CN205016791U - USB Type-C连接器模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种USB？Type-C连接器模块，包括USB？Type-C连接器、配置信道处理单元、多任务器单元及电力传输控制单元。电力传输控制单元连接USB？Type-C连接器的电源端子，多任务器单元连接USB？Type-C连接器的多个数据端子，配置信道处理单元连接USB？Type-C连接器的配置信道端子，并连接电力传输控制单元与多任务器单元。配置信道处理单元于通过配置信道端子判断USB？Type-C连接器已连接外部的特定装置时，依据特定装置的种类控制电力传输控制单元输出对应大小的电力，并控制多任务器单元传输对应格式的讯号。本实用新型将处理USB？Type-C讯号所需的组件整合于单一模块中，以便于配置在主板上。

Description

USB Type-C连接器模块

技术领域

本实用新型涉及USBType-C连接器，尤其涉及USBType-C连接器模块。

背景技术

由于通用串行总线(UniversalSerialBus,USB)连接器的普及化，几乎各式电子装置上皆配置有USB连接器。通过该些USB连接器的使用，电子装置的用户可轻松地进行数据的传输，相当便利。

目前时下最广泛使用的USB连接器规格，以可支持高速传输速率(Hi-Speed,480Mbps)的USB2.0规格与可支持超高速传输速率(Super-Speed,5Gpbs)的USB3.0规格为最大宗。然而，随着数字数据质量与档案容量的提升，前述USB2.0规格与USB3.0规格的传输速度已渐渐无法满足现有使用者的需求。

有鉴于此，市场上推出了USB3.1规格，而其中更以USB3.1的Type-C的连接器最受到各界瞩目。具体来说，USBType-C连接器除了以上、下共24根端子的结构克服了传统USB连接器无法正插或反插的问题外，还可提供高达10Gbps的数据传输速度与100W的输出功率。

如上所述，USBType-C连接器具备了便利性、高数据传输速度与大输出功率，再加上USBType-C连接器的体积非常的小，所需占据的空间并不大。因此，目前许多新款计算机主机或电子装置皆舍弃了USB2.0连接器与USB3.0连接器，改为采用USBType-C连接器。由此可看出，USBType-C连接器将可能成为新一代通用接口的主流。

然而，USBType-C连接器的功能相当强大，且USBType-C讯号也较其他USB格式的讯号更为复杂，因此，若要配置USBType-C连接器并支持USBType-C数据传输接口，则计算机主机或电子装置的主板上必须设置对应的多个控制芯片。

但是，上述控制芯片将会占据该主板上宝贵的配置空间，造成该主板上的空间不敷使用的问题。因此，在以微小化为主流的现代，如何在支持USBType-C数据传输接口的同时，不会因为该些控制芯片的设置而浪费主板上的空间，并且不会造成计算机主机或电子装置的制程的困难与时间成本的提高，即为本技术领域研究人员所潜心研究的方向。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种将USBType-C连接器与处理USBType-C讯号所需的所有组件皆整合为一体的USBType-C连接器模块。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种USBType-C连接器模块，包括：

一USBType-C连接器，具有一电源端子、二配置信道(ConfigurationChannel,CC)端子及多个第一资料端子；

一电力传输控制单元，电性连接该电源端子，依据一供电讯号将一第一电力转换为一第二电力并输出至该电源端子；

一多任务器单元，电性连接该多个第一数据端子，依据一切换讯号判断输出一组USBType-C讯号或一组DisplayPort讯号至该多个第一数据端子；及

一配置信道处理单元，电性连接该电力传输控制单元、该多任务器单元及该二配置信道端子，藉由该二配置信道端子的其中之一接收一侦测讯号，并依据该侦测讯号发出该供电讯号与该切换讯号。

如上所述，其中更包括一微处理单元，电性连接该配置信道处理单元，用于控制该配置信道处理单元的作动。

如上所述，其中该配置信道处理单元于该USBType-C连接器连接外部的一USBType-C装置时接收发出令该多任务器单元输出该组USBType-C讯号的一第一切换讯号，并且于该USBType-C连接器连接外部的一DisplayPort装置时发出令该多任务器单元输出该组DisplayPort讯号的一第二切换讯号。

如上所述，其中该组USBType-C讯号至少包括两对高速传输数据讯号(SSTx)及两对高速接收数据讯号(SSRx)，该组DisplayPort讯号至少包括一对信道0差分讯号(Lane0)、一对信道1差分讯号(Lane1)、一对信道2差分讯号(Lane2)、一对信道3差分讯号(Lane3)及一对附属信道差分讯号(AUX)，该多个第一数据端子包括两对高速传输数据端子、两对高速接收数据端子及二第二总线端子(SBU)。

