TW201304313A - 連接器及其電源管理系統 - Google Patents

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TW201304313A
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李剛
李慧斌
姚煒
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泰科電子（上海）有限公司
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Abstract

本發明公開一種連接器，包括至少一個電源端子、至少一個接地端子及至少一個信號端子。所述連接器還設置有用於偵測連接器之使用狀態之一個狀態偵測端子，所述連接器之電源端子、接地端子及信號端子中之一個端子與狀態偵測端子相互接觸；在一個配對連接器***連接器之後，所述配對連接器藉由擠壓與狀態偵測端子相互接觸之所述一個端子，藉此使得所述一個端子與狀態偵測端子相互分離。因此，本發明能夠根據狀態偵測端子之接觸或分離狀態來偵測連接器之使用狀態，藉此能夠根據連接器之使用狀態合理地管理連接器之通電及斷電，亦即，在使用時給連接器通電，在未使用時對連接器斷電，藉此有效節省電能。另外，本發明還公開一種電源管理系統。

Description

連接器及其電源管理系統
本發明係關於一種能夠節省電能之連接器及其電源管理系統，尤其係關於一種節能省電之USB連接器及其電源管理系統。
在先前技術中，USB連接器無論是處於使用時，還是處於未使用時，主機電源都一直對USB連接器供電。
因此，在USB連接器處於未使用狀態時，主機電源還繼續對USB連接器供電，由於USB連接器通常在大部分時間是處於未使用狀態的，因此，這會浪費一定的能源，不符合當今節能環保設計之要求。
針對先前技術中存在之前述技術問題，本發明旨在提供一種能夠偵測連接器之使用狀態之連接器及電源管理系統，其能夠根據偵測到之使用狀態，合理地管理連接器之通電及斷電，亦即，在使用時對連接器通電，在未使用時對連接器斷電，藉此能夠有效節省電能。
根據本發明之一項態樣，提供一種連接器，包括至少一個電源端子、至少一個接地端子及至少一個信號端子。其中，所述連接器還設置有用於偵測所述連接器之使用狀態之一個狀態偵測端子，所述連接器之電源端子、接地端子及信號端子中之一個端子與所述狀態偵測端子相互接觸；在一個配對連接器***所述連接器之後，所述配對連接器 藉由擠壓與所述狀態偵測端子相互接觸之所述一個端子，藉此使得所述一個端子與所述狀態偵測端子相互分離。
根據本發明之一項實例性實施例，所述一個端子為所述連接器之一個電源端子、一個接地端子或一個信號端子中之一者。
根據本發明之一項實例性實施例，所述連接器為母型USB連接器，所述配對連接器為公型USB連接器。
根據本發明之一項實例性實施例，所述連接器以表面貼裝方式焊接在一個電路板上。
根據本發明之一項實例性實施例，在所述配對連接器***所述連接器之前，所述一個端子與所述狀態偵測端子彈性電接觸。
根據本發明之一項實例性實施例，在所述配對連接器***所述連接器之後，所述連接器之除了狀態偵測端子之外之其他各個端子分別與所述配對連接器電接觸，而所述狀態偵測端子不接觸所述配對連接器。
根據本發明之另一項態樣，提供一種連接器之電源管理系統，所述連接器包括至少一個電源端子、至少一個接地端子及至少一個信號端子。其中，所述電源管理系統包括：一個狀態偵測端子，所述狀態偵測端子設置在所述連接器中；及一個電源控制模組，所述電源控制模組分別與所述狀態偵測端子及所述連接器之電源端子、接地端子及信號端子中之一個端子電連接。其中，在一個配對連接器***所述連接器之前，所述一個端子與所述狀態偵測端子 相互接觸，藉此相互電導通；在所述配對連接器***所述連接器之後，所述配對連接器藉由擠壓所述一個端子，使得所述一個端子與所述狀態偵測端子相互分離，藉此相互電斷開；當所述電源控制模組檢測到所述一個端子與所述狀態偵測端子處於相互電導通之狀態時，電源停止對所述連接器供電；且當所述電源控制模組檢測到所述一個端子與所述狀態偵測端子處於相互電斷開之狀態時，電源對所述連接器供電。
