本發明涉及集成電路領域，具體涉及一種USB充電端口控制芯片檢測電路。

背景技術：

在移動電源或者智能充電器中，USB(Universal Serial Bus通用串行總線)充電端口控制器可以自動檢測特性，監控USB數據線路電壓，并且自動在數據線路上提供正確的電氣特征，在專用充電系統配置中為兼容設備充電。在移動電源或者智能充電器生產時，需要檢測USB充電端口控制芯片是否焊接良好，輸出正常，否則整個充電系統不能正常工作。

技術實現要素：

本發明的目的在于為了解決現有技術中USB充電端口控制芯片在生產出廠前檢測工序復雜，且不能夠同時檢測芯片多個功能的問題，從而導致USB充電端口控制芯片的性能可靠性降低的問題；提供一種USB充電端口控制芯片檢測電路。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種USB充電端口控制芯片檢測電路，所述檢測電路包含：

壓差輸出模塊，所述壓差輸出模塊與待檢測的USB充電端口控制芯片連接，使得所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸正端的輸出信號電壓與數據傳輸負端的輸出信號電壓具有壓差；

比較電路，所述比較電路的輸入端分別獲取第一閾值電壓信號、第二閾值電壓信號，并與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸正端、數據傳輸負端連接；所述比較電路分別輸出：判斷所述數據傳輸正端及所述數據傳輸負端是否短路信號，判斷所述數據傳輸正端是否開路信號，判斷所述數據傳輸負端是否開路信號，判斷所述數據傳輸正端輸出信號的電壓是否在正常范圍內信號，判斷所述數據傳輸負端輸出信號的電壓是否在正常范圍內信號；

邏輯判斷電路，分別獲取所述比較電路輸出端輸出的所述判斷所述數據傳輸正端及所述數據傳輸負端是否短路信號、所述判斷所述數據傳輸正端是否開路信號、所述判斷所述數據傳輸負端是否開路信號、所述判斷所述數據傳輸正端輸出信號的電壓是否在正常范圍內信號、所述判斷所述數據傳輸負端輸出信號的電壓是否在正常范圍內信號，并進行邏輯判斷。

較佳地，所述第一閾值電壓信號、所述第二閾值電壓信號均是通過閾值產生電路產生的，所述閾值產生電路包含：

低壓差線性穩壓電路，所述低壓差線性穩壓電路的輸入電壓與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的輸入電壓相同；

第一閾值電壓輸出電路，所述第一閾值電壓輸出電路的輸入端與所述低壓差線性穩壓電路的輸出端連接，所述第一閾值電壓輸出電路的輸出端輸出所述第一閾值電壓信號；

第二閾值電壓輸出電路，所述第二閾值電壓輸出電路的輸入端與所述低壓差線性穩壓電路的輸出端連接，所述第二閾值電壓輸出電路的輸出端輸出所述第二閾值電壓信號。

較佳地，所述第一閾值電壓輸出電路包含：

第一阻抗，所述第一阻抗的一端與所述低壓差線性穩壓電路的輸出端連接；

第二阻抗，所述第二阻抗的一端與所述第一阻抗的另一端連接，所述第二阻抗的另一端接地；

所述第一閾值電壓輸出電路的輸出端為所述第一阻抗與所述第二阻抗的連接點；所述第一阻抗與所述第二阻抗的阻抗比為1∶10。

較佳地，所述第二閾值電壓輸出電路包含：

第三阻抗，所述第三阻抗的一端與所述低壓差線性穩壓電路的輸出端連接；

第四阻抗，所述第四阻抗的一端與所述第三阻抗的另一端連接，所述第四阻抗的另一端接地；

所述第二閾值電壓輸出電路的輸出端為所述第三阻抗與所述第四阻抗的連接點；所述第三阻抗與所述第四阻抗的阻抗比為1∶1。

較佳地，所述壓差輸出模塊包含：降壓阻抗；所述降壓阻抗的一端與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸正端連接，所述降壓阻抗的另一端接地。

較佳地，所述壓差輸出模塊包含：降壓阻抗；所述降壓阻抗的一端與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸負端連接，所述降壓阻抗的另一端接地。

較佳地，所述比較電路包含：

第一比較單元電路，包含第一比較器；所述第一比較器的正向輸入端與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸負端連接，所述第一比較器的負向輸入端與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸正端連接；

