KR0168097B1 - 차량용 배터리 보호회로 - Google Patents

차량용 배터리 보호회로 Download PDF

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Abstract

운전자의 부주의로 부하장치에 의해 배터리의 전원이 소모되더라도 배터리 출력전압이 항상 시동이 가능한 레벨로 유지되도록 하기 위하여,
차량의 엔진이 켜진 상태에서는 외부에서 충전전류가 공급되며 회로의 전원 공급원으로 동작하는 배터리(BT)와 ; 상기 배터리(BT)로부터 전원이 공급되며 사용자에 의해 차량의 키가 탈거되었는지를 감지하기 위한 키위치 감지수단(SW1)과 ; 인가되는 전원에 의해 동작하는 등화장치를 포함한 부하장치(TL, HL)와 ; 상기 배터리(BT)로부터 상기 부하장치(TL, HL)에 공급되는 전원의 온상태와 오프상태를 제어하는 릴레이 수단(RY2, RY3)과 ; 사용자에 의해 상기 부하장치(TL, HL)를 온상태로 할지 오프상태로 할지가 결정되는 부하장치 스위칭 수단(SW2)과 ; 상기 배터리(BT)로부터 부하장치(TL, HL)에 공급되는 전압을 감지하여 상기 전압이 시동가능 전압에 이르게 되면 구동신호를 출력시키는 저전압 감지부(3)와 ; 상기 저전압 감지부(3)에서 입력되는 구동신호에 의해 출력단을 도통시키는 스위칭 수단(Q)과 ; 저전압 감지부(3)에 의해 배터리(BT)로부터 부하장치(TL, HL)에 인가되는 전압이 시동가능 최소전압으로 감지되어 상기 스위칭 수단(Q)의 출력단이 도통되고 상기 키위치 감지수단(SW1)에 의해 차량의 키가 탈거되었음이 감지되면 배터리(BT)에 의해 부하장치(TL, HL)에 공급되는 전원을 차단시키는 릴레이 수단(RY1)으로 구성되어짐을 동작상의 특징으로 하는 차량용 배터리 보호회로에 관한 것.

Description

차량용 배터리 보호회로
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 구성도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 각부 동작 파형도이고,
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 동작 순서도이다.
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 제1도의 트랜지스터(Q) 베이스단의 출력 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
RY1∼RY3 : 제1∼제3릴레이 SW1 : 키 스위치
SW2 : 라이트 스위치 BT : 배터리
F1∼F3 : 퓨즈 Q : 트랜지스터
3 : 저전압 감지부 TL : 테일 램프
HL : 헤드 램프
이 발명은 차량용 배터리 보호회로에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 차량의 엔진이 꺼지거나 기타의 이유에 의해 배터리에 충전전류가 공급되지 않은 상태에서 운전자의 실수로 배터리의 출력전압이 등화장치와 같은 부하장치에 인가될 때 상기 배터리 출력전압이 제어부에 의해 감시되다가 시동가능 최소전압에 이르면 배터리의 출력단과 상기 부하장치가 차단되도록 제어함으로써 배터리의 급격한 방전을 방지하여 출력전압이 항상 시동가능한 상태로 유지되도록 하기 위한 차량용 배터리 보호회로에 관한 것이다.
통상, 차량의 엔진이 꺼진 후에 헤드 램프나 테일 램프등과 같은 부하장치의 전원이 꺼지지 않아서 자동차의 배터리가 과방전되어 시동이 걸리지 않기 때문에 곤란한 처지에 직면하는 경우가 종종 발견된다. 특히, 아침무렵과 같이 램프의 점등상태에 대한 식별이 용이하지 않기 때문에 혹은 운전자의 부주의에 의해 엔진의 시동이 꺼진 후에 부하장치의 전원이 꺼지지 않을 수 있다.
