KR101125641B1 - 백업전원의 누설전류 차단장치 - Google Patents

Abstract

백업 전원의 누설전류 차단장치는 전원부의 백업 전원과 스위치전원으로 구성된 상태에서 백업 전원을 스위치단 제어에 의해 백업 전원을 정전압 회로단에 인가하여 정전압원을 얻는 처리와, 전원부의 스위치 전원은 제어1단, 제어2단, 중앙처리기 및 주변 제어단에 제공하는 신호 온/오프 및 전원처리와, 전원 신호 온/오프 에 따른 감지 받아 중앙처리기에서 백업 전원 온/오프를 상호 관리에 의하여 함께 수행하는 제어1단과 제어2단에 제공하고, 상호 관리된 스위치 전원과 중앙 처리기에서 받은 신호를 받은 제어1단과 제어2단은 스위치단, 정전압 회로단을 제어함과, 정전압 회로단에서 출력된 전압은 정전압 온 인지를 감지하는 신호를 감지장치단을 통하여 중앙처리기에 전달하는 신호와, 정전압을 백업보조전원단에 공급하는 전원과, 그리고 중앙처리기에서 통신처리 및 시스템 안정 처리와 함께 제어1단, 제어2단 처리를 하고, 자체 스톱 모드 전환 시 백업보조전원단은 중앙처리기 전원 유지용으로 사용과, 스위치 전원을 받는 주변제어단은 중앙처리기에 의하여 제어되고, 스톱모드시 외부감지단에 의하여 중앙처리기는 재가동하는 흐름을 포함한다.

백업전원, 스위치전원, 누설전류, 차단장치, 제어단, 스위치단, 감지장치단, 정전압, 주변제어단

Description

백업전원의 누설전류 차단장치{APPARATUS CUTOFF THE LEAKAGE CURRENT OF THE BACKUP POWER SOURCE}

본 발명은 시스템의 스위치전원이 차단된 상태에서 백업 전원의 누설전류를 관리함에 있어, 통신처리 및 시스템 안정 처리와 함께 누설전류를 차단에 관한 기술 분야이다.

본 발명은 시스템상에서 백업 전원의 누설전류 차단 장치에 관한 것으로, 스위치 전원이 오프될 경우, 백업 전류가 필요한 일부 회로에만 공급할 수 있게 하는 시스템은 이미 광범위하게 공지되었고, 대부분은 스위치 전원 오프와 동시에 백업 전원이 필요한 일부 회로에 공급시키는 방법으로써, 도입전류를 최소화하는 목적이거나, 일부 전원을 차단시키는 방법을 사용한 단순 처리용도에 국한된 경우로써, 백업처리가 요구되면서, 시스템 운용 관리를 하는, 실질적 백업 전원의 누설 전류 차단 방식은 아니다. 즉 제한적 처리를 하고 있다,

이런 예를 들면, 대한민국 특허 출원 번호 1020057025187에는 “돌립 전류 방지 회로”가 개시되어있다. 이 경우는 백업 데이터가 필요 없는 회로에서 전원이 오프 될 경우 백업 회로에 침투 전류가 발생하여, 백업전류의 소모가 증가한다. 이 는 이용 시스템에 백업 시간주기를 단축시키는 요인으로써, 이러한 침투 전류를 최소화 하기위한 목적을 가지고있다. 이런 부분은 단순 전원 온/오프 시에만 관리하는 부분이고, 백업 전원 관리를 백업이 안 되는 회로에서 발생하는 침투 전류부분에 국한 된 처리 방안으로 누설전류 차단 의미가 아니며, 어느 정도 누설 전류는 허용하는 방안이다.

