이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 차량 액세서리에 전원 공급을 유지하기 위한 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치의 블록 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치는 스위칭부(110), 저항 소자(120), 콘덴서(130), 스위치 구동부(140), 정류 소자(150) 및 안정화 회로부(160)를 포함하여 이루어질 수 있다.
스위칭부(110)는 콘덴서(130)와 ACC 전선 간의 연결을 온/오프한다.
스위치 구동부(140)는 콘덴서(130)와 병렬로 연결되어 있는 것으로서, 스위칭부(110)의 온/오프 동작을 제어한다.
스위칭 구동부(140)와 스위칭부(110)는 전자석(코일)을 포함하는 릴레이로 구현될 수 있다.
정류 소자(150)는 스위칭 구동부(140)와 병렬로 연결되어 있는 것으로서, 역기전력에 의한 릴레이 코일의 손상을 방지하기 위한 것이다.
콘덴서(130)는 배터리와 ACC 전선이 연결되면, 저항 소자(120)를 통해 배터리로부터 전기 에너지가 공급되어 충전된다. 또한, 시동이 걸리는 동안 상기 배터리와 상기 ACC 전선 간의 연결이 끊어질 때(이때, 스위칭부(110)는 스위치 구동부(140)에 의해 온 상태임)는, 충전된 전하를 스위칭부(110)를 통해 차량 액세서리로 방전한다.
콘덴서(130)는 전기이중층 커패시터(Electric double-layer capacitor)일 수 있다.
저항 소자(120)는 스위칭부(110)와는 별개로 ACC 전선과 콘덴서(130)를 연결한다. 즉, 저항 소자(120)는 스위칭부(110)와 병렬 관계이다.
저항 소자(120)는 콘덴서(130)에 순간적으로 과도한 전압이 걸리는 것을 방지한다. 콘덴서(130)를 충전하고자 할 때 배터리에 직접 연결하게 되면 콘덴서(130)에 순간적으로 과전류가 흐르게 된다. 즉, 저항 소자(120)는 콘덴서(130)에 전하가 서서히 충전되도록 하는 것으로, 과전류에 의한 콘덴서(130), 릴레이 또는 그 이외 다른 부속품(예, 퓨즈)들의 손상을 방지하기 위함이다.
안정화 회로부(160)는 콘덴서(130) 및 스위치 구동부(140)와 각각, 병렬로 연결되어 있는 것으로서, 사용자가 자동차 키를 키박스에서 뽑은 후에도 콘덴 서(130)에 잔존하는 전기 에너지를 제거하기 위함이다.
도 2는 차량 상태에 따라 변화하는 콘덴서 전압을 보인 그래프인바, 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치의 충/방전 매커니즘을 아래에서 구체적으로 살펴본다.
사용자가 키를 키박스에 꽂고 1단(ACC) 또는 2단(ON)에 위치해 놓으면, 배터리와 ACC 전선이 연결된다. 이에 따라, 콘덴서(130)는 저항 소자(120)를 통해 충전된다. 이때, 스위치 구동부(140)는 콘덴서의 충전 전압이 일정 전압 예컨대, 8V가 되면(t1 시점; 도 2 참조), 스위치의 접점을 A에서 B로 이동시켜 스위칭부(110)를 온 상태로 전환한다. 이에 따라 콘덴서(130)에 충전이 완료되고, 콘덴서(130)에 축적된 전하가 ACC 전선을 통해 차량 액세서리로 공급될 수 있는 방전 경로가 형성된다.
다음으로, 사용자가 시동을 걸게 되면(t2 시점; 도 2 참조), 배터리와 ACC 전선은 일시적으로 끊어지게 된다. 이때, 앞서 형성된 방전 경로를 통해 콘덴서(130)에서 차량 액세서리로 전원 공급이 이루어지게 된다.
