KR101664331B1 - 정션박스의 모니터링 장치 - Google Patents

정션박스의 모니터링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정션박스의 모니터링 장치에 관한 것이다. 그러한 모니터링 장치는 전장품과 전기적으로 연결되는 커넥터와; 각 커넥터를 통하여 인가된 전장품의 전압값을 검출하는 검출부와; 그리고 검출부로부터 신호를 송수신함으로써 검출된 전압값이 기준치를 벗어났는지 여부에 의하여 이상유무를 판단하는 제어부를 포함하며, 상기 검출부는 각 전장품에 연결된 커넥터의 일단 및 타단에 각각 연결된 한 쌍의 저항과; 한 쌍의 저항 사이에 각각 분기된 복수의 전압분기점과; 각 전장품의 전압값이 입력되는 MUX를 포함한다.

Description

정션박스의 모니터링 장치{Apparatus for monitering Junction box}
본 발명은 정션박스의 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 전장품으로부터 인가되는 전원의 전압값을 비교함으로써 각 전장품의 이상 유무를 신속하게 파악하여 유지보수할 수 있는 정션박스의 모니터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 엔진룸에 설치되는 정션박스는 릴레이와 퓨즈를 이용하여 전원분배를 하는 장치로서, 자동차의 부품에 전원을 공급하고, 이상이 있을 경우에 전원을 차단하여 부품을 보호하는 역할을 한다.
이러한 정션박스는 퓨즈, 릴레이 등의 다양한 부품들을 회로 사이에 조합하여 박스에 내장시킨 와이어 하니스의 배전기능을 가진 일종의 배전박스로서, 보통 메인 커버와, 다수 층을 이루는 버스-바 레이어(Bus-Bar Layer), 하부 커버 및 하단 커버 등으로 이루어져 있다.
이러한 정션박스의 일 실시예가, 특허출원 제10-2011-73913호(정션박스 냉각장치)에 개시된다.
즉, 차량의 정션박스는 메인 퓨즈(100) 및 서브 퓨즈(110), 릴레이(120), EMS(130) 등으로 구성되며, 각 전장품들과 전기적으로 연결된다.
그러나, 이러한 정션박스는 각 전장품에 이상이 발생되어 과전류가 발생되면, 퓨즈가 단락되거나, 릴레이가 고장나며, 이렇게 릴레이와 퓨즈가 손상될 경우에 해당 부품을 교체해야 한다.
따라서, 이상이 있는 전장품을 파악하기 위하여는 각 전장품에 대하여 이상여부를 일일이 검사하여야 하는 문제점이 있다.
특허출원 제10-2011-73913호(명칭: 정션박스 냉각장치)
따라서, 본 발명은 상기한바 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 정션박스의 이상유무를 신속하게 파악하여 유지보수할 수 있는 정션박스의 모니터링 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는,
전장품과 전기적으로 연결되는 커넥터와;
각 커넥터를 통하여 인가된 전장품의 전압값을 검출하는 검출부와; 그리고
검출부로부터 신호를 송수신함으로써 검출된 전압값이 기준치를 벗어났는지 여부에 의하여 이상유무를 판단하는 제어부를 포함하며,
상기 검출부는 각 전장품에 연결된 커넥터의 입력단 및 출력단에 각각 연결된 한 쌍의 저항과;
한 쌍의 저항 사이에 각각 분기된 복수의 전압분기점과;
각 전장품의 전압값이 입력되는 MUX를 포함하며,
상기 복수의 전압 분기점의 전압값은 아래의 수식에 의하여 각각 연산될 수 있는 정션박스의 모니터링 장치를 제공한다.
V1=(V1*R2)/(R1*R2) -------------- 식1
V2=(V2*R4)/(R3*R4) ----------------식2
(V1: 제1전압 분기점의 전압값 R1: 제1저항 R2: 제2저항
V2: 제2전압 분기점의 전압값 R3: 제3저항 R4: 제4저항)
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
상기한 바와 같이. 본 발명에 따른 정션박스의 모니터링 장치는 각 전장품의 입측 및 출측에 저항을 배치하고 전압값을 측정함으로써 이상이 있는 전장품을 신속하게 파악할 수 있는 장점이 있다.
또한, 정션박스에 과전류 차단부 및 트립(Trip)장치를 배치함으로써, 전장품으로부터 공급될 수 있는 과전류를 차단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 정션박스를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정션박스를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 정션박스와 각 전장품들의 연결 관계를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 정션박스의 모니터링 장치 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 모니터링 장치의 제어부 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 모니터링 장치의 다른 실시예로서 과전류 차단부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 정션박스의 모니터링 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 정션박스는 메인 PCB(10)와; 상기 메인 PCB(10)를 수용하면서 위아래로 결합되는 어퍼 케이스(11) 및 로워 케이스(12) 등을 포함한다.
상기 메인 PCB(10)에는 각종 전기부품들이 상호 전기적으로 회로를 구성하는 통상의 PCB 형태로서, 위아래에는 다수의 커넥터(E1,E2...E19,E20)가 구비되어 있고, 특히 저면에는 각 전장품(13)의 이상유무를 파악하는 모니터링 장치(15)가 배치된다.
이러한 모니터링 장치(15)는 다수의 전장품(13)에 연결되는 커넥터(E1,E2...E19,E20)와;
각 커넥터(E1,E2...E19,E20)로부터 전압값을 검출하는 검출부(17)와;
