一种USB连接器、电子设备及充电方法与流程

文档序号:15220568发布日期:2018-08-21 17:24阅读:127来源:国知局
本发明涉及通信
技术领域
:,尤其涉及一种usb连接器、电子设备及充电方法。
背景技术
::随着移动终端的技术发展,快速充电技术逐渐成为一种主要的充电方式。目前,快速充电技术包括高压小电流和低压大电流这两种方式。其中,由于移动终端的电压转换芯片效率比较低,若采用高压小电流的方式,可能导致移动终端发热严重的问题,从而影响移动终端的正常使用。因此,快速充电技术倾向于采用低压大电流的方式。对于低压大电流的方式,需要usb(universalserialbus,通用串行总线)连接器具有较大的过流能力。随着usbtype-c接口的出现,由于其具有高速的数据通信率、支持正反插以及较大的过流能力等性能,使得usbtype-c连接器的应用越来越普遍。目前,普通usbtype-c连接器的过流能力尚不能达到低压大电流协议的要求。为了进一步提高usb连接器的过流能力,可以采用在usb线中设置emark芯片的方式。然而,设置emark芯片的usb连接器在进行大电流充电时,由于usb连接器的引脚中需要通过的电流值高于普通的充电电流值,因此,usb连接器与移动终端之间需要执行快速充电协议,例如usbpd(usbpowerdelivery,功率传输)协议的通信,这使得大电流充电过程较为复杂。技术实现要素:本发明实施例提供一种usb连接器、电子设备及充电方法,以解决现有大电流充电技术中因需要执行快速充电协议的通信而导致的充电过程较为复杂的问题。为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:第一方面,本发明实施例提供了一种通用串行总线usb连接器,包括:第一type-c接口,所述第一type-c接口包括电源引脚和通信引脚;以及,分别与所述电源引脚以及所述通信引脚电连接的分流器;其中,当电子设备通过所述usb连接器进行充电时,所述分流器用于将充电电流分流至所述电源引脚以及所述通信引脚。第二方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括:第二type-c接口,所述第二type-c接口包括电源引脚和通信引脚;以及,分别与所述电源引脚以及所述通信引脚电连接的汇流器;其中,当所述电子设备通过usb连接器进行充电时,所述汇流器用于将所述电源引脚和所述通信引脚传输的电流进行汇集。第三方面,本发明实施例提供了一种充电方法,应用于第一方面中所述的usb连接器,所述方法包括:若所述usb连接器的第一type-c接口与电子设备的第二type-c接口连接,且所述usb连接器对所述电子设备进行充电,控制所述usb连接器的分流器将充电电流分流至所述usb连接器的电源引脚以及通信引脚;其中,所述电子设备为第二方面中所述的电子设备。第四方面,本发明实施例提供了另一种充电方法,应用于第二方面中所述的电子设备,所述方法包括:若所述电子设备的第二type-c接口与usb连接器的第一type-c接口连接,且所述电子设备通过所述usb连接器进行充电,控制所述电子设备的汇流器将所述电子设备的电源引脚和通信引脚传输的电流进行汇集,并将汇集的电流传输至所述电子设备的电能储存装置;其中,所述usb连接器为第一方面中所述的usb连接器。本发明实施例中,通过在usb连接器中设置分流器,在使用usb连接器对电子设备进行充电时,分流器能够将充电电流分流至usb连接器的通信引脚和电源引脚。这样,usb连接器的通信引脚和电源引脚均能过电流,从而能够提高usb连接器的过流能力。本发明实施例中,由于usb连接器的各引脚中需要通过的电流值均在普通的充电电流值的范围之内,因此,usb连接器与移动终端之间无需执行快速充电协议的通信,从而不会增加充电过程的复杂程度。另外,本发明实施例中,通过在电子设备中设置汇流器,在使用usb连接器对电子设备进行充电时,汇流器能够将电子设备的电源引脚和通信引脚的电流汇集起来为电子设备充电,从而能够实现大电流快速充电的目的。附图说明图1是本发明实施例提供的usb连接器与电子设备的连接示意图;图2是现有usbtype-c接口的引脚分布示意图;图3是本发明实施例提供的一种充电方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本发明实施例分别提供一种usb连接器及一种电子设备,图1为usb连接器与电子设备连接的示意图。如图1所示,usb连接器10包括:第一type-c接口11,第一type-c接口11包括电源引脚和通信引脚;以及,分别与上述电源引脚以及上述通信引脚电连接的分流器12;其中,当电子设备20通过usb连接器10进行充电时,分流器12用于将充电电流分流至上述电源引脚以及上述通信引脚。