CN108107975A

CN108107975A - 一种便携式扩展坞

Info

Publication number: CN108107975A
Application number: CN201711352232.3A
Authority: CN
Inventors: 何治国; 谭志红
Original assignee: Guangzhou Weitaiwei Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Weitaiwei Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-06-01
Anticipated expiration: 2037-12-15
Also published as: CN108107975B

Abstract

本发明公开了一种便携式扩展坞，包括设置在外壳内的PCB板，PCB板上设有：固定接口单元，用于实现与匹配的电子设备进行连接；与固定接口单元相连的接口控制单元，用于实现固定接口单元内各接口间的数据交互功能；与接口控制单元相连的信号转换单元，用于实现不同类型信号间的转换；与信号转换单元相连的输出接口单元，用于实现与被输出设备的电子设备的连接。本发明通过在集成在PCB板上的接口控制单元和信号转换单元，实现了多种类型、多个接口间的信号转换和传递，其结构相比现有的扩展坞更加简单，使得本发明具有更小的体积和重量，便于携带。

Description

一种便携式扩展坞

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，更具体地说，涉及一种便携式扩展坞。

背景技术

随着笔记本电脑、平板电脑、智能手机越来越薄，如USB接口、VGA接口及一些体积比较大的接口都无法集成到超薄的笔记本电脑、平板上面。扩展坞就是用来扩展笔记本电脑、平板电脑、智能手机功能的底座，通过其上设置的多种接口，它可以连接多种外部设备，如硬盘驱动器、U盘、显示器、键盘、打印机、扫描仪等等。它可以弥补轻薄笔记本电脑、平板电脑、智能手机本身各种大尺寸的接口较少的缺陷，这种设计让用户在办公室里能够享受到台式机一样的便利和舒适，又方便移动办公。目前的扩展坞，无论笔记本电脑扩展坞、平板电脑扩展坞、或者是智能手机扩展坞，集成了传统的大尺寸的USB 3.0接口、USB 2.0接口、VGA接口、DP接口、HDMI接口和SD卡插槽。体积比较大，比较笨重，这就违背了将手机、笔记本等电子产品轻薄化的设计初衷，在移动中使用由于移动终端和扩展坞是分体式结构，反而更加不便于携带。

此外，为了减少体积，市场上出现了小型的扩展坞，这种扩展坞大多适配手机、平板，虽然体积较小，但是插口数量和类型都十分有限，难以满足现代对电子设备使用的多样化、通用化、复杂化的需求。

发明内容

根据上述提到的现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种便携式扩展坞，以实现扩展坞体积小、便于携带、接口齐全、适配度高的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种便携式扩展坞，包括设置在外壳内的PCB板，PCB板上设有：

固定接口单元，用于实现与匹配的电子设备进行连接；

与固定接口单元相连的接口控制单元，用于实现固定接口单元内各接口间的数据交互功能；

与接口控制单元相连的信号转换单元，用于实现不同类型信号间的转换；

与信号转换单元相连的输出接口单元，用于实现与被输出设备的电子设备的连接。

进一步的，固定接口单元包括：

主固定接口单元，用于实现和移动终端进行连接；

副固定接口单元，用于实现和所述的移动终端进行互动的电子设备的连接。

进一步的，主固定接口单元包括：USB TYPE-C接口、USB 2.0接口、USB 3.0接口中的一种或几种；

副固定接口单元包括：USB TYPE-C接口、USB 2.0接口、USB 3.0接口中的一种或几种；

固定接口单元中所有所述的接口均与接口控制单元相连。

进一步的，信号转换单元包括分别与输出接口单元相连的：

视频信号转换单元，用于将输入的信号转换为视频信号；

以太网信号转换单元，用于将输入的信号转换为以太网信号。

进一步的，输出接口单元包括：通用输出接口和/或专用输出接口，其中，通用输出接口能够输出多种类型的信号，专用输出接口用于输出特定类型的信号。

进一步的，通用输出接口连有转接口线缆(也称接口转换器)，使得通用输出接口能够输出特定类型的信号。

进一步的，通用输出接口为Micro USB 3.0接口，转接口线缆为VGA接口转换线缆和以太网接口转换线缆中的一种或两种。

进一步的，专用输出接口为HDMI接口、VGA接口、以太网接口的一种或几种。

进一步的，PCB板上还设有电源接口，用于连接电源并为PCB板上的上述的各单元供电。

进一步的，上述的固定接口单元和输出接口单元包括的所有接口均为沉板式接口。

进一步的，外壳上开有与上述各个接口对应的开口，使得在接口进行匹配连接时不会被外壳阻挡。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

