CN102227661B - 具有光学信号路径的磁性连接器 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及具有光学信号路径的磁性连接器，提供了连接器系统的电路、装置和方法，该连接器系统可以利用单个连接向移动计算设备或者其他类型设备提供电力和数据这二者。其他示例还提供电力和数据适配器，该电力和数据适配器可以利用单条线缆向移动计算设备提供电力和数据。其他示例在与连接器相连的线缆被拉动时提供容易的脱离。一个这样的示例提供了磁性连接器，该磁性连接器在它的缆线被拉动时解除耦合，而不会绑定。另一个示例在连接器插头置于连接器插座中之前防止在连接器插头处提供电力。

Description

具有光学信号路径的磁性连接器
背景技术
本发明涉及具有光学信号路径的磁性连接器。
背景技术
移动计算设备已在过去几年变得非常普遍。用户不仅为了它们的便携性而选择这些设备，还选择它们作为对他们的传统计算机的替换物。这些移动设备因而用于两种情形，作为活跃计算替换物以及作为桌上型计算机的替换物。作为桌上型计算机的替换物，这些便携式计算机必须满足两个需求。
这些需求中的第一需求是在整个工作日的长度内运行的能力。不幸的是，这超出了当前电池容量；因而膝上型计算机需要在一天的至少一部分中被插到电源上。要满足的第二需求是通过实体连接传输数据的能力。
目前，满足这两个需求需要至少两个与移动设备的连接；一个用于电力，一个用于数据传送。但是包括两个(或更多个)连接器增大了成本，并且占用了通常沿着移动设备侧面的空间。还需要用户进行两个分开的连接，从而限制了移动计算形式的有用性和对移动计算形式的期望。
这两个连接还需要使用两条线缆。这又使得用户的工作空间杂乱，进一步降低了移动计算体验。用户体验可能迅速变得不愉快的另一种方式是当用户被这些线缆之一绊倒或者以其他方式缠住、从而将膝上型计算机拉到地上的时候。
因此，需要提供一种电力和数据传输系统的电路、装置和方法，该电力和数据传输系统可以利用单个连接向膝上型计算机或其他移动计算设备提供电力和数据这二者。为了减少由多条线缆引起的杂乱，还希望具有可以利用单条线缆向移动计算设备提供电力和数据的电力和数据适配器。还希望具有可以将该单条线缆连接到移送计算设备的连接器系统。为了避免在线缆使人绊倒时膝上型计算机被拉到地上的结果，希望连接器系统在线缆被从移动计算设备拉开时容易地脱离。
发明内容
因此，本发明的实施例提供了用于电力和数据传输系统的电路、装置和方法，这些电力和数据传输系统可以利用单个连接向移动计算设备或其他类型设备提供电力和数据这二者。本发明的其他实施例还提供了电力和数据适配器，这些电力和数据适配器可以利用单条线缆向移动计算设备或其他类型设备提供数据和电力。本发明的其他实施例提供了用于将光纤和电力线缆与移动计算设备或其他类型设备相连的连接器系统。本发明的其他实施例提供了具有容易地从连接器插座脱离的连接器插头的连接器系统。
本发明的一个示例性实施例提供了一种连接器系统，该连接器系统提供电力和数据这二者。在本发明的各种实施例中，数据是利用光纤连接提供的。这些连接可以包括一条、两条、四条或者其他数目的光纤线缆。在本发明的一个具体实施例中，使用四条光纤线缆，其中两条线缆用于数据发送并且两条线缆用于数据接收。在本发明的该具体实施例中，四条光纤线缆被布置成使得连接器插头与连接器插座之间的连接可以沿着一条对称轴以两种方式作出。即，可以以正面朝上或者颠倒过来的方式将连接器插头插入到连接器插座中，并且利用四条光纤线缆作出数据连接。本发明的该示例性实施例还采用两个、四个或更多个接触来进行电力传送。本发明的一个具体实施例提供四个这样的接触，两个用于供电电压，两个用于接地连接。这使得相对高的电流能够被提供给移动设备，从而允许快速的电池再充电。
本发明的另一示例性实施例提供了一种连机器系统，该连接器系统采用一个或多个磁体来使连接器插头与连接器插座相接合。这一个或多个磁体被吸引到连接器插座中的吸引板，其中吸引板是利用磁体或者铁磁材料形成的。在本发明的一个具体实施例中，连接器插头包括以交替的极性布置的四个磁体。源自连接器插头中的第一磁体的磁场线穿过插座中的吸引板并且在插头中的第二磁体中终止，其中第一和第二磁体具有相反极性。
