KR20120009890A

KR20120009890A - 휴대단말기용 젠더

Info

Publication number: KR20120009890A
Application number: KR1020100070919A
Authority: KR
Inventors: 김기상
Original assignee: (주)금오전자
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-02-02

Abstract

본 발명은 충전기와 휴대단말기 사이 또는 USB 데이터케이블과 휴대단말기 사이에 장착되는 휴대단말기용 젠더에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 휴대단말기(10)와 충전기(30) 또는 상기 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)의 사이에 장착되어 각각을 전기적으로 상호 접속시키는 휴대단말기용 젠더에 있어서, 상기 젠더의 본체(130)의 일측에 배치되며, 상기 충전기(30)의 충전단자(31) 또는 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 삽입되어 접속되는 입력단자(110); 상기 본체(130)의 타측에 배치되며, 상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에 삽입되어 접속되는 출력단자(120); 및 상기 본체(130)의 내부에 배치되되, 상기 입력단자(110)로부터 입력되는 ID포트 전압신호를 입력받아 스위칭 동작하여 상기 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)를 선택적으로 단락시키는 스위칭부(141) 및, 상기 입력단자(110)로부터 입력전압을 인가받아 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압하는 승압부(145)를 포함하여 회로구성되는 회로부;를 포함하는 젠더가 제공된다.

Description

휴대단말기용 젠더{Gender For Personal Potable Device}

본 발명은 충전기와 휴대단말기 사이 또는 USB 데이터케이블과 휴대단말기 사이에 장착되는 휴대단말기용 젠더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 충전기의 4.2V 전원을 승압하여 휴대단말기로 출력함과 동시에, 상기 충전기의 데이터 송신포트들(D+, D-)을 선택적으로 단락시켜 상기 휴대단말기의 충전효율을 최적화하도록 회로구성된 휴대단말기용 젠더에 관한 것이다.

최근, 반도체 기술의 발달로 휴대단말기는 그 크기가 작고 가벼워져 휴대가 간편해짐에 따라 그 보급이 급속도로 확산되었다. 사용자는 휴대단말기를 이용하여 실내에서는 물론 이동 중인 경우에도 시간과 장소에 관계없이 언제 어디서나 원하는 정보를 검색 및 저장할 수 있으며, 원하는 데이터를 열람 또는 재생할 수 있다.

특히, 휴대단말기들 중에서 휴대전화기의 경우 종래에는 상대방과 의사소통을 위한 통화 기능이 주된 기능이었으나, 점차 MP3 음원 및 동영상 재생, 일정관리, 사진촬영, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 시청, 파일 및 메일 송수신, 웹서핑 등의 부가 기능이 추가되어 서비스되고 있음은 물론, 특히 스마트폰의 경우 사용자가 희망하는 다양한 종류의 어플리케이션을 해당 단말기에 저장하여 실행할 수 있어서 그 사용 범위는 더욱 넓어지고 있는 실정이다.

일반적으로 휴대전화기는 한국정보통신기술협회(Telecommunication Technology Association, TTA)에 의해 채택된 "휴대 전화 단말기의 입출력단자 접속표준"에 의한 24핀의 입출력 단자(이하, "24핀 표준단자"라 한다)를 사용한다.

기존의 24핀 표준단자를 사용하는 휴대전화기는 외부 장치와 데이터를 송수신하기 위한 전송 속도가 느리기 때문에 24핀 표준단자는 대용량의 데이터를 고속으로 전송할 필요가 있는 휴대전화기에의 적용이 부적합하고, 레이아웃이 커서 점차 슬림화되고 있는 휴대전화기에 탑재가 어렵다.

따라서, 휴대전화기가 점차 슬림화, 소형화됨에 따라 제조업체들은 기존의 24핀 표준단자 대신 배터리의 충전과 빠른 데이터 송수신이 가능하고, 기존의 24핀 표준단자보다 더 작은 레이아웃을 갖는 5핀형 입출력단자와 같은 새로운 구조 및 형태의 입출력 단자를 휴대전화기에 장착하였다. 그리고 제조업체들은 상기 24핀 표준단자를 사용하는 장치와 새로운 입출력 단자를 사용하는 휴대전화기를 상호 접속시키기 위한 젠더를 별도로 제공하고 있다.

