KR100973973B1 - 액츄에이터의 전류 제한 회로 및 방법 - Google Patents

액츄에이터의 전류 제한 회로 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액츄에이터의 전류 제한 회로 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 본 발명은 공급 전원에 따라 전류 한계치의 범위를 설정할 수 있는 액츄에이터의 전류 제한 회로 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액츄에이터의 전류 제한 회로의 일례는 전원 공급부로부터 공급되는 구동 제어전류를 입력받아 구동 제어전류의 크기에 따라 유량을 제어하는 셧 오프 밸브의 움직임을 제어하는 액츄에이터 구동 제어부; 전원 공급부와 액츄에이터 구동 제어부 사이에 배치되어 전원 공급부로부터 공급되는 구동 제어전류를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부로 구동 제어전류를 출력하되, 구동 제어전류의 크기가 전원 공급부의 전압에 따라 설정된 전류 한계치를 넘는 경우, 액츄에이터 구동 제어부를 셧다운(Shut down)시키기 위한 셧 다운 제어 신호를 출력하는 과전류 감지부; 과전류 감지부로부터 셧다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부의 동작을 셧 다운(Shut down)시키는 셧다운 제어부;를 포함한다.
액츄에이터, 전류 제한, 셧 다운

Description

액츄에이터의 전류 제한 회로 및 방법{Current limit circuit and method of actuator}
본 발명은 액츄에이터의 전류 제한 회로 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 본 발명은 공급 전원에 따라 전류 한계치의 범위를 설정할 수 있는 액츄에이터의 전류 제한 회로 및 방법에 관한 것이다.
액츄에이터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이다. 그리고, 액츄에이터 구동회로에 포함되는 전류 제한 회로(Current limit circuit)는 유량을 제어하는 셧 오프 밸브로 공급되는 구동 제어전류가 한계값을 초과하였을 경우, 초과되는 전류를 제한하는 회로이다.
종래의 경우, 이와 같은 전류 제한 회로는 구동 제어전류와 비교하기 위한 한계값을 공급 전압원과는 별개로 공급받아 왔다.
따라서, 정격 전력이 다른 다양한 종류의 액츄에이터에 전류 제한 회로를 설치하기 위해서는 각각의 정격 전력에 따라 전류 제한 회로의 다르게 설정하여야 하는 불편함이 있었다.
본 발명은 전류 한계치가 전원 공급부의 전압에 따라 설정된 되도록 함으로써, 액츄에이터의 정격 전력이 다른 경우에도 동일한 전류 제한 회로를 적용할 수 있는 전류 제한 회로 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 액츄에이터의 전류 제한 회로의 일례는 전원 공급부로부터 공급되는 구동 제어전류를 입력받아 구동 제어전류의 크기에 따라 유량을 제어하는 셧 오프 밸브의 움직임을 제어하는 액츄에이터 구동 제어부; 전원 공급부와 액츄에이터 구동 제어부 사이에 배치되어 전원 공급부로부터 공급되는 구동 제어전류를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부로 구동 제어전류를 출력하되, 구동 제어전류의 크기가 전원 공급부의 전압에 따라 설정된 전류 한계치를 넘는 경우, 액츄에이터 구동 제어부를 셧다운(Shut down)시키기 위한 셧 다운 제어 신호를 출력하는 과전류 감지부; 과전류 감지부로부터 셧다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부의 동작을 셧 다운(Shut down)시키는 셧다운 제어부;를 포함한다.
여기서, 과전류 감지부는 전원 공급부로부터 공급되는 전압을 미리 결정된 비율로 분배하여 전류 한계치의 전압으로 출력하는 한계 전압 분배부; 전원 공급부로부터 공급되는 전압에서 구동 제어전류의 크기에 의한 전압이 차감된 전압을 공급받아 미리 결정된 비율로 분배한 차감분배 전압을 출력하는 차감 전압 분배부; 및 한계 전압 분배부로부터 출력되는 전류 한계치의 전압과 차감 전압 분배부로부터 출력되는 차감분배 전압을 비교하여 전류 한계치의 전압이 차감분배 전압보다 더 큰 경우 부극성 전압을 출력하는 과전류 비교기;를 포함할 수 있다.
