CN203932999U - 芯片短路保护装置及芯片、墨盒和记录装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种芯片短路保护装置以及具有这种芯片短路保护装置的芯片、墨盒和记录装置，芯片短路保护装置布设在芯片的电路板上，包括稳压单元，所述的稳压单元与芯片的电路板上的低压端子电连接，在所述的低压端子的电压高于额定值时拉低所述的低压端子上的电压使其处于安全范围内。本实用新型所提供的技术方案可在芯片的端子间发生短路时，及时地拉低低压连接端子上的电压，保护芯片的低压电路，防止存储元件被损坏。无论芯片或记录装置上有没有短路检测装置，都可以及时地在短路发生后对芯片采取保护措施，减少记录装置检测出短路时墨盒上存储元件已被损坏的可能性，并且对于未设有短路检测电路的记录装置也增加了其墨盒使用安全系数。
Description
技术领域
本实用新型涉及芯片短路保护装置及芯片、墨盒和记录装置。
背景技术
记录装置，例如打印机、复印机、传真机，用于将要记录的信息通过墨水等记录材料记录到纸张等记录介质上。记录装置包括记录装置主体和墨盒，该墨盒可拆卸地安装在记录装置中。为使记录装置能够判断所装入的墨盒是否合适，墨盒上往往配置有一芯片，该芯片可拆卸地安装在所述墨盒上。所述芯片设有存储元件，用于存储墨盒相关信息。当墨盒安装在记录装置上时，墨盒上的芯片与记录装置之间建立电连接，并与记录装置主体之间进行数据交换。具体的，墨盒上的芯片与记录装置主体之间通过端子进行电连接。
而且，墨盒上除存储元件外，还会设置有其它装置，如压电传感器、感应线圈、电阻等，其上施加有比存储元件的驱动电压更高的高压电路。在这样的情况下，存在用于一个装置的高压端子与用于另一个装置的低压端子之间发生短路的危险，而且，这样的短路不只会损坏存储元件，甚至会引起墨盒或记录装置的损坏。
显然，为了避免芯片、墨盒或记录装置受到损坏，对上述短路情况采取保护措施是有必要的。
一种用于检测芯片短路的现有技术，在记录装置上设置有短路检测电路，该短路检测电路通过检测记录装置侧端子的电压变化来判断芯片上的端子是否发生短路，进而由记录装置采取芯片短路处理的保护措施。然而，上述短路检测是在墨盒在记录装置上完成装机检测后才进行的，此时，尽管短路现象被检测出，但是存储元件可能已经被损坏，该墨盒也就无法再继续使用。而且，在打印过程中出现短路，存在在检测到短路现象或记录装置采取短路处理措施的同时，存储元件就已经被损坏的可能。还有，上述短路检测电路是设置在记录装置上的，故对于某些已推出市场、未设有短路检测电路的记录装置而言，同样存在由于无法及时发现短路现象而致使墨盒或记录装置被损坏的问题，存在较大的安全隐患。最终都无法在短路发生后及时完成对芯片采取保护措施。
实用新型内容
本实用新型提供一种芯片短路保护装置以及具有这样的芯片短路保护装置的芯片、安装有这样的芯片的墨盒和使用这样的墨盒的记录设备，其目的在于，当芯片的端子间发生短路时，对芯片采取保护措施，防止芯片、墨盒或记录装置受到损坏。
首先本实用新型提供了一种芯片短路保护装置，布设在芯片的电路板上，包括稳压单元，所述的稳压单元与芯片的电路板上的低压连接端子电连接，在所述的低压连接端子的电压高于额定值时拉低所述的低压连接端子上的电压使其处于安全范围内。
本实用新型还提供了一种芯片，可拆卸地安装在墨盒上，所述芯片包括电路板，所述电路板上配置有用于与记录装置主体的装置侧端子接触连接的至少两个连接端子，所述连接端子包含至少一个高压连接端子和至少一个低压连接端子，其中，所述电路板上布设有上述的芯片短路保护装置。
本实用新型实施例还提供了一种墨盒，包括墨盒主体和电气元件，其中，所述墨盒还包括上述的任意芯片。
本实用新型实施例又提供了一种记录装置，包括上面记载的墨盒。
