KR102516238B1 - 차량 ａｃｃ 전류 제한 회로 및 이를 이용한 차량용 컨버터 - Google Patents

차량 ａｃｃ 전류 제한 회로 및 이를 이용한 차량용 컨버터 Download PDF

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Abstract

차량용 컨버터에 관한 기술이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ACC 전류 제한 회로는, 차량의 ACC 모드에서 ACC 전류를 출력하는 차량용 컨버터에 설치되는 회로로서, 상기 컨버터의 전압 변환 회로에서 출력되는 ACC 전류가 통과되도록 배치되는 제1 저항기; 상기 ACC 전류의 크기가 소정 임계치 이하인 경우 턴 온(turn on)되어 상기 제1 저항기를 통과한 전류를 상기 컨버터의 ACC 출력 단자로 전달하고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 오프(turn off)되는 제1 스위치 소자; 및 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치 이하인 경우 턴 오프되고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 온되어 상기 ACC 전류를 접지 측에 전달하는 제2 스위치 소자를 포함하여, 차량의 ACC 전원을 사용하는 액세서리 기기들을 추가적인 장치 없이 안전하게 보호함은 물론, ACC 부하에서 요구하는 전력이 큰 경우에도 충분한 출력 전압을 제공하면서 차량용 컨버터의 제조 비용을 절감한다.

Description

차량 ＡＣＣ 전류 제한 회로 및 이를 이용한 차량용 컨버터{Circuit for limiting ACC current of vehicle and vehicle converter using thereof}
본 발명은 차량 ACC 전류 제한 회로 및 이를 이용한 차량용 컨버터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 차량 전원의 전압을 일정한 전압으로 변환 또는 유지하는 차량용 컨버터의 ACC 출력단에 설치되어 ACC 전류를 제한하는 차량 ACC 전류 제한 회로 및 이를 이용한 차량용 컨버터에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 컨버터는 차량의 배터리 등과 같은 차량 전원의 전압을 차량에서 사용되는 전자 기기들의 동작 전압으로 변환하는 장치를 말한다. 이러한 차량용 컨버터는 차량의 전원 모드 중 ACC 모드에서 ACC 전류를 출력하여 AVN(Audio Video Navigation)이나 오디오 등과 같은 액세서리 기기들에 제공한다.
그러나, 한국 공개특허공보 제10-2013-0067573호 등에 개시된 바와 같이, 기존 기술들은 충전기 등과 같이 차량의 ACC 전류를 사용하는 외부 장치 측에 쇼트 방지 회로를 설치하여 사용하기 때문에, 별도의 쇼트 방지 회로가 설치되지 않은 기기들을 보호할 수 없는 문제가 있다.
또한, 차량용 컨버터의 ACC 출력단에 저항을 연결하여 쇼트를 방지하는 기존 기술들은, ACC 부하에서 요구하는 전력이 커질수록 출력 전압이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 고가의 IPS(Intelligent Power Switch)를 사용하는 기존 기술들은, 제조 비용을 증가시키고 제조 효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 차량의 ACC 전원을 사용하는 액세서리 기기들을 추가적인 장치 없이 안전하게 보호함은 물론, ACC 부하에서 요구하는 전력이 큰 경우에도 충분한 출력 전압을 제공하면서 차량용 컨버터의 제조 비용을 절감하는, 차량 ACC 전류 제한 회로 및 이를 이용한 차량용 컨버터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ACC 전류 제한 회로는, 차량의 ACC 모드에서 ACC 전류를 출력하는 차량용 컨버터에 설치되는 회로로서, 상기 컨버터의 전압 변환 회로에서 출력되는 ACC 전류가 통과되도록 배치되는 제1 저항기; 상기 ACC 전류의 크기가 소정 임계치 이하인 경우 턴 온(turn on)되어 상기 제1 저항기를 통과한 전류를 상기 컨버터의 ACC 출력 단자로 전달하고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 오프(turn off)되는 제1 스위치 소자; 및 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치 이하인 경우 턴 오프되고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 온되어 상기 ACC 전류를 접지 측에 