本發(fā)明涉及一種usb適配器，特別是一種連接a型usb與c型usb設(shè)備的適配器。

背景技術(shù)：

當(dāng)今的移動(dòng)設(shè)備usb接口正在向c型過(guò)渡。然而，現(xiàn)存的很多設(shè)備例如電源適配器，私人電腦等都配備并使用舊的a型usb接口，這些接口包括不同的充電標(biāo)準(zhǔn)，例如8c1.2,qc2.0/3.0和pe+。新的設(shè)備必須能夠連接到現(xiàn)存的設(shè)備上，比如用一臺(tái)舊電腦來(lái)完成電力或數(shù)據(jù)的傳輸。此外，現(xiàn)今的社會(huì)人們已經(jīng)習(xí)慣于隨時(shí)隨地通過(guò)廣泛分布的a型usb公共設(shè)施為自己的智能手機(jī)充電。

c型usb和spec1.1一起被usb組織在2015年4月被宣布推出。c型usb的出現(xiàn)就是為了代替那些具有單項(xiàng)插頭/插座設(shè)備或電纜(cable)的a型usb，b型usb，micro-b和mini-b.c型usb具有一個(gè)十分特殊的接口，可以從兩個(gè)方向插入，例如正面朝上或倒轉(zhuǎn)。c型usb還具有可擴(kuò)展的電源結(jié)構(gòu)。然而，在所有設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榕鋫鋍型usb以前，c型usb移動(dòng)設(shè)備需要具備可以連接現(xiàn)存設(shè)備的能力，例如電腦或者適配器。

此外，如今絕大部分的移動(dòng)電話的適配器都配備的是a型usb接口。這種適配器的默認(rèn)輸出電壓為5v，但是電流范圍會(huì)有所不同。也有一些移動(dòng)電話運(yùn)營(yíng)商在嘗試通過(guò)c型usb來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)新的快速充電標(biāo)準(zhǔn)8c1.2,qc2.0/3.0和pe+。

另外，就智能手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速度來(lái)講，市場(chǎng)趨勢(shì)是從高速化(400mbbps)到超速化(5g-10gbps).

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N獨(dú)特的可以解決a型與c型usb連接問(wèn)題的產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種連接a型usb與c型usb設(shè)備的適配器包括：

一個(gè)連接a型usb設(shè)備的接口，位于適配器設(shè)備的第一終端。

一個(gè)連接c型usb設(shè)備的接口，位于適配器設(shè)備的第二終端。

一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置連接著a型與c型usb接口，把a(bǔ)型usb或c型usb接口中的數(shù)據(jù)和電力中至少一種轉(zhuǎn)換到另一側(cè)的c型或a型usb接口中。

轉(zhuǎn)換裝置中存在著一個(gè)與c型usb交流的控制電路；

轉(zhuǎn)換裝置中存在一個(gè)電力轉(zhuǎn)換操作回路與控制回路相連，這個(gè)電源轉(zhuǎn)換回路可以在兩種模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，第一種是：設(shè)備的第一終端和第二終端都斷開(kāi)連接，電力轉(zhuǎn)換失效的時(shí)候；第二種是：設(shè)備的第一終端和第二終端都聯(lián)通，此時(shí)電力轉(zhuǎn)換從上述的a型或c型usb接口到另一端的c型或a型usb接口。

通過(guò)對(duì)本設(shè)備更加詳盡的細(xì)節(jié)描述可以證明本發(fā)明是一種高效的，高數(shù)據(jù)傳輸速度的，高安全性的連接a型與c型usb設(shè)備的設(shè)配器。

本適配器的安裝可以使電力從a型usb接口傳輸?shù)絚型usb接口的形式存在。本適配器的被視為提供了一種電源，例如傳統(tǒng)的電腦或者電源適配器，傳統(tǒng)的電腦或者電源適配器具備a型usb接口和一個(gè)壓降設(shè)備，a型usb接口和一個(gè)壓降設(shè)備與本設(shè)備第一終端相連，另一臺(tái)具有c型usb的接口智能手機(jī)，與第二終端的相連，現(xiàn)在大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備都已經(jīng)具備了c型usb接口并且可以提供電源。

