CN207320526U - 一种Type-c连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种Type‑c连接器，其包括充电线，所述充电线包括磁吸端，所述磁吸端包括第一导电针及第一磁性件，所述第一导电针穿设于第一磁性件中且两者相互绝缘，所述第一导电针一端露出所述第一磁性件的端面；及Type‑c转接头，所述Type‑c转接头包括第二导电针、第二磁性件及第三导电针，所述第二导电针穿设于第二磁性件中且两者相互绝缘，第二导电针一端露出所述第二磁性件的端面；所述第一磁性件与第二磁性件磁吸配合后实现电连接同时使所述第一导电针和第二导电针实现电连接，所述第三导电针与第二导电针电性连接，第三导电针至少包括引脚A4、引脚A5、引脚B4及引脚B5，所述引脚A5与引脚A4之间设置上拉电阻Rp，所述引脚B5与引脚B4之间设置上拉电阻Rp。

Description

一种Type-c连接器

【技术领域】

本实用新型涉及电子配件领域，特别涉及到一种 Type-c连接器。

【背景技术】

2013年12月，USB 3.0推广团队公布了下一代USB连接器即Type-c连接器的渲染图，随后在2014年8月开始准备进行大规模量产。总结说来USB Type-c连接器具有以下特点：1.最大数据传输速度达到10Gbit/秒，也就是USB 3.1 协议标准；2.Type-c接口的尺寸约为8.3mm×2.5mm的纤薄设计；3.支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，可承受1万次反复插拔；4.配备Type-c连接器的标准规格的连接线可通过3A电流，同时支持超出现有USB供电能力的“USB PD”协议，可提供最大100W电力。

由于USB Type-c连接器兼容此前的各种协议的连接器，支持多种数据传输及充电模式，故在使用时需要在不同的数据传输及充电模式之间切换，也即根据连接到的不同电子产品的种类或者电子产品发出的不同请求进行数据传输及充电模式的切换。现有技术中，有的电子产品虽然通过Type-c连接器进行充电，但是充电模式只能工作在“USB 2.0”协议下，无法通过“USB PD”协议进行快速充电，或者无法基于“USB PD”协议对电子产品进行稳定快速供电，时断时续，这无疑是对快速充电功能的浪费，同时也影响使用者的体验。

【实用新型内容】

为克服现有技术存在的技术难题，本实用新型提供一种Type-c连接器。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种Type-c 连接器，其用于连接至供电设备以给电子设备充电，其包括充电线，所述充电线包括磁吸端，所述磁吸端包括第一导电针及第一磁性件，所述第一导电针穿设于第一磁性件中且两者相互绝缘，所述第一导电针一端露出所述第一磁性件的端面；及Type-c转接头，所述Type-c转接头包括第二导电针、第二磁性件及第三导电针，所述第二导电针穿设于第二磁性件中且两者相互绝缘，第二导电针一端露出所述第二磁性件的端面；所述第一磁性件与第二磁性件磁吸配合后实现电连接同时使所述第一导电针和第二导电针实现电连接，所述第三导电针与第二导电针电性连接，所述第三导电针至少包括引脚A4、引脚A5、引脚B4及引脚B5，所述引脚A5与引脚A4之间设置上拉电阻Rp，所述引脚B5与引脚B4之间设置上拉电阻Rp。

优选地，所述第一磁性件的与第二磁性件磁性吸附的面、所述第二磁性件的与第一磁性件磁性吸附的面此两个面之一者为凹面，另一者为凸面，所述第一磁性件与第二磁性件磁性通过凹凸面磁吸配合。

优选地，所述磁吸端进一步包括第一绝缘件，所述第一导电针穿设于所述第一绝缘件中，所述第一绝缘件为T 型结构，所述第一磁性件中开设有与所述第一绝缘件匹配的T型孔，所述第一绝缘件设置于第一磁性件T型孔内将所述第一导电针与第一磁性件绝缘。

