CN106792273A - 一种type‑c电源和hub集成的集线系统及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通用串行总线领域，特别涉及一种TYPE‑C电源和HUB集成的集线系统及其运行方法。本运行方法包括以下步骤：A.TYPE‑C接口与主机物理连接；B.HUB端PD模块与主机的PD控制模块建立通讯，获取主机需要的输出功率，将信息反馈给电源端的PD模块；C. 电源端PD模块将信息传递到AC‑DC模块，调整可变变压器，输出对应的功率给TYPE‑C接口。本发明为超高集成度的集线器，在同时给对带有TYPE‑C接口的设备充电的同时，又能非常方便的扩展HDMI口、USD口、以太网口，提高用户使用的便捷性，也降低了购买的成本。

Description

一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及通用串行总线领域，特别涉及一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统及其运行方法。
背景技术
随着技术的更新换代，集功率传输、高速数据传输、音频数据传输、视频数据传输为统一物理接口的TYPE-C接口越来越广泛的用于PC、手机等消费类电子领域。新上市的笔记本、MINI PC、一体机、台式机、手机等产品，都已经带有TYPE-C的接口。随着新产品上市的越来越多，运用TYPE-C技术，将会是一个非常巨大的市场。
当前的技术运用，消费者需要带一个含TYPE-C标准的电源适配器，再加一个TYPE-C的HUB。需要带两个成品，才能配合产品正常使用。第一非常的不便于用户携带、用户体验不佳。第二购买成本较高。
随着TYPE-C接口技术的广泛应用，带TYPE-C接口的产品在市场上已经变得越来越多。因为巨大的市场商机，国内外的芯片厂商，都在布局主机端和外设端的芯片解决方案。2015年TI率先推出TYPE-C PD端的解决方案，并应用于Apple的MacBook上，拉开TYPE-C应用新篇章。随后，国外的NXP，CYPRESS，Fairchild等，中国台湾的Etron，Realtek等，国内的威盛，LDR等，相继推出自己的芯片解决方案。
但是，当前符合TYPE-C规范的电源适配器，符合TYPE-C标准规范的HUB：
1、品类比较少；
2、质量层次不齐；
3、市场售价较高；
4、因为要分开带两个产品，用户体验极其不好。
发明内容
本发明提供一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统及其运行方法，旨在解决现有集线装置不便于携带、购买成本高的问题。
本发明提供一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法，包括以下步骤：
A.TYPE-C接口与主机物理连接；
B.HUB端PD模块与主机的PD控制模块建立通讯，获取主机需要的输出功率，将信息反馈给电源端的PD模块；
C. 电源端PD模块将信息传递到AC-DC模块，调整可变变压器，输出对应的功率给TYPE-C接口。
作为本发明的进一步改进，所述步骤B还包括：
B1. HUB端PD模块判断TYPE-C接口与主机是正向插接还是反向插接，并反馈给主机；
B2. HUB端PD模块从主机的PD控制模块得到当前主机所能承受的最大传输功率，并输出低于或等于当前最大传输功率的输出组合；
B3.将输出组合的信息反馈给电源端PD模块。
作为本发明的进一步改进，所述步骤C还包括：
C1.电源端PD模块检测AC-DC模块是否插入电网，如果有插入，电源端PD模块收到HUB端PD模块的反馈后，通知AC-DC模块，调整可变变压器，输出正确的功率给TYPE-C接口；
C2.如果没有AC-DC模块插入电网，电源端PD模块通知HUB端PD模块，由HUB端PD模块通过TYPE-C接口反馈给主机，请主机输出功率，供HUB板使用。
作为本发明的进一步改进，该方法还包括以下步骤：
D. DP解析模块解析TYPE-C接口传输的音视频数据，通过TYPE-C转HDMI接口连接外部的显示设备进行DP传输。
作为本发明的进一步改进，该方法还包括以下步骤：
E.USB解析模块解析TYPE-C接口传输的数据信号，通过TYPE-C转USB接口进行USB3.0和USB2.0的数据传输，和/或通过USB转以太网接口进行主机有线网络传输。
本发明的一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统，包括TYPE-C接口、电源部分和HUB部分，所述TYPE-C接口与主机连接，所述电源部分和HUB部分集成连接，所述电源部分包括电源端PD模块、AC-AD模块，所述HUB部分包括HUB端PD模块，所述电源端PD模块与HUB端PD模块双向信号连接，所述HUB端PD模块与TYPE-C接口双向信号连接，所述电源端PD模块、AC-AD模块、TYPE-C接口依次单向信号连接。
作为本发明的进一步改进，该系统包括TYPE-C转HDMI接口，所述HUB部分还包括DP解析模块，所述TYPE-C接口、DP解析模块、TYPE-C转HDMI接口依次单向信号连接。