즉, 상기 젠더는 서로 다른 규격을 갖는 입출력 단자 예컨대, 24핀 입출력 단자를 사용하는 기존의 휴대 전화 충전기와 제조업체 별로 상이한 입출력 단자를 사용하는 휴대전화기를 연결해 주기 위한 어댑터(또는 변환 장치)이다.

또한, 상술한 바와 같은 다양한 기능을 실행하기 위한 휴대전화기의 전력 소모는 점차 증가하나, 휴대전화기의 배터리는 한정된 충전 용량을 갖으므로 상기 배터리의 충전 용량이 고갈되는 시간이 단축되고 있다. 따라서 사용자는 휴대단말기를 휴대하고 다니는 경우 더 큰 충전 용량을 갖는 배터리를 사용하거나 별도의 보조 배터리를 휴대해야 한다.

더욱이, TTA 충전기의 경우, 휴대전화기를 충전하기 위해 4.2V의 출력전압을 제공하나, 최근에 출시되고 있는 휴대전화기의 경우에는 각 제조사별로 회로구성의 내구성 및 편의성을 위해 5V의 입력전압을 요구하는 제품들이 출시되고 있다.

따라서, 4.2V의 출력전압을 5V로 승압함과 동시에 대용량화되는 배터리를 보다 단시간 내에 충전하기 위해 충전효율을 최적화한 휴대단말기용 젠더의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 TTA 충전기의 4.2V 전압을 승압하여 상기 휴대단말기로 출력함과 동시에, 충전전류를 제어하여 상기 휴대단말기의 충전효율을 최적화하도록 회로구성된 휴대단말기용 젠더를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 휴대단말기(10)와 충전기(30) 또는 상기 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)의 사이에 장착되어 각각을 전기적으로 상호 접속시키는 휴대단말기용 젠더에 있어서, 상기 젠더의 본체(130)의 일측에 배치되며, 상기 충전기(30)의 충전단자(31) 또는 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 삽입되어 접속되는 입력단자(110); 상기 본체(130)의 타측에 배치되며, 상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에 삽입되어 접속되는 출력단자(120); 및 상기 본체(130)의 내부에 배치되되, 상기 입력단자(110)로부터 입력되는 ID포트 전압신호를 입력받아 스위칭 동작하여 상기 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)를 선택적으로 단락시키는 스위칭부(141) 및, 상기 입력단자(110)로부터 입력전압을 인가받아 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압하는 승압부(145)를 포함하여 회로구성되는 회로부;를 포함하는 젠더를 제공한다.

여기서, 상기 스위칭부(141)는, 상기 입력단자(110)의 ID포트와 데이터 송신포트(D-) 및 데이터 송신포트(D+)에 전기적으로 연결되는 트랜지스터(Q2)와, 상기 트랜지스터(Q2)의 이미터측과 컬렉터측에 병렬 연결된 저항(R6)을 포함하여 회로구성되며, 상기 트랜지스터(Q2)는, 상기 ID포트로부터 ID포트 전압신호가 베이스측에 인가되면 스위칭 동작하여 상기 데이터 송신포트(D-)와 데이터 송신포트(D+)를 서로 단락시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 특징에 따르면, 휴대단말기(10)와 충전기(30) 또는 상기 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)의 사이에 장착되어 각각을 전기적으로 상호 접속시키는 휴대단말기용 젠더에 있어서, 상기 젠더의 본체(130)의 일측에 배치되며, 상기 충전기(30)의 충전단자(31) 또는 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 삽입되어 접속되는 입력단자(110); 상기 본체(130)의 타측에 배치되며, 상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에 삽입되어 접속되는 출력단자(120); 및 상기 입력단자(110)의 ID포트로부터 인가되는 ID포트 전압신호를 수신하며, 스위칭 동작신호를 출력하는 마이콤(U2)과, 상기 마이콤(U2)의 스위칭 동작신호를 인가받아 스위칭 동작하여 상기 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)를 선택적으로 단락시키는 스위칭부(241)와, 상기 입력단자(110)로부터 입력단자(110)로부터 입력전압을 인가받아 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압하는 승압부(145)를 포함하여 회로구성되는 회로부;를 포함하는 휴대단말기용 젠더를 제공한다.

