CN108390436A - 一种用于手机上的数据线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于手机上的数据线，包括本体，本体内设有接外部设备的第一连接端子、接手机的第二连接端子及连接第一和第二连接端子的连接线，该连接线包括两芯数据通信线及两芯电压线；数据线还包括设于本体外的显示屏以及设于本体内的DSP芯片、电压检测电路和电流检测电路；DSP芯片的第一端接电压检测电路的第一端，第二端接电流检测电路的第一端，第三端接显示屏；电压检测电路的第二端接两芯电压线之中一芯，第三端接地；电流检测电路的第二端和第三端串接在两芯电压线之中另一芯上，实现与第一和第二连接端子相连。实施本发明，能在手机充电时对流经数据线的电压和/或电流实时监控，及时发现隐患，降低手机充电过程中的损坏概率。

Description

一种用于手机上的数据线
技术领域
本发明涉及手机技术领域，尤其涉及一种用于手机上的数据线。
背景技术
手机充电或手机与外部设备之间的数据传输常采用数据线连接来实现。然而，在现有技术中，手机连接数据线进行充电时，只能通过手机开机才能获取充电电量状态，却不能实时监测由数据线进入手机内部的充电电压和电流，一旦数据线充电端释放出过大的电压或电流，就会对手机造成伤害。 因此，有必要对流经数据线的电压和/或电流进行实时监控，能够及时发现隐患并排除，降低手机充电过程中的损坏概率 。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于手机上的数据线，能在手机充电时对流经数据线的电压和/或电流进行实时监控，及时发现隐患并排除，降低手机充电过程中的损坏概率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于手机上的数据线，包括本体，所述本体的内部设有用于连接外部设备的第一连接端子、用于连接手机的第二连接端子以及将所述第一连接端子和所述第二连接端子连接在一起的连接线；其中，所述连接线包括用于数据收发的两芯数据通信线以及用于电压传输的两芯电压线；
其中，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体外部的显示屏以及设置于所述本体内部的DSP芯片、电压检测电路和/或电流检测电路；其中，
所述DSP芯片的第一端与所述电压检测电路的第一端相连，第二端与所述电流检测电路的第一端相连，第三端与所述显示屏相连；
所述电压检测电路的第二端与所述两芯电压线之中一芯相连，第三端接地；
所述电流检测电路的第二端和第三端串接在所述两芯电压线之中另一芯上，实现与所述第一连接端子和所述第二连接端子相连。
其中，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体内部的稳压电路，所述稳压电路的一端与所述电压检测电路并接于同一芯电压线上，另一端接地。
其中，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体内部的过压及过流保护电路；其中，
所述过压及过流保护电路串接于连接所述第一连接端子和所述电压检测电路之间的一芯电压线上，实现与所述第一连接端子和所述电压检测电路相连，且所述过压及过流保护电路还与所述DSP芯片的第四端相连。
其中，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体内部的温度检测电路，所述温度检测电路与所述DSP芯片的第五端相连。
其中，所述电压检测电路包括相串接的第一分压电阻和第二分压电阻；其中，
所述第一分压电阻的一端接入所述两芯电压线之中一芯上，另一端与所述第二分压电阻的一端串接形成串接端并与所述DSP芯片的第一端相连；
所述第二分压电阻的另一端接地。
其中，所述电流检测电路包括相并联的采样电阻和集成式运算放大器芯片；其中，
所述采样电阻还串接在所述两芯电压线之中另一芯上，实现与所述第一连接端子和所述第二连接端子相连。
所述集成式运算放大器芯片还与所述DSP芯片的第二端相连。
其中，所述第一连接端的接口类型为USB-TYPE-A或USB-TYPE-B。
其中，所述第二连接端子的接口类型为micro USB、micro USB转Lightning、microUSB转USB-TYPE-C之中一种。
其中，所述稳压电路由型号为ZD101的稳压二极管形成，所述过压及过流保护电路由型号为SGM2525的过压/过流保护芯片形成，所述温度检测电路由型号为NTC101的温度传感器形成。
