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车载ECU中USB接口电路供电保护设计
来源:本站整理  作者:佚名  2010-04-15 16:45:40



由上述讨论可知,图1所示电路可以仅用一个比较器来构成阈值可调的窗口比较器,实现了对USB供电电路的有效保护。当VBUS上连入的电压大于 VBUSH或小于VBUSL时,比较器的输出将变为低电平,关断MOS管MN1和MN2,将系统电源VCC5V和VBUS 隔离开来。电路中C1和C2的作用是维持比较器输入端电压瞬时不变,另外,电路使用了三路幅值不同的电源,其中VCC12V用于比较器的供电,目的是在VBUS发生对电源短路时,防止比较器的负端输入电压大于其供电电压,同时也是为了能够充分打开MOS管MN1和MN2;VCC3.3V用作比较器正端参考电压,不建议将正端参考电压设置为高于3.3V,因为对于一些功耗较大的USB设备,其连接的瞬间会将VBUS拉低。这期间VBUS的值将会位于3.3V与5V之间,如果此时正端的参考电压大于3.3V,比较器会有发生误动作的风险。

  为了安全起见,当系统探测到连接的外部设备不能识别,或是属于不支持的设备时,系统要关断USB的电力供应。此时,CPU可以通过打开MN3将比较器的输出拉低,关断MN1和MN2。这种情况下,外设的电源电路将会作为一个负载与R4和D2串联组成一个回路。由于外设电源电路的输入电阻很低,比较器同相端的将处于较低电位的状态,从而产生正反馈效应,促使比较器也输出低电位。由于比较器和MN3均是开集/漏结构,具有线与功能,所以此时系统CPU可以关断MN3,通过比较器继续维持UO的低电平状态。只有外部设备断开后,比较器的正端输入电位变高,VBUS的供电线路才会恢复正常。

  上述电路的功能在实际应用中得到了验证。利用这个电路,当VBUS与12V电源或地发生短路时,系统内的5V电源丝毫不受影响,即不会发生电压倒灌的现象也不会被拉低引起系统复位。

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