KR100998490B1

KR100998490B1 - 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그

Info

Publication number: KR100998490B1
Application number: KR1020080045908A
Authority: KR
Inventors: 조성빈
Original assignee: 주식회사 크리어전자
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2010-12-07
Also published as: WO2009142392A2; US20110136381A1; WO2009142392A3; KR20090120052A

Abstract

본 발명은 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플러그를 인터페이스포트에 삽입함에 있어 어느 방향으로도 삽입이 가능하도록 접속단자를 단자부 양면에 모두 구비하고 있으며, 양면에 접속단자를 구비함으로서 인터페이스포트의 텐션접지핀에 접속단자가 접속되어 쇼트가 발생하여 플러그나 통신기기가 파손되는 것을 방지할 수 있는 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그에 관한 것이다.

본 발명의 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그는 본체부; 상기 본체부의 일측 단부에 연결되어 있으며, 통신기기의 인터페이스포트에 삽입되는 단자부; 상기 단자부 양면에 각각 구비되어 단자부의 삽입방향에 무관하게 상기 인터페이스포트에 구비되어 있는 접속핀에 접속되는 접속단자; 상기 접속핀에 접속되지 않은 단자부의 일면에 구비되어 있는 접속단자가 인터페이스포트에 구비되어 있는 텐션접지핀에 전기적으로 연결되는 것을 차단하는 쇼트방지회로;를 포함하여 이루어진다.

플러그, 데이터, 통신, 양방향, 쇼트방지회로, 순방향, 역방향, 다이오드, 트랜지스터

Description

쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그{BOTH CONTACT PLUG EQUIPPED WITH CIRCUIT FOR PROTECTING SHORT }

최근들어 컴퓨터, MP3플레이어, PDA, 디지털카메라, 휴대폰 등과 같은 통신기기 간에 데이터를 송수신하는 일이 많아졌다.

이러한 통신기기 간에 데이터 송수신을 위해 통신기기에는 인터페이스포트가 구비되어 있고, 플러그가 통신기기의 인터페이스포트에 삽입되어 두 통신기기 간이 데이터 송수신을 매개한다.

USB 메모리와 같은 플러그는 통신기기 간의 데이터 송수신을 매개하는 것이 아니라 USB 메모리에 저장되어 있는 데이터를 통신기기에 전송하거나, 통신기기로부터 데이터를 받아 전송한다.

이와 같이 데이터의 송수신을 매개하는 플러그는 본체부와 상기 본체부에 연결되어 있는 단자부로 이루어지고, 상기 단자부는 통신기기의 인터페이스포트에 삽입되고, 상기 단자부에 구비되어 있는 접속단자가 인터페이스에 구비되어 있는 접속핀에 접속되어 데이터 송수신이 가능하도록 한다.

일반적인 플러그는 접속단자가 단자부의 일면에만 구비되어 있어, 사용자는 인터페이스포트에 삽입시 그 삽입방향을 항시 주의하여야 하는 불편이 있다.

이에 등록특허 제0424781호 "양방향단자 USB 플러그를 구비한 USB 저장장치"는 접속단자를 단자부의 양면에 모두 구비하여 사용자가 어느 방향으로 삽입하여도 플러그의 접속단자가 인터페이스포트의 접속핀에 접속되도록 하였다.

그러나 인터페이스포트에는 접속핀 뿐만 아니라 플러그의 단자부를 고정해 주면서 단자부를 밀어 접속단자가 접속핀에 확실히 접속되도록 하는 텐션접지핀도 구비되어 있고, 상기 텐션접지핀은 접지단자의 역할을 한다.

따라서 단자부 양면에 모두 구비되는 경우에는 일면의 접속단자가 접속핀에 접속될 뿐만 아니라 타면의 접속단자도 텐션접지핀에 접속되어 쇼트(단락)사고가 발생되어 통신기기나 플러그에 피해를 주는 일이 발생하였다.

이와 같은 쇼트사고가 발생하는 것을 방지하기 위해 등록특허 제0626909호 "유에스비 포트에 선택적으로 접속가능한 2개의 측부를 갖는 유에스비 플러그"는 단자부에 리브를 돌출형성하고, 상기 리브에 의해 형성되는 슬롯에 접속단자를 구비시켰다.

