电子设备电力保护电路制造技术

本发明专利技术公开一种主机电子设备，该主机电子设备可耦接至附件电子设备。在正常操作期间，主机设备可通过电源线路向附件设备供应电力。可通过在电源线路中插入保护晶体管来阻止其中附件设备向主机设备传送电力的逆供电事件。可使用保护晶体管和另一晶体管形成电流镜，所述电流镜产生与流过电源线路的电流量成比例的感测电流。电流-电压放大器可产生与感测电流成比例的感测电压。偏置电路可用于使通过电流镜的感测电流偏置。控制电路可将感测电压与一个或多个参考电压进行比较，并且在适于阻止主机设备的逆供电时关断保护晶体管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子设备电力保护电路
技术介绍
本专利技术整体涉及电子设备，并且更具体地，涉及用于电子设备的电力保护电路。电子设备(诸如蜂窝电话、媒体播放器、平板电脑、和其它设备)常耦接至附件。例如，附件设备可具有显示器、扬声器、或主机电子设备在为用户播放媒体文件或其它内容时可使用的其它组件。在正常操作期间，主机设备可向附件供应电力。如果附件有缺陷或设计不当，那么附件可能向主机设备供应电力而不是从主机设备汲取电力。这种有时可被称为逆供电的行为可能对主机设备造成损坏。因此，将期望能够提供用于在附件耦接至电子设备时防止因逆供电而导致的损害的保护电路。
技术实现思路
附件可能潜在地对主机电子设备进行逆供电。为了防止对主机电子设备造成损坏，电子设备可具有保护电路。每当检测到逆供电状况时，保护电路可用于阻断附件和主机设备之间的电流流动。主机电子设备可通过电源路径耦接至附件电子设备。在正常操作期间，主机设备可通过电源线路向附件设备供应电力。在一些情况下，附件可能试图向主机设备传送电力。这种类型的逆供电操作是不期望的，并且可通过在电源线路中插入保护晶体管来阻止。可使用保护晶体管和另一晶体管来形成电流镜。可使用偏置电路来保持所述另一晶体管的漏极与保护晶体管的漏极基本上处于相同的电压，从而提高电流镜的准确度。例如，偏置电路可包括以共源共栅布置形成的镜晶体管。可使用偏置电路来偏置流过所述另一晶体管的电流以匹配预先确定的偏置电流。通过将流过所述另一晶体管的电流偏置成预先确定的偏置电流以及使用共源共栅布置，可减轻与温度相关联的变化。电流镜可产生与当前流过保护晶体管和电源线路的电流量成比例的感测电流。电流-电压放大器可产生与感测电流成比例的感测电压。如果需要，偏置电路可被配置为使得电流-电压放大器产生与感测电流减去预先确定的偏置电流成比例的感测电压。控制电路可使用比较器来将感测电压与参考电压进行比较。每当感测电压处于指示电力正在从主机设备流向附件的水平时，控制电路可接通保护晶体管以允许主机为附件供电。只要电源线路上出现的反向电流不超过可接受的小的量，也可接通保护晶体管。当检测到逆供电状况时，控制电路可关断晶体管以防止电流通过电源线路从附件流入到主机设备中。控制电路可使用第一比较器来检测严重逆供电状况。控制电路可使用第二比较器和检测电路来检测持续时间过长的适度逆供电状况。响应于检测到严重逆供电状况或持续时间过长的适度逆供电状况，控制电路可关断保护晶体管。吸收晶体管可耦接至电源线路以将逆供电电流从设备的电源电路转移出去。吸收晶体管可由控制电路基于感测电压来控制，以吸收适当量的逆电流。根据附图以及以下对优选实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、本专利技术的实质以及各种优点将变得更加显而易见。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的其中主机电子设备耦接至附件电子设备的一种系统的图解。图2是根据本专利技术一实施例示出可在电子设备中测量以检测逆供电状况的信号的图。图3是根据本专利技术一实施例的例示性保护电路的电路图。图4是根据本专利技术一实施例的具有共源共栅镜布置的例示性保护电路的电路图。图5是示出被感测到的电压可如何取决于图4的电路的输出电流的图解。图6是根据本专利技术一实施例示出图4的电路可如何帮助减轻被感测到的电压的与温度相关联的变化的图解。图7是根据本专利技术一实施例示出可如何将图4的电路调整成不同偏置设定的图解。图8是根据本专利技术一实施例的可检测严重的和适度逆供电状况的例示性控制电路的图解。图9是根据本专利技术一实施例示出图8的控制电路可如何响应严重逆供电状况的时序图。图10是根据本专利技术一实施例示出图8的控制电路可如何响应适度逆供电状况的时序图。