USB OTG装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及信息传输领域，特别涉及一种USB OTG装置。
背景技术
[0002] 随着通用
串行总线(USB,Universal Serial Bus)技术的发展，使得个人电脑(PC，Personal Computer)和外部设备能够通过简单的方式连接在一起，并在PC的控制下进行数据的交换，但这种交换方式，一旦离开PC，便无法在两个或者多个设备之间实现数据交换，这是由于外设不能像PC一样充当主设备(host)的功能。而为了解决这一问题，出现了OTG(on the go)技术。
[0003] OTG技术是指具有USB
接口的设备在没有主设备控制的情况下，也能实现设备间的数据交换。例如手机与U盘，在没有主设备的情况下，U盘可以通过OTG线直接与手机连接，手机便可读取U盘内存储的数据，也可以将手机内的数据发送到U盘内保存，这便利了我们的生活。
[0004] 具有OTG功能的设备，如手机、平板等外部设备通常只有一个USB接口，只能连接一台外设，在进行OTG连接时只有OTG功能，而且必须采用特制的 OTG
连接线，如果要连接主设备(host)就必须换回USB连接线，才能实现充电和数据传输功能。这个过程中，我们需要根据现有设备所要实现的功能进行OTG线、USB线的选择连接，比较麻烦，而且，现有的OTG连接线和USB 连接线均只能实现其各自的功能，无法满足在没有PC的情况下多个外部设备共同连接以提高工作效率的需求。实用新型内容
[0005] 本实用新型的主要目的是提出一种USB OTG装置，旨在实现同时兼具 USB和OTG功能，并满足在没有PC的情况下多个外部设备共同连接以提高工作效率的需求。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提出的USB OTG装置包括第一USB接口单元、第一
开关模
块、第二开关模块、集线器模块、第二USB接口单元、OTG 接口单元和供电模块；
[0007] 所述第一开关模块具有公共端和与所述公共端选通的第一选择端和第二选择端，所述集线器模块具有相互连接的第一端、第二端和第三端，所述供电模块包括第一供电端和第一充电端，所述第二USB接口单元还包括第一控制
信号端；所述第一开关模块的公共端与所述第一USB接口单元连接，所述第一开关模块的第一选择端与所述第二USB接口单元连接，所述第一开关模块的第二选择端与所述集线器模块的第一端连接，所述集线器模块的第二端经所述第二开关模块与所述第二USB接口单元连接；所述集线器模块的第三端与所述OTG接口单元连接；
[0008] 所述供电模块的第一供电端、所述第二USB接口单元的电源端和所述 OTG接口单元的电源端连接，所述供电模块的第一充电端和所述第二USB接口单元的第一
控制信号端连接；
[0009] 所述第一开关模块，用于选择连通所述第一USB接口单元和所述第二 USB接口单元或者连通所述第一USB接口单元和集线器模块；
[0010] 所述第二开关模块，用于连通或者断开所述第二USB接口单元和所述集线器模块；
[0011] 所述集线器模块，用于将所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述 OTG接口单元三者相互连通；所述供电模块，用于根据所述第二USB接口单元的第一控制信号端的电平高低来给所述第二USB接口单元提供对应的充电或者是供电
电压，以及给所述OTG接口单元提供对应的供电电压。
[0012] 优选地，第一开关模块包括第一开关芯片、第一
电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一控制信号端和电源端；所述第一开关芯片包括第一信号脚正极、第一信号脚负极、第三信号脚、第四信号脚、第五信号脚、第六信号脚、接地脚、第一控制信号脚、电源脚和电平脚；
[0013] 所述第一开关模块的公共端、第一选择端和第二选择端均具有正极和负极；
[0014] 所述第一开关芯片的第一信号脚与所述第一电阻的第一端连接且为所述第一开关模块的公共端正极，所述第一开关芯片的第一信号脚负极与所述第二电阻的第一端连接且为所述第一开关模块的公共端负极，所述第一开关芯片的第三信号脚与所述第二电阻的第二端连接且为所述第一开关模块的第一选择端正极，所述第一开关芯片的第四信号脚与所述第一电阻的第二端连接且为所述第一开关模块的第一选择端负极，所述第一开关芯片的第五信号脚为所述第一开关模块的第二选择端正极，所述第一开关芯片的第六信号脚为所述第一开关模块的第二选择端负极，所述第一开关芯片的接地脚接地，所述第一开关芯片的第一控制信号脚、所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接，所述第一开关芯片的电源脚、所述第五电阻的第一端和所述第一电容的第一端连接，所述第一开关芯片的电平脚和所述第六电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端为所述第一开关模块的第一控制信号端；所述第四电阻的第二端接地；所述第五电阻的第二端为所述第一开关模块的电源端；所述第一电容的第二端接地；所述第六电阻的第二端接地。
[0015] 优选地，所述第二开关模块包括第二开关芯片、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容、第一控制信号端和电源端；所述第二开关芯片包括第一信号脚、第二信号脚、第三信号脚、第四信号脚、第五信号脚、第六信号脚、接地脚、第一控制信号脚、电源脚和电平脚；
[0016] 所述第二开关模块的第一信号端、第二信号端均具有正极和负极；
