CN217134846U - 一种数据线及充电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种数据线及充电设备，数据线包括用于连接充电器的第一Type‑C接口、用于连接待充电装置第二Type‑C接口、电连接第一Type‑C接口和第二Type‑C接口的连接线路以及切换单元，切换单元能够使连接线路在第一连接状态和第二连接状态之间切换；在第一连接状态，数据线支持PD充电协议向待充电装置供电，在第二连接状态，数据线支持第一充电协议向待充电装置供电，PD充电协议的充电功率大于第一充电协议的充电功率，用户具有快速充电需求时，可控制切换单元选择PD充电协议对待充电装置充电，在其他情况下，则可控制切换单元选择选择第一充电协议对待充电装置充电，以减小待充电装置电池的的充电电流，从而有效保护待充电装置的电池。
Description
技术领域
本申请涉及充电器技术领域，尤其涉及一种数据线及充电设备。
背景技术
随着电子技术的发展，电子产品的种类越来越丰富，并追求电子产品充电速度的提升，随之而来演化出各种各样的快速充电协议，例如：QC(Quick Charge)充电协议、PD(Power Delivery)充电协议等，还有各家公司的私有快速充电协议如VOOC充电协议、SCP(Super ChargeProtocol)充电协议等。这些快速充电协议在解决了电子产品充电速度快的问题的同时也降低了电池的使用寿命。
实用新型内容
本申请实施例提供一种数据线及充电设备，能够解决数据线支撑的充电协议单一的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种数据线，包括：
第一Type-C接口，用于连接充电器；
第二Type-C接口，用于连接待充电装置；
连接线路，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口；
切换单元，能够使所述连接线路在第一连接状态和第二连接状态之间切换；
其中，在所述第一连接状态，所述数据线支持PD充电协议向所述待充电装置供电，在所述第二连接状态，所述数据线支持第一充电协议向所述待充电装置供电，所述PD充电协议的充电功率大于所述第一充电协议的充电功率。
在一些示例性的实施例中，所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口均包括GND引脚、CC引脚和VBUS引脚，所述连接线路包括：
接地线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述 GND引脚；
CC线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述 CC引脚；
VBUS线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者所述 VBUS引脚；
其中，在所述第一连接状态，所述CC线电性连通所述第一Type-C接口的所述CC引脚和所述第二Type-C接口的所述CC引脚；
在所述第二连接状态，所述CC线电性断开所述第一Type-C接口的所述 CC引脚和所述第二Type-C接口的所述CC引脚，且与所述第一Type-C接口的所述CC引脚电连接的其中一部分所述CC线电性连通所述接地线，与所述第二Type-C接口的所述CC引脚电连接的剩余部分所述CC线电性连通所述 VBUS线。
在一些示例性的实施例中，所述CC线电性断开所述第一Type-C接口的所述CC引脚和所述第二Type-C接口的所述CC引脚，以将所述CC线分割成与所述第一Type-C接口的所述CC引脚连接的第一CC线、及与所述第二Type-C 接口的所述CC引脚连接的第二CC线，所述切换单元包括：
开关元件，在所述第一连接状态下，所述第一CC线通过所述开关元件与所述第二CC线电性导通；
下拉元件，在所述第二连接状态下串接于所述第一CC线和所述接地线所形成的支路中；
上拉元件，在所述第二连接状态下串接于所述第二CC线和所述VBUS线所形成的支路中。
在一些示例性的实施例中，所述开关元件还在所述第二连接状态下电性导通所述第一CC线和所述接地线、以及电性导通所述第二CC线和所述VBUS 线。
在一些示例性的实施例中，双刀双掷开关，包括第一动端、第二动端、两个第一不动端、一个第二不动端和一个第三不动端；
所述第一CC线串接于所述第一Type-C接口的所述CC引脚和所述第一动端之间，所述第二CC线串接于所述第二Type-C接口的所述CC引脚和所述第二动端之间；
两个所述第一不动端之间短接；
所述下拉元件串接于所述第一Type-C接口的所述GND引脚和所述第二不动端之间；
所述上拉元件串接于所述第二Type-C接口的所述VBUS引脚和所述第三不动端之间；
其中，在所述第一连接状态，两个所述动端一一对应连接两个所述第一不动端；
在所述第二连接状态，所述第一动端连接所述第二不动端，所述第二动端连接所述第三不动端。
在一些示例性的实施例中，所述上拉元件和所述下拉元件均为电阻。
在一些示例性的实施例中，所述第一充电协议为QC充电协议、BC充电协议中的一种。
