KR0140721B1 - 공기조화기의 송풍기 제어장치 - Google Patents
공기조화기의 송풍기 제어장치Info
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Abstract
본 발명은 공기조화기의 토출풍량을 조절하는 송풍기를 안전하게 구동제어하는 공기조화기의 송풍기 제어장치에 관한 것으로써, 공기조화기에 있어서, 상기 공기조하기의 토출풍량을 조절하는 송풍기모터와, 조작자가 선택한 풍량에 따라 상기 송풍기모터의 회전속도를 제어하도록 전압신호를 출력하는 제어앰프와, 상기 제어앰프로부터 출력되는 전압신호를 입력받아 상기 송풍기모터를 구동제어하는 구동수단과, 상기 송풍기모터의 과부하로 인해 발열하는 전계효과 트랜지스터(FET)의 온도감지에 필요한 소정의 정전압을 출력하는 정전압수단과, 상기 정전압수단으로부터 출력되는 정전압을 입력받아 상기 송풍기모터의 과부하로 인해 발열하는 상기 진계효과 트랜지스터(FET)의 온도를 감지하는 온도감지수단과, 상기 송풍기모터에 인가되는 전원전압이 과전압인지를 검출하는 과전압검출수단과, 상기 온도감지수단으로부터 출력되는 온도감지신호 및 상기 과전압검출수단으로부터 출력되는 과전압검출신호를 입력받아 상기 송풍기모터를 보호하도록 상기 구동수단을 제어하는 보호수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
제1도는 종래에 의한 공기조화기의 송풍기 제어장치의 회로도,
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 송풍기 제어장치의 상세한 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:송풍기모터11:퓨즈
15:제어앰프20:구동수단
30:정전압수단40:온도감지수단
50:과전압검출수단60:보호수단
본 발명은 공기조화기의 토출풍량을 조절하는 송풍기를 안전하게 구동제어하는 공기조화기의 송풍기 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 종래에 의한 공기조화기(구체적으론, 차량용 에어콘)의 송풍기 제어장치에 있어서는, 운전자(이하, 조작자라 한다)가 자동차의 내부 소정위치에 장착되어 있는 풍량조절레버를 조절하여 원하는 송풍기의 토출풍량을 선택하면, 제1도에 도시한 바와같이, 자동차용 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT)이 제어앰프(1)의 앰프전원단(P1)에 인가되면서 상기 제어앰프(1)에서는 신호출력단(P4)을 통해 선택된 토출풍량에 해당하는 전압신호를 출력한다.
따라서, 상기 제어앰프(1)의 신호출력단(P4)을 통해 출력되는 전압신호는 분압저항(R1, R2)을 통해 분압되어 파워트랜지스터(TR1)의 베이스단자에 인가됨으로써 사기 파워트랜지스터(TR1)가 턴온되면서 송풍기 구동모터(3; 이하, 송풍기모터라 한다)가 조작자가 선택한 토출풍량에 해당하는 회전속도로 회전하기 시작한다.
만약, 조작자가 송풍기의 회전속도를 최고속도로 선택하면, 앰프전원단(P1)과 릴레이신호출력단(P2)이 접속되어 릴레이(5)가 온됨으로써 전류가 송풍기모터(3)의 일단에서 앰프전원단(P1)과 릴레이신호출력단(P2)을 통해 송풍기모터(3)의 타단으로 흐르면서 릴레이(5)를 통해 접지단으로 흐르기 때문에 상기 송풍기모터(3)가 정격최고속도로 회전하기 시작한다.
한편, 조작자가 풍량조절레버를 자동(AUTO)으로 선택하면, 외기온도와 차내온도의 차를 연산하여 상기 제어앰프(1)의 신호출력단(P4)을 통해 출력되는 전압신호를 자동으로 제어함으로써 상기 파워트랜지스터(TR1)의 켈렉터와 에미터사이에 걸리는 전압이 변화하면서 송풍기모터(3)의 회전속도를 제어하게 된다.
상기와 같이, 조작자가 선택한 운전모드(자동, 수동) 또는 풍량에 의한 송풍기모터(3)의 회전시에 전원전압(VBAT) 또는 부하가 변동되면, 상기 파워트랜지스터(TR1)의 베이스쪽으로 피드백되는 노이즈성분을 캐패시터(C1)에서 제거하여 발진을 방지한다.
