用于在具有USB连接的系统中防止过电压和/或过电流的装置和方法

摘要

提供了一种设备以对用于USB保护的电路进行电气保护防止诸如接地回路损害的过电压和/或过电流。一个电路被连接在至少一个连接是USB连接的电子部件之间。电子部件的接地点有可能处于不同的电压电势并且会形成接地回路。所述设备可包括电压限制电路以及电路断路器或电阻器，所述电压限制电路被连接到连接USB连接的电路线，在某些方面，所述电路断路器或电阻器被连接到USB连接与到其他电子部件的连接之间的电路线，在该电路任一端处的连接可以是USB连接。所述设备保护连接的电子部件免于接收超过其能容纳功率并保护电子部件的用户免受由过高功率连接造成的伤害。

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2011年10月31日提交的美国临时申请No.61/553,670的优先 权，该申请的全部内容出于所有目的以引用的方式合并于此，如同在本文中被 完全阐述那样。

技术领域

本发明大体涉及用于车辆通信接口(VCI)、诊断工具、扫描工具、个人电 脑(PC)、诊断计算机、车辆等的保护装置。更具体地，本发明涉及在VCI、诊 断工具、扫描工具、PC、诊断计算机、车辆和其他部件中的一个或更多个之间 的电气保护连接，以防止损坏并防止过电压和/或过电流对用户造成伤害。

背景技术

现代车辆通常具有一个或更多个诊断系统，该诊断系统一般具有独立的计 算机控制模块或电子控制单元(ECU)以控制该车辆的不同功能。一些示例包 括动力控制模块(PCM)、发动机控制模块(ECM)、变速器控制模块(TCM) 以及防抱死制动系统(ABS)。该车辆诊断系统通常具有自诊断能力以检测该车 辆正遭遇的问题并向驾驶员发出对该车辆正遭遇的问题的警告。当发现问题时， 诊断故障代码(DTC)被设置在计算机的存储器内。根据制造商的需要DTC可 以是通用的或特定的。

为了检索并破译DTC，车辆修理技术人员需要连接到车辆并能够与车辆通 信。诸如VCI、诊断工具、扫描工具、PC等中的一个或其结合之类的装置通常 被用于传递、检索并破译DTC。在一个典型实施方案中，VCI在车辆通信协议 与PC通信协议之间进行转化。在这种情况下，VCI与PC机之间的通信协议可以 是通用串行总线(USB)。在这种情形下，PC充当该诊断系统的用户界面部分。 可替换地，人们可以使用扫描工具，该扫描工具将直接与车辆进行通信并具有 自身独立的用户界面。VCI通常被装备以通过不同的通信协议进行通信，比如， 控制器局域网(CAN)、SAE J1850VPW、PWM、ISO9141以及其他协议。这 些通信协议可以专用于不同机动车辆制造商，而其他协议可以是极为标准化的， 至少在物理层处是极为标准化的。

电缆通常被用于将VCI与车辆连接。尽管该VCI通常具有SAE J1962类连接 器(其具有16个用于各种通信、控制以及测量的引脚)，但是针对不同功能的不 同引脚的用途在该车辆中的不同模块之间变化，并且还可以随着车辆的不同制 造变化。在一些实例中，VCI可以使用其他类型的连接器，并且其他类型的电 缆可被替换具有SAE J1962类连接器的电缆，例如以太网电缆或通用串行总线 (USB)电缆。类似地，VCI还可以通过这些电缆中的一种电缆被连接到其他 装置和所述车辆本身。

VCI连接将地信号提供给与其连接的设备，以使得例如诊断工具可以将所 述信号用作参考信号。在没有良好地信号的情况下，诊断工具所接收到的测量 结果会不准确。该地信号可以来自车辆地线。

该方法已知的问题包括诸如接地回路之类的过电压和/或过电流对相关部 件的损害。例如，在对意在处于相同电势(通常为地电势)但实际上却处于不 同电势的两点进行连接的导体中，，会出现接地回路。由不恰当设计或不恰当安 装的设备所产生的接地回路是电系统中噪声和干扰的主要原因。接地回路还会 造成电击危害，这是因为用户通常可接近的表面上“接地”的部件不处于地电 势。当多个部件被连接在一起时，例如，VCI和诊断工具，这些部件可包括可 能处于不同电势并造成接地回路的接地点。