[0017] 所述第二开关芯片的第一信号脚为所述第二开关模块的第一信号端正极，所述第二开关芯片的第二信号脚为所述第二开关模块的第一信号端负极，所述第二开关芯片的第三信号脚悬空，所述第二开关芯片的第四信号脚悬空，所述第二开关芯片的第五信号脚为所述第二开关模块的第二信号端正极，所述第二开关芯片的第六信号脚为所述第二开关模块的第二信号端负极，所述第二开关芯片的接地脚接地，所述第二开关芯片的第一控制信号脚、所述第七电阻的第一端和所述第八电阻的第一端连接，所述第二开关芯片的电源端、所述第九电阻的第一端和所述第二电容的第一端连接，所述第二开关芯片的电平脚和所述第十电阻的第一端连接；所述第七电阻的第二端接地；所述第八电阻的第二端为所述第二开关模块的第一控制信号端；所述第九电阻的第二端为所述第二开关模块的电源端；所述第二电容的第二端接地；所述第十电阻的第二端接地。
[0018] 优选地，第二USB接口单元包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一
二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感器、第一USB
端子、第一电源端、第一控制信号端和第一信号端；所述第一电感器包括第一
信号传输端、第二信号传输端、第三信号传输端和第四信号传输端；所述第一USB端子包括接地脚、外设信号识别脚、第一信号脚正极、第一信号脚负极和电源脚；
[0019] 所述第二USB接口单元第一信号端包括正极和负极；
[0020] 所述第一USB端子的接地脚接地，所述第一USB端子外设信号识别脚、所述第一二极管的第一端和所述第十一电阻的第一端连接，所述第一USB端子的第一信号脚正极、所述第十二电阻的第一端、所述第二二极管的第一端和所述第一电感器的第一信号传输端连接，所述第一USB端子的第一信号脚负极、所述第十三电阻的第一端、所述第三二极管的第一端和所述第一电感器的第二信号传输端连接，所述第一USB端子的电源脚、所述第十四电阻、所述第四二极管的第一端和所述第三电容的第一端连接；所述第一电感器的第三信号传输端和所述第十二电阻的第二端连接且共为所述第二USB接口单元的第一信号端正极，所述第一电感器的第四信号传输端和所述第十三电阻的第二端连接且共为所述第二USB接口单元的第一信号端负极；所述第三电容的第二端接地；
[0021] 所述第十一电阻的第二端为所述第二USB接口单元的第一控制信号端；所述第一二极管的第二端、所述第二二极管的第二端、所述第三二极管的第二端、所述第四二极管的第二端均接地；所述第十四电阻的第二端、所述第四电容的第一端和所述第五电容的第一端连接且共为所述第二USB接口单元的第一电源端；所述第四电容的第二端和所述第五电容的第二端均接地。
[0022] 优选地，所述OTG接口单元包括第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第六电容、第七电容、第八电容、第二电感器、第二USB 端子、第一电源端、第一信号端和第一控制信号端；所述第二电感器包括第一信号传输端、第二信号传输端、第三信号传输端和第四信号传输端；所述第二USB端子包括接地脚、外设信号识别脚、第一信号脚正极、第一信号脚负极和电源脚；
[0023] 所述OTG接口单元的第一信号端包括正极和负极；
[0024] 所述第二USB端子的接地脚接地，所述第二USB端子外设信号识别脚、所述第五二极管的第一端和所述第十五电阻的第一端连接，所述第二USB端子的第一信号脚正极、所述第十六电阻的第一端、所述第六二极管的第一端和所述第二电感器的第一信号传输端连接，所述第二USB端子的第一信号脚负极、所述第七二极管的第一端、所述第十七电阻的第一端和所述第二电感器的第二信号传输端连接，所述第一USB端子的电源脚、所述第六电容的第一端、所述第八二极管的第一端和所述第十八电阻的第一端连接；
[0025] 所述第二电感器的第三信号传输端和所述第十六电阻的第二端连接且共为所述OTG接口单元的第一信号端正极，所述第二电感器的第四信号传输端和所述第十七电阻的第二端连接且共为所述OTG接口单元的第一信号端负极；所述第六电容的第二端接地；
[0026] 所述第十五电阻的第二端为所述OTG接口单元的第一控制信号端；所述第五二极管的第二端、所述第六二极管的第二端、所述第七二极管的第二端、所述第八二极管的第二端均接地；
[0027] 所述第十八电阻的第二端、所述第十九电阻的第一端、所述第九二极管的第一端、所述第七电容的第一端和所述第八电容的第一端连接；所述第十九电阻的第二端和所述第九二极管的第二端连接且共为所述OTG接口单元的第一电源端；所述第七电容的第二端和所述第八电容的第二端均接地。
[0028] 优选地，所述集线器模块包括第一信号交换芯片、驱动
电路、第一驱动信号接收端和第二驱动信号接收端；
[0029] 所述集线器模块的第一端包括所述集线器模块的正极第一端、所述集线器模块的负极第一端；所述集线器模块的第二端包括所述集线器模块的正极第二端、所述集线器模块的负极第二端；所述集线器模块的第三端包括所述集线器模块的正极第三端、所述集线器模块的负极第三端；
[0030] 所述第一信号交换芯片包括第一信号脚、第二信号脚、第三信号脚和第四信号脚、第五信号脚、第六信号脚、第一驱动脚和第二驱动脚；所述驱动电路包括第一驱动输出端和第二驱动输出端；
[0031] 所述第一信号交换芯片的第一信号脚为所述集线器模块的正极第一端，所述第一信号交换芯片的第二信号脚为所述集线器模块的负极第一端，所述第一信号交换芯片的第三信号脚为所述集线器模块的正极第二端，所述第一信号交换芯片的第四信号脚为所述集线器模块的负极第二端，所述第一信号交换芯片的第五信号脚为所述集线器模块的正极第三端，所述第一信号交换芯片的第六信号脚为所述集线器模块的负极第三端，所述第一信号交换芯片的第一驱动脚和所述驱动电路的第一驱动输出端连接，所述第一信号交换芯片的第二驱动脚和所述驱动电路的第二驱动输出端连接；