第二比較單元電路，包含第二比較器；所述第二比較器的正向輸入端與所述數據傳輸正端連接，所述第二比較器的負向輸入端獲取所述第二閾值電壓信號；

第三比較單元電路，包含第三比較器；所述第三比較器的正向輸入端獲取所述第一閾值電壓信號，所述第三比較器的負向輸入端與所述數據傳輸正端連接；

第四比較單元電路，包含第四比較器；所述第四比較器的正向輸入端與所述數據傳輸負端連接，所述第四比較器的負向輸入端獲取所述第二閾值電壓信號；

第五比較單元電路，包含第五比較器；所述第五比較器的正向輸入端獲取所述第一閾值電壓信號，所述第五比較器的負向輸入端與所述數據傳輸負端連接。

較佳地，所述比較電路包含：

第一比較單元電路，包含第一比較器；所述第一比較器的正向輸入端與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸正端連接，所述第一比較器的負向輸入端與所述待檢測的USB充電端口控制芯片的數據傳輸負端連接；

第二比較單元電路，包含第二比較器；所述第二比較器的正向輸入端與所述數據傳輸正端連接，所述第二比較器的負向輸入端獲取所述第二閾值電壓信號；

第三比較單元電路，包含第三比較器；所述第三比較器的正向輸入端獲取所述第一閾值電壓信號，所述第三比較器的負向輸入端與所述數據傳輸正端連接；

第四比較單元電路，包含第四比較器；所述第四比較器的正向輸入端與所述數據傳輸負端連接，所述第四比較器的負向輸入端獲取所述第二閾值電壓信號；

第五比較單元電路，包含第五比較器；所述第五比較器的正向輸入端獲取所述第一閾值電壓信號，所述第五比較器的負向輸入端與所述數據傳輸負端連接。

較佳地，所述邏輯判斷電路包含：

第一邏輯電路，包含第一邏輯與運算器，所述第一邏輯與運算器的第一輸入端與所述第二比較單元電路的輸出端連接，所述第一邏輯與運算器的第二輸入端與所述第三比較單元電路的輸出端連接；

第二邏輯電路，包含第二邏輯與運算器，所述第二邏輯與運算器的第一輸入端與所述第四比較單元電路的輸出端連接，所述第二邏輯與運算器的第二輸入端與所述第五比較單元電路的輸出端連接；

第三邏輯電路，包含第三邏輯與運算器，所述第三邏輯與運算器的第一輸入端與所述第一邏輯電路的輸出端連接，所述第三邏輯與運算器的第二輸入端與所述第二邏輯電路的輸出端連接；

第四邏輯電路，包含第四邏輯與運算器，所述第四邏輯與運算器的第一輸入端與所述第一比較單元電路的輸出端連接，所述第四邏輯與運算器的第二輸入端與所述第三邏輯電路的輸出端連接。

較佳地，所述邏輯判斷電路還包含顯示電路，所述顯示電路包含：

第五阻抗，所述第五阻抗的一端與外部電源連接；

第一發光二極管，所述第一發光二極管的正極與所述第五阻抗的另一端連接，所述第一發光二極管的負極與所述第四邏輯與電路的輸出端連接；

第六阻抗，所述第六阻抗的一端與所述第四邏輯與電路的輸出端連接；

第二發光二極管，所述第二發光二極管管的正極與所述第六阻抗的另一端連接，所述第二發光二極管的負極接地。

在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。

本發明的積極進步效果在于：

本發明公開的一種USB充電端口控制芯片檢測電路，采用壓差輸出模塊、閾值產生電路、比較電路及邏輯判斷電路組建而成。本發明公開的檢測電路能夠檢測USB充電端口控制芯片的數據傳輸正端、數據傳輸負端的工作范圍，判斷識別芯片是否焊接良好并可靠工作，并提供相應的指示，確保了USB充電端口控制芯片的性能可靠性。本發明的優點在于：1、能夠全面對USB充電端口控制芯片進行檢測，包括是否焊接良好，是否出現短路或斷路情況，是否能夠可靠工作；2、檢測電路結構簡單、檢測成本較低；3、提高了檢測人員的工作效率；4、提高了USB充電端口控制芯片的性能可靠性。

附圖說明

圖1為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的整體結構框圖。

圖2為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的閾值產生電路圖。

圖3-1為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的第一比較單元電路圖。

圖3-2為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的第二比較單元電路圖。

圖3-3為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的第三比較單元電路圖。

圖3-4為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的第四比較單元電路圖。

圖3-5為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的第五比較單元電路圖。

圖4為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路的邏輯判斷電路圖。

圖5為本發明一種USB充電端口控制芯片檢測電路中壓差輸出模塊與待測的USB充電端口控制芯片連接示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。

