CN114614278B - 一种usb连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电连接器领域领域，尤其涉及一种USB连接器。包括插座与可控制电子元器件；其中，插座内设有端子排，端子排的一端设有若干接地引脚，端子排的另一端设有若干总线电源引脚，端子排除两端外的部分上设有若干信号引脚；可控制电子元器件上设有至少两个使能端，分别在端子排两端的若干接地引脚和若干总线电源分别连接可控制电子元器件的一个使能端。提供了一种在不大幅度提升USB连接器的复杂度的前提下提供一种高通流能力和安全可靠的USB连接器。

Description

一种USB连接器

技术领域

本发明涉及电连接器领域，尤其涉及一种USB连接器。

背景技术

现有的Type C标准已经发布多年，其对称设计深受消费者的喜爱，迅速成为行业内大部分设备的标配，但由于标准已经发布多年，其局限性也逐步显性出来，当前行业普遍要求大电流快充能力，也就是要求对设备进行快速的充电，目前的协议为额定直流5A，而现在继续通过标准协议的额定直流5A时，已然无法满足快速充电技术的发展需求，因此现部分行业需求逐步提升为6A、8A甚至10A，而当需求超出规范的流通能力时，现有技术是通过以使用高导电材料，增加贵金属层的方式，或牺牲其他功能pin增加电流pin的尺寸为代价实现快速充电，这使得现有的Type C的部分功能丧失或者造价昂贵，从而使得产品在进入消费者的手里时，高昂的价格使消费者无法接收，现有的USB的充电功能协议参阅图4至图6所示，在原规范中，图5中的上下V-bus端子601与隔离作用的GND隔离-plate602的距离过近，当通过插头端子603为USB连接器通电后，一旦发生塑胶融化，V-bus端子601与GND隔离plate602易发生短路现象，如图5中虚线为正常的V-bus端子601，弯曲的实线为变形异常的V-bus端子601，从而带来安全隐患。

综上所述，本发明实际解决的技术问题是如何在不大幅度提升USB连接器的复杂度的前提下提供一种高通流能力和安全可靠的USB连接器。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种USB连接器，提供了一种在不大幅度提升USB连接器的复杂度的前提下提供一种高通流能力和安全可靠的USB连接器。

本发明公开了一种USB连接器，包括插座与可控制电子元器件；其中，插座内设有端子排，端子排的一端设有若干接地引脚，端子排的另一端设有若干总线电源引脚，端子排除两端外的部分上设有若干信号引脚；可控制电子元器件上设有至少两个使能端，分别在端子排两端的若干接地引脚和若干总线电源分别连接可控制电子元器件的一个使能端。

优选地，若干接地引脚包括第一接地引脚、第二接地引脚、第三接地引脚，若干总线电源引脚包括第一总线电源引脚、第二总线电源引脚、第三总线电源引脚；其中，第一接地引脚和第二接地引脚分别设于端子排的两个相对的面上，且第三接地引脚设于第一接地引脚和第二接地引脚之间；第一总线电源引脚和第二总线电源引脚分别设于端子排的两个相对的面上，且第三总线电源引脚设于第一总线电源引脚和第二总线电源引脚之间。

优选地，第一接地引脚和第一总线电源引脚在端子排的两个相对的面的同一面，第二接地引脚和第二总线电源引脚在端子排的两个相对的面的同一面，若干信号引脚设于第一接地引脚与第一总线电源引脚和/或第二接地引脚与第二总线电源引脚之间。

优选地，第一接地引脚和第一总线电源引脚与第二接地引脚和第二总线电源引脚不在端子排的两个相对的面的同一面上，且若干信号引脚分别相对设于端子排的两个相对的面上。

优选地，若干信号引脚包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚；其中，第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚依次并排设于与第二接地引脚和/或第二总线电源引脚在端子排的一面的同一面；第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚依次并排设于与第一接地引脚和/或第一总线电源引脚在端子排的一面的同一面。

优选地，若干接地引脚串联后连接可控制电子元器件的一个使能端，若干总线电源串联后连接可控制电子元器件的另一个使能端。

优选地，若干信号引脚兼容type C的信号引脚的功能。

优选地，可控制电子元器件可以为整流二极管或其他可以将交流电整合为直流电的其他元器件。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，本发明的有益效果在于规避V-bus端子与隔离plate(GND功能)的短路风险，从而提供了一种安全可靠的USB连接器，将V-bus/GND平衡分布，减少了连接器V-bus端子的数量及分布，分别将V-bus/GND分别集中于一端，降低结构的复杂性，并增大总通流截面尺寸，实现大电流的可行性，减少V-bus的数量，降低因为接触问题带来的风险，造成单pin过载的隐患，且PCB端走向相对简化，避开走线需要合并而交叉走线的问题，且连接器的尺寸相对小型化的同时协议兼容Type C的全功能，且不通过增加高导电材料来增加贵金属层来增加流通能力，因此在同通流能力的情况下，减少了成本。