전달하는 제2 스위치 소자를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 회로는, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 제2 스위치 소자를 통과한 전류가 접지에 전달되도록 상기 제2 스위치 소자와 접지 간에 연결되는 제2 저항기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자는 각각, 전류가 입력되는 입력 단자, 전류가 출력되는 출력 단자, 및 상기 입력 단자와 출력 단자를 연결 또는 차단하는 제어 신호를 수신하는 제어 단자를 가지는 트랜지스터 소자일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 저항기는, 일 단이 상기 전압 변환 회로의 출력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1 스위치 소자의 입력 단자에 연결되고, 상기 제1 스위치 소자는, 출력 단자가 상기 컨버터의 ACC 출력 단자에 연결되고, 제어 단자가 상기 제2 스위치 소자의 출력 단자에 연결되고, 상기 제2 스위치 소자는, 입력 단자가 상기 전압 변환 회로의 출력단에 연결되고, 제어 단자가 상기 제1 저항기의 상기 타 단에 연결되고, 상기 제2 저항기는, 일 단이 상기 제2 스위치 소자의 출력 단자에 연결되고, 타 단이 접지에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 저항기는, 상기 ACC 전류가 상기 임계치보다 큰 경우 상기 제1 저항기를 통과하는 전류에 의해 상기 제2 스위치 소자의 턴 온 전압을 발생시키는 저항값을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 저항기는, 상기 ACC 전류가 상기 임계치보다 큰 경우 상기 제2 저항기를 통과하는 전류에 의해 상기 제1 스위치 소자의 턴 오프 전압을 발생시키는 저항값을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 회로는, 소정 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 전압 변환 회로의 출력단과 상기 제1 저항기를 연결하거나 차단하는 스위칭 회로부; 및 상기 차량의 전원 모드가 ACC 모드에 해당하는 경우, 상기 스위칭 회로부에 제어 신호를 전달하여 상기 전압 변환 회로의 출력단과 상기 제1 저항기를 연결하는 ACC 모드 제어 회로부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 회로는, 상기 제1 스위치 소자와 상기 컨버터의 ACC 출력 단자 사이에 위치하여 상기 제1 스위치 소자로부터 전달되는 전류의 전압을 안정화하는 전압 안정화 회로부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨버터는, 차량의 ACC 모드에서 ACC 전류를 출력하는 컨버터로서, 차량의 전원으로부터 전류를 입력받는 입력 단자; 상기 입력 단자를 통해 입력되는 입력 전류의 전압을 변환하여 ACC 전류를 출력하는 전압 변환 회로; 상기 ACC 전류를 외부 장치로 출력하는 ACC 출력 단자; 및 상기 ACC 출력 단자로 출력되는 ACC 전류를 제한하는 차량 ACC 전류 제한 회로를 포함하고, 상기 차량 ACC 전류 제한 회로는, 상기 전압 변환 회로에서 출력되는 ACC 전류가 통과되도록 배치되는 제1 저항기; 상기 ACC 전류의 크기가 소정 임계치 이하인 경우 턴 온(turn on)되어 상기 제1 저항기를 통과한 전류를 상기 ACC 출력 단자로 전달하고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 오프(turn off)되는 제1 스위치 소자; 및 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치 이하인 경우 턴 오프되고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 온되어 상기 ACC 전류를 접지 측에 전달하는 제2 스위치 소자를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 차량용 컨버터는, 상기 입력 단자를 통해 입력되는 입력 전류를 ACC 전류로서 상기 차량 ACC 전류 제한 회로에 직접 전달하는 바이패스 회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량용 컨버터에 설치되는 ACC 전류 제한 회로가 차량의 ACC 모드에서 출력되는 ACC 전류를 일정 크기 이하로 제한함으로써, 차량의 ACC 전원을 사용하는 AVN이나 오디오 등과 같은 액세서리 기기들을 추가적인 장치 없이 쇼트 전류로부터 안전하게 보호할 수 있다.
