CN212435385U - 数据线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数据线，包括：电压输入端、电压输出端、控制引脚、第一开关模组、第二开关模组和比较模组；该第一开关模组具有第一输入端、第一输出端和第一控制端，该第一输入端与该电压输入端电连接，该第一输出端与该电压输出端电连接；该第二开关模组具有第二输入端、第二输出端和第二控制端，该第二控制端与该控制引脚电连接，该第二输入端与该电压输入端电连接，该第二输出端经第一电阻接地；该比较模组具有第三输入端、第四输入端和第三输出端，该第三输入端与所述电压输入端电连接，该第四输入端电连接于该第二输出端和该第一电阻之间，该第三输出端与所述第一控制端电连接。通过上述数据线，能够有效解决烧端口的问题。

Description

数据线

技术领域

本实用新型涉及数据线技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种数据线。

背景技术

随着大电流快充技术的发展，为了降低充电干扰以及数据传输时的干扰，通用串行总线端口的插座铁壳大多数都是采用接地处理，尤其Type C插座，接地处理也可以使得屏蔽层、编织网可以形成一个回路，从而可以分担一部分充电回流，这样有利于数据线做细。

目前，随着电子设备设备越做越薄，使得数据线的电源线针脚与数据线插座铁壳之间距离很近，同时，电源线针脚与GND针脚之间距离也很近。

由于在实际应用中，用户在使用充电器或者其他供电端口对电子设备进行充电后，一般而言，数据线始终是保留在电源适配器上或者供电端口上，这就使得数据线的另一端长时间带电暴露在环境中，电源线针脚在湿度较大的环境下则会腐蚀，从而数据线端口在发生腐蚀或进入异物之后，电源线针脚和数据线插座铁壳接地，导致烧端口的问题，或者电源线针脚和GND针脚接地，导致烧端口的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种数据线的新技术方案，以解决在现有技术中因数据线内电源线针脚带电，使得数据线端口发生腐蚀或进入异物后发生烧端口的问题。

第一方面，本实用新型提供一种数据线，包括电压输入端、电压输出端、控制引脚、第一开关模组、第二开关模组和比较模组；

所述第一开关模组具有第一输入端、第一输出端和第一控制端，所述第一输入端与所述电压输入端电连接，所述第一输出端与所述电压输出端电连接；

所述第二开关模组具有第二输入端、第二输出端和第二控制端，所述第二控制端与所述控制引脚电连接，所述第二输入端与所述电压输入端电连接，所述第二输出端经第一电阻接地；

所述比较模组具有第三输入端、第四输入端和第三输出端，所述第三输入端与所述电压输入端电连接，所述第四输入端电连接于所述第二输出端和所述第一电阻之间，所述第三输出端与所述第一控制端电连接。

本实用新型实施例提供的数据线，通过控制引脚的检测电压来控制第二开关模组的截止和导通，从而控制比较模组的第三输入端和第四输入端之间的电压大小，进而通过比较模组的第三输出端控制第一开关模组的截止和导通，最终控制位于电压输出端和电压输入端之间的电源线的通断，这样可以使得未接入电子设备的数据线中的电源线针脚始终保持不带电的状态，降低针脚的腐蚀，从而优化电源线针脚带电腐蚀的问题，即使电源线针脚和数据线插座铁壳接地，或者电源线针脚和GND针脚接地，也不会出现烧端口的现象，同样的，即使数据线端口进入异物，电源线针脚和数据线插座铁壳接地，或者电源线针脚和GND针脚接地，也不会出现烧端口的现象。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的第一种数据线的电路示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种数据线的电路示意图。

附图标记说明：

1-电压输入端、2-电压输出端、3-控制引脚、4-第一开关模组、5-第二开关模组、51-第二PMOS管、52-第六电阻、53-第七电阻、6-比较模组、7-第一电阻、8-第二电阻、9-第三电阻、10-第四电阻、11-第五电阻。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型实施例提供了一种数据线，如图1所示，该数据线包括电压输入端1、电压输出端2、控制引脚3、第一开关模组4、第二开关模组5和比较模组6；

