CN204131189U - 多接口双面usb适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多接口双面USB适配器，包括壳体，壳体内设置有电路板，壳体上设置有电源输入接口和电源输出接口，电源输入接口和电源输出接口分别与电路板电性相连，电路板上设置控制电源输入接口对电源输出接口充电情况的充电控制模块；电源输出接口为至少两个，且至少两个电源输出接口在同一平面上并列设置，电源输出接口包括与外部USB插头电连接的、用于供USB插头正向或反向***的USB母座；USB母座包括设置于壳体上的两端开口的金属外壳和位于金属外壳中间位置的绝缘胶芯；绝缘胶芯与金属外壳配合以供USB插头***。本实用新型的多接口双面USB适配器不仅可同时为至少两台智能设备进行充电，而且电源输出接口在正反两种插接方式下均可正常连接，非常便捷实用。

Description

多接口双面USB适配器

技术领域

本实用新型涉及供电及配电技术领域，尤其涉及一种多接口双面USB适配器。

背景技术

随着掌上电子设备的普及，越来越多的智能设备，特别是智能手机都采用USB接口为设备内置的电池充电。但是，目前现有技术所提供的USB供电装置往往只有单一的USB插口，无法同时为多台需要充电的智能设备充电。并且，现有技术中的USB插口，为了防止极性接反，只允许由固定的一面***，插反则插不进去，强行***会损坏器件，必须得看清对准才能正确***，这样非常费时费力，带来了非常大的不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的多接口双面USB适配器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多接口双面USB适配器，包括壳体，壳体内设置有电路板，壳体上设置有电源输入接口和电源输出接口，电源输入接口和电源输出接口分别与电路板电性相连，电路板上设置控制电源输入接口对电源输出接口充电情况的充电控制模块；电源输出接口为至少两个，且至少两个电源输出接口在同一平面上并列设置，电源输出接口包括与外部USB插头电连接的、用于供USB插头正向或反向***的USB母座；USB母座包括设置于壳体上的两端开口的金属外壳和位于金属外壳中间位置的绝缘胶芯；绝缘胶芯与金属外壳的上表面之间设有与充电控制模块相连的第一连接组件，绝缘胶芯与金属外壳的下表面之间设有与充电控制模块相连的第二连接组件，第一连接组件和第二连接组件固定在绝缘胶芯上；绝缘胶芯与金属外壳配合以供USB插头***。

优选地，多接口双面USB适配器还包括与电源输入接口连接的电源输入插头，电源输入插头为市电插头或车载点烟器插头。

优选地，至少两个充电控制模块分别与至少两个电源输出接口对应相连接，每个充电控制模块包括：

与对应电源输出接口相连接的检测及限流电路；

与检测及限流电路相连接的控制电路；及

与对应电源输出接口、控制电路及充电控制模块相连接的识别及开关电路；

其中，USB插头根据识别及开关电路的检测信号判断出是否符合当前充电协议，且USB插头根据充电协议选择性地通过电源输出接口发出输出信号，检测及限流电路采集到电源输出接口的输出信号，控制电路根据输出信号控制当前充电情况。

优选地，控制电路包括：

与检测及限流电路相连接、用于将输出信号与阈值进行比较、并输出比较结果信号的比较单元；

与比较单元相连接、用于根据比较结果信号向识别及开关电路选择性地发送导通信号、并选择性地向检测及限流电路发送动作信号的识别动作开关单元。

优选地，控制电路还包括与比较单元相连接、用于根据比较结果信号控制检测及限流电路关断、使得电源输入接口向电源输出接口的充电回路断开的限流关断单元。

优选地，电源输出接口为USB母座；检测及限流电路包括第一开关管和第七电阻，第一开关管的第一漏极和第二漏极相连接且接入USB母座的负电源端，并通过第七电阻连接至控制电路，从而将电源输出接口的输出信号接入至控制电路；第一栅极和第二栅极相连接且接至控制电路，以接收控制电路输出的动作信号，使得第一开关管截止及导通一次；第一源极和第二源极相连接后接地。