또한, 과전류 감지부는 과전류 비교기의 출력단에 연결되어, 과전류 비교기의 출력이 정극성 전압인 경우, 정극성 전압의 출력을 제한하고, 과전류 비교기의 출력이 부극성 전압인 경우, 셧다운 제어 신호로서 부극성 전압을 셧다운 제어부로 출력하는 부극성 전압 출력부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 셧다운 제어부는 셧다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부를 셧다운시키기 위한 셧다운 구동 신호를 출력하는 스위치부;와 액츄에이터 구동 제어부를 직접 제어하며, 셧다운 구동 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부를 셧 다운(Shut down)시키는 셧다운부;를 포함할 수 있다.
또한, 액츄에이터의 전류 제한 회로는 액츄에이터 구동 제어부가 셧 다운(Shut down) 상태 이후, 과전류 감지부의 감지 결과, 구동 제어전류가 전류 한계치 이하인 정상 상태의 전류로 회복된 경우에도 액츄에이터 구동 제어부의 셧 다운(Shut down) 상태를 미리 결정된 시간 동안 유지하다가 회복시키는 셧 다운 버퍼부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 액츄에이터 구동 제어부는 전원 공급부로부터 입력되는 구동 제어전류의 크기에 따라 출력되는 펄스의 폭을 변화시키는 PWM(Pulse Width Modulation)회로일 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따른 액츄에이터의 전류 제한 방법은 전원 공급부로부터 유량을 제어하는 셧 오프 밸브의 움직임을 제어하는 액츄에이터 구동 제어부 측으로 공급되는 구동 제어전류를 입력받아 구동 제어전류의 크기가 전원 공급부의 전압에 따라 설정된 전류 한계치를 넘는 경우, 액츄에이터 구동 제어부를 셧다운(Shut down)시키기 위한 셧 다운 제어 신호를 출력하는 단계(S1); 및 (S1)단계로부터 출력되는 셧 다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부의 동작을 셧 다운(Shut down)시키는 단계(S2);를 포함한다.
여기서, (S1) 단계는 전원 공급부로부터 공급되는 전압을 미리 결정된 비율로 분배하여 전류 한계치의 전압으로 출력하는 한계 전압 분배 단계(a1); 전원 공급부로부터 공급되는 전압에서 구동 제어전류의 크기에 의한 전압을 차감한 전압을 공급받아 미리 결정된 비율로 분배한 차감분배 전압을 출력하는 차감 전압 분배 단계(a2); 및 한계 전압 분배 단계(a1)로부터 출력되는 전류 한계치의 전압과 차감 전압 분배 단계(a2)로부터 출력되는 차감분배 전압을 비교하여 전류 한계치의 전압이 차감분배 전압보다 더 큰 경우 부극성 전압의 셧다운 제어 신호를 출력하는 비교 단계(b);를 더 포함할 수 있다.
또한, (S1) 단계는 (b) 단계에서 출력되는 셧다운 제어 신호의 출력이 정극 성 전압인 경우 정극성 전압의 출력을 제한하고, 셧다운 제어 신호의 출력이 부극성 전압인 경우 부극성 전압의 셧다운 제어 신호를 출력하는 부극성 전압 출력 단계(c);를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전류 제한 회로 및 방법은 전류 한계치가 전원 공급부의 전압에 따라 설정된 되도록 함으로써, 액츄에이터의 정격 전력이 다른 경우에도 동일한 전류 제한 회로를 적용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 액츄에이터 전류 제한 회로의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도시된 바와 같이, 액츄에이터 전류 제한 회로는 과전류 감지부(100), 셧 다운 제어부(200), 액츄에이터 구동 제어부(300)를 포함하며, 셧 다운 버퍼부(400)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 액츄에이터 전류 제한 회로는 전원 공급부(10)로부터 유량을 제어하는 셧 오프 밸브(500)로 공급되는 구동 제어전류(i)의 크기가 변화하는 경우, 변화하는 구동 제어전류(i)의 크기가 전류 한계치(I)를 넘는 경우, 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧 다운(Shut Down)시킴으로써 셧 오프 밸브(500)를 보호하는 기능을 한다. 또한, 액츄에이터 전류 제한 회로는 구동 제어전류(i)의 크기를 제한하는 전류 한계치(I)는 전원 공급부(10)와 별도로 설정되는 것이 아니라 전원 공급부(10)의 공급 전압에 따라 설정되므로, 액츄에이터의 정격 전력이 다른 경우에도 적용이 가능한 효과가 있다.
