KR100445860B1 - 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 차량에서 사용되는 주배터리와 별도로 보조 배터리를 장착하여 주배터리가 충전완료되면 자동적으로 보조배터리가 충전되도록 하여 배터리 사용 용량을 증대시킬수 있으며 이로인해 차량에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할수 있는 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치에 관한 것이다.
본 발명은 자동차에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할수 있도록 주배터리와 별도로 보조배터리를 장착하여 사용할수 있으며, 주배터리가 충전완료되면 자동적으로 보조배터리가 충전되도록 하여 배터리 사용 용량을 증대시킬수 있고, 주배터리의 충전전압이 일정전압 이하로 떨어진 경우에는 보조배터리를 이용하여 차량 시동을 걸수 있으며, 특히, 감시카메라와 같이 차량에 별도의 부품이 장착되어 사용될 경우 이를 작동시키기 위한 전원은 보조배터리를 통해 공급토록 하여 차량이 이동중이거나 정지간에도 감시카메라가 정상적으로 동작될수 있도록 함에 있다.
또한, 주배터리가 시동전압(대략 11.5V)을 유지할수 없을 경우에도 간단한 스위치 조작으로 보조배터리를 이용할수 있는 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 보조배터리의 출력전압이 일정전압 이하로 떨어질 경우에는 자동적으로 부하를 차단시켜 배터리를 보호할수 있는 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 제너레이트로 부터 발생되는 전기에너지를 공급받아 차량에 필요한 전원을 공급하도록 주배터리가 구비된 차량에 있어서, 상기 제너레이트를 통해 전기에너지를 공급받도록 주배터리(10)와 병렬 연결 되어 보조 배터리 충전용 릴레이(20)의 스위칭 동작에 따라 상기 제너레이타로 부터 공급되는 전기에너지를 충전할수 있는 보조배터리(30)와, 상기 보조 배터리 충전용 릴레이(20)의 스위칭 동작을 제어하는 릴레이 구동 제어부(40)와, 상기 보조배터리(30)의 출력전압을 검출하여 부하로 출력되는 전기에너지를 공급/차단시키는 보조배터리 전압검출부(50)로 이루어져 있으며, 보조배터리의 전기에너지를 주배터리로 공급하기 위한 시동용 스위치(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 릴레이 구동제어부(40)는 스위칭 소자인 트랜지스터(TR1)의 스위칭 전압을 결정토록 베이스단에 저항(R1)과 제너다이오드(Z)와 가변저항(VR2)와 저항(R3)가 회로구성되어 있고 상기 트랜지스터(TR2)의 "턴온"시 스위칭 동작을 하는 트랜지스터(TR2)와 상기 트랜지스터(TR2)의 "턴온"시 주배터리(10)의 분배전압이 베이스단에 인가되어 "턴온" 동작되는 트랜지스터(TR3)와 상기 트랜지스터(TR3)의 스위칭 "온"시 주배터리(10)의 전원전압으로 릴레이스위치(20)를 스위칭 동작시키는 릴레이 구동코일(41)로 구성되어 있다.

Description

보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치 {A power supply apparatus of cars with auxiliary battery}
본 발명은 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 차량에서 사용되는 주배터리와 별도로 보조 배터리를 장착하여 주배터리가 충전완료되면 자동적으로 보조배터리가 충전되도록 하여 배터리 사용 용량을 증대시킬수 있으며 이로인해 차량에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할수 있는 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 시동시에는 배터리 전압을 이용하게 되고 자동차의 실내 램프등이나 계기류, 에어컨장치과 같은 전기장치에 전원을 공급하기 위해 배터리와 발전기가 장착되어 있다.
