一种转接坞、转接系统及其转接方法与流程

本发明涉及转接领域，尤其是一种转接坞、转接系统及其转接方法。

背景技术：

现有技术中，当手机处于otg状态并插入外接usb设备时，手机不仅可以与外接usb设备进行通信，而且手机可以给外接usb设备进行充电，因此，手机有可能在执行重要任务的时候因馈电过度关机。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种转接坞、转接系统及其转接方法，移动终端在otg模式下可以与外接usb设备进行通信，同时外部电源可以为移动终端充电。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种转接坞，包括用于与具有otg功能的移动终端连接的第一接口、切换电路、用于与外接usb设备连接的第一usb接口和用于与外部电源连接的第二usb接口，所述第一接口包括第一dm数据引脚、第一dp数据引脚、第一电源引脚和第二电源引脚；

所述移动终端的dm数据引脚、dp数据引脚分别与所述第一dm数据引脚、所述第一dp数据引脚连接，所述第一dm数据引脚、所述第一dp数据引脚分别与所述切换电路的第一输入端、第二输入端连接；

所述移动终端的电源输出引脚通过所述第一电源引脚分别与所述切换电路的控制端、所述第一usb接口的电源引脚连接，所述第一usb接口的电源引脚与所述外接usb设备的电源输入端连接；

所述外部电源的电源输出端与所述第二usb接口的电源引脚连接，所述第二usb接口的电源引脚通过所述第二电源引脚与所述移动终端的电源输入引脚连接；

所述切换电路的输出端分别与所述第一usb接口的第二dm数据引脚、所述第一usb接口的第二dp数据引脚、所述第二usb接口的第三dm数据引脚、所述第二usb接口的第三dp数据引脚连接，所述第二dm数据引脚、所述第二dp数据引脚分别与所述外接usb设备的dm数据引脚、dp数据引脚连接，所述外部电源的dm数据引脚、dp数据引脚分别与所述第三dm数据引脚、所述第三dp数据引脚连接；

所述切换电路用于根据所述移动终端的电源输出引脚的信号控制所述第一dm数据引脚、所述第一dp数据引脚分别与所述第二dm数据引脚、所述第二dp数据引脚连接、或者分别与所述第三dm数据引脚、所述第三dp数据引脚连接。

进一步地，所述切换电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和模拟开关，所述第一电源引脚与所述第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端分别与所述模拟开关的控制端、所述第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端接地，所述第一dm数据引脚、所述第一dp数据引脚分别与所述模拟开关的第一输入端、第二输入端连接，所述模拟开关的第一输出端、第二输出端分别与所述第二dm数据引脚、所述第二dp数据引脚连接，所述模拟开关的第三输出端、第四输出端分别与所述第三dm数据引脚、所述第三dp数据引脚连接。

进一步地，所述切换电路还包括电压转换电路，所述第二usb接口的电源引脚与所述电压转换电路的输入端连接，所述第一电源引脚与所述电压转换电路的输入端连接，所述电压转换电路的输出端与所述模拟开关的电源输入端连接。

进一步地，所述第一usb接口或所述第二usb接口为usb2.0协议接口。

进一步地，所述第一usb接口或所述第二usb接口为usb母头接口。

进一步地，所述移动终端包括手机或平板电脑。

进一步地，所述外部电源包括电脑或电源适配器。

进一步地，所述外接usb设备包括带usb接口的摄像头、带usb接口的鼠标或带usb接口的键盘。

第二方面，本发明提供一种转接系统，包括具有otg功能的移动终端、外接usb设备、外部电源和所述的转接坞。

第三方面，本发明提供一种转接方法，应用于所述的转接系统，包括：

获取移动终端的otg模式状态信息，所述otg模式状态信息为判断所述移动终端是否处于otg模式的信息；

根据所述otg模式状态信息控制所述移动终端与外接usb设备或外部电源实现通信连接；根据所述otg模式状态信息判断所述移动终端处于otg模式，则控制所述移动终端与所述外接usb设备进行通信，且所述移动终端为所述外接usb设备供电，所述外部电源为所述移动终端供电；否则，控制所述移动终端与所述外部电源进行通信且所述外部电源为所述移动终端供电。

本发明的有益效果是：

本发明的切换电路根据第一电源引脚(也即移动终端的电源输出引脚)的信号控制第一dm数据引脚、第一dp数据引脚分别与第二dm数据引脚、第二dp数据引脚连接、或者第一dm数据引脚、第一dp数据引脚分别与第三dm数据引脚、第三dp数据引脚连接，实现了对移动终端与外接usb设备、外部电源的通信连接控制，克服现有技术中存在手机处于otg模式时，手机对外接usb设备供电导致馈电过度而关机，影响手机执行任务的技术问题，实现了移动终端在otg模式(主设备)时，移动终端与外接usb设备进行通信，同时外部电源可以为移动终端充电；退出otg模式后移动终端处于slave模式(从设备)。

