KR101575160B1 - 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 릴레이의 구동 회로 구조에 관한 것으로서,
보다 상세하게는, 차량의 전원장치에 사용되는 릴레이의 구동 회로 구조에 있어서, 서로다른 세개의 입력단을 포함하는 하나의 입력포트를 제공하고, 상기 입력포트를 통하여 각각 입력되는 서로다른 레벨의 세가지 신호를 검출하여 상기 세가지 신호의 조합에 의하여 서로다른 입력이 이루어진 것으로 판단하는 구성으로 이루어지며, 더 나아가, 상기와 같이 검출된 세가지 신호의 조합에 의하여 서로다른 입력이 이루어진것으로 판단되면, 이에 대응하여 제어기에서 서로 다른 출력신호를 증폭하여 출력하는 복수의 입력을 검출하는 구성을 갖는다.

Description

복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로 {Multiple Input Detecting Circuit for Operating Relay for Vehicle}

본 발명은 차량용 릴레이의 구동 회로 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차량의 전원장치에 사용되는 릴레이의 회로 구조에 있어서, 하나의 입력포트를 통하여 입력되는 서로다른 레벨의 세가지 신호를 검출 가능하도록 하는 회로에 관한 것이며, 더 나아가, 검출된 세가지 신호에 대응하여 서로 다른 출력신호를 출력하는 릴레이의 구동 회로 구조에 관한것이다.

일반적으로 릴레이(ralay)는 입력이 어떤 값에 도달하였을 때 작동하여 다른 회로를 개폐하는 장치로서, 통상적으로 접점이 있는 릴레이, 서멀 릴레이, 압력 릴레이, 광 릴레이 등이 공지되어 널리 사용되고 있다.

상기 릴레이는, 최근 구동계통에 각종 전자장치들의 사용 영역이 증가함에 따라 갈수록 사용 영역이 증대되고 있으며, 이에 대응하는 다양한 릴레이가 개발되어 사용되고 있다.

또한, 상기 릴레이는 배터리를 전원으로 하여 구동되는 차량에도 적용되어 차량용 전원 장치의 일부로서 널리 사용되고 있다. 일반적으로 차량용 전원 장치에 적용되는 릴레이는 차량용 배터리의 출력단에 위치된다.

종래의 차량용 릴레이는 한개의 입력포트를 통하여 차량의 배터리전원단(+12V 또는 +24V)과 그라운드 접지단으로부터 두가지의 입력을 입력받고, 상기 입력포트로부터 입력된 입력신호를 MCU를 통하여 검출하여 해당 입력조건에 따라 사용자가 원하는 형태의 출력을 생성하여 FET를 구동하는 시스템 구조를 가지고 있었다.

그러나, 상기와 같이 이루어지는 종래의 차량용 릴레이는 두가지의 입력만으로 대응하는 출력값을 조합하는 구조로 인하여, 다양한 입력에 대응하지 못하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서,

차량의 전원장치에 사용되는 릴레이의 회로 구조에 있어서, 하나의 입력포트를 통하여 입력되는 서로다른 레벨의 세가지 신호를 검출 가능하도록 하는 회로를 제공하는데 그 목적이 있으며, 더 나아가, 검출된 세가지 신호에 대응하여 서로 다른 출력신호를 출력하는 릴레이의 구동 회로 구조를 제공하는데 2차적인 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

복수의 입력단에 대응하는 차량용 릴레이의 구동 회로에 있어서, 배터리로부터 전원이 인가되는 배터리 전원단과, 그라운드 접지단, 및 오픈단을 포함하는 입력포트부; 상기 입력포트로부터 인가되는 세가지 입력단의 입력에 대응하여 서로다른 두개의 출력신호를 출력하는 스위칭부; 상기 스위칭부에서 인가되는 두가지 입력신호를 인가받아 상기 두가지 입력신호에 대응하는 사전 설정된 제2출력신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 출력되는 제2출력신호의 전압을 증폭시키는 증폭기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭부는, NPN 트랜지스터를 포함하는 제1스위치소자; 및 PNP 트랜지스터를 포함하는 제2스위치소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭부는, PNP 트랜지스터를 포함하는 제1스위치소자; 및 NPN 트랜지스터를 포함하는 제2스위치소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1스위치소자의 베이스는 상기 오픈단 및 상기 그라운드 접지단과 연결되고, 상기 제2스위치소자의 베이스는 상기 오픈단 및 상기 배터리전원단과 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 제1출력단 및 제2출력단을 포함하고, 상기 제어부에서 출력되는 제2출력신호는 서로 다른 두개의 신호로 이루어지고, 각각 상기 제1출력단 및 제2출력단을 통하여 출력되며, 상기 증폭기부는, 상기 제1출력단 및 제2출력단과 각각 연결되는 2개의 입력단과, 2개의 출력단을 갖는 2ch FET를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1스위치소자의 베이스에는 풀다운저항(pull-down)이 연결되고, 상기 제2스위치소자의 베이스에는 풀업저항(pull-up)이 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은,

