专利名称：Usb公端、usb母端及usb端口连接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电连接技术，特别涉及一种USB公端、USB母端及USB端口连接装置。
背景技术：
目前电脑产品上都设有各种连接口，用以方便连接若干外部设备，例如鼠标、存储设备或显示设备等。这些设备的连接装置有很多，其中，USB端口连接装置是常见的一种连接装置。在保证USB端口连接装置的母端和公端可以插 拔配合的同时，对USB端口连接装置插合的稳固性要求较高，尤其是在目前USB3.0的业界标准中，现有技术下，USB公端与USB母端连接时,仅通过USB公端的插头和USB母端的插座卡合,从而实现对USB公端上下方向上的限定，连接的稳定性较差，容易出现USB电源时断时续，影响电路可靠性。
实用新型内容本实用新型提供一种USB母端、USB公端和USB端口连接装置，在USB公端与母端连接时，提高了 USB端口连接装置的稳定性，保证了电路的可靠性。为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案一种USB端口连接装置的USB母端，包括母端本体，所述本体具有插槽，还包括两个电磁开关，分别位于所述插槽相对的两侧，且每一个所述电磁开关具有至少一个动铁心；所述插槽的侧壁上具有与所述动铁心一一对应的通孔，且每一个所述电磁开关得电时，控制所述动铁心伸出，并穿过所述通孔；控制所述电磁开关的供电回路通断的开关；与所述USB母端的接口电源电性连接，采集所述USB母端的接口电源电位信息，并生成相应电位信号的信号采集单元；与所述信号采集单元信号连接，当电位信号为高电位信号时，控制所述开关接通所述电磁开关的供电回路，当所述电位信号为低电位信号时，控制所述开关断开所述电磁开关的供电回路的控制单元。优选地，所述信号采集单元包括第一电阻和第二电阻，所述控制单元包括一个DVDD与门，所述开关为MOS开关管，其中所述第一电阻的一端与所述USB母端的接口电源电性连接，另一端与所述第二电阻的一端以及所述与门的第一输入端电连接，所述与门的输出端与所述MOS开关管电连接。优选地，所述控制单元还包括脉冲宽度倍增器PWM，所述脉冲宽度倍增器与所述与门的第二输入端电连接。优选地，所述动铁心为两对，一对动铁心的横截面为三角形，另一对动铁心的横截面为圆形；与所述横截面为三角形的动铁心相对应的通孔为三角形通孔，与所述横截面为圆形的动铁心相对应的通孔为圆形通孔。本实用新型还提供了一种与上述技术方案中提到的USB母端相配合的USB公端，包括公端本体，所述本体具有插头，所述插头的两个侧壁设有与插槽的两个侧壁上的通孔一一对应的固定孔。优选地,所述固定孔为两对,一对为三角形固定孔,另一对为圆形固定孔。优选地，所述三角形固定孔为通孔，所述圆形固定孔为盲孔。优选地,所述两对固定孔为盲孔。 本实用新型还提供了一种USB端口连接装置，包括上述技术方案中提到的USB母端和USB公端。本实用新型提供的USB端口连接装置的USB母端，包括母端本体，所述本体具有插槽,还包括两个电磁开关，分别位于所述插槽相对的两侧，且每一个所述电磁开关具有至少一个动铁心；所述插槽的侧壁上具有与所述动铁心一一对应的通孔，且每一个所述电磁开关得电时，控制所述动铁心伸出，并穿过所述通孔；控制所述电磁开关的供电回路通断的开关；与所述USB母端的接口电源电性连接，采集所述USB母端的接口电源电位信息，并生成相应电位信号的信号采集单元；与所述信号采集单元信号连接，当电位信号为高电位信号时，控制所述开关接通所述电磁开关的供电回路，当所述电位信号为低电位信号时，控制所述开关断开所述电磁开关的供电回路的控制单元。为了便于描述，这里简单介绍一下电磁开关的机械结构。电磁控制开关主要包括基座、复位弹簧、电磁阀线圈、静铁心和动铁心。上述USB母端在使用过程中，当USB母端与USB公端不连接时，电磁开关处于不工作的状态，电磁开关的动铁心处于初始位置，每一个动铁心不穿过与其对应的通孔；当USB公端插入USB母端，并信号连接时，所述USB母端的接口电源电位信息为高电位信号，信号采集单元采集所述USB母端的接口电源电位信息，所述控制单元控制所述开关接通所述电磁开关的供电回路，这时电磁开关的电磁阀线圈开始工作，动铁心与静铁心接触，实现锁定，动铁心穿过与其对应的通孔，将USB公端卡住，与现有技术相比，本技术方案中，增加了对USB公端的左右两侧的限制，从而提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性；当准备从USB母端中退出USB公端时，所述USB母端的接口电源电位信息为低电位信号，信号采集单元采集所述USB母端的接口电源电位信息，所述控制单元控制所述开关断开所述电磁开关的供电回路，这时电磁开关的电磁阀线圈不工作，由于复位弹簧的作用，动铁心与静铁心分开，实现解锁，USB公端可正常的从USB母端中拔出。