一种用于usb接口扩展的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于USB接口扩展的装置，特别地提供一种内建电源的扩展坞。所述装置包括壳体、接口模块、电源模块。所述接口模块被保持在所述壳体中，并且所述接口模块包括彼此不同的第一接口、第二接口、第三接口、以及影像输出接口。所述影像输出接口被连接至显示设备、且用于将多媒体信号输出至所述显示设备。所述电源模块包括电源适配器和AC/DC转换电路，并且所述电源模块用于将电力供给到所述接口模块中的一个或多个。在一个优选实施例中，所述第一接口是至少一个USB 3.1 Type?C接口。
【专利说明】
一种用于USB接口扩展的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用于USB接口扩展的装置，特别地涉及一种用于超薄型电子 设备的USB 3. IType-C接口、内建电源的扩展坞。
【背景技术】
[0002] 目前，USB 3. IType-C标准规范(如本领域技术人员公知的，USB 3.1规范是由英特 尔等公司发起的通用串行总线行业规范;又如本领域技术人员公知的，"Type-A'lype-CT' 艮PA类型或C类型的USB 3.1接口，它们是USB 3.1标准的一部分)已经公布，这会使得未来的 转接线和诸如笔记本电脑、平板电脑、手机之类的电子设备接口统一、并且单一化。USB 3 · IType-C接口具有诸多优势，例如：尺寸小（横向8 · 3mm、纵向2 · 5mm)、支持正反插座、数据 传输速度快(可达10-20GB/S)、支持电力传输ro协议、并且可同时传输视频、音频和数据等。
[0003] 然而，现有的USB 3. IType-C标准接口无法直接连接到USB Type-A接口设备，例如 具有USB Type-A接口的U盘、移动硬盘、移动光驱、打印机、智能手机等。进一步，新款的超薄 型笔记本电脑倾向于配置越来越少的USB接口。例如，苹果公司最新发布的12寸笔记本电脑 (MacBook κ )上除了耳机接口外，只有一个USB 3. IType-C接口同时作为供电及数据传输 用。这种简单的接口设计为笔记本电脑带来超轻便设计的优势的同时，也为用户带来了很 多实际使用上的不便。例如，若用户需要使用上述的传统USB Type-A接口设备，或用户需要 外接大屏显示器，则都需要额外的转接头才能实现。
[0004] 为了解决上述的问题，包括苹果公司在内的诸多厂商给出了一些USB3. IType-C集 线器类的解决方案，意图将USB 3. IType-C接口扩展成一个或多个的标准的USB Type-A接 口、以及一个视频接口。然而，这些产品大多会占住笔记本电脑上的同时作为供电和数据传 输用的仅一个USB 3.IType-C接口，例如仅用作数据传输用;并且，只有少数产品上带有电 源的接入功能（即，带一个USB 3. IType-C的公头，一个USB 3. IType-C的母头，母头上外接 笔记本电脑自带的充电器来为笔记本电脑的工作、笔记本电脑的电池、以及其它设备供 电）。
[0005] 此外，上述解决方案除了上文提到的使用繁琐、不便外，还有一个潜在的问题是： 很多超薄型的笔记本电脑自带的电源通常功率比较低，通常只够供应笔记本电脑本身。例 如，MaeBdok t8自带电源功率只有29W，但MaelBook?在处理高负荷任务时，瞬时功耗需求 会达到27W;因此，如果'MacBook li的充电器还同时在为其它设备如移动硬盘或智能手机 (如苹果公司的iPhone)在供电，则在这时即使连接着充电器，由于功率供给的不足，也会需 要MaeIkKik"的电池进行辅助供电，这样有可能会带来外接设备的使用不稳定、连接中 断、以及电池寿命的减少等一系列潜在问题。
[0006] 因此，需要一种将笔记本电脑类型的电源适配器与USB 3. IType-C集线器整合的 USB接口扩展装置。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的一个目的是，提供一种用于USB接口扩展的装置，其将较少的USB接 口（尤其是单个USB 3. IType-C接口）扩展为笔记本电脑用户所需的多种类型的接口，如此， 用户能够方便地使用扩展接口较少的装置，例如仅具有一个U S B 3 . IT y p e - C接口 VhicBook"笔记本电脑，再例如戴尔公司的XPS 13系列产品、华为公司的MateBook系列产 品等。
[0008] 本实用新型的另一个目的是，提供一种内建移动电源的USB接口扩展装置，使得所 述装置无需电源适配器也能够为连接至所述装置的外部设备供电。
