CN219535117U - 一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有多种功能接口的公头Type‑c扩展坞，包括Type‑C公头接线口、Type‑C母座接口、HUB集成芯片和PD电源控制电路；所述Type‑C公头接线口的电源端与PD电源控制电路的输出端连接，PD电源控制电路的输入端与Type‑C母座接口电源端连接，PD电源控制电路的控制信号输入端与HUB集成芯片的控制信号输出端连接，HUB集成芯片的两组CC信号连接端通过通讯控制电路分别与Type‑C公头接线口和Type‑C母座接口的CC信号连接端连接；所述HUB集成芯片的信号输入端与Type‑C公头接线口信号输出端连接，HUB集成芯片的视频信号输出端与HDMI母座连接，HUB集成芯片的USB3.0信号输出端与Type‑AUSB3.2母座和Type‑C母座接口连接；HUB集成芯片还输出有一路USB2.0信号，该信号与Type‑AUSB2.0母座连接。本实用新型实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及接口技术领域，具体为一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞。
背景技术
通用串行总线协会在2014年8月11日发布了通用串行总线全新的接口类型Type-C,其全称为USBType-C接口，物理上设计解决了自USB接口出现以来出现的插入需要区分方向问题和接口臃肿的问题，其可以充当USB接口，也可以作为视频输出及电源等多种接口，小巧的Type-C集充电、数据传输及视频输出与一身，解决了目前手机，平板电脑等没有直接扩展视频端口的缺陷。由于这种新型接口的众多优点，这种新型的接口将会在电脑、平板、手机上大力推广。
扩展坞(Dockingstation)，又称端口复制器(PortReplicator)，是专为笔记本电脑设计的一种外置设备。通过复制甚至扩展笔记型计算机的端口，可使笔记本电脑与多个配件或外置设备(如电源适配器、网线、鼠标、外置键盘、打印机及外置显示器)方便的一站式连接。现在市面上的Type-C扩展坞能实现的方案都需要用到多种芯片相互配合使用，导致成本较高，PCB板面积较大，产品笨重，在使用的时候具有一定局限性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，本实用新型通能读取Type-A和Type-C的U盘或硬盘且能传输4K视频信号的Type-C接口扩展坞的电路有益效果如下，HUB集成芯片通过检查Type-C连接器上的CC脚电平的变化，识别到有外设插入，并判断插入的是哪种投屏设备，若是手机一类的，则产生中断告知芯片本身，设置其工作到传输视频模式，用来传输4K视频，并进行9V快速充电，若插入的是电脑一类的，则设置芯片本身工作在传输USB和视频模式，实现传输USB3.0信号，并进行20V充电，相较市面上现有的方案设计本Type-C接口扩展坞的电路能在满足Type-A和Type-C的U盘或硬盘传输USB3.0信号和能传输4K60Hz高质量视频信号的情况下，有着轻薄、小巧的体积，全面的设备适配，完善的检测机制，更低的成本，更好的稳定性，解决了现有技术中成本过高、体积笨重或过度堆料的问题。
本实用新型是这样实现的：
一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，包括Type-C公头接线口、Type-C母座接口、HUB集成芯片和PD电源控制电路；所述Type-C公头接线口的电源端与PD电源控制电路的输出端连接，PD电源控制电路的输入端与Type-C母座接口电源端连接，PD电源控制电路的控制信号输入端与HUB集成芯片的控制信号输出端连接，HUB集成芯片的两组CC信号连接端通过通讯控制电路分别与Type-C公头接线口和Type-C母座接口的CC信号连接端连接；所述HUB集成芯片的信号输入端与Type-C公头接线口信号输出端连接，HUB集成芯片的视频信号输出端与HDMI母座连接，HUB集成芯片的USB3.0信号输出端与Type-AUSB3.2母座和Type-C母座接口连接；HUB集成芯片还输出有一路USB2.0信号，该信号与Type-AUSB2.0母座连接，HUB集成芯片的视频&USB同步传输。
