CN106486857A - 一种usb数据线 - Google Patents

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金超
刘静江
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Abstract

本发明的提供了一种USB数据线，包括：电源线、地线和数据线，还包括USB接口端和数据线本体，USB接口端包括：发光模块，用以提供照明；电源整形模块，用以对电源进行处理；其中，发光模块和电源整形模块并联与电源线和地线相连接。本发明解决了在黑暗环境下方便使用USB充电的技术问题，简单实用、成本低，兼顾了使用的灵活性以及应用场景的多样性。

Description

一种USB数据线
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种USB数据线。
背景技术
USB全称Universal Serial Bus，中文为通用串行总线，作为规范电脑与外设之间连接与通讯的接口，从其诞生之时便为计算机技术的普及与发展做出来巨大的贡献。USB以其即插即用的便捷性、扩展方便的灵活性、传输数据的高速性以及提供总线供电等特性，迅速占领消费电子领域、移动设备领域、智能仪表和工业控制等领域。随着包括Type-C(见表1)在内的USB3.1标准的走向实用，USB可以扩展成电源、VGA、HDMI等实现数据的双向传输、音视频的播放。可见，USB技术的更新与进步，使得其在将来具有广阔的发展前景。
表1
随着移动设备的发展智能手机与平板越来越普及，目前，手机与平板等移动设备使用电池供电。受到电池电量有限的限制，手机无法实现无限续航。随着人们对手机外观品质的质美的追求，手机电池做成不可拆卸成为趋势，因此，智能手机或者其他移动产品使用USB作为唯一的充电途径。如前述，USB技术完全有能力作为电源是配置提供电源。如USBType-C技术可以提供100W的供电能力，表2是USB各种工作模式下的充电能力图。
表2
随着USB的普及与深入发展，随之而来的一个问题是：从消费行为来看，人门更趋向于白天使用诸如手机、平板等移动设备，而休息期间使用USB对这些设备进行充电，这样就会遇到一个问题，我们在黑暗的环境中难以找到正确移动设备上的USB接口并将其准确无误的连接起来。这严重影响了用户的使用体验。
现有技术除了在移动设备端设置有键盘灯之外，就目前情形并未有专门针对此情景的技术方案。
键盘灯具有以下几个缺陷：
1、需要在手机有电的情形下才工作；
2、工作时灯亮度太低光线较暗；
3、受结构与外观的设计的局限键盘灯与USB口相距较远；
4、需要软件配合工作。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的提供了一种USB数据线，包括：电源线、地线和数据线，还包括USB接口端和数据线本体，USB接口端包括：
发光模块，用以提供照明；
电源整形模块，用以对电源进行处理；
其中，发光模块和电源整形模块并联与电源线和地线相连接。
如表3所示为USB A/B型接口定义。USB是一种常用的PC接口，只有4根线，两根电源两根信号，故信号是串行传输的，USB接口也称为串行口。
表3
通过这样的设置，利用USB接口上的电源网络VCC或者VBUS(Type-C)与GND网络，利用发光模块，可在USB数据线的两个端口增加LED指示灯以提供黑暗环境下的照明。
进一步，USB数据线还包括内置电源模块，用以在数据线和充电器分开时，给发光模块供电；以及开关，开关与发光模块相连接，开关在闭合状态和打开状态之间自如切换；开关在闭合状态下与内置电源模块相连接；开关在打开状态下与USB接口的一根电源线相连接。
通过这样的设置，增设内置电源模块，使得USB数据线不依赖充电器或者设备就能提供照明，而且开关能够控制是否使用内置电源模块，这样在实际应用时可以根据情境自主选择，更加灵活方便。
优选地，电源整形模块包括电容组件，电容组件由一个电容或者几个电容并联而成，用以电源的稳压和滤波。
优选地，发光模块包括限流电阻组件和二极管组件，限流组件与二极管组件串联。
限流电阻组件为一个或多个限流电阻串联而成，二极管组件为一个或多个发光二极管并联组成。
通过这样的设置，可以提供在没有内置电源模块的数据线的简单的即插即亮的照明。
