防打火功率型通訊電插接件的製作方法

2023-07-08 15:36:41 1

本發明涉及電插接技術領域，特別涉及的是一種防打火功率型通訊電插接件。

背景技術：

插頭和插座一般配對使用，通常有作為電源連接的插頭和插座、及作為通訊連接的插頭和插座。目前的防打火功率型插座或插頭，僅靠結構實現避免打火線性的功能，通常的，在插頭芯內設有一限位開關，當插頭插入插座上段時，此開頭處於關斷狀態，負載無電流不會打火，只有當插頭插到位後，插座內的頂杆才能頂著限位開關的開關柄將開關打開通電，避免插頭插入時產生打火現象；當拔出插頭時則反之，頂杆先脫離開關柄，限位開關先關斷，切斷電源，插頭拔出時也不會打火。但是，機械結構的長時間操作會使得結構發生鬆動不穩定，而且增加插頭插座的內部容置空間，而且，也不具備通訊功能，無法實現數據通訊。

一般的通訊插頭或插座，只能實現小信號的通訊功能，很難和大電流連接端子兼容在一起，尤其很難與大功率負載供電的電源連接端子兼容，假使將作為電源連接的插頭和插座及作為通訊連接的插頭和插座放在一起，通常做法也是硬性連接插拔。所有大功率負載都必須要有大容量儲能續流電容及相應的打火電容，硬性連接插拔無法避免在插拔過程中，電路內的儲能電容放電、產生火花的問題，也無法保證正確的上電時序，極容易損壞通訊接口，或者破壞通訊信號的完整性。

此外，在上電或斷電或其他情況發生的大功率負載電流的突變，會對通訊端子的信號通訊產生衝擊，相互之間產生串擾，信號無法正常或完整輸出，電性能也受到影響變得不穩定。因此，目前通常是將作為電源連接的插頭和插座及作為通訊連接的插頭和插座分體設置，相應帶來插接不便，插接部件多而凌亂的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種防打火功率型通訊電插接件，可避免打火現象，從而防止損壞插接件和通訊電路。

為解決上述問題，本發明提出一種防打火功率型通訊電插接件，包括電源連接件和信號連接件；所述電源連接件包括電源端子和電源地端子，及分別連接所述電源端子和電源地端子的電源線和電源地線；所述信號連接件包括信號端子和信號地端子，及分別連接所述信號端子和信號地端子的信號線和信號地線；在電源線和電源地線之間電連接有儲能電容，在信號地線和電源地線之間電連接有抑制打火電阻；

在插接件配對插接時，信號地端子之間的電連接先於電源端子之間的電連接，且電源端子之間的電連接先於電源地端子之間的電連接和信號端子之間的電連接，從而在信號地端子之間和電源端子之間電連接後，所述抑制打火電阻和所述儲能電容構成迴路，以抑制儲能電容瞬間釋放大電流。

根據本發明的一個實施例，電源地端子之間和信號端子之間同時電連接，或者，電源地端子之間先於信號端子之間電連接。

根據本發明的一個實施例，所述電源連接件用於連接電源電路的電源或大功率負載電路的大功率負載，所述信號連接件用於連接電源電路的外部晶片或大功率負載電路的外部晶片。

根據本發明的一個實施例，插接件配對插接時端子之間越先電連接，則端子之間的接觸距離越短。

根據本發明的一個實施例，相互配對電連接的端子為一凹端子和一凸端子；先電連接的凸端子伸出長度更長，凸端子可伸縮，凸端子接觸到凹端子後被壓縮，以使其他凸端子一一接觸；或，先電連接的凸端子伸出長度更長，凹端子更深，凸端子接觸到凹端子後可繼續向下伸入，以使其他凸端子一一接觸。

根據本發明的一個實施例，所述插接件為與插座配對插接的插頭、或與插頭配對插接的插座、或相互配對插接的插頭和插座。

根據本發明的一個實施例，所述儲能電容設於所述插頭、或插座中或者設於所述連接電源電路、或大功率負載電路中。

根據本發明的一個實施例，所述抑制打火電阻設於所述插頭、或插座中或者設於所述電源電路、或大功率負載電路中。

根據本發明的一個實施例，電源端子、電源地端子、信號端子、信號地端子內嵌或伸出於插頭或插座。

根據本發明的一個實施例，在插接件中，信號地線和電源地線之間分離設置。

採用上述技術方案後，本發明相比現有技術具有以下有益效果：

將電源連接件和信號連接件集成在一起，一次性插拔便可同時實現電源連接和通訊連接，操作更為方便；在各端子連接上電過程中，通過特定的上電時序，使得抑制打火電阻與儲能電容之間先構成迴路，以限制儲能電容在後瞬間放出大電流，避免打火現象出現，保護插接件及連接的通訊電路，可延長插接件的使用壽命；

