KR101124429B1 - Control circuit for pre-heater of vehicle - Google Patents

Control circuit for pre-heater of vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR101124429B1
KR101124429B1 KR1020090120273A KR20090120273A KR101124429B1 KR 101124429 B1 KR101124429 B1 KR 101124429B1 KR 1020090120273 A KR1020090120273 A KR 1020090120273A KR 20090120273 A KR20090120273 A KR 20090120273A KR 101124429 B1 KR101124429 B1 KR 101124429B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
pwm
microprocessor
ptc heater
high voltage
Prior art date
Application number
KR1020090120273A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110063906A (en
Inventor
이성영
손정권
서문원
Original Assignee
우리산업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우리산업 주식회사 filed Critical 우리산업 주식회사
Priority to KR1020090120273A priority Critical patent/KR101124429B1/en
Publication of KR20110063906A publication Critical patent/KR20110063906A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101124429B1 publication Critical patent/KR101124429B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2218—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters controlling the operation of electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
    • B60H1/08—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1854—Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
    • F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F24H9/1872—PTC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021—Air flow details of HVAC devices
    • B60H2001/00114—Heating or cooling details
    • B60H2001/00128—Electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2228—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차용 프리히터 제어회로에 관한 것으로서, 하이브리드 자동차에서 PTC 히터를 사용하는 경우에, PTC히터에 고전압인 300V전압을 스위칭 소자를 통해 인가하고, 마이크로프로세서에서 PWM신호를 발생시켜 상기 스위칭 소자를 구동시키도록 구성하는데, 일반 자동차용 저전압 12V와 하이브리드 자동차용 고전압 300V를 각각 회로부에 인가하는 경우, 단락이 발생되면 고전압에 의한 2차 사고의 위험이 우려되었다. 이에 본 발명에서는 상기 PWM 드라이브를 펄스 발생기와, 펄스 발생기의 출력을 1차측에 인가받아 2차측에서 펄스 드라이브신호를 출력하는 트랜스포머와, 마이크로프로세서의 PWM신호에 의해 구동되는 발광소자 및 상기 트랜스포머의 2차측 출력을 인가받아 상기 발광소자의 의해 구동되어 상기 스위칭 소자로 PWM 제어신호를 출력하는 수광소자로 이루어진 PWM 전달용 포토커플러를 포함하여 구성하고, 상기 PTC히터의 장애를 검출하여 마이크로프로세서로 전달하는 장애검출부의 출력을 신호전달용 포토커플러를 이용하여 전달하게 구성하고, 저전압 회로부분과 고전압 회로부분의 그라운드단을 분리 구성함으로써, 저전압과 고전압을 차폐시키도록 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preheater control circuit for automobiles. In the case of using a PTC heater in a hybrid vehicle, a high voltage 300V voltage is applied to a PTC heater through a switching element, and a PWM signal is generated by the microprocessor. When the low voltage 12V for the general vehicle and the high voltage 300V for the hybrid vehicle are applied to the circuit part, the risk of secondary accident due to the high voltage is feared when a short circuit occurs. Therefore, in the present invention, the PWM drive is applied to the pulse generator, the output of the pulse generator to the primary side and the transformer for outputting the pulse drive signal on the secondary side, the light emitting element driven by the PWM signal of the microprocessor and the two of the transformer A photocoupler for PWM transmission comprising a light receiving element which is driven by the light emitting element to receive a difference output and outputs a PWM control signal to the switching element, and detects a failure of the PTC heater and delivers the fault to the microprocessor. The output of the fault detection unit is configured to be transferred using a signal transfer photocoupler, and the low voltage circuit part and the ground terminal of the high voltage circuit part are separated to shield the low voltage and the high voltage.

자동차, 하이브리드, PTC히터, PWM제어, 전압차폐, 고전압, 저전압 Automotive, Hybrid, PTC Heater, PWM Control, Voltage Shield, High Voltage, Low Voltage

Description

자동차용 프리히터 제어회로{CONTROL CIRCUIT FOR PRE-HEATER OF VEHICLE}Automotive preheater control circuit {CONTROL CIRCUIT FOR PRE-HEATER OF VEHICLE}

본 발명은 자동차용 프리히터 제어회로에 관한 것으로서, 특히 하이브리드 자동차에 PTC 히터를 적용하는 경우 고전압 부분과 저전압 부분을 서로 분리 차폐시켜 안전성을 확보하도록 한 자동차용 프리히터 제어회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preheater control circuit for automobiles, and more particularly, to a preheater control circuit for automobiles in which a high voltage portion and a low voltage portion are shielded from each other to ensure safety when a PTC heater is applied to a hybrid vehicle.

일반적으로 차량에는, 차실내의 난방이나 차량 전면유리의 제습 또는 성에제거를 위해 엔진에서 발생하는 열에 의해 데워진 냉각수의 열에너지를 이용하는 난방장치가 설치되어 있다.In general, a vehicle is provided with a heating device that uses the heat energy of the cooling water warmed by the heat generated by the engine for heating the interior of the vehicle or dehumidifying or defrosting the windshield of the vehicle.

이러한 난방장치는 엔진이 가동된 후 엔진의 주위를 흐르는 냉각수가 난방기에 유입되는 관계로 냉각수가 일단 가열되어 실내가 난방되기까지는 장시간이 소요될 수 밖에 없다. 이에 따라, 시동 후 일정시간 추운 상태로 있어야 하는 단점이 있었다.Such a heating device has a long time until the cooling water is heated and the room is heated because the cooling water flowing around the engine flows into the heater after the engine is operated. Accordingly, there was a disadvantage in that the cold state for a certain time after starting.