优选地，所述磁吸端还包括第一PCB板，所述充电线进一步包括一与磁吸端电连接的供电端，所述供电端包括延伸至磁吸端的正极线和负极线，所述第一导电针穿过所述第一PCB板且所述第一PCB板上设置有固定部，所述负极线的端部焊接于所述固定部，所述第一磁性件经固定部与第一PCB焊接固定并实现与负极线电连接。

优选地，所述转接头进一步包括第二绝缘件，所述第二导电针穿设于所述第二绝缘件中，所述第二绝缘件为T 型结构，所述第二磁性件中开设有与所述第二绝缘件匹配的T型孔，所述第二绝缘件穿设于第二绝缘件T型孔中将所述第二导电针与第二磁性件绝缘。

优选地，所述第二导电针为T型结构，所述第二绝缘件中开设有与所述第二导电针匹配的T型孔，所述转接头还包括第二PCB板，所述第二导电针一端穿设于所述第二绝缘件T型孔内，另一端电连接于所述第二PCB板，所述第三导电针设置于第二PCB板上且与第二导电针相对的侧面上并与电子设备电连接。

优选地，所述第二磁性件直接焊接于所述第二PCB板上固定并与所述第二PCB板电连接。

优选地，所述第三导电针为U形针，所述第三导电针为U形针通过SMT贴片方式设置于第二PCB板上且与第二导电针相对的侧面；或者所述第二导电针和第三导电针夹设于述第二PCB板上并与所述第二PCB板电连接。

优选地，所述U形针数量为至少两个，每个U形针包括贴片部及2个引脚部，所述该2个引脚部均垂直设置于贴片部两端，形成类似U形结构，所述引脚部可直接作为引脚A4、引脚A5、引脚B4及引脚B5使用，或者引脚部与引脚A4、引脚A5、引脚B4及引脚B5电性连接。

优选地，所述上拉电阻Rp的阻值为56kΩ。

与现有技术相比，本实用新型的一种磁吸头具有以下有益效果：，本实用通过在引脚A5(CC1)与A4(VBus) 之间设置上拉电阻Rp外，同样在B5(CC2)与B4(VBus) 之间均设置有拉电阻Rp，形成A5(CC1)-上拉电阻Rp-A4 (VBus)、B5(CC2)-上拉电阻Rp-B4(VBus)两条通路，该两条通路功能相同，都可用于探测连接及VBus配置，当某条通路损坏时，另一条通过可正常动作，保证对快速充电的正常进行，提高快速充电的稳定性。

【附图说明】

图1是本实用新型一种Type-c连接器的充电线和转接头分离时的立体结构示意图。

图2是本实用新型一种Type-c连接器充电线和转接头磁吸配合时立体结构示意图。

图3是本实用新型充电线磁吸端的爆炸结构示意图。

图4是本实用新型充电线磁吸端的剖面结构示意图。

图5是本实用新型Type-c转接头的立体结构示意图。

图6是本实用新型Type-c转接头的爆炸结构示意图。

图7是图6中A部的放大示意图。

图8是标准Type-c接口的引脚定义示意图。

图9是标准Type-c接口的某些引脚连接关系示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更为清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1-图2，本实用新型提供一种Type-c连接器10，其用于连接至供电设备(图未示)以给手机、iPad 或者是笔记本电脑等电子设备(图未示)充电。该Type-c 连接器10包括充电线11及转接头12。所述充电线11包括磁吸端13及与磁吸端13电连接的供电端14，该供电端14电连接于供电设备以从供电设备中获取电能输送至所述磁吸端13。所述转接头12为Type-c转接头，用于插接至电子设备的Type-c接口中固定，同时可与磁吸端13磁吸配合将电能输送给电子设备以实现对电子设备充电。

