WO2019240353A1 - 서지 방지 기능을 가진 커넥터 및 이를 포함하는 회로기판 - Google Patents

서지 방지 기능을 가진 커넥터 및 이를 포함하는 회로기판 Download PDF

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male connector
pins
pin
connector
male
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고동완
이기영
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a connector, and more particularly, to a connector capable of preventing an unexpected surge phenomenon when connecting a connector and a printed circuit board including the connector.
  • the connector is a connecting mechanism for constructing an electric circuit by connecting an electric appliance and a cord or a cord and a cord.
  • a connector is formed by pairing a female connector and a male connector which are mutually coupled in a receptacle manner, a female connector is provided with a plurality of female connector pins corresponding to a contact, and a male connector is in contact with the plurality of female connector pins. A plurality of male connector pins are installed.
  • the male connector is surface mounted on a circuit board (SMT), and the female connector is complementarily fastened to the male connector. Since different wires are connected to the connector pins, various signals may be transmitted to the circuit board according to the wires.
  • SMT circuit board
  • the connector pins may have different voltages. In this case, it is good to connect the circuit boards in the order of low-voltage connector pins starting from the ground pin, but the connector according to the prior art is configured so that all the connector pins are connected to the circuit board at the same time. The first connection is to the surge.
  • the battery module to the battery pack may include a plurality of secondary battery cells and a PCM or BMS that is responsible for voltage balancing of the secondary battery cells, and connects the plurality of secondary battery cells to the BMS circuit board.
  • Wire and female / female connectors can be used as a means to do so.
  • the PCM or BMS receives a voltage data for each secondary battery cell, and a secondary battery cell having an uneven voltage value based on the voltage value of the secondary battery cells is equal in voltage to other secondary battery cells. Controlling charging and discharging of the secondary battery cell.
  • the conventional male / female connector does not know which secondary battery cell voltage is first connected to the circuit board, and it is impossible to manage the connection order. For example, in FIG. 1, since the secondary battery cells are connected in series, the voltage at the first point is highest, and the connector pin corresponding to the third point is connected to the circuit board before the connector pin corresponding to the first point in the male / male connector connection process. When connected, surges are generated and there is no fear of damaging the BMS chip (ASIC) on the circuit board.
  • ASIC BMS chip
  • the present invention has been made in an effort to provide a male connector and a circuit board including the same, which may prevent a surge phenomenon when the connector is connected to the circuit board.
  • a male connector connected to and disconnected from a female connector comprising: a male connector housing; Male connector pins disposed in an inner space of the male connector housing; And one side connected to the male connector pin and the other side to a ground connection member connected to an inner wall of the male connector housing.
  • the ground connection member may be provided in plural, and one to one correspond to the male connector pins.
  • the male connector is detachably connected to a predetermined distance from the distal end of the male connector pins so that the female connector is separated from the male connector pins sequentially by the female connector according to the depth inserted into the housing of the male connector. Can be provided.
  • Each of the ground connection members may have a pin connection part provided to be attachable to the male connector pin in a semi-annular shape to surround at least a portion of the circumference of the male connector pin.
  • Each of the ground connection members may be formed of a material having elasticity such that the pin connection part is remounted around the male connector when the female connector is separated from the male connector housing.
  • the ground connection members may be connected to each other by a common ground line and may be integrally fixed to an inner wall of the male connector housing.
  • the female connector has female connector pins to which different voltages are applied, and the female connector pins are connected one-to-one to the male connector pins, and the male connector pins correspond to the male connector pins having a relatively high voltage.
  • a ground connection member may be connected away from the distal end of the male connector pin.
  • the male connector pins may have different lengths.
  • the male connector pins may have an insulating section electrically insulated from the leading end in a predetermined order.
  • a printed circuit board in which the above-described male connector is mounted on one side may be provided.
  • the surge phenomenon can be prevented when the connector is connected to the circuit board.
  • FIG. 1 is a schematic connection diagram of a BMS protection circuit.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a male connector installed on a circuit board according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the male connector of FIG.
  • FIG 4 and 5 are views for explaining the operation of the ground connection member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the male connector of FIG. 2.
  • FIG 7 illustrates male connector pins according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 8 illustrates male connector pins according to another embodiment of the present invention.
  • the circuit board may mean a BMS circuit board applied to a battery pack for a differential vehicle.
  • the BMS circuit board is a component of the battery pack for controlling the charge and discharge of the battery cells, cell balancing and the like.
  • the male connector 20 according to the present invention may be used to transmit voltage information of secondary battery cells to the BMS chip together with the female connector 10 provided in the form of a cable connector.