근래, 이와 같은 문제를 해결하기 위한 프리히터가 다양하게 개발되고 있으며, 그 대표적인 것으로 PTC(Positive Thermister Coefficient)소자를 내장한 프리히터를 들 수 있다.Recently, various types of preheaters have been developed to solve such problems, and a typical example is a preheater having a PTC (Positive Thermister Coefficient) element.

상기와 같은 PTC 프리히터를 구동시키기 위해서는, 마이크로프로세서에 의해 PWM(Pulse With Modulation) 신호를 제어하여 PTC 히터를 구동하고 있다.In order to drive the PTC preheater as described above, a PTC (Pulse With Modulation) signal is controlled by a microprocessor to drive the PTC heater.

도 1은 종래 기술에 의한 프리히터 제어회로도로서 이에 도시된 바와 같이,1 is a preheater control circuit diagram according to the prior art, as shown therein,

PTC제어를 위한 PWM(Pulse With Modulation)신호를 발생하는 마이크로프로세서(1)와; 상기 마이크로프로세서(1)의 PWM신호에 의해 스위칭 드라이브 신호를 발생하는 PWM 드라이브(2)와; 상기 PWM 드라이브(2)의 제어에 의해 배터리 전원을 스위칭하여 PTC 히터(4)에 공급하는 스위칭 소자(3)와; 상기 스위칭 소자(3)에 의해 배터리 전원을 공급받아 구동되는 PTC 히터(4)의 구동전류를 검출하여 상기 마이크로프로세서(1)로 피드백시키는 장애검출부(5)로 구성되어 있다.A microprocessor (1) for generating a PWM (Pulse With Modulation) signal for PTC control; A PWM drive (2) for generating a switching drive signal by the PWM signal of the microprocessor (1); A switching element (3) for switching the battery power supply to the PTC heater (4) by the control of the PWM drive (2); The fault detection unit 5 is configured to detect a drive current of the PTC heater 4 driven by battery power supplied by the switching element 3 and feed it back to the microprocessor 1.

이와 같은 종래 기술에 의한 프리히터 제어회로는, PTC히터(4)에 전류를 흐르게 하여 발열을 발생하게 하는데, 전류제어를 위하여 상기 스위칭 소자(3)로는 MOSFET 또는 IGBT 소자를 사용한다. 스위칭 소자(3)인 MOSFET 또는 IGBT 소자를 구동시키기 위해서 마이크로프로세서(1)가 PWM 신호를 발생시켜 PWM 드라이브(2)를 통해 스위칭 소자(3)를 스위칭시켜 전류의 흐름을 제어하는 방식을 취하고 있다.The preheater control circuit according to the related art generates a heat by flowing a current through the PTC heater 4, and a MOSFET or an IGBT element is used as the switching element 3 for current control. In order to drive the MOSFET or IGBT element, which is the switching element 3, the microprocessor 1 generates a PWM signal and switches the switching element 3 through the PWM drive 2 to control the flow of current. .

이때, 스위칭 소자(3)인 MOSFET 또는 IGBT 소자의 게이트단에 전원을 인가하게 되는데 이때 사용되는 스위칭 소자(3)인 MOSFET 또는 IGBT 소자의 입력전원과 마이크로프로세서(1) 및 PWM드라이브(2)의 입력전원이 모두 한 배터리의 전원과 그라운드에 연결되어 있다.At this time, power is applied to the gate terminal of the MOSFET or IGBT element, which is the switching element 3, and the input power of the MOSFET or IGBT element, which is the switching element 3, and the microprocessor 1 and the PWM drive 2 used. The input power is all connected to the power of one battery and to ground.

그리고 히터의 과전압과 저전압에서의 장애 및 단락과 단선에 대한 대책을 마련하고 있는데 이는 장애검출부(5)에서 PTC히터(4)의 구동상태를 검출하여 마이크로프로세서(1)로 피드백시켜줌으로써 마이크로프로세서(1)가 장애상태를 검출하 여 장애가 발생되면, 마이크로프로세서(1)는 PWM 신호의 출력을 중지 즉, 스위칭 소자(3)의 구동을 정지시켜 화재등의 2차 사고를 방지함으로써 장애를 회피하게 된다.Also, countermeasures against faults, short circuits, and disconnections at overvoltages and undervoltages of the heater are prepared. The fault detection unit 5 detects the driving state of the PTC heater 4 and feeds it back to the microprocessor 1 so that the microprocessor ( When 1) detects a fault condition and a fault occurs, the microprocessor 1 stops the output of the PWM signal, that is, stops the driving of the switching element 3, thereby avoiding the fault by preventing a secondary accident such as a fire. do.

그런데, 상기와 같이 마이크로프로세서(1), PWM드라이브(2), 스위칭소자(3), PTC히터(4), 장애검출부(5)로 이어지는 폐루프(CLOSE-LOOP) 형태로 모두 한 회로로 구성되어 제어하게 되어 있다. 즉, 사용전압이 저전압 12V와 고전압 300V로 서로 다름에도 불구하고 그라운드는 동일한 그라운드를 사용하여 연결된다.However, as described above, the microprocessor 1, the PWM drive 2, the switching device 3, the PTC heater 4, and the closed loop (CLOSE-LOOP) form connected to the fault detection unit 5 are all composed of one circuit. To control it. In other words, the ground is connected using the same ground despite the fact that the used voltage is different from the low voltage 12V and the high voltage 300V.

