KR20160001084U - microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치에 관한 것이다. 본 고안은 커넥터 몸체에 온도감지센서를 장착하여 열을 전달받도록 하고, 온도감지센서의 양단을 외부전원입력핀과 PCB에 각각 연결하여 외부전원의 정상공급에 의해 충전이 가능하도록 하고, 케이블 과열시 온도감지센서에 의해 외부전원을 차단하여 충전이 중지되도록 한 것이다.

Description

microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치{Abnormal over-heating preventing device of microUSB connector plug}

본 고안은 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치에 관한 것으로써, 특히 이상 과열이 감지되면 즉시 외부전원을 차단하여 충전이 중지되도록 한 것이다.

본 고안은 더욱 상세하게, 스마트폰 또는 휴대폰 충전에 사용되는 microUSB 커넥터(플러그)에 적용 가능한 것으로, 여기서 microUSB 커넥터는 예를 들어, 케이블의 심선을 탈피하지 않고 압접한 구조, PCB를 사용한 구조 등이 있을 수 있으며, 본 고안은 이러한 조건에 한정하지 않고 모든 구조의 커넥터에 적용 가능하다.

요즘 각종 기능을 탑재한 스마트폰의 등장에 따라 배터리 용량도 커져서 충전 중 발생하는 고온의 열이 문제되고 있는바, 고용량 배터리의 충전시 발생하는 폭발 또는 화재 등의 원인이 이상과열 현상으로 분석되고 있어 이에 대한 기술 개발이 시급한 실정이다.

충전시 발생되는 과전압은 제어회로로서 차단이 가능하나 과열로 인한 문제 해결방안은 개시되어 있지 않다.

과열 방지 기능을 구비한 충전장치로는 특허등록 제10-0419531호(2004. 02. 09.등록)가 있다.

이 등록기술은 고속 충전시 과열로 인한 회로 손상 또는 배터리 손상을 방지하기 위해, 온도 센서를 이용하여 일정 온도 이상이 되면 충전을 중단시키고, 충전이 완료되면 경보음을 발생시키는 과열 방지 기능을 구비한 배터리의 초급속 충전장치로써, 온도 센서의 온도감지신호를 제어부에서 판단하여 과열여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 회로 동작을 정지시키는 것으로 제어동작이 복잡하고 오동작의 우려가 상존할 뿐만 아니라, 충전시 발생되는 과전압으로 인한 과열방지기술일뿐 제품 자체의 이상 과열 방지기술은 아니었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 본 고안의 목적은 충전 중 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 발생시 이를 즉시 조치할 수 있도록 한, microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치를 제공하는데 있다.

기타 본 고안의 다른 목적들은 이하에서 상술하는 발명의 상세한 설명에 의해 구체적으로 드러날 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치는, 일측은 충전할 전자기기와의 전기적 연결을 위한 접촉핀이 구성되고, 타측은 접촉핀이 연장 구성된 부분과 연결되어, 외부전원공급부로부터 공급되는 전압을 접촉핀을 통해 전자기기에 공급하기 위한 외부전원입력핀을 포함하는 커넥터에 구성되며, 이를 위해 커넥터는 그 몸체에 소정깊이 및 소정길이를 갖는 홀이 형성되고, 이 홀에 온도감지부가 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 온도감지부는 일회성 또는 다회성 온도퓨즈로서, 바람직하게는 다회성인 것을 특징으로 한다.

본 고안의 온도감지부는 몸통이 외부전원입력핀의 플러스단자에 연결되어 PCB상에 땜되고, 리드부가 충전기로부터 발생되는 플러스전원선에 연결되어 PCB상에 땜되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치에 따르면, 충전 중 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열에 의해 커넥터 몸체의 온도가 소정온도에 도달함으로써 설정온도를 초과하게 되면, 이를 감지하여 외부전원을 즉시 차단함으로써 화재 및 인명피해 등의 안전사고와 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 고안의 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치의 사시도.
도 2는 본 고안의 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치의 온도퓨즈 장착상태를 나타낸 사시도.
도 3은 도 1의 저면도.
도 4는 도 1의 우측면도.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 있어서, 본 고안의 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치는 커넥터(10)에 구성된다.