根據本發明之一項實例性實施例，所述一個端子為所述連接器之一個電源端子、一個接地端子或一個信號端子中之一者。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述連接器為母型USB連接器，所述配對連接器為公型USB連接器。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述連接器之各個端子之一端分別電連接在一個電路板。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述電源控制模組整合在所述電路板上。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述電路板上還整合有一個信號控制模組，所述連接器之信號端子之一端分別與所述信號控制模組連接。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述電路板上還包括有一個接地模組，所述連接器之接地端子之一端分別與所述接地模組連接。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述電路板上還包 括有一個匯流排供電模組，所述連接器之電源端子之一端與所述匯流排供電模組連接。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述連接器以插接方式安裝在所述電路板上。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述連接器之各個端子之一端為插針，所述電路板上形成有與所述連接器之各個端子之插針配合之插孔。
根據本發明之另一項實例性實施例，所述連接器以表面貼裝方式焊接在所述電路板上。
根據本發明之另一項實例性實施例，在所述配對連接器***所述連接器之前，所述狀態偵測端子之另一端與所述一個端子彈性接觸。
根據本發明之另一項實例性實施例，在所述配對連接器***所述連接器之後，所述連接器之除了狀態偵測端子之外之其他各個端子之另一端分別與所述配對連接器電接觸，而所述狀態偵測端子之另一端不接觸所述配對連接器。
與先前技術相比，在本發明之各個實施例中，由於在連接器中設置有能夠偵測連接器之使用狀態之狀態偵測端子，因此，能夠根據連接器之使用狀態，合理地管理連接器之通電及斷電，亦即，在使用時對連接器通電，在未使用時對連接器斷電，藉此能夠有效節省電能。另外，本發明採用了簡單之結構實現對連接器使用狀態之偵測，有利於降低成本。
下面詳細闡述本發明之實例性實施例，實施例之示例在附圖中示出，其中相同或相似之標號表示相同或相似之元件。下面參考附圖闡述之實施例是示例性的，旨在解釋本發明，而不能解釋為對本發明之限制。
[第一實施例]
圖1顯示根據本發明之第一實例性實施例之連接器之分解示意圖；圖2顯示圖1之各個端子組裝在絕緣主體中時之示意圖；圖3顯示組裝後之連接器之示意圖。
在圖1-圖3所示之一項實例性實施例中，以一個USB3.0連接器為例來說明，但是，需要說明的是，本發明之連接器不侷限於此，亦可以是其他類型之連接器，例如USB2.0連接器或者類似物。
如圖1-圖3所示，在本發明之一項實例性實施例中，連接器100為母型USB3.0連接器，其主要包括一個金屬屏蔽殼101，一個絕緣主體102、多個端子1、2、3、4、5、6、7、8、9、10及一個後部絕緣保持器103。
如圖1所示，在本發明之一項實例性實施例中，圖示之連接器100除了增設了一個額外狀態偵測端子10之外，其餘部分完全滿足標準USB3.0連接器之技術規範，由於USB3.0連接器之技術規範屬公知常識，為了簡潔起見，這裏不再說明。
