CN111630729A - 照明usb c型电源适配器 - Google Patents

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Abstract

照明接口线缆，该线缆的至少一端具有USB C型连接器接口。包括灯和机械开关的照明电路，该照明电路由线缆的功率电平协商CC导线供电，以在机械开关被致动时使灯通电。灯和开关耦合到连接器接口，灯被定向以照明连接器接口的互连区域。灯可被提供为例如发光二极管。

Description

照明USB C型电源适配器
背景
技术领域
本发明涉及一种用于电子装置的功率和/或数据线缆。更具体地，本发明涉及一种用于具有照明通用串行总线C型(USB-C)互联接口的电子装置的功率和/或数据线缆。
背景技术
电子装置，特别是诸如移动电话、便携式计算机和/或平板计算机等便携电子设备，利用线缆来进行充电和/或数据交换。
电子设备可能需要与线缆互连，例如作为日常生活中一部分，充电常常在如用户的床边执行以便设备可以在夜间再充电，同时甚至在充电时仍然可供使用。
现有线缆存在这样一个问题，由于接口小并且在互连之前需要相对精确的对准，将公线缆连接器接口互连到电子设备的母接口可能很困难。要在差的照明条件和/或黑暗中对准以用于互连尤其困难，因为电子设备的母接口可能是阻止通过触摸来对准的嵌入式的插座。
照明线缆是已知的，其中该线缆进行照明以指示通电状态。但是持续照明的线缆可能会浪费电力和/或造成不期望的照明，例如在可能优选黑暗的地方/时间，诸如当另一个人正在睡觉的卧室。
Morrow等人的申请公开US2014/0140076公开了一种具有开关激活的发光二极管(light emitting diode，LED)的照明接口线缆，该LED被配置为当设置在连接器主体上的开关被激活时照明连接接口区域。该LED经由USB 2.0连接接口的Vbus导体供电。根据USB2.0规范，Vbus导体始终处于通电状态。
USB-C接口是许多电子设备的接口/互连的新兴产业标准。USB-C接口在非常小的空间内提供功率和数据互连两者，这减小了电子设备所需的配对连接器尺寸，由此使得电子设备更小，因此电子设备具有更高的便携性。与先前的USB连接接口标准不同，USB-C接口可逆并且能够传输设备指定的功率电平。例如，连接的电子设备可以指定高功率电平以启用快速充电协议。
为了确保经由USB-C耦合到充电器的电子设备没有被提供高于其被配置的功率电平，USB-C接口提供用于在Vbus导线通电前，电源(智能充电器)和电子设备之间协商适当功率电平的数据线。
便利性、成本和/或可靠性可能是消费电子市场中商业成功的重要因素。
因此，本发明的目的是提供一种克服现有技术中的缺陷的线缆。
附图说明
包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，其中附图中相似的附图标记指代相同的特征或元件并且可能未在它们出现的每个附图中详细描述。附图与上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。
图1是具有USB-C连接器接口的示例性照明接口线缆的示意图。
图2是USB-C连接器的引脚的电路原理图。
图3是照明接口线缆的电路原理图，其中灯是由开关激活的LED。
图4是具有用于照明连接区域的灯的连接接口的等距视图示意图，灯和用于激活灯的瞬时开关被封闭在连接器的外壳内。
图5是具有用于照明连接区域的灯的连接接口的等距视图示意图，示出了具有外部按钮表面的瞬时开关。
图6是具有用于照明连接区域的灯的连接接口的等距视图示意图，示出了滑动开关。
图7是具有用于照明连接区域的灯的连接接口的等距视图示意图，示出了具有由外壳提供的偏压的瞬时开关。
图8是汽车适配器连接接口的等距视图示意图。
图9是壁装适配器连接接口的等距视图示意图。
图10是具有用于照明连接区域的灯的连接接口的等距视图示意图，示出了对连接区域的选择性照明以易于互连并且具有最小化的光污染。