여기서, 상기 회로부는, 상기 승압부(145,245)를 통해 출력되는 전압을 일정 크기로 유지시켜 출력되도록 제한하는 출력제한부(147,247)을 더 포함할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, TTA 충전기로부터 출력되는 4.2V 전압을 휴대단말기의 배터리에서 요구되는 5V의 출력전압의 크기로 승압할 수 있음은 물론, 상기 TTA 충전기의 데이터 송신포트들(D+, D-)을 선택적으로 단락시킴으로써 상기 휴대단말기의 충전효율을 보다 증대시켜 상기휴대단말기의 충전시간을 단축할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예 및 제2실시예에 따른 휴대단말기용 젠더에 의해 휴대단말기와 TTA 충전기가 상호 전기적으로 접속되는 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 휴대단말기용 젠더의 내부에 구비된 회로구성을 나타낸 회로도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 스위칭부의 회로구성을 나타낸 회로도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 스위칭부의 다른 회로구성을 나타낸 회로도이며,
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 휴대단말기용 젠더의 내부에 구비된 회로구성을 나타낸 회로도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예 및 제2실시예에 따른 휴대단말기용 젠더에 의해 휴대단말기와 TTA 충전기가 상호 전기적으로 접속되는 구성을 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 휴대단말기용 젠더의 내부에 구비된 회로구성을 나타낸 회로도, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 스위칭부의 회로구성을 나타낸 회로도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 스위칭부의 다른 회로구성을 나타낸 회로도이다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 휴대단말기용 젠더의 각 구성 및 기능을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 휴대단말기용 젠더(100 ; 이하에서는 '젠더'라 함)는 도 1과 같이 휴대단말기(10)와 충전기(30) 또는 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)의 사이에 장착되어 각각을 전기적으로 접속시키는 장치이다. 즉, 상기 젠더(100)는 서로 다른 규격을 갖는 입출력 단자 예컨대, 24핀 입출력 단자를 사용하는 TTA 충전기와 제조업체 별로 상이한 입출력 단자(도면에서는 5핀인 것으로 도시함)를 사용하는 휴대단말기(10)를 연결해주기 위한 어댑터 또는 변환장치를 의미한다.

여기서, 상기 휴대단말기(10)는, 사용자가 이동하며 사용할 수 있도록 내장된 배터리를 전원으로 하여 구동 가능한 휴대장치로서, 상기 배터리를 충전하기 위해 충전기의 충전단자가 접속되는 입력단자와 상기 휴대단말기(10)와의 데이터송수신을 위한 USB 데이터케이블을 접속할 수 있는 입력단자가 구비되며, 각 입력단자는 하나의 단자 형태로 형성될 수도 있다. 이러한 휴대단말기(10)에는 휴대전화기(셀폰), PDA, 휴대용게임기, MP3 플레이어, PMP, 전자사전, 디지털카메라 및 넷북 등이 대상이 될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 젠더(100)는, 입력단자(110), 출력단자(120) 및 회로부를 포함하여 구비될 수 있다.

먼저, 상기 입력단자(110)는, 상기 젠더(100)의 본체(130) 일측에 배치되며, 상기 충전기(30)의 충전단자(31) 또는 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 삽입되어 전기적으로 접속되는 단자로서, TTA 충전기와 같이 24핀 표준단자가 삽입되어 접속될 수 있는 단자일 수 있으나 이에 국한되는 것은 아니며 상기 휴대단말기(10)를 충전하기 위한 충전기가 갖는 입력단자의 핀 개수에 따라 구비되는 접속핀의 수량은 달라질 수 있다.

여기서, 도 2에는 상기 입력단자(110)는 TTA 충전기의 충전단자(31)가 접속되는 24핀형 입력단자를 예를 들어 도시하였으며, 입력단자(110)의 내부에 도시된 'B+'와 'GND'는 양극포트, 'ID'는 상기 충전기(30)가 접속될 경우 ID포트 전압신호가 인가되는 ID포트, 'D+'와 'D-'는 데이터 송신포트, 'USB 5V'는 상기 데이터 송신포트(D+, D-)를 통해 데이터가 송수신되도록 USB 전압신호가 인가되는 포트를 각각 의미한다.