[0009] 为了实现上述目的，本实用新型公开了一种用于USB接口扩展的装置，并且该装置 可为电脑和其他外部设备同时供电。所述装置包括:壳体;接口模块，所述接口模块被保持 在所述壳体中，并且所述接口模块包括:多个接口，所述多个接口用于传输电力和数据，其 中所述多个接口为不同类型的接口；和影像输出接口，所述影像输出接口被连接至显示设 备、且用于将多媒体信号输出至所述显示设备；以及电源模块，所述电源模块设置于所述壳 体中、用于将电力供给到所述接口模块中的一个或多个接口，并且所述电源模块包括电源 适配器和AC/DC转换电路。
[0010] 根据本实用新型的实施例，所述多个接口包括第一接口和第二接口，所述第一接 口是至少一个USB 3. IType-C接口，并且所述第二接口是至少一个USB充电电源传递1.0接 口和/或至少一个USB充电电源传递2.0接口。
[0011] 根据本实用新型的实施例，所述多个接口进一步包括第三接口，所述第三接口不 同于所述第一接口和所述第二接口，所述第三接口是至少一个MSD4.0读卡器。
[0012] 根据本实用新型的实施例，所述影像输出接口是至少一个HDMI Type-A规格的高 清晰度多媒体接口（如本领域技术人员公知的，HDMI即高清晰度多媒体接口，HDMI Type-A 接口即符合HDMI标准的A类型接口；其他术语，如HDMI Type-D的涵义类似）。
[0013] 根据本实用新型的实施例，所述影像输出接口包括彼此独立输出不同多媒体信号 的至少一个Display port规格的高清晰度多媒体接口和/或至少一个HDMI Type-D规格的 高清晰度多媒体接口（如本领域技术人员公知的，Display port是一种高清数字显示接口 标准）。
[0014] 根据本实用新型的实施例，所述装置进一步包括内置于所述壳体中的移动电源， 所述移动电源的功率被配置为能够为一个或多个连接至所述第一接口和/或所述第二接口 的外部设备供电。
[0015] 根据本实用新型的实施例，所述装置进一步包括内置于所述壳体中的数据存储装 置，所述数据存储装置用于存储数据、以及用于与一个或多个外部设备进行数据交换。
[0016] 根据本实用新型的实施例，所述电源适配器的功率处于40W至120W之间的范围。
[0017] 根据本实用新型的实施例，所述电源适配器的功率为60W。
[0018] 根据本实用新型的实施例，所述移动电源的容量处于5000至20000mAh之间的范 围、且输出功率处于20至80W之间的范围。
[0019] 本实用新型解决了目前并无笔记本电脑类型的电源适配器与USB 3.IType-C集线 器整合的相关产品的问题。本实用新型的用途包括、但不限于：其一，装置可为使用USB 3. IType-C作为供电、数据传输的设备同时提供电力供给和接口扩展的功能;其二，装置作 为一个多功能充电器，可同时为包括笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手表等之类的 四款产品同时高速充电。
【附图说明】
[0020] 图1是根据本实用新型的装置的模块原理图；
[0021] 图2是根据本实用新型的一个实施例的装置的分解透视图；
[0022] 图3是根据图2中所示的实施例的装置的组装后视图；
[0023] 图4是根据本实用新型的另一个实施例的装置的组装后视图。
[0024] 主要附图标记
[0025] 100 装置
[0026] 200 壳体
[0027] 201 上部壳体
[0028] 202 中间壳体
[0029] 203 下部壳体
[0030] 300 接 口模块
[0031] 311、312 第一接口
[0032] 321、322 第二接口
[0033] 331 第三接口
[0034] 340 影像输出接口
[0035] 341 第一影像输出接口
[0036] 342 第二影像输出接口
[0037] 400 电源模块
[0038] 401 电源适配器
[0039] 402 AC/DC 转换模块
【具体实施方式】
[0040]为便于更好地理解本实用新型的原理，下文以示例性实施例的方式、结合附图进 一步说明本实用新型。
[0041] 图1示出了根据本实用新型的USB接口扩展装置的模块原理图。应当理解的是，图1 仅是示例性的，目的是说明装置的工作原理，而并不对本实用新型的实施方式做出任何限 制。根据本实用新型的装置主要包括电源模块、接口模块、转换电路等。
[0042] 参照图1，其中电源模块包括具有电源接口的AC/DC变压器、电源转换印刷电路板、 以及具有高速开关的电源传递控制器;其中转换电路包括逻辑印刷电路板，其上设置有集 线器，集线器包括记忆卡控制器，该记忆卡控制器电连接至微型存储卡。接口模块包括I/O 接口，其在图1中示例性地包括USB 3. IType-C接口和USB 3. IType-C接口。高速开关电连接 至HDMI印刷电路板，其上设置有视频信号转换器，并且包括一个或多个HDMI接口，用于将高 清视频信号输出至显示设备。