发光模块包括至少一条LED支路，每条LED支路相互并联；LED支路由至少一个发光二极管和至少一个限流电阻串联而成。
发光模块包括两条LED支路，两条LED支路相互并联；LED支路由一个发光二极管和一个限流电阻串联而成。
通过这样的设置，在数据线和充电器分开时，可以使用内置电源模块给发光模块供电。开关可以控制LED电源的选择。
优选地，两个发光二极管对称设置在USB接口端的母接口的同一侧面上。
进一步，内置电源模块由纽扣电池和分压电阻串联组成。
优选地，开关为滑动式单刀双掷开关。
与现有技术相比，本发明技术方案设置有以下有益效果：
本技术方案利用USB接口定义的特点，在数据线上设计一个指示灯，以方便人们进行充电。本发明的USB数据线，解决了在黑暗环境下方便使用USB充电的技术问题，简单实用、成本低，兼顾了使用的灵活性以及应用场景的多样性。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种USB数据线(不含内置电源)的原理示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的一种USB数据线(含内置电源)的原理示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例的一种USB数据线(不含内置电源)的结构示意图；
图4是本发明的一个较佳实施例的一种USB数据线(含内置电源)的结构示意图；
图5是本发明的一个较佳实施例的一种USB数据线(不含内置电源)的指示灯位置示意图；
图6是本发明的一个较佳实施例的一种USB数据线(含内置电源)的内置电源及指示灯位置示意图；
图7是本发明的一个较佳实施例的一种USB数据线(含内置电源)的开关示意图。
具体实施方式：
以下结合附图具体描述本发明。
如图1所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种USB数据线，包括：电源线、地线和数据线，还包括USB接口端和数据线本体，USB接口端包括：发光模块，用以提供照明；电源整形模块，用以对电源进行处理；其中，发光模块和电源整形模块并联与电源线和地线相连接。USB是一种常用的PC接口，只有4根线，两根电源两根信号，故信号是串行传输的，USB接口也称为串行口。
通过这样的设置，利用USB接口上的电源网络VCC或者VBUS(Type-C)与GND网络，利用发光模块，可在USB数据线的两个端口增加LED指示灯以提供黑暗环境下的照明。
如图2所示，USB数据线还包括内置电源模块，用以在数据线和充电器分开时，给发光模块供电；以及开关，开关与发光模块相连接，开关在闭合状态和打开状态之间自如切换；开关在闭合状态下与内置电源模块相连接；开关在打开状态下与USB接口的一根电源线相连接。
通过这样的设置，增设内置电源模块，使得USB数据线不依赖充电器或者设备就能提供照明，而且开关能够控制是否使用内置电源模块，这样在实际应用时可以根据情境自主选择，更加灵活方便。
如图3所示，在本实施例中，电源整形模块包括电容组件，电容组件由电容C1和C2并联而成，用以电源的稳压和滤波。C1＝10uF，C2＝0.1uF。发光模块包括限流电阻组件和二极管组件，限流组件与二极管组件串联。限流电阻组件为一个限流电阻R1，二极管组件为发光二极管D1和D2并联组成。
通过这样的设置，可以提供在没有内置电源模块的数据线的简单的即插即亮的照明。
本发明的另一个较佳实施例提供了一种USB数据线，与上述一个实施例不同之处在于：
如图4所示，电源整形模块包括电容组件，电容组件由电容C3和C4并联而成，用以电源的稳压和滤波。C3＝10uF，C4＝0.1uF。发光模块包括两条LED支路，两条LED支路相互并联；其中，一条LED支路由一个发光二极管D3和一个限流电阻R2串联而成，另一条LED支路由一个发光二极管D4和一个限流电阻R3串联而成。电源模块由微型纽扣电池VBAT＝3.6V及分压电阻R4位于内置电源支路组成，R4作为LED内置供电时的分压与限流电阻。
通过这样的设置，在数据线和充电器分开时，可以使用内置电源模块给发光模块供电。开关可以控制LED电源的选择。
如图5所示，两个发光二极管1对称设置在USB接口端的母接口的同一侧面上。如图6所示，而内置电源3设置在USB接口端上，邻近与数据线相连接的部位。如图7所示，开关4为滑动式单刀双掷开关。
