应用于磁力连接器的双面识别切换电路及磁力连接器的制作方法

本发明涉及磁力连接器和应用于磁力连接器的双面识别切换电路，特别是磁力连接器的双面识别和电路切换技术。

背景技术：

目前电子设备之间的电连接主要依赖于连接器，例如手机通常需要通过连接器与电源适配器、个人电脑等设备相插接。为了提升用户体验性，技术人员设计了磁力连接器。在中国实用新型专利申请cn201520088692.x(申请日：2015.02.06；申请人：深圳市黑羽科技有限公司)中披露了一种带有接口转接头的电连接设备。该申请的图13显示出电连接设备与电子装置的配合状态。该电连接设备包括始终插接在手机的充电接口上的t形接口转接头(磁力连接器)和与原装数据线连接的磁力数据线，通过接口转接头的磁力接口与磁力数据线的磁力接口之间的吸合将手机与原装数据线连接起来，从而将拔插操作替换为磁力吸合操作。磁力连接器的磁力接口互相靠近以后可以在磁力作用下自动吸合，使用户可以不需要将接口对准插接，从而使连接操作简化了。连接器连接时通常接口的管脚必须一一对应连接，例如有两个互相匹配的usb接口a和usb接口b，接口a的电源正负极管脚需要跟接口b的电源正负极管脚分别接触构成连通的电源电路。接口a的信号管脚d+、d-也必须跟接口b的对应的信号管脚d+、d-接触，这样才能形成连通的信号电路，连接器连接后才能正常工作。如果接口反向连接，相应管脚就往往无法对应，出现例如接口a的d+管脚与接口b的d-管脚接触的情形，因此电路就无法正常连接。这也是诸如usb、hdmi等标准接口只能单面插接的原因。但是单面插接会给连接操作带来麻烦。因此，为了进一步简化插接操作，有必要使磁力连接器自动识别接口的正反面，并且自动根据接口的连接方向来对电路进行切换，保证电源电路和信号电路的正确连接。市面上现有的磁力连接器，大部分都是只能给设备进行双面充电无法传输数据或者单面充电单面传数据，仅有非常小的一部分能做到双面传输数据双面充电的磁力数据线识别方式非常复杂且方式不够稳 定，并且市面上现有体积较大无法适用各种配件(例如：保护外壳)，同时过大的电路体积导致磁力不够。且目前的电路成本较高，造成产品本身价格过高。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种高效率、低成本、体积小、性能稳定的应用于磁力连接器的双面识别切换电路。

本发明的另一个目的是提供一种高效率、低成本、体积小、可双面插接的磁力连接器。

本发明为实现其技术目的而提供的一个技术方案是构造一种应用于磁力连接器的双面识别切换电路，其包括：输入磁力接口，其具有两个配置为不同电平的方向信号管脚；与所述输入磁力接口相适配的输出磁力接口，其具有与所述输入磁力接口的信号管脚一一对应的侦测管脚；识别控制电路，用于检测所述输出磁力接口的所述侦测管脚的电平以确定所述输出磁力接口和所述输入磁力接口的连接状态并产生相应的切换控制信号；切换电路，用于根据所述切换控制信号对所述磁力连接器的电路连接进行切换。

可选的，所述输入磁力接口的方向信号管脚中的一个管脚配置为悬空，另一个管脚与地相连。

可选的，所述输出磁力接口包括互相绝缘的第一导电磁铁和第二导电磁铁，其中所述第一导电磁铁接地；并且，所述识别控制电路通过检测所述第二导电磁铁的电平以确定所述输入磁力接口和所述输出磁力接口的吸合状态。

可选的，所述输入磁力接口的方向信号管脚与所述输入磁力接口的电源管脚复用。

可选的，所述输入磁力接口管脚中的居中管脚与信号管脚中的一个短接，并且，所述输出磁力接口管脚中的居中管脚与电源管脚或地管脚短接。

进一步地，所述切换电路包括：电源切换电路，用于切换电源电路的连接，以及信号切换电路，用于切换信号电路的连接。

进一步地，所述数据切换电路包括多路模拟开关芯片。

本发明为实现其技术目的而提供的另一个技术方案是构造一种磁力连接器， 其具有双面识别切换电路，该双面识别切换电路包括：输入磁力接口，其具有两个配置为不同电平的方向信号管脚；与所述输入磁力接口相适配的输出磁力接口，其具有与所述输入磁力接口的信号管脚一一对应的侦测管脚；识别控制电路，用于检测所述输出磁力接口的所述侦测管脚的电平以确定所述输出磁力接口和所述输入磁力接口的连接状态并产生相应的切换控制信号；切换电路，用于根据所述切换控制信号对所述磁力连接器的电路连接进行切换。

进一步地，所述磁力连接器可以包括接口转接头和与该接口转接头适配的转接器，其中，所述接口转接头适于插接在电子装置的输入接口内以将拔插式接口转换为磁力吸合接口，所述转接器为磁力转接线、磁力转接头或磁力转接座。