상기와 같은 경우에는 차량의 엔진이 꺼진 상태이므로 배터리에 충전전류가 공급되지 않는다. 따라서, 장시간 방치될 경우에는 배터리의 전압은 헤드 램프나 테일 램프등과 같은 부하장치에 의해 급격히 소모되고 상기 배터리의 출력전압이 너무 떨어져서 결국에는 차량의 시동이 걸리지 않게 된다.
그러므로, 이 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로 자동차의 키가 오프되어 엔진이 꺼진 후에 헤드 램프나 테일 램프등과 같은 부하장치에 인가되는 배터리의 출력전압이 감시되도록 하여 배터리의 출력전압이 시동가능 최소전압에 이르게 되면 배터리의 출력단과 상기 램프를 포함한 부하가 차단되도록 하여 배터리의 출력전압이 항상 시동가능한 레벨을 유지하도록 하는 차량용 배터리 보호회로를 제공하고자 하는데 있다.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은,
차량의 엔진이 켜진 상태에서는 외부에서 충전전류가 공급되며 회로의 전원 공급원으로 동작하는 배터리와 ;
상기 배터리로부터 전원이 공급되며 사용자에 의해 차량의 키가 탈거되었는지를 감지하기 위한 키위치 감지수단과 ;
인가되는 전원에 의해 동작하는 등화장치를 포함한 부하장치와 ;
사용자에 의해 상기 부하장치를 온상태로 할지 오프상태로 할지가 결정되는 부하장치 스위칭 수단과 ;
상기 부하장치 스위칭 수단이 온상태이면 상기 부하장치에 배터리의 출력전압을 공급하는 릴레이 수단과 ;
상기 배터리로부터 부하장치에 공급되는 전압을 감지하여 상기 전압이 시동가능 전압에 이르게 되면 구동신호를 출력시키는 저전압 감지부와 ;
상기 저전압 감지부에서 입력되는 구동신호에 의해 출력단을 도통시키는 스위칭 수단과 ;
저전압 감지부에 의해 배터리로부터 부하장치에 인가되는 전압이 시동가능 최소전압으로 감지되어 상기 스위칭 수단의 출력단이 도통되고 상기 키위치 감지수단에 의해 차량의 키가 탈거되었음이 감지되면 배터리에 의해 부하장치에 공급되는 전원을 차단시키는 릴레이 수단으로 이루어진다.
상기 구성에 의하여, 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 구성도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로는, 배터리(BT)에 연결된 퓨즈(F1)와 ; 상기 퓨즈(F1)와 입력단이 연결되고 키 탈거단(1)이 제1릴레이(RY1)의 코일(L1)과 연결되는 키 스위치(SW1)와 ; 코일(L1)이 양단은 상기 키 스위치(SW1)의 키 탈거단(1)과 트랜지스터(Q)의 컬렉트단에 연결되고 스위치(S1)의 양단은 퓨즈(F1)와 퓨즈(F2, F3)에 연결되는 제1릴레이(RY1)와 ; 코일(L2)의 양단은 상기 퓨즈(F2)와 라이트 스위치(SW2)의 테일단(TAIL)에 연결되고 스위치(S2)의 양단은 퓨즈(F2)와 테일 램프(TL)에 연결되는 제2릴레이(RY2)와 ; 코일(L3)의 양단은 상기 퓨즈(F3)와 라이트 스위치(SW2)의 헤드단(HEAD)에 연결되고 스위치(S3)의 양단은 퓨즈(F3)와 헤드 램프(HL)에 연결되는 제3릴레이(HL)와 ; 상기 제2릴레이(RY2)의 코일(L2)의 일단은 테일단(TAIL)에 연결되고 제3릴레이(RY3)의 코일(L3)의 일단은 헤드단(HEAD)에 연결되며 어스단(EARTH)은 접지되어 오프단이 눌러지면 상기 테일단(TAIL)과 헤드단(HEAD)이 어스단(EARTH)과 연결되지 않게 하고 1단이 눌러지면 상기 테일단(TAIL)이 어스단(EARTH)에 연결되게 하며 2단이 눌러지면 상기 테일단(TAIL)과 헤드단(HEAD)이 어스단(EARTH)에 눌러지도록 구성한 라이트 스위치(SW2)와 ; 상기 퓨즈(F1)의 출력단과 테일 램프(TL) 및 헤드 램프(HL)의 전단이 입력단에 연결되고 트랜지스터(Q)의 베이스단에 출력단이 연결되는 저전압 감지부(3)와 ; 상기 저전압 감지부(3)의 출력단은 베이스단에 연결되고 컬렉터단은 제1릴레이(RY1)의 코일(L1)에 연결되며 에미터단은 접지되는 트랜지스터(Q)로 이루어진다.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 각부 동작 파형도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 동작 순서도이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 제1도의 트랜지스터(Q) 베이스단의 출력 특성도이다.