初始，電源轉(zhuǎn)換回路在第一種模式下與電源控制回路一起通過(guò)與c型usb的設(shè)備交流來(lái)確定在轉(zhuǎn)換至第二種模式時(shí)，電源轉(zhuǎn)換回路的運(yùn)行條件。例如，在第二種模式下的運(yùn)行條件包括：確定c型usb可以像智能手機(jī)一樣進(jìn)行降壓。消極的的可能導(dǎo)致電源轉(zhuǎn)換回路保持在第一種模式下的條件，例如確定c型usb作為一種電源，因此適配器的兩端就可以保持電源的不接通，從而阻止了a型usb與c型usb兩端任意一端因?yàn)椴徽９β蕚鬟f造成的損傷。

轉(zhuǎn)換設(shè)備可以允許大于20v的電壓傳送。本適配器可能會(huì)用于多種利用高電壓的快速充電標(biāo)準(zhǔn)。

在例一的安排方式中，具有a型usb和c型usb接口的傳輸裝置被安放在第一終端和第二終端之間的細(xì)長(zhǎng)靈活的電纜中，包括用于插入插孔型usb接口的插頭型usb接口。

在例二的安排方式中：傳輸裝置被放置在至少一個(gè)硬usba型接口或usbc型接口上，這種硬性接口包括插孔型的usb接口，并用于接收對(duì)應(yīng)的插頭型usb接口。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明優(yōu)選的安排方式會(huì)結(jié)合附圖來(lái)描述：

圖1：例一適配器設(shè)備側(cè)立面視圖

圖2：例一適配器設(shè)備俯視圖

圖3：例一適配器設(shè)備俯視圖

圖4：適配器內(nèi)部工作原理示意圖

圖5：部分適配器內(nèi)部工作原理示意圖和c型usb接口插腳示意圖

圖6：例一方案的原理示意圖

圖7：例二方案的原理示意圖

圖8：例二方案的原理示意圖

圖9：例二方案的原理示意圖

圖中的標(biāo)注表示不同圖的對(duì)應(yīng)部分。

具體實(shí)施方式

一種新型的適配器設(shè)備(10)，用于連接a型usb(記為ad)和c型usb(記為cd).

適配器設(shè)備(10)包括:第一終端(12)a型usb接口(13)應(yīng)用于連接a型usb設(shè)備ad。這種接口在技術(shù)上是比較普遍的，所以這里不做細(xì)致的描述。

適配器設(shè)備(10)，還包括一個(gè)第二終端(15)用于支持常見(jiàn)的c型usb接口(16)連接到c型usb設(shè)備cd上。這種接口在技術(shù)上是比較普遍的，所以這里不做細(xì)致的描述。

轉(zhuǎn)換裝置(18)安放在第一(12)和第二中端(15)之間,用于連接兩種位于設(shè)備(10)相對(duì)位置的不同的接口(13)，(16)。轉(zhuǎn)換裝置(18)包括內(nèi)部回路(20)和外部護(hù)罩(22)覆蓋著回路用于保護(hù)。如圖1和圖2所示，外部護(hù)罩(22)可以作為一種細(xì)長(zhǎng)柔軟的電纜保護(hù)著內(nèi)部回路(20)，例如，由直接保護(hù)a型usb接口的pcb(i)和內(nèi)部細(xì)線狀的鏈接pcb的電導(dǎo)體(ii)組成，用于在適配器(10)的相對(duì)兩端的pcb和c型usb接口之間建立一個(gè)距離。在圖3(10’)中，外部護(hù)罩(22’)相當(dāng)于一個(gè)硬覆蓋，在長(zhǎng)度上很短，usb設(shè)備和適配器設(shè)備(10’)之間的距離需要額外的分離的電纜來(lái)建立。在(10’)中，內(nèi)部回路僅由pcb構(gòu)成，沒(méi)有細(xì)線型導(dǎo)體存在，因此兩個(gè)接口都被pcb所保護(hù)。在任意一種外部護(hù)罩(22)形式下，內(nèi)部回路(20)本質(zhì)上是一樣的，下面將進(jìn)一步描述。然而，在硬件接口條件下的安放裝置，在a型usb接口(15)和c型usb接口(16)中至少有一個(gè)包括插孔型接口，用于接收對(duì)應(yīng)usb設(shè)備上的插頭型接口。因此，另外的a型和c型usb接口應(yīng)該具備插頭型接口如圖3，這樣圖3中的裝置(10’)才能和usb設(shè)備一端直接相連，但是在另一端，適配器要求使用電纜鏈接適配器(10)和其他usb設(shè)備。在具有細(xì)長(zhǎng)柔軟電纜外殼的裝置下，a型和c型usb接口具有插頭型接口用于接收ad，cd等usb設(shè)備的插孔型接口。

