CN216352293U - 一种电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电子装置，包括充电电路、主控电路、切换开关、供电电路、第一接口和第二接口，供电电路连接主控电路和充电电路，主控电路检测第一接口和第二接口的设备接入。切换开关在第一接口和第二接口都接入设备时导通第一接口和第二接口实现数据传输，在第一接口接入设备、第二接口未接入设备时导通第一接口和充电电路，以及在第二接口接入设备、第一接口未接入设备时导通第二接口和充电电路。本实用新型将USB口的数据通讯线路设计为可切换的模式，通过切换开关实现电能传输和数据传输之间的智能切换，将HUB转换器和充电器合二为一，方便携带，且节约成本。

Description

一种电子装置

技术领域

本实用新型涉及电能传输领域，具体而言，涉及一种电子装置。

背景技术

随着各种电子设备的发展与应用，特别是手机、电脑等智能电子设备的普及，使USB接口的应用场景越来越广泛，应用USB接口的电子设备也越来越多。USB接口是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域，成功替代串口和并口，成为当今智能电子设备的必配接口。现有的电子设备普遍采用USB接口进行电能传输和数据传输。

这些设备虽然都是采用了USB接口，但是设备之间的数据线并不完全相同，通常出于体积、效率的考虑而采用了各种不同的接口。随着快充协议的发展，人们对电子设备充电速度的要求也越来越高。

然而，现有技术中，缺乏一种能够进行电能传输和数据传输智能切换的装置。例如，快充适配器只能给设备进行充电，而无法实现如HUB转换器进行多个充电设备之间的数据传输功能。用户往往需要携带HUB转换器和电源适配器，不仅携带不方便，而且成本较高。

因此，急需一种能够进行电能传输和数据传输智能切换的方案来解决上述问题。

实用新型内容

基于现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种电子装置。具体技术方案如下所示：

一种电子装置，包括充电电路、主控电路、切换开关、供电电路、第一接口和第二接口，所述供电电路连接所述主控电路和所述充电电路，所述充电电路连接所述第一接口、所述第二接口、所述供电电路和所述切换开关；

所述主控电路连接所述第一接口和所述第二接口，用于检测所述第一接口和所述第二接口的设备接入；

所述切换开关分别连接所述主控电路、所述充电电路、所述第一接口和所述第二接口，用于在所述第一接口和所述第二接口都接入设备时导通所述第一接口和所述第二接口实现数据传输，在所述第一接口接入设备、所述第二接口未接入设备时导通所述第一接口和所述充电电路，以及在所述第二接口接入设备、所述第一接口未接入设备时导通所述第二接口和所述充电电路。

