专利名称：一种usb集线器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及USB集线器，更具体而言是指可透过多个开关单元的启闭，直接 地建立或移除USB设备与计算机之间的数据传输路径的一种USB集线器。
背景技术：
自从计算机普及化以来，为了满足使用者各式各样的需求，计算机外设设备的研 发脚步从未停歇过，而为使该些外围设备可以更大众化地被广泛使用，需选用何种连接接 口来与计算机相连接，即成为研发人员最伤脑筋的一大课题。自从英特尔公司(Intel)与微软公司(Microsoft)致力于推广使用通用序列总线 (Universal Serial Bus, USB)之后，至今，USB俨然已经成为计算机外设连接接口的主流。USB最大的好处即为可以随插即用(Plug-and-Play)，换言之，其支持热拔插功 能，因此，比起传统的个人计算机接口(Personal Computer Interface，PCI)及工业标准架 构体系(Industry Standard Architecture, ISA)等连接接口，USB接口更容易受到使用者 的爱戴。然而，一旦大部分的计算机外设设备都使用USB接口，则计算机本身需提供多少 USB插槽，即成为相当困扰硬件设计师的问题。尤其以轻薄短小为主要诉求的笔记型计算机 而言，为求体积精简而只提供二、三个USB插槽，绝对不足以应付使用者的需求。如上所述，计算机使用者即可使用如图1中所示为目前常见的USB集线器I(Hub)， 透过计算机2上的单一 USB插槽21来分接至多个USB设备，例如多个随身碟30、网络摄影 机32及其它使用USB的设备等。如此一来，即可解决上述USB插槽21不敷使用的缺憾。 但是，这些USB设备虽然可以随插即用，但许多USB设备，例如这些随身碟30，通常设计得 很轻薄，以利于使用者携带使用。因此，一旦将该些随身碟30拔除之后，使用者往往不知该 如何收纳才不至于弄丢，对部分使用者而言实为困扰。再者，除了上述直接拔除该些随身碟 30的方法外，亦可透过计算机的操作系统，进行安全卸除动作，中断该些随身碟30与计算 机的连接。如此一来，即不必将这些随身碟30从USB集线器上拔除，当然，也就不必烦恼该 如何收纳这些随身碟30。但是，于下次欲使用这些随身碟30时，仍需先从集线器1上拔除 后，再重新插接至该集线器1上，才能够与该计算机2重新连接，对于使用者而言，这是非常 多余且无谓的动作。另外，目前市面上常见的USB集线器，大都是将USB集线器所接收的电源输入平均 分配予各个插槽，即，输出埠(Port)。例如，若USB集线器所接收的电源为500毫安(mA)， 而该USB集线器共具有四个Port，则平均一个Port可以分得的电流即为125mA。然而，此 种分配并不因该Port上有无连接设备而有所改变，即使该Port上并未连接设备，但仍会占 去125mA的电流源。因此，一旦使用USB集线器连接对电源需求较大的设备，例如连接外接 式硬盘机时，可能会出现电源不足而无法运作的困境。如此一来，需将该外接式硬盘机同时 插接至两个Port，藉以，令该外接式硬盘机同时接收两个Port的电源输入(以上述例子，即 为接收125mA*2 = 250mA)，才足以令该外接式硬盘机正常运作。[0008]综上所述，市场上应该提供一种新颖的USB集线器，不但可提供使用者更多元化 的使用方式，且可在多余的Port不使用时，将电源数据分配给其它设备使用，减少连接的 设备因电源不足而无法运作的问题。
发明内容本实用新型的主要目的在于提供一种USB集线器，其可透过多个开关单元的启 闭，直接地建立或移除USB设备与计算机之间的数据传输路径。本实用新型的另一目的，在于提供一种USB集线器，其透过多个开关单元的启闭， 阻断开关单元关闭USB输出端口的电源，藉以最佳化地将电源平均分配至各开关单元开启 USB输出端口所连接的USB设备。 为达上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种USB集线器，包括USB输入埠、 微控制器以及多个下游接口端口，其中，该微控制器分别与该USB输入埠及该多个下游接 口端口电连接，每一个下游接口端口包括开关单元、USB输出埠以及发光二极管，其中，该开 关单元与该微控制器电连接，该发光二极管与该开关单元电连接，该USB输出埠分别与该 开关单元以及该发光二极管电连接。该开关单元具有第一切换点、第二切换点以及第三切换点，其中，该第一切换点与 该微控制器电连接，该第一切换点可切换连接至该第二切换点或该第三切换点上，该第二 切换点与该USB输出埠电连接，而该第三切换点接地。进一步，该USB集线器更包括USB电源输入埠，该USB电源输入埠与该微控制器电 连接，并通过该微控制器与每一个开关单元电连接。该开关单元为按键开关、切换开关或滑 动开关。本实用新型的有益效果为除了可从计算机操作系统中卸除USB设备，以及将USB 设备自USB集线器上直接拔除外，更可透过开关单元的切换使用，直接地建立或移除USB设 备与计算机之间的数据传输路径，并且，可阻断开关单元关闭USB输出端口的电源，并将电 源平均分配至开关单元开启的USB输出端口，藉以降低所连接的USB设备因电源供应不足 而无法运作的可能性。