設(shè)備(10)中的轉(zhuǎn)換裝置(18)包括兩個(gè)分離的電力通路(24)和(25)，用于高速傳輸數(shù)據(jù)(例如，超過(guò)5gbps的速率)和將電力從一端傳輸?shù)搅硪欢?。此外，還有一個(gè)與(24)，(25)分離的電力通路(26)，用于設(shè)備ad和cd之間不同數(shù)據(jù)信號(hào)d+,d-的低速數(shù)據(jù)傳輸(例如，速率大約為480mbps)。轉(zhuǎn)換裝置包括一個(gè)控制電路(28)，例如一個(gè)具備cc通道配置邏輯的微型控制器，與通路(24)的電路相連(cc邏輯是比較普遍簡(jiǎn)單的，這里不做說(shuō)明)?？刂齐娐?28)可能會(huì)與超速數(shù)據(jù)通路(25)和低速通路(26)中的至少一個(gè)相連或者不相連。另外，控制電路(28)還具有一個(gè)分離的連接器(30)與c型usb接口(16)相連用于與設(shè)備cd交流?；谶@些與c型usb設(shè)備的交流，轉(zhuǎn)換設(shè)備的內(nèi)部電路(20)才能正常的在usb設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)和提供電力。

關(guān)于電力通路(24)，內(nèi)部電路(20)上的一個(gè)電力轉(zhuǎn)換電路(32)用于兩種usb設(shè)備之間的電力聯(lián)通從而保證電力的傳送。電力轉(zhuǎn)換電路首先在中斷連接或者阻斷的模式下運(yùn)行，當(dāng)usb接口(13)，(16)在第一終端和第二終端上時(shí)，它們是電力中斷的，這種情況下電力傳輸中斷，在第二種，聯(lián)通或者無(wú)阻擋的模式下，這時(shí)，usb接口的第一和第二終端是聯(lián)通的，也就是說(shuō)電力傳輸可以從usb接口傳輸?shù)搅硪唤涌??？刂齐娐?28)與轉(zhuǎn)換電路(32)相連，包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路(34)，該驅(qū)動(dòng)電路從從控制電路輸出，因此控制電路(28)可以控制轉(zhuǎn)換電路(32)。轉(zhuǎn)換電路的工作模式取決于控制電路的cc邏輯與c型usb設(shè)備cd通過(guò)通路(30)連接的情況，以便判斷工作條件是否可以滿足在第二種模式下運(yùn)行并通過(guò)通路(24)傳輸電力。

如圖中裝置所示，適配器(10)的設(shè)定是為了只從一個(gè)方向傳輸電力，即從usb接口(13)傳輸?shù)絬sb接口(16)。這是因?yàn)?，基于本發(fā)明中適配器設(shè)備的擴(kuò)展應(yīng)用，大多數(shù)c型usb設(shè)備在電力沉降方面被限制，這種電力沉降導(dǎo)致其會(huì)從與他們相連的電源中接收或者吸取電力。因此，在本發(fā)明裝置中，我們做了一個(gè)關(guān)于電源的假設(shè)，電源通過(guò)電腦或者電力供應(yīng)適配器產(chǎn)生，它只會(huì)與裝置(10)中的a型usb接口(13)相連。然而，由于c型usb接口的設(shè)置和大量啟用，并且這種新型接口被用于越來(lái)越多的usb設(shè)備上，電源同樣能接收c型usb接口是被期待的。這將會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，電力轉(zhuǎn)換電路(32)將會(huì)保護(hù)存在于通過(guò)本發(fā)明中裝置(10)錯(cuò)誤鏈接的兩種電源之間的電力傳輸。

當(dāng)啟動(dòng)適配器的內(nèi)部電路(20)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換電路(32)處于第一種阻擋模式，存在于接口(13)，(16)之間的電力通路會(huì)打開(kāi)，這樣，沒(méi)有電力連通?？刂齐娐?28)，通過(guò)電力供應(yīng)設(shè)備(35)來(lái)接收電力，與在a型usb接口(13)上的通路(24)相連，并與在c型usb接口(16)上的c型usb設(shè)備cd交流，控制電路用于判定接口上連接的是何種設(shè)備。如果控制電路確定c型usb設(shè)備cd是降低電力的電力沉降型裝置pk,這時(shí)控制電路會(huì)啟動(dòng)第二種模式下的電力轉(zhuǎn)換電路(32)，為從a型usb設(shè)備中的電力的傳輸提供優(yōu)秀的條件同時(shí)防止造成損傷。然而，如果控制電路(28)確定cd是一個(gè)可以提供電力的電源ps或者usb設(shè)備的種類不能被確定時(shí)，控制電路(28)依然會(huì)控制電力轉(zhuǎn)換電路(32)處于第一種阻擋模式下，這種情況下，在usb設(shè)備中不會(huì)有電力傳輸發(fā)生。

