KR101545176B1 - 차량의 usb포트 - Google Patents

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KR101545176B1
KR101545176B1 KR1020130165474A KR20130165474A KR101545176B1 KR 101545176 B1 KR101545176 B1 KR 101545176B1 KR 1020130165474 A KR1020130165474 A KR 1020130165474A KR 20130165474 A KR20130165474 A KR 20130165474A KR 101545176 B1 KR101545176 B1 KR 101545176B1
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

외부의 USB기기와 연결되는 단자부; 단자부와 전원라인, 그라운드라인, D+라인, D-라인으로 연결된 제어부; 및 일측이 전원라인 및 그라운드라인에 병렬로 연결되고 타측이 D+라인 및 D-라인에 스위칭부를 통해 병렬로 연결된 충전부;를 포함하는 차량의 USB포트가 소개된다.

Description

차량의 USB포트 {USB PORT FOR VEHICLE}
본 발명은 차량에 마련되어 USB의 인터페이스를 제공하며, 데이커모드와 충전모드를 구별하며 대상이 되는 기기에 따라 능동적으로 대응함으로써 효율적으로 사용될 수 있는 차량의 USB포트에 관한 것이다.
종래 차량에 마련되는 USB 포트의 전원 사양은 2.0 버전을 기준으로 5V 500mA이다. 최근 모바일기기들의 고속화 및 대형화됨에 따라 기존의 출력으로는 이러한 용량이 부족하게 되었다. 따라서, 전용 충전기들은 더 많은 전류를 공급할 수 있게 설계되었으나 컴퓨터 USB 포트와 갈은 기존의 출력이 부족한 포트와 구분할 필요가 있었다.
충전기들은 데이터 통신을 할 필요가 없었으므로 이를 이용해 구분하고 더 많은 전류를 공급했으나 데이터 통신이 필요한 포트들은 더 많은 전원을 공급할 수 있어도 구분할 방법이 없어 모바일기기에서 인식이 불가능한 문제점이 있었다. 이는 차량에 장착된 USB 포트들도 마찬가지의 문제에 해당된다.
따라서, USB 포트 측방에 토글 스위치 등을 장착하여 사용자가 USB 포트를 고속 충전모드(아이폰, 안드로이드 등의 구분)로 사용할지 또는 데이터 전송모드로 사용할지 선택할 수 있도록 할 필요가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2013-0086013 A US 2013-0080797 A1
본 발명은 차량에 마련되어 USB의 인터페이스를 제공하며, 데이커모드와 충전모드를 구별하며 대상이 되는 기기에 따라 능동적으로 대응함으로써 효율적으로 사용될 수 있는 차량의 USB포트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 USB포트는, 외부의 USB기기와 연결되는 단자부; 단자부와 전원라인, 그라운드라인, D+라인, D-라인으로 연결된 제어부; 및 일측이 전원라인 및 그라운드라인에 병렬로 연결되고 타측이 D+라인 및 D-라인에 스위칭부를 통해 병렬로 연결된 충전부;를 포함한다.
제어부는 단자부가 데이터전송용으로 사용되는 경우 스위칭부를 통해 충전부가 D+라인 및 D-라인에 연결되지 않도록 할 수 있다.
스위칭부는 D+라인 및 D-라인 상에 마련되어 제어부가 단자부 또는 충전부와 선택적으로 연결되도록 할 수 있다.
제어부는 단자부가 데이터전송용으로 사용되는 경우 스위칭부를 제어하여 제어부가 D+라인 및 D-라인을 통해 단자부와 연결되도록 할 수 있다.
제어부는 단자부가 충전용으로 사용되는 경우 스위칭부를 제어하여 충전부가 D+라인 및 D-라인을 통해 단자부와 연결되도록 할 수 있다.
충전부는 DCP모듈일 수 있다.
충전모드와 데이터모드를 선택할 수 있는 외부스위치;를 더 포함하고, 충전부는 충전모드의 선택시 스위칭부를 통해 충전부가 D+라인 및 D-라인에 연결되도록 할 수 있다.
충전부는 전원라인 및 그라운드라인에 병렬로 연결된 일측회로와 D+라인 및 D-라인에 스위칭부를 통해 연결된 타측회로가 상호 선택적으로 연결될 수 있다.
충전스위치는 타측회로가 단락되도록 하거나 타측회로가 일측회로와 연결되도록 할 수 있다.
일측회로에는 저항이 구비되어 일측회로와 타측회로가 충전스위치로 연결된 경우 D+라인과 D-라인의 단자부측에서의 전압이 상이해지도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 USB포트에 따르면, 차량에 마련되어 USB의 인터페이스를 제공하며, 데이커모드와 충전모드를 구별하며 대상이 되는 기기에 따라 능동적으로 대응함으로써 효율적으로 사용될 수 있다.
도 1 내지 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 USB포트의 동작을 나타낸 도면.
도 3 내지 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 USB포트의 동작을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1 내지 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 USB포트의 동작을 나타낸 도면이고, 도 3 내지 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 USB포트의 동작을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 차량의 USB포트는, 외부의 USB기기와 연결되는 단자부(100); 단자부(100)와 전원라인(10), 그라운드라인(40), D+라인(20), D-라인(30)으로 연결된 제어부(200); 및 일측이 전원라인(10) 및 그라운드라인(40)에 병렬로 연결되고 타측이 D+라인(20) 및 D-라인(30)에 스위칭부(300)를 통해 병렬로 연결된 충전부(400);를 포함한다.
