KR102379158B1 - USB connection apparatus - Google Patents
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Abstract
본 실시예의 유에스비 연결 장치에서, 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로 각각은 데이터 송수신부 및 전원 송수신 회로를 포함한다. 전원 송수신 회로는, 제1 유에스비(USB) 포트 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로부터 정격 전압이 입력되면 승압에 의하여 정격 전압보다 높은 전압을 케이블의 전원 단자로 출력하고, 정격 전압보다 높은 전압이 케이블의 전원 단자로부터 입력되면 강압에 의하여 정격 전압을 제1 유에스비(USB) 포트 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로 출력한다.In the USB connection device of the present embodiment, each of the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit includes a data transmission/reception unit and a power transmission/reception circuit. When the rated voltage is input from the power terminal of the first USB port or the second USB port, the power transmission/reception circuit outputs a voltage higher than the rated voltage to the power terminal of the cable by step-up, and is higher than the rated voltage. When the voltage is input from the power terminal of the cable, the rated voltage is output to the power terminal of the first USB port or the second USB port by step-down.
Description
본 발명은, 유에스비 연결 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제1 장소에 있는 제1 유에스비(USB : Universal Serial Bus) 포트와 제2 장소에 있는 제2 유에스비(USB) 포트를 장거리 케이블로 연결하는 유에스비 연결 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a USB connection device, and more particularly, a first USB (Universal Serial Bus) port in a first location and a second USB (USB) port in a second location are connected with a long-distance cable It relates to a USB connection device that does.
일반적으로 유에스비 연결 장치는 제1 장소의 전자 기기에 있는 유에스비(USB) 포트와 제2 장소의 전자 기기에 있는 제2 유에스비(USB) 포트를 장거리 케이블로 연결한다. 여기에서, 제1 장소의 전자 기기가 호스트(host)이고 제2 장소의 전자 기기가 디바이스(device)인 경우, 제1 장소의 유에스비(USB) 포트의 전원 단자에 5 V(볼트)가 출력되어 제2 장소의 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로 전송된다. In general, a USB connection device connects a USB port of an electronic device at a first location and a second USB port of an electronic device at a second location with a long-distance cable. Here, when the electronic device of the first place is the host and the electronic device of the second place is the device, 5 V (volt) is output to the power terminal of the USB port of the first place. It is transmitted to the power terminal of the USB port of the second place.
하지만, 전송 거리가 긴 경우, 케이블상에서의 전압 강하 및 전력 손실 등으로 인하여 정상적인 전원 공급이 이루어질 수 없다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 유에스비 연결 장치는 호스트 측 유에스비(USB) 포트로부터의 정격 5 V(볼트) 전압을 10 내지 16 V(볼트)로 승압하여 전송할 수 있다. 하지만, 유에스비 연결 장치의 호스트 측과 디바이스 측을 구별하여 접속해야만 하는 불편함이 발생한다.However, when the transmission distance is long, normal power supply cannot be achieved due to voltage drop and power loss on the cable. In order to improve this problem, the USB connection device may boost the rated 5 V (volt) voltage from the host-side USB port to 10 to 16 V (volt) and transmit it. However, it is inconvenient that the host side and the device side of the USB connection device must be separately connected to each other.
상기 배경 기술의 문제점은, 발명자가 본 발명의 도출을 위하여 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 내용으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공지된 내용이라 할 수 없다.The problem of the background art is the content that the inventor possessed for the purpose of derivation of the present invention or acquired during the derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be content known to the general public prior to the filing of the present invention.
본 발명의 실시예는, 호스트 측 유에스비(USB) 포트로부터의 정격 전압을 승압하여 전송함에도 불구하고 호스트 측과 디바이스 측을 구별하여 접속할 필요가 없는, 유에스비 연결 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a USB connection device that does not require a separate connection between the host side and the device side even though the rated voltage from the host side USB port is boosted and transmitted.