다음으로, 사용자가 시동을 끄고 키를 LOCK에 위치하거나 키박스에서 뽑으면(t3 시점; 도 2 참조), 콘덴서(130)는 안정화 회로부(160)의 도움으로 방전하게 된다. 이때, 스위치 구동부(140)는 콘덴서의 충전 전압이 일정 전압 예컨대, 2.5V가 되면(t4 시점; 도 2 참조), 스위치의 접점을 B에서 A로 이동시켜 스위칭부(110)를 오프 상태로 전환한다.
한편, 차량 액세서리들은 사용자가 시동을 끄고 키를 LOCK에 위치하거나 키 박스에서 뽑았을 때에도, 스위칭부(110)가 오프 상태가 되기 전까지는, 콘덴서(130)에 남아 있는 전기 에너지로 동작할 수 있다.
또한, 도 1을 참조로 하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치는 ACC 전선에 연결만 하면 되므로, 후술하게 될 다른 실시예들보다 장착하기가 용이하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치의 블록 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치는 제 1 스위칭부(240), 저항 소자(270), 콘덴서(250), 제 1 스위치 구동부(230), 정류 소자(260), 제 2 스위칭부(211, 213) 및 제 2 스위치 구동부(220)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 스위칭부(240)는 콘덴서(250)와 ACC 전선 간의 연결을 온/오프한다.
제 1 스위치 구동부(230)는 제 1 스위칭부(240)의 온/오프 동작을 제어하는 것으로, 차량의 IG1 전선에 연결된다. 여기서, IG1 전선은 주지되어 있는 바와 같이, 자동치 키의 위치가 2단(ON) 이상일 때 배터리에 연결되는 것으로, 시동 모터가 회전하는 동안(즉, 시동이 걸리는 중)에도 배터리와 연결된다.
제 1 스위치 구동부(230)와 제 1 스위칭부(240)는 코일을 포함하는 릴레이로 구현될 수 있다.
콘덴서(250)는 차량의 B+ 전선을 통해 배터리에 직접 연결된다. 따라서, 콘 덴서(250)는 자동치 키가 키박스에 꽂혀 있든 없든, 키박스에서의 키 위치에 관계없이 충전 상태에 있게 된다.
콘덴서(250)는 시동이 걸리는 동안 상기 배터리와 상기 ACC 전선 간의 연결이 끊어질 때(이때, 제 1 스위칭부(240)는 제 1 스위치 구동부(230)에 의해 온 상태임)는, 충전된 전하를 제 1 스위칭부(240)를 통해 차량 액세서리로 방전한다.
콘덴서(250)는 전기이중층 커패시터(Electric double-layer capacitor)일 수 있다.
저항 소자(270)는 콘덴서(250)에 순간적으로 과도한 전압이 걸리는 것을 방지하는 것으로, 콘덴서(250)와 B+ 전선 사이에 위치한다.
정류 소자(150)는 전류가 역으로, 즉 콘덴서(250)에서 배터리로 흐르는 것을 방지하기 위한 것으로, 콘덴서(250)와 B+ 전선 사이에 위치한다.
제 2 스위칭부(211, 213)는 ACC 전선 상에 형성되는 것으로서, 키 박스에 있는 ACC 단자와 차량 액세서리 간의 연결을 온/오프한다.
제 2 스위치 구동부(220)는 제 2 스위칭부(211, 213)의 온/오프 동작을 제어하는 것으로, ACC 전선에 연결된다.
제 2 스위치 구동부(220)와 제 2 스위칭부(211, 213)는 코일을 포함하는 릴레이로 구현될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치의 충/방전 매커니즘을 아래에서 구체적으로 살펴본다.
사용자가 키를 키박스에 꽂고 1단(ACC) 또는 2단(ON)에 위치해 놓으면, 배터 리와 ACC 전선이 연결된다. 그렇게 되면, 제 2 스위치 구동부(220)는 배터리로부터 전원 공급을 받게 됨에 따라 동작한다. 즉, 제 2 스위치 구동부(220)는 스위치의 접점을 A에서 B로 이동시켜 제 2 스위칭부(211, 213)를 온 상태로 전환한다. 이에 따라, ACC 전선에 연결된 차량 액세서리들은 배터리로부터 전원 공급을 받을 수 있게 된다.
