KR102471338B1 - 포트 이물질 검출회로, 포트 이물질 검출시스템 및 포트 이물질 검출방법 - Google Patents
포트 이물질 검출회로, 포트 이물질 검출시스템 및 포트 이물질 검출방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 USB 핀 사이에 이물질의 존재 여부 및 이물질의 종류를 판단할 수 있는 포트 이물질 검출회로, 포트 이물질 검출시스템 및 포트 이물질 검출방법을 제안한다. 상기 포트 이물질 검출회로는 3개의 연속하는 포트 사이의 이물질 존부를 검출하는 포트 이물질 검출회로로써, 제1 노드, 제2 노드, 출력단자, 제1 전류원, 제2 전류원, 제1스위치 및 제2 스위치를 포함한다.
Description
본 발명은 포트 사이에 이물질의 존부를 판단하는 회로에 관한 것으로, 특히, 포트와 포트 사이에 연결되고 내부의 스위치 및 전류원을 조절하여 출력되는 신호로부터 해당 포트 사이에 이물질의 존부 및 이물질의 종류를 파악할 수 있는 포트 이물질 검출회로, 포트 이물질 검출시스템 및 포트 이물질 검출방법에 관한 것이다.
컴퓨터, 휴대폰 및 태블릿 컴퓨터를 포함하는 사용자 단말기는 주변장치 인터페이스 예를 들면 USB 인터페이스를 이용하여 주변 장치와 전기적으로 연결된다. 복수의 핀을 포함하는 USB 인터페이스는 충전기나 외부 전원으로부터 전력을 공급받거나 외부의 장치와 정보를 송수신한다.
USB 인터페이스를 구성하는 복수의 핀은 사용자 단말기의 외부로 노출되기 때문에, 이물질이나 도전성 액체에 접촉하는 경우 전기적인 접촉이 불량하게 되거나 핀 간의 단락으로 인해 주변장치가 연소하는 경우가 발생할 수 있다.
현재 주변장치 인터페이스가 설치된 사용자 단말의 제조사는, 사용자에게 제품을 건조한 상태로 사용하도록 권장하거나 방수 기계 부품을 갖출 것을 권장하고 있다. 특히 이물질이 수분일 경우 핀(또는 커넥터)의 부식을 방지하기 위해, 커넥터의 내부에 수분이 유입되었을 때 수분이 유입된 상황 및 건조된 상황을 판별하는 방법이 제안되어 있다. (대한민국 공개특허: 10-2019-0005700호(2019년01월16일)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, USB 핀 사이에 이물질의 존재 여부 및 이물질의 종류를 판단할 수 있는 포트 이물질 검출회로를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, USB 핀 사이에 이물질의 존재 여부 및 이물질의 종류를 판단할 수 있는 포트 이물질 검출시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, USB 핀 사이에 이물질의 존재 여부 및 이물질의 종류를 판단할 수 있는 포트 이물질 검출방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로는 3개의 연속하는 포트 사이의 이물질 존부를 검출하는 포트 이물질 검출회로로써, 제1 노드, 제2 노드, 출력단자, 제1 전류원, 제2 전류원, 제1스위치 및 제2 스위치를 포함한다. 상기 제1 노드는 3개의 연속하는 포트 중 일 측의 포트에 연결한다. 상기 제2 노드는 3개의 연속하는 포트 중 반대 측의 포트에 연결한다. 상기 출력단자는 3개의 연속하는 포트 중 중간에 위치하는 포트에 연결한다. 상기 제1 전류원은 일 단자가 상기 제1 노드에 연결되고, 제1 전류원구동신호에 응답하여 전류의 크기를 조절한다. 상기 제2 전류원은 일 단자가 상기 제2 노드에 연결되고, 제2 전류원구동신호에 응답하여 전류의 크기를 조절한다. 상기 제1 스위치는 제1 스위치구동신호에 응답하여 상기 제1 전류원의 다른 일 단자를 출력 단자로 스위칭한다. 상기 제2 스위치는 제2 스위치구동신호에 응답하여 상기 제2 전류원의 다른 일 단자를 상기 출력 단자로 스위칭한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포트 이물질 검출시스템은, 연속하여 배열된 복수의 포트 사이의 이물질 존부를 검출하며, 청구항 제4항의 포트 이물질 검출회로, 복수의 스위치 제어신호에 응답하여 동작하는 복수의 스위치를 포함하며, 각각의 스위치는 이물질을 검출하고자 하는 복수의 포트의 각각의 일 단을 상기 제1 노드, 상기 제2 노드 및 상기 출력단자 중 적어도 한 곳으로 스위칭하는 스위치 회로, 상기 출력단자의 출력신호를 분석하여 해당 포트의 이물질 존부를 판단하는 신호처리장치 및 상기 포트 이물질 검출회로에 사용되는 상기 제1 