CN106374309B - Usb传输线、移动终端及usb充电方法 - Google Patents

Usb传输线、移动终端及usb充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种USB传输线，包括***移动终端的第一插头、***充电器的第二插头、以及连接所述第一插头和第二插头的线缆，其特征在于，所述第一插头具有至少两个电源引脚、至少两个接地引脚、多个数据信号引脚以及一个标识引脚，其中所述标识引脚经串联一电阻后接地。本发明无需额外的芯片即可实现USB传输线的识别。

Description

USB传输线、移动终端及USB充电方法
技术领域
本发明涉及连接器技术领域，特别涉及一种USB传输线、移动终端及USB充电方法。
背景技术
如今，电子技术快速发展，智能手机、平板电脑、数码相机、多媒体播放器等便携式设备的功能变得更加丰富，给生活和通讯带来了极大的便利。而随着便携式设备的不断涌现，USB接口以其传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电等优势也得到了极大的普及。在使用USB接口进行数据传输之外，对便携式设备所用的锂电池进行充电也是目前USB接口应用的热点。
图1所示为现有技术的一种USB连接器的示意图，USB插头100具有包括电源引脚101、数据信号引脚102、数据信号引脚103、用于识别主机或外设的ID引脚104和接地引脚105这5个引脚，分别对应USB插座110的5个端子。
随着便携式设备性能的提高，其电池快速充电所需的功率也在增加。然而，传统的USB连接器只能通过一条电源通路和一条接地通路形成一路充电回路进行充电，受限于USB连接器的结构限制以及大电流充电下升温限制，充电电流很难达到3A以上。
为解决电流限制的问题，现有技术中提出了改进的7pin连接器的方式，在传统的5pin接口外侧又增加了一对正负电源引脚，这样正负电源各有2对引脚供电，以实现USB传输线大电流充电。然而，为了使充电器能识别USB传输线是否能支持大电流充电，在对应的传输线上必需增加一个芯片专门用作快充数据线检测，通用性和兼容性较差。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种USB传输线及USB充电方法，以改善现有的USB传输线充电速度慢、通用性不佳的问题。
为达成上述目的，本发明提供一种USB传输线，包括***移动终端的第一插头、***充电器的第二插头、以及连接所述第一插头和第二插头的线缆。所述第一插头具有至少两个电源引脚、至少两个接地引脚、多个数据信号引脚以及一个标识引脚；其中所述标识引脚经串联一电阻后接地，当所述第一插头***所述移动终端时所述移动终端通过检测所述标识引脚的电压值进入相应的充电模式。
优选地，所述第一插头的中间五个引脚依次为所述电源引脚，一对所述数据信号引脚，所述标识引脚，所述接地引脚。
优选地，所述标识引脚的串联电阻的阻值与所述电源引脚及接地引脚的数量具有对应关系。
优选地，所述第一插头还包括符合USB PD协议的通信引脚。
根据本发明的另一方面，提供了一种移动终端，其包括：USB接口，用于***如权利要求1所述的USB传输线的所述第一插头，其包括与所述第一插头的各引脚一一对应的多个端子；ADC检测端，用于检测所述的USB传输线中标识引脚的电压值；控制端，根据检测结果进入相应的充电模式。
优选地，所述第一插头还包括符合USB PD协议的通信引脚，所述第二插头包括电源信号接脚、数据信号接脚以及符合USB PD协议的通信接脚；所述控制端通过所述通信引脚和通信接脚与所述充电器通信以控制充电的电压和电流。
优选地，所述第一插头的中间五个引脚依次为所述电源引脚，一对所述数据信号引脚，所述标识引脚，所述接地引脚；所述USB接口的中间五个接脚依次为电源接脚，一对数据信号接脚，识别接脚和接地接脚。
优选地，所述标识引脚的串联电阻的阻值与所述电源引脚及接地引脚的数量具有对应关系。
根据本发明的另一方面，还提供了一种USB充电方法，包括检测上述USB传输线中标识引脚的电压值；以及根据检测结果进入相应的充电模式。
根据本发明的另一方面，还提供了一种USB充电方法，包括检测上述USB传输线中标识引脚的电压值；以及根据检测结果进入相应的充电模式，其中，通过所述通信引脚和通信接脚与所述充电器通信以控制充电的电压和电流。