그리고 특허 출원번호 2019970043400에는 “카오디오를 이용한 백업전류 방전 방지 장치”가 개지 되어 있다. 이 경우는 자동차의 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여, 온/오프 시키는 각종 램프를 마이컴을 통해 온/오프 시킬 수 있는 장치를 제공하는 목적이나, 이 경우 또한 마이컴 및 백업이 요구되는 회로에 관한 백업전류 차단이 아니고, 램프에 국한하여 사용한 예이고, 어느 정도 시간 후에 램프 오프 한다면, 그 또한 자동차 후진램프 경우 스위치 전원이 오프 상태에서 백업 전원을 제어한다면, 자동차 동작상 문제가 되고 이것을 계속 관리를 한다면, 백업 누설 전류가 문제가 된다. 그리고 기존 방식 경우 일반적으로 백업 상태에서 누설 전류를 최소화하여도 2~3mA정도는 허용할 수밖에는 없는 시스템 구성이다. 그리고 이 경우 정전압원 구성부품은 성능면에서 작은 허용 전류를 가진 것을 요구되는데, 만약 일반적인 정전압원 부품 경우 허용전류 증가로 인하여, 누설 전류가 많아 백업시간 주기를 빨리 단축시킬 수 있다. 그로 인하여 작은 허용전류인 부품만을 사용하는데, 이때 백업 전원을 이용하는 시스템의 전류 허용은 작은 경우에 적용이 가능하다. 전류 소모가 크다면, 이러한 부품도 사용할 수는 없다. 즉 제한적 조건과 특수한 용도사용으로, 정전압 구성 시 시스템 가격 상승요인이 되고, 궁극적 처 리 방안은 아니다. 즉 누설 전류를 나름대로 최소화하는 것이지 차단하는 형식은 아니다. 그리고 스위치전원이 차단되어도 일정기간 통신이 된다면, 이 경우 백업 전원과 스위치 전원간에 역할이 필요한데, 대부분의 시스템은 스위치전원을 차단 후 단지 백업 전원으로 전환하는 단순처리를 하고 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 스위치전원 차단 후 일정한 통신계통을 모니터하면서, 시스템의 안정성을 확인 후 누설전류를 차단하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전원부의 스위치전원과 중앙처리기간에 상호 관리를 통하여, 스톱모드 조건을 만족하게 처리하는 목적이 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 시스템 초기화 및 안정화를 통한 스톱모드 진입 직전 제어단을 처리함으로써 시스템 연동시 안정화 처리의 목적이 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 외부에 의하여 정상동작을 요구할 시 외부감지단을 통한 제어를 받아 중앙처리기에서 본 시스템제어와 함께 백업 전원의 누설전류 차단장치를 관리하는 목적이 있다.

백업 전원의 누설전류 차단장치는 전원부의 백업 전원과 스위치전원으로 구성된 상태에서 백업 전원을 스위치단 제어에 의해 백업 전원을 정전압회로단에 인가하여 정전압원을 얻는 처리와, 전원부의 스위치 전원은 제어1단, 제어2단, 중앙처리기 및 주변 제어단에 제공하는 신호 온/오프 및 전원처리와, 전원 신호 온/오프 에 따른 감지 받아 중앙처리기에서 백업 전원 온/오프를 스위치 전원과 함께 상호 관리에 의하여 백업 전원 온 경우는 스위치 전원에 의하여 수행한다면, 오프 인 경우는 중앙처리기에 의하여 시스템안정 및 통신관리 수반 후 제어1단과 제어2단에 제공하고, 제어1단과 제어2단은 스위치단, 정전압회로단을 제어한다.

정전압 회로단에서 출력된 전압은 정전압 온/오프 인지를 감지하는 신호를 감지장치단을 통하여 중앙처리기에 전달하는 신호와, 외부감지단 신호를 받아 비교 분석하여 중앙처리기에서 수행하는 시스템안정 및 통신관리 수반 후 백업 전원 오프 처리에 관한 처리를 한다.

정전압을 백업보조전원단에 공급하는 전원을 통하여, 자체 스톱모드 전환 시 백업보조전원단은 중앙처리기 전원 유지용으로 사용과, 스위치 전원을 받는 주변제어단은 중앙처리기에 의하여 제어되고, 스톱 모드시 외부감지단에 의하여 중앙처리기는 재 가동하는 흐름을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 백업 전원의 누설전류 차단장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 누설전류 차단장치는 백업 전원과 스위치전원이 존재하는 경우 스위치전원이 온/오프 하는 것에 따라 시스템운용 관리를 하면서도 누설전류를 차단하는 효과를 얻을 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 누설전류 차단장치는 스위치전원과 중앙처리기를 이용시스템의 효율적 관리와 함께, 스위치전원이 오프 상태에서 시스템이 안정화에 필요한 시간을 관리하면서, 중앙처리기의 누설전류 관리하는 시스템 안정처리 흐름에 의하여 백업전원 차단을 한다는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니 하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백업 전원의 누설전류 차단 장치의 특징은, 전원부의 백업전원과 스위치 전원으로 구성된 상태에서 백업전원은 스위치단을 통한 정전압회로단에 의하여, 정전압원을 얻는 처리; 스위치전원은 제어1단, 제어2단, 중앙처리기 및 주변제어단에 제공하는 신호 온/오프 및 전원처리; 신호 온/오프에 따른 판단 신호를 받아 중앙처리기에서 백업 전원 온/오프를 수행하는 제어1단과 제어2단에 제공하고, 스위치전원과 중앙처리기에서 받은 신호를 받은 제어1단과 제어2단은 스위치단, 정전압회로단을 제어; 정전압회로단에서 출력된 전압에서 정전압 온 인지를 감지하는 신호를 감지장치단을 통하여 중앙처리기에 전달하는 신호와, 정전압을 백업보조전원단에 공급하는 전원과, 그리고 중앙처리기에서 제어1단, 제어2단 처리; 자체 스톱모드 전환 시, 백업보조전원단은 중앙처리기 전원 유지용으로 사용; 스위치 전원을 받는 주변제어단은 중앙처리기에 의하여 제어되고, 스톱 모드시 외부감지단에 의하여 중앙처리기는 재가동하는 흐름을 포함 한다.

