USBType‑C集线器的制作方法

本实用新型涉及通讯设备传输部件技术领域，特别是涉及一种USB Type-C集线器。

背景技术：

USB IF于2014年8月正式发布新一代USB Type-C接口标准，该新接口凭借其小巧纤薄，可正反插，支持10Gbps的数据传输速率，最高至100W的强大供电能力，支持模拟音频，端口属性可灵活配置等优点，受到全球各大电脑，手机，平板等厂商的亲睐。预计USB Type-C将在3至5年内替换掉现在所有的Type-A及Type-B USB接口，成为高速数据与大功率传输的统一标准接口。

2015年3月份，苹果发布了最新一款12寸MacBook笔记本电脑，这是第一款支持USB Type-C的笔记本电脑，USB-C很快将在下一代电脑上出现。诺基亚的平板电脑N1是世界上第一款支持USB-C的平板电脑。至于连接在电脑主机以外的硬件设备，闪迪公司(SanDisk)以及法国莱斯公司(LaCie)各自推出了采用USB Type-C的外部设备产品，闪迪公司(SanDisk)推出的是32GB的U盘(USB闪存驱动器)，法国莱斯公司(LaCie)推出的是移动硬盘。

作为一种新技术新标准，这种技术的普及还有一段时间将最新的Type-c转换成通用的Type-A或者HDMI等接口，以方便用户使用，成为本领域技术人员的研发方向。

鉴于USB Type-C技术的不普遍，目前市面上的设备或多或少并未完全发挥出Type-c的完整功能。12寸MacBook笔记本电脑只能支持到USB 3.0即5Gbps的数据传输速率和29W的充电功率。现有产品也存在类似数据传输速率达不到10Gbps，以及充电功率达不到USB PD(USB Power Delivery Specification，USB接口实现最大可供给电力的标准)要求、不支持双向充电、相同体积下接口数量偏少以及转换器自生功耗过大等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种USB Type-C集线器，该集线器能够提高数据传输速率、支持双向充电且功耗低。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种USB Type-C集线器，包括：

USB 3.0集线器所述USB 3.0集线器通过数据线连接若干USB 3.0 Type-A端子，构成若干个UBS 3.0母座；

Type-C焊盘，所述Type-C焊盘通过高速线与所述USB 3.0集线器相连接，所述Type-C焊盘连接有Type-C控制器下行端口，所述Type-C控制器下行端口通过Type-C控制器上行端口连接Type-C母座；

RJ45插座，所述RJ45插座通过网络转换控制器与所述USB 3.0集线器相连；

SD卡母座，所述SD卡母座通过USB 2.0读卡控制器与所述USB 3.0集线器相连；

HDMI插座，所述HDMI插座通过DP到HDMI 2.0转换器连接超高速数据交换器的输出端，所述超高速数据交换器的另一输出端与所述USB 3.0集线器输入端，所述超高速数据交换器的输入端与所述Type-C焊盘相连接。

可选的，本实用新型提供的USB Type-C集线器还包括：

供电电源，用于给支持USB Type-C的计算机和HUB集线器供电，所述供电电源与所述Type-C焊盘相连接，并与所述Type-C母座相连接。

可选的，所述Type-C母座用于插入支持USB Type-C的计算机和HUB集线器。

可选的，所述Type-C母座自适应Mac OS X系统，并支持Windows 7、Windows 8和Windows 10系统。

可选的，所述Type-C控制器下行端口与所述网络转换控制器之间连接有Type-C Billboard控制器。

可选的，所述RJ45插座自适应Mac OS X系统，并支持千兆网络。

可选的，所述SD卡母座支持读取SD卡、SDHC卡和SDXC卡。

可选的，所述UBS 3.0母座向下兼容USB2.0和USB1.0，若干个所述UBS3.0母座支持同时工作，且每个所述UBS 3.0母座的充电电流不小于1.5A。

可选的，所述HDMI插座，用于连接显示设备，支持HDMI2.0显示协议。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供的USB Type-C集线器通过在Type-C焊盘与Type-C母座依次设置Type-C控制器下行端口和Type-C控制器上行端口，实现了双向充电功能，即插上Macbook笔记本电脑可通过本USB Type-C集线器给HUB集线器及与USB相连接的设备供电，而插上适配器则可为HUB集线器、USB设备以及Macbook笔记本电脑供电，且支持热插拔工作，无需断电重启。

