KR20190121665A - 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 보호 회로 - Google Patents

동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 보호 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 태양에 따르면, 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 보호 회로로서, 젠더의 출력 커넥터에 포함되는 VBUS 핀, CC1 핀, CC2 핀, D+ 핀 및 D- 핀 중 적어도 하나의 핀에 대응하여 연결되는 적어도 하나의 제1 비교기와 적어도 하나의 제1 스위치, 상기 젠더의 입력 커넥터의 전원 공급 핀과 상기 젠더의 출력 커넥터의 VBUS 핀 사이에 연결되는 제2 스위치, 및 보호 IC를 포함하고, 상기 보호 IC는, 상기 적어도 하나의 핀의 전압값과 소정의 고전압 기준값을 비교하여 출력되는 상기 적어도 하나의 제1 비교기의 출력 전압값을 참조하여 상기 적어도 하나의 핀에서의 이상 전압의 발생 여부를 결정하고, 상기 적어도 하나의 핀과 그라운드 사이의 저항값을 참조하여 상기 적어도 하나의 핀에서의 이상 저항의 발생 여부를 결정하고, 상기 적어도 하나의 제1 스위치 중 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀에 대응하는 스위치를 제어하여 상기 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀과 그라운드가 연결되도록 하거나, 상기 제2 스위치를 제어하여 상기 출력 커넥터의 VBUS에 공급되는 전원이 차단되도록 하는 보호 회로가 제공된다.

Description

동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 보호 회로{PROTECTION CIRCUIT FOR A GENDER THAT SUPPORTS CHARGING BETWEEN CONNECTORS WITH HOMOGENEOUS OR HETEROGENEOUS INTERFACES}
본 발명은 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 보호 회로에 관한 것이다.
차세대 연결 규격인 USB 타입 C 형태의 인터페이스(interface)가 등장하면서, 기존의 스마트폰 충전기 등에서 보편적으로 사용되던 마이크로 5핀, 라이트닝 8핀 등 형태의 인터페이스를 USB 타입 C 형태의 인터페이스로 변환하여 사용할 수 있는 다양한 젠더(gender)들이 개발되고 있다.
도 1은 마이크로 5핀 또는 라이트닝 8핀 형태의 인터페이스를 USB 타입 C 형태의 인터페이스로 변환하는 종래의 젠더(100)를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 살펴보면, 젠더(100)는 입력 커넥터(110)와 출력 커넥터(120)를 구비할 수 있고, 입력 커넥터(110)에 대응되는 인터페이스의 핀(pin)과 출력 커넥터(120)에 대응되는 인터페이스의 핀(pin)을 서로 매칭하여 연결한다. 예를 들어, 마이크로 5핀 형태의 인터페이스를 지원하는 충전 기기를 젠더(100)의 입력 커넥터(110)에 결합하고, 젠더(100)의 출력 커넥터(120)를 USB 타입 C 형태의 인터페이스를 지원하는 외부 기기에 결합함으로써, 해당 외부 기기를 충전하게 되는데, 이 경우, 젠더(100)는 마이크로 5핀 형태의 인터페이스의 VBUS 핀, D+ 핀, D- 핀, ID 핀, GND(그라운드) 핀을, USB 타입 C 형태의 인터페이스의 VBUS 핀, D+ 핀, D- 핀, CC1 핀, GND(그라운드) 핀 등의 24핀 중 적어도 일부와 연결되도록 함으로써, 서로 다른 인터페이스를 가지는 커넥터 간 변환이 가능하게 된다.