请一并参阅图3-图4，所述磁吸端13包括第一磁性件 131、第一绝缘件132、第一导电针133、第一PCB板134和保护壳135。所述供电端14包括延伸至磁吸端13的正极线 141和负极线142。所述第一磁性件131包括第一圆柱体 1311和第二圆柱体1312，所述第一圆柱体1311与所述第二圆柱体1312均为中空结构且所述第一圆柱体1311的直径小于所述第二圆柱体1312的直径，所述第一圆柱体1311 与所述第二圆柱体1312组合后形成两段式T型结构，该第一圆柱体1311与所述第二圆柱体1312可以一体成型也可以分体成型。第二圆柱体1312远离所述第一圆柱体1311 的面为一凹面，该凹面用于与前述转接头12磁性吸附接触，以使接触面积更大，磁性吸附力度更大，电连接更牢固。

进一步地，所述第一磁性件131通过第一PCB板134与供电端14的负极线142电连接，从而第一磁性件131整体作为所述磁吸端13的负极用于层传输负极电信号。所述第一PCB板134边缘上设置有固定部1341，该固定部1341具体可为设置于第一PCB板134边缘的缺口和/或开设于第一 PCB板134上贯穿第一PCB板134的通孔，缺口和/或通孔的数量为1个或者1个以上。所述负极线142端部固定于所述固定部1341中，同时所述第一磁性件131经所述固定部 1341与第一PCB板134焊接固定并与负极线142电连接。通过该固定部1341将第一磁性件131、第一PCB板134和负极线142三者焊接固定，从而增加第一磁性件131、第一PCB 板134和负极线142三者的连接稳固性，同时实现第一磁性件131与负极线142的电性导通。所述第一绝缘件132整体为由一大一小两个中空圆柱结构组成的两段式T型结构，所述第一磁性件131中开设有与所述第一绝缘件132匹配的T型孔1313，该T型孔1313为一贯穿第一磁性件131的通孔，所述第一绝缘件132设置于所述T型孔1313中被限位稳固。

保护壳135为圆筒状并形成有容置腔1351，所述第一磁性件131的第一圆柱体1311、部分第一绝缘件132、以及部分第一导电针133以及第一PCB板134均收容于容置腔1351中被保护，而所述第一磁性件131的第二圆柱体1312 则外漏于所述容置腔1351以与转接头12磁吸配合。

请一并参阅图5-图7，所述转接头12至少包括第二磁性件121、第二绝缘件122、第二导电针123、第二PCB板 124和第三导电针125。所述第二磁性件121整体作为转接头12的负极用于传输负极电信号，其与前述第一磁性件 131磁吸配合实现电连接，且其与前述第一磁性件131的凹面磁吸配合的面为一凸面，通过第一磁性件131之凹面与第二磁性件121之凸面之间的配合，可以增大两个磁性件之间的接触面积，使磁性吸附力度更大，电连接更牢固，且由于磁吸配合时凹面与凸面的相互限位作用，还可以对第一磁性件131和第二磁性件121起到定位、导向作用，防止正负极信号发生短路。

与第一绝缘件132类似，所述第二绝缘件122整体为由一大一小两个中空圆柱结构组成的两段式T型结构，所述第二磁性件121中开设有与所述第二绝缘件122匹配的T 型孔1211，该T型孔1211为一贯穿第二磁性件121的通孔，所述第二绝缘件122设置于所述T型孔1211中被限位稳固。所述第二导电针123穿设固定于所述第二绝缘件122中，其作为所述转接头12的正极用于传输正极电信号，为由一大一小两个圆柱结构组成的两段式T型结构，所述第二导电针123一端穿设于所述第二绝缘件122中且该端(将该端称为露出端)露出于所述第二磁性件121形成的凸面，以与前述作为第一导电针133实现电性接触；同时该露出端通过第二绝缘件122与作为负极的第二磁性件121相互绝缘避免短路；所述第二导电针123的另一端(将该端称为非露出端)焊接于第二PCB板124的靠近第二磁性件121的侧面以实现第二导电针123与第二PCB板124的电性导通。优选的，所述第二绝缘件122完全容置在第二磁性件121的T 型孔1211中且整体包覆于第二导电针123位于第二磁性件121中的部分的外表面以使第二导电针123跟第二磁性件 121之间完全绝缘。

