一种双向USB供电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双向USB供电系统，包括微控制器、充电芯片、USB连接器、第一开关电路、第二开关电路以及连接到充电芯片的电池；充电芯片的电源输入引脚和电源输出引脚分别通过第一开关电路和第二开关电路连接到USB连接器的VBUS引脚；微控制器检测连接到USB连接器的设备的类型，并控制第一开关电路和第二开关电路的通断：当检测到供电设备连接到USB连接器时，控制第一开关电路接通、第二开关电路断开，充电芯片从供电设备取电，并为电池充电；当检测到外接从设备连接到USB连接器时，控制第一开关电路断开、第二开关电路接通，充电芯片从电池取电，并外接从设备供电，从而实现了双向USB供电。

Bidirectional USB power supply system

The utility model discloses a bidirectional USB power supply system, including micro controller, charging chip, USB connector, the first switch and the second switch circuit and a charging circuit chip connected to the battery charging chip; the power input pins and power output pins respectively through the first switching circuit and a second switching circuit is connected to the USB connector VBUS pin; the micro controller is connected to the USB connector type detection device, and controls the first switch circuit and a second switching circuit when the detected power supply device is connected to the USB connector, the first control switch circuit connected, second switching circuit is disconnected, charging chip to take power from the power supply device, and charging the battery when detected; from the external device connected to the USB connector, the first control switching circuit is disconnected, the second switch circuit is switched on, the battery charging chip Electricity, and external power supply from the device, so as to achieve a two-way USB power supply.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉电路设计
，特别涉及一种双向USB供电系统。
技术介绍
目前很多电子设备都设置有USB接口，通过USB接口连接到PC机、电源等可以为该设备充电。随着用户对设备功能的需求逐步提升，一个设备通常还需要通过USB接口连接某些扩展设备，进行功能上的扩展，此时需要该设备通过USB接口向外接的扩展设备供电，但是目前的电子设备只能通过USB接口为自身充电，并不能为连接到USB接口的外接设备供电。例如虚拟现实系统中的无线手柄控制器可以通过USB接口连接到主机为自身充电，但是当手柄控制器需要连接某些外部扩展设备，如枪托、方向盘或弓箭等，做功能上的扩展时，手柄控制器不能给连接到USB接口的扩展设备供电，不能满足用户对产品的应用需求。
技术实现思路