因此，需要提供一种设备以保护连接的装置的电子部件免受损坏，并保护 设备的用户免受由诸如接地回路之类的过电压和/或过电流造成的伤害。

发明内容

本发明在很大程度上满足了上述需要，其中，在一个方面，提供了一种设 备，所述设备在某些方面中可为将诊断工具连接到VCI的电缆提供电气保护能 力。另外，所述设备可以在通过USB电缆等连接的任意装置间提供电气保护。

根据本发明的一个方面，一种用于对电路进行电气保护的系统，包括：多 个用于进行传导的器件，其包括：第一电源线、地线以及第一数据线，其中， 所述地线和所述第一数据线各自具有第一部分和第二部分；用于限制电压的器 件，其被电连接到所述第一电源线、所述地线的第一部分以及所述第一数据线 的第一部分；以及多个用于限制电流的器件，其中，第一用于限制电流的器件 被电连接到所述地线的第一部分和所述地线的第二部分，并且第二用于限制电 流的器件被电连接到所述第一数据线的第一部分和所述第一数据线的第二部分。

根据本发明的另一方面，一种用于对电路进行电气保护的设备，包括：多 个电导体，其包括第一电源线、地线以及第一数据线，其中，所述地线和所述 第一数据线各自具有第一部分和第二部分；第一电压限制装置，其被电连接到 所述第一电源线、所述地线的第一部分以及所述第一数据线的第一部分；以及 多个电流限制装置，其中，第一电流限制装置被电连接到所述地线的第一部分 和所述地线的第二部分，并且第二电流限制装置被电连接到所述第一数据线的 第一部分和所述第一数据线的第二部分。

因此，本发明的某些方面已被相当宽泛地进行了概述，以便更好地理解本 文中的详细描述以及更好地认识本发明对现有技术的贡献。当然，存在本发明 的其他方面，这些方面将在下面进行描述并将构成所附权利要求的主题。

在这点上，在对本发明的至少一个方面进行详细解释之前，应当理解的是， 本发明不受限于在以下描述中所提出的或在附图中所示的结构细节和部件设置 的应用。本发明能够具有除了那些被描述的方面之外的方面，并且能够以不同 的方式实现并执行。还应当理解的是，本文所采用的措辞和术语以及摘要是出 于说明的目的而不应被视为限制。

因此，本领域的技术人员将认识到，本申请基于的内容可被易于用作对用 于实现本发明的多个目的的其他结构、方法以及系统进行设计的基础。因此， 重要的是，在不脱离本发明的精神和范围内，所述权利要求被认为包括了这些 等价构造。

附图说明

图1为根据本发明的一个方面可被连接到电缆并可包括用于防止诸如接地 回路损害之类的过电压和/或过电流的设备的VCI的框图。

图2为根据本发明的一个方面连接到车辆和其他部件的VCI的电势设置的 示意图。

图3为根据本发明的一个方面连接到车辆和其他部件的VCI的另一电势设 置的示意图。

图4为根据本发明的一个方面连接到车辆的VCI的又一电势设置的示意图。

图5A为根据本发明的一个方面用于防止诸如接地回路损害之类的过电压 和/或过电流的电气保护电路的示意图。

图5B为根据本发明的一个方面用于防止诸如接地回路损害之类的过电压 和/或过电流的电气保护电路的另一方面的示意图。

图6为根据本发明的一个方面用于防止诸如接地回路损害之类的过电压和/ 或过电流的电气保护电路的又一方面的示意图。

图7为根据本发明的一个方面用于防止诸如接地回路损害之类的过电压和/ 或过电流的电气保护电路的再一方面的示意图。

具体实施方式

现将参照附图对本发明进行描述，在附图中，相同的附图标记始终表示相 同的部件。根据本发明的一个方面提供了一种用于USB防止诸如接地回路损害 之类的过电压和/或过电流的设备。在具体的方面中，当连接的设备的对应接地 点处于不同电势时，本发明保护彼此连接的诊断工具和VCI。

