KR101548133B1 - 자동차의 전원 공급 장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 전원 공급 장치가 개시된다, 본 발명에 따른 자동차의 전원 공급 장치는, 제어부의 제어하에 의해 각 해당 구동 요소를 구동하기 위한 전원을 공급하는 자동차의 전원 공급 장치에 있어서, 각 해당 구동 요소에 필요한 전원을 발생하는 전원부; 상기 전원부의 전원을 증폭하여 해당 구동 요소에 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부의 출력 전압을 감시하는 전원 감시부; 및 외부에서 공급되는 인에이블 신호에 따라 초기 구동되고, 상기 전원 감시부에서 감지된 전원의 크기에 따라 상기 전원 공급부의 전원이 상기 해당 구동 요소에 공급되는 것을 제어하는 전원 제어부;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 각 해당 구동 요소에서 필요한 전원을 증폭하여 해당 구동 요소에 공급하고 해당 구동 요소에 공급되는 증폭된 전압의 크기를 제어하는 전원 공급 장치를 하드웨어적으로 설계함으로써, 해당 구동 요소에 공급되는 전원의 크기를 신속하고 정확하게 제어할 수 있게 된다.

전원공급장치, 전원부, 감시부

Description

자동차의 전원 공급 장치{APPARATUS FOR SUPPLYING VOLTEAGE OF CAR }

본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 하드웨어적으로 전원 공급 장치를 설계하여 해당 구동 요소에 필요한 전원을 신속하고 정확하게 제어하는 장치에 관한 것이다.

일반적인 자동차의 전자제어유닛은 각 센서에서 검출된 신호를 입력받아 그에 대응하여 각 구동 요소(해당 구동 요소)를 제어하는데 사용되고 하나의 마이컴으로 설계된다.

여기서, 상기 마이컴은 마이크로컴퓨터(microcomputer)를 일컫는 것으로서 1개 또는 여러 개의 LSI로서 구성되어진 CPU 마이크로프로세서를 중심으로 구성된 초소형 컴퓨터 시스템을 의미하며, 이러한 마이컴은 그 구조가 보통 CPU, 메모리(ROM, RAM),입출력 인터페이스 회로(I/O부), 입출력장치, 보조기억장치와 제어회로 등으로 이루어져 있고, 그것들을 버스(BUS)라 불리는 자료 라인과 제어 데이터 라인으로 결선시켜 조립하게 된다. 이러한 마이컴의 구동 상태, 특히 각 구동 요소에 대한 전원 제어는 자동차의 운행 및 안전에 영향을 미치게 된다.

즉, 상기 마이컴은 상기 각 구동 요소에 대한 전원을 제어하게 된다. 즉, 외 부로부터 공급되는 각 구동 요소(구동 요소 1)에 필요한 전원을 증폭하여 각 구동 요소에 공급하고, 각 구동 요소에 공급되는 전원의 크기를 모니터링하며, 모니터링 결과에 따라 상기 각 구동 요소에 공급되는 전원의 크기를 제어하도록 구비된다.

여기서, 상기 마이컴은 외부로부터 공급되는 전원을 수신하고, 수신된 전원을 증폭하기 위해 해당 구동 요소(구동 요소 1)에 필요한 전원의 크기로 결정된 듀티값을 가지는 펄스폭변조 신호를 발생하며, 이 발생된 펄스폭변조 신호에 따라 증폭된 전원이 해당 구동 요소(구동 요소 1)에 공급된다.

이어 상기 마이컴은, 상기 구동 요소(구동 요소 1)에 공급되는 전원 크기를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 상기 펄스폭변조 신호의 듀티값을 가변시켜 해당 구동 요소에 필요한 전원을 제어한다.