现有usbtype-c接口的引脚为双排引脚,主要引脚的分布可以参见图2,usbtype-c接口的主要引脚的功能可以参见表1。表1根据现有协议,usbtype-c接口通过引脚d+或引脚d-进行通信,通过引脚vbus进行功率传输,其它引脚均闲置不用。为了提高usb连接器10的过流能力,本发明实施例在usb连接器10中设置分流器12。通过将分流器12分别与usb连接器10的电源引脚以及通信引脚电连接,这样,当使用usb连接器10对电子设备20充电时,分流器12能够将充电电流分流至usb连接器10的电源引脚以及通信引脚。充电电流分流至usb连接器10的电源引脚以及通信引脚,并经usb连接器10的电源引脚和通信引脚传导至电子设备的type-c接口,以实现对电子设备20的充电。本发明实施例中,分流器12具有控制usb连接器10的通信引脚(不限于通信引脚)电流通断的能力。一种实施方式是,在分流器12中设置mcu(microcontrollerunit,微控制单元),通过mcu实现对usb连接器10的通信引脚电流通断的控制。由上可知,本发明实施例中,usb连接器10除了电源引脚能够通过电流之外,其它通信引脚也能够通过电流。相比于现有技术,由于过流的引脚的数量增多,使得usb连接器10的过流能力得到提高,从而能够实现对电子设备的大电流快速充电。需要说明的是,本发明实施例中的电源引脚指图1和图2中示出的引脚vbus,通信引脚可以包括图1和图2中示出的引脚d+、引脚d-、引脚cc1、引脚cc2、引脚tx+、引脚tx-、引脚rx+、引脚rx-中的任意一项或多项。可选的,分流器12分别根据usb连接器10的电源引脚以及通信引脚的载流量,将充电电流分流至usb连接器10的电源引脚以及通信引脚。其中,载流量是指导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。usb连接器10中,连接电源引脚的线经与连接通信引脚的线经可能不同,连接不同通信引脚的线经也可能不同。一般地,连接电源引脚的线经较大,连接通信引脚的线经较小。可以理解地,线经越大,其对应的载流量也越大;线经越小,其对应的载流量也越小。鉴于此,本发明实施方式中,分流器12可以分别根据usb连接器10的电源引脚以及通信引脚的载流量,将充电电流分流至usb连接器10的电源引脚以及通信引脚。进一步的,分流器12可以根据usb连接器10的电源引脚的载流量,按照与该电源引脚的载流量成一定比例的值,对usb连接器10的各通信引脚的过流进行分别控制。例如,假设电源引脚vbus的载流量为i1,则分流器控制通信引脚cc1的过流为i2=k1×i1,分流器控制通信引脚d+的过流为i3=k2×i1,分流器控制通信引脚tx+的过流为i4=k3×i1,等等。其中,k1、k2、k3的取值可以根据实际情况确定。当电源引脚vbus的线经大于各通信引脚的线经时,k1、k2、k3的取值均小于1。可选的,若usb连接器10的通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,分流器12切断usb连接器10的通信引脚的电流。一种情况下,分流器12分流给某条通信引脚的电流值超过预先设置的该通信引脚对应的电流阈值,该通信引脚可能因过流超限而导致发热严重甚至熔断,或者,该通信引脚可能因长时间过流而导致发热严重甚至熔断。鉴于此,为了提高usb连接器的安全性能,本发明实施例中,分流器12(不限于分流器)可以检测usb连接器10的各线端的电流值,尤其是检测各通信引脚的电流值。若分流器12(不限于分流器)检测到usb连接器10的某通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,分流器12切断该通信引脚的电流。其中,usb连接器10的通信引脚的电流阈值应当小于或者等于该通信引脚对应的载流量。需要说明的是,若usb连接器10的某通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,分流器12可以仅切断该通信引脚的电流,分流器12也可以将usb连接器10的全部通信引脚的电流全部切断。本发明实施方式中,通过分流器12检测usb连接器10的各通信引脚的电流值,且控制usb连接器10的各通信引脚的电流通断,具有保护usb连接器10和电子设备的作用,提高了usb连接器10和电子设备的安全性能。可选的,若检测到usb连接器10的通信引脚传输通信信号,分流器12切断usb连接器10的通信引脚的电流。当电子设备20通过usb连接器10进行通信时,例如,电子设备通过usb连接器10传输文件时,usb连接器10的通信引脚,例如引脚d+或引脚d-,需要用于通信。这样,分流器12需要切断usb连接器10的通信引脚的电流,以使usb连接器10进行正常的通信功能。