满足USB规范的电源开关设计方案
一种可编程USB限流开关设计
键电路。本电路工作电压为 2.7V 至 5.5V，可编程限流范围为 100mA 至 500mA，导通电阻典型值为
70m赘。为了提高系统可靠性，芯片内部配有过温保护、欠压保护以及短路保护功能，当 USB 系统出现
浪涌电流时，本电路可立即传送错误指示信号至微控制器，关闭系统，提高电路系统的稳定性。流片
后测试证明了该 USB 限流开关的可靠性；其电流检测精度可达到 10%，发生短路时响应速度可达到
基于此，提出一种可编程 USB 限流开关，当 USB 后续接口取电而导致整体电流超过预设电流 时，可用以减小过大的电流，将输出电流值维持在限
定范围内，并满足自供电 USB 集线器输出所需的 100mA 至 500mA 连续电流。本电路具有响应速度 快、导通电阻小、故障标志输出、使用寿命长等优点， 可作为理想的 USB 过流保护元件来使用[2]。
WANG Lun
(The 47th Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Shenyang 110032, China)
Abstract: A programmable USB current limiting switch circuit is proposed in order to avoid the damage to equipment caused by instantaneous surge current generated by hot plugging in USB system. The circuit is designed by NEC 0.35 滋m BCD process, and the structure principle and key circuit of the current limiting switch are analyzed. The operating voltage of this circuit is 2.7V耀5.5V, the programmable current limit range is 100mA耀500mA, and the on-resistance is typically 70m赘. In order to improve the reliability of the system, the chip is equipped with over-temperature protection, under-voltage protection and short-circuit protection functions. When a surge current occurs in the USB system, this circuit can immediately send an error indication signal to the microcontroller to shut down the system and improve the stability of the circuit system. The reliability of the USB current limiting switch was proved by the post-chip test. The current detection accuracy can reach 10% , and the response speed can reach 2滋s when a short circuit occurs, which reaches the expected performce specification.
一种自适应USB电源管理设计方案
一种自适应USB电源管理设计-设计论文一种自适应USB电源管理设计赵清壮ZHAO Qing-zhuang（广州飒特股份有限公司，广州510006）摘要：随着计算机以及与USB相关便携式设备的发展，USB接口也得到了极大的普及。
数据传输、对锂电池充电是目前应用范围比较广的USB接口技术。
本文设计了一种USB电源自动检测的自适应电路：连接AC适配器执行快速充电并且给系统供电；连接PC等标准USB设备以最大500mA电流充电，同时可进行数据传输。
关键词：USB；自适应；电源管理中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0131-02作者简介：赵清壮（1985-），男，河南商丘人，硕士，广州飒特红外股份有限公司，电子工程师。
0 引言通用串行总线（Universal Serial Bus）是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品[1-2]，随着便携式设备的小型化，很多接口以复用形式设计，USB更是一种常用的复用接口。
本文设计了一种基于Mini-USB接口电源管理电路，电路能自动检测外部设备类型。
如果检测到是标准USB设备，电路用于USB数据传输，并以最大500mA 电流充电；如检测为AC适配器，电路用于给系统供电，并以最大1000mA电流充电。
1 电路原理与设计1.1 电路原理USB接口是一种通用接口，但不同类型设备的功能、电流驱动能力不尽相同，如PC设备用处最多的USB2.0接口数据传输速度最高能达到60MB/s，电流驱动能力为500mA[3]，而AC适配器不具有数据传输功能，但电流驱动能力能达到几A。