하나의 입력포트를 통하여 세가지 (배터리 전원, 그라운드 접지, 오픈) 입력 레벨을 수신하고, 두개의 스위치 소자와 저항의 조합을 통하여 상기 세가지 입력을 검출하도록 함으로써, 릴레이 구동 회로에 있어서 세가지의 서로 다른 입력 레벨을 검출하고, 이에 대응하는 사전 설정된 신호를 출력하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 구조를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 스위칭부의 출력단으로 출력되는 출력값을 도시한다.

본 발명은 차량용 릴레이의 구동 회로 구조에 관한 것으로서,

보다 상세하게는, 차량의 전원장치에 사용되는 릴레이의 구동 회로 구조에 있어서, 서로다른 세개의 입력단을 포함하는 하나의 입력포트를 제공하고, 상기 입력포트를 통하여 각각 입력되는 서로다른 레벨의 세가지 신호를 검출하여 상기 세가지 신호의 조합에 의하여 서로다른 입력이 이루어진 것으로 판단하는 구성으로 이루어지며, 더 나아가, 상기와 같이 검출된 세가지 신호의 조합에 의하여 서로다른 입력이 이루어진것으로 판단되면, 이에 대응하여 제어기에서 서로 다른 출력신호를 증폭하여 출력하는 복수의 입력을 검출하는 구성을 갖는다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조로 하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 구조를 나타내는 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 배터리로부터 전원이 인가되는 배터리 전원단과, 그라운드 접지단(13), 및 오픈단(12)을 포함하는 입력포트부(10)와, 상기 입력포트로부터 인가되는 세가지 입력단의 입력에 대응하여 서로다른 두개의 출력신호를 출력하는 스위칭부(20)와, 상기 스위칭부(20)에서 인가되는 두가지 입력신호를 인가받아 상기 두가지 입력신호에 대응하는 사전 설정된 제2출력신호를 출력하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)에서 출력되는 제2출력신호의 전압을 증폭시키는 증폭기부(40)와, 상기 증폭기부(40)의 출력신호를 출력하는 출력부(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 입력포트부(10)는 배터리 전원단과, 그라운드 접지단(13), 및 오픈단(12)을 포함한다.

상기 배터리 전원단은 차량의 배터리와 연결되어, 상기 차량 배터리로부터 전원이 인가되는 구성요소로서, 상기 차량의 배터리로부터 공급되는 전압, 예를 들어, 12V 또는 24V의 전압을 갖는 전원이 인가된다.

또한, 도시된 바와 같이, 상기 배터리 전원단은 필요에 따라 레귤레이터를 더 포함할 수 있다. 상기 레귤레이터는 전압을 안정시키는 공지의 수단이며, 본 발명의 필수 구성요소는 아니고 필요에 의하여 선택되어 사용될 수 있다.

상기 그라운드 접지단(13)은 차량의 그라운드 접지와 연결되어 릴레이 구동 회로를 접지시키는 구성요소이다. 상기 그라운드는 접지는 전기회로 또는 장치의 적당한 곳을 대지(ground)에 대하여 의도적으로 접속하는 것을 말하며, 상기 그라운드 접지단(13)을 통하여 본 발명의 릴레이 구동 회로의 접지가 이루어진다. 통상적으로 상기 그라운드 접지는 대지 대신에 그에 대치될 만한 도체를 이용하기도 하며, 그 목적은 전압의 기준 점을 설정하기 위해서이고, 인체의 안전을 확보하거나 기기의 확실한 동작을 보증하는데 있다.

본 발명의 그라운드 접지단(13)은 차량 새시 등의 차량 부품과 연결되어 접지가 이루어지도록 구성될 수 있다.

상기 오픈단(12)은 회로를 개방시키기 위하여 구비되는 구성요소로서, 상기 오픈단(12)이 개방되면 회로를 개방시키도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 입력포트부(10)는 바람직하게는 5핀 커텍터(5-pin connector)로 이루어짐으로써, 공지의 5핀 커넥터에 대응되도록 구성하는 것이 바람직 하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 스위칭부(20)는 상기 입력포트부(10)로부터 이루어지는 세가지 입력레벨에 대응하여 서로 다른 출력을 생성하도록 하는 구성요소로서, 바람직하게는 NPN 트랜지스터와, PNP트랜지스터를 포함하는 제1스위치소자(21) 및 제2스위치소자(22)를 포함하여 이루어진다.