  • the scope of the present invention is not limited to this use. That is, the male connector 20 according to the present invention can be used to connect cables for transmitting various signals to electrical appliances such as laptops, tablet PCs, and smart phones.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a male connector 20 installed in a circuit board 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the male connector 20 of FIG. 2
  • FIGS. 4 and 5 are shown in FIG. Figures for explaining the action of the ground connection member 25 according to an embodiment of the invention
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the male connector 20 of FIG.
  • the male connector 20 includes a male connector housing 22, male connector pins 24, and a ground connection member 25.
  • the male connector 20 may be disposed at one edge region of the BMS circuit board 1 and may be connected to and disconnected from the female connector 10 in a plug-in manner.
  • the male connector pins 24 are connected to the conductive patterns of the circuit board 1, although not shown in detail for convenience of the drawings, and the conductive patterns are connected to the BMS chip ASIC.
  • the male connector housing 22 is a component that acts as a frame to surround the male connector pins 24 and protects it from the outside.
  • the male connector housing 22 is formed of an insulating material such as plastic and secured to the circuit board 1 by fastening means such as screws or hooks. Can be installed.
  • the male connector housing 22 may have an opening at one side thereof, and a complementary female connector 10 may be provided to be inserted inwardly through the opening.
  • the male connector pins 24 are provided in the inner space of the male connector housing 22 as a portion where the female connector pins 14 are electrically connected.
  • the male connector pins 24 may have one end connected to the conductive patterns of the circuit board 1 and the other end extending in a straight line toward the opening.
  • the male connector pins 24 may be provided in the form of rods or plugs, and the female connector pins 14 may be in the form of sockets or receptacles that may be plugged in with the male connector pins 24. It can be prepared as.
  • the number of these male / female connector pins 14 and 24 may be determined by the number of transmit / receive signals to be transmitted.
  • the male / female connectors 10 and 20 of this embodiment have five pins, respectively, as the male / female connectors 10 and 20 used to transmit voltage information of four battery cells to the BMS. Referring to FIG. 1, voltages at each node in which battery cells are connected in series are high in the order of 1, 2, 3, 4, and 5 points. The points are connected to the cables shown in FIG. 2, which are connected to the female connector pins 14, respectively. By connecting the five female connector pins 14 to the five male connector pins 24, voltage information of the battery cells can be transmitted to the BMS.
  • the male connector 20 according to an embodiment of the present invention further includes a ground connecting member 25, so that when the female connector pins 14 are integrally connected to the male connector pins 24, In this small order, voltage information is transmitted to the BMS to prevent unexpected surges.
  • ground connection members 25 will be described in detail.
  • the ground connection member 25 is formed of an elastic metal material and has a semi-ring-shaped pin connection portion 25a.
  • the pin connection portion 25a may be provided to surround at least a portion of the circumference of the male connector pin 24.
  • ground connection member 25 is fixed to one inner wall of the male connector housing 22 and extends diagonally in the direction of the distal end of the male connector pin 24 to form the other end of the male connector pin. (24) It may be provided to elastically contact the circumference.
  • the ground connection member 25 has one side connected to the male connector pin 24 and the other side connected to the inner wall of the male connector housing 22 to ground the male connector pin 24 to the male connector housing 22. It serves as a ground wire.
  • the female connector 10 must be inserted into the male connector housing 22 to a predetermined depth, as shown in FIG. 5, so that the grounding connection member 25 is bent by the front end of the female connector housing 12 to allow the male connector pin 24 to be inserted. Can be separated). As such, when the ground connection member 25 is disconnected from the male connector pin 24, the voltage of the corresponding female connector pin 14 can be transferred to the BMS.
  • the ground connecting member 25 may be repositioned by elasticity and the pin connecting portion 25a may be male. It may be refitted around the connector pins 24 and reconnected to the male connector pins 24.
  • the ground connection member 25 is provided in plural in one-to-one correspondence with the male connector pins 24. That is, in this embodiment, five ground connecting members 25 are provided, and each ground connecting member 25 is individually connected to five male connector pins 24.
  • the five ground connection members 25 are provided with the pin connector 25a mounted at a predetermined distance from the distal end 24a of the corresponding male connector pins 24 so that the male connector pins 24 may be mounted. May be different from each other. In other words, the ground connection members 25 are connected far from the tip portion 24a of the male connector pins 24 in the order of the male connector pins 24 corresponding to the female connector pins 14 having a relatively high voltage.