所以，本实用新型提供的USB母端，提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性，保证了电路可靠性。本实用新型还提供了一种与上述技术方案中提到的USB母端相配合的USB公端，包括公端本体，本体具有插头，插头的两个侧壁各设有与插槽的两个侧壁上的通孔一一对应的固定孔。在使用过程中，当USB公端插入USB母端的插槽后，所述USB母端的接口电源电位信息为高电位信号，信号采集单元采集所述USB母端的接口电源电位信息，所述控制单元控制所述开关接通所述电磁开关的供电回路，这时电磁开关的电磁阀线圈开始工作，动铁心与静铁心接触，实现锁定，动铁心穿过与其对应的通孔后，与USB公端插头的两个侧壁上的固定孔相配合，实现对插头的两个侧壁的限定，从而提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性。所以，本实用新型提供的USB公端，提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性，保证了电路可靠性。本实用新型还提供了一种USB端口连接装置，包括上述技术方案中提到的USB母端和USB公端。具有很好的连接稳定性，保证了电路的可靠性。
图1为本实用新型提供的USB母端不连接USB公端时的状态示意图；图2为本实用新型提供的电磁开关结构示意图；图3为本实用新型提供采集单元和控制单元的电路图；图4为本实用新型提供的USB母端结构示意图；图5为本实用新型提供的USB公端结构示意图；图6为本实用新型提供的USB端口连接装置状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型专利保护的范围。实施例一本实施例提供了一种USB母端，如图1所示，包括母端本体1，本体I具有插槽11，还包括两个电磁开关3,分别位于插槽11相对的两侧，且每一个电磁开关3具有至少一个
动铁心31 ;插槽11的侧壁上具有与动铁心31--对应的通孔,且每一个电磁开关3得电
时，控制动铁心31伸出，并穿过通孔；控制电磁开关3的供电回路通断的开关；与USB母端的接口电源电性连接，采集USB母端的接口电源电位信息，并生成相应电位信号的信号采集单元；与信号采集单元信号连接，当电位信号为高电位信号时，控制开关接通电磁开关3的供电回路，当电位信号为低电位信号时，控制开关断开电磁开关3的供电回路的控制单
J Li ο为了便于描述，这里简单介绍一下电磁开关的机械结构和控制电磁开关的侦测模块的工作原理。[0051]如图2所示，电磁控制开关主要包括基座34、复位弹簧35、电磁阀线圈33、静铁心32和动铁心31。上述USB母端在使用过程中，当USB母端与USB公端不连接时，电磁开关3处于不工作的状态，电磁开关3的动铁心31处于初始位置，每一个动铁心31不穿过与其对应的通孔；当USB公端插入USB母端，并信号连接时，USB母端的接口电源电位信息为高电位信号，信号采集单元采集USB母端的接口电源电位信息，控制单元控制开关接通电磁开关3的供电回路，这时电磁开关3的电磁阀线圈33开始工作，动铁心31与静铁心32接触，实现锁定，动铁心31穿过与其对应的通孔，将USB公端卡住，与现有技术相比，本技术方案中，增加了对USB公端的左右两侧的限制，从而提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性；当准备从USB母端中退出USB公端时，USB母端的接口电源电位信息为低电位信号，信号采集单元采集USB母端的接口电源电位信息，控制 单元控制开关断开电磁开关3的供电回路，这时电磁开关3的电磁阀线圈33不工作，由于复位弹簧35的作用，动铁心31与静铁心32分开，实现解锁，USB公端可正常的从USB母端中拔出。所以，本实施例提供的USB母端，提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性，保证了电路可靠性。如图3所示，进一步地，上述信号采集单元21包括第一电阻Rl和第二电阻R2，上述控制单元22包括一个DVDD与门，上述开关为MOS开关管Tl，其中第一电阻Rl的一端与所述USB母端的接口电源电性连接，另一端与第二电阻R2的一端以及DVDD与门的第一输入端电连接，DVDD与门的输出端与MOS开关管Tl电连接。