图11是根据本专利技术一实施例的具有吸收晶体管的例示性保护电路的图解。具体实施方式图1中示出包括具有保护电路的电子设备的一种例示性系统。如图1中所示，系统8可包括主机设备(诸如电子设备10)、以及附件设备(诸如电子设备14或其它外部设备)。路径12可用于耦接设备10和14。路径12可包括电力线，诸如正电源电流流过的正电力线16和接地电源电流流过的接地电力线17。路径12还可包括模拟信号线和/或数字信号线(例如，成对的数据线等)。当电力正在从主机10传送到附件14时，流过线路16的电流I将为正。设备10可具有带有输入-输出电源端子T1和T2的输入-输出端口。设备14可具有带有输入-输出电源端子T3和T4的输入-输出端口。端子T1和T3可以是正电源端子。端子T2和T4可以是接地电源端子。当设备10和设备14耦接在一起时，端子T1可经由线路16电连接至端子T3，端子T2可经由线路17连接至端子T4。导电路径16和17可形成电缆的一部分，或可通过端子T1和T2之间以及端子T3和T4之间的直接接触形成。端子T1和T2可与设备10中的连接器(例如，设备10上的输入-输出端口中的输入-输出连接器)中的触点相关联。端子T3和T4可与设备14中的连接器(例如，设备14上的输入-输出端口中输入-输出连接器)中的触点相关联。电子设备(诸如图1的设备10和14)可以是：蜂窝电话；媒体播放器；其它手持便携式设备；稍微较小的便携式设备，诸如腕表设备、挂式设备或其它可穿戴或微型设备；游戏设备；平板电脑；笔记本电脑；台式计算机；电视机；计算机监视器；整合到电脑显示器中的计算机；嵌入式设备，诸如汽车中的设备；包括用于向用户呈现声音和/或视频的扬声器和/或监视器的设备；或其它电子设备。例如，主机电子设备10可以是蜂窝电话、媒体播放器、或计算机，附件电子设备14可以是包括用于向用户呈现音频的扬声器和/或用于向用户呈现视频的显示器的设备。可通过与路径12相关联的数据路径从设备10向设备14提供要被显示的音频和/或视频内容。主机10可包括存储和处理电路30以及输入-输出电路28。电子设备14可包括存储和处理电路48以及输入-输出电路50。存储和处理电路30和48可包括一个或多个集成电路，诸如存储器电路、处理器、和专用集成电路。输入-输出电路28和输入-输出电路50可包括用户接口组件，诸如按钮、扬声器、麦克风、显示器、触摸传感器、以及用于收集输入或向用户呈现输出的其它设备。输入-输出电路28还可包括有线通信电路、无线通信电路、传感器、和其它电子设备组件。可使用来自壁式插座或其它交流电(AC)电力源(例如，AC源20和52)的AC线路电力来为设备10和14供应电力。也可使用电池(诸如电池22和46)来获得电力。电力调节器电路18和44可用于将来自AC源的AC电力或电池电力转换成供设备10和14的电气组件使用的调节后的直流(DC)电力源(例如，+端子上的正电压和–端子上的零电压或接地电压)。在正常操作期间，设备10的电力调节器电路18可向节点38提供正电源电压。保护晶体管SW(用作保护开关)通常可以是接通的(即，由晶体管形成的开关可以是闭合的)，使得将节点38上的电压输送到节点36。正信号线16可将设备10中的正电源电压节点36连接至设备14中的正电源电压节点54。电源接地线17可用于将设备14中的接地56连接至设备10中的接地58。当在正常操作期间晶体管SW接通时，主机设备10可经由路径12向附件14供应电力。因此，正电流I可沿线路16流动。在不具有电力源的附件中，不存在逆供电状况的风险。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为通过包括电源线路的路径向附件提供电力的电子设备，所述电子设备包括：电力调节器电路，所述电力调节器电路向所述电源线路提供电源电压；第一晶体管，所述第一晶体管插入在所述电源线路中；第二晶体管，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管形成电流镜，所述电流镜产生指示有多少电流正流过所述第一晶体管的信号；和电路，当所述信号指示流过所述第一晶体管的所述电流与逆供电状况相关联时，所述电路向所述第一晶体管提供控制信号以关断所述第一晶体管，其中在所述逆供电状况下，所述电子设备从所述附件接收电力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.15 US 61/660,634;2012.09.27 US 13/629,2761.