  • the female connector pins 24 of FIG. 6 may be applied with the voltages of the 1, 2, 3, 4 and 5 points of FIG. Pins 14 are connected.
  • the male connector pin 5 is mounted at a position farther from the male connector pin 4 than the male connector pin 4 at a position farther from the front end portion 24a, and the other male connector pins 24 have the same pattern.
  • Pin connection portions 25a of the ground connection members 25 are mounted.
  • the ground connection members 25 can be sequentially separated from the male connector pins 24, depending on the depth at which the female connector 10 is inserted into the housing of the male connector 20. That is, in the process of fully inserting the female connector 10 into the male connector housing 22, the ground connection members 25 of the 1, 2, 3, 4 and 5 male connector pins 24 may be separated in order. .
  • electrical connections are made in the order of the male connector pins 24 having the low voltage, thereby preventing an unexpected surge phenomenon.
  • ground connection member 25 may be provided to be integrally fixed to the inner wall of the male connector housing 22 in the form that the other side is connected to each other by a common ground line (27).
  • any one of the ground connecting members 25 is formed on the inner wall of the male connector housing 22.
  • the voltage transfer mechanism described above in the BMS becomes impossible.
  • the common ground line 27 is configured, it can be more stably fixed to the inner wall of the male connector housing 22, and the entire common ground line 27 is the inner wall of the male connector housing 22. As long as it does not fall off, all the ground connection members 25 can function as ground wires, which can be effective in terms of securing ground stability.
  • the ground connecting member 25 of the 1 pin of the male connector pins 24 serving as the grounding pin is the male connector pin 24.
  • the ground line function of the other ground connection members 25 may be maintained.
  • 1 pin of the male connector pins 24 is a ground pin, and the ground pin is connected to the ground portion GND of the circuit board 1.
  • the ground connection members 25 of the 2, 3, 4, and 5 pins are all connected to the 1 pin, which is the ground pin, by the common ground line 27, even if they are not grounded on the inner wall of the male connector housing 22. It can be grounded to (1).
  • FIG. 7 is a view showing male connector pins 24 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view showing male connector pins 24 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7 to 8 Like reference numerals denote like members, and duplicate descriptions of the same members will be omitted and descriptions will be given based on differences from the above-described embodiments.
  • the male connector pins 24 may have different lengths as compared with the first embodiment described above with reference to FIG. 7.
  • male connector pins 24 that carry relatively high voltages may be provided shorter in length than male connector pins 24 that do not. That is, as shown in FIG. 7, the male connector pins 24 may have long lengths in the order of 1, 2, 3, 4, and 5 pins. In this case, even if the female connector pins 14 as in the above-described embodiment are used, the male connector pins 24 are in contact with the female connector pins 14 in the order of 1, 2, 3, 4, and 5 pins. Therefore, according to the second embodiment of the present invention, even if the ground connection members 25 do not perform the grounding function, the voltage is transmitted to the BMS in the order of low so as to prevent surge.
  • the male connector pins 24 are insulated from the distal end portion 24a to a predetermined position in comparison with the embodiment described above with reference to FIG. 8.
  • An insulation section 28 may be provided.
  • the male connector pins 24 are electrically energized with the female connector pins 14 in the order of 1, 2, 3, 4, and 5 pins. do. Therefore, even in the third embodiment of the present invention, even if the ground connection members 25 do not perform the grounding function, the voltage is transmitted to the BMS in the order of low so that surge can be prevented.
  • the printed circuit board 1 may include at least one or more male connector 20 described above.
  • the male connector 20 may be mounted to be fixed to one edge of the printed circuit board 1.
  • the printed circuit board 1 may include a circuit board 1 used in an electric device such as a laptop, a tablet PC, a smart phone, including a circuit board 1 on which a BMS chip used in a battery pack is mounted.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 암 커넥터와 접속 및 접속 해제되는 수 커넥터로서, 수 커넥터 하우징; 상기 수 커넥터 하우징의 내부 공간에 배치되는 수 커넥터 핀들; 및 일측은 상기 수 커넥터 핀에 연결되고 타측은 상기 수 커넥터 하우징의 내벽에 연결되는 접지 연결부재를 포함하고, 상기 접지 연결부재는, 복수 개이며, 각각 상기 수 커넥터 핀들에 일대일 대응하게 연결되고 상기 암 커넥터가 상기 수 커넥터의 하우징 속에 삽입되는 깊이에 따라 상기 암 커넥터에 의해 순차적으로 상기 수 커넥터 핀에서 분리되게 각각 상기 수 커넥터 핀들의 선단부로부터 미리 지정된 간격만큼 이격된 곳에 탈부착 가능하게 연결된 수 커넥터가 제공될 수 있다.