所述第一开关模组4具有第一输入端、第一输出端和第一控制端，所述第一输入端与所述电压输入端1电连接，所述第一输出端与所述电压输出端2电连接；

所述第二开关模组5具有第二输入端、第二输出端和第二控制端，所述第二控制端与所述控制引脚3电连接，所述第二输入端与所述电压输入端1电连接，所述第二输出端经第一电阻7接地；

所述比较模组6具有第三输入端、第四输入端和第三输出端，所述第三输入端与所述电压输入端1电连接，所述第四输入端电连接于所述第二输出端和所述第一电阻7之间，所述第三输出端与所述第一控制端电连接。

在此需要说明的是，电源线的两端分别为电压输入端1和电压输出端2。第一开关模组4的第一输入端与电压输入端1电连接，第一开关模组4的第一输出端与电压输出端2电连接，也就是第一开关模组4连接在电源线上，控制着电压输入端1和电压输出端2之间的电压通断。第二开关模组5的第二控制端与控制引脚3电连接，受控于控制针脚的检测电压，第二开关模组5在所述检测电压表示所述控制针脚未连接所述电子设备时，控制比较模组6的第四输入端的电压，使得所述比较模组6控制所述第一开关模组4截止；所述第二开关模组5在所述检测电压表示所述控制针脚连接所述电子设备时，控制比较模组6的第四输入端的电压，使得所述比较模组6控制所述第一开关模组4导通。比较模组6的第三输入端与电压输入端1电连接，通过第三输入端输入的是基准电压(或参考电压)，用作比较参考，比较模组6的第四输入端与第二输出端电连接，通过第四输入端输入的是控制电压，用作使所述比较模组6控制所述第一开关模组4截止。控制引脚3与电子设备连接，用检测电压来表示当前数据线是否存在外接的电子设备。

在此还需要说明的是，基准电压是固定不变的，控制电压是随着第二开关模组5截止和导通变化的。

另外，比较模组6为电压比较器，所述第三输入端为所述电压比较器的同相输入端，所述第四输入端为所述电压比较器的反相输入端。

在此需要说明的是，电压比较器被设置为推拉类型电压比较器，当然也可以是open-drain类型，但是open-drain类型需要外加一个下拉电阻。

在此，根据如图1所示的数据线结构图，详细说明该数据线结构的运行的原理：第二开关模组5在所述检测电压表示所述控制针脚未连接所述电子设备时，控制比较模组6的第四输入端的电压低于第三输入端输入的基准电压，所述比较模组6的第三输出端输出高电平，所述第一开关模组4的第一控制端根据高电平，确定第一开关模组4的第一控制端的电压等于第一开关模组4的第一输入端的电压，控制第一开关模组4截止；第二开关模组5在所述检测电压表示所述控制针脚连接所述电子设备时，控制比较模组6的第四输入端的电压高于第三输入端输入的基准电压，所述比较模组6的第三输出端输出低电平，所述第一开关模组4的第一控制端根据低电平，确定第一开关模组4的第一控制端的电压小于第一开关模组4的第一输入端的电压，控制第一开关模组4导通。

另外，由于比较模组6是基于第三输入端输入的基准电压和第四输入端输入的控制电压之间的大小来控制第一开关模组4的导通，且第二输出端经第一电阻7接地，因此，在本实用新型实施例中，必须设置分压电阻来设定第三输入端的基准电压，即，第二电阻8和第三电阻9，同时在第二输出端设置第四电阻10作为分压电阻来控制第四输入端的控制电压。如图2所示，电压输入端1通过依次串接的所述第二电阻8和所述第三电阻9接地，所述第三输入端电连接于所述第二电阻8与所述第三电阻9之间，第二输出端通过所述第四电阻10与所述第一电阻7和所述第四输入端电连接。