进一步地，所述输出磁力接口、识别控制电路和切换电路设置于所述转接器内，所述输入磁力接口设置于所述接口转接头内。

可选的，所述输入磁力接口的方向信号管脚中的一个管脚配置为悬空，另一个管脚接地。

可选的，所述输出磁力接口包括互相绝缘的第一导电磁铁和第二导电磁铁，其中所述第一导电磁铁接地；并且，所述识别控制电路通过检测所述第二导电磁铁的电平以确定所述输入磁力接口和所述输出磁力接口的吸合状态。

可选的，所述输入磁力接口的方向信号管脚与所述输入磁力接口的电源管脚复用。

可选的，所述输入磁力接口管脚中的居中管脚与信号管脚中的一个短接，并且，所述输出磁力接口管脚中的居中管脚与电源管脚或地管脚短接。

进一步地，所述切换电路包括：电源切换电路，用于切换电源电路的连接，以及信号切换电路，用于切换信号电路的连接。

进一步地，所述数据切换电路包括多路模拟开关芯片。

本发明的有益效果是：当所述输入磁力接口和所述输出磁力接口吸合时，所述输入磁力接口的管脚与所述输出磁力接口的管脚电连接，所述识别控制电路通过检测与具有不同电平的方向信号管脚电连接的侦测管脚的电平，并根据测得的电平判断当前输入磁力接口与输出磁力接口的连接状态，并相应地发出控制信号以驱动所述切换电路对电路连接进行切换。从而使磁力接口在正面插接和反面插 接时电路都可以正常连接。

附图说明

图1是本发明的磁力连接器的使用状态示意图；

图2a是本发明的磁力连接器的使用状态的分解示意图，其中转接器为磁力转接头；

图2b是本发明的磁力连接器的使用状态分解示意图，其中转接器为磁力转接线；

图2c是作为转接器的另一种磁力转接线的立体示意图；

图2d是作为转接器的一种磁力转接座的立体示意图；

图2e是作为转接器的再一种磁力转接线的立体示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施方式的双面识别切换电路的电路框图；

图4是本发明的第一实施例中的双面识别切换电路的电路原理图；

图5是本发明的第二实施例中的双面识别切换电路的电路原理图；

图6是本发明的第三实施例中的双面识别切换电路的电路原理图；

图7是本发明的第四实施例中的双面识别切换电路的电路原理图；

图8是本发明的第五实施例中的双面识别切换电路的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供一种磁力连接器1000。所述磁力连接器1000包括转接器300(例如转接器300a、300b、300c、300d、300e等)和接口转接头200。所述转接器300与所述接口转接头200磁吸配合。如图1至图2d所示，所述转接器300可以采用磁力转接线300b、300c、300e、磁力转接头300a或磁力转接座300d。磁力转接 头300a的结构可以参照本申请人的中国实用新型专利申请cn201520710661.3。磁力转接线300b、300c的具体结构可以参照本申请人的中国实用新型专利申请cn201520088692.x和中国外观设计专利申请cn201530092748.4。磁力转接座300d的具体结构可以参照本申请人的中国外观设计专利申请cn201530328101.7和中国实用新型专利申请cn201520088692.x(参照该专利文献中图9-图11)。本申请通过引用的方式将中国实用新型专利申请cn201520088692.x(申请日：2015.02.06；申请人：深圳市黑羽科技有限公司)的全文结合于此。

同时结合图1和图2a，所述磁力连接器1000包括接口转接头200和与所述接口转接头200适配的磁力转接头300a。其中，所述接口转接头200可以为与micro-usb接口、usb3.1type-c接口等各类usb接口或闪电接口匹配的转接头，适于插接在电子装置400的充电和/或输入接口内以将拔插式接口转换为磁力吸合接口。接口转接头200的具体结构可以参照中国实用新型专利申请cn201520088692.x，本申请通过引用的方式将中国实用新型专利申请cn201520088692.x(申请日：2015.02.06；申请人：深圳市黑羽科技有限公司)的全文结合于此。接口转接头的具体结构还可以参照中国实用新型专利申请cn2015210621554中所述t型充电转接头，本申请通过引用的方式将该中国实用新型专利申请(申请日：2015-12-17；申请人：深圳市黑羽科技有限公司)的全文结合于此。

所述磁力转接头300a用于与所述接口转接头200吸合，磁力转接头300a还与电子装置400的适配数据线500的插接端520插接。适配数据线500的第二插接端510适于与通用usb接口插接。这样一来，本发明的磁力转接头与接口转接头依靠磁力吸合，使得电子装置的适配数据线、磁力转接头、接口转接头、电子装置依次电连接。

如图2b所示，转接器为磁力转接线300b。磁力转接线300b具有磁吸端部301b和usb端部302b。由于身份验证模块内置于接口转接头200，所以磁力转接线300b的磁吸端部301b的体积可以更小；而且，用于lightning接口的接口转接头与用于usb接口的接口转接头可以共用磁力转接线300b。如图2e所示，转接器采用外 观更加简单的磁力转接线300e。磁力转接线300e具有磁吸端部301e和usb端部302e。由于身份验证模块内置于接口转接头200，所以磁力转接线300e的磁吸端部301e的体积可以更小；而且，用于lightning接口的接口转接头与用于各类usb接口的接口转接头可以共用磁力转接线300e。