또한, 상기 입력단자(110)의 일측에는 상기 젠더(100)를 사용하지 않을 경우에 상기 입력단자(110)의 내부로 먼지 등의 이물질이 침투되는 것을 방지하기 위해 상기 입력단자(110)를 커버하는 덮개(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 덮개는 분실방지를 위해 일단이 상기 젠더(100)의 외부면에 고정되어 결합되되 선택적으로 상기 입력단자(110)의 인입부분을 커버하거나 개방할 수 있도록 회동가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

상기 출력단자(120)는, 상기 본체(130)의 타측에 배치되며, 상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에 삽입되어 전기적으로 접속되는 단자로서, 구비되는 핀의 개수는 상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에 형성된 핀의 개수에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 도 1에는 상기 출력단자(120)가 입력단자(110)의 반대방향에 배치되는 것을 예를 들어 도시하였으나, 이에 국한되지 않으며 상기 입력단자(110)의 측방향에 배치될 수도 있음은 물론이다.

또한, 도 2에는 상기 출력단자(120)가 5개의 접속핀을 갖는 5핀형 단자를 예를 들어 도시하였으며, 출력단자(120)의 내부에 도시된 'OUT'과 'GND'는 출력전압이 출력되는 양극 포트, 'D+'와 'D-'는 데이터 송신포트를 각각 의미한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 젠더(100)는, 상기 입력단자(110)와 출력단자(120)에 의해 휴대단말기(10)와 충전기(30) 또는 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)를 상호 접속되도록 하는 인터페이스 기능을 갖는다.

상기 회로부는, 상기 젠더(100)의 인터페이스 기능을 구현하기 위해 상기 본체(130)의 내부에 배치되는 회로구성으로서, 상기 휴대단말기(10)와 충전기(30)를 연결할 경우에는 상기 휴대단말기(10)에 내장된 배터리를 충전하는데 필요한 요구전압으로 승압하여 출력하며, 상기 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)을 연결할 경우에는 상기 USB 데이터케이블(20)을 통해 입력되는 데이터들을 상기 휴대단말기(10)로 전달하는 통로의 기능이 구현되도록 회로구성된다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회로부는 스위칭부(141), 승압부(145) 및 출력제한부(147)를 포함하여 구비된다.

상기 스위칭부(141)는, 입력단자(110)의 ID포트로부터 입력되는 ID포트 전압신호에 대응하여 스위칭 동작하여, 상기 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)를 선택적으로 단락 또는 개방시키는 회로구성으로서, 베이스측은 상기 ID포트에, 이미터측은 상기 데이터 송신포트(D-)에, 컬렉터측은 상기 데이터 송신포트(D+)에 각각 접속되어 전기적으로 연결되는 트랜지스터(Q2)와, 상기 트랜지스터(Q2)의 이미터측과 컬렉터측의 양단에 접속되어 전기적으로 연결되는 저항(R6)을 포함하여 회로구성된다.

따라서, 상기 트랜지스터(Q2)는, 상기 입력단자(110)에 충전기(30)의 충전단자(31)가 접속되어 상기 ID포트로부터 ID포트 전압신호가 상기 베이스측에 인가되면, 상기 ID포트 전압신호에 의해 구동(on)되어 스위칭 동작을 수행하게 되며 상기 스위칭 동작에 의해 상기 데이터 송신포트(D-)와 데이터 송신포트(D+)는 서로 단락된다.

반면에, 상기 입력단자(110)에 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 접속되어 상기 ID포트로부터 입력되는 신호가 없게 되면, 상기 트랜지스터(Q2)는 구동되지 않은 상태(off)를 유지하게 되며, 상기 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)는 분리된 상태로 각각 신호연결된 데이터라인a(149a)와 데이터라인b(149b)에 의해 상기 출력단자(120)의 데이터 수신포트(D+)와 데이터 수신포트(D-)와 신호연결되어 상기 USB 데이터케이블(20)를 통한 데이터통신이 가능하게 된다.

한편, 상기 스위칭부(141)는, 상기 트랜지스터(Q2)가 저항이 내장되어 있는 'KRC102S Transistor'인 경우에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 트랜지스터(Q2)와 하나의 저항(R6)이 전기적으로 연결된 구조로 회로구성될 수 있겠으나, 일반 상용화된 'NPN형 Transistor'인 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 트랜지스터(Q2') 및 상기 저항(R6) 외에 저항(R1, R2)이 더 포함되어 연결된 구조로 회로구성됨으로써 상기와 같이 선택적으로 데이터 송신포트(D+, D-)를 선택적으로 단락시키는 기능을 구현할 수 있다.