즉, 기본적으로는 종래와 같이 제어부(200)와 단자부(100)가 구비된다. 다만, 데이터통신을 위한 경우와 충전을 위한 경우를 구분토록 하기 위해 충전부(400)를 마련한다.
단자부(100)는 외부의 USB기기와 연결되는 인터페이스를 제공한다. 그리고 제어부(200)는 단자부(100)와 연결되고, 연결되는 라인으로는 종래와 같이 전원라인(5V), 그라운드라인, D+라인, D-라인으로 연결된다.
특히, 본 발명의 경우 일측이 상기한 전원라인(10) 및 그라운드라인(40)에 병렬로 연결되고 타측이 D+라인(20) 및 D-라인(30)에 스위칭부(300)를 통해 병렬로 연결된 충전부(400)가 구비된다. 따라서, 스위칭부(300)의 조작을 통해 데이터통신을 위한 종래의 회로를 구성하거나, 혹은 고속충전을 위한 충전회로를 구성하도록 하는 것이다.
구체적으로, 제어부(200)는 단자부(100)가 데이터전송용으로 사용되는 경우에는 스위칭부(300)를 통해 충전부(400)가 D+라인(20) 및 D-라인(30)에 연결되지 않도록 할 수 있다. 즉, 스위칭부(300)는 D+라인(20) 및 D-라인(30) 상에 마련되어 제어부(200)가 단자부(100) 또는 충전부(400)와 선택적으로 연결되도록 할 수 있다. 이를 통해 충전부(400)는 개입되지 않은 종래의 단자부(100)와 제어부(200)가 전원라인(10), 그라운드라인(40), D+라인(20), D-라인(30)으로 직결되도록 한다. 도 1은 이러한 상황을 나타낸다. 즉, 제어부(200)는 단자부(100)가 데이터전송용으로 사용되는 경우 스위칭부(300)를 제어하여 제어부(200)가 D+라인(20) 및 D-라인(30)을 통해 단자부(100)와 연결되도록 하는 것이다.
또한, 제어부(200)는 단자부(100)가 충전용으로 사용되는 경우 스위칭부(300)를 제어하여 충전부(400)가 D+라인(20) 및 D-라인(30)을 통해 단자부(100)와 연결되도록 할 수 있다. 즉, 도 2와 같이 충전전용모드인 경우에는 스위칭부(300)가 작동하여 충전부(400)가 D+라인(20) 및 D-라인(30)을 통해 단자부(100)와 연결되도록 한다. 이 경우에도 전원라인(10), 그라운드라인(40)은 여전히 제어부(200)에 연결되어 전원을 공급받는 것이다. 그리고 도 1 내지 2의 경우 충전부(400)는 DCP(Dedicated Charging Port)일 수 있다. 충전을 위한 용도로 사용시에는 DCP를 이용하여 적절한 전압 차이를 자동으로 찾도록 하는 것이다.
한편, 본 발명의 경우 도시된 바와 같이 충전모드와 데이터모드를 선택할 수 있는 외부스위치(500)를 더 포함하고, 충전부(400)는 충전모드의 선택시 스위칭부(300)를 통해 충전부(400)가 D+라인(20) 및 D-라인(30)에 연결되도록 할 수 있다. 즉, 사용자가 매뉴얼로 데이터전용 혹은 충전전용의 모드를 선택할 수 있도록 하고, 그 스위치의 동작을 내부의 스위칭부(300)와 연동되도록 함으로서 편의성을 제공할 수 있는 것이다.
한편, 충전부(400)는 도 3과 같이 전원라인(10) 및 그라운드라인(40)에 병렬로 연결된 일측회로와 D+라인(20) 및 D-라인(30)에 충전스위치(800)를 통해 연결된 타측회로가 상호 선택적으로 연결될 수 있다. 즉, 이 경우에는 도 3과 같이 일반적인 데이터 전송 모드로 동작할 수 있도록 한다.
그리고 충전스위치(800)는 도 4와 같이 타측회로가 단락되도록 하거나 도 5와 같이 타측회로가 일측회로와 연결되도록 할 수 있다. 도 4의 경우에는 D+라인(20)과 D-라인(30)이 단락되어 있을 경우로서 안드로이드계열 기기의 전용 충전회로(대용량 전원)에 연결된 것으로 인식하고 고속 충전을 한다.
한편, 도 5와 같은 경우에는 일측회로에는 저항(700)이 구비되어 일측회로와 타측회로가 충전스위치(800)로 연결된 경우 D+라인(20)과 D-라인(30)의 단자부(100)측에서의 전압이 상이해지도록 할 수 있다. 즉, 아이폰과 같은 iOS 계열의 경우 D+라인(20)에 2.0V, D-라인(30)에 2.7V인 경우이면 전용 충전회로(대용량 전원)에 연결된 것으로 인식하고 고속 충전을 하기 때문이다. 따라서, 적절하게 저항을 설계하여 전압차를 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 이러한 경우에도 외부에 기기의 종류를 선택할 수 있는 선택스위치(600)를 구비토록 함으로써 사용자에게 기기에 맞는 최적의 충전환경을 제공할 수 있도록 하는 것이다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 USB포트에 따르면, 차량에 마련되어 USB의 인터페이스를 제공하며, 데이커모드와 충전모드를 구별하며 대상이 되는 기기에 따라 능동적으로 대응함으로써 효율적으로 사용될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 단자부 200 : 제어부
300 : 스위칭부 500 : 외부스위치