在圖1所示之實施例中，端子2、3為用於相容USB2.0之一對低速差分信號端子，端子5、6及端子8、9係用於 USB3.0之兩對高速差分信號端子，端子1為一個公共電源端子，端子4為用於USB2.0之一個接地端子，端子7為用於USB3.0之一個接地端子，端子10為一個狀態偵測端子。
如圖2所示，在本發明之一項實例性實施例中，狀態偵測端子10設置在一個接地端子4附近，狀態偵測端子10及接地端子4構成偵測連接器100之使用狀態之一對狀態偵測端子1、10。
如圖2所示，在本發明之一項實例性實施例中，多個端子1、2、3、4、5、6、7、8、9、10分別組裝在絕緣主體102中；然後，多個端子1、2、3、4、5、6、7、8、9、10之插針部分***後部絕緣保持器103；最後，安裝到金屬屏蔽殼101中。
下面藉助圖4及圖5來說明用於圖1-圖3所示之連接器100之電路板200。具體而言，圖4顯示用於圖3所示之連接器之電路板；圖5顯示圖3所示之連接器插接在電路板上時之示意圖。
如圖4所示，在本發明之一項實例性實施例中，電路板200上形成有與連接器100之各個端子1至10之插針1-1至10-1相互配合之插孔1'至10'。
儘管在圖4所示之實例性實施例中，連接器100採用插接方式安裝在電路板200上。但是，本發明不侷限於此，連接器100還可以採用表面貼裝(SMT)方式焊接在電路板200上。
在圖4及圖5所示之一項實例性實施例中，電路板200為 印刷電路板。
在圖4及圖5所示之一項實例性實施例中，電路板200上整合有一個信號控制模組13，連接器100之各個信號端子2、3、5、6、8、9之插針2-1、3-1、5-1、6-1、8-1、9-1分別經由佈線與信號控制模組13連接。
如圖4及圖5所示，在本發明之一項實例性實施例中，電路板200上還整合有一個接地模組11，連接器100之接地端子4、7之插針4-1、7-1分別經由佈線與接地模組11連接。
如圖4及圖5所示，在本發明之一項實例性實施例中，電路板200上還整合有一個匯流排供電模組12，連接器100之電源端子1之插針1-1經由佈線與匯流排供電模組12連接。
如圖4及圖5所示，在本發明之一項實例性實施例中，電路板200上還整合有一個電源控制模組14，連接器100之狀態偵測端子10及一個接地端子4之插針10-1、4-1分別經由佈線與電源控制模組14電連接。至於電源控制模組14之工作原理稍後將說明。
圖6及圖7顯示本發明之第二實例性實施例之連接器之工作原理。圖6顯示在配對連接器***連接器之前時，連接器之狀態偵測端子與一個接地端子之間處於相互接觸狀態之示意圖；且圖7顯示在配對連接器***連接器之後時，連接器之狀態偵測端子與一個接地端子之間處於相互分離狀態之示意圖。
如圖6所示，在本發明之一項實例性實施例中，在一個配對連接器300(參見圖7，例如，快閃記憶體卡、移動硬 碟等插頭)***連接器100之前，接地端子4與狀態偵測端子10相互接觸，藉此相互電導通。此時，分別與接地端子4及狀態偵測端子10電連接之電源控制模組14就能夠檢測到接地端子4與狀態偵測端子10處於相互電導通之狀態，這說明連接器100處於未使用狀態，因此，當檢測到連接器100處於未使用狀態時，電源控制模組14就對電源(未圖示)發出指令，要求停止對連接器100供電，亦即，切斷整個連接器100之供電，也就是切斷連接器100之所有元件之供電。但是，請注意，電源控制模組14需要一直處於供電狀態。
如圖7所示，在本發明之一項實例性實施例中，在配對連接器300(例如，快閃記憶體卡、移動硬碟等之插頭)***連接器100之後，配對連接器300藉由擠壓連接器100之接地端子4，使得接地端子4與狀態偵測端子10相互分離，藉此相互電斷開。此時，分別與接地端子4及狀態偵測端子10電連接之電源控制模組14就能夠檢測到接地端子4與狀態偵測端子10處於相互電斷開之狀態，這說明連接器100處於使用狀態，因此，電源控制模組14對電源(未圖示)發出指令，要求對連接器100及配對連接器300供電。
