[发明专利]USB通讯时对通讯对象供电的OTG设备及供电方法

说明书

本发明公开了一种USB通讯时对通讯对象供电的OTG设备及供电方法，该OTG设备包括CPU芯片以及主从模式切换电路，主从模式切换电路包括用于连接外部电源的充电接口、用于连接外部USB数据线的通讯USB接口、电源控制‑切换模块以及ID控制器；充电接口的电源引脚通过电源控制‑切换模块与通讯USB接口的电源引脚相连，电源控制‑切换模块用于控制该路的通断；CPU芯片通过ID控制器与通讯USB接口的ID引脚相连，ID控制器用于切换OTG设备的主从模式。本发明在实现主从工作模式兼容判断的同时，实现智能手机充电、外设设备充电、智能手机与外设设备同时充电的动态操作，提高了数据传输的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种OTG设备，尤其涉及一种用于与手机USB通讯和供电的外设接口电路，并提供一种在通讯的同时供电的方法。

背景技术

OTG是On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，2001年12月18日由USBImplementers Forum公布，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。特别是Pad、移动电话、消费类设备。改变如数码照相机、摄像机、打印机等设备间多种不同制式连接器，多达7种制式的存储卡间数据交换的不便。2014年左右开始在市场普及。

现有技术中，具备OTG功能的设备一般是通过检测设备USB_id引脚的状态来判断设备为主模式(USB_id接地)或者从模式(USB_id处于高电位)。当作为主模式工作时，OTG设备为外设提供Vbus电源并工作，当作为从模式工作时，OTG设备切断供应Vbus电源。该技术不支持设备连接时主模式和从模式相互切换。改进的主流技术通过增加Vbus监视和供电电路(Ldo、限流Ic)，以及软件配合来实现供电切换，在需要简单的判断OTG工作模式的应用环境下，显得机制复杂且成本提高，且模式较简单，而且仅支持主从模式切换。

常用的移动设备通常为了外形的美观和使用的便利，都尽量压缩接口的数目，比如手机、iPad上均只保留了一个接口，目前主流品牌手机如华为、苹果等数据口和充电口为同一USB口。因此在某些特定应用场景下，例如智能手机通过USB接口连接外接设备传递特定数据时，USB接口被占用，导致智能手机在此情况下无法充电。在智能手机电量低的情况下存在智能手机断电的风险，存在信息传输不连续，传输效率低下，部分工作内容丢失的不足。当传输的数据非常重要，或者需要对传输的数据进行处理时，对传输稳定性有严苛要求，这种不足可能导致重要数据的丢失，将是致命的缺陷。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种OTG设备的接口电路及供电方法，能够在设备与手机通过USB接口进行数据通信的同时实现对手机供电，提高数据传输的稳定性。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种USB通讯时对通讯对象供电的OTG设备，该OTG设备包括CPU芯片以及主从模式切换电路，主从模式切换电路包括用于连接外部电源的充电接口、用于连接外部USB数据线的通讯USB接口、电源控制-切换模块以及ID控制器；充电接口的电源引脚通过电源控制-切换模块与通讯USB接口的电源引脚相连，电源控制-切换模块接收CPU芯片发出的控制信号，用于控制电源控制-切换模块的输出；CPU芯片通过ID控制器与通讯USB接口的ID引脚相连，ID控制器的输入端接收CPU芯片发出的ID引脚控制信号con，用于切换OTG设备的主从模式。

进一步的，所述ID控制器包括两个NMOS管以及可充电的锂电池；第二NMOS管NM2的源极接地，其栅极为ID控制器的输入端，第一NMOS管NM1的漏极为ID控制器的输出端，其源极接地，其栅极与第二NMOS管NM2的漏极相连；可充电的锂电池为第一NMOS管NM1的栅极提供高电平。

进一步的，所述电源控制-切换模块采用数字开关芯片，芯片的使能端接收来自CPU芯片的充电使能信号ENA，用于控制开关通断。

进一步的，该OTG设备还包括用于数据加密的加密模块，加密模块与CPU芯片相连。该设备还包括交互显示屏，用于使用者向CPU芯片输入“对通讯对象供电”的指令。