基于集成式过压保护芯片的Lightning接头及数据线的制作方法

基于集成式过压保护芯片的lightning接头及数据线
技术领域
1.本实用新型涉及连接器技术领域，尤其涉及基于集成式过压保护芯片的lightning接头及数据线。


背景技术：

2.随着科技及社会的进步，便携式笔记本计算机、平板电脑及智能型手机的普及，各类型的电子3c产品几乎已成为每个人生活中的必备品。基于要对电子产品充电和数据传输，各种类型的数据线的研发也随之同步发展。数据线主要由线材和接头组成，接头一般常见的有micro usb接头、type c接头以及lightning接头。其中，lightning接头也称闪电接头，是苹果公司制作的专属连接器规格。
3.数据线通常具有数据传输和充电两种基本功能，在充电过程中，当电子设备在充满电量后需要断开电源，或者出现充电电压过高时需要及时断开电源，避免过充导致烧坏数据线。目前，lightning接头主要是通过设置过压保护电路来检测充电电压，过压保护电路通常包括由电压检测电阻和开关电路，当检测电阻检测到过压时由开关电路断开充电回路，从而保护数据线和电子设备。例如，cn201810029183.8公开了一种新型智能数据线及其控制方法，其是通过检测芯片、控制芯片以及mosfet-n模块来实现的，利用检测芯片检测到过压时，控制芯片控制mosfet-n模块断开充电回路，从而实现过充保护。又例如，cn202021748001.1公开了一种智能断电充电线，其是通过检测电阻检测电压，主控芯片根据所检测的电压来控制开关管导通或者断开充电回路，从而实现过程保护。
4.显然地，现有技术中的lightning接头需要设置各种检测电路和开关电路才能够实现过压保护，需要布置众多的电路元件，导致整个lightning接头的体积庞大，电路复杂，成本高。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了基于集成式过压保护芯片的lightning接头及数据线，旨在解决相关技术中lightning接头的电路元件数量多，导致整个lightning接头的体积庞大，电路复杂，成本高的问题。
6.第一方面，本实用新型提供了一种基于集成式过压保护芯片的lightning接头，其包括壳体、电路板以及连接端子，所述电路板设于所述壳体内，所述连接端子与所述电路板连接，且所述连接端子部分伸出于所述壳体外，所述电路板上设有集成式芯片，所述集成式芯片包括：电压检测单元，用于检测充电电压；开关单元，用于导通或者断开充电电路；控制单元，与所述电压检测单元以及所述开关单元连接，所述控制单元用于根据所述电压检测单元所检测的充电电压控制所述开关单元导通或者断开充电电路。
7.进一步地，所述电路板上设有热敏电阻，所述热敏电阻与所述集成式芯片连接，所述电压检测单元还用于检测所述热敏电阻对应的电压，所述控制单元还用于根据所述电压检测单元检测的所述热敏电阻对应的电压控制所述开关单元导通或者断开充电电路。
8.进一步地，所述热敏电阻为ntc或ptc。
9.进一步地，还包括led，所述led与所述集成式芯片连接，所述控制单元用于控制所述led发出至少一种颜色的光。
10.进一步地，所述控制单元用于根据所述热敏电阻对应的电压控制所述led灯发出第一颜色的光。
11.进一步地，所述集成式芯片还包括协议转换单元，与所述控制单元连接，所述协议转换单元用于转换充电协议。
12.进一步地，所述集成式芯片包括数据引脚，所述控制芯片用于在所述数据引脚空载时控制所述开关单元断开充电电路。
13.第二方面，本实用新型还提供了一种数据线，其包括基于集成式过压保护芯片的lightning接头、导线以及连接头，所述lightning接头与所述连接头分别连接于所述导线的两端，所述lightning接头为第一方面所述的lightning接头。
14.进一步地，所述连接头为type-c接头或usb接头。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在电路板上设置集成式芯片，该集成式芯片包括电压检测单元、开关单元以及控制单元，利用电压检测单元检测充电电压，控制单元根据所检测的充电电压控制开关单元导通或者断开充电电路从而实现过压保护功能，整块电路板仅需要设置一集成式芯片即可实现过压保护功能，电路设计简单，无需额外设置其他电路结构，减少了电路元件的数量，从而大幅缩减电路板的体积，使得整个lightning接头更加小型化。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1展示了本实用新型实施例基于集成式过压保护芯片的lightning接头的集成式芯片的示意图；