Description

서지 방지 기능을 가진 커넥터 및 이를 포함하는 회로기판
본 발명은 커넥터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 커넥터 연결시 예기치 않은 서지 현상을 방지할 수 있는 커넥터 및 이러한 커넥터를 포함하는 인쇄회로기판에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 06월 12일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2018-0067736호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
커넥터는 전기 기구와 코드, 또는 코드와 코드를 연결하여 전기 회로를 구성하기 위한 접속 기구이다. 일반적으로 커넥터는 리셉터클 방식으로 상호 결합하는 암 커넥터와 수 커넥터를 한 쌍으로 하여 구성되고, 암 커넥터에는 콘택트에 해당하는 다수의 암 커넥터 핀들이 설치되고, 수 커넥터에는 상기 다수의 암 커넥터 핀들과 접촉하는 다수의 수 커넥터 핀들이 설치된다.
그리고 수 커넥터는 회로기판에 표면 실장(SMT, Surface Mounter Technology)되며, 암 커넥터는 상기 수 커넥터와 상보적으로 체결된다. 각기 다른 와이어들이 커넥터 핀들에 연결됨으로서 회로기판에는 상기 와이어들에 따라 여러 가지 신호가 전송될 수 있다.
이와 같이 여러 가지 신호를 전송하는 와이어들이 커넥터에 연결되기 때문에 커넥터 핀들은 그마다 전압이 다를 수 있다. 이 경우, 그라운드 핀부터 시작하여 전압이 낮은 커넥터 핀 순서대로 회로기판에 접속되면 좋으나 종래 기술에 따른 커넥터는 모든 커넥터 핀들이 회로기판에 동시 접속하게 구성되어 있어 예기치 않게 전압이 높은 커넥터 핀이 회로기판에 가장 먼저 연결되면서 서지(surge)가 발생하는 경우가 없지않다.
일 예로서, 배터리 모듈 내지 배터리 팩은 복수 개의 이차전지 셀들과, 이들 이차전지 셀들의 전압 밸런싱 기능을 담당하는 PCM 또는 BMS를 포함하여 구성될 수 있고 상기 복수 개의 이차전지 셀들과 BMS 회로기판을 연결하는 수단으로서 와이어와 암/수 커넥터가 사용될 수 있다.
상기 PCM 또는 BMS는, 도 1과 같이, 각 이차전지 셀들 마다 전압 데이터를 전송받고 이차전지 셀들의 전압 값을 기초로 불균등한 전압 값을 갖는 이차전지 셀이 다른 이차전지 셀들과 전압이 같아지도록 해당 이차전지 셀의 충방전을 제어한다.
그런데 전술한 바와 같이 기존의 암/수 커넥터는 구조상 어느 이차전지 셀의 전압이 회로기판에 먼저 연결될지 알 수 없을 뿐만 아니라 연결 순서 관리가 불가능하다. 예컨대 도 1에서 이차전지 셀들은 직렬 연결되어 있어 1번 지점의 전압이 가장 높은데, 암/수 커넥터 접속 과정에서 3번 지점에 대응하는 커넥터 핀이 1번 지점에 대응하는 커넥터 핀보다 먼저 회로기판에 연결될 경우, 서지(surge)가 발생해 회로기판의 BMS 칩(ASIC)이 손상될 염려가 없지않다.
커넥터 핀들 마다의 전압 차이에서 비롯되는 서지(surge) 발생 빈도가 낮다고 하더라도, 예기치 않은 서지(surge) 현상으로 인해 BMS 칩이 손상되어 BMS가 제 기능을 다하지 못하게 되어 디바이스의 수명이 단축되거나 더 나아가 안전상의 문제로 이어질 우려가 있다. 따라서 이에 대한 대책 방안이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 회로기판에 커넥터 접속시 서지(surge) 현상을 방지할 수 있는 수 커넥터 및 이를 포함하는 회로기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 암 커넥터와 접속 및 접속 해제되는 수 커넥터로서, 수 커넥터 하우징; 상기 수 커넥터 하우징의 내부 공간에 배치되는 수 커넥터 핀들; 및 일측은 상기 수 커넥터 핀에 연결되고 타측은 상기 수 커넥터 하우징의 내벽에 연결되는 접지 연결부재를 포함하고, 상기 접지 연결부재는, 복수 개이며, 각각 상기 수 커넥터 핀들에 일대일 대응하게 연결되고 상기 암 커넥터가 상기 수 커넥터의 하우징 속에 삽입되는 깊이에 따라 상기 암 커넥터에 의해 순차적으로 상기 수 커넥터 핀에서 분리되게 각각 상기 수 커넥터 핀들의 선단부로부터 미리 지정된 간격만큼 이격된 곳에 탈부착 가능하게 연결된 수 커넥터가 제공될 수 있다.