本发明的另一示例性实施例提供了一种电力和数据适配器，该电力和数据适配器能够通过单条线缆向移动计算设备或其他类型设备提供电力和数据。在本发明的各种实施例中，该电力和数据适配器可以从墙壁插口、汽车插口或其他类型插口接收电力。电力和数据适配器可以直接连接到插口，或者可以经由电力缆线或线缆连接到插口。本发明的一个具体实施例直接插入到墙壁插口中。在这种情况下，电力和数据适配器还可以包括用于将AC(交流)电力转换成适用于提供给移动计算设备或其他类型设备的DC(直流)电力。
电力和数据适配器可以在移动计算设备或其他类型设备与一个或多个其他设备之间变换数据。这一个或多个其他设备可以利用一个或多个协议来通信。电力和数据适配器因而可以将实用这一个或多个协议的数据转换成要提供给移动计算设备或其他类型设备的光学数据。电力和数据适配器还可以将来自计算设备或其他类型设备的光学数据变换或转换成要提供给一个或多个其他设备的遵从这些协议中的一个或多个的数据。数据可由电力和数据适配器利用一条或多条光纤线缆提供给连接器系统，或者可由电力和数据适配器利用一条或多条光纤线缆从连接器系统接收。电力和数据适配器可以利用光纤线缆或者其他类型的有线或无线连接向其他设备提供数据和从其他设备接收数据，所述其他类型的有线或无线连接例如是局域网(LAN)、通用串行总线(USB)、数字视频接口(DVI)、显示端口(DisplayPort)、IEEE802.11a、b、g或者其他类型的连接。
其他设备可以通过电力和数据适配器彼此通信。例如，两个或多个USB设备可以经由电力和数据适配器上相应数目的USB连接器来彼此通信。电力和数据适配器还可以包括用于在这些有线和无线协议以及适用于光纤通信的一个或多个协议当中进行变换的电路。电力和数据适配器可以通过单条线缆与移动计算设备或其他类型设备通信，该单条线缆包括用于DC电力的导体以及一条或多条光纤线缆。
本发明的另一示例性实施例在连接器插头置于连接器插座中之前防止电力被施加在连接器插头。在本发明的一个实施例中，电力和数据适配器在连接器插头的电力管脚和接地管脚之间提供少量电流。生成的电压然后被感测。如果该电压在预定范围内，则电力被施加到插头的电力管脚。在本发明的另一实施例中，连接器插头提供标识信号或其他信号。如果接收到适当的响应，则向插头的电力管脚施加电力。其他实施例可以要求这样的标识信号被周期性地提供。当在一段时间内未接收到该标识时，从连接器插头移除电力。
本发明的各种实施例可以包含这里描述的这些和其他特征中的一个或多个。通过参考下面的详细描述和附图，可以获得对本发明的特性和优点的更好理解。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的电力和数据传输系统；
图2示出了根据本发明实施例的电力和数据适配器的电路；
图3示出了根据本发明实施例的另一电力和数据传输系统；
图4示出了根据本发明实施例的另一电力和数据传输系统；
图5A-图5D示出了根据本发明实施例的连接器插头和连接器插座的正视图；
图6A-图6C示出了根据本发明实施例的连接器系统所采用的发送和接收电路；
图7示出了根据本发明实施例的连接器插头和连接器插座的俯视图；
图8示出了根据本发明实施例的连接器插头和连接器插座的侧视图；
图9示出了根据本发明实施例的另一连接器插头和连接器插座的侧视图；
图10示出了根据本发明实施例的连接器插头的电气管脚和光纤线路位置；
图11示出了根据本发明实施例的电力和数据传输系统；
图12示出了根据本发明实施例的另一电力和数据传输系统；
图13示出了根据本发明实施例的向连接器施加电力的方法；
图14示出了根据本发明实施例的电力和数据适配器中的电路；并且
图15和图16示出了图14中的电路的操作。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的电力和数据传输系统。该图包括电力和数据适配器110和连接器系统，该连接器系统包括连接器插座132和经由线缆124耦合到电力和数据适配器110的连接器插头120。该图与其他包括的图一样，都是仅仅为了说明目的而示出的，并不限制本发明的可能实施例或者权利要求。
