本發(fā)明涉及通用串行總線(usb，universalserialbus)領(lǐng)域，尤其涉及一種usb連接器放電方法及電路。

背景技術(shù)：

usb連接器已被廣泛地應(yīng)用于諸如電源適配器、移動(dòng)電源、筆記本電腦、手機(jī)、平板電腦之類的電子設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)充電以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

最近發(fā)布的c型通用串行總線(usbtype-c)電纜和連接器規(guī)范中定義了一種新的符合usb3.1協(xié)議的c型usb連接器。在功能和性能方面，c型usb連接器與目前廣泛應(yīng)用的b型usb連接器相比，具有更高的數(shù)據(jù)速率、更高的可配置充電電流，并且支持usb插頭沿雙方向插入usb插座。

當(dāng)上行端口(ufp，upstreamfacingport)設(shè)備通過c型usb連接器及相應(yīng)的電纜與下行端口(dfp，downstreamfacingport)設(shè)備連接后，dfp設(shè)備會(huì)通過vbus引腳向ufp設(shè)備輸出vbus電壓，以向ufp設(shè)備充電。

但當(dāng)電纜去除(removal)后，vbus引腳需要進(jìn)行放電。目前，c型usb的相關(guān)協(xié)議中規(guī)定了vbus引腳電壓放電過程中所需要遵循的各種原則(包括功耗、放電時(shí)長(zhǎng)、以及擺率(sr，slewrate)等方面)。

但是，目前尚未發(fā)現(xiàn)如何依據(jù)c型usb的相關(guān)協(xié)議的規(guī)定，來控制vbus引腳電壓放電過程的有效解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種usb連接器放電方法及電路。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種usb連接器放電電路，配置為對(duì)usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電；所述放電電路包括：

放電負(fù)載，配置為對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電；

第一控制電路，配置為放電過程中調(diào)整所述放電負(fù)載的大小，使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù)；以及

第二控制電路，配置為放電過程中檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化，以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小，使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種usb連接器放電方法，包括：

利用放電負(fù)載對(duì)usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電；其中，

在放電過程中，調(diào)整所述放電負(fù)載的大小，使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù)；以及

檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化，以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小，使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的usb連接器放電方法及電路，利用放電負(fù)載對(duì)第一引腳的電壓進(jìn)行放電的過程中，調(diào)整所述放電負(fù)載的大小，使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù)；并檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化，以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小，使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，如此，能夠有效地控制第一引腳的放電過程。

附圖說明

在附圖(其不一定是按比例繪制的)中，相似的附圖標(biāo)記可在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相似附圖標(biāo)記可表示相似部件的不同示例。附圖以示例而非限制的方式大體示出了本文中所討論的各個(gè)實(shí)施例。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例第一種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例第二種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例第三種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例第四種usb連接器放電電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)施例放usb連接器電電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為vbus引腳放電過程電壓隨時(shí)間變化示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例usb連接器放電方法流程示意圖；

圖8為采用圖5所示的電路的仿真結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，在下文中，首先對(duì)本發(fā)明中使用的技術(shù)術(shù)語進(jìn)行解釋。

dfp設(shè)備，可以理解為主機(jī)(host)。典型的dfp設(shè)備是電源適配器，因?yàn)樗肋h(yuǎn)都只是供電。

ufp設(shè)備，可以理解為從機(jī)(device)，典型的ufp設(shè)備是u盤、移動(dòng)硬盤，因?yàn)樗鼈冇肋h(yuǎn)都是被讀寫數(shù)據(jù)和被供電。

雙角色端口(drp，dualroleport)設(shè)備，drp設(shè)備也可以在dfp設(shè)備與ufp設(shè)備間動(dòng)態(tài)切換，既可以做dfp設(shè)備(host)，也可以做ufp設(shè)備(device)。典型的drp設(shè)備是電腦(可以作為u盤的主機(jī)，也可以作為被充電的ufp設(shè)備，具有otg(on-the-go)功能的手機(jī)(可以作為被充電和被讀寫數(shù)據(jù)的設(shè)備，也可以作為主機(jī)為其他設(shè)備提供電源或者讀寫u盤數(shù)據(jù))，移動(dòng)電源(可通過單個(gè)usbtype-c接口放電和充電)。

sr，vbus電壓時(shí)間變化率。

如背景技術(shù)所描述的，當(dāng)ufp設(shè)備通過c型usb連接器及相應(yīng)的電纜與dfp設(shè)備連接后，dfp設(shè)備會(huì)通過vbus引腳向ufp設(shè)備輸出vbus電壓，以向ufp設(shè)備供電。但當(dāng)電纜去除(removal)后，vbus需要進(jìn)行放電，以確 保操作安全。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，vbus推薦使用如表1所示的操作條件。