그리하여 인터페이스포트의 접속핀은 슬롯에 삽입되어 일면의 접속단자에 접속되고, 텐션접지핀은 리브에 접촉되어 타면의 접속단자에 접속되는 것을 방지함으로서 쇼트사고가 발생하는 것을 예방한다.

상기 등록특허는 리브를 통해 쇼트사고가 발생하는 것을 방지하고 있지만, 단자부 양면에 길이방향으로 여러개의 리브를 돌출 형성시키고 있어 구조가 복잡하고 제조단가를 상승시키며, 리브로 인해 단자부의 전체 두께는 두꺼워지는 반면에 리브를 제외시키면 단자부의 두께는 매우 얇아져 약한 외부충격에도 단자부가 파손될 위험이 크다.

본 발명은 상기와 같이 종래의 양방향 플러그가 갖는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 단자부 양면에 접속단자를 구비함으로서 발생할 수 있는 쇼트사고를 방지하기 위해 리브나 슬롯과 같은 기계적인 쇼트방지수단이 아닌 쇼트방지회로를 통한 전기적인 쇼트방지수단을 구비하여 제조원가를 절감하고, 단자부의 전 체 두께가 두꺼워지거나 약한 외부충격에 쉽게 파손될 우려가 없는 양방향 플러그를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그는

본체부;

상기 본체부의 일측 단부에 연결되어 있으며, 통신기기의 인터페이스포트에 삽입되는 단자부;

상기 단자부 양면에 각각 구비되어 단자부의 삽입방향에 무관하게 상기 인터페이스포트에 구비되어 있는 접속핀에 접속되는 접속단자;

상기 접속핀에 접속되지 않은 단자부의 일면에 구비되어 있는 접속단자가 인터페이스포트에 구비되어 있는 텐션접지핀에 전기적으로 연결되는 것을 차단하는 쇼트방지회로;를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 쇼트방지회로는

상기 단자부의 양면에 각각 구비되어 있는 접속단자 중 전원공급선에 연결되어 있으며, 순방향의 전기적연결을 도통(ON)시키고 역방향의 전기적연결을 차단(OFF)시키는 전자소자를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 쇼트방지회로의 전자소자는

캐소드단은 상기 본체부를 향하고, 애노드단은 인터페이스포트를 향하도록 상기 단자부 양면의 접속단자 중 전원공급선에 각각 연결되어 있는 다이오드이거나,

콜렉터단은 상기 본체부를 향하고, 이미터단은 인터페이스포트를 향하도록 상기 단자부 양면의 접속단자 중 전원공급선에 각각 연결되어 있는 트랜지스터인 것을 특징으로 하고,

상기 각 트랜지스터의 베이스단과 상기 단자부의 반대면에 구비되어 있는 전원공급선 사이에는 제1저항이 연결되어 있고,

상기 제1저항과 상기 접속단자 중 접지선 사이에는 제2저항이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 쇼트사고 방지를 위해 단자부를 기계적으로 변형시키는 것이 아니고, 텐션접지핀과 접속단자 간에 전기적연결을 차단(전류가 흐르는 것을 차단)하는 전기적인 쇼트방지회로를 구비하고, 쇼트방지회로를 간단하게 구성되어, 제조원가의 상승을 최소화하면서 쇼트사고를 방지할 수 있고, 단자부에 변형이 가해지지 않음으로서 종래의 양방향 플러그와 같이 단자부가 취약해지는 문제가 없다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도1은 본 발명의 일례에 따른 플러그의 사시도이고, 도2는 다이오드를 포함하는 쇼트방지회로의 회로도이고, 도3은 트랜지스터를 포함하는 쇼트방지회로의 회로도이다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 플러그는 본체부(10), 단자부(20), 접속단자를 포함하여 일어지고, 상기 단자부 또는 본체부에는 쇼트방지회로(30)가 구비된다.

상기 본체부, 단자부, 접속단자는 종래의 일반적인 것과 크게 다를 바 없으므로 이에 대하여는 구체적인 설명은 생략하고, 간략히 설명한다.