하지만, 위와 같은 종래 기술을 비롯하여 지금까지 소개된 기술에 의하면, 젠더(100)가 서로 다른 인터페이스들 간에 대응되는 핀을 서로 연결시켜주는 것에 그칠 뿐이고, 충전 시 발생될 수 있는 고전압, 과전류, 고온 등을 보호할 수 있는 회로를 별도로 구비하고 있지는 못하였다. 특히, 최근 고속 충전이 상용화되면서, 젠더 차원에서도 소손, 화재 등을 방지하기 위하여 젠더 내 보호 회로 도입이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 내부에 신규한 보호 회로를 제공함으로써, 충전 시 발생할 수 있는 과전압, 과전류, 과열 등의 문제를 해결하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 보호 회로로서, 젠더의 출력 커넥터에 포함되는 VBUS 핀, CC1 핀, CC2 핀, D+ 핀 및 D- 핀 중 적어도 하나의 핀에 대응하여 연결되는 적어도 하나의 제1 비교기와 적어도 하나의 제1 스위치, 상기 젠더의 입력 커넥터의 전원 공급 핀과 상기 젠더의 출력 커넥터의 VBUS 핀 사이에 연결되는 제2 스위치, 및 보호 IC를 포함하고, 상기 보호 IC는, 상기 적어도 하나의 핀의 전압값과 소정의 고전압 기준값을 비교하여 출력되는 상기 적어도 하나의 제1 비교기의 출력 전압값을 참조하여 상기 적어도 하나의 핀에서의 이상 전압의 발생 여부를 결정하고, 상기 적어도 하나의 핀과 그라운드 사이의 저항값을 참조하여 상기 적어도 하나의 핀에서의 이상 저항의 발생 여부를 결정하고, 상기 적어도 하나의 제1 스위치 중 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀에 대응하는 스위치를 제어하여 상기 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀과 그라운드가 연결되도록 하거나, 상기 제2 스위치를 제어하여 상기 출력 커넥터의 VBUS에 공급되는 전원이 차단되도록 하는 보호 회로가 제공된다.
본 발명에 의하면, 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 내부에 신규한 보호 회로를 제공함으로써, 충전 시 발생할 수 있는 과전압, 과전류, 과열 등의 문제를 해결할 수 있게 된다.
도 1은 마이크로 5핀 또는 라이트닝 8핀 형태의 인터페이스를 USB 타입 C 형태의 인터페이스로 변환하는 종래의 젠더를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 젠더 내부에 적용될 수 있는 보호 회로를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 보호 회로(300)에 포함될 수 있는 보호 IC의 내부 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 젠더에 대하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 회로가 실제로 적용된 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
보호 회로의 구성
아래에서는, 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더(100)에 적용될 수 있는 본 발명에 따른 보호 회로(200)의 구성과 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 인터페이스에는, 마이크로 A, 마이크로 B, 라이트닝, USB 타입 A, USB 타입 B, USB 타입 C 등이 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더(100) 내부에 적용될 수 있는 보호 회로(200)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 회로(200)는, 젠더(100)의 출력 커넥터(120)에 포함되는 VBUS 핀(121), CC1 핀(122), CC2 핀(123), D+ 핀(124) 및 D- 핀(125) 중 적어도 하나의 핀에 대응하여 연결되는 적어도 하나의 제1 비교기(210)와 적어도 하나의 제1 스위치(220), 젠더(100)의 입력 커넥터(110)의 전원 공급 핀과 젠더(100)의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121) 사이에 연결되는 제2 스위치(230) 및 후술할 보호 IC(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 위의 입력 커넥터(100)가 USB 타입 C 형태의 인터페이스인 경우에, 위의 전원 공급 핀은 VBUS 핀일 수 있다.
이와 같은 보호 회로(200)는, 위의 적어도 하나의 제1 비교기(210)에 의하여, 위의 적어도 하나의 핀(즉, VBUS 핀(121), CC1 핀(122), CC2 핀(123), D+ 핀(124) 및 D- 핀(125) 중 적어도 하나의 핀)의 전압값과 소정의 고전압 기준값(OVP Ref; Over Voltage Protection Reference)이 비교되어 위의 적어도 하나의 핀의 전압값이 위의 소정의 고전압 기준값보다 큰 경우에 제1 출력값이 출력될 수 있고, 위의 적어도 하나의 핀의 전압값이 위의 소정의 고전압 기준값 보다 작은 경우에 제2 출력값이 출력될 수 있다. 또한, 이와 같은 보호 회로(200)는 후술할 보호 IC(300)에 의하여 위의 적어도 하나의 제1 비교기(210)로부터의 출력 전압을 참조하여 이상 전압의 발생 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 위의 적어도 하나의 제1 비교기(210)로부터 위의 제1 출력값이 출력되는 경우에, 위의 제1 출력값이 출력되는 제1 비교기(210)에 대응하는 핀에서 이상 전압이 발생한 것으로 결정될 수 있다.