즉, 자동차의 배터리는 시동을 걸 때 스타터 모터를 회전시켜 엔진을 구동하게 되면 엔진에 팬 밸트로 접속되어 있는 교류발전기가 발전하여 배터리를 충전시키도록 되어 있으나 그 충전하여 사용할수 있는 용량에는 한계가 있어 사용자의 부주의로 인해 때때로 배터리가 방전되어 차량 시동을 걸수 없는 경우가 발생하곤 하였고, 또한 자동차용 배터리는 지속적으로 충/방전을 하여 사용하게 되는데 오랜시간 충/방전을 하게 되면 배터리의 용량과 수명이 단축되어 배터리로서의 기능을 발휘할수 없는 경우도 발생하게 된다.
이를 방지하기 위해 배터리의 용량을 확인할 수 있는 방법을 차량의 본넷을 열어 배터리의 전압을 전압계를 통해 측정해야 하나 실제로 이를 이행하기에는 번거러운 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서 자동차에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할수 있도록 주배터리와 별도로 보조배터리를 장착하여 사용할수 있으며, 주배터리가 충전완료되면 자동적으로 보조배터리가 충전되도록 하여 배터리 사용 용량을 증대시킬수 있고, 주배터리의 충전전압이 일정전압 이하로 떨어진 경우에는 보조배터리를 이용하여 차량 시동을 걸수 있으며, 특히, 감시카메라와 같이 차량에 별도의 부품이 장착되어 사용될 경우 이를 작동시키기 위한 전원은 보조배터리를 통해 공급토록 하여 차량이 이동중이거나 정지간에도 감시카메라가 정상적으로 동작될수 있도록 함에 있다.
또한, 주배터리가 시동전압(대략 11.5V)을 유지할수 없을 경우에도 간단한 스위치 조작으로 보조배터리를 이용할수 있는 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 보조배터리의 출력전압이 일정전압 이하로 떨어질 경우에는 자동적으로 부하를 차단시켜 배터리를 보호할수 있는 장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치의 회로도
도 2는 차량에 장착된 일반적인 배터리 전원공급장치의 개략적인 회로구성도.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 주배터리 20 : 보조 배터리 충전용 릴레이
30 : 보조배터리 40 : 릴레이 구동 제어부
41 : 릴레이스위치 구동코일 50 : 보조배터리 전압검출부
51 : 릴레이스위치 52 : 릴레이코일
60 : 시동용 스위치
이하, 본 발명의 보조배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치의 회로도로서, 상기 도면에 도시된 바와같이 차량의 제너레이트(G)로 부터 발생되는 전기에너지를 공급받아 차량에 필요한 전원을 공급하도록 주배터리(10)가 구비되어 있으며, 상기 주배터리(10)와 병렬 연결 되어 보조 배터리 충전용 릴레이(20)의 스위칭 동작에 따라 상기 제너레이타로 부터 공급되는 전기에너지를 충전할수 있는 보조배터리(30)가 구비되어 있다.
또한, 주배터리(10)의 충전전압이 일정전압(13.5V) 이상일 경우 상기 보조배터리 충전용 릴레이(20)의 스위칭 동작을 제어하는 릴레이 구동 제어부(40)가 구성되며, 릴레이 구동제어부(40)는 스위칭 소자인 트랜지스터(TR1)의 스위칭 전압을 결정토록 베이스단에 저항(R1)과 제너다이오드(Z)와 가변저항(VR2)와 저항(R3)가 회로구성되어 있고 상기 트랜지스터(TR1)의 "턴온"시 스위칭 동작을 하는 트랜지스터(TR2)와 상기 트랜지스터(TR2)의 "턴온"시 주배터리(10)의 분배전압이 베이스단에 인가되어 "턴온" 동작되는 트랜지스터(TR3)와 상기 트랜지스터(TR3)의 스위칭 "온"시 주배터리(10)의 전원전압으로 보조 배터리 충전용 릴레이스위치(20)를 동작시키는 릴레이스위치 구동코일(41)이 구성되어 있다.