[0032] 所述驱动电路为第一信号交换芯片工作提供驱动电压。
[0033] 优选地，所述驱动电路包括第一晶振、第二十电阻、第九电容和第十电容；所述第一晶振包括第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端；所述第一晶振的第一信号端、所述第九电容的第一端和所述第二十电阻的第一端连接且共为所述驱动电路的第一驱动输出端，所述第一晶振的第二信号端接地，所述第一晶振的第三信号端、所述第二十电阻的第二端和所述第十电容的第一端连接且共为所述驱动电路的第二驱动输出端，所述第一晶振的第四信号端接地；所述第九电容的第二端和所述第十电容的第二端均接地。
[0034] 优选地，所述供电模块包括第一电源芯片、第十二极管和第一开关；所述电源芯片包括第一升压输出脚和第二降压输出脚；所述电源芯片的第一升压输出脚和所述第十二极管的正极连接，所述电源芯片的第二降压输出脚、所述第一开关的第一端和第二USB接口单元的第一控制信号端连接；所述第十二极管的负极为所述供电模块的第一供电端；所述第一开关的第二端为所述供电模块的第一充电端。
[0035] 优选地，所述第一USB接口单元包括USB micro接口。
[0036] 本实用新型技术方案通过采用第一USB接口单元、第一开关模块、第二开关模块、集线器模块、第二USB接口单元、OTG接口单元和供电模块组成 USB、OTG装置。其中，所述第一开关模块、第二开关模块根据所述第二USB 接口单元和OTG接口单元的USB_ID检测信号来切换对应的连接通路，能够根据外部设备类型的不同切换对应的工作模式，本实用新型仅用一个装置实现对从设备OTG连接和主设备的USB连接。所述集线器模块将装置中的一路 USB信号分为两路USB信号，实现手机、平板等平台对多个外部设备的数据交换。所述供电模块可以根据ID_PIN信号来决定是否为所述第二USB接口单元、OTG接口单元供电，驱动其工作，方便控制设备与设备之间的数据交换，并在合适的时刻切换为充电模式。所述第一USB接口单元、第二USB接口单元和 OTG接口单元用于与设备连接。因此，本方案可以实现根据所述第二USB接口单元和OTG接口单元的连接设备类型信号及时切换第一开关模块、第二开关模块的连接方式，改变供电模块的供电状态，在同一连接装置上实现USB 连接和OTG连接的快速切换并在OTG模式下增加连接外部设备的接口数量，便于多个设备共同作用。
附图说明
[0037] 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，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0038] 图1为本实用新型USB OTG装置的模块结构示意图；
[0039] 图2为本实用新型USB OTG装置的第一开关模块电路图；
[0040] 图3为本实用新型USB OTG装置的第二开关模块电路图；
[0041] 图4为本实用新型USB OTG装置的第二USB接口单元电路图；
[0042] 图5为本实用新型USB OTG装置的OTG接口单元电路图；
[0043] 图6为本实用新型USB OTG装置的集线器模块电路图；
[0044] 图7为本实用新型USB OTG装置的供电模块电路图。
[0045] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0046] 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作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。
[0047] 需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对
位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0048] 另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为
基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0049] 本实用新型提出一种USB OTG装置。
[0050] 在本实用新型一实施例中，如图1所示，本实用新型提出的USB OTG装置包括第一USB接口单元100、第一开关模块101、第二开关模块102、集线器模块103、第二USB接口单元104、OTG接口单元105和供电模块106。
[0051] 具体地，第一开关模块101具有公共端和与公共端选通的第一选择端和第二选择端，集线器模块103具有相互连接的第一端、第二端和第三端，供电模块106包括第一供电端和第一充电端，第二USB接口单元104还包括第一控制信号端；第一开关模块101的公共端与第一USB接口单元100连接，第一开关模块101的第一选择端与第二USB接口单元104连接，第一开关模块101的第二选择端与集线器模块103的第一端连接，集线器模块103的第二端经第二开关模块102与第二USB接口单元104连接；集线器模块103的第三端与OTG接口单元105连接；供电模块106的第一供电端、第二USB 接口单元104的电源端和OTG接口单元105的电源端连接，供电模块106的第一充电端和第二USB接口单元104的第一控制信号端连接。
[0052] 本实施例中，集线器模块103在接收到第一USB接口单元100传输过来的信号时，将该信号分成两路，并分别传输给第二开关模块和OTG接口单元 105，集线器模块103在接收到OTG接口单元105传输过来的信号时，将该信号分成两路，并分别传输给第二开关模块和第一USB接口单元100。