Claims (10)

  1. 외부의 USB기기와 연결되는 단자부;
    단자부와 전원라인, 그라운드라인, D+라인, D-라인으로 연결된 제어부; 및
    일측이 전원라인 및 그라운드라인에 병렬로 연결되고 타측이 D+라인 및 D-라인에 스위칭부를 통해 병렬로 연결된 충전부;를 포함하며,
    상기 제어부는 단자부가 데이터전송용으로 사용되는 경우 스위칭부를 통해 충전부가 D+라인 및 D-라인에 연결되지 않도록 하고,
    충전부는 전원라인 및 그라운드라인에 병렬로 연결된 일측회로와 D+라인 및 D-라인에 스위칭부를 통해 연결된 타측회로가 상호 선택적으로 연결될 수 있도록 하는 충전스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    스위칭부는 D+라인 및 D-라인 상에 마련되어 제어부가 단자부 또는 충전부와 선택적으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    제어부는 단자부가 데이터전송용으로 사용되는 경우 스위칭부를 제어하여 제어부가 D+라인 및 D-라인을 통해 단자부와 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
  5. 청구항 3에 있어서,
    제어부는 단자부가 충전용으로 사용되는 경우 스위칭부를 제어하여 충전부가 D+라인 및 D-라인을 통해 단자부와 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    충전부는 DCP모듈인 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    충전모드와 데이터모드를 선택할 수 있는 외부스위치;를 더 포함하고,
    충전부는 충전모드의 선택시 스위칭부를 통해 충전부가 D+라인 및 D-라인에 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    충전스위치는 타측회로가 단락되도록 하거나 타측회로가 일측회로와 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
  10. 청구항 1에 있어서,
    일측회로에는 저항이 구비되어 일측회로와 타측회로가 충전스위치로 연결된 경우 D+라인과 D-라인의 단자부측에서의 전압이 상이해지는 것을 특징으로 하는 차량의 USB포트.
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