CN204808314U - 一种usb集线器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种USB集线器，包括有控制芯片、切换开关、主机专用连接器/线、移动设备专用连接器/线，其中，控制芯片具有一个上联端口、一个第一下联端口和三个第二下联端口；上联端口连接到主机，第一下联端口作为移动设备专用端口，第二下联端口连接到与周边设备配合的母座连接器；控制芯片的上联端口与下联端口通过切换开关进行与主机和周边设备之间连接的相互切换，使周边设备可作为从设备，也可作为主设备。切换开关还可具有与移动设备专用连接器/线以及主机专用连接器/线之中的辨识线路连接的接点，通过切换是否接地，以改变USB？2.0？OTG设备的主从状态，或是改变串联电阻值，使周边设备更改相应状态。

Description

一种USB集线器

技术领域：

本实用新型涉及计算机外设技术领域，尤其是涉及一种可切换移动设备连接到上联端口或下联端口的USB集线器。

背景技术：

见图1所示：一般的USB集线器作为PC与周边设备的桥接工具，具有一个上联端口(UpstreamPort/USport)11、一个第一下联端口(DownstreamPort/DSport)12、三个第二下联端口13，其中，PC作为主设备连接到上联端口11，键盘和鼠标作为从设备连接到第一下联端口12和第二下联端口13。

随着智能手机的发展，从以前的单纯作为U盘用途，发展到现在已近作为一种低阶计算机使用；这样就延伸了需要连接周边设备的需求。不过若要连接那么多的周边设备，就会产生经常插拔的问题；尤其是一般桌上型计算机都已具备许多周边设备，如果要将这些周边设备在桌上型计算机与移动设备之间拆接，将会非常麻烦将更为不便；

虽然现有KVM设备作为两台主机之间的周边设备共享器，但是KVM并不能将移动设备作为桌上型计算机的U盘使用，因此必须另外寻找适当的桥接方式。

实用新型内容：

本实用新型的目的就在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种新的USB集线器，它可将移动设备作为主机的U盘使用，亦可将周边设备转由移动设备使用，达到周边资源共享的目的。

为实现上述目的，本实用新型的一种USB集线器，包括有一个或两个控制芯片、切换开关、主机专用连接器/线、移动设备专用连接器/线，其中，控制芯片具有一个上联端口、一个第一下联端口和三个第二下联端口；上联端口连接到主机，第一下联端口作为移动设备专用端口，第二下联端口连接到与周边设备配合的母座连接器；控制芯片的上联端口与第一下联端口通过切换开关进行与主机和周边设备之间连接的相互切换，使周边设备可作为从设备，也可作为主设备。

切换开关还可具有与移动设备专用连接器/线以及主机专用连接器/线之中的辨识线路连接的接点，通过切换是否接地，以改变USB2.0OTG设备的主从状态，或是改变串联电阻值，使周边设备更改相应状态。

作为上述技术方案的优选，所述的控制芯片的电源端连接到切换开关，再透过计算机供电，使在切换过程中控制芯片以及与移动设备的连接可以进行断开再重启。

作为上述技术方案的优选，所述的集线器具有两个控制芯片，切换开关通过切换对控制芯片的电源端切换供电，使在同一时间只有一个集线器芯片运作；两个集线器的第二下联端口并联，共同连接到与周边设备配合的母座连接器，控制芯片的第一下联端口可与具有USB3.1接口的主机连接，也可不与主机连接。

作为上述技术方案的优选，所述的切换开关为两排6/12针点的两段式拨动开关，或拨码开关，或自锁开关，或是由轻触开关、逻辑IC与开关三极管所组成的电子式开关电路。

作为上述技术方案的优选，所述的切换开关为两排18针点以上的两段式拨动开关，上联端口、第一下联端口、主机专用连接器/线、移动设备专用连接器/线四者的D+D-电路皆连接到切换开关，当切换开关将上联端口的D+D-电路与移动设备专用连接器/线联通时，上联端口的D+D-电路与主机专用连接器/线断开，当切换开关将上联端口的D+D-电路与主机专用连接器/线联通时，则移动设备专用连接器/线与移动设备专用的第一下联端口的D+D-电路联通；切换开关具有连接USB3.1的识别端或USB2.0OTGID端的接点，通过切换是否接地，以改变USB2.0OTG设备的主从状态，或是改变串联电阻值，使周边设备更改相应状态。

作为上述技术方案的优选，所述的切换开关具有与控制芯片的辨识端相连接的接点，通过改变与辨识端的联通状态，经由控制芯片本身的软件运作，使连接主机的上联端口变成下联端口，而连接移动设备的第一下联端口变成上联端口，切换两个端口的上联/下联状态与0TGID端接地与否以改变移动设备主从状态一致。

作为上述技术方案的优选，所述的集线器具有两个移动设备专用连接器，一个是USB2.0OTG规格，其ID端对应切换开关控制接地的接点，另一个是USB3.1OTGTypeC规格，其识别端对应切换开关的阻值接点，在两个连接器前端具有滑动门，使同一时间只能连接一条线。