本实用新型所提供的技术方案可在芯片的端子间发生短路时，尤其是高压连接端子和低压连接端子短路时，及时地拉低低压连接端子上的电压，保护芯片的低压电路，防止存储元件被损坏。无论芯片或记录装置上有没有短路检测装置，都可以及时地在短路发生后对芯片采取保护措施，减少记录装置检测出短路时墨盒上存储元件已被损坏的可能性，并且对于未设有短路检测电路的记录装置也增加了其墨盒使用安全系数。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例一所提供芯片适用墨盒的结构示意图。
图2为图1所示墨盒适用的喷墨打印机中装置侧端子的排列结构示意图。
图3为本实用新型实施例一提供的芯片的主视结构示意图。
图4为本实用新型实施例一提供的芯片的侧视结构示意图。
图5为本实用新型实施例一所适用墨盒与打印机对应安装的结构示意图。
图6为本实用新型实施例一提供的芯片的电路结构示意图。
图7为本实用新型实施例二所适用的喷墨打印机中装置侧端子的排列结构示意图。
图8为本实用新型实施例二所提供的芯片的主视结构示意图。
图9为本实用新型实施例二所提供的芯片的侧视结构示意图。
图10为本实用新型实施例二所提供的芯片的电路结构示意图。
图11为本实用新型实施例所提供墨盒芯片的连接端子示意图一。
图12为本实用新型实施例所提供墨盒芯片的连接端子示意图二。
图13为本实用新型实施例所提供的芯片短路保护装置的电路结构示意图。
具体实施方式
下面，根据附图对实施例的技术方案进行详细描述。本领域普通技术人员应理解，为了简化描述过程以及使技术方案清楚呈现，以下仅以喷墨打印机及墨盒为例，下述实施例的方案描述同样适用于其它类型的打印材料容纳容器以及相应的记录装置，同样地，墨盒也可以为其余容纳打印用的材料，如调色剂盒等。
实施例一
本实施例提供一种喷墨打印机，如图1所示为本实用新型喷墨打印机上使用的墨盒上的芯片适用墨盒的结构示意图。如图1所示，这种墨盒1包括：墨盒主体11，用于储存打印用的墨水；墨水供应部12，形成在上述墨盒主体11的底壁上，且当墨盒1装入喷墨打印机后与供墨管相连接以将墨盒主体11中的墨水输送至打印头；芯片2，可拆卸地设置在墨盒主体11的外壁上，其在墨盒1装入喷墨打印机后与如图2所示打印机接触机构4相对并产生相应的电连接。
图2为图1所示墨盒适用的喷墨打印机中装置侧端子的排列结构示意图。如图2所示，接触机构4上形成有多个装置侧端子，本实施例以七个端子为例。接触机构4中的七个装置侧端子410-470在墨盒插入打印机的插入方向Z上以设定间距排列成与插入方向Z相垂直的两行。
图3为本实用新型实施例一中喷墨打印机上的芯片的主视结构示意图。如图3所示，芯片2包括电路板201，所述电路板201上配置有用于与记录装置主体的装置侧端子410-470接触连接的多个连接端子210-270，当电路板201安装至墨盒主体11时连接端子210-270暴露在外侧的表面，将所述暴露在外侧的表面称作电路板的正面，对应正面的电路板的另一面称作背面。在墨盒插入打印机的插入方向Z上，连接端子210-270以设定间距排列成与插入方向Z相垂直的两行，分别为上侧行连接端子210-220，下侧行连接端子230-270，且上侧行的连接端子与下侧行的连接端子彼此交错布置。
图4为本实用新型实施例一提供的芯片的侧视结构示意图。如图4所示，芯片2包含：电路板201、存储元件202和连接端子210-270。芯片2所包括的电气元件有两个，分别为布设在电路板201上的第一电气元件即存储元件202和布设在墨盒主体11的第二电气元件即压电元件，当然以布设在电路板上的电阻元件作为第二电气元件同样适用于本实施例。存储元件202设置在电路板201的背面，压电元件设置在墨盒主体11上，连接端子210-270组成连接端子组设置在电路板201的正面。所述两个电气元件与各连接端子210-270电连接，连接端子210-270种类分为两类，分别为与第一电气元件即存储元件202连接的第一类连接端子210、220、240-260和与第二电气元件即压电元件连接的第二类连接端子230、270。其中，存储元件202可为EEPROM、RAM+电池、FLASH等各种性质的存储介质，主要用于存储墨盒相关信息，如墨水量信息、墨盒类型等，压电元件在工作时会被施加较高的驱动电压，如36v，远高于存储元件202的驱动电压3.6v，因此第一类连接端子210、220、240-260又称为低压连接端子，第二类连接端子230、270又称为高压连接端子。
