专利名称：一种usb接口插座的制作方法
技术领域：
本发明涉及USB接ロ领域，更具体地，本发明涉及ー种允许大电流通过的USB接ロ插座。
背景技术：
作为由因特尔和微软开发的外围设备总线的数据通信标准，通用串行总线(USB)由于具有支持热插拔和即插即用的特性而得到广泛应用。当设备插入USB接ロ插座时，主机枚举(enumerate)此设备并加载所需的驱动程序，因此使用远比PCI和ISA总线方便。它改变了在台式或膝上型计算机上安装过多连接器和端ロ的状況。USB对键盘、鼠标、打印机、调制解调器、游戏杆、音频设备、CD-ROM、数字相机和其他设备提供单ー连接端ロ，而不是对它们分别进行连接。USB消除了与PC有关的很多问题，例如要拆开计算机才能安装适配卡、更换双列直插开关、配置IRQ(中断请求)等。在目前的膝上型计算机中，提供有用于给计算机供电的直流电源输入口和若干数据接ロ(诸如，USB接ロ、VGA接ロ、HDMI接ロ等)。由于大量数据接ロ的存在，制约了膝上型计算机的轻薄特性。因此，已经存在通过USB接ロ复用的方式来減少端ロ的数目的手段。也就是说，在需要给计算机充电时，通过USB接ロ从外部经由电源适配器来给计算机充电，而在充电之后即可取下电源适配器，该USB接ロ又可用于实现与USB设备的数据通信。然而，由于目前的标准USB接ロ允许最大通过电流小于2A，因此当计算机的功率较高时，这种通过USB接ロ的充电方式就不适用了。此外，由于电源适配器的插头和USB接ロ插头的标准结构，会造成电源适配器误插到别的USB接ロ插座的问题，如果该适配器的电压高于5V，则会损害计算机主机的电路。另外，计算机的电源适配器按照功率来说有多种(诸如，30W、45W、65W、90W等)，目前缺乏对于电源适配器种类的识别方案，不利于电源的精细管理。因此，希望提供ー种USB接ロ插座，其能够允许较大电流通过，以实现为计算机充电和与USB设备数据通信的有利复用，此外还实现防止电源适配器误差到其它USB接ロ插座以及电源适配器种类的识别。
发明内容
有鉴于上述情況，本发明提供了ー种USB接ロ插座。根据本发明实施例，提供了ー种USB接ロ插座，包括外壳以及布置在外壳中的第一组引脚和第二组引脚，所述第一组引脚布置在所述USB接ロ插座的插入口处，并且所述第一引脚包括第一电源引脚、第一正数据引脚、第一负数据引脚以及第一接地引脚，并且所述第二组引脚沿着所述USB接ロ插座的插入方向布置在比所述第一组引脚更远离所述USB接ロ插座的插入口，并且所述第二组引脚包括第二电源引脚和第二接地引脚。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中所述第一电源引脚允许第一电流通过，所述第二电源引脚允许第二电流通过，并且所述第二电流大于所述第一电流。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中在所述第一电源引脚或所述第ニ电源引脚与一 USB主机设备之间串接一第一ニ极管，所述第一ニ极管的阳极连接到所述USB主机设备的电源线，并且所述第一ニ极管的阴极连接到所述第一电源引脚或所述第二电源引脚。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中在所述第一电源引脚或所述第ニ电源引脚与一电源之间串接一第二ニ极管，所述第二ニ极管的阳极连接到所述第一电源引脚或所述第二电源引脚，并且所述第二ニ极管的阴极连接到所述电源的电流输出端。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中所述第一组引脚和所述第二组引脚不接触。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中所述第二组引脚还包括一连接设备识别引脚，用于识别与所述USB接ロ插座连接的设备。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中所述第二组引脚中的每条引脚是伸缩(POGO)引脚。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中插入所述USB接ロ插座的USB接ロ插头具有与所述伸缩引脚匹配的触点以及用于包围所述伸缩引脚的导孔，当所述USB接ロ插头插入所述USB接ロ插座时，所述触点与所述第二组引脚中的每条引脚面接触。