CN212114183U

CN212114183U - Type-c接口模块、数据线和电源传输电路

Info

Publication number: CN212114183U
Application number: CN202020804584.9U
Authority: CN
Inventors: 卢泽凯
Original assignee: Wingtech Communication Co Ltd
Current assignee: Wingtech Communication Co Ltd
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2030-05-14

Abstract

本申请涉及TYPE‑C领域，提供了一种TYPE‑C接口模块、数据线和电源传输电路。所述TYPE‑C接口模块包括：第一接口、检测电阻和单向导通单元；所述第一接口为TYPE‑C接口；所述检测电阻串联在所述第一接口的电源端与检测端之间；所述单向导通单元串联在所述检测电阻与所述第一接口的检测端之间；且所述单向导通单元的导通方向为由所述检测电阻流经所述第一接口的检测端的方向。采用本TYPE‑C接口模块可以减少额外的电量损耗，以及降低电源器件的损坏风险。

Description

TYPE-C接口模块、数据线和电源传输电路

技术领域

本申请涉及TYPE-C领域，特别是涉及一种TYPE-C接口模块、数据线和电源传输电路。

背景技术

由于TYPE-C接口的纤薄、可正反插接以及极快的传输速度等使用功能方面的巨大优势，目前各大手机厂商开始全面推行TYPE-C接口模式。

在通过TYPE-C接口对电子设备进行充电或者数据传输时，电子设备需要通过TYPE-C接口的检测端传输的信号判断TYPE-C接口的方向。具体的，电子设备向TYPE-C接口的检测端输入检测信号，电子设备检测自身端口电压，并根据该端口电压的变化状态，确定与TYPE-C接口的检测端电连接的方向。

基于TYPE-C协议标准，通常在TYPE-C接口的电源端与检测端之间串联一个检测电阻。与TYPE-C接口的检测端电连接的电子设备向检测端发送检测信号，该检测信号流经检测电阻倒灌到TYPE-C接口的电源端，进而导致与电源端电连接的电源模块损坏。同时，该检测信号流经检测电阻，增加了电路的功耗。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种减少额外的电量损耗，以及降低电源器件的损坏风险的TYPE-C接口模块、数据线和电源传输电路。

本申请实施例提供了一种TYPE-C接口模块，所述TYPE-C接口模块包括：

第一接口、检测电阻和单向导通单元；所述第一接口为TYPE-C接口；所述检测电阻串联在所述第一接口的电源端与检测端之间；所述单向导通单元串联在所述检测电阻与所述第一接口的检测端之间；且所述单向导通单元的导通方向为由所述检测电阻流经所述第一接口的检测端的方向。

在一个实施例中，所述单向导通单元包括二极管；所述二极管的正极与所述检测电阻电连接，所述二极管的负极与所述第一接口的检测端电连接。

在一个实施例中，所述二极管的反向击穿电压大于所述第一接口的检测端的最大输出电压。

在一个实施例中，所述二极管的导通压降小于等于0.7V。

在一个实施例中，所述单向导通单元包括三极管；所述三极管的输入端与控制端电连接，且与所述检测电阻电连接；所述三极管的输出端与所述第一接口的检测端电连接。

在一个实施例中，所述单向导通单元包括三极管和限流电阻；所述三极管的输入端与所述检测电阻电连接，所述三极管的输出端与所述第一接口的检测端电连接，所述限流电阻串联在所述三极管的控制端与所述电源端之间。

本申请实施例提供了一种数据线，所述数据线包括：

第一接口模块、第二接口模块，以及连接所述第一接口模块和所述第二接口模块的传输线缆；

其中，所述第一接口模块为本实用新型实施例任一项所述的TYPE-C接口模块。

在一个实施例中，所述第二接口模块为TYPE-A接口。

在一个实施例中，所述传输线缆包括电源线缆和接地线缆；

所述电源线缆串联在第一接口模块的电源端和第二接口模块的电源端之间；

所述接地线缆串联在第一接口模块的接地端和第二接口模块的接地端之间。

本申请实施例提供了一种电源传输电路，所述电源传输电路包括：

电源转换模块，以及如本实用新型实施例任意一项所述的数据线，所述数据线与所述电源转换模块电连接。

本申请实施例提供的TYPE-C接口模块将单向导通单元串联在检测电阻与第一接口的电源端之间，用于导通检测电阻流经第一接口的检测端的电流方向，并截止第一接口的检测端流经检测电阻的电流方向，解决了现有技术中电子设备向第一接口的检测端发送的检测信号倒灌入第一接口的电源端，导致与电源端电连接的电子器件损坏的问题，可以避免检测信号倒灌，降低电子器件的损坏风险，同时可以减少流经检测电阻的电流，减少电路功耗，而且，仅针对TYPE-C接口进行改进，不改变其他原有设计，大大降低了成本。