한편, 하이브리드 자동차의 PTC 히터 시스템의 입력전원은 일반적인 자동차의 PTC히터 시스템에서의 전원구성과 매우 다르다. 상기와 같은 종래 프리히터 제어회로를 하이브리드 자동차의 PTC 히터 시스템에 적용하는 경우, PTC 히터(4)에 하이브리드 자동차의 300V 이상의 높은 배터리 전원이 연결된다. 그리고 제어와 감지를 하는 회로에는 일반 자동차의 12V 정도의 저전압이 연결된다. 이는 기존 마이크로프로세서와 아날로그 회로에 직접적으로 고전압 300V 이상의 전원을 연결할 수 없기 때문이다. 하이브리드 자동차의 시스템에서의 고전원측과 저전원측간의 차폐 처리를 해 주어야 한다.On the other hand, the input power of the PTC heater system of a hybrid vehicle is very different from the power configuration of the PTC heater system of a general automobile. When the conventional preheater control circuit as described above is applied to the PTC heater system of the hybrid vehicle, the high battery power of 300 V or more of the hybrid vehicle is connected to the PTC heater 4. The control and sensing circuits are connected to a low voltage of about 12V in a typical car. This is because it is not possible to connect a power supply higher than 300V directly to existing microprocessors and analog circuits. The shielding between the high and low power side of the hybrid vehicle system must be performed.

차폐처리를 하지 않은 상태로 도 1과 같은 PTC 제어회로를 하이브리드 자동차의 PTC 히터 시스템에 그대로 적용하는 경우에는, 고전압과 저전압 간에 단락이 발생하는 경우 동일한 그라운드 사용으로 인하여 차량 샤시로 고전압이 인가될 우려가 있으며, 이는 인명피해를 가져올 수 있는 큰 문제점이 발생된다.When the PTC control circuit as shown in FIG. 1 is applied to the PTC heater system of a hybrid vehicle without shielding treatment, when a short circuit occurs between a high voltage and a low voltage, high voltage may be applied to the vehicle chassis due to use of the same ground. There is a big problem that can result in injury.

따라서, 전원입력에 있어서도 전원의 +단 외에 그라운드도 완전히 분리시켜 야 한다. 이렇게 분리시키게 되면 몇가지 문제점이 발생되는데 바로 고전압 단에서의 스위칭 소자인 MOSFET 또는 IGBT 소자의 게이트단에 구동전원을 필요한 전원으로 낮추어야하고 전위에 상관없이 장애검출신호를 마이크로프로세서(1)로 잘 전달할 수 있어야 한다는 것이다.Therefore, in addition to the + terminal of the power supply, the ground must also be completely separated at the power input. This separation causes some problems. It is necessary to lower the driving power to the required power at the gate terminal of the MOSFET or IGBT element, which is a switching element at the high voltage stage, and to transmit the fault detection signal to the microprocessor 1 regardless of the potential. It must be.

본 발명의 목적은, 마이크로프로세서에서 PWM신호를 발생시켜 PTC히터의 전류를 제어하는 하이브리드 자동차의 PTC 히터 제어회로에 있어서 PTC히터에 공급하는 고전압 전원과, 마이크로프로세서에서 PWM신호를 발생시켜 스위칭 소자를 드라이브하는 저전압 전원을 차폐 처리할 수 있도록 그라운드 단을 분리 구성하여 제어회로의 보호 및 안전성을 확보할 수 있도록 한 자동차용 프리히터 제어회로를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a switching element by generating a PWM signal in a microprocessor and a high voltage power supply supplied to a PTC heater in a PTC heater control circuit of a hybrid vehicle that generates a PWM signal in a microprocessor to control a current of the PTC heater. The present invention is to provide a preheater control circuit for automobiles in which a ground terminal is separated and shielded to drive a low voltage power source to drive, thereby securing protection and safety of the control circuit.

본 발명은 PTC히터의 스위칭 소자의 게이트 단에 인가하는 PWM 신호를, PWM 전달용 포토커플러를 통해 스위칭 소자에 전달하고, PTC 히터의 전류를 검출하여 장애검출신호를 마이크로프로세서에 피드백시키는 장애검출신호를 신호전달용 포토커플러를 이용하여 전달하게 하며, 양 포토 커플러의 마이크로 프로세서측과 PTC히터측의 그라운드단을 확실하게 분리 구성하여 고전압과 저전압 회로를 차폐시키도록 하기 위한 것이다.The present invention transmits a PWM signal applied to a gate end of a switching element of a PTC heater to a switching element through a PWM transfer photocoupler, and detects a current of the PTC heater to feed back a fault detection signal to the microprocessor. It is to transmit the signal by using a photocoupler for signal transmission, and to shield the high voltage and the low voltage circuit by reliably separating the ground ends of the microprocessor side and the PTC heater side of both photo couplers.