作为上述技术方案的优选，所述的切换开关连接到影像切换IC。

作为上述技术方案的优选，所述的集线器具有USB3.1影像切换IC，以及USB2.0OTGMHL影像切换IC，通过另一个独立的开关切换两种芯片的工作。

作为上述技术方案的优选，所述的USB集线器与键盘整合在一起，置入键盘内部，其切换开关设置于键盘表面。

本实用新型的有益效果在于：其可针对移动设备/USB集线器/主机联线系统，在主机为开机使用状态时将移动设备作为U盘使用，亦可将周边设备转由移动设备使用，达到周边资源共享的目的，不必进行麻烦地插接。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为现有设计的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三的结构示意图；

图5为本实用新型实施例四的结构示意图；

图6为本实用新型实施例五的结构示意图；

图7为本实用新型实施例六的结构示意图；

图8为本实用新型实施例七的结构示意图；

图9为本实用新型实施例八的结构示意图。

具体实施方式：

图2所示为本实用新型实施例一的示意图，该USB集线器包括有控制芯片10、切换开关20、主机专用连接器/线40、移动设备专用连接器/线50，其中，控制芯片10具有一个上联端口11、一个第一下联端口12和三个第二下联端口13，其中，第一下联端口12作为移动设备专用下联端口，第二下联端口13连接到与周边设备配合的母座连接器；上联端口11、第一下联端口12、主机专用连接器/线40、移动设备专用连接器/线50四者的D+D-电路皆连接到切换开关20；当切换开关20将上联端口11的D+D-电路电路与移动设备专用连接器/线50联通时，上联端口11的D+D-电路与主机专用连接器/线40断开；当切换开关20将上联端口11的D+D-电路与主机专用连接器/线40联通时，则移动设备专用连接器/线50与移动设备专用的第一下联端口12的D+D-电路联通。

主机与手机的电源并联，经过降压稳压器80之后连到切换开关20；控制芯片10的电源端15连接到切换开关20，再透过计算机接口40供电，使在切换过程中控制芯片以及与移动设备的连接可以进行重启。

为了配合部分手机的需求，必须使移动设备专用连接器/线50的识别端能与不同阻值的电阻串联，据以自动改变状态。因此，切换开关20为两排18针点的两段式拨动开关，多了两组切换针脚；其中一组(A2/B2/C2)用来切换识别端口51与不同阻值的电阻串联。

另外一组切换开关20(A1/B1/C1)可连接到两个LED状态指示灯，或是连接到影像切换IC。

图3所示的实施例与实施例一不同的是：主机(例如ARM架构的笔记本电脑)亦是USB3.1TypeC接口，亦具有识别端口41，因此亦可作为从设备；另外一组切换开关20(A1/B1/C1)亦是连接两个不同阻值的电阻，并与切换开关(A2/B2/C2)所串联的阻数呈现相反的配置，当切换主机作为主设备，则C1连接R1，C2连接R2；当切换手机作为主设备，则A1连接R2，A连接R1。

图4所示的实施例三与前例不同的是：实施例一与例二仍是应用在具有USB3.0TypeC接口的手机，通过识别端51连接不同的电阻值切换主从状态；而图4的实施例三乃针对具有USB2.0OTG功能的手机，通过ID端51在开关处接地与否切换主从状态。

其中一组切换针脚用来连接到移动设备专用连接器/线70的屏蔽线，或是独立芯线，并与microUSB的ID端71短接，通过A2与B2的短接进行接地(符号G)，即可实现OTG功能；当切换开关20将上联端口11的D+D-电路与主机专用连接器/线40联通时，则因A2与B2不再短接，意即地端G与microUSB的ID端71断开，手机转为U盘功能；而且如前所述，移动设备专用连接器/线70与移动设备专用的第一下联端口12的D+D-电路联通。

图5所示的实施例四与前述实施例不同的是：切换开关20具有与控制芯片10的辨识端14相连接的接点，通过改变与辨识端14的联通不同阻数(R3、R4)的状态，经由控制芯片10本身软件的运作，使连接主机上联端口11变成下联端口，而连接移动设备第一下联端口11变成上联端口。切换此两个端口的上联/下联状态与OTGID端接地与否以改变移动设备主从状态一致。

切换开关为两排12针点的两段式拨动开关，或拨码开关，或自锁开关，或是由轻触开关、逻辑IC与开关三极管所组成的电子式开关电路。

图6所示的实施例中与前例不同的是：集线器具有第一控制芯片10和第二控制芯片60，切换开关20通过切换对第一控制芯片10的电源端15和第二控制芯片60的电源端65切换供电，使在同一时间只有一个集线器芯片运作。而两个集线器的第二下联端口13和63并联，共同连接到与周边设备配合的母座连接器，图6中未示出。