图1为根据本发明的一个方面，可被连接到电缆并可包括用于防止诸如接地 回路损害之类的过电压和/或过电流的设备的VCI的框图。特别地，图1示出了根 据本发明的一个方面的VCI10的框图。VCI10可包括许多部件，比如以下部件： 电信号处理装置、存储器装置、电源装置、外围装置连接器、车辆连接器、电 路保护装置、显示器、通信协议装置、电信号总线等。VCI10部件的列表是示 例性的，并不以任何方式对组成VCI10的部件的数量和类型进行限制。

VCI10的电信号处理装置可在许多方面中被实现，这些方面中的一些可包 括多个电信号处理装置。在VCI10的一个方面。电信号处理装置可以是可编程 装置，例如微处理器20、现场可编程门阵列(FPGA)22、复杂可编程逻辑器件 (CPLD，未示出)，或其他可编程逻辑器件。一个这样的可编程逻辑器件可被 配置为多路复用器24。其他方面可包括不可编程的、用硬件实现的电信号处理 装置。VCI10可包括不同数量的照明LED80，照明LED80的图案、照明LED80 的颜色或照明LED80的闪光序列可表示不同的消息。LED80可被微处理器20 控制，并且一个或更多个所述LED80可被FPGA22控制。应当注意的是，包括 LCD的任一类型的照明或显示器件也是可预期的，并且这样的照明和显示器件 在本发明的范围和精神内。

类似地，VCI10的存储装置可被以不同的方式实现，并且在一些方面中， 可实现多个存储装置。存储装置30的类型可包括易失存储器、非易失存储器、 固态存储器、磁性存储器、光学存储器、永久存储器、可移动存储器、可写存 储器、可重写存储器、只读存储器等。可被用来实现VCI10的存储器的一些示 例可包括随机存取存储器(RAM)30、闪存32、电可擦除只读存储器(EEPROM) 34以及安全数字(SD)存储器36。这些存储装置示例中的每一个可以以他们各 种不同方式中的任一方式来实现，这可基于他们的用途和/或应用进行选择。

电源装置也可以多种方式实现，并且在一些方面中，可实现多个电源装置。 电源装置的各种方面可包括电池或电源器件42。电池可以是车辆电池或专用于 VCI10的电池。该电池可包括实时时钟，并且当不另外由另一电源供电时，该 电池可被专用于运行该实时时钟。电源装置42可被实现为包括功率转换器，通 常将由诸如车辆电池或交流(AC)电源之类高压电源所提供的电压逐步降低到 VCI10可管理的电平。数模转换器(DAC)也是电源装置42的部件。该DAC可 被用于获取从电信号处理装置(在一些方面中为FPGA22)接收到的数字信号， 并将该数字信号转换为代表性的模拟信号，这有可能施加电压来重新对各种部 件(在一些方面中为ECU)进行编程。电源装置42还可包括电源装置连接器， 该电源装置连接器包括可被连接到车辆电池的AC电源适配器连接器44或直流 (DC)电源连接器(未示出)。

与所描述的其他装置非常类似的是，外围装置连接器可被以多种形式实现， 并且VCI10可包括多个外围装置连接器的组合。一些方面可包括有线和/或无线 的外围装置连接器。所述外围装置连接器可包括有线串行通信连接器，例如 RS-232连接器、以太网连接器50和USB连接器52和并联连接等。该外围装置连 接器可包括无线连接，例如Wi-Fi连接器54、蓝牙连接器56和无线宽带等。

VCI10还可以包括车辆连接器，该车辆连接器可作为车辆的VCI10与ECU 之间的接口，和/或作为AC电源适配器连接器44。该车辆连接器可以是任一能 够与车辆的连接器耦合并实现在VCI10与ECU之间通信的连接器。该车辆连接 器的类型可以取决于VCI10的各种功能的数量和类型，例如不同的通信协议， 这些功能可以对应于针对车辆连接器的必需数量的引脚。不同引脚可根据所实 现的功能来接收信号。例如，OBDII连接器通常包括16个引脚，这些引脚中的 每个引脚表示不同的信号或连接。在VCI10的一个方面中，车辆连接器60可以 是例如，ISO22900指定的26引脚、高密度(HD)D-Sub连接器。