表1

同時(shí)，由于c型usb連接器支持更高的可配置充電電流，即具有更高的電力傳輸能力(最高可達(dá)100w)，所以c型usb的相關(guān)協(xié)議中規(guī)定了以下主要幾種vbus電壓的放電模式：

(1)去連接后源端和接收端自動(dòng)放電模式(autosinkandsourcedischargeafteradisconnect)：vbus電壓從21.5v放至安全0v(vbusdischargefrom21.5vtovsafe0v)；

(2)去連接后僅接收端自放電模式(autosinkdischargeafteradisconnectstateonly)：vbus電壓從16v放至安全5v(vbusdischargefrom16vtovsafe5v)；這種模式下的放電時(shí)長(zhǎng)參數(shù)稱為tsinkdischargefull；

(3)連接狀態(tài)中僅源端自放電模式(autosourcedischargeduringaconnectionstateonly)：vbus電壓從21.5v放至安全5v(vbusdischargefrom21.5vtovsafe5v)。

其中，所述安全5v是指：安全工作電壓為5v；相應(yīng)地，安全0v是指：安全工作電壓為0v。

這里，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，推薦使用如表2所示的安全工作電壓。

表2

c型usb的相關(guān)協(xié)議中規(guī)定了vbus放電過程中所需要遵循的包含功耗、放電時(shí)長(zhǎng)、以及sr等方面的各種原則。具體地，

(1)放電過程中的功耗不能觸發(fā)設(shè)備實(shí)施過溫保護(hù)(otp，overtemperatureprotect)，這樣，設(shè)備就不能正常工作了。

(2)當(dāng)電容值為1μf～100μf(較為通用的取值)時(shí)，放電時(shí)長(zhǎng)參數(shù)(tsinkdischargefull)需要小于等于50ms。

(3)放電過程中sr需要小于等于30mv/μs，如果sr過高，會(huì)導(dǎo)致用于檢測(cè)vbus電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc，analog-to-digitalconverter)不能精確識(shí)別vbus的電壓值。

基于此，在本發(fā)明的各種實(shí)施例中：利用放電負(fù)載對(duì)第一引腳的電壓進(jìn)行放電的過程中，調(diào)整所述放電負(fù)載的大小，使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù)；并檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化，以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小，使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

需要說明的是，本文所用的第一、第二......僅表示不同位置的元件，不對(duì)元件的參數(shù)或功能進(jìn)行限定。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種usb連接器放電電路，配置為對(duì)usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電。如圖1所示，該放電電路包括：放電負(fù)載11、第一控制電路12、以及第二控制電路13；其中，

放電負(fù)載對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電；在放電過程中，所述第一控制電路12調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小，使所述放電負(fù)載11產(chǎn)生的功耗滿足第一 預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù)；而所述第二控制電路13則檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化，以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小，使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，這樣，能夠有效地控制第一引腳的放電過程。

其中，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述第一預(yù)設(shè)條件需要根據(jù)觸發(fā)電路過溫保護(hù)(otp，overtemperatureprotect)的相關(guān)參數(shù)(包括觸發(fā)門限、電路的熱阻(thermalresistance)、以及最高環(huán)境溫度(maxambientenvironmenttemperature)等)來設(shè)置。

所述第一預(yù)設(shè)范圍及第二預(yù)設(shè)范圍可以根據(jù)usb相關(guān)協(xié)議的規(guī)定來設(shè)置。

所述第一引腳可以為電源引腳。其中，當(dāng)usb連接器為c型usb連接器時(shí)，所述電源引腳是指vbus引腳。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明的放電電路和方法并不限于usbtype-c的場(chǎng)景，而是能夠應(yīng)用于任何未來與usbtype-c連接器相兼容的usb連接器。

在一實(shí)施例中，如圖2所示，所述放電負(fù)載11包括：第一放電負(fù)載111及第二放電負(fù)載112；所述第一放電負(fù)載111小于所述第二放電負(fù)載112；其中，