MOS开关管Tl作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。由于MOS开关管Tl是电压控制元件，所以主要由栅源电压VGS决定其工作状态。MOS开关管Tl在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程，但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充、放电所需的时间，而管子本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的。MOS管也是三端压控元件，三端分别是G、D、S，可以等效于普通三极管的B、C、E三极，VGS的电压(=VG-VS)控制MOS开关管Tl的开关状态当VGS大于Von (开启电压，NMOS为2 4V，PM0S为-2'4V)时就使得MOS打开，D和S两极之间导通，压降为零，阻抗较小，零点几欧姆；同理当VGS小于Von时就使得MOS处于关闭状态。第一电阻Rl和第二电阻R2取得USB母端的接口电源电位信息，并传递给与门，与门根据接收的电位信号的高/低，控制MOS开关管Tl接通/断开控制电磁开关3的供电回路。更近一步地，控制单元22还包括脉冲宽度倍增器PWM，脉冲宽度倍增器与与门的第二输入端电连接。控制与门接收的电位信号比较稳定。脉冲宽度调制(PWM)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。如图1所示，上述技术方案中提到的动铁心为两对，一对动铁心312的横截面为三角形，另一对动铁心311的横截面为圆形；[0058]如图4所示，与横截面为三角形的动铁心312相对应的通孔为三角形通孔13，与横截面为圆形的动铁心311相对应的通孔为圆形通孔12。当USB公端插入USB母端，并信号连接时，USB母端的接口电源电位信息为高电位信号，电阻Rl和电阻R2取得USB母端的接口电源电位信息，通过脉冲宽度倍增器PWM传递给与门，与门控制MOS开关管Tl接通电磁开关3的供电回路，这时电磁开关3的电磁阀线圈33开始工作，动铁心31与静铁心32接触，实现锁定，电磁开关3的横截面为三角形的动铁心312穿过三角形通孔13、横截面为圆形的动铁心311穿过圆形通孔12，动铁心311和动铁心312将USB公端卡住，实现对插头的两个侧壁的限定，从而提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性。当然，动铁心的横截面和通孔还可以为其它形状，如四边形，这里就不再一一赘述。实施例二 本实施例提供了一种与上述技术方案中提到的USB母端相配合的USB公端，如图5所示，包括公端本体4，本体4具有插头41，插头41的两个侧壁设有与插槽11的两个侧壁上的通孔一一对应的固定孔。在使用过程中，当USB公端插入USB母端的插槽后，USB母端的接口电源电位信息为高电位信号，电阻Rl和电阻R2取得USB公端的接口电源电位信息，通过脉冲宽度倍增器PWM传递给与门，与门控制MOS开关管Tl接通电磁开关3的供电回路，这时电磁开关3的电磁阀线圈33开始工作，动铁心31与静铁心32接触，实现锁定，动铁心31穿过与其对应的通孔后，与USB公端插头的两个侧壁上的固定孔相配合，实现对插头的两个侧壁的限定，从而提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性。所以，本实用新型提供的USB公端，提高了 USB公端与USB母端连接的稳定性，保证了电路可靠性。为了与USB母端更好的配合，固定孔为两对，一对为三角形固定孔43,另一对为圆形固定孔42。当然，固定孔也可以为其它形状，如四边形，这里就不再一一赘述。进一步地，三角形固定孔43为通孔，圆形固定孔42为盲孔。在使用过程中，当USB母端与USB公端连接时，USB母端的接口电源电位信息为高电位信号，电阻Rl和电阻R2取得USB母端的接口电源电位信息，通过脉冲宽度倍增器PWM传递给与门，与门控制MOS开关管Tl接通电磁开关3的供电回路，这时电磁开关3的电磁阀线圈33开始工作，动铁心31与静铁心32接触，实现锁定，电磁开关3的横截面为三角形的动铁心312穿过三角形通孔13，与USB公端上三角形通孔43相互配合，从而限制USB公端在上/下，前进/后退方向的活动自由度，同时，横截面为圆形的动铁心311穿过圆形通孔12，与USB公端上圆形盲孔42相互配合，从而限制USB公端左右方向的活动自由度，当准备从USB母端中退出USB公端时，USB公端的接口电源电位信息为低电位信号，电阻Rl和电阻R2取得USB公端的接口电源电位信息，通过脉冲宽度倍增器PWM传递给与门，与门控制MOS开关管Tl断开电磁开关3的供电回路，这时电磁开关3的电磁阀线圈33不工作，由于复位弹簧35的作用，动铁心31与静铁心32分开，实现解锁，USB公端可正常的从USB母端中拔出。