具有過電流和過電壓保護(hù)器件的接口單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了接口單元，該接口單元中斷通過接口器件互連的電子產(chǎn)品之間的接地電壓差所導(dǎo)致的過電流或過電壓，從而防止對(duì)產(chǎn)品的損毀和火險(xiǎn)。將第一電子產(chǎn)品和第二電子產(chǎn)品相互連接的接口單元包括第一接口器件、第二接口器件和安裝在接地線上的接地過電流斷流器，所述第一接口器件被提供在第一電子產(chǎn)品中且與第二電子產(chǎn)品連接，所述第二接口器件被提供在第二電子產(chǎn)品中且通過VCC線和接地線與第一接口器件連接，接地過電流斷流器中斷在接地線中流動(dòng)的過電流。
【專利說明】具有過電流和過電壓保護(hù)器件的接口單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及將不同的電子產(chǎn)品相互連接的接口單元，所述接口單元防止由于電子產(chǎn)品之間的接地電壓差導(dǎo)致的過電流和過電壓。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的接口器件，如通用串行總線(USB)和高分辨率多媒體接口(HDMI)，被用于建立電子產(chǎn)品之間的連接。在各個(gè)電子產(chǎn)品中提供的接口器件通過供應(yīng)工作電壓的VCC線、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線和建立接地連接的接地線互連。
[0003]過電流可以由于諸如接口器件的接線錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)線或VCC線的連接錯(cuò)誤或短路的各種原因而產(chǎn)生。這樣的過電流可以損毀接口器件和電子產(chǎn)品并引起火險(xiǎn)。因此，常規(guī)地在VCC線上安裝過電流防止器件以中斷過電流。
[0004]然而，即使在VCC線上安裝了過電流防止器件，在接地線中產(chǎn)生的過電流也可能不被中斷。也就是說，由于各種原因，比如通過接口器件互連的電子產(chǎn)品(例如兩個(gè)電子產(chǎn)品)中使用不同電源、電子產(chǎn)品的室外天線暴露給電涌(surge)，可能在接地線中產(chǎn)生電壓差。這樣的接地電壓差可能產(chǎn)生過電流，其可以在兩個(gè)電子產(chǎn)品之間的連接器中產(chǎn)生熱，損毀器件并引起火險(xiǎn)。
[0005]因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)防止因接地電壓差產(chǎn)生的過電流或過電壓的單元。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供接口單元，該接口單元中斷由通過接口器件互連的電子產(chǎn)品之間的接地電壓差導(dǎo)致的過電流或過電壓，從而防止對(duì)電子產(chǎn)品的損毀和火險(xiǎn)。
[0007]本發(fā)明的總體構(gòu)思的另外的特征和效用將在下面的描述中部分地被闡述，并且部分地將由描述變得明顯，或可以通過實(shí)踐本發(fā)明的總體構(gòu)思習(xí)得。
[0008]本發(fā)明的總體構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用通過提供一種接口單元獲得，該接口單元將第一電子產(chǎn)品和第二電子產(chǎn)品相互連接，所述接口單元包括:第一接口器件，其被提供在第一電子產(chǎn)品中且被連接到第二電子產(chǎn)品；第二接口器件，其被提供在第二電子產(chǎn)品中且通過VCC線和接地線與第一接口器件連接；以及安裝在接地線上的接地過電流斷流器，所述接地過電流斷流器中斷在接地線中流動(dòng)的過電流。
[0009]接口單元還可以包括安裝在VCC線上的過電壓保護(hù)器，所述過電壓保護(hù)器將施加到VCC線上的電壓保持在預(yù)定的參考電平或更小的電平。
[0010]過電壓保護(hù)器可以包括電壓箝位器件以箝位預(yù)定電平的電壓。
[0011]電壓箝位器件可以包括齊納二極管，所述齊納二極管具有連接到VCC線的陰極和連接到接地線的陽極。
[0012]接口單元還可以包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，所述VCC過電流斷流器中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
[0013]接口單元還可以包括安裝在VCC線上的有源開關(guān)，所述有源開關(guān)在大于預(yù)定電平的電壓被輸入給它時(shí)，斷開通過VCC線的工作電壓源之間的連接。
[0014]有源開關(guān)可以具有連接到過電壓保護(hù)器的輸出端的電壓輸入端。
[0015]接口單元還可以包括連接到過電壓保護(hù)器的輸出端的電阻器，所述電阻器具有特定電阻。
[0016]有源開關(guān)可以在大于預(yù)定電平的電壓通過它的電壓輸入端被輸入給它時(shí)，中斷在VCC線中流動(dòng)的電流。
[0017]有源開關(guān)可以包括雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)中的至少一個(gè)。
[0018]接口單元還可以包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，所述VCC過電流斷流器中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
