申请/专利权人：珠海多士科技有限公司

申请日：2019-05-24

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN110109792B

主分类号：G06F11/22

分类号：G06F11/22;G06F11/273

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2019.09.03#实质审查的生效;2019.08.09#公开

摘要：本发明公开了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，包括用于连接USB设备的USB连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB连接器与所述USB插拔检测电路电连接。相比于传统技术，本发明设计合理，功耗较低，方便用户在操作系统离线状态下仍然可以实时检测USB的插拔状态，基于USB连接器配合由各种无源器件所组成的USB插拔检测电路，具有耗电量低、可正常插拔USB以实现数据通讯等优点。

主权项：1.一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：包括用于连接USB设备的USB连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB连接器与所述USB插拔检测电路电连接；所述USB插拔检测电路包括作为USB设备插拔检测元件的场效应管、用于防止电路电流倒灌的第一二极管、用于为所述场效应管的栅极提供偏置电压的第一电阻、用于作为所述场效应管的输出负载的第二电阻、用于输出高电平或低电平以判断USB是否插入的检测电平输出端以及用于防止USB设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述场效应管的保护电路；所述保护电路包括稳压二极管、用于隔除USB设备在拔插过程中所产生的干扰电流的第一电容和用于为所述场效应管起到防反接保护作用的第二二极管；所述场效应管的源极通过所述第二电阻连接到参考地，所述检测电平输出端设置于所述场效应管的源极与所述第二电阻之间；所述场效应管的栅极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容一端和所述第一电阻一端，所述稳压二极管的负极和所述第一电容另一端连接到参考地，所述第一电阻另一端分别连接到所述场效应管的漏极和所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接到参考地；所述USB连接器的金属屏蔽外壳连接到所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容、所述第一电阻和所述场效应管的栅极。

