KR100415578B1 - 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로 - Google Patents

차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 정보 단말기의 지피에스(이하, GPS라 함) 안테나가 외부 영향으로 접지로 쇼트되는 경우에 발생되는 과전류를 자동적으로 감지하여 안테나측으로의 전원 공급라인을 자동적으로 차단시킬 수 있고, 또한, 선택에 따라 상기 전원 공급 라인을 스위칭시킬 수 있도록 하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 관한 것으로, 본 발명은 GPS 안테나(A1)의 저잡음증폭기(LNA)로부터의 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기(11)와, 각부에 전원을 공급하는 전원 공급부(19)를 포함하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 있어서, 상기 전원 공급부(19)에서 GPS 안테나(ANT1)의 저잡음증폭기(LNA)로의 전원공급라인에 설치하여, 상기 전원 공급부(19)에서 상기 GPS 안테나(ANT1)로 과전류 발생을 감지하여 상기 전원공급라인을 차단시키는 스위칭회로(31); 상기 스위칭회로(31)와 GPS 안테나(ANT1)사이의 전원공급라인에 코일(L1)을 접속하고, 이 코일(L1)에서 접지로 커패시터(C1)를 접속하여, 교류성분을 접지로 바이패스시키는 저역통과필터(32)를 포함함을 요지로 한다.

Description

차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로{CIRCUIT FOR DETECTING AND BLOCKING OVERCURRENT IN TELEMATIC SYSTEM}
본 발명은 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 관한 것으로, 특히 차량용 정보 단말기의 지피에스(이하, GPS라 함) 안테나가 외부 영향으로 접지로 쇼트되는 경우에 발생되는 과전류를 자동적으로 감지하여 안테나측으로의 전원 공급라인을 자동적으로 차단시킬 수 있고, 또한, 선택에 따라 상기 전원 공급 라인을 스위칭시킬 수 있도록 하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 장착되는 차량용 정보 단말기는 차량의 식별정보 및 위치 정보를 비롯하여 차량의 상태 정보를 중앙 관제 시스템에 전송하여, 사고 발생시에는 상태 정보를 이용하여 상기 중앙 관제 시스템에 구조를 요청하고, 도난 발생시에는 차량의 식별번호 및 위치정보를 이용하여 도난 당한 차량의 위치를 추적할 수 있으며, 그리고, 노트북 등의 휴대용 컴퓨터를 접속하는 경우에는 무선 인터넷망에 접속할 수 있도록 지원하는 기능을 수행한다.
이와 같은 기능을 수행하기 위한 차량용 정보 단말기(TLELMATIC SYSTEM)는 도 1에 도시되어 있으며, 도 1은 일반적인 차량용 정보 단말기의 전체 개략도로서, 도 1을 참조하면, GPS 안테나(ANT1)를 통해 GPS 위성으로부터 차량 자신의 위치정보를 비롯한 GPS 위성신호를 수신하기 위한 GPS 수신부(11)와, 차량의 각종 장치의 상태를 감지하기 위한 센싱부(12)와, 사용자에 의한 데이터를 입력하기 위한 데이터 입력부(13)와, 센싱정보, 자기식별정보 및 위치정보를 저장 및 갱신시키고, 데이터 입력에 따른 처리를 제어하며, 차량의 식별정보 및 위치 정보를 비롯하여 차량의 상태 정보를 휴대통신망을 통한 송신을 제어하는등 각종 동작을 제어하는 마이크로 제어 유니트(14)와, 상기 마이크로 제어 유니트(14)의 제어에 따라 통신용 안테나(ANT2)를 통해 중앙 관제 시스템과 통신을 수행하기 위한 CDMA 모뎀(15)과, 동작에 필요한 화면을 출력하는 디스플레이부(16)와, 설정된 정보를 음성으로 출력하기 위한 음성처리부(17)와, PC를 접속하기 위한 RS-232C 인터페이스부(18)를 포함하고 있다.
