USB设备主副电源切换的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种USB设备主副电源切换的电路，包括主供电电路，该主供电电路中主电源通过用户电路向USB设备供电，设有副供电电路，该副供电电路中USB电源通过开关模块向USB设备供电，设有判断模块，所述的主电源接入该判断模块的输入端，该判断模块的输出端接入所述的开关模块的控制信号输入端，只有主电源无电压信号时，所述的判断模块才向开关模块输入开启的控制信号。本实用新型专利技术USB设备主副电源切换的电路成本低，原理简单，便于嵌入，仅需要将USB电源以及主电源接入到相应的引脚，并将主供电电路的输出端和副供电电路并在一起即可，另外所使用芯片封装比较小。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及USB设备供电领域，尤其涉及一种USB主机作为副电源，其他电源作为主电源的可切换电路中。技术背景 随着技术的发展，计算机飞速普及，也因此USB主机供电方式得到普遍的认可，但是USB主机的供电距离是有限的，在没有USB主机或者设备距USB主机比较远时，USB供电则显得有局限性。此时放弃USB主机供电，采用其他方式供电以保证设备正常工作显得尤为重要。然而在现在的切换电路中，使用电源控制芯片带来的则是成本的显著增加；而简单的使用P沟道MOSFET作为切换控制芯片则不能克服MOSFET的体效应二极管会对USB设备电源监测带来的影响，此时，倘若双电源同时供电时，USB设备MAC则不能正常检测到USB主机断开所带来的USB电源线上电压的下降，也就不会相应的错误处理，使得系统不正常。
技术实现思路
本技术克服了电源控制芯片代价昂贵，简单的MOSFET电路不满足USB设备对 USB电源线电压监测的缺点，提供了一种廉价简单的并满足USB设备对USB电源线电压监测的切换电路。本技术解决技术问题采用以下技术实现的一种USB设备主副电源切换的电路，包括主供电电路，该主供电电路中主电源通过用户电路向USB设备供电，设有副供电电路，该副供电电路中USB电源通过开关模块向 USB设备供电，设有判断模块，所述的主电源接入该判断模块的输入端，该判断模块的输出端接入所述的开关模块的控制信号输入端，只有主电源无电压信号时，所述的判断模块才向开关模块输入开启的控制信号。所述的用户电路为现有技术，可以是转换器等电路，用于将主电源的输出转换为符合USB设备要求的电源信号。所述的开关模块的开启和关闭都受控于所述的判断模块，作为一种实施方式，所述的判断模块为非门逻辑模块，用于产生非逻辑；这样只有主电源无电压信号时，非门逻辑模块才向开关模块输入开启的控制信号，否则开关模块处于切断状态，即仅通过主电源向 USB设备供电。作为优选，所述的USB设备的电源输入端设有用于在主电源和USB电源切换时稳定供电的续流模块。所述的续流模块可以是各种续流电路或者若干个并联的电容。所述的非门逻辑模块可以是现有的非门电路或开关三极管电路等。作为一种实施方式，所述的非门逻辑模块包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻 R3、电阻R4和电阻R5 ;其中所述的三极管Ql的发射极连接USB电源，发射极还通过电阻R5 接地，三极管Ql的集电极通过电阻R4接地，集电极还接入所述的开关模块的控制信号输入端；所述的主电源依次通过电阻R1、电阻R2接三极管Ql的基极，电阻Rl和电阻R2之间通过电阻R3接地。 所述的开关模块可以是各种电源控制开关，例如采用电源开关TPS2051。本技术USB设备主副电源切换的电路成本低，原理简单，便于嵌入，仅需要将 USB电源以及主电源接入到相应的引脚，并将主供电电路的输出端和副供电电路并在一起即可。另外所使用芯片封装比较小，单面仅需I. 5X1. 5CM2即可将此电路嵌入到PCB中。附图说明图1为本技术电路的原理框图；图2为本技术电路的具体电路图。具体实施方式参见图1，本技术一种USB设备主副电源切换的电路，包括主供电电路，该主供电电路中主电源VMain通过用户电路向USB设备(图中+5V处)供电。