또한, ACC 전류를 출력하거나 차단하는 2개의 스위치 소자와, 상기 스위치들의 턴 온 전압을 발생시키는 저항기만으로 ACC 전류 제한 회로를 구성함으로써, ACC 부하에서 요구하는 전력이 큰 경우에도 충분한 출력 전압을 제공하면서도, 차량용 컨버터의 제조 비용을 절감하고 제조 효율을 개선할 수 있다.
나아가, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 여러 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 자명하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨버터를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨버터의 전압 변환 회로를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ACC 전류 제한 회로를 나타낸 회로도이다.
도 4는 정상 ACC 전류 출력시 차량 ACC 전류 제한 회로의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 비정상 ACC 전류 출력시 차량 ACC 전류 제한 회로의 동작을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 기술적 과제에 대한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨버터(10)가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨버터(10)는 전압 변환 회로(12), PWM 제어 회로(14), 바이패스 회로(16), MCU(Micro Controller Unit)(18) 및 차량 ACC 전류 제한 회로(100)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 차량용 컨버터(10)는 차량의 전원으로부터 전류를 입력받는 입력 단자(INPUT_B+), 차량의 전원 모드 중 IGN 모드 및 ACC 모드에서 외부 장치로부터 소정 컨버터 출력 제어 신호를 각각 입력받는 IGN 단자(IGN) 및 ACC 단자(INPUT_ACC), 차량의 ISG(Idle Stop & Go) 모드에서 외부 장치로부터 소정 컨버터 출력 제어 신호를 입력받는 ISG 단자(ISG_START), 그라운드 단자(GND), B+ 전류를 외부 장치로 출력하는 B+ 출력 단자(OUTPUT_B+), 및 ACC 전류를 외부 장치로 출력되는 ACC 출력 단자(OUTPUT_ACC) 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 차량용 컨버터(10)는 차량의 ACC 모드에서 차량 전원을 입력받아 ACC 전류를 출력할 수 있다.
즉, 상기 전압 변환 회로(12)는, 입력 단자(INPUT_B+)를 통해 입력되는 입력 전류의 전압을 변환하여 ACC 전류를 출력할 수 있다. 일반적으로 배터리 등과 같은 차량 전원의 전압은 12V이나, 외부 요인 등으로 인해 차량 전원의 전압이 순간적으로 강하되는 경우가 발생할 수 있다. 예컨대, 차량의 엔진 시동이 걸릴 때, 차량 전원의 전압은 순간적으로 7V까지 강하될 수 있다. 이때, 차량 전원에 연결된 다양한 전자 기기들 또는 부하들은 정상적인 동작을 할 수 없거나 동작을 중단하게 된다. 이를 방지하기 위해, 상기 차량용 컨버터(10)는 차량 전원의 전압을 12V로 변환 또는 유지시키는 역할을 수행한다. 이 경우, 상기 차량용 컨버터(10)의 전압 변환 회로(12)는 전압을 상승시키는 부스팅(boosting) 회로를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라, 전압을 강하시키는 벅(buck) 회로 등도 포함할 수 있다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨버터(10)의 전압 변환 회로(12)가 회로도로 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전압 변환 회로(12)는 입력 전원의 전압을 일정한 전압(예컨대, 12V)까지 상승시키는 부스팅 회로로 구성될 수 있다. 즉, 상기 전압 변환 회로(12)는, 일 단이 상기 전압 변환 회로(12)의 입력단(VIN)에 연결되고 타 단이 스위치 소자(SW)의 스위칭 동작에 따라 접지 또는 상기 전압 변환 회로(12)의 출력단(VOUT) 측에 접속되는 인덕터(Lc)에 에너지를 축적하고, 인덕터(Lc)에 축적된 에너지를 통해 상기 출력단(VOUT) 측에 상승된 전압을 전달할 수 있다. 이 경우, 스위치 소자(SW)는 MOSFET 등의 트랜지스터 소자일 수 있으며, 상기 PWM 제어 회로(14)에서 전달되는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호에 따라 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되는 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 상기 인덕터(Lc)와 출력단(VOUT) 간에는 역전압이나 역전류를 방지하는 다이오드(Dc)가 연결된다.