또한, 최근 자동차의 다양한 기능 추가로 인해 상기 마이컴에 의해 제어하고자 하는 구성 요소가 많아지고, 이러한 구동 요소의 수가 많아짐에 따라 각 구동 요소에 공급되는 전원의 크기를 모니터링 및 제어하는 시간이 길어지게 되므로, 각 구동 요소에서 필요한 전원으로 크기를 안정화시키는데 드는 시간이 오래 걸려 자동차의 안전성에 대한 문제점이 야기되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 각 해당 구동 요소에 필요한 전원을 증폭하여 해당 구동 요소에 공급하고 해당 구동 요소에 공급되는 증폭된 전압의 크기를 제어하는 전원 공급 장치를 하드웨어적으로 설계함으로써, 해당 구동 요소에 공급되는 전원의 크기를 신속하고 정확하게 제어할 수 있는 자동차의 전원 공급 장치를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 기술적 과제는,

제어부의 제어에 의해 각 해당 구동 요소를 구동하기 위한 전원을 공급하는 자동차의 전원 공급 장치에 있어서,

해당 구동 요소에 필요한 전원을 발생하는 전원부;

상기 전원부의 전원을 증폭하여 해당 구동 요소에 공급하는 전원 공급부;

상기 전원 공급부의 출력 전압을 감시하는 전원 감시부; 및

외부에서 공급되는 인에이블 신호 및 상기 전원 감시부에서 감지된 전원의 크기의 출력 전원의 크기에 따라 상기 전원 공급부의 전원이 상기 해당 구동 요소에 공급 또는 차단을 제어하는 전원 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전원 공급부는,

상기 전원부에서 공급되는 전원을 통과하는 인덱터와,

상기 인덱터의 출력 전원을 소정 레벨로 정류하는 다이오드와,

상기 다이오드의 출력 전압을 필터링하여 해당 구동 요소에 제공하는 캐패시터로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 전원 감시부는, 상기 캐패시터의 출력 전압의 크기를 검출하여 상기 전원 제어부로 공급하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원 제어부는,

상기 외부에서 공급되는 인에이블 신호 및 상기 전원 감시부의 출력 전압의 크기의 출력 전원의 크기에 따라 상기 전원 공급부의 출력 전원을 해당 구동 요소에 공급 또는 차단하기 위한 소정 레벨의 제어신호를 발생하는 제어 신호 발생부와,

상기 제어 신호 발생부의 제어 신호의 소정 레벨에 따라 스위칭하여 상기 전원 공급부의 출력 전압이 해당 구동 요소에 공급 또는 차단하는 스위칭부로 구비되고,

상기 제어 신호 발생부는

상기 전원 공급부의 전원을 상기 해당 구동 요소에 공급하기 위해 외부로부터 공급되는 인에이블 신호에 따라 상기 스위칭부를 스위칭하기 위한 PWM 형태의 제1 소정 레벨의 제어 신호를 발생하고,

이어 상기 전원 감시부의 출력 전원의 크기와 미리 정해진 기준 전압과 비교하여 비교 결과 상기 전원 감시부의 출력 전원이 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 스위칭부를 오프 상태로 스위칭하기 위한 제2 소정 레벨의 제어 신호를 발생하도록 구비되는 것을 특징으로 하고,

상기 스위칭부는,

상기 전원 공급부의 출력 전원이 상기 해당 구동 요소에 공급되는 것을 제어하기 위해 상기 제어 신호 발생부의 제어 신호에 따라 스위칭하는 트랜지스터와,

상기 트랜지스터의 출력 전압을 그라운드로 바이어스하는 저항으로 구비된다.

상기 스위칭부의 트랜지스터를 오프 상태로 스위칭하기 위한 제2 소정 레벨은 저전위 레벨인 것을 특징으로 하고, 여기서 저전위 레벨은 0V인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 각 구동 요소에서 필요한 전원을 증폭하여 해당 구동 요소에 공급하고 해당 구동 요소에 공급되는 증폭된 전압의 크기를 제어하는 전원 공급 장치를 하드웨어적으로 설계함으로써, 해당 구동 요소에 공급되는 전원의 크기를 신속하고 정확하게 제어할 수 있게 된다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시 에에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 전원 공급 장치의 구성을 보인 회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치는, 외부로부터 공급되는 베터리 전원을 해당 구동 요소에 필요한 전원을 레귤레이팅한 후 출력하는 전원부(11)와 상기 전원부(11)의 출력 전원을 증폭한 후 해당 구동 요소에 제공하는 전원 공급부(13)를 포함한다.