在一个具体实施例中，所述充电电路包括电性连接的快充协议电路和降压电路，所述降压电路连接所述供电电路；

所述快充协议电路分别连接所述第一接口、所述第二接口和所述切换开关，用于检测所述第一接口或所述第二接口接入设备的充电协议并输出相应的电压以实现快速充电。

在一个具体实施例中，所述第一接口包括USBType-A接口或USBType-C接口，所述第二接口包括USBType-A接口或USBType-C接口。

在一个具体实施例中，还包括一个或多个用于检测电流的电流检测电路；

所述第一接口或所述第二接口连接所述电流检测电路；或，所述第一接口和所述第二接口分别连接一个所述电流检测电路；

所述主控电路连接所述电流检测电路，用于通过所述电流检测电路检测所述第一接口和/或所述第二接口的电流，以此检测所述第一接口和/或第二接口的设备接入。

在一个具体实施例中，还包括一个或多个用于检测电压的电压检测电路；

所述第一接口或所述第二接口连接所述电压检测电路；或，所述第一接口和所述第二接口分别连接一个所述电压检测电路；

所述主控电路连接所述电压检测电路，用于通过所述电压检测电路检测所述第一接口和/或所述第二接口的电压，以此检测所述第一接口和/或第二接口的设备接入。

在一个具体实施例中，所述第一接口为USBType-A接口，所述主控电路通过所述电流检测电路连接所述第一接口；

或，所述第一接口为USBType-C接口，所述主控电路通过所述电流检测电路或电压检测电路连接所述第一接口。

在一个具体实施例中，所述第二接口为USBType-A接口，所述主控电路通过所述电流检测电路连接所述第二接口；

或，所述第二接口为USBType-C接口，所述主控电路通过所述电流检测电路或电压检测电路连接所述第二接口。

在一个具体实施例中，所述切换开关中设置有至少一个可控的电子驱动器件；

所述电子驱动器件包括晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅或继电器。

在一个具体实施例中，所述切换开关包括集成有多个模拟开关的电子芯片，以通过所述模拟开关的通断实现开关的切换。

在一个具体实施例中，所述降压电路与所述切换开关电性连接，用于将所述供电电路输出的电能进行降压，并传递至所述切换开关。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种电子装置，可实现数据传输功能和电能传输功能的切换，创新性的将USB口的数据通讯线路设计为可切换的模式，将数据传输功能和电能传输功能进行整合，通过切换开关进行切换。电子装置既具备充电装置的充电功能，又具备HUB转换器的数据传输功能。通过识别不同的工作模式来选择接入不同的模块，实现电能传输和数据传输之间的智能切换。本实用新型将HUB转换器和充电器合二为一，方便携带，且节约成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提出的电子装置组成示意图；

图2是本实用新型实施例提出的供电电路的电路图；

图3是本实用新型实施例提出的主控电路的电路图；

图4是本实用新型实施例提出的电流检测电路的电路图；

图5是本实用新型实施例提出的电压检测电路的电路图；

图6是本实用新型实施例提出的切换开关的一部分电路图；

图7是本实用新型实施例提出的切换开关的另一部分电路图；

图8是本实用新型实施例提出的快充协议电路的电路图；

图9是本实用新型实施例提出的降压电路的电路图。

附图标记：1-第一接口；2-第二接口；3-切换开关；4-充电电路；5-主控电路；6-供电电路；41-快充协议电路；42-降压电路。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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做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。

实施例1

针对现有技术的不足，本实施例提供了一种电子装置，将数据传输功能和电能传输功能进行整合，通过切换开关进行切换。各组成部分的连接关系如说明书附图1所示，具体方案如下：

一种电子装置，包括第一接口1、第二接口2、切换开关3、充电电路4、主控电路5、供电电路6。供电电路6为电子装置的部分模块提供电能，电路图如说明书附图2所示。本实用新型的电子装置既具备充电装置的充电功能，又具备HUB转换器的数据传输功能。本实用新型创新性的将USB口的数据通讯线路设计为可切换的模式，利用切换开关3进行切换，通过识别不同的工作模式来选择接入不同的模块，实现电能传输和数据传输之间的智能切换。当第一接口1和第二接口2中仅有一个接入设备时，实现电能传输；当第一接口1和第二接口2都接入设备时，实现第一接口1的设备与第二接口2的设备之间的数据传输。

其中，第一接口1和第二接口2主要用于接入外部设备，第一接口1和第二接口2在本实施例中为电能输出端，即外部设备通过第一接口1或第二接口2接入电子装置，可实现电能由电子装置传输至外部设备。第一接口1包括USB Type-A接口或USB Type-C接口，第二接口2包括USB Type-A接口或USB Type-C接口，第一接口1和第二接口2也可以是可实现充电和数据传输的其他接口。

其中，充电电路4分别连接第一接口1、第二接口2、供电电路6和切换开关3。充电电路4的设置，使电子装置具备充电功能。需要说明的是，本实施例中的充电电路4支持任何一种已知的充电协议。优选地，本实施例选用快充协议，即电子装置支持快充功能，使得接口既能实现快充功能，也可实现数据传输功能。

其中，主控电路5连接第一接口1和第二接口2，用于检测第一接口1和第二接口2的设备接入。主控电路5中设置有MCU，利用MCU采集第一接口1和第二接口2的电流和/或电压，以此判断第一接口1和第二接口2是否存在设备接入，进而控制切换开关3连接所需要连接的模块。主控电路5的电路图如说明书附图3所示。

具体地，电子装置还包括用于检测电流的电流检测电路和用于检测电压的电压检测电路。电流检测电路的数量包括一个或多个，电压检测电路的数量包括一个或多个。既可使第一接口1或第二接口2连接电流检测电路，也可第一接口1和第二接口2分别连接一个电流检测电路(即存在两个电流检测电路)。同理，既可使第一接口1或第二接口2连接电压检测电路，也可第一接口1和第二接口2分别连接一个电压检测电路(即存在两个电压检测电路)。主控电路5内置有MCU，利用MCU内置的ADC检测通道，进行电流值和电压值大小的精确检测。电流检测电路的电路图如说明书附图4所示，电压检测电路的电路图如说明书附图5所示。

主控电路5连接电流检测电路，通过电流检测电路检测第一接口1和/或第二接口2的电流，以此检测第一接口1和/或第二接口2的设备接入。主控电路5连接电压检测电路，用于通过电压检测电路检测第一接口1和/或第二接口2的电压，以此检测第一接口1和/或第二接口2的设备接入。

