一种USB接头转换电路和接头转换器的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种usb接头转换电路和接头转换器。

背景技术：

由于usbtype-c既能传输音频和视频信号，又能实现通电，因此现在大多数电子设备的接口越来越多的使用usbtype-c接口。但是有时候电子设备单有一个usbtype-c完全不够用，例如手机需要用usbtype-c接口充电时，就无法通过usbtype-c接口连接耳机听音乐，或者无法通过usbtype-c接口输出手机上的视频信号等。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的具有usbtype-c接口的设备无法同时充电和输出信号的技术问题，本申请提供一种usb接头转换电路和接头转换器。

一种usb接头转换电路,其特征在于，包括主控模块以及与该主控模块连接的至少一个第一usbtype-c接口和至少两个第二usbtype-c接口；所述第一usbtype-c接口为usbtype-c公头，所述第二usbtype-c接口为usbtype-c母座，或者，所述第一usbtype-c接口为usbtype-c母座，所述第二usbtype-c接口为usbtype-c公头；

所述第一usbtype-c接口用于连接与其适配的usbtype-c接口的终端设备，所述至少两个第二usbtype-c接口用于连接外围设备；

所述主控模块用于在所述第二usbtype-c接口传输的电信号的触发下，将传输电信号的所述第二usbtype-c接口与第一usbtype-c接口连接；

所述主控模块上还设有充电接口，所述充电接口用于连接供电设备，向所述主控模块和usbtype-c母座供电。

其中，还包括多个电源切换电路，每个所述第二usbtype-c接口分别通过对应的一个电源切换电路连接第一usbtype-c接口，每个电源切换电路的控制信号输入端连接所述主控模块；

所述主控模块还用于在所述第二usbtype-c接口传输的电信号的触发下，输出切换信号给与传输电信号的第二usbtype-c接口连接的电源切换电路；

电源切换电路用于根据所述切换信号，将第一usbtype-c接口输出的电压电流信号输出给第二usbtype-c接口供电，或者将第二usbtype-c接口输出的电压电流信号输出给第一usbtype-c接口供电。

其中，所述切换信号包括第一切换信号和第二切换信号；

所述电源切换电路用于根据所述第一切换信号，将第一usbtype-c接口输出的电压电流信号输出给第二usbtype-c接口供电；

所述电源切换电路还用于根据所述第二切换信号将第二usbtype-c接口输出的电压电流信号输出给第一usbtype-c接口供电。

进一步的，还包括电源电路，所述电源电路与所述主控模块上的充电接口连接，用于向所述主控模块、电源切换电路和所述第二usbtype-c接口供电。

其中，所述主控模块上设有多组usb通信接口，其中一组用于与所述第一usbtype-c接口上的通信接口连接，剩余多组分别用于与所述第二usbtype-c接口上的通信接口连接；

所述主控模块上还设有多组gpio引脚，分别用于与所述多个电源切换电路连接，向所述电源切换电路输入所述切换信号。

其中，所述转换电路包括一个第一usbtype-c接口、两个第二usbtype-c接口和两个电源切换电路。

一种usb接头转换器，包括如上所述接头转换电路。

一种usb接头转换器，包括电路板，所述电路板上设置有主控模块以及与该主控模块连接的至少一个第一usbtype-c接口和至少两个第二usbtype-c接口；所述第一usbtype-c接口为usbtype-c公头，所述第二usbtype-c接口为usbtype-c母座，或者，所述第一usbtype-c接口为usbtype-c母座，所述第二usbtype-c接口为usbtype-c公头；

所述第一usbtype-c接口用于连接与其适配的usbtype-c接口的终端设备，所述至少两个第二usbtype-c接口用于连接外围设备；

所述主控模块用于在所述第二usbtype-c接口传输的电信号的触发下，将传输电信号的所述第二usbtype-c接口与第一usbtype-c接口连接；

所述主控模块上还设有充电接口，所述充电接口用于连接供电设备，向所述主控模块和usbtype-c母座供电。

其中，所述电路板上设有一个第一usbtype-c接线端和两个第二usbtype-c接线端，所述两个第二usbtype-c接线端上焊接有两个第二usbtype-c接口；