附图说明

图1为本发明一种USB连接器的示意图；

图2为本发明一种USB连接器的结构对比示意图；

图3为为本发明一种USB连接器的正反适配功能示意图；

图4为现有Type C的充电功能协议示意图；

图5为现有Type C发生易发生短路的示意图；

图6为现有Type C的实物设计对照示意图。

附图标记：

1为插座、2为可控制电子元器件、3为端子排、301为第一接地引脚、302为第二接地引脚、303为第三接地引脚、401为第一总线电源引脚、402为第二总线电源引脚、403为第三总线电源引脚、501为第一引脚、502为第二引脚、503为第三引脚、504为第四引脚、505为第五引脚、506为第六引脚、507为第七引脚、508为第八引脚、509为第九引脚、510为第十引脚、511为第十一引脚、512为第十二引脚、513为第十三引脚、514为第十四引脚、515为第十五引脚、516为第十六引脚、601为V-bus端子、602为GND隔离plate、603为插头端子。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参阅图1所示，本实施例提供一种USB连接器，该连接器主要用于与移动终端的充电接口进行相连后，对移动终端进行供电并充电的接口，该USB连接器包括插座1和可控制电子元器件2，该可控制电子元器件2为一种可以将交流电整合而为直流电的一个元件，在本实施例中所提供的可控制电子元器件2为一种整流二极管，但本实施例所提供的通过整流二极管来实施并不是唯一方式，仅用于对可控制电子元器件的作用进行描述，其他可用于将交流电整合为直流电的元件显然可以进行直接替换也是属于本实施例的范围内的。

参阅图1至图3所示，插座1内设有端子排3一端设有若干接地引脚，而端子排3的另一端设有若干总线电源引脚，具体的，在端子排3的右端设有若干接地引脚，而端子排3的左端则设有若干总线电源引脚，而除端子排3的右端的若干接地引脚和左端的若干总线电源引脚外的中间部分上设有若干信号引脚；在可控制电子元器件2上设置至少两个使能端，分别在端子排3右端和左端的若干接地引脚和若干总线电源分别连接可控制电子元器件2的一个使能端，当该USB连接器连接在移动终端的充电接口时，利用可控制电子元器件2的整流功能，将不对称功能但可正反适配造成的交流电整合为直流，从而达到直流输入的目的，以此来完成对移动终端的供电和充电，且由于可控制电子元器件2的存在，因此无论该USB连接器正面连接还是反面连接都可以对移动终端进行供电和充电。

需要说明的是，在端子排3右边的若干接地引脚至少包括第一接地引脚301、第二接地引脚302、第三接地引脚303，在端子排3左边的若干总线电源引脚至少包括第一总线电源引脚401、第二总线电源引脚402、第三总线电源引脚403；其中，第一接地引脚301和第二接地引脚302分别设于端子排3的两个相对面上，且第三接地引脚303设于分别在端子排3的两个相对面上的第一接地引脚301和第二接地引脚302之间，使第一接地引脚301和第二接地引脚302通过第三接地引脚303间接相连，在图中的端子排3的右端，第一接地引脚301在端子排3的右端的上端面，第二接地引脚302在端子排3的右端的下端面，而第三接地引脚303在端子排3的右端的上端面和下端面的第一接地引脚301和第二接地引脚302之间；第一总线电源引脚401和第二总线电源引脚402分别设于端子排3的两个相对面上，且第三总线电源引脚403设于分别在端子排3的两个相对面的第一总线电源引脚401和第二总线电源引脚402之间，使第一总线电源引脚401和第二总线电源引脚402通过第三总线电源403引脚相连，在图1中的端子排3的左端，第一总线电源引脚401在端子排3的左端的上端面，第二总线电源引脚402在端子排3的左端的下端面，而第三总线电源引脚403在端子排3的左端的上端面和下端面的第一总线电源引脚401和第二总线电源引脚402之间。需要说明的是，在图1中，在端子排3右端的第一接地引脚301和在端子排3左端的第一总线电源引脚401在端子排3的同一面，在图1中为第一接地引脚301和第一总线电源引脚401在端子排的上端面，在端子排3右端的第二接地引脚302和在端子排3左端的第二总线电源引脚402在端子排3的同一面，在图1中为第二接地引脚302和第二总线电源引脚402在端子排2的下端面。

