一种扩展坞的制作方法

1.本实用新型属于扩展坞技术领域，具体涉及一种扩展坞。


背景技术：

2.扩展坞(docking station)是为智能设备设计的一种外置设备。扩展坞中设置有多个不同类型的数据输入接口，当扩展坞与智能设备连接时，智能设备通过扩展坞与多个不同类型的外置设备进行连接，以扩展智能设备的端口功能。
3.通过接口和插槽，扩展坞可以连接多种外部设备，如驱动器、大屏幕显示器、键盘、打印机、扫描仪等等，扩展坞弥补了轻薄笔记本电脑本身携带附件较少的缺陷，使用户在办公室里能够享受到台式机一样的便利和舒适，在移动办公时又能发挥笔记本的便携性，为用户节省宝贵的桌面空间，且在经过扩展坞的拓展后可以使多个接口同时使用。
4.现有技术中，扩展坞均为单上行端口，在多台电脑或手机之间进行切换时，需要先拔除在先连接的设备的连接线，再插上需要更换的设备的连接线，因此切换比较麻烦。另外，频繁的插拔也会影响扩展坞的性能，减少扩展坞的使用寿命。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型通过，提出了一种扩展坞，包括：
6.多个输入端口，所述输入端口包括type-c端口和/或usb端口，用于连接外部终端设备；
7.多个子端口，用于连接负载；
8.转换电路，用于连接所述输入端口，并将所述type-c端口的信号转换为usb数据信号；
9.通信电路，用于向所述转换电路传送驱动其切换连接的所述输入端口的切换信号；
10.扩展电路，所述扩展电路与所述转换电路信号连接，用于接收所述usb端口通过所述转换电路传送的usb数据信号和/或所述type-c端口通过所述转换电路转换的usb数据信号，并将所述usb数据信号扩展为多组传送至所述子端口的usb数据信号。
11.具体地，所述扩展坞还包括与所述通信电路信号连接的切换开关，所述切换开关用于生成所述切换信号，并发送至所述通信电路。
12.进一步地，所述切换开关电连接所述通信电路
13.可选地，所述输入端口包括type-c端口和/或dp母座端口，所述转换电路还用于将所述type-c端口的信号转换为dp视频信号。
14.进一步地，所述扩展坞还包括：
15.hdmi视频电路，所述hdmi视频电路与所述转换电路信号连接，用于接收所述dp母座端口通过所述转换电路传送的dp视频信号和/或所述type-c端口通过所述转换电路转换的dp视频信号，并通过所述hdmi视频电路连接的hdmi端口，将接收的所述dp视频信号转换
为标准hdmi高清视频输出。
16.具体地，所述扩展坞还包括：
17.充电端，用于连接外部电源，使所述外部电源为所述扩展坞的内部用电电路和所述输入端口连接的所述外部终端设备供电。
18.进一步地，所述扩展坞还包括：
19.变压电路，所述变压电路电连接所述充电端和/或所述转换电路，所述通信电路还用于向所述变压电路发送信号，使所述变压电路转换所述外部电源和/或所述外部终端设备提供的电压，并为所述扩展坞的内部用电电路供电。
20.进一步地，所述通信电路包括协议电路，所述协议电路用于使所述外部电源利用快充识别协议通过所述转换电路为所述外部终端设备供电。
21.优选地，所述协议电路与所述转换电路间设置有cc协议，所述协议电路通过所述cc协议对所述外部终端设备进行初始化。
22.进一步地，所述扩展坞还包括：
23.至少一条数据线,所述数据线设有至少一个所述输入端口，所述数据线与所述扩展坞导电连接；
24.安装位，所述安装位与所述数据线设置的所述输入端口对应，所述数据线的所述输入端口可拆卸地连接所述安装位，用于使所述数据线首尾两端均能连接于所述扩展坞形成挂绳。
25.本实用新型至少具有以下有益效果：
26.本实用新型提出的扩展坞解决了用户在使用扩展坞时，若需要切换扩展坞连接的外部终端设备，则必须拔除在先连接的设备的连接线，再插上需要更换的设备的连接线的问题，减少了不必要的麻烦，提升了用户的使用体验，也防止了因频繁拔插连接线对扩展坞的使用寿命造成影响；