本申请实施例提供的数据线，通过传输线缆建立第一接口模块与第二接口模块之间的电连接，并在第一接口模块中配置检测电阻流经第一接口的检测端的方向为导通方向，配置第一接口的检测端流经检测电阻的方向为截止方向，实现在数据传输过程和供电过程中，避免造成与第一接口模块的电源端电连接的电子器件的倒灌现象，同时，减少电路功耗，降低成本。

本申请实施例提供的电源传输电路，通过配置电源转换模块与数据线电连接，可以实现为与数据线电连接的电子设备供电，同时，在充电过程中，可以阻断电子设备不断输出的检测信号流向数据线中的检测电阻，从而，避免检测信号倒灌到与电源端相连的电子设备，降低电子设备的损坏风险，同时减少充电过程中额外的电量损耗，降低充电功耗。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中的一种TYPE-C接口模块的示意图；

图2为本实用新型一个实施例中的一种CC检测波形的示意图；

图3为本实用新型一个实施例中的一种VBUS端充放电波形的示意图；

图4为本实用新型另一个实施例中的一种TYPE-C接口模块的示意图；

图5为本实用新型另一个实施例中的一种TYPE-C接口模块的示意图；

图6为本实用新型另一个实施例中的一种TYPE-C接口模块的示意图；

图7为本实用新型一个实施例中的一种数据线的示意图；

图8为本实用新型另一个实施例中的一种数据线的示意图；

图9为本实用新型另一个实施例中的一种电源传输电路的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种TYPE-C接口模块的示意图，本实施例可应用于基于TYPE-C协议与电子设备电连接的接口模块的情况。如图1所示，本实施例的TYPE-C接口模块具体包括：第一接口110、检测电阻120和单向导通单元130。

其中，第一接口110为TYPE-C接口；检测电阻120串联在第一接口110的电源端140与检测端150之间；单向导通单元130串联在检测电阻120与第一接口110的检测端150之间；且单向导通单元130的导通方向为由检测电阻120流经第一接口110的检测端150的方向。

具体的，第一接口110与电子设备上的TYPE-C接口电连接。第一接口110插入电子设备上的TYPE-C接口中，第一接口110的电源端140与电子设备的VBUS(Voltage BUS，输出直流电源的正极)端电连接。第一接口110的检测端150与电子设备的检测端电连接。例如，电子设备的检测端可以包括CC1端和CC2端。第一接口110的检测端150与电子设备的CC1端或CC2端电连接。

电子设备中的CC1端和CC2端用于共同配合识别第一接口110的插入方向，以确定电子设备的工作模式。具体是，电子设备通过CC1端和CC2端同时输出检测信号，例如，图2所示，检测信号的波形为方波，最大输出电压为3.6V。电子设备分别检测CC1端的端口电压和CC2端的端口电压，并根据两个端口电压，判断第一接口110的检测端150电连接的端口是CC1端或者是CC2端，以及根据该端口的端口电压的变化，确定该端口是UFP(UpstreamFacing Port，上行端口)还是DFP(Downstream Facing Port，下行端口)等。如果电子设备的VBUS端悬空，阻抗无穷大，则VBUS端的端口电压实际与CC1端或者CC2端输出的波形相同。如果电子设备的VBUS端与负载电路(如电阻)电连接，则会形成耗电通路，增加功耗。

此外，通常电子设备的VBUS端挂载电容，用于滤波和抗干扰等，电容形成的回路会不断充放电，如图3所示，而上述情况中，电容不断充放电，会加快电容的老化速度。另一方面，电子设备的VBUS端串联对地电阻(如10kΩ)，导致形成放电通路，增加电子设备的功耗。

有鉴于此，本实用新型通过设置单向导通单元130防止电流从第一接口110的检测端150流经检测电阻120和第一接口110的电源端140，可以避免电流倒灌入与电源端140电连接的电子设备的VBUS端，而形成耗电通路增加功耗，从而减少电路功耗。

另外一方面，第一接口110的电源端140通过线缆与电源模块的电源端电连接。电源模块用于向电子设备提供电源，具体是向电子设备提供+5V直流电压。具体的，电源模块可以是独立于前述电子设备的其他电子设备，也可以是电池等其他供电器件。电源模块的电源端可以是电池的电源正极。