도 2에 도시된 저항(R1)은 상기 충전기(30)의 내부에 회로구성된 마이콤에 의해 감지되어, 상기 충전기(30)와 젠더(100)가 서로 전기적으로 연결되어 접속되었음을 인식하도록 구비된 저항으로서, 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스측과 GND에 전기적으로 연결되는 형태로 회로구성될 수 있다. 여기서, 상기 충전기(30)는 상기 마이콤을 통해 상기 충전기(30)와 젠더(100)가 상호 접속된 것으로 인식하게 되면 상기 입력단자(110)에 접속되는 충전단자(31)를 통해 충전전압을 인가하게 된다.

또한, 상기 충전지(BATT)는 상기 회로부의 각 구성이 구동 가능하도록 전원을 제공함과 동시에, 상기 충전기(30)로부터 입력되는 약 3.7V의 입력전압에 의해 충전된 후, 상기 승압부(145)에 4.2V의 전압을 입력한다.

상기 승압부(145)는, 상기 충전지(BATT) 양단을 통해 전달되는 4.2V 전압을 인가받아 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압하는 회로구성으로서, 상기 충전지(BATT)에 충전된 전압은 입력단자(110)로 입력되는 전압과 합쳐져서 승압부(145)의 스텝업IC(U1)과 인덕터(L1)로 공급되는데, 이때 상기 스텝업IC(U1)는 부스트컨버터로서 인덕터(L1)의 양단에서 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 전압(5V)까지 승압하게 된다.

상기 인덕터(L1)는 일정전류가 흐르도록 하는 역할을 하며, 상기 인덕터(L1)의 일측에 연결되는 다이오드(D1) 및 저항(R3, R4)의 크기에 따라 스텝업IC(U1)의 승압전압이 결정된다.

즉, 상기 승압부(145)로부터 출력되는 전압이 상기 다이오드(D1) 및 저항(R3, R4)를 거쳐 피드백됨으로써 그 피드백된 전압의 크기만큼 일정하게 승압하여 출력단자(120)를 통해 출력하는 것이다.

또한, 콘덴서(C1)는 상기 승압부(145)로 입력되는 전압의 잡음을 제거하기 위한 것이고, 콘덴서(C5)는 승압된 전압의 잡음을 제거하기 위한 것이며, 콘덴서(C2,C3,C4) 및 저항(R2)는 상기 스텝업IC(U1)을 보호하기 위한 회로구성으로서, 상기 콘덴서(C2)는 스텝업IC(U1)의 Soft-start(부드러운 시작)용이며, 콘덴서(C3,C4) 및 저항(R2)는 스텝업IC(U1)의 전압피드백루프를 보상할 수 있는 보호회로 구성이다.

상기 출력제한부(147)는, 상기 승압부(145)를 통해 출력되는 전압을 일정 크기로 유지시켜 출력되도록 제한하는 회로구성으로서, 상기 승압부(145)의 양단에 전기적으로 연결되는 트랜지스터(Q1)와 저항(R5)를 포함하여 구비될 수 있다.

또한, TTA 충전기의 내부에는 마이콤이 구비되어 있어서, 그 마이콤에 피드백 전압을 인가해주어야 하는데, 이는 충전기(30)에 휴대단말기(10)가 직접 연결되었을 때 충전이 진행중이라는 것을 인지하기 위한 것으로, 본 발명의 젠더(100)에서는 이러한 전압을 생성하여 충전기(30)에 피드백하도록 구비될 수 있다.

다음으로는, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 젠더(100)의 동작원리를 설명하기로 한다.

먼저, 상기 입력단자(110)에 USB 데이터케이블(20)이 접속될 경우, 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)에는 상기 ID포트에 접속되는 포트가 없기 때문에 상기 ID포트 전압신호가 인가되지 않는다. 따라서, 스위칭부(141)의 트랜지스터(Q2)는 스위칭 동작되지 않는 상태(off)를 유지하게 되므로, 상기 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)는 분리된 상태를 유지하게 된다.

그러므로, 상기 USB 데이터케이블(20)에서 휴대단말기(10)로 전송하고자 하는 데이터 신호는 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)를 통해 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D+, D-)에 입력되며 각각의 데이터라인a,b(149a,149b)을 따라 출력단자(120)의 데이터 수신포트(D+, D-)에 전달되어 데이터통신이 가능하게 된다.

이때, 상기 입력단자(110)의 USB 5V 포트로 상기 데이터 송신포트(D+, D-)를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 USB 전압신호가 인가된다.