在整個(gè)放電過程中，所述第一放電負(fù)載111一直對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電；同時(shí)，所述第一控制電路12檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否小于第一閾值，當(dāng)所述檢測(cè)結(jié)果表征所述第一引腳的電壓小于第一閾值時(shí)，產(chǎn)生使能信號(hào)；所述第二放電負(fù)載112響應(yīng)所述第一控制電路12產(chǎn)生的使能信號(hào)，對(duì)所述電源第一引腳的電壓進(jìn)行放電。

這里，所述第一引腳的電壓從高電壓放至低電壓的過程中，當(dāng)所述第一引腳的電壓處于較高電壓時(shí)，采用尺寸較小的第一放電負(fù)載111來放電，如此，能有效地降低功耗，而當(dāng)所述第一引腳的電壓降低至一定值時(shí)，則同時(shí)采用第一放電負(fù)載111和尺寸較大的第二放電負(fù)載112來同時(shí)對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電，如此，能使放電過程快速完成，從而滿足usb協(xié)議對(duì)放電時(shí)長(zhǎng)的要求。

其中，所述第一閾值可以根據(jù)需要來設(shè)置。

所述第一放電負(fù)載111及第二放電負(fù)載112的大小可通過仿真實(shí)驗(yàn)來確定。

在一實(shí)施例中，如圖3所示，該放電電路還可以包括：參考電壓產(chǎn)生電路14；在放電過程中，所述參考電壓產(chǎn)生電路14為所述第二控制電路13提供變化的參考電壓，提供的變化的參考電壓大于第二閾值。

這里，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述第二閾值根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置時(shí)，需要結(jié)合放電電流的大小、電路的正常工作以及協(xié)議規(guī)定的sr等因素。

在放電過程中，所述第二控制電路13根據(jù)所述第一引腳的電壓發(fā)生橫跨參考電壓的變化來調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小，使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

具體地，當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時(shí)，所述第二控制電路13減小所述放電負(fù)載11。相應(yīng)地，當(dāng)所述第一引腳的電壓低于所述參考電壓時(shí)，所述第二控制電路13增大所述放電負(fù)載11。

這里，當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時(shí)，說明第一引腳的電壓的sr小于所述參考電壓的sr，此時(shí)，需要增大所述放電負(fù)載11，以便對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行快速下拉，從而增大所述第一引腳電壓的sr。當(dāng)所述第一引腳的電壓小于所述參考電壓時(shí)，說明第一引腳的電壓的sr大于所述參考電壓的sr，此時(shí)，需要減小所述放電負(fù)載11，以便減弱對(duì)所述第一引腳的電壓下拉能力，從而減小所述第一引腳電壓的sr。

另外，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如圖4所示，該放電電路還可以包括：第三控制電路15，為所述第一控制電路12及第二控制電路13提供使能信號(hào)；相應(yīng)地，所述第一控制電路12響應(yīng)使能信號(hào)，在放電過程中調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小，使所述放電負(fù)載11產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；當(dāng)然，第二控制電路13響應(yīng)使能信號(hào)，在放電過程中檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化，以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載11的大小，使所述第一引腳電壓的sr在第二預(yù)設(shè)范圍。

從上面的描述中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的放電電路，利用放電負(fù)載 11對(duì)第一引腳的電壓進(jìn)行放電的過程中，考慮了功耗、sr以及放電時(shí)長(zhǎng)三種因素，從而能有效地控制第一引腳的放電過程。

下面結(jié)合一個(gè)應(yīng)用實(shí)例來進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的方案。

圖5為應(yīng)用實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。需要說明的是：

首先，本應(yīng)用實(shí)施例是針對(duì)c型usb連接器，對(duì)應(yīng)的第一引腳為vbus。

其次，設(shè)計(jì)本應(yīng)用實(shí)施例時(shí)，遵循了表1及表2所列出的相關(guān)參數(shù)。同時(shí)，還遵循了表3所示的相關(guān)參數(shù)。

表3

其中，tsafe0v、tsafe5、tsinkdischargefull各自表示的放電時(shí)長(zhǎng)含義如圖6所示。這里，在圖6中，接收端去連接vbus門限(vbus_sink_disconnect_threshold)所表達(dá)的含義是：在接收端，其vbus電壓小于vbus_sink_disconnect_threshold時(shí)，表明接收端處于去連接狀態(tài)。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，vbus_sink_disconnect_threshold可通過i2c寄存器(register)來配置。