电力和数据适配器110接收第一供电电压，并且经由光纤和DC电力线缆124向连接器插头120提供第一供电电压或者第二供电电压。在该具体示例中，电力和数据适配器110在电力端子112处接收电力。电力端子112可被布置成从传统的墙壁插座或其他适当的源接收AC电力。在本发明的其他实施例中，电力和数据适配器110可以从汽车插口或者其他的源接收电力。
电力和数据适配器110可以利用一个或多个数据连接来接收和提供数据。在该具体示例中，数据连接包括USB114、以太网或RJ45115、DVI连接器116和光学连接118。光学连接可以是诸如索尼/飞利浦数字互联格式(S/PDIF)、光学以太网、光纤服务(FIOS)、100或1000baseFL或者其他光纤连接之类的光学连接。在数据连接处接收的数据被电力和数据适配器110转换成光学数据，并且被经由光纤和DC电力线缆124提供给连接器插头120。在连接器插头120处接收的数据再次经由光纤和DC电力线缆124被电力和数据适配器110接收。电力和数据适配器110然后可以转换该数据并且在适当的连接器上提供该数据。
电力和数据适配器110利用光纤和DC电力线缆124向连接器插头120提供DC电力和光纤数据。在本发明的各种实施例中，光纤和DC电力线缆124可以利用诸如连接器插头120和连接器插座132之类的连接器系统连接到电力和数据适配器110。在本发明的其他实施例中，光纤和DC电力线缆124可被硬连线到电力和数据适配器110。
连接器系统包括连接器插头120和连接器插座132。连接器插头120还包括连接器插头壳体122，连接器插头壳体122在连接器插头120被插入到连接器插座132中时被用户握持。在该具体示例中，连接器插座132位于膝上型计算机130中，但是在本发明的其他实施例中，连接器插座132可以位于其他类型的移动设备或其他电子设备中。例如，连接器插座132可以位于便携式媒体播放器、显示器、蜂窝电话、桌面型计算机、或者其他移动或非移动计算设备或其他类型的设备中。
在本发明的各种实施例中，电力和数据适配器110能够确定与它相连的计算机(例如膝上型计算机130)的一个或多个特性。这些特性可以通过电力和数据适配器感测连接器插座132处的电压、通过读取计算机上存储的数据、通过接收来自计算机的数据或者以其他方式来确定。这些特性可以是供电要求、计算机所需的数据类型或格式或者其他特性。在确定这些特性之后，电力和数据适配器110于是可以对其自身进行配置以提供所要求的电力和数据。
在本发明的各种实施例中，膝上型计算机130或其他计算机能够确定电力和数据适配器(例如电力和数据适配器110)的一个或多个特性。这些特性可以通过膝上型计算机感测连接器插头120处的电压、通过读取电力和数据适配器110上存储的数据、读取从电力和数据适配器110接收的数据或者以其他方式来确定。这些特性可以是供电能力、电力和数据适配器110可以提供的数据类型或格式或者其他特性。在确定这些特性之后，计算机可以对其自身进行配置以利用可得的电力和数据。
图2示出了诸如图1中的电力和数据适配器110之类的电力和数据适配器或者根据本发明实施例的其他电力和数据适配器的电路。在本示例中，变压器和整流器210接收来自电力连接220的电力。在本示例中，电力连接220可以是被配置成插入到传统的墙壁插座或插口的电力尖头(powerprong)。在电力连接220处接收的AC电力被变压器和整流器210转换，并被提供给DC供电电路215，DC供电电路215生成可被提供给连接器插头和其余的电力和数据适配器电路的DC电力供应。
本示例还包括多个数据端口，包括USB数据端口230和232、局域网端口240、DVI端口250和光学端口255。在本发明的各种实施例中，可以包括更多的、更少的和其他类型的数据端口。这些端口可以是有线电子数据端口、光纤数据端口、无线数据端口或者其他类型的数据端口。在这些端口处接收的数据可被转变(translation)电路270转变成光纤数据，并被通过光纤接口260提供到连接器插头。类似地，由光纤接口260从连接器插头接收的数据可被转变电路270转变并提供给适当的数据的端口。在本发明的各种实施例中，这些数据端口中的一个或多个可以彼此通信。例如，USB数据端口230和232可以经由集线器234彼此通信。这样，电力和数据适配器110用作USB集线器，其中数据可以从一个USB端口传输到另一个或者从一个USB端口经由光纤接口260和转变电路270传输到连接器插头。
