CN211605566U - 一种USB Type-C接头、USB数据线以及充电设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种USB Type‑C接头、USB数据线以及充电设备，USB Type‑C接头，用于与终端设备的USB Type‑C接口连接，USB Type‑C接头包括电路板和至少一个温度检测单元，所述至少一个温度检测单元被配置为检测所述USB Type‑C接头的温度，所述至少一个温度检测单元与所述电路板上的预定引脚电连接，所述电路板与充电设备的控制单元电连接，方便实时监测USB Type‑C接头，以及终端设备的USB Type‑C接口处的温度，当温度过高时，可以及时切断电流来源，提高终端设备充电过程中的安全性。

Description

一种USB Type-C接头、USB数据线以及充电设备

技术领域

本公开涉及电子产品充电技术领域，尤其涉及一种USB Type-C接头、USB数据线以及充电设备。

背景技术

随着时代的发展，USB Type-C是一种全新的USB连接形式，是USB标准化组织为了解决USB接口长期以来物理接口规范不统一，电能只能单向传输等弊端而制定的全新接口，它集充电、显示、数据传输等功能于一身。USB Type-C接口最大的特点是支持正反2个方向插入，正式解决了“USB永远插不准”的世界性难题，正反面随便插。

目前，许多生产厂商将手机、平板电脑等电子设备的充电接口由早期的USB Type-A或者USB Micro-B等接口形式改用USB Type-C的接口形式。USB Type-C支持大功率传输，最高可支持20V的电压及5A的电流，但随着电子设备的充电速率的需求不断增大，充电功率也随之增大，在设计电子产品的充电接口时，各生产厂商希望在可以实现充电的前提下，也能保证电子设备在充电过程中的安全性。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种USB Type-C接头、USB数据线以及充电设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种USB Type-C接头，用于与终端设备的USB Type-C接口连接，所述USB Type-C接头包括电路板和至少一个温度检测单元，所述至少一个温度检测单元被配置为检测所述USB Type-C接头的温度，所述至少一个温度检测单元与所述电路板上的预定引脚电连接，所述电路板与充电设备的控制单元电连接。

可选地，所述USB Type-C接头包括两个温度检测单元，所述预定引脚包括SBU1引脚和SBU2引脚，两个所述温度检测单元分别与所述SBU1引脚和所述SBU2引脚电连接。

可选地，所述温度检测单元包括热敏电阻。

可选地，所述热敏电阻的标称阻值大于或等于100K。

可选地，所述USB Type-C接头包括连接本体，所述电路板设置在所述连接本体内，所述至少一个温度检测单元设置于所述电路板上。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种USB数据线，用于分别与终端设备的USB Type-C接口和充电设备连接，所述USB数据线包括数据线本体和第一USB接头，以及所述的USB Type-C接头；

所述第一USB接头和所述USB Type-C接头分别设置于所述数据线本体的两端，所述第一USB接头与充电设备电连接，所述USB Type-C接头与终端设备的USB Type-C接口通过插接方式形成电连接。

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种充电设备，包括设备本体和所述的USBType-C接头，所述设备本体包括充电单元和与所述充电单元电连接的控制单元；

所述充电单元与所述USB Type-C接头的电路板电连接，所述充电单元被配置为向所述USB Type-C接头的电路板输送电流，所述USB Type-C接头的预定引脚与所述控制单元电连接，所述控制单元被配置所述USB Type-C接头的根据温度检测单元的信息，断开或维持所述输送电流。

可选地，所述充电单元包括控制开关；

所述控制开关与所述控制单元电连接，所述控制开关设置于所述充电单元与所述USB Type-C接头的电流通路上，所述控制开关被配置为控制所述电流通路的通断，所述控制单元被配置为根据温度检测单元的信息，开启或关闭所述控制开关。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：充电设备的控制单元通过设置在USB Type-C接头上的温度检测单元，方便实时监测USB Type-C接头，以及终端设备的USB Type-C接口处的温度，当温度过高时，可以及时切断电流来源，提高终端设备充电过程中的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的USB Type-C接头拆分状态下的示意图。