在一些示例性的实施例中，所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口均包括第一通信引脚和第二通信引脚，所述连接线路包括：
第一通信线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述第一通信引脚；
第二通信线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述第二通信引脚；
其中，所述数据线还支持采用所述第一通信引脚和所述第二通信引脚传输充电信号。
在一些示例性的实施例中，所述数据线还包括控制单元，所述控制单元设于所述第一Type-C接口或所述第二Type-C接口，所述控制单元用于控制所述切换单元以使所述连接线路在所述第一连接状态和所述第二连接状态之间切换。
第二方面，本申请实施例提供了一种充电设备，包括：
上述的数据线；及
Type-C充电器，所述数据线的所述第一Type-C接口插接于所述Type-C充电器内。
基于本申请实施例的数据线及充电设备，通过控制切换单元改变连接线路的连接状态，使数据线可支持PD充电协议或第一充电协议对待充电装置充电。用户具有快速充电需求时，可控制切换单元选择PD充电协议对待充电装置充电，在其他情况下，则可控制切换单元选择选择第一充电协议对待充电装置充电，以减小待充电装置电池的充电电流，从而有效保护待充电装置的电池。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
图1为本申请一种实施例的数据线的原理示意图；
图2为本申请一种实施例的数据线分别与充电器和待充电装置连接的原理示意图；
图3为本申请一种实施例的连接线路在第一连接状态的原理示意图；
图4为本申请一种实施例的连接线路在第二连接状态的原理示意图；
图5为本申请另一种实施例的数据线的原理示意图；
图6为本申请一种实施例的充电设备的原理示意图。
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，此处所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。
发明人发现，若能切换数据线内连接线路的连接状态，使数据线既能支持充电功率较大的充电协议，又能支持充电功率较小的充电协议，用户则可根据需要选择合适的充电协议对待充电装置进行充电，进而可有效保护待充电装置的电源。基于此，本申请实施例提供了一种数据线，可满足上述要求。
如图1为本申请一种实施例的数据线100的原理示意图。数据线100包括第一Type-C接口110、第二Type-C接口120、连接线路140和切换单元150。连接线路140电连接第一Type-C接口110和第二Type-C接口120，切换单元 150电连接于连接线路140，以构成本申请实施例提供的数据线100。如图2所示，第一Type-C接口110用于连接充电器210，充电器210用于与外部电源连接，第二Type-C接口120用于连接待充电装置300，即可对待充电装置300进行充电。
其中，切换单元150能够使连接线路140在第一连接状态和第二连接状态之间切换，在第一连接状态，数据线100支持PD充电协议向待充电装置300 供电，在第二连接状态，数据线100支持第一充电协议向待充电装置300供电， PD充电协议的充电功率大于第一充电协议的充电功率。对于具有C型插接口的待充电装置300，用户可根据需求选择PD充电协议或第一充电协议对待充电装置300充电，例如，用户具有快速充电需求时，选择PD充电协议对待充电装置300充电，在其他情况下，则可选择第一充电协议对待充电装置300充电，以减小待充电装置300的充电电流，从而有效保护待充电装置300的电池。
在一些实施例中，第一Type-C接口110和第二Type-C接口120均包括GND 引脚、CC引脚和VBUS引脚，第一Type-C接口110和第二Type-C接口120 均的GND引脚、CC引脚和VBUS引脚一一对应。
连接线路140包括接地线141和VBUS线142，接地线141电连接第一 Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的GND引脚，以电性导通第一 Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的GND引脚。VBUS线142电连接第一Type-C接口110和第二Type-C接口120两者VBUS引脚，以电性导通第一Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的VBUS引脚。
连接线路140还包括CC线143，CC线143电连接第一Type-C接口110 和第二Type-C接口120两者的CC引脚。其中，在接地线141电性导通第一 Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的GND引脚、VBUS线142电性导通第一Type-C接口110和第二Type-C接口120两者VBUS引脚的情况下，当切换单元150控制CC线143电性连通第一Type-C接口110的CC引脚和第二Type-C接口120的CC引脚时，连接线路140呈第一连接状态，以使数据线 100支持PD充电协议对待充电装置300进行充电；当切换单元150控制CC线 143电性断开第一Type-C接口110的CC引脚和第二Type-C接口120的CC引脚，且与第一Type-C接口110的CC引脚电连接的其中一部分CC线143电性连通接地线141、与第二Type-C接口120的CC引脚电连接的另一部分CC线 143电性连通VBUS线142时，连接线路140呈第二连接状态，以使数据线100 支持第一充电协议对待充电装置300进行充电。