第三，在本應(yīng)用實(shí)施例中，熱阻(thermalresistance)是70℃/w，最高環(huán)境溫度(maxambientenvironmenttemperature)是85℃，引起otp的門限溫度(risingthresholdoftheotp)是145℃，電路中電容cvbus的電容值范圍為1uf～100uf。

這里，假設(shè)vbus引腳放電產(chǎn)生的功耗為pdis，由于vbus引腳放電所產(chǎn)生的功耗不能觸發(fā)otp，因此85℃+pdis*70＜145，從而得出pdis＜0.86w，即vbus引腳放電所產(chǎn)生的功耗要小于0.86w。

從表3中可以看出，在vbus電壓的幾種放電模式中，對(duì)放電時(shí)長(zhǎng)參數(shù)的限制中，只有tsinkdischargefull最短，因此，設(shè)計(jì)本應(yīng)用實(shí)施例電路各器件的參數(shù)時(shí)，tsinkdischargefull是最基本的一個(gè)因素。

結(jié)合圖5，在本應(yīng)用實(shí)施例中，放電負(fù)載11包括：第一n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(nmos)m1、第二nmosm2；第一控制電路12包括：比較器comp、第一反相器inv1、第二反相器inv2、第三nmosm3、第四nmosm4、以及第一電阻r1；第二控制電路13包括：誤差放電器a0及第二電阻r2；參考電壓產(chǎn)生電路14包括：電流源i0及電容c0。

同時(shí)，圖5所示的電路還包括：第三電阻r3、第四電阻r4、開關(guān)k0及電容cvbus；其中，第三電阻r3及第四電阻r4的阻值比值為9∶1，起到分壓的作用。

圖5所示的放電電路的工作原理為：

為了方便描述，在以下的描述中，vbus引腳的電壓稱為vbus；將誤差放大器a0同相輸入端及比較器comp負(fù)極的電壓稱為vf，將誤差放大器a0反向輸入端的電壓稱為vr，將第二電阻r2、第一nmosm1及第四nmosm4所形成的節(jié)點(diǎn)處的電壓稱為vg；比較器comp的正極接收參考電壓vbg。

在本應(yīng)用實(shí)施例中，利用誤差放大器a0形成負(fù)反饋回路(調(diào)節(jié)vg的大小) 來控制vbus引腳放電的sr。

基于此，在本應(yīng)用實(shí)施例提供的電路中，需要滿足以下公式：

這是因?yàn)椋?/p>

q＝cδv＝iδt(2)

其中，q表示電量，c表示電容，v表示電壓，i表示電流，t表示時(shí)間。

將公式(2)進(jìn)行變形，則有：

利用公式(3)，結(jié)合本應(yīng)用實(shí)施例提供的電路，則有：

同時(shí)，30mv/μs＝30ma/μf＝300na/10pf；

而且，由于

因此，

由于且考慮到充電電流的大小(功耗)，因此，在本應(yīng)用實(shí)施例中，設(shè)置sr門限值為25na/60pf(4.17mv/μs)，即參考電壓產(chǎn)生電路14提供的參考電壓的sr門限值為25na/60pf。

除此以外，為了滿足tsinkdischargefull≤50ms這個(gè)條件，在本應(yīng)用實(shí)施例中，利用比較器comp來檢測(cè)vbus是否小于12v，當(dāng)vbus小于12v時(shí)，使能第二nmosm2，以迅速拉低vbus。

當(dāng)然，本應(yīng)用實(shí)施例提供的電路還包括第三控制電路(未示出)，由第三控制電路為比較器comp及誤差放電器a0提供使能信號(hào)(en)，并為開關(guān)k0提供去使能信號(hào)(enb)。

首先，初始時(shí)，開關(guān)k0處于導(dǎo)通狀態(tài)，需要放電時(shí)，第三控制電路向比 較器comp及誤差放電器a0提供使能信號(hào)(en)，以使比較器comp及誤差放電器a0開始工作，同時(shí)向開關(guān)k0提供去使能信號(hào)(enb)，以使開關(guān)k0斷開。