[0019]接地過電流斷流器和VCC過電流斷流器中的每個(gè)可以包括保險(xiǎn)絲和聚合物開關(guān)中的至少一個(gè)。
[0020]過電壓保護(hù)器可以包括電壓箝位器件以箝位預(yù)定電平的電壓。
[0021]電壓箝位器件可以包括齊納二極管，所述齊納二極管具有連接到VCC線的陰極和連接到接地線的陽極。
[0022]本發(fā)明的總體構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供一種接口單元獲得，該接口單元將有不同電源的第一電子產(chǎn)品和第二電子產(chǎn)品相互連接，所述接口單元包括:第一接口器件，其被提供在第一電子產(chǎn)品中；第二接口器件，其被提供在第二電子產(chǎn)品中且通過VCC線和接地線連接到第一接口器件；安裝在接地線上的接地過電流斷流器，所述接地過電流斷流器中斷在接地線中流動(dòng)的過電流；以及安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，所述VCC過電流斷流器中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
[0023]接口單元還可以包括連接在VCC線和接地線之間的過電壓保護(hù)器，所述電壓保護(hù)器將施加到VCC線上的電壓保持在預(yù)定的參考電平或更小的電平。
[0024]過電壓保護(hù)器可以包括電壓箝位器件以箝位預(yù)定電平的電壓。
[0025]電壓箝位器件可以包括齊納二極管，所述齊納二極管具有連接到VCC線的陰極和連接到接地線的陽極。
[0026]接口單元還可以包括安裝在VCC線上的有源開關(guān)，所述有源開關(guān)在大于預(yù)定電平的電壓被輸入給它時(shí)，斷開通過VCC線的工作電壓源之間的連接。
[0027]有源開關(guān)可以具有連接到過電壓保護(hù)器的輸出端的電壓輸入端。
[0028]有源開關(guān)可以包括雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)中的至少一個(gè)。
[0029]本發(fā)明的總體構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供一種圖像形成系統(tǒng)獲得，該圖像形成系統(tǒng)具有主機(jī)設(shè)備和連接到主機(jī)設(shè)備的圖像形成設(shè)備，所述圖像像形成系統(tǒng)包括:第一接口器件，其被提供在主機(jī)設(shè)備中且被連接到圖像形成設(shè)備；第二接口器件，其被提供在圖像形成設(shè)備中且通過VCC線和接地線與第一接口器件連接；以及安裝在接地線上的接地過電流斷流器，所述接地過電流斷流器中斷在接地線中流動(dòng)的過電流。
[0030]圖像形成系統(tǒng)還可以包括安裝在VCC線上的過電壓保護(hù)器，所述過電壓保護(hù)器將施加到VCC線上的電壓保持在預(yù)定的參考電平或更小的電平。
[0031]過電壓保護(hù)器可以被連接在VCC線和接地線之間。
[0032]過電壓保護(hù)器可以包括電壓箝位器件以箝位預(yù)定電平的電壓。[0033]電壓箝位器件可以包括齊納二極管，所述齊納二極管具有連接到VCC線的陰極和連接到接地線的陽極。
[0034]圖像形成系統(tǒng)還可以包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，所述VCC過電流斷流器中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
[0035]圖像形成系統(tǒng)還可以包括安裝在VCC線上的有源開關(guān)，所述有源開關(guān)在大于預(yù)定電平的電壓被輸入給它時(shí)，斷開通過VCC線的工作電壓源之間的連接。
[0036]有源開關(guān)可以具有連接到過電壓保護(hù)器的輸出端的電壓輸入端。
[0037]圖像形成系統(tǒng)還可以包括連接到過電壓保護(hù)器的輸出端的電阻器，所述電阻器具有特定電阻。
[0038]有源開關(guān)可以在大于預(yù)定電平的電壓通過它的電壓輸入端被輸入給它時(shí)，中斷在VCC線中流動(dòng)的電流。
[0039]有源開關(guān)可以包括雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)中的至少一個(gè)。
[0040]圖像形成系統(tǒng)還可以包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，所述VCC過電流斷流器中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
[0041]接地過電流斷流器和VCC過電流斷流器中的每個(gè)可以包括保險(xiǎn)絲和聚合物開關(guān)中的至少一個(gè)。
[0042]本發(fā)明的總體構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供接口單元獲得，該接口單元包括:接地線，用以將第一電子產(chǎn)品連接到第二電子產(chǎn)品以及連接到地；以及安裝在接地線上的接地過電流斷流器，用以中斷在接地線中流動(dòng)的過電流。
[0043]接口單元還可以包括:第一接口器件，其被提供在第一電子產(chǎn)品中；以及第二接口器件，其被提供在第二電子產(chǎn)品中，且通過VCC線、數(shù)據(jù)線和接地線與第一接口器件連接。