將插頭和插座的電源地和信號地分離設置，避免了大功率負載電流突變對信號地或信號通訊的衝擊，避免相互之間的信號串擾，保證通訊信號的完整性和正確性，使得整個包含該插頭插座的設備電路電性能更穩定，產品性能更穩定，克服不能兼容的問題。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的防打火功率型通訊電插接件的電路結構示意圖；

圖2為本發明一實施例的功率型通訊電插接件的電路結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。

參看圖1，在一個實施例中，防打火功率型通訊電插接件為插頭和插座，兩者相互配合插接，圖1中，1為插頭或插座，2為插座或插頭。兩者之一連接電源電路3，兩者之另一連接大功率負載電路4。插頭和插座的連接可以同時實現供電功能和通訊功能。可以理解，防打火功率型通訊電插接件也可以單獨地為與插座配對插接的插頭、或與插頭配對插接的插座。

插頭和/或插座包括電源連接件和信號連接件。電源連接件包括電源端子P+和電源地端子PGnd，及分別連接電源端子P+和電源地端子PGnd的電源線和電源地線。信號連接件包括信號端子S和信號地端子SGnd，及分別連接信號端子S和信號地端子SGnd的信號線和信號地線。

插頭的電源端子P+、電源地端子PGnd、信號端子S和信號地端子SGnd分別用來與插座的電源端子P+、電源地端子PGnd、信號端子S和信號地端子SGnd配合連接，這些端子可以一次性插拔，操作方便快速。可選的，一插頭或插座的信號端子S與其連接的信號線可以不止一條，當然，信號端子S也並不限於一個。

在電源線和電源地線之間電連接有儲能電容C1，儲能電容C1用以進行大容量儲能，為大功率負載L進行續流。但是，一般的插接件都是電源端子之間和電源地端子之間先接觸，這樣就會該儲能電容就會和電源正負極構成迴路，瞬間放出大電流，產生打火現象，極易損壞插頭插座及通訊電路，此時該儲能電容可以看作是一產生打火電容。可選的，儲能電容C1設於插頭、或插座中或者設於連接電源電路3、或大功率負載電路4中。

在信號地線和電源地線之間電連接有抑制打火電阻R1。可選的，抑制打火電阻R1設於插頭、或插座中或者設於電源電路3、或大功率負載電路4中。

插頭和插座在插接時，信號地端子SGnd之間的電連接先於電源端子P+之間的電連接，且電源端子P+之間的電連接先於電源地端子PGnd之間的電連接和信號端子S之間的電連接，從而在信號地端子SGnd之間和電源端子P+之間電連接後，抑制打火電阻R1和儲能電容C1構成迴路，以抑制儲能電容C1瞬間釋放大電流。換言之，插頭和插座在配對插接時，插頭和插座的信號地端子SGnd之間最先電性連通，接著插頭和插座的電源端子P+之間再電性導通，最後插頭和插座的電源地端子PGnd之間和信號端子S之間再電性導通。在本發明實施例中，端子之間的電連接指電性連通，當然也可以指結構上面的直接接觸(導電端子的接觸即實現了電性連通)。

將電源連接件和信號連接件集成在一起，一次性插拔便可同時實現電源連接和通訊連接，操作更為方便；在各端子連接上電過程中，通過特定的上電時序，使得抑制打火電阻R1與儲能電容C1之間先構成迴路，以限制儲能電容C1在後瞬間放出大電流，避免打火現象出現，保護插接件及連接的通訊電路，可延長插接件的使用壽命。

可選的，電源地端子PGnd之間和信號端子S之間同時連接，或者，電源地端子PGnd之間先於信號端子S之間連接。避免抑制打火電阻R1和儲能電容C1構成的迴路上的電流影響到信號線而損壞通訊電路。

在圖1的示例中，1為插頭或插座，2為插座或插頭。電源電路3至少包括電源BT1和外部晶片U1，大功率負載電路4至少包括大功率負載和外部晶片U2，電源電路3和大功率負載電路4分別可以設於一塊電路基板上。外部晶片U1和外部晶片U2例如可以是MCU晶片，但不限於此，也可以是其他具有信號處理功能的晶片，外部晶片U1和外部晶片U2之間通過插頭和插座的信號連接件之間的連接實現電連接通信。電源BT1通過插頭和插座的電源連接件之間的連接實現與大功率負載電路3的電連接，並為其供電。

插頭和插座均設有電源連接件和信號連接件，可以理解，插頭和插座插接在一起時，插頭和插座的電源連接件之間相互配合連接，插頭和插座的信號連接件之間相互配合連接。電源連接件用於連接電源電路3的電源BT1或大功率負載電路4的大功率負載L，例如可以是但不限於，插頭的電源連接件連接電源電路3的電源，而插座的電源連接件連接大功率負載電路4的大功率負載L。信號連接件用於連接電源電路3的外部晶片U1或大功率負載電路4的外部晶片U2，例如可以是但不限於，插頭的信號連接件連接電源電路1的外部晶片U1，插座的信號連接件連接大功率負載電路4的外部晶片U2。