所述第三导电针125从电气功能来划分包括有正极针、负极针和检测针，其用于与电子设备电内电信号端子实现电信号匹配从而实现对电子设备的检测、充电功能；该第三导电针125设置于第二PCB板124上与第二导电针 123相对的一面，通过第二PCB板124的电路转接作用，该第三导电针125实现与第二导电针123及第二磁性件122的电性导通。如图7所示，具体地，所述第三导电针125包括 4个U形针1253及1个半U形针1254。所述4个U形针1253中分列所述半U形针1254相对两面，并相对该半U形针1254 对称设置。位于第二PCB板124中部的靠近该半U形针1254 的2个U形针1253为正极针、位于第二PCB板124两侧远离该半U形针1254的的2个U形针1253为负极针。该U形针 1253包括贴片部1251和2个引脚部1252，该2个引脚部1252 均垂直设置于贴片部1251两端，形成类似U形结构。与所述U形针1253类似，半U形针1254包括贴片部1255和引脚部1256，不同之处在于：半U形针1254为U形针1253的半边结构，故只包括1个引脚部1256，贴片部1255为前述贴片部1251的半边结构，所述贴片部1251与贴片部1255通过 SMT贴片方式设置于第二PCB板124上与第二导电针123相对的侧面。

如图6所示，所述转接头12进一步包括胶体126和金属外壳127。该引脚部1252穿设于胶体126内被所述胶体126 固定并绝缘，同时该引脚部1252与电子设备的电信号端子电性导通。金属外壳127将第三导电针125和胶体126收容其中对第三导电针125和胶体126进行封装、保护。所述金属外壳127靠近第二磁性件121的端部两侧均设置有夹持部1271，所述第二磁性件121被夹持于两夹持部1271之间以与金属外壳127固定连接，同时所述金属外壳127内设置有卡点(图未示)，该卡点通过卡扣或者卡合方式与所述胶体126固定，防止胶体126与金属外壳127脱落。此时，由于标准规格的Type-c插头具有较厚的厚度，在与磁吸端13、转接头12磁吸方向垂直之方向上，第二PCB板124可以做得较厚，此时可将第二磁性件121直接焊接于第二 PCB板124上固定，经反复试验验证，以此种方式可以增强第二磁性件121与第二PCB板124的连接稳固性。

请参阅图8，由标准Type-c的接口定义可知，为实现正反插接，Type-c接口中定义了两组功能相同的引脚，即 A组引脚及B组引脚，A组引脚及B组引脚中均各包括12个引脚，因本实用新型的Type-c连接器10仅用于给电子产品实现快速充电而不用于数据传输，故仅对实现快速充电的相关引脚进行描述说明，其他引脚不做说明，但是可以理解，本实用新型所揭示之内容同样适用于既可实现快速充电而又可进行数据传输的全功能的Type-c连接器。实现快速充电的相关引脚说明如下：标准Type-c的接口定义中A 组引脚包括2个接地脚：A1、A12；B组引脚包括2个接地脚：B1、B12；且A1与B12引脚组之位置关系为上下对应关系，B1与A12引脚组之位置关系为上下对应关系；同时， A组引脚包括2个电源脚：A4、A9；B组引脚包括2个电源脚：B4、B9；且A4与B9引脚组之位置关系为上下对应关系，B4与A9引脚组之位置关系为上下对应关系。

