专利名称：检测usb设备接入的方法、装置及其usb插座的制作方法
技术领域：
本发明涉及USB (通用串行总线)，尤其涉及检测USB设备是否接入的方法、装置及 其USB插座。本发明可用于家用娱乐产品、车载娱乐系统等领域。背景技术：
USB设备已经广泛地应用到计算机、家用娱乐产品、车载娱乐系统等领域。图7是 现有的一种USB插头和USB插座的示意图。参考图7，USB插座3’与主机系统连接，USB插 座3’包括绝缘端子座5、安装到绝缘端子座的四个连接端子4、以及罩在绝缘端子座5外面 的导电外壳6。USB插头1与USB设备连接，USB插头1也具有连接端子、绝缘端子座以及 导电外壳2。当USB插头1接入USB插座3’时，USB插头1的导电外壳2插入到USB插座 3’的导电外壳6内，而USB插座3’的绝缘端子伸入到USB插头1的导电外壳内，并与USB 插头1的绝缘端子座一起夹持USB插座3’的连接端子以及USB插头1的连接端子，使USB 插头1的连接端子与USB插座3’的连接端子导电连接。因为USB设备是能够热拔插、即插即用的设备，因此，主机系统必须及时地检测 USB设备是否接入。目前，主机系统检测USB设备是否接入的一种方法是通信协议检测法。 这种方法的原理是，主机系统定期给USB插座发送通信请求，并在接收到通信回应时进一 步通过通信以确定USB设备已接入系统。这种方法的一个缺点是，在一些应用场合中这种 定期发送的通信请求会对其他设备进行干扰，例如，车载娱乐系统中这种通信请求会干扰 其收音系统另一种检测USB设备是否接入的方法是判断USB插座的DP+端子和DP-端子的电 压变化，其原理是，当USB设备接入时，USB插座的DP+端子和DP-端子将进行通信并具有 一定的电压值，该电压值会导通整流管并提供偏置电压，从而能够检测到电压的变化。这种 方法的缺点是，这种方法只能适用于USB 1.1标准以下的USB设备，不适用于USB 2. 0标准 的USB设备，因为USB 2. 0的USB设备通信数据的电压幅值较小，这个电压值无法导通整流 管。其次，因为对应的检测电路所用的整流管、二极管、三极管等元器件都存在临界导通的 状态，这种状态时，会导致主机系统无法准确判断是否有USB设备接入。因此，亟需一种简单、安全的检测USB设备是否接入的方法。
发明内容本发明的一个目的是提供一种检测USB设备是否接入的装置，所述装置包括主控 单元、电压源以及USB插座；所述USB插座包括连接端子、绝缘端子座、罩在所述绝缘端子座 外面的导电外壳、以及至少一根检测端子，所述连接端子安装到所述绝缘端子座，所述检测 端子安装到所述绝缘端子座并与所述导电外壳隔开预定厚度的气隙；所述检测端子与所述 主控单元电连接，所述电压源与所述检测端子电连接。本发明还提供一种USB插座，这种USB插座包括至少一根检测端子、连接端子、绝 缘端子座以及罩在所述绝缘端子座外面的导电外壳，所述连接端子安装到所述绝缘端子3座，所述检测端子安装到所述绝缘端子座并与所述导电外壳隔开预定厚度的气隙。作为一种优选方案，所述绝缘端子座包括四个侧表面，所述连接端子安装在所述 绝缘端子座的一个侧表面，所述检测端子安装到相邻的侧表面。作为一种优选方案，所述检测端子具有弹性的折弯部，所述折弯部凸向所述导电 外壳。本发明还提供一种检测USB设备是否接入的方法。该检测方法包括以下步骤在 USB插座的绝缘端子座上安装至少一根检测端子，所述检测端子与所述USB插座的导电外 壳之间具有气隙，所述气隙的最小厚度小于USB设备的USB插头的导电外壳的厚度；将所述 检测端子连接到主控单元以及电压源，将所述USB插座的导电外壳接地；所述主控单元检 测所述检测端子的电压，根据所述检测端子的电压变化判断是否接入了 USB设备。本发明的进一步改进是若所述检测端子为高电平，就判定没有接入USB设备；若 所述检测端子为低电平，就判定接入了 USB设备。本发明的进一步改进是所述电压源为5士0. 5伏。本发明的检测USB设备是否接入的装置结构简单，使用的电元器件很少，成本较 低。此外，本发明的这种检测USB设备是否接入的方法不存在临界状态，判定结果准确。再 有，因为本发明的这种检测方法不需要向USB设备发送通信请求、与USB设备进行通信等， 因此，即使主机系统的USB支持模块未工作，主机系统也能识别出USB设备是否接入。这也 意味着，对于便携式的产品，在平时可以关闭USB支持模块，以节省电能，提高电池的续航 时间。
