KR101031491B1 - 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치 - Google Patents

자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치 Download PDF

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Abstract

자동차에서 자동 점멸기의 작동시 발생하는 전자기적 고주파 노이지(noise)를 제거하여 다른 전장 품이 전자기적 고주파 노이지로 인해 오동작하거나 동작 불능에 빠지는 상태를 방지함으로써, 시스템의 안정성을 도모하도록 한 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치에 관한 기술이 개시된다.
개시된 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치는, 램프에 공급되는 구동 전원을 단속하는 릴레이의 입력단에 구비되어, 전원 공급 케이블에 유입되는 노이지를 집속하여 제거하는 입력단 노이지 제거부와; 상기 릴레이의 접점 양단에 병렬로 구비되어, 상기 램프 점멸시 방사되는 전자파 노이지를 상기 입력단 노이지 제거부를 통해 그라운드로 배출시켜 제거하는 접점단 노이지 제거부와; 상기 릴레이의 출력단에 구비되어, 출력단 케이블에서의 전도 방출 노이지를 제거하는 출력단 노이지 제거부를 구비한다.
자동차 자동점멸기, 노이지 제거, 인덕터, 전자기적 고주파 노이지

Description

자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치{apparatus for removing noise of a switch for automobile}
본 발명은 자동차에서 자동 점멸기의 작동시 발생하는 전자기적 고주파 노이지(noise)를 제거하여 다른 전장 품이 전자기적 고주파 노이지로 인해 오동작하거나 동작 불능에 빠지는 상태를 미리 방지함으로써, 시스템의 안정성을 도모하도록 한 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치에 관한 기술이다.
일반적으로, 자동차에는 주행 중 주변의 운전자에게 이를 미리 알려주기 위한 방향지시장치가 구비되어 있다. 운전석의 스티어링 핸들에 구비되는 방향지시등 스위치 레버를 동작시키면, 자동차의 전면과 후면 양측에 구비된 좌측 방향지시등과 우측 방향지시등 중 해당 방향 지시등이 일정 주기로 점멸을 하여, 주변 운전자에게 해당 차량의 이동 방향을 알려주게 되는 것이다.
이러한 램프 점등 시스템은 자동차의 주행중 응급사태 발생시 또는 응급상태로 인한 주차시 다른 차에게 이를 인지시킬 수 있도록 하기 위하여 좌, 우측 방향지시등을 동시 점멸시키는 비상등 스위치가 구비되어 있어, 운전자(사용자)의 비상 등 스위치 조작에 따라 상기 좌, 우측 방향 지시등을 동시에 점멸시키게 된다.
여기서 좌측 방향 지시등과 우측 방향지시등을 선택적으로 동작시키거나, 동시에 동작시키기 위해서는 자동점멸기(FLASHER UNIT 또는 BLINKER UNIT)를 사용하게 된다.
도 1은 종래 자동차에 적용된 램프 점등 시스템의 구성을 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 적용된 종래 자동점멸기의 회로도이다.
여기서 참조부호 10은 전원 공급을 위한 배터리를 나타내고, 참조부호 20은 시동 스위치(IGN SW)를 나타내며, 참조부호 30은 비상등 스위치(HAZARD SW)를 나타내고, 참조부호 50은 방향지시등 스위치를 나타내며, 참조부호 60은 방향 지시등과 비상등을 포함하는 램프(lamp)를 나타낸다.
또한, 참조부호 40은 상기 비상등 스위치(30)와 방향지시등 스위치(50)의 조작에 따라 램프(60)를 주기적으로 점멸시키는 자동점멸기를 나타낸다.
이러한 자동점멸기(40)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 각종 스위치의 동작시 램프 점멸을 제어하며, 램프 단락시 이를 검출하는 램프 점멸 속도를 변환시켜 이를 운전자에게 경고하는 제어유닛(41)과, 램프에 구동용 전원을 공급해주는 릴레이(42)를 포함한다.