在圖6所示之一項實例性實施例中，在配對連接器300***連接器100之前，狀態偵測端子10之彈性接觸端10-2與接地端子4彈性接觸。
在圖7所示之一項實例性實施例中，在配對連接器300***連接器100之後，連接器100之除了狀態偵測端子10之外 之其他各個端子1、2、3、4、5、6、7、8、9之彈性接觸端(僅圖示了彈性接觸端4-2、5-2)分別與配對連接器300電接觸，而狀態偵測端子10之彈性接觸端10-2不接觸配對連接器300。
[第二實施例]
圖8顯示根據本發明之二實例性實施例之連接器插接在電路板上時之示意圖。圖8所示之第二實施例與圖1-圖7所示之第一、實施例之不同點主要在於：狀態偵測端子10設置在電源端子1附近，狀態偵測端子10及電源端子1構成偵測連接器100之使用狀態之一對狀態偵測端子1、10。
但是，本發明不侷限於此，狀態偵測端子10還可與連接器100中之其他任一個端子構成偵測連接器100之使用狀態之一對狀態偵測端子。例如，狀態偵測端子10及連接器100之一個低速差分信號端子2構成偵測連接器100之使用狀態之一對狀態偵測端子2、10；或者狀態偵測端子10及連接器100之另一個低速差分信號端子3構成偵測連接器100之使用狀態之一對狀態偵測端子3、10。
如圖8所示，在第二實例性實施例中，狀態偵測端子10及電源端子1分別藉由佈線與電源控制模組14電連接。
圖9及圖10顯示根據本發明之實例性第二實施例之連接器之工作原理。圖8顯示在配對連接器***第二實施例之連接器之前時，連接器之狀態偵測端子與一個電源端子之間處於相互接觸狀態之示意圖；且圖10顯示在配對連接器***第二實施例之連接器之後時，連接器之狀態偵測端子 與一個電源端子之間處於相互分離狀態之示意圖。
如圖9所示，在本發明之一項實例性實施例中，在一個配對連接器300(參見圖10，例如，快閃記憶體、移動硬碟等插頭)***連接器100之前，電源端子1與狀態偵測端子10相互接觸，藉此相互電導通。此時，分別與電源端子1及狀態偵測端子10電連接之電源控制模組14就能夠檢測到電源端子1與狀態偵測端子10處於相互電導通之狀態，這說明連接器100處於未使用狀態，因此，電源控制模組14對電源(未圖示)發出指令，要求停止對連接器100供電，亦即，切斷整個連接器100之供電，也就是切斷連接器100之所有元件之供電。但是，請注意，電源控制模組14需要一直處於供電狀態。
如圖10所示，在本發明之一項實例性實施例中，在配對連接器300(例如，快閃記憶體、移動硬碟等插頭)***連接器100之後，配對連接器300藉由擠壓連接器100之電源端子1，使得電源端子1與狀態偵測端子10相互分離，藉此相互電斷開。此時，分別與電源端子1及狀態偵測端子10電連接之電源控制模組14就能夠檢測到電源端子1與狀態偵測端子10處於相互電斷開之狀態，這說明連接器100處於使用狀態，因此，電源控制模組14對電源(未圖示)發出指令，要求對連接器100及配對連接器300供電。
在圖9所示之一項實例性實施例中，在配對連接器300***連接器100之前，狀態偵測端子10之彈性接觸端10-2與電源端子1彈性接觸。
在圖10所示之一項實例性實施例中，在配對連接器300***連接器100之後，連接器100之除了狀態偵測端子10之外之其他各個端子1、2、3、4、5、6、7、8、9之彈性接觸端(僅圖示了彈性接觸端1-2、9-2)分別與配對連接器300電接觸，而狀態偵測端子10之彈性接觸端10-2不接觸配對連接器300。
儘管已經示出並闡述了本發明之實施例，但對於熟習此項技術者而言，可以理解在不脫離本發明之原理及精神之情況下可以對這些實施例進行變化。本發明之適用範圍由隨附申請專利範圍及其等同物限定。應注意，措詞「包括」不排除其他元件或步驟，措詞「一」或「一個」不排除多個。