如图2c所示，转接器为磁力转接线300c。磁力转接线300c具有磁吸端部301c和数据线插接端302c。磁吸端部301c与接口转接头200的后部金属触点吸合；数据线插接端302c与电子装置(例如为iphone手机)400的适配数据线500的第二插接端520插接。由于身份验证模块内置于接口转接头200，所以磁力转接线300c的磁吸端部301c的体积可以更小；而且，用于lightning接口的接口转接头与用于usb接口的接口转接头可以共用磁力转接线300c。

如图2d所示，转接器为磁力转接座300d。磁力转接座300d具有磁吸接触部301d。磁吸接触部301d与接口转接头200的后部金属触点吸合。由于身份验证模块内置于接口转接头200，所以磁力转接座300d的体积可以更小；而且，用于lightning接口的接口转接头与用于usb接口的接口转接头可以共用磁力转接座300d。

本发明还提供一种应用于前述磁力连接器的双面识别切换电路。图3示出了根据本发明的一个实施方式的双面识别切换电路的电路框图。如图3所示，双面识别切换电路100包括输入接口电路110、识别控制电路130、数据切换电路140、电源切换电路150、输出磁力接口160和输入磁力接口170。

输入接口电路110的数据管脚通过数据切换电路140与输出磁力接口160的数据管脚相连。输入接口电路110的电源电路通过电源切换电路150与输出磁力接口160的电源管脚相连。

识别控制电路130与输出磁力接口160、电源切换电路150以及数据切换电路140电连接。电源切换电路150以及数据切换电路140构成切换电路，用于分别切换电源电路和数据电路。

输出磁力接口160除具有电源正负极管脚和数据管脚外，还具有至少两个侦测管脚，输入磁力接口170除具有电源正负极管脚和数据管脚外，还具有至少两个与侦测管脚对应的方向信号管脚。输出磁力接口160适于与输入磁力接口170吸合。当输出磁力接口160与输入磁力接口170吸合时，所述侦测管脚与方向信 号管脚电连接，输出磁力接口160的电源正负极管脚、数据管脚分别与输入磁力接口170的电源正负极管脚、数据管脚接触。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170吸合时，识别控制电路130通过检测输出磁力接口160的侦测管脚的电平来判断当前输出磁力接口160与输入磁力接口170的连接方向，并向电源切换电路150以及数据切换电路140分别输出电源切换控制信号和数据切换控制信号(二者统称为切换控制信号)。电源切换电路150和数据切换电路140根据切换控制信号对输入接口电路110与输出磁力接口160之间的电路连接进行切换。具体的切换方式将在下面的实施例中详细阐述。

在一些实施例中，双面识别切换电路100还可包括id电路120以便苹果接口与usb接口兼容。id电路120可以采用现有技术，不做赘述。优选的是，id电路120采用苹果公司生产的c48数据线内采用的id电路。当然，id电路120也可以采用其他已知的身份验证电路，只要能实现与负载电子设备之间的身份认证即可。

结合图2a-图2d，在某些实施例中，双面识别切换电路100中的输入接口电路110、识别控制电路130、数据切换电路140、电源切换电路150、输出磁力接口160可以设置于前述的转接器300a、300b、300c、300d、300e中。同时，双面识别切换电路100中的输入磁力接口170可设置于前述的接口转接头200中。当接口转接头200插接于电子装置400时，输入磁力接口170与电子装置400电连接。

当磁力转接头300a作为转接器时，双面识别切换电路100通过输入接口电路110与电子装置400的适配转接线500电连接。当磁力转接线300b作为转接器时，配置为usb端部302b，输出磁力接口160配置为磁吸端部301b。当磁力转接线300c作为转接器时，输入接口电路110的输入接口电路110配置为数据线插接端302c，输出磁力接口160配置为磁吸端部301c。当磁力转接座300d作为转接器时，输入接口电路110的输入接口电路110可配置为一usb或闪电接口，输出磁力接口160可配置为磁吸接触部301d。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170吸合，电子装置400可通过接口转接头200、转接器300a、300b、300c、300d、300e与电源或其他电子设备相连接。

在一些不同的实施例中，双面识别切换电路100的各单元模块可以集成于电 子设备内部，即电源切换电路150、数据切换电路140和/或输入磁力接口170与电子设备内的电源电路正负极和信号电路d+、d-直接相连，从而可以精简转接器和/或接口转接头。

图4是本发明的第一实施例中的双面识别切换电路的电路原理图。如图4所示，本第一实施例适用于苹果设备和其他兼容usb标准的设备。输入接口电路110包括usb接口112，usb接口112具有电源电路管脚v+和v-，以及数据电路管脚d+和d-。usb接口112还具有与金属壳电连接的mc引脚，该mc引脚与电源管脚v-相连并且接地。usb接口112的电源引脚v+通过由id发生电路120控制的p-mos(金属氧化物半导体)晶体管与连接端子v+相连。usb接口112的数据引脚d+和d-与数据切换电路140的ic1的输入引脚连接。usb接口112可以是符合usb标准的各类接口，例如为usba类、b类或c类接口。在某些实施例中，输入接口电路110也可以包括除usb接口以外的其他接口，例如为苹果公司的lightning接口。

识别控制电路130包括微处理器mcu，mcu可以使用单片机、可编程逻辑阵列等微控制器实现。mcu两个输入端口css、oss通过上拉电阻器连接至连结端子v+，并分别与输出磁力接口160的侦测管脚css、oss相连。当输出磁力接口160未与输入磁力接口170连接时，mcu输入端口css、oss均为h(在本说明书中，为简便起见，用“h”表示电位处于高电平以及“l”表示电位处于低电平)。