본 발명의 실시예의 유에스비 연결 장치는 제1 장소에 있는 제1 유에스비(USB) 포트와 제2 장소에 있는 제2 유에스비(USB) 포트를 케이블로 연결한다. 이 장치에서, 일측 송수신 회로와 타측 송수신 회로 사이에 상기 케이블이 연결된다.The USB connection device of the embodiment of the present invention connects a first USB port in a first place and a second USB port in a second place with a cable. In this device, the cable is connected between the transmitting/receiving circuit on one side and the transmitting/receiving circuit on the other side.
상기 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로 각각은 데이터 송수신부 및 전원 송수신 회로를 포함한다.Each of the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit includes a data transmission/reception unit and a power transmission/reception circuit.
상기 전원 송수신 회로는,The power transmitting and receiving circuit,
상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로부터 정격 전압이 입력되면 승압에 의하여 상기 정격 전압보다 높은 전압을 상기 케이블의 전원 단자로 출력하고, When a rated voltage is input from the power terminal of the first USB port or the second USB port, a voltage higher than the rated voltage is outputted to the power terminal of the cable by boosting,
상기 정격 전압보다 높은 전압이 상기 케이블의 전원 단자로부터 입력되면 강압에 의하여 상기 정격 전압을 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로 출력한다.When a voltage higher than the rated voltage is input from the power terminal of the cable, the rated voltage is outputted to the power terminal of the first USB port or the second USB port by step-down.
상기 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로에 각각 구비된 상기 전원 송수신 회로는, 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로부터 정격 전압이 입력되면 승압에 의하여 상기 정격 전압보다 높은 전압을 상기 케이블의 전원 단자로 출력한다. 또한, 상기 전원 송수신 회로는, 상기 정격 전압보다 높은 전압이 상기 케이블의 전원 단자로부터 입력되면 강압에 의하여 상기 정격 전압을 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로 출력한다.When a rated voltage is inputted from the power terminal of the first USB port or the second USB port, the power transmission/reception circuit provided in each of the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit may increase the rating A voltage higher than the voltage is output to the power terminal of the cable. In addition, when a voltage higher than the rated voltage is input from the power supply terminal of the cable, the power transmission/reception circuit applies the rated voltage to the first USB port or the second USB port power terminal by step-down. output as
따라서, 상기 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로는 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트에 각각 연결될 수 있다. Accordingly, the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit may be respectively connected to the first USB port or the second USB port.
따라서, 상기 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로 사이에 상기 케이블이 연결된 본 실시예의 상기 유에스비 연결 장치에 의하면, 호스트 측 유에스비(USB) 포트로부터의 정격 전압을 승압하여 전송함에도 불구하고 호스트 측과 디바이스 측을 구별하여 접속할 필요가 없다.Therefore, according to the USB connection device of this embodiment in which the cable is connected between the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit, the host side and the device side despite the boosting of the rated voltage from the host side USB port There is no need to connect separately.
도 1은 본 발명의 실시예의 유에스비 연결 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 서로 대칭적 구성으로 된 도 1에서의 일측 송수신 회로와 타측 송수신 회로 중에서 어느 하나를 보여주는 도면이다.
도 3은, 도 2의 회로에서 제1 유에스비(USB) 포트 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로부터 정격 전압이 입력되는 경우의 동작을 보여주는 도면이다.
도 4는, 도 2의 회로에서 케이블 포트의 전원 단자로부터 정격 전압보다 높은 전압이 입력되는 경우의 동작을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2에서의 데이터 송수신부의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a USB connection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing any one of the transmitting/receiving circuit on one side and the transmitting/receiving circuit on the other side of FIG. 1 having a configuration symmetrical to each other.
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation when a rated voltage is input from a power terminal of a first USB port or a second USB port in the circuit of FIG. 2 .
4 is a diagram illustrating an operation when a voltage higher than the rated voltage is input from the power terminal of the cable port in the circuit of FIG. 2 .
5 is a block diagram illustrating an internal configuration of the data transceiver of FIG. 2 .
