KR200330467Y1 - 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블 - Google Patents

전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블 Download PDF

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Abstract

본 고안은 휴대폰용 데이터 통신 케이블에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 충전형 데이터 케이블에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하여 사용하는 전원에 맞게 충전전류를 제어함으로써 과부하 및 충전 오동작을 최소화하여 안정적인 충전기능을 수행할 수 있도록 하는 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블에 관한 것이다.
이를 위해 본 고안은, 단말기와 PC로부터 입력된 데이터를 주고받고, 충전 전류를 입력받아 단말기로 공급하는 데이터 포트;와 입력된 단말기 데이터를 외부 개인용 컴퓨터로 전달하고 상기 개인용 컴퓨터로부터 충전 전류를 입력받거나, 외부의 전원 공급기로부터 충전 전류를 입력받는 USB 포트;와 상기 개인용 컴퓨터 또는 전원 공급기에서 입력받은 충전 전류를 데이터 포트로 출력하고, 상기 데이터 포트에서 입력받은 단말기 데이터를 USB 포트로 전달하는 케이블; 및 상기 USB 포트에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하여 충전 전류를 조절하는 충전회로부;를 포함한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블은, 충전형 데이터 케이블에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하여 사용하는 전원에 맞게 충전전류를 조절함으로써 과부하 및 충전 오동작을 최소화하여 안정적인 충전기능을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블{Data cable for detecting power source automatically}
본 고안은 휴대폰용 데이터 통신 케이블에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 충전형 데이터 케이블에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하여 사용하는 전원에 맞게 충전전류를 조절함으로써 과부하 및 충전 오동작을 최소화하여 안정적인 충전기능을 수행할 수 있도록 하는 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블에 관한 것이다.
일반적으로, 데이터 전송을 위해 주로 사용되는 통신 포트의 종류로는 범용 직렬 버스(USB;Universal Serial Bus)와 범용 비동기화 송수신기(UART;Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 등이 있는데, USB는 IBM을 비롯한 7개사가 공동으로 제안한 주변기기 접속 인터페이스 규격으로 여러 주변장치들을 개인용 컴퓨터에 접속하기 위한 인터페이스의 공동화를 목적으로 한다.
이와같은 USB를 사용하면 주변기기 등을 개인용 컴퓨터와 연결할때 소프트웨어나 하드웨어를 별도로 설정할 필요 없이 모든 주변 기기를 접속할 수 있기 때문에 포트수를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 설치가 간편하고 휴대형 컴퓨터의 소형화가 가능하게 되는 장점이 있다.
그러나, 상기와 같은 USB 포트는 전류 용량이 소용량이므로 유사시 개인용 컴퓨터를 이용하여 휴대폰을 일시적으로 충전할 수는 있으나 안정적인 전원공급장치로서는 사용하기 어렵다고 하는 단점이 있다. 또한, 데이터 포트와 USB 포트가접속된 종래의 케이블은 별도의 회로부가 포함되어 있지 않으므로 충전장치를 따로 구비해야만 하는 불편함이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은, 충전형 데이터 케이블에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하여 사용하는 전원에 맞게 충전전류를 조절함으로써 과부하 및 충전 오동작을 최소화하여 안정적인 충전기능을 수행할 수 있도록 하는 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블을 나타낸 외관도.
도 2는 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 충전회로부의 블록도.
도 3은 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 전원부 및 USB 데이터 라인의 회로도.
도 4는 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 전류제어부 회로도.
도 5는 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 개인용 컴퓨터 및 USB 검출부 회로도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101. 데이터 포트 102. 케이블
103. USB 포트 104. 휴대폰 입출력 포트
105. 외부 개인용 컴퓨터의 USB 포트 106. 전원 공급기의 USB 포트
107. 충전회로부
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블은, 단말기로부터 데이터를 주거나 받고, 충전 전류를 단말기로 공급하는 데이터 포트(101);와 데이터를 단말기와 외부 개인용 컴퓨터간 전달하고 상기 개인용 컴퓨터로부터 충전 전원을 공급받거나, 외부의 전원 공급기로부터 충전전원을 공급받는 USB 포트(103);와 상기 개인용 컴퓨터 또는 전원 공급기에서 입력받은 충전 전원을 충전 전류로 변환하여 상기 데이터 포트로 출력하고, 상기 데이터 포트에서 주고받은 단말기 데이터를 상기 USB 포트로 전달하는 케이블(102); 및 상기 USB 포트에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하고, 또한 충전 전류로 자동 변환 조절하는 충전회로부(107);를 포함하여 구성된다.