상기 검출부(17)로부터 신호를 송수신함으로써 검출된 전압값이 기준치를 벗어났는지 여부에 의하여 이상 유무를 판단하는 제어부(6)를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 모니터링 장치(15)에 있어서, 상기 커넥터(E1,E2...E19,E20)는 다수의 전장품(13)과 배선 등에 의하여 전기적으로 연결된다. 따라서, 각 전장품(13)에서 인가된 전원은 커넥터(E1,E2...E19,E20)를 통하여 검출부(17)로 공급된다.
검출부(17)는 각 커넥터(E1,E2...E19,E20)에서 공급된 전압값에 의하여 이상이 있는 전장품(13)을 판단하게 된다.
이러한 검출부(17)는 각 전장품(13)의 일단에 각각 연결된 한 쌍의 입측저항(23,25)과; 타단에 각각 연결된 한 쌍의 출측저항(26,28)과; 입측 및 출측저항(23,25,26,28)의 사이에 각각 분기된 전압분기점(27,29)과; 각 전장품(13)의 전압이 입력되는 MUX(18)를 포함한다.
상기 한 쌍의 입측 및 출측저항에 있어서, 전장품(13)의 입측저항은 제 1저항(23)과 제 2저항(25)이며, 전장품(13)의 출측저항은 제 3저항(26) 및 제 4저항(28)이다.
그리고, 제 1저항(23) 및 제 2저항(25)의 사이에 연결된 전압 분기점은 제 1전압 분기점(27)이고, 제 3저항(26) 및 제 4저항(28)의 사이에 연결된 전압 분기점을 제 2전압 분기점(29)이다.
이때, 제 1전압 분기점(27) 및 제 2전압 분기점(29)의 전압값은 아래의 수식에 의하여 각각 연산될 수 있다.
V1=(V1*R2)/(R1*R2) -------------- 식1
V2=(V2*R4)/(R3*R4) ----------------식2
(V1: 제1전압 분기점의 전압값 R1: 제1저항 R2: 제2저항
V2: 제2전압 분기점의 전압값 R3: 제3저항 R4: 제4저항)
그리고, 상기한 바와 같은 제 1 및 제 2전압 분기점(27,29)의 전압값은 MUX(18)로 입력된다.
이러한 방식으로 모든 커넥터(E1,E2...E19,E20)의 양단에는 저항이 각각 배치되고, 그 사이에 전압 분기점이 배치됨으로써 각각의 전압값을 얻을 수 있다.
이때, 각각의 전장품(13)에는 고유번호가 지정되어 있음으로, 각 전장품(13)의 전압이 각각 MUX(18)로 입력되는 경우, 해당 전장품(13)을 인식할 수 있다.
따라서, 제어부(6)는 MUX(18)로 입력된 전압값에 의하여 각 전장품(13)의 전압값을 파악할 수 있다.
이와 같이, MUX(18)로 입력된 전압값은 제어부(6)로 전송되며, 제어부(6)는 이 전압값을 연산하여 결과값이 미리 입력된 기준값과 비교하여 기준값에 일치하는지 혹은 다른지 여부를 판단한다.
보다 상세하게 설명하면, 제어부(6)는 도 5에 도시된 바와 같이, MUX(18)로부터 전압값이 입력되는 입력부(39)와; 기준값이 미리 입력되어 저장되는 메모리(45)와; 입력된 전압값과 메모리(45)의 기준값을 비교하여 이상 유무를 판단하는 비교부(41)와; 비교한 결과 이상이 있는 경우 알람부(44)에 신호를 출력하는 출력부(43)를 포함한다.
이러한 제어부(6)에 있어서, 상기 메모리(45)에는 각 전장품(13)에서 발전되는 전압의 최대치와 최소치가 미리 설정된 상태이다.
그리고, 비교부(41)는 각 전장품(13)로부터 입력된 전압값과 기준값을 서로 비교한다.
비교결과, 입력된 전압값이 기준치를 벗어난 경우, 해당 전장품(13)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 전장품(13)에 이상이 발생한 경우, 발전량의 저하로 이어지므로 전장품(13)의 이상을 신속하게 해소할 필요가 있다.
따라서, 제어부(6)는 해당 전장품(13)에 이상이 있다고 판단한 경우, 출력부(43)에 의하여 알람부(9)에 신호를 전송함으로써 해당 전장품(13)의 이상유무를 알릴 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 모니터링 장치(15)에는 과전류 차단부(overcurrent relay;33)가 추가로 배치될 수 있다.
상기 과전류 차단부(33)는 모니터링 장치(15)의 내측에 배치되며, 커넥터(E1,E2...E19,E20)에 연결됨으로써 복수의 전장품(13)으로부터 공급된 전원이 각 회로에 인가될 때 발생될 수 있는 과전류를 사전에 차단할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 과전류 차단부(33)는 소정의 제어를 받아 과전류를 차단하는 릴레이회로(C1)와; 전원라인으로부터 입력전류를 감지하는 입력전류감지회로(C2)와; 과전류값을 임으로 설정하는 설정회로(C3)와; 상기 입력전류감지회로로부터 입력된 감지신호와 설정회로의 기준전압과 비교하여 그 결과신호를 출력하는 비교회로(C4)와; 상기 비교회로에서 입력되는 비교신호가 과전류일 때 상기 릴레이회로에 전류의 공급을 차단하도록 제어하는 제어신호를 출력하는 릴레이 제어회로(C5)로 이루어진다.
이러한 과전류 차단부에 있어서, 상기 설정회로(C3)는 제어부에 구비된 다이얼 등의 입력수단을 적절하게 이용하여 과전류 값을 미리 입력할 수 있다.
이와 같이, 과전류 차단부(33)는 정션박스의 내부 회로에 과전류가 전달될 때 이를 사전에 차단함으로써 회로를 안전하게 보호할 수 있다.
아울러, 상기 과전류 차단부(33)는 정션박스의 내부에 배치된 트립장치(Trip)에 연계됨으로써 과전류 인가시 회로를 트립시킬 수 있다.
이러한 트립장치는 열동 전자식(TM), 완전 전자식(ODP, HM), 전자식 등 다양한 방식이 가능하다.
예를 들면, 완전 전자식의 경우, 코일 부분을 통해 전류가 흐르는데, 만약 기준치 이상의 전류가 흐르게 되면 전자석의 원리에 의해 자속이 생성되어 ODP(Oil Dash Pot) 내부의 플런저(Plunger)가 이동하고 상부에 있는 아마추어(Amature)를 흡인하게 된다. 그리고, 아마추어가 트립 크로스바(Trip cross bar)를 움직이게 하여 차단기를 트립한다.
10: 메인 PCB
13: 전장품
15: 정션박스의 모니터링 장치
E1,E2...E19,E20: 커넥터
20: 제어부