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다. The following description and accompanying drawings are for understanding the operation according to the present invention, and parts that can be easily implemented by those skilled in the art may be omitted.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. In addition, the specification and drawings are not provided for the purpose of limiting the present invention, and the scope of the present invention should be defined by the claims. The terms used in this specification should be interpreted with meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention so that the present invention can be most appropriately expressed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 설명된다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예의 유에스비 연결 장치(10)를 보여준다.1 shows a
도 1을 참조하면, 본 실시예의 유에스비 연결 장치(10)는 제1 장소의 전자 기기에 있는 제1 유에스비(USB) 포트(101a)와 제2 장소의 전자 기기에 있는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)를 장거리 케이블(103)로 연결한다. 이 장치(10)에서, 일측 송수신 회로(102a)와 타측 송수신 회로(102b) 사이에 상기 케이블(103)이 연결된다.Referring to FIG. 1 , the
도 2는 서로 대칭적 구성으로 된 도 1에서의 일측 송수신 회로(102a)와 타측 송수신 회로(102b) 중에서 어느 하나를 보여준다.FIG. 2 shows any one of the transmitting/receiving
본 실시예의 경우, 유에스비(USB) 3.0 프로토콜을 적용하므로, 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 및 제2 유에스비(USB) 포트(101b)는 각각 정극성 송신 데이터(SSTX+)의 단자, 부극성 송신 데이터(SSTX-)의 단자, 정극성 수신 데이터(SSRX+)의 단자, 부극성 수신 데이터(SSRX-)의 단자, 전원(VBUS) 단자, 및 접지(GND) 단자를 구비한다.In this embodiment, since the USB 3.0 protocol is applied, the
도 1, 2를 참조하면, 일측 송수신 회로(102a)와 타측 송수신 회로(102b) 각각은 데이터 송수신부(21) 및 전원 송수신 회로(22)를 포함한다.1 and 2 , each of the one transmission/
데이터 송수신부(21)는, 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)로부터 입력받은 정극성 송신 데이터(SSTX+)와 부극성 송신 데이터(SSTX-)를 직렬 광(光) 신호(VCSEL)로 변환하여 케이블 포트(201)와 케이블(103) 내의 제1 광섬유 라인을 통하여 전송한다.The data transmitting/receiving
또한, 데이터 송수신부(21)는, 케이블(103)과 케이블 포트(201) 내의 제2 광섬유 라인으로부터 수신된 직렬 광(光) 신호(PD)를 정극성 수신 데이터(SSRX+)와 부극성 수신 데이터(SSRX-)로 변환하여 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)로 출력한다.In addition, the data transmitting/
데이터 송수신부(21)는 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.The
이하, 도 1 및 2를 참조하여 전원 송수신 회로(22)를 설명하기로 한다. Hereinafter, the power transmission/
전원 송수신 회로(22)는, 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터 5 V(볼트)의 정격 전압이 입력되면, 승압에 의하여 상기 정격 전압보다 높은 전압 예를 들어, 10 V(볼트) 내지 16 V(볼트)를 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로 출력한다.The power transmission/
또한, 전원 송수신 회로(22)는, 상기 정격 전압보다 높은 전압이 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로부터 입력되면 강압에 의하여 상기 정격 전압을 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로 출력한다.In addition, when a voltage higher than the rated voltage is input from the power terminal (PWR) of the
따라서, 일측 송수신 회로(102a)와 타측 송수신 회로(102b)는 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)에 각각 연결될 수 있다.Accordingly, one side transmission/