상기 제1도∼제4도의 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 작용은 다음과 같다.
먼저, 차량의 키 스위치(SW1)에서 키가 키 꽂음단(2)에 연결되면 엔진이 구동되어 배터리(BT)에 충전전류가 흐른다. 그리고, 상기 배터리(BT)의 출력전압은 퓨즈(F1)를 거쳐 제1릴레이(RY1)에 인가되며, 키 스위치(SW1)에 의해 전류가 공급되지 않기 때문에 제1릴레이(RY1)의 스위치(S1)는 온상태가 된다.
상기 제1릴레이(RY1)의 스위치(S1)가 온상태가 되면, 퓨즈(F1)를 거친 전압은 제1릴레이(RY1)와 각각의 퓨즈(F2, F3)를 거쳐 제2 및 제3릴레이(RY2, RY3)에 인가된다. 상기 제2 및 제3릴레이(RY2, RY3)의 각 코일(L2, L3)에는 라이트 스위치(SW2)의 테일단(TAIL)과 헤드단(HEAD)이 연결되어 있다.
상기에서 사용자에 의해 오프단이 눌러지면 테일단(TAIL)과 헤드단(HEAD)이 어스단(EARTH)에 연결되지 않아서 통전하지 않아서 부하장치에 전류가 공급되지 않고, 1단이 눌러지면 테일단(TAIL)과 어스단(EARTH)이 연결되어 제2릴레이(RY2)에 전류가 공급되어 테일 램프(TL)가 켜지며, 2단이 눌러지면 테일단(TAIL)과 헤드단(HEAD)이 어스단(EARTH)과 연결되어 제2릴레이(RY2)와 제3릴레이(RY3)에 전류가 흘러 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)가 켜진다.
따라서, 상기 키 스위치(SW1)가 키 꽂음단(2)에 연결된 상태에서는 상기 라이트 스위치(SW2)의 온오프 동작에 의해 제2릴레이(RY2)와 제3릴레이(RY3)의 통전이 제어되고 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)의 켜짐과 꺼짐도 제어된다.
상기 차량의 키가 키 스위치(SW1)의 키 꽂음단(2)에 연결된후 엔진의 시동이 걸리게 되면, 배터리(BT)는 충전전류에 의해 충전되므로 테일 램프(TL)나 헤드 램프(HL)와 같은 부하장치에 의해 전원이 소비되더라도 배터리(BT)의 출력전압은 강하하지 않는다.
제2도의 (a)는 키 스위치(SW1)의 동작 파형도로서 키가 키꽂음단(2)에 연결되면 오프상태가 되고, 키가 키 탈거단(1)에 연결되면 온상태가 된다. 제2도의 (b)는 라이트 스위치(SW2)의 동작 파형도로서 오프단이 눌러지면 오프상태가 되고, 1단이나 2단이 눌러지면 온상태가 된다.
제2도의 (c)는 트랜지스터(Q)의 동작 파형도이며 저전압 감지부(3)에서 배터리(BT)의 출력전압이 시동가능 최소전압으로 감지되면 트랜지스터(Q)의 컬렉터단과 에미터단이 온상태가 되고, 상기 저전압 감지부(3)에서 트랜지스터(Q)를 오프시킬 전압이 감지되면 트랜지스터(Q)의 컬렉터단과 에미터단이 오프상태로 된다.