请一并参阅图7-8，将所述4个U形针1253从左至右排序为第一U形针、第二U形针、第三U形针及第四U形针；该第一U形针、第二U形针、第三U形针、第四U形针分别对应于上述A1与B12引脚组、A4与B9引脚组、A9与B4引脚组、A12与B1引脚组，即第一U形针、第二U形针、第三U形针、第四U形针可分别直接作为A1与B12引脚组、 A4与B9引脚组、B4与A9引脚组、B1与A12引脚组使用，或者，第一U形针、第二U形针、第三U形针、第四U形针可分别与另外在第二PCB板124形成的A1与B12引脚组、 A4与B9引脚组、B4与A9引脚组、B1与A12存在电性连接关系，从而通过U形针1253实现标准Type-c的接口定义中的接地及充电动能。以第一U形针为例，第一U形针用于实现上述引脚A1与引脚B12的接地功能，即第一U形针的2 个引脚部1252分别对应于引脚A1与引脚B12，2个引脚部 1252可以直接作为引脚A1与引脚B12使用，也可以是2个引脚部1252与引脚A1、引脚B12存在电性连接关系，同时，因为引脚A1与引脚B12的电气功能相同即为接地，故可通过贴片部1251将引脚A1与引脚B12直接短路，并通过SMT 贴片方式将第一U形针稳固于第二PCB板124上。其余第二 U形针、第三U形针、第四U形针之连接关系与第一U形针类似，此处不再赘述。另外，前述半U形针1254直接接至引脚A5(CC1)或者直接作为引脚A5(CC1)使用，用于实现A5(CC1)之电气功能。

请一并参阅图8-9，由标准Type-c的接口定义可知，引脚A5(CC1)与引脚B9(CC2)是两个关键引脚，引脚 A5(CC1)与引脚B9(CC2)的作用包括但限于：1、探测连接，即探测Type-c连接器10是否与电子产品电性连接，并在探测连接的同时检测Type-c连接器10与电子产品是正向插接还是反向插接，同时探测区分与Type-c连接器电性连接的电子产品是DFP(Downstream Facing Port下行端口，可以理解为主，DFP提供VBUS(电压，对应引脚为A4、A9、B4、B9)，也可以提供数据，典型的DFP设备是电源适配器，因为它永远都只提供电源)还是UFP(上行端口，可以理解为从，UFP从VBUS中取电，并可提供数据，典型设备是U盘，移动硬盘，因为它们永远都是被读取数据和从VBUS取电)；2、引脚A5(CC1)与引脚B9 (CC2)探测到连接后配置VBUS，其可配置Type-c连接器 10处于USB Type-C工作模式或者USB PowerDelivery工作模式，其中USB Power Delivery模式工作即快充模式，需要额外的PD芯片支持实现；3、配置Vconn，当线缆里有 PD芯片的时候，引脚A5(CC1)与引脚B9(CC2)其中一个传输信号，一个被配置成供电Vconn；4、配置其他模式，如音视频传输模式。

如图9所示，由标准Type-c的接口定义可知，引脚A5 (CC1)与A4(VBus)之间通常设置有一个阻值为56k的上拉电阻Rp。而电子设备的Type-c的接口中设置有阻值为 5.1k的下拉电阻Ra，上拉电阻Rp和下拉电阻Ra对外部输入电压进行分压，从而确定VBus的的电压，完成VBus的配置。当引脚A5(CC1)有电压变化时，则可判断电子设备已经插入或者拔出，进而对VBUS进行配置，没有电子设备插入时，必须关闭VBUS。现有技术中，一般生产厂家只会在引脚A5(CC1)与A4(VBus)之间设置上拉电阻Rp，而B5(CC2)与B4(VBus)之间并无设置上拉电阻Rp，通过一条通路即A5(CC1)-上拉电阻Rp-A4(VBus) 进行探测连接及VBus配置，VBus配置完成后的充电电压有限，快充速度也有限，且当该通路损坏后就无法再行快速充电，故本实用通过在引脚A5(CC1)与A4(VBus) 之间设置上拉电阻Rp外，同样在B5(CC2)与B4(VBus)之间均设置有拉电阻Rp，形成A5(CC1)-上拉电阻Rp-A4 (VBus)、B5(CC2)-上拉电阻Rp-B4(VBus)两条通路，该两条通路功能相同，都可用于探测连接及VBus配置，当某条通路损坏时，另一条通过可正常动作，保证对快速充电的正常进行，提高快速充电的稳定性。优选地，所述上拉电阻Rp的阻值为56kΩ。