따라서, 일측 송수신 회로(102a)와 타측 송수신 회로(102b) 사이에 케이블(103)이 연결된 본 실시예의 유에스비 연결 장치(10)에 의하면, 호스트 측 유에스비(USB) 포트(101a 또는 101b)로부터의 정격 전압을 승압하여 전송함에도 불구하고 호스트 측과 디바이스 측을 구별하여 접속할 필요가 없다.Therefore, according to the
보다 상세하게는, 전원 송수신 회로(22)는 승압 소자(204), 강압 소자(206), 제1 스위칭 소자(205), 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2), 및 제2 스위칭 소자(207)를 포함한다. 도 2에서 참조 부호 R1 내지 R4는 전압-설정용 저항 소자들을 가리킨다. 도 2에서 참조 부호 LED는 발광 다이오드를 가리킨다. 전원 단자(VBUS)에 5 V(볼트)의 전압이 인가되면, 발광 다이오드(LED)는 점등한다.In more detail, the power transmission/
도 2의 도면에서, "IN"은 입력 단자를, "OUT"은 출력 단자를, "EN"은 인에이블(enable) 단자를, "G"는 게이트(Gate)를, "S"는 소오스(Source)를, 그리고 "D"는 드레인(Drain)을 각각 가리킨다. 승압 소자(204)와 강압 소자(206) 각각은 높은 논리의 전압이 인에이블 단자(EN)에 입력되어 있는 동안에만 인에이블되어 승압 또는 강압 동작을 수행한다. 2, "IN" is an input terminal, "OUT" is an output terminal, "EN" is an enable terminal, "G" is a gate, and "S" is a source ( Source), and “D” indicates a drain, respectively. Each of the step-up
승압 소자(204) 예를 들어, "Step-up Regulator"는, 5 V(볼트)의 정격 전압이 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터 입력되면, 인에이블(enable)되면서 승압 동작을 수행함에 의하여, 상기 정격 전압보다 높은 전압인 10 V(볼트)를 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로 출력한다.Step-up
강압 소자(206) 예를 들어, "Step-down Regulator"는, 인에이블(enable) 모드에서 상기 정격 전압보다 높은 전압 10 V(볼트)가 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로부터 입력되면, 정격 전압 5 V(볼트)를 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로 출력한다.A step-down
제1 스위칭 소자(205)는, 정격 전압 5 V(볼트)가 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터 승압 소자(204)에 입력되면, 강압 소자(206)를 디스에이블(disable)시킨다.The
p-채널 전계-효과 트랜지스터(FET : Field-Effect Transistor)로서의 제1 스위칭 소자(205)에 있어서, 게이트(G)는 승압 소자(204)의 전압 입력 단자(IN)에 연결되고, 소오스(S)는 저항 소자(R3)를 통하여 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)에 연결되며, 드레인(D)은 강압 소자(206)의 인에이블 단자(EN)에 연결된다.In the
이에 따라, 정격 전압 5 V(볼트)가 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터 승압 소자(204)에 입력되면, 제1 스위칭 소자(205)는 턴 오프(turns off)한다. 즉, 정격 전압 5 V(볼트)가 제1 유에스비(USB) 포트(101b) 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)로부터 승압 소자에 입력되지 않으면, 제1 스위칭 소자(205)는 턴 온(turns on)한다.Accordingly, when the rated voltage of 5 V (volts) is input to the step-up
제1 다이오드(D1)에 있어서, 애노드(Anode)는 강압 소자(206)의 전압 출력 단자(OUT)에 연결되고, 캐소드(Cathode)는 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)에 연결된다. 이에 따라, 강압 소자(206)의 출력 단자(OUT)로부터의 정격 전압은 제1 다이오드(D1)를 통하여 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)에 출력되지만, 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터의 정격 전압은 강압 소자(206)의 전압 출력 단자(OUT)에 인가되지 않는다.In the first diode D1, the anode (Anode) is connected to the voltage output terminal (OUT) of the step-down
제2 다이오드(D2)에 있어서, 애노드(Anode)는 승압 소자(204)의 전압 출력 단자(OUT)에 연결되고, 캐소드(Cathode)는 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)에 연결된다. 이에 따라, 승압 소자(204)의 전압 출력 단자(OUT)로부터의 높아진 전압은 제2 다이오드(D2)를 통하여 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)에 출력되지만, 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로부터의 높아진 전압은 승압 소자(204)의 전압 출력 단자(OUT)에 인가되지 않는다.In the second diode D2, the anode is connected to the voltage output terminal OUT of the step-up