为了解决目前的电子设备只能通过USB接口为自身充电，不能为连接到USB接口的外接从设备供电的问题，使一个电子设备既可以通过USB接口连接到供电设备为自身充电，又可以在连接从设备时通过USB接口为外接从设备供电，本技术提供了一种双向USB供电系统。本技术提供的一种双向USB供电系统包括微控制器、充电芯片、电池、USB连接器、第一开关电路和第二开关电路；所述充电芯片与所述电池相连；所述充电芯片的电源输入引脚通过所述第一开关电路连接到所述USB连接器的VBUS引脚；所述充电芯片的电源输出引脚通过所述第二开关电路连接到所述USB连接器的VBUS引脚；所述微控制器检测连接到所述USB连接器的设备的类型，并控制所述第一开关电路和所述第二开关电路的通断：当所述微控制器检测到连接到所述USB连接器的设备为供电设备时，所述微控制器控制所述第一开关电路接通、所述第二开关电路断开，控制所述充电芯片通过所述USB连接器的VBUS引脚从所述供电设备取电，并为所述电池充电；当所述微控制器检测到连接到所述USB连接器的设备为外接从设备时，所述微控制器控制所述第一开关电路断开、所述第二开关电路接通，控制所述充电芯片从所述电池取电，并通过所述USB连接器的VBUS引脚为所述外接从设备供电。其中，所述USB连接器的VBUS引脚经分压后的ON引脚和所述USB连接器的ID引脚分别连接到所述微控制器；当USB连接器没有连接任何设备时或者连接供电设备时，所述USB连接器的ID引脚为高电平，当USB连接器连接外接从设备时，所述USB连接器的ID引脚为低电平；当所述微控制器检测到所述USB连接器的ON引脚由低电平变为高电平，并且所述USB连接器的ID引脚为高电平时，所述微控制器判断连接到所述USB连接器的设备为供电设备；当所述微控制器检测到所述USB连接器的ON引脚为低电平，并且所述USB连接器的ID引脚由高电平变为低电平时，所述微控制器判断连接到所述USB连接器的设备为外接从设备。其中，所述微控制器的控制端连接所述第二开关电路；当所述微控制器检测到所述USB连接器的ON引脚为低电平，并且所述USB连接器的ID引脚为低电平时，所述微控制器的控制端向所述第二开关电路输出高电平的控制信号；否则，所述微控制器的控制端向所述第二开关电路输出低电平的控制信号。其中，所述第一开关电路包括第一三极管和第一PMOS管；所述第一三极管的基极接所述USB连接器的ID引脚，发射极接地，集电极接所述第一PMOS管的栅极；所述第一PMOS管的源极接所述USB连接器的VBUS引脚，漏极接所述充电芯片的电源输入引脚。其中，所述第一开关电路还包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻和第一肖特基二极管；所述第一电容的第一端接所述USB连接器的VBUS引脚，第二端接地；所述第一电阻的第一端接所述第一PMOS管的栅极，第二端接所述第一三极管的集电极；所述第二电阻的两端分别接所述第一PMOS管的源极和栅极；所述第二电容的两端分别接所述第一PMOS管的漏极和栅极；所述第一肖特基二极管的正极接所述第一PMOS管的漏极，负极接所述充电芯片的电源输入引脚。其中，所述第二开关电路包括第二三极管和第二PMOS管；所述第二三极管的基极接所述微控制器的控制端，发射极接地，集电极接所述第二PMOS管的栅极；所述第二PMOS管的漏极接所述USB连接器的VBUS引脚，源极接所述充电芯片的电源输出引脚。其中，所述第二开关电路还包括第三电容、第三电阻、第四电阻和第二肖特基二极管；所述第三电阻的第一端接所述第二PMOS管的栅极，第二端接所述第二三极管的集电极；所述第四电阻的两端分别接所述第二PMOS管的源极和栅极；所述第三电容的两端分别接所述第二PMOS管的漏极和栅极；所述第二肖特基二极管的负极接所述第二PMOS管的源极，正极接所述充电芯片的电源输出引脚。其中，所述充电芯片为BQ24195L芯片；所述充电芯片的电源输入引脚为所述BQ24195L芯片的VBUS引脚，所述充电芯片的电源输出引脚为所述BQ24195L芯片的PMID引脚，所述PMID引脚经所述BQ24195L芯片内置的升压模块升压后输出5V。其中，所述供电系统应用于虚拟现实系统的无线手柄控制器。本技术实施例的有益效果是：通过将USB连接器的VBUS引脚分别经第一开关电路和第二开关电路连接至充电芯片的电源输入引脚和电源输出引脚，利用微控制器检测USB连接器的VBUS引脚和ID引脚的高低电平变化来判断连接到USB连接器的设备类型，当为供电设备时，第一开关电路接通、第二开关电路断开，充电芯片从供电设备取电，为电池充电；当为外接从设备时，第一开关电路断开、第二开关电路接通，控制充电芯片从电池取电，为外接从设备供电，从而实现双向USB供电。附图说明图1为本技术实施例提供的一种双向USB供电系统的结构示意图；图2(a)、图2(b)为本技术实施例提供的一种双向USB供电系统的电路图。具体实施方式本技术的设计构思是：针对目前的电子设备只能通过USB接口为自身充电，不能为连接到USB接口的外接从设备供电的问题，本技术利用USB接口的VBUS引脚和ID引脚，识别连接到USB接口的是供电设备还是外接从设备，当连接供电设备时，控制充电芯片从供电设备取电，为电池充电；当连接外接从设备时，控制充电芯片从电池取电，为外接从设备供电，从而实现双向USB供电。