1‧‧‧端子/公共電源端子/狀態偵測端子/電源端子
1'‧‧‧插孔
1-1‧‧‧插針/端
1-2‧‧‧彈性接觸端
2‧‧‧端子/信號端子/低速差分信號端子/狀態偵測端子
2-1‧‧‧插針/端
3‧‧‧端子/信號端子/低速差分信號端子/狀態偵測端子
3'‧‧‧插孔
3-1‧‧‧插針/端
4‧‧‧端子/接地端子
4'‧‧‧插孔
4-1‧‧‧插針/端
4-2‧‧‧彈性接觸端
5-2‧‧‧彈性接觸端
5‧‧‧端子/高速差分信號端子/信號端子
5'‧‧‧插孔
5-1‧‧‧插針/端
6‧‧‧端子/高速差分信號端子/信號端子
6'‧‧‧插孔
6-1‧‧‧插針/端
7‧‧‧端子/接地端子
7'‧‧‧插孔
7-1‧‧‧插針/端
8‧‧‧端子/高速差分信號端子/信號端子
8'‧‧‧插孔
8-1‧‧‧插針/端
9‧‧‧端子/高速差分信號端子/信號端子
9'‧‧‧插孔
9-1‧‧‧插針/端
9-2‧‧‧彈性接觸端
10‧‧‧端子/額外狀態偵測端子/狀態偵測端子
10'‧‧‧插孔
10-1‧‧‧插針/端
10-2‧‧‧彈性接觸端
11‧‧‧接地模組
12‧‧‧匯流排供電模組
13‧‧‧信號控制模組
14‧‧‧電源控制模組
100‧‧‧連接器/偵測連接器
101‧‧‧金屬屏蔽殼
102‧‧‧絕緣主體
103‧‧‧後部絕緣保持器
200‧‧‧電路板
300‧‧‧配對連接器
圖1顯示根據本發明之第一實例性實施例之連接器之分解示意圖；圖2顯示圖1之各個端子組裝在絕緣主體中時之示意圖；圖3顯示組裝後之連接器之示意圖；圖4顯示用於圖3所示之連接器之電路板；圖5顯示圖3所示之連接器插接在電路板上時之示意圖；圖6顯示在配對連接器***連接器之前時，連接器之狀態偵測端子與一個接地端子之間處於相互接觸狀態之示意圖；圖7顯示在配對連接器***連接器之後時，連接器之狀態偵測端子與一個接地端子之間處於相互分離狀態之示意 圖；圖8顯示根據本發明之二實例性實施例之連接器插接在電路板上時之示意圖；圖9顯示在配對連接器***根據本發明之二實例性實施例之連接器之前時，連接器之狀態偵測端子與一個電源端子之間處於相互接觸狀態之示意圖；圖10顯示在配對連接器***根據本發明之二實例性實施例之連接器之後時，連接器之狀態偵測端子與一個電源端子之間處於相互分離狀態之示意圖。
4‧‧‧端子/接地端子
4-1‧‧‧插針/端
4-2‧‧‧彈性接觸端
5‧‧‧端子/高速差分信號端子/信號端子
5-1‧‧‧插針/端
5-2‧‧‧彈性接觸端
10‧‧‧端子/額外狀態偵測端子/狀態偵測端子
10-1‧‧‧插針/端
10-2‧‧‧彈性接觸端
14‧‧‧電源控制模組
300‧‧‧配對連接器

Claims (16)

  1. 一種連接器，其包括至少一個電源端子(1)、至少一個接地端子(4、7)及至少一個信號端子(2、3、5、6、8、9)，其特徵在於：所述連接器(100)還設置有用於偵測所述連接器之使用狀態之一個狀態偵測端子(10)，所述連接器(100)之電源端子、接地端子及信號端子中之一個端子與所述狀態偵測端子(10)相互接觸；在一個配對連接器(300)***所述連接器(100)之後，所述配對連接器(300)藉由擠壓與所述狀態偵測端子(10)相互接觸之所述一個端子，藉此使得所述一個端子與所述狀態偵測端子(10)相互分離。
  2. 如請求項1之連接器，所述一個端子為所述連接器(100)之一個電源端子(1)、一個接地端子(4、7)或一個信號端子(2、3、5、6、8、9)中之一者。
  3. 如請求項1之連接器，其中：所述連接器(100)為母型USB連接器，所述配對連接器(300)為公型USB連接器。
  4. 如請求項1之連接器，其中：所述連接器(100)以表面貼裝方式焊接在一個電路板(200)上。
  5. 如請求項1之連接器，其中：在所述配對連接器(300)***所述連接器(100)之前，所述一個端子與所述狀態偵測端子(10)彈性電接觸。