한편, 상기 입력단자(110)에 충전기(30)가 접속될 경우, 상기 충전기(30)의 충전단자(31)에 구비된 ID전압 출력포트와 상기 입력단자(110)의 ID포트는 접속되어 전기적으로 연결되면서, 상기 ID포트로 0.7V 내지 2.2V의 크기를 갖는 ID포트 전압신호가 인가된다.

인가된 ID포트 전압신호는 상기 스위칭부(141)의 트랜지스터(Q2)로 전달되며, 베이스측을 통해 상기 ID포트 전압신호를 전달받은 트랜지스터(Q2)는 구동(on)되어 스위칭 동작을 수행하게 되며, 상기 스위칭 동작에 의해 상기 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)는 서로 단락되어 출력제한부(147)의 트랜지스터(Q1)과 저항(R5)값으로 충전전류를 제어하게 된다.

이와 같이, 상기 데이터 송신포트들(D+, D-)을 단락시킴으로써 충전전류의 제어가 가능하게 되므로, 상기 휴대단말기(10)에 내장된 배터리의 충전효율을 보다 증대시켜 상기 배터리를 충전하는데 소요되는 충전시간을 단축할 수 있다.

한편, 충전지(BATT)는 상기 회로부의 각 부분이 구동 가능하도록 전원을 제공함과 동시에, 상기 충전기(30)로부터 입력되는 약 3.7V의 입력전압에 의해 충전된 후, 상기 승압부(145)에 4.2V의 전압을 인가한다.

이어서, 상기 4.2V의 전압을 인가받은 승압부(145)는, 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압한다. 여기서, 상기 충전지(BATT)에 충전된 전압은 입력단자(110)로 입력되는 전압과 합쳐져서 승압부(145)의 스텝업IC(U1)과 인덕터(L1)로 공급되는데, 이때 상기 인덕터(L1)의 양단에서 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 전압까지 승압하게 된다.

또한, 승압된 5V의 전압은 상기 승압부(145)의 후단에 회로구성된 출력제한부(147)로 인가되는데, 상기 출력제한부(147)는 상기 승압부(145)를 통해 출력되는 전압을 일정 크기로 유지시켜 상기 출력단자(120)의 양극(OUT, GND)을 통해 승압된 전압이 출력되도록 한다.

상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에는 상기 출력단자(120)의 출력전압을 수신하는 충전전압 수신포트가 구비되어 상기 출력단자(120)의 양극(OUT, GND)과 접속된다. 따라서, 상기 5V의 출력전압은 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)를 통해 휴대단말기(10)의 배터리로 인가되어 상기 배터리가 충전되는 것이다.

다음으로는, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 휴대단말기용 젠더의 각 구성 및 기능을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 휴대단말기용 젠더의 내부에 구비된 회로구성을 나타낸 회로도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 젠더는, 도 5에 도시된 바와 같이, 입력단자(210), 출력단자(220) 및 회로부를 포함하여 구비되는데, 상기 입력단자(210) 및 출력단자(220)의 구성 및 특징은 상술한 제1실시예의 입력단자(110) 및 출력단자(120)와 동일하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 회로부는, 스위칭부(241), 마이콤(U2), 승압부(245) 및 출력제한부(247)를 포함하여 구비될 수 있으며, 상기 제1실시예의 회로부와 마찬가지로, 상기 휴대단말기(10)와 충전기(30)를 연결할 경우에는 상기 휴대단말기(10)에 내장된 배터리를 충전하는데 필요한 요구전압으로 승압하여 출력하며, 상기 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)을 연결할 경우에는 상기 USB 데이터케이블(20)을 통해 입력되는 데이터들을 상기 휴대단말기(10)로 전달하는 통로의 기능이 구현되도록 회로구성된다.

상기 마이콤(U2)는, 상기 입력단자(110)의 ID포트로부터 인가되는 ID포트 전압신호를 수신하며, 상기 ID포트 전압신호에 대응하여 스위칭 동작신호를 출력하도록 구비된 회로구성으로서, Vcc포트와 GND포트는 각각 입력단자(210)의 양극(B+,GND)포트에, AD포트는 상기 ID포트에, IO(1)포트는 스위칭부(241)에 각각 접속되어 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 스위칭 동작신호는 상기 스위칭부(241) 즉, 트랜지스터(Q2)를 스위칭동작시키기 위한 신호로서, 상기 트랜지스터(Q2)가 동작 가능한 0.7V 내지 2.2V의 전압신호의 형태로 입력된다.