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中当一 USB接ロ插头插入所述USB接ロ插座时，另ー USB接ロ插头还能够插入所述USB接ロ插头以以便与所述USB接ロ插座连接。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中所述第一正数据引脚和所述第一负数据引脚还用于识别与所述USB接ロ插座连接的设备。此外，根据本发明实施例的USB接ロ插座，其中所述第一组引脚是符合A型USB、B型USB、迷你A型USB和迷你B型USB标准之一的引脚。根据本发明实施例的USB接ロ插座，其能够允许较大电流通过，以实现为计算机充电和与USB设备数据通信的有利复用，此外还实现防止电源适配器误差到其它USB接ロ插座以及电源适配器种类的识别。要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进ー步说明。
图1是图示现有技术中符合USB标准A和USB标准B的USB接ロ插座的示意图；图2是图示根据本发明实施例的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头的透视图；图3是图示根据本发明实施例的用于防止误插的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ摘头的外观不意图；图4是图示应用根据本发明实施例的USB接ロ插座的主板的示意性电路图；图5是图示应用根据本发明实施例的USB接ロ插座的主板的另ー示意性电路图；以及图6和图7分别是图示根据本发明实施例的USB接ロ插座在膝上型计算机中使用的示意图。
具体实施例方式以下，将參考附图详细描述本发明的优选实施例。首先，将參照图1描述现有技术中的USB接ロ插座。图1是图示现有技术中符合USB标准A和USB标准B的USB接ロ插座的示意图。如图1所示，现有技术中符合USB标准A和USB标准B的USB接ロ插座包括四条引脚I到4。在图1所示的USB标准A和USB标准B的USB接ロ插座中，引脚I和引脚4用于提供电源，其中引脚I连接到电源电压VBUS (4.75V-5.25V)，引脚4接地。此外，引脚2和引脚3用于数据传输，其中引脚2是负数据引脚Data-，而引脚3是正数据引脚Data+。根据现有的USB标准A和USB标准B，上述USB接ロ插座通常仅允许连接范围在4.75V-5.25V的适配器电压，相应地允许最大的过电流小于2A。因此，当USB设备所需功率较高时，现有的USB接ロ将不再适用。为了解决上述问题，本发明提供了一种改进的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头，以下參照图2进行详细描述。图2是图示根据本发明实施例的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头的透视图。如图2(A)所示，根据本发明实施例的USB接ロ插座与现有技术的USB接ロ插座相比区别在于除了传统的第一组引脚I到4(也就是说，第一电源引脚1、第一负数据引脚2、第一正数据引脚3以及第一接地引脚4)之外，还包括第二组引脚5到7。所述第一组引脚布置在所述USB接ロ插座的插入口处，此外通过将现有技术的标准USB接ロ插座延长(优选地，延长约6mm)，沿着所述USB接ロ插座的插入方向在比所述第一组引脚更远离所述USB接ロ插座的插入口处布置所述第二组引脚5到7。其中，引脚5到7分别是第二电源引脚5、第ニ接地引脚7以及用于检测连接的USB设备类型的连接设备识别引脚6。在本发明的优选实施例中，第二电源引脚5允许通过的最大过电流大于第一电源引脚I允许通过的最大过电流。例如，第二电源引脚5允许连接到20V的电源电压，从而允许8A的最大的过电流通过。此外，在本发明的优选实施例中，所述第二组引脚中的每条引脚是伸缩(POGO)引脚，并且所述第一组引脚和所述第二组引脚不接触。例如，如本领域的普通技术人员容易理解的，所述第二组引脚所采用的POGO引脚可以承受大电流，此外POGO引脚还具有体积小、触点强、性能稳定的优良特性。此外，在本发明的优选实施例中，如图2(A)所示，POGO引脚优选地约为4.5mm长，由于其沿着所述USB接ロ插座的插入方向在比所述第一组引脚更远离所述USB接ロ插座的插入口处布置，所以可以避免标准USB接ロ插头插入后与之接触而发生短路的问题。