在本发明的各种实施例中，希望电力和数据适配器不必直接插入到墙壁插口或其他供电源中。在这样的示例中，电力和数据适配器可以具有其自己的电力线缆。这使得电力和数据适配器的位置能够远离其电源。在下面的图中示出一个示例。
图3示出了根据本发明实施例的另一电力和数据传输系统。本示例包括电力和数据适配器310以及含有连接器插头320和连接器插座332的连接器系统，其中连接器插头320与电力和数据适配器310经由DC电力和光纤线缆324耦合。
在本示例中，电力线缆350对电力和数据适配器310供电。电力线缆350包括电力连接352，电力连接352包括适用于插入到墙壁插座中的尖头。电力变压器354可以将在电力连接352处接收的AC电力转换成供电力和数据适配器310使用的DC电力。电力变压器354所提供的DC电力也可被提供给连接器插头320，但是在本发明的其他实施例中，使用DC-DC变换器来向连接器插头320提供另一DC电压。
在本发明的各种实施例中，希望与光纤数据相分离地将DC电力提供给连接器插头。在下面的图中示出了一个示例。
图4示出了根据本发明实施例的另一电力和数据传输系统。本示例包括数据适配器410和含有连接器插头420和连接器插座432的连接器系统，其中连接器插头420和数据适配器410通过光纤线缆424耦合在一起。分离的DC电力线缆450向连接器插头420提供DC电力。DC电力线缆450具有电力连接452，电力连接452可以包括适用于插入到墙壁插口中的尖头。还包括电力变压器454，电力变压器454将在电力连接452处接收的AC电力转换成DC电力，该DC电力可被提供给连接器插头420。
根据本发明实施例的连接器系统包括能够传输电力供应(例如，包括供电电压和地的电力供应)和光纤数据信号的连接器插头和连接器插座。本发明的各种实施例被布置为使得连接器插头被以磁性方式保持为与连接器插座相接触。本发明的这些实施例提供了这样的连接器插头：当与连接器插头相连的线缆被拉动时，连接器插头容易从其插座脱离。可以使用插头和插座上的凸起导引件和相应的凹陷来将连接器插头与连接器插座对准。在下面的图中示出了示例。
图5A-5D示出了根据本发明实施例的连接器插头510和连接器插座560的正视图。虽然该连接器插头510和连接器插座560很好地适用于根据本发明实施例的电力和数据适配器，但是它们可以用在不包括这种电力和数据适配器的其他情形中。在图5A中，使用单条光纤线路530从连接器插头510向连接器插座560传输光学数据。在本示例中，连接器插头510在光纤线路530的每一侧上包括多个管脚520。在其他实施例中，管脚520和一条或多条光纤线路530可以具有各种配置。在本示例中，示出四个管脚520。这些管脚中的两个可用于提供正的电力供应，而两个管脚可用于接地。在本发明的其他实施例中，可以提供其他电力供应。管脚520和光纤线路530位于凹陷535中，凹陷535被凸起导引件550围绕。插头壳体540可用于保护凸起导引件550。
连接器插头510插入到连接器插座560中。连接器插座560包括相应数目的触头(contact)570和光纤线路580。触头570和光纤线路580可以在凸起导引件595上。凹陷590可以围绕凸起导引件595。凹陷可以位于壳体585中，壳体585可以是分离的实体或者可以是诸如膝上型计算机之类的设备的一部分。
当连接器插头510与连接器插座560配合时，凸起导引件550插入到凹陷590中。类似地，凸起导引件595插入到凹陷535中。该布置提供了连接器插头510与连接器插座560之间的对准。此外，当与连接器插头510相连的线缆被从连接器插座560拉开时，连接器插头510被容易地脱离。