[0053] 本实施例中，第一USB接口单元100和第二USB接口单元104可以采用各种类型的USB接头实现，当然，为了连接不同的设备进行信号传输，第一 USB接口单元100和第二USB接口单元104所采用的USB头尽量互异，即第一USB接口单元100采用USB-micro接头、USB-Mini接头或者Type-C接头等实现时，第二USB接口单元104则采用Standard-A型USB接头，这样，第一USB接口单元100用于连接手机、平板等设备，第二USB接口单元104 可以连接PC等，这样就可以实现手机、平板、智能相机等设备与PC的连接。其中，OTG接口单元105可以连接带Standard-A型USB接头的设备，例如 U盘、
键盘、
鼠标等，如此可以实现手机、平板、智能相机等设备与U盘、键盘、鼠标等设备的连接。
[0054] 由于OTG接口单元105和第二USB接口单元104连接供电模块，则由 OTG接口单元105和第二USB接口单元104执行主从设备识别的动作。
[0055] 本实施例中，我们以第一USB接口单元100Type-C接头、第二USB接口单元104采用Standard-A公头、OTG接口单元105为Standard-A母头，值得注意的是，以上仅为本方案的优选实施例，现实生活中，因为USB传输协议的多样化，我们可以采取多种不同的实现方式。
[0056] 具体地，当第一USB接口单元100和第二USB接口单元104分别连接
电子设备时，第二USB接口单元104对所连接的设备识别，以手机和PC连接为例，当第二USB接口单元104与PC连接，连接后，PC会从自带的USB接口的ID引脚发出一个外设类型信号，行业通常定义这个信号为低电平，第二USB接口单元 104识别该低电平信号后，将PC为作为主设备。此时，第二USB接口单元104 控制第一开关模块101动作，第二开关模块102不动作，第一开关模块101将第一USB接口单元100和第二USB接口单元104接通，第二开关模块102保持第二 USB接口单元104和集线器模块103之间的断开，如此，便实现了PC(主设备) 与手机(从设备)连接，可以给手机充电，以及两者之间相互传输数据。以手机和U盘(可为其他支持OTG功能的设备)连接为例，该USB OTG装置的第一USB接口单元100与手机连接，第二USB接口单元104与U盘连接。需要说明的是，当第二USB接口单元104为USB母口时，则直接与键盘USB的公头连接，当第二USB接口单元104为USB公头时，则需要通过一个OTG转USB的转换接头来实现连接键盘，当然与电脑相连时，则不需要转接头。连接后，检测到U盘的USB接口的ID引脚悬空，行业通常定义为高电平，此时，第二USB 接口单元104识别U盘为从设备。此时，控制第一开关模块101、第二开关模块 102和集线器模块103动作，第一开关模块101将第一USB接口单元100和集线器模块103接通，第二开关模块102将集线器模块103和第二USB接口单元104 连通，从而使手机(主设备)和U盘(从设备)相互传输数据。
[0057] 当第一USB接口单元100和OTG接口单元105分别连接电子设备时，OTG 接口单元105对所连接的设备识别，以手机和PC连接为例，当OTG接口单元105 与PC连接(需要连接一个Standard-A母头转Standard-A公头转换接头)，连接后， PC会从自带的USB接口的ID引脚发出一个外设类型信号，行业通常定义这个信号为低电平，OTG接口单元105识别该低电平信号后，将PC为作为主设备。此时，OTG接口单元105控制第一开关模块101动作，第二开关模块102不动作，第一开关模块101将第一USB接口单元100和第二USB接口单元104接通，第二开关模块102保持OTG接口单元105和集线器模块103之间的断开。以手机和U 盘(可为其他支持OTG功能的设备)连接为例，该USB OTG装置的第一USB 接口单元100与手机连接，OTG接口单元105与U盘连接，连接后，OTG接口单元105检测到U盘的USB接口的ID引脚悬空，行业通常定义为高电平，此时， OTG接口单元105识别U盘为从设备。此时，控制第一开关模块101、第二开关模块102和集线器模块103动作，第一开关模块101将第一USB接口单元100和集线器模块103接通，第二开关模块102将集线器模块103和第二USB接口单元 104连通，从而使手机(主设备)和U盘(从设备)相互传输数据。
[0058] 当第一USB接口单元100、OTG接口单元105和第二USB接口单元104分别连接电子设备时，以手机、键盘(可为其他支持OTG功能的设备)和U盘为例，当第一USB接口单元100连接手机，第二USB接口单元104连接PC，OTG接口单元105连接U盘时，当第二USB接口单元104与PC连接，OTG接口单元105与 U盘连接时，PC会从自带的USB接口的ID引脚发出一个外设类型信号，行业通常定义这个信号为低电平，第二USB接口单元104识别该低电平信号后，将 PC为作为主设备，U盘会从自带的USB接口的ID引脚发出一个外设类型信号，行业通常定义这个信号为高电平，第二USB接口单元104识别该
高电平信号后，将U盘为作为从设备。此时，第二USB接口单元104控制第一开关模块101 动作，OTG接口单元105控制第二开关模块102动作，第一开关模块101将第一USB接口单元100和第二USB接口单元104接通，第二开关模块102保持OTG接口单元105、集线器模块103和OTG接口单元105之间的连接，首先，便实现了 PC(主设备)与手机(从设备)连接，可以给手机充电，以及两者之间相互传输数据。值得一提的是，连接搭建后，手机可给一个高电平信号断开第一开关模块101与第二USB接口单元104的连接，此时，第一开关模块101动作，第一USB接口单元100与集线器模块103连接，即第一开关模块101将第一USB 接口单元100和集线器模块103接通，第二开关模块102将集线器模块103和 OTG接口单元105连通，此时，第一USB接口单元100和OTG接口单元105经过第一开关模块101和集线器模块103进行数据交换。
