KR102459722B1 - 자동차용 전기 시스템 - Google Patents

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발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
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Abstract

본 발명은, 특히, 자동차용 전기 시스템에 관한 것으로, 제 1 접지(GND1)를 구비하고 제 1 전력 공급 단자(B1)에 제 1 전압(V1)에 의해 전력이 공급되는 제 1 전기 회로(12)와, 제 1 접지(GND1)와 별개인 제 2 접지(GND2)를 구비하고 제 2 전력 공급 단자(B2)에 제 1 전압(V1)과는 다른 제 2 전압(V2)에 의해 전력이 공급되는 제 2 전기 회로(14)와, 제 1 전기 회로(12)의 제 1 전위 지점(A)을 제 2 전기 회로(14)의 제 2 전위 지점(B)과 연결하는 용량성 소자(20)를 포함한다.

Description

자동차용 전기 시스템
본 발명은 전기 시스템, 특히, 자동차용 전기 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 특히, 통합 전자 시스템을 구비한 회전식 전기 기계에 관한 것이다. 구체적으로, 특히 자동차에서는, 고전압(예컨대, 48볼트) 전자 장치의 수가 증가하고 있다. 이러한 유형의 고전압 장치는 일반적으로 저전압(통상 12V)이 공급되는 하나 이상의 센서에 연결된다.
따라서, 자동차의 전자 장치에서는 일반적으로 차량에 12V의 전압이 공급되는 회로에 연결되는 저전압 부품과 48V 이상의 전압이 공급되는 회로에 연결되는 고전압 부품 사이에 공존이 증가하고 있다.
이 경우, "LV148" 표준이라 지칭되는 것은, 저전압 회로(일반적으로 12V)와 고전압 회로(일반적으로 48V)의 두 접지 사이의 누설 전류가 1㎂ 미만이면 70V의 전압을 유지하도록 규정하고 있다.
이 요건을 준수하기 위해 아날로그 및 디지털 신호에 갈바닉 절연(galvanic isolation)을 사용하는 것으로 알려졌다.
그러나, 이러한 유형의 절연은 상대적으로 고가이다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 전기 시스템을 제공하는 것을 제안한다.
이를 위해, 본 발명의 주제 중 하나는 전기 시스템이며, 특히, 자동차용 전기 시스템은,
― 제 1 접지를 구비하고 제 1 공급 단자에서 제 1 전압이 공급되는 제 1 전기 회로와,
― 제 1 접지와 별개인 제 2 접지를 구비하고 제 2 공급 단자에서 제 1 전압과는 다른 제 2 전압이 공급되는 제 2 전기 회로와,
― 제 1 전기 회로의 제 1 전위 지점을 제 2 전기 회로의 제 2 전위 지점과 연결하는 용량성 소자를 포함한다.
다시 말해서, 용량성 소자는 전위, 즉, 전압이 다른 두 지점 사이에 배치된다.
유리하게는, 이러한 전기 시스템은 일반적으로 사용되는 갈바닉 절연을 배제하고 이를 용량성 절연(capacitive isolation)으로 대체함으로써, 특히, 전기 시스템의 온도 측정과 관련하여 생산 비용을 절감할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 전기 시스템은 또한 개별적으로 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합으로 고려되는 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
● 제 1 회로(12)의 제 1 공급 단자에 연결된 제 1 접지와 제 2 회로(14)의 제 2 공급 단자에 연결된 제 2 접지 사이에 70V와 실질적으로 동일하거나 동일한 전압을 인가할 때, 제 1 회로와 제 2 회로 사이에서 측정된 누설 전류가 1㎂ 미만이다.
● 제 2 전압은 제 1 전압보다 크거나 같다.
● 제 1 전압은 3V와 40V 사이이고, 제 2 전압은 20V와 70V 사이이다.
● 용량성 소자는 커패시턴스가 1㎌와 4.7㎌ 사이이다.
● 전기 시스템은 온도 함수에 따라 저항값이 변하는 가변 저항을 더 포함하며, 해당 가변 저항은 용량성 소자와 제 2 접지 사이에 직렬 배치된다.