[0044]接口單元還可以包括過電壓保護(hù)器，其包括安裝在VCC線上的一端和安裝在接地線上的另一端，用以將施加到VCC線上的電壓保持在預(yù)定的參考電平或更小的電平。
[0045]過電壓保護(hù)器可以被安裝在第一接口器件和第二接口器件之間。
[0046]接口單元還可以包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，用以中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
[0047]VCC過電流斷流器可以被安裝在過電壓保護(hù)器和第二接口器件之間。
[0048]接口單元還可以包括安裝在VCC線上的有源開關(guān)，用以響應(yīng)于大于預(yù)定電平的電壓被輸入給它，斷開通過VCC線的工作電壓源之間的連接。
[0049]有源開關(guān)可以被安裝在過電壓保護(hù)器和第二接口器件之間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]由以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的總體構(gòu)思的這些和/或其它特征和功用將變得明顯和更容易理解，附圖中:
[0051]圖1是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例實(shí)施例示出接口單元的配置的方框圖；
[0052]圖2是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例實(shí)施例的接口單元的示意電路圖；
[0053]圖3是示出作為接地過電流斷流器的示例的保險(xiǎn)絲的配置的視圖；
[0054]圖4是示出作為接地過電流斷流器的另一個(gè)示例的聚合物開關(guān)(polyswitch)的配置的視圖；
[0055]圖5是示出還包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器的接口單元的配置的方框圖；
[0056]圖6是圖5的接口單元的示意電路圖；
[0057]圖7是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的另一個(gè)示例實(shí)施例示出接口單元的配置的方框圖；
[0058]圖8是圖7的接口單元的示意電路圖；
[0059]圖9是示出還包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器的接口單元的配置的方框圖；
[0060]圖10是圖9的接口單元的示意電路圖；
[0061]圖11是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的又一個(gè)示例實(shí)施例示出接口單元的配置的方框圖；
[0062]圖12是圖11的接口單元的示意電路圖；
[0063]圖13是示出還包括VCC過電流斷流器的接口單元的配置的方框圖；
[0064]圖14是圖13的接口單元的示意電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0065]現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例，所述實(shí)施例的例子在附圖中示出，其中貫穿全文相同的標(biāo)記指代相同的元素。下面將描述實(shí)施例以便在參照附圖的同時(shí)解釋本發(fā)明的總體構(gòu)思。
[0066]圖1是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例實(shí)施例示出接口單元100的配置的方框圖，且圖2是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例實(shí)施例的接口單元100的示意電路圖。
[0067]參照?qǐng)D1和圖2，接口單元100將第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20相互連接。這樣，接口單元100包括在第一電子產(chǎn)品10中提供的第一接口器件110，在第二電子產(chǎn)品20中提供的第二接口器件120，以及安裝在接地線113上的接地過電流斷流器130，所述的接地線113將第一接口器件110和第二接口器件120的地相互連接。
[0068]假設(shè)第一電子產(chǎn)品10是主機(jī)而第二電子產(chǎn)品20是從屬設(shè)備(slave),第一電子產(chǎn)品10可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、筆記本計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等，但不限于此，而第二電子產(chǎn)品20可以是電視(TV)、打印機(jī)、多功能打印機(jī)、音頻設(shè)備、視頻設(shè)備等，但不限于此，其被連接到第一電子產(chǎn)品10以與其交換數(shù)據(jù)。這些電子產(chǎn)品僅是示例，且任何其它的電子產(chǎn)品可以是第一電子產(chǎn)品10或第二電子產(chǎn)品20。
[0069]另外，應(yīng)該注意第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20不必分別被歸類為主機(jī)和從屬設(shè)備。換句話說，第一電子產(chǎn)品10可以是從屬設(shè)備，而第二電子產(chǎn)品20可以是主機(jī)。
[0070]第一電子產(chǎn)品10從第一電源30接收電力。第一電源30將交流(AC)電力供應(yīng)給第一電子產(chǎn)品10，且被連接到地。第一電源30的地由GNDll表示。