[0059] 以手机、键盘(可为其他支持OTG功能的设备)和U盘连接为例，该USB OTG装置的第一USB接口单元100与手机连接，第二USB接口单元104与键盘相连，OTG接口单元105与U盘连接。需要说明的是，当第二USB接口单元104 为USB母口时，则直接与键盘USB的公头连接，当第二USB接口单元104为USB 公头时，则需要通过一个OTG转USB的转换接头来实现连接键盘，当然与电脑相连时，则不需要转接头。三个接口都连接后，检测到U盘、键盘的USB接口的ID引脚悬空，行业通常定义为高电平，此时，第二开关模块102、OTG接口单元105识别键盘、U盘为从设备。此时，控制第一开关模块101、第二开关模块102和集线器模块103动作，第一开关模块101将第二USB接口单元104和集线器模块103接通，第二开关模块102将集线器模块103和OTG接口单元105 连通，从而使手机(主设备)和U盘(从设备)、键盘(从设备)相互传输数据。
[0060] 需要说明的是，集线器模块103与第一开关模块101和第二开关模块102三者互相连通，此时经第一USB接口单元100传输过来的信号可以传输到第二 USB接口单元104和OTG接口单元105，从第二USB接口单元104传输过来的信号可以传输给第一USB接口单元100和OTG接口单元105，从OTG接口单元105 传过来的信号可以传输给第一USB接口单元100和第二USB接口单元104，即实现
[0061] 了同时兼具USB和OTG功能，如此，在多个设备连接相互通讯时，便可解决手机、平板等设备连接PC、U盘、键盘等设备时出现OTG线、USB线连接时切换不便的问题。
[0062] 根据上述技术方案还可以在此装置上对OTG接口单元再进行有限的扩展，合理增加OTG接口单元数量。
[0063] 可选地，第一开关模块101包括第一开关芯片1111、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第一控制信号端USB__SW1和电源端VBAT1；第一开关芯片1111 包括第一信号脚1、第二信号脚2、第三信号脚4、第四信号脚5、第五信号脚6、第六信号脚7、接地脚3、第一控制信号脚10、电源脚9和电平脚8；
[0064] 第一开关模块101的公共端、第一选择端和第二选择端均具有正极和负极；
[0065] 第一开关芯片1111的第一信号脚1与第一电阻R1的第一端连接且为第一开关模块101的公共端正极DP1，第一开关芯片1111的第二信号脚2与第二电阻R2的第一端连接且为第一开关模块101的公共端负极DM1，第一开关芯片1111的第三信号脚4与第二电阻R2的第二端连接且为第一开关模块 101的第一选择端正极DP2，第一开关芯片1111的第四信号脚5与第一电阻 R2的第二端连接且为第一开关模块101的第一选择端负极DM2，第一开关芯片
1111的第五信号脚6为第一开关模块101的第二选择端正极DP3，第一开关芯片1111的第六信号脚7为第一开关模块101的第二选择端负极DM4，第一开关芯片1111的接地脚3接地，第一开关芯片1111的第一控制信号脚10、第三电阻R3的第一端和第四电阻R4的第一端连接，第一开关芯片1111的电源脚9、第五电阻R5的第一端和第一电容C1的第一端连接，第一开关芯片 1111的电平脚8和第六电阻R6的第一端连接；第三电阻R3的第二端为第一开关模块
101的第一控制信号端USB_SW1；第四电阻R4的第二端接地；第五电阻R5的第二端为第一开关模块101的电源端；第一电容C1的第二端接地；第六电阻R6的第二端接地。
[0066] 其中，第一开关模块101的第一控制信号端USB_SW1接收的外设类型信号通过第三电阻R3传输到第一开关芯片1111的第一控制信号脚10，第一开关芯片1111根据这个外设类型信号做出判断，并作出连接动作。当外设类型信号为高电平时，第一开关芯片1111的第一信号脚正极1与第一开关芯片1111的第五信号脚6连接，第一开关芯片1111的第一信号脚负极2与第一开关芯片1111的第六信号脚7连接，第一开关1111芯片的第三信号脚4、第四信号脚5无
输出信号，即第一开关模块101将第一USB单元100与集线器模块103连通。当外设类型信号为低电平时，第一开关芯片1111的第一信号脚正极1与第一开关芯片1111的第三信号脚4连接，第一开关芯片1111的第一信号脚负极2与第一开关芯片1111的第四信号脚5连接，第一开关芯片1111 的第五信号脚、第六信号脚无输出信号，即第一开关模块101将第一USB单元100与第二USB单元104连通，根据外设类型信号对芯片内部的通路的选择连通，实现了开关的功能。第一开关模块101的电源端VBAT1连接供电电源，并通过第三电阻R3与第一开关芯片1111的电源脚9连接。
[0067] 可选地，第二开关模块102包括第二开关芯片1112、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二电容C2、第一控制信号端 USB_SW2、第一信号端、第二信号端和电源端VBAT2；第二开关芯片1112 包括第一信号脚1、第二信号脚2、第三信号脚4、第四信号脚5、第五信号脚6、第六信号脚7、接地脚3、第一控制信号脚10、电源脚9和电平脚8；
[0068] 第二开关模块102的第一信号端和第二信号端均包括正极和负极；