p-채널 전계-효과 트랜지스터(FET : Field-Effect Transistor)로서의 제2 스위칭 소자(207)에 있어서, 게이트(G)는 강압 소자(206)의 전압 출력 단자(OUT)에 연결되고, 소오스(S)는 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)에 연결되며, 드레인(D)은 승압 소자(204)의 전압 입력 단자(IN)에 연결된다.In the
이에 따라, 정격 전압으로서의 5 V(볼트)가 강압 소자(206)로부터 출력되면 제2 스위칭 소자(207)는 턴 오프(turns off)한다. 즉, 강압 소자(206)로부터의 정격 전압 5 V(볼트)가 제1 유에스비(USB) 포트(101b) 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)에 입력되지 않으면, 제2 스위칭 소자(207)는 턴 온(turns on)한다.Accordingly, when 5 V (volts) as the rated voltage is output from the step-down
도 3은, 도 2의 회로에서 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터 정격 전압이 입력되는 경우의 동작을 보여준다. 도 3에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 3 shows an operation when a rated voltage is input from the power terminal VBUS of the
도 3에서 굵은 실선은 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터의 정격 전압이 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로 전송되는 경로를 의미한다. 하단의 화살표는 전원 전압의 전송 방향을 가리킨다.3, the thick solid line indicates that the rated voltage from the power terminal VBUS of the
도 1 및 3을 참조하여, 도 2의 회로에서 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터 정격 전압이 입력되는 경우의 동작을 설명하기로 한다.1 and 3, the operation when the rated voltage is input from the power terminal VBUS of the
제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로부터 정격 전압으로서의 5 V(볼트)가 입력되는 경우, 강압 소자(206)는 정격 전압으로서의 5 V(볼트)를 출력하지 않는다. 이에 따라, p-채널 전계-효과 트랜지스터(FET : Field-Effect Transistor)로서의 제2 스위칭 소자(207)는 턴 온(turns on)하므로, 제2 스위칭 소자(207)의 드레인(D)에 정격 전압으로서의 5 V(볼트)가 출력된다.When 5 V (Volts) as a rated voltage is input from the power terminal VBUS of the
여기에서, 저항 소자(R2)를 통하여 높은 논리의 전압이 승압 소자(204) 예를 들어, "Step-up Regulator"의 인에이블 단자(EN)에 입력된다. 이에 따라, 승압 소자(204)는, 인에이블되면서 승압 동작을 수행함에 의하여, 상기 정격 전압보다 높은 전압으로서의 10 V(볼트)를 제2 다이오드(D2)를 통하여 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로 출력한다.Here, a high logic voltage is input to the step-up
여기에서, p-채널 전계-효과 트랜지스터(FET : Field-Effect Transistor)로서의 제1 스위칭 소자(205)는 턴 오프(turns off)한다. 이에 따라, 강압 소자(206)는 디스에이블(disable)되므로, 정격 전압으로서의 5 V(볼트)를 출력하지 않는다. Here, the
도 4는, 도 2의 회로에서 케이블 포트(201)의 전원 단자(PWR)로부터 정격 전압보다 높은 전압 10 V(볼트)가 입력되는 경우의 동작을 보여준다. 도 4에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. FIG. 4 shows an operation when a voltage of 10 V (volts) higher than the rated voltage is input from the power terminal PWR of the
도 4에서 굵은 실선은, 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로부터의 10 V(볼트)의 전압이 5 V(볼트)의 정격 전압으로 낮아지고, 낮아진 전압이 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)로 전송되는 경로를 의미한다. 하단의 화살표는 전원 전압의 전송 방향을 가리킨다.The thick solid line in FIG. 4 indicates that the voltage of 10 V (volts) from the power supply terminal (PWR) of the