스위치구동신호, 상기 제2 스위치구동신호, 상기 제1 전류원 구동신호 및 상기 제2 전류원 구동신호와 상기 스위치 회로에 사용되는 상기 복수의 스위치 제어신호를 생성하는 제어신호 생성장치를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포트 이물질 검출방법은 청구항 제4항에 기재된 상기 포트 이물질 검출회로를 이용하는 포트 이물질 검출방법으로써, 검출하고자 하는 연속하는 3개의 포트에 상기 포트 이물질 검출회로의 3개의 노드를 각각 연결하는 단계, 상기 3개의 포트 중 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트하는 단계, 상기 이물질 존부를 테스트하는 단계에서의 결과로부터 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질의 존부를 판단하는 단계, 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이에 이물질이 존재한다고 판단한 때 수행하며, 상기 제1 전류원 및 상기 제2 전류원에서 공급하는 전류의 크기를 조절하면서 상기 출력 단자의 출력 신호를 분석하여 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이에 존재하는 이물질의 종류를 파악하는 단계, 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이에 이물질이 없다고 판단한 때 및 상기 이물질 종류를 파악하는 단계의 종료 후에 수행하며, 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트하는 단계, 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트하는 단계의 결과로부터 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이의 해당 포트 사이의 이물질의 존부를 판단하는 단계 및 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이에 이물질이 존재한다고 판단한 때 수행하며, 상기 제1 전류원 및 상기 제2 전류원에서 공급하는 전류의 크기를 조절하면서 상기 출력 단자의 출력 신호를 분석하여 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이에 존재하는 이물질의 종류를 파악하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로, 포트 이물질 검출시스템 및 포트 이물질 검출방법은, 간단한 회로를 이용하여 복수의 포트 사이에 이물질의 존부뿐만 아니라 이물질의 종류도 파악할 수 있으므로, 이물질의 종류에 따라 해당 포트의 추후 이용 일정을 정확하게 예측할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로의 일 실시 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로와 3개의 포트 사이의 관계를 설명한다.
도 3은 포트 이물질 검출회로의 동작 특성을 설명한다.
도 4는 6개의 포트 사이에 이물질이 존재하는가를 판단하는 과정을 설명한다.
도 5는 도 4에 도시된 4개의 스테이지에 따른 연결관계를 분류한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출시스템의 일 실시 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출방법의 일 실시 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로와 3개의 포트 사이의 관계를 설명한다.
도 3은 포트 이물질 검출회로의 동작 특성을 설명한다.
도 4는 6개의 포트 사이에 이물질이 존재하는가를 판단하는 과정을 설명한다.
도 5는 도 4에 도시된 4개의 스테이지에 따른 연결관계를 분류한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출시스템의 일 실시 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출방법의 일 실시 예이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로의 일 실시 예이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로(100)는, 2개의 전류원(CS1, CS2), 및 2개의 스위치(M1, M2)를 포함한다.