[0069] 第二开关芯片1112的第一信号脚1为第二开关模块102的第一信号端正极DP4，第二开关芯片1112的第二信号脚2为第二开关模块102的第一信号端负极DM4，第二开关芯片1112的第三信号脚4悬空，第二开关芯片1112 的第四信号脚5悬空，第二开关芯片1112的第五信号脚6为第二开关模块102 的第二信号端正极DP5，第二开关芯片1112的第六信号脚7为第二开关模块 102的第二信号端负极DM5，第二开关芯片1112的接地脚3接地，第二开关芯片1112的第一控制信号脚10、第七电阻R7的第一端和第八电阻R8的第一端连接，第二开关芯片1112的电源脚9、第九电阻R9的第一端和第二电容 C2的第一端连接，第二开关芯片
1112的电平脚8和第十电阻R10的第一端连接；第七电阻R7的第二端接地；第八电阻R8的第二端为第二开关模块102 的第一控制信号端SUB_SW2；第九电阻R9的第二端为第二开关模块102的电源端VBAT2；第二电容C2的第二端接地；第十电阻R10的第二端接地。
[0070] 其中，第二开关模块102的第一控制信号端SUB_SW2接收的外设类型信号通过第八电阻R8传输到第二开关芯片1112的第一控制信号脚10，第二开关芯片1112根据这个外设类型信号做出判断，并作出相应的连接动作。当外设类型信号为高电平时，第二开关芯片1112的第一信号脚1与第二开关芯片1112的第五信号脚6连接，第二开关芯片1112的第二信号脚与第二开关芯片1112的第六信号脚7连接，第二开关芯片1112的第三信号脚4、第四信号脚5无信号传输，即第二开关模块102将集线器模块103和第二USB模块104 连通。当外设类型信号为低电平时，第二开关芯片1112的第一信号脚1、第二开关芯片1112的第二信号脚2、第二开关芯片1112的第三信号脚3、第二开关芯片1112的第四信号脚4、第二开关芯片1112的第五信号脚6和第二开关芯片1112的第六信号脚7均无信号传输，第二开关模块102内部传输通路断开。所述第二开关模块102电源端VBAT2连接供电电源，并通过第九电阻 R9与第二开关芯片1112的电源脚8连接。
[0071] 可选地，第二USB接口单元104包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感器L1、第一USB端子1113、第一电源端VBUS1、第一控制信号端USB_ID1 和第一信号端；
[0072] 第一电感器L1包括第一信号传输端1、第二信号传输端2、第三信号传输端3和第四信号传输端4；第一USB端子1113包括接地脚5、外设信号识别脚4、第一信号脚正极3、第一信号脚负极2和电源脚1；
[0073] 第二USB接口单元104的第一信号端包括正极DP6和负极DM6；
[0074] 第一USB端子1113的接地脚5接地，第一USB端子1113外设信号识别脚4、第一二极管D1的第一端和第十一电阻R11的第一端连接，第一USB 端子1113的第一信号脚正极3、第十二电阻R12的第一端、第二二极管D2 的第一端和第一电感器L1的第一信号传输端1连接，第一USB端子1113的第一信号脚负极2、第十三电阻R13的第一端、第三二极管D3的第一端和第一电感器L1的第二信号传输端2连接，第一USB端子1113的电源脚1、第十四电阻R14、第四二极管D4的第一端和第三电容C3的第一端连接；第一电感器L1的第三信号传输端3和第十二电阻R12的第二端连接且共为第二 USB接口单元104的第一信号端正极DP6，第一电感器L1的第四信号传输端 4和第十三电阻R13的第二端连接且共为第二USB接口单元104的第一信号端负极DM6；第三电容C3的第二端接地；
[0075] 第十一电阻R11的第二端为第二USB接口单元104的第一控制信号端 USB_ID1；第一二极管D1的第二端、第二二极管D2的第二端、第三二极管 D3的第二端、第四二极管D4的第二端均接地；第十四电阻R14的第二端、第四电容C4的第一端和第五电容C5的第一端连接且共为第二USB接口单元 104的第一电源端VBUS1；第四电容C4的第二端和第五电容C5的第二端均接地。
[0076] 其中，第二USB接口单元104的第一控制信号端USB_ID1接收到外设类型信号，第一USB端子1113对这个信号进行识别。第二USB接口单元104 的第一电源端VBUS1与供电模块106的第一供电端连接。当外设类型信号为低电平时，第二USB接口单元104与PC连接且仅作USB功能，第二USB 接口单元104处于数据交换和充电状态，信号经过第二USB接口单元104的第一信号端正极DP6、第一信号端负极DM6传输到第一电感器L1并通过第一USB端子1113的第一信号脚正极3、第一信号脚负极2与PC进行数据交换，充电通过第一USB端子1113的电源脚4、第十四电阻R14、第一USB 端子1113的电源端5口、第十一电阻R11、第二USB接口单元
104的第一控制信号端USB_ID1和第一USB端子1113的外设信号识别脚4
串联组成的回路给设备充电。当外设类型信号为高电平时，第二USB接口单元104处于 OTG状态，此时信号经过第二USB接口单元104的第一信号端正极DP6、第一信号端负极DM6传输到第一电感器L1并通过第一USB端子1113的第一信号脚正极3、第一信号脚负极2与PC进行数据交换，第十一电阻R11、第二USB接口单元104的第一控制信号端USB_ID1和第一USB端子1113的外设信号识别脚4串联组成的电路之间无信号传输，第二USB接口单元104的第一电源端VBUS1、第十四电阻R14、第一USB端子1113的电源脚1串联组成的回路驱动USB处于OTG工作状态。