이하, 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 바람직한 실시예를 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 동일하거나 대응하는 부재는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블을 나타낸 외관도로서, 본 고안은 데이터 포트(101), 케이블(103), USB 포트(104) 및 충전회로부(107)로 구성되어 있다.
데이터 포트(101)는 휴대폰 입출력 포트(104)를 통해 단말기(도시되지 않음)로부터 데이터를 주거나 받고 충전 전류를 단말기로 공급하는 역할을 하며, 이때 상기 휴대폰 입출력 포트와 데이터 포트의 연결 수단은 통상 한국정보통신기술협회(TTA;Telecommunications Technology Association)가 인증한 표준형 24핀 콘넥터가 사용된다.
USB 포트(103)는 상기 데이터 포트를 통해 입력된 단말기의 데이터를 개인용 컴퓨터(도시되지 않음)에 내장된 외부 USB 포트(105)로 전달하고 상기 개인용 컴퓨터로부터 충전 전원을 공급받거나, 외부의 전원 공급기(106)로부터 충전 전원을 공급받는 기능을 한다.
본 고안은 또한, 상기와 같은 데이터 포트(101)와 USB 포트(103)를 서로 접속하여 데이터와 전원을 전송하는 케이블(102)을 포함하여 구성되어, 휴대폰 입출력 포트(104)와 연결된 데이터 포트(101)를 통해 단말기로부터 데이터를 상기 케이블을 거쳐 USB 포트(103)와 연결된 개인용 컴퓨터의 외부 USB 포트(105)로 전달하거나 반대의 경로로 충전 전원을 공급받아 충전 전류를 단말기로 공급하는 역할을 한다.
충전회로부는 상기 데이터 포트와 접속되되 정상적인 충전을 위해 외부로부터 전원공급기(106)와 접속되어 충전 전류를 단말기로 공급할 경우 이를 자동으로 인식하여 사용하는 전원에 맞게 충전전류로 변환, 조절함으로써 과부하 및 충전 오동작을 최소화하여 안정적인 충전기능을 수행할 수 있도록 하는 기능을 한다.
도 2는 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 블록도이다. 본 고안은 상기 도 1에서 상술한 바와 같이 데이터 포트(101)에 접속되는 충전회로부(107)를 더 구비하여 상기 USB 포트에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하여 충전 전류를 변환, 조절함으로써 과부하 및 충전 오동작을 최소화하도록 도 2와 같이 그 내부에 후술하는 전원부 및 USB 데이터 라인 회로, 전류제어부, 그리고 개인용 컴퓨터 및 USB 검출부 회로를 포함한다.
도 3은 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 전원부 및 USB 데이터 라인의 회로도이다. 전원부는 상기 도 3과 같이 개인용 컴퓨터의 외부 USB 포트(105)와 본 고안의 USB 포트(103)가 연결되면 DC+5V를 입력받아 파이(π)형 필터 회로(C1, L2, C4, C5)를 통과하여 리플(ripple) 및 잡음(noise)을 감소시켜 안정된 정전압 전원을 VCC 라인을 통해 회로에 공급한다.
또한, USB 데이터 라인은 상기 도 2 및 도 3과 같이 전원부에서 정류된 정전압을 USB 전원 라인을 통해 공급하는데, 표준형 24핀 콘넥터의 16번 핀을 통해 단말기에 DC+5V가 인가되면 단말기는 USB 데이터 케이블이 접속된 것으로 인식하여 USB 통신 모드로 전환되며, USB 데이터+, USB 데이터- 라인은 노이즈 필터(noise filter)(L3, L4)를 통해 개인용 컴퓨터와 휴대폰을 연결시켜 USB 통신이 가능하게해준다.
도 4는 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 전류제어부 회로도이다. 일반적으로, 표준형 24핀 콘넥터가 휴대폰과 연결되면 BAT_ID 단자에 전압값이 인가되고 이 값을 이용하여 비교기에 의해 기준전압과 BAT_ID 전압을 비교하여 상기 비교기의 출력단에 접속된 구동 트랜지스터로 하여금 충전회로를 동작시키게 한다.
이를 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 표준형 24핀 콘넥터가 휴대폰과 연결되어 충전회로가 동작되면 BAT_ID에 따른 설정 전류로 충전이 이루어지는데, 상기 BAT_ID에 따른 설정 전류는 본 고안의 실시예로써 아래의 표 1과 같다.