[0043]下文通过示例性实施例的方式说明根据本实用新型的装置的工作原理及应用。
[0044] 1.第一实施例：
[0045] 图2示出了用于USB接口扩展的装置100的第一实施例的部件分解透视图。图3示出 了组装后的装置100的后视图。
[0046] 参见图2和图3所示，装置100包括由上部壳体201、中间壳体202、和下部壳体203组 成的壳体200。中间壳体202的上表面和下表面敞开，并且分别适于与上部壳体201和下部壳 体203配合从而组装成为壳体200。中间壳体包括前端面211和后端面212,其中后端面212上 形成有被构造为接收相应模块或部件的多个开口 213。
[0047]装置100具有容纳在壳体200的腔室220中的接口模块300。接口模块300包括一个 或多个第一接口 311、312,不同于第一接口 311、312的一个或多个第二接口321、322。第一接 口311、312以及第二接口321、322用于传输电力和数据。在本实施例中，第一接口311、312是 两个左、右并排布置的USB 3. IType-C接口，并且第二接口 321、322是两个上、下并排布置的 USB 3. IType-A接口。第二接口 321、322支持USB充电电源传递1.0规格和USB充电电源传递 2.0规格，其可插接到外部设备(诸如，智能手机、平板电脑、智能手表等)从而为外部设备充 电等，和/或可插接到USB存储设备(例如，U盘、移动硬盘)从而与USB存储设备交换数据等。 [0048]接口模块300还包括靠近上部壳体201的第三接口 331。如图2和图3所示，第三接口 331 可被设置为MSD(Mini Secure Digital)4.0读卡器。
[0049] 接口模块300进一步包括布置在第三接口 331下方的影像输出接口 340。影像输出 接口 340用于将影像数据输出到外部设备(未示出）。在第一实施例中，影像输出接口 340是 HDMI Type-A规格的高清多媒体接口，其能够将高清信号传输至外部设备，包括、但不限于 支持HDMI高解析度的电视机、智能手机、平板电脑等。
[0050] 装置100包括电源模块400,电源模块400具有电源适配器401和AC/DC转换电路 402。参见图2或图3,电源适配器401经由正、负极端子而连接到外部交流电源(未示出）。电 源适配器401的输出功率可处于40W至120W之间的范围。优选地，在本实施例中，电源适配器 401的输出功率为60W。
[0051] 在典型的示例性应用中，装置100经由第一接口 311、312以及第二接口 321、322而 分别连接至四个常用外部设备（未示出），例如：笔记本电脑六（14.5￥/^，291)、平板电脑8 (5V/2.4A，12W)、智能手机C(5V/2.1A，10.5W)、和智能手表D(5V/1A，5W);由此可见，即使为 上述四个外部设备同时充电，所消耗的总功率(56.5W)也低于装置100的电源适配器401所 能够提供的功率(60W)。也即是说，装置100能够作为电源适配器使用，从而实现同时为用户 常用的外部设备全速、稳定地供电。
[0052] 2.第二实施例：
[0053]图4示出了装置100的第二实施例的后视图。
[0054]类似地，在第二实施例中，装置100包括壳体200、接口模块300、电源模块400。接口 模块300包括第一接口 311、312，第二接口 321、322，以及第三接口 331。
[0055]不同于第一实施例，在第二实施例中，影像输出接口 340包括不同规格的两个影像 输出接口，它们分别被限定为第一影像输出接口 341、第二影像输出接口 342。其中，第一影 像输出接口341被设置为Mini Display Port规格的高清多媒体接口，并且影像输出接口 342被设置为HDMI Type-D规格的高清多媒体接口，其较小的尺寸适于根据本实用新型的装 置的较小外型尺寸、并且可以被应用在小型、高解析度显示设备上，例如智能手机、平板电 脑等。进一步有利的是，影像输出接口 341和影像输出接口 342能够分别被连接至两个不同 的显示接口卡(未示出），从而彼此独立地输出相同或不同的高清多媒体信号到两个不同的 显示设备(例如，显示器、电视机、投影机等）。
[0056] 3.第三实施例：
