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CN107665177A - 基于USB Type‑C架构的USB转接技术 - Google Patents

基于USB Type‑C架构的USB转接技术 Download PDF

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CN107665177A
CN107665177A CN201710342388.7A CN201710342388A CN107665177A CN 107665177 A CN107665177 A CN 107665177A CN 201710342388 A CN201710342388 A CN 201710342388A CN 107665177 A CN107665177 A CN 107665177A
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戴玉瑶
张立伟
牛情礼
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Abstract

本发明涉及一种基于USB Type‑C架构的USB转接技术，其包括USB Type‑C模块、信号转换模块、电平识别模块、Lightning模块及电源稳压模块，所述USB Type‑C模块用于转接USB Type‑C端信号的转出，并完成正反插入识别的信号配置，所述信号转换模块由差分通道配置芯片完成，所述电平识别模块给SEL引脚配置逻辑电平，完成Lightning接口的正反插入识别，所述电源稳压模块由1.8V稳压芯片搭载滤波电容完成将+5V电压转换为+1.8V直流电源，用于给差分通道配置芯片供电。

Description

基于USB Type-C架构的USB转接技术
技术领域
本发明涉及基于USB Type-C架构的USB转接技术，尤其涉及USB Tpye-C转Lightning技术。
背景技术
目前USB传输方案在原有的USB3.0基础上，传输结构进一步优化，出现了USB3.1协议规范，2013年在USB3.1架构的基础上，开发出了Type-C型USB架构，由于USB传输协议向下兼容，USB Type-C架构兼容USB2.0、USB3.0，而且信号传输速度更快，性能更强大，体积更小，因此Type-C架构的USB统一其他类型的接口成为趋势。
Lightning接口是基于USB2.0架构的USB接口类型，在USB Type-C接口出现之前，以其独特的支持正反插功能，受到消费者青睐，随着USB Type-C接口的出现，Lightning接口的缺点逐渐暴露，因此被USB Type-C接口替代是趋势，但市面仍有很多Lightning接口的USB传输线和设备，Type-C和lightning接口之间需要转接技术进行过渡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于USB Type-C架构的USB转接技术，在于不牺牲性能和功能的前提下，完成USB Type-C和Lightning接口之间的转接，为USB Type-C与Lightning之间信号转接技术，完成USB Type-C接口替代Lightning结构的过渡。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于USB Type-C架构的USB转接技术，其包括USB Type-C模块、信号转换模块、电平识别模块、Lightning模块及电源稳压模块，
所述USB Type-C模块用于转接USB Type-C端信号的转出，并完成正反插入识别的信号配置，所述USB Type-C模块包括一个连接器，一个电阻，一个电容，USB Type-C的电源信号从连接器转接出来，作为+5V电源，通过旁路电容滤波后用于设备的供电和完成充电功能，与连接器的GND构成回路，电阻一端连接连接器上的信号引脚，另一端连接+5V电源，完成正反插入的识别配置，完成USB Type-C的正反插入功能，从连接器的DN和DP引脚引出用于传输的USB2.0的数据信号和DP；
所述信号转换模块由差分通道配置芯片完成；
所述Lightning模块包括两对差分数据信号，一个正反插入识别信号ACC_ID，以及供电信号Vbus和GND，当正面插入的时候，公座的ACC_ID由LD1进入信号转换模块，正面插入为能识别到ACC_ID，对应的SEL引脚高电平，反面插入则正好相反，由于LD0引脚悬空，因此识别不到ACC_ID，对应的SEL引脚低电平；
所述电平识别模块给SEL引脚配置逻辑电平，完成Lightning接口的正反插入识别，电平识别模块包括一个单通道比较器，一个滤波电容，比较器芯片的功能如下：
A：当ACC_ID能够检测到的时候，IN+的电压大于IN-，IN-接地恒为0V，OUT输出5V电压，SEL引脚为高电平；
B：当检测不到ACC_ID的时候，IN+的电压等于IN-，因为两者都没有输出，此时OUT输出0V，则SEL引脚为低电平；
所述电源稳压模块由1.8V稳压芯片搭载滤波电容完成将+5V电压转换为+1.8V直流电源，用于给差分通道配置芯片供电，电源稳压模块包括一个稳压芯片，两个电容和，稳压芯片的引脚VIN接入+5V电压，VOUT1输出1.8V直流电压，GND引脚接地，其中一种电容为输入电源滤波电容，一端接+5V，一端接地，另一电容为输出电压滤波电容，接法同该其中一电容。
本发明基于USB Type-C架构的USB转接技术，在于不牺牲性能和功能的前提下，完成USB Type-C和Lightning接口之间的转接，为USB Type-C与Lightning之间信号转接技术，完成USB Type-C接口替代Lightning结构的过渡。
附图说明
图1为本发明的各模块连接的电路图。
图2为本发明USB Type-C模块的电路图。
图3为本发明信号转换模块的电路图。
图4为本发明转换模块的芯片的电路图。
图5为本发明电源稳压模块的电路图。
图6为本发明电平识别模块的电路图。
图7为本发明Lightning模块的电路图。
具体实施方式
请参阅图1-图6所示，本发明提供一种基于USB Type-C架构的USB转接技术，其包括USB Type-C模块、信号转换模块、电平识别模块、Lightning模块和电源稳压模块。
请参阅图2所示，USB Type-C模块用于转接USB Type-C端信号的转出，并完成正反插入识别的信号配置，其包括一个USB Type-C连接器J1，一个电阻R1，一个电容C4；将USBType-C的电源信号Vbus从USB Type-C连接器J1转接出来，作为+5V电源，通过旁路电容C4滤波后用于设备的供电和完成充电功能，与USB Type-C连接器J1的GND构成回路；电阻R1连接USB Type-C连接器J1上面的信号引脚CC1，电阻R1的另外一端连接+5V，完成正反插入的识别配置，完成USB Type-C的正反插入功能，从USB Type-C连接器J1的DN和DP引脚引出用于传输的USB2.0的数据信号DN和DP。
请参阅图3及图4所示，信号转换模块由差分通道配置芯片（型号为PI2USB3121）完成，芯片功能电路图如图4所示。
此芯片A0+和A0-对应连接器J1的差分信号DN和DP；B0+和B0-对应Lightning的差 分信号L0N和L0P；C0+和C0-对应Lightning的差分信号L1N和L1P；VDD引脚为芯片的供电引 脚，接稳压电源模块的VOUT引脚，即1.8V；SEL引脚接电平识别模块的SEL引脚；芯片的工作 流程如下：
功能 SEL引脚(开关)
A至B L
A至C H
SEL引脚为低电平的时候A0+和A0-与B0+和B0-通道打开，也就是说DN和DP与LON和L0P导通，完成信号传输，反之则与C通道对应。
请参阅图5所示，电源稳压模块由1.8V稳压芯片搭载滤波电容完成将+5V电压转换为+1.8V直流电源，用于给差分通道配置芯片供电；电源稳压模块包括一个稳压芯片AMS1117-1.8V，两个电容C1和C2；稳压芯片的引脚VIN接入+5V电压，VOUT1输出1.8V直流电压，GND引脚接地；其中一电容C1为输入电源滤波电容，一端接+5V，一端接地；另一电容C2为输出电压滤波电容，接法同该其中一电容C1。
请参阅图6所示，电平识别模块电路主要是为了给SEL引脚配置逻辑电平，完成Lightning接口的正反插入识别，电路包括一个单通道比较器（型号为TLV3201），一个滤波电容C3；比较器芯片的功能如下：
A：当ACC_ID能够检测到的时候，IN+的电压大于IN-；IN-接地恒为0V；OUT输出5V电压，SEL引脚为高电平H。
B：当检测不到ACC_ID的时候，IN+的电压等于IN-；因为两者都没有输出，此时OUT输出0V，则SEL引脚为低电平L。
请参阅图7所示，Lightning模块即为Lightning母座的信号引脚配置，由Lightning连接器J2组成，其中包括两对差分数据信号，一个正反插入识别信号ACC_ID，以及供电信号Vbus（+5V）和GND；当正面插入的时候，公座的ACC_ID由LD1进入信号转换模块，即正面插入为能识别到ACC_ID，对应的SEL引脚高电平；反面插入则正好相反，由于LD0引脚悬空，因此识别不到ACC_ID，对应的SEL引脚低电平。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (1)