本实用新型通过设置单向导通单元130防止电流从第一接口110的检测端150流经检测电阻120和第一接口110的电源端140，可以避免电流倒灌入与电源端140电连接的电源模块的电源端，而导致的电源模块内部的元器件损坏，从而降低电源模块内部的元器件的损坏风险。

在TYPE-C协议中，设置检测电阻120串联在第一接口110的电源端140与检测端150之间。检测电阻120的阻值例如可以设置为56kΩ。

单向导通单元130用于导通从检测电阻120流经第一接口110的检测端150的方向的电流通路，并截止从第一接口110的检测端150流经检测电阻120的方向的电流通路。因此可以防止电流倒灌到检测电阻120，从而防止电流倒灌到电源端140。通常情况下，电源端140与电源模块的电源正极相连，电流倒灌到电源端140，间接逆流到电源正极，会导致相连的电源模块内部的元器件损毁。本实用新型实施例通过设置单向导通单元130可以避免倒灌情况，降低与电源端140相连的元器件损毁风险。

本申请实施例提供的TYPE-C接口模块将单向导通单元串联在检测电阻与第一接口的电源端之间，用于导通检测电阻流经第一接口的检测端的电流方向，并截止第一接口的检测端流经检测电阻的电流方向，解决了现有技术中电子设备向第一接口的检测端发送的检测信号倒灌入第一接口的电源端，导致与电源端电连接的电子器件损坏的问题，可以避免检测信号倒灌，降低电子器件的损坏风险，同时可以减少流经检测电阻的电流，减少电路功耗，而且，仅增加单向导通单元，不改变TYPE-C接口模块中的其他原有设计，大大降低了成本。

在本实用新型的一个实施例中，第一接口110的端口还包括接地端，与电子设备的接地端电连接。

在一个实施例中，图4为本实用新型实施例中的一种TYPE-C接口模块的示意图，如图4所示，单向导通单元130包括二极管210，二极管210的正极与检测电阻120电连接，二极管210的负极与第一接口110的检测端150电连接。

其中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通。二极管的正极与低电位端电连接，负极与高电位端电连接，此时二极管中无电流，也即二极管处于截止状态。具体的，二极管的导通方向为在二极管的内部，电流从二极管的正极流向二极管的负极，截止方向是在二极管的内部，电流二极管的负极流向二极管的正极。由此，将二极管的正极与检测电阻120电连接，而二极管的负极与第一接口110的检测端150电连接，导通方向为检测电阻120流经第一接口110的检测端150的方向，截止方向为第一接口110的检测端150流经检测电阻120的方向，从而实现截止检测端150向电源端140传输的检测信号。

在其中的一个实施例中，二极管的反向击穿电压大于第一接口的检测端的最大输出电压。

检测端150的最大输出电压实际是指电子设备通过CC1端或CC2端向检测端150发送的检测信号的电压最大值。示例性的，检测端150与电子设备的CC1端电连接，检测端150的最大输出电压为电子设备通过CC1端发送的检测信号的电压最大值。例如，如图2所示，最大输出电压是3.6V。

二极管的反向击穿电压大于检测端150的最大输出电压，可以防止二极管反向击穿，避免二极管被击穿导致反向导通的情况，从而避免电流从第一接口的检测端流经检测电阻引起电流倒灌现象，提高元器件的安全性。

在其中的一个实施例中，二极管的导通压降小于等于0.7V。

实际上，二极管的导通压降会导致电子设备的CC1端的端口电压或CC2端的端口电压改变。而电子设备根据CC1端的端口电压或CC2端的端口电压，确定电子设备的工作模式。如果二极管的导通压降较大，则会影响电子设备的工作模式的判断准确率。降低二极管的导通压降可以提高电子设备的工作模式的判断准确率。二极管的导通压降是由二极管的材料决定。示例性的，硅二极管的导通压降为0.6V-0.7V，锗二极管的导通压降为0.2V-0.3V，肖特基二极管的导通压降为0.4V-0.5V。在其中的一个实施例中，二极管的导通压降为0.2V-0.3V。

通过仅采用一个二极管实现单向导通单元的单向导通功能，可以最大程度上降低TYPE-C接口模块的实现成本。

在一个实施例中，图5为本实用新型实施例中的一种TYPE-C接口模块的示意图，如图5所示，单向导通单元130包括三极管310；三极管310的输入端与控制端电连接，且均与检测电阻120电连接；三极管的输出端与第一接口110的检测端150电连接。需要说明的是，本实用新型实施例对三极管的类型不作限定。可选的，例如可以设置三极管为NPN型三极管，三极管310的输入端为集电极c，三极管310的控制端为基极b，三极管310的输出端为发射极e。三极管310的控制端用于控制三极管310的输入端到三极管310的输出端之间的方向是否为导通方向。