需要说明的是,当电子设备20通过usb连接器10进行通信时,分流器12可以仅切断usb连接器10的需要工作于通信业务的通信引脚的电流,分流器12也可以将usb连接器10的全部通信引脚的电流全部切断。本发明实施例中,通过在usb连接器中设置分流器,在使用usb连接器对电子设备进行充电时,分流器能够将充电电流分流至usb连接器的通信引脚和电源引脚,从而能够提高usb连接器的过流能力。相比于现有技术,本发明实施例无需在usb线中设置emark芯片即能提高usb连接器的过流能力。本发明实施例中,由于usb连接器的各引脚中需要通过的电流值均在普通的充电电流值的范围之内,因此,usb连接器与移动终端之间无需执行快速充电协议的通信,从而不会增加充电过程的复杂程度。另外,在usb连接器中设置分流器,相比于在usb线中设置emark芯片,前者的成本远远低于后者的成本。如图1所示,电子设备20包括:第二type-c接口21,第二type-c接口21包括电源引脚和通信引脚;以及,分别与电子设备20的电源引脚以及通信引脚电连接的汇流器22;其中,当电子设备20通过usb连接器进行充电时,汇流器22用于将电子设备20的电源引脚和通信引脚传输的电流进行汇集。当电子设备20通过usb连接器10进行充电时,充电电流在usb连接器10端通过分流器12分流至usb连接器10的电源引脚和通信引脚,并传导至电子设备20端的第二type-c接口21,并通过汇流器22将第二type-c接口21的各路电流汇集在一起,从而对电子设备20进行大电流快速充电。可选的,若电子设备20的通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,汇流器22切断电子设备20的通信引脚的电流。如前所述,usb连接器10中的分流器12(不限于分流器)可以检测usb连接器10的各线端的电流值,尤其是检测各通信引脚的电流值。若检测到usb连接器10的某通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,分流器12切断该通信引脚的电流。在一种情况下,分流器12检测到usb连接器10的某通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,但分流器12未能及时切断该通信引脚的电流;另一种情况下,usb连接器10的某通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,但分流器12未能及时检测。鉴于此,本发明实施方式中,通过汇流器22(不限于汇流器)检测电子设备20的各通信引脚的电流值,且控制电子设备20的各通信引脚的电流通断,具有保护usb连接器10和电子设备20的作用,提高了usb连接器10和电子设备20的安全性能。本发明实施例中,汇流器22具有控制电子设备20的通信引脚(不限于通信引脚)电流通断的能力。一种实施方式是,在汇流器22中设置mcu(microcontrollerunit,微控制单元),通过mcu实现对电子设备20的通信引脚电流通断的控制。需要说明的是,若电子设备20的某通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,汇流器22可以仅切断该通信引脚的电流,汇流器22也可以将电子设备20的全部通信引脚的电流全部切断。可选的,若检测到电子设备20的通信引脚传输通信信号,汇流器22切断电子设备20的通信引脚的电流。当电子设备20通过usb连接器10进行通信时,例如,电子设备20通过usb连接器10传输文件时,电子设备20的通信引脚,例如引脚d+或引脚d-,需要用于通信。这样,汇流器22需要切断电子设备20的通信引脚的电流,以使电子设备20进行正常的通信功能。需要说明的是,当电子设备20通过usb连接器10进行通信时,汇流器22可以仅切断电子设备20的需要工作于通信业务的通信引脚的电流,汇流器22也可以将电子设备20的全部通信引脚的电流全部切断。本发明实施例中,上述电子设备可以是具有type-c接口的任何设备,例如:计算机(computer)、手机、平板电脑(tabletpersonalcomputer)、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、膝上型电脑(laptopcomputer)、个人数字助理(personaldigitalassistant,简称pda)、移动上网电子设备(mobileinternetdevice,mid)、可穿戴式设备(wearabledevice)以及计步器等。本发明实施例中,通过在电子设备中设置汇流器,在使用usb连接器对电子设备进行充电时,汇流器能够将电子设备的电源引脚和通信引脚的电流汇集起来为电子设备充电,从而能够实现大电流快速充电的目的。本发明实施例还分别提供一种应用于图1所示的usb连接器的充电方法,以及一种应用于图1所示的电子设备的充电方法。