제1전류원(CS1)은 일 단자가 제1 노드(N1)에 연결되며 제1 전류원구동신호(S_CS1)에 대응하는 전류를 공급한다. 제2전류원(CS2)은 일 단자가 제2 노드(N2)에 연결되며 제2 전류원구동신호(S_CS2)에 대응하는 전류를 싱킹(Sinking) 한다. 제1스위치(M1)는 제1스위치구동신호(S1)에 응답하여 제1전류원(CS1)의 다른 일 단자를 출력단자(Out)에 스위칭한다. 제2스위치(M2)는 제2스위치구동신호(S2)에 응답하여 출력단자(Out)를 제2전류원(CS2)의 다른 일 단자에 스위칭한다.
도 1에 도시한 것과 같이, 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로(100)는 2개의 전류원(CS1, CS2)에 공급하는 전류의 크기를 조절하며, 이와 동시에 2개의 스위치(M1, M2)의 동작을 제어함으로써, 출력 단자(Out)에서 검출되는 신호의 크기를 이용하여 제1 노드(N1), 출력 단자(Out) 및 제2 노드(N2) 사이의 이물질의 존부 및 이물질의 종류를 판단하는데 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로와 3개의 포트 사이의 관계를 설명한다.
도 2를 참조하면, 연속하여 배열된 복수의 핀(pin) 사이에 이물질이 존재하는가를 판단하는데 사용되는 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로(100)는, 3개의 핀(P1 ~ P3)이 직렬배열되어 있을 때, 일단의 핀(P1)에 제1 노드(N1)를 연결하고 중간의 핀(P2)에 출력단자(Out)를 연결하며 반대 단의 핀(P3)에 제2 노드(N2)를 연결한 상태에서 사용한다. 여기서, 제1 노드(N1)에는 공급 전원(VDD)을 연결하고, 제2 노드(N2)에는 접지 전원(GND)을 연결한 후, 출력단자(Out)에서 검출되는 신호의 파형에 따라 연속하여 배열된 복수의 핀(pin) 사이에 이물질이 존재하는가를 판단한다.
먼저, 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로(100)를 이용하여 직렬연결된 3개의 핀 또는 포트 사이에 이물질이 존재하는가를 판단하는 방법에 대해 설명한다.
도 3은 포트 이물질 검출회로의 동작 특성을 설명한다.
도 3a 및 도 3d는 2개의 포트 사이에 이물질이 없는 경우의 회로의 응답을 나타내고, 도 3b 및 3c는 2개의 포트 사이에 이물질이 있는 경우의 회로의 응답을 각각 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 제1스위치(M1)에는 PWM신호를 공급하고, 제2스위치(M2)는 바이어스 전압을 인가함으로써, 3개의 핀(P1 ~ P3) 사이에 이물질이 없다는 판단과 2개의 핀(P2 & P3) 사이에 이물질이 있는가를 판단하는 데 사용될 수 있다.
도 3c 및 도 3d는 제1스위치(M1)를 턴 오프(OFF) 시키고, 제2스위치(M2)에는 PWM신호를 공급함으로써, 2개의 핀(P1 ~ P2) 사이에 이물질의 존부를 판단하는 데 사용될 수 있다.
도 3a에 도시된 예는 3개의 포트(P1 ~ P3) 사이에 이물질이 없는 경우를 나타내는 것으로, 이물질이 존재하지 않기 때문에 출력단자(Out)에서 측정되는 신호의 크기에 변형이 일어나지 않고, 접지 전압(GND)과 공급 전원(VDD)의 차이 전압이 온전히 출력신호에 반영된다.
도 3b에 도시된 예는, 2개의 포트(P2 & P3) 사이에 이물질(붉은색 화살표)이 존재하는 경우를 나타내는 것으로, 이물질이 존재하기 때문에 출력단자(Out)에서 측정되는 신호의 크기에 변형이 일어난다. 즉, 도 3a에 도시된 출력단자(Out)의 신호와 비교할 때, 낮은 전압의 크기가 접지 전원(GND)의 크기와 동일하지만, 높은 전압의 크기가 공급 전원(VDD)의 크기 보다는 낮아진다는 것을 알 수 있다.