其中，所述DSP芯片的型号为MS1793，其上设有分别与所述电压检测电路、电流检测电路、过压及过流保护电路及温度检测电路分别相连的ADC针脚，还设有与所述显示屏相连的GPIO和I2C针脚，并集成有蓝牙通信功能；所述集成式运算放大器芯片的型号为SGM8477；所述第一分压电阻的阻值为1MΩ，所述第二分压电阻的阻值为100KΩ。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于电压检测电路和电流检测电路设置在数据线的两芯电压线上，通过DSP芯片将电压检测电路和电流检测电路所采集的电压和/或电流实时传递给显示屏进行显示，从而能在手机充电时对流经数据线的电压和/或电流进行实时监控，及时发现隐患并排除，降低手机充电过程中的损坏概率；
2、在本发明实施例中，由于在数据线的两芯电压线上还设有稳压电路，可以避免高压脉冲漏到手机端而造成手机充电系统的损坏；
3、在本发明实施例中，由于在数据线的两芯电压线上还设有过压及过流电路，当电压或电流过高时会主动断开两芯电压线的连接，可以避免过压或过流造成手机充电系统的损坏；
4、在本发明实施例中，由于在数据线的两芯电压线上还设有温度检测电路，当温度过高时会主动断开两芯电压线的连接，可以避免高温造成手机损坏。
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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的用于手机上的数据线的外部平面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的用于手机上的数据线的一内部系统结构示意图；
图3为本发明实施例提供的用于手机上的数据线的另一内部系统结构示意图；
图4为图2和图3中电压检测电路的系统结构示意图；
图5为图2和图3中电流检测电路的系统结构示意图；
图6为本发明实施例提供的用于手机上的数据线的内部系统结构的电路应用图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1至图6所示，为本发明实施例中，提供的一种用于手机上的数据线，包括本体L，该本体L的内部设有用于连接外部设备（未图示，该外部设备包括电脑、充电器等）的第一连接端子1、用于连接手机（未图示）的第二连接端子2以及将第一连接端子1和第二连接端子2连接在一起的连接线3；其中，连接线3包括用于数据收发的两芯数据通信线31以及用于电压传输的两芯电压线32。
其中，本发明实施例中的数据线还包括设置于本体L外部的显示屏4以及设置于本体L内部的DSP芯片5、电压检测电路6和/或电流检测电路7；其中，
DSP芯片5的第一端a1与电压检测电路6的第一端b1相连，第二端a2与电流检测电路7的第一端c1相连，第三端a3与显示屏4相连；
电压检测电路6的第二端b2与两芯电压线32之中一芯相连，第三端b3接地；
电流检测电路7的第二端c2和第三端c3串接在两芯电压线32之中另一芯上，实现与第一连接端子1和第二连接端子2相连。
应当说明的是，本发明实施例中的数据线可以基于传统的四芯或者多芯数据线（如包括但不限于USB数据线）的基础，通过设置电压检测电路6和/或电流检测电路7于传统数据线的电压线上来检测手机充电时实时流过的电压和/或电流，并经DSP芯片5接收后推送至显示屏4实时显示，从而实现手机充电时对流经数据线的电压和/或电流实时监控，能够及时发现隐患并排除，降低手机充电过程中的损坏概率。
可以理解的是，第一连接端子1连接外部设备的接口类型包括但不限于USB-TYPE-A、USB-TYPE-B；第二连接端子2连接手机的接口类型可根据手机不同接口，设置不同的类型，包括但不限于micro USB、micro USB转Lightning、micro USB转USB-TYPE-C。显示屏4为液晶屏或其它屏。
在一个实施例中，两芯数据通信线31分别设置为DM、DP，两芯电压线32分别设置为VCC、GND，第一连接端子1外部设备的接口类型为USB-TYPE-A，第二连接端子2连接手机的接口类型为micro USB，显示屏4为液晶屏；此时，电压检测电路6并接在两芯电压线32之中的VCC线上，电流检测电路7串接在两芯电压线32之中的GND线上，DSP芯片5采用具有MCU的功能芯片。
在另一个实施例中，两芯数据通信线31分别设置为DM、DP，两芯电压线32分别设置为VCC、GND，第一连接端子1外部设备的接口类型为USB-TYPE-A，第二连接端子2连接手机的接口类型为micro USB转Lightning，显示屏4为液晶屏；此时，电压检测电路6并接在两芯电压线32之中的VCC线上，电流检测电路7串接在两芯电压线32之中的GND线上，DSP芯片5采用具有MCU和蓝牙通信的功能芯片。例如DSP芯片5的型号为MS1793，其上设有分别与电压检测电路6和电流检测电路7相连的ADC针脚，与显示屏4相连的GPIO和I2C针脚，并集成有蓝牙通信功能。
在本发明实施例中，如图3所示，为了避免手机充电时高压脉冲漏到手机端而造成手机充电系统的损坏，本发明实施例中的数据线还包括设置于本体L内部的稳压电路8，该稳压电路8的一端与电压检测电路6并接于同一芯电压线32上，另一端接地。
