CN2711938Y - 具侦测信号装置的usb连接器及其应用*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种具侦测信号装置的USB连接器及其应用***，可配置于具电源容量的***端装置，包括一电源端子，一D－信号端子，一D+信号端子，一接地端子及一装置***侦测信号端子，该装置***侦测信号端子与该接地端子的位置是对应一外USB介面装置的接地端子，使得外部装置***USB连接器时，令该装置***侦测信号端子与接地端子可同时短路接地，藉由装置***侦测信号端子所输送的短路讯号控制USB连接器的电源供应与否USB连接器可应用于随即启动VBUS电源电压转换电路及驱动USB连接器进入标准动作流程，完全消除当无外部装置***时待机耗电的问题，而达到降低附设USB连接器的电子装置损耗电量的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及电器类，特别涉及一种USB连接器的改良，尤指一种具有省电功能的USB连接器。
背景技术
为统合各式各样因应科技快速发展所推出的外接式周边装置，如可携式电子装置、扫描器、印表机等，在连接***端上的扩充介面，由Compaq、Intel、Microsoft、NEC等四家主要推动者合作，于1998年正式推出了USB(Universal Serial Bus)介面，并且自MicrosoftWindows 98)作业***开始内建USB介面周边装置的驱动程式，以提高产品的方便性与消费者的接受度；
USB介面是采用差动串列信号作为实体层传输串列讯号为技术基础，且建构有多样化具备高度弹性的通讯协定，藉此支援多种不同类别使用；其中，USB界面具备有信号端少，包括电源端子VBUS、地线端子GND、信号端子D+、D-合计仅需4条的信号线，可供应电源、传输速率高—分为Low-Speed 1.5Mbit/sec、Full-Speed12Mbit/sec、High-Speed 480Mbit/sec等三种、可热插拔—安装扩充设备无需关闭***或重新开机等特点，因而迅速受到市场大规模采用，进而取代个人电脑***上原本的并列埠、串列埠等扩充介面，并陆续推出输入装置、储存装置、影像撷取/扫描装置、列印装置等各式各样的扩充周边产品；但USB介面早期是以个人电脑***扩充外接式周边介面为主，因而其应用模式是以个人电脑***为中心，周边装置彼此之间并无法直接透过USB介面传输资料；藉此，USB-IF即USBImplementer Forum-主导USB标准规格引进与发展的组织，除开发供电脑***的周边装置所使用的USB标准外，也针对新推出的数位化可携式产品，例如：DSC、PDA、Smartphone等，进一步规划出一种USBOTG标准，藉此提供可携式装置突破现有的应用模式，让可携式装置彼此之间藉由通讯控制在无需电脑***端介入的情况下可彼此进行作业，例如：使DSC直接连接相片印表机、PDA连接键盘或鼠标等应用模式；其中，USB介面的设计是要求***端必须透过D+或D-信号线的电气特性变化来侦测扩充介面是否有外部装置***；在没有装置***的状况下，USB介面所属的D+与D-信号端子均是处于接近零电位的状态；若有Low-Speed装置***，则因Low-Speed装置会将D-信号端子连接至3.3V电源，***端透过D-信号线电压位准的变化侦测到有Low-Speed属性装置***；若有Full-Speed装置***，则因Full-Speed属性装置会将D+信号线连接至3.3V电源，使得***端可透过D+信号线电压位准的变化侦测到有Full-Speed属性装置***：此外，若是High-Speed属性装置***时，外部装置会先透过软体介面协调确认双方是否均支援高速High-Speed通讯模式，确认后才切换进入高速High-Speed模式；而由于具USB介面的***端需透过外部装置的电气信号位准变化来侦测是否有外部装置***判别等级归属，是以必须利用USB介面的供电特性而时时透过VBUS电源端子传输工作电压至外部装置，以使外部装置具备将D+/D-介面端子拉高至高电位的动力，使***端内的部分电子元件即便在无外部装置***的状况下仍持续运作而耗费无谓的电力；
上述的设计在采用固接电源的桌上型电脑或笔记型电脑***上，因电源供应无虞而可随时供应电力给USB介面，以随时使***端可侦测到D+/D-信号变化，但在上述的USB-OTG介面的可携式数位装置上，如PDA或Smart