全文数据：一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路技术领域本发明涉及USB电路领域，尤其是一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路。背景技术目前USB设备的检测，一般都是通过操作系统比如windows、android等去判断是否有数据通讯，当操作系统处于离线状态时，USB设备就无法被检测到是否拔插，因此无法进行有效的提醒用户USB的可使用状态。并且，在传统模式下，如果需要一直检测USB设备是否被拔插，操作系统必须一直在线，对于一些低功耗产品，比如手持式设备等，则会大量浪费电能。发明内容为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，功耗低，同时方便用户实时检测USB的插拔状态。为了弥补现有技术的不足，本发明实施例采用的技术方案是：一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，包括用于连接USB设备的USB连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB连接器与所述USB插拔检测电路电连接；所述USB插拔检测电路包括作为USB设备插拔检测元件的场效应管、用于防止电路电流倒灌的第一二极管、用于为所述场效应管的栅极提供偏置电压的第一电阻、用于作为所述场效应管的输出负载的第二电阻、用于输出高电平或低电平以判断USB是否插入的检测电平输出端以及用于防止USB设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述场效应管的保护电路；所述保护电路包括稳压二极管、用于隔除USB设备在拔插过程中所产生的干扰电流的第一电容和用于为所述场效应管起到防反接保护作用的第二二极管；所述场效应管的源极通过所述第二电阻连接到参考地，所述检测电平输出端设置于所述场效应管的源极与所述第二电阻之间；所述场效应管的栅极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容一端和所述第一电阻一端，所述稳压二极管的正极和所述第一电容另一端连接到参考地，所述第一电阻另一端分别连接到所述场效应管的漏极和所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接到参考地；所述USB连接器的金属屏蔽外壳连接到所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容、所述第一电阻和所述场效应管的栅极。进一步地，所述USB连接器与所述USB插拔检测电路形成检测组，所述检测组设置有若干组且各检测组之间相互独立。进一步地，所述USB连接器具有用于连接USB设备的DM数据接口和DP数据接口。进一步地，所述USB插拔检测电路还包括用于为所述USB插拔检测电路实行供电的电源，所述电源通过所述第二二极管连接到所述场效应管的漏极。进一步地，所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池的正极连接到所述第二二极管的正极，所述纽扣电池的负极连接到参考地。本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：基于USB连接器配合由各种无源器件所组成的USB插拔检测电路，具有耗电量低、可正常插拔USB以实现数据通讯等优点；USB连接器的金属屏蔽外壳与外电路的地线不直接相连，而是接在USB插拔检测电路的输入端，当USB设备未插入时，第一二极管的负极处于悬空状态，因第一电阻的偏置作用，场效应管处于截止状态，则检测电平输出端输出低电平，说明USB设备未插入；当USB设备插入时，由于通用USB设备的金属屏蔽外壳是与地线连接的，因此会使USB连接器的金属屏蔽外壳接地，则第一二极管的负极接地，场效应管导通，检测电平输出端输出高电平，说明USB设备插入。因此，本发明设计合理，功耗较低，方便用户在操作系统离线状态下仍然可以实时检测USB的插拔状态。附图说明下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。图1是本发明实施例一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路的电路原理图。具体实施方式本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。参照图1，本发明实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，包括用于连接USB设备的USB连接器U1和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路100，所述USB连接器U1与所述USB插拔检测电路100电连接；所述USB插拔检测电路100包括作为USB设备插拔检测元件的场效应管Q1、用于防止电路电流倒灌的第一二极管D1、用于为所述场效应管Q1的栅极提供偏置电压的第一电阻R1、用于作为所述场效应管Q1的输出负载的第二电阻R2、用于输出高电平或低电平以判断USB是否插入的检测电平输出端DET-OUT以及用于防止USB设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述场效应管Q1的保护电路；所述保护电路包括稳压二极管D3、用于隔除USB设备在拔插过程中所产生的干扰电流的第一电容C1和用于为所述场效应管Q1起到防反接保护作用的第二二极管D2；所述场效应管Q1的源极通过所述第二电阻R2连接到参考地，所述检测电平输出端DET-OUT设置于所述场效应管Q1的源极与所述第二电阻R2之间；所述场效应管Q1的栅极分别连接到所述稳压二极管D3的正极、所述第一电容C1一端和所述第一电阻R1一端，所述稳压二极管D3的正极和所述第一电容C1另一端连接到参考地，所述第一电阻R1另一端分别连接到所述场效应管Q1的漏极和所述第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接到参考地；所述USB连接器U1的金属屏蔽外壳连接到所述第一二极管D1的负极，所述第一二极管D1的正极分别连接到所述稳压二极管D3的正极、所述第一电容C1、所述第一电阻R1和所述场效应管Q1的栅极。在本实施例中，USB连接器U1可以用于连接USB，实现正常的数据通讯，基于USB连接器U1配合由各种无源器件所组成的USB插拔检测电路100，具有耗电量低、可正常插拔USB以实现数据通讯等优点；USB连接器U1的金属屏蔽外壳与外电路的地线不直接相连，而是接在USB插拔检测电路100的输入端，当USB设备未插入时，第一二极管D1的负极处于悬空状态，因第一电阻R1的偏置作用，场效应管Q1处于截止状态，则检测电平输出端DET-OUT输出低电平，说明USB设备未插入；当USB设备插入时，由于通用USB设备的金属屏蔽外壳是与地线连接的，因此插入USB设备的话，能够使USB设备与USB连接器U1进行电连接，因此通过USB设备与地线连接的关系，可使USB连接器U1的金属屏蔽外壳在此时实现接地，则第一二极管D1的负极接地，此时场效应管Q1导通，检测电平输出端DET-OUT输出高电平，说明USB设备插入。采用检测电平输出端DET-OUT测试电平高低以实现间接测量USB设备是否插入，该方式直接可观，便于用户监测；第二二极管D2、稳压二极管D3和第一电容C1配合的作用在于:对于主要检测器件场效应管Q1进行保护，同时使得第一二极管D1导通输入信号能够经过滤波后再输出，防止USB设备在插拔过程中产生的干扰电流流入到场效应管Q1内，保证检测的正常进行；第一电阻R1则起到为场效应管Q1提供偏置电压的目的，第二电阻R2作为输出负载，起到为检测电平输出端DET-OUT提供检测电压的目的。因此，本发明设计合理，功耗较低，方便用户在操作系统离线状态下仍然可以实时检测USB的插拔状态。进一步地，本发明另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述USB连接器U1与所述USB插拔检测电路100形成检测组，所述检测组设置有若干组且各检测组之间相互独立。在本实施例中，各检测组之间关系可以类似理解为电路中多个电阻之间的并联关系，这样设计可以同时容纳检测多个USB设备的插入情况，对于需频繁插拔USB设备的特定地点比如打印部等，能够提升其USB设备的检测效率。进一步地，本发明另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述USB连接器U1具有用于连接USB设备的DM数据接口和DP数据接口。在本实施例中，USB连接器U1具有普适性强的两数据接口，可与多类型的USB设备进行匹配，对于用户而言，使用起来更加方便。进一步地，本发明另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述USB插拔检测电路100还包括用于为所述USB插拔检测电路100实行供电的电源B1，所述电源B1通过所述第二二极管D2连接到所述场效应管Q1的漏极。在本实施例中，电源B1通过正向导通的第二二极管D2来向场效应管Q1进行供电，由于USB插拔检测电路100采用都是小功率无源器件，比如电容、电阻等，因此电源B1电压较低，一般使其达到输出能够使第二二极管D2所导通即可，这样整体电路的功率低，对各无源器件也具有较佳的保护性。进一步地，本发明另一实施例提供了一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其中，所述电源B1为纽扣电池，所述纽扣电池的正极连接到所述第二二极管D2的正极，所述纽扣电池的负极连接到参考地。在本实施例中，电源B1优选采用纽扣电池，其电压不高，符合电路设计要求，且成本低，便于工业生产,当然也可以采用普通低压电压源或电流源进行替换。以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。