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。图1为本技术实施例提供的一种双向USB供电系统的结构示意图。如图1所示，本技术实施例提供的双向USB供电系统包括微控制器、USB连接器、充电芯片110、电池120、第一开关电路S1和第二开关电路S2，充电芯片110与电池120相连。充电芯片110的电源输入引脚通过第一开关电路S1连接到USB连接器的VBUS引脚；充电芯片110的电源输出引脚通过第二开关电路S2连接到USB连接器的VBUS引脚。微控制器用于检测连接到USB连接器的设备的类型，并根据设备类型控制第一开关电路S1和第二开关电路S2的通断：当微控制器检测到连接到USB连接器的设备为供电设备时，微控制器控制第一开关电路S1接通、第二开关电路S2断开，充电芯片110通过USB连接器的VBUS引脚从供电设备取电，并为电池120充电；当微控制器检测到连接到USB连接器的设备为外接从设备时，微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向USB供电系统，其特征在于，所述供电系统包括微控制器、充电芯片、电池、USB连接器、第一开关电路和第二开关电路；所述充电芯片与所述电池相连；所述充电芯片的电源输入引脚通过所述第一开关电路连接到所述USB连接器的VBUS引脚；所述充电芯片的电源输出引脚通过所述第二开关电路连接到所述USB连接器的VBUS引脚；所述微控制器检测连接到所述USB连接器的设备的类型，并控制所述第一开关电路和所述第二开关电路的通断：当所述微控制器检测到连接到所述USB连接器的设备为供电设备时，所述微控制器控制所述第一开关电路接通、所述第二开关电路断开，控制所述充电芯片通过所述USB连接器的VBUS引脚从所述供电设备取电，并为所述电池充电；当所述微控制器检测到连接到所述USB连接器的设备为外接从设备时，所述微控制器控制所述第一开关电路断开、所述第二开关电路接通，控制所述充电芯片从所述电池取电，并通过所述USB连接器的VBUS引脚为所述外接从设备供电。

【技术特征摘要】
1.一种双向USB供电系统，其特征在于，所述供电系统包括微控制器、充电芯片、电池、USB连接器、第一开关电路和第二开关电路；所述充电芯片与所述电池相连；所述充电芯片的电源输入引脚通过所述第一开关电路连接到所述USB连接器的VBUS引脚；所述充电芯片的电源输出引脚通过所述第二开关电路连接到所述USB连接器的VBUS引脚；所述微控制器检测连接到所述USB连接器的设备的类型，并控制所述第一开关电路和所述第二开关电路的通断：当所述微控制器检测到连接到所述USB连接器的设备为供电设备时，所述微控制器控制所述第一开关电路接通、所述第二开关电路断开，控制所述充电芯片通过所述USB连接器的VBUS引脚从所述供电设备取电，并为所述电池充电；当所述微控制器检测到连接到所述USB连接器的设备为外接从设备时，所述微控制器控制所述第一开关电路断开、所述第二开关电路接通，控制所述充电芯片从所述电池取电，并通过所述USB连接器的VBUS引脚为所述外接从设备供电。2.如权利要求1所述的双向USB供电系统，其特征在于，所述USB连接器的VBUS引脚经分压后的ON引脚和所述USB连接器的ID引脚分别连接到所述微控制器；当USB连接器没有连接任何设备时或者连接供电设备时，所述USB连接器的ID引脚为高电平，当USB连接器连接外接从设备时，所述USB连接器的ID引脚为低电平；当所述微控制器检测到所述USB连接器的ON引脚由低电平变为高电平，并且所述USB连接器的ID引脚为高电平时，所述微控制器判断连接到所述USB连接器的设备为供电设备；当所述微控制器检测到所述USB连接器的ON引脚为低电平，并且所述USB连接器的ID引脚由高电平变为低电平时，所述微控制器判断连接到所述USB连接器的设备为外接从设备。3.如权利要求2所述的双向USB供电系统，其特征在于，所述微控制器的控制端连接所述第二开关电路；当所述微控制器检测到所述USB连接器的ON引脚为低电平，并且所述USB连接器的ID引脚为低电平时，所述微控制器的控制端向所述第二开关电路输出高电平的控制信号；否则，所述微控制器的控制端向所述第二开关电路输出低电平的控制信号。4.如权利要求3所述的双向USB...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，邓雪冰，
申请(专利权)人：北京小鸟看看科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11