通过所述第九电阻（r9）和第一电感（l1）连接于vbus引脚。

10.根据权利要求1所述的一种用于计算机的usb接口电路，其特征在于，还包括：第四电感（l4）和第一电阻（r1），且usb芯片的gnd引脚通过第四电感（l4）接地，usb芯片的d+引脚通过第一电阻（r1）与电源连接，其中，所述第一电阻（r1）为上拉电阻器。

技术总结
本技术涉及计算机技术领域，具体地，本技术涉及一种用于计算机的USB接口电路，该电路包括：降噪电路，其包括正向信号降噪电路和反向信号降噪电路，所述正向信号降噪电路与USB芯片的D+引脚连接，所述反向信号降噪电路与USB芯片的D‑引脚连接；比较电路，其包括第一运算放大器A1，所述第一运算放大器A1的同相输入段与VBUS引脚连接，所述第一运算放大器A1的同相输入端与电源连接，所述第一运算放大器A1的输出端与MCU连接；温度检测电路，其与MCU连接，用于将所述数字信号传输到MCU。MCU；控制开关，其为VBUS线路的开关，且其接收所述MCU输出的所述控制电平信号。

技术研发人员：马玉龙,陈祖义,赵太祥,周雨
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军工程大学航空机务士官学校
技术研发日：20240425
技术公布日：2025/1/9