이와 같은 본 발명의 목적은,The object of the present invention as such,

PTC제어를 위한 PWM신호를 발생하는 마이크로프로세서와; 상기 마이크로프로세서의 PWM신호에 의해 스위칭 드라이브 신호를 발생하는 PWM 드라이브와; 상기 PWM 드라이브의 제어에 의해 배터리 전원을 스위칭하여 PTC 히터에 공급하는 스위 칭 소자와; 상기 스위칭 소자에 의해 배터리 전원을 공급받아 구동되는 PTC 히터의 구동전류를 검출하여 상기 마이크로프로세서로 피드백시키는 장애검출부로 구성되는 자동차용 프리히터 제어회로에 있어서,A microprocessor for generating a PWM signal for PTC control; A PWM drive generating a switching drive signal by the PWM signal of the microprocessor; A switching element for switching battery power and supplying the PTC heater to the PTC heater under control of the PWM drive; In the pre-heater control circuit for automobiles comprising a fault detection unit for detecting the drive current of the PTC heater driven by the switching element is driven by the switching element and fed back to the microprocessor,

상기 PWM 드라이브는,The PWM drive,

일정한 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생기와,A pulse generator for generating a constant pulse signal,

상기 펄스 발생기의 펄스 신호를 1차측에 입력받고 2차측에서 드라이브 신호를 발생하는 트랜스포머와;A transformer for receiving a pulse signal of the pulse generator on a primary side and generating a drive signal on a secondary side;

상기 마이크로프로세서의 PWM신호에 의해 구동되는 발광소자와, 상기 트랜스포머의 2차측 출력을 인가받아 수광소자로 구성되어 상기 스위칭 소자의 게이트 구동신호를 출력하는 PWM 전달용 포토 커플러로 구성되고,A light emitting device driven by the PWM signal of the microprocessor, and a photocoupler for PWM transmission that receives the secondary output of the transformer and receives the light output device and outputs a gate driving signal of the switching device,

상기 장애검출부의 출력을 인가받는 발광소자와, 발광소자에 의해 구동되어 장애검출 신호를 상기 마이크로 프로세서로 인가하는 신호전달용 포토 커플러를 더 포함하여 구성되고,It further comprises a light emitting device that is applied to the output of the fault detection unit, and a signal transmission photo coupler which is driven by the light emitting device to apply a fault detection signal to the microprocessor,

상기 PWM 드라이브의 펄스 발생기와, 트랜스포머 1차측과, PWM 전달용 포토커플러의 발광소자와, 상기 신호전달용 포토커플러의 수광소자는 저전압회로의 그라운드단을 연결하고, 상기 트랜스포머의 2차측과 상기 PTC히터 및 상기 장애검출부는 고전압회로의 그라운드단에 연결하도록 구성하여 저전압 회로부분과 고전압회로부분을 분리 구성한 것을 특징으로 한다.The pulse generator of the PWM drive, the transformer primary side, the light emitting element of the PWM transfer photocoupler, and the light receiving element of the signal transfer photocoupler connect the ground terminal of the low voltage circuit, and the secondary side of the transformer and the PTC The heater and the fault detection unit are configured to be connected to the ground terminal of the high voltage circuit, so that the low voltage circuit part and the high voltage circuit part are separately configured.

이와 같이 본 발명은 하이브리드 자동차용 고전압을 이용하여 PTC 히터를 구동시키는 자동차용 프리히터 제어회로에서 트랜스포머와 포토 커플러를 이용하여 마이크로프로세서의 PWM제어신호를 스위칭 소자의 게이트 구동신호로서 드라이브 시키도록 구성하고, 장애검출회로의 신호를 포토커플러를 통해 마이크로 프로세서에 전달하도록 구성하고, 저전압 회로부분과 고전압 회로부분의 그라운드를 서로 확실하게 분리 구성함으로써, 고전압회로와 저잔압 회로의 차폐가 확실하게 이루어진다. 따라서 하이브리드 자동차의 고전압과 저전압 회로부분이 완전하게 차폐 구성된다. 이에 따라 안전성을 확보할 수 있으며, 또한 트랜스포머를 이용하여 스위칭 소자의 게이트단 드라이브 신호를 PWM신호로써 인가하도록 구성함으로써 충분한 게이트 구동 전압으로 공급할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is configured to drive a PWM control signal of a microprocessor as a gate driving signal of a switching element using a transformer and a photo coupler in a car preheater control circuit for driving a PTC heater using a high voltage for a hybrid vehicle. The signal of the fault detection circuit is transmitted to the microprocessor through the photocoupler, and the ground of the low voltage circuit portion and the high voltage circuit portion is reliably separated from each other, thereby shielding the high voltage circuit and the low residual voltage circuit. Therefore, the high voltage and low voltage circuit parts of the hybrid vehicle are completely shielded. Accordingly, safety can be ensured, and by using a transformer, the gate-end drive signal of the switching element can be applied as a PWM signal, thereby providing an adequate gate driving voltage.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 자동차용 프리히터 제어회로도로서 이에 도시된 바와 같이,2 is a circuit diagram of a preheater control circuit for automobiles according to the present invention.