상기 NPN 트랜지스터는 n형 반도체 사이에 p형 반도체를 넣은 구조의 트랜지스터, 다시말해서, NPN 영역을 각각 이미터, 베이스, 컬렉터로 하는 공지의 바이폴러 트랜지스터이다. 상기 NPN 트랜지스터는 이미터와 컬렉터가 n형 반도체이고 베이스가 p형 반도체로 구성되어 있다.

반대로, 상기 PNP 트랜지스터는 불순물 농도가 작고, 폭이 좁은 n형 영역의 양측에 p형 영역을 접합한 구조의 트랜지스터, 다시말해서, 두 개의 두꺼운 P형 물질(이미터와 컬렉터) 사이에 얇은 N형 반도체 물질(베이스)을 접합해서 만든 공지의 트랜지스터이다.

본 발명의 스위칭부(20)는 상기와 같이 이루어지는 NPN 트랜지스터와 PNP트랜지스터를 상기 스위칭부(20)에 동시에 적용하여 입력신호에 대응한 스위칭을 구현하도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1스위치소자(21)는 NPN 트랜지스터를 포함하여 이루어지고, 상기 제2스위치소자(22)는 PNP 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제1스위치소자(21)는 PNP 트랜지스터를 포함하여 이루어지고, 상기 제2스위치소자(22)는 NPN 트랜지스터를 포함하여 이루어지도록 구성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1스위치소자(21)의 베이스는 상기 입력포트부(10)의 오픈단(12) 및 그라운드 접지단(13)과 연결되고, 상기 제2스위치소자(22)의 베이스는 상기 오픈단(12) 및 상기 배터리전원단(11)과 연결되도록 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 제2스위치소자(22)의 베이스에는 풀업저항(pull-up)이 배치되고, 상기 제1스위치소자(21)의 베이스에는 풀다운저항(pull-down)이 배치된다.

상기 풀업저항은 회로의 입출력 단자와 고전위 사이에 접속되어 있는 저항으로서, 통상적으로 오픈 컬렉터 IC 등의 출력이나 IC의 빈 입력 단자에 부가하여 전원에 접속하도록 이루어진다. 또한, 상기 풀다운저항은 상기 풀업저항과는 반대로 회로의 입출력 단자와 낮은 전위의 단자 사이에 접속되어 있는 저항이다.

상기와 같이 구성되는 스위칭부(20)의 출력은 상기 입력포트부(10)에 인가되는 세가지 입력 레벨(배터리 전원, 오픈, 그라운드 접지)에 대응하여 상기 제1스위치소자(21) 및 제2스위치소자(22)와 상기 풀업저항 및 풀다운저항의 조합에 의하여 서로 다른 출력을 하는 두개의 출력단(출력 A 및 출력 B)을 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성에서 상기 입력포트부(10)에 인가되는 세가지 입력 레벨에 대응하여 상기 스위칭부(20)의 출력단으로 출력되는 출력값은 도 2에 도시된 출력 테이블에 대응하며, 그 동작은 아래와 같이 이루어진다.

먼저, 입력포트부(10)를 통하여 상기 배터리전원단(11)으로부터의 입력(12V, 24V의 전원 인가)이 이루어지면, 상기 제1스위치소자(21)(Q1)는 턴온(Turn ON) 되고 출력 A의 출력값은 로우(Low)가 된다. 그리고 상기 제2스위치소자(22)(Q2)는 턴오프(Turn Off)가 되어 출력 B의 출력은 하이(High)가 된다.

반대로, 상기 입력포트부(10)를 통한 입력중 그라운드 접지(GND) 입력이 이루어지는 경우, 상기 제1스위치소자(21)(Q1)는 턴오프(Turn Off)가 되어 출력 A의 출력은 하이(High)가 된다. 그리고 상기 제2스위치소자(22)(Q2)는 턴온(Turn ON) 되고 출력 B의 출력값은 로우(Low)가 된다.

마지막으로, 상기 입력포트부(10)를 통한 입력중 오픈(Open) 입력이 이루어지는 경우에는 상기 제1스위치소자(21)(Q1) 및 제2스위치소자(22)(Q2)는 동시에 턴오프(Turn off)가 되고, 이때, 상기 출력 A 및 출력 B의 출력값은 상기 제2스위치소자(22)(Q2)의 베이스에 위치한 풀업(Pull-up)저항(R2)와 상기 제1스위치소자(21)(Q1)의 베이스에 위치한 풀다운(Pull-down)저항(R1)에 의하여 출력 A 및 출력 B는 하이(High)를 유지하게 된다.