이와 같은 액츄에이터 전류 제한 회로에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
액츄에이터 구동 제어부(300)는 전원 공급부(10)로부터 공급되는 구동 제어전류(i)를 입력받아 구동 제어전류(i)의 크기에 따라 유량을 제어하는 셧 오프 밸브(500)의 움직임를 제어하는 기능을 한다. 이와 같은 액츄에이터 구동 제어 부(300)는 전원 공급부(10)로부터 입력되는 구동 제어전류(i)의 크기에 따라 출력되는 펄스의 폭(Duty Ratio)을 변화시키는 PWM(Pulse Width Modulation)회로일 수 있다.
구체적 일례로, 이와 같은 액츄에이터 구동 제어부(300)는 구동 제어전류(i)의 크기가 큰 경우, 출력되는 펄스의 폭을 크게 출력함으로써 셧 오프 밸브(500)가 상대적으로 더 열림(Open) 상태가 되도록 하여 유량이 상대적으로 더 많아 지도록 할 수 있고, 구동 제어전류(i)의 크기가 작은 경우, 출력되는 펄스의 폭을 작게 출력함으로써 셧 오프 밸브(500)가 상대적으로 더 닫힘(Close) 상태가 되도록 하여 유량이 상대적으로 더 적어지게 할 수 있는 것이다.
과전류 감지부(100)는 전원 공급부(10)와 액츄에이터 구동 제어부(300) 사이에 배치되어 전원 공급부(10)로부터 공급되는 구동 제어전류(i)를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)로 구동 제어전류(i)를 출력하되, 구동 제어전류(i)의 크기가 전원 공급부(10)의 전압에 따라 설정된 전류 한계치(I)를 넘는 경우, 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧다운(Shut down)시키기 위한 셧 다운 제어 신호를 출력하는 기능을 한다.
이와 같이 과전류 감지부(100)에서, 구동 제어전류(i)의 크기를 제한하는 전류 한계치(I)가 전원 공급부(10)와 별도로 설정되는 것이 아니라 전원 공급부(10)의 공급 전압에 따라 설정되도록 함으로써, 본 발명의 일례에 따른 액츄에이터 전류 제한 회로는 액츄에이터의 정격 전력이 다른 경우에도 적용 가능한 효과가 있는 것이다.
셧 다운 제어부(200)는 구동 제어전류(i)의 크기가 전류 한계치(I)를 넘지 않는 정상 상태에서는 액츄에이터 제어부(600)로부터 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)를 제어 신호에 따라 제어하는 기능을 한다. 그러나, 과전류 감지부(100)에 의해 구동 제어전류(i)가 과전류로 감지되면, 과전류 감지부(100)로부터 셧다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)의 동작을 셧 다운(Shut down)시키는 기능을 한다.
보다 구체적으로 셧 다운 제어부(200)는 스위치부(210)와 셧 다운부(220)를 포함할 수 있다.
스위치부(210)는 정상 상태에서는 액츄에이터 제어부(600)로부터 0V(Low) 또는 5V(High)의 제어 신호를 입력받아 셧 다운부(220)로 출력하는 기능을 하나, 과전류 감지부(100)에 의해 과전류가 감지된 경우, 과전류 감지부(100)로부터 셧다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧다운시키기 위한 셧다운 구동 신호를 출력하는 기능을 한다.
셧 다운부(220)는 액츄에이터 구동 제어부(300)를 직접 제어하며, 정상 상태에서는 스위치부(210)를 통하여 액츄에이터 제어부(600)로부터 공급되는 제어 신호를 입력받아 제어 신호에 따라 액츄에이터 구동 제어부(300)가 정상적으로 동작하도록 제어하는 기능을 하며, 과전류 감지부(100)에 의해 구동 제어전류(i)가 과전류로 감지되는 비정상 상태의 경우, 스위치부(210)로부터 셧다운 구동 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧 다운(Shut down)시키는 기능을 한다.
이와 같이 셧 다운 제어부(200)는 구동 제어전류(i)의 크기가 전원 공급 부(10)의 전압에 따라 설정된 전류 한계치(I)를 넘는 경우, 과전류 감지부(100)로부터 셧다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)의 동작이 정지되도록 셧 다운(Shut down)시킴으로써 유량을 제어하는 셧 오프 밸브(500) 및 액츄에이터 구동 제어부(300)를 보호할 수 있는 것이다.