输入磁力接口170管脚的排列顺序为：管脚1为方向信号管脚mc、管脚2为电源正极管脚v+、管脚3为数据管脚d-、管脚4为id信号管脚id、管脚5为数据管脚d+、管脚6为电源负极管脚v-、管脚7为方向信号管脚nc。输入磁力接口170还包括导电导磁材料制成的导电接触面172，此导电接触面172连接至方向信号管脚mc端，方向信号管脚nc内部悬空状态。

输出磁力接口160管脚的排列顺序为：管脚1为侦测管脚css、管脚2为复合型电源管脚v1、管脚3为复合型数据管脚d1、管脚4为id信号管脚id、管脚5为复合型数据管脚d2、管脚6为复合型电源管脚v2，以及管脚7为侦测管脚oss。输出磁力接口160还具有导电磁铁表面162，对于输入接口电路110为usb接口时， 导电磁铁表面162连接至电源负极。对于输入接口电路110为闪电接口(闪电接口是苹果公司制定的一种用于移动设备的接口，以下称为lightning)的磁力连接器，导电磁铁表面162连接至专用管脚x(当lightning接入后，此管脚连接到电源负极)。

切换电路包括电源切换电路150和信号切换电路140。其中，电源切换电路150包括p-mos晶体管q1和q2，以及n-mos晶体管q3和q4。q1和q2的源极与电源正极端v+相连，q3和q4的源极与电源负极gnd端相连。q1、q2、q3和q4的栅极分别与识别控制信号130的输入引脚ip1、in1、ip2、in2相连。q1和q3的漏极与输出磁力接口160的复合型电源管脚v1相连，q2和q4的漏极与输出磁力接口160的复合型电源管脚v2相连。信号切换电路140包括双路模拟开关ic1，ic1的输入管脚dp1、dp2、dn1、dn2分别与由输入接口电路110引出的信号端子d1-和d1+相连，ic1的输出管脚dp和dn分别与输出磁力接口160的管脚5和管脚3相连，用于对输出磁力接口160和输入接口电路110之间的数据电路连接进行切换。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170正面连接(即，输出磁力接口160的管脚1与输入磁力接口170的管脚1接触，输出磁力接口160的管脚7与输入磁力接口170的管脚7接触)，侦测管脚css与方向信号管脚mc接触，侦测管脚oss与方向信号管脚nc接触，导电磁铁表面162与导电接触面172接触，于是使得导电磁铁表面162将电源负极引入导电接触面172，由于mc管脚连接至导电接触面172，所以mc管脚为l，则输出磁力接口160的css管脚为l，由于nc管脚悬空，所以输出磁力接口160的oss管脚为h。即当css＝h(高电平)、oss＝l(低电平)时，mcu判定连接状态为正面接入。mcu输出电源切换信号ip1＝l、ip2＝h、in1＝l、in2＝h,控制q1、q4导通开启，q2、q3截止，使得输出磁力接口160的复合型电源管脚v1经过p-mos晶体管q1连接到电源正极v+端，复合型电源管脚v2经过n-mos晶体管q4连接到电源负极gnd端。同时，mcu输出数据切换控制信号s＝0、oe＝0，控制模拟开关控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口的d1-相连接、d2与输入接口的d1+相连接。从而实现电源和数据电路的切换，使得电路得 以正常连接。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170反面连接(即，输出磁力接口160的管脚1与输入磁力接口170的管脚7接触，输出磁力接口160的管脚7与输入磁力接口170的管脚1接触)，侦测管脚css与方向信号管脚nc接触，侦测管脚oss与方向信号管脚mc接触，导电磁铁表面162与导电接触面172接触，于是使得导电磁铁表面162将电源负极引入导电接触面172，由于mc管脚连接至导电接触面172，所以mc管脚为l。则输出磁力接口160的侦测管脚oss为l，由于nc管脚悬空，所以css管脚为h。即当oss＝h(高电平)、css＝l(低电平)时，mcu判定为反面接入。mcu输出电源切换控制信号ip1＝h、ip2＝l、in1＝h、in2＝l,控制q2、q3导通开启、q1、q4截止，使得输出磁力接口160的复合电源管脚v2端经过p-mos晶体管q2连接到电源正极v+端，v1端经过n-mos晶体管q3连接到电源负极gnd端。同时，mcu输出数据切换控制信号s＝1、oe＝0，控制模拟开关控制数据通道，使得输出磁力接口160的符合型信号管脚d1与d1+相连接、输出磁力接口160的符合型信号管脚d2与输入接口的d1-相连接。从而实现电源和数据的通道正反面切换，完成电源和数据电路的正常连接。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170脱离时，mcu的检测信号恢复默认状态，mcu检测到css、oss的电平组合为：css＝h、oss＝h时，则输出关闭控制信号，即ip1＝h、ip2＝h、in1＝l、in2＝l、s＝0、oe＝1。此时数据通道被锁存为高阻状态，电源正极通道被关断。当mcu检测到错误的电平组合：css＝l、oss＝l时，同样也会关闭输出的控制信号。避免错误的识别信号导致电源错误损坏负载设备。