如上所述，其中该电力传输控制单元依据该供电讯号将该第一电力转换为一第三电力并传输至该配置信道处理单元，并且该配置信道处理单元将该第三电力输出至另一该配置信道端子。

如上所述，其中该第三电力为6瓦(5伏特/1.2安培)的一配置电力(Vconn)。

如上所述，其中更包括一电路板，该USBType-C连接器、该配置信道处理单元、该电力传输控制单元及该多任务器单元电性连接于该电路板上。

如上所述，其中更包括多个转接端子，分别电性连接于该电路板上，并通过该电路板电性连接该电力传输控制单元及该多任务器单元，该多个转接端子由外部接收该第一电力并传输至该电力传输控制单元，并由外部接收该USBType-C讯号与该DisplayPort讯号并传输至该多任务器单元。

如上所述，其中该多个转接端子还通过该电路板电性连接该USBType-C连接器的多个第二数据端子，以由外部接收一正数据讯号(D+)与一负数据讯号(D-)并传输至该多个第二数据端子。

如上所述，其中该电力传输控制单元支持USB电力传输(PowerDelivery,PD)功能，该第二电力为10瓦(5伏特/2安培)、18瓦(12伏特/3安培)、36瓦(12伏特/3安培)、60瓦(20伏特/3安培)或100瓦(20伏特/5安培)的输出电力。

本实用新型所提供的USBType-C连接器模块，具有以下优点：

本实用新型通过将USBType-C连接器以及处理USBType-C讯号所需的所有组件皆整合在单一个模块之中，藉此，有助于制造者将该模块直接设置在各式电子装置的主板上，令各式电子装置配置有USBType-C连接器并同时具有USBType-C讯号的传输能力。

另外，通过采用本实用新型的USBType-C连接器模块，则各式电子装置的主板上不必保留该些组件的配置空间，制造者也不需要另外为该些组件进行电路设计。藉此，可有效简化该些电子装置的制程。

附图说明

图1为本实用新型的第一具体实施例的立体组合图；

图2为本实用新型的第一具体实施例的配置示意图；

图3为本实用新型的第一具体实施例的电路方块图；

图4为本实用新型的第二具体实施例的电路方块图；

图5为本实用新型的第三具体实施例的电路方块图。

【主要组件符号说明】

1…USBType-C连接器模块；

10…壳体；

11…电路板；

12…USBType-C连接器；

13…配置信道处理单元；

14…多任务器单元；

15…电力传输控制单元；

16…微处理单元；

17…转接端子；

2…主板；

21…连接器；

22…芯片组；

23…图形处理单元；

24…电力单元；

3…USBType-C装置；

4…DisplayPort装置；

S0…控制讯号；

S1…侦测讯号；

S2…供电讯号；

S3…第一切换讯号；

S4…第二切换讯号；

P1…第一电力；

P2…第二电力；

P3…第三电力；

P4…第四电力。

具体实施方式

下面结合附图及本实用新型的实施例对本新型USBType-C连接器模块作进一步详细的说明。

首请参阅图1，为本实用新型的第一具体实施例的立体组合图。本实用新型揭露了一种USBType-C连接器模块1(下面简称为该连接器模块1)，该连接器模块1主要包括一USBType-C连接器12，及处理USBType-C讯号所需的多个处理单元。本实施例中，该些处理单元主要是以集成电路(IntegratedCircuit,IC)来实现，并且该USBType-C连接器12主要以一USBType-C连接器母头来实现，但不加以限定。

于一实施例中，该连接器模块1主要具有一配置信道处理单元13、一多任务器单元14及一电力传输控制单元15。该连接器模块1更包括一电路板11，该USBType-C连接器12、该配置信道处理单元13、该多任务器单元14及该电力传输控制单元15电性连接于该电路板11上，并藉由该电路板11彼此电性连接。并且如图1所示，本实施例中，该连接器模块1还具有一壳体10，该壳体10包覆该电路板11、该USBType-C连接器12、该配置信道处理单元13、该多任务器单元14及该电力传输控制单元15。

于另一实施例中，该连接器模块1还具有一微处理单元16，电性连接该配置信道处理单元13。更具体地，该微处理单元16电性连接于该电路板11上，并通过该电路板11电性连接该配置信道处理单元13。并且于本实施例中，该壳体10同时包覆该微处理单元16。