셧 다운 버퍼부(400)는 액츄에이터 구동 제어부(300)가 셧 다운(Shut down) 상태 이후, 과전류 감지부(100)의 감지 결과, 구동 제어전류(i)가 전류 한계치(I) 이하인 정상 상태의 전류로 회복된 경우에도 액츄에이터 구동 제어부(300)의 셧 다운(Shut down) 상태를 미리 결정된 시간 동안 유지하다가 회복시키는 기능을 한다.
그리고, 참고적으로 액츄에이터 제어부(600)로부터 셧 다운 제어부(200)로 입력되는 제어 신호나 과전류 감지부(100)로부터 셧 다운 제어부(200)로 입력되는 셧다운 제어 신호는 CPU 프로세서(700)로 입력되어 CPU 프로세서(700)가 현재 액츄에이터의 상태가 정상상태인지 비정상상태인지 알 수 있도록 할 수 있다.
다음, 도 2는 본 발명에 따른 액츄에이터 전류 제한 회로에서 과전류 감지부 및 셧 다운 버퍼부를 보다 상세하게 설명하기 회로도의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 과전류 감지부(100)는 한계 전압 분배부(110), 차감 전압 분배부(120), 과전류 비교기(130), 부극성 전압 출력부(140)를 포함할 수 있다.
한계 전압 분배부(110)는 전원 공급부(10)로부터 공급되는 제 5 노드(N5)에 서의 전압을 미리 결정된 비율로 분배하여 제 1 노드(N1)에서 전류 한계치(I)의 전압(Vx)으로 출력하는 기능을 하며, 차감 전압 분배부(120)는 전원 공급부(10)로부터 공급되는 전압에서 구동 제어전류(i)의 크기에 의한 전압을 차감한 제 6 노드(N6)의 전압을 공급받아 미리 결정된 비율로 분배한 차감분배 전압(Vy)을 제 2 노드(N2)로 출력하는 기능을 한다.
이와 같은 전류 한계치(I)의 전압은 전원 공급부(10)로부터 공급되는 전압에 대한 저항 R1과 R1+R2의 비율로 결정되며, 차감분배 전압은 전원 공급부(10)로부터 공급되는 전압에서 구동 제어전류(i)의 크기에 의한 전압을 차감한 전압에 대한 저항 R2+R3과 R1+R2+R3의 비율로 결정되며, 다음의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009053505517-pat00001
여기서, Vx는 전류 한계치(I)의 전압 값, Vy는 차감분배 전압 값, Vs는 전원 공급부(10)로부터 공급되는 제 5 노드(N5)에서의 전압 값, Rs, R1, R2, R3는 저항값, i는 Rs에 흐르는 구동 제어전류의 값을 의미한다.
여기에서, 전류 한계치(I)는 전류 한계치(I)의 전압 값(Vx)이 차감분배 전압 값(Vy)과 동일한 경우 구할 수 있으므로, 다음의 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
Figure 112009053505517-pat00002
여기서, I는 구동 제어전류(i)의 전류 한계치의 값이다.
과전류 비교기(130)는 한계 전압 분배부(110)로부터 출력되는 전류 한계치(I)의 전압(Vx)과 차감 전압 분배부(120)로부터 출력되는 차감분배 전압(Vy)을 비교하여 전류 한계치(I)의 전압(Vx)이 차감분배 전압(Vy)보다 더 큰 경우 부극성 전압을 출력하는 기능을 한다. 즉, 구동 제어전류(i)가 전류 한계치(I)보다 낮으며, 전류 한계치(I)의 전압(Vx)이 차감분배 전압(Vy)보다 낮게 되고, 이와 같은 경우 과전류 비교기(130)는 정극성 전압을 출력하게 되고, 구동 제어전류(i)가 전류 한계치(I)를 초과하게 되면, 전류 한계치(I)의 전압(Vx)이 차감분배 전압(Vy)보다 더 크게 되고, 이와 같은 경우 과전류 비교기(130)는 부극성 전압을 출력하게 된다.
부극성 전압 출력부(140)는 과전류 비교기(130)의 출력단에 연결되어, 과전류 비교기(130)의 출력이 정극성 전압인 경우, 정극성 전압이 제 3 노드(N3)로 출력되는 것을 제한하고, 과전류 비교기(130)의 출력이 부극성 전압인 경우, 셧다운 제어 신호로서 부극성 전압을 제 3 노드(N3)를 통하여 셧 다운 제어부(200)로 출력하는 기능을 한다. 따라서, 부극성 전압 출력부(140)는 결국 과전류 비교기(130)의 출력이 부극성 전압인 경우만, 부극성 전압을 셧 다운 제어 신호로 제 3 노드 (N3)->다이오드 제 4 노드(N4)->셧 다운 제어부(200)의 스위치부(210)로 공급하고, CPU 프로세서(700)로 과전류 상태를 알리는 기능을 하는 것이다.