图1为前常见的USB集线器的示意图。图2为本实用新型第一种较佳具体实施例的方框图。图3A为按键开关单元示意图。图3B为切换开关单元示意图。图3C为滑动开关单元示意图。图4为本实用新型第二种较佳具体实施例的方框图。图5为本实用新型第二种较佳具体实施例的示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示为本实用新型的第一种较佳的具体实施例子，如图2所示，一种 USB集线器40，其用于透过USB的接口端口连接外部计算机5及多个USB设备6。
4[0023]该USB集线器40包括USB输入埠41、微控制器42以及多个下游接口端口 46，其 中，该微控制器42分别与该USB输入埠41及该多个下游接口端口 46电连接，每一个下游 接口端口 46包括开关单元43、USB输出埠44以及发光二极管45，其中，该开关单元43与 该微控制器42电连接，该发光二极管45与该开关单元43电连接，该USB输出埠44分别与 该开关单元43以及该发光二极管45电连接。进一步，该开关单元43具有第一切换点431、第二切换点432以及第三切换点 433，其中，该第一切换点431与该微控制器42电连接，该第一切换点431可切换连接至该 第二切换点432或该第三切换点433上，该第二切换点432与该USB输出埠44电连接，而 该第三切换点433接地，藉以决定该开关单元43的开启状态或关闭状态。如图2所示，以第一组该下游接口端口 46为例，当该开关单元43切换使得该第一 切换点431连接至该第三切换点433时，即令该开关单元43接地，而此时该第一切换点431 与该第二切换点432断路，视为该开关单元43关闭。当该开关单元43切换使得该第一切换点431连接至该第二切换点432时，则令该 开关单元43导通并连接至该USB输出埠44及该发光二极管45，视为该开关单元43开启。当该开关单元43开启时，可将电源提供给该发光二极管45，使该发光二极管45得 于该开关单元43开启时亮起，提醒使用者该开关单元43所属的该下游接口端口 46为开启 状态。且该开关单元43开启时透过该USB输出埠44，提供电源以连接至该USB输出埠44 上的该USB设备6，并建立该USB设备6与该计算机5的数据传输路径。而当该开关单元43关闭时，系阻断该USB输出埠44及该发光二极管45的电源， 并且同时阻断该USB设备与该计算机5间的数据传输路径。值得一提的是，透过该开关单元43的第一切换点431在该第二切换点432与第三 切换点433之间的切换，即可更直接且有效地控制该多个USB设备6与该计算机5的连接。 因此，除了将该多个USB设备6于该USB集线器40上拔除的方式及透过该计算机5上的操 作系统卸除该多个USB设备6的方式外，本实用新型可利用开关单元43为使用者带来更多 样化且更直接连接方式。值得注意的是，该开关单元43、该USB输出埠44以及该发光二极管45的数量并不 加以限制，但该三组件43、44及45的数量需彼此对应。换句话说，是以一个该开关单元43、 一个该USB输出埠44及一个该发光二极管45共同形成一组下游接口端口 46 (Downstream Port)。该USB输入埠41可视为一上游接口端口(Upstream Port)，即USB插头(参阅图 3A中的41)，用以将该USB集线器40连接至该计算机5上。而该计算机5即透过该USB输 入埠41，提供电源输入予该USB集线器40，并与该USB集线器40所连接的各该USB设备6 建立数据传输路径。该微控制器42分别与该USB输入埠41及每一个开关单元43电连接，透过该USB 输入埠41接收来自该计算机5所提供的电源输入，并依该多个开关单元43的启闭状态平 均分配电源。例如，若该USB集线器40共具有四组该下游界面端口 46，且该四组下游接口 端口 46中的该开关单元43皆为开启，即，该四组下游接口端口 46都需使用电源。因此，若 该计算机5输入的电源为500毫安(mA)，则平均每一组该下游接口端口 46可分得125mA。 而若该四组下游接口端口 46中，有二组的该开关单元43为开启，而另二组的该开关单元43为关闭，则该微处理器42判断只有二组该下游接口端口 46需要使用电源。