다음으로, 사용자가 시동을 걸게 되면, 배터리와 ACC 전선은 일시적으로 끊어지게 된다. 그렇게 되면, 제 2 스위치 구동부(220)는 배터리로부터 전원 공급이 중단된다. 이에 따라, 스위치의 접점은 B에서 A로 이동하게 되어 제 2 스위칭부(211, 213)는 오프 상태로 전환된다.
또한, 사용자가 자동차 키를 2단(ON)에 위치해 놓거나 시동을 걸게 되면, 제 1 스위치 구동부(230)는 배터리로부터 전원 공급을 받게 됨에 따라 동작한다. 즉, 스위치의 접점을 A에서 B로 이동시켜 제 1 스위칭부(240)를 온 상태로 전환한다. 이에 따라, 콘덴서(250)에 축적된 전하가 ACC 전선을 통해 차량 액세서리로 공급될 수 있는 방전 경로가 형성된다. 즉, 사용자가 시동을 걸게 되면, 차량 액세서리는 이러한 방전 경로를 통해 전원 공급을 받게 된다.
다음으로 사용자가 시동을 끄고 키를 LOCK에 위치하거나 키박스에서 뽑으면, 모든 스위치들은 A 접점에 위치하게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치의 블록 구성도인바, 도 1의 변형 예이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치는 제 1 스위칭부(310), 저항 소자(320), 콘덴서(330), 제 1 스위치 구동부(340), 제 1 정류 소자(350), 안정화 회로부(360), 제 2 스위치 구동부(370), 제 2 스위칭부(380), 제 3 스위칭부(390) 및 제 2 정류 소자(400)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 스위칭부(310)는 제 2 스위칭부(380)와 콘덴서(330) 간의 연결을 온/오프한다.
제 2 스위칭부(380)는 제 1 스위칭부(310)와 직렬로 연결되어 있는 것으로서, 제 1 스위칭부(310)와 ACC 전선 간의 연결을 온/오프한다.
제 1 스위치 구동부(340)는 콘덴서(330)와 병렬로 연결되어 있는 것으로서, 제 1 스위칭부(310)의 온/오프 동작을 제어한다.
제 2 스위치 구동부(370)는 제 2 스위칭부(380)의 온/오프 동작을 제어하는 것으로, 제 3 스위칭부(390)에 연결된다.
제 1 스위칭 구동부(340)와 제 1 스위칭부(310)는 전자석(코일)을 포함하는 릴레이로 구현될 수 있다. 또한, 제 2 스위치 구동부(370)와 제 2 스위칭부(380) 또한, 릴레이로 구현될 수 있다.
제 1 정류 소자(350) 및 제 2 정류 소자(400)는 각각, 제 1 스위칭 구동부(340) 및 제 2 스위치 구동부(370)와 병렬로 연결되어 있는 것으로서, 역기전력에 의한 릴레이 코일의 손상을 방지하기 위한 것이다.
제 3 스위칭부(390)는 키 인식 스위치로서, 제 2 스위치 구동부(370)와 배터 리 즉, B+ 전선 간의 연결을 온/오프한다.
제 3 스위칭부(390)의 동작은 자동차 키에 의해 이루어진다. 즉, 자동차 키가 키박스에 꽂혀 있는 경우에는 온 상태가 되고 반면, 자동차 키가 키박스에 꽂혀있지 않은 경우에는 오프 상태가 된다.
콘덴서(330)는 배터리와 ACC 전선이 연결되면, 제 2 스위칭부(380)와 저항 소자(120)를 통해 배터리로부터 전기 에너지가 공급되어 충전된다. 또한, 시동이 걸리는 동안 상기 배터리와 상기 ACC 전선 간의 연결이 끊어질 때(이때, 스위칭부(310, 380)들은 스위치 구동부(340, 370)들에 의해 온 상태임)는, 충전된 전하를 스위칭부(310, 380)들을 통해 차량 액세서리로 방전한다.