需要说明的是，参阅图1至图3所示，若干信号引脚分别包括第一引脚501、第二引脚502、第三引脚503、第四引脚504、第五引脚505、第六引脚506、第七引脚507、第八引脚508、第九引脚509、第十引脚510、第十一引脚511、第十二引脚512、第十三引脚513、第十四引脚514、第十五引脚515、第十六引脚516；第一引脚501、第二引脚502、第三引脚503、第四引脚504、第五引脚505、第六引脚506、第七引脚507、第八引脚508依次并排设于与第一接地引脚301和/或第一总线电源引脚401在端子排3的一面的同一面，具体的，第一引脚501、第二引脚502、第三引脚503、第四引脚504、第五引脚505、第六引脚506、第七引脚507、第八引脚508从图1中的端子排3的右端的上端面依次向图1中端子排3的左端的上端面依次排列；第九引脚509、第十引脚510、第十一引脚511、第十二引脚512、第十三引脚513、第十四引脚514、第十五引脚515、第十六引脚516依次并排设于第二接地引脚302和/或第二总线电源引脚402在端子排的一面的同一面，具体的，第九引脚509、第十引脚510、第十一引脚511、第十二引脚512、第十三引脚513、第十四引脚514、第十五引脚515、第十六引脚516从图1中的端子排3的右端下端面依次向图1中的端子排3的左端的下端面依次排列，且包括第一引脚501、第二引脚502、第三引脚503、第四引脚504、第五引脚505、第六引脚506、第七引脚507、第八引脚508、第九引脚509、第十引脚510、第十一引脚511、第十二引脚512、第十三引脚513、第十四引脚514、第十五引脚515、第十六引脚516分别兼容Type C的信号引脚的功能，而Type C的信号引脚的功能属于现有技术，本实施例不对其功能进行详细的描述。

需要说明的是，在第一接地引/301、第二接地引脚302、第三接地引脚303串联后连接可控制电子元器件2的一个使能端，第一总线电源引脚401、第二总线电源引脚402、第三总线电源引脚403串联后连接可控制电子元器件3的另一个使能端。

移动终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种USB连接器，其特征在于，包括插座与可控制电子元器件；其中，

所述插座内设有端子排，所述端子排的一端设有若干接地引脚，所述端子排的另一端设有若干总线电源引脚，所述端子排除两端外的部分上设有若干信号引脚；

所述可控制电子元器件上设有至少两个使能端，分别在所述端子排两端的若干接地引脚和若干总线电源分别连接所述可控制电子元器件的一个使能端；

所述若干接地引脚包括第一接地引脚、第二接地引脚、第三接地引脚，所述若干总线电源引脚包括第一总线电源引脚、第二总线电源引脚、第三总线电源引脚；其中，

所述第一接地引脚和第二接地引脚分别设于所述端子排的两个相对的面上，且所述第三接地引脚设于所述第一接地引脚和第二接地引脚之间；

所述第一总线电源引脚和第二总线电源引脚分别设于所述端子排的两个相对的面上，且所述第三总线电源引脚设于所述第一总线电源引脚和第二总线电源引脚之间；

所述第一接地引脚和第一总线电源引脚在所述端子排的两个相对的面的同一面，所述第二接地引脚和第二总线电源引脚在所述端子排的两个相对的面的同一面，所述若干信号引脚设于第一接地引脚与第一总线电源引脚和/或第二接地引脚与第二总线电源引脚之间；

所述第一接地引脚和第一总线电源引脚与所述第二接地引脚和第二总线电源引脚不在所述端子排的两个相对的面的同一面上，且所述若干信号引脚分别相对设于所述端子排的两个相对的面上。

2.根据权利要求1所述的USB连接器，其特征在于，所述若干信号引脚包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚；其中，

所述第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚依次并排设于与所述第一接地引脚和/或第一总线电源引脚在所述端子排的一面的同一面；

所述第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚依次并排设于与所述第二接地引脚和/或第二总线电源引脚在所述端子排的一面的同一面。

3.根据权利要求1所述的USB连接器，其特征在于，所述若干接地引脚串联后连接所述可控制电子元器件的一个使能端，所述若干总线电源串联后连接所述可控制电子元器件的另一个使能端。

4.根据权利要求1所述的USB连接器，其特征在于，所述若干信号引脚兼容type C的信号引脚的功能。

5.根据权利要求1所述的USB连接器，其特征在于，所述可控制电子元器件可以为整流二极管。

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