具体实施方式
发明人认识到，具有USB-C连接接口的线缆不能利用先前依赖的Vbus 导线给互连区域照明LED通电以在黑暗环境中引导互连，因为USB-C连接接口规定：在连接接口已经互连并且用于识别所连接的电子设备的恰当功率电平的数据协商已经通过互连完成之前，Vbus导线都未被通电。也就是说，根据USB-C规范，直到期望被照明的互连操作已经完成之后Vbus导线才被供电，因此当连接接口是USB-C时，传统的照明连接接口不能操作。
可经由俄勒冈州比弗顿公司的USB实施者论坛(www.USB.org)找到 USB-C技术规范“通用串行总线修订版3.2”的详细信息，在此将其引入作为全文参考。
如图1-10所示，照明接口线缆10被设置有开关15，该开关15激活照明接口区域80的灯20以易于互连，并且接口区域80的外部具有最小的光污染。接口区域80可被定义为接口要插入以使两个接口彼此互联的区域。照明接口线缆10能使例如照明足以引导与对应接口85的互连，例如与黑暗区域(诸如夜间的卧室)中的电子设备的对应接口85的互连，而不会干扰黑暗区域的整体照明水平，如图10所示。
线缆10可为标准的USB-C接口线缆，例如在图1中演示为屏蔽的多导线数据/功率线缆10，其第一端(即插头1)具有照明标准USB-C接口30，并且第二端(即插头2)具有USB-C接口30。
如图2所示，USB-C连接接口包括多达24个引脚(每侧12个引脚)，其中包括CC(配置通道)引脚(CC1在第一侧，并且CC2在第二侧)。CC 引脚被USB-C连接接口用于方向确定、要在Vbus上传输的功率电平的协商、和/或音频模式的识别(代表耳机已附接–与功率传输模式无关)。经由CC 引脚，经由USB-C线缆10互连的电源适配器和电子设备可以取决于电子设备的电流需求(current needs)而协商动态功率电平。
根据USB-C功率传输规范，USB-C电源适配器的CC1引脚和CC2引脚在内部经由上拉电阻连接到3.3V或5V。线缆10的内部的示例性连接如图3所示。将USB-C线缆的一端插入USBC型电源适配器时，连接到USB-C 线缆上的CC1的开关15将被拉高至由USB-C电源适配器供应的3.3V或5V。灯20，诸如分流发光二极管(LED)22，被串联连接在开关15的另一端与地面之间。由此，CC引脚的协商信号电平可以被用作当存在于插头1的连接接口处的开关15受到激活时，足够使LED 22照明的总是可用的功率来源。其中CC1用于开关15和LED 22电路，可以通过应用在第一端和第二端的每一个处(分别在插头1和插头2处)耦合接地的下拉电阻32(诸如1K欧姆)来下拉CC2。
当用户激活开关15(例如按压弹簧表面)时，闭合的开关将形成允许电流流过该开关并且导通(点亮)LED 22的电路。当用户停用开关(释放弹簧表面)时，开关将变成开路，从而将没有电流流过该开关，并且然后LED 22将会被关断。
当USB-C电子设备通过具有用户激活的LED 22的USB-C到USB-C线缆连接到USB-C电源适配器时，对电子设备充电的正常操作不会发生变化。关于数据传输模式，诸如当USB-C电子设备通过具有用户激活的LED 22的 USB-C到USB-C线缆连接到USB-C便携式计算机/计算机时，对电子设备充电和/或枚举电子设备以用于电子设备与便携式计算机/计算机之间的文件传输的正常操作不会发生变化。
灯20，诸如发光二极管(LED)22，可以被设置在例如USB-C接口30 的P2端处，灯20优选地主要指向配对的USB-C连接器的插入方向。灯20 可被封装到连接器的外壳35内，例如应用在连接器手柄表面40的聚合物外壳35内。通过将LED 22嵌入到开口朝向互连端的周围的外壳35的孔45 内，可以将光输出引向所期望的接口区域80，以最小化接口区域80外部的光污染(见图10)。