즉, 주배터리(10)전압이 일정전압(13.5V) 이상일 경우 릴레이스위치 구동코일(41)의 동작으로 릴레이스위치(20)가 스위칭 "온"되도록 되어 있어 제너레이트에서 발생되는 전기에너지가 보조배터리(30)로 공급되어 충전되도록 되어 있다.
한편, 상기 보조배터리(30)의 출력전압을 검출하여 부하(예를들면, 감시카메라)로 출력되는 전기에너지를 공급/차단시키는 보조배터리 전압검출부(50)가 구성되어 있는데, 보조배터리는 전압검출부(50)는 부하로 공급되는 전기에너지를 공급/차단시키도록 스위칭 동작을 하는 릴레이스위치(51)와 상기 스위치의 동작을 제어하는 릴레이 코일(52)및 베이스단에 입력되는 전압에 따라 스위칭 동작되어 릴레이코일(51)에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터(TR4)와 보조배터리(30)의 충전전압이 일정전압(13.5V)일 경우에만 상기 릴레이스위치(51)를 동작(온)시켜 부하로 전기에너지를 공급토록 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스단에 입력되는 분배전압을 조절하기 위한 저항(R4)과 제너다이오드(Z)와 가변저항(VR5) 및 저항(R6)로 구성되어 있다.
이와는 별도로, 주배터리(10)의 충전전압이 일정전압(11.5V)이하로 방전될 경우 차량 시동을 걸기위해 보조배터리(30)의 전기에너지를 주배터리(10)로 공급할수 있도록 하는 시동용 스위치(60)가 구성되어 있다.
여기서, 콘덴서(C1)는 주배터리(30)의 충전전압 변동에 따라 릴레이(20)가 스위칭 동작시 일정시간 지연동작되도록 하여 릴레이(20)의 잦은 스위칭 동작으로 소음이 발생하거나 손상되는 것을 방지하도록 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면, 차량의 제너레이트(미도시)로 부터 발생되는 전기에너지를 공급받아 차량에 필요한 전원을 공급할수 있는 주배터리(10)에 일정전압 이상 충전되게 되면, 상기 주배터리(10)와 병렬 연결 된 보조배터리(30)는 릴레이(20)의 스위칭 동작에 따라 상기 제너레이타로 전기에너지를 공급받아 충전되어 지게 되는데, 즉 주배터리(10)의 출력전압이 일정전압(13.5V)시 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 저항(R1)과 제너다이오드(Z)와 가변저항(VR2)와 저항(R3)에 의한 분배전압에 따라 도통전압 이상("하이"전압)이 가해져 스위칭 "온"되어 진다.
이어서, 상기 트랜지스터(TR1)의 "턴온"되면 트랜지스터(TR2)의 베이스단에는 "로우" 전압이 가해져 스위칭 "온" 되어 진다.
이에따라 주배터리의 전압의 분배전압이 트랜지스터(TR3)의 베이스단에 가해져 트랜지스터(TR3)가 스위칭 "온"되며 상기 트랜지스터(TR3)의 스위칭 "온"시 주배터리(10)의 전원전압으로 릴레이 구동코일(41)에 전류가 흐르게 되고 이에따라보조 배터리 충전용 릴레이(20)가 스위칭 "온"되어 진다.
즉, 주배터리(10)전압이 일정전압(13.5V) 이상일 경우 릴레이 구동코일(41)의 동작으로 릴레이(20)가 스위칭 '온"되어 제너레이트에서 발생되는 전기에너지가 보조배터리(30)로 공급되어 충전되어 지는 것이다.
상기 보조배터리(30)는 부하, 예를들면 차량 내장용 감시카메라등에 전기에너지를 공급할수 있도록 되어 있는바, 보조배터리가 일정전압 이상일 경우에만 공급되도록 하여 배터리가 필요이상으로 방전/소모되는 것을 방지하여 준다.