进一步，所述PD电源控制电路的MOS组合电路包括第一MOS管U11、第二MOS管U12、第三MOS管Q1和第四MOS管Q2，所述第一MOS管U11的栅极与电阻R65一端相连，所述第二MOS管U12的栅极与电阻R68一端相连，所述第一MOS管U11的漏极分别与Type-C公头接线口的VBUS_US端子和肖特基二极管D3阳极相连，所述第二MOS管U12的漏极分别与Type-C母座接口的VBUS_DS_C端子和肖特基二极管D4阳极一端相连，所述肖特基二极管D3阴极和肖特基二极管D4阴极相连，所述第一MOS管U11和第二MOS管U12的源极相连，所述第三MOS管Q1的栅极与HUB集成芯片给出的控制信号VBUS_SW_UFP相连，所述第四MOS管Q2的栅极与HUB集成芯片给出的控制信号VBUS_SW_DFP相连，所述第三MOS管Q1的漏极与R65一端相连，所述第四MOS管Q2漏极与R68一端相连，所述第四MOS管Q2的源极和所述第三MOS管的源极分别接地。所述第一MOS管和第二MOS管型号均为AP4407GM，所述第三MOS管和第二MOS管型号均为2N7002。
进一步，是通过Type-C母座连接PD适配器经由PD电源控制电路传输到Type-C公头接线口的电源端进行100W充电，充电规格有5V/9V/15V/20V。所述HUB集成芯片为PARADE的PS178QFN100GTR-A1型芯片，PD电源控制电路为MOS组合电路。
本实用新型的工作原理：投屏设备(电脑、手机、平板等)接入Type-C公头接口线，HUB集成芯片通过CC线与接入设备做协议沟通，读取设备信息，主程序产生中断去设置该芯片工作在传输视频模式，同时HUB集成芯片通过CC通讯去设置投屏设备输出视频信号，投屏设备会读取后端HDMI母座连接的显示器的EDID信息，从而输出最高可达4K60HZ的高质量视频信号，给到HUB集成芯片，再由HUB集成芯片输出给HDMI母座，最后再由HDMI母座通过HDMI线传输到显示器并点屏。
Type-C公头接口线连接电脑时，可以让HUB集成芯片通过下行Type-AUSB3.2座子或Type-C母座连接U盘或硬盘读写数据使用，最高速率可达5G。
Type-C公头接口线连接投屏设备(电脑、手机、平板等)后，CC线除了沟通视频信息部分，也会进行充电沟通，主程序会通过CC与投屏设备沟通确定需求充电功率，再与从Type-C母座接口连接的PD适配器沟通索取对应的充电功率，经由PD电源控制电路传输给投屏设备充电和给整个扩展坞供电工作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式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为本实用新型框架结构图；
图2为Type-C公头接口线的引脚连接图；
图3为HUB集成芯片的引脚连接图；
图4为PD电源控制电路的电路连接图；
图5为PD电源控制电路的替代电路连接图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，包括Type-C公头接线口、Type-C母座接口、HUB集成芯片和PD电源控制电路；所述Type-C公头接线口的电源端与PD电源控制电路的输出端连接，PD电源控制电路的输入端与Type-C母座接口电源端连接，PD电源控制电路的控制信号输入端与HUB集成芯片的控制信号输出端连接，HUB集成芯片的两组CC信号连接端通过通讯控制电路分别与Type-C公头接线口和Type-C母座接口的CC信号连接端连接；所述HUB集成芯片的信号输入端与Type-C公头接线口信号输出端连接，HUB集成芯片的视频信号输出端与HDMI母座连接，HUB集成芯片的USB3.0信号输出端与Type-AUSB3.2母座和Type-C母座接口连接；HUB集成芯片还输出有一路USB2.0信号，该信号与Type-AUSB2.0母座连接，HUB集成芯片的视频&USB同步传输。
