CN103178405B - 可侦测连接状态的连接装置、电连接组件及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种可侦测连接状态的连接装置、电连接组件及电子装置。该可侦测连接状态的连接装置，用以侦测一电接头的正反向插接状态。连接装置将第一连接端子及第二连接端子分设于一第一面及一第二面。当电接头连接于连接装置，没有与电接头建立信号连结关系的连接端子将接触电接头的金属壳，而使得此一组连接端子中至少有二个连接端子个互为短路。控制模块通过侦测第一连接端子及第二连接端子中，何者发生互为短路的现象，而判别电接头的正反向插接状态。从而不论电接头为正向插接或是反向插接，都可以满足总线通讯协议的要求，与连接装置建立通信连接。而未进行信号连结的连接端子，其电力供应将被中断，从而降低电力的消耗。

Description

可侦测连接状态的连接装置、电连接组件及电子装置

【技术领域】

本发明有关于一种电连接器，特别是关于一种可侦测连接状态的连接装置、电连接组件及电子装置。

【背景技术】

请参阅图1所示，为现有具备防呆机制的连接装置1及电接头2。连接装置1通过不对称的几何结构，迫使电接头2只能由正确方向插接，从而避免使用者因为反向插接电接头，而造成连接装置1损坏，甚至造成配备连接装置1的电子设备损坏。如图1所示者，为现有技术中，USB连接装置的配置，其中连接端子3仅设置于绝缘座4的一面，且绝缘座4的位置，偏向插入口5的一侧边。同样地，于电接头2中，接触端子6也是设置于绝缘座7的一面，且绝缘座7的位置偏向开口8的一侧边。如此一来，电接头就只能由特定方向插入连接装置1。

中国台湾M401887号新型专利提出一种电连接器的结构改良，其采用两组具有相同功能的连接端子，分设于绝缘座的两面。同时，加大插入口并使绝缘座的位置位于插入口中央，借以使得电接头可以正向及反向插接，并正常地建立信号连结。但M401887号无法区分电接头为正向或反向插接。

中国台湾专利公开TW201116975A1提出一种连接器的脚位设计，可区分电接头为正向或反向插接，而变更各脚位的定义。但TW201116975A1所揭示者仅适用具备二排脚位的连接器，且各该脚位的定义受到限制，无法适用于其它的总线通讯协议。

【发明内容】

鉴于上述问题，本发明一或若干个实施例提出一种可侦测连接状态的连接装置，用以侦测一电接头的连接状态，以切换收发模式而进行信号收发。电接头包含一具有开口的金属壳、一设置于该开口且具有一设置平面的第一绝缘座、若干个设置于该设置平面的接触端子。

该连接装置包含一第二绝缘座、至少一第一信号端子、一第一供电端子及一第一接地端子、至少一第二信号端子、一第二供电端子及一第二接地端子、一控制模块。

第二绝缘座具有一第一面及一第二面。第二绝缘座用以插入该开口，并以第一面及第二面分别朝向该设置平面及该金属壳的内侧面。

第一信号端子、第一供电端子及第一接地端子设置于第一面，且对应于接触端子。

第二信号端子、第二供电端子及第二接地端子设置于该第二面，且对应于接触端子。

控制模块用以侦测第一供电端子及第一接地端子是否通过该金属壳互相导接，并侦测该第二供电端子及该第二接地端子是否通过该金属壳互相导接，以取得该电接头的连接状态。

本发明一或若干个实施例还提出一种电连接组件包含一外壳、一绝缘座、若干个第一信号端子、一第一供电端子及一第一接地端子、若干个第二信号端子、一第二供电端子及一第二接地端子、一第一电源芯片、一第二电源芯片。

外壳具有一插入口。绝缘座设置于该插入口中，且该绝缘座具有一第一面及一第二面。第一信号端子、第一供电端子及第一接地端子设置于该第一面，且第二信号端子、第二供电端子及第二接地端子设置于第二面。

第一电源芯片用以自一电力源取得一电力并传输至该第一供电端子，并于该第一供电端子及该第一接地端子互相电性导通时，切断该电力；第二电源芯片自该电力源取得该电力并传输至该第二供电端子，并于该第二供电端子及该第二接地端子互相电性导通时，切断该电力；借以在插接电接头后，将不必要的电力供应关闭，从而节省电能消耗。