상기 접지 연결부재들 각각은, 반 고리형으로 상기 수 커넥터 핀의 둘레 적어도 일부분을 감싸는 형태로 상기 수 커넥터 핀에 장착 가능하게 마련된 핀 연결부를 구비할 수 있다.
상기 접지 연결부재들 각각은, 상기 암 커넥터가 상기 수 커넥터 하우징에서 분리되면, 상기 핀 연결부가 상기 수 커넥터의 둘레에 재장착되게 탄성을 갖는 소재로 마련될 수 있다.
상기 접지 연결부재들은 상기 타측이 공통 접지라인으로 서로 연결되어 상기 수 커넥터 하우징의 내벽에 일체로 고정될 수 있다.
상기 암 커넥터는 각기 다른 전압이 인가되는 암 커넥터 핀들을 구비하고, 상기 암 커넥터 핀들은 상기 수 커넥터 핀들에 일대일 접속되며, 상대적으로 전압이 큰 상기 암 커넥터 핀에 대응하는 상기 수 커넥터 핀 순으로 상기 접지 연결부재가 상기 수 커넥터 핀의 선단부에서 먼 곳에 연결될 수 있다.
상기 수 커넥터 핀들은, 길이가 다르게 마련될 수 있다.
상기 수 커넥터 핀들은, 미리 지정된 순서대로 선단부로부터 먼 곳까지 전기적으로 절연되는 절연 구간을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 수 커넥터가 일측에 실장된 인쇄회로기판이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 전압이 낮은 커넥터 핀 순으로 회로기판에 전기적으로 연결될 수 있어 회로기판에 커넥터 접속시 서지(surge) 현상을 방지할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 BMS 보호회로의 개략적인 결선도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로기판에 설치된 수 커넥터의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 수 커넥터의 종단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접지 연결부재의 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 도 2의 수 커넥터의 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수 커넥터 핀들을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수 커넥터 핀들을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 설명에서 회로기판은 차동차용 배터리 팩에 적용되는 BMS 회로기판을 의미할 수 있다. 여기서 BMS 회로기판은 배터리 셀들의 충방전, 셀 밸런싱 등을 제어하기 위한 배터리 팩의 구성품이다.
본 발명에 따른 수 커넥터(20)는 케이블 커넥터 형태로 제공되는 암 커넥터(10)와 함께 이차전지 셀들의 전압 정보를 BMS 칩에 전송하는데 사용될 수 있다. 물론, 이러한 용도에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 수 커넥터(20)는 다양한 신호를 전송하는 케이블들을 랩탑, 태블릿 PC, 스마트 폰 등의 전기 기구에 연결하는데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로기판(1)에 설치된 수 커넥터(20)의 개략적인 사시도, 도 3은 도 2의 수 커넥터(20)의 종단면도, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접지 연결부재(25)의 작용을 설명하기 위한 도면들이고, 도 6은 도 2의 수 커넥터(20)의 횡단면도이다.
이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 커넥터(20)는 수 커넥터 하우징(22), 수 커넥터 핀(24)들, 그리고 접지 연결부재(25)를 포함한다.
수 커넥터(20)는, 도 2와 같이, BMS 회로기판(1)의 일측 가장자리 영역에 배치될 수 있으며, 암 커넥터(10)와 플러그-인 방식으로 접속 및 접속 해제될 수 있게 마련된다. 수 커넥터 핀(24)들은, 도면의 편의상 자세히 도시하지 않았으나, 회로기판(1)의 도체 패턴들과 연결되며, 도체 패턴들은 BMS 칩(ASIC)에 연결된다.
수 커넥터 하우징(22)은 수 커넥터 핀(24)들을 감싸 외부로부터 보호하는 틀과 같은 역할하는 구성품으로 플라스틱과 같은 절연 소재로 형성되고 회로기판(1)에 나사 또는 후크 등의 체결 수단으로 고정되게 설치될 수 있다.
그리고 수 커넥터 하우징(22)은 일측에 개방부를 가져 상보적인 암 커넥터(10)가 상기 개방부를 통해 안쪽으로 삽입 가능하게 마련될 수 있다.