또한, 상기 차량용 정보 단말기는 전원공급부(19)를 포함하고 있는데, 이 전원공급부(19)는 차량의 배터리(B1)로부터 대략 12V의 전압을 공급받아 장치의 각 부에 필요한 동작전압(V1)(2.5V,3.3V 및 5V)과 시스템 백업전압(VB1)(3.3V)을 공급한다.
도 2는 종래 GPS 안테나와 전원 공급부의 사용 개념도로서, 도 2를 참조하면, 종래의 차량용 정보 단말기에 포함된 GPS 수신부(11)는 GPS 안테나(ANT1)를 통해 GPS 위성으로부터 위치정보를 수신하는데, 이때, 상기 GPS 안테나(ANT1)는 GPS 위성으로부터 매우 약한 GPS 신호를 수신받기 위해, 안테나 내부에 저잡음증폭기(LNA)를 포함하고 있으며, 상기 GPS 신호를 항상 수신하기 위해서는 상기 저잡음증폭기(LNA)가 동작하여야 하므로, 이 저잡음증폭기(LNA)에 전원공급부(19)에서 전압을 공급한다.
그러나, 이러한 액티브 안테나인 GPS 안테나에 항시 전원을 공급하여야 하므로, 계속해서 일정 전류를 소비하는 문제가 있으며, 또한, 비나 눈 또는 습도에 의해서 안테나가 접지로 쇼트되는 경우가 있으며, 또는 인위적인 제거에 의해서 동작하지 않는 경우가 있으며, 이와 같이 안테나가 접지로 쇼트되는 경우에는 JSDNJS부에서 안테나측으로 과전류가 흐르게 되므로, 이 과전류에 의해서 내부회로가 손상을 받게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 차량용 정보 단말기의 GPS 안테나가 외부 영향으로 접지로 쇼트되는 경우에 발생되는 과전류를 자동적으로 감지하여 안테나측으로의 전원 공급라인을 자동적으로 차단시킬 수 있고, 또한, 선택에 따라 상기 전원 공급 라인을 스위칭시킬 수 있도록 하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 차량용 정보 단말기의 전체 개략도이다.
도 2는 종래 지피에스(GPS) 안테나와 전원 공급부의 사용 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 : GPS 수신기 19 : 전원 공급부
31 : 스위칭회로 32 : 저역통과필터
Q1 : 제1 트랜지스터 Q2 : 제2 트랜지스터
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 회로는 GPS 안테나의 저잡음증폭기로부터의 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기와, 각부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 있어서, 상기 전원 공급부에서 GPS 안테나의 저잡음증폭기로의 전원공급라인에 설치하여, 상기 전원 공급부에서 상기 GPS 안테나로 과전류 발생을 감지하여 상기 전원공급라인을 차단시키는 스위칭회로; 상기 스위칭회로와 GPS 안테나사이의 전원공급라인에 코일을 접속하고, 이 코일에서 접지로 커패시터를 접속하여, 교류성분을 접지로 바이패스시키는 저역통과필터를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로는 GPS 안테나(A1)의 저잡음증폭기(LNA)로부터의 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기(11)와, 각부에 전원을 공급하는 전원 공급부(19)를 포함하는 차량용 정보 단말기에 적용된다.
상기 과전류 인식 및 차단회로는 상기 전원 공급부(19)에서 GPS 안테나(ANT1)의 저잡음증폭기(LNA)로의 전원공급라인에 설치하여, 상기 전원 공급부(19)에서 상기 GPS 안테나(ANT1)로 과전류 발생을 감지하여 상기 전원공급라인을 차단시키는 스위칭회로(31)를 포함한다. 그리고, 상기 스위칭회로(31)와 GPS 안테나(ANT1)사이의 전원공급라인에 코일(L1)을 접속하고, 이 코일(L1)에서 접지로 커패시터(C1)를 접속하여, 교류성분을 접지로 바이패스시키는 저역통과필터(32)를 포함한다.