第一实施例中，可以改变输出磁力接口160与输入磁力接口170的管脚排列，即第一与第五管脚对调、第二与第四管脚对调；或者第一管脚与第二管脚对调、第四管脚与第五管脚对调；或者第一管脚与第四管脚对调、第二管脚与第五管脚对调。这三种方式的对调也能满足此电路的方案的需求。

图5是本发明的第二实施例中的双面识别切换电路的电路原理图，如图5所示：输入磁力接口170的管脚排列顺序为：第一管脚为电源正极管脚v+、第二管脚为数据管脚d-、第三管脚为id信号管脚、第四管脚为数据管脚d+、第五管脚 为电源负极管脚v-。其中，电源负极管脚v-与导电接触面172短接。

输出磁力接口160兼容usb标准，其管脚排列顺序为：第一管脚为复合型电源管脚v1、第二管脚为复合型数据管脚d1、第三管脚为id信号管脚id、第四管脚为复合型数据管脚d2、第五管脚为复合型电源管脚v2。其中，对电源正极管脚v+和电源负极管脚v-进行复用，作为方向信号管脚与识别控制电路130的mcu芯片相连。mcu通过检测电源正极管脚v+和电源负极管脚v-的电平来确定输出磁力接口160和输出磁力接口170的连接状态。并且，输出磁力接口160的导电磁铁(磁铁表面为导电材料)输出磁力接口160的导电磁铁分隔成互相绝缘的两个部分：第一导电磁铁164和第二导电磁铁166，第一导电磁铁164与接入识别信号端子acc连接。第二导电磁铁166连接至电源地(对于输入磁力接口160电路为lightning的磁力转接器连接至专用管脚x管脚(当lightning接入后，此管脚连接到电源负极))。

mcu的两个输入端口v1、v2均分别通过p-mos晶体管q5、q6串联电阻器的方式上拉至电源正极(由于苹果设备不允许电源正极与负极直接存在通路)，来检测磁力数据线的第一管脚和第五管脚的识别信号v1、v2，由于q5和q6的源极连接至电源正极，栅极通过电阻器连接至电源负极gnd，所以q5、q6始终为导通状态。

因此，当输出磁力接口160未与输入磁力接口170吸合时，v1、v2均为h。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170正面连接时，输出磁力接口160的第一导电磁铁164通过输入磁力接口170的导电接触面172与第二导电磁铁166短接。因为第二导电磁铁166连接到了电源负极gnd端，所以,acc端被强制拉为l。因此当mcu检测到acc＝l时，即可判断输出磁力接口160与输入磁力接口170处于吸合状态。同时输入磁力接口170的导电接触面172和电源管脚v-也为l。输出磁力接口160的v2端通过输入磁力接口170的电源负极v-连接至输入磁力接口170的导电接触面172。值得注意的是，对于苹果设备，输出磁力接口160的v2端可通过输入磁力接口170的电源负极v-，然后经过低压降二极管d，连接至输入磁力接口170的导电接触面172，将v2拉低。输出磁力接口160的v1端与输入磁力接口170的电源正极v+接触后仍然是高电平，所以mcu的管脚v1＝h。mcu 先检测到acc＝l，再判定v1＝h、v2＝l，则判定为正面接入。mcu输出电源切换信号ip1＝l、ip2＝h、in1＝l、in2＝h,控制q1、q4导通开启、q2、q3截止，使得输出磁力接口160的v1端经过p-mos晶体管q1连接到电源正极v+端，v2端经过n-mos晶体管q4连接到电源负极gnd端。同时，mcu输出数据锁存信号oe＝0，由于通道切换端s连接至输出端口v2，且此时v2为l，所以可控制模拟开关ic1控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di-相连接，输出磁力接口160的d2与输入接口电路110的di+相连接。于是，输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-相连。从而实现电源和数据的通道正面切换，完成电源和数据电路的正常连接。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170反面连接时，输出磁力接口160的第一导电磁铁164通过输入磁力接口170的导电接触面172与第二导电磁铁166短接。因为第二导电磁铁166连接到了电源负极gnd端，所以,acc端被强制拉为l。因此当mcu检测到acc＝l时，即可判断输出磁力接口160与输入磁力接口170处于吸合状态。同时输入磁力接口170的导电接触面172通过第二导电磁铁166拉低。输出磁力接口160的v1端通过输入磁力接口170的电源负极v-连接至输入磁力接口170的导电接触面172。对于苹果设备，输出磁力接口160的v1端通过输入磁力接口170的电源负极v-，然后经过低压降二极管d，连接至输入磁力接口170的导电接触面172，即v1拉低为l。由于输入磁力接口170的内部第一管脚v+没有电源供给，所以输出磁力接口160的第一管脚v1为悬空状态，所以mcu的管脚v2端仍然为高电平。mcu先检测到接入信号acc＝l，再判定v2＝h、v1＝l，则可判定当前的连接状态为反面接入。mcu输出电源切换控制信号ip1＝h、ip2＝l、in1＝h、in2＝l,控制q2、q3导通开启、q1、q4截止，使得输出磁力接口160的v2端经过p-mos晶体管q2连接到电源正极v+端，v1端经过n-mos晶体管q3连接到电源负极gnd端。同时，mcu输出数据锁存信号oe＝0，由于通道切换端s连接至输出磁力接口160的v2管脚，且此时v2为h，所以可控制模拟开关ic1控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di+相连接、d2与输入接口电路110的di-相连接。因此，使得输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得 以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-一一对应。从而，实现电源和数据的通道反面切换，完成电源和数据的正常连接。