PTC 히터(4)제어를 위한 PWM신호를 발생하는 마이크로프로세서(1)와; 상기 마이크로프로세서(1)의 PWM신호에 의해 스위칭 드라이브 신호를 발생하는 PWM 드라이브(100)와; 상기 PWM 드라이브(100)의 제어에 의해 배터리 전원을 스위칭하여 PTC 히터에 공급하는 스위칭 소자(3)와; 상기 스위칭 소자(3)에 의해 배터리 전원 을 공급받아 구동되는 PTC 히터(4)의 구동전류를 검출하여 상기 마이크로프로세서(1)로 피드백시키는 장애검출부(5)로 구성되는 자동차용 프리히터 제어회로에 있어서,A microprocessor (1) for generating a PWM signal for controlling the PTC heater (4); A PWM drive (100) for generating a switching drive signal by the PWM signal of the microprocessor (1); A switching element (3) for switching the battery power supply to the PTC heater by the control of the PWM drive (100); In the pre-heater control circuit for automobiles comprising a fault detection unit (5) for detecting the drive current of the PTC heater (4) driven by the switching element (3) driven by the battery power supply and fed back to the microprocessor (1) In

상기 PWM 드라이브(100)는,The PWM drive 100,

일정한 펄스를 발생시키는 펄스 발생기(110)와;A pulse generator 110 for generating a constant pulse;

상기 펄스 발생기(110)의 펄스 신호를 1차측에 입력받고 2차측에서 드라이브 신호를 발생하는 트랜스포머(120)와;A transformer 120 for receiving a pulse signal of the pulse generator 110 on a primary side and generating a drive signal on a secondary side;

상기 마이크로프로세서(1)의 PWM신호에 의해 구동되는 발광소자(131)와, 상기 트랜스포머(120)의 2차측 출력을 인가받아 수광소자(132)로 구성되어 상기 스위칭 소자(3)의 게이트 구동신호를 출력하는 PWM 전달용 포토 커플러(130)로 구성되고,The light emitting device 131 driven by the PWM signal of the microprocessor 1 and the second output of the transformer 120 are applied to the light receiving device 132, so that the gate driving signal of the switching device 3 is provided. It consists of a photocoupler 130 for PWM transmission to output the

상기 장애 검출부(5)의 출력신호에 의해 구동되는 발광소자(201)와, 상기 발광소자(201)에 의해 구동되어 상기 마이크로프로세서(1)에 장애검출신호를 전달하는 수광소자(202)로 이루어진 신호전달용 포토 커플러(200)를 더 포함하여 구성되고, The light emitting device 201 is driven by the output signal of the failure detection unit 5, and the light receiving device 202 is driven by the light emitting device 201 to transmit a fault detection signal to the microprocessor (1) It further comprises a signal transmission photo coupler 200,

상기 마이크로프로세서(1)와, 상기 PWM 드라이브(100)의 펄스 발생기(110)와, 트랜스포머(120) 1차측과, PWM 전달용 포토커플러(130)의 발광소자(131)와, 상기 신호전달용 포토커플러(200)의 수광소자(202)는 저전압 회로의 그라운드단인 제1그라운드단자(GND1)에 연결하고, 상기 트랜스포머(120)의 2차측과 상기 PTC 히터(4)의 타단, 상기 신호전달용 포토커플러(200)의 발광소자(201)는 고전압 회로의 그라운드단인 제2그라운드단자(GND2)에 연결하여 저전압 회로부분과 고전압 회로부분을 분리 구성한 것을 특징으로 한다.The microprocessor 1, the pulse generator 110 of the PWM drive 100, the primary side of the transformer 120, the light emitting element 131 of the PWM transfer photocoupler 130, and the signal transmission The light receiving element 202 of the photocoupler 200 is connected to the first ground terminal GND1, which is the ground terminal of the low voltage circuit, and is connected to the secondary side of the transformer 120 and the other end of the PTC heater 4 to transmit the signal. The light emitting device 201 of the photocoupler 200 is connected to the second ground terminal GND2, which is the ground terminal of the high voltage circuit, to separate the low voltage circuit portion and the high voltage circuit portion.

이와 같이 구성된 본 발명은, 마이크로프로세서(1)에서 PTC 히터(4)의 구동을 위한 PWM신호를 발생한다. PTC히터(4) 구동을 위한 PWM신호는 도면에 도시되지 않았으나, 온도센서의 검출온도와, 온도 조작노브의 설정온도에 의거하여 자동으로 PTC 히터(4)의 구동을 위한 PWM신호를 발생시킨다. 이는 통상의 PTC 히터 제어방식에서 제어하는 것으로서, 본 발명에선 상세히 설명하지 않는다.The present invention configured as described above generates a PWM signal for driving the PTC heater 4 in the microprocessor 1. Although the PWM signal for driving the PTC heater 4 is not shown in the figure, the PWM signal for driving the PTC heater 4 is automatically generated based on the detected temperature of the temperature sensor and the set temperature of the temperature operating knob. This is controlled by a general PTC heater control method, which is not described in detail in the present invention.

본 발명에서는 마이크로 프로세서(1)에서 발생된 PWM신호를 PTC 히터(4) 구동용 스위칭 소자(3)인 MOSFET나 ITBG의 게이트단에 인가함에 있어서, 저전압회로부분과 고전압 회로부분을 분리시켜 구성한 것이 특징이다. 이를 위하여 PWM 드라이브(100)는, 일정한 펄스신호를 발생하는 펄스 발생기(110)에서 펄스 신호를 발생하고, 이 펄스신호는 트랜스포머(120)의 1차측에 인가되어 트랜스포머의 1차측을 구동한다. 이에 따라 트랜스포머(120)의 2차측에는 1차측의 펄스신호에 대응되는 펄스 신호가 유기되어 포토 커플러(130)의 수광소자(132)로 인가된다.In the present invention, when the PWM signal generated by the microprocessor 1 is applied to the gate terminal of the MOSFET or ITBG, which is the switching element 3 for driving the PTC heater 4, the low voltage circuit portion and the high voltage circuit portion are separated. It is characteristic. For this purpose, the PWM drive 100 generates a pulse signal from the pulse generator 110 generating a constant pulse signal, and the pulse signal is applied to the primary side of the transformer 120 to drive the primary side of the transformer. Accordingly, the pulse signal corresponding to the pulse signal of the primary side is induced on the secondary side of the transformer 120 and is applied to the light receiving element 132 of the photo coupler 130.