도 1 및 4를 참조하여, 도 2의 회로에서 케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로부터의 10 V(볼트)의 전압이 입력되는 경우의 동작을 설명하기로 한다.An operation when a voltage of 10 V (volts) is input from the power supply terminal PWR of the
케이블(103)의 포트(201)의 전원 단자(PWR)로부터의 10 V(볼트)의 전압이 입력되는 경우, p-채널 전계-효과 트랜지스터(FET : Field-Effect Transistor)로서의 제1 스위칭 소자(205)의 게이트에 높은 논리의 전압이 입력되지 않는다. 따라서, 제1 스위칭 소자(205)가 턴 온(turns on)하므로, 강압 소자(206)는 인에이블 상태가 된다. 즉, 강압 소자(206)는 전압 입력 단자(IN)의 10 V(볼트)의 전압을 낮춰서 정격 전압으로서의 5 V(볼트)를 전압 출력 단자(OUT)에 출력한다. When a voltage of 10 V (volts) from the power supply terminal (PWR) of the
강압 소자(206)의 출력 단자(OUT)로부터의 정격 전압은 제1 다이오드(D1)를 통하여 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)의 전원 단자(VBUS)에 출력된다.The rated voltage from the output terminal OUT of the step-down
한편, 강압 소자(206)의 출력 단자(OUT)로부터의 정격 전압으로 인하여 제2 스위칭 소자(207)는 턴 오프(turns off)하고, 이에 따라 승압 소자(204)는 디스에이블(disable) 상태가 된다. On the other hand, due to the rated voltage from the output terminal OUT of the step-down
도 5는 도 2에서의 데이터 송수신부(21)의 내부 구성을 보여준다.FIG. 5 shows an internal configuration of the
도 1, 2, 5를 참조하면, 일측 송수신 회로(102a)와 타측 송수신 회로(102b) 각각에 구비된 데이터 송수신부(21)는 병렬/직렬 변환부(501), 전광 변환부(502), 광전 변환부(503), 및 직렬/병렬 변환부(504)를 포함한다.1, 2, and 5, the
병렬/직렬 변환부(501)는 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)로부터의 정극성 송신 데이터(SSTX+)와 부극성 송신 데이터(SSTX-)를 직렬 송신 데이터로 변환한다.The parallel/
전광 변환부(502)는 병렬/직렬 변환부(501)로부터의 직렬 송신 데이터를 직렬 광(光) 신호(VCSEL)로 변환하여 케이블 포트(201)와 케이블(103) 내의 제1 광섬유 라인을 통하여 전송한다.The electro-
또한, 광전 변환부(503)는 케이블(103)과 케이블 포트(201) 내의 제2 광섬유 라인으로부터의 직렬 광(光) 신호(PD)를 전기적인 직렬 수신 데이터로 변환한다. In addition, the
직렬/병렬 변환부(504)는 광전 변환부(503)로부터의 직렬 수신 데이터를 정극성 수신 데이터(SSRX+)와 부극성 수신 데이터(SSRX-)로 복원하여 제1 유에스비(USB) 포트(101a) 또는 제2 유에스비(USB) 포트(101b)로 출력한다.The serial/
이상 설명된 바와 같이, 일측 송수신 회로와 타측 송수신 회로에 각각 구비된 상기 전원 송수신 회로는, 제1 유에스비(USB) 포트 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로부터 정격 전압이 입력되면 상기 정격 전압보다 높은 전압을 케이블의 포트의 전원 단자로 출력한다. 또한, 전원 송수신 회로는, 상기 정격 전압보다 높은 전압이 상기 케이블의 전원 단자로부터 입력되면 상기 정격 전압을 제1 유에스비(USB) 포트 또는 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로 출력한다.As described above, the power transmitting/receiving circuit provided in each of the transmitting/receiving circuit on one side and the transmitting/receiving circuit on the other side is the rated voltage when the rated voltage is input from the power terminal of the first USB port or the second USB port. A higher voltage is output to the power terminal of the port of the cable. In addition, when a voltage higher than the rated voltage is input from the power terminal of the cable, the power transmission/reception circuit outputs the rated voltage to a power terminal of a first USB port or a second USB port.
따라서, 상기 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로는 제1 유에스비(USB) 포트 또는 제2 유에스비(USB) 포트에 각각 연결될 수 있다.Accordingly, the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit may be respectively connected to a first USB port or a second USB port.
