一种接口供电电路的制作方法

1.本实用新型涉及接口技术领域，尤其涉及一种接口供电电路。


背景技术：

2.随着iec62368标准等行业标准的推行，产品中具备向外供电功能的端口需要增加限压流芯片去适配该标准，目前芯片供应能力不足，导致无法满足生产需求，且常用限流开关芯片目前价格因素也导致产品成本压力较大，产品竞争力下降。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种接口供电电路，以保证接口供电电路满足供电要求和行业标准的同时降低成本。
4.本实用新型的提供了一种接口供电电路，包括：
5.第一控制模块、第二控制模块和供电模块；
6.所述第一控制模块的第一端接第一预设电平，所述第一控制模块的第二端接第二预设电平，所述第一控制模块的第三端与所述第二控制模块的控制端电连接；
7.所述第二控制模块的第一端接第三预设电平，所述第二控制模块的第二端与供电模块的控制端电连接；
8.所述供电模块的第一端接供电电压，所述供电模块的第二端与预设接口电连接；
9.所述第一控制模块用于在所述第一预设电平和所述第二预设电平变化时改变所述第二控制模块的控制端的电平状态，以控制所述第二控制模块的第二端输出的通断控制信号的电平状态；
10.所述第二控制模块用于向所述供电模块输出通断控制信号，以控制所述供电模块的第一端和第二端的通断状态。
11.可选的，所述第一控制模块包括第一晶体管和第一分压单元，所述第二控制模块包括第二晶体管，所述供电模块包括第三晶体管；
12.所述第一分压单元的第一端接第二预设电平，所述第一分压单元的第二端接地，所述第一分压单元的第三端与所述第一晶体管的第二极电连接；
13.所述第一晶体管的控制极接第一预设电平，所述第一晶体管的第三极接第二晶体管的控制极；
14.所述第二晶体管的第二极接第三预设电平，所述第二晶体管的第三极接所述第三晶体管的控制极；
15.所述第三晶体管的第二极接供电电压，所述第三晶体管的第三极与预设接口电连接；
16.其中，所述第二预设电平大于所述第一预设电平。
17.可选的，所述第一分压单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端接所述第二预设电平，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述第一晶体管的
第二极电连接，所述第二电阻的第二端接地.
18.可选的，所述第一控制模块还包括第一限流电阻，所述第二控制模块包括第二限流电阻；
19.所述第一限流电阻的第一端接所述第一预设电平，所述第一限流电阻的第二端与所述第一晶体管的控制极电连接；
20.所述第二限流电阻的第一端与所述第一晶体管的第三极电连接，所述第二限流电阻的第二端与所述第二晶体管的控制极电连接。
21.可选的，所述第一控制模块包括第一晶体管和第二分压单元，所述第二控制模块包括第二晶体管和第四晶体管，所述供电模块包括第三晶体管；
22.所述第二分压单元的第一端接第二预设电平，所述第二分压单元的第二端接地，所述第二分压单元的第三端与所述第一晶体管的控制极电连接，其中，所述第二预设电平大于所述第一预设电平；
23.所述第一晶体管的第二极接第一预设电平，所述第一晶体管的第三极与第四晶体管的控制极电连接；
24.所述第四晶体管的第二极接第四预设电平，所述第四晶体管的第三极与所述第二晶体管的控制极电连接，且所述第二晶体管的控制极接第五预设电平；
25.所述第二晶体管的第二极接第三预设电平，所述第二晶体管的第三极与所述第三晶体管的控制极电连接；
26.所述第三晶体管的第二极接供电电压，所述第三晶体管的第三极与预设接口电连接。
27.可选的，第一控制模块还包括第三限流电阻，第二控制模块还包括第四限流电阻和第五限流电阻；
28.所述第三限流电阻第一端接所述第一预设电平，所述第三限流电阻第二端与所述第一晶体管的第二极电连接；
29.所述第四限流电阻的第一端与所述第一晶体管的第三极电连接，所述第四限流电阻的第二端与所述第四晶体管的控制极电连接；