이와 같이 부극성의 셧 다운 제어 신호를 입력받은 스위치부(210)는 셧다운 구동 신호를 출력하고, 셧 다운부(220)가 셧다운 구동 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧 다운(Shut down)시키는 것이다.
그리고, 액츄에이터 제어부(600)와 셧 다운 제어부(200) 사이에는 제 1 저항(620) 및 CPU 프로세서(700)와 과전류 감지부(100) 사이에는 제 2 저항(640)이 배치되며, 액츄에이터 제어부(600), 저항(620) 및 접지 사이에는 제 1 역전류 방지 다이오드(610)과 제 3 노드(N3)와 제 4 노드(N4) 사이에는 제 2 역전류 방지 다이오드(630)가 배치된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 셧 다운 버퍼부(400)는 시간 결정부(410)와 OP AMP부를 포함할 수 있다.
여기서, 시간 결정부(410)는 저항(Z2, Z3)과 커패시터(C1)를 포함하며, 과전류 감지부(100)의 구동 제어전류(i)가 과전류로 감지되어 액츄에이터 구동 제어부(300)가 셧 다운(Shut down) 상태로 된 경우, 과전류 비교기(130)로부터 출력되는 부극성 전압의 셧 다운 제어 신호에 의해 제 7 노드(N7)의 전압은 저항(Z2, Z3)과 커패시터(C1)에 의한 시정수로 인하여 High 상태에서 Low 상태로 점진적으로 감소하고, 과전류 감지부(100)의 구동 제어전류(i)가 정상상태로 회복된 경우에도 제 7 노드(N7)의 전압이 Low 상태에서 High 상태로 점진적으로 증가하도록 하여 액츄 에이터 구동 제어부(300)의 셧 다운(Shut down) 상태를 미리 결정된 시간 동안 유지하다가 회복시키는 기능을 한다.
OP AMP부는 과전류 감지부(100)의 구동 제어전류(i)가 과전류로 감지되어 액츄에이터 구동 제어부(300)가 셧 다운(Shut down) 상태로 된 경우, 제 8 노드(N8)의 전압이 부극성 전압이 되도록 하여 제 7 노드(N7)의 전압이 Low 상태가 되도록 하며, 과전류 감지부(100)의 구동 제어전류(i)가 정상상태로 회복된 경우 제 8 노드(N8)의 전압이 정상 상태의 전압이 되도록 하여 제 7 노드(N7)의 전압이 High 상태가 되도록 하는 기능을 한다.
다음의 도 3과 4는 도 2에 도시된 액츄에이터 전류 제한 회로에 따라 액츄에이터 전류를 제한하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 액츄에이터 전류 제한 방법은 셧 다운 제어 신호를 출력 단계(S1)와 셧 다운 제어 단계(S2)를 포함한다.
도 3의 셧 다운 제어 신호 출력 단계(S1)는 전원 공급부(10)로부터 유량을 제어하는 셧 오프 밸브(500)의 움직임를 제어하는 액츄에이터 구동 제어부(300) 측으로 공급되는 구동 제어전류(i)를 입력받아 구동 제어전류(i)의 크기가 전원 공급부(10)의 전압에 따라 설정된 전류 한계치(I)를 넘는 경우, 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧다운(Shut down)시키기 위한 셧 다운 제어 신호를 출력하는 기능을 하며, 한계 전압 분배 단계(a1), 차감 전압 분배 단계(a2), 과전류시의 전압 비교 단계(b) 및 부극성 전압 출력 단계(c)를 포함할 수 있다.
도 3의 한계 전압 분배 단계(a1)는 도 4에 도시된 바와 같이 전원 공급부(10)로부터 공급되는 제 5 노드(N5)의 전압을 미리 결정된 저항의 비율로 분배하여 제 1 노드(N1)로 전류 한계치(I)의 전압을 출력하는 기능을 한다.