상기 제어부(30)는 상기 스위칭부(20)에서 인가되는 두가지의 출력(출력 A 및 출력 B)를 입력신호로 인가받아 상기 두가지 입력신호(High 또는 Low)에 대응하는 사전 설정된 제2출력신호를 출력하도록 이루어진다. 상기 제어부(30)는 공지의 마이크로 컨트롤 유닛(MCU, Micro Controller Unit)을 포함한다.

상기 마이크로 컨트롤 유닛은 공지의 대부분의 전자제품에 채용되어 전자제품의 두뇌역할을 하는 핵심칩으로서, 단순 시간예약에서부터 특수한 기능에 이르기까지 제품의 다양한 특성을 컨트롤하는 역할을 하는 공지의 비메모리 반도체(시스템 반도체)이다. 상기 마이크로 컨트롤 유닛은 특히 반도체칩 내에 특정 목적의 기능을 수행하는 소프트웨어를 이식해 다양한 기능을 발휘할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 제어부(30)는 상기 스위칭부(20)로부터 출력되는 출력 A 및 출력 B(세가지의 출력 사항)에 대응하여 사용자에 의하여 요구된 사전 설정된 출력신호를 출력하도록 구성된다.

상기 증폭기부(40)는 상기 제어부(30)에서 출력되는 출력신호를 수신하여, 출력신호의 전압을 증폭시키는 구성요소이다. 상기 증폭기부(40)는 바람직하게는 2채널 전계효과트랜지스터(2ch-FET, Field Effect Transistor)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 전계 효과 트랜지스터는 공지의 트랜지스터의 일종으로, 일반 트랜지스터가 전류를 증폭시키도록 이루어지는 데 비해 상기 전게 효과 트랜지스터는 전압을 증폭시키는 기능을 한다. 따라서, 상기 증폭기부(40)를 통과하는 상기 출력신호는 전압이 증폭되어 출력된다.

상기 증폭기부(40)를 통하여 전압이 증폭된 신호들은 출력부(50)를 통하여 출력되도록 이루어진다. 상기 출력부(50)는 릴레이, 기타 전기장치 또는 전기 회로의 입력단에 대응하는 출력단을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이는 공지의 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

이상으로 본 발명의 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로의 의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 입력포트부
11: 배터리전원단
12: 오픈단
13: 그라운드 접지단
20: 스위칭부
21: 제1스위치소자
22: 제2스위치소자
30: 제어부
40: 증폭기부
50: 출력부

Claims (6)

1. 차량용 릴레이의 구동 회로에 있어서,
   배터리로부터 전원이 인가되는 배터리 전원단, 그라운드 접지단, 및 오픈단을 포함하는 입력포트부;
   제1신호를 출력하는 제1스위치소자 및 제2신호를 출력하는 제2스위치소자를 포함하고, 상기 제1스위치소자의 베이스는 상기 오픈단 및 상기 그라운드 접지단과 연결되고, 상기 제2스위치소자의 베이스는 상기 오픈단 및 상기 배터리전원단과 연결되도록 구성되는 스위칭부;
   상기 스위칭부의 출력신호를 수신하고, 상기 제1신호가 수신되면 제3신호를 출력하고, 상기 제2신호가 수신되면 제4신호를 출력하도록 구성된 제어부;
   상기 제어부에서 출력되는 제3신호 및 제4신호의 전압을 증폭시키는 증폭기부;
   를 포함하는 것읕 특징으로 하는 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로.
   
2. 제 1항에 있어서
   상기 스위칭부는,
   NPN 트랜지스터를 포함하는 제1스위치소자; 및
   PNP 트랜지스터를 포함하는 제2스위치소자;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 스위칭부는,
   PNP 트랜지스터를 포함하는 제1스위치소자; 및
   NPN 트랜지스터를 포함하는 제2스위치소자;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 제1출력단 및 제2출력단을 포함하고,
   상기 제어부에서 출력되는 제2출력신호는 서로 다른 두개의 신호로 이루어지고, 각각 상기 제1출력단 및 제2출력단을 통하여 출력되며,
   상기 증폭기부는,
   상기 제1출력단 및 제2출력단과 각각 연결되는 2개의 입력단과, 2개의 출력단을 갖는 2ch FET를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로.
   
6. 제 2항 또는 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1스위치소자의 베이스에는 풀다운저항(pull-down)이 연결되고,
   상기 제2스위치소자의 베이스에는 풀업저항(pull-up)이 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 릴레이의 구동 회로.

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