附图说明

图1是本发明中转接系统的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明中转接坞的一种实施例的具体结构示意图；

图3是本发明中切换电路的一种实施例的电路图；

图4是本发明中第一usb接口的一种实施例的电路图；

图5是本发明中第二usb接口的一种实施例的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

一种转接系统，参考图1，图1是本发明中转接系统的一种实施例的结构示意图，包括具有otg功能的移动终端、外接usb设备(未示出)、外部电源(未示出)和转接坞，其中，具有otg功能的移动终端包括手机或平板电脑，移动终端内部具有5v升压器，当移动终端处于otg模式时，5v升压器从移动终端的电源输出引脚输出一个5v的电压。而外接usb设备包括带usb接口的摄像头、带usb接口的鼠标或带usb接口的键盘，只要是带usb接口的外设都可以。外部电源包括电脑或电源适配器，电源适配器再与市电连接以取电。具体地：

转接坞包括用于与移动终端连接的第一接口、切换电路、用于与外接usb设备连接的第一usb接口和用于与外部电源连接的第二usb接口，第一接口包括第一dm数据引脚dm1、第一dp数据引脚dp1、第一电源引脚vin和第二电源引脚vout，对应的，移动终端包括dm数据引脚、dp数据引脚、电源输出引脚和电源输入引脚；移动终端的dm数据引脚、dp数据引脚分别与第一dm数据引脚dm1、第一dp数据引脚dp1连接，第一dm数据引脚dm1、第一dp数据引脚dp1分别与切换电路的第一输入端、第二输入端连接；移动终端的电源输出引脚通过第一电源引脚vin分别与切换电路的控制端、第一usb接口的电源引脚连接，第一usb接口的电源引脚与外接usb设备的电源输入端连接，至此，建立了移动终端到外接usb设备的供电通道；外部电源的电源输出端与第二usb接口的电源引脚连接，第二usb接口的电源引脚通过第二电源引脚vout与移动终端的电源输入引脚连接，建立了外部电源到移动终端的供电通道；切换电路的输出端分别与第一usb接口的第二dm数据引脚dm2、第一usb接口的第二dp数据引脚dp2、第二usb接口的第三dm数据引脚dm3、第二usb接口的第三dp数据引脚dp3连接，第二dm数据引脚dm2、第二dp数据引脚dp2分别与外接usb设备的dm数据引脚、dp数据引脚连接，外部电源的dm数据引脚、dp数据引脚分别与第三dm数据引脚dm3、第三dp数据引脚dp3连接；切换电路用于根据移动终端的电源输出引脚的信号控制第一dm数据引脚dm1、第一dp数据引脚dp1分别与第二dm数据引脚dm2、第二dp数据引脚dp2连接、或者第一dm数据引脚dm1、第一dp数据引脚dp1分别与第三dm数据引脚dm3、第三dp数据引脚dp3连接。

本实施例的切换电路根据第一电源引脚vin的信号(也即移动终端的电源输出引脚的信号)控制第一dm数据引脚、第一dp数据引脚分别与第二dm数据引脚、第二dp数据引脚连接、或者第一dm数据引脚、第一dp数据引脚分别与第三dm数据引脚、第三dp数据引脚连接，实现了对移动终端与外接usb设备、外部电源的通信连接控制，克服现有技术中存在手机处于otg模式时，手机对外接usb设备供电导致馈电过度而关机，影响手机执行任务的技术问题，实现了移动终端在otg模式(主设备)时，移动终端与外接usb设备进行通信，同时外部电源可以为移动终端充电；退出otg模式后移动终端处于slave模式(从设备)，外部电源以电脑为例，此时，电脑可以读取移动终端的数据或者给移动终端下载程序等。本实施例中的转接系统的工作过程为：移动终端通过转接坞分别与外接usb设备、外部电源连接，当移动终端开启otg模式时，移动终端的电源输出端输出一个5v信号作为控制信号，切换电路接收这个5v信号，并根据这个5v信号控制移动终端与外接usb设备进行usb通信，同时，将5v信号传输给外接usb设备以为其供电；而外部电源与移动终端的usb通信被切断，外部电源仅能为移动终端充电。在保证移动终端与外接usb设备正常通信的情况下，又能保障移动终端的电能充足，避免移动终端在进行重要任务时，由于过度馈电而关机，确保移动终端可以顺利执行任务。而当移动终端关闭otg模式时，移动终端停止对外接usb设备供电，且切换电路切换至将移动终端与外部电源连接的状态，此时，外部电源可以与移动终端建立usb通信且能为其供电，而此时，外接usb设备不影响外部电源与移动终端之间的通信。