这是因为当如图2(B)所示的标准USB接ロ插头插入该USB接ロ插座时，标准USB接ロ插头可插入的长度是10mm，该标准USB接ロ插头与布置在所述第一组引脚之下的所述第二组引脚不接触。优选地，标准USB接ロ插头插入后与所述第二组引脚还有1.5mm的距离。图2(C)示出了与图2(A)所示的根据本发明实施例的USB接ロ插座相应的USB接ロ插头。如图2(C)所示，类似于根据本发明实施例的USB接ロ插座，根据本发明实施例的USB接ロ插头同样在标准USB接ロ插头的基础上在其端部延长(优选地，延长约6mm)。此夕卜，除了标准USB接ロ插头的触点之外，根据本发明实施例的USB接ロ插头在该延长部分中布置与根据本发明实施例的USB接ロ插座中的POGO引脚相匹配的触点以及POGO引脚导孔。在优选实施例中，除了与USB接ロ插座中的POGO引脚相匹配的触点是金属材料外，其余材料优选地为不导电的塑料。在如此配置下，当所述USB接ロ插头插入所述USB接ロ插座时，所述触点与所述第二组引脚中的每条引脚面接触，又不会使得POGO引脚发生短路，从而可以安全地传输8A的电流。此外，所述触点距离所述USB接ロ插头的断头有一安全距离(优选地，约为3_)，如此可以避免用户使用中不小心接触到触点所帯来的安全问题，也可以避免在插入所述USB接ロ插座时产生有害的电火花。此外，在本发明的优选实施例中，所述连接设备识别引脚6用于检测插入的USB设备的类型。当然，本领域的普通技术人员容易理解，本发明不限于此。所述第一负数据引脚2和所述第一正数据引脚3也可以用户识别与所述USB接ロ插座连接的设备。此外，在本发明的优选实施例中，可以在根据本发明实施例的USB接ロ插头上布置级联的连接引脚。从而当USB接ロ插头插入所述USB接ロ插座时，另ー USB接ロ插头还能够插入所述USB接ロ插头以以便与所述USB接ロ插座连接。以上參照图2详细描述了根据本发明实施例的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头。在使用根据本发明实施例的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头的情况下，为了防止根据本发明实施例的USB接ロ插头误插入标准的USB接ロ插座，可以将根据本发明实施例的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头的外观重新设计。图3是图示根据本发明实施例的用于防止误插的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头的外观示意图。如图3所示，在根据本发明实施例的用于防止误插的USB接ロ插座中，与标准USB接ロ插座相比，在根据本发明实施例的在根据本发明实施例的左边或右边制作ー个楔形空间，并且相应地在根据本发明实施例的USB接ロ插头的对应位置制作同样的楔形空间使之与根据本发明实施例的USB接ロ插座相匹配，从而防止根据本发明实施例的USB接ロ插头误插入标准的USB接ロ插座，或者标准的USB接ロ插头插入根据本发明实施例的USB接ロ插座。由于根据本发明的USB接ロ插座允许如8A的大电流通过，为了防止大电流灌入USB电路以及防止电池或主电源倒流到USB电源上，本发明对使用根据本发明的USB接ロ插座的主板上的电路进行了改造。以下，參照图4和图5进行详细描述。图4是图示应用根据本发明实施例的USB接ロ插座的主板的示意性电路图。图5是图示应用根据本发明实施例的USB接ロ插座的主板的另ー示意性电路图。为了简化，图4和图5仅示意性示出主板上的USB主机设备、电池电源、USB接ロ引脚以及与其连接的电源适配器或USB设备，而其它电路或设备在图4和图5中并未示出。如图4所示，在所述第一电源引脚或所述第二电源引脚与一 USB主机设备之间串接一第一ニ极管，所述第一ニ极管的阳极连接到所述USB主机设备的电源线，并且所述第一二极管的阴极连接到所述第一电源引脚或所述第二电源引脚。所述第一ニ极管防止大电流灌入USB主机设备的电路。此外，在所述第一电源引脚或所述第二电源引脚与一电源之间串接一第二ニ极管，所述第二ニ极管的阳极连接到所述第一电源引脚或所述第二电源引脚，并且所述第ニニ极管的阴极连接到所述电源的电流输出端。所述第二ニ极管防止在利用所述USB接ロ插头进行充电吋，电池或主电源倒流到USB电源。