또한, 상기 전압 변환 회로(12)는 입력단(VIN) 측에서 입력 전압을 안정화하는 전압 안정화 회로(Ci), 출력단(VOUT) 측에서 출력 전압을 안정화하는 전압 안정화 회로(Co1)와 출력 전압의 노이즈를 필터링하는 주파수 필터 회로(Lo, Co2) 등을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, RC 직렬 회로로 구성되어 상기 스위치 소자(SW)에 병렬 연결되는 스너버 회로(snubber circuit)(R21, C21)와, RC 직렬 회로로 구성되어 상기 다이오드(Dc)에 병렬 연결되는 스너버 회로(R22, C22) 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 스너버 회로는 PWM 제어 신호에 따른 스위칭 동작으로 인해 발생하는 링잉(rining) 노이즈를 흡수하여 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전압 변환 회로(12)는 상호 병렬 연결된 복수의 부스팅 회로를 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 PWM 제어 회로(14)는, PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 상기 전압 변환 회로(12)의 스위치 소자(SW)에 전달하여 해당 스위치 소자(SW)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
상기 바이패스 회로(16)는, 상기 입력 단자(INPUT_B+)를 통해 입력되는 입력 전류를 상기 B+ 출력 단자(OUTPUT_B+)에 직접 전달하거나, ACC 전류로서 상기 차량 ACC 전류 제한 회로(100)에 직접 전달할 수 있다. 이를 위해, 상기 바이패스 회로(16)는 스위칭 동작을 통해 상기 입력 단자(INPUT_B+)와 상기 전압 변환 회로(12)의 출력단을 연결하거나 차단하는 스위치 소자를 포함할 수 있다. 예컨대, 차량이 주행 중일 경우 차량 전원의 전압은 보통 12V로 유지되기 때문에, 상기 바이패스 회로(16)는 차량용 컨버터(10)의 입력 단자(INPUT_B+)를 통해 입력된 입력 전류를 상기 B+ 출력 단자(OUTPUT_B+) 또는 차량 ACC 전류 제한 회로(100)에 직접 전달할 수 있다.
상기 MCU(18)는, 상기 차량용 컨버터(10)의 전반적인 동작을 제어하여 관리할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량 ACC 전류 제한 회로(100)는, 이러한 차량용 컨버터(10)에 설치되어 ACC 출력 단자(OUTPUT_ACC)로 출력되는 ACC 전류를 제한할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ACC 전류 제한 회로(100)가 회로도로 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차량 ACC 전류 제한 회로(100)는 전류 제한 회로부(110)를 포함하며, 실시예에 따라 스위칭 회로부(120), ACC 모드 제어 회로부(130), 전압 안정화 회로부(140) 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류 제한 회로부(110)는 제1 저항기(112), 제1 스위치 소자(114), 제2 스위치 소자(116) 및 제2 저항기(118)를 포함할 수 있다.
상기 제1 저항기(112)는, 상기 컨버터(10)의 전압 변환 회로(12)에서 출력되는 ACC 전류가 통과되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 스위치 소자(114)는, 상기 ACC 전류의 크기가 소정 임계치 이하인 경우 턴 온(turn on)되어 상기 제1 저항기(112)를 통과한 전류를 상기 컨버터(10)의 ACC 출력 단자(OUTPUT_ACC)로 전달하고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 오프(turn off)될 수 있다.
상기 제2 스위치 소자(116)는, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치 이하인 경우 턴 오프되고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 온되어 상기 ACC 전류를 접지 측에 전달할 수 있다.
상기 제2 저항기(118)는, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 제2 스위치 소자(116)를 통과한 전류가 접지에 전달되도록 상기 제2 스위치 소자(116)와 접지 간에 연결될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 스위치 소자(114)와 제2 스위치 소자(116)는 각각, 전류가 입력되는 입력 단자, 전류가 출력되는 출력 단자, 및 상기 입력 단자와 출력 단자를 연결 또는 차단하는 제어 신호를 수신하는 제어 단자를 가지는 트랜지스터 소자일 수 있다. 예컨대, 상기 제1 스위치 소자(114)와 제2 스위치 소자(116)는 각각 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등과 같은 접합형 트랜지스터이거나, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) 등과 같은 전계효과 트랜지스터일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 스위치 소자(114)와 제2 스위치 소자(116)는 각각 P형 트랜지스터일 수 있다.