[0071]地可以大致地分為信號(hào)地(signal ground, SG)、機(jī)架地(frame ground, FG)和大地(earth)。SG代表當(dāng)信號(hào)被外部地輸入和輸出時(shí)信號(hào)線的參考點(diǎn)(一般為0V)或反饋路徑，F(xiàn)G意味著基于設(shè)備的機(jī)箱、機(jī)架、底盤等等的地,而大地意味著到大地的接地。
[0072]任何上述的地都可以在本實(shí)施例中使用，且圖2中的接地電路符號(hào)僅是示例。第一電源30的地GNDll取決于第一電源30的類型可以是大地或FG。
[0073]當(dāng)從第一電源30供應(yīng)AC電力時(shí)，在第一電子產(chǎn)品10中提供的第一電源轉(zhuǎn)換器11將AC電力轉(zhuǎn)換為直流(DC)電力。第一電源轉(zhuǎn)換器11可以用開關(guān)式電源(SMPS)實(shí)現(xiàn)，所述SMPS將50Hz到60Hz的AC線頻率轉(zhuǎn)換成幾十kHz到幾百kHz的高DC頻率。
[0074]第一電子產(chǎn)品10本身也需要接地。第一電子產(chǎn)品10可以通過第一電源轉(zhuǎn)換器11的地接地。第一電源轉(zhuǎn)換器11接地的示例將描述如下。接地線可以在第一電源轉(zhuǎn)換器11的內(nèi)部提供且可以被連接到第一電源轉(zhuǎn)換器11的覆蓋物(cover)的一部分，所述第一電源轉(zhuǎn)換器11的覆蓋物轉(zhuǎn)而連接到螺釘孔的一部分，所述的螺釘孔將第一電源轉(zhuǎn)換器11固定到第一電子產(chǎn)品10的機(jī)箱上，從而允許第一電源轉(zhuǎn)換器11接地。第一電源轉(zhuǎn)換器11的地由GND12表示，且是FGo
[0075]第二電子產(chǎn)品20具有不同于第一電子產(chǎn)品10的電源的單獨(dú)的電源。也就是說，第二電子產(chǎn)品20從不同于第一電源30的第二電源40接收電力。類似地，第二電源40將AC電力供應(yīng)給第二電子產(chǎn)品20，且被連接到地。第二電源40的地由GND21表示。第二電源40的地GND21取決于第二電源40的類型可以是大地或FG。
[0076]在第二電子產(chǎn)品20中也提供諸如SMPS的第二電源轉(zhuǎn)換器21，以將從第二電源40供應(yīng)的AC電力轉(zhuǎn)換成DC電力。同樣地，第二電子產(chǎn)品20可以通過第二電源轉(zhuǎn)換器21的地接地。第二電源轉(zhuǎn)換器21的地由GND22表示。在本發(fā)明的總體構(gòu)思的當(dāng)前實(shí)施例中，第二電源轉(zhuǎn)換器21的地GND22是FG，與第一電源轉(zhuǎn)換器11的地GND12類似。
[0077]第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20通過分別在其中提供的第一接口器件110和第二接口器件120相互連接。第一接口器件110和第二接口器件120可以通過適合各個(gè)電子產(chǎn)品的規(guī)范的任意接口器件，如通用串行總線(USB)和高分辨率多媒體接口(HDMI)來實(shí)現(xiàn)。另外，接口器件110和120可以屬于任意類型，只要它們可以將第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20相互連接即可。
[0078]第一接口器件110和第二接口器件120也連接到地。第一接口器件110的地由GND13表示，而第二接口器件120的地由GND23表示。
[0079]第一接口器件110和第二接口器件120通過VCC線111、數(shù)據(jù)線112和建立接地連接的接地線113相互連接，所述VCC線111將第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20的工作電壓源相互連接，所述數(shù)據(jù)線112在第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。結(jié)果，第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20相互共享電力供應(yīng)和接地。
[0080]一般地，在接地線113中沒有電壓差是正常的。然而，在接地線113中可能由于各種原因產(chǎn)生電壓差，所述各種原因比如在兩個(gè)互連的電子產(chǎn)品中使用不同的電源，以及電子產(chǎn)品的室外天線暴露給電涌。
[0081]這樣的地電壓差即使不超過幾伏也可能產(chǎn)生幾十安培的過電流。這樣的過電流可以在接口器件中產(chǎn)生熱，導(dǎo)致火險(xiǎn)。
[0082]因此，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的當(dāng)前實(shí)施例，接口單元100包括接地過電流斷流器130，該接地過電流斷流器130中斷在接地線113中流動(dòng)的過電流。
[0083]接地過電流斷流器130可以用各種各樣的保險(xiǎn)絲或聚合物開關(guān)實(shí)現(xiàn)，所述保險(xiǎn)絲或聚合物開關(guān)可以屬于任意類型，只要它們能夠中斷在電路中流動(dòng)的過電流即可。在圖2和稍后將要描述的圖4中，聚合物開關(guān)被示出為接地過電流斷流器130的示例。[0084]在下文中，將詳細(xì)描述接地過電流斷流器130的配置和操作。