이와 같이 구성된 종래 램프 점등 시스템은, 시동스위치(20)가 온된 상태에서, 비상등 스위치(30) 또는 방향지시등 스위치(50)가 조작되면, 자동 점멸기(40)의 제어 유닛(41)은 릴레이(42)를 주기적으로 구동시켜 램프(60)를 선택적으로 점멸시키게 된다.
여기서 램프의 점멸시 전류 값은 9A ~ 28A가 주기적으로 변화하게 되며, 이러한 전류 값의 변화 등으로 인해 램프 점멸시 전자기적 고주파 노이지가 발생하여 각종 전장 부품에 유입되어, 해당 전장 부품의 오동작이나 동작 불능 상태를 유발하게 된다. 특히, 발생하는 전자기적 고주파 노이지로 인하여 AV HEAD 유닛의 디스플레이 화면과 음향 및 기타 부품에 전자파 노이지가 유입되어 기능장해를 유발하였다.
근래에는 발광다이오드(LED) 타입의 램프 적용이 증가하고 있는 추세나, 발광다이오드 특성상 정상치 전류(Inormal)와 피크 전류(Ipeak)의 전류 차가 과다하여 전자적인 고주파 노이지를 유발하게 된다.
그러나 종래의 램프 점등 시스템은 주지한 바와 같이 발생하는 전자기적 고주파 노이지를 제거하는 별도의 장치가 구비되어 있지 않아, 전자기적 고주파 노이지에 대한 전장 품의 오동작이나 동작 불능 상태를 방지할 수 없는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 자동차의 램프 점등 시스템에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 자동 점멸기의 작동시 발생하는 전자기적 고주파 노이지(noise)를 제거하여 다른 전장 품이 전자기적 고주파 노이지로 인해 오동작하거나 동작 불능에 빠지는 상태를 미리 방지함으로써, 시스템의 안정성 을 도모하도록 한 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 "자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치"는,
램프에 공급되는 구동 전원을 단속하는 릴레이의 입력단에 구비되어, 전원 공급 케이블에 유입되는 노이지를 집속하여 제거하는 입력단 노이지 제거부와;
상기 릴레이의 접점 양단에 병렬로 구비되어, 상기 램프 점멸시 방사되는 전자파 노이지를 상기 입력단 노이지 제거부를 통해 그라운드로 배출시켜 제거하는 접점단 노이지 제거부와;
상기 릴레이의 출력단에 구비되어, 출력단 케이블에서의 전도 방출 노이즈를 제거하는 출력단 노이지 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 출력단 노이지 제거부는,
노이지 제거 및 전기장의 세기를 감쇄시키기 위한 다수의 커패시터를 구비하되, 잔여 노이즈를 제거하기 위해 각단별로 서로 다른 용량의 커패시터를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자동 점멸기의 작동시 발생하는 전자기적 고주파 노이지(noise)를 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 자동 점멸기의 작동시 발생하는 전자기적 고주파 노이지의 제거로 다른 전장 품이 전자기적 고주파 노이지로 인해 오동작하거나 동작 불능에 빠지는 상태를 방지할 수 있어, 시스템의 안정성을 도모해주는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 자동점멸기의 노이지 제거장치의 구성을 보인 회로도로서, 제어유닛(110), 릴레이(120), 입력단 노이지 제거부(130), 접점단 노이지 제거부(140), 출력단 노이지 제거부(150)로 구성된다.
제어유닛(110)은 램프의 점멸을 제어하며, 램프 단락시 이를 검출하는 램프 점멸 속도를 변환시켜 이를 운전자에게 경고하는 기능을 수행하고, 릴레이(120)는 램프에 구동용 전원을 공급해주는 기능을 수행한다.