상기 본체부(10)는 상기 단자부의 일단(인터페이스포트에 삽입되는 반대쪽 단부)에 연결되며, 각종 데이터를 저장할 수 있는 메모리일 수 있고, 데이터의 저장 없이 단순히 통신기기 간의 데이터 송수신을 매개하는 매개체일 수도 있다.

참고로, 도1은 본체부가 메모리인 플러그를 도시한 것이고, 통신기기 간의 데이터 송수신을 위한 플러그는 두 통신기기에 각각 접속되는 두 플러그가 구비되고 이 두 플러그는 케이블을 통해 연결되는 형태로 이루어진다.

상기 단자부(20)는 통신기기의 인터페이스포트에 삽입되며 절연체로서 PCB의 기판으로 보면 되고, 상기 접속단자는 인터페이스포트의 접속핀에 접속되는 도전체로서 상기 PCB의 양면에 인쇄되어 있는 회로패턴으로 보면 된다.

상기 접속단자는 통상 전원공급선(VCC(VCC1, VCC2 포함)), 접지선(GND), 데이터통신을 위한 양극선(D+)과 음극선(D-)으로 구성된다.

그리고 상기 접속단자는 도1에서 보는 바와 같이 단자부(20) 양면에 동일한 형상으로 구비되며, 단자부를 인터페이스포트에 어느 방향으로 삽입하더라도 각각 대응하는 접속핀에 접속된다.

이하에서는 도2와 도3을 참조하여 쇼트방지회로(30)에 대해 설명한다.

전술한 바와 같이 접속단자를 단자부 양면에 구비함으로 인해, 접속되지 않아야할 일면의 접속단자가 인터페이스포트이 텐션접지핀에 접속되어 쇼트사고가 발생될 위험이 크다.

이를 보다 구체적으로 설명하면,

인터페이스포트의 법정 규격에 의해 접속단자 중 데이터 양극선(D+)과 음극선(D-)는 텐션 접지핀에 접속되지 않는다. 다만, 예외적인 경우가 있을 수도 있으므로 이때에는 기구적인 구조물이나 아래에서 설명한 쇼트방지를 위한 전자소자를 데이터 양극선(D+)과 음극선(D-)에도 연결하여 문제를 해결할 수 있을 것이다.

그리고 접속단자 중 접지선(GND)은 텐션접지핀도 접지선이므로 서로 접속되 어도 문제가 발생되지 않는다.

문제가 되는 것은 전원공급선(VCC)이 텐션접지핀에 접속되는 경우로서, 전원공급선이 텐션접지핀에 접속되면 단락(short)이 될 수 있어 플러그와 플러그가 연결된 통신기기에 큰 피해를 줄 수 있다.

따라서 이러한 쇼트사고를 방지하기 위해 접속단자와 텐션접지핀이 접속되더라도 이들의 전기적연결이 차단되도록 한 것이 본 발명의 쇼트방지회로(30)이다.

본 발명의 쇼트방지회로(30)는 제조원가의 상승과 플러그의 부피 증가를 최소화하기 위해 도면에서 보듯이 그 구성을 단순화 시켰다.

상기 쇼트방지회로(30)는 단자부(20)에 구비될 수 있고, 본체부(10)에 구비될 수도 있다. 쇼트방지회로를 본체부에 구비하는 경우에는 본체부의 내부 여유 공간에 쇼트방지회로를 설치할 수 있으므로 플러그의 부피(크기, 길이, 두께)가 증가하지 않는 장점을 갖는다.

상기 쇼트방지회로(30)는 단자부 양면의 전원공급선(VCC1, VCC2)에 각각 연결되어, 일면의 전원공급선과 접지핀의 전기적연결을 도통시키고, 타면의 전원공급선과 텐션접지핀의 전기적연결은 차단시키는 전자소자를 핵심으로 하고, 상기 전자소자로는 다이오드(D1,D2)와 트랜지스터(TR1, TR2)를 사용하였다.

도2는 단자부(20)에 구비되어 있으며 다이오드(D1,D2)를 사용한 쇼트방지회로의 회로도이고, 도3은 본체부(10)에 구비되어 있으며 트랜지스터(TR1, TR2)를 사용한 쇼트방지회로의 회로도이다.