● 전기 시스템은 온도 측정 장치를 더 포함하고, 해당 온도 측정 장치는, 전압 생성기, 수집 장치(acquisition device), 컴퓨팅 유닛 및 제 1 저항 - 해당 제 1 저항은 전압 생성기의 단자에 연결된 제 1 전기 단자와 제 1 전기 회로의 제 1 전위 지점에 연결된 제 2 전기 단자를 구비함 - 을 포함한다. 여기서,
○ 전압 생성기는 제 1 저항의 제 1 단자에서 주기적 신호를 방출하도록 구성되고,
○ 수집 장치는 입력 단자 - 해당 입력 단자는 제 1 전기 회로의 제 1 전위 지점에 연결됨 - 에 존재하는 전위를 주기적으로 샘플링하도록 구성되며,
○ 컴퓨팅 유닛은 수집 장치에 의해 획득된 샘플로부터 온도를 추정하도록 구성되고,
및/또는,
● 제 1 저항의 제 1 단자에서 방출되는 주기적 신호는 주기적 전압이고,
● 수집 장치의 입력 단자에 존재하는 전위는 전압이고,
● 전기 시스템에서, 전기 시스템이 작동할 때, 제 1 전기 회로의 제 1 접지는, 바람직하게는 전기 케이블에 의해서만, 제 2 전기 회로의 제 2 접지에 전기적으로 연결되고,
● 전압 생성기는 구형파 신호(square-wave signal)를 방출하도록 구성되고,
● 전압 생성기는 듀티 사이클이 40% 이상 60% 이하인 신호를 방출하도록 구성되고,
● 온도 측정 장치는, 수집 장치에 의해 샘플링되기 전에, 제 1 전기 회로의 제 1 전위 지점에 존재하는 전위를 필터링하도록 배열 및 구성된 필터링 장치를 더 포함하며, 해당 필터링 장치는,
○ 제 1 전기 회로의 제 1 전위 지점과 수집 장치의 입력 단자 사이에 연결된 제 2 저항과,
○ 직렬 연결된 제 1 필터링 커패시터 및 제 1 스위치 - 해당 제 1 필터링 커패시터 및 제 1 스위치의 직렬 조합은 수집 장치의 입력 단자와 제 1 접지 사이에 병렬 배치됨 - 와,
○ 직렬 연결된 제 2 필터링 커패시터 및 제 2 스위치 - 해당 제 2 필터링 커패시터 및 제 2 스위치의 직렬 조합은 수집 장치의 입력 단자와 제 1 접지 사이에 병렬 배치됨 - 를 포함하며,
○ 해당 제 1 및 제 2 스위치의 개방 또는 폐쇄 상태는 전압 생성기에 의해 방출되는 구형파 신호에 의해 제어되고, 제 1 스위치는 제 2 스위치가 폐쇄될 때 개방되고, 개방될 때 폐쇄된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 비제한적인 예로서 제공되고 다음의 도면과 함께 예시된 실시예의 상세한 설명을 읽으면 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 회로도를 도시한다.
도 2는 도 1의 전기 시스템의 작동을 나타내는 타이밍도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 회로도를 도시한다.
도 4는 제 1 접지와 제 2 접지 사이의 노이즈 존재를 나타내고, 이 노이즈가 도 1의 전기 시스템의 작동에 미치는 영향을 나타내는 타이밍도를 나타낸다.
도 5는 도 3의 전기 시스템의 필터링 장치의 작동을 나타내는 타이밍도를 나타낸다.
도면에서 유사한 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다. 또한, 본 발명을 더 이해하기 쉽게 하는 도면을 제공하기 위해 다양한 요소들이 반드시 축척대로 도시되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 전기 시스템, 특히, 자동차용 전기 시스템의 제 1 실시예를 나타낸다.
전기 시스템(10)은 제 1 접지(GND1)를 구비하고 제 1 공급 단자(B1)에서 제 1 전압(V1)이 공급되는 제 1 전기 회로(12)를 포함한다.
