[发明专利]一种双路USB负载插入检测装置

说明书

技术领域

本发明属于USB充电技术领域，更为具体地讲，涉及一种移动电源使用USB口向手机、平板电脑等USB负载充电时，能同时检测双路USB负载插入的装置。

背景技术

之前大多数电源，如移动电源向手机、平板电脑等USB负载充电时，均采用USB口输出一个恒定的5V电压，USB负载的充电USB口接收到5V电压时，就启动其内置的充电芯片，开始充电。该方式因为需要长期打开充移动电源的5V电压输出，内部电路一直保持在工作状态，因此待机功耗较高，直接导致移动电源内部的电池耗电增加，降低了移动电源的使用时间。为解决该问题，移动电源增加了负载插入检测装置，可以在检测到负载插入时才打开5V电压输出，无负载时关闭5V电压输出，降低了移动电源内部电池的耗电。

图1是传统移动电源USB负载插入检测装置原理示意图。

图1中，VOUT端口是移动电源的5V电压输出引脚；C是输出滤波电容，接到VOUT端口和移动电源的地之间，用于对输出的5V电压进行滤波；USB是输出的USB口，其VBUS端与VOUT端口连接；RS是输出电流采样电阻，一端与USB口的GND地端连接，另一端通过一开关管连接到移动电源的地，在图1中，为一NMOS管，通过NMOS管的漏极、源极连接到移动电源的地。

移动电源输出电流可通过主控芯片连接在输电流采样电阻RS两端的检测端口LD和CS，检测出输电流采样电阻RS两端之间的电压差，然后根据其自身的电阻值计算得到，NMOS管和检测电阻R用于检测负载插入，检测电阻R连接在USB口的GND地端与移动电源的地之间。

该方式利用了USB负载内部充电芯片的漏电原理，当移动电源未识别到USB负载时，可以将相关的硬件工作模块关闭，这样VOUT并不是5V输出，而是移动电源内部锂电池的漏电电压输出，该电压一般都低于4.5V。

图1中USB口的GND地端并联接入了一个检测电阻R和一个NMOS管，移动电源未识别到负载时，主控芯片的NCTRL控制端口使NMOS管关闭，此时如果没有将USB负载插入移动电源USB口，检测电阻R上无电流经过，检测端口LD上无电压，而当将USB负载插入移动电源USB口时，USB负载内部充电芯片识别到低于4.5V的输入后，产生微安级的漏电流流到USB口的GND地端上，而此时NMOS管关闭，微安级漏电从检测电阻R流向移动电源的地。检测电阻R的值选取大于100K时，会在检测电阻R上产生一个电压，此时如果移动电源内部的主控芯片通过检测端口LD识别到该电压产生，就会认为USB负载插入，则使能对应的硬件工作模块并控制端口NCTRL打开NMOS管，VOUT端口产生5V电压给USB负载充电，这样就实现了USB负载的插入检测功能。当拔出USB负载时，检测端口LD无电压，则主控芯片关闭对应的硬件工作模块，使VOUT端口不输出5V电压，同时，关闭NMOS管，以便电阻R对USB负载插入进行检测。

移动电源USB负载插入检测装置，目前只能实现单个USB负载插入检测，且每个USB口都需要一个检测端口LD、一个检测端口CS以及一个控制端口NCTRL。目前不少移动电源产品都带了双路USB口输出，且每个USB口对应的输出电流、保护电流等参数都可能不同，这就要求移动电源产品能检测出是哪一个USB口插入了负载。如果按照上述传统方法要实现双路USB负载插入检测，需要占用主控芯片6个端口，目前移动电源产品对成本较为敏感，占用主控芯片端口越多，可能会促使用户选用更大封装的主控芯片。而且在实际使用中，该方法如果要实现双路检测，则必须用两个采样电阻RS，采样电阻RS为毫欧级电阻，为了准确检测输出电流，其精度要求比较高，其价格也比较高，这样，增加了移动电源产品物料价格成本，同时也增大了产品体积和封装成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双路USB负载插入检测装置，通过减少输出电流采样电阻和占用主控芯片端口的数量，以有效降低移动电源产品成本。

为实现上述目的，本发明双路USB负载插入检测装置，包括：

两个USB口即USB1口和USB2口，两个USB口的VBUS端均与移动电源的VOUT端口连接；

一个输出电流采样电阻RS和一开关管K1，输出电流采样电阻RS一端与USB1口的GND地端连接，连接点同时与主控芯片检测端口LD1连接，另一端通过开关管K1连接到移动电源的地，与开关管K1的连接点同时与主控芯片的检测端口CS连接，开关管K1控制端与主控芯片的控制端口NCTRL连接；

一检测电阻R1，连接在USB1口的GND地端与移动电源的地之间；