带有热保护的USB电缆制造技术

本发明专利技术涉及带有热保护的USB电缆。一种电缆包括：被配置用于在第一器件和第二器件之间传输电功率的功率导线，被配置用于在第一器件和第二器件之间传输数据的第一数据导线，以及与第一数据导线耦接的且与第一感温元件关联的第一保护电路，该第一保护电路被配置用于在由第一感温元件探测到的温度上升至预定的第一跳变温度以上时减小流过第一数据导线的电流，其中第一数据线的断开向电缆所连接的器件指示故障状态，由此流过功率导线的电功率因而减小。

USB cable with thermal protection

【技术实现步骤摘要】
带有热保护的USB电缆相关申请的交叉引用本申请是2016年12月21日提交的美国非临时专利申请No.15/386,144的部分接续申请案，该专利申请No.15/386,144要求在2016年10月5日提交的美国临时专利申请No.62/404,277的权益，这两个专利申请都通过引用的方式全文并入本文。
本公开内容一般地涉及电路保护器件领域，并且更特别地涉及集成有热保护的通用串行总线电缆。
技术介绍
通用串行总线(USB)电缆除了它们更传统的促进数据通信的作用外越来越多地被用于给电子器件供电。随着最近USB-C标准的出现，USB电缆现在能够提供高达100瓦的功率，从而促进以前经由USB连接无法实现的高功率应用。但是，已经观察到，这样高功率的输电能够导致USB电缆受热损坏，尤其是在USB电缆的引脚变脏，弯曲或以其他方式倾向于发生次优连接的情况下。一种已经被用于防止USB电缆过流/过热的技术是安装与USB电缆的载电导线串联的正温度系数(PTC)元件，其中该PTC元件具有随着PTC元件的温度升高而增大的电阻。因而，在流过PTC元件的电流上升到预定上限以上时，PTC元件会升温，从而促使PTC元件的电阻增加并且大幅减小或阻止通过USB电缆的电流。由此防止否则由流过USB电缆的未减小的故障电流引起的损坏。虽然PTC元件在USB电缆中的上述应用提供了用于在早期的低功率(如，5-20瓦)代的USB电缆中防止过流和过热的一种实用的解决方案，但是在现代的USB-C标准电缆中的类似应用提出了重大的挑战。特别地，能够处理100瓦的功率的PTC元件是非常大的且对于在USB电缆中的实际商业应用是昂贵的。对于这些及其他考虑，本专利技术的改进会是有用的。
技术实现思路

技术实现思路
这部分被提供用于以简化的形式来介绍将在后面的具体实施方式部分进一步描述的所选概念。这部分并非旨在指定所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也并非意指作为确定本主题的范围的辅助。根据本公开的电缆的一种示例性实施例可以包含被配置用于在第一器件和第二器件之间传输电功率的功率导线，被配置用于在第一器件和第二器件之间传输数据的第一数据导线，以及与第一数据导线耦接的且与第一感温元件关联的第一保护电路，该第一保护电路被配置用于在由第一感温元件探测到的温度上升至预定的第一跳变温度(triptemperature)以上时减小流过第一数据导线的电流，其中第一数据线的断开向电缆所连接的器件指示故障状态，由此流过功率导线的电功率因而减小。在根据本公开的电缆中用于过温保护的系统的一种示例性实施例可以包含通过电缆相互连接的第一器件和第二器件，其中该电缆包含被配置用于在第一器件和第二器件之间传输电功率的功率导线，被配置用于在第一器件和第二器件之间传输数据的第一数据导线，以及与第一数据导线耦接的且与第一感温元件关联的第一保护电路，该第一保护电路被配置用于在由第一感温元件探测到的温度上升至预定的第一跳变温度以上时减小流过第一数据导线的电流，其中第一器件和第二器件中的至少一个被配置用于在流过第一数据导线的电流减小时减少经由功率导线传输的电功率的量。附图说明图1是示出根据本公开的电缆的一种示例性实施例的引脚布局的示意图；图2A是示出与一对器件连接的图1所示的电缆的一些部分的示意图；图2B是示出图2A所示的电缆的一种可替换实施例的一些部分的示意图；图2C是示出图2A所示的电缆的另一种可替换实施例的一些部分的示意图；图3A是示出与一对器件连接的图1所示的电缆的一种可替换实施例的一些部分的示意图；图3B是示出图3A所示的电缆的一种可替换实施例的一些部分的示意图；图3C是示出图3A所示的电缆的另一种可替换实施例的一些部分的示意图；图4A是示出与一对器件连接的根据本公开的另一个电缆的一种示例性实施例的示意图；图4B是图4A所示的电缆的一种可替换实施例的一些部分的示意图；图4C是图4A所示的电缆的另一种可替换实施例的一些部分的示意图；图5是示出与一对器件连接的根据本公开的另一个电缆的一种示例性实施例的示意图；图6是示出与一对器件连接的根据本公开的另一个电缆的一种示例性实施例的示意图。具体实施方式根据本公开的具有集成的热保护的数据/功率传输电缆下面将参照附图进行更全面地描述，其中将给出电缆的优选实施例。但是，电缆可以按照不同的形式来实现，可以被配置为符合不同的标准(如IEEE标准)并且不应被理解为仅限制于所阐述的实施例。相反，之所以要提供这些实施例，是为了使本公开更全面更完整，并且为了向本领域技术人员传达所述电缆所涉及的范围。参照图1，该图示出了用于示出根据本公开的USB-C数据/功率传输电缆10(以下称为“电缆10”)的引脚布局的示意图。按照USB-C标准的规定，电缆10包含接地导线12、高速(USB2.0，480mbps)数据导线14、超高速+(USB3.1，10Gbps)数据导线16、功率导线18、边带用导线20、配置通道导线22(以下称为“CC导线22”)和Vconn导线24。与本公开特别相关的是功率导线18、CC导线22和Vconn导线24。如本领域技术人员所熟知的，CC导线22允许通过电缆10连接的器件确定器件是否实际上经由电缆10相互连接并且基于这样的确定而通过电缆10来传输功率和/或数据。特别地，如果电缆10所连接的器件在CC导线22上检测到预定电阻，这样的电阻可指出与在电缆10的相对端上的另一个器件的有效连接，则器件可以通过电缆10的合适导线来传输数据和/或功率。相反地，如果器件未能在CC导线22上检测到预定的电阻，指出没有与在电缆10的相对端上的器件的有效连接，则器件将不会通过电缆10来传输数据或功率。与本公开的实施例相关的CC导线22的功能将在下文更详细地讨论。同样如同本领域技术人员所熟知的，Vconn导线24被用来指定电缆10的高功率(例如，>20瓦，典型为100瓦)操作。特别地，Vconn导线24包含集成电路(IC)36(见图2)，该集成电路36设置有被配置用于为所连接的器件指示电缆10能够处理高功率传输的逻辑电路。例如，如果与电缆10连接的器件通过IC36确定电缆10被配置为可处理高功率，则该器件随后可以在电缆10上通过功率导线18来传输高功率。相反地，如果所连接的器件没有接收到有关电缆10被配置为可处理高功率的指示，则该器件将不会在电缆10上传输高功率，而是仅在电缆10上通过功率导线18来传输低功率(如，5-20瓦)。有关在电缆10上是传输高功率还是仅传输低功率的确定由器件仅在电缆10与该器件的初始连接时做出。现在参照图2A，该图示出了用于示出与源器件40和宿器件42(以下称为“源40(thesource40)”和“宿42(thesink42)”)连接的电缆10的CC导线22、Vconn导线24、功率导线18之一和接地导线12之一。应当理解，图2A所示的功率导线18和接地导线12代表了图1所示的电缆10的所有功率导线18和接地导线12。CC导线22可以包含与其内联(inline)连接(例如，经由热键合)的正温度系数(PTC)元件44，使得在电缆10被连接于源40和宿42之间时，PTC元件44与源40和宿42串联连接。PTC元件44可以由被配置为具有随PTC元件44的温度上升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆，包含：被配置为在第一器件与第二器件之间传输电功率的功率导线；被配置为在所述第一器件与所述第二器件之间传输数据的第一数据导线；以及与所述第一数据导线耦接的且与第一感温元件关联的第一保护电路，所述第一保护电路被配置为如果由所述第一感温元件探测到的温度上升至预定的第一跳变温度以上则减小流过所述第一数据导线的电流，其中第一数据线的断开向所述电缆所连接的器件指示故障状态，由此流过所述功率导线的电功率因而减小。