전기 시스템(10)은 제 2 접지(GND2)를 구비하고 제 2 공급 단자(B2)에서 제 2 전압(V2)이 공급되는 제 2 전기 회로(14)를 더 포함한다.
제 1 회로(12)의 제 1 접지(GND1)는 제 2 회로(14)의 제 2 접지(GND2)와 별개이다.
또한, 제 2 전압은 제 1 전압과는 상이하다. 예를 들어, 제 2 전압(V2)은 제 1 전압(V1)보다 크거나 같다.
바람직하게는, 제 1 전압(V1)은 3V와 40V 사이이고 제 2 전압(V2)은 20V와 70V 사이이다. 도면에 도시된 예에서, 제 1 전압(V1)은 12V이고 제 2 전압(V2)은 48V이다.
본 발명에 따르면, 전기 시스템은 바람직하게는 제 1 전기 회로(12)의 A로 표시된 제 1 전위 지점을 제 2 전기 회로(14)의 B로 표시된 제 2 전위 지점과 연결하는 용량성 소자(20)를 포함한다.
용량성 소자(20)는 커패시턴스가 1㎌와 4.7㎌ 사이, 바람직하게는 1㎌와 2.2㎌ 사이이다. 용량성 소자(20)의 이러한 특정 수치는 제 1 회로(12)의 제 1 단자에 연결된 제 1 접지와 제 2 회로(14)의 제 2 단자에 연결된 제 2 접지 사이에서, 70V와 실질적으로 동일한 전압을 인가할 때, 제 1 회로(12)의 제 1 접지와 제 2 회로(14)의 제 2 접지 사이에서 측정된 누설 전류가 1㎂ 미만인 것을 보장할 수 있게 한다. 따라서, 전기 시스템(10)은 LV148 표준의 E48-20 테스트를 준수한다.
이러한 전기 시스템의 누설 전류는 측정 방법을 통해 더욱 쉽게 측정될 수 있는 데, 여기서, 누설 전류는, 제 1 회로(12)의 제 1 단자에 연결된 제 1 접지와 제 2 회로(14)의 제 2 단자에 연결된 제 2 접지 사이에 70V와 실질적으로 동일한 전압이 인가된 후, 제 1 전기 회로(12)와 제 2 전기 회로(14) 사이에서 측정된다. 전기 시스템은 유리하게는 온도의 함수에 따라 저항값이 변하는 가변 저항(30)을 더 포함한다. 이 가변 저항(30)은 단자 중 하나를 통해 제 2 전기 회로(14)의 제 2 전위 지점에 전기적으로 연결되고, 다른 단자를 통해 제 2 회로(14)의 제 2 접지(GND2)에 전기적으로 연결된다. 즉, 가변 저항(30)은 용량성 소자(20)와 제 2 회로(14)의 제 2 접지(GND2) 사이에 연결된다.
본 명세서에 설명된 예에서, 가변 저항(30)은 온도가 상승할 때 저항(R30)이 감소하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터이고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
변형예로서, 가변 저항(30)은 온도가 상승할 때 저항이 증가하는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 서미스터일 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 전기 시스템(10)은 온도 측정 장치(40)를 더 포함한다. 온도 측정 장치(40)는 전압 생성기(42), 수집 장치(44) 및 값이 R46인 저항(46)을 포함한다. 저항(46)은 전압 생성기(42)의 단자에 연결된 제 1 전기 단자(C)와 제 1 전기 회로(12)의 제 1 전위 지점(A)에 연결된 제 2 전기 단자(D)를 구비한다.
전압 생성기(42)는 바람직하게는 저항(46)의 제 1 단자(C)에 주기적 신호를 방출하도록 구성된다.
본 명세서에 설명된 예에서, 저항(46)의 제 1 단자(C)에서 방출되는 주기적 신호는 주기적 전압이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전압 생성기(42)는 바람직하게는 주기가 T0인 구형파 신호(square-wave signal)를 방출하도록 구성되어, 처리될 신호의 형상을 단순화할 수 있다.
