CN219350861U - 数据传输线 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种数据传输线，包括：电源线、地线以及设置在所述电源线和所述地线之间的第一保护电路，所述第一保护电路用于将所述电源线的静电能量引导至所述地线。本实施例中通过将静电能量引导到地线的方式可以避免静电能量传输到充电适配器或者需要充电的电子设备，达到保护充电适配器和电子设备的效果。

Description

数据传输线

技术领域

本公开涉及控制技术领域，尤其涉及一种数据传输线。

背景技术

现有电子设备(如智能手机、平板电脑)通常使用数据线进行充电，即充电适配器、数据线和电子设备构成充电回路，充电适配器根据与电子设备协调的充电电压和充电电流为电子设备供电。

实际应用中，数据线外层的绝缘层可能破损或者电子设备存在裸露的金属，在使用数据线时会因静电触摸到电子设备而损坏充电适配器或者干扰到充电适配器和电子设备的正常通信，导致充电异常。

实用新型内容

本公开提供一种数据传输线，以解决相关技术的不足。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种数据传输线，所述数据传输线包括电源线、地线以及设置在所述电源线和所述地线之间的第一保护电路，所述第一保护电路用于将所述电源线的静电能量引导至所述地线。

可选地，所述第一保护电路包括第一保护二极管；所述保护二极管的阴极与所述电源线电连接，所述第一保护二极管的阳极与所述地线电连接。

可选地，所述第一保护电路还包括第一电容器单元，所述第一电容器单元并联在所述第一保护二极管的两端。

可选地，所述第一电容器单元包括第一电容和第二电容；所述第一电容和所述第二电容串接后并联在所述第一保护二极管的两端。

可选地，所述第一电容和所述第二电容的电容值为330pF。

可选地，所述数据传输线还包括多根信号线，所述多根信号线中的至少一根信号线与所述地线之间设置有保护电路，用于将所述至少一根信号线的静电能量引导至所述地线。

可选地，所述至少一根信号线对应的保护电路与第一保护电路采用相同的电路结构实现。

可选地，所述至少一根信号线对应的保护电路中电容的电容值小于或等于330pF。

可选地，所述至少一根信号线上串接有保护电阻。

可选地，所述至少一根信号线包括第一数据线、第二数据线和配置线。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例提供的方案提供的数据传输线可以包括电源线、地线以及设置在所述电源线和所述地线之间的第一保护电路，所述第一保护电路用于将所述电源线的静电能量引导至所述地线。本实施例中通过将静电能量引导到地线的方式可以避免静电能量传输到充电适配器或者需要充电的电子设备，达到保护充电适配器和电子设备的效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是相关技术示出的一种数据传输线的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种数据传输线的框图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管的第一保护电路的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和保护电阻的第一保护电路的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和第一电容器单元的第一保护电路的示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种包括两个电容的第一电容器单元的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的另一种数据传输线的框图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管的第二保护电路的示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和保护电阻的第二保护电路的示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和第二电容器单元的第二保护电路的示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的一种包括两个电容的第二电容器单元的示意图。

图12是根据一示例性实施例示出的又一种数据传输线的框图。

图13是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管的第三保护电路的示意图。

图14是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和保护电阻的第三保护电路的示意图。

图15是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和第三电容器单元的第三保护电路的示意图。

图16是根据一示例性实施例示出的一种包括两个电容的第三电容器单元的示意图。

图17是根据一示例性实施例示出的又一种数据传输线的框图。

图18是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管的第四保护电路的示意图。

图19是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和保护电阻的第四保护电路的示意图。

图20是根据一示例性实施例示出的一种包括保护二极管和第四电容器单元的第四保护电路的示意图。

图21是根据一示例性实施例示出的一种包括两个电容的第四电容器单元的示意图。

图22是根据一示例性实施例示出的一种在第一数据线、第二数据线和信号号串接保护电阻的数据传输线的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置例子。需要说明的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

考虑到相关技术中静电会损坏电子设备或者充电适配器的问题，这是因为现有数据线的结构如图1所示。参见图1，数据线的左侧为充电适配器，右侧为电子设备，在充电适配器为电子设备充电过程中，当用户接触到破损处或者裸露金属时，静电能量可以从左侧的Vbus引脚进入充电适配器，可能导致充电适配器的器件击穿失效，或者当静电能量从Vbus引脚进入电子设备时，可能会导致电子设备器件击穿失效。

为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种数据传输线，其发明构思在于，当数据传输线的破损处或者电子设备的裸露金属接收到静电能量时能够快速地将静电能量引导到地线，从而避免静电能量进入充电适配器和/或电子设备，以保证充电适配器和/或电子设备的安全或者数据传输的稳定。在一实施例中，上述数据传输线可以包括但不限于type-C协议的数据线。