이 경우, 상기 제1 저항기(112)는, 일 단이 상기 전압 변환 회로(12)의 출력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1 스위치 소자(114)의 입력 단자에 연결될 수 있다. 상기 제1 스위치 소자(114)는, 출력 단자가 상기 컨버터(10)의 ACC 출력 단자(OUTPUT_ACC)에 연결되고, 제어 단자가 상기 제2 스위치 소자(116)의 출력 단자에 연결될 수 있다. 상기 제2 스위치 소자(116)는, 입력 단자가 상기 전압 변환 회로(12)의 출력단에 연결되고, 제어 단자가 상기 제1 저항기(112)의 상기 타 단에 연결될 수 있다. 상기 제2 저항기(118)는, 일 단이 상기 제2 스위치 소자(116)의 출력 단자에 연결되고, 타 단이 접지에 연결될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 저항기(112)는 상기 ACC 전류가 상기 임계치보다 큰 경우 상기 제1 저항기(112)를 통과하는 전류에 의해 상기 제2 스위치 소자(116)의 턴 온 전압을 발생시키는 저항값을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제1 저항기(112)는 수십 Ω 대의 저항값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 저항기(118)는, 상기 ACC 전류가 상기 임계치보다 큰 경우 상기 제2 저항기(118)를 통과하는 전류에 의해 상기 제1 스위치 소자(114)의 턴 오프 전압을 발생시키는 저항값을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제2 저항기(118)는 수십 kΩ 대의 저항값을 가질 수 있다.
도 4에는 정상 ACC 전류 출력시 차량 ACC 전류 제한 회로의 동작이 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 컨버터(10)의 전압 변환 회로(12)를 통해 출력되는 ACC 전류(Io)의 크기가 미리 설정된 임계치 이하의 정상 상태인 경우, 해당 전류(Io)가 제1 저항기(112)를 통과하면서 상기 제1 저항기(112)의 양 단에 제2 스위치 소자(116)의 턴 온 전압(0.7V)보다 작은 전압이 걸리게 되고, 그 결과 상기 제2 스위치 소자(116)는 턴 오프된다. 반면, 상기 제1 스위치 소자(114)의 입력 단자(E)와 제어 단자(B) 간의 전압은 상기 제1 스위치 소자(114)의 턴 온 전압(0.7V)보다 크기 때문에 상기 제1 스위치 소자(114)는 턴 온 상태를 유지하게 된다. 이와 같이, 정상적인 ACC 전류(Io)는 컨버터(10)의 ACC 출력 단자(OUTPUT_ACC)를 통해 외부 장치로 전달될 수 있다.
도 5에는 비정상 ACC 전류 출력시 차량 ACC 전류 제한 회로의 동작이 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 컨버터(10)의 전압 변환 회로(12)를 통해 출력되는 ACC 전류(Io')의 크기가 쇼트 발생 등으로 인해 미리 설정된 임계치보다 큰 비정상 상태가 된 경우, 해당 전류(Io')가 제1 저항기(112)를 통과하면서 상기 제1 저항기(112)의 양 단에 제2 스위치 소자(116)의 턴 온 전압(0.7V)보다 큰 전압이 걸리게 되고, 그 결과 상기 제2 스위치 소자(116)는 턴 온된다. 반면, 상기 ACC 전류(Io')가 상기 제2 스위치 소자(116)와 제2 저항기(118)를 통과하면서 상기 제2 저항기(118)의 양 단에 매우 큰 전압이 걸리게 되기 때문에 상기 제1 스위치 소자(114)의 입력 단자(E)와 제어 단자(B) 간의 전압이 턴 온 전압(0.7V)보다 작아지며, 그 결과 상기 제1 스위치 소자(114)가 턴 오프된다. 이와 같이, 비정상적인 ACC 전류(Io')는 제2 스위치 소자(116)와 제2 저항기(118)를 통과하여 접지로 들어가는 바, 컨버터(10)의 ACC 출력 단자(OUTPUT_ACC)에 연결된 부하들을 보호할 수 있게 된다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 스위칭 회로부(120)는, 소정 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 전압 변환 회로(12)의 출력단과 상기 제1 저항기(112)를 연결하거나 차단할 수 있다. 이를 위해, 상기 스위칭 회로부(120)는 스위치 소자(Ts)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 스위치 소자(Ts)는 P형 트랜지스터일 수 있다.