同理，为了避免手机充电时长时间过压或过流对手机充电系统的损坏，在本发明实施例中的数据线还包括设置于本体L内部的过压及过流保护电路9；其中，该过压及过流保护电路9串接于连接第一连接端子1和电压检测电路6之间的一芯电压线32上，实现与第一连接端子1和电压检测电路6相连，且该过压及过流保护电路9还与DSP芯片5的第四端a4相连，使得流经电压线32上的电流超过预设的电流阈值时，通过DSP芯片5切换第一连接端子1与第二连接端子2之间的连接，或者流经电压线32上的电压超过预设的电压阈值时，在一定时间内自动将电压调整至电压阈值，且不降低输出功率，并在超出一定时间后，通过DSP芯片5切换第一连接端子1与第二连接端子2之间的连接。
同理，为了避免手机充电时高温对手机充电系统的损坏，在本发明实施例中的数据线还包括设置于本体L内部的温度检测电路10，该温度检测电路10与DSP芯片5的第五端a5相连，在本发明实施例中的数据线温度过高时，通过DSP芯片5切换第一连接端子1与第二连接端子2之间的连接。
在一个实施例中，稳压电路8由型号为ZD101的稳压二极管形成，过压及过流保护电路9由型号为SGM2525的过压/过流保护芯片形成，温度检测电路10由型号为NTC101的温度传感器形成，可以对充电器插拔的瞬间产生的浪涌进行快速释放，并能对内部过压、过流及温度过高现象进行保护；
其中，该稳压二极管ZD101与电压检测电路6并接于两芯电压线32之中的VCC线上，该稳压二极管ZD101是一种超大功率的瞬态抑制二极管，当电压高于6V/14V时，会瞬间导通，将高于6V/14V的能量进行释放；该过压/过流保护芯片SGM2525串接在两芯电压线32之中的VCC线上，并通过VCC线与第一连接端子1和电压检测电路6实现连接，同时还连接DSP芯片5接收过压过流保护指令；该温度传感器NTC101连接DSP芯片5，将采集的温度送至DSP芯片5。
在本发明实施例中，如图4所示，电压检测电路6包括相串接的第一分压电阻61和第二分压电阻62；其中，第一分压电阻61的一端接入两芯电压线32之中一芯上，另一端与第二分压电阻62的一端串接形成串接端并与DSP芯片5的第一端a1相连；第二分压电阻62的另一端接地。在一个实施例中，第一分压电阻61的阻值为1MΩ，第二分压电阻62的阻值为100KΩ，且第一分压电阻61接入两芯电压线32之中的VCC线上，第二分压电阻62接地，让DSP芯片5采集到1/11的电压。
在本发明实施例中，如图5所示，电流检测电路7包括相并联的采样电阻71和集成式运算放大器芯片72；其中，采样电阻71还串接在两芯电压线32之中另一芯上，实现与第一连接端子1和第二连接端子2相连；集成式运算放大器芯片72还与DSP芯片5的第二端a2相连。应当说明的是，集成式运算放大器芯片72可以避免元器件过多而缺乏合理的安装空间。在一个实施例中，集成式运算放大器芯片72的型号为SGM8477，采样电阻71的阻值为1Ω，该采样电阻71串接在两芯电压线32之中的GND线上。
如图6所示，为本发明实施例中的数据线的内部系统结构的电路应用图。图6中，USB-TYPE-A为第一接线端子1，用于连接电脑、充电器等；micro USB为第二接线端子2，用于连接手机；
在USB-TYPE-A和micro USB之间设置的1-4条连线为连接线3，其中，2-3分别对应为两芯数据通信线31的DM、DP，1、4分别对应为两芯电压线32的VCC、GND；
稳压二极管ZD101形成稳压电路8；芯片U103形成过压及过流保护电路9；温度传感器NTC101形成温度检测电路10；
电阻R108为第一分压电阻61、电阻R109为第二分压电阻62，且电阻R108和R109形成电压检测电路6；
电阻R111为采样电阻71、芯片U104为集成式运算放大器芯片72，且电阻R111和芯片U104形成电流检测电路7；当然，还有多个滤波电容C129和C130等；
液晶屏CON108为显示屏4；
芯片MS1793为DSP芯片5，该芯片MS1793的PA3/ADC3针脚连接电压检测电路6，PA7/ADC7针脚连接电压检测电路7；PA4/ADC4、EN、VCP等针脚连接过压及过流保护电路9；PA0/ADC0针脚连接温度检测电路10；T2C_SCL、T2C_SDA针脚连接显示屏4。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于电压检测电路和电流检测电路设置在数据线的两芯电压线上，通过DSP芯片将电压检测电路和电流检测电路所采集的电压和/或电流实时传递给显示屏进行显示，从而能在手机充电时对流经数据线的电压和/或电流进行实时监控，及时发现隐患并排除，降低手机充电过程中的损坏概率；
2、在本发明实施例中，由于在数据线的两芯电压线上还设有稳压电路，可以避免高压脉冲漏到手机端而造成手机充电系统的损坏；
3、在本发明实施例中，由于在数据线的两芯电压线上还设有过压及过流电路，当电压或电流过高时会主动断开两芯电压线的连接，可以避免过压或过流造成手机充电系统的损坏；