Phone等，因产品体积重量必须尽可能轻薄短小，以符合方便携带的要求，其内的电力供应是具备有限电力的电池所供给，就会造成可携式装置相当大的电力供给负担；如附图1所示，为一应用CF记忆卡作为储存装置以及应用USB介面作为讯号传输的可携式装置，如PDA或数位相机等的应用电路图，其中，该可携式装置可连接一具USB介面的印表机，以随时将内部储存资料自该印表机列出，该可携式装置具备一连接该印表机USB介面的USB连接器CONN2以及一对应该USB连接器CONN2运作USB介面控制器U2，其中，为使***该USB连接器CONN2的外部装置得以获得动力运作以及使可携式装置得以知悉***的外部装置种类，在该可携式装置内具有一电性连接该USB介面连接器CONN2以及USB介面控制U2的电压转换电路U4、U3；而为确保外部装置***时得以适时回应并令其运作，在该可携式装置内，等电压转换电路U4、U3必须时时进行电压转换以供给内部相对应元件所需工作电压，同时为侦测外部装置是否有拉高电压位准以判别***装置种类，该USB介面控制器U2也随时在准备状态而无法断电；换言之，上述的可携式装置即便在没有外部装置***的状况下，其内关于USB介面的相关电路及控制器都必须随时在有电源供给的状况下而无法关闭；
总之，上述现象对强调轻薄设计、***消耗电力与电池容量较低的可携式装置而言，会形成相当大的负担，并且对电池操作时间长度产生大幅的影响，而影响属耗材性质的电池存续期间；
为克服上述因可携式装置上增设USB介面对电池操作时间所造成的影响，有些创作课题仍需被考量，例如：在无外部装置***的状况下，可携式装置内部相关元件无须呈现作动状态，包括电压转换及电源供给，以免除待机耗电的状况。
实用新型内容
依据本实用新型的目的，为克服可携式装置因增设USB***介面对于电池使用时间所造成的影响提供一种USB连接器，其上设一装置***侦测机制，在该USB连接器没有外部装置***时，不会供应外部装置工作电压以及持续启动USB介面控制器所需的电力；其另一目的是提供USB连接器，其上增设一装置***侦测机制，在该外部装置***状态下启动该可携式装置电源开启；本实用新型的USB连接器可配置于具低电源容量的***端装置，该USB连接器至少包括一电源端子，一D-信号端子，一D+信号端子，一接地端子，及一装置***侦测信号端子，其中该***侦测信号端子与该接地端子的位置是对应一外接USB介面装置的接地端子，使得外接USB介面装置在***该USB连接器的状况下，可令USB连接器的装置***侦测信号端子与接地端子同时短路接地，进而藉由该装置***侦测信号端子控制USB连接器的电源供应与否；
另，也可使该***侦测信号端子与该电源端子的位置是对应该外接USB介面装置的电源端子，藉由侦测到该***侦测信号端子的位准转换而控制电源供应与否；另提供一种具USB连接器的应用***，其至少包括一USB连接器及一应用电路，该USB连接器至少包括一电源端子，一D-信号端子，一D+信号端子，一接地端子，及一装置***侦测信号端子，其中藉由该装置***侦测信号端子来决定是否经由USB连接器供应外部装置所需的工作电源；该应用电路至少包括一分别电性连接至该装置***侦测信号端子的电源控制器及电源电压转换电路，当有外部USB介面装置***而使该装置***侦测信号端子短路接地成为低电位时，该装置***侦测信号端子即产生一***控制信号以驱使该电源控制器及该电源电压转换电路随即启动，进而启动该USB连接器机器相对应的USB介面控制器进入标准动作流程；反之，在无外部USB介面装置***USB连接器的状况下，该电源控制器及电源电压转换电路因不会接收到该***控制器信号而呈现原本的关闭状态，进而不会enableUSB连接器及其相对应的USB介面控制。
附图说明：
图1为现有的CF/USB介面储存装置的转换器的应用电路图；
图2为本实用新型实施例的CF/USB介面储存装置的应用电路图；
图3为本实用新型实施例的增设侦测信号装置的USB连接器的示意图。
具体实施方式：
如附图2所示，为本实用新型的一具体实施例的增设侦测信号装置的USB连接器的应用电路图，本实施例所述USB连接器是嵌设于一该***端装置内，然而在此所指“***端”不限于电脑主机***，也包括任何具有USB连接器的外部装置，例如包括PDA或手机等；该应用电路包括一CF介面储存装置控制器U1，一USB介面控制器U2，一用以转换电源电压位准进而供应U1及U2电压的的低电压压降Low Voltage Dropout LVD调整器U3，一电源电压转换电路U4，一电源控制器U5，一达成介面连接的CF介面储存装置连接器CONN1与USB介面连接器CONN2，其中CF介面储存装置控制器U1与CF介面连接器CONN1***与***端装置的储存装置有关；在USB连接器上增设的装置***侦测信号端子115b电性连接电源电压转换电路U4以及电源控制器U5，透过D-与D+信号端子电性连接该USB介面控制器U2而进行讯号传输，由该装置***侦测信号端子115b是否受触发来决定是否经由USB连接器COON2供应外部装置所需的工作电源；其中，电源控制器U5是电性连接USB介面控制器U2，电源电压转换电路U4电性连接至USB连接器CONN2的电源端子110；当有外部装置***使该装置侦测信号端子115b产生一***控制信号时，即驱使该电源控制器U5及电源电压转换电路U4启动，进而启动相对应的USB介面控制器U2及该USB连接器CONN2进入标准动作流程；但在无外部装置***USB连接器CONN2的状况下，该电源控制器U5及电源电压转换电路U4因不会接收到该***控制器信号而呈现原本的关闭状态，进而也不会致能enable USB连接器CONN2及其相对应的USB介面控制器U2；