1.本发明通过在集成在PCB板上的接口控制单元和信号转换单元，实现了多种类型、多个接口间的信号转换和传递，其结构相比现有的扩展坞更加简单，使得本发明具有更小的体积和重量，便于携带。

2.本发明相对于现有的扩展坞，具有较少的接口，具有更小的体积，并且通过接口转换线缆，在具备较少接口的情况下仍能与目前常用的各种电子设备的接口匹配，具有很高的适配度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明的立体图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为实施例六的系统框图。

其中，附图标记：1-PCB板，2-USB 2.0接口，3-电源接口，4-Micro USB 3.0接口，5-USB TYPE-C接口，6-HDMI接口，7-USB 3.0接口。

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作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。

实施例一

如图1所示，本发明提供了一种便携式扩展坞，包括设置在外壳内的PCB板1，PCB板1上设有：固定接口单元、接口控制单元、信号转换单元、输出接口单元，下面对各单元做进一步说明。

固定接口单元，用于实现与匹配的电子设备进行连接。其中，固定接口单元包括有多个类型的数据接口，以适配各种电子设备，常见的有：USB接口、USB TYPE-C接口5等，通过这些接口实现了电子设备之间信息的相互传输，信号能够通过这些接口输出或输入与之适配相连的电子设备。

与固定接口单元相连的接口控制单元，用于实现固定接口单元内各接口间的数据交互功能，通过接口控制单元实现对接口的控制广泛应用于本领域，故本实施例对此不做详细说明；

与信号转换单元相连的输出接口单元，用于实现与被输出设备的电子设备的连接。其中，固定接口单元包括有多个类型的数据接口，以适配各种电子设备输入并输出信号，大多数情况下输出接口单元输出的是视频信号或者以太网信号，常见的接口类型有：Micro USB3.0接口4、VGA接口、HDMI接口6等。

使用时，根据具体的接口类型将需要交互的两个电子设备与本发明的接口连接，一般情况下，如果是两个设备间双向交互，则两个设备都与固定接口单元的接口相连，如笔记本电脑与U盘的交互，笔记本既能读取U盘上的信息，也能够将信息写入U盘内；如果是一个电子设备单方面向另一个设备传输信息，则一个与固定接口单元的接口连接，另一个与输出接口单元的接口连接，常见的如笔记本电脑与投影机的连接，笔记本电脑单方向的将视频信号传输给投影机，而投影机无需反馈给电脑信号。

由此可见，本发明仅需配置基本类型的接口至少一个，即可实现所有通过扩展坞相连的电子设备的交互，而且这些交互功能的实现仅仅依靠接口控制单元便可实现，大大降低了电路的复杂程度，也就能够降低PCB板1的使用面积，得到体积更小、更加便于携带的扩展坞。

实施例二

本实施例基于实施例一所述的技术方案，做进一步说明和补充。

本实施例中，固定接口单元包括：主固定接口单元、副固定接口单元，其中，主固定接口单元用于实现和移动终端进行连接，副固定接口单元用于实现和所述的移动终端进行互动的电子设备的连接。一般的电子设备交互，往往以一个设备主要的操作端对另一个被操作端进行操作，如通过笔记本电脑连接U盘来删除或增加其储存的信息，对处于操作端地位的设备，同样与本实施例中的主固定接口单元连接，日常生活中，很多情况都是用户通过一个电子设备作为操作端来操作一个或多个其他的电子设备，所以固定接口单元包括一个接口即可满足大部分日常操作需求，但一些情况下，也可以增加固定接口单元所包括的接口数量，以适应需求。

除上述的原因外，还有一点值得一提，任何电子设备与本发明的扩展坞连接，都需要其自带的接口与扩展坞上对应的接口匹配，即匹配连接的接口由两部分组成：凸出的插入式接口，内凹陷被插入式接口，大部分常处于操作端地位的电子设备都是具有被插入式接口，如笔记本电脑、平板、手机等，那么在本实施例的扩展坞上，需要设置与之适配的插入式接口，即主固定接口单元；而大多数被操作地位的电子设备，如U盘等，都是具有插入式接口的，那么在本实施例的扩展坞上，需要设置与之适配的非插入式接口，即副固定接口单元。综上所述，在一些实施例中，接口的形状决定了其功能，以及其属于主固定接口单元还是副固定接口单元。