当然，两对固定孔也可以为盲孔。[0069]当固定孔为一对三角形盲孔时，在使用过程中，当USB母端与USB公端连接时，USB公端的接口电源电位信息为高电位信号，电阻Rl和电阻R2取得USB公端的接口电源电位信息，通过脉冲宽度倍增器PWM传递给与门，与门控制MOS开关管Tl接通电磁开关3的供电回路，这时电磁开关3的电磁阀线圈33开始工作，动铁心31与静铁心32接触，实现锁定，电磁开关3的横截面为三角形的动铁心312穿过三角形通孔13，与USB公端上三角形盲孔43相互配合，从而限制USB公端在上/下，前进/后退和左右方向上的活动自由度，也可以提高USB公端与USB母端连接的稳定性，保证电路的可靠性。实施例三 本实施例提供了一种USB端口连接装置，如图6所示，包括上述技术方案中提到的USB母端和USB公端。具有很好的连接稳定性，保 证了电路的可靠性。 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种USB端口连接装置的USB母端，包括母端本体，所述本体具有插槽，其特征在于， 还包括两个电磁开关，分别位于所述插槽相对的两侧，且每一个所述电磁开关具有至少一个动铁心；所述插槽的侧壁上具有与所述动铁心一一对应的通孔，且每一个所述电磁开关得电时，控制所述动铁心伸出，并穿过所述通孔；控制所述电磁开关的供电回路通断的开关；与所述USB母端的接口电源电性连接，采集所述USB母端的接口电源电位信息，并生成相应电位信号的信号采集单元；与所述信号采集单元信号连接，当电位信号为高电位信号时，控制所述开关接通所述电磁开关的供电回路，当所述电位信号为低电位信号时，控制所述开关断开所述电磁开关的供电回路的控制单元。
2.根据权利要求1所述的USB母端，其特征在于，所述信号采集单元包括第一电阻和第二电阻，所述控制单元包括一个DVDD与门，所述开关为MOS开关管，其中所述第一电阻的一端与所述USB母端的接口电源电性连接，另一端与所述第二电阻的一端以及所述与门的第一输入端电连接，所述与门的输出端与所述MOS开关管电连接。
3.根据权利要求2所述的USB母端，其特征在于，所述控制单元还包括脉冲宽度倍增器 PWM,所述脉冲宽度倍增器与所述与门的第二输入端电连接。
4.根据权利要求3所述的USB母端，其特征在于，所述动铁心为两对，一对动铁心的横截面为三角形，另一对动铁心的横截面为圆形；与所述横截面为三角形的动铁心相对应的通孔为三角形通孔，与所述横截面为圆形的动铁心相对应的通孔为圆形通孔。
5.一种与如权利要求f 4任一项所述的USB母端相配合的USB公端，包括公端本体，所述本体具有插头，其特征在于，所述插头的两个侧壁设有与插槽的两个侧壁上的通孔一一对应的固定孔。
6.根据权利要求5所述的USB公端，其特征在于，所述固定孔为两对，一对为三角形固定孔，另一对为圆形固定孔。
7.根据权利要求6所述的USB公端，其特征在于，所述三角形固定孔为通孔，所述圆形固定孔为盲孔。
8.根据权利要求6所述的USB公端，其特征在于，所述两对固定孔为盲孔。
9.一种USB端口连接装置，其特征在于，包括如权利要求f 4任一项所述的USB母端和如权利要求5 8任一项所述的USB公端。
专利摘要本实用新型涉及电连接技术领域，公开了一种USB母端、USB公端以及USB端口连接装置，所述USB母端包括母端本体，本体具有插槽，还包括两个电磁开关；插槽的侧壁上具有通孔，且每一个电磁开关得电时，控制动铁心伸出，并穿过通孔；控制电磁开关的供电回路通断的开关；采集USB母端的接口电源电位信息，并生成相应电位信号的信号采集单元；与信号采集单元信号连接，当电位信号为高电位信号时，控制开关接通电磁开关的供电回路，当电位信号为低电位信号时，控制开关断开电磁开关的供电回路的控制单元。USB母端与USB公端信号连接时，电磁开关得电，动铁心穿过通孔，将USB公端卡住，提高了USB公端与USB母端连接的稳定性。
文档编号H01R13/62GK202856062SQ20122057812
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者冷长林 申请人:京东方科技集团股份有限公司