수집 장치(44)는 바람직하게는 제 1 전기 회로(12)의 제 1 전위 지점(A)에 연결된 저항(46)의 제 2 단자(D)에서 아날로그 신호를 샘플링하도록 구성된다. 예를 들어, 제 2 단자(D)에서의 아날로그 신호는 이 지점(D)에 존재하는 전위, 즉, 전압에 해당한다.
바람직하게는 수집 장치(44)는, 이 방출된 신호가 주기적일 때, 전압 생성기(42)에 의해 방출된 신호의 주기 T0의 절반과 동일한 샘플링 주파수 T1에서, 저항(46)의 제 2 단자(D)에서, 아날로그 신호를 샘플링하도록 구성된다.
바람직하게는 전압 생성기(42)는 마이크로컨트롤러(μC)의 범용 입력/출력 GPIO 포트와 버퍼 스테이지 증폭기(48)를 직렬로 배치하여 형성되고, GPIO 포트는 버퍼 스테이지 증폭기(48)에 의해 증폭된 이진 디지털 신호가 방출되는 출력 포트로 구성된다. 즉, 버퍼 스테이지 증폭기(48)의 출력에 존재하는 전압은 주기가 T0인 구형파 주기 신호로 진화한다. 또한, 버퍼 스테이지 증폭기(48)는 마이크로컨트롤러(μC)의 GPIO 포트에 의해 방출되는 신호의 주파수에 간섭하는 제 1 전기 단자(C)에서의 임의의 부하 변동을 방지할 수 있게 한다.
수집 장치(44)는 바람직하게는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)에 의해 형성된다. 본 명세서에 설명된 예에서, 아날로그-디지털 변환기는 마이크로프로세서(μC)에 통합되어 있고, A/D 또는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 입력이라 지칭되는 것을 통해 액세스할 수 있다.
도면에 설명된 예에서 제한없이 GPIO 포트에서 방출되는 디지털 바이너리 신호의 진폭은 고레벨의 경우 3.3V, 저레벨의 경우 0V인 반면, 버퍼 스테이지 증폭기(48)의 출력에서의 구형파 주기 신호의 진폭은 0V와 5V 사이에서 변화한다.
전기 시스템(10)이 작동될 때, 제 1 전기 회로(12)의 제 1 접지는 바람직하게는 전기 케이블에 의해서만, 제 2 전기 회로(14)의 제 2 접지에 전기적으로 연결된다.
전압 생성기(42)가 저항(46)의 제 1 단자(C)에 주기적 신호를 방출할 때, 제 1 접지와 제 2 접지 사이의 연결 임피던스(Z)는 바람직하게는 가변 저항(30)의 임피던스(R30) 및 저항(46)의 임피던스(R46)에 대해 무시할 수 있는 수준이다.
따라서, 전기 시스템(10)이 작동할 때, 본 발명은 가변 저항(30)과 수집 장치(44) 사이에 전기적 연결을 형성하기 위해 변압기를 사용하는 대신 하나의 와이어만을 사용한다는 이점이 있으며, 접지 루프는 제 1 전기 회로(12)의 제 1 접지와 제 2 전기 회로(14)의 제 2 접지 사이의 전술한 연결에 의해 형성된다.
유리하게는, 전압 생성기(42)는 듀티 사이클이 40% 이상 60% 이하, 바람직하게는 실질적으로 50%와 동일한 신호를 방출하도록 구성된다. 따라서 온도 측정은 아날로그 신호의 고레벨 상태와 저레벨 상태 사이의 측정, 즉, 도 2를 참조하여 수집 장치(44)에서 획득한 지점(D)에 존재하는 전위나 전압으로부터 추론할 수 있다.
바람직하게는, 용량성 소자(20), 가변 저항(30) 및 저항(46)에 의해 형성된 RC 회로는 전압 생성기(42)에서 방출된, 즉, 설명된 예에서 버퍼 스테이지 증폭기(48)의 출력에서 방출된 구형파 신호의 반주기(half-period)보다 더 큰 시정수(캐패시터(20)의 값과 저항(30, 46)의 합의 곱)를 구비한다.