本发明一或若干个实施例还提出一种电电子装置，用以供电接头插接，并侦测电接头的连接状态。电子装置包含一主机电子电路及一电连接组件。电连接组件用以连接电接头至主机电子电路，并且电连接组件的控制模块侦测第一供电端子及第一接地端子是否互相导接，并侦测第二供电端子及该第二接地端子是否互相导接，以取得该电接头的连接状态，以使主机电子电路进行对应的切换。

相较于现有技术，通过本发明揭示的技术手段，不论电接头为正向插接或是反向插接，都可以满足总线通讯协议的要求，与连接装置建立通信连接。而未进行信号连结的连接端子，其电力供应将被中断，从而降低电力的消耗。

【附图说明】

图1为现有技术中，连接装置及电接头的正面示意图。

图2为本发明第一实施例中，电接头正向插接于连接装置的正面示意图。

图3为本发明第一实施例中，电接头反向插接于连接装置的正面示意图。

图4为本发明第一实施例中，连接装置的系统方块图。

图5为本发明第一实施例中，连接装置的系统方块图。

图6为本发明第二实施例中，电连接组件的系统方块图。

图7为本发明第三实施例中，电子装置的系统方块图。

图8为本发明第四实施例中，电子装置的系统方块图。

【具体实施方式】

请参阅图2及图3所示，为本发明第一实施例所揭示的一种可侦测连接状态的连接装置100，用以侦测一电接头900的正反向插接状态，以切换收发模式而进行信号收发。

如图2及图3所示，电接头900包含一金属壳910、一第一绝缘座920、若干个接触端子930。金属壳910具有一开口911，第一绝缘座920设置于开口911，且第一绝缘座920具有一设置平面921。该些接触端子930设置于设置平面921。

如图2、图3及图4所示，连接装置100包含一第二绝缘座110、若干个第一连接端子121、若干个第二连接端子132及一控制模块140。

第二绝缘座110具有一第一面111及一第二面112。当电接头900连接该连接装置100时，第二绝缘座110插入金属壳910的开口911。同时，第二绝缘座110并以第一面111及第二面112分别朝向设置平面921及金属壳910的内侧面。

若干个第一连接端子121设置于第二绝缘座110的第一面111，用以接触各接触端子930，使第一连接端子121与该电接头900建立信号连结。

若干个第二连接端子132设置于第二绝缘座110的第二面112，用以接触各接触端子930，使第二连接端子132与该电接头900建立信号连结。如图2及图3所示，第一连接端子121及第二连接端子132不同时与电接头900建立信号连结。

如图4所示，第一连接端子121及第二连接端子132电连接于控制模块140。控制模块140用以侦测第一连接端子121中是否至少有二个互为短路，且侦测第二连接端子132中是否至少有二个互为短路。

如图2及图4所示，当电接头900为正向插接时，第一连接端子121分别接触其所对应的接触端子930，而与电接头900建立信号连结。此时，第二连接端子132将接触金属壳910而互相短路。当控制模块140侦测第二连接端子132中至少二个互为短路，控制模块140判别第一连接端子121与电接头900建立信号连结，而电接头900为正向插接状态。

如图3及图4所示，当电接头900为反向插接时，第二连接端子132分别接触其所对应的接触端子930，而与电接头900建立信号连结。此时，第一连接端子121将接触金属壳910而互相短路。当控制模块140侦测第一连接端子121中至少二个互为短路，控制模块140判别第二连接端子132与电接头900建立信号连结，而电接头900为反向插接状态。

为了节省连接装置100上不必要的电力消耗，当第一连接端子121与该电接头900建立信号连结，亦即电接头900为正向插接时，控制模块140中断第二连接端子132的电力供应；反之，当第二连接端子132与电接头900建立信号连结，亦即电接头900为反向插接时，控制模块140中断第一连接端子121的电力供应。

此外，控制模块140还发出一提示信息，提示第一连接端子121或第二连接端子132与电接头900建立信号连结，以供使用者了解电接头900为正向插接或反向插接。

如图2、图3及图4所示，第一连接端子121包含一或若干个第一信号端子121s、一第一供电端子121p及一第一接地端子121g，设置于第二绝缘座110的第一面111；第二连接端子132包含至少一第二信号端子132s、一第二供电端子132p及一第二接地端子132g，及一控制模块140，设置于第二绝缘座110的第二面112。

其中，第一信号端子121s、第一供电端子121p及第一接地端子121g的相对位置，对应于该些接触端子930之间的相对位置，并满足特定总线通讯协议，借以使得第一信号端子121s、第一供电端子121p及第一接地端子121g，可以分别与该些接触端子930接触，而建立信号连结。