제2도의 (d)는 제1릴레이(RY1)의 스위치(S1) 상태를 도시한 파형도로서 트랜지스터(Q)가 온상태가 되고 키 스위치(SW1)가 키 탈거단(1)에 연결되면 코일(L1)에 배터리(BT)의 전류가 공급되어 스위치(S1)가 오프상태로 되며, 트랜지스터(Q)가 오프상태로 되거나 키 스위치(SW1)가 키 꽂음단(2)에 연결되면 코일(L1)에 전류가 공급되지 않아 스위치(S1)가 온상태가 된다.
제2도의 (e)는 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)의 동작 파형도로서 제2릴레이(RY2)와 제3릴레이(RY3)의 각 코일(L2, L3)에 전류가 공급되어 스위치(S2, S3)가 온상태가 되면 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)가 온상태가 되고, 제2릴레이(RY2)와 제3릴레이(RY3)의 각 코일(L2, L3)에 전류가 공급되지 않으면 스위치(S2, S3)가 오프상태로 되어 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)가 오프상태로 된다.
다음으로, 차량의 키가 키 스위치(SW1)의 키 탈거단(1)에 연결되는 경우에 대해 설명한다. 차량의 키가 키 스위치(SW1)의 키 탈거단(1)에 연결되는 경우에 있어서도 배터리(BT)의 출력전압이 시동가능 최소전압에 이르기 전에는 라이트 스위치(SW2)의 온오프 동작에 의해 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)의 온상태와 오프상태가 제어된다.
차량의 키가 키 스위치(SW1)의 키 탈거단(1)에 연결되면, 차량의 시동이 걸리지 않아서 배터리(BT)에 충전전류가 공급되지 않는다. 따라서, 라이트 스위치(SW2)의 1단이나 2단을 눌러서 테일 램프(TL)나 헤드 램프(HL)에 의해 배터리(BT)의 전원이 소모되면, 배터리(BT)의 출력전압은 점차 떨어진다.
상기 배터리(BT)의 출력전압은 저전압 감지부(3)에서 감지되는데, 상기 저전압 감지부(3)의 입력단은 퓨즈(F1)의 일단과 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)의 전단과 연결된다. 저전압 감지부(3)에는 트랜지스터(Q)를 온시킬 전압(V1)과 오프시킬 전압(V2)이 설정되어 있다.
상기에서 트랜지스터(Q)를 온시킬 전압(V1)과 오프시킬 전압(V2)을 서로 다르게 설정한 것은 어느 일정한 전압에서 트랜지스터(Q)의 온상태와 오프상태가 빈번하게 반복되는 것을 피하기 위해 지연시간을 부여한 것이다.
상기 트랜지스터(Q)를 온시킬 전압(V1)은 시동가능 최소전압으로서, 예를 들면 12볼트계에서는 11.3 볼트가 되고 24볼트계에서는 22.6 볼트가 될 수 있다. 따라서, 배터리(BT)의 출력전압이 트랜지스터(Q)를 온시킬 시동가능 최소전압(V1)에 이르면 상기 저전압 감지부(3)는 트랜지스터(Q)를 온시킬 레벨의 전류를 트랜지스터(Q)의 베이스단에 공급한다.
상기 트랜지스터(Q)의 베이스단에 공급되는 전류에 의해 컬렉터단과 에미터단이 도통하면, 배터리(BT)의 전압은 퓨즈(F1)를 거쳐 키 스위치(SW1)에 인가되어 제1릴레이(RY1)의 코일(L1)에 전류가 흐르게 되며, 스위치(S1)가 오프상태로 되어 배터리(BT)의 전압이 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)에 공급되지 않는다.