수 커넥터 핀(24)들은 암 커넥터 핀(14)들이 전기적으로 연결되는 부분으로 수 커넥터 하우징(22)의 내부 공간에 구비된다. 수 커넥터 핀(24)들은 일단이 회로기판(1)의 도전 패턴들에 연결되고 타단은 개방부를 향해 직선으로 연장된 형태를 취할 수 있다.
이를테면, 수 커넥터 핀(24)은 봉형 또는 플러그(plug) 형태로 마련될 수 있고, 암 커넥터 핀(14)은 상기 수 커넥터 핀(24)과 플러그-인 방식으로 결합할 수 있는 소켓 또는 콘센트 형태로 마련될 수 있다.
이들 암/수 커넥터 핀(14, 24)의 개수는 전송하고자 하는 송수신 신호의 개수에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 암/수 커넥터(10,20)는, 배터리 셀 4개의 전압 정보를 BMS에 전송하는데 사용되는 암/수 커넥터(10,20)로서 각각 5 개의 핀들을 갖는다. 도 1을 참조하면, 배터리 셀들이 직렬 연결되어 있는 각 노드(node)에서의 전압은 ①,②,③,④,⑤ 지점 순으로 높다. 상기 지점들은 도 2에 도시한 케이블들과 이어져 있고, 케이블들은 암 커넥터 핀(14)들과 각각 연결되어 있다. 이러한 암 커넥터 핀(14) 5개를 수 커넥터 핀(24) 5개에 연결함으로써 배터리 셀들의 전압 정보가 BMS에 전송될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 커넥터(20)는 접지 연결부재(25)들을 더 포함하고 있어, 암 커넥터 핀(14)들이 수 커넥터 핀(24)들에 일체로 접속될 때, 전압이 작은 순으로 BMS에 전압 정보가 전달됨으로써 예기치 않은 서지(surge) 현상을 방지할 수 있게 구성되어 있다.
이하에서 이러한 접지 연결부재(25)들의 구성과 작용을 자세히 살펴본다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 접지 연결부재(25)는 탄성을 갖는 금속 소재로 형성되고 반 고리형의 핀 연결부(25a)를 구비한다. 상기 핀 연결부(25a)는 수 커넥터 핀(24)의 둘레 적어도 일부분을 감싸는 형태로 마련될 수 있다.
또한, 접지 연결부재(25)는 일단이 수 커넥터 하우징(22)의 내벽 일측에 고정되고 수 커넥터 핀(24)의 말단부 방향으로 사선으로 연장되어 타단을 형성하는 핀 연결부(25a)가 수 커넥터 핀(24) 둘레를 탄성적으로 접촉하게 마련될 수 있다.
이와 같은 접지 연결부재(25)는 일측이 수 커넥터 핀(24)에 연결되고 타측은 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에 연결되어 있어 수 커넥터 핀(24)을 수 커넥터 하우징(22)에 접지시키는 접지선 역할을 한다.
따라서 암 커넥터 핀(14)을 수 커넥터 핀(24)에 접속하더라도 수 커넥터 핀(24)에서 접지 연결부재(25)가 분리되지 않은 상태에서는 상기 암 커넥터 핀(14)의 전압이 BMS에 전달되지 못한다.
즉 암 커넥터(10)가, 도 5와 같이, 수 커넥터 하우징(22) 속에 미리 지정된 깊이까지 삽입되어야 접지 연결부재(25)가 암 커넥터 하우징(12)의 앞단에 의해 젖혀져 수 커넥터 핀(24)에서 분리될 수 있다. 이와 같이, 접지 연결부재(25)가 수 커넥터 핀(24)에서 분리된 때 해당 암 커넥터 핀(14)의 전압이 BMS에 전달될 수 있다.
또한 접지 연결부재(25)는, 암 커넥터(10)가 수 커넥터 하우징(22)에서 인출되어 접지 연결부재(25)에 작용하는 힘이 없어지면, 탄력에 의해 원 위치되면서 핀 연결부(25a)가 수 커넥터 핀(24)의 둘레에 재장착되어 수 커넥터 핀(24)에 다시 연결될 수 있다.
이러한 접지 연결부재(25)는 수 커넥터 핀(24)들에 일대일 대응하게 복수 개가 마련된다. 즉, 본 실시예에서 접지 연결부재(25)는 5개가 마련되고, 각각의 접지 연결부재(25)는 개별적으로 5개의 수 커넥터 핀(24)들에 연결된다.