插接件配對插接時端子之間越先電連接，則端子之間的接觸距離越短。例如插頭和插座在插接時，先電連接的端子之間的接觸距離短於後電連接的端子之間的接觸距離，以保證端子之間的先後接觸，實現特定的上電時序，當然同時電連接的端子之間的接觸距離便相同。在一次性接插過程中，先連接的端子先接觸，後連接的端子後接觸，適用於前述各實施例中的端子先後連接的方式，具體不一一贅述。

在一個實施例中，相互配對電連接的端子為一凹端子和一凸端子，例如插頭處為凸端子，而插座處為凹端子。可選的，先電連接的凸端子伸出長度更長，凸端子可伸縮，凸端子接觸到凹端子後被壓縮，以使其他凸端子一一接觸。或者，先電連接的凸端子伸出長度更長，凹端子更深，凸端子接觸到凹端子後可繼續向下伸入，以使其他凸端子一一接觸。

具體來說，插頭上先電連接的凸端子相對於後電連接的凸端子伸出長度更長，更先接觸到插座上的凹端子，插座上的凹端子可以相同高度。例如在插接到一半的時候，先電連接的端子之間已相互接觸，而後電連接的端子之間未相互接觸，等到插接完畢時，全部端子均相互接觸。伸出長度更長的凸端子例如可以具有彈性伸縮功能，在接觸到相對的凹端子後便相應壓縮，最終接觸狀態下與其他端子平齊。或者，與伸出長度更長的凸端子相對的凹端子相比具有較深深度，且在深度方向上具有一定深度的電連通部位，從而伸出長度更長的凸端子從凹端子上部開始接觸，一直往深度方向下插仍然保持接觸，深度為至其他端子全部接觸為止即可(當然也可以更深)；當然還可以有其他方式來實現特定上電時序，保證了先電連接端子的接觸不影響後電連接端子的接觸。

在一個實施例中，電源端子P+、電源地端子PGnd、信號端子S、信號地端子SGnd內嵌或伸出於插頭或插座，插頭和插座相互配合連接即可，具體不作為限制。

電源連接件的電源地線和信號連接件的信號地線分離設置，不再為一個地。插頭和插座中，電源地和信號地可以在走線上或者布置關係上空間相隔或者絕緣隔開。可以理解，端子與端子之間也是相互分開的。

在上電或斷電或其他情況發生的大功率負載電流的突變，會對通訊端子的信號通訊產生衝擊，相互之間產生串擾，信號無法正常或完整輸出，電性能也受到影響變得不穩定。因此，目前通常是將作為電源連接的插頭和插座及作為通訊連接的插頭和插座分體設置，相應帶來插接不便，插接部件多而凌亂的問題。

參看圖1，通訊電路包括電源電路3的MCU晶片U1和大功率負載電路4的MCU晶片U2及相應的連接線路。電源電路3的電源BT1的正端連接插頭或插座1的電源端子P+，負端連接插頭或插座1的電源地端子SGnd，電源BT1還為MCU晶片U1供電。電源電路3的MCU晶片U1的信號端通過電阻R3連接插頭或插座1的信號端子S，電源電路3的MCU晶片U1的接地端連接插頭或插座1的信號地端子PGnd、還連接電源BT1的負端。大功率負載電路4的MCU晶片U2的信號端通過電阻R2連接插座或插頭2的信號端子，接地端連接插座或插頭2的信號地端子。大功率負載電路4的負載L一端連接插座或插頭2的電源地端子PGnd，另一端連接插座或插頭2的電源端子P+。可選的，負載L和插座或插頭2的電源端子P+之間還連接有保險絲F1，以在電荷過大時斷開。可選的，負載L和插座或插頭2的電源端子P+之間還連接有電控開關K1，由MCU晶片U2控制導通與關斷。在圖1中，抑制打火電阻R1設置在大功率負載電路4處，但不作為限制，抑制打火電阻R1連接在插座或插頭2的電源地端子SGnd和電源地端子PGnd之間。

在一個實施例中，參看圖2，1』為插頭或插座，2』為插座或插頭，兩者之一連接電源電路3』，兩者之另一連接大功率負載電路4』，與圖1所示實施例的區別在於，插頭和插座內電源連接件的電源地線和信號連接件的信號地線合併設置，相應端子也並為一個，換言之，插頭和插座內僅設有一個共地Gnd，電源電路和大功率負載電路的接地端均連接到共地Gnd。將電源連接件和信號連接件集成在一起，一次性插拔便可同時實現電源連接和通訊連接，操作更為方便。

本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定權利要求，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。