图5为本实用新型实施例一所适用墨盒与打印机对应安装的结构示意图。如图5所示，墨盒1以Z方向插入喷墨打印机时，芯片2与如图2所示打印机接触机构4相对，芯片2的七个连接端子210-270与打印机接触机构4的七个装置侧端子410-470一一对应接触并产生相应的电连接，在电气元件和喷墨打印机之间传输信号。
为了有效检测芯片短路并避免芯片被损坏，电路板上除设有上述低压连接端子和高压连接端子外，还设有芯片短路保护装置，芯片短路保护装置包含稳压单元，所述稳压单元布设在芯片电路板上，与所述低压连接端子电连接，用于保护施加在低压连接端子上的电气元件，如存储元件，当施加在低压连接端子上的电压过高地超过额定范围，稳压单元将低压连接端子上的电压拉低至额定范围。
稳压单元的电路结构如图13所示，在稳压单元电路中，A、B两端口为稳压单元所串联的低压连接端子或电气元件。稳压单元为钳位二极管101，钳位二极管101通过阴极串接在两端口A和B之间，通过阳极串接到地。
图6为本实用新型实施例一提供的芯片的电路结构示意图。如图6所示，本实施例所提供的芯片，稳压单元串联在低压连接端子240与存储元件202之间，相当于图13中的A、B两个端点，用于保护与低压连接端子240连接的存储元件202。其中，钳位二极管101的稳定电压为3.6v。当连接端子230、240之间发生短路时，高压连接端子230上的高压导通到低压连接端子240，施加在低压连接端子240上的电压36v大大超过了其电压额定范围0v-3.6v，钳位二极管101反向击穿，这样低压连接端子240导通到地，拉低低压连接端子240上的电压，保护存储元件免受损坏并使打印机不能接收到正常的响应信号，打印机报错，促使用户对墨盒进行检查。
本领域普通技术人员应理解，稳压单元将低压连接端子导通到地为本实施例非必要技术手段，只需要拉低施加在低压连接端子上的电压，使施加到低压连接端子上的电压在设定范围，保护存储元件免受损坏即可。
本领域普通技术人员应理解，上述钳位二极管101的稳定电压不限于3.6v，只需要略高于所述的低压端子240的额定电压，达到保护低压端子的电压不超过其额定范围即可。
本领域普通技术人员应理解，上述稳压单元可以不只是一个，可以以多个的方式分别连接到不同的连接端子，当任一连接端子短路时，都可以实现对存储元件的保护。
实施例二
图7为本实用新型实施例二所适用的喷墨打印机中装置侧端子的排列结构示意图。本实施例以九个端子为例。如图7所示，接触机构4中的九个装置侧端子810-890在墨盒插入打印机的插入方向Z上以设定间距排列成与插入方向Z相垂直的两行。
图8为本实用新型实施例二提供的芯片的主视结构示意图。本实施例提供的芯片与实施例一提供的芯片相比，多了两个上侧行连接端子。如图9所示，连接端子510-590排列成与插入方向Z相垂直的两行，分别为上侧行连接端子510-540，下侧行连接端子550-590。
图10为本实用新型实施例二提供的芯片的侧视结构示意图。如图10所示，芯片2包含：电路板501、存储元件502、电阻元件503和连接端子510-590。芯片2所包括的电气元件有两个，分别为布设在电路板501上的第一电气元件即存储元件502和第二电气元件即电阻元件503，当然以布设在墨盒主体11上的压电元件作为第二电气元件同样适用于本实施例。存储元件502和电阻元件503设置在电路板501的背面，连接端子510-590设置在电路板501的正面。所述两个电气元件与各连接端子510-590电连接，连接端子510-590种类分为两类，分别为装机检测连接端子510、540和与电气元件连接的电气连接端子520-530、550-590。其中，存储元件502可为EEPROM、RAM+电池、FLASH等各种性质的存储介质，主要用于存储墨盒相关信息，如墨水量信息、墨盒类型等，电阻元件503在工作时会被施加较高的驱动电压，如42v，远高于存储元件502的驱动电压3.6v和装机检测电压2.4v。因此，与电阻元件503连接的连接端子550、590为高压连接端子，装机检测连接端子510、540和与存储元件502连接的连接端子520-530、560-580为低压连接端子。