상기 스위칭회로(31)는 마이컴의 제어신호에 따라 온/오프 스위칭되도록 구성한다.
또한, 상기 스위칭회로(31)는 상기 전원공급부의 GPS 안테나 전압출력단에 에미터단을 접속하고, 이 에미타단에 제1 저항(R1)을 통해 베이스단을 접속하며, 이 베이스단에 제2 저항(R2)을 통해 컬렉터단을 접속하고, 또한, 상기 베이스단에 제3 저항(R3)을 통해 마이컴 제어신호단을 접속한 제1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 드레인단을 접속하고, 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 게이트단을 접속하여, 상기 저역통과필터(32)의 코일(L1)에 소오스단을 접속한 제2 트랜지스터(Q2)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
도 3을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 대한 동작을 설명하면, 먼저, 본 발명의 과전류 인식 및 차단회로의 스위칭회로(31)는 상기 전원 공급부(19)에서 GPS 안테나(ANT1)의 저잡음증폭기(LNA)로의 전원공급라인에 설치하여, 상기 전원 공급부(19)에서 상기 GPS 안테나(ANT1)로 과전류 발생을 감지하여 상기 전원공급라인을 차단시키는 기능을 수행하며, 또한, 마이컴의 제어신호에 따라 상기한 전원공급라인을 온/오프 스위칭시키는 기능을 수행하는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 전원공급부(19)에서 GPS 안테나(ANT1)측으로 전류가 공급되는데, 이 전휴는 스위칭회로(31)의 제1 저항(R1)과 제2 트랜지스터(Q2) 및 저역통과필터(32)의 코일(L1)을 통해서 공급된다.
이때, 상기 스위칭회로(31)의 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스-에미터 전압(Vbe)을 0.7V라 가정 한다면, 즉, 에미터(Emmiter) 전압이 베이스(Base) 전압보다 0.7V 높게 형성된다면 제1 트랜지스터(Q1)가 온(ON)되어 제2 트랜지스터(Q2)의 게이트(Gate)의 전압을 하이(High) 상태로 변화되어 상기 제2 트랜지스터(Q2)를 오프(OFF)시킨다.
한편, 정상동작 되고 있는 GPS 안테나(ANT1)는 앞에서도 언급되었듯이 전류의 량이 극히 적다. 따라서 제1 저항(R1)의 양단에서 발생하는 전압강하 역시 미세하다. 그러나 GPS 안테나(ANT1)가 외부의 영향(누전, 뇌우에 따른 손상)에 의해 접지(GND)로 쇼트(Short) 되는 경우에는, 상기 전원공급부(19)에서 GPS 안테나)(ANT1)쪽으로 정상 동작시 보다 많은 량의 전류가 흐르게 되고, 이에 따라내부회로에 치명적인 손상을 미칠 수 있으나, 이러한 과전류는 본 발명의 스위치외로(31)에 의해서 차단되어 회로를 보호할 수 있다.
간단한 예를 들면, 제1 저항(R1)이 10 Ω이고, 흐르는 전류(I)가 70mA일 경우에는, 내부에서 발생된 과전류가 제1 저항(R1)을 통과하면서 전압강하가 발생되어 상기 제1 저항(R1)의 양단, 즉 ①단은 3.3V로 유지되고 ②단에서는 상기 ①에 비해 -0.7V의 전압차가 발생되므로, 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터단이 베이스단 보다 0.7V 가 높게 되고, 이에 따라 제1 트랜지스터(Q1)가 온(ON)되면서 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터(collector)단이 하이(3.3V) 상태로 된다.