[0057]类似地，在第三实施例中，装置100包括壳体200、接口模块300、电源模块400。接口 模块300包括第一接口 311、312,第二接口 321、322,第三接口 331，以及影像输出接口 340。 [0058]不同于上述实施例的是，在第三实施例中，电源模块400进一步包括内置于壳体 200中的移动电源(未示出）。因此，在这一实施例中，装置100可不必借助电源适配器401连 接到外部交流电源;替代的是，装置100能够借助其中内置的移动电源来为上述外部设备供 电。优选地，移动电源的容量处于5000至20000mAh之间的范围、且输出功率处于20至80W之 间的范围，同样能够为外接至第一接口 311、312以及第二接口 321、322的外部设备提供较为 稳定、持久的电力供应。
[0059] 4.第四实施例：
[0060] 类似地，在第四实施例中，装置100包括壳体200、接口模块300、电源模块400。接口 模块300包括第一接口 311、312,第二接口 321、322,第三接口 331，以及影像输出接口 340。
[0061] 不同于上述实施例的是，在第四实施例中，电源模块400进一步包括内置于壳体 200中的数据存储装置。例如，存储装置可以是大容量的高速固态硬盘，其可被用于与连接 至装置100的外部设备进行数据交换，即存储来自外部设备的数据、和/或将数据供外部设 备读取。
[0062] 虽然上文描述了本实用新型的优选实施例，但是本领域技术人员能够理解这些实 施例仅是示例性的，并且它们不应被理解为对于本实用新型的任何方式的限制。同时，本领 域技术人员在上述优选实施例的基础上得到的等同实施例、变型例也应属于权利要求书中 限定的本实用新型的保护范围。例如，虽然本文提及根据本实用新型的装置尤其适用于对 于接口较少的装置(例如，仅具有一个USB 3. IType-C接口的MaeBook?笔记本电脑)进行 接口扩展，但是所述装置也能够用于扩展具有其他接口类型的其他设备，例如具有较少USB 3. IType-C接口或其他类型接口的智能手机、平板电脑等。
【主权项】
1. 一种用于USB接口扩展的装置，其特征在于，所述装置包括： 壳体； 接口模块，所述接口模块设置于所述壳体中，所述接口模块包括： 用于传输电力和数据的多个接口，其中所述多个接口为不同类型的接口；和 影像输出接口，所述影像输出接口被连接至显示设备、用于将多媒体信号输出至所述 显示设备；以及 电源模块，所述电源模块设置于所述壳体中，用于将电力供给到所述接口模块，所述电 源模块至少包括电源适配器和AC/DC转换电路。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个接口包括第一接口和第二接口， 所述第一接口是至少一个USB 3. lType-C接口，所述第二接口是至少一个USB充电电源传递 1.0接口和/或至少一个USB充电电源传递2.0接口。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个接口进一步包括第三接口，所述 第三接口不同于所述第一接口和所述第二接口，所述第三接口是至少一个MSD 4.0读卡器。4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述影像输出接口是至少一个HDMI Type-A规格的高清晰度多媒体接口。5. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述影像输出接口包括彼此独立输出不同 多媒体信号的至少一个Display port规格的高清晰度多媒体接口和/或至少一个HDMI Type-D规格的高清晰度多媒体接口。6. 根据权利要求2-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括： 内置于所述壳体中的移动电源，所述移动电源的功率被配置为能够为一个或多个连接 至所述第一接口和/或所述第二接口的外部设备供电。7. 根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括： 内置于所述壳体中的数据存储装置，所述数据存储装置用于存储数据、以及用于与一 个或多个外部设备进行数据交换。8. 根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述电源适配器的功率处于 40W至120W之间的范围。9. 根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述电源适配器的功率为60W。10. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述移动电源的容量处于5000至 20000mAh之间的范围、且输出功率处于20至80W之间的范围。
【文档编号】G06F13/38GK205427837SQ201620167859
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】李超
【申请人】粒子科技有限责任公司