图7所示的实施例与前例不同的是：集线器具有第一移动设备专用连接器50和第二移动设备专用连接器70，一个是USB2.0OTG规格，其ID端对应切换开关控制接地的接点，另一个是USB3.1TypeC规格，其识别端对应切换开关的阻值接点，在第一连接器50和第二连接器70前端具有滑动门90，使同一时间只能连接一条线。

图8所示的实施例七是实施例五和实施例六的结合，集线器具有第一移动设备专用连接器50和第二移动设备专用连接器70，也具有第一控制芯片10和第二控制芯片60，只是第二控制芯片60的第一下联合端口62不与主机连接，此第一下联端口62可以连接到其他周边设备，例如USB转VGAIC。

图9所示的实施例八与实施例七不同的是：虽然是连接USB3.1的周边设备，但因HUB是USB2.0规格，不需要连接识别电阻，因此只要两组接点即可运作。一组接点用来切换第一控制芯片10和第二控制芯片60，另一组接点则用来切换USB2.0OTGID的接地。

因当切换开关往左边切使移动设备成为从设备时，控制芯片10第二控制芯片60的第一下联合端口62不与主机连接，因此可以用来连接移动设备所需的特定周边设备，例如USB转乙太网口芯片100及其接口101，或是连接另一个USB母座以连接其他周边设备。

切换开关为两排6针点的两段式拨动开关，或拨码开关，或自锁开关，或是由轻触开关、逻辑IC与开关三极管所组成的电子式开关电路。

Claims (10)

1.一种USB集线器，其特征在于：包括有一个或两个控制芯片、切换开关、主机专用连接器/线、移动设备专用连接器/线，其中，控制芯片具有一个上联端口、一个第一下联端口和三个第二下联端口；上联端口连接到主机，第一下联端口作为移动设备专用端口，第二下联端口连接到与周边设备配合的母座连接器；控制芯片的上联端口与第一下联端口通过切换开关(20)进行与主机和周边设备之间连接的相互切换，使周边设备可作为从设备，也可作为主设备；

切换开关还可具有与移动设备专用连接器/线以及主机专用连接器/线之中的辨识线路连接的接点，通过切换是否接地，以改变USB2.0OTG设备的主从状态，或是改变串联电阻值，使周边设备更改相应状态。

2.根据权利要求1所述的USB集线器，其特征在于：所述的控制芯片的电源端连接到切换开关，再透过计算机供电，使在切换过程中控制芯片以及与移动设备的连接可以进行断开再重启。

3.根据权利要求1所述的USB集线器，其特征在于：所述的集线器具有两个控制芯片，切换开关通过切换对控制芯片的电源端切换供电，使在同一时间只有一个集线器芯片运作；两个集线器的第二下联端口并联，共同连接到与周边设备配合的母座连接器，控制芯片的第一下联端口可与具有USB3.1接口的主机连接，也可不与主机连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的USB集线器，其特征在于：所述的切换开关为6/12针点的两段式拨动开关，或拨码开关，或自锁开关，或是由轻触开关、逻辑IC与开关三极管所组成的电子式开关电路。

5.根据权利要求1所述的USB集线器，其特征在于：所述的切换开关为两排18针点以上的两段式拨动开关，上联端口、第一下联端口、主机专用连接器/线、移动设备专用连接器/线四者的D+D-电路皆连接到切换开关，当切换开关将上联端口的D+D-电路与移动设备专用连接器/线联通时，上联端口的D+D-电路与主机专用连接器/线断开，当切换开关将上联端口的D+D-电路与主机专用连接器/线联通时，则移动设备专用连接器/线与移动设备专用的第一下联端口的D+D-电路联通；切换开关具有连接USB3.1的识别端或USB2.0OTGID端的针脚组，通过切换是否接地，以改变USB2.0OTG设备的主从状态，或是改变串联电阻值，使周边设备更改相应状态。

6.根据权利要求1所述的USB集线器，其特征在于：所述的切换开关具有与控制芯片的辨识端相连接的接点，通过改变与辨识端的联通状态，经由控制芯片本身的软件运作，使连接主机的上联端口变成下联端口，而连接移动设备的第一下联端口变成上联端口，切换两个端口的上联/下联状态与0TGID端接地与否以改变移动设备主从状态一致。

7.根据权利要求1所述的USB集线器，其特征在于：所述的集线器具有两个移动设备专用连接器，一个是USB2.0OTG规格，其ID端对应切换开关控制接地的接点，另一个是USB3.1OTGTypeC规格，其识别端对应切换开关的阻值接点，在两个连接器前端具有滑动门，使同一时间只能连接一条线。

8.根据权利要求1所述的USB集线器，其特征在于：所述的切换开关连接到影像切换IC。

9.根据权利要求8所述的USB集线器，其特征在于：所述的集线器具有USB3.1影像切换IC，以及USB2.0OTGMHL影像切换IC，通过另一个独立的开关切换两种芯片的工作。

10.根据权利要求9所述的USB集线器，其特征在于：所述的USB集线器与键盘整合在一起，置入键盘内部，其切换开关(20)设置于键盘表面。