在一个实施例中，图6为本实用新型实施例中的一种TYPE-C接口模块的示意图，如图6所示，单向导通单元130包括三极管310和限流电阻320；三极管310的输入端与检测电阻120电连接；三极管的输出端与第一接口110的检测端150电连接，限流电阻320串联在三极管的控制端与电源端之间。

三极管可以包括NPN型三极管。限流电阻320用于限制由电源端140流经三极管310的控制端的电流，避免控制端的输入电流过大而导致三极管损坏。

单向导通单元130还可以包括：晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)、场效应管或金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)等。此外，单向导通单元130还包括电阻或开关等其他器件，可以根据需要进行设定，只要能够实现单项导通，且导通方向为由检测电阻流经第一接口的检测端的方向即可，本实用新型实施例不作具体限制。

具体的，单向导通单元包括：场效应管；其中，场效应管的源极与栅极电连接，且与检测电阻120电连接；场效应管的漏极与第一接口的检测端电连接。

通过三极管实现单向导通功能，可以准确截止从第一接口的检测端流经检测电阻的电流方向，避免引起电流倒灌现象，提高元器件的安全性。

在一个实施例中，图7为本实用新型实施例中的一种数据线的示意图，如图7所示，数据线包括：第一接口模块100、第二接口模块200，以及连接第一接口模块100和第二接口模块200的传输线缆300；其中，第一接口模块100为本实用新型实施例中任一项所述的TYPE-C接口模块。

在其中的一个实施例中，第二接口模块200为TYPE-A接口。

在一个实施例中，如图8所示，传输线缆300包括电源线缆301和接地线缆302；电源线缆301串联在第一接口模块100的电源端140和第二接口模块200的电源端之间；接地线缆302串联在第一接口模块100的接地端和第二接口模块200的接地端之间。

其中，第一接口模块100的接地端与电子设备的接地端电连接。

在其中的一个实施例中，第二接口模块200与便携式充电设备电连接。便携式充电例如可以是充电宝等。便携式充电设备用于预先存储电量，并转换为电子设备匹配的电源电压提供给电子设备。数据线用于为电子设备提供电源电压。

在其中的一个实施例中，第二接口模块200与其他电子设备电连接。数据线串联在两个电子设备之间，数据线用于两个电子设备之间的数据传输。例如本实用新型提供的数据线可以实现手机与电脑之间的数据传输或充电。

在一个实施例中，图9为本实用新型实施例中的一种电源传输电路的示意图，如图9所示，电源转换模块510，以及如本实用新型实施例任意一项所述的数据线400，数据线400与电源转换模块510电连接。

其中，电源转换模块510的VBUS端与第二接口模块的电源端电连接，电源转换模块510的接地端与第二接口模块的接地端电连接。电源转换模块510与插座电连接，用于获取市电，并转换为电子设备匹配的电源电压提供给电子设备。其中，电子设备可以包括手机、平板电脑或车载设备等终端设备。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种TYPE-C接口模块，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的TYPE-C接口模块，其特征在于，所述单向导通单元包括二极管；所述二极管的正极与所述检测电阻电连接，所述二极管的负极与所述第一接口的检测端电连接。

3.根据权利要求2所述的TYPE-C接口模块，其特征在于，所述二极管的反向击穿电压大于所述第一接口的检测端的最大输出电压。

4.根据权利要求2所述的TYPE-C接口模块，其特征在于，所述二极管的导通压降小于等于0.7V。

5.根据权利要求1所述的TYPE-C接口模块，其特征在于，所述单向导通单元包括三极管；所述三极管的输入端与控制端电连接，且与所述检测电阻电连接；所述三极管的输出端与所述第一接口的检测端电连接。

6.根据权利要求1所述的TYPE-C接口模块，其特征在于，所述单向导通单元包括三极管和限流电阻；所述三极管的输入端与所述检测电阻电连接，所述三极管的输出端与所述第一接口的检测端电连接，所述限流电阻串联在所述三极管的控制端与所述电源端之间。

7.一种数据线，其特征在于，包括：

其中，所述第一接口模块为权利要求1-6任意一项所述的TYPE-C接口模块。

8.根据权利要求7所述的数据线，其特征在于，所述第二接口模块为TYPE-A接口。

9.根据权利要求7所述的数据线，其特征在于，所述传输线缆包括电源线缆和接地线缆；

10.一种电源传输电路，其特征在于，包括：

电源转换模块，以及如权利要求7-9任意一项所述的数据线，所述数据线与所述电源转换模块电连接。