상기 ACC 모드 제어 회로부(130)는, 상기 차량의 전원 모드가 ACC 모드에 해당하는 경우, 상기 스위칭 회로부(120)에 제어 신호를 전달하여 상기 전압 변환 회로(12)의 출력단과 상기 제1 저항기(112)를 연결할 수 있다. 이를 위해, 상기 ACC 모드 제어 회로부(130)는 ACC 모드에서 전달되는 외부 입력 전압을 안정화하는 캐패시터(Ci), 역전압을 방지하는 다이오드(Di), 전압 분배를 위한 저항기들(Ri1, Ri2), 상기 저항기들(Ri1, Ri2)에 걸리는 전압에 의해 턴 온 또는 턴 오프되어 상기 스위칭 회로부(120)의 스위치 소자(Ts)에 제어 신호를 전달하게 되는 스위치 소자(Ti) 등을 포함할 수 있다.
상기 전압 안정화 회로부(140)는, 상기 제1 스위치 소자(114)와 상기 컨버터(10)의 ACC 출력 단자(OUTPUT_ACC) 사이에 위치하여 상기 제1 스위치 소자(114)로부터 전달되는 전류의 전압을 안정화할 수 있다. 이를 위해, 상기 전압 안정화 회로부(140)는 상기 제1 스위치 소자(114)의 출력 단자와 접지 간에 연결되는 캐패시터(Co)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차량용 컨버터에 설치되는 ACC 전류 제한 회로가 차량의 ACC 모드에서 출력되는 ACC 전류를 일정 크기 이하로 제한함으로써, 차량의 ACC 전원을 사용하는 AVN이나 오디오 등과 같은 액세서리 기기들을 추가적인 장치 없이 쇼트 전류로부터 안전하게 보호할 수 있다. 또한, ACC 전류를 출력하거나 차단하는 2개의 스위치 소자와, 상기 스위치들의 턴 온 전압을 발생시키는 저항기만으로 ACC 전류 제한 회로를 구성함으로써, ACC 부하에서 요구하는 전력이 큰 경우에도 충분한 출력 전압을 제공하면서도, 차량용 컨버터의 제조 비용을 절감하고 제조 효율을 개선할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 실시예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.