도 3의 차감 전압 분배 단계(a2)는 도 4에 도시된 바와 같이 전원 공급부(10)로부터 공급되는 제 5 노드(N5)의 전압에서 구동 제어전류(i)의 크기에 의한 전압을 차감한 제 6 노드(N6)의 전압을 공급받아 미리 결정된 비율로 분배한 차감분배 전압을 제 2 노드(N2)로 출력하는 기능을 한다.
도 3의 과전류시의 전압 비교 단계(b)는 도 4에 도시된 바와 같이 한계 전압 분배 단계(a1)로부터 출력되는 전류 한계치(I)의 전압과 차감 전압 분배 단계(a2)로부터 출력되는 차감분배 전압을 비교하여 전류 한계치(I)의 전압이 차감분배 전압보다 더 큰 경우 부극성 전압의 셧다운 제어 신호를 출력하는 기능을 한다.
도 3의 부극성 전압 출력 단계(c)는 도 4에 도시된 바와 같이 과전류시의 전압 비교 단계(b)에서 출력되는 셧다운 제어 신호의 출력이 정극성 전압인 경우 정극성 전압의 출력을 제한하고, 셧다운 제어 신호의 출력이 부극성 전압인 경우 부극성 전압의 셧다운 제어 신호를 제 3 노드(N3)로 출력하는 기능을 한다.
이와 같이 제 3 노드(N3)로 출력된 셧다운 제어 신호의 부극성 전압은 도 4에 도시된 바와 같이 액츄에이터 제어부(600)에서 공급되는 제어 신호보다 낮으므로 제 4 노드(N4)도 부극성 전압이 되고, 결국 이와 같은 부극성 전압의 셧다운 제어 신호가 셧 다운 제어부(200)의 스위칭부로 공급되는 것이다.
다음, 도 3의 셧 다운 제어 단계(S2)는 셧 다운 제어 신호 출력 단계로부터 출력되는 셧 다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)의 동작을 셧 다운(Shut down)시키는 기능을 하며, 스위칭 단계(d)와 셧 다운 단계(e)를 포함한다.
스위칭 단계(d)는 도 4에 도시된 바와 같이 셧다운 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧다운시키기 위한 셧다운 구동 신호를 출력하며, 셧 다운 단계(e)에서 셧다운 구동 신호를 입력받아 액츄에이터 구동 제어부(300)를 셧 다운(Shut down)시키는 기능을 하는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액츄에이터 전류 제한 회로의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액츄에이터 전류 제한 회로에서 과전류 감지부 및 셧 다운 버퍼부를 보다 상세하게 설명하기 회로도의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3과 4는 도 2에 도시된 액츄에이터 전류 제한 회로에 따라 액츄에이터 전류를 제한하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.

Claims (9)

  1. 전원 공급부로부터 공급되는 구동 제어전류를 입력받아 상기 구동 제어전류의 크기에 따라 유량을 제어하는 셧 오프 밸브(Shut off valve)의 움직임을 제어하는 액츄에이터 구동 제어부;
    상기 전원 공급부와 상기 액츄에이터 구동 제어부 사이에 배치되어 상기 전원 공급부로부터 공급되는 상기 구동 제어전류를 입력받아 상기 액츄에이터 구동제어부로 상기 구동 제어전류를 출력하되, 상기 구동 제어전류의 크기가 상기 전원공급부의 전압에 따라 설정된 전류 한계치를 넘는 경우, 상기 액츄에이터 구동 제어부를 셧 다운(Shut down)시키기 위한 셧 다운 제어 신호를 출력하는 과전류 감지부;
    상기 과전류 감지부로부터 상기 셧 다운 제어 신호를 입력받아 상기 액츄에이터 구동 제어부의 동작을 셧 다운(Shut down)시키는 셧 다운 제어부; 및
    상기 액츄에이터 구동 제어부가 셧 다운(Shut down) 상태 이후, 상기 과전류감지부의 감지 결과, 상기 구동 제어전류가 상기 전류 한계치 이하인 정상 상태의 전류로 회복된 경우에도 상기 액츄에이터 구동 제어부의 셧 다운(Shut down) 상태를 미리 결정된 시간 동안 유지하다가 회복시키는 셧 다운 버퍼부를 포함하는 액츄에이터의 전류 제한 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과전류 감지부는
    상기 전원 공급부로부터 공급되는 전압을 미리 결정된 비율로 분배하여 상기 전류 한계치의 전압으로 출력하는 한계 전압 분배부;
    상기 전원 공급부로부터 공급되는 전압에서 상기 구동 제어전류의 크기에 의 한 전압이 차감된 전압을 공급받아 미리 결정된 비율로 분배한 차감분배 전압을 출력하는 차감 전압 분배부; 및