本实施例中，主固定接口单元包括：USB TYPE-C接口5、USB 2.0接口2、USB 3.0接口7中的一种或几种。通常情况下，只需要一个接口，且以USB TYPE-C接口5为优选。副固定接口单元包括：USB TYPE-C接口5、USB 2.0接口2、USB 3.0接口7中的一种或几种。通常情况下，为适配多种电子设备，上述的三种类型的接口，每种至少需要一个。

固定接口单元中所有所述的接口均与接口控制单元相连，使得数据能够传输。

实施例三

本实施例基于实施例一和二所述的技术方案，做进一步说明和补充。

同一段信息为了传输、读取等需要，在使用时会被转换为不同类型的信号并通过不同类型的接口进行传输。本实施例中，信号转换单元包括分别与输出接口单元相连的：视频信号转换单元和以太网信号转换单元。其中，视频信号转换单元，用于将输入的信号转换为视频信号，在本发明的一些实施例中，视频信号转换单元用于实现输入的USB信号转HDMI信号、VGA信号，然后输出，常用的芯片如IT6562FN，支持将USB信号转换为VGA视频信号和HDMI视频信号；以太网信号转换单元，用于将输入的信号转换为以太网信号，在本发明的一些实施例中，能够将输入USB信号(包括上述的固定接口单元交互的信号)转为以太网信号，然后输出，常用的芯片类型有RT8153等，提供了将USB3.0信号至10M/100M/1000M以太网信号的转换功能。VGA信号与HDMI信号虽然相似，但具有不同的传输方式，VGA支持的是模拟信号，而且仅能传输视频信号。HDMI不仅支持的是数字信号，而且可以同时传输视频和音频信号。两种应用场景和所使用的显示器及分辨率有关，由于VGA传输的是模拟信号，传输过程中存在损耗和干扰，而高分辨率、高画面质量应该HDMI体现会好，但在1080P分辨率情况下VGA损耗不会很大，分辨率不高的情况下两者差距也是微乎其微的。即便是功能相似的接口，本发明仍提供给用户多种选择，使得本发明对电子设备具有更高的匹配度。

视频信号转换单元和以太网信号转换单元两者间工作相对独立互不干扰，在实际使用时，以视频会议为例，作为演示操作端的笔记本电脑、平板电脑或者智能手机连接入扩展坞的固定接口单元，其屏幕所演示的视频或图像内容的USB信号在接口控制单元的控制下传输至视频信号转换单元被转换为VGA信号或HDMI信号，然后输出至投影仪；与此同时，USB信号还能够通过以太网信号转换单元转换为以太网信号，通过网络上传至服务器，进而实现了同步演示的功能。

由此可见，现对于现有技术仅具有传输数据功能的扩展坞，本发明还能将不同类型的信号进行转换或再进行传输，大大提高了与电子设备的适配度，无需电子设备自身进行转化，使得电子设备运行更快、更流畅。

实施例四

本实施例基于实施例一、二和三所述的技术方案，做进一步说明和补充。

本实施例中，输出接口单元包括：通用输出接口和/或专用输出接口。其中，通用输出接口能够输出多种类型的信号，在一些实施例中，通用输出接口为Micro USB 3.0接口4，该接口具有很好的向下兼容性，能够兼容USB2.0和USB3.0的接口；专用输出接口用于输出特定类型的信号，在本发明的一些实施例中包括比较常见的专用输出接口：HDMI接口6、VGA接口、以太网接口的一种或几种。

对于一些接口，通用输出接口并不适配，所以需要连接转接口线缆(也称接口转换器)，改变了通用输出接口的接口，使得通用输出接口能够输出特定类型的信号。

在一些实施例中，通用输出接口为Micro USB 3.0接口4，转接口线缆为VGA接口转换线缆，将其转为VGA接口，常见的如DB15型；或以太网接口转换线缆，将其转为以太网接口，常见的如RJ45；或VGA接口转换线缆和以太网接口转换线缆。其中，VGA接口转换线缆、以太网接口转换线缆为现有技术中常用到的装置，在此不再详细介绍其结构。