进一步的，本实用新型提供的USB Type-C集线器中的Type-C焊盘通过数据选择器MUX(Multiple User Experiment)将Type-C的4对高速信号分成两组8队，其中4队高速信号用于DP-HDMI(Display Port，DP；High Definition Multimedia Interface，HDMI)，另外4队通过USB 3.0集线器分别用于2组USB3.0母座、RJ45插座和SD卡母座，充分利用Type-C焊盘的功能，并提高了数据传输速率。

进一步的，本实用新型提供的USB Type-C集线器在Type-C控制器下行端口与网络转换控制器之间连接有Type-C Billboard控制器，Type-C Billboard控制器采用Billboard芯片，用于检测视频信号和数据信号翻转。

进一步的，供电电源使用了高性能的Buck-Boost芯片LT3789，转换效率高达98％。USB Type-C集线器使用6层0.8mm的PCB板，PCB板上共有53对差分线，匹配了50Ω，90Ω和100Ω的阻抗。PCB板上还对电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)、电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)和静电释放(electron static discharge，ESD)这些做了很多相关设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的USB Type-C集线器结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的USB Type-C集线器的PCB板结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型提供了一种USB Type-C集线器，包括：

USB 3.0集线器，USB 3.0集线器通过数据线连接若干USB 3.0 Type-A端子，构成若干个UBS 3.0母座；

Type-C焊盘，Type-C焊盘通过高速线与USB 3.0集线器相连接，Type-C焊盘连接有Type-C控制器下行端口，Type-C控制器下行端口通过Type-C控制器上行端口连接Type-C母座；

RJ45插座，RJ45插座通过网络转换控制器与USB 3.0集线器相连；

SD卡母座，SD卡母座通过USB 2.0读卡控制器与USB 3.0集线器相连；

HDMI插座，HDMI插座通过DP到HDMI 2.0转换器连接超高速数据交换器的输出端，超高速数据交换器的另一输出端与USB 3.0集线器输入端，超高速数据交换器的输入端与Type-C焊盘相连接。

该USB Type-C集线器通过在Type-C焊盘与Type-C母座依次设置Type-C控制器下行端口和Type-C控制器上行端口，实现了双向充电功能，即插上Macbook笔记本电脑可通过本USB Type-C集线器给HUB集线器及与USB相连接的设备供电，而插上适配器则可为HUB集线器、USB设备以及Macbook笔记本电脑供电，且支持热插拔工作，无需断电重启。

作为一种可选的实施方式，本实用新型提供的USB Type-C集线器还包括：供电电源，用于给支持USB Type-C的计算机和HUB集线器供电，供电电源 与Type-C焊盘相连接，并与Type-C母座相连接。本实施方式中的供电电源使用了高性能的Buck-Boost芯片LT3789，转换效率高达98％，满足USB PD(USB Power Delivery Specification)的规范。

作为一种可选的实施方式，Type-C母座用于插入支持USB Type-C的计算机和HUB集线器；且该Type-C母座能够自适应Mac OS X系统，并支持Windows 7、Windows 8和Windows 10系统。

作为一种可选的实施方式，Type-C控制器下行端口与网络转换控制器之间连接有Type-C Billboard控制器。Type-C Billboard控制器采用Billboard芯片，用于检测视频信号和数据信号翻转。

作为一种可选的实施方式，RJ45插座能够自适应Mac OS X系统，不需要任何驱动程序，并支持千兆网络，作为网络接入口。

作为一种可选的实施方式，SD卡母座支持读取SD卡(Secure Digital Memory Card)、SDHC(Secure Digital High Capacity)卡和SDXC卡(Secure Digital extended Capacity)，SD卡最大支持2GB容量，SDHC最大支持32GB容量，SDXC最大支持2TB(2048GB)容量，支持SDXC卡的数码设备是兼容支持SD卡与SDHC卡，但不支持普通的SD和SDHC卡槽和读卡器；SDXC卡除了容量升级为最大2T以外，主要是能够支持300M/s的传输速度，也就是“高速SD”卡。支持SDHC卡的数码设备是兼容支持SD卡的，不支持SDXC卡。

作为一种可选的实施方式，UBS 3.0母座向下兼容USB2.0和USB1.0，若干个UBS 3.0母座支持同时工作，且每个UBS 3.0母座的充电电流不小于1.5A。

作为一种可选的实施方式，HDMI插座，用于连接显示设备，支持HDMI2.0显示协议，即4K显示。基于此，本实用新型能够将由支持USB Type-C的计算机输入的DP(Display Port)信号完美的转换成4K高清的HDMI信号输出，提高了视频信号的清晰度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于 本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。