图2是根据另一示例性实施例示出的USB Type-C接头的电路板的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的数据线的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的充电设备的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的充电设备的工作流程图。

具体实施方式

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实用新型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、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

目前，终端设备在充电过程中，随着充电功率的增大，充电接口处温度升高，如不能及时断开充电设备，或者，在断开充电设备时有延迟，充电接口处极易发生短路，导致接口处冒烟甚至爆炸，损坏终端设备的主板。

相关技术中，使用充电设备给终端设备充电，在终端设备的充电接口处设有装置，如果充电接口处发生问题，终端设备的处理器检测到温度检测装置的温度超过阈值，再通知充电设备停止供电。但是，此种方式存在一定的弊端，第一，终端设备的处理器检测到充电接口处发生问题时，终端设备通知充电设备停止供电，中间过程具有一定的延迟性，不能及时停止充电设备的供电，充电设备继续源源不断的供电，充电接口处极易发生冒烟甚至爆炸；第二，在延迟时长内，充电设备仍然给终端设备供电，终端设备内的通讯电路极易发生损坏，造成终端设备损坏。

本公开提出了一种USB Type-C接头，用于与终端设备的USB Type-C接口连接，终端设备可以是手机、平板电脑等电子设备。USB Type-C接头包括电路板和至少一个温度检测单元，至少一个温度检测单元被配置为检测USB Type-C接头的温度，当USB Type-C接头处的温度过高时，充电设备的控制单元可以直接切断其与终端设备之间的电流通路，停止向终端设备供电，相比相关技术中终端设备向充电设备发出切断电流消息，充电设备收到消息后断开电流通路的控制方式，减少了终端设备的处理器的处理步骤，有效缩短了通知的时间，实现了充电保护的实时性，提高了安全系数。

如图1、图3、图4所示，一种USB Type-C接头1，包括电路板11和一个温度检测单元12，温度检测单元12被配置为检测USB Type-C接头1的温度。当然，可以理解的是，由于USBType-C接头1在充电时与终端设备的USB Type-C接口(图中未示出)插接连接，因此，检测USB Type-C接头1的温度也就是检测终端设备的USB Type-C接口的温度，以对USB Type-C接头1的温度、USB Type-C接口的温度进行实时监测，避免USB Type-C接头1和USB Type-C接口的温度过高。其中，温度检测单元12与电路板11上的预定引脚111(参照图1，图1中仅为示例性表示，具体位置以电路板11上的实际情况确定)电连接，电路板11与充电设备2的控制单元电连接。温度检测单元12比如可以是，用于直接检测温度的温度传感器，也可以是用于间接反映温度的热敏电阻，当温度检单元是温度传感器时，温度检测单元12输出的温度信号通过预定引脚111输送至充电设备2的控制单元，当USB Type-C接头1的温度或者USBType-C接口的温度超过预定值时，充电设备2及时停止供电。在本实施例中，USB Type-C接头1包括一个温度检测单元12，电路板11的预定引脚111包括SBU1引脚和SBU2引脚，温度检测单元12可以与SBU1引脚电连接。在利用充电设备2为终端设备充电时，当温度检测单元12检测到USB Type-C接头1的温度或者USB Type-C接口的温度超过预定值时，温度检测单元12输出的信号通过SBU1引脚输送至充电设备2的控制单元212上，及时通知充电设备2停止供电，USB Type-C接头1上设置的温度检测单元12可以检测USB Type-C接头1充电时的实时温度，及时发现充电时出现的温度过高的问题，并断开充电设备2，避免发生终端设备的损坏或者爆炸，有效提高了安全系数。