在本发明的各种实施例中，连接器插头510和连接器插座560以磁性方式彼此吸引。这可以通过在连接器插头510或者连接器插座560中放置一个或多个磁体来实现。在本发明的各种实施例中，一个或多个磁体位于连接器插头510中。在本发明的一个具体实施例中，四个磁体被放置在连接器插头中。具体地，凸起导引件550包括四个磁体。这些磁体一般可以位于连接器插头510的每个角上。这些磁体还可以具有交替的极性。在本发明的该具体实施例中，连接器插座560包括吸引板(attractorplate)。具体地，吸引板位于凹陷590之后。该吸引板可以利用磁体或者铁磁材料制成。这样，源自连接器插头510中的一个磁体的场线穿过连接器插座560中的吸引板，到达连接器插头510中具有相反极性的另一磁体。这增大了连接器插头510与连接器插座560之间的磁性吸引。其他细节(例如关于这些磁体、吸引板以及对准和脱离特征的细节)可以在号为7,311,526的美国专利中找到，该专利通过引用而被并入。
在本示例中，连接器插头510可在正面朝上或者相对于水平线“A”颠倒过来的情况下被插入到连接器插座560中。同样在本示例中，仅仅使用一条光纤线路。在本发明的各种实施例中，数据通信是仅单向的。在这种情形下，需要仅仅一条光纤线路。在本发明的其他实施例中，希望双向或全双工通信。在这些情形中，可以在发送信道和接收信道之间对一条光纤线路进行复用，或者可以包括其他光纤线路。在下面的图中示出了一个示例。
图5B示出了根据本发明实施例的连接器插头和连接器插座的正视图。本示例中的连接器插头510包括两条光纤线路530。在本示例中，一条光纤线路用于发送并且另一条用于接收。这使得能够在不必对信号进行复用的情况下进行全双工通信。不幸的是，在该配置中，连接器插头510只能以正面朝上的朝向置于连接器插座560中。如果连接器插头510以颠倒过来的位置插入到连接器插座560中，则连接器插头510的光纤发送信道将与连接器插座560的发送信道通信。因此，在本发明的一个具体实施例中，TX(发送)和RX(接收)光纤线路530或连接器插座560可被复用，即，如果检测到颠倒的插入，则它们可被反转。复用可以发生在连接器插头510或者连接器插座560中。这种复用可被以光学方式或电学方式执行。为了在无需对发送和接收线路进行复用的情况下允许颠倒的插入和全双工通信，本发明的一个实施例采用四条光纤线缆。在下面的图中示出了一个示例。
图5C示出了根据本发明实施例的连接器插头和连接器插座的正视图。本示例中的连接器插头510包括四条光纤线路530。在本示例中，两条线路用于发送并且两条线路用于接收。两条发送光纤线路和两条接收光纤线路各自可被实现为一条分劈光纤线缆。即，各自可被实现为末端被分劈的一条光纤线缆。这使得能够在不必对发送和接收信号进行复用的情况下进行全双工通信。由于四条光纤线路旋转对称，因此连接器插头510可以按正面朝上或者颠倒过来的位置插入到连接器插座560中。
图5D示出了根据本发明另一实施例的连接器插头和连接器插座的正视图。本示例中的连接器插头510包括四条光纤线路530。与前面一样，两条线路用于发送并且两条线路用于接收。在四条光纤线路的中心放置了另外的管脚，该管脚可以是信号管脚或电力管脚。这允许了与在通过引用而被并入的No.7,311,526美国专利中讨论的当前可用的连接器和插座的向后兼容性。同样，由于四条光纤线路旋转对称，因此连接器插头510可以按正面朝上或者颠倒过来的位置插入到连接器插座560中。所示出的另外管脚可以包括在上面的其他示例中，并且可以包括在根据本发明实施例的其他连接器系统中。
图6A-6C示出了根据本发明实施例的连接器系统所采用的发送和接收电路。在图6A中，仅使用一条光纤线缆，例如在图5A所示的示例中。在这种情况下，由发送器610提供和由接收器620接收的数据在光纤复用器630上被复用。即，当发送器610发送数据时，发送器610向光纤复用器630提供数据，光纤复用器630通过光纤线路提供该数据。通过光纤线路接收的数据被光纤复用器630复用，并被提供给接收器620。在图6B中，使用两条光纤线缆，例如在图5B的示例中。在这种情况下，发送器610和接收器620各自具有它们自己的光纤线缆，因此不需要复用。在图6C中，发送器610和接收器620各自具有两条光纤线缆。因此，来自发送器610的光纤线缆被分劈。类似地，去往接收器620的光纤线缆被分劈。