또한, 이와 같은 보호 회로(200)는, 보호 IC(300)에 의하여, 위의 적어도 하나의 핀(즉, VBUS 핀(121), CC1 핀(122), CC2 핀(123), D+ 핀(124) 및 D- 핀(125) 중 적어도 하나의 핀)과 그라운드 사이의 저항값이 감지될 수 있고, 그 감지되는 저항값을 참조하여 이상 저항의 발생 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 위의 감지되는 위의 저항값(즉, 위의 적어도 하나의 핀과 그라운드단 사이의 저항값) 중 소정의 저항 기준값보다 큰 저항값이 감지되는 핀이 이상 저항이 발생한 핀으로 결정될 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 어떤 핀에 이물질 등이 부착되는 경우에, 해당 핀의 저항값이 상승될 수 있고, 이로 인한 온도 상승으로 화재가 발생될 수 있는데, 보호 회로를 통해 이상 저항의 발생 여부를 모니터링함으로써, 이를 사전에 감지할 수 있게 된다.
또한, 이와 같은 보호 회로(200)는, 보호 IC(300)에 의하여, 적어도 하나의 제1 스위치(220) 중 이상(abnormal)이 발생한 것으로 결정되는 핀에 대응하는 스위치가 제어되도록 하여 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀을 그라운드와 연결되도록 하거나, 제2 스위치(220)가 제어되도록 하여 위의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)에 공급되는 전원이 차단되도록 할 수 있다.
또한, 도 3의 경우, 제1 스위치(220)는 제1 모스펫(MOSFET)을 포함할 수 있는데, 위의 적어도 하나의 핀(즉, VBUS 핀(121), CC1 핀(122), CC2 핀(123), D+ 핀(124) 및 D- 핀(125) 중 적어도 하나의 핀)은 제1 모스펫의 드레인(drain)과 연결되고, 제1 모스펫의 소스(source)는 그라운드와 연결될 수 있다. 이 경우에, 보호 회로(200)는, 보호 IC(300)에 의하여, 제1 모스펫의 게이트가 제어되도록 함으로써, 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀이 그라운드와 연결되도록 할 수 있다.
또한, 제2 스위치(230)가 제2 모스펫(MOSFET)을 포함할 수 있는데, 제2 모스펫의 소스(source)는 위의 출력 커넥터(120)의 V-BUS 핀(121)과 연결되고, 제2 모스펫의 드레인(drain)은 입력 커넥터(110)의 V-BUS 핀(111)과 연결될 수 있다. 이 경우에, 보호 회로(200)는 보호 IC(300)에 의하여 제2 모스펫의 게이트가 제어되도록 함으로써, 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)에 공급되는 전원이 차단되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 회로(200)는, 위의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121) 및 위의 입력 커넥터(110)의 전원 공급 핀 사이에 연결되는 저항(230), 그 저항(230)과 연결되는 제2 비교기(240), 그 저항(230) 및 그 제2 비교기(240)에 연결되는 양극성 접합 트랜지스터(BJT; Bipolar Junction Transistor)(250)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 회로(200)는, 위의 제2 비교기(240)의 출력단이 위의 양극성 접합 트랜지스터(250)의 베이스(251)에 연결되고, 위의 양극성 접합 트랜지스터(250)의 에미터(253)가 보호 IC(300)와 연결될 수 있다.
이와 같은, 보호 회로(200)는 위의 저항(230)의 양단 사이의 전압 차에 기초하여 출력되는 위의 제2 비교기(240)의 출력값에 따라 위의 양극성 접합 트랜지스터(250)의 에미터(253)에 인가되는 전압이 변화될 수 있고, 보호 IC(300)에 의하여 위의 양극성 접합 트랜지스터(250)의 에미터(253)에 인가되는 전압값을 참조하여 이상 전류의 발생 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 위의 양극성 접합 트랜지스터(250)의 에미터(253)의 전압값이 소정의 기준 전압값보다 큰 경우에, 이상 전류(구체적으로는, 과전류)로 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 회로(200)는 위의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)과 연결되는 서미스터(thermistor, 260), 서미스터(260)와 연결되는 저항(270) 및 서미스터(260)와 저항(270)과 연결되는 제3 비교기(280)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 서미스터에는, 정특성 서미스터(PTC thermistor:Positive Temperature Coefficient thermistor), 부특성 서미스터(NTC thermistor:Negative Temperature Coefficient thermistor) 등이 포함될 수 있다.
