CN106654738B - 防打火功率型通讯电插接件 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种防打火功率型通讯电插接件，包括电源端子和电源地端子，及分别连接电源端子和电源地端子的电源线和电源地线；信号端子和信号地端子，及分别连接信号端子和信号地端子的信号线和信号地线；在电源线和电源地线之间电连接有储能电容，在信号地线和电源地线之间电连接有抑制打火电阻；在插接件配对插接时，信号地端子之间的电连接先于电源端子之间的电连接，且电源端子之间的电连接先于电源地端子之间的电连接和信号端子之间的电连接，从而在信号地端子之间和电源端子之间电连接后，抑制打火电阻和储能电容构成回路，以抑制储能电容瞬间释放大电流。可避免打火现象，从而防止损坏插接件和通讯电路。

Description

防打火功率型通讯电插接件

技术领域

本发明涉及电插接技术领域，特别涉及的是一种防打火功率型通讯电插接件。

背景技术

插头和插座一般配对使用，通常有作为电源连接的插头和插座、及作为通讯连接的插头和插座。目前的防打火功率型插座或插头，仅靠结构实现避免打火线性的功能，通常的，在插头芯内设有一限位开关，当插头插入插座上段时，此开头处于关断状态，负载无电流不会打火，只有当插头插到位后，插座内的顶杆才能顶着限位开关的开关柄将开关打开通电，避免插头插入时产生打火现象；当拔出插头时则反之，顶杆先脱离开关柄，限位开关先关断，切断电源，插头拔出时也不会打火。但是，机械结构的长时间操作会使得结构发生松动不稳定，而且增加插头插座的内部容置空间，而且，也不具备通讯功能，无法实现数据通讯。

一般的通讯插头或插座，只能实现小信号的通讯功能，很难和大电流连接端子兼容在一起，尤其很难与大功率负载供电的电源连接端子兼容，假使将作为电源连接的插头和插座及作为通讯连接的插头和插座放在一起，通常做法也是硬性连接插拔。所有大功率负载都必须要有大容量储能续流电容及相应的打火电容，硬性连接插拔无法避免在插拔过程中，电路内的储能电容放电、产生火花的问题，也无法保证正确的上电时序，极容易损坏通讯接口，或者破坏通讯信号的完整性。

此外，在上电或断电或其他情况发生的大功率负载电流的突变，会对通讯端子的信号通讯产生冲击，相互之间产生串扰，信号无法正常或完整输出，电性能也受到影响变得不稳定。因此，目前通常是将作为电源连接的插头和插座及作为通讯连接的插头和插座分体设置，相应带来插接不便，插接部件多而凌乱的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防打火功率型通讯电插接件，可避免打火现象，从而防止损坏插接件和通讯电路。

为解决上述问题，本发明提出一种防打火功率型通讯电插接件，包括电源连接件和信号连接件；所述电源连接件包括电源端子和电源地端子，及分别连接所述电源端子和电源地端子的电源线和电源地线；所述信号连接件包括信号端子和信号地端子，及分别连接所述信号端子和信号地端子的信号线和信号地线；在电源线和电源地线之间电连接有储能电容，在信号地线和电源地线之间电连接有抑制打火电阻；

在插接件配对插接时，信号地端子之间的电连接先于电源端子之间的电连接，且电源端子之间的电连接先于电源地端子之间的电连接和信号端子之间的电连接，从而在信号地端子之间和电源端子之间电连接后，所述抑制打火电阻和所述储能电容构成回路，以抑制储能电容瞬间释放大电流。

根据本发明的一个实施例，电源地端子之间和信号端子之间同时电连接，或者，电源地端子之间先于信号端子之间电连接。

根据本发明的一个实施例，所述电源连接件用于连接电源电路的电源或大功率负载电路的大功率负载，所述信号连接件用于连接电源电路的外部芯片或大功率负载电路的外部芯片。

根据本发明的一个实施例，插接件配对插接时端子之间越先电连接，则端子之间的接触距离越短。

根据本发明的一个实施例，相互配对电连接的端子为一凹端子和一凸端子；先电连接的凸端子伸出长度更长，凸端子可伸缩，凸端子接触到凹端子后被压缩，以使其他凸端子一一接触；或，先电连接的凸端子伸出长度更长，凹端子更深，凸端子接触到凹端子后可继续向下伸入，以使其他凸端子一一接触。