상기 스위칭부(241)는, 상기 마이콤(U2)의 스위칭 동작신호에 대응하여 스위칭동작하여 상기 입력단자(210)의 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)를 선택적으로 단락 또는 개방시키는 회로구성으로서, 베이스측은 마이콤(U2)의 IO(1)포트에, 이미터측은 입력단자(210)의 데이터 송신포트(D+)에, 컬렉터측은 상기 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D-)에 각각 접속되어 전기적으로 연결되는 트랜지스터(Q2)로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 젠더에 충전기(30)가 연결되어, 상기 입력단자(210)의 ID포트에 ID포트 전압신호가 인가되며, 인가된 ID포트 전압신호는 상기 마이콤(U2)의 AD포트로 전달되어 마이콤(U2)이 스위칭 동작신호를 출력하게 된다.

출력된 스위칭 동작신호는 0.7V 내지 2.2V의 크기로 상기 스위칭부(241)의 베이스측에 인가되며, 이에 스위칭부(41)가 구동(on)되어 스위칭동작을 수행하게 되며, 상기 스위칭 동작에 의해 상기 데이터 송신포트(D-)와 데이터 송신포트(D+)는 서로 단락된다.

반면에, 상기 입력단자(210)에 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 접속되어 상기 ID포트로부터 입력되는 신호가 없게 되면, 상기 트랜지스터(Q2)는 구동되지 않은 상태(off)를 유지하게 되며, 상기 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)는 분리된 상태로 각각 신호연결된 데이터라인a(249a)와 데이터라인b(249b)에 의해 상기 출력단자(220)의 데이터 수신포트(D+)와 데이터 수신포트(D-)와 신호연결된다.

도 5에 도시된 저항(R1)은 상기 충전기(30)의 내부에 회로구성된 마이콤에 의해 감지되어, 상기 충전기(30)와 젠더(100)가 서로 전기적으로 연결되어 접속되었음을 인식하도록 구비된 저항으로서, 마이콤(U2)의 AD포트와 입력단자(210)의 GND에 전기적으로 연결되는 형태로 회로구성될 수 있다.

여기서, 상기 충전기(30)는 상기 마이콤을 통해 상기 충전기(30)와 젠더(100)가 상호 접속된 것으로 인식하게 되면 상기 입력단자(210)에 접속되는 충전단자(31)를 통해 충전전압을 인가하게 된다.

또한, 입력단자(210)의 양극(B+, GND)에 연결되는 충전지(BATT)는 상기 회로부의 각 구성이 구동 가능하도록 전원을 제공함과 동시에, 상기 충전기(30)로부터 입력되는 약 3.7V의 입력전압에 의해 충전된 후, 상기 승압부(245)에 4.2V의 전압을 입력한다.

상기 승압부(245)는, 상기 충전지(BATT) 양단을 통해 전달되는 4.2V 전압을 인가받아 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압하는 회로구성으로서, 상기 충전지(BATT)에 충전된 전압은 입력단자(210)로 입력되는 전압과 합쳐져서 승압부(245)의 스텝업IC(U1)과 인덕터(L1)로 공급되는데, 이때 상기 스텝업IC(U1)는 부스트컨버터로서 인덕터(L1)의 양단에서 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 전압(5V)까지 승압하게 된다.

즉, 상기 승압부(245)로부터 출력되는 전압이 상기 다이오드(D1) 및 저항(R3, R4)를 거쳐 피드백됨으로써 그 피드백된 전압의 크기만큼 일정하게 승압하여 출력단자(120)를 통해 출력하는 것이다.

또한, 콘덴서(C1)는 상기 승압부(245)로 입력되는 전압의 잡음을 제거하기 위한 것이고, 콘덴서(C5)는 승압된 전압의 잡음을 제거하기 위한 것이며, 콘덴서(C2,C3,C4) 및 저항(R2)는 상기 스텝업IC(U1)을 보호하기 위한 회로구성으로서, 상기 콘덴서(C2)는 스텝업IC(U1)의 Soft-start(부드러운 시작)용이며, 콘덴서(C3,C4) 및 저항(R2)는 스텝업IC(U1)의 전압피드백루프를 보상할 수 있는 보호회로 구성이다.