同样地，第二信号端子132s、第二供电端子132p及第二接地端子132g的相对位置，对应该些接触端子930，并满足前述总线通讯协议，使得第二信号端子132s、第二供电端子132p及第二接地端子132g，可以分别与该些接触端子930其中的一接触，而建立信号连结。

如图4所示，于一具体应用例中，控制模块140用侦测第一供电端子121p及第一接地端子121g是否通过金属壳910互相导接，并侦测第二供电端子132p及第二接地端子132g是否通过金属壳910互相导接，以取得电接头900的连接状态。

如图5所示，于于一具体应用例中，控制模块140包含一第一电源芯片141、一第二电源芯片142，及一控制器143。

第一电源芯片141自一电力源Vs取得一电力并传输至第一供电端子121p。第一电源芯片141并侦测第一供电端子121p及第一接地端子121g之间的电性连接状态。当第一供电端子121p及第一接地端子121g通过金属壳910互相导接时，第一电源芯片141传输至第一供电端子121p的电流将发生过载，而使第一电源芯片141切断传输至第一供电端子121p的电力。

第二电源芯片142自电力源Vs取得电力并传输至第二供电端子132p。第二电源芯片142并侦测第二供电端子132p及第二接地端子132g之间的电性连接状态。当第二供电端子132p及第二接地端子132g通过金属壳910互相导接时，第二电源芯片142传输至第二供电端子132p的电流将发生过载，而使第二电源芯片142切断传输至第二供电端子132p的电力。

控制器143电连接于第一电源芯片141及第二电源芯片142，用以侦测第一电源芯片141及该第二电源芯片142的电力供应状态。控制器143并依据第一电源芯片141及第二电源芯片142的电力供应状态，决定电接头900的连接状态，从而确定以第一连接端子121或第二连接端子132进行信号收发，并发出提示信息，提示第一连接端子121或第二连接端子132与电接头900建立信号连结，以供使用者了解电接头900为正向插接或反向插接。

于一具体范例中，控制器143为键盘控制器(keyboard controller，KBC)或嵌入式控制器(embedded controller，EC)，通过加入对应程序代码于EC/KBCBIOS中，使得控制器143可侦测第一电源芯片141及该第二电源芯片142的电力供应状态，并决定电接头900的连接状态。

如图5所示，为了避免第一电源芯片141及第二电源芯片142切换电力供应时所造成的突波，或电力源Vs本身不稳定输出所造成的突波，连接装置100还包含一第一滤波电路151及一第二滤波电路152。第一滤波电路151及第二滤波电路152由并连的阻抗组件所组成，该些阻抗组件包含电阻及电容。第一滤波电路151设置于第一供电端子121p及第一电源芯片141之间，第二滤波电路152设置于第二供电端子132p及该第二电源芯片142之间，借以隔离突波，以避免突波传送至第一供电端子121p及第二供电端子132p。

如图6及图7所示，为本发明第二实施例所揭示的一种电连接组件200，包含一外壳210、一绝缘座110a、一或若干个第一信号端子121s、一第一供电端子121p及一第一接地端子121g、至少一第二信号端子132s、一第二供电端子132p及一第二接地端子132g。

外壳210具有一插入口211。绝缘座110a实质上相同于第一实施例的第二绝缘座110。绝缘座110a设置于插入口211中，且绝缘座110a具有一第一面111及一第二面112。绝缘座110a于插入口211中的位置，位于正中央。因此，不论电接头900正向插接或是反向插接，电接头900的金属壳910都可以进入插入口211，并使绝缘座110a进入金属壳910的开口911。

第一信号端子121s、第一供电端子121p及第一接地端子121g皆与第一实施例所揭示者相同，设置于第一面111。第二信号端子132s、第二供电端子132p及第二接地端子132g皆与第一实施例揭示者相同，设置于第二面112。

电连接组件200还包含一第一电源芯片141，及一第二电源芯片142。第一电源芯片141用以自电力源Vs取得一电力，并传输电力至第一供电端子121p。于第一供电端子121p及第一接地端子121g互相电性导通时，第一电源芯片141切断电力。第二电源芯片142自电力源Vs取得电力并传输至第二供电端子132p。于第二供电端子132p及第二接地端子132g互相电性导通时，第二电源芯片142切断电力。