이는 곧 제2 트랜지스터(Q2)의 게이트(Gate)에 하이(High)신호를 주게 되어 상기 MOSFET P타입인 제2 트랜지스터(Q2)가 오프(OFF)로 되고, 이에 따라 더 이상의 과전류는 발생되지 않아 회로내부를 과전류로 인한 손상으로부터 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 과전류 인식 및 차단회로의 스위칭회로(31)는 마이컴의 제어신호가 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 공급되어, 이 마이컴의 제어신호에 의해서 제1 트랜지스터(Q1)가 스위칭 동작하는데, 예를 들어,
상기 마이컴의 제어신호가 하이레벨일 경우에는 제1 트랜지스터(Q1)가 오프되고, 제2 트랜지스터(Q2)는 온상태를 유지하게 되고, 반대로, 상기 마이컴의 제어신호가로우레벨일 경우에는 제1 트랜지스터(Q1)가 온되고, 제2 트랜지스터(Q2)는 오프상태로 된다.
이에 따라 제2 트랜지스터(Q2)가 연속 스위칭동작을 수행하므로, 상기 마이컴의 제어신호로 상기 스위칭회로(31)를 제어할 수도 있게 되어, 전원이 공급되는 시스템 동작중에도 본 발명의 스위칭회로(31)를 제어하여 전원을 강제로 차단시킨후에 GPS 안테나를 교체 등과 같이 안테나를 일시 제거할 수 있게 된다.
다른 한편, 저역통과필터(32)는 상기 스위칭회로(31)와 GPS 안테나(ANT1)사이의 전원공급라인에 코일(L1)을 접속하고, 이 코일(L1)에서 접지로 커패시터(C1)를 접속하여, 교류성분을 접지로 바이패스시킴으로서, 전원과 신호를 분리하여 전원을 안정화시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명은 차량용 정보 단말기뿐만 아니라, GPS 수신기 등과 같이, 저궤도 위성 송수신 단말기 또는 GPS 시스템을 사용하는 장치나 시스템에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 차량용 정보 단말기의 지피에스(이하, GPS라 함) 안테나가 외부 영향으로 접지로 쇼트되는 경우에 발생되는 과전류를 자동적으로 감지하여 안테나측으로의 전원 공급라인을 자동적으로 차단시킬 수 있고, 또한, 선택에 따라 상기 전원 공급 라인을 스위칭시킬 수 있도록 함으로서, 누전이나 뇌우 등과 같은 외부 영향에 의한 과전류로부터 내부 회로를 보호할 수 있도록 하는 특별한 효과가 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (3)

  1. GPS 안테나(A1)의 저잡음증폭기(LNA)로부터의 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기(11)와, 각부에 전원을 공급하는 전원 공급부(19)를 포함하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로에 있어서,
    상기 전원 공급부(19)에서 GPS 안테나(ANT1)의 저잡음증폭기(LNA)로의 전원공급라인에 설치하여, 상기 전원 공급부(19)에서 상기 GPS 안테나(ANT1)로 과전류 발생을 감지하여 상기 전원공급라인을 차단시키는 스위칭회로(31);
    상기 스위칭회로(31)와 GPS 안테나(ANT1)사이의 전원공급라인에 코일(L1)을 접속하고, 이 코일(L1)에서 접지로 커패시터(C1)를 접속하여, 교류성분을 접지로 바이패스시키는 저역통과필터(32)를 포함함을 특징으로 하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭회로(31)는
    마이컴의 제어신호에 따라 온/오프 스위칭되도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭회로(31)는
    상기 전원공급부의 GPS 안테나 전압출력단에 에미터단을 접속하고, 이 에미타단에 제1 저항(R1)을 통해 베이스단을 접속하며, 이 베이스단에 제2 저항(R2)을 통해 컬렉터단을 접속하고, 또한, 상기 베이스단에 제3 저항(R3)을 통해 마이컴 제어신호단을 접속한 PNP타입의 제1 트랜지스터(Q1); 및
    상기 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 드레인단을 접속하고, 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 게이트단을 접속하여, 상기 저역통과필터(32)의 코일(L1)에 소오스단을 접속한 MOSFET의 제2 트랜지스터(Q2)를 포함함을 특징으로 하는 차량용 정보 단말기의 과전류 인식 및 차단회로.
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