전원부(1)은 백업 전원과 스위치전원을 포함하며, 백업 전원은 시스템이 스텐바이 상태에도 유지되는 전원이고, 스위치전원은 시스템이 스텐바이 상태에서 오 프되는 특징을 가지고있다. 즉 자동차 경우는 ACC전원이다. 백업 전원 경우는 스위치단(2)을 통과하여 정전압회로단(3) 입력으로 전달되고, 스위치단(2)은 1차적으로 백업전원을 차단 또는 통과시키는 역할을 하는 부분이며, 이런 제어 신호는 제어1단(4) 출력에 의해서 온/오프 형식처리를 한다.

스위치 전원은 제어1단(4)과 중앙처리기(6)에는 신호 온/오프 형식의 정보처리를 하고, 주변제어단(9)에는 전원공급용으로 처리를 한다. 제어1단(4)은 스위치전원과 중앙처리기(6)의 제어 온/오프 형식을 받아서 스위치단(2)을 제어하며, 백업전원을 통과/차단을 수행하다. 스위치단(2)을 통과한 전원은 정전압회로단(3)을 통하여 원하는 정전압을 얻는 부분이며, 정전압 신호를 차단 또는 통과시키는 역할은 제어2단(5) 온/오프 형식처리에 의하여 수행한다. 제어2단(5)은 제어1단(4)과 같이, 스위치전원과 중앙처리기(6)의 제어 온/오프 형식을 받아서 정전압회로단(3)을 제어한다. 정전압회로단(3)에서 만들어진 정전압과 정전압상태가 온 되였는지를 알려주는 신호를 발생하는 감지장치단(7)은 식별 인식 처리하여 중앙처리기(6)에 전달하며, 중앙처리기(6)에서 이러한 신호를 인식하여, 전반적인 시스템 초기화 및 주변관리를 수행한다. 또한 정전압회로단(3)에서는 정전압을 백업보조전원단(8)에 인가하는 역할을 한다. 백업보조전원단(8)은 중앙처리기(6)에서 자체 스톱모드로 진입 시, 중앙처리기(6)의 백업용 전원으로 사용하는 보조 전원장치이다.

이때 중앙처리기(6)는 모든 처리가 멈춘 상태이어서 수십 uA가 소비됨으로써, 백업보조전원단(8)에서 공급되는 전원은 상당히 오랜 시간을 유지할 수 있으며, 실제적 전원부(1)에서 공급받는 백업 전원은 필요가 없다. 중앙처리기(6)는 백 업보조전원단(8)으로부터 전원을 공급받고, 그 이후 스위치전원의 신호를 감지하여, 감지장치단(7) 및 외부감지단(10)으로부터 받은 신호를 분석하여, 제어1단(4), 제어2단(5) 그리고 주변제어단(9)를 제어한다.

주변제어단(9)은 스위치전원에서 전원을 공급받는다. 이유는 스텐바이 모드인 스톱모드 상태에서 전원부(1)의 백업 전원이 아닌 차단전압을 사용함으로써, 전력손실을 막기 위함이다. 주변제어단(9)은 다양한 회로와 주변장치를 포함하는 부분으로써, 제어는 중앙처리기(6)에 의하여 관리가 되며, 외부감지단(10)은 중앙처리기(6)에서 스톱모드 상태에서 재 기동이 필요한 경우에 필요한 외부 신호이다. 이러한 부분을 인터럽터 신호라고 한다.

만약 전원부(1)의 백업전원이 인가된 상태에서 스위치전원이 오프상태로 된 경우, 일반적인 시스템 구성에서 중앙처리기(6)는 주변제어단(9)을 초기화하여, 주변제어단(9)에서 발생하는 손실 전류는 막을 수 있으나, 중앙처리기(6)만 스톱모드 상태로 감으로써, 백업 전원을 오프하지 안고 연결됨으로, 정전압원의 누설전류량이 발생하고, 이로 인하여 백업 전원 누설전류는 발생한다. 시스템의 안정화 처리가 아닌 초기화처리를 함에 따라 또 다른 문제를 야기할 수 있고, 시스템 관리 측면에서 본다면, 효율적 누설 전류 관리가 안 된다.