30.所述第五限流电阻的第一端与所述第四晶体管的第三极电连接，所述第五限流电阻的第二端与所述第二晶体管的控制极电连接，且所述第五限流电阻的第一端接所述第五预设电平。
31.可选的，所述供电模块还包括：
32.第三电阻、第四电阻和电容；
33.所述第三电阻第一端、所述第四电阻的第一端以及所述第二晶体管的第三极电连接；
34.所述第三电阻的第二端接所述供电电压；
35.所述第四电阻的第二端、所述电容的第一极以及所述第三晶体管的控制极电连接，所述电容的第二极与所述第三晶体管的第二极电连接。
36.可选的，所述电路还包括：
37.保险丝，所述保险丝连接于所述供电模块的第二端和所述预设接口之间。
38.可选的，所述电路还包括：
39.所述第一晶体管为pnp型三级管，所述第二晶体管为npn型三级管，所述第三晶体管为p型mos管，所述第四晶体管为npn型三级管。
40.可选的，所述预设接口为usb接口或mhl接口。
41.本实用新型实施例的接口供电电路包括第一控制模块、第二控制模块和供电模块，第一控制模块用于在第一预设电平和所述第二预设电平变化时改变第二控制模块的控制端的电平状态，以控制第二控制模块的第二端输出的通断控制信号的电平状态；第二控制模块用于向供电模块输出通断控制信号，以控制供电模块的第一端和第二端的通断状态。可以实现接口供电电路前一级电压转换电路故障时，接口供电电路停止输出接口供电电压，符合安全要求，且本实施例无需采用限压流芯片，可以降低产品成本。
42.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
43.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1是本实用新型实施例提供的一种接口供电电路的示意图；
45.图2是本实用新型实施例提供的又一种接口供电电路的示意图；
46.图3是本实用新型实施例提供的另一种接口供电电路的示意图。
具体实施方式
47.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
48.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
49.本实用新型实施例提供了一种接口供电电路，图1是本实用新型实施例提供的一种接口供电电路的示意图，参考图1，该接口供电电路包括：
50.第一控制模块100、第二控制模块200和供电模块300；
51.第一控制模块100的第一端接第一预设电平v1，第一控制模块100的第二端接第二
预设电平v2，第一控制模块100的第三端接与第二控制模块200 的控制端电连接；
52.第二控制模块200的第一端接第三预设电平v3，第二控制模块200的第二端与供电模块300的控制端电连接；
53.供电模块300的第一端接供电电压vc，供电模块300的第二端与预设接口10电连接；
54.第一控制模块100用于在第一预设电平v1和所述第二预设电平v2变化时改变第二控制模块200的控制端的电平状态，以控制第二控制模块200的第二端输出的通断控制信号的电平状态；
55.第二控制模块200用于向供电模块300输出通断控制信号，以控制供电模块300的第一端和第二端的通断状态。
56.具体的，正常工作时，第一预设电平v1和第二预设电平v2的差值大于预设值，第一控制模块100控制第二控制模块200输出的通断控制信号满足供电模块300的导通条件，供电模块300的第二端和第三端导通，向预设接口10输出供电电压vc。
57.接口供电电路的前一级电压转换电路故障时，第一预设电平v1和第二预设电平v2的压差改变，第一控制模块100控制第二控制模块200输出的通断控制信号不满足供电模块300的导通条件，供电模块300的第二端和第三端断开，停止向预设接口10输出供电电压vc。