  6. 如請求項1之連接器，其中： 在所述配對連接器(300)***所述連接器(100)之後，所述連接器(100)之除了狀態偵測端子(10)之外之其他各個端子(1、2、3、4、5、6、7、8、9)分別與所述配對連接器(300)電接觸，而所述狀態偵測端子(10)不接觸所述配對連接器(300)。
  7. 一種用於連接器之電源管理系統，所述連接器(100)包括至少一個電源端子(1)、至少一個接地端子(4、7)及至少一個信號端子(2、3、5、6、8、9)，其特徵在於，所述電源管理系統包括：一個狀態偵測端子(10)，所述狀態偵測端子(10)設置在所述連接器(100)中；及一個電源控制模組(14)，所述電源控制模組(14)分別與所述狀態偵測端子(10)及所述連接器(100)之電源端子、接地端子及信號端子中之一個端子電連接，其特徵在於：所述一個端子與所述狀態偵測端子(10)相互接觸，藉此相互電導通；在一個配對連接器(300)***所述連接器(100)之後，所述配對連接器(300)藉由擠壓所述一個端子，使得所述一個端子與所述狀態偵測端子(10)相互分離，藉此相互電斷開；當所述電源控制模組(14)檢測到所述一個端子與所述狀態偵測端子(10)處於相互電導通之狀態時，電源停止對所述連接器(100)供電；且 當所述電源控制模組(14)檢測到所述一個端子與所述狀態偵測端子(10)處於相互電斷開之狀態時，電源對所述連接器(100)供電。
  8. 如請求項7之電源管理系統，所述一個端子為所述連接器(100)之一個電源端子(1)、一個接地端子(4、7)或一個信號端子(2、3、5、6、8、9)中之一者。
  9. 如請求項7之電源管理系統，其中：所述連接器(100)為母型USB連接器，所述配對連接器(300)為公型USB連接器。
  10. 如請求項8或9之電源管理系統，其中：所述連接器(100)之各個端子(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)之一端(1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-4、7-1、8-1、9-1、10-1)分別電連接在一個電路板(200)。
  11. 如請求項10之電源管理系統，其中：所述電源控制模組(14)整合在所述電路板(200)上。
  12. 如請求項11之電源管理系統，其中：所述電路板(200)上還整合有一個信號控制模組(13)，所述連接器(100)之信號端子(2、3、5、6、8、9)之一端(2-1、3-1、5-1、6-1、8-1、9-1)分別與所述信號控制模組(13)連接。
  13. 如請求項12之電源管理系統，其中：所述電路板(200)上還包括有一個接地模組(11)，所述連接器(100)之接地端子(4、7)之一端(4-1、7-1)分別與所述接地模組(11)連接。
  14. 如請求項13之電源管理系統，其中：所述電路板(200)上還包括有一個匯流排供電模組(12)，所述連接器(100)之電源端子(1)之一端(1-1)與所述匯流排供電模組(12)連接。
  15. 如請求項14之電源管理系統，其中：所述連接器(100)以插接方式安裝在所述電路板(200)上。
  16. 如請求項15之電源管理系統，其中：所述連接器(100)之各個端子(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)之一端(1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-4、7-1、8-1、9-1、10-1)為插針，所述電路板(200)上形成有與所述連接器(100)之各個端子之插針配合之插孔(1'、2'、3'、4'、5'、6'、7'、8'、9'、10')。
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