이와 같은 보호 회로(200)는, 위의 제3 비교기(280)에 의하여, 위의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)의 전압값이 위의 서미스터(260) 및 위의 저항(270)에 의해 분배되어 인가되는 전압값과 소정의 전압 기준값이 비교되어 위의 분배되어 인가되는 전압값이 위의 소정의 전압 기준값보다 큰 경우에 제3 출력값이 출력되도록 할 수 있고, 위의 분배되어 인가되는 전압값이 위의 소정의 전압 기준값보다 작은 경우에 제4 출력 값이 출력될 수 있다. 또한, 이와 같은 보호 회로(200)는, 보호 IC(300)에 의하여, 위의 제3 비교기(280)로부터의 출력 전압을 참조하여 이상 온도의 발생 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 위의 제3 비교기(280)로부터 위의 제3 출력값이 출력되는 경우에, 이상 온도가 발생된 것으로 결정될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 명세서 내에서 제1 내지 제3 비교기(210, 240, 280)의 출력값과 소정의 고전압 기준값, 소정의 저항 기준값 및 소정의 전압 기준값은, 보호 IC(300) 또는 젠더(100)의 출력 커넥터(120)에 연결될 외부 디바이스(미도시됨)의 허용 가능 최대 전압, 전류 및 저항을 고려하여 적절한 것으로 설정될 수 있다.
이제 보호 IC(300)의 구성과 각 구성요소의 기능에 대하여 좀 더 자세하게 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 보호 회로(300)에 포함될 수 있는 보호 IC(300)의 내부 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 IC(300)는 전압 감지부(310), 임피던스 감지부(320), 전류 감지부(330), 온도 감지부(340), 이상 대처부(350), 통신부(360) 및 제어부(370)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압 감지부(310), 임피던스 감지부(320), 전류 감지부(330), 온도 감지부(340), 이상 대처부(350), 통신부(360) 및 제어부(370)는 그 중 적어도 일부가 외부의 시스템과 통신하는 프로그램 모듈일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 또는 기타 프로그램 모듈의 형태로 보호 IC(300)에 포함될 수 있고, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈은 보호 IC(300)와 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 감지부(310)는 위의 적어도 하나의 제1 비교기(210)로부터의 출력값을 참조하여 이상 전압의 발생 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 감지부(310)는 위의 적어도 하나의 제1 비교기(210)의 출력값 중 적어도 하나가 전술한 제1 출력값인 경우에, 위의 적어도 하나의 제1 비교기(210) 중 위의 제1 출력값이 발생된 제1 비교기에 대응하는 핀을 이상 전압이 발생된 핀으로 결정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 감지부(320)는 VBUS 핀(121), CC1 핀(122), CC2 핀(123), D+ 핀(124) 및 D- 핀(125) 중 적어도 하나의 핀과 그라운드 사이의 저항값을 참조하여 이상 저항의 발생 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른, 임피던스 감지부(320)는 VBUS 핀(121), CC1 핀(122), CC2 핀(123), D+ 핀(124) 및 D- 핀(125) 중 적어도 하나의 핀과 그라운드 사이의 저항값 중 소정의 저항 기준값보다 큰 저항값이 감지되는 핀을 이상 저항이 발생된 핀으로 결정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 감지부(330)는 위의 양극성 접합 트랜지스터(250)의 에미터(253)에 인가되는 전압값을 참조하여 이상 전류의 발생 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 감지부(330)는 위의 양극성 접합 트랜지스터(250)의 에미터(253)에 인가되는 전압값이 소정의 전압 기준값 이상인 경우에, 이상 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지부(340)는 위의 제3 비교기(280)의 출력값을 참조하여 이상 온도의 발생 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지부(340)는 위의 제3 비교기(280)의 출력값이 전술한 제3 출력값이 획득되는 경우에, 이상 온도가 발생된 것으로 결정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 대처부(350)는 앞서 살펴본 전압 감지부(310), 임피던스 감지부(320), 전류 감지부(330) 및 온도 감지부(340) 중 적어도 하나에 의하여 이상이 발생한 것으로 결정되는 경우에, 적어도 하나의 제1 스위치(220) 중 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀에 대응하는 스위치를 제어하여 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀이 그라운드와 연결되도록 하거나, 제2 스위치(220)를 제어하여 위의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)에 공급되는 전원이 차단되도록 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(360)는 전압 감지부(310), 임피던스 감지부(320), 전류 감지부(330), 온도 감지부(340) 및 이상 대처부(350)로부터의/로의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(370)는 전압 감지부(310), 임피던스 감지부(320), 전류 감지부(330), 온도 감지부(340), 이상 대처부(350) 및 통신부(360) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(370)는 보호 IC(300)의 외부로부터의/로의 데이터 흐름 또는 보호 IC(300)의 각 구성요소 간의 데이터 흐름을 제어함으로써, 전압 감지부(310), 임피던스 감지부(320), 전류 감지부(330), 온도 감지부(340), 이상 대처부(350) 및 통신부(360)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
아래에서는, 도 4를 더 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 회로의 동작에 관하여 더 살펴보기로 한다. 도 4는 종래의 젠더(100)에 대하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 회로(200)가 실제로 적용된 것을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 4에서, 위의 실시예에서 언급된 구성요소들이 모두 동일한 도면 부호로 표시되어 있으므로, 이들의 배치에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 젠더(100)의 입력 커넥터(110) 및 출력 커넥터(120)가 USB 타입 C 형태의 인터페이스로 동일한 경우를 상정해볼 수 있다. 즉, 젠더(100)의 입력 커넥터(110)에 연결되는 충전 장치(미도시됨) 또는 젠더(100)의 출력 커넥터(100)에 연결되는 외부 장치(미도시됨)에 별도의 보호 회로가 존재하지 않는 경우에, 커넥터(110) 및 출력 커넥터(120)가 동일한 인터페이스임에도 본 발명에 따른 보호 회로(200)를 포함하는 젠더(100)가 사용될 수 있다.