可以应用开关15的几个实施例中的任一个，例如如图4-7中详细所示。图4示出了连接器外壳35，其中开关15是被封闭在连接器外壳35内的瞬时型开关，通过挤压连接器外壳35的可偏转部分50来克服由连接器外壳35 的材料提供的偏置以激活该开关，否则该偏置将开关15维持在开路或断开位置，由此除非在可偏转部分50处挤压外壳35，否则灯20不会通电。外壳 35可以被提供为聚合材料，被模制/密封在所选中的连接接口周围，将开关15和LED电路封装起来，从而抑制了LED电路的结垢和/或湿气污染。
图5示出了具有外部按钮表面55的连接器外壳35，当该外部按钮表面 55被按下时激活瞬时开关15。开关15可以是瞬时的，或者包括保持功能，即维持灯20处于通电/照明状态直到再次按下连接器外壳35。外部按钮表面 55可以是能够在外壳35的腔内移动的独立元件，或者是连接器的外壳35 的突出部，用作开关15的位置的反馈。
图6示出了当开关把手60从断开位置移动到接通位置时激活的可移动的开关15。开关15可以被弹簧偏压朝向断开位置，或者自保持在接通和/ 或断开位置，从而不需要用户对开关15和/或连接器外壳35维持恒定压力就能够导通灯20。
图7示出了齐平按钮(flush button)激活的实施例，其中外壳35可提供到开关的断开位置的偏置，其中用户抵靠开关15弯曲外壳杠杆(lever) 部分65以激活开关15，并且然后当从外壳杠杆部分65移除压力时，由外壳 35提供的偏置移除了激活。
机械开关15优选于电容开关，因为只要触碰到电容开关表面或当电容开关表面接触到具有合适的电容特性的其他表面时，电容开关就可能被激活；并且/或者当用户不具有合适的人体电容(例如由于优先抑制充电和/或释放可能存在的任何电荷的绝缘涂层、接地的环境和/或湿度)时，可能不能可靠地致动电容开关。在将电容开关应用到接口线缆以作为灯的操作器等的情况下，如果被意外地移动到与合适的表面接触，电容开关可能会意外地致动，从而导通灯并且干扰到附近的人。
如本文引用的，机械开关被定义为需要开关的至少一部分进行物理运动以保证或解除跨开关的电气连续性的开关。
已经关于USB-C接口30示出了几个实施例。可选地，本领域技术人员应当理解，连接接口可以是还利用CC功率电平协商数据导线的任何标准或专用连接接口。
在进一步的实施例中，可以在线缆10应用与照明连接器接口端相对的一系列互连中的任一个，和/或在线缆的两端处应用照明连接器接口。此外，线缆的非照明连接接口端可以被设置有任何期望的接口和/或直接连接的模块，诸如如图8所示的汽车点烟器适配器70或如图9所示的壁装插座适配器75。
为了与USB-C规范兼容以在功率和数据传输模式中使用，线缆10中还存在端到端延伸的若干附加数据/通信导线。这些导线的细节及其在线缆末端 (参见图2)的(多个)USB-C连接接口的引脚处的封端可以在USB-C技术规范中获得，因此此处不再赘述。在将线缆10仅用于功率传输的情况下 (诸如图8和9的实施例，或者在线缆10被提供有指示仅用于功率传输的清楚的标记的情况下)，仅需要三个端到端的导线：Vbus导线、CC1导线和接地导线。由此，实现了成本和线缆直径高效的USB-C功率传输线缆10。
本领域技术人员应当理解，照明接口线缆根据USB-C技术规范保持可操作，并且进一步提供了一种积极的接合特性以用于激活照明，此种照明不太可能仅通过偶然接触周围物体而被无意地激活。此外，对照明接口线缆的电路要求使得照明功能能够以最小的附加成本和高可靠性增加。
零件表
10 线缆
15 开关
20 灯
22 发光二极管
30 USB-C
32 下拉电阻
35 外壳
40 连接器手柄表面
45 孔
50 可偏转部分
55 外部按钮表面
60 开关把手
65 杠杆部分
70 汽车点烟器适配器
75 壁装插座适配器
80 接口区域
85 接口