如附图3所示，该USB连接器1包括一VBUS信号端子110，一D-信号端子111，一D+信号端子112，一接地端子115a及一装置***侦测信号端子115b；其中，VBUS信号端子110，D-信号端子111，一D+信号端子112及接地端子113是按照USB标准规格配置，从上往下依序排列，接地端子115a与***侦测信号端子115b的位置是对应一外部装置的接地端子，使***侦测信号端子115b可作为侦测是否有外部装置***之用，若有一未示出的外部装置***时，该***侦测信号端子115b产生信号通知***端启动一USB介面模组及VBUS电源，然后侦测所***的外部装置的种类以便进入标准作业模式；若无外部装置***时，则该***侦测信号端子115b使***端进入关闭VBUS电源供应的状态，达到降低***消耗电源的目的；
当USB连接器1经***侦测信号端子115b确认有外部装置***后，随即通知***启动一用以供应电源端子110电源的电源电压转换电路U4藉此提供外部装置所需的工作电源，进行外部装置USB连接器1电性接讯交流；
信号侦测装置的增设并未造成USB标准规格的改变，换言之，只要USB连接器的接地端子及装置***侦测信号端子在配置位置上对应外部装置的GND端子，即可藉由侦测外部装置出入与否的电位高低变化来控制VBUS与USB连接器的电源供应者，而可用以实施本实用新型；例如：为了使外部装置***USB连接器1后，***侦测信号端子115b与接地端子115a得以短路接地成为低电位，是将原作为接地端子的金属箔片115分割成二，一作本实用新型USB连接器12的该接地端子115a，另一作为该***侦测信号部分115b，以同样的操作原理，经由高低电位转换的信号通知，作为侦测外部装置是否***USB介面1的依据，来进行电源功能的控制；
值得强调的是，有关实施本实用新型装置***侦测信号端子的机械结构并不限于上述者，其他不同构成或位置，但同样可达到相同功效者均可，例如装置***侦测信号端子也可为可移动式箔片，其会因外部装置***USB连接器而被推动，藉此产生一侦测信息通知***端外部装置已***；
综上所述，新增的***侦测信号端子与接地端子GND共同电性连接于外部装置的接地端子，藉此使应用电路在无装置***USB连接器时关闭USB介面控制器与经由USB连接器传输的供给电源；而在外部装置***USB连接器后，使应用电路随即启动相关电子元件进入标准动作流程；因此，本实用新型USB连接器可应用于随即启动VBUS电源电压转换电路及驱动USB连接器进入标准动作流程，完全消除当无外部装置***时待机耗电的问题，而达到降低附设USB连接器的电子装置损耗电量的目的，进而延长其电池使用时间，所以，本实用新型增设侦测信号装置而具节电功能的USB***可适用于
低电源容量的可携式数位装置，如手机、PDA、Smsrt Phone、数位相机等。
Claims (4)
1、一种具侦测信号装置的USB连接器及其应用***，其可配置于具低电源容量的***端装置，其特征在于：该USB连接器至少包括一电源端子，一D-信号端子，一D+信号端子，一接地端子，及一装置***侦测信号端子，其中该***侦测信号端子与该接地端子的配置位置是对应一外部装置的接地端子，使得外部装置***USB连接器时，USB连接器的装置***侦测信号端子与接地端子会因该外部装置的接地端子而同时短路接地，进而藉由该装置***侦测信号端子控制USB连接器的电源供应与否。
2、根据权利要求1所述的一种具侦测信号装置的USB连接器及其应用***，其特征在于：所说的接地端子与***侦测信号端子是由原作为接地端子的金属箔片分割而得。
3、根据权利要求1所述的一种具侦测信号装置的USB连接器及其应用***，其特征在于：所说的应用***至少包括：
一USB连接器，至少包括一电源端子，一D-信号端子，一D+信号端子，一接地端子，及一装置***侦测信号端子，其中D-与D+信号端子是电性连接该USB介面控制器而进行讯号传输，该装置***侦测信号端子则由其是否受触发来决定是否经由USB连接器供应外部装置所需的工作电源；
一应用电路，至少包括：
一电源控制器，是电性连接该装置***侦测信号端子与USB介面控制器；及
一电源电压转换电路，电性连接至该装置***侦测信号端子与电源端子，当有外部装置***使该装置***侦测信号端子产生一***控制信号时，即驱使该电源控制器及电源电压转换电路启动，进而启动相对应的USB介面控制器及该USB连接器进入标准动作流程。
4、根据权利要求3所述的一种具侦测信号装置的USB连接器及其应用***，其特征在于：所说的接地端子与***侦测信号端子是由原作为接地端子的金属箔片分割而得。
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