本实施例中，所述PD电源控制电路的MOS组合电路包括第一MOS管U11、第二MOS管U12、第三MOS管Q1和第四MOS管Q2，所述第一MOS管U11的栅极与电阻R65一端相连，所述第二MOS管U12的栅极与电阻R68一端相连，所述第一MOS管U11的漏极分别与Type-C公头接线口的VBUS_US端子和肖特基二极管D3阳极相连，所述第二MOS管U12的漏极分别与Type-C母座接口的VBUS_DS_C端子和肖特基二极管D4阳极一端相连，所述肖特基二极管D3阴极和肖特基二极管D4阴极相连，所述第一MOS管U11和第二MOS管U12的源极相连，所述第三MOS管Q1的栅极与HUB集成芯片给出的控制信号VBUS_SW_UFP相连，所述第四MOS管Q2的栅极与HUB集成芯片给出的控制信号VBUS_SW_DFP相连，所述第三MOS管Q1的漏极与R65一端相连，所述第四MOS管Q2漏极与R68一端相连，所述第四MOS管Q2的源极和所述第三MOS管的源极分别接地。所述第一MOS管和第二MOS管型号均为AP4407GM，所述第三MOS管和第二MOS管型号均为2N7002。
通过Type-C母座连接PD适配器经由PD电源控制电路传输到Type-C公头接线口的电源端进行100W充电，充电规格有5V/9V/15V/20V。所述HUB集成芯片为PARADE的PS178QFN100GTR-A1型芯片，PD电源控制电路为MOS组合电路。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，其特征在于：包括Type-C公头接线口、Type-C母座接口、HUB集成芯片和PD电源控制电路；所述Type-C公头接线口的电源端与PD电源控制电路的输出端连接，PD电源控制电路的输入端与Type-C母座接口电源端连接，PD电源控制电路的控制信号输入端与HUB集成芯片的控制信号输出端连接，HUB集成芯片的两组CC信号连接端通过通讯控制电路分别与Type-C公头接线口和Type-C母座接口的CC信号连接端连接；所述HUB集成芯片的信号输入端与Type-C公头接线口信号输出端连接，HUB集成芯片的视频信号输出端与HDMI母座连接，HUB集成芯片的USB3.0信号输出端与Type-AUSB3.2母座和Type-C母座接口连接；HUB集成芯片还输出有一路USB2.0信号，该信号与Type-A USB2.0母座连接，HUB集成芯片的视频&USB同步传输。
2.根据权利要求1所述的一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，其特征在于，所述PD电源控制电路的MOS组合电路包括第一MOS管U11、第二MOS管U12、第三MOS管Q1和第四MOS管Q2，所述第一MOS管U11的栅极与电阻R65一端相连，所述第二MOS管U12的栅极与电阻R68一端相连，所述第一MOS管U11的漏极分别与Type-C公头接线口的VBUS_US端子和肖特基二极管D3阳极相连，所述第二MOS管U12的漏极分别与Type-C母座接口的VBUS_DS_C端子和肖特基二极管D4阳极一端相连，所述肖特基二极管D3阴极和肖特基二极管D4阴极相连，所述第一MOS管U11和第二MOS管U12的源极相连，所述第三MOS管Q1的栅极与HUB集成芯片给出的控制信号VBUS_SW_UFP相连，所述第四MOS管Q2的栅极与HUB集成芯片给出的控制信号VBUS_SW_DFP相连，所述第三MOS管Q1的漏极与R65一端相连，所述第四MOS管Q2漏极与R68一端相连，所述第四MOS管Q2的源极和所述第三MOS管的源极分别接地。
3.根据权利要求1所述的一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，其特征在于，是通过Type-C母座连接PD适配器经由PD电源控制电路传输到Type-C公头接线口的电源端进行100W充电，充电规格有5V/9V/15V/20V。
4.根据权利要求1所述的一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，其特征在于，所述HUB集成芯片为PARADE的PS178QFN100GTR-A1型芯片，PD电源控制电路为MOS组合电路。
5.根据权利要求2所述的一种具有多种功能接口的公头Type-c扩展坞，其特征在于，所述第一MOS管和第二MOS管型号均为AP4407GM，所述第三MOS管和第二MOS管型号均为2N7002。
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