根据本发明的一个实施例，所述插接件为与插座配对插接的插头、或与插头配对插接的插座、或相互配对插接的插头和插座。

根据本发明的一个实施例，所述储能电容设于所述插头、或插座中或者设于所述连接电源电路、或大功率负载电路中。

根据本发明的一个实施例，所述抑制打火电阻设于所述插头、或插座中或者设于所述电源电路、或大功率负载电路中。

根据本发明的一个实施例，电源端子、电源地端子、信号端子、信号地端子内嵌或伸出于插头或插座。

根据本发明的一个实施例，在插接件中，信号地线和电源地线之间分离设置。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：

将电源连接件和信号连接件集成在一起，一次性插拔便可同时实现电源连接和通讯连接，操作更为方便；在各端子连接上电过程中，通过特定的上电时序，使得抑制打火电阻与储能电容之间先构成回路，以限制储能电容在后瞬间放出大电流，避免打火现象出现，保护插接件及连接的通讯电路，可延长插接件的使用寿命；

将插头和插座的电源地和信号地分离设置，避免了大功率负载电流突变对信号地或信号通讯的冲击，避免相互之间的信号串扰，保证通讯信号的完整性和正确性，使得整个包含该插头插座的设备电路电性能更稳定，产品性能更稳定，克服不能兼容的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例的防打火功率型通讯电插接件的电路结构示意图；

图2为本发明一实施例的功率型通讯电插接件的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1，在一个实施例中，防打火功率型通讯电插接件为插头和插座，两者相互配合插接，图1中，1为插头或插座，2为插座或插头。两者之一连接电源电路3，两者之另一连接大功率负载电路4。插头和插座的连接可以同时实现供电功能和通讯功能。可以理解，防打火功率型通讯电插接件也可以单独地为与插座配对插接的插头、或与插头配对插接的插座。

插头和/或插座包括电源连接件和信号连接件。电源连接件包括电源端子P+和电源地端子PGnd，及分别连接电源端子P+和电源地端子PGnd的电源线和电源地线。信号连接件包括信号端子S和信号地端子SGnd，及分别连接信号端子S和信号地端子SGnd的信号线和信号地线。

插头的电源端子P+、电源地端子PGnd、信号端子S和信号地端子SGnd分别用来与插座的电源端子P+、电源地端子PGnd、信号端子S和信号地端子SGnd配合连接，这些端子可以一次性插拔，操作方便快速。可选的，一插头或插座的信号端子S与其连接的信号线可以不止一条，当然，信号端子S也并不限于一个。

在电源线和电源地线之间电连接有储能电容C1，储能电容C1用以进行大容量储能，为大功率负载L进行续流。但是，一般的插接件都是电源端子之间和电源地端子之间先接触，这样就会该储能电容就会和电源正负极构成回路，瞬间放出大电流，产生打火现象，极易损坏插头插座及通讯电路，此时该储能电容可以看作是一产生打火电容。可选的，储能电容C1设于插头、或插座中或者设于连接电源电路3、或大功率负载电路4中。

在信号地线和电源地线之间电连接有抑制打火电阻R1。可选的，抑制打火电阻R1设于插头、或插座中或者设于电源电路3、或大功率负载电路4中。

插头和插座在插接时，信号地端子SGnd之间的电连接先于电源端子P+之间的电连接，且电源端子P+之间的电连接先于电源地端子PGnd之间的电连接和信号端子S之间的电连接，从而在信号地端子SGnd之间和电源端子P+之间电连接后，抑制打火电阻R1和储能电容C1构成回路，以抑制储能电容C1瞬间释放大电流。换言之，插头和插座在配对插接时，插头和插座的信号地端子SGnd之间最先电性连通，接着插头和插座的电源端子P+之间再电性导通，最后插头和插座的电源地端子PGnd之间和信号端子S之间再电性导通。在本发明实施例中，端子之间的电连接指电性连通，当然也可以指结构上面的直接接触(导电端子的接触即实现了电性连通)。