또한, 상기 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT)이 2배전원에 해당하는 과전압인 경우에는 제너다이오드(ZD1)가 도통되어 파워트랜지스터(TR1)이 베이스단자에 바이어스전압이 인가됨으로써 상기 파워트랜지스터(TR1)가 FULL-POWER로 동작함으로써 송풍기모터(3)는 회전하지만 상기 파워트랜지스터(TR1)가 턴온되어 있으므로 궤환전압검출부(P3)에 2배전원의 유입을 방지할 수 있다.
또, 상기 송풍기모터(3)에 과부하기 걸리면, 파워트랜지스터(TR1)가 가열되어 상기 파워트랜지스터(TR1)의 베이스단자에 접속되어 있는 온도퓨즈(7)가 끊어지면서 송풍기를 보호한다.
그런데, 이와같이 구성된 종래의 송풍기 제어장치에 있어서는, 송풍기의 최고속도제어를 위해 파워트랜지스터(TR1)의 켈렉터와 에미터간의 전압걸림 때문에 별도의 고속전용 릴레이(5)를 사용해야 하므로 릴레이(5)의 동작시 갑작스런 풍량변화로 조작자에게 불쾌감을 줄뿐만 아니라, 제조비가 상승한다는 문제점이 있었다.
또한, 자동차시동을 위한 2배전원 사용할 때에는 궤환전압검출부(P3)에 2배전원의 유입을 방지할 수 있으나, 2배전원 해제시까지 송풍기를 정격의 2배로 구동시키는 문제점이 있었다.
또, 송풍기의 과부하로 인해 파워트랜지스터(TR1)가 가열될 때, 끊어지는 온도퓨즈(7)는 재생이 불가능하기 때문에 파워트랜지스터 세트전체를 폐품처리함으로써 비경제적일뿐만 아니라, 제품에 대한 소비자의 신뢰도를 저하시킨다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 전계효과 트랜지스터(FET)를 이용하여 송풍기의 저속에서 최고속으로 속도제어시 갑작스런 토출풍량의 변화에 따란 조작작의 불쾌감을 제거할 수 있을뿐만 아니라, 필링성을 높일 수 있는 공기조화기의 송풍기 제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 고속전용 렐레이의 삭제에 따라 차량와이어수를 줄임으로써 제조공정이 간단할뿐만 아니라, 릴레이의 동작시에 발생하는 접점노이즈를 방지할 수 있으면서도 제조비를 절감할 수 있는 공기조화기의 송풍기 제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 송풍기의 과부하시에는 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트단자에 인가되는 전압을 차단하여 송풍기를 자동으로 정지시킴으로써 송풍기를 안전하게 보호할 수 있을뿐만 아니라, 재생이 가능하여 반영구적으로 사용할 수 있는 공기조화기의 송풍기 제어장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조하기의 송풍기 제어장치는 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 토출풍량을 조절하는 송풍기모터와, 조작자가 선택한 풍량에 따라 상기 송풍기모터의 회전속도를 제어하도록 전압신호를 출력하는 제어앰프와, 상기 제어앰프로부터 출력되는 전압신호를 입력받아 상기 송풍기모터를 구동제어하는 구동수단과, 상기 송풍기모터의 과부하로 인해 발열하는 전계효과 트랜지스터의 온도감지에 필요한 소정의 정전압을 출력하는 정전압수단과, 상기 정전압수단으로부터 출력되는 정전압을 입력받아 상기 송풍기모터의 과부하로 인해 발열하는 상기 전계효과 트랜지스터의 온도를 감지하는 온도감지수단과, 상기 송풍기모터에 인가되는 전원전압이 과전압인지를 검출하는 과전압검출수단과, 상기 온도감시수단으로부터 출력되는 온도감지신호 및 상기 과전압검출수단으로부터 출력되는 과전압검출신호를 입력받아 상기 송풍기모터를 보호하도록 상기 구동수단을 제어하는 보호수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도에 있어서, 참조부호 10은 자동차에 장착된 일반적인 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT; 예를들면, 12V)을 퓨즈(11)를 통해 입력받아 공기조화기의 토출풍량을 조절하는 송풍기모터이다.
그리고, 제어앰프(15)는 조작자가 자동차의 내부 소정위치에 장착되어 있는 풍량조절레버를 조작하여 선택한 풍량 및 운전모드(자동, 수동)에 따라 상기 송풍기모터(10)의 회전속도를 제어하도록 전압신호를 출력하는 공기조화기용 전자동 또는 반자동 제어기로써, 이 제어앰프(15)는 어떤 기종이든 입출력 즉, 궤환전압검출단(P6 ; 입력)과 파워트랜지스터 또는 전계효과 트랜지스터(FET)의 구동신호를 출력하는 신호출력단(P7 ; 출력)이 있으면, 적용가능하다.