一种被配置为通过包括电源线路的路径向附件提供电力的电子设备，所述电子设备包括：电力调节器电路，所述电力调节器电路向所述电源线路提供电源电压；第一晶体管，所述第一晶体管插入在所述电源线路中；第二晶体管，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管形成电流镜，所述电流镜产生指示有多少电流正流过所述第一晶体管的信号；和电路，当所述信号指示流过所述第一晶体管的所述电流与逆供电状况相关联时，所述电路向所述第一晶体管提供控制信号以关断所述第一晶体管，其中在所述逆供电状况下，所述电子设备从所述附件接收电力。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述电路包括监测与所述信号成比例的感测电压的控制电路，其中响应于流过所述第一晶体管的所述电流的给定变化，所述第一晶体管上的电压降改变了第一量，其中响应于流过所述第一晶体管的所述电流的所述给定变化，所述感测电压改变了第二量，并且其中所述第二量大于所述第一量。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述电路包括将所述信号转换成所述感测电压的电流-电压放大器，所述电流-电压放大器包括耦接以形成共栅极放大器的成对的晶体管，并且所述控制电路包括接收所述感测电压和参考电压的比较器。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一晶体管具有第一源极、第一漏极和第一栅极，并且其中所述第二晶体管具有第二源极、第二漏极和第二栅极，所述电子设备还包括偏置电路，所述偏置电路使所述第二漏极偏置以匹配所述第一漏极上的电压，并且其中所述电流镜包括将所述第一源极耦接至所述第二源极的第一线路，并且包括将所述第一栅极耦接至所述第二栅极的第二线路。5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述电路被配置为响应于确定流过所述第一晶体管的所述电流高于给定阈值而断言所述控制信号以接通所述第一晶体管，并且其中所述电路被配置为响应于确定流过所述第二晶体管的所述电流低于所述给定阈值而解除断言所述控制信号以关断所述第一晶体管，其中所述给定阈值具有负值，所述控制电路具有带有第一输入端和第二输入端的比较器，并且所述第二输入端被配置为接收表示所述阈值的参考电压。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述电子设备包括选自以下的设备：蜂窝电话、平板电脑、便携式计算机和媒体播放器，所述电子设备还包括存储和处理电路。7.一种电子设备中的在逆供电状况期间阻止从外部设备向所述电子设备传送电力的保护电路，所述保护电路包括：第一晶体管，所述第一晶体管耦接至电源输入-输出端子，其中在所述保护电路的至少一些操作期间，电源电流流过所述第一晶体管；第二晶体管，所述第二晶体管耦接至所述第一晶体管以形成电流镜，其中所述电流镜产生与流过所述第一晶体管的所述电源电流成比例的感测电流；和电路，所述电路对所述感测电流进行响应，在所述逆供电状况期间，所述电路提供用以关断所述第一晶体管的控制信号。8.根据权利要求7所述的保护电路，其中所述电路包括将所述感测电流转换成感测电压的电流-电压放大器，所述电路包括监测所述感测电压并且基于所述感测电压提供所述控制信号的控制电路，并且所述控制电路包括比较器，所述比较器具有接收所述感测电压的第一输入端和接收参考电压的第二输入端。9.根据权利要求7所述的保护电路，其中所述电路包括偏置电路，所述偏置电路使所述第二晶体管中的漏极电压偏置以匹配所述第一晶体管的漏极电压，并且所述偏置电路包括电流源。10.一种电子设备，包括：第一输入-输出端子；第二输入-输出端子；接地电源线路，所述接地电源线路耦接至所述第二输入-输出端子；正电源线路，所述正电源线路耦接至所述第一输入-输出端子；第一晶体管，所述第一晶体管耦接至所述正电源线路；第二晶体管，所述第二晶体管耦接至所述第一晶体管以形成电流镜，其中所述电流镜产生与流过所述第一晶体管和所述正电源线路的电流成比例的感测电流；和电流-电压放大器电路，所述电流-电压放大器电路将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·保罗，Y·佩雷斯，S·赫林亚，E·肖克赫特，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US