将电源连接件和信号连接件集成在一起，一次性插拔便可同时实现电源连接和通讯连接，操作更为方便；在各端子连接上电过程中，通过特定的上电时序，使得抑制打火电阻R1与储能电容C1之间先构成回路，以限制储能电容C1在后瞬间放出大电流，避免打火现象出现，保护插接件及连接的通讯电路，可延长插接件的使用寿命。

可选的，电源地端子PGnd之间和信号端子S之间同时连接，或者，电源地端子PGnd之间先于信号端子S之间连接。避免抑制打火电阻R1和储能电容C1构成的回路上的电流影响到信号线而损坏通讯电路。

在图1的示例中，1为插头或插座，2为插座或插头。电源电路3至少包括电源BT1和外部芯片U1，大功率负载电路4至少包括大功率负载和外部芯片U2，电源电路3和大功率负载电路4分别可以设于一块电路基板上。外部芯片U1和外部芯片U2例如可以是MCU芯片，但不限于此，也可以是其他具有信号处理功能的芯片，外部芯片U1和外部芯片U2之间通过插头和插座的信号连接件之间的连接实现电连接通信。电源BT1通过插头和插座的电源连接件之间的连接实现与大功率负载电路3的电连接，并为其供电。

插头和插座均设有电源连接件和信号连接件，可以理解，插头和插座插接在一起时，插头和插座的电源连接件之间相互配合连接，插头和插座的信号连接件之间相互配合连接。电源连接件用于连接电源电路3的电源BT1或大功率负载电路4的大功率负载L，例如可以是但不限于，插头的电源连接件连接电源电路3的电源，而插座的电源连接件连接大功率负载电路4的大功率负载L。信号连接件用于连接电源电路3的外部芯片U1或大功率负载电路4的外部芯片U2，例如可以是但不限于，插头的信号连接件连接电源电路1的外部芯片U1，插座的信号连接件连接大功率负载电路4的外部芯片U2。

插接件配对插接时端子之间越先电连接，则端子之间的接触距离越短。例如插头和插座在插接时，先电连接的端子之间的接触距离短于后电连接的端子之间的接触距离，以保证端子之间的先后接触，实现特定的上电时序，当然同时电连接的端子之间的接触距离便相同。在一次性接插过程中，先连接的端子先接触，后连接的端子后接触，适用于前述各实施例中的端子先后连接的方式，具体不一一赘述。

在一个实施例中，相互配对电连接的端子为一凹端子和一凸端子，例如插头处为凸端子，而插座处为凹端子。可选的，先电连接的凸端子伸出长度更长，凸端子可伸缩，凸端子接触到凹端子后被压缩，以使其他凸端子一一接触。或者，先电连接的凸端子伸出长度更长，凹端子更深，凸端子接触到凹端子后可继续向下伸入，以使其他凸端子一一接触。

具体来说，插头上先电连接的凸端子相对于后电连接的凸端子伸出长度更长，更先接触到插座上的凹端子，插座上的凹端子可以相同高度。例如在插接到一半的时候，先电连接的端子之间已相互接触，而后电连接的端子之间未相互接触，等到插接完毕时，全部端子均相互接触。伸出长度更长的凸端子例如可以具有弹性伸缩功能，在接触到相对的凹端子后便相应压缩，最终接触状态下与其他端子平齐。或者，与伸出长度更长的凸端子相对的凹端子相比具有较深深度，且在深度方向上具有一定深度的电连通部位，从而伸出长度更长的凸端子从凹端子上部开始接触，一直往深度方向下插仍然保持接触，深度为至其他端子全部接触为止即可(当然也可以更深)；当然还可以有其他方式来实现特定上电时序，保证了先电连接端子的接触不影响后电连接端子的接触。

在一个实施例中，电源端子P+、电源地端子PGnd、信号端子S、信号地端子SGnd内嵌或伸出于插头或插座，插头和插座相互配合连接即可，具体不作为限制。

电源连接件的电源地线和信号连接件的信号地线分离设置，不再为一个地。插头和插座中，电源地和信号地可以在走线上或者布置关系上空间相隔或者绝缘隔开。可以理解，端子与端子之间也是相互分开的。