具体地，当第一接口1为USB Type-A接口时，主控电路5通过电流检测电路连接第一接口1；当第二接口2为USB Type-A接口时，主控电路5通过电流检测电路连接第二接口2；当第一接口1为USB Type-C接口时，主控电路5通过电流检测电路或电压检测电路连接第一接口1；当第二接口2为USB Type-C接口时，主控电路5通过电流检测电路或电压检测电路连接第二接口2。

示例性的，第一接口1为USB Type-C接口，第二接口2为USB Type-A接口。通过电压检测单路检测第一接口1的电压，以此实现第一接口1的接入设备的检测。通过电流检测电路检测第二接口2的电流，以此实现第二接口2的接入设备的检测。

其中，切换开关3分别连接主控电路5、充电电路4、第一接口1和第二接口2。切换开关3作为核心的切换器件，利用集成的电子开关或者分离式的MOS电路，根据不同的需要控制充电电路4、第一接口1和第二接口2之间的连接关系，实现电能传输功能和数据传输功能之间的切换。具体地，在检测到第一接口1和第二接口2都接入设备时，主控电路5控制切换开关3导通第一接口1和第二接口2实现数据传输，关断充电电路4与第一接口1、第二接口2之间的连通。在检测到第一接口1接入设备、第二接口2未接入设备时，主控电路5控制切换开关3导通第一接口1和充电电路4实现第一接口1的充电，关断第二接口2与第一接口1之间的数据传输。在检测到第二接口2接入设备、第一接口1未接入设备时，主控电路5控制切换开关3导通第二接口2和充电电路4实现第二接口2的充电，关断第二接口2与第一接口1之间的数据传输。

在本实施例中，切换开关3包括电子开关或分离式的MOS电路。电子开关中设置有至少一个可控的电子驱动器件；电子驱动器件包括晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅或继电器。或者，切换开关3可以是包括多个模拟开关的电子芯片，通过所述模拟开关的通断实现开关的切换，即将第一接口1与第二接口2导通实现两者的数据传输，或者第一接口1、第二接口单独充电。优选地，切换开关3选用电子芯片，电路图如说明书附图6所示和说明书附图7所示，切换开关3中设置有芯片CD4066。CD4066是四双向模拟开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输。示例性的，切换开关3还可选用芯片BL1532，BL1532是低功耗双端口双刀双掷高速USB2.0开关，拥有4.5Ω导通电阻和3.7pF超低电容特性，带宽高达720MHz。

CD4066的内部封装有4个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。另外，CD4066具有比较低的导通阻抗，导通阻抗在整个输入信号范围内基本不变。CD4066由四个相互独立的双向开关组成，每个开关有一个控制信号，开关中的p和n器件在控制信号作用下同时开关。这种结构消除了开关晶体管阈值电压随输入信号的变化，因此在整个工作信号范围内导通阻抗比较低。与单通道开关相比，具有输入信号峰值电压范围等于电源电压以及在输入信号范围内导通阻抗比较稳定等优点。

具体地，充电电路4包括电性连接的快充协议电路41和降压电路42。快充协议电路41与接入设备进行通讯，控制降压电路42输出不同的电压。例如，接口为USB Type-A接口，通过D+和D-引脚与设备进行沟通，根据设备的充电协议选择合适的电压进行输出。降压电路42连接供电电路6；快充协议电路41分别连接第一接口1、第二接口2和切换开关3，用于检测第一接口1或第二接口2接入设备的充电协议并输出相应的电压实现快速充电。接口接入设备后，快充协议电路41根据接口请求的电压控制电源模块输出对应的电压，实现快充。快充协议电路41的电路图如说明书附图8所示。

降压电路42还与切换开关3电性连接，用于将供电电路6输出的电能进行降压，并传递至切换开关3。降压电路42与供电电路6连接，降压电路42还可与主控电路5、切换开关3等需要电能的模块连接，将供电电路6中的电压进行降压处理，不同的模块输出不同的电压值，降压电路42的电路图如说明书附图9所示。