먼저, 젠더(100)의 출력 커넥터(120)에 포함되는 다양한 핀 중 CC1 핀(122)에 이상 전압(예를 들어, 고전압)이 발생되는 경우를 상정해볼 수 있다. 젠더(100)의 출력 커넥터(120)에 포함되는 CC1 핀(122)에 대응하여 연결되는 제1 비교기(210의 (b))에 의하여 CC1 핀(122)의 전압값과 소정의 고전압 기준 값을 비교하여 출력되는 출력값이 +5[V] 및 -5[V] 중 +5[V]이면, CC1 핀(122)에서 이상 전압이 발생한 것으로 결정될 수 있다. 이 경우에, CC1 핀(122)에 대응하여 연결되는 제1 스위치(220의 (b))가 제어되도록 하여 CC1 핀(122)과 그라운드가 연결되거나, 제2 스위치(230)가 제어되도록 하여 출력 커넥터(120)에 포함되는 VBUS 핀(121)에 공급되는 전원이 차단될 수 있다.
다음으로, 젠더(100)의 출력 커넥터(120)에 포함되는 다양한 핀 중 CC1 핀(122)에 이상 저항(예를 들어, 이물질에 의한 고저항)이 발생되는 경우를 상정해볼 수 있다. 젠더(100)의 출력 커넥터(120)에 포함되는 CC1 핀(122)과 그라운드 사이의 저항값을 참조하여 소정의 저항 기준값 이상인 경우에, CC1 핀(122)에서 이상 저항이 발생한 것으로 결정될 수 있다. 이 경우에, CC1 핀(122)에 대응하여 연결되는 제1 스위치(220의 (b))가 제어되도록 하여 CC1 핀(122)과 그라운드가 연결되거나, 제2 스위치(230)가 제어되도록 하여 출력 커넥터(120)에 포함되는 VBUS 핀(121)에 공급되는 전원이 차단될 수 있다.
다음으로, 이상 전류(예를 들어, 과전류)가 발생되는 경우를 상정해볼 수 있다. 젠더(100)의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)과 젠더(100)의 입력 커넥터(110)의 V-BUS 핀(111) 사이에 연결되는 저항(240)의 양단 사이의 전압 차에 따라 제2 비교기(250)의 출력값이 변화될 수 있고, 그 출력값이 변화됨에 따라 양극성 접합 트랜지스터(260)의 에미터에 인가되는 전압값이 변화될 수 있으며, 그 에미터에 인가되는 전압값이 소정의 전압 기준값보다 큰 경우에, 이상 전류가 발생한 것으로 결정될 수 있다. 이 경우에, 제2 스위치(230)가 제어되도록 하여 출력 커넥터(120)에 포함되는 VBUS 핀(121)에 공급되는 전원이 차단될 수 있다.