当输出磁力接口160从输入磁力接口170脱离时，mcu检测到acc恢复默认状态，mcu检测到acc＝h时，则关闭输出的控制信号，即ip1＝h、ip2＝h、in1＝l、in2＝l、s＝0、oe＝1。此时数据通道被锁存为高阻状态，电源正极通道被关断。当mcu检测到错误的识别信号v1＝l、v2＝l时，可同样关闭输出的控制信号，以避免错误的识别信号导致电源错误损坏负载设备。

在第二实施方式中，可以改变输出磁力接口160与输入磁力接口170的管脚排列，即第一与第五管脚对调、第二与第四管脚对调；或者第一管脚与第二管脚对调、第四管脚与第五管脚对调；或者第一管脚与第四管脚对调、第二管脚与第五管脚对调；或者第一导电磁铁164和第二导电磁铁166对调。这四种方式的对调也能满足此电路的方案的需求。

图6是本发明的第三实施例中的双面识别切换电路的电路原理图。如图6，输入磁力接口170接口管脚的排列顺序为：第一管脚为电源正极管脚v+、第二管脚为数据管脚d-、第三管脚为id信号管脚、第四管脚为数据管脚d+、第五管脚为电源负极管脚v-。输入磁力接口170接口的导电接触面172为金属导电导磁材料，此导电部分连接至电源负极。

磁力转接器的输出磁力接口160，管脚的排列顺序为：第一管脚为复合型电源管脚v1、第二管脚为复合型数据管脚d1、第三管脚为接入信号管脚acc、第四管脚为复合型数据管脚d2、第五管脚为复合型电源管脚v2。输出磁力接口160还具有导电磁铁162，内部连接至电源负极。

苹果设备和usb设备的输出磁力接口160可以统一为一种输出接口，意味着同一条磁力数据线可以兼容苹果设备和usb设备。

具体工作原理如下，mcu两个输入端口v1、v2均分别通过一个电阻器上拉至电源正极v+(由于id信号始终连接至负载设备，所以无须增加p-mos做反向隔离)来检测磁力数据线的第一管脚和第五管脚的识别信号v1、v2，未接入输入磁力接 口170时，v1、v2均为h。

当输出磁力接口160与输入磁力接口170正面连接时，输出磁力接口160的导电磁铁162将电源地线gnd连接至输入磁力接口170的导电接触面172，即输入磁力接口170的导电接触面172为l。输出磁力接口160的acc端通过输入磁力接口170的第三管脚id端连接至导电接触面172，被强制拉为l。因此当mcu检测到acc＝l时，即可判断输出磁力接口160与输入磁力接口170处于吸合状态。输出磁力接口160的v2端通过输入磁力接口170的电源负极v-连接至输入磁力接口170的导电接触面172，容易知道输出磁力接口160的v2端的电平为l。由于输入磁力接口170的第一管脚v+没有电源供给，所以磁力连接器的第一管脚为悬空状态，所以mcu的管脚v1端仍然为高电平。mcu先检测到接入信号acc＝l，再判定v1＝h、v2＝l，则可判定当前的连接状态为正面接入。mcu输出电源切换控制信号ip1＝l、ip2＝h、in1＝l、in2＝h,控制q1、q4导通开启、q2、q3截止，使得输出磁力接口160的v1端经过p-mos晶体管q1连接到电源正极v+端，v2端经过n-mos晶体管q4连接到电源负极gnd端。同时，mcu输出数据锁存信号oe＝0，由于通道切换端s连接至输出端口v2，且此时v2为l，所以可控制模拟开关ic1控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di-相连接、d2与输入接口电路110的di+相连接。因此，使得输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-一一对应。从而实现电源和数据通道的正面切换，完成电源和数据的正常连接。

当磁力数据线反面接入负载设备时，输出磁力接口160与输入磁力接口170反面连接，输出磁力接口160的导电磁铁，将电源地线gnd连接至输入磁力接口170的导电接触面172，即输入磁力接口170的导电接触面172为l。输出磁力接口160的acc端通过输入磁力接口170的第三管脚acc端连接至导电接触面172，被强制拉为l。输出磁力接口160的v1端通过输入磁力接口170的电源负极v-，连接至输入磁力接口170的导电接触面172。即v1为l。由于输入磁力接口170的内部第一管脚v+没有电源供给，所以磁力连接器的第一管脚为悬空状态，所以mcu的管脚v2端被仍然为高电平。mcu先检测到接入信号acc＝l，再判定v2＝h、 v1＝l，则判定当前连接状态为反面接入。mcu输出电源切换控制信号ip1＝h、ip2＝l、in1＝h、in2＝l,控制q2、q3导通开启、q1、q4截止，使得输出磁力接口160的v2端经过p-mos晶体管q2连接到电源正极v+端，v1端经过n-mos晶体管q3连接到电源负极gnd端。同时，mcu输出数据锁存信号oe＝0，由于通道切换端s连接至输出端口v2，且此时v2为h，所以可控制模拟开关控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di+相连接、d2与输入接口电路110的di-相连接。因此，使得输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-一一对应。从而实现电源和数据的通道正面切换，完成电源和数据的正常连接。