因此基于本范明可以做出推測(cè)，一個(gè)電源類型設(shè)備ps與a型usb接口(13)相連，一個(gè)電源沉降設(shè)備pk與c型usb接口(16)相連。

關(guān)于超速數(shù)據(jù)通路(25)，在兩種usb接口間存在一個(gè)超速數(shù)據(jù)通路(25)用于數(shù)據(jù)傳輸，這種速度在工業(yè)上被定義為超級(jí)速度。

它首先應(yīng)該在設(shè)配器設(shè)備(10)中的c型usb接口(16)被激勵(lì)，提供復(fù)數(shù)組的ssd引腳，每一組ssd引腳被配置用于兩種usb接口間的超速數(shù)據(jù)傳輸。在本裝置中，有兩種銷組，第一組是由a2，a3，b10和b11組成的g1，第二種組由a10，a11，b2和b3組成的g2。

即使有兩種銷組g1，g2可用，在本裝置中，只有一種ssd銷組用于兩種類型設(shè)備之間的超速數(shù)據(jù)傳輸，例如g1。

因此，c型usb設(shè)備中包含一個(gè)隱藏的開(kāi)關(guān)，用于選擇c型usb設(shè)備cd中的銷組，決定了不同的適配器中ssd銷組之間的電力聯(lián)系，比如g1，因此在c型usb設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳輸接近超速。c型設(shè)備通過(guò)使用硬件握手協(xié)議來(lái)完成接近超速。在c型usb設(shè)備上的另一種銷組對(duì)于c型設(shè)備顯示端口數(shù)組是左邊(left)可用的,也就是說(shuō)這個(gè)c型設(shè)備可以通過(guò)銷組向電視傳遞圖像或者視頻信號(hào)，雖然，他只會(huì)發(fā)生在與不同鏈接器連接的情況下，并不是通過(guò)本發(fā)明的適配器設(shè)備(顯示端口在技術(shù)上是顯而易見(jiàn)的，所以不做詳細(xì)描述)。

c型設(shè)備的開(kāi)關(guān)和銷組被c型usb設(shè)備的基帶控制系統(tǒng)和c型usb設(shè)備的整體回路控制，可支持在c型設(shè)備上的usb3.0/3.1和顯示端口。

此外，如圖中的適配器裝置，控制回路(28)可以只用一個(gè)c型設(shè)備的交流銷組來(lái)完成交流，例如，銷組通過(guò)電力與c型接口(16)上的cc1相連，遠(yuǎn)離另一個(gè)c型usb設(shè)備交流銷組，例如銷組通過(guò)電力與c型接口(16)上的cc2相連，在高電流和/或需要e-maker鑒別的情況下，漂浮并可自由使用(例如，通過(guò)電力通路傳輸3.5a電流)。

在超速數(shù)據(jù)通路(25)中存在一個(gè)電的靜態(tài)擊穿保險(xiǎn)(39)，作為常規(guī)意圖使用。

超速數(shù)據(jù)通路(25)支持超過(guò)5gbps最高10gbps的數(shù)據(jù)速度。在這個(gè)范圍的轉(zhuǎn)換速率正是目前市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。這個(gè)轉(zhuǎn)換速率被usb3.0和更新的usb技術(shù)所支持，這在技術(shù)上是普遍被大家認(rèn)知的，這里不做詳細(xì)說(shuō)明。

同樣的，電力轉(zhuǎn)換通路(24)可以轉(zhuǎn)換超過(guò)20v的電力。準(zhǔn)確的電力轉(zhuǎn)換電壓，可能會(huì)低于20v,是由控制電路(28)決定的，控制電路(28)決定了c型設(shè)備中的一個(gè)快速充電方案。

控制回路控制了一個(gè)內(nèi)部回路(20)的電力供應(yīng)以便于建立電力供應(yīng)的電壓等級(jí)，與快速充電方案的額定電壓對(duì)應(yīng)。此外，電力轉(zhuǎn)換回路被安放以便于處理一個(gè)超過(guò)最大電壓值的用于可兼容的快速充電方案的最大電壓。在本發(fā)明裝置中，被選擇的電力轉(zhuǎn)換電路具有30v的最高電壓以及9mω的電阻來(lái)支持26v的充電電壓，被選擇的電力供應(yīng)輸出范圍在3.6v到27v之間，可以滿足充電方案相對(duì)的電壓。