상기 출력제한부(247)는, 상기 승압부(245)를 통해 출력되는 전압을 일정 크기로 유지시켜 출력되도록 제한하는 회로구성으로서, 상기 승압부(245)의 양단에 전기적으로 연결되는 트랜지스터(Q1)와 저항(R5)를 포함하여 구비될 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 휴대단말기용 젠더의 구성에 의해 충전기(30)로부터 출력되는 4.2V 전원을 휴대단말기(10)의 배터리에서 요구되는 5V의 입력전압의 크기로 승압할 수 있음은 물론, 상기 충전기(30)의 데이터 송신포트들(D+, D-)을 선택적으로 단락시킴으로써 충전전류를 제어가 가능하므로 상기 휴대단말기(10)의 충전효율을 보다 증대시켜 상기 휴대단말기(10)의 충전시간을 단축하는 효과를 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10...휴대단말기 11...충전/데이터 입력단자
20...USB 데이터케이블 21...데이터단자
30...충전기 31...충전단자
100...젠더 110,210...입력단자
120,220...출력단자 141,241...스위칭부
145,245...승압부 147,247...출력제한부
149a,249a...데이터라인a 149b,249b...데이터라인b

Claims

휴대단말기(10)와 충전기(30) 또는 상기 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)의 사이에 장착되어 각각을 전기적으로 상호 접속시키는 휴대단말기용 젠더에 있어서,
상기 젠더의 본체(130)의 일측에 배치되며, 상기 충전기(30)의 충전단자(31) 또는 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 삽입되어 접속되는 입력단자(110);
상기 본체(130)의 타측에 배치되며, 상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에 삽입되어 접속되는 출력단자(120); 및
상기 본체(130)의 내부에 배치되되, 상기 입력단자(110)로부터 입력되는 ID포트 전압신호를 입력받아 스위칭 동작하여 상기 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)를 선택적으로 단락시키는 스위칭부(141) 및, 상기 입력단자(110)로부터 입력전압을 인가받아 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압하는 승압부(145)를 포함하여 회로구성되는 회로부;를 포함하는 휴대단말기용 젠더.
제 1항에 있어서,
상기 스위칭부(141)는,
상기 입력단자(110)의 ID포트와 데이터 송신포트(D-) 및 데이터 송신포트(D+)에 전기적으로 연결되는 트랜지스터(Q2)와, 상기 트랜지스터(Q2)의 이미터측과 컬렉터측에 병렬 연결된 저항(R6)을 포함하여 회로구성되며,
상기 트랜지스터(Q2)는, 상기 ID포트로부터 ID포트 전압신호가 베이스측에 인가되면 스위칭 동작하여 상기 데이터 송신포트(D-)와 데이터 송신포트(D+)를 서로 단락시키는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 젠더.
휴대단말기(10)와 충전기(30) 또는 상기 휴대단말기(10)와 USB 데이터케이블(20)의 사이에 장착되어 각각을 전기적으로 상호 접속시키는 휴대단말기용 젠더에 있어서,
상기 젠더의 본체(130)의 일측에 배치되며, 상기 충전기(30)의 충전단자(31) 또는 상기 USB 데이터케이블(20)의 데이터단자(21)가 삽입되어 접속되는 입력단자(110);
상기 본체(130)의 타측에 배치되며, 상기 휴대단말기(10)의 충전/데이터 입력단자(11)에 삽입되어 접속되는 출력단자(120); 및
상기 입력단자(110)의 ID포트로부터 인가되는 ID포트 전압신호를 수신하며, 스위칭 동작신호를 출력하는 마이콤(U2)과, 상기 마이콤(U2)의 스위칭 동작신호를 인가받아 스위칭 동작하여 상기 입력단자(110)의 데이터 송신포트(D+)와 데이터 송신포트(D-)를 선택적으로 단락시키는 스위칭부(241)와, 상기 입력단자(110)로부터 입력단자(110)로부터 입력전압을 인가받아 상기 휴대단말기(10)의 배터리를 충전하기 위한 요구전압의 크기로 승압하는 승압부(145)를 포함하여 회로구성되는 회로부;를 포함하는 휴대단말기용 젠더.
제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회로부는,
상기 승압부(145,245)를 통해 출력되는 전압을 일정 크기로 유지시켜 출력되도록 제한하는 출력제한부(147,247)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 젠더.