图1示出了根据本发明的一种USB插座的前端(接口端)部分；图2示出了图1所示USB插座的后端部分；图3和图4是图1所示USB插座移除外壳后的示意图；图5是根据本发明检测USB设备接入的装置的框架示意图；图6是图5所示检测USB设备接入的装置的电气原理图；图7是现有的USB插头、USB插座的示意图。
具体实施方式下面将结合附图对本发明进行阐述。图1是根据本发明的一种USB插座的前端 (接口端)的示意图，图2是USB插座的后端的示意图，图3和图4是USB插座移除外壳后 的示意图。参考图1至图4，该USB插座包括绝缘端子座5、检测端子7、四个连接端子4以 及罩在绝缘端子座外面的导电外壳6。绝缘端子座5的前端具有四个侧表面，连接端子4安 装到绝缘端子座的一个侧表面，检测端子7安装到相邻的一个侧表面，本实施例中，这两个 侧表面互相垂直。连接端子4包括前端如和后端4b，前端如和后端4b形成呈L状，前端 如用于与USB插头内的连接端子连接，后端4b用于与主机系统连接。检测端子7与导电外 壳6隔开一个气隙，该气隙的最小厚度应当小于USB插头的导电外壳的厚度。更具体地，检 测端子7包括前端7a和后端7b，前端7a与导电外壳6之间的气隙厚度要小于USB插头的 导电外壳的厚度。
作为一种优选的方案，如图4所示，检测端子7的前端7a具有弹性的折弯部8，折 弯部8凸向导电外壳，因此，检测端子的前端7a与导电外壳6之间的气隙中，与折弯处8对 应的气隙厚度将是最小的。图5是根据本发明检测USB设备是否接入的装置的框架示意图。参考图5，该检 测USB设备接入的装置包括主控单元9、电压源10即检测电压源)以及图1至图4所示的 USB插座。USB插座的导电外壳6接地，检测端子的后端7b与主控单元9、电压源10电连 接。USB设备未接入时，检测端子7是高电平，主控单元9据此判定USB设备尚未接入。当USB设备的USB插头接入到USB插座时，USB插头的导电外壳2将插入到USB 插座的导电外壳6和绝缘端子座5之间，因为USB插座的检测端子7与USB插座的导电外 壳6之间的气隙的最小厚度小于USB插头的导电外壳2的厚度，因此，USB插头的导电外壳 2将导通USB插座的检测端子7和导电外壳6。这个时候，检测端子7接地，因此变为低电 平。主控单元9据此判定USB设备已经接入。再接着，用户拔掉USB设备之后，USB插座的检测端子7将恢复为高电平。主控单 元9据此判定USB设备未接入。图6是图5所示检测USB设备接入的装置的电气原理图。参考图6，当USB设备接 入时，相当于开关S闭合，这时候检测端子7变为低电平。USB设备未接入时，相当于开关S 打开，这时候检测端子7变为高电平。这种检测USB设备是否接入的装置结构简单，使用的电元器件很少，成本较低。因 为检测端子7的电平只有高电平和低电平，没有临界状态，因此，本发明的这种检测USB设 备是否接入的方法不存在临界状态，判定结果准确。此外，因为本发明的这种检测方法不需 要向USB设备发送通信请求、与USB设备进行通信等，因此，即使主机系统的USB支持模块 未工作，主机系统也能识别出USB设备是否接入。这也意味着，对于便携式的产品，在平时 可以关闭USB支持模块，以节省电能，提高电池的续航时间。在上述的实施例中，USB插座的连接端子4和检测端子7分别安装到绝缘端子座5 的两个相邻侧表面，但是本发明不限于这种情况。例如，检测端子7可以安装到与连接端子 4相对的侧表面。换言之，如果绝缘端子座5包括四个侧表面，连接端子4安装在其中一个 侧表面，那么，检测端子7可以安装到另外的三个侧表面。此外，检测端子7的数量也不局 限于1根。此外，优选地，电压源10的电压为5士0. 5伏，电压源10通过串接一电阻R与检测 端子7电连接。在另一个实施例中，电压源10的电压为3士0. 3伏。综上所述，上述优选实施例只是用来对本发明进行描述，不能将其理解为对本发 明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可 以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以 所附权利要求为准。