需要在此说明的是，温度检测单元12也可以与SBU2引脚电连接，同样可以实现上述的全部技术效果，在此不再赘述。

参照图1和图2，在另一个示例性实施例中，USB Type-C接头1包括两个温度检测单元12，预定引脚111(参照图2，图2中仅为示例性表示，具体位置以电路板11上的实际情况确定)包括SBU1引脚和SBU2引脚，两个温度检测单元12分别与SBU1引脚和SBU2引脚电连接。在使用充电设备2为终端设备充电时，当温度检测单元12(比如直接检测温度并输出温度值的温度传感器)检测到USB Type-C接头1的温度或者USB Type-C接口的温度较高时，温度检测单元12输出信号至充电设备2上的控制单元，以便切断充电设备2为终端设备的充电，实时监测效果更好，无论是USB Type-C接头1正插在终端设备USB Type-C接口上，还是USBType-C接头1反插在终端设备USB Type-C接口上，温度检测单元12都可以实时监测到USBType-C接头1处和终端设备USB Type-C接口处的温度，并及时将检测的温度信号输出至充电设备2的控制单元212上，进一步提高了终端设备在充电时的安全系数，保护了电路的安全性，避免充电短路现象的发生，满足人们日常安全充电的需求。本实施例中的USB Type-C接头1具有两个温度检测单元12，根据温度检测单元12检测的USB Type-C接头1处的温度进行控制的方法可以有多种，比如，两个温度检测单元12中的任意一个检测到的温度大于预定温度值时，控制充电设备2停止给终端设备供电；再比如，还可以将两个温度检测单元12检测到的温度的平均值与预定温度值进行比较，当温度的平均值大于预定温度值时，控制充电设备2停止给终端设备供电。本实施例设置了两个温度检测单元12，当有一个温度检测单元12发生损坏时，另一个温度检测单元12依然可以进行工作，使得USB Type-C接头1的可靠性更好。当然，可以理解的是，在实际实施过程中，根据实际需要可以将电路板11上的其他引脚用于与温度检测单元12连接，以设置数量更多的温度检测单元12，比如3个、4个。

如图1、图4所示，在另一个示例性实施例中，温度检测单元12包括热敏电阻，热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。本实施例中，热敏电阻比如可以是NTC，热敏电阻的电阻值随着USB Type-C接头1处的温度不断变化，USB Type-C接头1的温度越高(可以是电路板11的温度，也可以是热敏电阻所处环境的温度)，热敏电阻的电阻值越小，当热敏电阻的电阻值小于一个预定值时，可以通过充电设备2的控制单元212断开充电设备2与终端设备之间的电流通路，停止给终端设备供电，避免终端设备过热而损坏。其中，热敏电阻的标称阻值不宜过小，否则容易影响温度检测的准确性，本实施例中，热敏电阻的标称阻值大于或等于100K，以获得更加准确的检测结果。

如图1所示，在另一个示例性实施例中，USB Type-C接头1包括连接本体13，电路板11设置在连接本体13内，温度检测单元12设置于电路板11上。连接本体13包括第一壳体131和第二壳体132，其中，第一壳体131是两端开放的围合体，第一壳体131的一端与终端设备USB Type-C接口插接，第一壳体131的另一端与第二壳体132固定连接。第二壳体132是封闭的围合体，电路板11安装在第二壳体132内，SBU1引脚和SBU2引脚设置在电路板11上，SBU1引脚和SBU2引脚延伸出第二壳体132至第一壳体131内壁，温度检测单元12设置在电路板11上，其中，温度检测单元12可以设置在SBU1引脚或者SBU2引脚的附近，但具体位置以电路板11上的情况确定，当电路板11的位置发生变化时，温度检测单元12的位置随之可以发生变化，只要温度检测单元12与SBU1引脚或者SBU2引脚可以实现电连接即可。

