CN217333663U - 一种数据线及充电装置 - Google Patents

Abstract

一种数据线及充电装置，包括：至少一根线芯，所述线芯包括绝缘层，以及被所述绝缘层包裹的导电芯线；屏蔽层，所述屏蔽层包裹所述线芯；保护套，所述保护套位于所述屏蔽层之外，且包裹所述屏蔽层。本申请的数据线整体的挺度更小，线径更小，使得数据线保持优良的电气性能同时，具有更强的可靠性和更长的使用寿命，更加低碳环保，用户使用体验更好，该充电装置具有类似的优点。

Description

一种数据线及充电装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体而言涉及一种数据线及充电装置。

背景技术

随着技术的发展，消费电子产品及器件得到了广泛的发展与应用。目前诸如手机、平板电脑等消费电子产品普遍使用USB数据线作为数据传输线以及充电线。当数据线的线缆较长时(大于2m)，为了满足相关测试标准中衰减、特性阻抗等参数的要求，需要将信号线的导体做大，并将信号线的直径做粗，最终导致数据线整体的线径变粗(线体直径大于4.5mm)，手感变得比较僵硬，回弹性较差。且使用一段时间后，数据线的绝缘层会更容易破损，数据线会因无法导通和受到干扰导致无法充电和数据传送失败，用户体验大打折扣，增加了用户更换产品的频率，不利实现低碳环保的生活方式。

因此，需要对数据线进行改进，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种数据线，所述数据线包括：至少一根线芯，所述线芯包括绝缘层，以及被所述绝缘层包裹的导电芯线，其中，所述绝缘层的材料包括第一热塑性弹性体；屏蔽层，所述屏蔽层包裹所述线芯；保护套，所述保护套位于所述屏蔽层之外，且包裹所述屏蔽层，所述保护套的材料包括第二热塑性弹性体。

示例性地，所述第二热塑性弹性体的硬度低于所述第一热塑性弹性体的硬度。

示例性地，所述绝缘层的介电常数小于2.3；和/或所述第一热塑性弹性体以甲基乙烯基硅橡胶为基材。

示例性地，所述导电芯线的材料为金属导体，其中，金属导体包括镀锡铜丝、裸铜丝、合金铜丝材料中的至少一种。

示例性地，所述导电芯线的线径为0.05mm至0.5mm。

示例性地，所述屏蔽层以Z向缠绕包裹所述线芯。

示例性地，所述屏蔽层的材料包括铝箔、铜箔、石墨烯材料中的至少一种。

示例性地，所述保护套的邵氏硬度小于55A。

示例性地，所述线芯包括用于传输信号的信号线。

本申请还提供一种充电装置，所述充电装置包括如前所述的数据线。

为了解决目前存在的技术问题，本申请提供了一种数据线，该数据线包括：至少一根线芯，所述线芯包括绝缘层，以及被所述绝缘层包裹的导电芯线；屏蔽层，所述屏蔽层包裹所述线芯；保护套，所述保护套位于所述屏蔽层之外，且包裹所述屏蔽层。本申请的方案中，所述绝缘层的材料采用第一热塑性弹性体(TPE)，其介电常数与目前采用的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)相当，但其伸长率是PP或PE的3倍，抗张强度是PP或PE的5倍，因此本申请的数据线整体的挺度更小，线径更小，使得数据线保持优良的电气性能同时，具有更强的可靠性和更长的使用寿命，更加低碳环保，用户使用体验更好，由于本申请的充电装置包括前述的数据线，因此充电装置具有类似的优点。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的装置及原理。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的附图。

图1示出了本申请的一个实施例中的数据线的截面示意图；

图2示出了本申请的一个实施例中屏蔽层的示意图。

附图标记：

数据线100 保护套110

屏蔽层120 信号线130

导电芯线131 绝缘层132

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。

这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述实用新型的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本申请的范围。

目前市场上的数据线中的信号线大部分都是采用对绞线的结构，对绞信号线主要影响衰减的因素﹕导体﹑绝缘介质﹑绝缘线径﹑对绞节距﹑对屏蔽松紧﹑对屏蔽厚度﹑成缆节距﹑总屏蔽﹑总屏蔽厚度﹑对内延时差。在本申请实施例中，衰减是指：高频电子讯号在传动时由于基本材料电阻，产生讯号强度(电压)降低以外，尚有因高频引发的阻抗(Impedance)，导致电子讯号强度再被降低，基本电阻的衰减取决于导体材质可称直流衰减,电容电感的衰减取决于频率高低可称交流衰减，且频率越高此衰减越严重；如果衰减器(ATT)数值越趋近于0时，表示讯号损耗的情况越少。反之，ATT数值越负(越小)时，表示讯号损耗的情况越严重。