[0085]圖3示出了作為接地過電流斷流器130的示例的保險(xiǎn)絲130a的配置，且圖4示出了作為接地過電流斷流器130的另一個(gè)示例的聚合物開關(guān)130b的配置。
[0086]保險(xiǎn)絲130a是一種自動(dòng)電路斷路器，其被用于防止過電流在導(dǎo)體中流動(dòng)。當(dāng)在導(dǎo)體中流動(dòng)的電流大于預(yù)定的斷路電流時(shí)，電流電路被斷開。也就是說，由于過電流產(chǎn)生的熱，保險(xiǎn)絲130a熔斷,從而切斷導(dǎo)體。
[0087]參照?qǐng)D3，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的當(dāng)前實(shí)施例的接地過電流斷流器130用保險(xiǎn)絲130a實(shí)現(xiàn)時(shí),接地線113經(jīng)由在保險(xiǎn)絲130a的外殼(housing) 131a的兩側(cè)端提供的端子132a、133a通過保險(xiǎn)絲130a。當(dāng)大于斷路電流的電流在預(yù)定的時(shí)間或更長(zhǎng)的時(shí)間期間在接地線113中流動(dòng)時(shí)，在外殼131a內(nèi)部提供的可熔元件134a被在外殼131a內(nèi)產(chǎn)生的熱熔斷，從而斷開電流電路。這樣，當(dāng)保險(xiǎn)絲130a被熔斷、從而斷開電流電路時(shí)，保險(xiǎn)絲130a必須被替換以重新連接電流電路。
[0088]相比之下，聚合物開關(guān)130b使用正溫度系數(shù)(positive temperaturecoefficient, PTC)聚合物131b，PTC聚合物131b具有其電阻隨著溫度上升急劇增加的特性。在室溫下，PTC聚合物131b具有足夠小的電阻，使得電流在電路中正常流動(dòng)。然而，當(dāng)過電流在電路中流動(dòng)時(shí)，由于這樣的大電流而在PTC聚合物131b中產(chǎn)生焦?fàn)枱幔瑢?dǎo)致PTC聚合物131b的溫度上升，轉(zhuǎn)而增加了 PTC聚合物131b的電阻。結(jié)果，由于PTC聚合物的特性，沒有電流在電路中流動(dòng)。之后，當(dāng)電流在電路中正常流動(dòng)時(shí)，PTC聚合物131b再次溫度下降，轉(zhuǎn)而電阻下降，從而保證正常電流的流動(dòng)。因此，使用PTC聚合物的聚合物開關(guān)130b可以被連續(xù)和重復(fù)使用。
[0089]參照?qǐng)D4，聚合物開關(guān)130b包括附接到PTC聚合物131b兩側(cè)的電極132b和133b。電極132b和133b被電氣連接到電子設(shè)備以中斷在電子設(shè)備中流動(dòng)的過電流。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的當(dāng)前實(shí)施例的接地過電流斷流器130用聚合物開關(guān)130b實(shí)現(xiàn)時(shí)，附接到PTC聚合物131b兩側(cè)的電極132b和133b被電氣連接到接地線113以中斷在接地線113中流動(dòng)的過電流。
[0090]與接地過電流斷流器130中斷電流流動(dòng)相對(duì)應(yīng)的作為參考的斷路電流的量可以考慮接口器件的類型、用法、安裝位置等進(jìn)行預(yù)設(shè)。
[0091]圖5是示出還包括安裝在VCC線111上的VCC過電流斷流器140的接口單元100的配置的方框圖，且圖6是圖5的接口單元100的示意電路圖。
[0092]參照?qǐng)D5和圖6，根據(jù)所述本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例實(shí)施例的接口單元還可以包括安裝在VCC線111上的VCC過電流斷流器140，以及安裝在接地線113上的接地過電流斷流器130。
[0093]當(dāng)分別在第一電子產(chǎn)品10或第二電子產(chǎn)品20中發(fā)生短路時(shí)，在VCC線111上也可以產(chǎn)生過電流。在VCC線111上產(chǎn)生的過電流也可以在產(chǎn)品中產(chǎn)生熱，導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品的損毀以及火險(xiǎn)。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的接口單元中，可以在VCC線111上安裝VCC過電流斷流器140。
[0094]除了 VCC過電流斷流器140，接口單元的配置與前面參照?qǐng)D1和圖2所述的配置一樣。VCC過電流斷流器140用于中斷由于短路事件等等在VCC線111中產(chǎn)生的過電流，并且可以以與接地過電流斷流器130類似的方式、用如保險(xiǎn)絲或聚合物開關(guān)的過電流中斷元件來實(shí)現(xiàn)。
[0095]圖7是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的另一個(gè)示例實(shí)施例示出接口單元100的配置的方框圖，且圖8是圖7的接口單元100的示意電路圖。
[0096]參照?qǐng)D7和圖8，除了圖1和圖2示出的接口單元100的配置之外，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的另一個(gè)示例實(shí)施例的接口單元101還包括過電壓保護(hù)器150，其分別保護(hù)接口器件110和120不受到過電壓的損害。除了過電壓保護(hù)器150，接口單元101的配置與前面參照?qǐng)D1和圖2所述的配置一樣。