进一步地，第一Type-C接口110和第二Type-C接口120还均包括第一通信引脚和第二通信引脚，第一Type-C接口110和第二Type-C接口120的第一通信引脚和第二通信引脚分别一一对应。连接线路140还包括第一通信线144 和第二通信线145，第一通信线144两端分别电连接第一Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的第一通信引脚，第二通信线145两端分别电连接第一 Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的第二通信引脚。
在第一连接状态和第二连接状态下，第一通信线144电性导通第一Type-C 接口110和第二Type-C接口120两者的第一通信引脚，第二通信线145电性导通第一Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的第二通信引脚，以使数据线100还支持采用第一通信引脚和第二通信引脚传输充电信号。
第一通信引脚可为D+引脚，第二通信引脚可为D-引脚。
在连接线路140的第一连接状态，还设置第一通信线144电性导通第一Type-C接口110和第二Type-C接口120的D+引脚、第二通信线145电性导通第一Type-C接口110和第二Type-C接口120的D-引脚，以使数据线100支持采用PD充电协议对待充电装置300进行充电。
在连接线路140的第二连接状态，还设置第一通信线144电性导通第一 Type-C接口110和第二Type-C接口120的D+引脚、第二通信线145电性导通第一Type-C接口110和第二Type-C接口120的D-引脚，以使数据线100还采用第一通信引脚和第二通信引脚传输充电信号，使数据线100支持更多类型的第一充电协议。例如，第一充电协议可为QC充电协议、BC充电协议等。
在第二连接状态，当用户需要采用QC充电协议充电时，数据线可通过第一Type-C接口110和第二Type-C接口120的D+引脚、D-引脚沟通电平信号以进行充电；当用户需要采用BC充电协议充电时，第一Type-C接口110和第二 Type-C接口120的D+引脚、D-引脚可用于进行数据传输；当然，在其他一些实施例中，也可将第一通信线144和第二通信线145短接，以终止采用D+引脚、 D-引脚沟通的充电协议，例如终止QC等充电协议，使数据线100仅用于支持 BC充电协议对待充电装置300进行充电。
在一些实施例中，CC线143电性断开第一Type-C接口110的CC引脚和第二Type-C接口120的CC引脚，以将CC线143分割成与第一Type-C接口 110的CC引脚连接的第一CC线1431、及与第二Type-C接口120的CC引脚连接的第二CC线1432。切换单元150包括开关元件151、上拉元件152和下拉元件153，在第一连接状态下，第一CC线1431通过开关元件151与第二CC 线1432电性导通；在第二连接状态下，下拉元件153串接于第一CC线1431 和接地线141所形成的支路中，将不确定的信号通过下拉元件153钳位在低电平；以及在第二连接状态下，上拉元件152串接于第二CC线1432和VBUS 线142所形成的支路中，将不确定的信号通过上拉元件152钳位在高电平，以使数据线100在第二连接状态下可支持低充电功率的第一充电协议。
具体地，下拉元件153可为阻值5.1kΩ的下拉电阻，将第一CC线1431和接地线141所形成的支路电压控制为1.5V，上拉元件152可为阻值56kΩ的上拉电阻，通过下拉电阻和上拉电阻配合对VBUS线142进行BC1.2充电协议的信息配置，以使数据线100在第二连接状态下可支持BC1.2充电协议。
可以理解的是，上述开关元件151可以仅单独控制第一CC线1431和第二 CC线1432之间的电性通断，关于第一CC线1431与接地线141之间的电性通断、第二CC线1432与VBUS线142之间的电性通断可以通过其他的开关元件进行控制。为提升上述开关元件151的控制便携性，故进一步设计，开关元件 151还在第二连接状态下电性导通第一CC线1431和接地线141、以及电性导通第二CC线1432和VBUS线142。也就是说，第一CC线1431与第二CC线 1432之间的通断、第一CC线1431和接地线141之间的通断、第二CC线1432 和VBUS线142之间的通断是通过同一上述开关元件151实现的。
关于开关元件151的具体表现形式可以但不仅限于以下几种可实施方式。