为了适应不同类型设备接口，电路需具备USB类型检测功能。
USB接口定义如表1所示，其中1、5脚分别为电源和地，2、3脚是一对差分信号用于数据传输，4脚用于OTG传输。
现今市面上大部分电源适配器把2、3脚短接，而PC等具有数据传输功能的USB接口2、3脚是分离的，根据此特点，2、3脚可用于检测USB设备类型。
用于开关插座产品的USB充电部分的安全设计的研究报告
用于开关插座产品的USB充电部分的安全设计的研究报告本研究报告致力于对用于开关插座产品的USB充电部分的安全设计进行探究和解析。
作为生活中常见的电器使用设备，开关插座不仅需要满足稳定、可靠的电力输出需求，还需要兼顾USB充电的安全设计，保障用户的生命财产安全。
因此，我们将就开关插座USB充电部分的电源、电池及电路等多个方面，进行详细分析。
首先，安全的电源设计是开关插座USB充电部分的重要保障。
由于USB充电需要接入电源，因此电源是USB充电部分的基础与关键。
对于高质量的开关插座产品，它们通常会采用相对稳定、安全的电源，如三角插头、定频电源等，以满足电力输出的需求，同时还可以严格限制过充、过流的风险，保证用户安全可靠地充电。
其次，合适的电池设计对于开关插座USB充电部分的安全性也起到重要的保障作用。
一方面，优质充电器应当采用高品质、安全的锂电池，并对电池进行严格选材和品控审核，以保证安全性和稳定性。
另一方面，对于充电部分的电池，需要对充电器进行严格的过充、过充电流等测试，确保其正常充电的值范围，防止出现电池充电过快、过充等风险，在充电的过程中保证用户的安全。
最后，电路的安全设计也是开关插座USB充电部分不可缺少的部分。
合理的电路设计、零部件选择及品控质量检测等环节都有助于保证开关插座USB充电部分的安全性。
电路的合理设计和合适零部件的选取，能够保证充电器的整体工作稳定，同时还可有效预防过充、过温等危险。
品控检测则多从电路稳定性、电流等角度进行，如内部保护电路、过充保护技术等，对充电器进行工厂实测等，并利用报告结果进行优化改进，以便于更好地保证用户的充电安全。
总之，开关插座USB充电部分的安全设计涉及多种方面，如上所述：电源、电池及电路等，每一个环节都需要用心设计和严格把控，以保证开关插座产品的安全性和可靠性，保障用户生命财产安全。
在全球化和科技发展的今天，数据已经成为决策和竞争的重要工具。
从宏观经济到微观的数据分析，数据的应用和分析已经成为社会、政治、经济等各领域的重要支撑。
USB外设的电源设计
USB外设的电源设计同PC机原先的串口、并口相比，USB口除能大幅提高数据传输速率之外，还具有为外部设备供电的能力。
USB外设电源的合理设计，也就成为可以探讨的实际问题。
有关技术规范根据目前通行的USB1.1规范，USB口可以5V±5%的电压为外部设备供电，但其输出功率不能超过2.25W，所以功耗较大的外设仍须自行配备电源而不在本文讨论范围之内。
另外，USB规范对外设电源电路的某些相关参数亦有具体规定，例如，为了防止外设接入USB口时的浪涌电流造成主机电源的“毛刺”，外设在接通瞬间从主机抽取的电量不得超过50mC，其电源输入端的旁路电容器容量应在10mF以下。
又如，外设电源刚接通时，主机将外设一律作为低功耗装置看待，此时USB口的输出电流上限仅为100mA；须待外设向主机发出请求并经主机确认外设为高功耗装置之后，输出电流上限才会提升至其最大值500mA。
再如，USB规范允许外设处于“待机”状态并支持“远程唤醒”功能，不过此时外设的静态电流必须小于0.5mA(低功耗装置)或2.5mA(高功耗装置)。
所以，USB外设电源的设计要点，就是在符合USB规范的前提下，根据不同外部设备的要求，权衡各类电路结构的利弊，在性能、成本、体积等诸要素之间，确定一个恰当的平衡点。
图1 5V~5V SEPIC电源电源结构性能USB外设电源的输入电压既已确定，其输出电压的高低便成为选择电路结构形式的决定性因素。
目前最常用的标准电源电压，有3.3V、5V和12V等几种。
许多USB数字设备采用3.3V电源，倘若电源变换效率以95％计，则其最大可用电流约为0.65A。
此时只要功率裕量足够，可以首选线性稳压器件，因其成本最低，所需外围元件也少，只是电源效率较低，不可能超过67％。
若对效率有所讲求，不妨考虑“电荷泵”器件，因其虽在成本与体积方面稍逊于前者，但在变换效率方面占有明显优势。
不过此类器件的负载能力通常较弱，只能满足上述低功耗装置的要求。
使用USB的程控电源设计
使用USB的程控电源设计年级专业学生姓名指导老师：摘要随着现代仪器设备及微电子技术的迅速发展，相继出现了相控型稳压电源、集成化线性稳压电源、新型智能开关电源、UPS电源、太阳能电源和程控电源等，人们对电源的要求越来越高。
同时，全球的节能需求和电子设备必须遵守的强制性能效规范要求，以及便携装置小型化功能趋势推动着电源朝着高电源效率、低待机功耗、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本的方向发展。
因此，从经济角度和科学研究角度上看，研究电源变换技术和控制技术都是很有价值的本文有针对性地提出了一种可实时调控电压输出大小的实现方法，该方法以高性能单片机和数模转换器为控制电路，把预先给定值通过单片机输出口送至相应的的D/A 转换器MAX531转换为相应的给定模拟电压再通过LM723集成芯片有效改善了系统的整体精度，充分发挥了各自的优点。
此外，应用PL2302 USB转RS232串口通讯技术，把PC机的讯息传给单片机，性能稳定可靠提高了精密电压输出精度，体现了程控的灵活性。