[0097]過電壓保護(hù)器150保護(hù)接口器件110和120不受到在VCC線111中產(chǎn)生的過電壓的損害。過電壓保護(hù)器150可以用其電阻隨著在兩個(gè)電極之間施加的電壓而改變的變阻器、基于在隔開短距離的兩個(gè)電極之間施加的電壓而導(dǎo)致放電的氣體管(gas tube)、箝位特定電壓的電壓箝位器件、適合與高速數(shù)據(jù)一起使用的可控娃整流器(silicon-controlled rectifier, SCR)、作為P型半導(dǎo)體器件的TransZorb器件等實(shí)現(xiàn)，但并不限于此。在本發(fā)明的總體構(gòu)思的當(dāng)前實(shí)施例中，過電壓保護(hù)器150用齊納(Zener) 二極管實(shí)現(xiàn)，齊納二極管是一類電壓箝位器件。
[0098]如圖8所示，過電壓保護(hù)器150 (也叫作齊納二極管150)具有連接到VCC線111的陰極和連接到接地線113的陽極。齊納二極管150被設(shè)計(jì)成使得它在PN結(jié)的擊穿區(qū)工作且具有基于PN結(jié)的摻雜水平的擊穿電壓(齊納電壓)。當(dāng)產(chǎn)生高于擊穿電壓的反向電壓時(shí)，反向電流流過齊納二極管150，且等于擊穿電壓的恒定電壓被施加到齊納二極管150。也就是說，在本發(fā)明的總體構(gòu)思的當(dāng)前實(shí)施例中，電流從節(jié)點(diǎn)A流向節(jié)點(diǎn)B。
[0099]如前面所述，當(dāng)在第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20的地之間產(chǎn)生電壓差時(shí)，過電流流動(dòng)，然后接地過電流斷流器130斷開接地線113以中斷過電流的流動(dòng)。如果接地線113斷開，接地電壓差可以引起VCC電壓差。即使由于VCC電壓差產(chǎn)生過電壓，過電壓保護(hù)器150也可以防止接口器件110和120受到損毀。
[0100]過電壓保護(hù)器150的操作將在下文中詳細(xì)描述。當(dāng)由于VCC過電壓的產(chǎn)生、高于擊穿電壓的電壓被施加到VCC線111時(shí)，齊納二極管150工作以允許電流以反向方向(從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B的方向)流動(dòng)。另外，等于擊穿電壓的恒定電壓被施加到齊納二極管150。結(jié)果，防止過電壓損毀其它器件，更特別地，防止過電壓損毀接口器件。在接口單元101的設(shè)計(jì)過程中，可以將齊納二極管150的擊穿電壓預(yù)設(shè)到合適的電平。
[0101]在本發(fā)明的總體構(gòu)思的當(dāng)前實(shí)施例中，除了齊納二極管150之外，可以將能夠箝位特定電壓的任何電壓箝位器件應(yīng)用到過電壓保護(hù)器150。
[0102]另外，為了保護(hù)接口器件不受到過電壓的損害，過電壓保護(hù)器150可以不僅斷開接地線113，而且當(dāng)由于諸如發(fā)生電涌的其它原因所致在接口器件中產(chǎn)生高于額定電壓的電壓時(shí)也進(jìn)行工作。
[0103]圖9是示出還包括在VCC線111上安裝的VCC過電流斷流器140的接口單元101的配置的方框圖，且圖10是圖9的接口單元101的示意電路圖。除了 VCC過電流斷流器140，接口單元101的配置與前面參照?qǐng)D7和圖8所述的配置一樣。
[0104]如前面所述，由于諸如接口器件的接線錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)線112或VCC線111的短路的各種原因可以在VCC線111中產(chǎn)生過電流。這樣的過電流可能損毀接口器件或其它組件并引起火險(xiǎn)。因此，接口單元101還包括安裝在VCC線111上的VCC過電流斷流器140以中斷在VCC線上流動(dòng)的過電流，以便保護(hù)接口器件不受到過電流的損害。VCC過電流斷流器140可以用保險(xiǎn)絲、聚合物開關(guān)等等實(shí)現(xiàn)。當(dāng)大于預(yù)定斷路電流的過電流在VCC線111中流動(dòng)時(shí)，VCC過電流斷流器140中斷在VCC線111中的過電流流動(dòng)。
[0105]根據(jù)圖9和圖10示出的接口單元101，可以保護(hù)接口器件不受到由接地電壓差導(dǎo)致的過電流或過電壓和由產(chǎn)品中的短路導(dǎo)致的過電流。
[0106]圖11是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的另一個(gè)示例實(shí)施例示出接口單元102的配置的方框圖，且圖12是圖11的接口單元102的示意電路圖。
[0107]參照?qǐng)D11和圖12，接口單元102還可以包括安裝在VCC線111上的有源開關(guān)160。除了有源開關(guān)160，接口單元的配置與前面參照?qǐng)D7和圖8所述的配置一樣。
[0108]有源開關(guān)160可以有源地接通/關(guān)斷電源電路且以諸如雙極型晶體管(TR)或場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)。在圖11的示例實(shí)施例中，有源開關(guān)160用P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體FET (MOSFET)實(shí)現(xiàn)。
[0109]MOSFET是在晶體管的兩端(源極和漏極)之間流動(dòng)的電流受輸入電壓控制的器件。在MOSFET中，電流僅流過源極和漏極之間的溝道區(qū)。
