CN107544653A - 一种USB Type‑C接口及移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种USB Type‑C接口及包含该USB Type‑C接口的移动设备，解决了现有技术中Type‑C移动设备存在的成本较高、其价格不容易被大部分消费人群所承受的问题。在本发明提供的USB Type‑C接口中，USB Type‑C接口的CC引脚与GND之间连接有电路器件使CC引脚处于低电平状态。

Description

一种USB Type-C接口及移动设备

技术领域

本发明涉及USB供电技术领域，具体涉及一种USB Type-C接口及包含该USB Type-C接口的移动设备。

背景技术

随着移动技术的发展，USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口成为移动设备必不可少的部分。传统的USB Type-A和USB Type-B接口已经越来越难以满足移动设备更小、更薄、更轻、功率更大、传输速度更快等要求。新一代的USB Type-C接口应运而生，这种正反可插且向后兼容的接口被越来越多的用户所接受。并且随着智能手机的逐渐普及，Type-C接口也越来越广泛地被应用于手机中。

下面将首先说明USB Type-C插座中各引脚的定义。由于Type-C接口支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，其A面和B面各具有12个引脚，各引脚的布置如图1所示。VBUS和GND各有4个，其中VBUS为电源引脚，GND为接地引脚，其满足了最大传输电流达到5A的要求。TX1+、TX1-RX1+、RX1-、TX2+、TX2-、RX2+、RX2-为四对差分信号引脚，用于超高速的数据传输。两对D+和D-是用于兼容USB 2.0的USB差分信号引脚。SBU1和SBU2为边带使用信号引脚，适用于传输非USB信号。CC1和CC2为配置通道信号引脚，用于确定方向、区分主从及配置VBUS电压等，其中一个信号用作配置通道，另一个在上行数据流端口中用于为电子设备供电。

在USB Type-C通讯中，有DFP(Downstream Facing Port，下行端口)、UFP(Upstream Facing Port，上行端口)及DRP(Dual Role Port，双角色端口)三种角色。DFP为主设备用于供电，其Type-C接口的CC引脚会有上拉电阻Rp，如台式机、充电器。UFP为从设备被供电，其Type-C接口的CC引脚会有下拉电阻Rd，如U盘。DRP的Type-C接口的CC引脚既有上拉电阻Rp也有下拉电阻Rd，它可以做DFP也可以做UFP。当DRP接到UFP时，DRP转化为DFP，当DRP接到DFP时，DRP则转化为UFP。而DRP是通过其Type-C接口的CC引脚来进行主从识别的，当其检测到CC引脚上拉(接到高电压5V)时就是DFP设备，可以对接入的设备进行充电；如果检测到CC引脚下拉(接到低电压，即接地)就认为是UFP设备将被充电，或者认为是OTG(On-The-Go)设备进行数据传输。图2所示为DRP作为DFP时其与UFP连接的电路图。

现有技术中的移动设备如带有Type-C接口的手机和平板电脑就可看成是DRP设备，其Type-C接口的CC引脚输出的是高低电平变换的方波，也就是说，它们会根据外接设备来变换角色。例如，当手机与充电器连接，因为充电器的CC引脚是上拉的，属于DFP，所以手机就变成了UFP被充电；当手机的Type-C接口连接OTG线，因为OTG转接线的CC引脚是下拉的，所以手机就变成了DFP对外接设备充电。但是此切换动作必须通过额外增加的逻辑芯片或较为高端的手机芯片来完成以使手机的Type-C接口实现其功能，所以现有技术中的Type-C手机虽然比较高端，但是其成本也较高，从而使得售卖价格比较昂贵，不容易被大部分消费人群所承受。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种USB Type-C接口及包含该USB Type-C接口的移动设备，以解决现有技术中Type-C移动设备存在的成本较高、其价格不容易被大部分消费人群所承受的问题。