在上电或断电或其他情况发生的大功率负载电流的突变，会对通讯端子的信号通讯产生冲击，相互之间产生串扰，信号无法正常或完整输出，电性能也受到影响变得不稳定。因此，目前通常是将作为电源连接的插头和插座及作为通讯连接的插头和插座分体设置，相应带来插接不便，插接部件多而凌乱的问题。

参看图1，通讯电路包括电源电路3的MCU芯片U1和大功率负载电路4的MCU芯片U2及相应的连接线路。电源电路3的电源BT1的正端连接插头或插座1的电源端子P+，负端连接插头或插座1的电源地端子SGnd，电源BT1还为MCU芯片U1供电。电源电路3的MCU芯片U1的信号端通过电阻R3连接插头或插座1的信号端子S，电源电路3的MCU芯片U1的接地端连接插头或插座1的信号地端子PGnd、还连接电源BT1的负端。大功率负载电路4的MCU芯片U2的信号端通过电阻R2连接插座或插头2的信号端子，接地端连接插座或插头2的信号地端子。大功率负载电路4的负载L一端连接插座或插头2的电源地端子PGnd，另一端连接插座或插头2的电源端子P+。可选的，负载L和插座或插头2的电源端子P+之间还连接有保险丝F1，以在电荷过大时断开。可选的，负载L和插座或插头2的电源端子P+之间还连接有电控开关K1，由MCU芯片U2控制导通与关断。在图1中，抑制打火电阻R1设置在大功率负载电路4处，但不作为限制，抑制打火电阻R1连接在插座或插头2的电源地端子SGnd和电源地端子PGnd之间。

在一个实施例中，参看图2，1’为插头或插座，2’为插座或插头，两者之一连接电源电路3’，两者之另一连接大功率负载电路4’，与图1所示实施例的区别在于，插头和插座内电源连接件的电源地线和信号连接件的信号地线合并设置，相应端子也并为一个，换言之，插头和插座内仅设有一个共地Gnd，电源电路和大功率负载电路的接地端均连接到共地Gnd。将电源连接件和信号连接件集成在一起，一次性插拔便可同时实现电源连接和通讯连接，操作更为方便。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，包括电源连接件和信号连接件；所述电源连接件用于连接电源电路的电源或大功率负载电路的大功率负载，所述信号连接件用于连接电源电路的外部芯片或大功率负载电路的外部芯片；所述电源连接件包括电源端子和电源地端子，及分别连接所述电源端子和电源地端子的电源线和电源地线；所述信号连接件包括信号端子和信号地端子，及分别连接所述信号端子和信号地端子的信号线和信号地线；所述信号地线和电源地线之间分离设置，在电源线和电源地线之间电连接有储能电容，在信号地线和电源地线之间电连接有抑制打火电阻；

在插接件配对插接时，信号地端子之间的电连接先于电源端子之间的电连接，且电源端子之间的电连接先于电源地端子之间的电连接和信号端子之间的电连接，从而在信号地端子之间和电源端子之间电连接后，所述抑制打火电阻和所述储能电容构成回路，以抑制储能电容瞬间释放大电流。

2.如权利要求1所述的防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，电源地端子之间和信号端子之间同时电连接，或者，电源地端子之间先于信号端子之间电连接。

3.如权利要求1或2所述的防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，插接件配对插接时端子之间越先电连接，则端子之间的接触距离越短。

4.如权利要求3所述的防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，相互配对电连接的端子为一凹端子和一凸端子；先电连接的凸端子伸出长度更长，凸端子可伸缩，凸端子接触到凹端子后被压缩，以使其他凸端子一一接触；或，先电连接的凸端子伸出长度更长，凹端子更深，凸端子接触到凹端子后可继续向下伸入，以使其他凸端子一一接触。

5.如权利要求1或2所述的防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，所述插接件为与插座配对插接的插头、或与插头配对插接的插座、或相互配对插接的插头和插座。

6.如权利要求5所述的防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，所述储能电容设于所述插头、或插座中或者设于所述连接电源电路、或大功率负载电路中。

7.如权利要求5所述的防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，所述抑制打火电阻设于所述插头、或插座中或者设于所述电源电路、或大功率负载电路中。

8.如权利要求5所述的防打火功率型通讯电插接件，其特征在于，电源端子、电源地端子、信号端子、信号地端子内嵌或伸出于插头或插座。