입력단 노이지 제거부(130)는 램프에 공급되는 구동 전원을 단속하는 릴레이(120)의 입력단에 구비되어, 전원 공급 케이블에 유입되는 노이지를 집속하여 제거하는 기능을 수행하는 것으로서,
자유공간으로 방출되는 전자기파를 페라이트 투자율로 인한 자기장 직접효과로 페라이트 코어로 집속한 후 자기 에너지의 손실원리를 통해 고주파 노이지 성분 을 제거하는 인덕터(131)와; 상기 인덕터(131)의 전단에 병렬로 구비된 2개의 커패시터(C24, C23)와; 상기 인덕터(131)의 후단에 병렬로 구비된 3개의 커패시터(C14 ~ C16)로 구성된다.
접점단 노이지 제거부(140)는 상기 릴레이(120)의 접점 양단에 병렬로 구비되어, 상기 램프 점멸시 방사되는 전자파 노이지를 상기 입력단 노이지 제거부(130)를 통해 그라운드로 배출시켜 제거하는 기능을 수행하는 것으로서,
상기 릴레이(120)의 접점 양단에 병렬로 접속되어 넓은 주파수 영역의 노이지를 그라운드 측으로 유도하는 3개의 커패시터(C11 ~ C13)와; 상기 3개의 커패시터(C11 ~ C13)에서 유도된 넓은 주파수 영역의 노이지를 그라운드 측으로 배출하는 다이오드(D10)를 포함한다.
출력단 노이지 제거부(150)는 상기 릴레이(120)의 출력단에 구비되고, 출력단 케이블에서의 전도 방출 노이즈를 제거하는 기능을 수행하는 것으로서,
상기 출력단에 직렬로 구성되어 주요 노이지 제거 및 전기장의 세기를 감쇄시키는 인덕터(151)와; 상기 인덕터(151)의 전단에 병렬로 구비된 3개의 커패시터(C17 ~ C19)와; 상기 인덕터(151)의 후단에 병렬로 구비된 2개의 커패시터(C20 ~ C21)로 구성된다.
여기서 출력단 노이지 제거부(150)의 다수의 커패시터(C17 ~ C21)는 잔여 노이즈를 제거하기 위해 각단별로 서로 다른 용량의 커패시터를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치 는, 램프 점멸 스위치 작동(비상등 스위치 또는 방향지시등 스위치 작동)시 제어유닛(110)이 릴레이(120)의 구동 코일을 분당 90회 정도 온/오프 제어한다. 이때 릴레이(120)의 출력 접점이 동기 반응하여 램프는 일정 속도로 점멸하게 된다. 온-오프 램프 점멸과 동시에 자동 점멸기의 출력 케이블 상에 강한 전자기파 노이지가 발생하는 데, 이를 효과적으로 제어하기 위해 본 발명에서는 3단계로 구분하여 노이지를 제거한다.
즉, 첫 번째 단계인 입력단 노이지 제거부(130)는 입력단(배터리 또는 이그니션 전원) 케이블 상에 유입된 노이지를 제거하기 위해 케이블에 직렬로 인덕터(131)를 구성하고, 그 인덕터(131)의 전단 및 후단에 각각 복수의 커패시터(C14 ~ C16, C23 ~ C24)를 구비시켜, 입력단 케이블 상의 유입된 노이지를 제거하게 된다.
노이지 제거 원리를 도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, EMC관점에서 고찰해보면 전류가 흐르는 케이블 주변과 램프 점멸에 따른 릴레이 접점 온/오프시 주파수 변화 및 아크(ARCH) 방전에 의하여 변화하는 전자기장이 발생되어 자유공간으로 방출된다. 이 케이블이 페라이트 코어의 중심을 지나게 하면 자유공간으로 방출되던 전자기파는 페라이트 투자율로 인한 자기장 직접효과에 따라 페라이트 코어 안으로 모여진다. 이때 불필요한 고주파 성분의 자기 에너지는 열로 변환되어 손실원리
Figure 112008061143445-pat00001
에 따라 고주파 노이지 성분은 제거된다.
상기 수식에서
Figure 112008061143445-pat00002
에서 R값은 극소하여 무시할 수 있으므로,
Figure 112008061143445-pat00003
이 되어, 페라이트 비드(인덕터)에 의하여 고주파 성분만 제거될 수 있다.