如圖1所示，一種USB充電端口控制芯片檢測電路，該檢測電路包含：壓差輸出模塊1、閾值產生電路2、比較電路3及邏輯判斷電路4。其中，比較電路3分別與待檢測的USB充電端口控制芯片、閾值產生電路2及邏輯判斷電路4連接，壓差輸出模塊1與待檢測的USB充電端口控制芯片連接。

本發明中，閾值產生電路2用于輸出第一閾值電壓信號V1、第二閾值電壓信號V2；比較電路3獲取閾值產生電路2輸出的第一閾值電壓信號V1、第二閾值電壓信號V2，同時與壓差輸出模塊1的數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM連接；邏輯判斷電路4獲取比較電路3輸出的比較結果信號并進行邏輯處理及顯示。

如圖5所示，壓差輸出模塊1與USB充電端口控制芯片11連接。本實施例中，壓差輸出模塊1包含一個降壓阻抗R10。

USB充電端口控制芯片11的引腳包含：電源端Vin、接地端GND、數據傳輸正端DP及數據傳輸負端DM。其中，數據傳輸正端DP作為壓差輸出模塊1的數據傳輸正端DP；數據傳輸負端DM作為壓差輸出模塊1的數據傳輸負端DM。USB充電端口控制芯片11的電源端Vin獲取輸入電壓，接地端GND接地。

本實施例中，降壓阻抗R10的一端與數據傳輸正端DP連接，降壓阻抗R10的另一端接地。本發明中，在USB充電端口控制芯片11正常工作時，數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM的輸出值均相同，則無法通過一般的電壓檢測來判斷數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM是否短路。并且，由于數據傳輸正端DP存在輸出阻抗，則本發明使用降壓阻抗R10與數據傳輸正端DP連接，能夠降低數據傳輸正端DP傳輸信號的輸出電壓，使得數據傳輸正端DP傳輸信號與數據傳輸負端DM傳輸信號之間存在較大的壓差，為后面采用比較電路3完成數據傳輸正端DP與數據傳輸負端DM的短路比較設計提供條件。

本實施例中，采用型號為2514A的USB充電端口控制芯片作為檢測對象。該芯片的電源端Vin要求的輸入電壓為5V，該芯片的數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM的傳輸信號電壓值均為2.7V。

在實際使用過程中，通用的USB充電端口控制芯片的電源端Vin通常為4.5V-5.5V，數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM的傳輸信號電壓值通常為2.56V-2.87V。

如圖2所示，閾值產生電路2包含：低壓差線性穩壓電路21、第一閾值電壓輸出電路22及第二閾值電壓輸出電路23。第一閾值電壓輸出電路22的輸入端與低壓差線性穩壓電路21的輸出端連接，第二閾值電壓輸出電路23的輸入端與低壓差線性穩壓電路21的輸出端連接。其中，低壓差線性穩壓電路21的輸入電壓與壓差輸出模塊1的輸入電壓相同。第一閾值電壓輸出電路22的輸出端輸出第一閾值電壓信號V1；第二閾值電壓輸出電路23的輸出端輸出第二閾值電壓信號V2。

本實施例中，鑒于型號為2514A的USB充電端口控制芯片的電源端Vin要求的輸入電壓為5V，則低壓差線性穩壓電路21的輸入電壓為5V。

本發明中，低壓差線性穩壓電路21包含低壓差線性穩壓器211、第一電容C4，第二電容C5。其中，低壓差線性穩壓器211的電壓輸入端Vi輸入與壓差輸出模塊1相同的輸入電壓；并且第一電容C4的一端與低壓差線性穩壓器211的電壓輸入端Vi連接，第一電容C4的另一端接地；低壓差線性穩壓器211的電壓輸出端Vo分別與第一閾值電壓輸出電路22的輸入端、第二閾值電壓輸出電路23的輸入端連接；并且第二電容C5的一端與低壓差線性穩壓器211的電壓輸出端Vo連接，第二電容C5的另一端接地；低壓差線性穩壓器211的接地端Vss接地。低壓差線性穩壓電路21的輸出端為低壓差線性穩壓器211的電壓輸出端Vo。

如圖2所示，第一閾值電壓輸出電路22包含：第一阻抗R16、第二阻抗R18。第一阻抗R16的一端與低壓差線性穩壓電路21的輸出端連接；第二阻抗R18的一端與第一阻抗R16的另一端連接，第二阻抗R18的另一端接地。第一閾值電壓輸出電路22的輸出端為第一阻抗R16與第二阻抗R18的連接點。本發明中要求第一阻抗R16與第二阻抗R18的阻抗比為1∶10。