因此，仅将该计 算机5所提供的电源分配给该二组开关单元43为开启的下游接口端口 46使用，而各该下 游接口端口 46可分得250mA。藉以，透过该微处理器42的分配，达到最佳化的电源管理，降 低所连接的该些USB设备6因电源供应不足而无法运作的可能性。请参阅图3A、图3B及图3C，本实用新型的该USB集线器40，主要特征是在于使用 该多个开关单元43来直接切换该计算机5与该多个USB设备6的连接与否。而该开关单 元43可具有多样性的变化。如图所示，可为图3A中的按键开关单元、图3B中的切换开关 单元，及图3C中的滑动开关单元等，且图中的该USB输出埠44，系为简略说明而以四组为 例，但不应以此为限。上述图3A、图3B及图3C中，是以四组该USB输出埠44为例，虽然本实用新型可透 过开关的切换，进行最佳化的电源管理，但若该四组USB输出埠44皆被开启使用，或本实用 新型发展出具有七组、十三组或其他数量的该USB输出埠44时，即使透过最佳化的电源管 理，亦可能无法提供所有连接的USB设备6足够的电源。因此，请参阅图4及图5，为本实用 新型的第二种较佳具体实施例的方块图及示意图。如图4所示，除了该USB输入埠41之外，本实用新型的该USB集线器40更包括USB 电源输入埠41a，该USB电源输入埠41a与该微控制器42电连接，并通过该微控制器42与 每一个开关单元43电连接。该USB输入埠41与该USB电源输入埠41a系共同组成该上游输入端口，即图5中 Y型的该USB插头。该USB集线器40透过该上游输入埠，即可一次连接该外部计算机5上的二个USB 插槽，接收两倍的电源。如此一来，即可解决该USB集线器40上开启使用的USB输出埠44 过多，造成电源供应不足的困境。而该USB电源输入埠41a仅用来接收该外部计算机5所 提供的电源，并不负责该多个USB设备6与该外部计算机5之间的数据传输，因此，该多个 USB设备6与该外部计算机5之间的数据传输路径，仍然建立于该USB输入埠41之上。若 于数据传输过程中将该USB电源输入埠41a于该外部计算机5上拔除，只要该USB输入埠 41所接收的电源足够，则数据的传输不会受到任何影响，数据传输路径亦不会因而被阻断。通过上述实施例，本实用新型的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技术的 人士应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施例中描述的内容。任何不偏离 本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中(亦即包含4Port或 其他数量接口在内的应用都应属本实用新型的权利要求范围内)。
权利要求一种USB集线器，其特征在于包括USB输入埠、微控制器以及多个下游接口端口，其中，该微控制器分别与该USB输入埠及该多个下游接口端口电连接，每一个下游接口端口包括开关单元、USB输出埠以及发光二极管，其中，该开关单元与该微控制器电连接，该发光二极管与该开关单元电连接，该USB输出埠分别与该开关单元以及该发光二极管电连接。
2.如权利要求1所述的一种USB集线器，其特征在于，该开关单元具有第一切换点、第 二切换点以及第三切换点，其中，该第一切换点与该微控制器电连接，该第一切换点可切换 连接至该第二切换点或该第三切换点上，该第二切换点与该USB输出埠电连接，而该第三 切换点接地。
3.如权利要求1所述的一种USB集线器，其特征在于，该USB集线器更包括USB电源输 入埠，该USB电源输入埠与该微控制器电连接，并通过该微控制器与每一个开关单元电连接。
4.如权利要求1或3所述的一种USB集线器，其特征在于，该开关单元为按键开关、切 换开关或滑动开关。
专利摘要本实用新型提供一种USB集线器，其包括USB输入埠、微控制器以及多个下游接口端口，其中，该微控制器分别与该USB输入埠及该多个下游接口端口电连接，每一个下游接口端口包括开关单元、USB输出埠以及发光二极管，其中，该开关单元与该微控制器电连接，该发光二极管与该开关单元电连接，该USB输出埠分别与该开关单元以及该发光二极管电连接，借助其独特的结构设计，其可透过多个开关单元的启闭，直接地建立或移除USB设备与计算机之间的数据传输路径，还可透过多个开关单元的启闭，阻断开关单元关闭USB输出端口的电源，藉以最佳化地将电源平均分配至各开关单元开启USB输出端口所连接的USB设备。
文档编号H01R25/00GK201639115SQ200920260028
公开日2010年11月17日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者郭中鼎 申请人:郭中鼎