여기서, 상기 전원 공급부(13)는 상기 전원부(11)의 출력 전원을 증폭한 후 출력하는 인덱터(L)와, 상기 인덱터(L)의 출력 전원의 역 흐름을 방지하기 위한 다이오드(D)와, 상기 다이오드(D)의 출력 전압을 필터링하는 캐패시터(C)로 구비된다.

즉, 상기 전원부(13)의 출력 전원에 따라 해당 구동 요소의 동작이 제어된다.

이어 본 발명의 실시 예는, 상기 전원 공급부(13)의 출력 전원을 소정 시간 소정 주기로 모니터링하는 전원 감시부(15)를 더 포함한다. 상기 전원 감시부(15)는 전원 공급부(13)의 캐패시터(C)의 출력 전압의 크기를 수신한 후 출력하도록 구비된다.

또한, 전원 감시부(15)의 출력측에는 외부로부터 공급되는 인에이블 신호에 따라 웨이크업되고 상기 전원 감시부(15)의 출력 신호의 크기에 따라 상기 전원 공급부(13)의 인덱터(L)의 출력 전원이 해당 구동 요소에 공급되는 것을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 전원 제어부(17)가 접속된다.

여기서, 상기 전원 제어부(17)는, 초기 인에이블 신호에 따라 웨이크업되어 PWM 형태의 제1 소정 레벨의 제어 신호를 발생하고, 이어 이어 상기 전원 감시부(15)의 출력 신호의 크기가 미리 정해진 기준 전압보다 작은 경우 상기 제1 소정 레벨의 제어 신호를 계속 발생하며, 상기 전원 감시부(15)의 출력 신호의 크기가 미리 정해진 기준 전압보다 큰 경우 저전위 레벨의 제2 소정 레벨의 제어 신호를 발생하는 제어 신호 발생부(17a)를 포함하고, 상기 제어 신호 발생부(17a)의 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 전원 공급부(13)의 인덱터(L)의 출력 전압이 해당 구동 요소에 공급되는 것을 제어하는 스위칭부(17b)를 포함한다.

여기서, 상기 스위칭부(17b)는 상기 제2 소정 레벨의 제어 신호에 따라 오프 상태로 스위칭되는 트랜지스터(TR)와, 상기 트랜지스터(TR)의 출력 전압을 접지로 바이어스하는 저항(R)으로 구비된다. 이때 트랜지스터(TR)는 통상적인 제2 소정 레벨이 저전위(통상 0V) 일 때 오프 상태로 스위칭하도록 구비되는 경우에만 한정하고 있으나, 설계자의 의도에 따라 반대로 구비될 수도 있다.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 자동차의 전원 공급 장치의 동작 과정을 첨부된 도 1을 참조하여 설명한다.

우선, 외부로부터 공급되는 베터리 전원은 상기 전원부(11)에 제공되며, 상기 전원부(11)는 수신된 베터리 전원을 해당 구동 요소에 필요한 전원으로 레귤레이텅한 후 전원 공급부(13)에 제공된다.

상기 전원 공급부(13)는 전원부(11)의 출력 전압을 인덱터(L), 다이오드(D), 및 캐패시터(C)를 통해 증폭한 후 해당 구동 요소에 제공한다.

이때 상기 해당 구동 요소에 공급되는 캐패시터(C)의 출력 전압은 전원 감시부(15)에 제공되며, 상기 전원 감시부(15)는 수신된 캐패시터(C)의 출력 전압을 소정 시간 주기로 모니터링하여 상기 전원 제어부(17)의 제어 신호 발생부(17a)로 제공한다.

한편, 상기 제어 신호 발생부(17a)는 초기 외부로부터 공급되는 인에이블 신호에 따라 웨이크업된 후 상기 전원 감시부(15)의 출력 신호에 따라 상기 스위칭부(17b)의 트랜지스터(TR)을 제어하기 위한 PWM 형태의 제1 소정 레벨의 제어 신호를 발생한다.