18.图2展示了本实用新型实施例基于集成式过压保护芯片的lightning接头的电路板的示意图；
19.图3展示了本实用新型实施例数据线的示意图；
20.电路板10；集成式芯片11；电压检测单元111；控制单元112；开关单元113；协议转换单元114；热敏电阻rt；led vd；
21.壳体20；
22.连接端子30；
23.导线40；
24.连接头50。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
27.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
28.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
29.参照图1-图3，本实用新型实施例提供了一种基于集成式过压保护芯片的lightning接头，其包括壳体20、电路板10以及连接端子30，所述电路板10设于所述壳体20内，所述连接端子30与所述电路板10连接，且所述连接端子30部分伸出于所述壳体20外，所述电路板10上设有集成式芯片11，所述集成式芯片11包括：电压检测单元111和开关单元113以及控制单元112，电压检测单元111，用于检测充电电压；开关单元113，用于导通或者断开充电电路；控制单元112，与所述电压检测单元111以及所述开关单元113连接，所述控制单元112用于根据所述电压检测单元111所检测的充电电压控制所述开关单元113导通或者断开充电电路。
30.需要说明的是，本实施例中所述集成式芯片11的电压检测单元111和开关单元113以及控制单元112是由程序代码虚拟而成的程序模块，所述集成式芯片11在实现电压检测、开关以及控制功能时通过调用对应的程序模块实现。还可以理解的是，所述集成式芯片11的电压检测单元111和开关单元113以及控制单元112还可以是集成在芯片中的集成电路。
31.通过实施本实施例，在电路板10上设置集成式芯片11，该集成式芯片11包括电压检测单元111、开关单元113以及控制单元112，利用电压检测单元111检测充电电压，控制单元112根据所检测的充电电压控制开关单元113导通或者断开充电电路从而实现过压保护功能，整块电路板10仅需要设置一集成式芯片11即可实现过压保护功能，电路设计简单，无需额外设置其他电路结构，减少了电路元件的数量，从而大幅缩减电路板10的体积，使得整个lightning接头更加小型化。
32.在一实施例中，参照图2，所述电路板10上设有热敏电阻rt，所述热敏电阻rt与所述集成式芯片11连接，所述电压检测单元111还用于检测所述热敏电阻rt对应的电压，所述控制单元112还用于根据所述电压检测单元111检测的所述热敏电阻rt对应的电压控制所述开关单元113导通或者断开充电电路。
33.具体地，热敏电阻rt器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻rt器(ptc)和负温度系数热敏电阻rt器(ntc)。热敏电阻rt器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻rt器(ptc)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻rt器(ntc)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器
件。本实施例中的所述热敏电阻rt为ntc或ptc。
34.示例性地，本实施例采用的热敏电阻rt采用ntc，所述热敏电阻rt连接于充电电路，在充电过程中，温度升高，ntc的阻值下降，电压检测单元111检测到ntc的电压下降，控制单元112判定当前处于过温状态，此时控制开关单元113断开充电电路，从而避免烧坏数据线。