权利要求
1.一种USB插座，包括连接端子0)、绝缘端子座(5)以及罩在所述绝缘端子座外面的 导电外壳(6)，所述连接端子(4)安装到所述绝缘端子座(5)，其特征在于，还包括至少一根 检测端子(7)，所述检测端子(7)安装到所述绝缘端子座并与所述导电外壳隔开预定厚度 的气隙。
2.如权利要求1所述的USB插座，其特征在于，所述绝缘端子座包括四个侧表面，所述 连接端子(4)安装在所述绝缘端子座的一个侧表面，所述检测端子(7)安装到另外的侧表
3.如权利要求2所述的USB插座，其特征在于，安装有所述检测端子(7)的侧表面基本 垂直于安装有连接端子的侧表面。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的USB插座，其特征在于，所述检测端子(7)具有 弹性的折弯部(8)，所述折弯部凸向所述导电外壳。
5.一种检测USB设备接入的装置，其特征在于所述装置包括主控单元、电压源以及USB插座；所述USB插座包括连接端子、绝缘端子座、罩在所述绝缘端子座外面的导电外壳、以及 至少一根检测端子，所述连接端子和所述检测端子安装到所述绝缘端子座，所述检测端子 与所述导电外壳隔开预定厚度的气隙；所述检测端子与所述主控单元电连接、与所述电压源电连接。
6.如权利要求5所述的检测USB设备接入的装置，其特征在于，所述绝缘端子座包括四 个侧表面，所述连接端子安装在所述绝缘端子座的一个侧表面，所述检测端子安装到相邻 的侧表面。
7.如权利要求5或6所述的检测USB设备接入的装置，其特征在于，所述检测端子具有 弹性的折弯部，所述折弯部凸向所述导电外壳。
8.—种检测USB设备接入的方法，其特征在于，包括以下步骤在USB插座的绝缘端子座上安装至少一根检测端子，所述检测端子与所述USB插座 的导电外壳之间具有气隙，所述气隙的最小厚度小于USB设备的USB插头的导电外壳的厚 度；将所述检测端子连接到主控单元以及电压源，将所述USB插座的导电外壳接地；所述主控单元检测所述检测端子的电压，根据所述检测端子的电压变化判断是否接入 7 USB设备。
9.如权利要求8所述的检测USB设备接入的方法，其特征在于，若所述检测端子为低电 平，就判定接入了 USB设备；若所述检测端子为高电平，就判定未接入USB设备。
10.如权利要求8或9所述的检测USB设备接入的方法，其特征在于，所述电压源为 5士0. 5 伏。
全文摘要
本发明涉及检测USB设备接入的方法、装置及其USB插座。该装置包括主控单元、电压源以及USB插座；所述USB插座包括绝缘端子座、分别安装到绝缘端子座两个侧面的连接端子和检测端子、罩在所述绝缘端子座外面的导电外壳，所述检测端子与所述导电外壳隔开预定厚度的气隙；所述检测端子与所述主控单元、所述电压源电连接。当USB设备接入时，USB插头的导电外壳将导通USB插座的检测端子和USB插座的导电外壳，导致检测端子变为低电平，从而判定已接入USB设备。本发明的USB插座可用于方便地检测是否接入了USB设备，本发明的检测USB设备是否接入的装置结构简单，使用的电元器件很少，成本较低。此外，本发明的这种检测USB设备是否接入的方法不存在临界状态，判定结果准确。
文档编号H01R13/641GK102044800SQ20091011031
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者汪旺春 申请人:惠州华阳通用电子有限公司