还包括绝缘壳体，所述电路板设置在所述壳体内，所述两个第二usbtype-c接口设置在所述壳体的一端，所述第一usbtype-c接线端设置在所述壳体的另一端并通过数据线连接有一个第一usbtype-c接口。

其中，所述电路板上设有一个第一usbtype-c接线端和两个第二usbtype-c接线端，所述两个第二usbtype-c接线端上焊接有两个第二usbtype-c接口；

还包括绝缘壳体，所述电路板设置在所述壳体内，所述两个第二usbtype-c接口设置在所述壳体的一端，所述第一usbtype-c接线端设置在所述壳体的另一端并焊接有第一usbtype-c接口。

依据上述实施例的usb接头转换电路，该电路包括主控模块以及与该主控模块连接的至少一个第一usbtype-c接口和至少两个第二usbtype-c接口；第一usbtype-c接口用于连接与其适配的usbtype-c接口的终端设备，至少两个第二usbtype-c接口用于连接外围设备；主控模块用于在第二usbtype-c接口传输的电信号的触发下，将传输电信号的第二usbtype-c接口与第一usbtype-c接口连接；从而使得可以通过在一个第二usbtype-c接口上连接usbtype-c接头的数据线输出视频信息或者通过usbtype-c接头的耳机听音乐，同时通过另一个第二usbtype-c接口上连接电源适配器器向终端设备充电。

附图说明

图1为本申请实施例的转换电路结构示意图；

图2为本申请实施例的转换器结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

由于大多数电子设备的接口都向usbtype-c接头靠拢，因此耳机和充电器的主流方向也向usbtype-c接头靠拢，因此大多数使用usbtype-c接头设备的用户也都采用usbtype-c接头的耳机来听音乐，但是在很多时候，例如手机电量不足，需要通过手机上的usbtype-c接头给手机充电，这时候就无法同时听音乐。而现有技术中的将一个usbtype-c接口扩展成一个usbtype-c接口和一个3.5毫米的音频接口的转换器就无法使用，因为大多数使用usbtype-c接头设备的用户也都采用usbtype-c接头的耳机来听音乐，而3.5毫米的音频接口无法适配。为了解决该技术问题，本申请提供一种usb接头转换电路，其包括主控模块以及与该主控模块连接的至少一个usbtype-c公头和多个usbtype-c母座；usbtype-c公头用于连接具有usbtype-c接口的终端设备，例如手机，多个usbtype-c母座用于连接外围设备，例如电源适配器、耳机或者显示器等。这样就可以通过在一个usbtype-c母座上连接usbtype-c接头的数据线输出视频信息或者通过usbtype-c接头的耳机听音乐，同时通过另一个usbtype-c母座上连接电源适配器器向终端设备充电。本申请实用新型人刚开始设计的一种电路为某个usbtype-c母座只能识别固定的协议的外围设备，例如包括两个usbtype-c母座，分别为第一type-c母座和第二type-c母座，其中第一type-c母座只能识别type-c接头的耳机，用来听音乐，第二type-c母座只能识别电源适配器(或者充电器)，这样如果用户在使用过程中，将耳机插入第二type-c母座就无法识别，需要调换接口，极其麻烦，因为本申请中实用新型人做了在初始设计上做了进一步的改进，即可以通过主控模块来识别连接的外围设备的类型，然后根据其类型来和终端设备沟通建立通信连接或者充电连接，这样无论用户将外围设备插入哪一个type-c母座，都能自动识别，无须更换type-c母座，这样节省了用户操作的工序，提高了使用的便利性。

本申请提供一种usb接头转换电路,其包括主控模块以及与该主控模块连接的至少一个第一usbtype-c接口和至少两个第二usbtype-c接口；其中，第一usbtype-c接口为usbtype-c公头，第二usbtype-c接口为usbtype-c母座，或者，第一usbtype-c接口为usbtype-c母座，第二usbtype-c接口为usbtype-c公头。第一usbtype-c接口用于连接与其适配的usbtype-c接口的终端设备，至少两个第二usbtype-c接口用于连接外围设备；主控模块用于在第二usbtype-c接口传输的电信号的触发下，将传输电信号的所述第二usbtype-c接口与第一usbtype-c接口连接。主控模块上还设有充电接口，充电接口用于连接供电设备，向主控模块和usbtype-c母座供电。通过本申请的转换电路可以将少量的usbtype-c接口扩展为多个usbtype-c，例如将一个usbtype-c接口扩展为两个usbtype-c接口，方便同时充电或者输出信号。