图7示出了根据本发明实施例的连接器插头710和连接器插座760的俯视图。连接器插头710包括多个管脚720和光纤线路730。凸起导引件750围绕管脚720和光纤线路730。当连接器插头710与连接器插座760配合时，凸起导引件750被布置成插入到连接器插座760中的凹陷790中。类似地，连接器插座760上的凸起导引件795插入到连接器插头710中的凹陷735中。管脚720被布置成与触头770相接触并且进行电连接。为了确保正确接触，管脚720可以例如通过弹簧而被偏置。光纤线路730与连接器插座760中的光纤线路780十分接近以形成光纤连接。在本示例中，光纤连接可靠性通过使用镜头732和782而被增强。在本发明的其他实施例中，不使用镜头，而是依赖于光纤线路非常接近。
在本发明的各种实施例中，连接器插头中的光纤线路与连接器插座中的光纤线路传输数据。数据的成功传输依赖于光纤线路很接近。可以通过使用如上所示的镜头来帮助这种传输。
同样，为了改善可靠性，可以使用镜头对由光纤线路提供和接收的光进行聚焦。在本发明的其他实施例中，可以使用收集器之类的其他设备。这些收集器可以是圆形的、平的或者其他形状的镜子或反射器，以聚集由光纤线路提供的光。在下面的图中示出这些技术的示例。
图8和图9示出了根据本发明实施例的连接器插头和连接器插座的侧视图。在图8中，镜头832和882用于改善光纤线路830和880之间的光纤信号。这些镜头对通过它们的相应光纤线路发射和接收的光进行聚焦以改善接收。在图9中，收集器936和986用于收集它们的相应光纤线路接收的光，以改善光纤线路930和980之间的信号可靠性。
在以上示例中，为了简单而仅仅示出了一条光纤线路。在本发明的其他实施例中，可以使用两条、三条、四条或者更多条光纤线路。同样在以上示例中，连接器插头和连接器插座各自具有五个位置，其中四个位置是电连接，一个位置用于光学数据连接。在本发明的另一实施例中，其他布置是可能的。在这些布置中的一些中，两个管脚用于电力，而两个管脚用于接地。在下面的图中示出了本发明的实施例可以采用的各种布置。
图10示出了根据本发明实施例的连接器插头的电气管脚和光纤线路位置。在这些示例中的一些中，两个管脚用于电力，而两个管脚用于接地。中心位置经常用于光学数据。这使得连接器插头能够沿着中心对称线以两种方式之一插入，如上面所讨论的。在其他示例中，五个位置中的两个可用于光学数据线路。在本发明的其他实施例中，可以使用多于或少于五个位置。
当连接器插头未被插入到连接器插座中时，可能不希望连接器插头管脚被提供有电力。在这样的情况下，当连接器插头与某种导体(例如曲别针)相接触时，无意的电流可能在连接器插头的管脚之间流动。当有磁体位于连接器插头中的时候，在连接器插头不位于连接器插座中时将电力施加到连接器插头是尤其不希望的，这是因为这些磁体可能吸引导电材料。因此，本发明的实施例在将电力施加到连接器插头之前判断连接器插头是否被插入到连接器插座中。对此的示例在下面的图中示出。
图11示出了根据本发明实施例的电力和数据传输系统。本示例中的电力和数据适配器1110在连接器插头位于连接器插座中之前不向连接器插头施加电力。在本示例中，利用电力端子1112向墙壁插口或插座作出电力连接。电力和数据适配器1110确定连接器插头1120未位于连接器插座1132中。因此，电力和数据适配器1110不向连接器插头1120提供电力。在某一时刻，连接器插头1120被插入到连接器插座1132中。此后，电力和数据适配器1110确定连接器插头1120位于连接器插座1132中。电力和数据适配器1110然后向连接器插头1120施加电力。
图12示出了根据本发明实施例的另一电力和数据传输系统。本系统中的电力和数据适配器1210在连接器插头位于连接器插座中之前不向连接器插头施加电力。在本示例中，连接器插头1220被插入到连接器插座1232中。此后，例如利用电力端子1212向墙壁插座作出电力和数据适配器1210的电力连接。电力和数据适配器1210确定连接器插头1220被插入到连接器插座1232中。因此，电力和数据适配器1210向连接器插头1220施加电力。对此进行概述的流程图在下面的图中示出。
图13示出了根据本发明实施例的向连接器施加电力的方法。在动作1310中，从墙壁插座接收电力。在动作1320中，判断连接器插头是否已被插入到连接器插座中。如果未被插入，则在动作1330中，电力不被施加到连接器插头。如果电力和数据适配器确定连接器插头已被插入到连接器插座中，则在动作1340中，电力被施加到连接器插头。在动作1350中，判断连接器插头是否已被移除。如果尚未被移除，则在动作1340中，电力继续被施加到连接器插头。如果连接器插头已被移除，则在动作1330中，电力不被施加到连接器插头。