对VCI10的电子部件的保护可通过使用本发明的电路保护装置来实现，该 电路保护装置可被置于各种连接器与其直接连接到的电子部件之间的连接上。 对诊断工具、扫描工具、PC、诊断计算机、车辆(具有USB连接器等)等的保 护也能通过使用本发明的电路保护装置来实现。当电路故障，例如接地回路发 生时，该电路保护装置阻止或显著地减少对VCI的电子部件的损害。在某些方 面，对于通过这些连接器中的一个连接器连接到VCI10上的某装置而言，电路 故障可能是因该装置(或者通过这些连接器中的另一连接器连接到VCI10上的 另一个连接器装置)的接地点的电势与VCI10的接地点的电势不同而引起的。 该电路保护装置可被配置为检测在接地点之间的电压电势上的差别，并且该电 路保护装置可在接地点之间的连接中提供恒定电阻、动态电阻或电路断开，以 便显著降低的电流或零电流运行在处于不同电压电势的接地点之间。在VCI10 的一个方面中，以太网电路保护装置70可被置于以太网连接器50与微处理器20 之间的连接上。另一方面可包括置于USB连接器52与微处理器连接器20之间的 连接上的USB电路保护装置72。微处理器20还可包括USB PHY，该USB PHY可 提供在该接口的数字部件与调制部件之间的桥。

通信协议设装置可被包括在VCI10中以通过通信协议来实现VCI10与车辆 的ECU之间的通信。可实现针对每个通信协议的适当软件、接收器和收发器能 被执行以便可进行通信。一些这样的通信协议装置可被配置为以独立通信协议 的方式使用。在一个方面，VCI10可包括各种高速、单线、或容错控制器局域 网(CAN)通信协议装置，例如ISO11898-2通信协议装置90、GI/W3089通信协 议装置92、ISO11898-3通信协议装置94、ISO11992-1通信协议装置96、ISO9141 通信协议装置98、SAE J1850通信协议装置100、LIN通信协议装置102、SCI通 信协议装置104、DCL通信协议装置106、SAE J1708通信协议装置108等。可替 换地，SAE J1850通信协议装置100、DCL通信协议装置106、以及SAE J1708通 信协议装置108可由单个电路支持。这些通信协议装置中的每个通信协议装置可 被置于FPGA22和多路复用器24之间。FPGA22和多路复用器24允许适当的通信 协议被用来与车辆进行通信。多路复用器24可被连接到车辆连接器60以在该车 辆与FPGA22之间传递信号。

为了连接电子部件中的每个部件，VCI10可包括用于承载电子部件之间电 信号的电信号总线。在一个方面，该电信号总线可以是特定类型的用来实现某 些电子部件彼此通信的总线。这种总线的示例可包括连接微处理器20、FPGA22、 诸如RAM之类的存储装置30和闪存32的地址/数据总线110，以及连接微处理器 20、FPGA22、具有后备电池的RTC(实时时钟)40和EEPROM34的IIC总线 112。其他部件可通过适当的在需要连接的部件之间的布线进行连接。某些连接 也可以通过专用接口实现。在一些方面中，微处理器20可通过通用异步接收器/ 发送器(UART)和/或安全数字输入输出(SDIO)接口被连接到Wi-Fi连接器 54和蓝牙连接器56，并且通过媒体独立接口(MII)和以太网物理收发器被连接 到以太网连接器50。本发明的其他方面还可以包括在电源装置42与多路复用器 24的更新(Reflash)引脚120之间的连接、在多路复用器24的接地引脚122与FPGA 22之间的连接以及在多路复用器24、模数转换器(ADC)124与FPGA22之间的 连接等，以将信号从ECU传递到VCI10。