    상기 한계 전압 분배부로부터 출력되는 상기 전류 한계치의 전압과 상기 차감 전압 분배부로부터 출력되는 차감분배 전압을 비교하여 상기 전류 한계치의 전압이 상기 차감분배 전압보다 더 큰 경우 부극성 전압을 출력하는 과전류 비교기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전류 제한 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 과전류 감지부는
    상기 과전류 비교기의 출력단에 연결되어, 상기 과전류 비교기의 출력이 정극성 전압인 경우, 상기 정극성 전압의 출력을 제한하고, 상기 과전류 비교기의 출력이 부극성 전압인 경우, 상기 셧다운 제어 신호로서 상기 부극성 전압을 상기 셧다운 제어부로 출력하는 부극성 전압 출력부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전류 제한 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 셧다운 제어부는
    상기 셧다운 제어 신호를 입력받아 상기 액츄에이터 구동 제어부를 셧다운시키기 위한 셧다운 구동 신호를 출력하는 스위치부;와
    상기 액츄에이터 구동 제어부를 직접 제어하며, 상기 셧다운 구동 신호를 입 력받아 상기 액츄에이터 구동 제어부를 셧 다운(Shut down)시키는 셧다운부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전류 제한 회로.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터 구동 제어부는
    상기 전원 공급부로부터 입력되는 상기 구동 제어전류의 크기에 따라 출력되는 펄스의 폭을 변화시키는 PWM(Pulse Width Modulation)회로인 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전류 제한 회로.
  7. (S1) 전원 공급부로부터 유량을 제어하는 셧 오프 밸브의 움직임을 제어하는 액츄에이터 구동 제어부 측으로 공급되는 구동 제어전류를 입력받아 상기 구동 제어전류의 크기가 상기 전원 공급부의 전압에 따라 설정된 전류 한계치를 넘는 경우, 상기 액츄에이터 구동 제어부를 셧다운(Shut down)시키기 위한 셧 다운 제어신호를 출력하는 단계;
    (S2) 상기 (S1)단계로부터 상기 셧 다운 제어 신호를 입력받아 상기 액츄에이터 구동 제어부의 동작을 셧 다운(Shut down)시키는 단계; 및
    (S3) 상기 (S2)단계의 상기 액츄에이터 구동 제어부가 셧 다운(Shut down) 상태 이후, 상기 구동 제어전류가 상기 전류 한계치 이하인 정상 상태의 전류로 회복된 경우에도 상기 액츄에이터 구동 제어부의 셧 다운(Shut down) 상태를 미리 결정된 시간 동안 유지하다가 회복시키는 단계를 포함하는 액츄에이터의 전류 제한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (S1) 단계는
    (a1)상기 전원 공급부로부터 공급되는 전압을 미리 결정된 비율로 분배하여 상기 전류 한계치의 전압으로 출력하는 한계 전압 분배 단계;
    (a2) 상기 전원 공급부로부터 공급되는 전압에서 상기 구동 제어전류의 크기에 의한 전압을 차감한 전압을 공급받아 미리 결정된 비율로 분배한 차감분배 전압을 출력하는 차감 전압 분배 단계; 및
    (b) 상기 한계 전압 분배 단계(a1)로부터 출력되는 상기 전류 한계치의 전압과 상기 차감 전압 분배 단계(a2)로부터 출력되는 상기 차감분배 전압을 비교하여 상기 전류 한계치의 전압이 상기 차감분배 전압보다 더 큰 경우 부극성 전압의 상기 셧다운 제어 신호를 출력하는 비교 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전류 제한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (S1) 단계는
    (c) 상기 (b) 단계에서 출력되는 상기 셧다운 제어 신호의 출력이 정극성 전압인 경우 상기 정극성 전압의 출력을 제한하고, 상기 셧다운 제어 신호의 출력이 부극성 전압인 경우 상기 부극성 전압의 상기 셧다운 제어 신호를 출력하는 부극성 전압 출력 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전류 제한 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05333063A (ja) * 1992-05-29 1993-12-17 Nippondenso Co Ltd 車両用過電流検出装置
JP2008254685A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置

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