本发明涉及一种接口扩展装置，特别是一种usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，属于计算机周边设备科学。
背景技术：
1、usb hub（也叫usb集线器）是一种硬件设备，它通过将单一的usb端口扩展为多个usb端口，使得用户可以连接多个usb设备到计算机或其他主机设备，它的作用是增加usb接口的数量，并且能够管理多个设备的数据传输。随着技术的发展，传统的usb hub逐渐体现出其固有的缺点，根据产品的不同，主要表现在如下几点：（1）传统的usb通讯只支持usbhub充电和数据通讯扩展，但仅支持5v充电模式，不支持当前流行的快速充电方案；（2）传统的usb hub仅充电的usb扩展充电接口，虽然支持一个口转多个口充电，但不支持数据通讯，或者不能实现数据通讯接口兼容；（3）传统的usb扩展接口的充电输入端都是type-a接口，随着type-c接口的普及，type-c的适配器和设备也越来越多，传统的usb hub逐渐不能满足需求。
2、除了usb hub之外，现有技术中还存在一带二或者一带多充电线结构，请参看附图1，其中，p1接入的是电脑或充电器，作供电设备（usb-pd source）给系统提供电源；h1的充电分配主体，把p1的充电能力分配给后面p3和p4接入的受电设备；p3和p4只能作受电设备（usb-pd sink），使用不够灵活。
技术实现思路
1、针对上述提到的现有技术中的usb扩展装置使用不够灵活的缺点，本发明提供一种usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，使得扩展出来的usb接口既能支持高速数据通讯，又能支持快速充电。
2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，接口扩展装置包括一个以上的输入接口、一个以上的输出接口、一个以上的开关模块、协议控制握手模块和电源模块，一个以上的输入接口中的数据端分别与协议控制握手模块的信号端连接，一个以上的输出接口中的数据端分别与协议控制握手模块的信号端连接，一个以上的输入接口的电源分别与电源模块的输入端连接，一个以上的开关模块分别与电源模块的输出端连接，输出接口的电源端分别与开关模块连接，开关模块的控制端与协议控制握手模块的数据端连接。
3、本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
4、所述的输入接口采用usb-a接口或type-c接口，输入接口采用公头结构。
5、所述的输出接口采用usb-a接口或type-c接口，输出接口采用公头结构。
6、所述的电源模块包括dc-dc模块和ldo模块，dc-dc模块和ldo模块的电源输入端分别与输入接口的电源端连接，ldo模块的电源输出端为协议控制握手模块提供内部电源，dc-dc模块的电源输出端通过开关模块与输出接口连接，给输出接口提供电源。
7、所述的开关模块包括有第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管和第五mos管，第一mos管的源极与输入接口的电源端连接，第一mos管的漏极与输出接口的电源端连接，第一mos管的栅极与第二mos管的漏极连接，第二mos管的漏极通过限流电阻r2与输入接口的电源端连接，第二mos管的源极接地，第二mos管的栅极通过限流电阻r4与协议控制握手模块的一个数据端连接，第二mos管的栅极同时通过电阻r6接地；第三mos管的漏极与电源模块的电源输出端连接，第三mos管的源极与第四mos管的源极连接，且通过电阻r3与第五mos管的源极连接，第三mos管的栅极与第四mos管的栅极均与第五mos管的源极连接，第四mos管的漏极与第一输出接口p3的电源端连接，第五mos管的源极接地，第五mos管的栅极通过限流电阻r7与协议控制握手模块的一个数据端连接，第五mos管的栅极同时通过电阻r8接地。
8、所述的输出接口的电源端与地之间串联连接有发光二极管和限流电阻。
9、所述的接口扩展装置还包括usb接口和切换模组，切换模组采用四路单刀双掷模拟开关芯片，单刀双掷模拟开关芯片u4的第一通道与第一输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u4的第二通道与第二输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u4的公共端与输入接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u4的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接；单刀双掷模拟开关芯片u5的第一通道与第一输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u5的第二通道与第二输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u5的公共端与输入接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u5的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接；单刀双掷模拟开关芯片u6的第一通道与第二输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u6的第二通道与第一输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u6的公共端与usb接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u6的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接；单刀双掷模拟开关芯片u7的第一通道与第二输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u7的第二通道与第一输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u7的公共端与usb接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u7的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接。
10、所述的单刀双掷模拟开关芯片u4、单刀双掷模拟开关芯片u5、单刀双掷模拟开关芯片u6和单刀双掷模拟开关芯片u7的使能端与同一个协议控制握手模块的数据端连接。
11、所述的接口扩展装置还包括usb接口p2和usb接口p5，usb接口p2与第一输出接口连接，usb接口p5与第二输出接口连接。