상기 5개의 접지 연결부재(25)들은, 도 6과 같이, 대응하는 수 커넥터 핀(24)들의 선단부(24a)로부터 미리 지정된 간격만큼 이격된 곳에 핀 연결부(25a)가 장착됨으로서 수 커넥터 핀(24)들과 연결되는 위치가 상이할 수 있다. 다시 말하면, 접지 연결부재(25)들은 각각 상대적으로 전압이 큰 암 커넥터 핀(14)에 대응하는 수 커넥터 핀(24) 순으로 수 커넥터 핀(24)의 선단부(24a)에서 먼 곳에 연결된다.
구체적으로 본 실시예를 살펴보면, 도 6의 ①,②,③,④,⑤ 수 커넥터 핀(24)들에는 도 1의 ①,②,③,④,⑤ 지점의 전압이 인가될 수 있게 암 커넥터 핀(14)들이 접속된다. 상기 수 커넥터 핀 ⑤에는 수 커넥터 핀 ④보다 접지 연결부재(25)의 핀 연결부(25a)가 선단부(24a)를 기준으로 더 멀리 떨어진 위치에 장착되고 나머지 수 커넥터 핀(24)들에도 위와 같은 패턴으로 접지 연결부재(25)들의 핀 연결부(25a)들이 장착된다.
이러한 구성에 의하면, 접지 연결부재(25)들이, 암 커넥터(10)가 수 커넥터(20)의 하우징 속에 삽입되는 깊이에 따라, 수 커넥터 핀(24)들에서 순차적으로 분리될 수 있다. 즉, 암 커넥터(10)를 수 커넥터 하우징(22) 속에 완전히 삽입시키는 과정에서 ①,②,③,④,⑤ 수 커넥터 핀(24)의 접지 연결부재(25)들이 순서로 대로 분리될 수 있다. 이 경우, BMS는, 암/수 커넥터(20) 접속시, 전압이 낮은 수 커넥터 핀(24)들 순서대로 전기적 연결이 이루어지게 되어 있어 예기치 않은 서지(surge) 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 접지 연결부재(25)들은 타측이 공통 접지라인(27)으로 서로 연결된 형태로 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에 일체로 고정되게 마련될 수 있다.
상기 공통 접지라인(27) 없이 접지 연결부재(25)들을 각각 개별적으로 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에 고정시킬 경우, 어느 하나의 접지 연결부재(25)가 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에서 떨어지게 되면 BMS에 상술한 전압 전달 매카니즘이 불가능해진다. 그러나 본 실시예와 같이, 공통 접지라인(27)을 구성하면 이를 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에 보다 안정적으로 고정시킬 수 있고, 공통 접지라인(27) 전체가 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에서 떨어지지 않는 한 모든 접지 연결부재(25)들이 접지선으로서 제 기능을 다 할 수 있어 접지 안정성 확보 측면에서 효과적일 수 있다.
또한, 상기 공통 접지라인(27)이 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에 떨어지더라도 예컨대 접지핀 역할을 하는 수 커넥터 핀(24)들 중 ① 핀의 접지 연결부재(25)가 수 커넥터 핀(24)에서 분리되지 않으면 다른 접지 연결부재(25)들의 접지선 기능이 그대로 유지될 수 있다.
부연하면, 본 실시예에서 수 커넥터 핀(24)들 중 ① 핀은 접지핀으로 상기 접지핀은 회로기판(1)의 접지부(GND)에 연결된다. ②,③,④,⑤ 핀들의 접지 연결부재(25)들은, 수 커넥터 하우징(22)의 내벽에 접지되지 않더라도, 모두 공통 접지라인(27)에 의해 접지핀인 ① 핀에 연결된 상태이므로 회로기판(1)에 접지될 수 있다.
이 상태에서 암 커넥터(10)를 수 커넥터(20)에 접속하더라도 ① 핀의 전압이 BMS에 가장 먼저 전달될 수 있어 서지(surge) 발생 가능성을 현저히 낮출 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수 커넥터 핀(24)들을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수 커넥터 핀(24)들을 도시한 도면이다.
이어서 도 7 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하기로 한다. 동일한 부재번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 수 커넥터(20)는, 도 7을 참조하여 전술한 1 실시예와 비교할 때, 수 커넥터 핀(24)들이 길이가 다르게 마련될 수 있다.