之后，利用第一nmosm1，vbus從21.sv開始放電。在放電過程中，比較器comp實(shí)時(shí)將vbg(1.2v)與vf進(jìn)行比較，當(dāng)vbus在21.5v～12v范圍內(nèi)，比較器comp輸出邏輯低電平，經(jīng)過第一反相器inv1及第二反相器inv2的作用后，仍然輸出邏輯低電平，這種邏輯低電平讓第二nmosm2處于截止?fàn)顟B(tài)，所以在該范圍內(nèi)，只利用第一nmosm1對(duì)vbus進(jìn)行放電；此時(shí)，考慮到功耗(小于0.86w)的因素，第一nmosm1的尺寸較小。而當(dāng)vbus低于12v后，比較器comp輸出邏輯高電平，經(jīng)過第一反相器inv1及第二反相器inv2的作用后，輸出邏輯高電平，致使第二nmosm2導(dǎo)通，因此該階段利用第一nmosm1及第二nmosm2對(duì)vbus進(jìn)行放電；此時(shí)，考慮到功耗(小于0.86w)及放電時(shí)長(zhǎng)(tsinkdischargefull≤50ms)的因素，第二nmosm1的尺寸較大，從而將vbus迅速下拉至相應(yīng)的安全工作電壓。

其中，第一nmosm1及第二nmosm2尺寸的大小可通過仿真實(shí)驗(yàn)來確定。

在放電過程中，開關(guān)k0的斷開使得參考電壓產(chǎn)生電路14開始工作，產(chǎn)生相應(yīng)的參考電壓vr(變化的，即具有一定的sr)，并輸出至誤差放電器a0，誤差放電器a0將vf及vr進(jìn)行比較，當(dāng)vf大于等于vr(vbus的sr較低)時(shí)，輸出邏輯高電平，使得vg升高，從而增大放電負(fù)載11的下拉能力，對(duì)vbus進(jìn)行快速下拉，以增大vbus的sr；當(dāng)vf小于vr(vbus的sr較高)時(shí)，輸出邏輯低電平，使得vg降低，從而減緩放電負(fù)載11的下拉能力，以減小vbus的sr。

從上面的描述中可以看出，本應(yīng)用實(shí)施例采用兩個(gè)放電分支對(duì)vbus進(jìn)行放電，具體地，當(dāng)vbus為高電壓(21.5v～12v)時(shí)，采用較小的第一nmosm1來放電，如此，能有效地降低放電過程所產(chǎn)生的功耗，而當(dāng)vbus為低電壓(小于 12v)時(shí)，采用較小的第一nmosm1及較大的第二nmosm2同時(shí)來放電，較大的第二nmosm2可以將vbus迅速下拉至安全工作電壓，如此，能有效地控制放電時(shí)長(zhǎng)(tsinkdischargefull≤50ms)。

同時(shí)，本應(yīng)用實(shí)施例利用誤差放大器a0形成負(fù)反饋回路，如此，能有效地控制vbus的sr(vsrcslewneg≤30mv/μs)。

基于上述實(shí)施例的放電電路，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種usb接口檢測(cè)電路，安裝在所述usb連接器，所述usb接口檢測(cè)電路包含上述的放電電路。

這里，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例提供的usb接口檢測(cè)電路可用在dfp設(shè)備中、ufp設(shè)備和drp設(shè)備(其在連接到ufp設(shè)備時(shí)作為dfp設(shè)備操作，在連接到dfp設(shè)備時(shí)作為ufp設(shè)備操作)中。

其中，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述usb接口檢測(cè)電路可以被包含在一個(gè)集成電路中。

另外，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種usb連接器，包括上述的usb接口檢測(cè)電路。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，其應(yīng)用場(chǎng)景為：電源適配器(source)和個(gè)人電腦(pc，personalcomputer)(sink)，此時(shí)，電源適配器是dfp設(shè)備，pc是ufp設(shè)備，當(dāng)pc利用電源適配器充電時(shí)，電源適配器與pc基于usb功率傳輸(pd，powerdelivery)電力通信協(xié)議來協(xié)商充電電流及充電電壓，之后電源適配器基于協(xié)商的充電電壓及充電電流，通過vbus引腳及電纜向pc供電。而當(dāng)電源適配器與pc之間所連接的電纜去除后，則需要對(duì)vbus引腳的電壓進(jìn)行放電。

當(dāng)然，還可以設(shè)想到其它應(yīng)用場(chǎng)景，例如移動(dòng)電源和電腦、電腦和其它大功率設(shè)備(比如充電器等)等等。

基于本發(fā)明實(shí)施例的usb連接器放電電路，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種usb連接器放電方法，如圖7所示，該方法包括：