如圖2所示，第二閾值電壓輸出電路23包含：第三阻抗R15、第四阻抗R17。其中，第三阻抗R15的一端與低壓差線性穩壓電路21的輸出端連接；第四阻抗R17的一端與第三阻抗R15的另一端連接，第四阻抗R17的另一端接地。第二閾值電壓輸出電路23的輸出端為第三阻抗R15與第四阻抗R17的連接點。本發明中要求第三阻抗R15與第四阻抗R17的阻抗比為1∶1。

本實施例中，鑒于USB充電端口控制芯片的輸入電壓為5V，該芯片的數據傳輸正端DP，數據傳輸負端DM的傳輸信號電壓值均為2.7V，則設定要求的第一閾值電壓信號V1的輸出電壓為3V、要求的為1.65V。為了達到上述要求，第一電容C4，第二電容C5的取值均在1uF-10uF之間，本實施例中第一電容C4，第二電容C5均為10uF。同時，第一阻抗R16、第二阻抗R18分別取值為3KΩ、30KΩ；第三阻抗R15、第四阻抗R17均取值為30KΩ。

在實際使用過程中，設定要求的第一閾值電壓信號V1的輸出電壓范圍為2.9V-3.2V，設定要求的第二閾值電壓信號V2的輸出電壓范圍為1.4V-1.8V。

比較電路3包含：第一比較單元電路31、第二比較單元電路32、第三比較單元電路33、第四比較單元電路34及第五比較單元電路35。

如圖3-1所示，第一比較單元電路31包含第一比較器311。第一比較器311的正向輸入端與壓差輸出模塊1的數據傳輸負端DM連接，第一比較器311的負向輸入端與壓差輸出模塊1的數據傳輸正端DP連接。本發明中，第一比較單元電路31用于判斷數據傳輸負端DM輸出信號與數據傳輸正端DP輸出信號的輸出電壓大小，進而判斷上述兩個傳輸端是否有短路現象。

在另一實施例中，當降壓阻抗R10的一端與數據傳輸負端DM連接，降壓阻抗R10的另一端接地時；第一比較器311的正向輸入端與USB充電端口控制芯片11的數據傳輸正端DP連接，第一比較器311的負向輸入端與USB充電端口控制芯片11的數據傳輸負端DM連接。利用第一比較單元電路31用于判斷數據傳輸負端DM輸出信號與數據傳輸正端DP輸出信號的輸出電壓大小，進而判斷上述兩個傳輸端是否有短路現象。

如圖3-2所示，第二比較單元電路32包含第二比較器321。第二比較器321的正向輸入端與數據傳輸正端DP連接，第二比較器321的負向輸入端獲取第二閾值電壓信號V2。本發明中，第二比較單元電路32用于判斷數據傳輸正端DP輸出信號的輸出電壓與第二閾值電壓信號V2的大小，進而判斷數據傳輸正端DP是否發生斷路現象。

如圖3-3所示，第三比較單元電路33包含第三比較器331。第三比較器331的正向輸入端獲取第一閾值電壓信號V1，第三比較器331的負向輸入端與數據傳輸正端DP連接。本發明中，第三比較單元電路33用于判斷數據傳輸正端DP輸出信號的輸出電壓與第一閾值電壓信號V1的大小，進而判斷數據傳輸正端DP輸出信號的輸出電壓是否在正常電壓范圍內。

如圖3-4所示，第四比較單元電路34包含第四比較器341。第四比較器341的正向輸入端與數據傳輸負端DM連接，第四比較器341的負向輸入端獲取第二閾值電壓信號V2。本發明中，第四比較單元電路34用于判斷數據傳輸負端DM與第二閾值電壓信號V2的大小，進而判斷數據傳輸負端DM是否發生斷路現象。

如圖3-5所示，第五比較單元電路35包含第五比較器351。第五比較器351的正向輸入端獲取第一閾值電壓信號V1，第五比較器351的負向輸入端與數據傳輸負端DM連接。本發明中，第五比較單元電路35用于判斷數據傳輸負端DM與第一閾值電壓信號V1的大小，進而判斷數據傳輸負端DM輸出信號的輸出電壓是否在正常電壓范圍內。

如圖4所示，邏輯判斷電路4包含：第一邏輯電路、第二邏輯電路、第三邏輯電路、第四邏輯電路及顯示電路45。顯示電路45的輸入端與第四邏輯電路的輸出端連接。

本實施例中，采用型號為74HC08的邏輯與門集成芯片做為邏輯判斷電路4的多個邏輯與運算器。

如圖3-2、圖3-3、圖4所示，第一邏輯電路包含第一邏輯與運算器411。第一邏輯與運算器411的第一輸入端與第二比較單元電路32的輸出端1A連接，第一邏輯與運算器411的第二輸入端與第三比較單元電路33的輸出端1B連接。