이를테면, 상대적으로 높은 전압을 전달하는 수 커넥터 핀(24)은 그렇지 않은 수 커넥터 핀(24)보다 길이가 짧게 마련될 수 있다. 즉, 도 7과 같이, 수 커넥터 핀(24)들은 ①,②,③,④,⑤ 핀 순으로 길이가 길게 마련될 수 있다. 이 경우, 전술한 실시예와 같은 암 커넥터 핀(14)들을 사용하더라도 수 커넥터 핀(24)들은 ①,②,③,④,⑤ 핀 순으로 암 커넥터 핀(14)들과 접촉하게 된다. 따라서 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 접지 연결부재(25)들이 접지 기능을 다하지 못하더라도 전압이 낮은 순으로 BMS에 전달되어 서지(surge)를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수 커넥터(20)는, 도 8을 참조하여 전술한 실시예와 비교할 때, 수 커넥터 핀(24)들이 각각 선단부(24a)로부터 소정 위치까지 절연 처리된 절연 구간(28)을 구비할 수 있다.
이를테면, 높은 전압을 전달하는 수 커넥터 핀(24) 순서대로 선단부(24a)로부터 먼 곳까지 전기적으로 절연되는 절연 구간(28)을 갖는다. 즉, 도 8과 같이, ⑤,④,③,②,①핀 순으로 절연 구간(28)이 길게 마련될 수 있다. 이 경우도 전술한 실시예들과 같은 암 커넥터 핀(14)들을 사용하더라도 수 커넥터 핀(24)들은 ①,②,③,④,⑤ 핀 순으로 암 커넥터 핀(14)들과 전기적으로 통전되게 된다. 따라서 본 발명의 제3 실시예에 의하더라도, 접지 연결부재(25)들이 접지 기능을 다하지 못하더라도 전압이 낮은 순으로 BMS에 전달되어 서지(surge)를 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예들에 따른 수 커넥터(20)의 구성과 작용에 의하면, 수 커넥터(20) 자체의 과도한 설계 변경 없이, 간소한 구성으로도 회로기판(1)에 커넥터 접속시 서지(surge) 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 인쇄회로기판(1)은 상술한 수 커넥터(20)를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 수 커넥터(20)는 인쇄회로기판(1)의 일측 가장자리에 고정되게 실장될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(1)은 배터리 팩에 사용되는 BMS 칩이 실장된 회로기판(1)을 비롯한 랩탑, 태블릿 PC, 스마트 폰 등의 전기 기기에 사용되는 회로기판(1)을 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

Claims (8)

  1. 암 커넥터와 접속 및 접속 해제되는 수 커넥터로서,
    수 커넥터 하우징;
    상기 수 커넥터 하우징의 내부 공간에 배치되는 수 커넥터 핀들; 및
    일측은 상기 수 커넥터 핀에 연결되고 타측은 상기 수 커넥터 하우징의 내벽에 연결되는 접지 연결부재를 포함하고,
    상기 접지 연결부재는, 복수 개이며,
    각각 상기 수 커넥터 핀들에 일대일 대응하게 연결되고 상기 암 커넥터가 상기 수 커넥터의 하우징 속에 삽입되는 깊이에 따라 상기 암 커넥터에 의해 순차적으로 상기 수 커넥터 핀에서 분리되게 각각 상기 수 커넥터 핀들의 선단부로부터 미리 지정된 간격만큼 이격된 곳에 탈부착 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 수 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접지 연결부재들 각각은,
    반 고리형으로 상기 수 커넥터 핀의 둘레 적어도 일부분을 감싸는 형태로 상기 수 커넥터 핀에 장착 가능하게 마련된 핀 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수 커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접지 연결부재들 각각은,
    상기 암 커넥터가 상기 수 커넥터 하우징에서 분리되면, 상기 핀 연결부가 상기 수 커넥터의 둘레에 재장착되게 탄성을 갖는 소재로 마련된 것을 특징으로 하는 수 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접지 연결부재들은
    상기 타측이 공통 접지라인으로 서로 연결되어 상기 수 커넥터 하우징의 내벽에 일체로 고정되는 것을 특징으로 하는 수 커넥터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 암 커넥터는 각기 다른 전압이 인가되는 암 커넥터 핀들을 구비하고,
    상기 암 커넥터 핀들은 상기 수 커넥터 핀들에 일대일 접속되며,
    상대적으로 전압이 큰 상기 암 커넥터 핀에 대응하는 상기 수 커넥터 핀 순으로 상기 접지 연결부재가 상기 수 커넥터 핀의 선단부에서 먼 곳에 연결되는 것을 특징으로 하는 수 커넥터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수 커넥터 핀들은, 길이가 다르게 마련된 것을 특징으로 하는 수 커넥터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수 커넥터 핀들은, 미리 지정된 순서대로 선단부로부터 먼 곳까지 전기적으로 절연되는 절연 구간을 갖는 것을 특징으로 하는 수 커넥터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 수 커넥터가 실장된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
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