相较于现有技术，本发明的USB传输线通过在标识引脚串联接地电阻，在不需要额外芯片的情况下可实现USB传输线类型及相应充电方式的识别，确保充电安全。此外，本发明的移动装置中的USB接口也能够兼容现有技术中的5pin micro USB传输线。
附图说明
图1所示为现有技术的USB连接器的示意图；
图2所示为本发明一实施例的USB传输线的示意图；
图3所示为本发明一实施例的USB传输线第一插头的引脚示意图；
图4所示为本发明一实施例的移动终端的方块图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
请参见图2，本实施例的USB传输线包括***移动终端的第一插头1、***充电器的第二插头2、以及连接第一插头和第二插头的线缆3。本说明书中的移动终端包括诸如便携式电话、智能手机、笔记本电脑、数字广播终端、个人数字助理、便携式多媒体播放器、导航***的移动终端等，本发明并不加以限制。
如图3所示，第一插头1包括至少两个电源引脚VBUS、至少两个接地引脚GND、多个数据信号引脚D+、D-以及一个标识引脚ID，其中标识引脚ID经串联一电阻R后接地。相较于现有5pin的USB传输线，本发明在第一插头1处增加了至少一个电源引脚和一个接地引脚，如此一来，在使用USB传输线充电时，能够形成至少两个充电回路，从而支持大电流充电。为识别大电流充电，USB传输线的第一插头还增加了一个标识引脚ID。与现有OTG数据线不同的是，该标识引脚ID并不是直接接地，而是串联电阻R后接地。由此，当第一插头1***移动终端时移动终端可以通过检测标识引脚ID的电压值来识别USB传输线是否支持大电流充电，并相应进入充电模式。具体来说，请参见图4，移动终端包括USB接口41、分压电路42、ADC检测端43和控制端44。其中，USB接口41包括与第一插头的各引脚一一对应的多个端子，与标识引脚ID对应的标识端子与分压电路42的分压点相连。ADC检测端也与分压点相连，用于在第一插头***USB接口41后检测分压点的电平值，也即是标识引脚的电压值。控制端44通过标识引脚的电压值计算出串联电阻R的值并进入相应的充电模式。由于普通数据线标识引脚为悬空，因此ADC检测端检测不到标识引脚的电压值，控制端44不会将其识别为大电流快充数据线，仍然以普通充电模式充电，例如充电电流为1A；如果ADC检测端检测到标识引脚的电压值并且控制端根据检测结果计算出分压电阻值，那么控制端44将识别USB传输线为大电流快充数据线，将以大电流充电模式充电(例如充电电流大等于3A)。较佳地，标识引脚的串联电阻的阻值可与电源引脚及接地引脚的数量具有对应关系。例如，对于具有2个电源引脚和2个接地引脚的USB传输线，串联电阻的阻值为R1；对于具有3个电源引脚和3个接地引脚的USB传输线，串联电阻的阻值为R2。由此，控制端根据ADC检测端的检测结果结算出分压电阻值，并进入相应的大电流快充模式充电。当计算出的分压电阻值为R1时，以第一电流充电(例如3A)；当计算出的分压电阻值为R2时，以第二电流充电(例如4A)。
在本发明的一较佳实施例中，第一插头1还包括通信引脚，该通信引脚是符合TypeC接口USB PD协议的CC引脚。相应的USB传输线的第二插头包括符合USB PD协议的CC通信接脚。在充电过程中，移动终端的控制端43通过通信引脚和通信接脚与充电器通信以控制充电的电压和电流。
表1和表2分别为本实施例的USB传输线第一插头各功能引脚定义和第二插头各功能引脚定义。
表1
Figure BDA0001140918650000041
Figure BDA0001140918650000051
表2
Figure BDA0001140918650000052
根据表1和图3可知，本实施例中第一插头的中间五个引脚依次为电源引脚VBUS，一对数据信号引脚D+、D-，标识引脚ID以及接地引脚GND。从而相应地，移动终端USB接口的中间五个接脚依次为电源接脚，一对数据信号接脚，识别接脚和接地接脚。由于移动终端USB接口的中间五个接脚与普通USB传输线的引脚一一对应，其也能够与现有技术的USB插头兼容，应用范围更广。
需要说明的是，本发明对USB传输线插头/移动终端USB接口(插座)的外形、封装不限，接口大小不限，可以是标准USB插头或插座，也可以是Micro USB插头或插座等，对其使用的材料类型不限，其电气参数，满足行业基本电气要求标准。