作为本发明的进一步改进，该系统包括TYPE-C转USB接口，所述HUB部分还包括USB解析模块，所述TYPE-C接口、USB解析模块、TYPE-C转USB接口依次双向信号连接。
作为本发明的进一步改进，该系统包括USB转以太网接口，所述USB解析模与USB转以太网接口单向信号连接。
作为本发明的进一步改进，该系统包括热设计模块，所述热设计模块包括散热支架和设有散热金属箔的壳体，所述电源部分通过散热支架与一侧壳体连接,所述HUB部分邻接另一侧壳体。
本发明的有益效果是：本发明为超高集成度的集线器，在同时给对带有TYPE-C接口的设备充电的同时，又能非常方便的扩展HDMI口、USD口、以太网口，提高用户使用的便捷性，也降低了购买的成本。
附图说明
图1是本发明一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法的信号传输结构图；
图2是本发明一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统中电源部分和HUB部分的结构图；
图3为本发明中集线器的第一结构图；
图4为本发明中集线器的第二结构图；
图5为本发明中集线器的第三结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例一：
如图1所示，本发明的一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法，包括以下步骤：
A.TYPE-C接口1与主机物理连接；
B.HUB端PD模块31与主机的PD控制模块建立通讯，获取主机需要的输出功率，将信息反馈给电源端的PD模块；
C. 电源端PD模块21将信息传递到AC-DC模块22，调整可变变压器，输出对应的功率给TYPE-C接口1。
其中，步骤B还包括：
B1. HUB端PD模块31判断TYPE-C接口1与主机是正向插接还是反向插接，并反馈给主机；
B2. HUB端PD模块31从主机的PD控制模块得到当前主机所能承受的最大传输功率，并输出低于或等于当前最大传输功率的输出组合；
B3.将输出组合的信息反馈给电源端PD模块。
TYPE-C接口1连接主机后，HUB端PD模块31通过CC PIN与主机的PD控制模块建立通讯，通讯建立成功后，第一，告诉主机，我当前是正插还是反插。第二从主机端的PD控制模块得到当前主机所要求的功率传输，比如，当前主机，告诉HUB端PD模块31，我能承受30W的功率传输，可以给我们提供5V/3A，或者12V/2A，或者14.5V/2A的功率传输。第三，从主机端知道主机端需要的功率传输后，将此信息反馈给电源端PD模块21。
其中，步骤C还包括：
C1.电源端PD模块21检测AC-DC模块是否插入电网，如果有插入，电源端PD模块21收到HUB端PD模块31的反馈后，通知AC-DC模块22，调整可变变压器，输出正确的功率给TYPE-C接口1；
C2.如果没有AC-DC模块22插入电网，电源端PD模块21通知HUB端PD模块31，由HUB端PD模块31通过TYPE-C接口反馈给主机，请主机输出功率，供HUB板使用。
电源端PD模块21，第一，当其收到HUB端PD模块31的反馈后，通知AC-DC模块22，输出正确的功率给TYPE-C接口1。第二，检测AC-DC模块22，是否插入国家电网，如果没有插入，立即通知HUB端PD模块31，经由HUB端PD模块31，通过TYPE-C接口1，告诉主机，当前没有接入电网，请主机输出功率，供HUB板使用。
实施例二：
如图1所示，在实施例一的基础上，在步骤C之后还包括
步骤D. DP解析模块32解析TYPE-C接口1传输的音视频数据，通过TYPE-C转HDMI接口4连接外部的显示设备进行DP传输。
实施例三：
如图1所示，在实施例一的基础上，在步骤C之后还包括
步骤E. USB解析模块33解析TYPE-C接口1传输的数据信号，通过TYPE-C转USB接口5进行USB3.0和USB2.0的数据传输，和/或通过USB转以太网接口6进行主机有线网络传输。
实施例四：
如图1和图2所示，本发明的一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统，包括TYPE-C接口1、电源部分2和HUB部分3，TYPE-C接口1与主机连接，电源部分2和HUB部分3集成连接，电源部分2包括电源端PD模块21、AC-AD模块22，HUB部分3包括HUB端PD模块31，电源端PD模块21与HUB端PD模块31双向信号连接，HUB端PD模块31与TYPE-C接口1双向信号连接，电源端PD模块21、AC-AD模块22、TYPE-C接口1依次单向信号连接。
TYPE-C接口1主要和主机端物理连接，支持正反插，功率传输、音视频数据传输、USB3.0数据传输、USB2.0数据传输。起到连接桥梁的作用，连接主机与本发明的外设。
该集线系统包括TYPE-C转HDMI接口4，HUB部分33还包括DP解析模块32，TYPE-C接口1、DP解析模块32、TYPE-C转HDMI接口4依次单向信号连接。
该集线系统包括TYPE-C转USB接口5，HUB部分还包括USB解析模块33，TYPE-C接口1、USB解析模块33、TYPE-C转USB接口5依次双向信号连接。该集线系统还包括USB转以太网接口6，USB解析模33与USB转以太网接口6单向信号连接。