关键词：电源，D/A转换器，单片机，LM723集成芯片，USB，RS232AbstractWith modern equipment and the rapid development of microelectronics technology, have emerged with control-type power supply, integrated linear power supply, the new smart switch power, UPS power, solar power and programmable power supply, people power increasingly demanding.At the same time, global energy demand and electronic equipment must comply with the mandatory energy efficiency standard requirements, and the function of portable devices is driving the miniaturization of power towards the high power efficiency, low standby power consumption, high power density, high reliability, high integration and low-cost direction. Therefore, from an economic point of view and scientific point of view, of power conversion and control technology are of great valueThis paper puts forward a real-time control voltage output to achieve the size method to high-performance microcontroller and DAC to control the circuit, the pre-given value sent by the corresponding MCU output of D/A converter MAX531 converted to the corresponding analog voltage and then given by LM723 ICs improve the overall accuracy of the system, give full play their respective advantages. In addition, the application of PL2302 USB switch to RS232 serial communications technology, the PC machine message to SCM, stable and reliable performance to improve the accuracy of precision voltage output reflects the programmable flexibility.Key words：Power，D / A converters，SCM，LM723 IC，USB，RS232目录No table of contents entries found.第1章绪论在各种电子电路实验中，电源是一种必不可少的仪器，目前实验所用的电源大多是只有固定电压输出(例如常用的有：±5V、±12V或±15V) ，其缺点是输出电压不可人为的改变，输出精度和稳定性都不高：在测量上，传统的电源一般采用指针式或数字式来显示电压或电流，搭配电位器调整所要的电压及电流输出值。
一种低导通损耗的USB电源开关的设计方案
一种低导通损耗的USB 电源开关的设计方案
1 引言
通用串行总线（Universal Serial Bus）使PC 机与外部设备的连接变得简单而迅速，随着计算机以及与USB 相关便携式设备的发展，USB 必将获得更广泛的应用。
由于USB 具有即插即用的特点，在负载出现异常的瞬间，
电源开关会流过数安培的电流，从而对电路造成损坏。
本文方案中所设计的USB 电源开关采用自举电荷泵，为N 型功率管提供2 倍于电源的栅驱动电压。
在负载出现异常时，过流保护电路能迅速限制
功率管电流，以避免热插拔对电路造成损坏。
2 USB 开关电路方案设计的整体思路
图1 为USB 电源开关方案的整体设计。
其中，V IN 为电源输入，VOUT 为USB 的输出。
在负载正常的情况下，由电荷泵产生足够高的栅驱
动电压，使NHV1 工作在深线性区，以降低从输入电源（VIN ）到负载电压（VOUT ）的导通损耗。
当功率管电流高于 1 A 时，Currentsense 输出高电平给过流保护电路（Currentlimit ）; 过流保护电路通过反馈负载电压给
电荷泵，调节电荷泵输出（VPUMP ）, 从而使功率管的工作状态由线性区
变为饱和区，限制功率管电流，达到保护功率管的目的。
当负载恢复正常后，Currentsense 输出低电平，电荷泵正常工作。
图1 USB 电源开关原理图
3 电荷泵设计
图2 为一种自举型（Self-BooST ）电荷泵的电路原理图。
图中，Φ为时钟信号，控制电荷泵工作。