图2为根据本发明的一个方面，连接到车辆和其他部件的VCI的示意图，图 3为根据本发明的一个方面，连接到车辆和其他部件的VCI的另一示意图，以及 图4为根据本发明的一个方面，连接到车辆的VCI的又一示意图。特别地，图2 至图4示出了几种VCI10可被连接到车辆200和/或其他部件的示例性的方式。在 某些情况中，由于诸如接地回路类的过电压和/或过电流，某些设置或连接会造 成损害。因此，这些设备将受益于本发明的保护装置的使用以保护连接的装置 的电子部件免受损害，并且保护装置的用户免受由诸如接地回路之类的过电压 和/或过电流造成的伤害。

特别地，如图2所示，VCI10可由VCI电缆202连接到车辆200，其可将功率 和/或信号从车辆200传输到VCI10。VCI电缆202可以是本文所述的任一类型的 电缆或在工业中常用的其他电缆。在一个方面中，VCI10可被实现为系统的部 件并在车辆200之外。在这样的系统中，可将VCI10从车辆200上拆下，并且车 辆200可在没有连接到VCI10的情况下进行操作。另一个方面可将VCI10实现为 内置在车辆200中的车辆200的整体部件，例如在车辆200的引擎盖下、在车辆200 的后备箱中、在车辆200的客厢内等。当VCI10被实现为车辆200的整体部件时， 车辆200将通过与VCI10的完整连接进行操作。然而，如果需要的话，仍可将该 VCI10从车辆200上拆下，这并没有超出考虑范围。

VCI10还可以通过数据电缆206，例如在一个方面中的USB电缆，被连接到 诸如诊断工具204之类的装置。诸如诊断工具204之类的装置可以是普通的计算 装置，例如个人电脑(PC)、UNIX工作站、服务器、大型计算机、个人数字助 理(PDA)、智能电话、蜂窝电话、平板电脑、平板触摸电脑，或它们的某种组 合。可替换地，诸如诊断工具204之类的装置可以是专用计算装置，例如车辆诊 断扫描工具。计算装置或扫描工具的部件可包括处理器、存储器、通信装置、 通信接口、显示器、输入装置、通信总线、电源接口等。编程代码，例如源代 码、目标代码或可执行代码，可被存储在计算机可读介质上，该计算机可读介 质可被加载在存储器中并由处理器处理以便执行诊断工具204所需的功能。数据 电缆206可将诊断工具204的通信接口连接到VCI10的以太网连接器50或USB连 接器52。

在图2中所示的方面可包括被连接到用于供电的车辆200的诊断工具204。诊 断工具204可通过电源电缆208和功率转换器210(例如直流-直流转换器、交流- 直流转换器或直流-交流转换器)被连接到车辆200的电源，例如电池或电源出 口。某些方面可通过例如将附加部件(例如示波器)放置在车辆200的电源与诊 断工具204之间来改变车辆200的电源之间的连接。此外，在某些情况下，用户 可连接这些部件(直流-直流变转换器、示波器等)中的一个部件，以便该部件 的负连接被连接到车辆电池的正连接。在这种情况下，有可能发生诸如接地回 路之类的过电压和/或过电流。本发明的保护装置72的使用将有助于保护连接的 装置的电子部件免受损害，并且保护装置的用户免受由诸如接地回路之类的过 电压和/或过电流造成的伤害。

图3示出了车辆200、VCI10以及其他部件的连接的一个方面，由这些连接 创建的电路的两端被各自连接到独立的AC电源。在该示例中，车辆200被电源 电缆208连接到电池充电器212，该车辆又通过电源电缆208被连接到AC电源， 例如常规的墙壁插座或发电机。该示例的电池充电器212将来自AC电源的AC电 转换为DC电以给车辆200的电池供电。与图2的方面相同，VCI10可通过VCI电 缆202连接到车辆200并通过数据电缆206连接到诊断工具204。诊断工具204可通 过电源电缆208和功率转换器210连接到该方面的AC电源。在这种情况下，有可 能发生诸如接地回路之类的过电压和/或过电流。本发明的保护装置72的使用将 有助于保护连接的装置的电子部件免受损害，并且保护装置的用户免受由诸如 接地回路之类的过电压和/或过电流造成的伤害。