58.本实用新型实施例的接口供电电路包括第一控制模块100、第二控制模块200和供电模块300，第一控制模块100用于在第一预设电平v1和所述第二预设电平v2变化时改变第二控制模块200的控制端的电平状态，以控制第二控制模块200的第二端输出的通断控制信号的电平状态；第二控制模块200 用于向供电模块300输出通断控制信号，以控制供电模块300的第一端和第二端的通断状态。可以实现接口供电电路前一级电压转换电路故障时，接口供电电路停止输出接口供电电压，符合安全要求。且本实施例无需采用限压流芯片，可以降低产品成本。
59.图2是本实用新型实施例提供的又一种接口供电电路的示意图，可选的，参考图2，可选的，第一控制模块100包括第一晶体管q1和第一分压单元20，第二控制模块200包括第二晶体管q2，供电模块300包括第三晶体管q3；
60.第一分压单元10的第一端接第二预设电平v2，第一分压单元20的第二端接地，第一分压单元的第三端与第一晶体管q1的第二极电连接；
61.第一晶体管q1的控制极接第一预设电平v1，第一晶体管q1的第三极接第二晶体管q2的控制极；
62.第二晶体管q2的第二极接第三预设电平v3，第二晶体管q2的第三极接第三晶体管的控制极；
63.第三晶体管q3的第二极接供电电压vc，第三晶体管q3的第三极与预设接口10电连接，其中，第二预设电平v2大于第一预设电平v1。
64.其中，第一晶体管q1、第二晶体管q2和第三晶体管q3可以为同类型的晶体管，也可以为不同类型的晶体管。示例性的第一晶体管q1和第二晶体管 q2可以为三极管，第三晶体管q3可以为mos管,此时，第一晶体管q1和第二晶体管q2的控制极为基极，第二极为射极，第三极为集电极，第三晶体管 q3的控制极为栅极，第二极为源极，第三极为漏极。此外，第一晶体管q1、第二晶体管q2和第三晶体管q3也可以均为mos管，此时，控制极为栅极，第二极为
源极，第三极为漏极。预设接口10可为usb接口或mhl接口等任意接口。
65.此外，第一晶体管q1和第二晶体管q2的沟道类型或掺杂方式可以不同，示例性的，第一晶体管q1可以为pnp型三极管，第二晶体管q2可以为npn 型三极管，或者第一晶体管q1可以为p型mos管，第二晶体管q2可以为n 型mos管。
66.正常供电时，第一预设电平v1和第二预设电平v2的差值大于预设值，第二预设电平v2经第一分压单元20分压后的第一分压电平施加到第一晶体管q1的第二极，第一分压电平与第一预设电平v1的差值大于第一晶体管q1 的阈值电压，第一晶体管q1导通，第二晶体管q2的控制极的电位变为第一分压电平，第二晶体管q2导通，第三晶体管q3的控制极的电位变为第三预设电平v3，第三晶体管q3导通，供电电压vc输出到预设接口10。
67.第一预设电平v1、第二预设电平v2、第三预设电平v3和供电电压vc一般通过接口供电电路的前一级电路转换而来，示例性的，均通过分压电路由12v电压转换而来，当前一级电路出现故障时，第一预设电平v1和第二预设电平v2的压差改变，第一晶体管q1、第二晶体管q2和第三晶体管q3无法导通，供电电压vc无法传输到预设接口10，从而保证故障发生时输出电压不超过额定的50％，符合电路要求。
68.示例性的，第一晶体管q1为pnp型三级管，第二晶体管q2为npn型三级管，第三晶体管为p型mos管，第一预设电平可以为5v,第二预设电平v2 可以为12v，第三预设电平v3可以为0v,供电电压vc可以为5v。正常供电时，12v经第一分压单元20分压后得到7.5v的第一分压电平，第一晶体管 q1的发射极电位与基极电位的差大于阈值电压，第一晶体管q1导通，7.5v 传输至第二晶体管q2的基极，第二晶体管q2导通，拉低第三晶体管q3的栅极电位，第三晶体管q3导通。当第一预设电平v1和第二预设电平v2的前一级转换电路短路时，经第一分压单元20分压后得到的第一分压电平与第一预设电平v1的差值小于第一晶体管q1的阈值电压，第一晶体管q1截止，第二晶体管q2的基极为低电平，第二晶体管q2截止，无法拉低第三晶体管q3的栅极电位，第三晶体管q3截止，供电电压vc无法传输到预设接口10。