综上所述，本发明通过在标识引脚串联一接地电阻，在不需要额外芯片的情况下可实现USB传输线类型及相应充电方式的识别，确保充电安全。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (9)

1.一种包括USB传输线和移动终端的装置，所述USB传输线包括***移动终端的第一插头、***充电器的第二插头、以及连接所述第一插头和第二插头的线缆，其特征在于，所述第一插头具有至少两个电源引脚、至少两个接地引脚、多个数据信号引脚以及一个标识引脚；其中所述标识引脚经串联一串联电阻后接地；且每对所述电源引脚和接地引脚之间根据充电电流大小形成至少具有一个回路的充电模式；
所述移动终端具有USB接口、分压电路、ADC检测端和控制端，所述USB接口用于***所述的USB传输线的所述第一插头，其包括与所述第一插头的各引脚一一对应的多个端子，与所述标识引脚对应的标识端子与所述分压电路的分压点相连；所述ADC检测端也与分压点相连，用于在第一插头***所述USB接口后检测分压点的电平值，也即是标识引脚的电压值，所述控制端通过标识引脚的电压值计算出所述电阻的值并进入相应的充电模式，所述标识引脚的串联电阻的阻值与所述电源引脚及接地引脚的数量具有对应关系；
当所述第一插头***所述移动终端时所述移动终端通过检测所述标识引脚的电压值进入相应的充电模式，所述充电模式包括普通充电模式和大电流充电模式。
2.根据权利要求1所述的包括USB传输线和移动终端的装置，其特征在于，所述第一插头的中间五个引脚依次为所述电源引脚，一对所述数据信号引脚，所述标识引脚，所述接地引脚。
3.根据权利要求1所述的包括USB传输线和移动终端的装置，其特征在于，所述的第一插头和USB传输线具有两个电源引脚和两个接地引脚，当所述移动终端需要普通充电模式充电时，所述ADC检测端检测不到标识引脚的电压值；当所述移动终端需要大充电模式充电时，所述ADC检测端检测到标识引脚的电压值并计算出其分压电阻等于串联电阻的阻值，控制所述控制端将识别USB传输线为大电流快充数据线，将以大电流充电模式充电。
4.根据权利要求1所述的包括USB传输线和移动终端的装置，其特征在于，所述的第一插头和USB传输线具有三个电源引脚和三个接地引脚，当所述移动终端需要普通充电模式充电时，所述ADC检测端检测不到标识引脚的电压值；当所述移动终端需要大充电模式充电时，所述ADC检测端检测到标识引脚的电压值并计算出其分压电阻等于串联电阻的阻值，控制所述控制端将识别USB传输线为大电流快充数据线，将以第一大电流充电模式充电，所述ADC检测端检测到标识引脚的电压值并计算出其分压电阻不等于串联电阻的阻值时，将以第二大电流充电模式充电。
5.根据权利要求1所述的包括USB传输线和移动终端的装置，其特征在于，所述第一插头还包括符合USB PD协议的通信引脚。
6.根据权利要求3所述的包括USB传输线和移动终端的装置，其特征在于，所述第一插头还包括符合USB PD协议的通信引脚，所述第二插头包括电源信号接脚、数据信号接脚以及符合USB PD协议的通信接脚；所述控制端通过所述通信引脚和通信接脚与所述充电器通信以控制充电的电压和电流。
7.根据权利要求3所述的包括USB传输线和移动终端的装置，其特征在于，所述第一插头的中间五个引脚依次为所述电源引脚，一对所述数据信号引脚，所述标识引脚，所述接地引脚；所述USB接口的中间五个接脚为与所述第一插头的各引脚一一对应的多个端子中的五个端子，所述USB接口的中间五个接脚依次为电源接脚，一对数据信号接脚，识别接脚和接地接脚。
8.一种USB和移动终端之间的充电方法，其特征在于，包括：
检测如权利要求1至7任一项所述的USB传输线中标识引脚的电压值；
根据检测结果进入相应的充电模式。
9.一种USB和移动终端之间的充电方法，其特征在于，包括：
检测如权利要求1-7任一项所述的USB传输线中标识引脚的电压值；
根据检测结果进入相应的充电模式；其中，所述第一插头还包括符合USB PD协议的通信引脚，所述第二插头还包括符合USB PD协议的通信接脚；通过所述通信引脚和通信接脚与所述充电器通信以控制充电的电压和电流。
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