27.进一步地，本实用新型提出的扩展坞能够实现在多个连接接口间循环切换信号通道，方便了用户的使用，并且能够通过电源或终端设备为扩展坞的用电电路供电，较为灵活。
28.以此，本实用新型提供了一种扩展坞，本实用新型提出的扩展坞使用户不必插拔连接线，即可在扩展坞连接的多台电脑或手机之间进行切换，减少了因切换设备给用户带来的不便，同时避免了因频繁插拔连接线导致影响到扩展坞的使用寿命。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
30.图1为本实用新型提供的扩展坞的整体结构电路示意图；
31.图2为本实用新型提供的扩展坞的整体结构示意图；
32.图3为本实用新型提供的扩展坞的内部结构示意图；
33.图4为转换电路的电路结构示意图；
34.图5为变压电路的第一部分电路结构示意图；
35.图6为变压电路的第二部分电路结构示意图。
36.附图标记：
37.1-输入端口；2-转换电路；3-通信电路；4-充电端；5-子端口；6-hdmi视频电路；7-hub扩展电路；8-变压电路；9-mos开关；11-数据线；12-安装位；13-第一typec端口；14-第二typec端口；15-dp母座端口；16-usb端口；17-hdmi端口；18-sd端口；19-tf端口；31-切换按键。
具体实施方式
38.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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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。
39.本实用新型提供一种扩展坞，不必反复插拔与扩展坞的连接线，即可实现在多部终端设备间进行灵活的切换，请参考图1，所述扩展坞包括：
40.多个输入端口1，用于连接外部终端设备；
41.转换电路2，用于连接输入端口1，并转换输入端口传递的信号；
42.通信电路3，用于向转换电路2传送驱动其切换连接的输入端口1的切换信号。
43.需要说明的是，所述输入端口1包括但不限于任何一种已知型号的端口，如type-c端口、usb端口等。
44.优选地，请参考图2、图3，本实用新型提供的扩展坞设置有至少一条用于连接外部终端设备的数据线11，数据线11设有至少一个输入端口1，数据线11与扩展坞导电连接；
45.扩展坞设有与数据线11设置的输入端口1对应的安装位12，数据线11的输入端口1可拆卸地连接安装位12，以使数据线11首尾两端均能连接于扩展坞形成挂绳，方便了用户对扩展坞进行携带。
46.优选地，扩展坞具有四个输入端口1，包括两个type-c端口、一个dp母座端口和一个usb3.0接口，其中dp母座端口和usb3.0端口组成一个输入端口组件，转换电路用于将所述type-c端口的信号分别转换为usb数据信号和dp视频信号，能够满足目前大部分终端设备的连接需求，实现了扩展坞与至多三台终端设备之间连接的自由切换，减少了传统设备切换连接时存在的插拔连接线的麻烦，显著提升了用户协同使用多台终端设备时的体验，同时也不会影响扩展坞的使用寿命。
47.进一步地，所述扩展坞包括与通信电路3信号连接的切换开关，切换开关电连接通信电路3，用于根据用户需求生成切换信号，并发送至通信电路3，通信电路3检测切换信号后，通过i2c协议发送切换信号至转换电路2，使转换电路2导通和/或切断与输入端口1的连接。
48.在一个具体实施例中，所述切换开关包括切换按键31，即图1中示出的key，当按键被按下时生成切换信号，通信电路3接收切换信号并进行检测，检测后通过i2c协议发送切换信号至转换电路2，使转换电路2导通和/或切断与输入端口1的连接。具体地，本实施例中，按键每被按下一次，转换电路2连接的信号通道在第一typec端口13的信号通道、第二
typec端口14的信号通道、以及dp母座端口15与usb端口16组合形成的输入端口组件的信号通道间循环切换。