69.本实施例的接口供电电路包括第一晶体管q1、第一分压单元10、第二晶体管q2和第三晶体管q3，正常供电时，第一预设电平v1和第二预设电平v2 满足第一晶体管q1的导通条件，第一晶体管q1、第二晶体管导通q2和第三晶体管q3导通，供电电压vc输出到预设接口10，当前一级电压转换电路出现故障时，第一预设电平v1和第二预设电平v2发生变化，第一晶体管q1、第二晶体管q2和第三晶体管q3无法导通，供电电压vc无法传输到预设接口 10，从而保证故障发生时输出电压不超过额定的50％，符合电路要求。
70.可选的，接口供电电路还包括：
71.保险丝l1，保险丝l1连接于供电模块300的第二端和预设接口10之间。
72.具体的，保险丝l1可以为自恢复保险丝，当接口供电电路输出的电流大于设定值时，保险丝l1熔断，停止为预设接口10供电，避免输出电流过大，损坏预设接口10连接的接口设备。示例性的，预设接口10为usb2.0/3.0时，设定值可以为1.8a，输出电路超过1.8a时，保险丝l1熔断，停止为usb接口供电。
73.可选的，继续参考图2，第一分压单元20包括第一电阻r1和第二电阻 r2，第一电阻r1的第一端接第二预设电平v2，第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第一端和第一晶体管q1的第二极电连接，第二电阻r2的第二端接地。
74.其中，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值可以根据需要设置。
75.可选的，参考图2，第一控制模块100还包括第一限流电阻r3，第一限流电阻r3的第一端接第一预设电平v1，第一限流电阻r3的第二端与第一晶体管q1的控制极电连接。
76.具体的，通过设置第一限流电阻r3可以避免第一晶体管q1的控制极的电流过大，对第一晶体管q1造成损伤。第一限流电阻r3的值可以根据需要设置，本实施例并不做具体限定。
77.此外，第二控制模块200还包括第二限流电阻r4，第二限流电阻r4的第一端与第一晶体管q1的第三极电连接，第二限流电阻r4的第二端与第二晶体管q2的控制极电连接。设置第二限流电阻r4可以避免第二晶体管q2的控制极的电流过大对第二晶体管q2造成损伤。
78.图3是本实用新型实施例提供的另一种接口供电电路的示意图，参考图 3,第一控制模块100包括第一晶体管q1和第二分压单元30，第二控制模块 200包括第二晶体管q2和第四晶体管q4，供电模块300包括第三晶体管q3；
79.第二分压单元30的第一端接第二预设电平v2，第二分压单元30的第二端接地，第二分压单元30的第三端与第一晶体管q1的控制极电连接，其中，第二预设电平v2大于第一预设电平v1；
80.第一晶体管q1的第二极接第一预设电平v1，第一晶体管q1的第三极与第四晶体管q4的控制极电连接；
81.第四晶体管q4的第二极接第四预设电平v4，第四晶体管q4的第三极与第二晶体管q2的控制极电连接，且第二晶体管q2的控制极接第五预设电平 v5；
82.第二晶体管q2的第二极接第三预设电平v3，第二晶体管q2的第三极与第三晶体管q3的控制极电连接；
83.第三晶体管q3的第二极接供电电压vc，第三晶体管q3的第三极与预设接口10电连接。
84.具体的，正常情况下，第二预设电平v2经第二分压单元30分压后得到的第二分压电平大于第一预设电平v1,第一晶体管q1截止，第四晶体管q4 截止，第五预设电平v5与第三预设电平v3的差值的大于第二晶体管q2的阈值电压，第二晶体管q2导通，第三晶体管q3的控制极电平为第三预设电平 v3，第三晶体管q3导通，正常为预设接口10供电。
85.当接口供电电路前一级电压转换电路短路时，第二预设电平v2和第一预设电平v1短路经第二分压单元30分压后得到的第二分压电平小于第一预设电平v1，第一预设电平v1与第二分压电平的差大于第一晶体管q1的阈值电压，第一晶体管q1导通，第四晶体管q4控制极的电位变为第一预设电平 v1，第一预设电平v1与第四预设电平v4的差值大于第四晶体管q4的阈值电压,第四晶体管q4导通，第二晶体管q2的控制极电位变为第四预设电平v4，第四预设电平v4与第三预设电平v3的差值小于第二晶体管q2的阈值电压，第二晶体管q2截止，从而第三晶体管q3截止，停止向预设接口10供电。