初始阶段电容，C1 和功率管栅电容CGAte。
USB外设的电源设计
USB外设的电源设计USB（Universal Serial Bus）外设的电源设计需要考虑以下几个方面：电源供应、电源管理、电源保护等，下面将对这些方面进行详细介绍。
一、电源供应B总线供电：USB外设可以通过连接到计算机的USB接口来获取电源供应。
根据USB规范，每个USB接口的标准供电电流为500mA，即最大功率为2.5W。
因此，设计USB外设时需要确保其功耗在规定范围内，以避免对主机和其他设备造成供电不足的影响。
2.外部电源供应：如果USB外设的功耗超过了USB接口的供电能力，或者想要更加稳定和可靠的电源供应，可以考虑采用外部电源供应方式。
这种方式可以通过USB接口上的5V和GND引脚，连接外部电源适配器或电池。
设计时需要注意外部电源的电压和电流要符合USB规范，并采取电源滤波、稳压等措施来确保电源的质量和稳定性。
二、电源管理1.电源模式管理：USB外设在不同的工作状态下对电源的需求是不同的，设计时可以采用电源模式管理来实现功耗的优化。
例如，在设备处于空闲状态时可以进入低功耗模式，以减少能耗。
2.电源控制：为了进一步节省能耗，设计时可以对外设中的不同部分进行功率管理。
通过在合适的时候关闭或者降低一些模块的工作电压或频率，可以有效地减少功耗。
三、电源保护1.过压保护：设计时需要加入过压保护电路，以防止输入电压过高对外设造成损害。
可以采用过压保护芯片或者稳压芯片来监测和控制输入电压的范围。
2.过流保护：USB接口的标准供电电流为500mA，为了防止外设的过载，设计时需要考虑加入过流保护电路。
可以采用不同方案，如熔断、过流保护芯片等来实现过流保护。
3.短路保护：设计时还需要考虑加入短路保护电路，以防止外设出现短路情况时对电源或其他设备造成损害。
可以通过检测输出电流来判断是否发生短路，并及时切断电源。
4.温度保护：为了防止外设因过热而损坏，设计时可以加入温度传感器和保护电路，一旦温度超过设定阈值，及时采取措施来降低温度或者停止工作。
5V-USB开关电源充电器电路设计
5V-USB充电器电路图,有详细制作步骤文章出处： 发布时间： 2012-4-9 10:38:25 | 1958 次阅读 | 26次推荐 | 0条留言USB充电器套件，又名MP3/MP4充电器，输入AC160-240V,50/60Hz,额定输出：DC 5V 250mA （标签贴纸为500mA,如果要长期输出更大电流，请更换Q1为13003）。
MP3和MP4在全国范围大量流行，不过作为日常用品的充电器由于直接和220V高压相连，具有故障率较高，容易损坏的特点，特别是买到那些不成熟的产品后，真是苦不看言。
最后，受学校老师委托，我们联系到了一款成熟量产的充电器套件，现在一同给广大电子爱好者分享。
下面是对着实物绘制的电路原理图：（电路板上有多种元件安装方法，安装请与原理图、实物图为准，PCB板上有些元件孔是不要安装的，有些元件要装在别的元件孔上，这点请注意！）说明：为了简化电路，达到学习目地，图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用，用一个二极管D1完成整流作用。
接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，通过R2给Q1的基极提供电流，Q1的发射极有R1电流检测电阻R1,Q1基极得电后，会经过T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在T1的（5、6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中T1（1、2）输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电；其中T1（5、6）经D6整流、C2滤波后通过IC1（实为4.3V稳压管）、Q2组成取样比较电路，检测输出电压高低；其中T1（5、6）、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路，让Q1工作在高频振荡，不停的给T1（3、4）开关供电。
当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（5、6）、IC1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又会升高；这样起到自动稳压作用。
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满足USB规范的电源开关设计方案
1 引言
通用串行总线（UniversalSerialBus）使PC机与外部设备的连接变得简单而迅速，随着计算机以及与USB相关便携式设备的发展，USB必将获得更广泛的应用。
由于USB具有即插即用的特点，在负载出现异常的瞬间，电源开关会流过数安培的电流，从而对电路造成损坏。
本文设计的USB电源开关采用自举电荷泵，为N型功率管提供2倍于电源的栅驱动电压。
在负载出现异常时，过流保护电路能迅速限制功率管电流，以避免热插拔对电路造成损坏。
2 USB开关电路的整体设计思路
图1为USB电源开关的整体设计。
其中，VIN为电源输入，VOUT 为USB的输出。
在负载正常的情况下，由电荷泵产生足够高的栅驱动电压，使NHV1工作在深线性区，以降低从输入电源（VIN）到负载电压（VOUT）的导通损耗。
当功率管电流高于1A时，Currentsense输出高电平。