KR100713532B1 - 이동통신 단말기의 정전기 및 감전 보호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 정전기 및 감전 보호 장치에 관한 것이다. 본체 하우징의 일부 또는 전체가 도전 재질로 만들어진 이동통신 단말기의 정전기 및 감전 보호 장치가, 인쇄 회로 기판의 접지수단과, 상기 인쇄 회로 기판의 접지수단과 연결되어 방전 패스를 형성하는 다이오드-바리스터 병렬회로와, 상기 다이오드-바리스터 병렬회로를 상기 본체 하우징과 연결시키는 수단을 포함함을 특징으로 한다.

정전기, 감전(통전), 다이오드, 바리스터(varistor), 다이오드 바리스터 병렬회로

Description

이동통신 단말기의 정전기 및 감전 보호 장치{AN ELECTRO-STATIC DISCHARGE OR AN ELECTRIC SHOCK PROTECTION APPARATUS FOR MOBILE COMMUNICATION TERMINAL EQUIPMENT}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기의 정전기 및 감전 보호 장치의 구성을 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통전 성능을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면

본 발명은 본체 하우징의 전체 혹은 일부가 도전 재질로 만들어진 이동통신 단말기의 정전기 및 감전 방지 장치에 관한 것이다.

휴대 전화기와 같은 이동통신 단말기는 사용자가 항상 휴대하여 인체와 가장 가까이 오랜 시간 동안 함께 있는 전자기계이다. 휴대의 용이성 등을 고려하여 이동통신 단말기는 점점 슬림화되는 추세이다. 이러한 슬림화 추세로 인해 견고성이 약해지는 것을 막기 위해 본체 하우징을 금속(예: 마그네슘)으로 제작하기에 이르렀다. 그런데 단말기의 본체 하우징을 금속으로 제작하기 위해서는 감전 사고의 위험이나 정전기에 대한 안전 대책을 마련해야 한다. 즉, 금속 혹은 도전 플라스틱과 같은 도전 재질에 사용자의 피부가 접촉되어 있을 때 감전이 발생하면 인체에 치명적인 손상을 주거나 인체에 유해하지는 않더라도 기분 나쁜 느낌을 주게 될 우려가 있다.

혹은 심한 정전기 방전(Electro-Static Discharge}이 일어날 경우 단말기가 오동작을 하게 하기도 한다. 정전기의 전압은 보통 수천 ~ 수만 볼트로 굉장히 높다. 이렇게 전압은 높지만 전류는 거의 흐르지 않는 상태이기 때문에 감전의 위험은 거의 없지만 피부 질환을 일으킬 수 있다. 또한, 순간 전압이 높아 불꽃으로 인한 화재의 위험을 유발하거나 미세한 전자기기의 회로가 오작동을 일으키게 할 수도 있다. 정전기 방전 과정에서 생기는 전자파의 영향을 받거나 순간적인 고압에 의해 전자부품이 파손되는 경우 등을 그 예로 들 수 있을 것이다.

정전기는 피부와의 접촉, 충전, 기타 여러 가지 이유로 생길 수 있다. 충전을 할 때에는 상당한 방전 패스가 생기므로 심한 정전기가 생길 수 있다. 감전이 인체에 미치는 영향이나 위험도는 개인의 신체적 특징이나 처한 상황에 따라 다를 수 있다. 그래서 획일적으로 정하기는 어렵지만, 인체가 감전되었을 때 그 위험도는 감전전류의 크기, 감전시간, 감전경로, 전원의 종류에 의해 결정된다고 할 수 있다.

감전전류의 크기가 어느 한계값 이하일 경우에는 인체가 느끼지 못하고 그 값 이상이 되면 전격을 느끼게 되는데 이 전류값을 최소 감지 전류라 부르며(직류에서는 2 ~ 5㎃), 교류(상용주파수 60[Hz])에서 0.5 ~ 2.0mA 정도가 된다. 감전전류가 최소 감지 전류의 한계를 넘게 되면 점차로 고통을 느끼게 된다. 이 고통을 참을 수 있으면서 생명에는 위험이 없는 전류값을 이탈전류(고감전류)라 부르는데, 성인 남자의 경우 교류에서 약 7 ~ 8㎃ 정도가 된다.

그러므로 제품을 생산할 때 인체 안전성 측면에서 허용 접촉 전압 및 전류를 결정해야 함은 물론이고 주변 환경 등 여러 가지를 고려해야 할 것이다.

또한, 정전기 성능과 감전 성능은 서로 상반관계가 있으므로 한쪽 성능을 우수하게 하면 오히려 다른 한쪽 성능이 안 좋아질 수 있다. 그래서 정전기 보호도 만족스럽게 하면서 감전 보호도 잘할 수 있도록 보호 장치를 구성하는 것이 관건이다. 또한, 부품의 개수나 설치 공간 등의 효율로 고려되어야 함은 물론이다.

따라서 본 발명은 이동통신 단말기 본체 하우징의 전체 혹은 일부를 도전 재질로 만들 경우 감전으로부터 인체를 보호하고 정전기로부터 단말기를 보호하되, 어느 한쪽 성능을 저해하지 않도록 설계된, 정전기 및 감전 보호 장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 본체 하우징의 전체 혹은 일부가 도전 재질로 만들어진 이동통신 단말기에 있어서, 정전기 및 감전 보호 장치가, 인쇄 회로 기판(Print Circuit Board: 이하 PCB라 함.)의 접지수단과, 상기 PCB의 접지수단과 연결되어 방전 패스를 형성하는 다이오드-바리스터(varistor) 병렬회로와, 상기 다이오드-바리스터 병렬회로를 상기 본체 하우징과 연결시키는 수단을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 전압 혹은 전류의 값 등과 같은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기의 정전기 및 감전 보호 장치의 구성을 나타낸 것이다.