도 3c에 도시된 예는, 2개의 포트(P1 & P2) 사이에 이물질(붉은색 화살표)이 존재하는 경우를 나타내는 것으로, 이물질이 존재하기 때문에 출력단자(Out)에서 측정되는 신호의 크기에 변형이 일어난다. 즉, 도 3a에 도시된 출력단자(Out)의 신호와 비교할 때, 높은 전압의 크기가 공급 전원(VDD)의 크기와 동일하지만, 낮은 전압의 크기가 접지 전원(GND)의 크기 보다는 높아진다는 것을 알 수 있다.
도 3d에 도시된 예는 2개의 포트(P1 ~ P2) 사이에 이물질이 없는 경우를 나타내는 것으로, 이물질이 존재하지 않기 때문에 전류 경로가 없기 때문에 출력단자(Out)에서 측정되는 신호는 접지 전원(GND)와 동일하게 된다.
도 3을 참조하면, 제1스위치구동신호(S1)는 PWM신호(a, b)를 이용하여 제1스위치(S1)에 PWM신호에 따라 제1 전류원(CS1)으로부터 출력단자(Out)로 전류를 흐를 수 있도록 하거나, 개방신호(미도시)를 인가하여 제1스위치(S1)가 턴 오프(Turn OFF) 상태(c, d)가 되도록 한다.
제2스위치구동신호(S2)는 바이어스(Bias) 전압을 인가하여 제2스위치(S2)를 턴 온(Turn ON) 시켜 출력단자(Out)로부터 제2 전류원(CS2)으로 전류가 흐를 수 있도록(a, b) 하거나, PWM신호에 따라 출력단자(Out)로부터 제2 전류원(CS2)으로 전류가 흐를 수 있도록(c, d) 한다.
후술하겠지만, 출력단자(Out)에서 측정되는 전류의 크기로부터 이물질의 종류를 가정할 수 있다.
도 4는 6개의 포트 사이에 이물질이 존재하는가를 판단하는 과정을 설명한다.
도 4를 참조하면, 예를 들어, 6개의 포트가 직렬로 배열되어 있고, 이들 사이의 이물질 존재 여부를 검출한다고 할 때, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 포트 이물질 검출회로(100)를 이용하여 한 번의 검출과정에서 서로 인접한 3개의 포트 사이의 이물질의 존부를 검출할 수 있다는 것은 도 2 및 도 2의 설명에서 이미 언급하였다.
도 4에서 6개의 포트의 명칭은 좌측에서 우측으로, VBUS, CC, D+, D-, SBU 및 VBUS 이고, 각각의 포트 사이의 붉은색 표시가 이물질을 의미하고, 하늘색 화살표는 이물질 존부의 검출 대상이 되는 포트를 각각 의미한다.
먼저, 가장 상부에 도시된 Stage 1: CC check를 참조하면, 좌측의 3개의 포트(VBUS, CC, D+) 사이의 이물질 존부를 검출하기 위해서는, 접지 전원(GND)과 연결된 제2 노드(N2)를 포트 VBUS에 연결하고, 공급 전원(VDD)과 연결된 제1 노드(N1)를 포트 D+에 연결하고, 출력 단자(Out)에 각각 연결한다. 연결이 완료된 후에는 도 3에서 설명한 것과 같이, 제1스위치구동신호(S1)와 제2스위치구동신호(S2)를 제어하여, 3개의 포트(VBUS, CC, D+) 사이의 이물질 존부를 검출한다.
포트 D+ 를 중심으로 양측에 위치하는 2개의 포트 CC 및 D- 사이의 이물질 존부는 Stage 2: D+ check를, 그리고 포트 D- 와 포트 SBU를 중심으로 양측에 위치하는 2개의 포트(D+ & SBU와 D- & VBUS) 사이의 이물질 존부는 Stage 3: D- check 및 Stage 4: SBU check를 참조하면 된다.