当磁力数据线从输入磁力接口170脱离时，mcu的检测信号acc恢复默认状态，因此mcu检测到acc＝h时，可判断当前连接状态为断开。此时mcu可关闭输出的控制信号，即ip1＝h、ip2＝h、in1＝l、in2＝l、s＝0、oe＝1。此时数据通道被锁存为高阻状态，电源正极通道被关断。当mcu检测到错误的识别信号v1＝l、v2＝l时，同样也会关闭输出的控制信号。避免错误的识别信号导致电源错误损坏负载设备。

在第三实施例中，可以改变管脚的排列，即第一与第五管脚对调、第二与第四管脚对调；或者第一管脚与第二管脚对调、第四管脚与第五管脚对调；或者第一管脚与第四管脚对调、第二管脚与第五管脚对调。这几种方式的对调也能满足此电路的方案的需求。

由于苹果设备连接输入磁力接口170接口后，输入磁力接口170接口的导电接触面172会与电源负极相连，所以苹果设备输入磁力接口170接口无须将电源负极连接至输入磁力接口170接口的导电接触面172。

图7是本发明的第四实施例中的双面识别切换电路的电路原理图，如图7所示，输入磁力接口170管脚的排列顺序为：第一管脚为方向信号识别管脚与电源正极管脚的复用管脚，该第一管脚内部连接至第三管脚，第二管脚为数据管脚d-，第三管脚为电源正极管脚v+，第四管脚为数据管脚d+，第五管脚为方向信号识别管脚与电源负极管脚复用的管脚v-。

苹果设备和usb设备的输出磁力接口160统仍然一为一种输出接口，意味着同一条磁力数据线可以兼容苹果设备和usb设备。

输出磁力接口160的第一、第五管脚v1、v2为方向信号识别管脚及电源正负极管脚的复合管脚。第二管脚为数据管脚d1。第三管脚，即中间管脚，为电源正极管脚v+。第四管脚为数据管脚d2。无论正面接入还是反面接入，电源正极v+均通过第三管脚接入输入磁力接口170。

mcu两个输入端口v1、v2通过下拉电阻器连接至电源负极v-，并且与输出磁力接口160的第一、第五管脚连接。未接入输入磁力接口170时，v1、v2均为l。mcu的两个输出端口in2和in1分别通过电阻分压器与n-mos晶体管q1、q2的栅极相连。

输入接口电路110的数据管脚d+、d-经由模拟开关进行通道控制后接入输出磁力接口160的数据管脚d1和d2，电源负极v-由两个n-mos晶体管进行控制后接入输出磁力接口160的管脚v1和v2。

当磁力连接器正面连接时，输出磁力接口160与输入磁力接口170正面连接。由于输入磁力接口170的内部第一管脚连接至第三管脚的电源正极v+，所以输出磁力接口160的第一管脚v1为h，即mcu的管脚v1端被强制拉为h。由于输入磁力接口170的内部第五管脚没有电源供给，所以输出磁力接口160的第五管脚为悬空状态，所以mcu的管脚v2端仍然被拉低为l。即当检测到v1＝h、v2＝l时，mcu可判定当前连接状态为正面接入。mcu输出电源切换控制信号in1＝l、in2＝h,控制n-mos晶体管，使得输出磁力接口160的v2端经过n-mos连接到电源负极v-端。同时，mcu输出数据切换控制信号s＝0、oe＝0，控制模拟开关ic1控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di-相连接、d2与输入接口电路110的di+相连接。因此，使得输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-一一对应。从而实现电源和数据的通道正面切换，完成电源和数据的正常连接。

当磁力数据线反面接入时，输出磁力接口160与输入磁力接口170反面连接。 由于输入磁力接口170的内部第一管脚连接至第三管脚的电源正极v+，所以输出磁力接口160的第五管脚为h，即mcu的管脚v1端被强制拉为高电平。由于输入磁力接口170的内部第五管脚没有电源供给，所以输出磁力接口160的第一管脚为悬空状态，所以mcu的管脚v1端仍然被拉低为l。即当v2＝h、v1＝l时，mcu可判定连接状态为反面连接，mcu可输出电源切换控制信号in2＝l、in1＝h,控制n-mos晶体管，使得输出磁力接口160的v1端经过n-mos连接到电源负极v-端。同时，mcu输出数据切换控制信号s＝1、oe＝0，控制模拟开关ic1控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di+相连接、d2与输入接口电路110的di-相连接。于是，输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-一一对应。从而实现电源和数据的通道反面切换，完成电源和数据的正常连接。

当磁力连接器脱离时，输出磁力接口160与输入磁力接口170脱离。mcu的检测信号恢复默认状态，v1＝l、v2＝l。因此mcu检测到v1、v2的识别信号为：v1＝l、v2＝l时，可判断当前连接状态为断开状态。因此mcu可输出关闭控制信号，即in1＝l、in2＝l、s＝0、oe＝1。此时数据通道被锁存为高阻状态，电源负极通道被关断。当mcu检测到错误的识别信号v1＝h、v2＝h时，同样也会关闭输出的控制信号。避免错误的识别信号导致电源错误损坏负载设备。