本發(fā)明的使用者可能會(huì)遇到以下適配器(10)使用的范例方案：

1)如圖6，使用者用一根電纜通過(guò)適配器設(shè)備(10)連接了一臺(tái)電腦(記為ad)，比如一臺(tái)筆記本，和一臺(tái)智能手機(jī)(記為cd)。電腦可以給智能手機(jī)提供電力，因此電力通過(guò)圖6中的方向傳輸。假設(shè)電腦中有支持超速數(shù)據(jù)傳遞的硬件，例如usb3.0或usb3.1a型接口，超速數(shù)據(jù)傳輸將會(huì)在電腦和智能手機(jī)間雙向的發(fā)生。

2)如圖7，使用者用一根電纜通過(guò)適配器設(shè)備(10)連接了一臺(tái)電源適配器(記為ad)，和一臺(tái)智能手機(jī)(記為cd)。電源適配器可以向智能手機(jī)提供電力供應(yīng)，因此電源適配器可以通過(guò)圖7中的方向給智能手機(jī)提供電力供應(yīng)。取決于智能手機(jī)，如果電源適配器支持可兼容的快速充電方案的話，一種復(fù)數(shù)形式的快速充電方案可以被提出用于降低充電時(shí)間。

3)如圖8，使用者用一根電纜通過(guò)適配器設(shè)備(10)連接了兩臺(tái)電源適配器。一個(gè)具有a型接口(記為ad)一個(gè)具有c型接口(記為cd)。取決于這兩種電源適配器的額定工作電壓，如果不同，電力的轉(zhuǎn)換就可能發(fā)生。然而，控制電路(28)認(rèn)定c型適配器為電源適配器，這時(shí)電力轉(zhuǎn)換電路還處在第一種模式下的阻擋狀態(tài)，也就是說(shuō)，在兩種適配器之間，沒(méi)有電力轉(zhuǎn)換。這樣，避免了損害適配器和對(duì)使用者造成傷害的可能性。

4)如圖9，使用者通過(guò)適配器設(shè)備(10)連接了兩種不同的接口的電源適配器，這種電源適配器具有a型和c型usb接口。轉(zhuǎn)換電路處于第一種模式下的阻擋狀態(tài)，所以在同一個(gè)適配器兩個(gè)接口之間沒(méi)有電力傳輸，同樣的也可能不會(huì)造成損害。

此外，適配器裝置(10)的內(nèi)部電路(20)可以通過(guò)與適配器(10)的a型usb接口的連接來(lái)充電。

活性電纜被設(shè)計(jì)出來(lái)用于具有c型usb接口的移動(dòng)設(shè)備與電腦和適配器相連。提供一個(gè)超速數(shù)據(jù)通路和高電流電力通路。它可以讓電腦和適配器作為c型usb設(shè)備的一種標(biāo)準(zhǔn)資源(dfp)。這個(gè)系統(tǒng)可以在安全和理想的狀態(tài)下運(yùn)行。

主要特征包括：

1.聲明a側(cè)總是作為資源(dfp)，完全適用于c型usb設(shè)備。

2.從兩個(gè)方向提供10gbw超速信號(hào)通路達(dá)來(lái)支持usb3.0。

3.提供具備26v承受電壓和3a的電流承受能力的電路通路以支持快速充電。

4.為了保證安全，當(dāng)資源與另一資源連接時(shí)，關(guān)閉開(kāi)關(guān)。

5.3.5v-26v的電壓范圍可以使用于任何快速充電方案。

應(yīng)用實(shí)例1：pc與智能手機(jī)連接

pc作為dfp，手機(jī)作為ufp?？梢赃\(yùn)行超速數(shù)據(jù)傳輸。

應(yīng)用實(shí)例2：適配器與智能手機(jī)連接

適配器作為dfp(500/900ma)，手機(jī)作為ufp。在cc交流后，系統(tǒng)可以進(jìn)行快速充電。

應(yīng)用實(shí)例3:適配器與另一資源連接

活性電纜保持視頻總線的電源處于關(guān)閉狀態(tài)以保證安全。

應(yīng)用實(shí)例4：適配器自連

活性電纜保持視頻總線的電源處于關(guān)閉狀態(tài)，以保證安全。

本發(fā)明可以做出許多種變形，其中有一些同樣的修改顯然是完全不同的表現(xiàn)，由于本發(fā)明特定相關(guān)的都通過(guò)說(shuō)明得到解釋，但并不局限于此。