如图2所示，该集线系统包括热设计模块7，所述热设计模块7包括散热支架和设有散热金属箔的壳体，所述电源部分2通过散热支架与一侧壳体连接,所述HUB部分3邻接另一侧壳体。电源部分2控制单元和HUB部分3控制单元是两个主要发热源。把这两个主要的发热元，集成到一个超窄空间，对热设计是个全新的挑战，采用全新的被动热设计方案、以满足所以人体接触面，额定负载下，温升不超过25摄氏度。
除以上几条实施例外，TYPE-C HUB部分和电源部分，合两部分为一体的高集成度的集线器，为终端用户带来极大的便携性，也同时降低用户的使用成本。
本发明涉及包含TYPE-C PD标准的电源适配器和TYPE-C HUB二合一的高集成度、超便携的集线器。本集线器，包括三大部分：第一符合TYPE-C PD协议规范的电源AC-DC模块22、用于公网交流电转设备端需要的直流电。第二符合TYPE-C DP协议规范的HUB，包含TYPE-C转HDMI，TYPE-C转USB3.0，TYPE-C转以太网、CC控制逻辑。第三符合人体接受规范的热处理模块。上述包含此三个模块的超高集成度的集线器，在同时给对带有TYPE-C接口1的设备充电的同时，又能非常方便的扩展HDMI口、USD口、以太网口。提高用户使用的便捷性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.TYPE-C接口与主机物理连接；
B.HUB端PD模块与主机的PD控制模块建立通讯，获取主机需要的输出功率，将信息反馈给电源端的PD模块；
C. 电源端PD模块将信息传递到AC-DC模块，调整可变变压器，输出对应的功率给TYPE-C接口。
2.根据权利要求1所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
B1. HUB端PD模块判断TYPE-C接口与主机是正向插接还是反向插接，并反馈给主机；
B2. HUB端PD模块从主机的PD控制模块得到当前主机所能承受的最大传输功率，并输出低于或等于当前最大传输功率的输出组合；
B3.将输出组合的信息反馈给电源端PD模块。
3.根据权利要求1所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法，其特征在于，所述步骤C还包括：
C1.电源端的PD模块检测AC-DC模块是否插入电网，如果有插入，电源端PD模块收到HUB端PD模块的反馈后，通知AC-DC模块，调整可变变压器，输出正确的功率给TYPE-C接口；
C2.如果没有AC-DC模块插入电网，电源端的PD模块通知HUB端PD模块，由HUB端PD模块通过TYPE-C接口反馈给主机，请主机输出功率，供HUB板使用。
4.根据权利要求1所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法，其特征在于，还包括以下步骤：
D. DP解析模块解析TYPE-C接口传输的音视频数据，通过TYPE-C转HDMI接口连接外部的显示设备进行DP传输。
5.根据权利要求1所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统运行方法，其特征在于，还包括以下步骤：
E.USB解析模块解析TYPE-C接口传输的数据信号，通过TYPE-C转USB接口进行USB3.0和USB2.0的数据传输，和/或通过USB转以太网接口进行主机有线网络传输。
6.一种TYPE-C电源和HUB集成的集线系统，其特征在于，包括TYPE-C接口、电源部分和HUB部分，所述TYPE-C接口与主机连接，所述电源部分和HUB部分集成连接，所述电源部分包括电源端PD模块、AC-AD模块，所述HUB部分包括HUB端PD模块，所述电源端PD模块与HUB端PD模块双向信号连接，所述HUB端PD模块与TYPE-C接口双向信号连接，所述电源端PD模块、AC-AD模块、TYPE-C接口依次单向信号连接。
7.根据权利要求6所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统，其特征在于，包括TYPE-C转HDMI接口，所述HUB部分还包括DP解析模块，所述TYPE-C接口、DP解析模块、TYPE-C转HDMI接口依次单向信号连接。
8.根据权利要求6所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统，其特征在于，包括TYPE-C转USB接口，所述HUB部分还包括USB解析模块，所述TYPE-C接口、USB解析模块、TYPE-C转USB接口依次双向信号连接。
9.根据权利要求8所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统，其特征在于，包括USB转以太网接口，所述USB解析模与USB转以太网接口单向信号连接。
10.根据权利要求6所述TYPE-C电源和HUB集成的集线系统，其特征在于，包括热设计模块，所述热设计模块包括散热支架和设有散热金属箔的壳体，所述电源部分通过散热支架与一侧壳体连接，所述HUB部分邻接另一侧壳体。
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