在第四实施例中，可以改变管脚的排列，即第一与第五管脚对调、第二与第四管脚对调；或者第一管脚与第二管脚对调、第四管脚与第五管脚对调；或者第一管脚与第四管脚对调、第二管脚与第五管脚对调。这三种方式的对调也能满足此电路的方案的需求。

图8是本发明的第五实施例中的双面识别切换电路的电路原理图。如图8所示，输入磁力接口170的管脚排列顺序为：第一管脚为方向信号管脚与电源正极管脚的复用管脚v+，第二管脚为数据管脚d-，第三管脚为电源正极管脚v-，第四管脚为数据管脚d+，第五管脚为方向信号管脚与电源负极管脚的复用管脚v-，该第五管脚内部连接至第三管脚。

输出磁力接口160的第一、第五管脚为检测管脚及电源正极管脚的复合管脚 v1、v2，第二管脚为数据管脚d1，第三管脚为电源负极管脚gnd，第四管脚为数据管脚d2。无论正面接入还是反面接入，输入接口电路110的电源负极gnd均通过第三管脚接入输入磁力接口170，数据管脚d+、d-经由模拟开关ic1进行通道控制后接入输出磁力接口160的数据管脚d1和d2，电源正极v+管脚由两个p-mos晶体管进行控制后接入输出磁力接口160的管脚v1或v2。容易看出，苹果设备和usb设备的输出磁力接口160统仍然一为一种输出接口，意味着同一条磁力数据线可以兼容苹果设备和usb设备。

mcu两个输入端口v1、v2通过上拉电阻器连接至电源正极v+，并与输出磁力接口160的第一管脚和第五管脚相连。当输出磁力接口160未接入输入磁力接口170时，v1、v2均为高电平。接入输入磁力接口170时，输出磁力接口160的第三管脚将电源负极直接连接至输入磁力接口170。

当磁力连接器正面连接时，输出磁力接口160与输入磁力接口170正面连接。由于输入磁力接口170的内部第五管脚连接至第三管脚的电源负极v-，所以输出磁力接口160的第五管脚v2为低电平，即mcu的管脚v2端被强制拉为低电平。由于输入磁力接口170的内部第一管脚没有电源供给，所以输出磁力接口160的第一管脚v1为悬空状态，所以mcu的管脚v1端仍然为高电平。即当mcu检测到v1＝h、v2＝l时，mcu可判定当前连接状态为正面接入。mcu可输出电源切换控制信号ip1＝l、ip2＝h,控制p-mos晶体管，使得输出磁力接口160的v1端经过p-mos连接到电源正极v+端。同时，mcu输出数据切换控制信号s＝0、oe＝0，控制模拟开关控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di-相连接、d2与输入接口电路110的di+相连接。于是，输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-一一对应。从而实现电源和数据的通道正面切换，完成电源和数据的正常连接。

当磁力连接器反面连接时，输出磁力接口160与输入磁力接口170反向连接。由于输入磁力接口170的内部第五管脚连接至第三管脚的电源负极v-，所以输出磁力接口160的第一管脚v1为低电平，则mcu的管脚v1端被强制拉为低电平。由于输入磁力接口170的内部第一管脚没有电源供给，所以输出磁力接口160的 第五管脚v2为悬空状态，则mcu的管脚v2端仍然为高电平。即当mcu判断v2＝h、v1＝l时，mcu可判定当前连接状态为反面接入，mcu可输出电源切换控制信号ip1＝h、ip2＝l,控制p-mos晶体管，使得输出磁力接口160的v2端经过p-mos连接到电源正极v+端。同时，mcu输出数据切换控制信号s＝1、oe＝0，控制模拟开关控制数据通道，使得输出磁力接口160的d1与输入接口电路110的di+相连接、d2与输入接口电路110的di-相连接。于是，输入磁力接口170的数据管脚d+和d-得以通过输出磁力接口160与输入接口电路110的数据管脚d+、d-一一对应。从而实现电源和数据电路的反面切换，实现电源和数据电路的正常连接。

当磁力连接器断开连接时，输出磁力接口160从输入磁力接口170脱离，mcu的检测信号恢复默认状态，mcu检测到v1、v2的识别信号为：v1＝h、v2＝h时，则关闭输出的控制信号，即ip1＝h、ip2＝h、s＝0、oe＝1。此时数据通道被锁存为高阻状态，电源正极通道被关断。当mcu检测到错误的识别信号v1＝l、v2＝l时，同样也会关闭输出的控制信号，以避免错误的识别信号导致电源错误损坏负载设备。

在第五实施例中，可以改变管脚的排列，即第一与第五管脚对调、第二与第四管脚对调；或者第一管脚与第二管脚对调、第四管脚与第五管脚对调；或者第一管脚与第四管脚对调、第二管脚与第五管脚对调。这三种方式的对调也能满足此电路的方案的需求。

本发明提出的几种稳定的双面识别控制电路，解决了传统电路不稳定、效率低、成本高、电路复杂、工艺难度大等问题，显著提高了电路的稳定性，增大的电路转换效率，降低了产品的成本和工艺难度。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。