为便于描述,以下实施例综合usb连接器的充电方法与电子设备的充电方法进行整体说明。如图3所示,充电方法包括:步骤101、若usb连接器的第一type-c接口与电子设备的第二type-c接口连接,且电子设备通过usb连接器进行充电,usb连接器控制分流器将充电电流分流至usb连接器的电源引脚以及通信引脚。步骤102、电子设备控制汇流器将电子设备的电源引脚和通信引脚传输的电流进行汇集,并将汇集的电流传输至电子设备的电能储存装置。在上述过程中,usb连接器与电子设备连接之后,usb连接器与电子设备可以通过引脚d+或引脚d-进行握手通信。在usb连接器与电子设备握手成功的情况下,usb连接器的分流器打开usb连接器的通信引脚的过流能力,使电流通过usb连接器的电源引脚和通信引脚。相应的,电子设备的汇流器打开电子设备的通信引脚的过流能力,使电流通过电子设备的电源引脚和通信引脚传输,汇流器将电子设备的电源引脚和通信引脚传输的电流进行汇集,并传输至电子设备的电能储存装置。在usb连接器与电子设备握手失败的情况下,usb连接器的分流器关闭usb连接器的通信引脚的过流能力,使电流仅通过usb连接器的电源引脚;和/或,电子设备的汇流器关闭电子设备的通信引脚的过流能力,使电流仅通过电子设备的电源引脚。可选的,usb连接器根据usb连接器的电源引脚以及通信引脚的过流能力,控制分流器将充电电流分流至usb连接器的电源引脚以及通信引脚。进一步的,usb连接器可以根据usb连接器的电源引脚的载流量,控制分流器按照与该电源引脚的载流量成一定比例的值,对usb连接器的各通信引脚的过流进行分别控制。可选的,若usb连接器检测到usb连接器的通信引脚的电流值超过所述通信引脚对应的电流阈值,则usb连接器控制分流器切断usb连接器的通信引脚的电流。其中,usb连接器的分流器(不限于分流器)可以检测usb连接器的通信引脚的电流值。usb连接器的通信引脚中任意一通信引脚的电流值超过该通信引脚对应的电流阈值,usb连接器则控制分流器切断usb连接器的通信引脚的过流能力。此时,usb连接器仅通过电源引脚对电子设备进行充电。本发明实施方式通过usb连接器端的控制,实现了对usb连接器的各通信引脚的电流通断的控制,具有保护usb连接器和电子设备的作用,提高了usb连接器和电子设备的安全性能。可选的,若电子设备检测到电子设备的通信引脚的电流值超过所述通信引脚对应的电流阈值,则电子设备控制汇流器切断电子设备的通信引脚的电流。本发明实施方式通过电子设备端的控制,实现了对电子设备的各通信引脚的电流通断的控制,具有保护usb连接器和电子设备的作用,提高了usb连接器和电子设备的安全性能。可选的,若usb连接器检测到电子设备通过usb连接器进行通信,则usb连接器控制分流器切断usb连接器的通信引脚的电流。本发明实施方式通过usb连接器端的控制,实现了在usb连接器与电子设备进行通信时,对usb连接器的通信引脚的电流进行切断,以使usb连接器与电子设备进行正常的通信功能。可选的,若电子设备检测到电子设备通过usb连接器进行通信,则电子设备控制汇流器切断电子设备的通信引脚的电流。本发明实施方式通过电子设备端的控制,实现了在usb连接器与电子设备进行通信时,对电子设备的通信引脚的电流进行切断,以使usb连接器与电子设备进行正常的通信功能。可选的,若usb连接器检测到电子设备的电量值大于或者等于预设值,则usb连接器控制分流器切断usb连接器的通信引脚的电流。当电子设备的电量值达到一定的预设值时,例如,充电完成时,usb连接器可以关断usb连接器的通信引脚的过流能力。可选的,若电子设备检测到电子设备的电量值大于或者等于预设值,则电子设备控制汇流器切断电子设备的通信引脚的电流。当电子设备的电量值达到一定的预设值时,例如,充电完成时,电子设备可以关断电子设备的通信引脚的过流能力。本发明实施例中的其它说明可以参见前述的相关说明,且能达到相同的有效效果,为避免重复,对此不作一一赘述。本发明实施例中,一方面,通过在usb连接器中设置分流器,在使用usb连接器对电子设备进行充电时,分流器能够将充电电流分流至usb连接器的通信引脚和电源引脚。这样,usb连接器的通信引脚和电源引脚均能过电流,从而能够提高usb连接器的过流能力。另一方面,通过在电子设备中设置汇流器,在使用usb连接器对电子设备进行充电时,汇流器能够将电子设备的电源引脚和通信引脚的电流汇集起来为电子设备充电,从而能够实现大电流快速充电的目的。以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本
技术领域
:的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。当前第1页12当前第1页12
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