49.需要说明的是，标准type-c信号包含dp视频信号和usb数据，因此，转换电路2连接第一typec端口13的信号通道、第二typec端口14的信号通道或dp母座端口15与usb端口16组合形成的输入端口组件的信号通道时，转换电路2会且仅会输出一组dp视频信号和一组usb数据。
50.具体地，所述扩展坞还包括：
51.充电端4，用于连接外部电源，使所述外部电源为扩展坞内部用电电路和输入端口1连接的外部终端设备供电；
52.多个子端口5，用于连接负载，与输入端口1连接的外部终端设备进行数据交互。
53.需要说明的是，所述负载包括但不限于任何一种已知型号的设备，本实施例中以usb设备为例，在一个具体实施例中，所述负载包括usb设备，所述子端口5包括usb端口。
54.示例性地，在图2、图3中示出了一种扩展坞，该扩展坞的输入端口1包括一个type-c端口，子端口5包括两个usb端口16、hdmi端口17、sd端口18和tf端口19，但并不能理解为对扩展坞中端口种类及数量的限制，可以根据实际生产与应用的需求，调节扩展坞的端口种类和数量。
55.具体地，请参考图4，转换电路2通过物理层分别与多个输入端口1及多个子端口5连接，以实现输入端口1与子端口5之间的数据交互。
56.进一步地，所述扩展坞还包括：
57.hdmi视频电路6，hdmi视频电路6与转换电路2信号连接，当转换电路2导通与dp母座端口的连接时，hdmi视频电路6用于接收dp母座端口通过转换电路2传送的dp视频信号和/或type-c端口通过转换电路2转换的dp视频信号，并通过hdmi视频电路6连接的hdmi端口17，将接收的dp视频信号转换为标准hdmi高清视频输出；
58.hub扩展电路7，hub扩展电路7与转换电路2、子端口5信号连接，用于接收usb端口通过转换电路2传送的usb数据信号和/或type-c端口通过转换电路2转换的usb数据信号，并将一组usb的数据扩展为多组usb数据信号传送至各个子端口5。
59.示例性地，图1中示出了hub扩展电路7将一组usb的数据扩展为二组usb数据信号的情形，但并不能理解为对hub扩展电路7中将一组usb的数据扩展为数据信号的组数的限制，可以根据扩展坞设计的需求，调节扩展usb数据信号的组数，例如大于二组或者小于二组。
60.优选地，所述扩展坞还包括变压电路8，所述变压电路8电连接充电端4和/或转换电路2，用于通过充电端4连接的外部电源和/或输入端口1连接的外部终端设备为内部用电电路供电，本实施例中，充电端4连接的外部电源和/或输入端口1连接的外部终端设备通过变压电路8为通信电路3、hdmi视频电路6和hub扩展电路7供电。
61.进一步地，本实施例中通信电路3还用于通过向变压电路8发送信号的方式，使变压电路8将所述外部电源和/或所述外部终端设备的电压转换为预设电压值的电压，并以所述预设电压值的电压为通信电路3、hdmi视频电路6和hub扩展电路7供电。
62.优选地，所述预设电压值为+5v，所述所述外部电源和/或所述外部终端设备的电压范围为+5-20v。
63.具体地，所述通信电路3包括协议电路，所述协议电路设置于充电端4与转换电路2之间，当扩展坞同时与外部终端设备、外部电源连接时，协议电路利用快充识别协议使充电端4连接的外部电源通过转换电路2为输入端口1连接的外部终端设备以超出所述预设电压值的电压进行快充。优选地，所述快充识别协议包括pd快充协议、qc快充协议或pe快充协议。
64.进一步地，所述协议电路还用于在接通外部电源和/或外部终端设备，使充电端4连接的外部电源和/或输入端口1连接的外部终端设备为内部用电电路供电后，通过cc协议对与输入端口1连接的外部终端设备进行初始化。
65.需要说明的是，pd协议全称为usb pd(usb power delivery，功率传输协议)，pd协议是基于usb3.2 gen2后提出的功率传输概念，可以将充电能力扩大为10倍，最高可达100瓦。
66.具体地，请参考图5，所述变压电路8包括第一芯片q1和第一mos管q2，具体的第一芯片q1的可选型号有许多，第一芯片q1包括但不限于任何一种已知型号的芯片，在本实施例中，所述第一芯片q1的型号为gtd3419；