以下结合具体的实施例对本申请的转换电路和转换器进行说明。

实施例一：

请参考图1，本实施例提供一种usb接头转换电路，本实施例中包括一个第一usbtype-c接口和两个第二usbtype-c接口，本实施例以该转换电路用于具有usbtype-c接口的手机为例进行说明，其中第一usbtype-c接口为usbtype-c公头2，第二usbtype-c接口为usbtype-c母座。具体的，本实施例的转换电路包括主控模块1以及与该主控模块1连接的一个usbtype-c公头2、第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32。其中，usbtype-c公头2用于连接具有usbtype-c接口的终端设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、主机等，第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32用于连接外围设备，例如耳机、电源适配器、显示器、读卡器、优盘和移动硬盘等。

其中，主控模块1用于在第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32传输的电信号的触发下，将传输电信号的第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32与usbtype-c公头2连接。具体的，主控模块1用于检测usbtype-c母座上连接的外围设备的类型，根据外围设备的类型与终端设备沟通，使得外围设备和终端设备建立对应的通信连接或者充电连接，例如主控模块1通过第一usbtype-c母座31上的cc1/cc2检测到当前的外围设备为耳机时，则控制耳机与手机连接通信连接，即通过d+/d-信号线路与耳机进行通信，用户可以听音乐。或者当控模块1通过第一usbtype-c母座31上的cc1/cc2检测到当前的外围设备为电源适配器时，则控制电源适配器与手机进行充电协议沟通，沟通完成后，电源适配器可以通过第一usbtype-c母座31给手机充电。具体的，通过检测外围设备的下拉电阻或者上拉电阻来判断外围设备的类型，例如检测外围设备usbtype-c耳机有下拉电阻rd时，则确定外围设备是耳机，当检测到电源适配器充电线有上拉rp时，则确定外围设备是电源适配器。

其中，在主控模块1上还设有充电接口，该充电接口用于连接供电设备，直接向主控模块1供电，同时间接的向第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32供电。例如，将本实施例的切换电路扩展为多接口时，例如包括多个usbtype-c公头和多个usbtype-c母座，这样每个usbtype-c公头可以连接一个终端设备，例如同时连接四台手机或者主机，用于给四台手机充电或者给两台手机充电，输出另外两台手机的视频信号等，再例如同时连接四台主机输出该四台主机的视频信号等，多个usbtype-c母座可以连接多个显示屏，分别用于对多个主机输出的视频信号进行显示等。此时可以通过外接电源适配器与主控模块1上的充电接口连接，向主控模块1、多个usbtype-c公头和多个usbtype-c母座供电。

由于本实施例中以该转换电路用于手机的情况为例进行说明，因此，在该主控模块1上的充电接口连接外接电源适配器就显得麻烦和不美观。因此，本实施例的转换电路还包括电源电路5，该电源电路5与主控模块1上的充电接口连接，另一端与usbtype-c公头2连接，用于通过vbus线路获取usbtype-c公头2上连接的终端设备的电能经过调节和稳压后直接向主控模块1供电，本实施例中电源电路5用于将终端设备输出的电流转换成5v的稳压直流电直接供给主控模块1，以及供给第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32，以保证其工作所需的电能。