为有效检测芯片短路并避免芯片被损坏，电路板上除设有上述连接端子外，还设有芯片短路保护装置。
图10为本实用新型实施例二提供的芯片的电路结构示意图。如图10所示，本实施例所提供的芯片，稳压单元串联在低压连接端子510与低压连接端子540之间，用于保护连接在连接端子510和低压连接端子540上的元件。当连接端子550、510之间发生短路时，连接端子550上的高压导通到连接端子510，施加在连接端子510上的电压42v大大超过了其电压额定范围0v-3v，稳压单元将连接端子510、540导通到地，拉低连接端子510、540上的电压，保护墨盒和喷墨打印机免受损坏并使打印机的装机检测部检测异常而提示错误，促使用户对墨盒进行检查。
本实施例采用如图13所示的芯片短路保护装置，如图13所示，所述芯片短路保护装置包括稳压单元，所述稳压单元电路中，A、B两端口为稳压单元所串联的连接端子或电气元件。所述稳压单元为钳位二极管101，所述钳位二极管101通过阴极串接在两端口A和B之间，通过阳极串接到地。
如图10和图13所示，稳压单元的A、B两端口连接到低压连接端子510和540，施加在低压连接端子510和540上电压额定范围为0v-3v。钳位二极管101的稳定电压为3v，即施加在A、B两端口上的电压超过3v时，钳位二极管101反向击穿，使A、B两端口导通到地。
根据图13和图10可知，低压连接端子510上的电压为2.4v，高压连接端子550上的电压为42v。芯片上未发生短路时，即连接端子510和550未短接，施加在低压连接端子510上的电压为2.4v，未超过低压连接端子510的电压额定范围0v-3v，钳位二极管101处于反向截止状态，低压连接端子510和540未导通到地，芯片正常工作。芯片上发生短路时，即低压连接端子510和高压连接端子550短接，施加在低压连接端子510上的电压为42v，大大超过了低压连接端子510的电压额定范围0v-3v，钳位二极管101处于反向击穿状态，将低压连接端子510和540导通到地，拉低低压连接端子510和540上的电压，保护墨盒和喷墨打印机免受损坏，由于钳位二极管101将低压连接端子510和540上的电压拉低到地，使低压连接端子510和540上的电压很低，从而使打印机的装机检测部检测异常而提示错误，促使用户对墨盒进行检查。另外，由于芯片上发生短路，即低压连接端子510和高压连接端子550短接，高压连接端子550上的电压同样很低，同样使打印机的装机检测部检测异常而提示错误，促使用户对墨盒进行检查。
本领域普通技术人员应理解，上述钳位二极管101的稳定电压不限于3v，只需要略高于所述的低压端子510的额定电压，达到保护低压端子的电压不超过其额定范围即可。
本领域普通技术人员应理解，本实施例中所述钳位二极管也可以用其他稳压器件如稳压二极管或其他能够实现本方案之目的的二极管、三极管、自恢复熔断丝、场效应晶体管等代替，只要能够达到控制当低压连接端子上的电压高于设定值时，导通到地或拉低低压连接端子上的电压到等于或者低于设定电压即可，对于上面指出的钳位二极管、稳压二极管、二极管、三极管、自恢复熔断丝、场效应晶体管，要求钳位二极管、稳压二极管的稳压电压，二极管、三极管、场效应晶体管的导通电压和自恢复熔断丝的熔断电压略高于该低压连接端子的设定电压。本领域普通技术人员应理解，所述稳压单元还可以连接在与存储元件连接的低压连接端子和存储元件之间，当高压连接端子与低压连接端子发生短路时，施加在低压连接端子上的电压过高地超过其电压额定范围，稳压单元将低压连接端子导通到地，拉低低压连接端子上的电压，保护存储元件免受损坏。
本领域普通技术人员应理解，在保证芯片与打印机良好接触的前提下，所述芯片上的连接端子可以设置成其它形状或其它排列方式。如图11所示，所述连接端子610-690以一行的方式排列；又如图12所示，所述连接端子710-790以不规则的形式设置；其中，所述图中未示出所述短路保护装置。