가상 접지 패드(Virtual Ground Pad: VGP) 200은 PCB에 만들어지며, 다이오드 DI와 바리스터 VR을 기구(단말기 본체 하우징)와 연결시킨다. 여기서 PCB는 단말기의 주(main) PCB를 말한다.

다이오드-바리스터 병렬회로 300은 PCB의 접지수단 100과 상기 VGP 200 사이에 연결된다.

단말기가 충전기(도시하지 않음.)에 탑재되었을 때 단말기 PCB의 접지수단 100은 충전기의 접지와 연결된다. 그러므로 도전 재질의 본체 하우징의 특정 부분(예: 슬라이드 폰일 경우에는 슬라이드 힌지 부분)과 연결되는{예: 통전(通電) 테이프를 사용하여 연결할 수 있음.} 가상 접지 패드 200으로 정전기가 인가되어 다이오드-바리스터 병렬회로 300의 다이오드 D1 혹은 바리스터 VR의 내압 이상으로 전압이 상승하게 되면 다이오드 D1 혹은 바리스터 VR이 브레이크 다운되면서 방전 패스가 만들어져 정전기가 다이오드-바리스터 병렬회로 300을 통해 충전기의 접지로 바이패스된다.

이상 설명한 바와 같이, 다이오드-바리스터 병렬회로 300은 정전기가 인가될 때 단말기에 미치는 영향을 최소화하면서 효과적으로 방전을 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통전 성능을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.

참조부호 G1은 PCB의 접지수단 100, 참조부호 G2는 VGP 200에서 검출되는 신호의 파형이다.

VGP 200에서 검출되는 파형 G2를 참조하면, OV 이상과 이하에서 모두 파형이 나타난다. 이와 같은 정현파가 출력된다는 것은 '+' 극성과 '-' 극성에 대해서 모두 전류를 통과시키고 있다는 것을 의미한다. 이는 도 1과 같은 정전기 및 감전 보호 장치가 '+' 극성과 '-' 극성의 정전기(VGP 200으로 유입되는 정전기) 모두에 대하여 효과적인 방전 패스를 형성하도록 효과적으로 회로는 보호하면서 유해한 정전기를 기계 외부로 배출할 수 있기 때문이다.

구체적으로, 전원이 AC 220V일 때, PCB의 접지수단 100에서 검출되는 통전압 은 도시된 바와 같이 약 107.5V 정도인데, 도 2와 같은 정전기 및 감전 보호 장치를 사용하면 VGP 200에서 검출되는 통전압을 약 46V 정도로 낮출 수 있다.

또한, 도시하지 않았으나, 도 1과 같은 정전기 및 감전 보호 장치를 사용하면 VGP 200에서 검출되는 통전류가 약 22uA 정도가 된다. 이는 PCB의 접지수단 100에서 검출되는 누설전류 50uA보다 절반 수준 이하로 낮춰진 것이며, 이 정도는 인체에 직접적으로 유기되더라도 아무런 불쾌한 느낌을 받지 않을 정도의 수준이다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이동통신 단말기의 본체 하우징의 전체 혹은 일부를 도전성 재질로 제작하더라도 방전 패스를 만들어줌으로써 누설 전류로 인한 감전이나 정전기로 인해 인체에 나쁜 영향을 끼치거나 사용자에게 좋지 않은 느낌을 주거나 단말기가 오동작을 일으키게 하는 문제를 동시에 해결할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 본체 하우징의 일부 또는 전체가 도전 재질로 만들어진 이동통신 단말기에 있어서,

   인쇄 회로 기판의 접지수단과,

   상기 인쇄 회로 기판의 접지수단과 연결되어 방전 패스를 형성하는 다이오드-바리스터 병렬회로와,

   상기 다이오드-바리스터 병렬회로를 상기 본체 하우징과 연결시키는 수단을 포함함을 특징으로 하는 정전기 및 감전 보호 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수단이 상기 인쇄 회로 기판에 만들어지며, 상기 인쇄 회로 기판의 접지수단과 상기 다이오드-바리스터 병렬회로를 연결하는 가상 접지 패드임을 특징으로 하는 정전기 및 감전 보호 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 단말기가 충전기에 장착되면, 상기 단말기의 본체 하우징을 통해 상기 가상 접지 패드로 인가되는 정전기가 상기 다이오드-바리스터 병렬회로와 상기 인쇄 회로 기판의 접지수단을 통해 상기 충전기의 접지로 바이패스됨을 특징으로 하는 정전기 및 감전 보호 장치.
4. 제2항 혹은 제3항에 있어서,

   상기 단말기가 충전기에 장착되면, 누설 전류로 인해 전압이 상기 다이오드-바리스터 병렬회로에 구비된 다이오드의 내압 이상으로 상승할 때, 상기 다이오드-바리스터 병렬회로와 상기 인쇄 회로 기판의 접지수단 및 상기 충전기의 접지로 이어지는 방전 패스가 형성됨을 특징으로 하는 정전기 및 감전 보호 장치.
5. 제2항 혹은 제3항에 있어서,

   상기 단말기가 충전기에 장착되면, 누설 전류로 인해 전압이 상기 다이오드-바리스터 병렬회로에 구비된 바리스터의 내압 이상으로 상승할 때, 상기 다이오드-바리스터 병렬회로와 상기 인쇄 회로 기판의 접지수단 및 상기 충전기의 접지로 이어지는 방전 패스가 형성됨을 특징으로 하는 정전기 및 감전 보호 장치.

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