커넥터(10)는 공지된 바와 같이 일측은 스마트폰, 휴대폰 등 충전할 전자기기와의 전기적 연결을 위한 접촉핀(13)이 구성되고, 타측은 상기 접촉핀(13)이 연장 구성된 부분과 연결되며, 외부전원공급부(도시 생략)로부터 공급되는 전압을 접촉핀(12)을 통해 전자기기에 공급하기 위해 플러스(+) 단자와 마이너스(-) 단자로 구성된 외부전원입력핀(12)으로 구성되어, 충전할 스마트폰 등의 전자기기가 상기 접촉핀(13)에 전기적으로 연결되고, 외부전원이 외부전원입력핀(12)에 각각 전기적으로 연결된 상태에서 충전이 수행된다.

상기 접촉핀(13)과 외부전원입력핀(12)은 절연된 커넥터 몸체에 수납 구성되어 있으므로, 충전 중 케이블 이상으로 발생되는 열이 커넥터 몸체를 통해 외부로 발열하게 되는바, 본 고안은 이러한 발열 온도가 설정온도를 초과하는 과열 온도인지를 감지하는 수단으로 온도감지부(20)를 구성한다.

한편 커넥터(10)는 핀홀더 등으로 구성된 것이나, 이는 본 고안의 주요한 특징에 해당하지 않는 것이고, 공지된 기술이므로 명칭을 커넥터로 통일하고 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 고안의 온도감지부(20)는 일회용, 더욱 바람직하게는 반복 구동형(다회성)으로, 예를 들어, 커넥터 몸체의 온도가 일정온도(설정온도)에 도달할 경우 동작되도록 설정되어 있어, 설정온도에 도달하는 경우 이를 감지하여 외부전원 공급을 차단하는 온도퓨즈로서 커넥터 몸체의 일측에 장착되며, 이를 위해 몸체는 소정부분에 소정깊이 및 소정길이를 갖는, 바람직하게는 온도감지부(20)가 수용되기 적합한 크기의 홀(H)이 커넥터 몸체(11)에 형성되어 이 홀(H)에 온도감지부(20)가 끼워지는 식으로 구성된다.

온도감지부(20)는 그 몸통쪽은 PCB(40)의 앞쪽에, 그 뒤쪽 리드부(L)는 PCB(40)의 뒤쪽에 각각 전기적으로 연결되는바, 몸통쪽은 외부전원입력핀(12) 중 플러스단자에 전기적으로 연결되고, 리드부(L)쪽은 충전기로부터 발생되는 플러스전원선이 전기적으로 연결되어, 외부전원공급부, 온도감지부(20), 커넥터(10), 스마트폰 등의 전자기기 간에 형성되는 폐회로에 전기가 흐름으로써 충전이 수행된다.

상기 온도감지부(20)의 몸통과 리드부가 각각 외부전원입력핀과 플러스전원선에 각각 전기적으로 연결되는 부분은 각각 PCB(40)상에서 땜 (W1)(W2)된다.

본 고안의 온도감지부(20)는 회로에 과전압이 흐를 때 동작하는 것이 아니라, 커넥터 몸체의 발열온도에 따라 동작하는 것인바, 몸체의 홀(12)에 온도감지부(20)가 끼워지는 식으로 구성됨으로써 커넥터 몸체와 온도감지부(20)가 밀착되어 열전달이 용이하게 이루어지게 된다. 이에 더하여 그리스 등의 열전달물질을 상기 커넥터 몸체와 온도감지부가 상호 접촉되는 부분에 도포하면 열전달이 더욱 용이해질 수 있을 것이다.