이때 마이크로프로세서(1)에서 발생된 PWM신호는 상기 포토커플러(130)의 발광소자(131)에 인가되어 발광소자(131)를 구동시키고, 발광소자(131)의 구동에 따라 수광소자(132)가 구동되면서 상기 트랜스포머(120)의 2차측 펄스를 스위칭하여 PWM제어신호를 발생시켜 스위칭 소자(3)의 게이트단에 인가시킨다.In this case, the PWM signal generated by the microprocessor 1 is applied to the light emitting device 131 of the photocoupler 130 to drive the light emitting device 131, and according to the driving of the light emitting device 131, the light receiving device 132. While driving, the secondary pulse of the transformer 120 is switched to generate a PWM control signal to be applied to the gate terminal of the switching element 3.

따라서, 마이크로 프로세서(1)의 PWM신호는 PWM드라이브(100)의 트랜스포머(120)에 의해 발생되는 드라이빙 펄스가 PWM전달용 포토커플러(130)에 의해 제어 되어 스위칭 소자(3)인 MOSDFET 나 IGBT의 게이트단에 인가되어 스위칭이 제어되고 PTC히터(4)가 구동된다.Accordingly, the PWM signal of the microprocessor 1 is driven by the transformer 120 of the PWM drive 100 is controlled by the photocoupler 130 for PWM transfer to the switching element 3 of the MOSDFET or IGBT Applied to the gate stage, switching is controlled and PTC heater 4 is driven.

이때, PTC히터(4)의 구동상태는 장애검출부(5)에서 구동전류를 검출하여 장애상태를 검출하게 되고, 이 장애 검출신호는 신호전달용 포토커플러(200)의 발광소자(201)를 구동시키며, 발광소자(201)의 구동에 의해서 수광소자(202)가 동작하여 장애검출신호를 마이크로프로세서(1)로 전달 함으로써, 마이크로프로세서(1)는 장애 검출을 판단하여 히터 오프등의 안전동작을 수행하게 된다.At this time, the drive state of the PTC heater 4 detects a drive state by detecting the drive current in the fault detection unit 5, and this fault detection signal drives the light emitting element 201 of the signal transfer photocoupler 200. In addition, the light receiving element 202 operates by driving the light emitting element 201 to transmit a fault detection signal to the microprocessor 1, so that the microprocessor 1 determines a fault detection to perform a safe operation such as a heater off. Will be performed.

이와 같이 본 발명에서는 트랜스포머(120)와 PWM 전달용 포토커플러(130)를 이용하여 PWM신호를 전달하고, 장애 검출신호도 신호전달용 포토커플러(200)를 통해서 장애거출신호를 전달하도록 함으로써 저전압 회로부분과 고전압 회로부분을 분리하고, 상기 펄스 발생기(110)와, 상기 트랜스포머(120)의 1차측과, 상기 PWM 전달용 포토커플러(130)의 발광소자(131), 상기 신호전달용 포토커플러(200)의 수광소자(202)는 저전압(예; 일반적인 자동차의 밧데리 전압 12V)회로의 그라운드단인 제1그라운드단자(GND1)에 연결하고, 트랜스포머(120)의 2차측과, 상기 PTC 히터(4)의 타단 및 상기 신호전달용 포토커플러(200)의 발광소자(201)는 고전압 그라운드단인 제2그라운드단자(GND2)에 연결하여 구성하며, 상기 스위칭소자(3)에는 하이브리드 자동차의 고전압 300V를 인가하여 PTC 히터(4)를 고전압에 의해 구동시킨다.As described above, in the present invention, the transformer 120 and the PWM transfer photocoupler 130 transfer the PWM signal, and the fault detection signal also transmits the fault rejection signal through the signal transfer photocoupler 200. A portion and a high voltage circuit portion, and the pulse generator 110, the primary side of the transformer 120, the light emitting element 131 of the PWM transfer photocoupler 130, and the signal transfer photocoupler ( The light receiving element 202 of the 200 is connected to the first ground terminal GND1, which is a ground terminal of a low voltage (eg, battery voltage of a general vehicle 12V) circuit, and is connected to the secondary side of the transformer 120 and the PTC heater 4 And the light emitting device 201 of the signal transmission photocoupler 200 is connected to the second ground terminal GND2, which is a high voltage ground terminal, and the switching device 3 has a high voltage of 300V. Authorized PTC Heater (4) is driven by a high voltage.

따라서, 저전압 회로부분과 고전압 회로구분의 그라운드를 확실하게 분리시켜 차폐시킬 수 있으며, 마이크로프로세서(1)의 PWM 신호에 의거하여 PTC히터(4)를 제어하되, PTC히터(4)는 고전압(예; 300V)에 의해 구동시키게 됨으로써 빠른 온도 응답성으로 히터를 구동시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, it is possible to reliably separate and shield the ground of the low voltage circuit portion and the high voltage circuit division, and control the PTC heater 4 based on the PWM signal of the microprocessor 1, but the PTC heater 4 is a high voltage (eg 300V), so that the heater can be driven with rapid temperature response.