이러한 조건 하에서, RC 회로는 RC 적분기 회로로서 작동한다. 정상 상태에서, 용량성 소자(20)는, 단자 양단에 걸쳐, 전압 생성기(42)에서 방출된 신호의 평균값 Vav와 동일한 정전압을 갖는다.
예를 들어, 온도 측정 장치(40)가 도 1에 설명된 바와 같고, 전압 생성기(42)가 RC 회로를 형성하는 소자의 이하의 값에 대해 주기 T0=0.2ms인 구형파 주기 신호를 방출할 때의 고려 중인 신호의 형상을 도 2에 도시한다.
· R30 = 10㏀(25℃의 온도에 대해),
· R46 = 10㏀, 및
· C20 = 1㎌.
도 2에 도시된 예에서, 전압 생성기(42)의 출력에서의 구형파 주기 신호는 0V와 5V 사이의 진폭에서 변화한다.
도 2는 또한 제 1 전기 회로(12)의 제 1 전위 지점(A)에 존재하는 대응 전압을 도시한다.
RC 회로의 시정수 tau는 0.02초이며, 이 RC 회로를 여기시키는 신호의 0.2ms의 기간 T0보다 훨씬 크다. 또한, 지점 C에 존재하는 전압의 평균값 Vav=2.5V이다.
정상 상태에서, 저항(30, 46)은 전압 분배기 브리지를 형성한다.
또한, 도 2에 설명된 예에서, 수집 장치(44)는 전압 생성기(42)에서 방출된 신호의 기간(T0)의 절반과 같은 샘플링 주기(T1)로 지점(A)에서 아날로그 신호를 샘플링하도록 구성된다. 따라서, 샘플링 장치(44)는 각각 값 Vmax 와 Vmin을 포함하는 샘플 Emax 및 Emin를 획득한다.
또한, 전위차 Vmax-Vmin는 가변 저항(30)의 값 R30에 의존하고, 이 값 자체는 가변 저항(30)의 주변 온도에 의존한다.
따라서, 전위차 Vmax-Vmin는 가변 저항(30)의 주변 온도에 의존하며, 이 관계는 2개의 열을 포함하는 대응표에서 설명될 수 있다. 제 1 열은 Vmax-Vmin의 가능한 값을 리스팅하고, 제 2 열은 제 1 열에 리스팅된 Vmax-Vmin의 값에 해당하는 가변 저항(30)의 주변 온도를 리스팅한다.
따라서, 이 예에서, 온도 측정 장치(40)의 마이크로컨트롤러(μC)는 입력 A/D에서 연속적으로 샘플 Emax및 Emin을 수신하고, 이들 사이의 차이를 계산하며, 대응표를 사용하여 저항(30)의 주변 온도를 계산한다.
전술한 예에서, 마이크로컨트롤러(μC)는 차 Emax-Emin을 사용하여 저항(30)의 주변 온도를 결정한다. 변형예로, 마이크로컨트롤러(μC)는 샘플 Emax만 또는 샘플 Emin만 사용하여 저항(30)의 주변 온도를 결정할 수 있다.
도 3에 도시된 제 2 실시예에 따르면, 전기 시스템(10)은 수집 장치(44)에 의해 샘플링되기 전에 지점(A)에 존재하는 아날로그 신호를 필터링하도록 배열 및 구성된 필터링 장치(50)를 더 포함한다.
본 명세서에 설명된 예에서, 지점(A)에 존재하는 아날로그 신호는 제 1 접지(GND1)에 대한 전위, 즉, 전압이다.