其中，本实施例的转换电路包括两个电源切换电路，每个第二usbtype-c接口分别通过对应的一个电源切换电路连接第一usbtype-c接口，每个电源切换电路的控制信号输入端连接主控模块1。主控模块1还用于在第二usbtype-c接口传输的电信号的触发下，输出切换信号给与传输电信号的第二usbtype-c接口连接的电源切换电路。本实施例的切换信号包括第一切换信号和第二切换信号，电源切换电路用于根据所述第一切换信号，将第一usbtype-c接口输出的电压电流信号输出给第二usbtype-c接口供电；电源切换电路还用于根据第二切换信号将第二usbtype-c接口输出的电压电流信号输出给第一usbtype-c接口供电。具体的，如图1，本实施例的转换电路还包括第一电源切换电路41和第一电源切换电路42，第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32分别对应第一电源切换电路41和第一电源切换电路42，第一电源切换电路41分别与usbtype-c公头2、主控模块1以及对应的第一usbtype-c母座31连接；第二电源切换电路42分别与usbtype-c公头2、主控模块1以及对应的第二usbtype-c母座32连接。当主控模块1检测第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32上连接的外围设备不是电源适配器时，主控模块1则输出第一切换信号控制对应的第一电源切换电路41或第一电源切换电路42切换到供电线路向对应的usbtype-c母座供电，使得其工作，例如分别通过图1中的port1_vbus和port2_vbus向第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32供电。当检测到第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32上连接的外围设备是电源适配器时，则表示第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32无须充电，则主控模块1则输出第二切换信号控制对应的第一电源切换电路41或第一电源切换电路42切换到充电线路，主控模块1控制终端设备与电源适配器进行充电协议沟通，同时控制第一电源切换电路41或第一电源切换电路42停止向对应的usbtype-c母座供电，使得电源适配器向终端设备充电。这样在实际使用时，即可以通过主控模块1来识别连接的外围设备的类型，然后根据其类型来和终端设备沟通建立通信连接或者充电连接，这样无论用户将外围设备插入哪一个type-c母座，都能自动识别，无须更换type-c母座，这样节省了用户操作的工序，提高了使用的便利性。

具体的，如图1，主控模块1上三组通信接口，其中一组用于与usbtype-c公头2上的通信接口连接，剩余两组分别用于与第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32上的通信接口连接；其中，cc1/cc2信号通道主要用于主控模块1检测外围设备的类型，d+/d-信号通道主要用于主控模块1与外围设备通信，例如与耳机通信，输出音频信号，gnd接地。另外，在主控模块1上还设有两组gpio引脚，该两组gpio引脚分别用于与第一电源切换电路41和第一电源切换电路42连接，向第一电源切换电路41和第一电源切换电路42输入控制信号，以控制第一电源切换电路41和第一电源切换电路42进行电路切换。例如，由gpio1和gpio2组成的引脚用于和第一电源切换电路41，向其发送控制信号。

通过本实施例的转换电路可以通过主控模块1来识别连接的外围设备的类型，然后根据其类型来和终端设备沟通建立通信连接或者充电连接，这样无论用户将外围设备插入哪一个type-c母座，都能自动识别，无须更换type-c母座，这样节省了用户操作的工序，提高了使用的便利性。

实施例2

本实施例提供一种usb接头转换器，如图1和图2，该转换器包括绝缘的壳体6以及设置在壳体6内的电路板，电路板上设置有如上述实施例1提供的接头转换电路。其中，第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32设置在壳体6的一端，第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32焊接在电路板上且与两个电路板上的两个usbtype-c母座接口连接。在电路板上还设有usbtype-c公头接口，该usbtype-c公头接口设置在壳体6的另一端并通过数据线7连接有一个usbtype-c公头2。

其中，usbtype-c公头2用于连接具有usbtype-c接口的终端设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、主机等，第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32用于连接外围设备，例如耳机、电源适配器、显示器、读卡器、优盘和移动硬盘等。

其中，主控模块1用于检测usbtype-c母座上连接的外围设备的类型，根据外围设备的类型与终端设备沟通，使得外围设备和终端设备建立对应的通信连接或者充电连接，例如主控模块1通过第一usbtype-c母座31上的cc1/cc2检测到当前的外围设备为耳机时，则控制耳机与手机连接通信连接，即通过d+/d-信号线路与耳机进行通信，用户可以听音乐。或者当控模块1通过第一usbtype-c母座31上的cc1/cc2检测到当前的外围设备为电源适配器时，则控制电源适配器与手机进行充电协议沟通，沟通完成后，电源适配器可以通过第一usbtype-c母座31给手机充电。具体的，通过检测外围设备的下拉电阻或者上拉电阻来判断外围设备的类型，例如检测外围设备usbtype-c耳机有下拉电阻rd时，则确定外围设备是耳机，当检测到电源适配器充电线有上拉rp时，则确定外围设备是电源适配器。

其中，在主控模块1上还设有充电接口，该充电接口用于连接供电设备，直接向主控模块1供电，同时间接的向第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32供电。例如，将本实施例的切换电路扩展为多接口时，例如包括多个usbtype-c公头和多个usbtype-c母座，这样每个usbtype-c公头可以连接一个终端设备。