67.所述第一mos管q2为n型金属氧化物半导体场效应晶体管(negative channel metal oxide semiconductor，nmos)，在使用nmos管情况下，所述第一mos管q2的第一极为漏极d，第二级为源极s。所述第一mos管q2的栅极g接收到高电平时，所述第一mos管q2处于导通状态；所述第一mos管q2的栅极g接收到低电平时，所述第一mos管q2处于截止状态。
68.具体地，第一mos管q2的漏极d连接第一芯片q1，第一mos管q2的源极s接地，第一mos管q2的源极s与第一mos管q2的栅极g间并联有第二电阻r2，第一mos管q2的栅极g用于接收pd通信电路3发送的信号，即图5中示出的gpio5信号。
69.进一步地，第一芯片q1的第一端连接vbus_m,第一芯片q1的第二端连接bus_5v,第一芯片q1的第三端连接第一mos管q2的漏极d，第一芯片q1的第一端与第一芯片q1的第三端间并联有第一电阻r1。
70.具体地，请参考图6，所述变压电路8还包括第二芯片u1和第二mos管q3，具体的第二芯片u1的可选型号有许多，第二芯片u1包括但不限于任何一种已知型号的芯片，在一个具体实施例中，所述第二芯片u1的型号为mt3905；
71.所述第二mos管q3为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，在使用nmos管情况下，所述第二mos管q3的第一极为漏极d，第二级为源极s。所述第二mos管q3的栅极g接收到高电平时，所述第二mos管q3处于导通状态；所述第二mos管q3的栅极g接收到低电平时，所述第二mos管q3处于截止状态。
72.具体地，第二mos管q3的漏极d连接第二芯片u1，第二mos管q3的源极s接地，第二mos管q3的栅极g用于接收pd通信电路3发送的信号，即图6中示出的gpio6信号。
73.进一步地，第二芯片u1的信号输入端vin连接vbus_m，第二芯片u1的使能端en连接第二mos管q3的漏极d，第二芯片u1的sw端通过第一电感l1连接bus_sv；
74.第二芯片u1的sw端与第二芯片u1的bst端间连接有电容，第二芯片u1的信号输入端vin和第二芯片u1的使能端en间并联有第三电阻r3，第二芯片u1的sw端和第二芯片u1的fb端间并联有第四电阻r4，第二芯片u1的fb端通过第五电阻r5接地。
75.进一步地，所述扩展坞还包括通断电路，通断电路用于接收通信电路3发送的通断
信号，并根据所述通断信号，导通充电端4与变压电路8之间的供电线路，切断转换电路2与变压电路8之间的供电线路；
76.或，根据所述通断信号，切断充电端4与变压电路8之间的供电线路，导通转换电路2与变压电路8之间的供电线路。
77.本实施例中，所述通断电路包括mos开关9，所述mos开关9设置于充电端4与变压电路8之间、输入端口1与变压电路8之间，mos开关9用于根据通信电路3发送的信号，切换充电端4与变压电路8的供电线路、输入端口1与变压电路8的供电线路连接，进而确保终端设备的用电安全。
78.具体地，mos开关9由通信电路3发送的信号切换充电端4与输入端口1的电源通断，当扩展坞未通过充电端4连接外部电源，仅通过输入端口1连接外部终端设备时，通信电路3发送信号使mos开关9切断充电端4与变压电路8间的供电线路连接，导通输入端口1与变压电路8间的供电线路连接；
79.当扩展坞通过充电端4连接外部电源，且通过输入端口1连接外部终端设备时，通信电路3发送信号使mos开关9接通充电端4与变压电路8间的供电线路连接，切断输入端口1与变压电路8间的供电线路连接，以确保终端设备的用电安全。
80.综上所述，本实用新型提供了一种扩展坞，本实用新型提出的扩展坞使用户不必插拔连接线，即可在扩展坞连接的多台电脑或手机之间进行切换，减少了因切换设备给用户带来的不便，同时避免了因频繁插拔连接线导致影响到扩展坞的使用寿命。
81.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。