지금까지 본 발명에 대해 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 기술적 범위에서 다양한 변형 실시예들이 구현될 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 차량용 컨버터 12 : 전압 변환 회로
14 : PWM 제어 회로 16 : 바이패스 회로
18 : MCU 100 : 차량 ACC 전류 제한 회로
110 : 전류 제한 회로부 112 : 제1 저항기
114 : 제1 스위치 소자 116 : 제2 스위치 소자
118 : 제2 저항기 120 : 스위칭 회로부
130 : ACC 모드 제어 회로부 140 : 전압 안정화 회로부

Claims (10)

  1. 차량의 ACC 모드에서 ACC 전류를 출력하는 차량용 컨버터에 설치되는, 차량 ACC 전류 제한 회로로서,
    상기 컨버터의 전압 변환 회로에서 출력되는 ACC 전류가 통과되도록 배치되는 제1 저항기;
    상기 ACC 전류의 크기가 소정 임계치 이하인 경우 턴 온(turn on)되어 상기 제1 저항기를 통과한 전류를 상기 컨버터의 ACC 출력 단자로 전달하고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 오프(turn off)되는 제1 스위치 소자;
    상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치 이하인 경우 턴 오프되고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 온되어 상기 ACC 전류를 접지 측에 전달하는 제2 스위치 소자;
    소정 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 전압 변환 회로의 출력단과 상기 제1 저항기를 연결하거나 차단하는 스위칭 회로부; 및
    상기 차량의 전원 모드가 ACC 모드에 해당하는 경우, 상기 스위칭 회로부에 제어 신호를 전달하여 상기 전압 변환 회로의 출력단과 상기 제1 저항기를 연결하는 ACC 모드 제어 회로부를 포함하는 차량 ACC 전류 제한 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 제2 스위치 소자를 통과한 전류가 접지에 전달되도록 상기 제2 스위치 소자와 접지 간에 연결되는 제2 저항기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 ACC 전류 제한 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자는 각각, 전류가 입력되는 입력 단자, 전류가 출력되는 출력 단자, 및 상기 입력 단자와 출력 단자를 연결 또는 차단하는 제어 신호를 수신하는 제어 단자를 가지는 트랜지스터 소자인 것을 특징으로 하는 차량 ACC 전류 제한 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 저항기는, 일 단이 상기 전압 변환 회로의 출력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1 스위치 소자의 입력 단자에 연결되고,
    상기 제1 스위치 소자는, 출력 단자가 상기 컨버터의 ACC 출력 단자에 연결되고, 제어 단자가 상기 제2 스위치 소자의 출력 단자에 연결되고,
    상기 제2 스위치 소자는, 입력 단자가 상기 전압 변환 회로의 출력단에 연결되고, 제어 단자가 상기 제1 저항기의 상기 타 단에 연결되고,
    상기 제2 저항기는, 일 단이 상기 제2 스위치 소자의 출력 단자에 연결되고, 타 단이 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 ACC 전류 제한 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 저항기는, 상기 ACC 전류가 상기 임계치보다 큰 경우 상기 제1 저항기를 통과하는 전류에 의해 상기 제2 스위치 소자의 턴 온 전압을 발생시키는 저항값을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 ACC 전류 제한 회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 저항기는, 상기 ACC 전류가 상기 임계치보다 큰 경우 상기 제2 저항기를 통과하는 전류에 의해 상기 제1 스위치 소자의 턴 오프 전압을 발생시키는 저항값을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 ACC 전류 제한 회로.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 제1 스위치 소자와 상기 컨버터의 ACC 출력 단자 사이에 위치하여 상기 제1 스위치 소자로부터 전달되는 전류의 전압을 안정화하는 전압 안정화 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 ACC 전류 제한 회로.
  9. 차량의 ACC 모드에서 ACC 전류를 출력하는 차량용 컨버터에 있어서,
    차량의 전원으로부터 전류를 입력받는 입력 단자;
    상기 입력 단자를 통해 입력되는 입력 전류의 전압을 변환하여 ACC 전류를 출력하는 전압 변환 회로;
    상기 ACC 전류를 외부 장치로 출력하는 ACC 출력 단자; 및
    상기 ACC 출력 단자로 출력되는 ACC 전류를 제한하는 차량 ACC 전류 제한 회로를 포함하고,
    상기 차량 ACC 전류 제한 회로는,
    상기 전압 변환 회로에서 출력되는 ACC 전류가 통과되도록 배치되는 제1 저항기;
    상기 ACC 전류의 크기가 소정 임계치 이하인 경우 턴 온(turn on)되어 상기 제1 저항기를 통과한 전류를 상기 ACC 출력 단자로 전달하고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 오프(turn off)되는 제1 스위치 소자; 및
    상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치 이하인 경우 턴 오프되고, 상기 ACC 전류의 크기가 상기 임계치보다 큰 경우 턴 온되어 상기 ACC 전류를 접지 측에 전달하는 제2 스위치 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컨버터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차량용 컨버터는, 상기 입력 단자를 통해 입력되는 입력 전류를 ACC 전류로서 상기 차량 ACC 전류 제한 회로에 직접 전달하는 바이패스 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컨버터.
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