수집 장치(44)의 샘플링 시간은 일반적으로 수 마이크로 초이기 때문에, 구형파 패턴의 측정 시간은 고주파 노이즈가 있을 때 측정 정확도에 큰 영향을 미친다. 이 노이즈는, 예를 들어, 전기 시스템의 전력 스위칭 동작에 의해 생성될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 이 노이즈는 제 1 접지(GND1)와 제 2 접지(GND2) 사이에 존재하는 변동 전압(VF: Fluctuating Voltage)으로 표현되며, 제 1 접지(GND1)와 제 2 접지(GND2) 사이에 존재하는 전압원(SB: Voltage Source)으로 모델링될 수 있다. 이 노이즈는 구형파 신호(도 4b 참조)에 고진폭 피크를 추가하며, 때때로 동기식 주기적 발생을 포함한다. 노이즈는 평균적으로 0이지만, 스위칭 노이즈의 시간적 패턴이 샘플 Emax 및/또는 Emin의 획득 시간과 동기화되면, 온도 측정 장치(40)는 바이어스로 저항(30)의 주변 온도를 결정할 것이다.
또한, 노이즈의 시간적 패턴이 대칭적이지 않기 때문에, 샘플 Emax와 Emin에 발생된 바이어스는 동일하지 않을 것이다.
이들 노이즈의 형상은 샘플 Emax 및 Emin의 간단하고 연속적인 필터링을 통해 노이즈의 평균값을 0으로 얻는 것이 어렵다는 것을 의미한다.
도 3에 도시된 필터링 장치(50)는,
― 제 1 전기 회로(12)의 제 1 전위 지점(A)과 수집 장치(44)의 입력 단자(A/D) 사이에 연결된 저항(R2)과,
― 직렬로 연결된 제 1 필터링 커패시터(C21) 및 제 1 스위치(I1) - 제 1 필터링 커패시터(C21) 및 제 1 스위치(I1)의 직렬 조합은 수집 장치(44)의 A/D라고도 하는 입력 단자와 제 1 접지(GND1) 사이에 병렬로 배치됨 - 와,
― 직렬로 연결된 제 2 필터링 커패시터(C22) 및 제 2 스위치(I2) - 제 2 필터링 커패시터(C22) 및 제 2 스위치(I2)의 직렬 조합은 수집 장치(44)의 A/D라고도 하는 입력 단자와 제 1 접지(GND1) 사이에 병렬로 배치됨 - 를 포함한다.
또한, 제 1 및 제 2 스위치의 개방 또는 폐쇄 상태는 전압 생성기(42)에 의해 방출되는 구형파 신호에 의해 제어되고, 제 1 스위치(I1)는 제 2 스위치(I2)가 폐쇄될 때 개방되고, 개방될 때 폐쇄된다.
전압 생성기(42)에 의해 방출된 구형파 신호에 대한 스위치(I1, I2)의 폐쇄 및 개방의 동기화는 스위치(I1, I2)를 제어하기 위한 2개의 로직 게이트에 의해 각각 달성된다.
제 1 로직 게이트(LO1)는 전압 생성기에서 방출된 신호를 반전시키는 반전 로직 게이트이다. 제 2 로직 게이트(LO2)는 입력 및 출력이 있는 로직 게이트이며, 이 로직 게이트(LO2)는 입력에서 이용 가능한 신호를 출력으로 복사한다. 따라서, 본 명세서에 설명된 예에서, 전압 생성기(42)에 의해 방출된 구형파 신호가 최대값을 취할 때, 제 1 스위치는 개방되는 한편 제 2 스위치는 폐쇄된다.
스위치(I1, I2)는, 예를 들어, 로직 게이트(LO1, LO2)를 통해 전압 생성기(42)에서 방출되는 신호에 의해 제어되는 트랜지스터, 예를 들어, MOSFET 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터일 수 있다.
이러한 조건하에서, 2개의 RC 회로는, 전압 생성기(42)에 의해 방출된 신호에 따라 수집 장치(44)에 의해 샘플링되기 전에, 지점(A)에 존재하는 전위를 교대로 필터링하는 2개의 RC 적분기 회로로 동작한다.
따라서, 정상 상태에서, 커패시터(C21)는 전압 Vmin으로 충전되는 반면에 커패시터(C22)는 전압 Vmax로 충전된다.