步驟700：利用放電負(fù)載對(duì)usb連接器第一引腳的電壓進(jìn)行放電；

步驟701a：在放電過程中，調(diào)整所述放電負(fù)載的大小，使所述放電負(fù)載產(chǎn) 生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)條件表征產(chǎn)生的功耗不觸發(fā)過溫保護(hù)；

步驟701b：在放電過程中，還檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否發(fā)生橫跨參考電壓的變化，以及響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小，使所述第一引腳電壓的擺率在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

其中，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述第一預(yù)設(shè)條件需要根據(jù)觸發(fā)電路otp的相關(guān)參數(shù)(包括觸發(fā)門限、電路的熱阻(thermalresistance)、以及最高環(huán)境溫度(maxambientenvironmenttemperature)等)來設(shè)置。

所述第一預(yù)設(shè)范圍及第二預(yù)設(shè)范圍可以根據(jù)usb相關(guān)協(xié)議的規(guī)定來設(shè)置。

其中，在一實(shí)施例中，所述放電負(fù)載包括：第一放電負(fù)載及第二放電負(fù)載；所述第一放電負(fù)載小于所述第二放電負(fù)載；

相應(yīng)地，放電過程中調(diào)整所述放電負(fù)載的大小，使所述放電負(fù)載產(chǎn)生的功耗滿足第一預(yù)設(shè)條件，且放電時(shí)長(zhǎng)在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，檢測(cè)所述第一引腳的電壓是否小于第一閾值，當(dāng)所述檢測(cè)結(jié)果表征所述第一引腳的電壓小于第一閾值時(shí)，產(chǎn)生使能信號(hào)，以利用所述第一放電負(fù)載及第二放電負(fù)載對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電。

換句話說，當(dāng)所述第一引腳的電壓處于較高電壓時(shí)，采用尺寸較小的第一放電負(fù)載來放電，如此，能有效地降低功耗，而當(dāng)所述第一引腳的電壓降低至一定值時(shí)，則同時(shí)采用第一放電負(fù)載和尺寸較大的第二放電負(fù)載來同時(shí)對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行放電，如此，能使放電過程快速完成，從而滿足usb協(xié)議對(duì)放電時(shí)長(zhǎng)的要求。

其中，所述第一閾值可以根據(jù)需要來設(shè)置。

所述第一放電負(fù)載及第二放電負(fù)載的大小可通過仿真實(shí)驗(yàn)來確定。

在一實(shí)施例中，該方法還可以包括：

放電過程中產(chǎn)生所述參考電壓，產(chǎn)生的參考電壓是變化的，且大于第二閾值。

這里，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述第二閾值根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置時(shí)，需要結(jié)合 放電電流的大小、電路的正常工作以及協(xié)議規(guī)定的sr等因素。

所述響應(yīng)所述變化調(diào)整所述放電負(fù)載大小，具體包括：

當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時(shí)，增大所述放電負(fù)載。

當(dāng)所述第一引腳的電壓低于所述參考電壓時(shí)，減小所述放電負(fù)載。

其中，當(dāng)所述第一引腳的電壓高于所述參考電壓時(shí)，說明第一引腳的電壓的sr小于所述參考電壓的sr，此時(shí)，需要增大所述放電負(fù)載，以便對(duì)所述第一引腳的電壓進(jìn)行快速下拉，從而增大所述第一引腳電壓的sr。當(dāng)所述第一引腳的電壓小于所述參考電壓時(shí)，說明第一引腳的電壓的sr大于所述參考電壓的sr，此時(shí)，需要減小所述放電負(fù)載，以便減弱對(duì)所述第一引腳的電壓下拉能力，從而減小所述第一引腳電壓的sr。

同時(shí)，為了更好地說明采用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，能有效地控制放電過程，采用圖5所示的放電電路進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，圖8示出了仿真結(jié)果。從圖7所示的仿真波形中可以看出：當(dāng)vbus小于12v時(shí)，另一放電分支(第二nmosm2)被使能，從而將vbus迅速下拉至安全工作電壓；同時(shí)，vbus的sr被控制在小于30mv/μs的范圍內(nèi)。這表明：本發(fā)明實(shí)施例所提供的usb連接器放電電路能夠有效地控制放電過程。其中，在圖8中，從上到下每條曲線分別是：使能信號(hào)(en)隨時(shí)間的變化曲線、vbus隨時(shí)間的變化曲線、vr隨時(shí)間的變化曲線、vf隨時(shí)間的變化曲線以及vbus引腳電壓放電電流(dischargecurrent)隨時(shí)間的變化曲線。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。