또한 온도감지부(20)와 연결된 커넥터(10)의 몸체(11) 뿐만 아니라, 땜부까지 접지되는 부분과 절연 처리한다. 절연 처리는 예를 들어 전기가 통하지 않는 피복을 이용한다.

또한 온도감지부(20)는 전자파 차단 구성부분과 전기적인 쇼트가 발생하지 않도록 절연 처리한다. 전자파차단은 예를 들어, 커넥터 내부의 신호전달 핀에서 발생하여 상호간에 유출입되는 전자파를 차폐할 수 있도록 핀을 감싸는 구조와, 커넥터 최외곽에 차폐구조를 구성하는 등 여러 가지가 있을 수 있으며, 어느 하나의 구조에 한정하지는 않는다.

이러한 전자파 차폐구성은 예를 들어, Shield-can 또는 동박테이프이고, 절연처리는 예를 들어 전기가 통하지 않는 피복을 이용한다.

또한 온도감지센서(20)는 커넥터 몸체(11)의 발열온도가 예를 들어, 75℃에 도달하면 자동으로 전기를 차단하도록 설정된다. 여기서 커넥터 몸체가 75℃의 온도로 발열하려면 커넥터가 결합된 부분의 온도는 약 150℃ ~ 200℃이상이 되어야 한다. 따라서 인체가 접촉되면 화상을 입을 수 있을 뿐만 아니라, 화재의 위험도 도사리고 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

스마트폰 등 충전시 커넥터(10)는, 접촉핀(13)이 스마트폰 충전연결부에 전기적으로 연결되고, 외부전원입력핀은 외부전원공급부에 전기적으로 연결되며, 외부전원입력핀(12)의 플러스단자가 온도감지부(20)를 통해 외부전원공급부에 연결된다.

이와 같이 스마트폰, 커넥터(10), 온도감지부(20), 외부전원공급부가 전기적으로 연결됨으로써, 외부전원공급부로부터 공급되는 전원이 온도감지부(20), 외부전원입력핀(12), 접촉핀(13) 순으로 공급되어 스마트폰의 충전이 수행된다.

충전 중 케이블이 이상 과열되면 커넥터 몸체의 소정 발열온도가 이에 밀착 구성된 온도감지부(20)에 그대로 전달되고, 온도감지센서(20)의 설정온도에 도달하지 않는 한 충전은 정상적으로 수행된다.

그러나 커넥터 몸체의 발열온도가 설정온도에 도달하면 온도감지부(20)가 차단되어 외부전원입력핀(12)의 플러스단자로의 공급전압이 차단된다. 따라서 스마트폰 충전이 중지된다.

본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 커넥터 11 : 커넥터 몸체 홀
12 : 외부전원입력핀 13 : 접촉핀
20 : 온도감지부 40 : PCB
H : 몸체 홀 W1, W2 : 땜부

Claims (3)

1. 일측은 충전할 전자기기와의 전기적 연결을 위한 접촉핀(13)이 구성되고, 타측은 상기 접촉핀(13)이 연장 구성된 부분과 연결되어, 외부전원공급부로부터 공급되는 전압을 접촉핀(13)을 통해 전자기기에 공급하기 위한 외부전원입력핀(12)을 포함하는 커넥터(10)에 있어서,
   상기 커넥터(10)는 그 몸체(11)에 소정깊이 및 소정길이를 갖는 홀(H)이 형성되고, 이 홀(H)에 온도감지부(20)가 장착되는 것을 특징으로 하는 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 온도감지부(20)는 다회성 온도퓨즈인 것을 특징으로 하는 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 온도감지부(20)는 일측이 외부전원입력핀(12)의 플러스단자에 연결되고, 리드부가 충전기로부터 발생되는 플러스전원선에 연결되는 것을 특징으로 하는 microUSB 커넥터 플러그의 이상 과열 방지장치.
   

Images