本公开还提出了一种USB数据线，用于分别与终端设备的USB Type-C接口和充电设备连接，终端设备可以是手机、平板电脑等，需要充电或者可以传输数据的电子设备。

如图2、图3所示，USB数据线3，包括数据线本体31和第一USB接头32，以及USBType-C接头1，第一USB接头32和USB Type-C接头1分别设置于数据线本体31的两端，第一USB接头32与充电设备2通过插接方式形成电连接，USB Type-C接头1与终端设备的USBType-C接口通过插接方式形成电连接，第一USB接头32比如可以是USB Type-A接头、USBType-B接头，第一USB接头32可以与电脑的USB 3.0/USB 2.1端口、打印机、投影仪器等插接，用于终端设备与电脑或办公设备之间的数据传输、电流传输。由于市面上的终端设备充电接口形式不一，比如，USB Micro-B、Lightning、DisplayPort等，USB Type-C接头1可以通过转换器与其它充电接口连接后，再用于终端设备的充电，或者，用于终端设备与电脑之间的数据传输，既满足了终端设备充电以及传输数据的需求，也提升了安全系数。

本公开还提出了一种充电设备，用于为终端设备输入电能，终端设备可以是手机、平板电脑等，需要充电的电子设备。

如图1-4所示，充电设备2包括设备本体21和USB Type-C接头1，设备本体21包括充电单元211和与充电单元211电连接的控制单元212，充电单元211与USB Type-C接头1的电路板11电连接，充电单元211被配置为向USB Type-C接头1的电路板11输送电流，进而输送给与USB Type-C接头1连接的终端设备。本实施例中，温度检测单元12可以是热敏电阻(NTC)，USB Type-C接头1的预定引脚111与控制单元212电连接，控制单元212检测热敏电阻的电阻值，并在热敏电阻的电阻值小于预定值时，断开输送电流。温度检测单元12还可以是直接检测温度的元件，向控制单元212传输温度信号，当温度信号大于温度预设值时，断开输送电流。当然，可以理解的是，当控制单元212检测热敏电阻(NTC)的电阻值大于或等于预定值时，说明书USB Type-C接头处的温度正常，则继续向终端设备输送电流，为其充电。

在本实施例中，充电单元211包括控制开关2111，控制开关2111与控制单元212电连接，控制开关2111设置于充电单元211与USB Type-C接头1的电流通路上，控制开关2111被配置为控制电流通路的通断。当温度检测单元12是热敏电阻(NTC)时，控制单元212被配置为检测热敏电阻(NTC)的电阻值，在其检测到NTC的电阻值小于预定值时，断开控制开关2111，进而断开充电设备2与移动终端之间的电流通路。

本实施例中，当充电设备2为终端设备充电时，USB Type-C接头1处的温度检测单元12实时监测USB Type-C接头1处的温度以及终端设备USB Type-C接口处的温度，当温度过高时，控制单元212向控制开关2111发出切断充电单元211与USB Type-C接头1之间的电流通路的信号，充电设备2停止向终端设备供电，保护终端设备的USB Type-C接口与USBType-C接头1，为用户提供可靠安全的充电设备2，提高安全系数，降低终端设备与充电设备2的折损率。温度检测单元12设置在USB Type-C接头1上，即，用于监测电路温度的温度检测单元12设置在充电设备2上，打破传统的将温度检测单元设置在终端设备上，由终端设备的处理器对充电过程中的温度进行监测的模式，充电设备可以第一时间获知充电过程中USBType-C接头1处的温度状态，当温度过高时，及时关闭充电通路，保护终端设备，避免USBType-C接接口处冒烟甚至烧坏终端设备。并且，将温度检测单元12设置在充电设备2上，相比将其设置在终端设备上，降低了生产成本，在及时有效对终端设备和充电设备2进行保护的同时，满足了消费者的需求。