权利要求：1.一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：包括用于连接USB设备的USB连接器和用于检测USB设备插拔状态的USB插拔检测电路，所述USB连接器与所述USB插拔检测电路电连接；所述USB插拔检测电路包括作为USB设备插拔检测元件的场效应管、用于防止电路电流倒灌的第一二极管、用于为所述场效应管的栅极提供偏置电压的第一电阻、用于作为所述场效应管的输出负载的第二电阻、用于输出高电平或低电平以判断USB是否插入的检测电平输出端以及用于防止USB设备在拔插过程中所产生的干扰损坏所述场效应管的保护电路；所述保护电路包括稳压二极管、用于隔除USB设备在拔插过程中所产生的干扰电流的第一电容和用于为所述场效应管起到防反接保护作用的第二二极管；所述场效应管的源极通过所述第二电阻连接到参考地，所述检测电平输出端设置于所述场效应管的源极与所述第二电阻之间；所述场效应管的栅极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容一端和所述第一电阻一端，所述稳压二极管的正极和所述第一电容另一端连接到参考地，所述第一电阻另一端分别连接到所述场效应管的漏极和所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接到参考地；所述USB连接器的金属屏蔽外壳连接到所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接到所述稳压二极管的正极、所述第一电容、所述第一电阻和所述场效应管的栅极。2.根据权利要求1所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述USB连接器与所述USB插拔检测电路形成检测组，所述检测组设置有若干组且各检测组之间相互独立。3.根据权利要求1或2所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述USB连接器具有用于连接USB设备的DM数据接口和DP数据接口。4.根据权利要求1或2所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述USB插拔检测电路还包括用于为所述USB插拔检测电路实行供电的电源，所述电源通过所述第二二极管连接到所述场效应管的漏极。5.根据权利要求4所述的一种操作系统离线状态下USB设备插拔检测电路，其特征在于：所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池的正极连接到所述第二二极管的正极，所述纽扣电池的负极连接到参考地。

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