상기 BAT_ID의 구분은 비교기를 이용하여 회로를 구성하였으며, 그 동작은 상기 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 BAT_ID 저항값이 27kΩ이면 비교기 U1B과 U1D의 출력이 Low가 되어 충전용 IC U2의 3번 핀과 접지 사이에 저항 R12, R15, R13, R14가 연결되고, 상기 충전용 IC는 이들 저항을 이용하여 4.2V/450mA의 정전압을 출력시킨다.
또한, BAT_ID 저항값이 4.5kΩ이면 비교기 U1D는 출력이 High가 되어 QΩ를구동시키며 이로 인해 충전용 IC 3번 핀과 접지 사이에 저항 R12, R15, R13이 연결되고, 상기 충전용 IC는 이들 저항을 이용하여 4.2V/750mA의 정전압을 출력시킨다. 이와는 달리, BAT_ID 저항값이 1.5kΩ이면 비교기 U1B의 출력이 High가 되어 Q2 를 구동시키며 이로 인해 충전용 IC 3번 핀과 접지 사이에 병렬저항 R12, R15만이 연결되고, 상기 충전용 IC는 이들 저항을 이용하여 4.2V/900mA의 정전압을 출력시킨다.
도 5는 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블의 개인용 컴퓨터 및 USB 검출부 회로도이다. 개인용 컴퓨터의 외부 USB 포트(105)는 5번 핀이 본체에 실드(shield)되어 있으므로 이를 이용하여 비교기와 TR 및 저항으로 검출 회로를 구성하였다. 도시된 바와 같이 비교기의 + 입력단자에 기준전압을 인가시키고 - 입력단자에 USB 포트의 연결상태에 따라 전압을 변동시켜 상기 비교기의 출력을 ON/OFF시킴으로써 상기 전류제어 회로에 의해 전류를 제어한다.
즉, 개인용 컴퓨터의 외부 USB 포트(105)가 접속되면 상기 5번 핀의 실드가 R18을 통해서 비교기의 - 입력단자에 접속되므로 R5와 R18로 구성된 분압회로에 의해 VCC의 전압이 바뀌고, 상기 변동된 전압이 비교기의 - 입력단자에 인가되어 전원공급원이 개인용 컴퓨터의 외부 USB 포트(105)임을 자동 인식하게 된다.
또한, 외부의 전원 공급기(106)가 접속되면 상기 5번 핀의 실드와는 무관하므로 비교기 U1C의 - 입력단자에 VCC가 그대로 인가되어 전원공급원이 외부의 전원 공급기(106)임을 자동 인식하게 된다.
이상에서 설명한 본 고안은 그 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지는 않는다.
상기와 같은 구성에 의해 본 고안에 따른 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블은, 충전형 데이터 케이블에 접속되는 전원공급원을 자동으로 인식하여 사용하는 전원에 맞게 충전전류를 조절함으로써 과부하 및 충전 오동작을 최소화하여 안정적인 충전기능을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 휴대폰과 접속되어 데이터 통신 및 전원을 공급하는 케이블에 있어서,
    단말기로부터 입력된 데이터를 주거나 받고, 충전 전류를 단말기로 공급하는 데이터 포트와;
    상기 단말기 데이터를 외부 개인용 컴퓨터로 전달하고 상기 개인용 컴퓨터로부터 충전 전원을 공급받거나, 외부의 전원 공급기로부터 충전 전원을 공급받는 USB 포트와;
    상기 개인용 컴퓨터 또는 외부의 전원 공급기에서 공급받은 충전 전원을 충전 전류로 변환하여 상기 데이터 포트로 출력하고, 상기 데이터 포트에서 주고받은 단말기 데이터를 상기 USB 포트로 전달하는 케이블; 및 상기 USB 포트에 접속되는 전원 공급원을 자동으로 인식하여 충전 전류를 조절하는 충전회로부;를 포함하는 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 충전회로부는,
    상기 데이터 포트와 접속되되, 전원부 및 USB 데이터 라인 회로와; 전류제어부 회로와; 개인용 컴퓨터 및 USB 검출부 회로;를 포함하여 구성되며,
    외부로부터 접속되는 전원공급기를 자동으로 인식하여 충전전류를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 전원공급원 자동 인식 충전형 데이터 통신 케이블.
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