또한, 구동수단(20)은 상기 제어앰프(15)로부터 출력되는 전압신호를 입력받아 상기 송풍기(10)를 구동제어하는 것으로써, 이 구동수단(20)은 상기 제어앰프(15)의 신호출력단(P7)으로부터 출력되는 전압신호를 분압하는 분압저항(R6, R7)과, 상기 분압저항(R6, R7)을 통해 분압된 신호를 게이트단자를 통해 입력받아 상기 송풍기모터(10)를 구동 또는 정지시키도록 턴온/턴오프되는 드레인 소오스간 동작저항(Rds)이 충분히 적은 전계효과 트랜지스터(FET)와, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)를 보호하도록 상기 전계효과 트랜지스터(FET)에 병렬접속된 다이오드(D1)로 구성되어 있다.
또, 정전압수단(30)은 상기 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT)을 입력받아 상기 송풍기모터(10)의 과부하로 인해 발열하는 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 온도감지에 필요한 소정의 정전압으로 변환하여 출력하는 것으로써, 이 정전압수단(30)은 상기 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT)의 전류성분을 제한하는 저항(R3)과, 상기 저항(R3)을 통해 전류성분을 제한된 전원전압(VBAT)을 받아서 소정레벨의 항복전압이상만을 바이패스하도록 상기 저항(R3)에 직렬접속된 제너다이오드(ZD2)와, 상기 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT)에 포함되어 있는 리플성분을 필터링하도록 상기 저항(R3)에 직렬접속된 평활용 캐패시터(C2)로 구성되어 있다.
또한 도면에 있어서, 온도감지수단(40)은 상기 정전압수단(30)으로부터 출력되는 직류전압을 입력받아 상기 송풍기모터(10)의 과부하로 인해 발열하는 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 온도를 감지하는 것으로써, 이 온도감지수단(40)은 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 발열온도에 따라 저항값이 감소하는 서미스터(41)와, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 발열온도가 보호온도설정치를 넘지 않도록 기준저항값을 설정하는 기준온도설정저항(R11)으로 구성되어 있다.
그리고, 과전압검출수단(50)은 상기 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT)이 상기 송풍기모터(10) 정격전압의 2배전원(과전압)인지 또는 이상전압인지를 검출하도록 인가전압에 따라 도통 또는 비도통되는 제너다이오드(ZD3)와, 상기 제너다이도드(ZD3)의 보호저항(R12)으로 구성되어 있다.
또한, 보호수단(60)은 상기 온도감지수단(40)으로부터 출력되는 온도감지신호를 입력받음과 동시에 상기 과전압검출수단(50)으로부터 출력되는 과전압검출신호를 받아서 상기 송풍기모터(10)를 보호하도록 상기 구동수단(20)의 전계효과 트랜지스터(FET)의 구동을 제어하는 것으로써, 이 보호수단(60)은 상기 온도감지수단(40)에 의해 감지된 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 설정온도이상의 발열상태 또는 상기 과전압검출수단(50)에 의해 검출된 상기 송풍기모터(10) 정격전압의 2배 전원인가시에 저항(R4)을 통해 입력되는 베이스전압에 따라 턴온되는 트랜지스터(TR2)와, 상기 트랜지스터(TR2)의 턴온신호를 저항(R5, R9)을 통해 베이스단자에 입력받아 턴온되도록 상기 트랜지스터(TR2)의 컬렉터단자에 저항(R5, R9)을 개재해서 베이스단자가 각각 접속된 트랜지스터(TR3, TR4)로 구성되어 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 송풍기 제어장치의 작용효과를 설명한다.
먼저, 조작자가 자동차의 시동을 켠다음, 풍량조절레버를 조절하여 원하는 송풍기의 토출풍량을 선택하면, 자동차용 배터리로부터 공급되는 전원전압(VBAT; 예를들면, 12V)이 제어앰프(15)의 앰프전원단(P5)에 인가되면서 상기 제어앰프(15)에서는 신호출력단(P7)을 통해 선택된 토출풍량에 해당하는 전압신호를 출력한다.
상기 제어앰프(15)의 신호출력단(P7)을 통해 출력되는 전압신호는 분압저항(R6, R7)을 통해 분압되어 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트단자에 인가됨으로써 상기 전계효과 트랜지스터(FET)가 턴온되어 송풍기모터(10)가 구동을 시작한다.