在此需要说明的是，第一电阻7的数量和阻值、第二电阻8的数量和阻值、第三电阻9的数量和阻值、第四电阻10的数量和阻值，需要根据实际需求来确定，四种电阻数量和阻值的设置之间存在直接联系相互影响，也就是说，一种电阻的阻值和数量设定好，其他三种电阻在阻值和数量设定上会受到范围限制。

在本实用新型实施例中，第一开关模组4为第一P型场效应晶体(PositiveChannel Metal Oxide Semiconductor,PMOS)管，所述第一输入端为所述第一PMOS管的源极，所述第一输出端为所述第一PMOS管的漏极，所述第一控制端为所述第一PMOS管的栅极。

进一步的，在本实用新型实施例中，如图2所示，第二开关模组5包括第六电阻52、第七电阻53和第二PMOS管51，所述控制引脚3通过依次相连的所述第六电阻52和所述第七电阻53与所述第二PMOS管51的源极电连接，所述第二PMOS管51的漏极与所述第四输入端电连接，所述第二PMOS管51的栅极电连接于所述第六电阻52和所述第七电阻53之间，其中，第二开关模组5的第二输入端为第二PMOS管51的源极，第二输出端为第二PMOS管51的漏极，第二控制端为第二PMOS管51的栅极。

在此需要说明的是，控制针脚可以检测数据线端口当前是否连接电子设备，如果未检测到数据线端口当前连接电子设备，则位于电压输入端1和控制针脚之间的电压均相同，也就是说，第二PMOS管51的栅极的电压等于第二PMOS管51的源极的电压，则第二PMOS管51截止，则比较模组6的第四输入端所输入的控制电压为0V，低于第三输入端所输入的基准电压；如果检测到数据线端口当前连接电子设备，电子设备的控制针脚下拉第六电阻接入到数据线的控制针脚，由于第七电阻的分压作用，第二PMOS管51的栅极的电压远小于第二PMOS管51的源极电压，则第二PMOS管51导通，则由于第四电阻的分压作用，比较模组6的第四输入端所输入的控制电压高于第三输入端所输入的基准电压。

另外，第二PMOS管51不能工作于线性可变电阻区域；第六电阻52和第七电阻53可以设置为5.1K和51K，当然也可以根据实际需求设置为其他电阻值，只要两个电阻阻值和满足56K±5％范围即可，可任意搭配两个电阻的阻值，但是分压后必须满足第二PMOS管51的正常工作。

另外，第六电阻52和第七电阻53的电阻值也可以设定为相同，此时，第六电阻52和第七电阻53的电阻值大于或者等于53200Ω，且小于或等于58800Ω。

进一步的，同样的，为了能够满足第一开关模组4的正常工作，也就是说在到达第一开关模组4的第一控制端的电压控制在一定范围内，因此，在本实用新型实施例中，如图2所示，还需要在数据线内设置第五电阻11，第五电阻11串接于所述第三输出端和所述第一控制端之间，这样比较模组6的第三输出端输出的电压经过第五电阻11的分压，得到能够满足第一开关模组4的正常工作的电压。

通过上述数据线，通过控制引脚3的检测电压来控制第二开关模组5的截止和导通，从而控制比较模组6的第三输入端和第四输入端之间的电压大小，进而通过比较模组6的第三输出端控制第一开关模组4的截止和导通，最终控制位于电压输出端2和电压输入端1之间的电源线的通断，这样可以使得未接入电子设备的数据线中的电源线针脚始终保持不带电的状态，降低针脚的腐蚀，从而优化电源线针脚带电腐蚀的问题，即使电源线针脚和数据线插座铁壳接地，或者电源线针脚和GND针脚接地，也不会出现烧端口的现象，同样的，即使数据线端口进入异物，电源线针脚和数据线插座铁壳接地，或者电源线针脚和GND针脚接地，也不会出现烧端口的现象。