该连接器模块1还包括一端电性连接该电路板11的多个转接端子17，并且该多个转接端子17的另一端裸露于该壳体10之外。并且于一实施例中，该多个转接端子17通过该电路板11电性连接该电力传输控制单元15、该多任务器单元14及该USBType-C连接器12(容后详述)。

请同时参阅图2，为本实用新型的第一具体实施例的配置示意图。如图2所示，该连接器模块1通过该多个转接端子17的另一端电性连接于一电子装置(图未标示)的一主板2上。藉此，该电子装置可藉由该连接器模块1支持USBType-C的讯号传输功能。

如图2所示，该主板2的一侧可设置有多个连接器21，该连接器模块1可设置于该多个连接器21旁，并且该USBType-C连接器12的开口方向与该多个连接器21的开口方向相同。

该主板2上主要设置有一芯片组22(PCH)、一图形处理单元23(GraphicsProcessingUnit,GPU)及一电力单元24，该连接器模块1藉由该多个转接端子17电性连接该主板2上的该芯片组22、该图形处理单元23与该电力单元24。藉此，该主板2可通过该连接器模块1上的该USBType-C连接器12与外部的电子装置连接，以进行USBType-C讯号、DisplayPort讯号与电力的传输。

参阅图3，为本实用新型的第一具体实施例的电路方块图。本实施例中，该USBType-C连接器12主要具有一电源端子(VBUS)、二配置信道(ConfigurationChannel,CC)端子(CC1、CC2)及多个第一资料端子，其中该多个第一数据端子至少包括两对高速传输数据端子(SSTx)、两对高速接收数据端子(SSRx)及两根第二总线端子(SecondaryBus,SBU)。

如图3所示，该电力传输控制单元15电性连接该USBType-C连接器12上的该电源端子。本实施例中，该电力传输控制单元15可通过该多个转接端子17由该主板2上的该电力单元24取得电力，并依据该配置信道处理单元13的控制，输出对应功率的电力至该电源端子。如此一来，与该USBType-C连接器12连接的一外部装置可通过该电源端子取得所需的电力。

该多任务器单元14电性连接该USBType-C连接器12上的该多个第一数据端子。本实施例中，该多任务器单元14可通过该多个转接端子17由该主板2上的该芯片组22取得一组USBType-C讯号，并且由该图形处理单元23取得一组DisplayPort讯号。并且，该多任务器单元14可依据该配置信道处理单元13的控制，输出该组USBType-C讯号或该组DisplayPort讯号至该多个第一数据端子。如此一来，与该USBType-C连接器12连接的该外部装置可通过该多个第一数据端子取得该组USBType-C讯号或该组DisplayPort讯号(视该外部装置所需的讯号格式而定)。

该配置信道处理单元13电性连接该USBType-C连接器12的该二配置信道端子，并藉由该二配置信道端子判断该USBType-C连接器12是否与该外部装置连接，以及该外部装置的类型为何。藉此，该配置信道处理单元13可依据判断结果控制该电力传输控制单元15与该多任务器单元14，藉以令该USBType-C连接器12可以输出适当功率的电力与适当格式的数据给该外部装置。

该微处理单元16电性连接该配置信道处理单元13，用以控制该配置信道处理单元13的作动。更具体而言，该微处理单元16内运行有控制软件，该控制软件被执行后会发出一控制讯号S0，并通过该控制讯号S0致能该配置信道处理单元13的影像功能。在影像功能被致能后，该配置信道处理单元13可控制该多任务器单元14，以令该多任务器单元14切换输出该组USBType-C讯号或该组DisplayPort讯号。惟，上述仅为本实用新型的一具体实施范例，不加以限定。

另外，该USBType-C连接器12还具有多个第二数据端子(D+/D-)。本实施例中，该多个第二数据端子通过该多个转接端子17电性连接该主板2，更具体地，该多个第二资料端子通过该多个转接端子17电性连接该主板2上的该芯片组22。当该多任务器单元14输出该组USBType-C讯号时，该多个转接端子可由外部(即，该芯片组22)接收一正数据讯号(D+)与一负数据讯号(D-)，并传输至该多个第二数据端子，以藉由该多个第二数据端子输出。

请参阅图4，为本实用新型的第二具体实施例的电路方块图。于图4的实施例中，以该USBType-C连接器12连接外部的一USBType-C装置3为例来举例说明。于本实施例中，该USBType-C装置3指的是具有对应的USBType-C连接器公头，并与该连接器模块1互相传输USBType-C讯号的电子装置。