그러나 본 고안의 경우는 중앙처리기(6)에서 모니터링을 통하여 시스템의 안정화를 모두 처리한 후, 스톱모드로 들어가기 전에 중앙처리기(6)에서 제어1단(4)과 제어2단(5)에 오프 형식 처리를 주면서 스톱모드로 바로 들어감으로, 제어1단(4), 제어2단(5)에서 스위치단(2), 정전압회로단(3)을 차단하고, 바로 중앙처리 기(6)은 스톱모드 상태에서 백업보조전원단(8)에 의해 시스템 백업을 유지되면, 전원부(1)의 백업 전원 차단으로 인한 누설전류는 차단된다.

그리고 시스템이 온 되는 상태로 가는 과정은 전원부(1)의 스위치전원 신호가 인지되면, 이때 제어1단, 제어2단은 전원부(1)의 스위치전원에 의해서 제어되며, 전원부(1)의 백업전원이 스위치단(2), 정전압회로단(3)을 통하여, 감지장치단(7)을 걸쳐 중앙처리기(6)를 기동한다.

이때 중앙처리기(6)는 초기화 작업을 한 후, 혹시 전원부(1)의 스위치전원이 바로 오프 되는 경우, 중앙처리기(6)는 스위치전원이 온 인지 오프인지를 감지하여, 온 상태이면, 주변제어단(9)처리 및 제어1단(4), 제어2단(5)을 온 상태처리 함으로써, 제어1단(4),제어2단(5)은 전원부(1)의 스위치전원과 중앙처리기(6)에 의해서 동시에 온 상태 형식처리를 한다. 그리고 오프 상태가 되면, 중앙처리기(6)가 초기화 작업 중이면, 스톱모드 절차를 통하여 바로 제어1단(4), 제어2단(5)을 제어하고 스톱모드로 간다. 그러나 시스템의 초기화 작업완료 후, 정상 처리 중에 오프 상태 정보를 인지하는 경우는 시스템 안정화를 모두 처리한 후, 스톱모드로 들어가기 전에 중앙처리기(6)에서 제어1단(4)과 제어2단(5)에 오프 형식 처리를 주면서 스톱모드로 들어가면, 제어1단(4), 제어2단(5)에서 스위치단(2), 정전압회로단(3)을 차단한다.

즉 중앙처리기(6)와 전원부(1)의 스위치전원 간에 전압 레벨 폭을 효율적 관리를 통하여 상호 필요에 따라 전원부(1)의 백업 전원을 스위치단(2)과 정전압회로단(3)에서 제어1단(4),제어2단(5)에 의하여 처리됨으로 효율적인 백업 전원의 누설 전류를 차단할 수 있다. 만약 전원부(1)의 백업 전원과 스위치전원은 있으나, 시스템상에서 중앙처리기(6)가 백업보조전원단(8)이 필요 없는 경우, 즉 중앙처리기(6)가 백업정보가 필요 없는 경우에는 백업보조 원단(8)을 사용하지 않고, 전원부(1)의 스위치전원과 중앙처리기(6)만을 이용하여도 백업전원의 누설전류를 차단할 수 있으며, 시스템 운용을 위한 주변제어단(9)은 충분히 제어할 수 있다. 그리고 제어1단(4)과 제어2단(5) 제어를 하면 확실한 차단이 되나, 이 중 하나만 사용하여도 만족할 수 있는 결과가 도출되며, 스위치단(2) 및 정전압회로단(3)의 부품에 따라 수백 uA에서 완전 차단까지 얻을 수 있다. 이 경우 기존의 누설전류 량을 현격히 줄이는 방법으로, 특히 전원부(1)의 스위치전원이 오프 되는 시점에서 시스템 안정관리 시간을 유지처리하기 위해서는 중앙처리기(6)에서 전원부(1)의 백업 전원 관리를 해야 하며, 이 경우 안정관리시간 ts는 시스템에 따라 차이가 있을 수 있다.

이후 중앙처리기(6)는 스톱모드 진입 직전에 제어1단(4)과 제어2단(5)에 오프 형식처리를 함으로써, 시스템 안정화 및 백업 전원의 누설전류차단을 위한, 하고자 하는 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 백업 전원의 누설전류 차단장치는 다음과 같은 상업적 부분에서 이용할 수 있다.