12、所述的接口扩展装置还包括hub芯片u8，hub芯片u8的usb正数据端与输入接口的正数据端连接，hub芯片u8的usb负数据端与输入接口的负数据端连接，输出接口分别与hub芯片u8的数据接口连接，电源模块的电源输出端与hub芯片u8的电源端连接。
13、本发明的有益效果是：本发明使得扩展出来的usb接口既能支持高速数据通讯，又能支持type-c快速充电。
14、下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
1.一种usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的接口扩展装置包括一个以上的输入接口、一个以上的输出接口、一个以上的开关模块、协议控制握手模块和电源模块，一个以上的输入接口中的数据端分别与协议控制握手模块的信号端连接，一个以上的输出接口中的数据端分别与协议控制握手模块的信号端连接，一个以上的输入接口的电源分别与电源模块的输入端连接，一个以上的开关模块分别与电源模块的输出端连接，输出接口的电源端分别与开关模块连接，开关模块的控制端与协议控制握手模块的数据端连接。
2.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的输入接口采用usb-a接口或type-c接口，输入接口采用公头结构。
3.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的输出接口采用usb-a接口或type-c接口，输出接口采用公头结构。
4.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的电源模块包括dc-dc模块和ldo模块，dc-dc模块和ldo模块的电源输入端分别与输入接口的电源端连接，ldo模块的电源输出端为协议控制握手模块提供内部电源，dc-dc模块的电源输出端通过开关模块与输出接口连接，给输出接口提供电源。
5.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的开关模块包括有第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管和第五mos管，第一mos管的源极与输入接口的电源端连接，第一mos管的漏极与输出接口的电源端连接，第一mos管的栅极与第二mos管的漏极连接，第二mos管的漏极通过限流电阻r2与输入接口的电源端连接，第二mos管的源极接地，第二mos管的栅极通过限流电阻r4与协议控制握手模块的一个数据端连接，第二mos管的栅极同时通过电阻r6接地；第三mos管的漏极与电源模块的电源输出端连接，第三mos管的源极与第四mos管的源极连接，且通过电阻r3与第五mos管的源极连接，第三mos管的栅极与第四mos管的栅极均与第五mos管的源极连接，第四mos管的漏极与第一输出接口p3的电源端连接，第五mos管的源极接地，第五mos管的栅极通过限流电阻r7与协议控制握手模块的一个数据端连接，第五mos管的栅极同时通过电阻r8接地。
6.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的输出接口的电源端与地之间串联连接有发光二极管和限流电阻。
7.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的接口扩展装置还包括usb接口和切换模组，切换模组采用四路单刀双掷模拟开关芯片，单刀双掷模拟开关芯片u4的第一通道与第一输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u4的第二通道与第二输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u4的公共端与输入接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u4的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接；单刀双掷模拟开关芯片u5的第一通道与第一输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u5的第二通道与第二输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u5的公共端与输入接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u5的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接；单刀双掷模拟开关芯片u6的第一通道与第二输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u6的第二通道与第一输出接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u6的公共端与usb接口的负数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u6的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接；单刀双掷模拟开关芯片u7的第一通道与第二输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u7的第二通道与第一输出接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u7的公共端与usb接口的正数据端连接，单刀双掷模拟开关芯片u7的使能端与协议控制握手模块的一个数据端连接。
8.根据权利要求7所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的单刀双掷模拟开关芯片u4、单刀双掷模拟开关芯片u5、单刀双掷模拟开关芯片u6和单刀双掷模拟开关芯片u7的使能端与同一个协议控制握手模块的数据端连接。
9.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的接口扩展装置还包括usb接口p2和usb接口p5，usb接口p2与第一输出接口连接，usb接口p5与第二输出接口连接。
10.根据权利要求1所述的usb快速充电和数据通讯的接口扩展装置，其特征是：所述的接口扩展装置还包括hub芯片u8，hub芯片u8的usb正数据端与输入接口的正数据端连接，hub芯片u8的usb负数据端与输入接口的负数据端连接，输出接口分别与hub芯片u8的数据接口连接，电源模块的电源输出端与hub芯片u8的电源端连接。