如圖3-4、圖3-5、圖4所示，第二邏輯電路包含第二邏輯與運算器421。第二邏輯與運算器421的第一輸入端與第四比較單元電路34的輸出端2A連接，第二邏輯與運算器421的第二輸入端與第五比較單元電路35的輸出端2B連接。

第三邏輯電路包含第三邏輯與運算器431。第三邏輯與運算器431的第一輸入端與第一邏輯電路41的輸出端連接，第三邏輯與運算器431的第二輸入端與第二邏輯電路42的輸出端連接。

如圖3-1、圖4所示，第四邏輯電路包含第四邏輯與運算器441。第四邏輯與運算器441的第一輸入端與第一比較單元電路31的輸出端3A連接，第四邏輯與運算器441的第二輸入端與第三邏輯電路43的輸出端連接。

顯示電路45包含：第五阻抗R20、第一發光二極管D8、第六阻抗R1及第二發光二極管D7。其中，第五阻抗R20的一端與外部電源連接；第一發光二極管D8的正極與第五阻抗R20451的另一端連接，第一發光二極管D8的負極與第四邏輯與電路的輸出端連接；第六阻抗R19的一端與第四邏輯與電路的輸出端連接；第二發光二極管D7管的正極與第六阻抗R19的另一端連接，第二發光二極管D7的負極接地。

本發明公開的一種USB充電端口控制芯片檢測電路，具體工作原理如下：

經過上述壓差輸出模塊1、閾值產生電路2、比較電路3及邏輯判斷電路4的設計，當閾值產生電路2分別輸出第一閾值電壓信號V1、第二閾值電壓信號V2至比較電路3，并且壓差輸出模塊1輸出數據傳輸正端DP輸出信號、數據傳輸負端DM輸出信號至比較電路3時；通過比較電路3獲取多種邏輯判斷結果。

通過比較電路3的第一比較單元電路31判斷數據傳輸正端DP輸出信號、數據傳輸負端DM輸出信號的大小關系。當第一比較器311輸出高電平信號時，說明數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM均未發生短路；當第一比較器311輸出低電平信號時，說明數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM中任一傳輸端口發生短路現象。

通過比較電路3的第二比較單元電路32判斷數據傳輸正端DP輸出信號與第二閾值電壓信號V2的大小關系。當第二比較器321輸出高電平信號時，說明數據傳輸正端DP不存在開路現象；當第二比較器321輸出低電平信號時，結論相反。

通過比較電路3的第三比較單元電路33判斷數據傳輸正端DP輸出信號與第一閾值電壓信號V1的大小關系。當第三比較器331輸出高電平信號時，說明數據傳輸正端DP輸出信號的輸出電壓在正常工作范圍內；當第三比較器331輸出低電平信號時，結論相反。

通過比較電路3的第四比較單元電路34判斷數據傳輸負端DM輸出信號與第二閾值電壓信號V2的大小關系。當第四比較器341輸出高電平信號時，說明數據傳輸負端DM不存在開路現象；當第四比較器341輸出低電平信號時，結論相反。

通過比較電路3的第五比較單元電路35判斷數據傳輸負端DM輸出信號與第一閾值電壓信號V1的大小關系。當第五比較器351輸出高電平信號時，說明數據傳輸負端DM輸出信號的輸出電壓在正常工作范圍內；當第五比較器351輸出低電平信號時，結論相反。

在比較電路3的五個輸出端信號分別輸入邏輯判斷電路4的第一邏輯電路、第二邏輯電路、第三邏輯電路及第四邏輯電路中后，當第四邏輯電路輸出高電平時，說明數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM均未發生短路，并且數據傳輸正端DP不存在開路現象并且能夠正常工作、數據傳輸負端DM不存在開路現象并且能夠正常工作；則顯示電路45的第二發光二極管D7工作，顯示USB充電端口控制芯片性能正常。當第四邏輯電路輸出低電平時，說明數據傳輸正端DP、數據傳輸負端DM可能發生短路，和/或數據傳輸正端DP存在開路現象和/或不能夠正常工作、數據傳輸負端DM存在開路現象和/或不能夠正常工作；則顯示電路45的第一發光二極管D8工作，顯示USB充電端口控制芯片性能不正常。

雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護范圍。