[0077] 可选地，OTG接口单元105包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第二电感器L2、第二USB端子1114、第一电源端V_BOOST1、第一信号端和第一控制信号端USB_ID2；第二电感器L2包括第一信号传输端1、第二信号传输端2、第三信号传输端3和第四信号传输端4；所述第二USB端子1114包括接地脚5、外设信号识别脚4、第一信号脚正极3、第一信号脚负极2和电源脚1；
[0078] OTG接口单元105第一信号端包括正极DP7和负极DM7；
[0079] 第二USB端子1114的接地脚5接地，第二USB端子1114外设信号识别脚4、第五二极管D5的第一端和第十五电阻R15的第一端连接，第二USB 端子1114的第一信号脚正极3、第十六电阻R16的第一端、第六二极管D6 的第一端和第二电感器L2的第一信号传输端1连接，第二USB端子1114的第一信号脚负极2、第七二极管D7的第一端、第十七电阻R17的第一端和第二电感器L2的第二信号传输端2连接，第一USB端子1113的电源脚1、第六电容C6的第一端、第八二极管D8的第一端和第十八电阻R18的第一端连接；
[0080] 第二电感器L2的第三信号传输端3和第十六电阻R16的第二端连接且共为OTG接口单元105的第一信号端正极DP7，第二电感器L2的第四信号传输端4和第十七电阻R17的第二端连接且共为OTG接口单元105的第一信号端负极DM7；第六电容C6的第二端接地；
[0081] 第十五电阻R15的第二端为OTG接口单元105的第一控制信号端 USB_ID2；第五二极管D5的第二端、第六二极管D6的第二端、第七二极管 D7的第二端、第八二极管D8的第二端均接地；
[0082] 第十八电阻R18的第二端、第十九电阻R19的第一端、第九二极管D9 的第一端、第七电容C7的第一端和第八电容C8的第一端连接；第十九电阻 R19的第二端和第九二极管D9的第二端连接且共为OTG接口单元105的第一电源端V_BOOST1；第七电容C7的第二端和第八电容C8的第二端均接地。
[0083] 其中，OTG接口单元105的第一电源端V_BOOST1与供电模块106的第一供电端连接，信号经过OTG接口单元105的第一信号端正极DP7、第一信号端负极DM7传输到第二电感器L2并通过第二USB端子1114的第一信号脚正极3、第一信号脚负极2与外部设备进行数据交换，第二USB端子1114 外设信号识别脚4通过第十五电阻R15、OTG接口单元105的第一控制信号端USB_ID2和第二USB接口单元104的第一控制信号端USB_ID1连接。当 OTG接口单元105的第一控制信号端USB_ID2信号为低电平时，OTG接口单元105未接收到任何数据，不参与数据交换。当OTG接口单元105的外设信号识别脚信号为高电平时，OTG接口单元105接收到数据信号，参与数据交换。
[0084] 可选地，集线器模块103包括第一信号交换芯片1115、驱动电路1116；
[0085] 集线器模块103的第一端、第二端、第三端均包括正极和负极；
[0086] 第一信号交换芯片1115包括第一信号脚1、第二信号脚2、第三信号脚3 和第四信号脚4、第五信号脚5、第六信号脚6、第一驱动脚7和第二驱动脚 8；驱动电路1116包括第一驱动输出端GL1和第二驱动输出端GL2；
[0087] 第一信号交换芯片1115的第一信号脚1为集线器模块103的正极第一端 DP8，第一信号交换芯片1115的第二信号脚2为集线器模块103的负极第一端DM8，第一信号交换芯片1115的第三信号脚3为集线器模块103的正极第二端DP9，第一信号交换芯片1115的第四信号脚4为集线器模块103的负极第二端DM9，第一信号交换芯片1115的第五信号脚5为集线器模块103的正极第三端DP10,第一信号交换芯片1115的第六信号脚6为集线器模块103的负极第二端DM10，第一信号交换芯片1115的第一驱动脚7和驱动电路1116 的第一驱动输出端GL1连接，第一信号交换芯片1115的第二驱动脚8和驱动电路1116的第二驱动输出端GL2连接。
[0088] 其中，驱动电路1116为第一信号交换芯片1115工作提供驱动电压，当第一信号交换芯片1115获得驱动电压以后，将由集线器模块103的第一端经过的信号分成两路，分别流经集线器模块103的第二端和集线器模块103的第二端。
[0089] 可选地，驱动电路1116包括第一晶振XU1、第二十电阻R20、第九电容 C9和第十电容C10；第一晶振XU1包括第一信号端1、第二信号端2、第三信号端3和第四信号端4；第一晶振XU1的第一信号端1、第九电容C9的第一端和第二十电阻R20的第一端连接且共为驱动电路1116的第一驱动输出端 GL1，第一晶振XU1的第二信号端2接地，第一晶振XU1的第三信号端3、第二十电阻R20的第二端和第十电容C10的第一端连接且共为驱动电路1116 的第二驱动输出端GL2，第一晶振XU1的第四信号端4接地；第九电容C9 的第二端和第十电容C10的第二端均接地。
[0090] 可选地，供电模块106包括第一电源芯片1117、第一控制信号端 USB_ID3、第十二极管D10和第一开关SW1；第一电源芯片1117包括第一升压输出脚1和第二降压输出脚2；第一电源芯片1117的第一升压输出脚1和第十二极管D10的正极连接，第一电源芯片1117的第二降压输出脚2、第一开关SW1的第一端和第二USB接口单元104的第一控制信号端SW_ID1连接；第十二极管D10的负极为供电模块106的第一供电端V_BOOST2；第一开关的第二端为供电模块106的第一充电端V_BUS2。