아울러 과도현상 구간에서 점멸 램프가 갖는 고유의 커패시턴스 값을 상쇄하는 역할을 하므로, 과도현상 특성구간에서 작동전류의 피크 값을 감쇄시켜 릴레이 접점의 전이 및 소실을 방지하는 역할을 한다.
다음으로, 두 번째 단계인 접점단 노이지 제거부(140)는 릴레이(120)의 접점 온/오프시 발생하는 방사 노이지(Radiation Noise)를 제거하기 위해 접점에 병렬로 설치된 커패시터(C11 ~ C13)를 이용하여 넓은 주파수 영역이 노이지를 그라운드 측으로 유도하고, 다이오드(D10)를 이용하여 커패시터(C14 ~ C16)로 노이지를 유도하여, 넓은 주파수 영역의 노이지를 그라운드로 배출시켜 제거하게 된다.
마지막으로, 세 번째 단계인 출력단 노이지 제거부(150)는 출력단 케이블 상의 전도방출(Conducted Emission) 노이지를 제거하기 위해 인덕터(151)를 출력단에 직렬로 구성하여 주요 노이지를 제거하고 전기장의 세기를 감쇄시킨다. 이를 중심으로 잔여 노이지를 제거하기 위한 각단에 각자 다른 용량의 커패시터를 전단(C17 ~ C19) 및 후단(C20 ~ C21)에 각각 구성하여, 자연 노이지를 제거하게 된다. 인덕터를 이용한 노이지 제거방법은 전술한 입력단 노이지 제거와 같은 방식으로 이루어지므로, 중복 기재를 회피하기 위해서 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 일반적인 자동차에 적용되는 램프 점등 시스템의 구성도.
도 2는 종래 자동차에 적용된 자동점멸기의 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치 구성을 보인 회로도.
도 4는 본 발명에서 노이지 제거 원리를 설명하기 위한 설명도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110 : 제어유닛 120 : 릴레이
130 : 입력단 노이지 제거부 140 : 접점단 노이지 제거부
150 : 출력단 노이지 제거부

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 램프에 공급되는 구동 전원을 단속하는 릴레이의 입력단에 구비되어, 전원 공급 케이블에 유입되는 노이지를 집속하여 고주파 성분을 제거하는 입력단 노이지 제거부와;
    상기 릴레이의 접점 양단에 병렬로 구비되어, 상기 램프 점멸시 방사되는 전자파 노이지를 상기 입력단 노이지 제거부를 통해 그라운드로 배출시켜 제거하는 접점단 노이지 제거부와;
    상기 릴레이의 출력단에 구비되어, 출력단 케이블에서의 전도 방출 노이즈를 제거하는 출력단 노이지 제거부를 포함하고,
    상기 입력단 노이지 제거부는,
    자유공간으로 방출되는 전자기파를 페라이트 투자율로 인한 자기장 직접효과로 페라이트 코어로 집속한 후 자기 에너지의 손실원리를 통해 고주파 노이지 성분을 제거하는 인덕터와; 상기 인덕터의 전단에 병렬로 구비된 2개의 커패시터와; 상기 인덕터의 후단에 병렬로 구비된 3개의 커패시터로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 접점단 노이지 제거부는,
    상기 릴레이의 접점 양단에 병렬로 접속되어 넓은 주파수 영역의 노이지를 그라운드 측으로 유도하는 3개의 커패시터와; 상기 3개의 커패시터에서 유도된 넓은 주파수 영역의 노이지를 그라운드 측으로 배출하는 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 출력단 노이지 제거부는,
    상기 출력단에 직렬로 구성되어 주요 노이지 제거 및 전기장의 세기를 감쇄시키는 인덕터와; 상기 인덕터의 전단에 병렬로 구비된 3개의 커패시터와; 상기 인덕터의 후단에 병렬로 구비된 2개의 커패시터로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 출력단 노이지 제거부는,
    상기 인덕터의 전단 및 후단에 구비된 다수 커패시터의 용량을 달리하여 잔여 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동점멸기의 노이지 제거장치.
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