4、在本发明实施例中，由于在数据线的两芯电压线上还设有温度检测电路，当温度过高时会主动断开两芯电压线的连接，可以避免高温造成手机损坏。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种用于手机上的数据线，包括本体，所述本体的内部设有用于连接外部设备的第一连接端子（1）、用于连接手机的第二连接端子（2）以及将所述第一连接端子（1）和所述第二连接端子（2）连接在一起的连接线（3）；其中，所述连接线（3）包括用于数据收发的两芯数据通信线（31）以及用于电压传输的两芯电压线（32）；
其特征在于，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体外部的显示屏（4）以及设置于所述本体内部的DSP芯片（5）、电压检测电路（6）和/或电流检测电路（7）；其中，
所述DSP芯片（5）的第一端与所述电压检测电路（6）的第一端相连，第二端与所述电流检测电路（7）的第一端相连，第三端与所述显示屏（4）相连；
所述电压检测电路（6）的第二端与所述两芯电压线（32）之中一芯相连，第三端接地；
所述电流检测电路（7）的第二端和第三端串接在所述两芯电压线（32）之中另一芯上，实现与所述第一连接端子（1）和所述第二连接端子（2）相连。
2.如权利要求1所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体内部的稳压电路（8），所述稳压电路（8）的一端与所述电压检测电路（6）并接于同一芯电压线（32）上，另一端接地。
3.如权利要求2所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体内部的过压及过流保护电路（9）；其中，
所述过压及过流保护电路（9）串接于连接所述第一连接端子（1）和所述电压检测电路（6）之间的一芯电压线（32）上，实现与所述第一连接端子（1）和所述电压检测电路（6）相连，且所述过压及过流保护电路（9）还与所述DSP芯片（5）的第四端相连。
4.如权利要求3所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述用于手机上的数据线还包括设置于所述本体内部的温度检测电路（10），所述温度检测电路（10）与所述DSP芯片（5）的第五端相连。
5.如权利要求4所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述电压检测电路（6）包括相串接的第一分压电阻（61）和第二分压电阻（62）；其中，
所述第一分压电阻（61）的一端接入所述两芯电压线（32）之中一芯上，另一端与所述第二分压电阻（62）的一端串接形成串接端并与所述DSP芯片（5）的第一端相连；
所述第二分压电阻（62）的另一端接地。
6.如权利要求5所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述电流检测电路（7）包括相并联的采样电阻（71）和集成式运算放大器芯片（72）；其中，
所述采样电阻（71）还串接在所述两芯电压线（32）之中另一芯上，实现与所述第一连接端子（1）和所述第二连接端子（2）相连。
7.所述集成式运算放大器芯片（72）还与所述DSP芯片（5）的第二端相连。
8.如权利要求6所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述第一连接端子（1）的接口类型为USB-TYPE-A或USB-TYPE-B。
9.如权利要求7所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述第二连接端子（2）的接口类型为micro USB、micro USB转Lightning、micro USB转USB-TYPE-C之中一种
如权利要求8所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述稳压电路（8）由型号为ZD101的稳压二极管形成，所述过压及过流保护电路（9）由型号为SGM2525的过压/过流保护芯片形成，所述温度检测电路（10）由型号为NTC101的温度传感器形成。
10.如权利要求9所述的用于手机上的数据线，其特征在于，所述DSP芯片（5）的型号为MS1793，其上设有分别与所述电压检测电路（6）、电流检测电路（7）、过压及过流保护电路（9）及温度检测电路（10）分别相连的ADC针脚，还设有与所述显示屏（4）相连的GPIO和I2C针脚，并集成有蓝牙通信功能；所述集成式运算放大器芯片（72）的型号为SGM8477；所述第一分压电阻（61）的阻值为1MΩ，所述第二分压电阻（62）的阻值为100KΩ。
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