本实用新型实施例还提供了一种墨盒，其包括墨盒主体和电气元件，还包括本实用新型任意实施例所提供的芯片，所述电气元件设置在所述芯片的电路板上和/或所述墨盒主体上。
本实用新型实施例又提供一种记录装置，包括记录装置主体和墨盒，所述记录装置主体上配置有装置侧端子，所述墨盒采用本发明实施例提供的墨盒，在所述墨盒安装到所述记录装置的状态下，所述装置侧端子与所述连接端子一一对应接触连接。
本领域普通技术人员应理解，本实用新型实施例中所述芯片短路保护装置不局限于此类型芯片、墨盒及记录装置，同样适用于其他类型的芯片、成像盒及记录装置。
显然，采用本实用新型各实施例的技术方案，可在芯片的端子间发生短路时，尤其是高压连接端子和低压连接端子短路时，及时地拉低低压连接端子上的电压，保护芯片的低压电路，防止存储元件被损坏。无论芯片或记录装置上有没有短路检测装置，都可以及时地在短路发生后对芯片采取保护措施，减少记录装置检测出短路时墨盒上存储元件已被损坏的可能性，并且对于未设有短路检测电路的记录装置也增加了其墨盒使用安全系数。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种芯片短路保护装置，其特征在于：布设在芯片的电路板上，包括稳压单元，所述的稳压单元与芯片的电路板上的低压连接端子电连接，在所述的低压连接端子的电压高于额定值时拉低所述的低压连接端子上的电压使其处于安全范围内。
2.根据权利要求1所述的芯片短路保护装置，其特征在于：所述的稳压单元包括稳压元件，所述的稳压元件的一端与所述低压连接端子电连接，另一端接地。
3.根据权利要求2所述的芯片短路保护装置，其特征在于：所述的稳压元件为钳位二极管、稳压二极管、二极管、三极管、场效应晶体管，所述的钳位二极管、稳压二极管的稳定电压或者二极管、三极管、场效应晶体管的导通电压略高于所述的低压连接端子的额定电压。
4.根据权利要求2所述的芯片短路保护装置，其特征在于：所述的稳压元件为自恢复熔断丝，所述的自恢复熔断丝的熔断电压略高于所述的低压连接端子的额定电压。
5.一种芯片，可拆卸地安装在墨盒上，包括电路板，所述电路板上配置有用于与记录装置主体的装置侧端子接触连接的至少两个连接端子，所述连接端子包含至少一个高压连接端子和至少一个低压连接端子，其特征在于：所述的电路板上还布设有权利要求1至4所述的任一芯片短路保护装置。
6.根据权利要求5所述的芯片，其特征在于：所述芯片还包含存储元件以及与存储元件相连接的不少于一个低压连接端子，所述芯片短路保护装置还包括稳压单元，所述稳压单元串接在所述存储元件以及与存储元件相连接的任意一个低压连接端子之间，在所述的低压连接端子的电压高于额定值时拉低所述的低压连接端子上的电压使其处于安全范围内。
7.一种墨盒，包括可拆卸地安装在其上的芯片，其特征在于：所述芯片为权利要求5所述的芯片。
8.一种记录装置，其特征在于：包括如权利要求7所述的墨盒。
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 519060 Zone B, 7th Floor, Building 04, No. 63, Qianshan Mingzhu North Road, Zhuhai, Guangdong Patentee after: Jihai Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 519060 Zone B, 7th Floor, Building 04, No. 63, Qianshan Mingzhu North Road, Zhuhai, Guangdong Patentee before: APEX MICROELECTRONICS Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141105 |