设有副供电电路，该副供电电路中USB电源VBUS通过开关模块向USB设备供电。设有判断模块，主电源接入该判断模块的输入端，该判断模块的输出端接入开关模块的控制信号输入端，只有主电源VMain无电压信号时，判断模块才向开关模块输入开启的控制信号，否则开关模块处于切断状态，即仅通过主电源VMain向USB设备供电。USB设备的电源输入端设有用于在主电源和USB电源切换时稳定供电的续流模块。本技术具体电路可参见图2，主电源VMain经过PNP型三极管Ql (S9012)组成简单的非门以后为开关模块U1(TPS2051BDBV)提供开关的使能。USB电源VBUS接入开关模块Ul的电源输入端，开关模块Ul的电源输出端接USB 设备。设有三极管Q1，其发射极连接USB电源VBUS，发射极还通过电阻R5 (IOK)接地。三极管Ql的集电极通过电阻R4 (IOK)接地，集电极还接入开关模块Ul的控制信号输入端。主电源VMain依次通过电阻R1、电阻R2 (IOK)接三极管Ql的基极，电阻Rl和电阻 R2之间通过电阻R3接地；主电源VMain还通过用户电路向USB设备供电。续流模块即并联的电容C2 (330uF/25V)和电容Cl (0. IuF) 一端接地，另一端接入 USB设备的电源输入端。图 2 中，(R3/(R1+R3)) XVMain ^ VBUS0(I)当仅有USB电源VBUS供电的时候，图2中三极管Ql的发射极(第2引脚)处于高电平、基极(第I引脚)由于电阻R2、电阻R3的作用处于低电平，此时三极管Ql饱和， 使得三极管Ql的集电极(第3引脚)电压U3 VBUSJP :高电平，从而使得开关模块打开， USB电源VBUS与USB设备的输入端(+5V)连通，即通过副供电电路来供电。(2)当仅有主电源VMain供电的时候，图2中三极管Ql的发射极(第2引脚)由于电阻R5的作用处于低电平、基极(第I引脚)由于电阻R1、电阻R3的分压处于高电平， 此时三极管Ql截止，使得三极管Ql的集电极(第3引脚)电压U3 = 0，即低电平，从而使得开关模块关闭，USB电源VBUS与USB设备输入端(+5V)断开，而USB设备输入端则由用户电路所在的主供电电路来供电。(3)当有主电源VMain和USB电源VBUS同时供电的时候，图2中三极管Ql的发射极(第2引脚)处于高电平、基极(第I引脚)由于电阻R1、电阻R2的分压处于高电平，此时三极管Ql截止，使得三极管Ql的集电极(第3引脚)电压U3 = 0，即低电平，从而使得开关模块关闭，USB电源VBUS与USB设备输入端(+5V)断开。(4)在第(3)种情况下，如果断开USB电源VBUS上的电源，电路进入第⑵种情况，而USB电源VBUS同时由于电阻R5的作用使得USB电源VBUS出入低电平。用户自然可以检测到USB电源VBUS上的电压变化。(5)在第⑶种情况下，如果断开主电源VMain上的电源，电路进入第⑴种情况。(6)在第(4)、(5)中情况时，续流模块则在切换过程中起到续流、稳压、滤波的作 用。本技术USB设备主副电源切换的电路成本低，原理简单，便于嵌入，仅需要将 USB电源以及主电源接入到相应的引脚，并将主供电电路的输出端和副供电电路并在一起即可。权利要求1.一种USB设备主副电源切换的电路，包括主供电电路,该主供电电路中主电源通过用户电路向USB设备供电，其特征在于，设有副供电电路，该副供电电路中USB电源通过开关模块向USB设备供电，设有判断模块，所述的主电源接入该判断模块的输入端，该判断模块的输出端接入所述的开关模块的控制信号输入端，只有主电源无电压信号时，所述的判断模块才向开关模块输入开启的控制信号。2.如权利要求I所述的USB设备主副电源切换的电路，其特征在于，所述的USB设备的电源输入端设有用于在主电源和USB电源切换时稳定供电的续流模块。3.如权利要求2所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许龙杰，
申请(专利权)人：天津市亚安科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：