도 4에 도시된 도면은 3개의 연속하는 포트 사이의 이물질 존부를 검출할 때의 연결관계를 설명하는 것으로, 6개의 포트 사이의 이물질 존부는 도 4에 도시된 것과 같이 4번의 이물질 검출과정보다 적은 수의 검출과정을 수행함으로써 달성할 수 있다. 예를 들면, Stage 1, Stage 2 및 Stage 4를 수행하거나, Stage 1, Stage 3 및 Stage 4를 수행함으로써 6개의 포트 사이의 이물질 존부를 확인할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 6개의 포트 사이 이물질 존부를 검출하기 위해서는, 최소 3 또는 4개의 포트 이물질 검출회로(100)가 필요하다고 할 수 있다. 그러나 아래에 설명하는 것과 실시 예에 따라서는 하나의 포트 이물질 검출회로(100)와 스위치 회로(도 6 참조)를 이용하여 이를 달성할 수 있다.
먼저, 스위치 회로를 생성하기 위한 사전 준비 작업으로, 도 4에 도시된 각각의 연결관계를 정리한다.
도 5는 도 4에 도시된 4개의 스테이지에 따른 연결관계를 분류한 것이다.
도 5를 참조하면, 연속하는 3개의 포트 사이의 이물질 존부를 검출할 때 필요한 연결관계로부터 이하에 설명하는 스위치 회로의 연결관계를 도출한다. 예를 들면, 좌측의 포트 VBUS 및 우측의 포트 VBUS는 제2 노드(N2)만 연결되면 되고, 포트 CC는 출력 단자(Out)와 제2 노드(N2)가 선택적으로 연결된다는 것을 알 수 있다. 스위치 회로의 구성에 대해서는 이하에서 자세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출시스템의 일 실시 예이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 포트 이물질 검출시스템(600)은, 포트 이물질 검출회로(100), 스위치 회로(610), 신호처리장치(620), 제어신호 생성장치(630) 및 제어장치(640)를 포함한다.
포트 이물질 검출회로(100)에 대해서는 이미 설명하였으므로 생략한다.
스위치 회로(610)는 6개의 스위치(Sw1 ~ Sw6)가 사용되며, 각각의 스위치(Sw1 ~ Sw6)는 각각의 스위치 제어신호(C1 ~ C6)에 응답하여 스위칭한다.
제1 스위치(Sw1)는 제1 스위치 제어신호(C1)에 응답하여 도 4의 좌측에 위치하는 포트 VBUS를 제2 노드(N2)에 스위칭한다.
제2 스위치(Sw2)는 제2 스위치 제어신호(C2)에 응답하여 포트 CC를 제2 노드(N2) 및 출력 단자(Out) 중 하나로 스위칭한다.
제3 스위치(Sw3)는 제3 스위치 제어신호(C3)에 응답하여 포트 D+를 제1 노드(N1) 및 출력 단자(Out) 중 하나로 스위칭한다.
제4 스위치(Sw4)는 제4 스위치 제어신호(C4)에 응답하여 포트 D-를 제1 노드(N1) 및 출력 단자(Out) 중 하나로 스위칭한다.
제5 스위치(Sw5)는 제5 스위치 제어신호(C5)에 응답하여 포트 SBU를 제2 노드(N2) 및 출력 단자(Out) 중 하나로 스위칭한다.
제6 스위치(Sw6)는 제6 스위치 제어신호(C6)에 응답하여 도 4의 우측에 위치하는 포트 VBUS를 제2 노드(N2)에 스위칭한다.
신호처리장치(620)는 출력 단자(Out)에서 출력하는 신호의 준위(level)를 검출하여, 해당 포트에서의 이물질 존부를 판단한다. 이물질의 존부에 따라 출력 단자(Out)에서 검출되는 신호의 크기가 다르다는 것에 대해서는 도 3의 설명을 참조하면 된다.
제어신호 생성장치(630)는 포트 이물질 검출회로(100)에 사용되는 2개의 스위치구동신호(S1 & S2) 및 2개의 전류원 구동신호(S_CS1 & S_CS2)와 스위치 회로(610)에 사용되는 6개의 스위치 제어신호(C1 ~ C6)를 생성한다.