本发明一方面提供了一种USB Type-C接口，USB Type-C接口的CC引脚与GND之间连接有电路器件使CC引脚处于低电平状态。

在一个实施例中，电路器件为下拉电阻。

在一个实施例中，下拉电阻的阻值为5.1kΩ。

在一个实施例中，下拉电阻为纯电阻。

在一个实施例中，下拉电阻为非纯电阻。

在一个实施例中，非纯电阻为二极管、三极管、MOS场效应管、电感和电容中的一种或多种元件的组合。

在一个实施例中，电路器件为电压钳位器件。

在一个实施例中，电压钳位器件的钳位数值为1.1V。

在一个实施例中，包括以上任意一实施例所述的USB Type-C接口。

在一个实施例中，移动设备包括手机和平板电脑。

利用本发明实施例提供的USB Type-C接口无须额外增加Type-C识别芯片，只需要对其CC引脚做相应处理使其一直处于低电平状态，即可使移动设备一直作为从设备被充电，从而实现Type-C接口的功能。该USB Type-C接口结构简单，实现较为容易。同时，因为我们在平常生活中将手机或平板电脑用作OTG设备的机会较少，所以利用本实施例所提供的USB Type-C接口基本不会对移动设备的使用带来丝毫影响。另外，该USB Type-C接口没有对用于兼容USB 2.0数据传输的D+和D-引脚做任何处理，完全可使移动设备实现其与台式机或笔记本电脑之间的数据传输。总之，本发明实施例提供的USB Type-C接口只需要通过简单的硬件电路修改就可完成，几乎无需额外成本即可使移动设备实现Type-C接口功能，极大地减小了制造成本，从而使得移动设备的售卖价格也会降低很多，会吸引更多的消费人群。

附图说明

图1所示为现有技术中USB Type-C插座接口各引脚的布置图。

图2所示为现有技术中DRP作为DFP时其与UFP连接的电路图。

图3所示为本发明一实施例提供的USB Type-C接口的CC引脚与GND之间的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例提供了一种USB Type-C接口，可以使移动设备实现Type-C接口功能，其中，该移动设备可为手机或平板电脑。该USB Type-C接口的CC引脚与GND之间连接有电路器件使其CC引脚处于低电平状态。此CC引脚具体包括CC1和CC2引脚，则当带有该USBType-C接口的手机或平板电脑接入Type-C数据线时，因Type-C接口的CC引脚处于低电平状态，则根据USB Type-C接口协议，该移动设备(手机或平板电脑)被认为是从设备，只能被充电或进行数据传输过程。而当该Type-C接口接入OTG转接线时，由于OTG转接线的CC引脚是下拉的，也属于从设备，所以该移动设备不能实现OTG功能为其他设备充电。

在本发明一实施例中，接入CC引脚与GND之间的电路器件为下拉电阻Rd。如图3所示，CC1引脚与GND之间连接一个阻值为5.1kΩ的下拉电阻Rd，CC2引脚与GND之间也连接一个阻值为5.1kΩ的下拉电阻Rd，其中，该5.1kΩ的电阻数值是根据USB Type-C接口协议进行设置的，则CC1引脚和CC2引脚一直处于低电平状态。

该下拉电阻Rd既可为纯电阻，也可为非纯电阻。当其为非纯电阻时，具体可为二极管、三极管、MOS(Metal Oxide Semiconductor)场效应管、电感和电容中的一种或多种元件的组合。无论选用哪种形式，只要其构成阻值为5.1kΩ的下拉电阻Rd即可，本发明对此不做具体限定。

下面将具体介绍采用本实施例提供的USB Type-C接口使移动设备实现Type-C接口功能的具体过程。如上所述，由于本实施例提供的的USB Type-C接口不能使移动设备实现OTG功能，所以要使Type-C接口能够正常发挥功能，与该移动设备连接的另一端可以是DRP(如笔记本电脑)或DFP(如充电器)。则当USB Type-C接口插入Type-C数据线时，与该USBType-C CC引脚相连的DRP或DFP的CC引脚就会检测到移动设备的下拉电阻Rd，识别其为从设备，然后DRP或DFP就会打开VBUS电源开关，输出电源给移动设备。