当该USBType-C连接器12连接该USBType-C装置3后，该配置信道处理单元13可由该二配置信道端子的其中之一接收一侦测讯号S1，本实施例中，该侦测讯号S1主要指出该USBType-C装置3可支持USBType-C讯号、正插或反插(即，触发该二配置信道端子中的哪一根)、需要几瓦的电力等信息。

该配置信道处理单元13接收该侦测讯号S1后，即依据该侦测讯号S1产生对应的一供电讯号S2与一切换讯号，传输该供电讯号S2至该电力传输控制单元15，并传输该切换讯号至该多任务器单元14。值得一提的是，当该连接器模块1连接该USBType-C装置3时，该配置信道处理单元13主要是产生令该多任务器单元14输出该组USBType-C讯号的一第一切换讯号S3，并传输该第一切换讯号S3至该多任务器单元14。

该电力传输控制单元15藉由该多个转接端子17连接该主板2上的该电力单元24，并由该电力单元24接收一第一电力P1。本实施例中，该电力传输控制单元15依据该供电讯号将该第一电力转换为该USBType-C装置3所需的一第二电力P2，并且将该第二电力P2输出至该USBType-C连接器12的该电源端子。

本实施例中，该电力传输控制单元15主要为可支持USB电力传输(PowerDelivery,PD)功能的控制单元，并且该第二电力P2主要为10瓦(5伏特/2安培)、18瓦(12伏特/3安培)、36瓦(12伏特/3安培)、60瓦(20伏特/3安培)或100瓦(20伏特/5安培)的输出电力，依据该USBType-C装置3的需求而定。于一实施例中，该USBType-C装置3对于电力的需求可记载于该侦测讯号S1中，但不加以限定。

值得一提的是，该配置通处理单元13主要由该二配置信道端子的其中的一接收该侦测讯号S1(以CC1为例)，并且，该电力传输控制单元15接收该供电讯号S2后，还可依据该供电讯号S2将该第一电力P1转换为一第三电力P3，并传输至该配置信道处理单元13。藉此，该配置信道处理单元13可将该第三电力P3输出至另一该配置信道端子(例如CC2)，以将该第三电力P3作为该USBType-C连接器12的一配置电力(Vconn)。于一实施例中，该第三电力P3为6瓦(5伏特/1.2安培)的配置电力(Vconn)，但不加以限定。该配置电力为USBType-C协议中的公知技术，于此不再赘述。

该多任务器单元14藉由该多个转接端子17连接该主板2上的该芯片组22与该图形处理单元23，由该芯片组22接收该组USBType-C讯号，并由该图形处理单元23接收该组DisplayPort讯号。本实施例中，该多任务器单元14依据该第一切换讯号S3选择该USBType-C讯号，并将该USBType-C讯号输出至该USBType-C连接器12的该多个第一数据端子。该组USBType-C讯号至少包括两对高速传输数据讯号(SSTx)及两对高速接收数据讯号(SSRx)。并且于本实施例中，该USBType-C连接器12的该多个第二数据端子还通过该多个转接端子17由该芯片组22接收该正数据讯号与该负数据讯号。

通过该连接器模块1上的该配置信道处理单元13、该电力传输控制单元15、该多任务器单元14及该USBType-C连接器12，该主板2可与该USBType-C装置3传输USBType-C数据与一第四电力P4。本实施例中，该第四电力P4为该第二电力P2与该第三电力P3的总合，但不加以限定。

参阅图5，为本实用新型的第三具体实施例的电路方块图。于图5的实施例中，以该USBType-C连接器12连接外部的一DisplayPort装置4为例来举例说明。本实施例中，该DisplayPort装置4指的是具有对应的USBType-C连接器公头，并藉由USBType-C协议中的替换模式(AlternateMode)与该连接器模块1互相传输DisplayPort讯号的电子装置。

当该USBType-C连接器12连接该DisplayPort装置4后，该配置信道处理单元13可由该二配置信道端子的其中之一接收该侦测讯号S1，并依据该侦测讯号S1产生该供电讯号S2与该切换讯号。值得一提的是，当该连接器模块1连接该DisplayPort装置4时，该配置信道处理单元13主要是产生令该多任务器单元14输出该组DisplayPort讯号的一第二切换讯号S4，并传输该第二切换讯号S4至该多任务器单元14。

该电力传输控制单元15依据该供电讯号将该第一电力转换为该DisplayPort装置4所需的该第二电力P2，并且将该第二电力P2输出至该USBType-C连接器12的该电源端子。本实施例中，该第二电力P2与前述第二实施例中该USBType-C装置3所需的该第二电力P2可为相同或不同的功率，不加以限定。同样地，该DisplayPort装置4对于电力的需求，也可记载于该侦测讯号S1中。