在本发明的各种实施例中，可以通过提供连接器插头的电力管脚和接地管脚之间的感测电流来进行连接器插头已被插入到连接器插座中的判断。如果特定范围中的电压被测得，则电力可被施加到连接器插头。此时，可选地，附接到连接器插座的设备可以接收、提供或者与电力和数据适配器交换标识信息。电力和数据适配器可以用来实现此目的的示例性电路在下面的图中示出。
图14示出了根据本发明实施例的电力和数据适配器中的电路。电力和数据适配器1410包括电力连接1412，电力连接1412例如可以是被布置成插入到墙壁插口中的尖头。尖头可以在两个位置之间转动：从电力和数据适配器延伸以使得它们可被插入到墙壁插口中的第一位置，以及它们不被延伸以节省空间的第二位置。电力和数据适配器1410还包括变压器和整流器1420，用于将在电力连接上接收的AC电力转换成提供给电力开关1430的DC电力。电力开关1430判断电力是否应当被施加到DC电力和数据线缆1440中的电力线1432。最初，低电流输出和电压感测电路1450在连接器插头(未示出)的电力管脚和接地管脚之间提供小电流。如果适当范围内的生成电压被检测到，则电力开关1430在电力线1442和接地线1444之间施加电力。此后，可以利用设备标识接口电路1460在光学数据线1446接收、提供或者交换设备标识。
图15和图16示出了图14中的电路的操作。在动作1510中，在电力连接从墙壁插座或者其他源接收电力。在动作1520中，在插头处提供低电流。例如，可以在连接器插头的电力管脚和接地管脚之间提供低电流。在动作1530中，生成的电压被测量，并且判断生成的电压是否在特定范围内。如果不在特定范围内，则在动作1540中，电力不被放到连接器插头。如果正确的电压被检测到，则在动作1550中，全部电力可被放到连接器插头。
在动作1620中，电力和数据适配器可以发送标识数据。在动作1630中，判断是否返回了适当的标识数据。如果判断结果为否，则在动作1640中，从连接器插头移除电力。此时，再次在动作1520中提供低电流。如果在动作1630中接收到适当标识，则在动作1650中，在连接器插头中维持电力。在动作1660中，可以周期性地检查该标识数据。如果接收到数据，则在动作1650中维持电力。一旦不再周期性地接收到该数据，就在动作1640中从连接器插头移除电力并且再次在动作1520中提供低电流。
已经为了说明和描述的目的而给出了对本发明的示例性实施例的以上描述。并不意图是详尽的或者将本发明限于所描述的精确形式，在考虑到以上教导的情况下，许多修改和变体是可能的。之所以选择并描述实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够在各种实施例中并且以适合于所考虑的特定用途的各种修改来最好地利用本发明。

Claims (20)

1.一种连接器系统，包括：
第一连接器，该第一连接器包括：
凹陷表面，
从所述凹陷表面伸出的凸起导引件，
所述凸起导引件的端部的凸起导引表面，所述凸起导引表面相对于第一轴对称、相对于与第一轴垂直的第二轴对称，所述第一轴和第二轴与所述凸起导引表面的轴垂直；
所述凸起导引表面上的第一管脚，所述第一管脚与所述第一轴对齐并且距离所述第二轴第一距离，所述第一管脚提供用于第一供电电压的电连接；
所述凸起导引表面上的第二管脚，所述第二管脚与所述第一轴对齐并且与所述第一管脚相对地距离所述第二轴第一距离，使得所述第一管脚和第二管脚相对于第二轴对称，所述第二管脚提供用于所述第一供电电压的电连接；
第三管脚，提供用于数据信号的光学连接；以及
位于所述第一连接器的角部的一个或者多个磁体。
2.如权利要求1所述的连接器系统，还包括第四管脚和第五管脚，所述第四管脚提供用于第二供电电压的电连接，所述第五管脚提供用于所述第二供电电压的电连接。
3.如权利要求2所述的连接器系统，其中，所述第一供电电压是正的供电电压并且所述第二供电电压是地。