35.示例性地，本实施例采用的热敏电阻rt采用ptc，所述热敏电阻rt连接于充电电路，在充电过程中，温度升高，ptc的阻值上升，电压检测单元111检测到ntc的电压上升，控制单元112判定当前处于过温状态，此时控制开关单元113断开充电电路，从而避免烧坏数据线。
36.在一实施例中，参照图2，还包括led vd，所述led vd与所述集成式芯片11连接，所述控制单元112用于控制所述led vd发出至少一种颜色的光。本实施例中的led vd的数量可以是一个或者是多个。当只有一个led vd时，该led vd可以发出一种颜色的光，也可发出多种颜色的光，利用不同颜色的光表示不同的充电状态。当有多个led vd时，每个led vd可以只发出一种颜色的光，每种颜色的光表示一种充电状态。led vd的数量可根据实际需求设置。其中，充电状态例如可以包括正常、异常、快充以及慢充等。当然可以理解的是，还可以其他的充电状态。
37.在具体实施例中，所述控制单元112用于根据所述热敏电阻rt对应的电压控制所述led vd灯发出第一颜色的光。若热敏电阻rt为ntc，当热敏电阻rt对应的电压下降时，控制单元112判定当前处于过温状态，此时控制开关单元113断开充电电路，同时控制单元112控制led vd发出第一颜色的光以表示当前处于异常状态，第一颜色例如为红色，红色表示过温以预警用户及时拔掉数据线。
38.在一实施例中，参照图2，所述集成式芯片11还包括协议转换单元114，与所述控制单元112连接，所述协议转换单元114用于转换充电协议。目前各种品牌的充电头使用不同的充电协议，为了使得数据线能够适配不同品牌的充电头，需要具有协议转换的功能，无论是何种充电协议，协议转换单元114都能够转换为可被电子设备所使用的快充充电协议。本实施例中的充电协议包括qc(quick charge)、pd(power delivery)、scp(supercharge)、fcp(fibre channel protocol)、vooc协议，当然可以理解的是，还可以是其他类型的充电协议。需要说明的是，本实施例中的协议转换单元114是基于充电握手协议虚拟而成的，其可以实现多种协议的转换，例如将qc转换pd，将scp转换为pd，将fcp转换为pd，将vooc转换为pd。本实施例通过协议转换单元114，将不同类型的充电头所支持的不同类型的充电协议的均转换为电子设备所支持的充电协议，例如，pd协议，从而实现了多种协议的适配性，能够适配不同的充电头，具有通用性。
39.在一实施例中，参照图2，所述控制单元112用于根据所述充电协议对应的充电电压控制所述led vd发出第二颜色的光。在充电协议转换后控制单元112控制充电电路以该快充协议对应的额定电压(9v/12v)进行充电，同时控制单元112控制led vd亮起第二颜色，表示当前处于快充状态，例如第二颜色为绿色，表示正在快速充电。
40.在一实施例中，所述集成式芯片11包括数据引脚(图中未示出)，所述控制芯片用于在所述数据引脚空载时控制所述开关单元113断开充电电路。该数据引脚为data引脚，与电子设备连接时用于传输数据。当该数据引脚处在连接状态时，即表示正在充电，此时控制
单元112可以控制开关单元113导通充电电路以实现充电。当该数据引脚处于空载时，也即悬空时，表明此时未处在充电状态，控制单元112控制开关单元113断开充电电路，以避免未充电时充电电路导通而发生漏掉、静电现象。简单来说，本实施例利用数据引脚的连接和断开作为充电电路导通的前置判断条件，以进一步地保证充电安全。
41.参照图3，本实用新型实施例还公开了一种数据线，其包括基于集成式过压保护芯片的lightning接头、导线40以及连接头50，所述lightning接头与所述连接头50分别连接于所述导线40的两端，所述lightning接头为上述实施例中所述的lightning接头。本实施例中的导线40即连接线材，与电路板10电连接，以及与连接头50电连接。其中，lightning接头的连接端子30为8pin的金属插针，该金属插针用于插入到电子设备中。壳体20注塑包裹金属插针与电路板10连接的部分以及整个电路板10。连接头50为插入到充电头的插头。具体地，所述连接头50为type-c接头或usb接头。当然可以理解的是，还可以是其他类型的接头。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。