참고로, 상기 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL) 대신에 배터리(BT)의 전원에 의해 동작가능한 부하장치가 연결될 수 있으며, 상기 배터리(BT)의 전원이 허용하는 범위내에서 일 이상의 부하장치가 확장하여 부가될 수 있다. 이때 일이상의 부하장치가 테일 램프(TL)와 헤드 램프(HL)에 병렬로 부가된다면, 각각의 부하장치와 동일한 갯수의 릴레이 수단이 필요하며 각각의 부하장치를 스위칭하기 위한 스위칭장치가 부가되어야 한다.
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리 보호회로의 동작 순서도이다. 상기에서 VBT는 저전압 감지부(3)에 입력되는 배터리(BT)의 출력전압이며 설정치는 시동가능 최소전압이다.
또한, 비상시 및 주행시에 테일 램프(TL)나 헤드 램프(HL)를 이용하고자 할 경우에는, 차량의 키를 키 스위치(SW1)의 키 꽂음단(1)에 연결하면 제1릴레이(RY1)의 스위치(S1)가 온상태로 되고, 사용자에 의해 라이트 스위치(SW2)의 1단이나 2단이 눌려지면 테일 램프(TL)나 헤드 램프(HL)가 동작된다.
그리고, 불필요한 동작을 방지하기 위해서 라이트 스위치(SW2)의 오프단이 눌려지면, 상기 제2릴레이(RY2)와 제3릴레이(RY3)의 스위치(S2, S3)가 오프상태로 되어 저전압 감지부(3)에 전원이 입력되지 않고, 트랜지스터(Q)의 컬렉터단과 에미터단이 오프상태로 되어 배터리(BT)의 전원이 소모되지 않는다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 운전자의 부주의나 기타의 이유에 의해 차량의 시동이 꺼진 상태에서 테일 램프나 헤드 램프와 같은 부하장치가 켜져서 배터리의 전원이 급격히 방전되고, 나중에 차량 엔진의 시동이 걸리지 않는 사태를 방지하는 효과를 가진 차량용 배터리 보호회로를 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 차량의 엔진이 켜진 상태에서는 외부에서 충전전류가 공급되며 회로의 전원 공급원으로 동작하는 배터리(BT)와 ; 상기 배터리(BT)로부터 전원이 공급되며 사용자에 의해 차량의 키가 탈거되었는지를 감지하기 위한 키위치 감지수단(SW1)과 ; 인가되는 전원에 의해 동작하는 등화장치를 포함한 부하장치(TL, HL)와 ; 상기 배터리(BT)로부터 부하장치(TL, HL)에 공급되는 전압을 감지하여 상기 전압이 시동가능 전압에 이르게 되면 구동신호를 출력시키는 저전압 감지부(3)와 ; 상기 저전압 감지부(3)에서 입력되는 구동신호에 의해 출력단을 도통시키는 스위칭 수단(Q)과 ; 상기 저전압 감지부(3)에 의해 배터리(BT)로부터 부하장치(TL, HL)에 인가되는 전압이 시동가능 최소전압으로 감지되어 상기 스위칭 수단(Q)의 출력단이 도통되고 상기 키위치 감지수단(SW1)에 의해 차량의 키가 탈거되었음이 감지되면 배터리(BT)에 의해 부하장치(TL, HL)에 공급되는 전원을 차단시키는 릴레이 수단(RY1)으로 구성되어짐을 특징으로 하는 차량용 배터리 보호회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 배터리(BT)와 릴레이 수단(RY1)에는 회로에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 퓨즈(F1∼F3)가 부가됨을 특징으로 하는 차량용 배터리 보호회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 부하장치(TL, HL)는 일이상의 갯수로 확장될 수 있으며, 확장될 경우에는 부하장치에 인가되는 배터리(BT) 출력전압의 온오프 상태를 제어할 부하장치와 동일한 갯수의 릴레이 수단과 스위칭 수단이 부가됨을 특징으로 하는 차량용 배터리 보호회로.
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