따라서, 상기 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로 사이에 케이블이 연결된 본 실시예의 유에스비 연결 장치에 의하면, 호스트 측 유에스비(USB) 포트로부터의 정격 전압을 승압하여 전송함에도 불구하고 호스트 측과 디바이스 측을 구별하여 접속할 필요가 없다.Therefore, according to the USB connection device of this embodiment in which a cable is connected between the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit, the host side and the device side are distinguished from each other even though the rated voltage from the host side USB port is boosted and transmitted so there is no need to connect
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.So far, the present invention has been focused on preferred embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the above description, and the invention claimed by the claims and inventions equivalent to the claimed invention should be construed as being included in the present invention.
본 발명은 유에스비 연결 장치뿐만 아니라 다른 연결 장치에도 이용될 가능성이 있다.The present invention has the potential to be applied not only to the USB connection device but also to other connection devices.
101a : 제1 유에스비(USB) 포트, 101b : 제2 유에스비(USB) 포트,
102a : 일측 송수신 회로, 102b : 타측 송수신 회로,
103 : 케이블, 201 : 일측(또는 타측) 케이블 포트,
21 : 데이터 송수신부, 22 : 전원 송수신 회로,
204 : 승압 소자, 205 : 제1 스위칭 소자,
206 : 강압 소자, 207 : 제2 스위칭 소자,
501 : 병렬/직렬 변환부, 502 : 전광 변환부,
503 : 광전 변환부, 504 : 직렬/병렬 변환부.101a: a first USB (USB) port, 101b: a second USB (USB) port,
102a: one side transmit/receive circuit, 102b: the other transmit/receive circuit;
103: cable, 201: one side (or the other side) cable port,
21: data transmitting and receiving unit, 22: power transmitting and receiving circuit,
204: a step-up element, 205: a first switching element;
206: step-down element, 207: second switching element;
501: parallel/serial conversion unit, 502: electro-optical conversion unit,
503: photoelectric conversion unit, 504: serial/parallel conversion unit.
Claims (6)
일측 송수신 회로와 타측 송수신 회로 사이에 상기 케이블이 연결되고,
상기 일측 송수신 회로와 상기 타측 송수신 회로 각각은 데이터 송수신부 및 전원 송수신 회로를 포함하며,
상기 전원 송수신 회로는,
상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로부터 정격 전압이 입력되면 승압에 의하여 상기 정격 전압보다 높은 전압을 상기 케이블의 전원 단자로 출력하고,
상기 정격 전압보다 높은 전압이 상기 케이블의 전원 단자로부터 입력되면 강압에 의하여 상기 정격 전압을 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자로 출력하며,
상기 전원 송수신 회로는,
상기 정격 전압이 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)로부터 입력되면, 인에이블(enable)되면서 승압 동작을 수행함에 의하여, 상기 정격 전압보다 높은 전압을 상기 케이블의 전원 단자(PWR)로 출력하는 승압 소자;
인에이블(enable) 모드에서 상기 정격 전압보다 높은 전압이 상기 케이블의 전원 단자(PWR)로부터 입력되면, 상기 정격 전압을 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)로 출력하는 강압 소자; 및
상기 정격 전압이 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)로부터 상기 승압 소자에 입력되면, 상기 강압 소자를 디스에이블(disable)시키는 제1 스위칭 소자;를 포함한, 유에스비 연결 장치.A USB connection device for connecting a first USB port in a first place and a second USB port in a second place with a cable,
The cable is connected between the transmission/reception circuit on one side and the transmission/reception circuit on the other side,
Each of the one side transmission/reception circuit and the other side transmission/reception circuit includes a data transmission/reception unit and a power transmission/reception circuit,
The power transmission/reception circuit,
When a rated voltage is input from the power terminal of the first USB port or the second USB port, a voltage higher than the rated voltage is outputted to the power terminal of the cable by boosting,
When a voltage higher than the rated voltage is input from the power terminal of the cable, the rated voltage is output to the power terminal of the first USB port or the second USB port by step-down,
The power transmission/reception circuit,
When the rated voltage is input from the power terminal VBUS of the first USB port or the second USB port, it is enabled and a voltage higher than the rated voltage is performed by performing a step-up operation. a step-up element for outputting the to the power supply terminal (PWR) of the cable;
When a voltage higher than the rated voltage is input from the power supply terminal (PWR) of the cable in an enable mode, the rated voltage is applied to the power terminal of the first USB port or the second USB port a step-down element that outputs (VBUS); and
a first switching element for disabling the step-down element when the rated voltage is input to the step-up element from a power terminal (VBUS) of the first USB port or the second USB port; including, USB-connected devices.