图2是根据一示例性实施例示出的一种数据传输线的框图。参见图2，一种数据传输线，包括用于与充电适配器电连接的第一接口和用于与电子设备电连接的第二接口，还包括电源线、地线以及设置在电源线与地线之间的第一保护电路，该第一保护电路用于将电源线(Vbus)的静电能量引导至地线(GND)。

本实施例中，第一保护电路包括第一保护二极管。该保护二极管可以采用TVS二极管或者二极管实现，在一示例中，保护二极管采用TVS二极管实现。可理解的是，后续实施例对应的附图中均在TVS二极管表示。

参见图3，该第一保护二极管D1的阴极与电源线Vbus电连接，第一保护二极管的阳极与地线GND电连接。这样，数据传输线或者裸露的金属接收到静电能量时，第一保护二极管D1可以被静电电压击穿使其从高电阻状态变成低电阻状态，从而建立电源线Vbus到地线GND之间的电流通路，即可以将静电能量引导到地线GND，从而避免静电能量通过电源线到达与第一接口电连接的充电适配器和与第二接口电连接的电子设备。

考虑到现有充电适配器支持20V的充电电压，在一实施例中，第一保护二极管D1的钳位电压超过20V，在一示例中，第一保护二极管D1的钳位电压的范围为20～50V，有利于提高数据传输线的适用范围。

在一可能的实施例中，第一保护电路还包括第一保护电阻。参见图4，该第一保护电阻R1串接在第一保护二极管D1和地线GND之间，用于消耗一部分静电能量。在一示例中，该第一保护电阻R1的电阻值的范围为0～10欧姆，可以根据具体场景进行设置。

在一实施例中，第一保护电路还包括第一电容器单元。参见图5，该第一电容器单元C1并联在第一保护二极管D1的两端，用于将电源线接收的静电能量引导到地线。这样，本实施例中通过第一保护二极管和第一电容器单元可以提高引导静电能量的效率；并且，由于第一电容器单元分流了部分静电能量，因此降低了静电能量对第一保护二极管的冲击，降低了第一保护二极管的损坏的概率。

在一实施例中，第一电容器单元包括第一电容和第二电容。在一示例中，该第一电容和第二电容可以采用贴片电容实现。参见图6，第一电容C11和第二电容C12串接后并联在第一保护二极管的两端。在一示例中，第一电容C11和第二电容C12的电容值可以为330pF。可理解的是，本实施例中通过两个电容来实现第一电容器单元C1，可以降低每一颗电容的应力，从而提高第一电容器单元的可靠性。

在一实施例中，数据传输线还包括多根信号线，该多根信号线中的至少一根信号线与地线GND之间设置有保护电路，用于将所述至少一根信号线的静电能量引导至所述地线。在一示例中，上述至少一根信号可以包括第一数据线D+、第二数据线D+和配置线CC。其中第一数据线D+和第二数据线D-为一对数据差分线，以使数据传输线通过差分方式在两个设备之间传输数据。配置线CC(Configuration Channel)是用于配置是充电设备还是被充电设备的，或者说数据传输线在工作在DFP(Downstream Facing Port)模式还是URP(Upstream Facing Port)模式或者DRP(Dual Role Port)模式，从而确定设备是Host或者Device。例如，当配置线CC被上拉到VBUS时，设备工作在DFP模式，当配置线CC被下拉到地时，设备工作在UFP模式。

在一实施例中，上述至少一根信号线包括第一数据线，此时保护电路包括第二保护电路。参见图7，第二保护电路P2设置在第一数据线D+和地线GND之间，用于将第一数据线D+的静电能量引导至地线GND。

本实施例中，第二保护电路P2包括第二保护二极管。参见图8，该第二保护二极管D2的阴极与第一数据线D+电连接，第二保护二极管D2的阳极与地线GND电连接。这样，数据传输线或者裸露的金属接收到静电能量时，第二保护二极管D2可以被静电电压击穿使其从高电阻状态变成低电阻状态，从而建立第一数据线D+到地线GND之间的电流通路，即可以将静电能量引导到地线GND，从而避免静电能量通过第一数据线到达与第一接口电连接的充电适配器和与第二接口电连接的电子设备，达到保护充电适配器和电子设备的效果。

在一实施例中，第二保护二极管D2的钳位电压的范围为5～10V，可以根据不同类型的数据传输线所需要传输的数据值进行选择，可以在保证充电适配器和电子设备传输数据的情况下避免静电能量对充电适配器和电子设备的影响。