优选地，识别及开关电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第五电容和第二开关管，USB母座的负电源端通过第五电容与正电源端相连接后接入电源输入接口，从而使得电源输入接口的充电信号通过正电源端接入USB插头，再通过负电源端输出；正数据端通过第一电阻与负数据端相连接后通过第四电阻接地，从而使得USB插头通过检测正数据端的电压判断是否符合充电协议；第四电阻的非接地端通过依次相串联的第三电阻、第二电阻连接至电源输入接口；第二开关管的发射极接地，集电极连接在第二电阻和第三电阻之间，基极通过第五电阻连接控制电路，从而接收导通信号。

优选地，电源输出接口和充电控制模块均为五个。

实施本实用新型的有益效果是：本实用新型的多接口双面USB适配器不仅具有至少两个电源输出接口，可同时为至少两台智能设备进行充电，而且，电源输出接口在正反两种插接方式下均可正常连接，非常便捷实用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中多接口双面USB适配器的整体结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例中USB母座的立体图；

图3是本实用新型另一些实施例中USB母座的立体图；

图4是本实用新型一些实施例中USB母座的主视图；

图5是本实用新型一些实施例中多接口双面USB适配器的模块连接示意图；

图6是本实用新型一些实施例中检测及限流电路、电源输出接口和识别及开关电路的电路连接示意图；

图7是本实用新型一些实施例中控制电路的电路图；

图8是本实用新型一些实施例中电路板上各个模块的电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1示出了本实用新型一些实施例中的多接口双面USB适配器，其包括壳体1、设置在壳体1内的电路板(未图示)、设置在壳体1上的电源输入接口(未图示)、设置在壳体1上的电源输出接口2以及与电源输入接口连接的电源输入插头(未图示)。电源输入接口与电路板电性相连，用于对多接口双面USB适配器接入电源从而通过电源输出接口2对智能设备进行充电。电源输出接口2为至少两个，分别与电路板电性相连。电路板上设置有充电控制模块，用于控制电源输入接口对电源输出接口2的充电情况。作为选择，本实施例中，电源输入插头可以设置也可以不设置。

其中，电源输入插头为市电插头或车载点烟器插头，使得本实用新型实施例中的多接口双面USB适配器有多种电源接入方式，当电源输入插头为市电插头时，可直接通过市电插座接入市电；当电源输入插头为车载点烟器插头时，可通过车载点烟器插座接入电源进行充电。作为选择，电源输入插头还可以为其他形式的插头。

至少两个电源输出接口2在同一平面上并列设置，优选地，电源输出接口2为五个。结合图2、图3及图4所示，电源输出接口2包括与外部USB插头电连接的、用于供所述USB插头正向或反向***的USB母座2。USB母座2包括设置于壳体1上的两端开口的金属外壳21、位于金属外壳21中间位置的绝缘胶芯22，绝缘胶芯22与金属外壳21配合以供USB插头正向或反向***。如图2-4所示，USB插头可以从金属外壳21的上表面与绝缘胶芯22之间***，也可以从金属外壳21的下表面与绝缘胶芯22之间***。可以理解地，绝缘胶芯22与金属外壳21的上表面之间设有与充电控制模块5相连的第一连接组件23(如图2、图4所示)，绝缘胶芯22与金属外壳21的下表面之间设有与充电控制模块5相连的第二连接组件24(如图3、图4所示)，第一连接组件23和第二连接组件24固定在绝缘胶芯22上，以实现正向或反向***USB母座2时与充电控制模块电连接。

如图5所示，至少两个充电控制模块5的数量分别与至少两个电源输出接口2对应相连接，优选地，结合图8所示，充电控制模块5为五个。为简洁起见，由于各个充电控制模块5均相同，故以下仅对一个充电控制模块5的电路结构进行说明，其他四个与其一致。

充电控制模块5包括检测及限流电路51、控制电路52和识别及开关电路53。其中，检测及限流电路51与对应电源输出接口2相连接，控制电路52与检测及限流电路51相连接；识别及开关电路53与对应电源输出接口2、控制电路52及充电控制模块5相连接。当USB插头***对应的电源输出接口2时，USB插头根据识别及开关电路53的检测信号判断出是否符合当前充电协议，且USB插头根据充电协议选择性地通过电源输出接口2发出输出信号，检测及限流电路51采集到电源输出接口2的输出信号，控制电路52根据输出信号控制当前充电情况。