제어장치(640)는 신호처리장치(620) 및 제어신호 생성장치(630)의 동작을 제어한다.
이물질이 포트 사이에 존재할 때, 순수한 물의 저항은 약 600㏀인데 반해 소금물은 약 100Ω인 것과 같이 이물질의 종류에 따라 이물질 고유 저항의 크기가 서로 다르다.
따라서, 이물질이 존재한다고 판단되는 경우에는, 이물질의 종류도 파악하는 것이 필요한데, 2개의 전류원(CS1, CS2)에서 공급(또는 싱킹)하는 전류의 크기를 조절하면서 출력 단자(Out)의 신호를 분석함으로써 이물질의 종류를 파악할 수 있다.
이하에서는, 이물질의 존부 및 이물질의 종류를 파악하는 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 포트 이물질 검출방법의 일 실시 예이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 포트 이물질 검출방법(700)은, 검출회로 연결단계(720), 모드 1 테스트단계(730), 이물질 존부 제1 확인단계(740), 이물질 종류 제1 판단단계(750), 모드 2 테스트단계(760), 이물질 존부 제2 확인단계(770), 이물질 종류 제2 판단단계(780), 및 조치단계(790)를 포함한다.
검출회로 연결단계(720)에서는 검출하고자 하는 연속하는 3개의 포트에 포트 이물질 검출회로(100)의 3개의 노드를 각각 연결한다.
모드 1 테스트단계(730)에서는 3개의 포트 중 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트한다.
이물질 존부 제1 확인단계(740)에서는 모드 1 테스트단계(730)의 결과로부터 해당 포트 사이의 이물질의 존부를 판단한다.
이물질 종류 제1 판단단계(750)는, 해당 포트 사이에 이물질이 존재한다고 판단한 때(740, Yes) 수행하며, 2개의 전류원(CS1, CS2)에서 공급(또는 싱킹)하는 전류의 크기를 조절하면서 출력 단자(Out)의 신호를 분석함으로써 이물질의 종류를 파악한다. 이때, 전류의 크기는, 예를 들면, 1㎂, 2㎂, 5㎂ 및 10㎂의 크기로 조절한다.
모드 2 테스트단계(760)는, 해당 포트 사이에 이물질이 없다고 판단한 때(740, No) 및 이물질 종류 제1 판단단계(750)의 종료 후에 수행하며, 중간의 포 및 반대 쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트한다.
이물질 존부 제2 확인단계(770)에서는 모드 2 테스트단계(760)의 결과로부터 해당 포트 사이의 이물질의 존부를 판단한다.
이물질 종류 제2 판단단계(780)는, 해당 포트 사이에 이물질이 존재한다고 판단한 때(770, Yes) 수행하며, 2개의 전류원(CS1, CS2)에서 공급(또는 싱킹)하는 전류의 크기를 조절하면서 출력 단자(Out)의 신호를 분석함으로써 이물질의 종류를 파악한다. 이때, 전류의 크기는, 예를 들면, 1㎂, 2㎂, 5㎂ 및 10㎂의 크기로 조절하는 것은 이물질 종류 제1 판단단계(750)에서와 동일하다.
조치단계(790)에서는 이물질 종류 제1 판단단계(750) 및 이물질 종류 제2 판단단계(780)에서 결정된 이물질의 종류에 따른 후속조치를 수행한다. 경험상, 이물질이 순수한 물일 경우 증발에 의해 이물질이 제거되는 시간이 48시간이고, 소금물의 제거 시간이 약 72시간이며, 기타 음료수의 48~72시간 사이에 제거된다는 것으로 알고 있으므로, 결정된 이물질의 종류에 따라 이물질이 존재하는 포트를 이용하는 추후 작업의 개시 시간을 예측하고 이를 적용하는 것이 가능하다.
변수 설정단계(710)에서는 변수인 N의 값을 1(one)로, 최대값을 M(M은 자연수)으로 설정하였다. 변수 증가 단계(781)에서는 변수를 1(one) 씩 증가시키고, 변수 판단단계(782)에서는 증가한 변수의 크기를 최대값(M)과 비교한다.