Claims (6)

  1. 전장품과 전기적으로 연결되는 커넥터와;
    각 커넥터를 통하여 인가된 전장품의 전압값을 검출하는 검출부와; 그리고
    검출부로부터 신호를 송수신함으로써 검출된 전압값이 기준치를 벗어났는지 여부에 의하여 이상유무를 판단하는 제어부를 포함하며,
    상기 검출부는 각 전장품에 연결된 커넥터의 입력단 및 출력단에 각각 연결된 한 쌍의 저항과;
    한 쌍의 저항 사이에 각각 분기된 복수의 전압분기점과;
    각 전장품의 전압값이 입력되는 MUX를 포함하며,
    상기 복수의 전압 분기점의 전압값은 아래의 수식에 의하여 각각 연산될 수 있는 정션박스의 모니터링 장치.
    V1=(V1*R2)/(R1*R2) -------------- 식1
    V2=(V2*R4)/(R3*R4) ----------------식2
    (V1: 제1전압 분기점의 전압값 R1: 제1저항 R2: 제2저항
    V2: 제2전압 분기점의 전압값 R3: 제3저항 R4: 제4저항)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 MUX로부터 전압값이 입력되는 입력부와; 기준값이 미리 입력되어 저장되는 메모리와; 입력된 전압값과 메모리의 기준값을 비교하여 이상유무를 판단하는 비교부와; 비교한 결과 이상이 있는 경우 알람부에 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 정션박스의 모니터링 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    과전류 차단부 및 트립장치가 추가로 배치될 수 있는 정션박스의 모니터링 장치.

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