在一种实施例中，开关元件151为双刀双掷开关，双刀双掷开关包括第一动端1514、第二动端1515、两个第一不动端1511、第二不动端1512和第三不动端1513，第一CC线1431串接于第一Type-C接口110的CC引脚和第一动端1514之间，第二CC线1432串接于第二Type-C接口120的CC引脚和第二动端1515之间。两个第一不动端1511之间短接；下拉元件153串接于第一 Type-C接口110的GND引脚和第二不动端1512之间；上拉元件152串接于第二Type-C接口120的VBUS引脚和第三不动端1513之间。
如图3所示，当第一动端1514、第二动端1515与两个第一不动端1511一一对应连接时，开关元件151电性导通第一CC线1431和第二CC线1432，以使数据线100可支撑通过第一Type-C接口110和第二Type-C接口120两者的 CC引脚沟通的充电协议，例如PD充电协议。
如图4所示，当第一动端1514与第二不动端1512电连接、第二动端1515 与第三不动端1513电连接时，第二不动端1512与接地线141电性连通，第三不动端1513与VBUS线142电性连通，以使数据线100可支撑第一充电协议。此时，下拉元件153串接于第二不动端1512与接地线141之间，以使下拉元件 153串接于第一CC线1431和接地线141的支路中；以及上拉元件152串接于第三不动端1513与VBUS线142之间，以使上拉元件152串接于第二CC线1432和VBUS线142的支路中。
如图5所示，在另一种实施例中，开关元件151可以包括第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q3，第一电子开关Q1的连接端串接于第一 CC线1431和第二CC线1432之间，第一电子开关Q1的控制端与控制单元160 (下文有介绍)电连接，第二电子开关Q2的连接端串接于第一CC线1431和接地线141所形成的支路中，第二电子开关Q2的控制端与控制单元160电连接，第三电子开关Q3的连接端串接于第二CC线1432和VBUS线142所形成的支路中，第三电子开关Q3的控制端与控制单元160电连接。其中，第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、第三电子开关Q3可以但不仅限于是三极管或场效应管等开关元件。例如，当第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q3为场效应管时，该场效应管可以是PMOS型场效应管也可以是NMOS 型场效应管，且场效应管的栅极S即为第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q3的控制端，场效应管的源极S和漏极D即为第一电子开关Q1、第二电子开关Q2和第三电子开关Q3的连接端。在第一连接状态下，控制单元 160向第一电子开关Q1的控制端发送电信号，使得第一电子开关Q1的连接端处于导通状态，从而实现第一CC线1431和第二CC线1432之间的电性导通，此时，控制单元160终止向第二电子开关Q2和第三电子开关Q3的控制端发送电信号，使得第二电子开关Q2和第三电子开关Q3的连接端均处于断开状态，从而实现第一CC线1431与接地线141之间的电性断开，以及第二CC线1432 与VBUS线142之间的电性断开。在第二连接状态下，控制单元160终止向第一电子开关Q1的控制端发送电信号，使得第一电子开关Q1的连接端处于断开状态，从而实现第一CC线1431和第二CC线1432之间的电性断开，此时，控制单元160同时向第二电子开关Q2和第三电子开关Q3的控制端发送电信号，使得第二电子开关Q2和第三电子开关Q3的连接端均处于导通状态，从而实现第一CC线1431与接地线141之间的电性导通，以及第二CC线1432与 VBUS线142之间的电性导通。
数据线100还包括控制单元160，控制单元160用于控制切换单元150以使连接线路140在第一连接状态和第二连接状态之间切换。控制单元160可为机械控制元件，用户可手动作用于控制单元160来操作切换开关，以切换连接线路140的连接状态。
控制单元160设于第一Type-C接口110或第二Type-C接口120，控制单元160也可不设于数据线100内部，还可设置在与数据线100配套的充电器210 内部，针对控制单元160不设于数据线100内部而设置在充电器210内部的情况，本申请实施例还提供了一种充电设备200。
如图6所示，充电设备200包括充电器210以及如上所述的数据线100，如上所述的用于控制切换开关的控制单元160可设于数据线100和充电器210 中的任一个。
充电器210为Type-C充电器，Type-C充电器具有与数据线100的第一 Type-C接口110内各引脚一一对应的引脚。第一Type-C接口110能够插接于 Type-C充电器内，第一Type-C接口110内的各引脚与Type-C充电器内的引脚一一对应电连接，Type-C充电器与电源连接，第二Type-C接口120插接于待充电装置300，以对待充电装置300进行充电。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据线，其特征在于，包括：
第一Type-C接口，用于连接充电器；