86.本实施例中，正常工作时，仅第二晶体管、第三晶体管工作，其他晶体管均截止，在保证故障发生时停止供电的同时，降低了电路功耗。
87.示例性的，第一晶体管q1为pnp型三级管，第二晶体管q2为npn型三级管，第三晶体管q3为p型mos管，第四晶体管q4为npn型三级管。第二预设电平v2为12v，第一预设电平v1为5v，第三预设电平v3和第四预设电平v4可以均为0，第五预设电平v5和供电电压vc也可以均为5v。正常情况下，v2经分压后的第二分压电平大于v1,第一晶体管q1截止，第四晶体管 q4
的控制极为低电平，第四晶体管q4截止。第二晶体管2的基极电位等于第五预设电平v5，第二晶体管q2导通，拉低第三晶体管q3的栅极电位，第三晶体管q3导通，正常为预设接口10供电。
88.当前一级12v转5v电路短路故障时，12v和5v短路，经第二分压单元 30分压后传输到第一晶体管q1基极的电位低于第一晶体管q1发射极的电位，第一晶体管q1导通，第四晶体管q4基极电位变为5v，第四晶体管q4导通，第二晶体管q2基极电位变为0，第二晶体管q2截止，第三晶体管q3截止停止输出供电电压vc。
89.需要说明的是，本实施例仅示例性的示出了第二预设电平v2为12v，第一预设电平v1、第五预设电平v5和供电电压vc为5v，第三预设电平v3和第四预设电平v4均为0，并非对本实用新型的限定，在其他实施方式中可以根据需要设置，示例性的，第五预设电平v5可以为3.3v等，只要保证第五预设电平v5与第三预设电平v3的差值大于第二晶体管的阈值电压即可。
90.可选的，继续参考图3，第二分压单元30包括第五电阻r5和第六电阻 r6，第五电阻r5的第一端接第二预设电平，第五电阻r5的第二端、第六电阻r6的第一端和第一晶体管q1的控制极电连接，第六电阻r6的第二端接地。
91.可选的，继续参考图3，第一控制模块100还包括第三限流电阻r7，第二控制模块还包括第四限流电阻r8和第五限流电阻r9；
92.第三限流电阻r7第一端接第一预设电平v1，第三限流电阻r7第二端与第一晶体管q1的第二极电连接；
93.第四限流电阻r8的第一端与第一晶体管q1的第三极电连接，第四限流电阻r8的第二端与第四晶体管q4的控制极电连接；
94.第五限流电阻r9的第一端与第四晶体管q4的第三极电连接，第五限流电阻r9的第二端与第二晶体管q2的控制极电连接，且第五限流电阻r9的第一端接第五预设电平v5。
95.具体的，第三限流电阻r7用于限制第一晶体管q1的第二极的电流，避免电流过大损坏第一晶体管q1。第四限流电阻r8用于限制第四晶体管q4控制极的电流，避免第四晶体管q4和第一晶体管q1因电流过大被损坏。第五限流电阻r9用于限制第二晶体管q2的控制极的电流，避免第四晶体管q4和第二晶体管q2因电流过大被损坏。
96.可选的，参考图2和图3，供电模块300还包括：
97.第三电阻r11、第四电阻r10和电容c1；
98.第三电阻r11第一端、第四电阻r10的第一端以及第二晶体管q2的第三极电连接；
99.第三电阻r11的第二端接供电电压vc；
100.第四电阻r10的第二端、电容c1的第一极以及第三晶体管q3的控制极电连接，电容c1的第二极与第三晶体管q3的第二极电连接。
101.具体的，第三电阻r11、第四电阻r10和电容c1用于保护第三晶体管 q3，避免第三晶体管q3损伤。
102.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
103.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应
该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。