마지막으로, 이상 온도(예를 들어, 고온)가 발생되는 경우를 상정해볼 수 있다. 젠더(100)의 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)에 연결되는 서미스터(270)와 그 서미스터(270)에 연결되는 저항(280)에 의하여 출력 커넥터(120)의 VBUS 핀(121)의 전압값이 분배될 수 있고, 그 분배된 전압값과 소정의 기준 전압값을 각각 비교하여 출력되는 제3 비교기(290)의 출력값이 +5[V] 및 -5[V] 중 +5[V]이면, 이상 온도가 발생한 것으로 결정될 수 있다. 이 경우에, 제2 스위치(230)가 제어되도록 하여 VBUS 핀(121)에 공급되는 전원이 차단될 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 젠더
110: 입력 커넥터
120: 출력 커넥터
200: 보호 회로
210: 제1 비교기
220: 제1 스위치
230: 제2 스위치
240: 저항
250: 제2 비교기
260: 양극성 접합 트랜지스터
270: 서미스터
280: 저항
290: 제3 비교기
300: 보호 IC
310: 전압 감지부
320: 임피던스 감지부
330: 전류 감지부
340: 온도 감지부
350: 이상 대처부
360: 통신부
370: 제어부

Claims (5)

  1. 동종 또는 이종의 인터페이스를 가지는 커넥터 간 충전을 지원하는 젠더의 보호 회로로서,
    젠더의 출력 커넥터에 포함되는 VBUS 핀, CC1 핀, CC2 핀, D+ 핀 및 D- 핀 중 적어도 하나의 핀에 대응하여 연결되는 적어도 하나의 제1 비교기와 적어도 하나의 제1 스위치,
    상기 젠더의 입력 커넥터의 전원 공급 핀과 상기 젠더의 출력 커넥터의 VBUS 핀 사이에 연결되는 제2 스위치, 및
    보호 IC를 포함하고,
    상기 보호 IC는,
    상기 적어도 하나의 핀의 전압값과 소정의 고전압 기준값을 비교하여 출력되는 상기 적어도 하나의 제1 비교기의 출력 전압값을 참조하여 상기 적어도 하나의 핀에서의 이상 전압의 발생 여부를 결정하고,
    상기 적어도 하나의 핀과 그라운드 사이의 저항값을 참조하여 상기 적어도 하나의 핀에서의 이상 저항의 발생 여부를 결정하고,
    상기 적어도 하나의 제1 스위치 중 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀에 대응하는 스위치를 제어하여 상기 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀과 그라운드가 연결되도록 하거나, 상기 제2 스위치를 제어하여 상기 출력 커넥터의 VBUS에 공급되는 전원이 차단되도록 하는
    보호 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력 커넥터의 VBUS 핀과 상기 입력 커넥터의 전원 공급 핀 사이에 연결되는 저항, 상기 저항과 연결되는 제2 비교기 및 상기 저항과 상기 제2 비교기에 연결되는 양극성 접합 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 저항의 양단 사이의 전압 차에 기초하여 출력값이 결정되는 상기 제2 비교기의 출력단이 상기 양극성 접합 트랜지스터의 베이스(base)에 연결되고,
    상기 보호 IC가, 상기 양극성 접합 트랜지스터의 에미터(emitter)에 인가되는 전압값을 참조하여 이상 전류의 발생 여부를 결정하는
    보호 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출력 커넥터의 VBUS 핀과 연결되는 서미스터(thermistor), 상기 서미스터와 연결되는 저항, 및 상기 저항과 상기 서미스터에 연결되는 제3 비교기를 더 포함하고,
    상기 보호 IC는, 상기 출력 커넥터의 VBUS 핀의 전압값이 상기 서미스터 및 상기 저항에 의하여 분배되어 인가되는 전압값과 소정의 기준 전압값을 각각 비교하여 출력되는 상기 제3 비교기의 출력값을 참조하여 이상 온도의 발생 여부를 결정하는
    보호 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 모스펫(MOSFET)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 핀은 상기 모스펫의 드레인(drain)과 각각 연결되고, 상기 그라운드가 상기 모스펫의 소스(source)와 각각 연결되며,
    상기 보호 IC가, 상기 모스펫의 게이트를 제어함으로써, 상기 이상이 발생한 것으로 결정되는 핀과 그라운드가 연결되도록 하는
    보호 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스위치는 모스펫을 포함하고,
    상기 모스펫의 소스(source)는 상기 출력 커넥터의 V-BUS 핀과 연결되고, 상기 모스펫의 드레인(drain)은 상기 입력 커넥터의 전원 공급 핀과 연결되며,
    상기 모스펫의 게이트를 제어함으로써, 상기 출력 커넥터의 VBUS에 공급되는 전원이 차단되도록 하는
    보호 회로.
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