具体制作过程如下：在一个实施例中，D1/D2为两颗0603封装发光二极管，并联后与限流电阻R1串联，整个发光模块位于电源线与地线之间。将电容、电阻制作在一块小板上(参见图5)，小板上预留接焊盘用来实现电气连接；LED通过导线或者FPC与小板相连接，目的是方便将LED按装在USB指定的位置；USB数据线母头、数据线的导线(电源线/地线、数据传输线)与小板焊盘通过焊接完成电气连接。本发明技术方案具有电路简单，成本低廉，灵活易于制作，对USB线无改动等优点。
在另一个实施例中，D3/D4为0603封装发光二极管，该二极管可以制作在USB线的母接口上下两面，每一面两个二极管，面与面之间呈对称分布，位置如图7所示。电源模块由微型纽扣电池VBAT＝3.6V及R4位于内置电源支路组成，R4作为LED内置供电时的分压与限流电阻。SW为滑动式单刀双掷开关。内置电源VBAT与电阻R4串联，D3/D4两颗0603二极管分别与R2/R3串联后再并联，发光模块通过与开关SW串联接入USB电源线或者内置电源，当开关滑动到相应位置时LED使用USB电源线或者内置电池供电。将电容、电阻、内置开关制作在一块小板上(参见图6)，而内置电源安装USB接口端上，邻近与数据线相连接的部位。在USB上做一个盖板方便更换电池，开关SW安装在USB数据线的侧面，如图7所示，滑动不同位置选择不用电源，小板上预留接焊盘用来实现电气连接；LED通过导线或者FPC与小板相连接，目的是方便将LED按装在USB指定的位置(参见图6)；USB数据线母头、数据线的导线(电源线/地线、数据传输线)与小板焊盘通过焊接完成电气连接。
与现有技术相比，本发明技术方案设置有以下有益效果：
本技术方案利用USB接口定义的特点，在数据线上设计一个指示灯，以方便人们进行充电。本发明的USB数据线，解决了在黑暗环境下方便使用USB充电的技术问题，简单实用、成本低，兼顾了使用的灵活性以及应用场景的多样性。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种USB数据线，所述USB数据线包括电源线、地线和数据线，其特征在于，还包括USB接口端和数据线本体，所述USB接口端包括：
发光模块，用以提供照明；
电源整形模块，用以对电源进行处理；
其中，所述发光模块和所述电源整形模块并联与所述电源线和地线相连接。
2.如权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，还包括:
内置电源模块，用以在数据线和充电器分开时，给所述发光模块供电；
开关，所述开关与所述发光模块相连接，所述开关在闭合状态和打开状态之间自如切换；所述开关在闭合状态下与内置电源模块相连接；所述开关在打开状态下与所述USB接口的一根电源线相连接。
3.如权利要求2所述的USB数据线，其特征在于，所述电源整形模块包括电容组件，所述电容组件由一个电容或者几个电容并联而成，用以电源的稳压和滤波。
4.如权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，所述发光模块包括限流电阻组件和二极管组件，所述限流组件与所述二极管组件串联。
5.如权利要求4所述的USB数据线，其特征在于，所述限流电阻组件为一个或多个限流电阻串联而成，所述二极管组件为一个或多个发光二极管并联组成。
6.如权利要求2所述的USB数据线，其特征在于，所述发光模块包括至少一条LED支路，每条所述LED支路相互并联；所述LED支路由至少一个发光二极管和至少一个限流电阻串联而成。
7.如权利要求6所述的USB数据线，其特征在于，所述发光模块包括两条LED支路，所述两条LED支路相互并联；所述LED支路由一个发光二极管和一个限流电阻串联而成。
8.如权利要求7所述的USB数据线，其特征在于，所述两个发光二极管对称设置在所述USB接口端的母接口的同一侧面上。
9.如权利要求2所述的USB数据线，其特征在于，内置电源模块由纽扣电池和分压电阻串联组成。
10.如权利要求9所述的USB数据线，其特征在于，所述开关为滑动式单刀双掷开关。
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