尽管已经通过对本发明的实施例的描述对本发明进行了说明，以及尽管已经对实施例进行了相当详细的描述，但是申请人的意图不是将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制到这些细节。附加优点和修改对于本领域技术人员应是显而易见的。因此，更宽的范围中的本发明不限于所示出和描述的具体细节、代表装置、方法以及说明性示例。因此，在不脱离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以从这些细节中做出改变。此外，应当理解在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围或精神的情况下，可以另外对本发明进行改进和/或修改。

Claims (19)

1.一种照明电源适配器，包括：
在第一端上具有通用串行总线C型(USB-C)连接器接口的线缆；所述USB-C连接器接口包括耦合到所述线缆的CC导体的CC引脚；
串联连接在所述线缆的所述CC导体和接地导体之间的灯和机械开关；
所述灯和所述机械开关耦合到所述连接器接口，所述灯被定向以照明所述连接器接口的互连区域。
2.如权利要求1所述的照明电源适配器，其中所述灯为发光二极管。
3.如权利要求1所述的照明电源适配器，其中所述CC引脚是所述USB-C连接器接口的第一侧上的CC1引脚；并且所述USB-C连接器接口的第二侧上的CC2引脚在所述第一端和第二端中的每一个处连接到接地下拉电阻。
4.如权利要求1所述的照明电源适配器，其中所述线缆在第二端上具有USB-C连接器接口。
5.如权利要求1所述的照明电源适配器，其中所述照明电源适配器符合通用串行总线修订版3.2规范。
6.如权利要求1所述的照明电源适配器，其中所述CC引脚被操作以指定所述线缆的Vbus导线的功率电平。
7.如权利要求1所述的照明线缆，其中所述灯和所述机械开关被封装在所述连接器接口的聚合物外壳内。
8.如权利要求1所述的照明线缆，其中所述灯被嵌入在所述外壳的孔内，该孔朝向所述互连区域开口。
9.如权利要求7所述的照明线缆，其中所述外壳包含所述外壳的可偏转部分，所述可偏转部分可操作以致动所述机械开关。
10.如权利要求7所述的照明线缆，还包括开关把手，所述开关把手耦合到所述机械开关并从所述外壳向外延伸。
11.如权利要求11所述的照明线缆，其中所述开关把手被弹簧偏压朝向断开位置。
12.如权利要求11所述的照明线缆，其中所述开关把手自保持在断开和接通位置。
13.如权利要求1所述的照明线缆，其中关于在所述第一端和第二端之间延伸的导线，所述线缆仅具有所述CC导线、所述接地导线和Vbus导线。
14.如权利要求1所述的照明线缆，还包括第二端处的第二USB-C连接器接口，以及包括耦合到所述线缆的所述CC导线的另一CC引脚；
串联连接在所述线缆的所述CC导线和所述接地导线之间的另一灯和另一机械开关；
所述第二端的所述灯和所述机械开关耦合到所述第二USB-C连接器接口，所述灯被定向以照明所述第二USB-C连接器接口的互连区域。
15.如权利要求1所述的照明线缆，其中所述机械开关被偏压朝向断开位置，通过向所述机械开关施加力所述开关可被瞬时致动。
16.如权利要求1所述的照明线缆，其中所述线缆的一端是壁装插座适配器和点烟器适配器之一。
17.一种用于制造照明接口线缆的方法，包含以下步骤：
在第一端上设置具有通用串行总线C型(USB-C)连接器接口的线缆；所述USB-C连接器接口包括耦合到所述线缆的CC导体的CC引脚；
提供串联连接在所述线缆的所述CC导体和接地导体之间的灯和机械开关；
所述灯和所述机械开关耦合到所述连接器接口，所述灯被定向以照明所述连接器接口的互连区域。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述灯和所述机械开关被封装在所述连接器接口的外壳内。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述线缆的每一端设置有所述连接器接口、所述灯和所述机械开关；所述灯被定向以照明相应连接器接口的相应互连区域。
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