상술한 바와 같이, 총 3번의 검출 과정이 예정되었을 때(M=3), 3번의 검출 과정이 완료된 후에야 조치단계(790)를 수행하도록 하였다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
100: 포트 이물질 검출회로
610: 스위치 회로
620: 신호처리장치
630: 제어신호 생성장치
640: 제어장치
610: 스위치 회로
620: 신호처리장치
630: 제어신호 생성장치
640: 제어장치
Claims (9)
- 3개의 연속하는 포트 사이의 이물질 존부를 검출하는 포트 이물질 검출회로로써,
3개의 연속하는 포트 중 일 측의 포트에 연결하는 제1 노드;
3개의 연속하는 포트 중 반대 측의 포트에 연결하는 제2 노드;
3개의 연속하는 포트 중 중간에 위치하는 포트에 연결하는 출력 단자;
일 단자가 상기 제1 노드에 연결되고, 제1 전류원구동신호에 응답하여 전류의 크기를 조절하는 제1 전류원;
일 단자가 상기 제2 노드에 연결되고, 제2 전류원구동신호에 응답하여 전류의 크기를 조절하는 제2 전류원;
제1 스위치구동신호에 응답하여 상기 제1 전류원의 다른 일 단자를 출력 단자로 스위칭하는 제1 스위치; 및
제2 스위치구동신호에 응답하여 상기 제2 전류원의 다른 일 단자를 상기 출력 단자로 스위칭하는 제2 스위치를 포함하며,
상기 제1 스위치구동신호는, PWM 신호이거나 상기 제1 스위치가 턴 오프 상태가 되는 신호 중 하나이며,
상기 제2 스위치구동신호는 PWM 신호이거나 상기 제2 스위치가 턴 온 상태가 되는 바이어스 전압 중 하나이고,
3개의 연속하는 포트 중 제1포트 및 제2포트 사이의 이물질 존부를 검출할 때에는 상기 제1스위치구동신호는 PWM신호이고 상기 제2 스위치구동신호는 상기 제2스위치가 턴 온 상태가 되는 바이어스 전압이며, 상기 제2포트 및 제3포트 사이의 이물질 존부를 검출할 때에는 상기 제1스위치구동신호는 상기 제1스위치가 턴 오프 상태가 되는 신호이고 상기 제2스위치구동신호는 PWM신호인 포트 이물질 검출회로. - 삭제
- 제1항에서, 상기 제1 전류원구동신호 및 상기 제2 전류원구동신호는,
상기 제1 전류원 및 상기 제2 전류원이 1㎂, 2㎂, 5㎂ 및 10㎂의 단위로 전류의 크기를 제어하도록 하는 포트 이물질 검출회로. - 제1항에서,
상기 제1 노드는 공급 전원에 연결되고, 상기 제2 노드는 접지 전원에 연결되는 포트 이물질 검출회로. - 연속하여 배열된 복수의 포트 사이의 이물질 존부를 검출하는 포트 이물질 검출시스템으로써,
청구항 제4항의 포트 이물질 검출회로;
복수의 스위치 제어신호에 응답하여 동작하는 복수의 스위치를 포함하며, 각각의 스위치는 이물질을 검출하고자 하는 복수의 포트의 각각의 일 단을 상기 제1 노드, 상기 제2 노드 및 상기 출력단자 중 적어도 한 곳으로 스위칭하는 스위치 회로;
상기 출력단자의 출력신호를 분석하여 해당 포트의 이물질 존부를 판단하는 신호처리장치; 및
상기 포트 이물질 검출회로에 사용되는 상기 제1 스위치구동신호, 상기 제2 스위치구동신호, 상기 제1 전류원 구동신호 및 상기 제2 전류원 구동신호와 상기 스위치 회로에 사용되는 상기 복수의 스위치 제어신호를 생성하는 제어신호 생성장치; 를
포함하는 포트 이물질 검출시스템. - 제5항에서, 상기 스위치 회로는,
상기 복수의 스위치 제어신호 중 제1 스위치 제어신호에 응답하여, 검출하고자 하는 가장 전단에 위치하는 제1 포트를 상기 제2 노드에 스위칭하는 제1 스위치;
상기 복수의 스위치 제어신호 중 제2 스위치 제어신호에 응답하여 상기 제1 포트와 인접하는 제2 포트를 상기 제2 노드 및 상기 출력 단자 중 하나로 스위칭하는 제2 스위치;
상기 복수의 스위치 제어신호 중 제3 스위치 제어신호에 응답하여 상기 제2 포트와 인접하는 제3 포트를 상기 제1 노드 및 상기 출력 단자 중 하나로 스위칭하는 제3 스위치;
상기 복수의 스위치 제어신호 중 제4 스위치 제어신호에 응답하여 상기 제3 포트와 인접하는 제4 포트를 상기 제1 노드 및 상기 출력 단자 중 하나로 스위칭하는 제4 스위치;
상기 복수의 스위치 제어신호 중 제5 스위치 제어신호에 응답하여 상기 제4 포트와 인접하는 제5 포트를 상기 제2 노드 및 상기 출력 단자 중 하나로 스위칭하는 제5 스위치; 및
상기 복수의 스위치 제어신호 중 제6 스위치 제어신호에 응답하여 상기 제5포트와 인접하는 제6 포트를 상기 제2 노드에 스위칭하는 제6 스위치를
포함하는 포트 이물질 검출시스템. - 제6항에서,
상기 신호처리장치 및 상기 제어신호 생성장치의 동작을 제어하는 제어장치를 더 포함하는 포트 이물질 검출시스템. - 청구항 제4항에 기재된 상기 포트 이물질 검출회로를 이용하는 포트 이물질 검출방법으로써,
검출하고자 하는 연속하는 3개의 포트에 상기 포트 이물질 검출회로의 3개의 노드를 각각 연결하는 단계;
상기 포트 이물질 검출회로를 구성하는 제1스위치에 공급하는 제1스위치구동신호와 상기 포트 이물질 검출회로를 구성하는 제2스위치에 공급하는 제2 스위치구동신호를 제어하여 상기 3개의 포트 중 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트하는 단계;
상기 이물질 존부를 테스트하는 단계에서의 결과로부터 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질의 존부를 판단하는 단계;
중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이에 이물질이 존재한다고 판단한 때 수행하며, 상기 제1 전류원 및 상기 제2 전류원에서 공급하는 전류의 크기를 조절하면서 상기 출력 단자의 출력 신호를 분석하여 중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이에 존재하는 이물질의 종류를 파악하는 단계;
중간의 포트 및 한쪽에 위치하는 포트 사이에 이물질이 없다고 판단한 때 및 상기 이물질 종류를 파악하는 단계의 종료 후에 수행하며, 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트하는 단계;
중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이의 이물질 존부를 테스트하는 단계의 결과로부터 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이의 해당 포트 사이의 이물질의 존부를 판단하는 단계; 및
중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이에 이물질이 존재한다고 판단한 때 수행하며, 상기 제1 전류원 및 상기 제2 전류원에서 공급하는 전류의 크기를 조절하면서 상기 출력 단자의 출력 신호를 분석하여 중간의 포트 및 반대쪽에 위치하는 포트 사이에 존재하는 이물질의 종류를 파악하는 단계를 포함하며,
상기 제1 스위치구동신호는, PWM 신호이거나 상기 제1 스위치가 턴 오프 상태가 되는 신호 중 하나이며,
상기 제2 스위치구동신호는 PWM 신호이거나 상기 제2 스위치가 턴 온 상태가 되는 바이어스 전압 중 하나인 포트 이물질 검출방법. - 제8항에서, 상기 이물질의 종류를 파악하는 단계에서,
상기 제1 전류원 및 상기 제2 전류원에서 조절하는 전류의 크기는 1㎂, 2㎂, 5㎂ 및 10㎂의 단위인 포트 이물질 검출방법.
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