在本实施例中，充电设备2包括设备本体21和USB Type-C接头1，充电本体21与USBType-C接头1的连通方式可以有多种，比如，设备本体21上可以设置一连接导线(图中未示出)，将USB Type-C接头1通过连接导线与设备本体21连通固定；也可以直接将USB Type-C接头1与控制单元和充电单元连接，实现充电设备2与USB Type-C接头1的一体化，便于为终端设备充电。再比如(可参照图3所示)，充电本体21可以通过外接数据线3与USB Type-C接头1实现连通，USB Type-C接头1与外接数据线3的一端固定连接，外接数据线3的另一端(比如USB Type-A)与充电本体21插接，当用户出行不便携带充电本体21时，还可以利用外接数据线3与其他设备暂时实现充电功能，为终端设备充电，更加人性化。当然，可以理解的是，在实际使用过程中，根据充电端口的实际接口形式，USB Type-C接头1也可以利用转换器等其他转接设备连接，实现为终端设备的充电，为充电方式实现多种选择，满足用户的需求。

如图1-4所示，在一个示例性实施例中，当充电设备2为终端设备供电充电时，USBType-C接头1与终端设备通过插接形成电连接，数据线3的第一USB接头与充电设备上对应的USB接口通过插接方式形成电连接。充电设备2的控制单元212控制控制开关2111处于开启状态，充电单元211与数据线3的电流通路连通，充电单元211通过数据线3输送电流至USBType-C接头1处，为终端设备源源不断的输送电流。在充电设备2工作过程中，控制单元212实时监测作为温度检测单元12使用的NTC的电阻值，根据NTC的电阻值，判断是否需要断开电流通路，并根据判断结果确定控制开关2111的开启或者关闭，保护终端设备和充电设备2的安全。当控制单元212监测到NTC的电阻值小于预定值时，可以理解为USB Type-C接头充电时的温度过高，控制单元212直接控制关闭控制开关2111，阻隔充电单元211与数据线3的电流通路，停止为终端设备供电。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方案后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种USB Type-C接头，用于与终端设备的USB Type-C接口连接，其特征在于，所述USB Type-C接头包括电路板和至少一个温度检测单元，所述至少一个温度检测单元被配置为检测所述USB Type-C接头的温度，所述至少一个温度检测单元与所述电路板上的预定引脚电连接，所述电路板与充电设备的控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的USB Type-C接头，其特征在于，所述USB Type-C接头包括两个温度检测单元，所述预定引脚包括SBU1引脚和SBU2引脚，两个所述温度检测单元分别与所述SBU1引脚和所述SBU2引脚电连接。

3.根据权利要求1所述的USB Type-C接头，其特征在于，所述温度检测单元包括热敏电阻。

4.根据权利要求3所述的USB Type-C接头，其特征在于，所述热敏电阻的标称阻值大于或等于100K。

5.根据权利要求1-4任一项所述的USB Type-C接头，其特征在于，所述USB Type-C接头包括连接本体，所述电路板设置在所述连接本体内，所述至少一个温度检测单元设置于所述电路板上。

6.一种USB数据线，用于分别与终端设备的USB Type-C接口和充电设备连接，其特征在于，所述USB数据线包括数据线本体和第一USB接头，以及如权利要求1-5任一项所述的USBType-C接头；

所述第一USB接头和所述USB Type-C接头分别设置于所述数据线本体的两端，所述第一USB接头与充电设备电连接，所述USB Type-C接头与终端设备的USB Type-C接口通过插接方式形成电连接。

7.一种充电设备，其特征在于，包括设备本体和如权利要求1-5任一项所述的USBType-C接头，所述设备本体包括充电单元和与所述充电单元电连接的控制单元；

所述充电单元与所述USB Type-C接头的电路板电连接，所述充电单元被配置为向所述USB Type-C接头的电路板输送电流，所述USB Type-C接头的预定引脚与所述控制单元电连接，所述控制单元被配置根据所述USB Type-C接头的温度检测单元的信息，断开或维持所述输送电流。

8.根据权利要求7所述的充电设备，其特征在于，所述充电单元包括控制开关；

所述控制开关与所述控制单元电连接，所述控制开关设置于所述充电单元与所述USBType-C接头的电流通路上，所述控制开关被配置为控制所述电流通路的通断，所述控制单元被配置为根据温度检测单元的信息，开启或关闭所述控制开关。

Images