控制电路52包括比较单元521、识别动作开关单元522和限流关断单元523。比较单元521与检测及限流电路51相连接，用于将输出信号与阈值进行比较、并输出比较结果信号。识别动作开关单元522与比较单元521相连接，用于根据比较结果信号向识别及开关电路53选择性地发送导通信号、并选择性地向检测及限流电路51发送动作信号。限流关断单元523与比较单元521相连接，用于根据比较结果信号控制检测及限流电路51关断、使得电源输入接口向电源输出接口2的充电回路断开。作为选择，控制电路52可通过多种方式实现其功能。优选地，结合图7和图8所示，控制电路52可以为一芯片，其内部集成有上述比较单元521、识别动作开关单元522和限流关断单元523，该芯片通过不同的引脚与检测及限流电路51、识别及开关电路53相连接，从而实现相关控制功能。

如图6所示，检测及限流电路51包括第一开关管Q1和第七电阻R7，第一开关管Q1的第一漏极和第二漏极相连接且接入USB母座2的负电源端V-，并通过第七电阻R7连接至控制电路52，从而将电源输出接口2的输出信号接入至控制电路52；第一栅极和第二栅极相连接且接至控制电路52，以接收控制电路52输出的动作信号，使得第一开关管Q1截止及导通一次；第一源极和第二源极相连接后接地。

识别及开关电路53包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第五电容C5和第二开关管Q6，USB母座2的负电源端V-通过第五电容C5与正电源端V+相连接后接入电源输入接口，从而使得电源输入接口的充电信号通过正电源端V+接入USB插头，再通过负电源端V-输出；正数据端D+通过第一电阻R1与负数据端D-相连接后通过第四电阻R4接地，从而使得USB插头通过检测正数据端D+的电压判断是否符合充电协议；第四电阻R4的非接地端通过依次相串联的第三电阻R3、第二电阻R2连接至电源输入接口；第二开关管Q6的发射极接地，集电极连接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，基极通过第五电阻R5连接控制电路52，从而接收导通信号。

以下结合图5至图8对本实用新型实施例中的多接口双面USB适配器工作原理进行说明。

本实用新型优选实施例中的多接口双面USB适配器默认设置为符合苹果手机充电协议，当电源输入接口***USB插头时，存在有三种情况：

1)USB插头根据检测信号判断出符合当前充电协议，则USB插头通过所述电源输出接口2发出输出信号，因而，控制电路52检测出第一开关管Q1的输出电流(相当于输出信号)较大，此时，即比较单元521将输出信号与阈值进行比较、并输出相应比较结果信号；控制电路52控制第一开关管Q1正常导通，使得当前充电情况为正常充电情况。

2)USB插头根据检测信号判断出不符合当前充电协议，则USB插头通过所述电源输出接口2不发出输出信号，因而，控制电路52检测出第一开关管Q1的输出电流(相当于输出信号)较小，即此时接入的是其他类型的智能设备，例如安卓设备。此时，即比较单元521将输出信号与阈值进行比较、并输出相应比较结果信号；识别动作开关单元522向识别及开关电路53发送导通信号，同时向检测及限流电路51发送动作信号。具体地，识别动作开关单元522控制第二开关管Q6导通，同时，快速控制第一开关管Q1截止并导通一次，相当于将USB插头拔插一次。这样，使得正数据端D+和负数据端D-之间接有第一电阻R1，且检测信号符合安卓充电协议，这样，使得当前充电情况进入正常充电情况。

3)控制电路52检测出第一开关管Q1的输出电流为异常过大电流，即比较单元521将输出信号与阈值进行比较、并输出相应比较结果信号，然后限流关断单元523根据比较结果信号控制检测及限流电路51关断、使得电源输入接口向电源输出接口2的充电回路断开。具体地，控制电路52通过第一开关管Q1的第一栅极和第二栅极控制第一开关管Q1迅速截止，则破坏了电源输入接口的充电回路，使得电源输出接口2无输出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种多接口双面USB适配器，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设置有电路板，所述壳体(1)上设置有电源输入接口和电源输出接口(2)，所述电源输入接口和所述电源输出接口(2)分别与所述电路板电性相连，所述电路板上设置控制所述电源输入接口对所述电源输出接口(2)充电情况的充电控制模块(5)；所述电源输出接口(2)为至少两个，且至少两个所述电源输出接口(2)在同一平面上并列设置，所述电源输出接口(2)包括与外部USB插头电连接的、用于供所述USB插头正向或反向***的USB母座(2)；所述USB母座(2)包括设置于所述壳体(1)上的两端开口的金属外壳(21)和位于所述金属外壳(21)中间位置的绝缘胶芯(22)；所述绝缘胶芯(22)与所述金属外壳(21)的上表面之间设有与所述充电控制模块(5)相连的第一连接组件(23)，所述绝缘胶芯(22)与所述金属外壳(21)的下表面之间设有与所述充电控制模块(5)相连的第二连接组件(24)，所述第一连接组件(23)和所述第二连接组件(24)固定在所述绝缘胶芯(22)上；所述绝缘胶芯(22)与所述金属外壳(21)配合以供所述USB插头***。 