이때, 상기 송풍기모터(10)의 구동은 소정전압(약, 4.5V)이상으로 상승하면서 전계효과 트랜지스터(FET)의 드레인과 소오스간 전압이 떨어지게 되므로 이 전압신호는 상기 제어앰프(15)가 제어하는 필요한 신호로서 사용된다.
한편, 상기 배터리로부터 퓨즈(11)를 통해 공급되는 전원전압(VBAT)은 정전압수단(30)의 저항(R3)을 통해 전류성분이 제한됨과 동시에 평활용 캐패시터(C2)를 통해 리플성분이 필터링된다.
이때, 상기 저항(R3)을 통해 전류성분이 제한된 직류전압이 소정레벨이 항복전압이상인 경우에는 재너다이오드(ZD2)가 온되어 접지단으로 바이패스되고, 상기 저항(R3)을 통해 전류성분이 제한된 직류전압이 항복전압이하인 경우에는 제너다오드(ZD2)가 오프되면서 소정의 정전압을 온도감지수단(40)의 서미스터(41)와 기준온도설정저항(R11)에 출력한다.
따라서, 상기 정전압수단(30)에서 출력되는 정전압을 V, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 발열온도에 대한 서미스터(41)의 저항값을, Rt, 상기 전계효과를 트랜지스터(FET)가 보호온도설정치를 넘었는지를 판단하기 위한 기준온도에 대한 기준온도설정저항(R11)의 저항값을 Rf라 하고, 트랜지스터(TR2)의 베이스전압이 0.6V되는 점의 전압을 Vs라 하면, 온도변화에 대응하는 상기 트랜지스터(TR2)의 베이스전압은 아래의 (1)식에 도시한 공식에 의해 산출할 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 송풍기모터(10)의 구동시에 온도가 설정온도(보호온도설정치)이상으로 상승하면, 서미스터(41)의 저항값(Rt)이 감소하기 때문에 트랜지스터(TR2)의 베이스전압이 상승하여 상기 트랜지스터(TR2)가 턴온된다.
상기 트랜지스터(TR2)가 턴온되면, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터단자에 저항(R5, R9)을 개재해서 베이스단자가 접속된 트랜지스터(TR3, TR4 ; pnp형)가 턴온되어 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트단자에 전압이 인가되지 않게 되고, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)는 턴오프되어 송풍기모터(10)는 구동을 정지한다.
또한, 상기 배터리로부터 송풍기모터(10)에 인가되는 전원전압(VBAT)이 송풍기모터(10) 정격의 2배전원이거나 이상전압인 경우에는, 제너다이오드(ZD3)가 도통되어 상기 트랜지스터(TR2)의 베이스단자에 바이어스전압이 인가되기 때문에 트랜지스터(TR2)가 턴온되고, 상기 트랜지스터(TR2)가 턴온되면 트랜지스터(TR3, TR4)가 턴온되어 보호수단(60)이 동작하며 궤환전압검출단(P6)쪽으로는 보호저항(R12)과 제너다이오드(ZD3)에 의해 과전압을 차단하게 된다.
따라서, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트단에 전압이 인가되지 않게 되어 전계효과 트랜지스터(FET)가 턴오프됨으로써 2배전원이나 이상전압의 인가시에도 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 설정온도이상의 발열상태와 마찬가지로 송풍기모터(10)가 구동을 정지하게 된다.
상기와 같이, 설정온도이상의 발열상태 또는 2배전원의 인가에 따라 보호수단(60)이 동작하여 송풍기모터(10)가 정지되면, 조작자가 시동을 끝때까지 송풍기는 정지상태를 유지한다.
그러나, 조작자가 시동을 끈다음 다시 시동을 켜면, 온도상승이나 2배전원상태가 아닌 경우에는, 회로가 정상적으로 동작하게 되므로 재생이 가능하여 반영구적으로 사용할 수 있다.
한편, 조작자가 풍량조절레버를 자동(AUTO)으로 선택하면, 외기온도와 차내온도의 차를 연산하여 상기 제어앰프(15)의 신호출력단(P7)을 통해 출력되는 전압신호를 자동으로 제어함으로써 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 드레인과 소오스간에 걸리는 전압이 변화하여 송풍기모터(10)의 회전속도를 자동으로 제어하게 된다.