여기서, 쇼트방지회로가 단자부나 본체부 어디에 구비되어 있던, 다이오드와 트랜지스터를 선택적으로 사용할 수 있음은 자명하고,

본체부(10)에 쇼트방지회로(30)를 구비하는 경우에는 단자부(20) 양면에 각각 구비되어 있는 접속단자는 본체부(10)에서 같은 선들(GND, D+, D-)이 하나로 연결되되, 두 전원공급선(VCC1, VCC2)은 쇼트방지회로의 연결부분 까지는 하나로 연결되지 않는다. 물론, 접속단자의 선들이 본체부에서 하나로 연결되지 않을 수도 있지만, 원가절감 및 부피절감 차원에서 한 선이 되도록 연결하는 것이 바람직하다.

우선, 도면에서 CON1은 단자부(20)의 일면에 구비되어 있으며 인터페이스포트에 삽입되어 접속핀(또는 텐션접지핀)에 접속되는 부분의 접속단자를 도시한 것이고, CON2는 단자부(20)의 타면에 구비되어 있으며 인터페이스포트에 삽입되어 접속핀(또는 텐션접지핀)에 접속되는 부분의 접속단자를 도시한 것이고, CON3는 본체부(10)와 연결되는 부분의 접속단자를 도시한 것이고, CON4는 상기 CON3과 연결되는 본체부(10)의 접속단자 부분을 도시한 것이고, CON5는 본체부(10)에 구비된 메모리 또는 본체에 연결된 케이블에 연결되는 접속단자의 부분을 도시한 것이다.

도2를 참조하여 다이오드(D1, D2)를 이용한 쇼트방지회로와 그 작용을 설명한다.

다이오드는 주지하다시피 어느 한 방향으로만 전류를 통과시킨다. 즉, 순방향의 전류는 통과시키고 역방향의 전류는 차단하는 특성을 갖는다.

이 다이오드의 특성을 이용해, 두 전원공급선(VCC1, VCC2) 각각에 애노드단은 인터페이스포트를 향하고 캐소드단은 본체부를 향햐도록 다이오드(D1,D2) 연결하여 전원공급선(VCC1 또는 VCC2)과 접속핀은 도통(ON)시키고, 다른 전원공급선(VCC2 또는 VCC1)과 텐션접지핀은 차단(OFF)시킨다.

예를 들어, CON1이 인터페이스포트의 접속핀에 접속된 경우에,

CON1의 GND, D+, D-선은 그대로 CON3에 연결되어 정상 동작하고, VCC1은 다이오드(D1)을 통해 전원(전류)을 CON3에 전달하고,

CON2의 D+, D-은 인터페이스포트의 구조상 텐션접지핀에 접속되지 아니하고, GND는 텐젼집지핀에 접속되어도 같은 접지선이므로 문제가 발생되지 아니하고,

VCC2는 텐션접지핀에 접속되어도 다이오드(D2)가 본체부에서 유입되는 역방향의 전류를 차단(즉, CON2의 VCC2와 CON3의 VCC 간의 전기적 연결을 차단)하므로,

플러그의 동작에 영향을 주지 않는다.

다음으로 도3을 참조하여 트랜지스터(TR1, TR2)를 사용한 쇼트방지회로와 그 작용을 설명한다.

트랜지스터는 주지하다시피 베이스단에 걸리는 전압의 크기(로우 또는 하이)에 따라 도통되거나 차단되는 특성을 갖는다.

이 트랜지스터의 특성을 이용해 두 전원공급선(VCC1, VCC2)에 이미터단은 인터페이스포트를 향하고 콜렉터단은 본체부를 향햐도록 트랜지스터(TR1, TR2)를 연결하고, 접속핀이 연결되는 전원공급선의 트랜지스터 베이스단에는 로우가 입력되고, 다른 트랜지스터의 베이스단에는 하이가 입력되도록 하여, 전원공급선과 접지핀은 도통시키고, 다른 전원공급선과 텐션접지핀은 차단시켜 쇼트사고를 방지한다.

그리고 두 트랜지스터(TR1, TR2)의 베이스단에는 각각 제1저항(R1, R2)과 제2저항(R3, R4)이 연결되어 있다.