【技术特征摘要】
2018.03.19 US 15/925,2521.一种电缆，包含：被配置为在第一器件与第二器件之间传输电功率的功率导线；被配置为在所述第一器件与所述第二器件之间传输数据的第一数据导线；以及与所述第一数据导线耦接的且与第一感温元件关联的第一保护电路，所述第一保护电路被配置为如果由所述第一感温元件探测到的温度上升至预定的第一跳变温度以上则减小流过所述第一数据导线的电流，其中第一数据线的断开向所述电缆所连接的器件指示故障状态，由此流过所述功率导线的电功率因而减小。2.根据权利要求1所述的电缆，其中所述第一保护电路被配置为当所述电缆与所述第一器件和所述第二器件连接时，与所述第一器件和所述第二器件串行电连接。3.根据权利要求1所述的电缆，其中所述第一数据导线是被配置为允许所述第一器件和所述第二器件来确定是否已经通过所述电缆建立了连接的配置通道(CC)导线。4.根据权利要求1所述的电缆，其中所述第一数据导线被额定为处理最大330微安。5.根据权利要求1所述的电缆，还包含：被配置为在所述第一器件与所述第二器件之间传输数据的第二数据导线；以及与所述第二数据导线耦接的且与第二感温元件关联的第二保护电路，所述第二保护电路被配置为如果由所述第二感温元件探测到的温度上升至预定的第二跳变温度以上则减小流过所述第二数据导线的电流。6.根据权利要求1所述的电缆，还包含：被配置为促进所述电缆的高功率操作的Vconn导线，所述Vconn导线具有与其耦接的集成电路，所述集成电路被配置为指示出所述电缆被配置为处理高功率；以及与所述Vconn导线耦接的且与第二感温元件关联的第二保护电路，所述第二保护电路被配置为如果由所述第二保护电路探测到的温度上升至预定的第二跳变温度以上则减小流过所述Vconn导线的电流。7.根据权利要求6所述的电缆，其中所述第二保护电路被配置为当所述电缆与所述第一器件和所述第二器件连接时，与所述第一器件和所述第二器件串行电连接。8.根据权利要求6所述的电缆，其中所述第二跳变温度低于所述第一跳变温度。9.根据权利要求1所述的电缆，其中所述电缆符合通用串行总线(USB)C型标准。10.一种用于提供过温保护的系统，包含：通过电缆相互连接的第一器件和第二器件；其中所述电缆包含：被配置为在所述第一器件与所述第二器件之间传输电功率的功率导线；被配置为在所述第一器件与所述第二器件之间传输数据的第一数据导线；以及与所述第一数据导线耦接的且与第一感温元件关联的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·格鲁波维奇，游恭豪，
申请(专利权)人：力特保险丝公司，
类型：发明
国别省市：美国,US