上述是本实用新型提供的一种数据线，以下示例性说明该数据线的详细实施过程，具体如下：

首先，当数据线一端的端口插入在电源适配器上，另一个端的端口处于悬空状态时，也就是说控制针脚未检测到数据线端口当前连接电子设备，此时，电压输入端1的电压为5V，第二PMOS管51的栅极的电压等于第二PMOS管51的源极的电压，均为5V，则第二PMOS管51截止，则比较模组6的第四输入端所输入的控制电压为0V，低于第三输入端所输入的基准电压，此时，比较模组6的第三输出端输出高电平，所述第一开关模组4的第一控制端根据高电平，确定第一开关模组4的第一控制端的电压等于第一开关模组4的第一输入端的电压，控制第一开关模组4截止，此时电压输出端2不输出电压，电源线针脚也不带电；

其次，当数据线一端的端口插入在电源适配器上，另一个端的端口插入电子设备时，也就是说控制针脚检测到数据线端口当前连接电子设备，电子设备的控制针脚下拉第六电阻52接入到数据线的控制针脚，第二PMOS管51的栅极的电压为0V，远小于第二PMOS管51的源极电压5V，则第二PMOS管51导通，则由于第四电阻的分压作用，比较模组6的第四输入端所输入的控制电压高于第三输入端所输入的基准电压，此时，比较模组6的第三输出端输出低电平，所述第一开关模组4的第一控制端根据低电平，确定第一开关模组4的第一控制端的电压小于第一开关模组4的第一输入端的电压，控制第一开关模组4导通，此时，电压输出端2输出电压，电源线针脚带电，电子设备开始进行充电流程。

再次，当电子设备充电之后拔掉了，也就是说控制针脚未检测到数据线端口当前连接电子设备，此时，数据线一端的端口插入在电源适配器上，另一个端的端口处于悬空状态，第二PMOS管51的栅极的电压又恢复到了5V，此时电压输出端2不输出电压，电源线针脚也不带电。

在此需要说明的是，如果数据线一端的端口插入在电子设备上，另一个端的端口处于悬空状态时，此时，另一个端插入电源适配器或供电端口时，电子设备的控制针脚下拉第六电阻52接入到数据线的控制针脚，第二PMOS管51的栅极的电压为0V，远小于第二PMOS管51的源极电压5V，则第二PMOS管51导通，则由于第四电阻10的分压作用，比较模组6的第四输入端所输入的控制电压高于第三输入端所输入的基准电压，此时，比较模组6的第三输出端输出低电平，所述第一开关模组4的第一控制端根据低电平，确定第一开关模组4的第一控制端的电压小于第一开关模组4的第一输入端的电压，控制第一开关模组4导通，此时，电压输出端2输出电压，电源线针脚带电，电子设备开始进行充电流程。

进一步的，在实际应用中，由于端口内异物的存在导致电源线针脚和GND针脚微短路，使得在使用数据线给电子设备进行充电的过程中，端口温度急剧上升，为了达到控制充电保护的效果，有效避免烧端口现象的发生，极大的提升充电的安全性，因此，在本实用新型实施例中，可以将第一电阻7设置为热敏电阻，也就是说，第一电阻7为阻值随温度变化的电阻，第一电阻7在所述数据线的温度超过设定阈值时，使得所述比较模组6控制所述第一开关模组4截止。