图4示出了将VCI10连接到车辆200的另一方面。在该方面中，VCI10通过 VCI电缆202和数据电缆206连接到车辆200。在这种情况下，存在较小的可能发 生诸如接地回路之类的过电压和/或过电流。然而，本发明的保护装置72的使用 将有助于保护连接的装置的电子部件免受损害，并且保护装置的用户免受由诸 如接地回路之类的过电压和/或过电流造成的伤害。

在本文中所描述的车辆200、VCI10以及其他部件之间的连接不意味着以任 何方式进行限制。连接的许多变化是可能的，并且本文中的描述仅是示例性的。

图5A为根据本发明的一个方面，用于防止诸如接地回路损害之类的过电压 和/或过电流的电气保护电路的示意图。特别地，图5A是用于USB防止诸如接地 回路损害之类的过电压和/或过电流的电气保护电路的示意图。尽管在基于USB 装置的情况下显示该实施方案，但是本发明的保护装置72意在可用于其他类型 的连接器和/或电路。保护装置72可以包括电源线(VBUS)300、例如D+302、 D-304的数据线和地线(GND)310。在一个方面中，这些电路线可以连接到每 个电路线对应终端处的USB连接器。保护装置72包括：至少一个电压限制电路 312以及至少一个电流限制电路318。电压限制电路312可利用电压钳位电路、基 于稳压二极管的电路、瞬变电压抑制器等来实现。电流限制电路318可利用电阻 器、断路器、瞬变阻断单元等来实现。

此外，电压限制电路312和电流限制电路318可被配置为单个装置以限制数 据线、电源线以及地线中的全部或部分两端的电压。另外，电压限制电路312 和电流限制电路318可被实现为单个部件或多个部件。电压限制电路312和电流 限制电路318都可利用任何其他已知的包括例如光学隔离器的保护装置来实现。

图5B为根据本发明的另一方面的电子保护装置72的示意图。保护装置72可 包括电源线(VBUS)300，诸如D+302、D-304之类的数据线以及和地线(GND) 310。在一个方面中，这些电路线可以连接到每个电路线对应终端处的USB连接 器。

电子保护装置72的另一部分是电压限制电路，例如瞬变电压抑制器(TVS) 312。所述TVS(电压限制电路312)的一个方面可包括在该TVS(电压限制电 路312)的电路设置中的二极管组。该TVS(电压限制电路312)的二极管可包 括：用于允许电流在一个方向上通过而在相反方向上阻隔电流的标准二极管314， 以及用于允许电流以与标准二极管314相同的方式流动但是当电压超过某一值 时也将允许电流反向流动的稳压二极管316。其他类型的二极管或电路设置可被 用于实现该TVS(电压限制电路312)的功能。

在所述TVS(电压限制电路312)的一个方面中，电源线300可被连接到稳 压二极管316的阴极端，并且地线310可被连接到稳压二极管316的阳极端。另外， 所述TVS(电压限制电路312)可包括四个标准二极管314。可连接标准二极管 314以便两对两个标准二极管314中的每对包含两个串联连接的标准二极管314， 并且这两对标准二极管314被并联连接。然而，可使用其他数量的标准二极管314， 例如6，8，10，12个等。

在图5B中所示的电路中，示出了被分离为308、306并输入到所述TVS(电 压限制电路312)的D+和D-。当所述TVS(电压限制电路312)具有多个输入时， 这是可选的。数据线可被连接到所述TVS(电压限制电路312)，以便线D+302 和线D+1306被连接在一对标准二极管314的串联连接的标准二极管314之间，并 且线D-304和线D-1304被连接在与另一对标准二极管314串联连接的标准二极 管314之间。地线310可被连接到连接两对标准二极管314的并联连接的阳极侧， 并且电源线300可被连接到连接两对标准二极管314的并联连接的阴极侧。稳压 二极管316可被置于地线310与电源线300到标准二极管314的连接之间。