즉, 마이크로컨트롤러(μC)의 GPIO 출력 포트에서 방출된 이진 디지털 신호가 높은 값을 취하면, 스위치(I2)는 폐쇄되는 한편 스위치(I1)는 개방되고, 수집 장치(44)는 커패시터(C22)의 단자에 걸쳐 존재하는 전위를 샘플링한다.
마찬가지로, 마이크로컨트롤러(μC)의 GPIO 출력 포트에서 방출된 이진 디지털 신호가 낮은 값을 취하면, 스위치(I2)는 개방되는 한편 스위치(I1)는 폐쇄되고, 수집 장치(44)는 커패시터(C21)의 단자에 걸쳐 존재하는 전위를 샘플링한다.
예를 들어, 다음 값은 도 3에 도시된 필터링 장치(50)를 형성하는 데 사용될 수 있다.
· C21=C22=1㎌, 및
· R2=10㏀.
용량성 소자(C21)와 저항(R2)에 의해 형성된 RC 회로는 10ms 이상의 시정수(커패시터(C21)의 값과 저항(R2)의 값의 곱)와 100㎐ 이상의 컷오프 주파수를 갖는다.
또한, 필터링 소자(C22) 및 저항(R2)에 의해 형성된 RC 회로는 필터링 소자(C21) 및 저항(R2)에 의해 형성된 RC 회로와 동일한 시정수 및 동일한 컷오프 주파수를 갖는다.
따라서, 필터링 장치(50)는 노이즈의 만족스러운 통합을 얻기 위해 임계 필터링 주파수보다 훨씬 낮은 컷오프 주파수와 매우 높은 시정수를 갖도록 구성되며, 임계 필터링 주파수는 10㎑이다.
따라서, 노이즈 감쇠 레벨이 매우 높으면서 수집 장치(44)에 의해 획득된 신호의 고 레벨 상태 및 저 레벨 상태에 대응하는 주파수가 매우 낮은 필터링 값을 획득하는 것이 가능하다.
도 5는 노이즈 필터링 장치(50)를 사용하는 장점을 도시한다.
곡선(CO1)은 제 1 전기 회로(12)의 제 1 전위 지점(A)에 존재하는 전압을 나타낸다. 이 곡선은 제 1 접지(GND1)와 제 2 접지(GND2) 사이에 존재하는 노이즈로 인해 노이즈가 매우 많다.
곡선(CO2)은 수집 장치(44)에서 측정된 전압을 나타낸다.
이들 두 곡선은 제 1 접지(GND1)와 제 2 접지(GND2) 사이에 존재하는 노이즈에 직면한 필터링 장치가 거부하는 것은 저주파 필터링이며, 각 부분 Vmax 및 Vmin은 독립적으로 필터링됨을 나타낸다.
유리하게는, 샘플 Emax 및/또는 Emin은 전압 생성기(42)에 의해 방출된 신호의 고 레벨 상태 및 저 레벨 상태에 각각 대응하는 연속적인 반주기 T0/2에서 언제든지 획득될 수 있다.