在具体应用中，先将USB口(USB Type-A口和USB Type-C口)的数据传输线路(D+，D-)接于快充协议电路41(A1D+，A1D-)上。当MCU监控到USB Type-A口有电流时，即有设备接入USB Type-A口，此时实现USB Type-A口的设备与电子设备的电能传输。当MCU监控到电压，确认USB Type-C口有插入设备，此时实现USB TypeC口的设备与电子设备的电能传输。当USB Type-A口和USB Type-C口同时在使用，即同时存在设备接入时，则MCU传输控制信号至切换开关3，将USB Type-A口的数据传输线路切换到USBType C口上，USB Type-A口的D+与快充协议电路41的A1D+断开，USB Type-A口的D-与快充协议电路41的A1D-断开。同理，USB Type-C口断开与快充协议电路41的快充连接。切换开关3控制USB Type-A口的D+与USBType-C口的D+接通，USB Type-A口的D-与USB Type-C口的D-接通，此时USB Type-A口与USBType-C口之间即可实现数据传输。当有一个接口拔出时，MCU传输控制信号至电子开关电路，将数据传输线路切换到快充协议电路41上。

此外，本实施例的电子装置还可设置其它接口。例如，电子装置还包括用于电能传输的第三接口、用于数据传输的第四接口和第五接口，第三接口连接充电电路4，第四接口连接第五接口。第三接口仅用来进行电能传输。第四接口和第五接口仅用来进行数据传输。第四接口和第五接口分别接入设备，通过电子装置实现数据传输。

本实用新型提供了一种电子装置，可实现数据传输功能和电能传输功能的切换，创新性的将USB口的数据通讯线路设计为可切换的模式，将数据传输功能和电能传输功能进行整合，并通过切换开关进行切换。电子装置既具备充电装置的充电功能，又具备HUB转换器的数据传输功能。通过识别不同的工作模式来选择接入不同的模块，实现电能传输和数据传输之间的智能切换。本实用新型将HUB转换器和充电器合二为一，方便携带，且节约成本。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的电路或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的电路可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的电路可以合并为一个电路，也可以进一步拆分成多个子电路。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包括充电电路、主控电路、切换开关、供电电路、第一接口和第二接口，所述供电电路连接所述主控电路和所述充电电路，所述充电电路连接所述第一接口、所述第二接口、所述供电电路和所述切换开关；

所述主控电路连接所述第一接口和所述第二接口，用于检测所述第一接口和所述第二接口的设备接入；

所述切换开关分别连接所述主控电路、所述充电电路、所述第一接口和所述第二接口，用于在所述第一接口和所述第二接口都接入设备时导通所述第一接口和所述第二接口实现数据传输，在所述第一接口接入设备、所述第二接口未接入设备时导通所述第一接口和所述充电电路，以及在所述第二接口接入设备、所述第一接口未接入设备时导通所述第二接口和所述充电电路。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述充电电路包括电性连接的快充协议电路和降压电路，所述降压电路连接所述供电电路；

所述快充协议电路分别连接所述第一接口、所述第二接口和所述切换开关，用于检测所述第一接口或所述第二接口接入设备的充电协议并输出相应的电压以实现快速充电。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第一接口包括USBType-A接口或USBType-C接口，所述第二接口包括USBType-A接口或USBType-C接口。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，还包括一个或多个用于检测电流的电流检测电路；

所述第一接口或所述第二接口连接所述电流检测电路；或，所述第一接口和所述第二接口分别连接一个所述电流检测电路；

所述主控电路连接所述电流检测电路，用于通过所述电流检测电路检测所述第一接口和/或所述第二接口的电流，以此检测所述第一接口和/或第二接口的设备接入。

5.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，还包括一个或多个用于检测电压的电压检测电路；

所述第一接口或所述第二接口连接所述电压检测电路；或，所述第一接口和所述第二接口分别连接一个所述电压检测电路；

所述主控电路连接所述电压检测电路，用于通过所述电压检测电路检测所述第一接口和/或所述第二接口的电压，以此检测所述第一接口和/或第二接口的设备接入。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述第一接口为USBType-A接口，所述主控电路通过所述电流检测电路连接所述第一接口；

或，所述第一接口为USBType-C接口，所述主控电路通过所述电流检测电路或电压检测电路连接所述第一接口。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述第二接口为USBType-A接口，所述主控电路通过所述电流检测电路连接所述第二接口；

或，所述第二接口为USBType-C接口，所述主控电路通过所述电流检测电路或电压检测电路连接所述第二接口。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述切换开关中设置有至少一个可控的电子驱动器件；

所述电子驱动器件包括晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅或继电器。

9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述切换开关包括集成有多个模拟开关的电子芯片，以通过所述模拟开关的通断实现开关的切换。

10.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述降压电路与所述切换开关电性连接，用于将所述供电电路输出的电能进行降压，并传递至所述切换开关。

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