与图4类似，图5同样示出了用于防止大电流灌入USB电路以及防止电池或主电源倒流到USB电源上的第一和第二ニ极管。与图4不同在于，如上參照图2所述，图4中专门设置用于识别所连接的电源适配器的型号的引脚，而在图5所示的电路配置中，通过复用正负数据引脚来实现对于所连接的电源适配器的型号的识别。以上參照图2-5详细描述了根据本发明实施例的USB接ロ插座及其相应的USB接ロ插头以及应用该USB接ロ插座的主板的示意性电路图。以下參照图6和图7描述根据本发明实施例的USB接ロ插座的应用示例。图6和图7分别是图示根据本发明实施例的USB接ロ插座在膝上型计算机中使用的示意图。如图6和图7所示，根据本发明实施例的USB接ロ插座I可以用于与直流适配器2或USB设备3连接。当USB接ロ插座I与直流适配器2连接时，USB接ロ插座I允许大至8A的电流通过，从而为膝上型计算机充电。而当USB接ロ插座I与USB设备3，USB接ロ插座I用于执行膝上型计算机与USB设备3之间的数据通信。因此，根据本发明实施例的USB接ロ插座I实现了允许大电流通过和数据通信的复用功能。需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括ー个......”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种USB接ロ插座,包括外壳以及布置在外壳中的第一组引脚和第二组引脚， 所述第一组引脚布置在所述USB接ロ插座的插入口处，并且所述第一引脚包括第一电源引脚、第一正数据引脚、第一负数据引脚以及第一接地引脚，并且 所述第二组引脚沿着所述USB接ロ插座的插入方向布置在比所述第一组引脚更远离所述USB接ロ插座的插入口，并且所述第二组引脚包括第二电源引脚和第二接地引脚。
2.如权利要求1所述的USB接ロ插座，其中所述第一电源引脚允许第一电流通过，所述第二电源引脚允许第二电流通过，并且所述第二电流大于所述第一电流。
3.如权利要求1所述的USB接ロ插座，其中在所述第一电源引脚或所述第二电源引脚与一 USB主机设备之间串接一第一ニ极管，所述第一ニ极管的阳极连接到所述USB主机设备的电源线，并且所述第一ニ极管的阴极连接到所述第一电源引脚或所述第二电源引脚。
4.如权利要求1所述的USB接ロ插座，其中在所述第一电源引脚或所述第二电源引脚与一电源之间串接一第二ニ极管，所述第二ニ极管的阳极连接到所述第一电源引脚或所述第二电源引脚，并且所述第二ニ极管的阴极连接到所述电源的电流输出端。
5.如权利要求1所述的USB接ロ插座，其中所述第一组引脚和所述第二组引脚不接触。
6.如权利要求1所述的USB接ロ插座，其中所述第二组引脚还包括一连接设备识别引脚，用于识别与所述USB接ロ插座连接的设备。
7.如权利要求1到6的任一所述的USB接ロ插座，其中所述第二组引脚中的每条引脚是伸缩(POGO)引脚。
8.如权利要求7所述的USB接ロ插座，其中插入所述USB接ロ插座的USB接ロ插头具有与所述伸缩引脚匹配的触点以及用于包围所述伸缩引脚的导孔，当所述USB接ロ插头插入所述USB接ロ插座时，所述触点与所述第二组引脚中的每条引脚面接触。
9.如权利要求1到6的任一所述的USB接ロ插座，其中当一USB接ロ插头插入所述USB接ロ插座时，另ー USB接ロ插头还能够插入所述USB接ロ插头以以便与所述USB接ロ插座连接。
10.如权利要求1所述的USB接ロ插座，其中所述第一正数据引脚和所述第一负数据引脚还用于识别与所述USB接ロ插座连接的设备。
11.如权利要求1所述的USB接ロ插座，其中所述第一组引脚是符合A型USB、B型USB、迷你A型USB和迷你B型USB标准之一的引脚。
全文摘要
本发明涉及一种USB接口插座。所述USB接口插座包括外壳以及布置在外壳中的第一组引脚和第二组引脚，所述第一组引脚布置在所述USB接口插座的插入口处，并且所述第一引脚包括第一电源引脚、第一正数据引脚、第一负数据引脚以及第一接地引脚，并且所述第二组引脚沿着所述USB接口插座的插入方向布置在比所述第一组引脚更远离所述USB接口插座的插入口，并且所述第二组引脚包括第二电源引脚和第二接地引脚。
文档编号H01R13/02GK103138071SQ20111039694
公开日2013年6月5日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者刘湘涛, 李凤朗, 马雷 申请人:联想(北京)有限公司