본 발명은 전술한 바람직한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상술한 실시예에 대한 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
더욱이, 사용되는 용어는 전술한 실시예의 요소로 한정되는 것으로 이해되어서는 안되며, 대조적으로 당업자가 그의 일반적인 지식으로부터 추론할 수 있는 모든 등가 요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

  1. 자동차용 전기 시스템(10)으로서,
    ― 제 1 접지(GND1)를 구비하고, 제 1 공급 단자(B1)에서 제 1 전압(V1)이 공급되는 제 1 전기 회로(12)와,
    ― 상기 제 1 접지(GND1)와 별개인 제 2 접지(GND2)를 구비하고, 제 2 공급 단자(B2)에서 상기 제 1 전압(V1)과는 다른 제 2 전압(V2)이 공급되는 제 2 전기 회로(14)와,
    ― 상기 제 1 전기 회로(12)의 제 1 전위 지점(A)을 상기 제 2 전기 회로(14)의 제 2 전위 지점(B)과 연결하는 용량성 소자(20)를 포함하는
    전기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전압(V2)은 상기 제 1 전압(V1)보다 크거나 같고, 상기 제 1 전압(V1)은 3V와 40V 사이이고, 상기 제 2 전압(V2)은 20V와 70V 사이인,
    전기 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 용량성 소자(20)는 커패시턴스가 1㎌와 4.7㎌ 사이인,
    전기 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    온도의 함수에 따라 저항값이 변하는 가변 저항(30)을 더 포함하고,
    상기 가변 저항(30)은 상기 용량성 소자(20)와 상기 제 2 접지(GND2) 사이에 직렬 배치되는,
    전기 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    온도 측정 장치(40)를 더 포함하고, 상기 온도 측정 장치(40)는,
    전압 생성기(42), 수집 장치(44), 컴퓨팅 유닛(μC) 및 제 1 저항(46) - 상기 제 1 저항은, 상기 전압 생성기(42)의 단자에 연결된 제 1 전기 단자(C)와 상기 제 1 전기 회로(12)의 상기 제 1 전위 지점(A)에 연결된 제 2 전기 단자(D)를 구비함 - 을 포함하되,
    ― 상기 전압 생성기(42)는, 상기 제 1 저항(46)의 상기 제 1 단자(C)에 주기적 신호를 방출하도록 구성되고,
    ― 상기 수집 장치(44)는 입력 단자(A/D) - 상기 입력 단자는, 상기 제 1 전기 회로(12)의 상기 제 1 전위 지점(A)에 연결됨 - 에 존재하는 전위를 주기적으로 샘플링하도록 구성되며,
    ― 상기 컴퓨팅 유닛(μC)은 상기 수집 장치(44)에 의해 획득된 샘플값으로부터 온도를 측정하도록 구성되는,
    전기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전기 시스템(10)이 작동중일 때, 상기 제 1 전기 회로(12)의 제 1 접지(GND1)는 상기 제 2 전기 회로(14)의 상기 제 2 접지(GND2)에 전기적으로 연결되는,
    전기 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 전압 생성기(42)는 구형파 신호(square-wave signal)를 방출하도록 구성되는,
    전기 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 전압 생성기(42)는 듀티 사이클이 40% 이상 60% 이하인 신호를 방출하도록 구성되는,
    전기 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 온도 측정 장치(40)는, 상기 수집 장치(44)에 의해 샘플링되기 전에, 상기 제 1 전기 회로(12)의 상기 제 1 전위 지점(A)에 존재하는 전위를 필터링하도록 배열 및 구성된 필터링 장치(50)를 더 포함하며,
    상기 필터링 장치는,
    ― 상기 제 1 전기 회로(12)의 상기 제 1 전위 지점(A)과 상기 수집 장치(44)의 상기 입력 단자(A/D) 사이에 연결된 제 2 저항(R2)과,
    ― 직렬 연결된 제 1 필터링 커패시터(C21) 및 제 1 스위치(I1) - 상기 제 1 필터링 커패시터(C21) 및 상기 제 1 스위치(I1)의 직렬 조합은 상기 수집 장치(44)의 상기 입력 단자(A/D)와 상기 제 1 접지(GND1) 사이에 병렬 배치됨 - 와,
    ― 직렬 연결된 제 2 필터링 커패시터(C22) 및 제 2 스위치(I2) - 상기 제 2 필터링 커패시터(C22) 및 상기 제 2 스위치(I2)의 직렬 조합은 상기 수집 장치(44)의 상기 입력 단자(A/D)와 상기 제 1 접지(GND1) 사이에 병렬 배치됨 - 를 포함하며,
    ― 상기 제 1 및 제 2 스위치의 개방 상태 또는 폐쇄 상태는 상기 전압 생성기(42)에 의해 방출된 상기 구형파 신호에 의해 제어되고, 상기 제 1 스위치는, 상기 제 2 스위치가 폐쇄될 때 개방되고, 개방될 때 폐쇄되는,
    전기 시스템.
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