4.如权利要求1所述的连接器系统，还包括用于所述第三管脚的护罩以改善所述光学连接。
5.如权利要求1所述的连接器系统，还包括用于所述第三管脚的镜头以改善所述光学连接。
6.如权利要求1所述的连接器系统，还包括：
与所述第一连接器相耦合的第二连接器，该第二连接器包括：
第一管脚，提供所述用于第一供电电压的电连接；
第二管脚，提供所述用于第二供电电压的电连接；以及
第三管脚，提供所述用于数据信号的光学连接。
7.如权利要求6所述的连接器系统，其中，所述第二连接器包括含有铁磁材料的吸引板并且所述第一连接器包括磁体，其中，当所述第二连接器和第一连接器耦合时，该磁体被吸引到所述吸引板以使得所述第二连接器被以磁性方式保持到所述第一连接器。
8.如权利要求7所述的连接器系统，其中，所述第一连接器包括具有彼此相反极性的多个磁体，以使得当所述第一连接器接近所述第二连接器时，磁场线从所述第一连接器中的多个磁体中的一个磁体穿过所述第二连接器的吸引板到达所述第一连接器中的多个磁体中的另一个磁体，从而增大所述第一连接器与所述第二连接器之间的磁性吸引。
9.如权利要求6所述的连接器系统，其中，所述第一连接器包括第一磁体并且所述第二连接器包括第二磁体，其中，当所述第二连接器和第一连接器耦合时，所述第一磁体被吸引到所述第二磁体，以使得所述第二连接器被以磁性方式保持到所述第一连接器。
10.一种电力和数据传输系统，包括：
电力和数据适配器，该电力和数据适配器包括：
用于接收第一电力供应的第一端口；
用于数据连接的第二端口；和
用于第二电力供应、地和光学数据信号的第三端口；
连接器插头，该连接器插头包括：
第一管脚，提供用于所述第二电力供应的电连接；
第二管脚，提供用于所述地的电连接；和
第三管脚，提供用于所述光学数据信号的光学连接；以及
连接在所述电力和数据适配器的第三端口和所述连接器插头之间的线缆，该线缆具有用于所述第一电力供应的第一导体、用于所述地的第二导体和用于所述光学数据信号的光纤线缆。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述电力和数据适配器检测所述连接器插头是否连接到插座，当所述连接器插头连接到插座时，所述电力适配器向所述连接器插头的第二管脚提供所述第二电力供应，并且当所述连接器插头未连接到插座时，所述电力适配器不向所述连接器插头的第二管脚提供所述第二电力供应。
12.如权利要求10所述的系统，其中，所述电力和数据适配器通过在所述连接器的第一管脚与第二管脚之间提供电流并且测量所得的电压来判断所述连接器插头是否连接到插座。
13.如权利要求10所述的系统，其中，所述电力和数据适配器通过在所述连接器插头的第三管脚处接收标识信号来判断所述连接器插头是否连接到插座。
14.如权利要求10所述的系统，其中，所述第一电力供应是从墙壁插口接收的AC电力供应。
15.如权利要求10所述的系统，其中，所述连接器插头还包括第四管脚和第五管脚，所述第四管脚提供用于所述第二电力供应的电连接，所述第五管脚提供用于接地的电连接。
16.如权利要求10所述的系统，其中，所述连接器插头还包括磁体。
17.如权利要求10所述的系统，还包括；
与所述连接器插头耦合的连接器插座，该连接器插座包括：
第一管脚，提供用于所述第二电力供应的电连接；
第二管脚，提供用于所述地的电连接；和
第三管脚，提供用于所述光学数据信号的光学连接，
其中，所述连接器插头包括具有彼此相反极性的多个磁体，以使得当所述连接器插头接近所述连接器插座时，磁场线从所述连接器插头中的多个磁体中的一个磁体穿过所述连接器插座的吸引板到达所述连接器插头中的多个磁体中的另一个磁体，从而增大所述连接器插头与所述连接器插座之间的磁性吸引。
18.如权利要求10所述的系统，其中，所述电力和数据适配器还包括：
用于把在所述数据连接处接收的数据转换成所述光学数据信号的第一电路。
19.如权利要求10所述的系统，其中，所述电力和数据适配器还包括：
用于把所述第一电力供应转换成所述第二电力供应的第二电路。
20.如权利要求10所述的系统，还包括：
第四管脚，提供从所述电力和数据适配器开始的电信号路径。
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