즉, 상기 전원 감시부(15)의 출력 신호가 미리 정해진 기준 전압 보다 큰 경우 저전위 상태의 제2 소정 레벨의 제어 신호를 발생하고, 이 제2 소정 레벨의 제어 신호는 스위칭부(17b)의 트랜지스터(TR)에 제공된다.

상기 트랜지스터(TR)는 상기 제2 소정 레벨의 제어 신호에 따라 오프 상태로 스위칭하고, 이에 따라 상기 전원 공급부(13)의 인덱터(L)의 출력 전원은 트랜지스터(TR) 및 저항(R)으로 바이어스되어 접지로 공급된다. 따라서, 해당 구동 요소에는 상기 전원부(11)의 출력 전원이 제공되지 않는다.

또한, 상기 트랜지스터(TR)의 출력 전압은 상기 제어 신호 발생부(17a)에 공급되고, 이때 제어 신호 발생부(17a)는 상기 트랜지스터(TR)의 출력 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우 상기 제1 소정 레벨의 제어 신호를 발생한다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다, 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용되 어 졌으며, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명에 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 전원 공급 장치의 구성을 보인 도이다.

Claims (8)

1. 제어부의 제어에 의해 각 해당 구동 요소를 구동하기 위한 전원을 공급하는 자동차의 전원 공급 장치에 있어서,

   해당 구동 요소에 필요한 전원을 발생하는 전원부;

   상기 전원부의 전원을 증폭하여 해당 구동 요소에 공급하는 전원 공급부;

   상기 전원 공급부의 출력 전압을 감시하는 전원 감시부; 및

   외부에서 공급되는 인에이블 신호 및 상기 전원 감시부에서 감지된 전원의 크기의 출력 전원의 크기에 따라 상기 전원 공급부의 전원이 상기 해당 구동 요소에 공급 또는 차단을 제어하는 전원 제어부;를 포함하며,

   상기 전원 제어부는,

   상기 외부에서 공급되는 인에이블 신호 및 상기 전원 감시부의 출력 전압의 크기의 출력 전원의 크기에 따라 상기 전원 공급부의 출력 전원을 해당 구동 요소에 공급 또는 차단하기 위한 소정 레벨의 제어신호를 발생하는 제어 신호 발생부와,

   상기 제어 신호 발생부의 제어 신호의 소정 레벨에 따라 스위칭하여 상기 전원 공급부의 출력 전압이 해당 구동 요소에 공급 또는 차단하는 스위칭부로 구비되며,

   상기 제어 신호 발생부는

   상기 전원 공급부의 전원을 상기 해당 구동 요소에 공급하기 위해 외부로부터 공급되는 인에이블 신호에 따라 상기 스위칭부를 스위칭하기 위한 PWM 형태의 제1 소정 레벨의 제어 신호를 발생하고,

   이어 상기 전원 감시부의 출력 전원의 크기와 미리 정해진 기준 전압과 비교하여 비교 결과 상기 전원 감시부의 출력 전원이 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 스위칭부를 오프 상태로 스위칭하기 위한 제2 소정 레벨의 제어 신호를 발생하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는,

   상기 전원부에서 공급되는 전원을 증폭하는 인덱터와,

   상기 인덱터의 출력 전원의 역흐름을 방지하기 위한 다이오드와,

   상기 다이오드의 출력 전압을 필터링하여 해당 구동 요소에 제공하는 캐패시터로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 전원 감시부는, 상기 캐패시터의 출력 전압의 크기를 검출하여 상기 전원 제어부로 공급하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는,

   상기 제어 신호 발생부의 제어 신호의 제2 소정 레벨에 따라 오프 상태로 스위칭하는 트랜지스터와,

   상기 트랜지스터의 출력 전압을 그라운드로 바이어스하는 저항으로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 소정 레벨은, 상기 스위칭부의 트랜지스터를 오프 상태로 스위칭하기 위한 저전위 레벨인 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 저전위 레벨은 0V인 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급 장치.

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