2.根据权利要求1所述的多接口双面USB适配器，其特征在于，所述多接口双面USB适配器还包括与所述电源输入接口连接的电源输入插头，所述电源输入插头为市电插头或车载点烟器插头。 

3.根据权利要求1所述的多接口双面USB适配器，其特征在于，至少两个所述充电控制模块(5)分别与至少两个所述电源输出接口(2)对应相连接，每个所述充电控制模块(5)包括： 

与对应所述电源输出接口(2)相连接的检测及限流电路(51)； 

与所述检测及限流电路(51)相连接的控制电路(52)；及 

与对应所述电源输出接口(2)、所述控制电路(52)及所述充电控制模块(5)相连接的识别及开关电路(53)； 

其中，所述USB插头根据所述识别及开关电路(53)的检测信号判断出是否符合当前充电协议，且所述USB插头根据所述充电协议选择性地通过所述电源输出接口(2)发出输出信号，所述检测及限流电路(51)采集到所述电源输出接口(2)的输出信号，所述控制电路(52)根据所述输出信号控制当前充电情况。 

4.根据权利要求3所述的多接口双面USB适配器，其特征在于，所述控制电路(52)包括： 

与所述检测及限流电路(51)相连接、用于将所述输出信号与阈值进行比较、并输出比较结果信号的比较单元(521)； 

与所述比较单元(521)相连接、用于根据所述比较结果信号向所述识别及开关电路(53)选择性地发送导通信号、并选择性地向所述检测及限流电路(51)发送动作信号的识别动作开关单元(522)。 

5.根据权利要求4所述的多接口双面USB适配器，其特征在于，所述控制电路(52)还包括与所述比较单元(521)相连接、用于根据所述比较结果信号控制所述检测及限流电路(51)关断、使得所述电源输入接口向所述电源输出接口(2)的充电回路断开的限流关断单元(523)。 

6.根据权利要求5所述的多接口双面USB适配器，其特征在于，所述电源输出接口(2)为USB母座(2)；所述检测及限流电路(51)包括第一开关管(Q1)和第七电阻(R7)，所述第一开关管(Q1)的第一漏极和第 二漏极相连接且接入所述USB母座(2)的负电源端(V-)，并通过所述第七电阻(R7)连接至所述控制电路(52)，从而将所述电源输出接口(2)的所述输出信号接入至所述控制电路(52)；所述第一开关管(Q1)的第一栅极和第二栅极相连接且接至所述控制电路(52)，以接收所述控制电路(52)输出的动作信号，使得所述第一开关管(Q1)截止及导通一次；所述第一开关管(Q1)的第一源极和第二源极相连接后接地。 

7.根据权利要求6所述的多接口双面USB适配器，其特征在于，所述识别及开关电路(53)包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第五电容(C5)和第二开关管(Q6)，所述USB母座(2)的负电源端(V-)通过所述第五电容(C5)与正电源端(V+)相连接后接入所述电源输入接口，从而使得所述电源输入接口的充电信号通过所述正电源端(V+)接入所述USB插头，再通过所述负电源端(V-)输出；正数据端(D+)通过所述第一电阻(R1)与所述USB母座(2)的负数据端(D-)相连接后通过所述第四电阻(R4)接地，从而使得所述USB插头通过检测所述正数据端(D+)的电压判断是否符合充电协议；所述第四电阻(R4)的非接地端通过依次相串联的所述第三电阻(R3)、所述第二电阻(R2)连接至所述电源输入接口；所述第二开关管(Q6)的发射极接地，集电极连接在所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)之间，基极通过所述第五电阻(R5)连接所述控制电路(52)，从而接收所述导通信号。 

8.根据权利要求1至7任一项所述的多接口双面USB适配器，其特征在于，所述电源输出接口(2)和所述充电控制模块(5)均为五个。