콘덴서(330)는 전기이중층 커패시터(Electric double-layer capacitor)일 수 있다.
저항 소자(320)는 콘덴서(330)에 순간적으로 과도한 전압이 걸리는 것을 방지하는 것으로서, 제 1 스위칭부(310)와는 별개로 제 2 스위칭부(380)와 콘덴서(330)를 연결한다. 즉, 저항 소자(320)는 제 1 스위칭부(310)와 병렬 관계이다.
안정화 회로부(360)는 콘덴서(330) 및 제 1 스위치 구동부(340)와 각각, 병렬로 연결되어 있는 것으로서, 사용자가 자동차 키를 키박스에서 뽑은 후에도 콘덴서(330)에 잔존하는 전기 에너지를 제거하기 위함이다.
이상으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전원 공급 유지 장치의 충/방전 매커니즘을 아래에서 구체적으로 살펴본다.
사용자가 키를 키박스에 꽂으면, 키 인식 스위치(390)는 오프에서 온 상태로 전환한다. 그러면, 제 2 스위치 구동부(370)는 배터리로부터 전원 공급을 받게 되어 동작하게 된다. 즉, 제 2 스위치 구동부(370)는 스위치의 접점을 A에서 B로 이동시켜 제 2 스위칭부(380)를 온 상태로 전환한다.
다음으로, 사용자가 키를 1단(ACC) 또는 2단(ON)에 위치해 놓으면, 배터리와 ACC 전선이 연결된다. 이에 따라, 콘덴서(330)는 제 2 스위칭부(380) 및 저항 소자(320)를 통해 충전된다. 이때, 제 1 스위치 구동부(340)는 콘덴서(330)의 충전 전압이 일정 전압 예컨대, 8V가 되면, 스위치의 접점을 A에서 B로 이동시켜 제 1 스위칭부(310)를 온 상태로 전환한다. 이에 따라 이에 따라 콘덴서(330)에 충전이 완료되고, 콘덴서(330)에 축적된 전하가 ACC 전선을 통해 차량 액세서리로 공급될 수 있는 방전 경로가 형성된다.
다음으로, 사용자가 시동을 걸게 되면, 배터리와 ACC 전선은 일시적으로 끊어지게 된다. 이때, 앞서 형성된 방전 경로를 통해 콘덴서(330)에서 차량 액세서리로 전원 공급이 이루어지게 된다.
다음으로, 사용자가 시동을 끄고 키를 LOCK에 위치하거나 키박스에서 뽑으면, 콘덴서(330)는 안정화 회로부(360)의 도움으로 방전하게 된다. 이때, 제 1 스위치 구동부(340)는 콘덴서(330)의 충전 전압이 일정 전압 예컨대, 2.5V가 되면, 스위치의 접점을 B에서 A로 이동시켜 제 1 스위칭부(310)를 오프 상태로 전환한다.
한편, 차량 액세서리들은 사용자가 시동을 끄더라도 키가 LOCK에 위치하고 있으면, 제 1 스위칭부(310)가 오프 상태가 되기 전까지는, 콘덴서(330)에 남아 있는 전기 에너지로 동작할 수 있다. 그러나, 사용자가 키를 키박스에서 뽑아버리게 되면, 키 인식 스위치(390)가 온에서 오프 상태로 전환되고 이에 따라 제 2 스위칭부(380)도 온에서 오프 상태로 전환되므로, 차량 액세서리들은 곧바로 정지한다.
본 발명의 차량 액세서리에 전원 공급을 유지하기 위한 장치는 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 이상의 설명에서는 자동차 키로 시동거는 차량에 대하여 설명하였으나, 예컨대, 일반적으로 스타트 버튼으로 시동이 걸리는 차량도 시동 중에는 배터리와 ACC 전선 간의 연결이 끊어지는 것이므로, 스마트 버튼 차량도 본 발명의 장치가 적용 가능하다.