以手机为例，移动设备被识别后，就如带有USB micro接口的手机一样开始充电过程了，其遵循BC 1.2充电协议。具体地，移动设备基于BC 1.2充电协议检测其接入端口的D+和D-线的电压值来判断其连接的是SDP(Standard Downstream Port，标准下行端口)、DCP(Dedicated Charging Port，专用充电端口)或是CDP(Charging Downstream Port，充电下行端口)。SDP端口的D+和D-线上具有15kΩ的下拉电阻，可用于充电和数据传输，如台式机或是荧幕基座上的USB输出大抵都支持SDP端口。DCP端口的D+和D-线之间短路，其不支持任何数据传输，但能够提供1.5A以上的电流。这种类型的端口支持较高充电能力的墙上充电器和车载充电器等。CDP端口则既具有D+和D-通信所必需的15kΩ下拉电阻，也具有充电器检测阶段切换的内部电路。这种端口既支持大电流充电，也支持完全兼容USB 2.0的数据传输。那么，当移动设备检测到D+和D-线上具有15kΩ的下拉电阻，且电压都为零时，移动设备则认为其连接到了SDP端口，如可能是台式机或笔记本电脑，然后进行数据传输过程。当移动设备检测到D+和D-线是短接的，其电压相同且具有一定的数值，移动设备则认为其连接到了DCP端口，如为墙上充电器，就只进行充电过程。

在本发明另一实施例中，还可通过在Type-C接口的CC引脚与GND之间增加电压钳位器件的方式使CC引脚一直处于低电平状态。对于电压钳位器件的钳位数值，根据USBType-C协议，其可为1.1V。

利用本发明实施例提供的USB Type-C接口无须额外增加Type-C识别芯片，只需要对其CC引脚做相应处理使其一直处于低电平状态，即可使移动设备一直作为从设备被充电，从而实现Type-C接口的功能。该USB Type-C接口结构简单，实现较为容易。同时，因为我们在平常生活中将手机或平板电脑用作OTG设备的机会较少，所以利用本实施例所提供的USB Type-C接口基本不会对移动设备的使用带来丝毫影响。另外，该USB Type-C接口没有对用于兼容USB 2.0数据传输的D+和D-引脚做任何处理，完全可使移动设备实现其与台式机或笔记本电脑之间的数据传输。总之，本发明实施例提供的USB Type-C接口只需要通过简单的硬件电路修改就可完成，几乎无需额外成本即可使移动设备实现Type-C接口功能，极大地减小了制造成本，从而使得移动设备的售卖价格也会降低很多，会吸引更多的消费人群。

本发明一实施例还提供了一种移动设备，包括上述任意一个实施例所述的USBType-C接口。

在一个实施例中，移动设备具体可包括手机和平板电脑等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种USB Type-C接口，其特征在于，所述USB Type-C接口的CC引脚与GND之间连接有电路器件使所述CC引脚处于低电平状态。

2.根据权利要求1所述的USB Type-C接口，其特征在于，所述电路器件为下拉电阻。

3.根据权利要求2所述的USB Type-C接口，其特征在于，所述下拉电阻的阻值为5.1kΩ。

4.根据权利要求2所述的USB Type-C接口，其特征在于，所述下拉电阻为纯电阻。

5.根据权利要求2所述的USB Type-C接口，其特征在于，所述下拉电阻为非纯电阻。

6.根据权利要求5所述的USB Type-C接口，其特征在于，所述非纯电阻为二极管、三极管、MOS场效应管、电感和电容中的一种或多种元件的组合。

7.根据权利要求1所述的USB Type-C接口，其特征在于，所述电路器件为电压钳位器件。

8.根据权利要求7所述的USB Type-C接口，其特征在于，所述电压钳位器件的钳位数值为1.1V。

9.一种移动设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任意一项所述的USB Type-C接口。

10.根据权利要求9所述的移动设备，其特征在于，所述移动设备包括手机和平板电脑。