作为一个变形，所述第一磁性件131上的凹面可以是凸面，所述第二磁性件121上的凸面可以是凹面，只需能实现两磁性件之间的凹凸磁吸增加第一磁性件131和第二磁性件121之间的接触面积，使得磁性吸附力度更强，连接器10的电连接更稳定即可。可以理解，该第一磁性件 131、第二磁性件121也可以通过正极信号同时所述第一导电针133、第二导电针123通过的是负极信号，同样能实现对电子设备的充电功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种Type-c连接器，其用于连接至供电设备以给电子设备充电，其特征在于：包括充电线，所述充电线包括磁吸端，所述磁吸端包括第一导电针及第一磁性件，所述第一导电针穿设于第一磁性件中且两者相互绝缘，所述第一导电针一端露出所述第一磁性件的端面；及

Type-c转接头，所述Type-c转接头包括第二导电针、第二磁性件及第三导电针，所述第二导电针穿设于第二磁性件中且两者相互绝缘，第二导电针一端露出所述第二磁性件的端面；所述第一磁性件与第二磁性件磁吸配合后实现电连接同时使所述第一导电针和第二导电针实现电连接，所述第三导电针与第二导电针电性连接，所述第三导电针至少包括引脚A4、引脚A5、引脚B4及引脚B5，所述引脚A5与引脚A4之间设置上拉电阻Rp，所述引脚B5与引脚B4之间设置上拉电阻Rp。

2.如权利要求1所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述第一磁性件的与第二磁性件磁性吸附的面、所述第二磁性件的与第一磁性件磁性吸附的面此两个面之一者为凹面，另一者为凸面，所述第一磁性件与第二磁性件磁性通过凹凸面磁吸配合。

3.如权利要求1所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述磁吸端进一步包括第一绝缘件，所述第一导电针穿设于所述第一绝缘件中，所述第一绝缘件为T型结构，所述第一磁性件中开设有与所述第一绝缘件匹配的T型孔，所述第一绝缘件设置于第一磁性件T型孔内将所述第一导电针与第一磁性件绝缘。

4.如权利要求3所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述磁吸端还包括第一PCB板，所述充电线进一步包括一与磁吸端电连接的供电端，所述供电端包括延伸至磁吸端的正极线和负极线，所述第一导电针穿过所述第一PCB板且所述第一PCB板上设置有固定部，所述负极线的端部焊接于所述固定部，所述第一磁性件经固定部与第一PCB焊接固定并实现与负极线电连接。

5.如权利要求4所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述转接头进一步包括第二绝缘件，所述第二导电针穿设于所述第二绝缘件中，所述第二绝缘件为T型结构，所述第二磁性件中开设有与所述第二绝缘件匹配的T型孔，所述第二绝缘件穿设于第二绝缘件T型孔中将所述第二导电针与第二磁性件绝缘。

6.如权利要求5所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述第二导电针为T型结构，所述第二绝缘件中开设有与所述第二导电针匹配的T型孔，所述转接头还包括第二PCB板，所述第二导电针一端穿设于所述第二绝缘件T型孔内，另一端电连接于所述第二PCB板，所述第三导电针设置于第二PCB板上且与第二导电针相对的侧面上并与电子设备电连接。

7.如权利要求6所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述第二磁性件直接焊接于所述第二PCB板上固定并与所述第二PCB板电连接。

8.如权利要求7所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述第三导电针为U形针，所述第三导电针为U形针通过SMT贴片方式设置于第二PCB板上且与第二导电针相对的侧面；或者所述第二导电针和第三导电针夹设于述第二PCB板上并与所述第二PCB板电连接。

9.如权利要求8所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述U形针数量为至少两个，每个U形针包括贴片部及2个引脚部，所述该2个引脚部均垂直设置于贴片部两端，形成类似U形结构，所述引脚部可直接作为引脚A4、引脚A5、引脚B4及引脚B5使用，或者引脚部与引脚A4、引脚A5、引脚B4及引脚B5电性连接。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种Type-c连接器，其特征在于：所述上拉电阻Rp的阻值为56kΩ。