电子装置72的其他部件可以包括诸如瞬变阻断单元之类的电流限制电路 318，例如来自美国加利福尼亚州河滨市的柏恩斯公司()的瞬变阻断 单元。瞬变阻断单元(电流限制电路318)可被连接到数据线、D+302和D-304 以及地线310中的每条线路。该瞬变阻断单元(电流限制电路318)可被连接在 所述TVS(电压限制电路312)与电路线的未保护端之间的电路线上。在一个方 面，连接到地线310的所述瞬变阻断单元(电流限制电路318)可被置于两个接 地点之间，例如接地320和信号接地322。该瞬变阻断单元(电流限制电路318) 可被设计成阻断过压而不是对其进行分流。在一个方面，该瞬变阻断单元(电 流限制电路318)可包括断路器，例如自复位、硅电路断路器。当连接到所述瞬 变阻断单元(电流限制电路318)的电路线上的电压上升至预定断开阈值时，所 述瞬变阻断单元(电流限制电路318)可断开该电路线的连接以防止电压影响连 接的电子部件。当电压已降低到低于断开阈值时，所述瞬变阻断单元(电流限 制电路318)可进一步重新建立该电路线的连接。图5B的保护装置72的使用会 有助于保护连接的装置的电子部件免受损害，并且保护装置的用户免受由诸如 接地回路之类的过电压和/或过电流造成的伤害。

图6为根据本发明的又一方面，用于USB防止诸如接地回路损害之类的过电 压和/或过电流的电气保护电路的示意图。在该方面中，电子保护装置72可被置 于多个USB连接之间。每个USB连接可以具有与另一连接相同的电路线，包括 电源线300、数据线、D+302和D-304以及地线(GND)310。类似于本文所述 的其他方面，所述TVS(电压限制电路312)可被连接到这些电路线。在该方面 中，一个TVS(电压限制电路312)可被连接于邻近电路的每个USB连接处，从 而导致该电路中可包含多个TVS(电压限制电路312)。类似于本文所述的其他 方面，所述瞬变阻断单元(电流限制电路318)可进一步被连接到这些电路线， 并且被连接到在TVS(电压限制电路312)之间的电路线。图6的保护装置72的 使用会有助于保护连接的装置的电子部件免受损害，并且保护装置的用户免受 由诸如接地回路之类的过电压和/或过电流造成的伤害。

图7为根据本发明的另一方面，用于防止诸如接地回路损害之类的过电压和 /或过电流的电气保护电路的示意图。在这点上，电子保护装置72可利用电阻324 而不是瞬变阻断单元来实现。在该方面中，TVS(电压限制电路312)被连接到 数据线可被连接到该TVS(电压限制电路312)处的电路线，以便线路D+302 被连接与一对标准二极管314串联连接的标准二极管314之间，并且线路D-304 被连接与另一对标准二极管314串联连接的标准二极管314之间。地线310可被连 接到连接两对标准二极管314的并联连接的阳极端。放置稳压二极管316以在连 接到标准二极管314之后，在其阳极端与地线310连接，并且将稳压二极管316 的阴极端连接到连接两对标准二极管314的并联连接的阴极端。电阻器324可被 置于与电路线的连接中，以便电阻器324连接到在到该电路任一端TVS(电压限 制电路312)的电路线的对应连接之间的数据线、D+302和D-304以及地线310。 电阻器324还可以连接到电源线300。针对该应用的电阻器的值可通过考虑被输 入电路的预期功率电平来进行选择，以便电阻器不会提供太大的阻抗而妨碍电 路上的通信。能够不干扰在针对其预期应用的电路上的通信的阻抗的最大程度 可能是足够高的，以降低最高预期的功率电平，由于接地回路，该阻抗会被引 入电路，从而避免对连接的电子部件的损害以及对用户的伤害。因此，本发明 的保护装置72的使用会有助于保护连接的装置的电子部件免受损害，并且保护 装置的用户免受由诸如接地回路之类的过电压和/或过电流造成的伤害。

电阻器324还可以被实现为正温度系数(PTC)类电阻器。PTC类电阻器随 温度变化而增加阻抗。因此，在接地回路电流或信号线电流变得过大而加热电 阻器的情况下，所述PTC电阻器随着温度上升而增加其阻抗，从而降低流动电 流。这在接地回路电流条件期间防止部件过热。