[0091] 其中，当第一控制信号端USB_ID3为高电平时，第一开关SW1断开连接，第一电源芯片1117的第一升压输出脚1分别与第二USB接口单元104 和OTG接口单元连接，第一电源芯片1117的第二降压输出脚2断开连接，此时供给驱动电压。当第一控制信号端USB_ID3为低电平时，第一开关SW1 导通，第一电源芯片1117的第一升压输出脚1分别与第二USB接口单元104 和OTG接口单元连接，第一电源芯片1117的第二降压输出脚2分别与第二 USB接口单元104和OTG接口单元连接，此时为第二USB接口单元104充电。
[0092] 基于上述所有实施例，以下结合图1、2、3、4、5对USB OTG装置的电路原理进行详细阐述：
[0093] 当USB OTG装置的第二USB接口单元104连接设备后，第一USB端子 1113的外设信号识别脚4接收到一个外设电平信号，同时，这个电平信号还会传输给第一开关模块101的第一控制信号端USB_SW1、第二开关模块102 的第一控制信号端USB_SW2和供电模块106的第一控制信号端USB_ID3。
[0094] 当第二USB接口单元104连接的设备为PC时，第一USB端子1113的外设信号识别脚接收到的外设电平信号为低电平(0)，此时，PC作为主设备，手机和平板等作为从设备，同时，这个电平信号还会传输给第一开关模块101 的第一控制信号端USB_SW1。所述第一开关模块101接收到的控制信号为低电平(0)，第一开关芯片1111的第一信号脚正极1与第一开关芯片1111的第三信号脚4连接，第一开关芯片的第一信号脚负极2与第一开关芯片1111的第四信号脚5连接，第一开关芯片1111的第五信号脚6、第六信号脚7无信号传输，此时OTG接口单元105还可一同连接键盘、U盘、相机、
打印机等外设，在手机的芯片的选择作用下进行PC或键盘、U盘、相机、打印机等的单独连接。当第二USB接口单元104连接的设备为键盘、U盘、相机、打印机等外设时，第一USB端子1113的外设信号识别脚接收到的外设电平信号为高电平(1)，发送给第一开关模块101的第一控制信号端USB_SW1、USB_SW2 和供电模块106的第一控制信号端USB_ID3的信号也为高电平。此时，第一开关芯片1111的第一信号脚正极1与第一开关芯片1111的第五信号脚6连接，第一开关芯片的第一信号脚负极2与第一开关芯片1111的第六信号脚7连接，第一开关芯片1111的第三信号脚4、第四信号脚5无信号传输。手机、平板作为主设备，连接的外部设备作为从设备。同时，OTG接口单元105还可以连接键盘、U盘、相机、打印机等，让其与第二USB接口单元104连接的设备协同作用。
[0095] 当OTG接口单元105连接的设备为U盘时，所述第二开关模块102的第一控制信号端为高电平，第二开关芯片1112的第一信号脚正极1与第二开关芯片1112的第三信号脚4连接，第二开关芯片1112的第一信号脚负极2与第二开关芯片1112的第四信号脚5连接，第二开关芯片1112的第五信号脚6、第六信号脚7无信号传输。此时，供电模块106的信号输入端为高电平时，第一供电端V_BOOST2给OTG接口单元105供给驱动电源，所述第一充电端V_BUS2无输出。当OTG接口单元105连接的设备为PC时，所述第二 USB端子的外设信号识别脚接收到的外设电平信号为低电平(0)，所述第二开关模块102的第一控制信号端为低电平，第二开关芯片1112的第一信号脚正极1与第二开关芯片1112的第三信号脚4连接，第二开关芯片1112的第一信号脚负极2与第二开关芯片1112的第四信号脚5连接，第二开关芯片1112 的第五信号脚6、第六信号脚7无信号传输。
[0096] 当第二USB接口单元104和OTG接口单元均连接键盘、U盘、相机、打印机等可作为从设备的装置时，第二USB接口单元104和OTG接口单元检测均为高电平，此时，第一开关芯片1111的第一信号脚正极1与第一开关芯片1111的第五信号脚6连接，第一开关芯片的第一信号脚负极2与第一开关芯片1111的第六信号脚7连接，第一开关芯片1111的第三信号脚4、第四信号脚5无信号传输。第二开关芯片1112的第一信号脚正极1与第二开关芯片1112的第三信号脚4连接，第二开关芯片1112的第一信号脚负极2与第二开关芯片1112的第四信号脚5连接，第二开关芯片1112的第五信号脚6、第六信号脚7无信号传输。同时，供电模块106的信号输入端为高电平时，第一供电端V_BOOST2给OTG接口单元105供给驱动电源，所述第一充电端 V_BUS2无输出。
[0097] 本实用新型技术方案通过在装置中设置第一开关模块101和第二开关模块102，实现了传输通路的及时切换，再通过在传输通路后连接第二USB接口单元104和OTG接口单元105，即实现USB功能和OTG功能的自如切换，极大地满足了人们日常需要，解决USB功能和OTG功能切换过程中需要频繁更换连接线的问题，同时切换过程所需要的控制信号来源于第二USB接口单元104，无需安装另外的开关或者发送例外的脉冲信号来控制切换，提高了装置的智能化程度。另外，通过供电模块106对第二USB接口单元104、OTG 接口单元105的供电或者充电，实现第二USB接口单元104在供电和数据交换模式与OTG模式的即时切换，增加了装置的可靠性，这样即使是误插入 OTG接口单元105，在第二USB接口单元104没有检测信号的情况下，也能通过控制供电模块106来保证设备的安全性，不会因为接错接口而造成外部设备和现有设备的损坏。另外，在考虑了集线器模块103、OTG接口单元105、供电模块106的特殊接口和其连接方式，还能通过在OTG接口单元105的第三输出端和第四输出端连接集线器模块103的方式去有限的增加USB接口数量。
[0098] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的
专利范围，凡是在本实用新型的
发明构思下，利用本实用新型
说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