于第二实施例中，除外壳210之外，其余组件及连结关系大致与第一实施例所揭示的连接装置100相同。同样地，第二实施例的电连接组件200包含一第一滤波电路151及一第二滤波电路152。第一滤波电路151设置于第一供电端子121p及第一电源芯片141之间；第二滤波电路152设置于第二供电端子132p及第二电源芯片142之间。

于第一实施例及第二实施例中，第一信号端子121s、第一供电端子121p及第一接地端子121g的相对位置配置，符合万用总线连接端口(USB)标准；同样地，第二信号端子132s、第二供电端子132p及第二接地端子132g的相对位置配置，符合万用总线连接端口(USB)标准。前述的万用总线连接端口标准包含USB 3.0、USB 2.0、USB 1.1及USB 1.0。

如图7所示，为本发明第三实施例所揭示的一种电子装置300，用以供一电接头900插接，并侦测该电接头900的连接状态。电子装置300包含一主机电子电路以及如第二实施例所揭示的电连接组件200。

主机电子电路用以提供预定功能，并依据电接头900的连接状态进行对应切换。其中，主机电子电路至少包含一中央处理器311、一系统芯片组312、一系统内存313、一储存媒体314及一显示接口315。中央处理器311、该系统内存313、储存媒体314及显示接口315皆电性耦合于该系统芯片组312。

电连接组件200用以连接电接头900至主机电子电路的系统芯片组312。于一具体实施例中，控制器143为主机电子电路的一键盘控制器(KBC)或一嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)，通过该系统芯片组312耦合于该中央处理器311。键盘控制器(KBC)或嵌入式控制器(EC)的KBC/EC BIOS中加入一程序代码，以侦测电接头900的正反向插接状态。

如图6及图7所示，中央处理器311还由储存媒体314加载并执行一程序代码。当第二供电端子132p及第二接地端子132g互相导接，使控制器143判别到电接头900为正向插接状态，此时控制器143发出代表正向插接的提示信息。提示信息通过系统芯片组312传送至中央处理器311，中央处理器311发出一控制命令至显示接口315，使得主机电子电路通过显示接口315以显示文字或图案等方式，提示第一信号端子121s、第一供电端子121p及第一接地端子121g电性连接于该接触端子930，且电接头900为正向插接。

当第一供电端子121p及该第一接地端子121g互相导接，控制器143判别到电接头900为反向插接状态，此时控制器143发出代表反向插接的提示信息。提示信息通过系统芯片组312传送至中央处理器311，中央处理器311发出一控制命令至显示接口315，使得主机电子电路通过显示接口315以显示文字或图案等方式，提示该第二信号端子132s、该第二供电端子132p及该第二接地端子132g电性连接于该接触端子930，且电接头900为反向插接。

如图8所示，为本发明第四实施例所揭示的一种电子装置300，用以供一电接头900插接，并侦测该电接头900的连接状态。电子装置300包含一主机电子电路以及如第二实施例所揭示的电连接组件200。

于第四实施例中，中央处理器及系统芯片组整合为单一控制模块310，例如系统单芯片(System-on-a-chip，SoC)，而系统内存313、储存媒体314及显示接口315皆电性耦合于控制模块310，且控制器143也是耦合于控制模块310。第四实施例其它技术手段，大致与第三实施例相同，以下不再赘述。

Claims (14)

1.一种可侦测连接状态的连接装置，用以侦测一电接头的连接状态，以切换收发模式而进行信号收发，其特征在于，该电接头包含一具有开口的金属壳、一设置于该开口且具有一设置平面的第一绝缘座、若干个设置于该设置平面的接触端子，该连接装置包含：

一第二绝缘座，具有一第一面及一第二面，该第二绝缘座用以插入该开口，并以该第一面及该第二面分别朝向该设置平面及该金属壳的内侧面；

至少一第一信号端子、一第一供电端子及一第一接地端子，设置于该第一面，且对应于该接触端子；

至少一第二信号端子、一第二供电端子及一第二接地端子，设置于该第二面，且对应于该接触端子；

一控制模块，用以侦测该第一供电端子及该第一接地端子是否通过该金属壳互相导接，并侦测该第二供电端子及该第二接地端子是否通过该金属壳互相导接，以取得该电接头的连接状态；

其中，该控制模块包含：一第一电源芯片，自一电力源取得一电力并传输至该第一供电端子，并于该第一供电端子及该第一接地端子通过该金属壳互相导接时，切断该电力；及一第二电源芯片，自该电力源取得该电力并传输至该第二供电端子，并于该第二供电端子及该第二接地端子通过该金属壳互相导接时，切断该电力。

