[发明专利]一种USB type-c负载开关浪涌保护结构

说明书

本发明涉及浪涌保护技术领域，公开了一种USB type‑c负载开关浪涌保护结构。负载开关包括一对背靠背连接的第一低压晶体管和高压晶体管，高压晶体管连接负载开关输出端，第一低压晶体管连接负载开关输入端，第一低压晶体管和高压晶体管之间的节点VM与地之间连接一个第二低压晶体管，当负载开关输出端的电压略低于浪涌保护目标钳位电压，先将第一低压晶体管关断，再打开第二低压晶体管将节点VM下拉到接近0V；等待当负载开关输出端的电压达到浪涌保护钳位电压时，打开高压晶体管，将负载开关输出端的浪涌电流通过高压晶体管和第二低压晶体管泻放。上述方案采用负责开关的高压晶体管以及配合使用一个低压管就能实现浪涌保护，大大减少芯片面积，提高了芯片的集成度。

技术领域

本发明涉及浪涌保护技术领域，特别是一种USB type-c负载开关浪涌保护结构。

背景技术

用于USB TYPE-C的负载开关VBUS管脚通常需要浪涌保护功能。一般有两种做法：

A.在板级系统中即芯片外VBUS端口处，增加一个TVS管来保护芯片。这种解决办法无疑增加了系统成本，同时使系统集成度受到限制。

B.在芯片内实现解决方案：在发生浪涌时将负载开关关断,并由一个连接在VBUS节点的放电通路将浪涌电流疏导到地。由于VBUS管脚在很多应用中需要承受大于20V电压,所以这个放电通路的第二低压晶体管需要一个工作电压高于20V的器件,因此就会有芯片面积过大的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种USB type-c负载开关浪涌保护结构。

本发明采用的技术方案如下：一种USB type-c负载开关浪涌保护结构，包括负载开关，还包括浪涌保护控制电路、第二低压晶体管，所述负载开关包括一对背靠背连接的第一低压晶体管和高压晶体管，所述高压晶体管连接负载开关输出端，所述第一低压晶体管连接负载开关输入端，所述第一低压晶体管和高压晶体管之间的节点VM连接与地之间连接第二低压晶体管，所述高压晶体管和第二低压晶体管构成浪涌时的泻放通道；所述浪涌保护控制电路用于控制第一低压晶体管、高压晶体管以及第二低压晶体管的导通与关断。

进一步的，所述控制第一低压晶体管、高压晶体管以及第二低压晶体管的导通与关断的控制过程为：当负载开关输出端的电压为浪涌保护目标钳位电压的70％-80％时，先将第一低压晶体管关断，再打开第二低压晶体管将节点VM下拉到接近0V；等待当负载开关输出端的电压达到浪涌保护钳位电压时，打开高压晶体管，将负载开关输出端的浪涌电流通过高压晶体管和第二低压晶体管泻放。

进一步的，所述第二低压晶体管的工作电压为5V的低电压功率管。

进一步的，所述负载开关输入端的工作电压不超过5V。

进一步的，所述节点VM的工作电压不超过5V。

进一步的，将节点VM下拉到接近0V的过程中，接受下拉后的电压在0V的±0.4V范围内波动。

进一步的，所述第一低压晶体管、高压晶体管、第二低压晶体管的连接方式为：所述负载开关输入端连接第一低压晶体管的漏极，所述第一低压晶体管源极连接高压晶体管源极，所述高压晶体管漏极连接负载开关输出端，所述高压晶体管的源极还和第二低压晶体管漏极连接，所述第二低压晶体管的源极接地。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案采用负载开关中的高压晶体管，并配合一个第二低压晶体管来疏导浪涌时的电流，设置了第二低压晶体管只需要是低压管就能实现浪涌保护，低压管的尺寸小，大大减少芯片面积，提高了芯片的集成度。

附图说明

图1是实施例中USB type-c负载开关浪涌保护结构示意图。

具体实施方式