공급 전원에서 백업 전원과 스위치전원이 모두 존재하는 경우에 스위치전원이 차단된 상태에서 백업 전원을 관리할 필요가 있는 경우 적용되는 부분으로 자동차, 가전기기 등 다양한 분야에 적용됨으로써, 기존에는 백업 전원차단과 함께 항시 시스템에 별도로 보조전원이 공급되어, 중앙처리기를 통하여 스톱모드 진입 시 최소화된 누설전류만을 허용하는 방안이었으나, 산업 발달과 보호무역 측면이 강화하면서, 규제방안으로 암 전류인 누설전류를 최소화할 여는 방안이 제안되고 있다. 이때 백업 전원을 차단하는 방법이 변경되는데, 별도의 보조 전원을 사용안하고, 메모리에 백업에 관한 사항을 기록 후 백업 전원을 차단한다. 그러면 정전압원 소자의 허용전류가 작은 것을 선택하여 최소화할 여는 시도되지만 이 경우에도 누설전류는 수백uA는 허용된다. 이때 가격적으로도 고가가 된다. 그리고 백업 부분에서 시스템이 허용전류가 많이 필요한 경우는 적용의 한계가 있다. 즉 가격으로도 안 된다. 본 발명은 시스템의 허용전류에 관계없이 모두 적용이 되면서 누설전류를 차단하는 효과가 있다. 가격적 면으로도 저가 형태이고, 특히 시스템안정화와 함께 통신 상태를 모니터링 하면서 처리가 됨으로써, 적용 범위는 많다.

도1은 본 발명에 따른 백업전원의 누설전류 차단장치의 실시예를 나타낸 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전원부 2 : 스위치단

3 : 정전압회로단 4 : 제어1단

5 : 제어2단 6 : 중앙처리기

7 : 감지장치단 8 : 백업보조전원단

9 : 주변제어단 10 : 외부감지단

Claims (5)

1. 스탠바이 상태에서는 전원이 차단되는 스위치 전원과 스탠바이 상태에서도 전원이 공급되는 백업 전원을 구비한 전원부와,

   상기 스위치 전원에 연결되어 동작 전압을 공급받는 주변 제어단과,

   상기 백업 전원에 연결된 스위치단과,

   상기 스위치단을 통하여 상기 백업 전원에 연결될 수 있는 정전압 회로단과,

   상기 정전압 회로단의 출력에 연결된 백업보조 전원단과,

   상기 스위치단을 온 또는 오프하기 위한 제어1단과,

   상기 백업보조 전원단에 연결되어 동작 전원을 공급받고, 상기 스위치 전원에 연결되어 상기 스위치 전원의 온 또는 오프를 감지하고, 상기 주변 제어단 및 상기 제어1단을 제어하는 중앙 처리기를 포함하고,

   상기 중앙 처리기는 상기 스위치 전원이 오프인 경우 상기 정전압 회로단에서 흐르는 누설전류를 차단하기 위하여 상기 제어1단으로 스위치 오프 신호를 출력하고 스톱 모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 백업 전원의 누설전류 차단장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 정전압 회로단을 차단 또는 통과시키는 제어2단을 더 포함하고,

   상기 중앙 처리기는 상기 스위치 전원이 오프인 경우 상기 제어2단으로 정전압 오프 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 백업 전원의 누설전류 차단장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제어1단은 상기 스위치 전원에 연결되어 상기 스위치 전원의 온 또는 오프 상태와 상기 중앙 처리기의 스위치 온 또는 오프 신호를 이용하여 상기 스위치단을 온 또는 오프하고,

   상기 제어2단은 상기 스위치 전원에 연결되어 상기 스위치 전원의 온 또는 오프 상태와 상기 중앙 처리기의 정전압 온 또는 오프 신호를 이용하여 상기 정전압 회로단을 차단 또는 통과시키는 것을 특징으로 하는 백업 전원의 누설전류 차단장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 정전압 회로단의 출력에 연결되어 상기 정전압 회로단의 통과 또는 차단을 감지하여 상기 중앙 처리기로 감지 신호를 출력하는 감지 장치단을 더 포함하고,

   상기 중앙 처리기는 상기 스톱 모드에서 상기 감지 장치단의 감지 신호가 정전압 회로단 온 감지 신호인 경우 시스템 초기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 백업 전원의 누설전류 차단장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 중앙 처리기를 상기 스톱 모드에서 재기동시키는 외부 신호를 공급하기 위한 외부 감지단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백업 전원의 누설전류 차단장치.

Images