2.如权利要求1所述的可侦测连接状态的连接装置，其特征在于，该控制模块包含一控制器，电连接于该第一电源芯片及该第二电源芯片，并依据该第一电源芯片及该第二电源芯片的电力供应状态，决定该电接头的连接状态。

3.如权利要求2所述的可侦测连接状态的连接装置，其特征在于，该控制器为键盘控制器或嵌入式控制器。

4.如权利要求1所述的可侦测连接状态的连接装置，其特征在于，还包含：

一第一滤波电路，设置于该第一供电端子及该第一电源芯片之间；及

一第二滤波电路，设置于该第二供电端子及该第二电源芯片之间。

5.一种电连接组件，其特征在于，包含：

一外壳，具有一插入口；

一绝缘座，设置于该插入口中，且该绝缘座具有一第一面及一第二面；

若干个第一信号端子、一第一供电端子及一第一接地端子，设置于该第一面；

若干个第二信号端子、一第二供电端子及一第二接地端子，设置于该第二面；

一第一电源芯片，用以自一电力源取得一电力并传输至该第一供电端子，并于该第一供电端子及该第一接地端子互相电性导通时，切断该电力；及

一第二电源芯片，自该电力源取得该电力并传输至该第二供电端子，并于该第二供电端子及该第二接地端子互相电性导通时，切断该电力。

6.如权利要求5所述的电连接组件，其特征在于，还包含：

一第一滤波电路，设置于该第一供电端子及该第一电源芯片之间；及

一第二滤波电路，设置于该第二供电端子及该第二电源芯片之间。

7.如权利要求5所述的电连接组件，其特征在于：

该第一信号端子、该第一供电端子及该第一接地端子的相对位置配置，符合万用总线连接端口标准；及

该第二信号端子、该第二供电端子及该第二接地端子的相对位置配置，符合万用总线连接端口标准。

8.如权利要求7所述的电连接组件，其特征在于，该万用总线连接端口标准包含USB 3.0、USB 2.0、USB 1.1及USB 1.0。

9.一种电子装置，用以供一电接头插接，并侦测该电接头的连接状态，其特征在于，该电子装置包含：

一主机电子电路，用以提供一预定功能，并依据该电接头的连接状态进行对应切换；及

一电连接组件，用以连接该电接头至该主机电子电路，包含：

一绝缘座，具有一第一面及一第二面；

至少一第一信号端子、一第一供电端子及一第一接地端子，设置于该第一面，且对应于一接触端子；

至少一第二信号端子、一第二供电端子及一第二接地端子，设置于该第二面，且对应于该接触端子；及

一控制模块，用以侦测该第一供电端子及该第一接地端子是否互相导接，并侦测该第二供电端子及该第二接地端子是否互相导接，以取得该电接头的连接状态；

其中，该控制模块包含：一第一电源芯片，自一电力源取得一电力并传输至该第一供电端子，并于该第一供电端子及该第一接地端子互相导接时，切断该电力；及一第二电源芯片，自该电力源取得该电力并传输至该第二供电端子，并于该第二供电端子及该第二接地端子互相导接时，切断该电力。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该控制模块包含一控制器，电连接于该第一电源芯片及该第二电源芯片，并依据该第一电源芯片及该第二电源芯片的电力供应状态，决定该电接头的连接状态。

11.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，还包含：

一第一滤波电路，设置于该第一供电端子及该第一电源芯片之间；及

一第二滤波电路，设置于该第二供电端子及该第二电源芯片之间。

12.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该主机电子电路，至少包含一中央处理器、一系统芯片组、一系统内存、一储存媒体及一显示接口；其中该中央处理器、该系统内存、该储存媒体及该显示接口皆电性耦合于该系统芯片组。

13.如权利要求12所述的电子装置，其特征在于：

当该第二供电端子及该第二接地端子互相导接，该主机电子电路通过该显示接口，提示该第一信号端子、该第一供电端子及该第一接地端子电性连接于该接触端子；及

当该第一供电端子及该第一接地端子互相导接，该主机电子电路通过该显示接口，提示该第二信号端子、该第二供电端子及该第二接地端子电性连接于该接触端子。

14.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于：

该第一信号端子、该第一供电端子及该第一接地端子的相对位置配置，符合万用总线连接端口标准；及

该第二信号端子、该第二供电端子及该第二接地端子的相对位置配置，符合万用总线连接端口标准。