즉, 보조배터리의 충전전압이 일정전압(13.5V) 이하일 경우에는 트랜지스터(TR4)의 베이스단에 인가되는 분배전압이 "로우"전압이 되도록 하면 되는데(이는 저항(R4)과 제너다이오드(Z)와 가변저항(VR5) 및 저항(R6)으로 회로를 구성하고 저항값을 결정), 트랜지스터(TR4)가 "오프"되면 릴레이코일(52)에 전류가 흐르지 않게 되고 이에따라 릴레이스위치(51)가 "오프" 되어 부하로 보조배터리의 전기에너지가 출력되지 않게 된다.
이와는 별도로, 주배터리(10)의 충전전압이 일정전압(11.5V)이하로 방전될 경우에는 보조배터리(30)를 이용하여 차량 시동을 걸수 있는데 보조스위치(60)를 조작하여 스위치 "온" 시키게 되면 보조배터리(30)의 전기에너지를 주배터리(10)로 공급할수 있어 가능해지게 되는 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 자동차에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할수 있도록 주배터리와 별도로 보조배터리를 장착하여 주배터리가 충전완료되면 자동적으로 보조배터리가 충전되도록 하여 배터리 사용 용량을 증대시킬수 있고, 주배터리의 충전전압이 일정전압 이하로 떨어진 경우에는 보조배터리를 이용하여 차량 시동을 걸수 있으며, 감시카메라와 같이 차량에 별도의 부품이 장착되어 사용될 경우 이를 작동시키기 위한 전원은 보조배터리를 통해 공급토록 하여 차량이 이동중이거나 정지간에도 감시카메라가 정상적으로 동작시킬수 있다.
또한, 주배터리가 시동전압(대략 11.5V)을 유지할수 없을 경우에도 간단한 스위치 조작으로 보조배터리를 이용하여 차동 시동을 걸수 있는 안전기능이 구비되며 보조배터리의 출력전압이 일정전압 이하로 떨어질 경우에는 자동적으로 부하를 차단시켜 배터리의 수명이 단축되는 것을 방지할수 있는 효과를 지니고 있다.

Claims (3)

  1. 차량의 제너레이트로 부터 발생되는 전기에너지를 공급받아 차량에 필요한 전원을 공급하도록 주배터리가 구비된 차량에 있어서,
    상기 제너레이트를 통해 전기에너지를 공급받도록 주배터리(10)와 병렬 연결 되어 보조 배터리 충전용 릴레이(20)의 스위칭 동작에 따라 상기 제너레이타로 부터 공급되는 전기에너지를 충전할수 있는 보조배터리(30)와, 상기 보조 배터리 충전용 릴레이(20)의 스위칭 동작을 제어하는 릴레이 구동 제어부(40)와, 상기 보조배터리(30)의 출력전압을 검출하여 부하로 출력되는 전기에너지를 공급/차단시키는 보조배터리 전압검출부(50)로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치.
  2. 제1항에 있어서, 보조배터리의 전기에너지를 주배터리로 공급하기 위한 시동용 스위치(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보조 배터리가 구비된 자동차의 전원공급장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 릴레이 구동제어부(40)는 스위칭 소자인 트랜지스터(TR1)의 스위칭 전압을 결정토록 베이스단에 저항(R1)과 제너다이오드(Z)와 가변저항(VR2)와 저항(R3)가 회로구성되어 있고 상기 트랜지스터(TR2)의 "턴온"시 스위칭 동작을 하는 트랜지스터(TR2)와 상기 트랜지스터(TR2)의 "턴온"시 주배터리(10)의 분배전압이 베이스단에 인가되어 "턴온" 동작되는 트랜지스터(TR3)와 상기 트랜지스터(TR3)의 스위칭 "온"시 주배터리(10)의 전원전압으로 릴레이스위치(20)를 스위칭 동작시키는 릴레이 구동코일(41)로 구성되는 것을 특징으로 하는 보조배터리가 구비된 자동차의 전원 공급장치.
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