상기와 같이, 조작자가 선택한 운전모드(자동, 수동) 또는 풍량에 의한 송풍기모터(10)의 회전시에 전원전압(VBAT) 또는 부하가 변동되면, 상기 제어앰프(15)의 궤환전압검출단(P6)을 통해 피드백되는 전압에 따라 제어앰프(15)에서 신호출력단(P7)을 통해 출력되는 전압신호를 제어하여 송풍기모터(10)의 회전속도를 일정하게 조절하게 된다.
또한, 상기 송풍기(구체적으로는, 송풍기의 팬)에 이물질등이 끼어 송풍기가 강제로 정지되면서, 상기 배터리에 접속된 퓨즈(11)가 끊어지면서 송풍기모터(10)에 인가되는 전원을 차단하여 송풍기를 보호하게 된다.
상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 송풍기 제어장치에 의하면, 전계효과 트랜지스터(FET)를 이용하여 송풍기의 저속에서 최고속으로 속도제어시 갑작스런 토출풍량의 변화에 따른 조작자의 불쾌감을 제거할 수 있을뿐 아니라, 필링성을 높일 수 있으며, 고속전용 릴레이의 삭제에 따라 차량와이어수를 줄임으로써 제조공정이 간단할뿐만 아니라, 릴레이의 동작시에 발생하는 접점노이즈를 방지할 수 있으면서도 제조비를 절감할 수 있다는 효과가 있으며, 송풍기의 과부하시에는 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트단에 인가되는 전압을 차단하여 송풍기를 자동으로 정지시키므로써 송풍기를 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 재생이 가능하여 반영구적으로 사용할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
Claims (5)
- 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 토출풍량을 조절하는 송풍기모터와, 조작자가 선택한 풍량에 따라 상기 송풍기모터의 회전속도를 제어하도록 전압신호를 출력하는 제어앰프와, 상기 제어앰프로부터 출력되는 전압신호를 입력받아 상기 송풍기모터를 구동제어하는 구동수단과, 상기 송풍기모터의 과부하로 인해 발열하는 전계효과 트랜지스터(FET)의 온도감지에 필요한 소정의 정전압을 출력하는 정전압수단과, 상기 정전압수단으로부터 출력되는 정전압을 입력받아 상기 송풍기모터의 과부하로 인해 발열하는 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 온도를 감지하는 온도감지수단과, 상기 송풍기모터에 인가되는 전원전압이 과전압인지를 검출하는 과전압검출수단과, 상기 온도감지수단으로부터 출력되는 온도감지신호 및 상기 과전압검출수단으로부터 출력되는 과전압검출신호를 입력받아 상기 송풍기모터를 보호하도록 상기 구동수단을 제어하는 보호수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 송풍기 제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 제어앰프로부터 출력되는 전압신호를 분압하는 분압저항(R6, R7)과, 상기 분압저항(R6, R7)을 통해 분압된 신호를 입력받아 상기 송풍기모터를 구동제어하도록 턴온/턴오프되는 전계효과 트랜지스터(FET)와, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)를 보호하도록 상기 전계효과 트랜지스터(FET)에 병렬접수된 다이오드(D1)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 송풍기 제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 온도감지수단은 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 발열온도에 따라 저항값이 감소하는 서미스터와, 상기 전계효과 트랜지스터(FET)의 발열온도가 보호온도설정치를 넘지 않도록 기준저항값을 설정하는 기준온도설정저항(R11)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 송풍기 제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 과전압검출수단은 상기 송풍기모터에 인가되는 전압에 따라 도통 또는 비도통되는 제너다이오드(ZD3)와, 보호저항(R12)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 송풍기 제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 보호수단은 상기 온도감지수단으로부터 출력되는 온도감지신호 및 상기 과전압검출수단으로부터 출력되는 과전압검출신호를 입력받아 턴온되는 트랜지스터(TR2)와, 상기 트랜지스터(TR2)의 턴온시에 상기 송풍기모터를 보호하도록 턴온되는 트랜지스터(TR3, TR4)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 송풍기 제어장치.
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Publications (2)
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| KR (1) | KR0140721B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101243637B1 (ko) * | 2010-10-25 | 2013-03-14 | 이호일 | 차량용 블로워 모터 스위칭 장치 |
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1995
- 1995-01-14 KR KR1019950000581A patent/KR0140721B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101243637B1 (ko) * | 2010-10-25 | 2013-03-14 | 이호일 | 차량용 블로워 모터 스위칭 장치 |
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| KR960029730A (ko) | 1996-08-17 |
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