并且，当该电力传输控制单元15接收该供电讯号S2后，亦可依据该供电讯号S2将该第一电力P1转换为该第三电力P3(即，该配置电力(Vconn))，并传输至该配置信道处理单元13，以藉由该配置信道处理单元13输出至另一该配置信道端子。

本实施例中，该多任务器单元14依据该第二切换讯号S4选择该DisplayPort讯号，并将该DisplayPort讯号输出至该USBType-C连接器12的该多个第一数据端子。该组DisplayPort讯号至少包括一对信道0差分讯号(Lane0)、一对信道1差分讯号(Lane1)、一对信道2差分讯号(Lane2)、一对信道3差分讯号(Lane3)及一对附属信道差分讯号(AUX)。并且于本实施例中，该USBType-C连接器12主要是藉由该多个第一数据端子中的两对高速传输数据端子与两对高速接收数据端子分别输出该对信道0差分讯号、该对信道1差分讯号、该对信道2差分讯号与该对信道3差分讯号，并藉由该多个第一数据子中的两根第二总线端子输出该对附属信道差分讯号，但不加以限定。

通过该连接器模块1上的该配置信道处理单元13、该电力传输控制单元15、该多任务器单元14及该USBType-C连接器12，该主板2可与该DisplayPort装置4传输DisplayPort数据与该第四电力P4。本实施例中，该第四电力P4为该第二电力P2与该第三电力P3的总合，但不加以限定。

本实用新型的该连接器模块1通过上述结构与电路设计，可将该USBType-C连接器12与所有相关组件皆整合于单一该电路板11上，以便制造者快速将该连接器模块1设置于该主板2上，有利于该主板2的制程简化与成本的降低。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种USBType-C连接器模块，其特征在于，包括：

一USBType-C连接器，具有一电源端子、二配置信道端子及多个第一数据端子；

一电力传输控制单元，电性连接该电源端子，依据一供电讯号将一第一电力转换为一第二电力并输出至该电源端子；

一多任务器单元，电性连接该多个第一数据端子，依据一切换讯号判断输出一组USBType-C讯号或一组DisplayPort讯号至该多个第一数据端子；及

一配置信道处理单元，电性连接该电力传输控制单元、该多任务器单元及该二配置信道端子，藉由该二配置信道端子的其中之一接收一侦测讯号，并依据该侦测讯号发出该供电讯号与该切换讯号。

2.根据权利要求1所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，更包括一微处理单元，电性连接该配置信道处理单元，用于控制该配置信道处理单元的作动。

3.根据权利要求1所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，该配置信道处理单元于该USBType-C连接器连接外部的一USBType-C装置时接收发出令该多任务器单元输出该组USBType-C讯号的一第一切换讯号，并且于该USBType-C连接器连接外部的一DisplayPort装置时发出令该多任务器单元输出该组DisplayPort讯号的一第二切换讯号。

4.根据权利要求1所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，该组USBType-C讯号至少包括两对高速传输数据讯号及两对高速接收数据讯号，该组DisplayPort讯号至少包括一对信道0差分讯号、一对信道1差分讯号、一对信道2差分讯号、一对信道3差分讯号及一对附属信道差分讯号，该多个第一数据端子包括两对高速传输数据端子、两对高速接收数据端子及二第二总线端子。

5.根据权利要求4所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，该电力传输控制单元依据该供电讯号将该第一电力转换为一第三电力并传输至该配置信道处理单元，并且该配置信道处理单元将该第三电力输出至另一该配置信道端子。

6.根据权利要求5所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，该第三电力为6瓦的一配置电力。

7.根据权利要求5所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，更包括一电路板，该USBType-C连接器、该配置信道处理单元、该电力传输控制单元及该多任务器单元电性连接于该电路板上。

8.根据权利要求7所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，更包括多个转接端子，分别电性连接于该电路板上，并通过该电路板电性连接该电力传输控制单元及该多任务器单元，该多个转接端子由外部接收该第一电力并传输至该电力传输控制单元，并由外部接收该USBType-C讯号与该DisplayPort讯号并传输至该多任务器单元。

9.根据权利要求8所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，该多个转接端子还通过该电路板电性连接该USBType-C连接器的多个第二数据端子，以由外部接收一正数据讯号与一负数据讯号并传输至该多个第二数据端子。

10.根据权利要求9所述的USBType-C连接器模块，其特征在于，该电力传输控制单元支持USB电力传输功能，该第二电力为10瓦、18瓦、36瓦、60瓦或100瓦的输出电力。