在一可能的实施例中，第二保护电路还包括第二保护电阻。参见图9，该第二保护电阻R2串接在第二保护二极管D2和地线GND之间，用于消耗一部分静电能量。在一示例中，该第二保护电阻R2的电阻值的范围为0～5欧姆，可以根据具体场景进行设置。

在一实施例中，第二保护电路还包括第二电容器单元。参见图10，该第二电容器单元C2并联在第二保护二极管D2的两端，用于将第一数据线接收的静电能量引导到地线GND。这样，本实施例中通过第二保护二极管和第二电容器单元可以提高引导静电能量的效率；并且，由于第二电容器单元分流了部分静电能量，因此降低了静电能量对第二保护二极管的冲击，降低了第二保护二极管的损坏的概率。

在一实施例中，第二电容器单元包括第三电容和第四电容。在一示例中，该第三电容和第四电容可以采用贴片电容实现。参见图11，第三电容C21和第四电容C22串接后并联在第二保护二极管D2的两端。本实施例中通过两个电容来实现第二电容器单元C2，可以降低每一颗电容的应力，从而提高第二电容器单元的可靠性。在一示例中，第三电容C21和第四电容C22的电容值可以为330pF。可理解的是，第三电容C21和第四电容C22设置较小值可以避免过滤掉信号线上所传输的数据即有用信息，保证数据传输可靠性和不影响到正常充电。

在一实施例中，上述至少一根信号线包括第二数据线，此时保护电路包括第三保护电路。参见图12，第三保护电路P3设置在第二数据线D-和地线GND之间，用于将第二数据线D-的静电能量引导至地线GND。

本实施例中，第三保护电路P3包括第三保护二极管。参见图13，该第三保护二极管D3的阴极与第二数据线D-电连接，第三保护二极管D3的阳极与地线GND电连接。这样，数据传输线或者裸露的金属接收到静电能量时，第三保护二极管D3可以被静电电压击穿使其从高电阻状态变成低电阻状态，从而建立第二数据线D-到地线GND之间的电流通路，即可以将静电能量从第二数据线D-引导到地线GND，从而避免静电能量通过第二数据线到达与第一接口电连接的充电适配器和与第二接口电连接的电子设备，达到保护充电适配器和电子设备的效果。

在一实施例中，第三保护二极管D3的钳位电压的范围为5～10V，可以根据不同类型的数据传输线所需要传输的数据值进行选择，可以在保证充电适配器和电子设备传输数据的情况下避免静电能量对充电适配器和电子设备的影响。

在一可能的实施例中，第三保护电路还包括第三保护电阻。参见图14，该第三保护电阻R3串接在第三保护二极管D3和地线GND之间，用于消耗一部分静电能量。在一示例中，该第三保护电阻R3的电阻值的范围为0～5欧姆，可以根据具体场景进行设置。

在一实施例中，第三保护电路还包括第三电容器单元。参见图15，该第三电容器单元C3并联在第三保护二极管D3的两端，用于将第二数据线接收的静电能量引导到地线GND。这样，本实施例中通过第三保护二极管和第三电容器单元可以提高引导静电能量的效率；并且，由于第三电容器单元分流了部分静电能量，因此降低了静电能量对第三保护二极管的冲击，降低了第三保护二极管的损坏的概率。

在一实施例中，第三电容器单元包括第五电容和第六电容。在一示例中，该第五电容和第六电容可以采用贴片电容实现。参见图16，第五电容C31和第六电容C32串接后并联在第三保护二极管D3的两端。在一示例中，第五电容C31和第六电容C32的电容值可以为330pF。可理解的是，本实施例中通过两个电容来实现第三电容器单元C3，可以降低每一颗电容的应力，从而提高第三电容器单元的可靠性。

在一实施例中，上述至少一根信号线包括信号线，此时保护电路包括第四保护电路。参见图17，第四保护电路P4设置在配置线CC和地线GND之间，用于将配置线CC接收的静电能量引导至地线GND。

本实施例中，第四保护电路P4包括第四保护二极管。参见图18，该第四保护二极管D4的阴极与配置线CC电连接，第四保护二极管D4的阳极与地线GND电连接。这样，数据传输线或者裸露的金属接收到静电能量时，第四保护二极管D4可以被静电电压击穿使其从高电阻状态变成低电阻状态，从而建立配置线到地线GND之间的电流通路，即可以将静电能量从配置线CC引导到地线GND，从而避免静电能量通过配置线到达与第一接口电连接的充电适配器和与第二接口电连接的电子设备，达到保护充电适配器和电子设备的效果。