本实施例中，专用输出接口为HDMI接口6、VGA接口、以太网接口的一种或几种。值得一提的是，以太网接口并不是只能单向输出，也能够输入信息并经处理后发送给主固定接口所连接的电子设备。

实施例五

本实施例基于实施例一、二、三和四所述的技术方案，做进一步说明和补充。

PCB板1上还设有电源接口3，用于连接电源并为PCB板1上的上述的各单元供电，在一些情况下，还能够为与之连接的电子设备供电。

上述的固定接口单元和输出接口单元包括的所有接口均为沉板式接口。

本实施例中，外壳上开有与上述各个接口对应的开口，使得在接口进行匹配连接时不会被外壳阻挡。

实施例六

基于实施例一至五，本实施例提供了一个优选的技术方案。具体内容如下：

一种扩展坞，包括外壳和其内部的若干电路单元。电路单元包括电源单元、接口控制单元、视频信号转换单元、以太网转换单元、USB TYPE-C电源接口3、USB TYPE-C接口5、USB 3.0接口7、USB 2.0接口2、Micro USB 3.0接口4、HDMI接口6。

接口控制单元连接USB TYPE-C数据接口、USB 3.0接口7、USB 2.0接口2，从而在USB TYPE-C数据接口、USB 3.0接口7、USB 2.0接口2之间实现数据传输、交换、控制功能。

接口控制单元连接视频信号转换单元，用于实现USB信号转HDMI信号、VGA信号。视频信号转换单元连接到Micro USB 3.0接口4用于实现VGA信号的输出。视频信号转换单元连接到HDMI接口6，用于实现HDMI信号的输出。使用Micro USB 3.0接口4做为VGA信号输出接口。

通过Micro USB 3.0接口4转VGA接口(DB15)的线缆，实现两者接口的转换，从而把Micro USB 3.0接口4转换为VGA接口(DB15)。

接口控制单元连接以太网转换单元，用于实现USB信号转以太网信号。以太网转换单元连接到Micro USB 3.0接口4。使用Micro USB 3.0接口4实现以太网信号的传输。

通过Micro USB 3.0接口4转以太网网络接口(RJ45)的线缆，实现两者接口的转换，从而把Micro USB 3.0接口4转换为以太网网络接口(RJ45)。

本实施例中所述的扩展坞，使用一个或者多个沉板式USB 3.0接口7；使用一个或者多个沉板式USB 2.0接口2；使用一个或者多个沉板式HDMI接口6；使用一个沉板式USBTYPE-C电源接口3；使用一个或者多个沉板式USB TYPE-C数据接口；使用一个或者多个沉板式Micro USB 3.0接口4数据接口。

Claims

1.一种便携式扩展坞，包括设置在外壳内的PCB板(1)，其特征在于，PCB板(1)上设有：

固定接口单元，用于实现与匹配的电子设备进行连接；

2.根据权利要求1所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，固定接口单元包括：

主固定接口单元，用于实现和移动终端进行连接；

3.根据权利要求2所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，主固定接口单元包括：USBTYPE-C接口(5)、USB 2.0接口(2)、USB 3.0接口(7)中的一种或几种；

副固定接口单元包括：USB TYPE-C接口(5)、USB 2.0接口(2)、USB3.0接口(7)中的一种或几种；

固定接口单元中所有所述的接口均与接口控制单元相连。

4.根据权利要求1所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，信号转换单元包括分别与输出接口单元相连的：

视频信号转换单元，用于将输入的信号转换为视频信号；

5.根据权利要求1所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，输出接口单元包括：通用输出接口和/或专用输出接口，其中，通用输出接口能够输出多种类型的信号，专用输出接口用于输出特定类型的信号。

6.根据权利要求5所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，通用输出接口连有转接口线缆，使得通用输出接口能够输出特定类型的信号。

7.根据权利要求6所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，通用输出接口为Micro USB3.0接口(7)，转接口线缆为VGA接口转换线缆和以太网接口转换线缆中的一种或两种。

8.根据权利要求5所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，专用输出接口为HDMI接口(6)、VGA接口、以太网接口的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，PCB板(1)上还设有电源接口(3)，用于连接电源并为PCB板(1)上的上述的各单元供电。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种便携式扩展坞，其特征在于，上述的固定接口单元和输出接口单元包括的所有接口均为沉板式接口。