이와 같은 본 발명은 트랜스포머(120)의 1차측과, PWM 전달용 포토커플러(130)의 1차측인 발광소자(131), 신호전달용 포토커플러(200)의 수광소자(202)에는 저전압 회로의 그라운드단인 제1그라운드단자(GND1)를 연결하며, 트랜스포머(120)의 2차측 및 PTC히터(4), 신호전달용 포토커플러(200)의 발광소자(201)는 고전압회로의 그라운드단인 제2그라운드단자(GND2)을 연결하도록 구성함으로써 1차측과 2차측의 회로를 완전하게 분리 차폐시킴으로써 회로상에 단락이 발생한다든지 하더라도 고전압이 마이크로프로세서측으로 인가되지 않아서 안전성을 확보할 수 있는 것이다.As described above, the present invention has a low-voltage circuit in the primary side of the transformer 120, the light emitting element 131 which is the primary side of the PWM transfer photocoupler 130, and the light receiving element 202 of the signal transfer photocoupler 200. The first ground terminal GND1, which is a ground terminal, is connected, and the light emitting device 201 of the transformer 120, the secondary side of the transformer 120, the PTC heater 4, and the signal transmission photocoupler 200 is a ground terminal of a high voltage circuit. By configuring the second ground terminal GND2, the circuits of the primary side and the secondary side are completely separated and shielded, so that even if a short circuit occurs on the circuit, high voltage is not applied to the microprocessor side, thereby ensuring safety.

또한 본 발명에서는 트랜스포머를 이용하여 PWM신호를 드라이브 시키게 되므로, 스위칭 소자(3)의 게이트 구동전압을 충분하게 확보할 수 있어서 안정된 PWM제어가 가능해진다.In addition, in the present invention, since the PWM signal is driven by using the transformer, the gate driving voltage of the switching element 3 can be sufficiently secured, and stable PWM control is possible.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차용 프리히터 제어회로도.1 is a preheater control circuit diagram for a vehicle according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 자동차용 프리히터 제어회로도.2 is a preheater control circuit diagram for a vehicle according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 마이크로프로세서 3 : 스위칭 소자1 microprocessor 3 switching element

4 : PTC 히터 5 : 장애 검출부4 PTC heater 5 fault detection part

100 : PWM 드리이브 110 : 펄스 발생기100: PWM drive 110: pulse generator

120 : 트랜스포머 130 : 포토 커플러120: transformer 130: photo coupler

131 : 발광소자 132 : 수광소자131: light emitting element 132: light receiving element

200 : 신호전달용 포토커플러 201 : 발광소자200: photocoupler for signal transmission 201: light emitting element

202 : 수광소자202: light receiving element

Claims (1)

PTC 히터(4)제어를 위한 PWM신호를 발생하는 마이크로프로세서(1)와; 상기 마이크로프로세서(1)의 PWM신호에 의해 스위칭 드라이브 신호를 발생하는 PWM 드라이브(100)와; 상기 PWM 드라이브(100)의 제어에 의해 배터리 전원을 스위칭하여 PTC 히터에 공급하는 스위칭 소자(3)와; 상기 스위칭 소자(3)에 의해 배터리 전원을 공급받아 구동되는 PTC 히터(4)의 구동전류를 검출하여 상기 마이크로프로세서(1)로 피드백시키는 장애검출부(5)로 구성되는 자동차용 프리히터 제어회로에 있어서,A microprocessor (1) for generating a PWM signal for controlling the PTC heater (4); A PWM drive (100) for generating a switching drive signal by the PWM signal of the microprocessor (1); A switching element (3) for switching the battery power supply to the PTC heater by the control of the PWM drive (100); In the pre-heater control circuit for automobiles comprising a fault detection unit (5) for detecting the drive current of the PTC heater (4) driven by the switching element (3) is driven by the battery power supply and fed back to the microprocessor (1) In 상기 PWM 드라이브(100)는,The PWM drive 100, 일정한 펄스를 발생시키는 펄스 발생기(110)와;A pulse generator 110 for generating a constant pulse; 상기 펄스 발생기(110)의 펄스 신호를 1차측에 입력받고 2차측에서 드라이브 신호를 발생하는 트랜스포머(120)와;A transformer 120 for receiving a pulse signal of the pulse generator 110 on a primary side and generating a drive signal on a secondary side; 상기 마이크로프로세서(1)의 PWM신호에 의해 구동되는 발광소자(131)와, 상기 트랜스포머(120)의 2차측 출력을 인가받아 수광소자(132)로 구성되어 상기 스위칭 소자(3)의 게이트 구동신호를 출력하는 PWM 전달용 포토 커플러(130)로 구성되고,The light emitting device 131 driven by the PWM signal of the microprocessor 1 and the second output of the transformer 120 are applied to the light receiving device 132, so that the gate driving signal of the switching device 3 is provided. It consists of a photocoupler 130 for PWM transmission to output the 상기 장애 검출부(5)의 출력신호에 의해 구동되는 발광소자(201)와, 상기 발광소자(201)에 의해 구동되어 상기 마이크로프로세서(1)에 장애검출신호를 전달하는 수광소자(202)로 이루어진 신호전달용 포토 커플러(200)를 더 포함하여 구성되고, The light emitting device 201 is driven by the output signal of the failure detection unit 5, and the light receiving device 202 is driven by the light emitting device 201 to transmit a fault detection signal to the microprocessor (1) It further comprises a signal transmission photo coupler 200, 상기 마이크로프로세서(1)와, 상기 PWM 드라이브(100)의 펄스 발생기(110)와, 트랜스포머(120) 1차측과, PWM 전달용 포토커플러(130)의 발광소자(131)와, 상기 신호전달용 포토커플러(200)의 수광소자(202)는 저전압 회로의 그라운드단인 제1그라운드단자(GND1)에 연결하고, 상기 트랜스포머(120)의 2차측과 상기 PTC 히터(4)의 타단, 상기 신호전달용 포토커플러(200)의 발광소자(201)는 고전압 회로의 그라운드단인 제2그라운드단자(GND2)에 연결하여 저전압 회로부분과 고전압 회로부분을 분리 구성한 것을 특징으로 하는 자동차용 프리히터 제어회로.The microprocessor 1, the pulse generator 110 of the PWM drive 100, the primary side of the transformer 120, the light emitting element 131 of the PWM transfer photocoupler 130, and the signal transmission The light receiving element 202 of the photocoupler 200 is connected to the first ground terminal GND1, which is the ground terminal of the low voltage circuit, and is connected to the secondary side of the transformer 120 and the other end of the PTC heater 4 to transmit the signal. The light emitting device 201 of the photocoupler 200 is connected to a second ground terminal GND2, which is a ground terminal of a high voltage circuit, to separate the low voltage circuit portion and the high voltage circuit portion.
KR1020090120273A 2009-12-07 2009-12-07 Control circuit for pre-heater of vehicle KR101124429B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120273A KR101124429B1 (en) 2009-12-07 2009-12-07 Control circuit for pre-heater of vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120273A KR101124429B1 (en) 2009-12-07 2009-12-07 Control circuit for pre-heater of vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110063906A KR20110063906A (en) 2011-06-15
KR101124429B1 true KR101124429B1 (en) 2012-03-21