在此需要说明的是，将该第一电阻7放置到数据线的端口位置，用于检测数据线端口温度的变化。

另外，由于端口温度急剧上升才会导致烧端口的现象出现，此时应该立刻停止充电，因此，在本实用新型实施例中，可以将第一电阻7设置为其阻值随着温度升高而降低的电阻。

以下结合基于第一电阻7为热敏电阻的数据线，说明该数据线在给电子设备进行充电的过程中的详细实施过程，具体如下：

当电子设备在充电状态时，此时由于端口内异物的存在导致电源线针脚和GND针脚微短路，使得在使用数据线给电子设备进行充电的过程中，端口温度急剧上升，摆放在端口位置的第一电阻7的阻值随着温度的上升而减小，当温度上升到设定阈值(阈值的选择需根据电阻进行匹配设定的)时，比较模组6的第四输入端所输入的控制电压由原来的高于持续下降到低于比较模组6的第三输入端所输入的基准电压时，所述比较模组6的第三输出端输出高电平，第一开关模组4的第一控制端根据高电平，确定第一开关模组4的第一控制端的电压等于第一开关模组4的第一输入端的电压，控制第一开关模组4截止，因此，此时电压输出端2不输出电压，电源线针脚也不带电，数据线停止对外输出电压，当端口温度降低，第一电阻7的阻值逐渐恢复正常，此时，比较模组6的第四输入端所输入的控制电压由原来的低于持续上升到高于比较模组6的第三输入端所输入的基准电压时，所述比较模组6的第三输出端输出低电平，所述第一开关模组4的第一控制端根据低电平，确定第一开关模组4的第一控制端的电压小于第一开关模组4的第一输入端的电压，控制第一开关模组4导通，因此，此时，电压输出端2输出电压，电源线针脚带电，电子设备开始进行充电流程。

在此需要说明的是，利用第一电阻7随温度变化的特性，以此控制比较模组6的第四输入端所输入的控制电压，进而控制比较模组6的第三输出端输出电平，从而控制第一开关模组4的截止和导通，以达到控制充电保护的效果，有效避免烧端口现象的发生，极大的提升充电的安全性。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种数据线，其特征在于，包括电压输入端、电压输出端、控制引脚、第一开关模组、第二开关模组和比较模组；

所述第一开关模组具有第一输入端、第一输出端和第一控制端，所述第一输入端与所述电压输入端电连接，所述第一输出端与所述电压输出端电连接；

所述第二开关模组具有第二输入端、第二输出端和第二控制端，所述第二控制端与所述控制引脚电连接，所述第二输入端与所述电压输入端电连接，所述第二输出端经第一电阻接地；

所述比较模组具有第三输入端、第四输入端和第三输出端，所述第三输入端与所述电压输入端电连接，所述第四输入端电连接于所述第二输出端和所述第一电阻之间，所述第三输出端与所述第一控制端电连接。

2.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，还包括第二电阻和第三电阻，所述电压输入端通过依次串接的所述第二电阻和所述第三电阻接地，所述第三输入端电连接于所述第二电阻与所述第三电阻之间。

3.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述第一电阻为热敏电阻。

4.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，还包括第四电阻，所述第二输出端通过所述第四电阻与所述第一电阻和所述第四输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，还包括第五电阻，所述第五电阻串接于所述第三输出端和所述第一控制端之间。

6.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述第一开关模组为第一PMOS管，所述第一输入端为所述第一PMOS管的源极，所述第一输出端为所述第一PMOS管的漏极，所述第一控制端为所述第一PMOS管的栅极。

7.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述第二开关模组包括第六电阻、第七电阻和第二PMOS管，所述控制引脚通过依次相连的所述第六电阻和所述第七电阻与所述第二PMOS管的源极电连接，所述第二PMOS管的漏极与所述第四输入端电连接，所述第二PMOS管的栅极电连接于所述第六电阻和所述第七电阻之间。

8.根据权利要求7所述的数据线，其特征在于，所述第六电阻和所述第七电阻的电阻值相同。

9.根据权利要求8所述的数据线，其特征在于，所述第六电阻和所述第七电阻的电阻值大于或者等于53200Ω，且小于或等于58800Ω。

10.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述比较模组为电压比较器，所述第三输入端为所述电压比较器的同相输入端，所述第四输入端为所述电压比较器的反相输入端。

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