[0110]在P溝道MOSFET中，當(dāng)施加負(fù)的柵極-源極電壓時(shí)，形成溝道。能夠形成溝道的最大的源極-漏極電壓被稱為閾值電壓。例如，當(dāng)P溝道MOSFET的閾值電壓是-1V且它的源極電壓是5V時(shí)，當(dāng)施加4V或更小的柵極電壓時(shí)，形成溝道，然后電流流過形成的溝道(接通)。相反地，當(dāng)施加大于4V的柵極電壓時(shí)，溝道被去除，因此沒有電流流動(dòng)(關(guān)斷)。
[0111]如圖12所示，MOSFET安裝在VCC線111上，且具有連接到齊納二極管150的陽極的電壓輸入端或柵極G。具有特定電阻的電阻器114也被連接到齊納二極管150的陽極。源極S和漏極D在位置上是可互換的。取決于施加到接口器件110和120的電壓的情況，連接到第一接口器件110的電極可以是源極S，或連接到第二接口器件120的電極可以是源極S。
[0112]當(dāng)由于上述原因產(chǎn)生VCC過電壓時(shí)，齊納二極管150工作以箝位與擊穿電壓相對(duì)應(yīng)的恒定電壓。除了齊納二極管150箝位的電壓之外的、產(chǎn)生的過電壓的剩余部分成為MOSFET的柵極電壓。為此，將MOSFET的閾值電壓調(diào)整到盡可能小的值可以使得齊納二極管150的電容小。
[0113]有源開關(guān)160的操作還將與接地過電流斷流器130關(guān)聯(lián)地描述。當(dāng)接地過電流斷流器130由于接地電壓差的產(chǎn)生而中斷在接地線113中的電流的流動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生VCC電壓差。在這種情況下，齊納二極管150箝位與擊穿電壓相對(duì)應(yīng)的電壓，由此操作有源開關(guān)160以中斷在VCC線111中的電流的流動(dòng)。結(jié)果，有可能可以防止接口器件110和120受到由于過電壓所致的損毀。
[0114]圖13是示出還包括VCC過電流斷流器的接口單元102的配置的方框圖，且圖14是圖13的接口單元102的示意電路圖。
[0115]參照?qǐng)D13和圖14，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的另一個(gè)示例實(shí)施例的接口單元102還可以包括安裝在VCC線111上的VCC過電流斷流器140。VCC過電流斷流器140具有與在上述的實(shí)施例中相同的配置。在圖14中，VCC過電流斷流器140用聚合物開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
[0116]這里，有源開關(guān)160和VCC過電流斷流器140在安裝位置上是可互換的。當(dāng)大于VCC過電流斷流器140的斷路電流的過電流在VCC線111中流動(dòng)時(shí)，即使有源開關(guān)160不斷開電源電路，VCC過電流斷流器140也中斷過電流的流動(dòng)?？商鎿Q地，即使VCC過電流斷流器140不中斷過電流的流動(dòng)，有源開關(guān)160也可以斷開電源電路。也就是說，在根據(jù)圖13和圖14的實(shí)施例的接口單元中，接地過電流斷流器130、過電壓保護(hù)器150、VCC過電流斷流器140和有源開關(guān)160可以全都被應(yīng)用以更進(jìn)一步增加過電流和過電壓中斷功能的可靠性。
[0117]此外，齊納二極管150的擊穿電壓、有源開關(guān)的閾值電壓和VCC過電流斷流器140的斷開電流可以被相互適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，從而減少制造成本或確保最高效的電路操作。
[0118]另外，有源開關(guān)160和VCC過電流斷流器140可以被集成到一個(gè)模塊內(nèi)，從而有可能促進(jìn)單元的小型化。
[0119]雖然在圖1到圖14的示例實(shí)施例中已經(jīng)分別將接口單元100、101和102描述為包括第二接口器件120，但本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例實(shí)施例不限于此。例如，在一些示例實(shí)施例中，接口單元100可以不包括第二接口器件120。
[0120]另一方面，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例實(shí)施例的電子產(chǎn)品系統(tǒng)可以包括第一電子產(chǎn)品10、第二電子產(chǎn)品20和在圖1到圖14的實(shí)施例中的每個(gè)中分別描述的接口單元IOlUOl或102中的一個(gè)。在此電子產(chǎn)品系統(tǒng)中，第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20可以如前所述，分別從包括PC、筆記本計(jì)算機(jī)、TV、打印機(jī)、多功能打印機(jī)、音頻設(shè)備和視頻設(shè)備的電子產(chǎn)品中選擇。這些電子產(chǎn)品僅為示例，且任何其它的電子產(chǎn)品也可以是第一電子產(chǎn)品10和第二電子產(chǎn)品20，只要它們可以通過接口單元互連以互相交換數(shù)據(jù)即可。
[0121]雖然接口單元101、101和102的各個(gè)組件，S卩，接地過電流斷流器130、過電壓保護(hù)器150和VCC過電流斷流器140已經(jīng)在前面所述的示例實(shí)施例中被描述為安裝在作為主機(jī)產(chǎn)品的第一電子產(chǎn)品10中，但本發(fā)明的總體構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。例如，上述組件可以在安裝位置方面不受限制，且可以被安裝在第二電子產(chǎn)品20中。