Family

ID=44397427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090120273A KR101124429B1 (en) 2009-12-07 2009-12-07 Control circuit for pre-heater of vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101124429B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101294613B1 (en) * 2011-12-14 2013-08-08 전자부품연구원 Operation Circuit For Pulse width modulation signal And Controlling Method thereof
KR101398480B1 (en) * 2012-12-07 2014-05-27 우리산업 주식회사 A high voltage heater controller for electric or hybrid cars
KR102001073B1 (en) * 2017-12-01 2019-07-17 대우전자부품(주) PTC heater

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990032150U (en) * 1997-12-31 1999-07-26 오상수 DC voltage inverter of electric vehicle
KR20010010619A (en) * 1999-07-21 2001-02-15 구자홍 The interrupt generation circuit of power supply circuit for a switching mode power supply
KR20010038874A (en) * 1999-10-28 2001-05-15 박종섭 A Power supply for a display device
KR20040001258A (en) * 2002-06-27 2004-01-07 현대자동차주식회사 Intelligent power module apparatus of electric vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990032150U (en) * 1997-12-31 1999-07-26 오상수 DC voltage inverter of electric vehicle
KR20010010619A (en) * 1999-07-21 2001-02-15 구자홍 The interrupt generation circuit of power supply circuit for a switching mode power supply
KR20010038874A (en) * 1999-10-28 2001-05-15 박종섭 A Power supply for a display device
KR20040001258A (en) * 2002-06-27 2004-01-07 현대자동차주식회사 Intelligent power module apparatus of electric vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110063906A (en) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2851811C (en) Apparatus for controlling in-vehicle heater
CN102047368B (en) Relay controller
KR101241226B1 (en) System of main relay monitoring for green cars and method thereof
CN103843216B (en) For making equipment and the method for the capacitor discharge of inverter
EP2189733B1 (en) Heater Controller and method for operating a heater controller
US20220348084A1 (en) Discharge apparatus for an electrical drive arrangement of a vehicle and electrical drive arrangement comprising the discharge apparatus
US20140015316A1 (en) Control unit
KR101459923B1 (en) Fault diagnosis system and method for collant switching device for vehicle
KR101124429B1 (en) Control circuit for pre-heater of vehicle
US9227580B2 (en) Method and system for disabling and enabling an electric motor vehicle control module
CN106031300B (en) Vehicle and fault detection method
US10518608B2 (en) Vehicle air-conditioner safety device, and control method thereof
WO2014128997A1 (en) Cooling fan motor/inverter system for vehicles and control method and program therefor
DE102012200570A1 (en) Electric heating
US20180326816A1 (en) Heating device
KR101124427B1 (en) Control circuit for pre-heater of vehicle
US9515477B2 (en) Overcurrent protection device, overcurrent protection method, and non-transitory medium
US9533702B2 (en) Electric power steering apparatus
JP5776559B2 (en) Power supply control device
WO2021089831A1 (en) Safe active discharge circuit for inverter in vehicle
US9816477B2 (en) Apparatus and method for controlling power supply to glow plug
KR102142726B1 (en) A control device and method for a heater
WO2019235085A1 (en) Vehicle-mounted air conditioner control device, and vehicle
CN102343820A (en) Method and apparatus for operating electric drive apparatus
CN215646640U (en) Control circuit and electronic braking system of brushless three-phase motor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150226

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160211

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180212

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 9