进一步地，本实施例中，第一usb接口或第二usb接口可以为usb2.0协议接口，例如type-c、usb-a、usb-b或microusb型的usb接口。而且第一usb接口或第二usb接口可以为usb母头接口。参考图2，图2是本发明中转接坞的一种实施例的具体结构示意图，本实施例中，移动终端以手机为例，第一usb接口以usb-a型母头接口为例、第二usb接口以type-c母头接口为例，切换电路包括第一分压电阻r101、第二分压电阻r102、模拟开关和电压转换电路，第一电源引脚与第一分压电阻r101的一端连接，第一分压电阻r101的另一端分别与模拟开关的控制端、第二分压电阻r102的一端连接，第二分压电阻r102的另一端接地，第一dm数据引脚dm1、第一dp数据引脚dp1分别与模拟开关的第一输入端、第二输入端连接，模拟开关的第一输出端、第二输出端分别与第二dm数据引脚dm2、第二dp数据引脚dp2连接，模拟开关的第三输出端、第四输出端分别与第三dm数据引脚dm3、第三dp数据引脚dp3连接；type-c母头接口的电源引脚与电压转换电路的输入端连接，第一电源引脚与电压转换电路的输入端连接，电压转换电路的输出端与模拟开关的电源输入端连接。参考图3、图4和图5，图3是本发明中切换电路的一种实施例的电路图，图4是本发明中第一usb接口的一种实施例的电路图，图5是本发明中第二usb接口的一种实施例的电路图；本实施例中，电压转换电路包括第一二极管d100、第二二极管d101和电压转换芯片u308，电压转换芯片u308采用5v-3.3c的电压转换芯片来实现，type-c母头接口j102的电源引脚vbus_in通过第一二极管d100与电压转换芯片u308的输入端连接，而手机通过第一电源引脚输出5v的电压(如图3中的5v_out)经过第二二极管d101与电压转换芯片u308的输入端连接。另外，本实施例中，模拟开关u100采用sgm7227型号的模拟开关来实现，第一dm数据引脚dm1、第一dp数据引脚dp1、第二dm数据引脚dm2、第二dp数据引脚dp2、第三dm数据引脚dm3、第三dp数据引脚dp3通过模拟开关u100实现连接，并由第一分压电阻r101和第二分压电阻r102的中间节点输入的信号来决定哪四个引脚对应连接。

参考图2至图5，下面对转接系统的工作过程进行说明：

首先，手机软件设置里面有个开关，这个开关可以开启hub功能和关毕hub功能。也可以单独设置一个物理开关来实现对手机的hub功能的开关控制。本实施例中，以软件设置里的开关为例。当开启手机软件设置里的hub选项，手机处于otg模式，从手机端升压后输出一个5v给usb-a型母头接口j101连接的外接usb设备供电，同时经过转接坞的第二二极管d101，电压转换芯片u308给模拟开关u100供电；同时输入的5v通过第一分压电阻r101，第二分压电阻r102分压后给模拟开关u100的10脚一个逻辑高电平，10脚为高电平时，模拟开关u100的2脚与6脚接通、1脚与7脚接通。此时，数据走的是外接usb设备，再将type-c数据线插入type_c母头接口j102，通过type-c数据线将手机与电脑或电源适配器等外部电源连接，以向转接坞输入电能。从type_c母头接口j102输入的5v信号(如图2中的vbus(5v)输入，这个5v信号从图3中的vbus_in输入)输入到手机给手机充电，type-c数据线上的数据被模拟开关u100阻断，外部电源不影响外接usb设备的数据传输。

而当关闭手机软件设置里的hub选项，从手机端输出给外接usb设备供电的5v关闭，此时插入type-c数据线连接到电脑或电源适配器，vbus_in输入的5v经过第一二极管d100，电压转换芯片u308给模拟开关u100供电，而由于给外接usb设备的5v被关闭，模拟开关u100的10脚处于低电平，这个时候模拟开关u100的2脚与4脚接通、1脚与5脚接通。数据走的是type-c母头接口j102，外部电源如电脑可与手机进行数据通讯，同时可对手机充电。这个时候插入外接usb设备不会影响电脑与手机之间的数据通讯。

本实施例的转接系统适合手机等移动终端的主控芯片只提供一组usb通讯接口，但是同时有usb接口和外接usb设备的需求的项目。

实施例2

基于实施例1提供实施例2，实施例2提供了一种转接方法，应用于实施例1所述的转接系统，包括：

获取移动终端的otg模式状态信息，otg模式状态信息为判断移动终端是否处于otg模式的信息；本实施例中，otg模式状态信息即为第一电源引脚是否接收到来自移动终端的5v电压，有接收到这个5v信号，则表示移动终端处于otg模式，否则，移动终端未处于otg模式；

再根据otg模式状态信息控制移动终端与外接usb设备或外部电源实现通信连接；根据otg模式状态信息判断移动终端处于otg模式，则控制移动终端与外接usb设备进行通信，且移动终端为外接usb设备供电，外部电源为移动终端供电；否则，控制移动终端与外部电源进行通信且外部电源为移动终端供电，此时外接usb设备即使接入转接坞，也不会影响移动终端与外部电源之间的通信。

转接方法中的具体细节可以参照实施例1中的描述，不再赘述。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。