由于本实施例中以该转换电路用于手机的情况为例进行说明，因此，在该主控模块1上的充电接口连接外接电源适配器就显得麻烦和不美观。因此，本实施例的转换电路还包括电源电路5，该电源电路5与主控模块1上的充电接口连接，另一端与usbtype-c公头2连接，用于通过vbus线路获取usbtype-c公头2上连接的终端设备的电能经过调节和稳压后直接向主控模块1供电，本实施例中电源电路5用于将终端设备输出的电流转换成5v的稳压直流电直接供给主控模块1，以及供给第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32，以保证其工作所需的电能。

进一步的，本实施例的转换电路还包括第一电源切换电路41和第一电源切换电路42，第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32分别对应第一电源切换电路41和第一电源切换电路42，第一电源切换电路41分别与usbtype-c公头2、主控模块1以及对应的第一usbtype-c母座31连接；第二电源切换电路42分别与usbtype-c公头2、主控模块1以及对应的第二usbtype-c母座32连接。当主控模块1检测第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32上连接的外围设备不是电源适配器时，主控模块1则控制对应的第一电源切换电路41或第一电源切换电路42切换到供电线路向对应的usbtype-c母座供电，使得其工作，例如分别通过图1中的port1_vbus和port2_vbus向第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32供电。当检测到第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32上连接的外围设备是电源适配器时，则表示第一usbtype-c母座31或第二usbtype-c母座32无须充电，则控制对应的第一电源切换电路41或第一电源切换电路42切换到充电线路，主控模块1控制终端设备与电源适配器进行充电协议沟通，同时控制第一电源切换电路41或第一电源切换电路42停止向对应的usbtype-c母座供电，使得电源适配器向终端设备充电。这样在实际使用时，即可以通过主控模块1来识别连接的外围设备的类型，然后根据其类型来和终端设备沟通建立通信连接或者充电连接，这样无论用户将外围设备插入哪一个type-c母座，都能自动识别，无须更换type-c母座，这样节省了用户操作的工序，提高了使用的便利性。

具体的，如图1，主控模块1上三组通信接口，其中一组用于与usbtype-c公头2上的通信接口连接，剩余两组分别用于与第一usbtype-c母座31和第二usbtype-c母座32上的通信接口连接；其中，cc1/cc2信号通道主要用于主控模块1检测外围设备的类型，d+/d-信号通道主要用于主控模块1与外围设备通信，例如与耳机通信，输出音频信号，gnd接地。另外，在主控模块1上还设有两组gpio引脚，该两组gpio引脚分别用于与第一电源切换电路41和第一电源切换电路42连接，向第一电源切换电路41和第一电源切换电路42输入控制信号，以控制第一电源切换电路41和第一电源切换电路42进行电路切换。例如，由gpio1和gpio2组成的引脚用于和第一电源切换电路41，向其发送控制信号。

通过本实施例的转换电路可以通过主控模块1来识别连接的外围设备的类型，然后根据其类型来和终端设备沟通建立通信连接或者充电连接，这样无论用户将外围设备插入哪一个type-c母座，都能自动识别，无须更换type-c母座，这样节省了用户操作的工序，提高了使用的便利性。

在其他实施例中，usbtype-c公头2还可以直接与电路板上的usbtype-c公头接口焊接，无须采用数据线7连接，这样usbtype-c公头2设置在壳体6的另一端。

在另一种实施例中，在壳体6的一端设置多个usbtype-c公头，在壳体6的另一端设置多个usbtype-c母座，这样每个usbtype-c公头可以连接一个终端设备，例如同时连接四台手机或者主机，用于给四台手机充电或者给两台手机充电，输出另外两台手机的视频信号等，此时主控模块1需要识别每一台设备对应的usbtype-c母座，使得其建立通信连接或者充电连接，再例如同时连接四台主机输出该四台主机的视频信号等，多个usbtype-c母座可以连接多个显示屏，分别用于对多个主机输出的视频信号进行显示等。此时可以通过外接电源适配器与主控模块1上的充电接口连接，向主控模块1、多个usbtype-c公头和多个usbtype-c母座供电，充电接口也设置在壳体6的一端。具体的电路结构与本实施例中的相同，只是结构的扩展，此处不再赘述。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。