在一实施例中，第四保护二极管D4的钳位电压的范围为5～10V，可以根据不同类型的数据传输线所需要传输的数据值进行选择，可以在保证充电适配器和电子设备传输数据的情况下避免静电能量对充电适配器和电子设备的影响。

在一可能的实施例中，第四保护电路还包括第四保护电阻。参见图19，该第四保护电阻R4串接在第四保护二极管D4和地线GND之间，用于消耗一部分静电能量。在一示例中，该第四保护电阻R4的电阻值的范围为0～5欧姆，可以根据具体场景进行设置。

在一实施例中，第四保护电路还包括第四电容器单元。参见图20，该第四电容器单元C4并联在第四保护二极管D4的两端，用于将配置线接收的静电能量引导到地线GND。这样，本实施例中通过第四保护二极管和第四电容器单元可以提高引导静电能量的效率；并且，由于第四电容器单元分流了部分静电能量，因此降低了静电能量对第四保护二极管的冲击，降低了第四保护二极管的损坏的概率。

在一实施例中，第四电容器单元包括第七电容和第八电容。在一示例中，该第七电容和第八电容可以采用贴片电容实现。参见图21，第七电容C41和第八电容C42串接后并联在第四保护二极管D4的两端。在一示例中，第七电容C41和第八电容C42的电容值可以为330pF。可理解的是，本实施例中通过两个电容来实现第四电容器单元C4，可以降低每一颗电容的应力，从而提高第四电容器单元的可靠性。

在一实施例中，第一数据线、第二数据线和配置线的至少一条线上串接有保护电阻。以第一数据线、第二数据线和配置线均设置有保护电阻为例，参见图22，第一数据线、第二数据线和配置线上的保护电阻分别为第五保护电阻R5、第六保护电阻R6和第七保护电阻R7。这样，本实施例中通过设置保护电阻可以进一步消耗静电能量，从而保护充电适配器和电子设备。

在一实施例中，第五保护电阻R5、第六保护电阻R6和第七保护电阻R7的取值范围为1～10欧姆，这是因为第一数据线、第二数据线和配置线上传输数据时电流较小，可以在不影响数据传输的情况下抑制静电能量，起到保护作用。需要说明的是，本实施例中电源线上未串接保护电阻，其原因在于在电子设备充电过程中电源线需要通过大电流(如5～10A)，如果增加保护电阻会引起保护电阻发热，降低安全性。

需要说明的是，技术领域可以对结合上述各实施例的方案进行组合，以包括第一保护电路、第二保护电路、第三保护电路、第四保护电路、第五保护电阻R5、第六保护电阻R6和第七保护电阻R7为例，可以组合得到图22所示的数据传输线，且该图22所示数据传输线中第一保护电路、第二保护电路、第三保护电路、第四保护电路均采用TVS二极管和两个电容的电路实现，因此在不冲突的情况下组合后的方案均落入本公开的保护范围。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种数据传输线，其特征在于，所述数据传输线包括电源线、地线以及设置在所述电源线和所述地线之间的第一保护电路，所述第一保护电路用于将所述电源线的静电能量引导至所述地线。

2.根据权利要求1所述的数据传输线，其特征在于，所述第一保护电路包括第一保护二极管；所述第一保护二极管的阴极与所述电源线电连接，所述第一保护二极管的阳极与所述地线电连接。

3.根据权利要求2所述的数据传输线，其特征在于，所述第一保护电路还包括第一电容器单元，所述第一电容器单元并联在所述第一保护二极管的两端。

4.根据权利要求3所述的数据传输线，其特征在于，所述第一电容器单元包括第一电容和第二电容；所述第一电容和所述第二电容串接后并联在所述第一保护二极管的两端。

5.根据权利要求4所述的数据传输线，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容的电容值为330pF。

6.根据权利要求1～5任一项所述的数据传输线，其特征在于，所述数据传输线还包括多根信号线，所述多根信号线中的至少一根信号线与所述地线之间设置有保护电路，用于将所述至少一根信号线的静电能量引导至所述地线。

7.根据权利要求6所述的数据传输线，其特征在于，所述至少一根信号线对应的保护电路与第一保护电路采用相同的电路结构实现。

8.根据权利要求6所述的数据传输线，其特征在于，所述至少一根信号线对应的保护电路中电容的电容值小于或等于330pF。

9.根据权利要求6所述的数据传输线，其特征在于，所述至少一根信号线上串接有保护电阻。

10.根据权利要求6所述的数据传输线，其特征在于，所述至少一根信号线包括第一数据线、第二数据线和配置线。

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