已经提供了电子保护装置72的部件的各种组合，包括不同的瞬变阻断单元 (电流限制电路318)和电阻324的组合与设置。假设用于USB保护的电气保护 电路的各个方面可被集成到VCI10。例如，USB电路保护装置72被置于USB连 接器52与微处理器20之间的连接上。此外，这种电子保护装置72还可以体现为 与VCI10分离但连接到VCI电缆202、数据电缆206或电源电缆208中的一个或更 多个电缆的一端的部件。用于USB保护的电气保护电路还可连接到所选电缆被 连接到的部件，以便电子保护装置72跨接所述电缆与部件。

针对电子保护装置72所考虑的另一方面是该电路被集成到VCI电缆202、数 据电缆206或电源电缆208中的一个或更多个电缆。另外，电子保护装置72可被 集成到本文所述部件中的一个部件，例如在车辆200、诊断工具204、功率转换 器210、或电池充电器212。应当注意的是，本文所述的电子保护装置72为车辆 200、诊断工具204、VCI10、扫描工具等提供保护。然而，该电子保护装置72 可用于其他类型装置和装置组，以提供类似等级的保护。

还应当注意的是，尽管本文所述的电子保护装置72很好地适用于在其中使 用USB类连接器的应用，但是该电子保护装置72可与其他类型的连接器或应用， 例如以太网连接器一起有效工作。

本发明可包括通信信道，所述通信信道可以是任一类型的有线或无线电子 通信网络，诸如，例如，有线/无线局域网(LAN)、有线/无线个人网(PAN) (PAN)、有线/无线家庭网(HAN)、有线/无线广域网络(WAN)、校园网、城 域网络、企业内部专用网、虚拟专用网(VPN)、互联网、骨干网络(BBN)、 全球网络(GAN)、因特网、内联网、外联网、叠加网络、蜂窝电话网络、个 人通信服务(PCS)，使用已知协议，例如全球移动通信系统(GSM)、CDMA (码分多址)、W-CDMA(宽带码分多址)、无线保真(Wi-Fi)、蓝牙和/或类似 协议，和/或其中两种或多种的组合。

本发明可通过通信信道在具有有线/无线通信功能的任一类型的计算装置 上实现，诸如，例如台式计算机、个人电脑、膝上电脑/移动计算机、个人数据 助理(PDA)、移动电话、平板电脑、云计算装置等。

在一实施例中，本发明可在任一类型的智能手机上实现，所述智能手机可 通过任何类型的高级移动数据处理和通信操作系统进行操作，比如，Apple^TM  iOS^TM操作系统、Google^TM Android^TM操作系统、RIM^TM Blackberry^TM操作系 统、Nokia^TM Symbian^TM操作系统、Microsoft^TM Windows Mobile^TM操作系统、 Microsoft^TM Windows Phone^TM操作系统、Linux^TM操作系统等。

另外，根据本发明的各种实施例，本文所述的方法旨在用于采用专用硬件 实现，包括但不限于PC、PDA、半导体、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑 阵列、云计算装置、以及构造为实现本文所述方法的其他硬件装置。

还应当注意的是，本文所述的本发明的软件实现可选地被存储在有形的存 储介质上，例如：：磁介质比如磁盘或磁带；磁-光介质或光介质如磁盘；或者 固态介质如存储卡或其他封装一个或更多个只读(非易失性)存储器、随机存 取存储器、或其他可重写(易失性)存储器的包。电子邮件的数字文件附件或 其他自包含信息文件或文档集被认为是等同于有形的存储介质的分发介质。因 此，本发明被认为包括有形的储藏介质或分发介质，这些介质如本文所列那样， 并包括本领域公知的等价物和后继介质，本文所述的软件实现被存储在这些介 质中。

根据详细地描述，本发明的许多特征和优点变得显而易见，因此，旨在通 过所附的权利要求覆盖所有落入本发明的真实精神和范围内的这样的本发明的 特征和优点。另外，由于本领域普通技术人员将易于想到多种修改和变型，所 以并不期望将本发明受限于所说明和描述的确定结构和操作，因此，所有适当 的修改和等价替换可以被认为落入本发明的范围内。