若在制作超过2m以上的数据线时，在满足USB 2.0或者MFI等标准的情况下，就需要将导体的规格加粗来解决相关问题，这样就会带来导电芯线的直径加粗，从而导致绝缘层的线径加粗，对绞绞距加大，最终做成的成品将会变得又粗又僵硬，给用户的体验大大降低；

若在同等线径的下，需要提高信号线的抗衰减，可以将线芯绝缘材料进行发泡处理，线芯绝缘材料发泡的目的，则在于降低材料的介电常数。通过将线芯绝缘材料发泡，改变绝缘材料里面介质材料的结构，提高介质损耗角正切值阈值，因为高频下极化损耗随频率升高而增大，尤其电容器采用极性电介质时，其极化损耗随频率升高增加很快。但此工艺有一个缺点：发泡属于化学发泡，于绝缘材料制料过程中，混合适当比例热效应发泡剂，其使于线芯制程时，利用温度促使发泡剂产生化学分解变化，于绝缘材料内部形成气泡，此项材料对温度反应相当灵敏(±1℃)，温控设备稍受外界影响，其发泡度变化极大，目前此项方式发泡度可达到40-50％，且此发泡材料须置放于干燥环境内，否则水分进入材料后于押出易导致线芯电容，外径不稳定，此二项于容易通信电缆远(近)端将造成不良影响。

为了解决目前存在的技术问题，本申请提供了一种数据线，该数据线包括：至少一根线芯，所述线芯包括绝缘层，以及被所述绝缘层包裹的导电芯线；屏蔽层，所述屏蔽层包裹所述线芯；保护套，所述保护套位于所述屏蔽层之外，且包裹所述屏蔽层。本申请的方案中，所述绝缘层的材料采用第一热塑性弹性体(TPE)，其介电常数和介电损耗与目前采用的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)相当，但第一热塑性弹性体的伸长率和抗张强度是聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的3倍，因此本申请的数据线整体的挺度更小，线径更小，使得数据线保持优良的电气性能同时，具有更强的可靠性和更长的使用寿命，更加低碳环保，用户使用体验更好，该充电装置具有类似的优点。

下面，参考图1至图2对本申请的数据线的结构进行解释和说明，其中，图1为本申请的一个实施例中的数据线的截面示意图；图2为本申请的一个实施例中的屏蔽层的示意图。

示例性地，本申请的数据线100包括至少一根线芯，其中，数据线100中的线芯的数量可以根据实际的数据线100的类型合理设定，例如，如图1所示，数据线100由内而外依次包括线芯、屏蔽层120和保护套110，屏蔽层120和保护套110包裹所有的线芯，如图1中的数据线100包括信号线130、电源线、地线，其中，信号线130用于传输信号，电源线用于传输电能，地线用于接地。

本申请中主要以用于传输信号的信号线130的结构为例对数据线100中的线芯进行解释，但是可理解的是，在不矛盾的前提下，用于信号线130的线芯结构也可以适用于其他的线芯，例如地线、电源线等。

如图1所示，线芯例如信号线130包括导电芯线131以及包裹于导电芯线131外的绝缘层132。可选地，绝缘层132采用的材料包括第一热塑性弹性体(TPE)，第一热塑性弹性体还可以称为改性热塑性弹性体，该第一热塑性弹性体可以采用介电常数和介电损耗较低的甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)为基材，或其他适合的材料为基材。在至少一个实施例中，该第一热塑性弹性体的介电常数可以达到2.15～2.25，这与聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的介电常数相当，但是该第一热塑性弹性体的邵氏硬度(Shore A)小于85A，再进一步还可能小于70A，或者还可以进一步小于60A，并且该第一热塑性弹性体(TPE)的伸长率是聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的3倍，以及该第一热塑性弹性体的抗张强度是的5倍，因此相对于聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)，采用第一热塑性弹性体的绝缘层132会更加柔软，这使得在线芯押出过程中，可以有效地控制整体信号线130的外径和外观，从而在保持绝缘层132的介电常数的同时，提升了耐弯折性，解决了绝缘层132使用普通绝缘材料单层押出时在相同线径情况下介电常数增大进而使得信号衰减增大或在相同的信号衰减量的情况下需要将导电芯线的规格增大的问题。在至少一个实施例中，若使用发泡绝缘材料在绝缘层押出会带来的线芯电容，引起线径不稳定等情况，而本申请采用第一热塑性弹性体(TPE)的线芯的线径稳定，进而特性阻抗(TDR)相关参数也是相对稳定的。

本文中，特性阻抗是对于交流信号(或者说高频信号)来说的，特性阻抗就属于长线传输中的一个概念。信号在传输线中传输的过程中，在信号到达的一个点，传输线和参考平面之间会形成电场，由于电场的存在，会产生一个瞬间的小电流，这个小电流在传输线中的每一点都存在。同时信号也存在一定的电压，这样在信号传输过程中，传输线的每一点就会等效成一个电阻，这个电阻就是指的传输线的特性阻抗。

在至少一个实施例中，当线材成品长度大于2m时，满足相关测试标准的情况下采用第一热塑性弹性体生产的信号线的线径可以做的更软，再与电源线、地线等线芯组合可以将数据线100整体的挺度以及柔软度减小，相对传统普通绝缘材料线材成品，挺度以及柔软度可以优化25％-50％。绝缘层132还可以起到保护导电芯线131、调节线芯电容、电感、特性阻抗等参数的各种作用。

可选地，导电芯线131可以包括由一根金属导体组成，或者，导电芯线131还可以包括多根金属导体的组合，其中，金属导体的材料可以是，例如，镀锡铜、裸铜或合金铜等制作而成。

在至少一个实施例中，信号线130和电源线平行设置，其中，数据线可以包括2根信号线130，例如包括1根数据正(data+或D+)信号线和1根数据负(data-或D-)信号线。在至少一个实施例中，信号线130的绝缘层可使用涂覆为绿色或白色绝缘漆的第一热塑性弹性体(TPE)材料，以指示该功能线为数据正线(data+或D+)或数据负线(data-或D-)。

电源线用于传输电能，该电源线包括电源线绝缘层，以及被电源线绝缘层包裹的芯线组。电源线绝缘层可以由有机绝缘材料例如塑料制作。示例性地，电源线绝缘层外表面可以涂覆红色绝缘漆，以指示该功能线为电源线(VCC)。示例性地，每根电源线的芯线组包括多根相互绞合在一起的芯线或者仅包括一根芯线，芯线的材料包括镀锡铜、裸铜或合金铜。进一步地，芯线组中的多根芯线可以直接相互绞合在一起，也可以先分为多组芯线，然后每组芯线各自分别绞合，即每组芯线内的芯线彼此绞合，然后各组芯线再相互绞合，当然，各组芯线也可以不绞合。

地线包括地线绝缘层和地线绝缘层包裹的芯线组，地线与电源线平行设置。地线绝缘层可以由有机绝缘材料，例如塑料，制作，并且在外表面涂覆黑色绝缘漆，以示该线芯为地线(GND)。芯线组可以包括多根芯线，每根芯线可以由例如镀锡铜、裸铜或合金铜等导体制作。

继续如图1所示，数据线100的屏蔽层120用于包裹数据线100内的各种线芯，例如信号线130、地线、电源线等，并屏蔽各功能线的辐射以及外部信号对各线芯的干扰。屏蔽层120可以由导电材料，例如各种合适的金属材料制作。示例性地，屏蔽层120由铜、铝等非磁性材料制成，包括铜箔、铝箔或石墨烯等。可选地，屏蔽层120的厚度可以在0.025mm以上，或者还可以是其他适合的厚度。

如图2所示，目前常见的数据线中屏蔽层通常为S向(例如其缠绕角β在40°至60°之间)缠绕方式，以这种缠绕方式做完总绞后，制成的线芯表面不平整，总绞直径加粗，最终做成的成品将会变得“又粗又僵硬”，使用户的体验大大降低。为解决该问题，如图2所示，在至少一个实施例中，本申请的例如铝箔和/或石墨烯材料的屏蔽层120的长度方向与线芯的长度方向的夹角(即缠绕角)大于S向的缠绕角，可以称之为Z向缠绕。在至少一个实施例中，本申请中的Z向缠绕的缠绕角α可能为60°至95°，例如70°、80°、89°、90°、93°、95°等。在至少一个实施例中，若将例如铝箔和/或石墨烯材料的屏蔽层120的缠绕方式由S向缠绕改进为Z向缠绕，可以有效的控制重叠率以及缠绕屏蔽层后的柔软度以及挺度，同时可以使整体外观更加圆整，并且屏蔽层的重叠率大于25％。

继续如图1所示，数据线100包括位于最外侧的保护套110，该保护套110为中空结构，其中心的空腔用于容纳各种线芯和屏蔽层120，起到对其包覆的线芯和屏蔽层120的隔离和保护作用，从而避免漏电以及干扰。进一步地，本申请中保护套110可以由第二热塑性弹性体(TPE)制作而成，所述第二热塑性弹性体(TPE)材料其邵氏硬度(Shore A)小于55A，在外被押出时使用该第二热塑性弹性体(TPE)材料可以有效的控制数据线的整体挺度以及柔软度，同时可以满足UL758/UL1581的相关测试要求，也可以将阻燃做到满足VW-1标准。由于该第二热塑性弹性体(TPE)硬度较小，用户使用该数据线时的手感更好，让用户再使用长度＞2m的数据线时不会有“又粗又僵硬”的感觉。

在至少一个示例中，第二热塑性弹性体的硬度可以小于第一热塑性弹性体的硬度，从而可以使得数据线的线芯能够保持很好的挺度的同时，还使得数据线整体的挺度和柔软度更低。

在至少一个实施例中，本申请的数据线还包括第一连接器(未示出)和第二连接器(未示出)，第一连接器和第二连接器设置在数据线100相对的两端，并连接数据线100内的各个线芯。

本申请所述的第一连接器和第二连接器包括但不限于USB A、USB B、USB C、MicroUSB、HDMI、DP等等。

本申请所述的数据线可以适用于键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪、数码相机、手机、平板电脑、电子玩具、电子播放器、移动电源等各类电子产品。该数据线还可以和充电装置例如电源适配器或移动电源配合使用，给例如手机等电子装置进行充电。

综上，为了解决目前存在的技术问题，本申请提供了一种数据线，该数据线包括：至少一根线芯，所述线芯包括绝缘层，以及被所述绝缘层包裹的导电芯线；屏蔽层，所述屏蔽层包裹所述线芯；保护套，所述保护套位于所述屏蔽层之外，且包裹所述屏蔽层。本申请的方案中，所述绝缘层的材料采用第一热塑性弹性体(TPE)，其介电常数与目前采用的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)相当，但第一热塑性弹性体(TPE)的伸长率和抗张强度比现有技术采用的材料更好，同时屏蔽层材料采用Z向缠绕的方式，因此本申请的数据线整体的挺度更小，线径更小，使得数据线保持优良的电气性能同时，具有更强的可靠性和更长的使用寿命，更加低碳环保，用户使用体验更好。

进一步，本申请还提供一种充电装置，该充电装置可以包括前文实施例中的数据线以及与该数据线连接的充电头，该充电头例如可以为电源适配器或充电器，充电头用于连接电源插座，而数据线用于连接充电头和电子器件例如手机等，从而为电子器件进行充电。

由于本申请的充电装置具有前述的数据线，因此也具有和前述数据线相同的优点。

本实用新型的有益效果是：

本申请的方案中，通过应用第一热塑性弹性体(TPE)材料作为绝缘层材料，该第一热塑性弹性体的介电常数和介电损耗与聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等同，在满足相关测试标准的情况下，使用第一热塑性弹性体(TPE)的线芯比使用聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的线芯更软，可以提升数据线的整体的柔软度，降低其挺度，并且提升其耐弯折度，相对于传统普通绝缘材料做的线芯组合，线径目前可以减小25％～50％，例如数据线的线径可以低于4mm，更进一步数据线的线径还可以介于2-3.6mm之间，或者还可以低于3mm；屏蔽层材料缠绕方式为Z向缠绕，可以有效地控制重叠率并且使线芯更加圆整；保护套采用第二热塑性弹性体(TPE)材料，该第二热塑性弹性体的邵氏硬度(Shore A)小于55A，用户使用该数据线时的手感更好，让用户再使用长度＞2m的数据线时不会有“又粗又僵硬”的感觉。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种数据线，其特征在于，包括：

至少一根线芯，所述线芯包括绝缘层，以及被所述绝缘层包裹的导电芯线，其中，所述绝缘层的材料包括第一热塑性弹性体；

屏蔽层，所述屏蔽层包裹所述线芯；

保护套，所述保护套位于所述屏蔽层之外，且包裹所述屏蔽层，所述保护套的材料包括第二热塑性弹性体。

2.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述第二热塑性弹性体的硬度低于所述第一热塑性弹性体的硬度。

3.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述绝缘层的介电常数小于2.3；和/或

所述第一热塑性弹性体以甲基乙烯基硅橡胶为基材。

4.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述导电芯线的材料为金属导体，其中，所述金属导体包括镀锡铜丝、裸铜丝、合金铜丝材料中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述导电芯线的线径为0.05mm至0.5mm。

6.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述屏蔽层以Z向缠绕包裹所述线芯。

7.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述屏蔽层的材料包括铝箔、铜箔、石墨烯材料中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述保护套的邵氏硬度小于55A。

9.根据权利要求1至8任一项所述的数据线，其特征在于，所述线芯包括用于传输信号的信号线。

10.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括如权利要求1至9任一项所述的数据线。

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