第二Type-C接口，用于连接待充电装置；
连接线路，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口；
切换单元，能够使所述连接线路在第一连接状态和第二连接状态之间切换；
其中，在所述第一连接状态，所述数据线支持PD充电协议向所述待充电装置供电，在所述第二连接状态，所述数据线支持第一充电协议向所述待充电装置供电，所述PD充电协议的充电功率大于所述第一充电协议的充电功率。
2.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口均包括GND引脚、CC引脚和VBUS引脚，所述连接线路包括：
接地线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述GND引脚；
CC线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述CC引脚；
VBUS线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者所述VBUS引脚；
其中，在所述第一连接状态，所述CC线电性连通所述第一Type-C接口的所述CC引脚和所述第二Type-C接口的所述CC引脚；
在所述第二连接状态，所述CC线电性断开所述第一Type-C接口的所述CC引脚和所述第二Type-C接口的所述CC引脚，且与所述第一Type-C接口的所述CC引脚电连接的其中一部分所述CC线电性连通所述接地线，与所述第二Type-C接口的所述CC引脚电连接的剩余部分所述CC线电性连通所述VBUS线。
3.根据权利要求2所述的数据线，其特征在于，所述CC线电性断开所述第一Type-C接口的所述CC引脚和所述第二Type-C接口的所述CC引脚，以将所述CC线分割成与所述第一Type-C接口的所述CC引脚连接的第一CC线、及与所述第二Type-C接口的所述CC引脚连接的第二CC线，所述切换单元包括：
开关元件，在所述第一连接状态下，所述第一CC线通过所述开关元件与所述第二CC线电性导通；
下拉元件，在所述第二连接状态下串接于所述第一CC线和所述接地线所形成的支路中；
上拉元件，在所述第二连接状态下串接于所述第二CC线和所述VBUS线所形成的支路中。
4.根据权利要求3所述的数据线，其特征在于，所述开关元件还在所述第二连接状态下电性导通所述第一CC线和所述接地线、以及电性导通所述第二CC线和所述VBUS线。
5.根据权利要求4所述的数据线，其特征在于，所述开关元件包括：
双刀双掷开关，包括第一动端、第二动端、两个第一不动端、一个第二不动端和一个第三不动端；
所述第一CC线串接于所述第一Type-C接口的所述CC引脚和所述第一动端之间，所述第二CC线串接于所述第二Type-C接口的所述CC引脚和所述第二动端之间；
两个所述第一不动端之间短接；
所述下拉元件串接于所述第一Type-C接口的所述GND引脚和所述第二不动端之间；
所述上拉元件串接于所述第二Type-C接口的所述VBUS引脚和所述第三不动端之间；
其中，在所述第一连接状态，两个所述动端一一对应连接两个所述第一不动端；
在所述第二连接状态，所述第一动端连接所述第二不动端，所述第二动端连接所述第三不动端。
6.根据权利要求3所述的数据线，其特征在于，所述上拉元件和所述下拉元件均为电阻。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的数据线，其特征在于，
所述第一充电协议为QC充电协议、BC充电协议中的一种。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的数据线，其特征在于，所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口均包括第一通信引脚和第二通信引脚，所述连接线路包括：
第一通信线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述第一通信引脚；
第二通信线，电连接所述第一Type-C接口和所述第二Type-C接口两者的所述第二通信引脚；
其中，所述数据线还支持采用所述第一通信引脚和所述第二通信引脚传输充电信号。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的数据线，其特征在于，所述数据线还包括控制单元，所述控制单元设于所述第一Type-C接口或所述第二Type-C接口，所述控制单元用于控制所述切换单元以使所述连接线路在所述第一连接状态和所述第二连接状态之间切换。
10.一种充电设备，其特征在于，包括：
如权利要求1-9中任一项所述的数据线；及
Type-C充电器，所述数据线的所述第一Type-C接口插接于所述Type-C充电器内。
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2022
- 2022-02-11 CN CN202220287263.5U patent/CN217134846U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |