KR102521653B1 - 이물질 검출 회로 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

Abstract

이물질 검출 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 이물질 검출 방법이 개시된다. 외부의 케이블과 연결되고 다수의 핀들을 포함하는 커넥터와, 상기 케이블이 상기 커넥터에 연결될 때, 상기 케이블이 연결된 상태에서 상기 다수의 핀들 중 오픈 상태로 설정되거나 풀다운 저항에 연결되도록 설정되는 제1 핀으로부터 저항을 검출하고, 검출된 저항에 기반하여 상기 커넥터에 이물질이 존재하는지를 판단하는 이물질 검출 회로 및 상기 이물질 검출 회로로부터의 검출 결과에 따라, 상기 커넥터에 이물질이 존재하는 경우 후속 프로세스를 위해 상기 전자 장치 내부의 동작을 제어하는 어플리케이션 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

이물질 검출 회로 및 이를 포함하는 전자 장치{Foreign substance detecting circuit and Electronic device having the same}

본 개시의 기술적 사상은 이물질 검출 회로에 관한 것으로서, 상세하게는 이물질 검출 회로 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

커넥터의 부식을 방지를 하기 위해서는 커넥터 내부에 이물질의 유입 여부를 정확하게 판단할 필요가 있다. 그 이유는 이물질이 유입된 상황에서 커넥터 내부의 다수의 핀들이 서로 단락될 수 있으며, 고전압을 전달하는 핀이 다른 핀들과 단락되는 경우에는 핀의 파손 위험이 발생하기 때문이다.

충전 등의 동작에서는 외부의 전원전압이 케이블을 통해 전자 장치의 커넥터로 제공될 수 있으며, 특히 충전 효율성 향상을 위해 커넥터를 통해 제공되는 전원전압에 대한 승압 처리가 수행될 수 있다. 이 때, 이물질 유입으로 인해 핀들 사이의 단락이 발생되는 경우에는 핀의 파손 위험이 더욱 증가할 수 있는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 케이블이 연결된 상태에서 커넥터에 이물질의 존재 여부를 용이하게 판단할 수 있는 이물질 검출 회로 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 전자 장치는, 외부의 케이블과 연결되고 다수의 핀들을 포함하는 커넥터와, 상기 케이블이 상기 커넥터에 연결될 때, 상기 케이블이 연결된 상태에서 상기 다수의 핀들 중 오픈 상태로 설정되거나 풀다운 저항에 연결되도록 설정되는 제1 핀으로부터 저항을 검출하고, 검출된 저항에 기반하여 상기 커넥터에 이물질이 존재하는지를 판단하는 이물질 검출 회로 및 상기 이물질 검출 회로로부터의 검출 결과에 따라, 상기 커넥터에 이물질이 존재하는 경우 후속 프로세스를 위해 상기 전자 장치 내부의 동작을 제어하는 어플리케이션 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 CC 집적 회로는, USB 타입 C 인터페이스에 따른 커넥터의 CC1 핀 및 CC2 핀과 연결되며, 상기 CC 집적 회로의 내부 동작을 제어하는 프로세서와, 일반 모드에서 데이터 연결 및 제어를 수행하기 위해 상기 CC1 핀 및 CC2 핀의 연결 상태를 제어하고, 이물질 검출 모드에서 외부의 케이블이 연결된 상태에서 상기 CC1 핀 및 CC2 핀 중 오픈 상태로 설정되는 제1 핀에 대한 연결 상태를 제어하는 연결 제어기 및 상기 제1 핀으로부터 검출되는 저항에 기반하여 상기 커넥터에 이물질이 존재하는지를 판단하는 이물질 판단기를 구비하고, 상기 연결 제어기는, 상기 이물질 검출 모드에서 상기 제1 핀에 대한 방전 동작을 수행한 후 상기 제1 핀이 플로팅되도록 상기 제1 핀에 대한 연결 상태를 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 이물질 검출 방법은, 외부의 케이블이 커넥터에 연결됨을 감지하는 단계와, 상기 케이블이 연결된 상태에서 상기 커넥터의 다수의 핀들 중 오픈 상태로 설정되거나 풀다운 저항에 연결되도록 설정되는 제1 핀에 대한 방전 동작을 수행하는 단계와, 상기 방전 동작이 완료된 후 상기 제1 핀으로부터 검출되는 저항에 기반하여 상기 커넥터에 이물질이 존재하는지를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 커넥터에 이물질이 존재함을 표시하기 위한 디스플레이 제어 동작을 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기술적 사상의 이물질 검출 회로 및 이를 포함하는 전자 장치에 따르면, 전원이 오프된 상태에서 케이블이 연결될 때, 어느 하나의 핀이나 하나의 종류의 핀만을 이용하여 이물질의 존재 여부를 용이하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 기술적 사상의 이물질 검출 회로 및 이를 포함하는 전자 장치에 따르면, 이물질 검출에 필요로 되는 핀의 개수 및 회로를 감소할 수 있으므로, 이물질 검출을 위한 회로 복잡도를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 커넥터로서 USB Type-C 리셉터클 구조를 도식화한 도면이다.
도 4는 도 3의 CCIC의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 USB Type-C 커넥터에 케이블이 연결되었을 때의 CC 핀의 상태를 나타내는 회로도이다.
도 6a,b는 CC 핀들의 연결 상태 및 이물질로 인한 단락 발생시의 회로 상태의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 모드들을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 전자 장치의 일 연결 상태를 나타내는 회로도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 다양한 종류의 핀들을 이용하여 이물질을 검출하는 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 외부의 케이블에 연결되어 외부의 장치와 전자 장치(100) 사이의 통신을 수행하는 커넥터(110)를 포함할 수 있으며, 또한 전자 장치(100)는 커넥터(110)에 포함되는 적어도 하나의 핀(Pin)에 연결되는 이물질 검출 회로(120)를 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 그 내부의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있으며, 일 예로 전자 장치(100)는 어플리케이션 프로세서(Application Processor, 130)를 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 디스플레이 제어 회로(140) 및 전원 제어기(150)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 이물질 검출 회로(120)는 집적 회로(Integrated Circuit, IC)로 구현되거나, 또는 다양한 기능을 수행하는 집적 회로(IC) 내에 구비될 수 있다. 일 예로서, 커넥터(110)는 소정의 스펙에서 정의된 다수의 핀들을 포함하고, 이물질 검출 회로(120)는 커넥터(110)에 포함되는 하나 이상의 핀으로부터 저항 또는 전압을 검출할 수 있는 회로를 포함할 수 있다. 즉, 커넥터(110)에 이물질이 유입된 경우(또는, 커넥터(110)에 이물질이 존재하는 경우), 상기 이물질에 기인하여 상기 핀으로부터 검출되는 저항의 값이 변동되고, 이물질 검출 회로(120)는 변동된 저항을 검출함으로써 커넥터(110) 내에 이물질의 존재 여부를 검출 또는 판단할 수 있다.

커넥터(110)는 다양한 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예들은 다양한 구조의 커넥터에 있어서 수분을 포함하는 각종 이물질이 유입된 상황을 정확히 판별함으로써 커넥터의 부식이나 파손을 방지하는 이물질 검출 장치 및 방법을 개시한다. 이하의 실시예들에서는 커넥터(110)의 일 구조로서 USB(Universal Serial Bus) Type-C 또는 USB PD(Universal Serial Bus Power Delivery) Type-C 커넥터 구조가 개시될 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예는 다른 다양한 구조의 커넥터에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있을 것이다. 일 예로, 본 발명의 실시예는 다른 타입의 USB 커넥터 구조에도 적용될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따라, 수분 등의 이물질이 커넥터(110)에 유입되는 경우, 전자 장치(100)는 유입된 이물질을 저항(또는, 임피던스)으로 판단할 수 있다. 커넥터(110)에 이물질이 존재하지 않을 때에는 오픈 또는 플로팅(Floating) 상태를 갖는 핀으로부터는 매우 큰 저항 또는 무한대의 저항이 보이나, 이물질이 유입된 상태에서는 상기 오픈 상태의 핀으로부터 무한대의 저항이 아닌 작은 값의 저항이 보일 수 있다. 이하에서는 USB Type-C 커넥터 구조의 핀들 중 하나의 핀 또는 하나의 종류의 핀을 활용하여 이물질의 유입을 판단하는 특징이 개시된다. 구체적인 실시예에 따라, USB Type-C 커넥터 구조의 핀(Pin)들 중 CC(Configuration Channel) 핀이 이용되는 예가 설명될 것이다. 그러나 이는 하나의 실시예인 것으로서, 다른 다양한 종류의 핀들이 활용될 수도 있을 것이다.

한편, USB Type-C 구조에 따른 커넥터를 포함하는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 구성 및 동작을 설명함에 있어서, 커넥터는 두 장치들의 전기적 연결을 수행하는 구성을 나타내는 용어로 확장될 수 있을 것이다. 실시예에 따라, 상기 커넥터는 외부의 케이블이 체결되는 리셉터클(receptacle)을 나타낼 수 있으므로, 커넥터와 리셉터클(receptacle)의 용어는 혼용되어도 무방할 것이다. 또한, 일부 실시예들에서 상기 커넥터는 플러그(plug)를 더 포함하는 개념일 수 있으며, 이 때 상기 케이블은 플러그(plug)로 지칭될 수도 있을 것이다. 이와 함께, 전술한 핀(pin)의 용어는 단자로 대체되어도 무방할 것이다.

일 실시예에 따라, 전자 장치(100)는 커넥터(110) 내에서 USB Type-C 동작에 영향을 주지 않는 영역을 활용하여, 이물질 유입으로 인한 핀들의 저항 변동이 발생하는 지 여부를 판단할 수 있다. 이물질이 없을 때에는 플로팅(Floating) 상태로서 해당 핀으로부터 무한대의 저항이 검출되는 반면에, 이물질이 존재하는 상태에서는 무한대의 저항이 아닌 작은 값(예컨대, 수 킬로 내지 수 메가의 옴(ohm))의 저항이 검출될 수 있다. 저항을 모니터링(Monitoring) 하는 방법은 다양하게 존재할 수 있으며, 전자 장치(100)는 다양한 저항 모니터링 방법을 선택적으로 활용함으로써 저항값의 변동을 검출할 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(100)는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크 스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이물질 검출 동작을 설명하면 다음과 같다.

전자 장치(100)의 파워가 오프 상태에서 외부의 케이블이 전자 장치(100)의 커넥터(110)에 연결될 수 있다. 일 예로서, 외부의 케이블은 충전용 케이블일 수 있으며, 외부의 케이블을 통해 전원전압이 전자 장치(100)로 제공될 수 있다. 이물질 검출 회로(120)는 전자 장치(100)의 내부의 배터리 전원 또는 외부의 케이블을 통한 전원전압에 의해 이물질 검출을 위한 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 이물질 검출 회로(120)는 커넥터(110)의 적어도 하나의 핀(예컨대, 제1 핀)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이물질 검출 회로(120)는 제1 핀으로부터 저항을 검출함으로써 이물질의 존재 여부를 검출 또는 판단할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 핀에 형성되는 저항에 따라 상기 제1 핀으로부터 측정되는 전압 레벨이 변동될 수 있으며, 상기 전압 레벨에 기반하여 저항이 검출될 수 있다. 일 실시예에 따라, 커넥터(110)에 케이블이 연결된 상태에서, 커넥터(110)에 구비되는 다수의 핀들 중 일부의 핀은 오픈(open) 상태를 가질 수 있으며, 오픈 상태를 갖는 핀들 중 어느 하나의 핀이 상기한 제1 핀에 해당할 수 있다.

일 동작 예로서, 외부의 케이블이 커넥터(110)에 연결된 상태에서, 이물질이 유입되지 않은 경우에는 상기 제1 핀으로부터 소정의 레벨의 전압(예컨대, 접지전압 레벨)이 검출될 수 있다. 반면에, 커넥터(110)의 다른 적어도 하나의 핀으로는 외부의 케이블로부터 전원전압이 수신될 수 있으며, 이 때 상기 제1 핀과 전원전압을 수신하는 핀(예컨대, 제2 핀)이 유입된 이물질로 인해 서로 단락(short)된 경우에는, 상기 제1 핀으로부터 검출되는 전압 레벨이 변동될 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 핀과 제2 핀 사이에 형성되는 저항값에 기반하여 상기 제1 핀으로부터 검출되는 전압 레벨이 변동될 수 있다.

이물질 검출 회로(120)는 검출된 전압 레벨을 소정의 기준값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 이물질 유입 여부를 판단하며, 판단 결과(Det)를 발생할 수 있다. 일 실시예에 따라, 이물질 검출 회로(120)는 이물질이 유입된 것으로 판단된 경우 이에 대응하는 추가 프로세스를 위한 내부 제어 동작을 수행할 수 있다. 또한, 어플리케이션 프로세서(130)는 상기 판단 결과(Det)에 기반하여 전자 장치(100) 내부의 동작을 제어할 수 있다.

일 실시예에 따라, 어플리케이션 프로세서(130)는 판단 결과(Det)에 기반하여 디스플레이 제어 회로(140)를 제어함으로써, 사용자에게 이물질 유입 여부를 나타내는 경고 화면이 출력되도록 제어 동작을 수행할 수 있다. 또한, 전원 제어기(150)는 파워 관리 IC에 해당할 수 있으며, 전자 장치(100) 내부의 각종 구성 요소들로 제공되는 전원을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 일 동작 예로서, 전원 제어기(150)는 외부의 케이블로부터 제공되는 전원전압에 대한 승압 동작을 수행할 수 있으며, 전원 제어기(150)는 어플리케이션 프로세서(130)의 제어에 기반하여, 이물질이 유입된 경우에 상기 승압 동작이 수행되지 않도록 제어 동작을 수행할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 이물질 검출 회로(120)는 외부의 케이블이 연결된 상태에서 이물질 검출 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(100)의 파워가 오프된 상태에서, 외부의 케이블이 연결됨에 따라 충전 동작 등의 기능을 수행하기 위해 전자 장치(100)의 파워가 온 상태로 변동될 수 있으며(또는, 일부의 기능만을 활성화하기 위한 로우 파워 모드로 진입할 수 있으며), 이물질의 유입에 기인하는 핀들의 파손 가능성을 감소하기 위해 외부의 케이블을 제거할 것을 알리는 경고 화면을 출력하거나, 내부 전력 조절 동작이 수행될 수 있다. 일 예로서, 어플리케이션 프로세서(130)는 전원 제어기(150)를 제어함으로써 커넥터(110)로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있으며, 또한 충전 동작 등 커넥터(110)를 이용한 동작이 진행되는 것을 차단할 수 있다.

일 실시예에 따라, 커넥터(110)에 포함되는 다수의 핀들 각각은 외부의 장치와의 통신을 위한 고유한 기능을 수행할 수 있으며, USB Type-C 구조에서 커넥터(110)는 외부의 장치를 식별하기 위해 이용되는 CC(configuration channel)1 핀 및 CC2 핀을 포함할 수 있다. 커넥터(110)에 외부의 케이블이 연결될 때, 상기 CC1 핀 및 CC2 핀 중 어느 하나는 오픈 상태를 갖거나 또는 소정의 풀다운 저항(예컨대, USB Type-C 구조에서 1k의 풀다운 저항)에 연결될 수 있다. 전술한 실시예에서, 상기한 제1 핀은 CC1 핀 및 CC2 핀 중 어느 하나의 핀에 해당할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 상기 CC1 핀 및 CC2 핀들로부터 검출된 전압 또는 저항에 따라 외부의 장치를 인식할 수 있는 CCIC(Configuration Channel Integrated Circuit, 미도시)를 포함할 수 있으며, 이물질 검출 회로(120)는 상기 CCIC 내에 포함되는 구성일 수 있다.

이와 함께, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자 장치(100)는 도 1에 도시된 구성 이외에도 다양한 변형이 가능할 것이다. 일 예로서, 전원 제어기(150) 또는 전원 제어기(150)의 일부의 구성은 이물질 검출 회로(120) 내에 구현될 수도 있을 것이다. 예컨대, 이물질 검출 회로(120)는 제1 핀으로부터의 저항 검출 결과에 따라 커넥터(110)에 이물질이 유입된 것으로 판단되면, 커넥터(110)로 제공되는 전압 또는 전류의 레벨을 감소하거나 제공을 차단하는 등의 제어 동작을 수행할 수도 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 나타내는 플로우차트이다.

먼저, USB Type-C 커넥터를 포함하는 시스템(예컨대, 모바일 장치)은 파워 오프 상태를 유지할 수 있으며(S11), 외부의 케이블(또는, 플러그)의 연결이 감지됨에 따라(S12), 시스템은 일반적으로 충전 기능 및 통신 기능을 수행하기 위해 파워 온 상태로 그 모드를 변경할 수 있다(S13). 일 예로서, 시스템은 파워 온 상태에서 내부의 구성 요소들 중 상기 충전 및 통신 기능에 관련된 일부의 회로 구성들을 정상적으로 동작시킬 수 있다.

이 때, 시스템에 케이블이 이미 연결되어 있으므로, 케이블이 연결된 상태에서 이물질의 존재 여부를 검출하는 동작이 수행된다(S14). 검출 결과에 따라, 이물질이 유입되지 않은 것으로 판단되면 시스템은 정상 충전 모드에서 동작할 수 있다(S15). 반면에, 이물질이 유입된 것으로 검출된 경우에는 디스플레이 제어 동작에 기반하여 팝업 등의 방식에 따라 사용자에게 경고를 알림함으로써 케이블을 제거하도록 유도할 수 있다(S16). 이와 함께, 시스템 내에서 충전 동작을 위해 외부의 전원전압(예컨대, Type-C 커넥터 구조에서의 VBUS 전압)의 레벨을 승압하는 동작이 수행될 수 있으나, 이물질이 유입된 것으로 검출된 경우에는 시스템 내의 파워 관리 동작을 통해 VBUS의 승압을 제한 또는 낮추거나, 케이블에 연결된 외부 장치와의 통신을 통해 VBUS의 전압 및/또는 전류를 낮추도록 제어 동작을 수행할 수 있다(S17). 일 예로서, 시스템 내의 어플리케이션 프로세서는 파워 관리 IC를 제어함으로써 커넥터로 전류가 흐르는 것을 방지하거나 충전 동작이 진행되는 것을 차단할 수 있다.

한편, 사용자에 의해 케이블이 제거되었는지 여부가 판단될 수 있으며(S18), 외부의 케이블이 제거된 경우에는 시스템은 파워 오프 상태로 변동될 수 있다(S19).

한편, 본 발명의 실시예에 따라, 이물질을 검출하는 단계는 전술한 바와 같이 CC 핀을 이용하여 수행될 수 있으며, CC 핀에 연결된 CCIC를 통해 이물질 검출을 위한 다양한 동작들이 제어될 수 있으며, 또는 시스템 내의 어플리케이션 프로세서의 제어에 기반하여 이물질 검출을 위한 다양한 동작들이 제어될 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 커넥터로서 USB Type-C 리셉터클 구조를 도식화한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이 USB Type-C 리셉터클 구조는 12 x 2 개의 대칭적인 구조를 갖는 핀들을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 각종 용어들은 USB 스펙을 통해 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략된다.

도 3을 참조하면, 전자 장치(200)는 커넥터(210), CCIC(220) 및 어플리케이션 프로세서(AP, 230)를 포함할 수 있으며, 커넥터(210)는 상기 USB Type-C 리셉터클 구조의 스펙을 만족하는 24 개의 핀들을 포함할 수 있다. 즉, 대칭 구조에 의해 케이블과 전자 장치(200)의 커넥터(210) 사이의 연결 시 케이블의 방향성에 관계 없이 연결이 가능하다. 일 예로서, 상기 USB 케이블을 커넥터(210)의 핀 방향성에 일치시킬 필요 없이 연결이 가능하다.

USB Type-C 구조의 커넥터(210)는 두 개의 열들의 핀들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 커넥터(210)는 제1 열의 핀들(A1 ~ A12) 및 제2 열의 핀들(B1 ~ B12)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 커넥터(210)는 다양한 속도의 데이터 통신을 지원할 수 있다. 일 예로서, 커넥터(210)는 제1 규격(예컨대, USB 3.1)에 따른 고속 데이터 통신을 지원하는 핀들(A2 ~ A3, A10 ~ A11, B2 ~ B3, B10 ~ B11)과, 제2 규격(예컨대, USB 2.0)에 따른 저속 데이터 통신을 지원하는 핀들(A6 ~ A7, B6 ~ B7)을 포함할 수 있다. 이외에도, 제1 열의 핀들(A1 ~ A12) 및 제2 열의 핀들(B1 ~ B12) 각각은 고유의 기능을 수행할 수 있으며, 일 예로 VBUS 핀(A4, A9, B4, B9)은 전원 공급 핀에 해당하고, GND 핀(A1, A12, B1, B12)은 접지 전압을 전달하는 핀에 해당하며, SBU(Sideband Use) 핀(A8, B8)은 ALT(Alternate) 모드 지원을 위해 이용되는 핀으로서 Thunderbolt, DisplayPort, HDMI 등을 탑재한 케이블과 연결될 수 있다.

한편, USB Type-C 구조의 커넥터(210)가 채용된 전자 장치(200)는 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로서, 전술한 전자 장치(200)는 USB 인터페이스를 통해 외부의 장치와 연결될 때 호스트(예컨대, downstream facing port(DFP))로 동작하거나 또는 슬레이브(upstream facing port(UFP))로 동작할 수 있다. 또는, 전술한 전자 장치(200)는 DRP(dual role port)로 동작할 수 있으며, 이 때 상기 전자 장치(200)는 호스트(DFP) 또는 디바이스(UFP)의 역할을 적응적으로 변경할 수 있다.

커넥터(210)에 이물질이 유입되면, 커넥터(210) 내의 적어도 두 개의 핀들이 서로 단락(short)될 수 있다. 일 예로서, USB Type-C 구조의 커넥터(210)에 다수의 VBUS 핀들이 배치되고, 커넥터(210) 내에 유입된 이물질로 인해 VBUS 핀들과 이에 인접한 다른 핀들이 서로 단락될 가능성이 높을 수 있다. 이에 따라, VBUS 핀들과 단락되는 핀으로 전류가 흐를 가능성이 존재하고, 이로 인해 핀의 파손 위험이 발생될 수 있다. 특히, 충전 시 효율성에 대한 수요가 크고, 이에 따라 전자 장치(200) 내부에서 VBUS 핀으로부터의 전원전압을 승압함에 의해 전압 레벨이 최소 5V 에서 최대 20V까지 상승할 수 있으므로, 이물질로 인한 단락이 발생된 경우에는 다른 핀들의 파손 위험 또한 크게 발생될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, USB Type-C 리셉터클(receptacle) 구조에서 하나 또는 하나의 종류의 핀만을 이용하여 이물질의 유입을 판단할 수 있다. 또한, 이물질 판단은 이물질 유입에 기인하여 변동되는 저항(또는, 임피던스)을 측정함에 의해 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 커넥터(210)의 CC(configuration channel)핀을 이용하여 이물질의 저항을 측정할 수 있다. 일 예로서, 외부의 케이블이 제1 방향(또는, 정상 방향)으로 커넥터(210)에 연결되면 CC1 핀이 이물질 검출에 이용되고, 제2 방향(또는, 반대 방향)으로 커넥터(210)에 연결되면 CC2 핀이 이물질 검출에 이용될 수 있다.

일 실시예에 따라, 전자 기기(200)는 CCIC(220)는 CC 핀을 통해 외부의 장치와의 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따라, CCIC(220)는 통신 동작을 수행하기 전에 CC1 핀 또는 CC2 핀을 이용한 이물질 검출 동작을 수행할 수 있으며, 이물질 검출 결과에 따라 상기 통신 동작을 선택적으로 수행할 수 있다. 또한, CCIC(220)는 이물질 검출 결과(Det)를 어플리케이션 프로세서(230)로 제공할 수 있다. 또한, 어플리케이션 프로세서(230)는 이물질 검출 결과(Det)에 기반하여 팝업 화면 출력 등 다양한 후속 프로세스들을 제어할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, USB Type-C 리셉터클(receptacle)의 하나의 핀 또는 하나의 종류의 핀만을 이용하여 이물질을 검출할 수 있으므로, 하드웨어 구성에 대한 제약 사항이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면 USB Type-C 리셉터클(receptacle)에 항상 존재하는 CC 핀 만을 이용하여 이물질을 검출하므로 광범위하고 적용 범위가 넓다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 전자 장치(200)가 오프 상태에서 커넥터(210)에 케이블이 연결된 경우에, 내부 전원 또는 케이블을 통해 제공되는 전원전압으로부터 이물질 검출을 위한 회로 구성들을 활성화시키고 이를 통해 이물질이 유입을 판단할 수 있다.

도 4는 도 3의 CCIC의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다.

전술한 USB Type-C 커넥터를 포함하는 시스템에서, CCIC(220)는 CC1 핀 및 CC2 핀을 통한 각종 기능 및 통신을 지원할 수 있다. 일 예로서, CCIC(220)는 프로세서(221), 연결 제어기(222), 저항 검출기(223) 및 이물질 판단기(224)를 포함할 수 있다.

프로세서(221)는 CCIC(220) 내부의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며, 일 예로서 CCIC(220)가 일반 모드에서 데이터 연결 및 제어를 수행하고, 이물질 검출 모드에서 케이블 내부에 유입된 이물질을 검출하기 위한 각종 제어 동작을 수행할 수 있다. 연결 제어기(222)는 전술한 실시예들에 따라 CC1 핀 또는 CC2 핀의 전기적 연결 상태를 제어할 수 있으며, 일 예로서 CC1 핀 또는 CC2 핀의 연결 상태를 조절하기 위한 하나 이상의 저항들 및 스위치들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 연결 제어기(222)는 이물질 검출을 위하여 케이블이 연결된 상태에서 오픈된 또는 풀다운 저항이 연결된 CC 핀에 대한 전기적 연결 상태를 제어할 수 있다. 예컨대, 이물질의 유입 여부를 검출 또는 판단하기 위해, 연결 제어기(222)는 어느 하나의 CC 핀(예컨대, CC1 핀)에 대한 방전 동작이 수행되고, 방전이 완료된 이후 CC1 핀을 오픈시킨 상태에서 CC1 핀으로부터 전압 레벨이 검출되도록 CC 핀의 연결 상태를 제어할 수 있다.

CC 핀으로부터 검출되는 전압은 저항 검출기(223)로 제공되고, 저항 검출기(223)는 이에 기반하여 저항을 검출한 결과를 출력할 수 있다. 일 예로서, 저항 검출기(223)는 CC 핀으로부터 검출되는 전압과 소정의 기준 전압을 비교하고, 비교 결과를 저항 검출 결과로서 제공할 수 있다. 즉, 저항 검출기(223)는 CC 핀에 형성되는 저항값이 소정의 기준 저항값 이상인지 또는 이하인지를 나타내는 비교 결과를 출력할 수 있다.

이물질 판단기(224)는 저항 검출기(223)로부터의 저항 검출 결과를 수신하고, 검출된 저항에 따라 커넥터에 이물질이 유입되었는지를 판단하고, 판단 결과(Det)를 어플리케이션 프로세서(230)로 제공할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(230)는 전술한 실시예들에 따라, 판단 결과(Det)에 기반하여 이물질에 의한 파손 및 부식을 방지하기 위한 다양한 기능들을 수행할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따라, USB Type-C 리셉터클(receptacle)의 CC 핀으로부터 저항을 측정하여 이물질의 존재 여부를 판단하고, 이물질 판단 결과에 따라 VBUS 전압 승압을 제한하거나, 커넥터로 제공되는 전압 및/또는 전류를 감소 또는 차단시킬 수 있으며, 또한 그리고 소비자에게 경고 메시지를 주어 기기의 파손을 막는 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

또한, 저항 측정을 위한 입력으로 USB Type-C 리셉터클(receptacle)의 핀들 중 CC 핀 하나만을 이용할 수 있으며, 추가적인 하드웨어의 구성이 필요 없어 광범위하게 적용이 가능하다. 또한, 케이블이 연결된 상태에서 다수의 핀들 중 오픈 상태를 갖는 핀이 이물질 검출에 이용되므로, 이미 케이블이 커넥터에 체결되어 있는 경우에도 이물질 검출이 가능하다.

한편, 도 4에 도시된 실시예에서는 저항 검출기(223) 및 이물질 판단기(224)가 서로 상이한 구성인 것으로 설명되었으나, 본 발명의 실시예는 이에 국한될 필요가 없다. 일 변형 예로서, 저항 검출기(223)로부터 제공되는 저항 검출 결과가 이물질 판단 결과로서 이용될 수도 있을 것이다.

도 5는 USB Type-C 커넥터에 케이블이 연결되었을 때의 CC 핀의 상태를 나타내는 회로도이며, 도 6a,b는 CC 핀들의 연결 상태 및 이물질로 인한 단락 발생시의 회로 상태의 일 예를 나타내는 회로도이다. 이물질은 저항을 형성하는 다양한 물질들을 포함할 수 있으며, 이하의 실시예들에서는 상기 이물질이 수분에 해당하는 것으로 가정할 것이다.

전술한 바와 같이, USB Type-C 구조의 커넥터가 채용된 시스템은 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로서, USB Type-C 구조의 커넥터가 채용된 시스템은 USB 인터페이스를 통해 외부의 장치와 연결될 때 호스트(예컨대, downstream facing port(DFP))로 동작하거나 또는 슬레이브(upstream facing port(UFP))로 동작할 수 있다. 도 5의 예에서, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자 장치는 슬레이브(UFP)로서 동작하는 경우가 예시되며, 또한 케이블이 전자 장치의 커넥터에 연결될 때 CC1 핀 및 CC2 핀 중 어느 하나는 소정의 전원전압에 연결되고, CC1 핀 및 CC2 핀 중 다른 하나는 오픈 상태를 갖는 경우가 예시된다. 이와 함께, 전자 장치가 호스트(DFP)로 동작하는 경우와 슬레이브(UFP)로 동작하는 경우에 CC1 핀 및 CC2 핀의 연결 상태를 서로 다를 수 있다.

도 5를 참조하면, 케이블이 연결된 경우 CC1 핀 및 CC2 핀은 소정의 연결 상태를 가질 수 있다. 예컨대, CC1 핀 및 CC2 핀은 USB Type-C에서 정의되는 소정의 저항(Rp, Rd)에 연결될 수 있으며, 케이블이 커넥터에 연결된 경우에 CC1 핀은 소정의 전원전압(예컨대, 5V의 전원전압)에 연결되고, CC2 핀은 오픈(open) 상태를 가질 수 있다. 만약, 케이블이 반대 방향으로 연결된 경우에는 CC1 핀이 오픈 상태를 가지고 CC2 핀이 전원전압에 연결될 수 있을 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 케이블 연결 시 오픈(open)되도록 설정되는 CC2 핀을 이용하여 수분 검출을 수행할 수 있다. 일 예로서, 도 5에서와 같은 CC1 핀 및 CC2 핀의 연결 상태에서, 수분 검출을 위해 오픈 상태를 갖는 CC2 핀에 대한 방전 동작을 수행하고, 방전이 완료된 후 CC2 핀으로부터 저항을 검출함으로써 수분 존재 여부가 판단될 수 있을 것이다.

도 6a를 참조하면, USB Type-C 구조의 커넥터가 채용된 시스템은 CC1 핀 및 CC2 핀에 각각 연결된 저항 및 스위치를 포함할 수 있다. 일 예로, CC1 핀에 대응하여 저항(Rp, Rd) 및 스위치들(SW1, SW3)이 배치될 수 있으며, 또한 CC2 핀에 대응하여 저항(Rp, Rd) 및 스위치들(SW2, SW4)이 배치될 수 있다. 또한, CC1 핀으로부터 전압을 검출하기 위한 비교기(COM1)와 CC2 핀으로부터 전압을 검출하기 위한 비교기(COM2)가 더 구비될 수 있으며, 상기 비교기들(COM1, COM2) 각각은 기준 전압(Vref)을 수신하고, 전압 또는 저항 검출 결과(Det_R)를 출력할 수 있다.

시스템은 상기 스위치들(SW1 ~ SW4)을 제어함으로써 외부의 장치와의 통신을 수행할 수 있으며, 일 예로서 외부의 장치와의 연결 상태에 따라 CC1 핀 및 CC2 핀 중 어느 하나를 저항 Rp 또는 저항 Rd에 연결할 수 있다. 또한 CC1 핀 및 CC2 핀 중 다른 하나를 오픈(또는, 플로팅) 상태로 설정할 수 있다.

도 5 및 도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 외부의 장치와의 통신을 수행하기 전에 상기 스위치들(SW1 ~ SW4)을 제어함으로써 수분 검출 동작이 수행될 수 있다. 예컨대, 연결 상태에 따라 CC2 핀이 오픈 상태를 갖는 경우, CC2 핀에 대응하는 스위치들(SW2, SW4)의 제어를 통해 CC2 핀에 대한 방전을 수행할 수 있다. 또한, 방전이 완료된 이후, 스위치들(SW2, SW4)의 제어를 통해 CC2 핀을 플로팅 상태로 설정하고, 비교기(COM2)는 CC2 핀으로부터의 전압 레벨과 기준 전압(Vref)의 레벨을 비교한 결과를 출력할 수 있다.

커넥터에 수분이 유입된 경우, 수분의 저항이 낮을수록 CC2 핀으로부터 높은 레벨을 갖는 전압이 검출될 수 있다. 예컨대, CC2 핀으로부터의 전압이 기준 전압(Vref)의 레벨보다 큰 것으로 검출될 때, 시스템은 커넥터에 수분이 유입된 것으로 판단할 수 있다. CC2 핀의 오픈 상태에서의 저항값에 따라 이물질에 기인한 저항은 다양한 범위에 걸쳐 검출될 수 있으며, 이론적으로는 20MΩ 저항까지 검출이 가능할 수 있다.

만약, 수분이 커넥터로 유입된 경우, CC2 핀과 전원전압을 전달하는 핀(예컨대, VBUS 핀) 사이에 단락이 발생될 수 있으며, CC2 핀으로부터 검출되는 전압은 VBUS 핀의 전원전압에 의해 그 레벨이 변동하게 된다. 만약, 수분이 유입되지 않은 정상 상황에서는 CC2 핀의 상태는 접지전압(GND) 상태를 유지하게 된다. 그러나, 커넥터에 수분이 유입되어 있는 경우에는, VBUS 핀 등을 통한 전압이 수분을 통해 CC2 핀으로 흘러들어오게 되며, 이에 따라 CC2 핀으로부터 검출되는 전압 레벨이 변동될 수 있다. 예컨대, 도 6b에 도시된 바와 같이, 수분 유입으로 인해 VBUS 핀과 CC2 핀 사이에 소정의 저항(R)이 형성되고, 저항(R) 값을 기반으로 하여 CC2 핀으로부터 검출되는 전압 레벨이 변동될 수 있다.

한편, 상기한 도 6a,b에 도시된 실시예에서, VBUS 핀과 CC2 핀 사이에서 단락이 발생된 경우에서, CC2 핀과 VBUS 핀이 1MΩ의 저항을 가진 수분로 인해 단락이 발생되는 상황을 가정하면 다음과 같다.

수분이 유입되지 않은 정상 상황의 경우에서, CC2 핀을 방전시킨 후 오픈 시킨 다음에 CC2 핀으로부터 전압값을 측정하면 접지전압(GND)으로 측정될 수 있다. 그러나, 커넥터에 수분이 유입된 상황에서는 1MΩ의 저항을 가진 수분을 통해 전원전압(예컨대, VBUS 전압)이 CC2 핀으로 흘러들어오게 되며, VBUS 전압이 5V일 경우 CC2 핀의 전압을 검출하면 2V 이상의 전압이 검출될 수 있다. 즉, 이와 같은 상황을 이용하여 이미 케이블이 연결된 상태에서도 이물질 검출이 가능하게 된다.

상기와 같이, 수분 검출을 위하여 연결되지 않는 CC2 핀을 오픈시키며, 오픈 상태의 저항을 1MΩ~9MΩ로 가정할 수 있다. 이 때, 오픈 상태의 저항이 높을수록 검출할 수 있는 수분의 저항의 범위도 커지게 된다. 만약, 오픈 상태의 저항을 상기 범위 중 최소값에 해당하는 1MΩ로 가정하고, VBUS 전압이 5V인 경우를 가정하면, CC2 핀으로부터 검출되는 전압은 5V ⅹ 1MΩ/(수분 저항 + 1MΩ)에 해당할 수 있으며, 앞의 공식에서 검출 전압이 200mV 이상인 경우 수분의 검출이 가능할 수 있다.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이물질 검출 방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 7을 참조하면, 전자 장치의 커넥터에 케이블이 연결됨에 따라 연결이 인식될 수 있으며(S21), USB 타입 스펙에 따라 CC1 핀 및 CC2 핀 중 어느 하나는 연결 상태를 가지고, 다른 하나는 오픈 상태를 가질 수 있다. 이 때, 오픈 상태를 갖는 CC 핀을 이용하여 이물질 검출을 수행할 수 있으며, 먼저 오픈 상태의 CC 핀에 대한 방전 동작을 수행할 수 있다(S22).

방전 동작이 완료된 후, CC 핀을 오픈 시킨 후에 CC 핀의 전압을 검출할 수 있으며(S23), 검출된 전압에 따른 저항이 판단될 수 있다(S24). 상기 저항이 소정의 기준값보다 작은 경우에는 이는 이물질에 의한 저항인 것으로 판단될 수 있으며, 이에 따라 커넥터에 이물질이 유입된 것으로 인식될 수 있다(S25), 반면에, 상기 저항이 소정의 기준값보다 큰 경우에는, 이는 이물질 유입 없이 정상적으로 케이블이 연결된 상태에 해당하는 것으로 판단될 수 있으며, 이에 따라 정상 충전 동작이 수행될 수 있다(S26). 일 실시예에 따라 상기 저항은 그 저항 값에 따라 다수의 단계들로 판단될 수 있으며, 검출된 저항의 단계를 고려하여 수분 등의 이물질의 종류도 판단될 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 모드들을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 전자 장치의 전원이 오프됨에 따라 전자 장치는 오프 상태를 유지할 수 있다. 전자 장치의 커넥터에 외부의 케이블이 연결됨에 따라, 전자 장치의 상태는 오프 상태에서 로우 파워 모드로 변동될 수 있으며(A), 로우 파워 모드에서 전자 장치는 이물질(예컨대, 수분) 검출 모드로 진입할 수 있다(B).

수분 검출 모드에서 전술한 실시예들에 따라 커넥터의 적어도 하나의 핀을 이용한 수분 검출 동작이 수행될 수 있다. 일 예로서, 케이블이 연결된 상태에서 오픈 상태를 갖는 핀(예컨대, CC 핀)으로부터 전압이 검출될 수 있으며, 전압 검출 결과에 따라 수분의 유입 없이 정상적으로 케이블이 연결된 것으로 판단되면, 전자 장치는 수분 검출 모드에서 일반 충전 모드로 변동될 수 있다(C). 반면에, 커넥터에 수분이 유입된 것으로 판단되면, 전술한 실시예들에 따라 사용자에게 팝업 알림을 표시하거나 내부의 전원 제어 등의 후속 프로세스를 수행할 수 있다.

일 실시예에 따라, 케이블이 계속하여 연결되어 있는 상태에서, 전자 장치는 수분 검출 모드에서 건조/케이블 제거 검출 모드로 변동될 수 있다(D). 건조/케이블 제거 검출 모드에서, 전술한 실시예들에 따라 CC 핀으로부터 전압이 주기적 또는 지속적으로 검출되고, 검출 결과가 수분이 건조되었음을 나타내는 경우 전자 장치는 건조 검출 모드에서 일반 충전 모드로 변동될 수 있다(F). 반면에, 소정 시간 동안 수분이 건조되지 않거나 또는 케이블이 제거된 것으로 검출된 경우에는 전자 장치는 오프 상태로 변동될 수 있다(E).

도 8에 도시된 실시예에 따르면, 이물질 종류들 중 수분 등과 같은 시간이 지날수록 그 성분이 감소되는 경우에 건조 검출 동작에 기반하여 전자 장치가 자동으로 일반 충전 모드로 진입될 수 있다. 예컨대, 수분 검출 모드에서 수분이 인식됨에 따라 커넥터로 흐르는 전류를 차단하거나 승압 동작을 차단하는 도중에, 수분이 건조된 것으로 인식되면 정상 충전 모드로 진입하여 충전을 위한 동작 및 통신을 위한 동작을 정상적으로 수행할 수 있다. 일 예로서, 전술한 실시예에 따라, CC 핀으로부터 검출된 전압과 소정의 기준 전압에 대한 비교 동작을 통해 수분 건조가 인식될 수 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 전자 장치의 일 연결 상태를 나타내는 회로도이다. 도 9에서는 커넥터에 케이블이 연결된 경우 CC1 핀 및 CC2 핀 중 어느 하나가 소정의 전원전압에 연결되고, 다른 하나는 소정의 풀다운 저항에 연결되는 예가 도시된다. 예컨대, CC1 핀은 5V에 해당하는 전원전압에 연결되고, CC2 핀은 USB Type C에서 정의되는 풀다운 저항(Ra)에 연결되는 예가 도시된다. 도 9에는 도시되지 않았으나, 전자 장치는 CC1 핀 및 CC2 핀의 연결 상태를 제어하기 위한 다른 하나 이상의 저항들 및 다수의 스위치들을 더 포함할 수 있을 것이다.

도 9를 참조하면, 외부의 케이블이 커넥터에 연결될 때, CCIC(미도시)는 CC1 핀 및 CC2 핀에 연결된 스위치들에 대한 제어 동작을 수행하고, 이로 인해 CC2 핀에 대한 방전을 수행하고, 방전 동작이 완료된 이후 CC2 핀을 오픈시키며, CC2 핀으로부터 전압 레벨을 검출한 결과에 기반하여 이물질의 유입 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, CC2 핀은 풀다운 저항(Ra)을 통해 접지전압에 연결되고, 이물질이 유입되지 않은 경우에는 방전이 완료된 CC2 핀으로부터 접지전압의 레벨이 검출될 수 있다.

반면에, 이물질이 유입된 경우에는 VBUS 핀 등 전원전압을 전달하는 핀과 CC2 핀 사이에 단락이 발생될 수 있으며, 이로 인해 CC2 핀으로부터 검출되는 전압의 레벨이 변동될 수 있다. 즉, 케이블이 연결된 상태에서 CC2 핀이 풀다운 저항에 연결되는 연결 상태를 갖는 경우에도, 전술한 본 발명의 실시예에 따라 커넥터에 이물질이 유입되었는지 여부가 판단될 수 있다. CC2 핀이 오픈 상태와 풀다운 저항이 연결된 상태에서, 동일한 종류의 이물질에 의해 검출되는 전압 레벨(또는, 저항값)이 서로 다를 수 있으며, 이에 따라 CC2 핀이 오픈 상태와 풀다운 저항이 연결된 상태에서 이물질의 유입을 판단하기 위해 이용되는 기준 값(예컨대, 기준 전압)이 변경되도록 전자 장치가 설정될 수도 있을 것이다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 다양한 종류의 핀들을 이용하여 이물질을 검출하는 예를 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 전자 장치(300)는 USB Type-C 구조의 커넥터(310), 이물질 검출 회로(320) 및 어플리케이션 프로세서(330)를 포함할 수 있다. 커넥터(310)는 다양한 종류의 핀들을 포함할 수 있으며, 일 예로서 커넥터(310)는 전술한 실시예에서 설명된 CC1 핀 및 CC2 핀과 함께, SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8)을 더 포함할 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, USB Type-C 구조의 커넥터(310)는 4 개의 VBUS 핀들(A4, A9, B4, B9)을 포함할 수 있으며, 전술한 CC1/CC2 핀(A5, B5) 및 SBU1/SBU2 핀(A8, B8)은 상기 VBUS 핀들(A4, A9, B4, B9)에 인접하게 배치될 수 있다.

커넥터(310)에 케이블이 연결될 때, 케이블 종류에 따라 SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8) 중 적어도 하나는 일반 모드에서 ALT 모드를 지원하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 또한, 케이블 종류에 따라 SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8) 중 어느 하나는 오픈 상태를 갖거나, 또는 SBU1/SBU2 핀(A8, B8)은 모두 오픈 상태를 가질 수 있다. 또한, 이물질 검출 회로(320)는 전술한 실시예들에 따라 CCIC 내부에 구비되는 구성일 수 있으며, CCIC는 일반 모드에서 SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8) 중 적어도 하나를 이용한 기능을 지원할 수 있다.

커넥터(310)와 케이블의 연결 상태에 따라, CCIC는 SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8) 중 어느 하나가 오픈 상태(또는, 풀다운 저항에 연결된 상태)를 갖는 지를 판단할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 이물질 검출 회로(320)는 SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8) 중 오픈 상태 또는 풀다운 저항에 연결된 상태를 갖는 어느 하나의 핀으로부터 전압을 검출하고, 이에 기반하여 이물질의 유입 여부를 판단할 수 있다. 전술한 실시예에서와 동일 또는 유사하게, 오픈 상태를 갖는 SBU 핀에 대한 방전 동작이 수행되고, 방전 동작이 완료되고 난 후 상기 SBU 핀으로부터 전압을 검출하며, 검출된 전압 레벨에 기반하여 이물질 유입 여부가 판단될 수 있다. 만약, 이물질이 커넥터에 유입된 경우에는, 소정의 전원전압을 전달하는 핀과 상기 SBU 핀이 서로 단락됨에 따라, 상기 SBU 핀으로부터 검출되는 전압의 레벨이 증가되고, 검출된 전압 레벨이 소정의 기준값을 초과할 때 이물질이 유입된 것으로 판단될 수 있을 것이다.

한편, 커넥터(310)와 케이블의 연결 상태에 따라, SBU1/SBU2 핀(A8, B8)이 오픈됨이 없이 소정의 기능을 수행하는 경우, CCIC는 상기와 같은 SBU1/SBU2 핀(A8, B8)의 연결 상태를 판단할 수 있으며, 이 때 이물질 검출 회로(320)는 전술한 실시예들에 따른 이물질 검출 동작을 수행하지 않을 수 있다.

한편, 도 11을 참조하면, 전자 장치(400)는 USB Type-C 구조의 커넥터(410), 이물질 검출 회로(420) 및 어플리케이션 프로세서(430)를 포함할 수 있으며, 전술한 바와 같이 커넥터(410)는 다양한 종류의 핀들을 포함하고, 외부의 케이블이 커넥터(410)에 연결될 때, 커넥터(410)의 적어도 하나의 핀은 오픈 상태를 갖거나 또는 풀다운 저항이 연결된 상태를 가질 수 있다. 도 11에 도시된 실시예에서, 외부의 케이블이 커넥터(410)에 연결될 때 어느 하나의 CC 핀(예컨대, CC2 핀)과 어느 하나의 SBU 핀(예컨대, SBU2 핀)이 오픈 상태 또는 풀다운 저항이 연결된 상태를 갖는 것으로 가정된다.

이물질 검출 회로(420)는 CCIC에 포함될 수 있으며, CCIC는 CC1 핀, CC2 핀 SBU1 핀 및 SBU2 핀을 이용한 통신 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이물질 검출 회로(420)는 통신 동작이 수행되기 전에, CC2 핀 및 SBU2 핀 각각으로부터 전압 레벨을 검출하고, 검출된 전압 레벨에 따라 이물질의 유입 여부를 판단할 수 있다.

도 11에 도시된 실시예에서는, 이물질 검출 회로(420)가 두 개 이상의 핀들로부터 검출된 전압 레벨을 이용하여 이물질 유입 여부를 판단하는 예가 도시된다. 만약, 커넥터(410) 내에 수분 등의 이물질이 유입된 경우에는 다수의 핀들이 서로 단락이 발생될 가능성이 높으며, 이에 따라 두 개 이상의 핀들로부터 검출된 전압 레벨을 이용하는 경우에는 이물질 인식 정확도가 더욱 향상될 수 있다. 예컨대, 이물질 검출 회로(420)는 CC2 핀 및 SBU2 핀들에 대한 방전 동작을 수행하고, 방전 동작이 완료된 이후 각각의 핀으로부터 전압을 검출할 수 있으며, CC2 핀 및 SBU2 핀들에 대한 전압 검출 결과를 조합함에 의해 이물질 존재 여부를 최종 판단할 수 있다. 일 예로서, CC2 핀 및 SBU2 핀들 중 어느 하나로부터 이물질이 검출될 때 이물질이 존재하는 것으로 최종 판단될 수 있으며, 또는 CC2 핀 및 SBU2 핀들 모두로부터 이물질이 검출될 때 이물질이 존재하는 것으로 최종 판단될 수 있을 것이다.

도 12는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.

도 12를 참조하면, 전자 장치(500)는 마이크로 USB IC(MUIC, 510) 및 CCIC(520)를 포함할 수 있으며, MUIC(510) 및 CCIC(520) 각각은 커넥터(미도시)의 적어도 하나의 핀에 연결되어 고유한 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, MUIC(510)는 전술한 USB Type-C 구조에서 D+ 핀(A6, B6) 및 D- 핀(A7, B7)과 연결될 수 있으며, MUIC(510)는 케이블 인식을 통해 외부의 장치가 연결되었음을 감지할 수 있으며, 또한 D+ 핀(A6, B6) 및 D- 핀(A7, B7)을 통해 외부의 장치와 통신할 수 있다. 이와 함께, CCIC(520)는 전술한 바와 같이 DFP, UFP 및 DRP 등의 설정을 위한 제어 동작을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따라, MUIC(510)는 외부의 장치가 연결되었음을 감지한 신호(Det_C)를 CCIC(520)로 제공할 수 있으며, CCIC(520)는 감지 신호(Det_C)의 수신에 응답하여 전술한 실시예들에 따른 이물질 검출 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, CCIC(520)는 CC1 핀 또는 CC2 핀에 대한 방전 처리 및 저항 검출에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하고, 이물질 존재시 이에 대응하는 후속 프로세스를 제어할 수 있다. 또한, CCIC(520)는 커넥터에 이물질이 존재하는 경우 외부의 장치로부터 커넥터로 제공하는 파워의 레벨을 낮추거나 파워를 오프시키기 위한 제어 신호(Ctrl_P)를 MUIC(510)로 제공할 수 있다.

MUIC(510)는 D+ 핀(A6, B6) 및 D- 핀(A7, B7) 중 적어도 하나를 통해 외부의 장치와 통신하며, CCIC(520)로부터의 제어 신호(Ctrl_P)에 기반하여 전원전압의 레벨을 낮추거나 전원전압의 제공을 차단하기 위한 요청을 외부의 장치로 제공할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치의 커넥터에 이물질이 유입된 경우, 이물질로 인한 핀의 부식 및 파손 등이 방지될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 다양한 제품군에 적용될 수 있으며, 일 예로 USB type C을 사용하는 PC, Notebook, SmartPhone, 모니터, (Travel Adaptor, TA), dongle 등 각종 USB PD type-C를 사용하는 제품군에 적용될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

1. 전자 장치에 있어서,
   외부의 케이블과 연결되고 다수의 핀들을 포함하는 커넥터;
   상기 케이블이 상기 커넥터에 연결될 때, 상기 케이블이 연결된 상태에서 상기 다수의 핀들 중 오픈 상태로 설정되거나 풀다운 저항에 연결되도록 설정되는 제1 핀으로부터 저항을 검출하고, 검출된 저항에 기반하여 상기 커넥터에 이물질이 존재하는지를 판단하는 이물질 검출 회로; 및
   상기 이물질 검출 회로로부터의 검출 결과에 따라, 상기 커넥터에 이물질이 존재하는 경우 후속 프로세스를 위해 상기 전자 장치 내부의 동작을 제어하는 어플리케이션 프로세서를 구비하고,
   상기 커넥터는 USB(Universal Serial Bus) 타입 C 인터페이스에 따라 상기 케이블과 통신하고, 상기 제1 핀은, 상기 USB 타입 C 인터페이스에서 정의된 CC(configuration channel)1 핀 및 CC2 핀 중 어느 하나의 CC 핀을 포함하며,
   상기 이물질 검출 회로는 상기 제1 핀에 연결된 적어도 하나의 스위치를 제어함으로써, 상기 제1 핀에 대한 방전 동작을 수행한 후 상기 제1 핀을 플로팅시킨 상태에서 상기 제1 핀으로부터 상기 저항을 검출하는 전자 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이물질 검출 회로는, 상기 전자 장치의 전원이 오프된 상태에서 상기 케이블이 연결될 때 상기 이물질의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 CC1 핀은 상기 외부의 케이블의 연결에 따라 소정의 전원전압에 연결되고, 상기 제1 핀은 상기 CC2 핀을 포함함에 따라 상기 오픈 상태로 설정되거나 상기 풀다운 저항에 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 이물질 검출 회로는, 일반 모드에서 상기 CC1 핀 및 CC2 핀 중 적어도 하나를 통해 데이터 연결 및 제어를 수행하는 CC 집적 회로(CCIC) 인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 이물질 검출 회로는 상기 플로팅 상태에서 상기 제1 핀으로부터 측정되는 전압에 기반하여 상기 저항을 검출하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
7. CC(configuration channel) 집적 회로(CCIC)에 있어서,
   상기 CC 집적 회로는, USB(Universal Serial Bus) 타입 C 인터페이스에 따른 커넥터의 CC(configuration channel)1 핀 및 CC2 핀과 연결되며,
   상기 CC 집적 회로의 내부 동작을 제어하는 프로세서;
   일반 모드에서 데이터 연결 및 제어를 수행하기 위해 상기 CC1 핀 및 CC2 핀의 연결 상태를 제어하고, 이물질 검출 모드에서 외부의 케이블이 연결된 상태에서 상기 CC1 핀 및 CC2 핀 중 오픈 상태로 설정되는 상기 CC1 핀에 대한 연결 상태를 제어하는 연결 제어기; 및
   상기 CC1 핀으로부터 검출되는 저항에 기반하여 상기 커넥터에 이물질이 존재하는지를 판단하는 이물질 판단기를 구비하고,
   상기 연결 제어기는, 상기 CC1 핀에 연결된 적어도 하나의 스위치를 제어함으로써, 상기 이물질 검출 모드에서 상기 CC1 핀에 대한 방전 동작을 수행한 후 상기 CC1 핀이 플로팅되도록 상기 CC1 핀에 대한 연결 상태를 제어하고,
   상기 이물질 판단기는, 상기 CC1 핀이 플로팅된 상태에서 상기 CC1 핀으로부터 검출된 저항에 기반하여 상기 커넥터에 이물질이 존재하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 CC 집적 회로.
8. 제7항에 있어서,
   상기 CC2 핀은 소정의 전원전압에 연결되는 것을 특징으로 하는 CC 집적 회로.
9. 제7항에 있어서,
   상기 이물질 판단기는, 상기 CC 집적 회로를 포함하는 전자 장치의 전원이 오프된 상태에서 상기 케이블이 연결될 때 상기 이물질의 존재 여부를 판단하는 것을 것을 특징으로 하는 CC 집적 회로.
   
   
10. 삭제

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