상기 제1저항은 트랜지스터의 베이스단과 다른 트랜지스터의 이미터단이 연결되어 있는 전원공급선(단자부의 반대면에 구비되어 있는 전원공급선) 사이에 연결되고, 상기 제2저항은 제1저항과 접지선 사이에 연결된다.

CON1 및 CON2의 GND, D+, D-은 도2에서 설명한 바와 동일하게 정상 작동하고,

VCC1은 통신기기로부터 일정크기의 전압을 인가 받고, VCC2는 텐션접지핀에 접속되거나 허공에 있는 상태로서, VCC1은 정상 작동하고 VCC2는 텐션접지핀에 단 락되지 않도록 하기 위해서는 TR1은 도통되고 TR2는 차단된 상태가 되어야 하는데(즉, TR1의 베이스단은 로우가 입력되고, TR2의 베이스단은 하이가 입력되어야 한다.),

VCC1의 전원공급선에 연결되어 있는 트랜지스터인 TR1의 베이스단은 R1을 통해 VCC2의 전원공급선에 연결되고 VCC2의 전원공급선은 텐션접지핀에 연결되어 접지상태이므로 TR1의 베이스단은 로우 상태가 되고, 또한, VCC2가 텐션접지핀에 연결되어 있지 않은 경우(허공에 떠서 개방되어 있는 상태)에는 TR1의 베이스단은 R4(FULL DOWN 저항)를 통해 접지선(GND)에 연결되어 로우 상태가 되어 TR1은 도통(ON) 상태가 되고,

VCC2의 전원공급선에 연결되어 있는 트랜지스터인 TR2의 베이스단은 R2를 통해 VCC1의 전원공급선에 연결되어 통신기기에서 인가하는 전압에 의해 하이 상태가 되어 TR2는 차단(OFF)상태가 되어,

VCC1의 전원공급선은 인터페이스포트의 접속핀 및 본체와 전기적으로 연결되어 정상작동하고, VCC2의 전원공급선은 인터페이스포트의 텐션접지핀에 접속되어도 쇼트가 되지 아니하여 플러그의 동작에 영향을 주지 않는다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구 조를 갖는 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1 은 본 발명의 일례에 따른 양방향 플러그의 사시도.

도 2 는 본 발명에 따른 쇼트방지회로의 회로도.

도 3 은 또 다른 실시례에 따른 쇼트방지회로의 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체부 20 : 단자부

30 : 쇼트방지회로 VCC, VCC1, VCC2 : 전원공급선

D+ : 데이터 양극선 D- : 데이터 음극선

GND : 접지선 D1, D2 : 다이오드

TR1, TR2 : 트랜지스터

Claims

삭제
삭제
삭제
본체부;

상기 본체부의 일측 단부에 연결되어 있으며, 통신기기의 인터페이스포트에 삽입되는 단자부;

상기 단자부 양면에 각각 구비되어 단자부의 삽입방향에 무관하게 상기 인터페이스포트에 구비되어 있는 접속핀에 접속되는 접속단자;

상기 접속핀에 접속되지 않은 단자부의 일면에 구비되어 있는 접속단자가 인터페이스포트에 구비되어 있는 텐션접지핀에 전기적으로 연결되는 것을 차단하는 쇼트방지회로;를 포함하여 이루어지되,

상기 쇼트방지회로는

상기 단자부의 양면에 각각 구비되어 있는 접속단자 중 전원공급선에 연결되어 있으며, 순방향의 전기적연결을 도통(ON)시키고 역방향의 전기적연결을 차단(OFF)시키는 전자소자를 포함하며,

상기 쇼트방지회로의 전자소자는

콜렉터단은 상기 본체부를 향하고, 이미터단은 인터페이스포트를 향하도록 상기 단자부 양면의 접속단자 중 전원공급선에 각각 연결되어 있는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그.
제 4 항에 있어서,

상기 각 트랜지스터의 베이스단과 상기 단자부의 반대면에 구비되어 있는 전원공급선 사이에는 제1저항이 연결되어 있고,

상기 제1저항과 상기 접속단자 중 접지선 사이에는 제2저항이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 쇼트방지회로를 구비한 양방향 플러그.