1.一种基于USB Type-C架构的USB转接技术，其包括USB Type-C模块、信号转换模块、电平识别模块、Lightning模块及电源稳压模块，
所述USB Type-C模块用于转接USB Type-C端信号的转出，并完成正反插入识别的信号配置，所述USB Type-C模块包括一个连接器，一个电阻，一个电容，USB Type-C的电源信号从连接器转接出来，作为+5V电源，通过旁路电容滤波后用于设备的供电和完成充电功能，与连接器的GND构成回路，电阻一端连接连接器上的信号引脚，另一端连接+5V电源，完成正反插入的识别配置，完成USB Type-C的正反插入功能，从连接器的DN和DP引脚引出用于传输的USB2.0的数据信号和DP；
所述信号转换模块由差分通道配置芯片完成；
所述Lightning模块包括两对差分数据信号，一个正反插入识别信号ACC_ID，以及供电信号Vbus和GND，当正面插入的时候，公座的ACC_ID由LD1进入信号转换模块，正面插入为能识别到ACC_ID，对应的SEL引脚高电平，反面插入则正好相反，由于LD0引脚悬空，因此识别不到ACC_ID，对应的SEL引脚低电平；
所述电平识别模块给SEL引脚配置逻辑电平，完成Lightning接口的正反插入识别，电平识别模块包括一个单通道比较器，一个滤波电容，比较器芯片的功能如下：
A：当ACC_ID能够检测到的时候，IN+的电压大于IN-，IN-接地恒为0V，OUT输出5V电压，SEL引脚为高电平；
B：当检测不到ACC_ID的时候，IN+的电压等于IN-，因为两者都没有输出，此时OUT输出0V，则SEL引脚为低电平；
所述电源稳压模块由1.8V稳压芯片搭载滤波电容完成将+5V电压转换为+1.8V直流电源，用于给差分通道配置芯片供电，电源稳压模块包括一个稳压芯片，两个电容和，稳压芯片的引脚VIN接入+5V电压，VOUT1输出1.8V直流电压，GND引脚接地，其中一种电容为输入电源滤波电容，一端接+5V，一端接地，另一电容为输出电压滤波电容，接法同该其中一电容。
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