[0122]如從上述描述中明顯的，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的方面，接口單元可以中斷由電子產(chǎn)品之間的接地電壓差所導(dǎo)致的過電流或過電壓，從而防止對(duì)電子產(chǎn)品的損毀和火險(xiǎn)。
[0123]雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的總體構(gòu)思的一些實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離本發(fā)明的原則和精神的情況下，可以在這些實(shí)施例中做出改變，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求及其等效物中定義。
【權(quán)利要求】
1.一種將第一電子產(chǎn)品和第二電子產(chǎn)品相互連接的接口單元，所述接口單元包括: 第一接口器件，其被提供在第一電子產(chǎn)品中且被連接到第二電子產(chǎn)品； 第二接口器件，其被提供在第二電子產(chǎn)品中且通過VCC線和接地線與第一接口器件連接；以及 接地過電流斷流器，其被安裝在接地線上，所述接地過電流斷流器中斷在接地線中流動(dòng)的過電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口單元，還包括安裝在VCC線上的過電壓保護(hù)器，所述過電壓保護(hù)器將施加到VCC線上的電壓保持在預(yù)定的參考電平或更小的電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接口單元，其中過電壓保護(hù)器連接在VCC線和接地線之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接口單元，其中過電壓保護(hù)器包括電壓箝位器件以箝位預(yù)定電平的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接口單元，其中電壓箝位器件包括齊納二極管，所述齊納二極管具有連接到VCC線的陰極和連接到接地線的陽極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口單元，還包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，所述VCC過電流斷流器中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接口單元，還包括安裝在VCC線上的有源開關(guān)，在大于預(yù)定電平的電壓被輸入給所述有源開關(guān)時(shí)，該有源開關(guān)斷開通過VCC線在工作電壓源之間的連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接口單元，其中有源開關(guān)具有連接到過電壓保護(hù)器的輸出端的電壓輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接口單元，還包括連接到過電壓保護(hù)器的輸出端的電阻器，所述電阻器具有特定電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接口單元，其中當(dāng)大于預(yù)定電平的電壓通過有源開關(guān)的電壓輸入端被輸入給有源開關(guān)時(shí)，該有源開關(guān)中斷在VCC線中流動(dòng)的電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接口單元，其中有源開關(guān)包括雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接口單元，還包括安裝在VCC線上的VCC過電流斷流器，所述VCC過電流斷流器中斷在VCC線中流動(dòng)的過電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求6或12所述的接口單元，其中接地過電流斷流器和VCC過電流斷流器中的每個(gè)包括保險(xiǎn)絲和聚合物開關(guān)中的至少一個(gè)。
14.一種具有主機(jī)設(shè)備和連接到主機(jī)設(shè)備的圖像形成設(shè)備的圖像形成系統(tǒng)，所述圖像形成系統(tǒng)包括: 第一接口器件，其被提供在主機(jī)設(shè)備中且被連接到圖像形成設(shè)備； 第二接口器件，其被提供在圖像形成設(shè)備中且通過VCC線和接地線與第一接口器件連接；以及 安裝在接地線上的接地過電流斷流器，所述接地過電流斷流器中斷在接地線中流動(dòng)的過電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像形成系統(tǒng)，還包括安裝在VCC線上的過電壓保護(hù)器，所述過電壓保護(hù)器將施加到VCC線上的電壓保持在預(yù)定的參考電平或更小的電平。
【文檔編號(hào)】H02H9/04GK103515923SQ201310243925
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】金振河 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社