상기 제1 스위칭 소자의 게이트(Gate)는 상기 승압 소자의 전압 입력 단자(IN)에 연결되고,
상기 제1 스위칭 소자의 소오스(Source)는 저항 소자를 통하여 상기 케이블의 전원 단자(PWR)에 연결되며,
상기 제1 스위칭 소자의 드레인(Drain)은 상기 강압 소자의 인에이블 단자(EN)에 연결되는, 유에스비 연결 장치.The method according to claim 2, wherein the first switching element is a field-effect transistor (FET: Field-Effect Transistor),
A gate of the first switching element is connected to a voltage input terminal IN of the boosting element,
A source of the first switching element is connected to the power supply terminal PWR of the cable through a resistance element,
A drain (Drain) of the first switching element is connected to the enable terminal (EN) of the step-down element, a USB connection device.
상기 정격 전압이 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)로부터 상기 승압 소자에 입력되면 턴 오프(turns off)하고,
상기 정격 전압이 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)로부터 상기 승압 소자에 입력되지 않으면 턴 온(turns on)하는, 유에스비 연결 장치.The method according to claim 3, The first switching element,
When the rated voltage is input to the step-up device from the power terminal (VBUS) of the first USB port or the second USB port, it turns off (turns off),
When the rated voltage is not input to the boosting element from the power terminal (VBUS) of the first USB port or the second USB port, it turns on (turns on), a USB connection device.
제1 다이오드와 제2 다이오드를 더 포함하고,
상기 제1 다이오드의 애노드(Anode)는 상기 강압 소자의 전압 출력 단자(OUT)에 연결되고,
상기 제1 다이오드의 캐소드(Cathode)는 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)에 연결되며,
상기 제2 다이오드의 애노드(Anode)는 상기 승압 소자의 전압 출력 단자(OUT)에 연결되고,
상기 제2 다이오드의 캐소드(Cathode)는 상기 케이블의 전원 단자(PWR)에 연결되는, 유에스비 연결 장치.4. The method according to claim 3,
Further comprising a first diode and a second diode,
The anode of the first diode is connected to the voltage output terminal OUT of the step-down element,
A cathode of the first diode is connected to a power terminal VBUS of the first USB port or the second USB port,
The anode of the second diode is connected to the voltage output terminal OUT of the boosting element,
A cathode of the second diode is connected to a power terminal (PWR) of the cable, a USB connection device.
전계-효과 트랜지스터(FET : Field-Effect Transistor)로서의 제2 스위칭 소자를 더 포함하고,
상기 제2 스위칭 소자의 게이트(Gate)는 상기 강압 소자의 전압 출력 단자(OUT)에 연결되고,
상기 제2 스위칭 소자의 소오스(Source)는 상기 제1 유에스비(USB) 포트 또는 상기 제2 유에스비(USB) 포트의 전원 단자(VBUS)에 연결되며,
상기 제2 스위칭 소자의 드레인(Drain)은 상기 승압 소자의 전압 입력 단자(IN)에 연결되는, 유에스비 연결 장치.
6. The method of claim 5,
Further comprising a second switching element as a field-effect transistor (FET: Field-Effect Transistor),
A gate of the second switching element is connected to a voltage output terminal OUT of the step-down element,
A source of the second switching element is connected to a power terminal VBUS of the first USB port or the second USB port,
A drain (Drain) of the second switching element is connected to the voltage input terminal (IN) of the boosting element, a USB connection device.
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