KR19990066986A

KR19990066986A - 트랜스포머 이차측에 연결된 부하를 제어하기 위한 장치

Info

Publication number: KR19990066986A
Application number: KR1019980702920A
Authority: KR
Inventors: 에리히 차블레르; 안톤 두카르트
Original assignee: 클라우스 포스, 게오르그 뮐러; 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1999-08-16
Also published as: US5969432A; WO1997015834A1; JPH11514444A; DE59603370D1; DE19539064A1; EP0856160A1; EP0856160B1

Abstract

트랜스포머()의 일차측에는 동기 정류기(SG)가 연결되어 있고, 상기 정류기에는 상기 트랜스포머()의 일차측 입력전압(Us) 및 상기 입력전압(Us)과 같은 주파수의 제어전압이 인가된다. 제어전압의 위상은 0°와 90°사이에서 전환될 수 있어서 상기 동기 정류기(SG)의 출력전압은 위상이 0°에서는 트랜스포머(

Description

트랜스포머 이차측에 연결된 부하를 제어하기 위한 장치

그런 장치는 DE 38 12 633 A1로부터 알려져있다. 통상적 기술에 의하면 예컨대 제어장치와 차량의 조종핸들에 설치된 에어백 사이의 신호전송을 위해서는 회전트랜스포머가 사용된다. 에어백은 긴급상황시 언제나 즉각 이용될 수 있도록 그 작동능력을 항상 점검할 필요가 있다. 이를 위해 전형적으로 1.8오옴 내지 2.5오옴의 범위에 있어야 하는 점화소자의 저항은 계속 반복적으로 측정을 받는다. 회전트랜스포머의 유도성 결합 코일에 의한 신호의 전송은 두 코일의 거리, 즉 코일들의 외각 코어들 사이의 간극의 크기에 의존한다. 회전트랜스포머의 이차측 외각코어가 설치되는 조종핸들의 설치- 및 제조공차는 작동온도와 마찬가지로 측정된 점화소자의 저항값을 조악(粗惡)한 것이 되게 하고 말 수 있다. 그런 측정신호의 조악화를 방지하기 위해, 상기한 종래기술은, 일차측으로부터의 제어신호에 의해 여기되는 진동회로를 회전트랜스포머의 이차측 상에 배치할 것을 제안하고 있다. 제어신호의 차단 후 진동회로의 응답신호의 소멸이 일차측에 다시 전달되고 소멸하는 응답신호의 시정수로부터 이차측의 저항이 구해진다.

본 발명은 트랜스포머의 일차측 입력전압에 따라 트랜스포머의 이차측에 연결된 부하 - 바람직하게는 에어백의 개시저항(점화소자) - 를 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 트랜스포머의 일차측에서 저항성 또는 유도성 전압성분이 선택적으로 결정될 수 있는 회로도.

도 2는 부하가 완비된 트랜스포머에 대한 등가 회로도.

도 3은 트랜스포머의 일차측 오옴 저항 및 일차측 인덕턴스의 이차측에 연결된 부하저항에 대한 정성적 의존성을 보여주는 도면.

본 발명은, 트랜스포머의 일차측 입력전압으로부터 이차측에 연결된 부하의 상태(저항)에 관한 신뢰성 있는 진술을 얻을 수 있게 하는, 모두에 언급한 종류의 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구의 범위의 특징에 의해, 상기한 목적은, 트랜스포머의 일차측에는 동기 정류기가 연결되어있고, 그 정류기에는 트랜스포머의 일차측 입력전압 및 입력전압과 같은 주파수를 가진 제어전압이 공급되고있으며, 제어전압의 위상은 0°와 90°사이에서 전환될 수 있고, 그리하여 동기 정류기의 출력전압은 위상 0°때는 전적으로 트랜스포머의 저항성 입력저항에서 유래하는 전압성분에 해당하고 위상 90°때는 전적으로 트랜스포머의 유도성 입력전압에서 유래하는 전압성분에 해당하게 함으로써 달성된다. 저항성 및 유도성 입력저항은 이차측에 연결된 부하의 저항에 대해 상이한 의존성을 나타내기 때문에, 본 발명에 의한 장치에 있어서는 이차측에 연결된 부하의 상태에 관한 신뢰성을 제공하는 그 전압성분을 평가할 수가 있다. 또는 두 전압성분의 비교에 의해 이차측에 연결된 저항에 관한 정보를 얻을 수도 있다.

도면에 도시된 실시예에 따라 이하 본 발명을 상세히 설명한다.

도입부에서 설명한 것처럼 트랜스포머의 일차측으로부터 그 이차측에 연결된 부하저항은 변화에 대해 제어되어야 한다. 도 1에는 트랜스포머()의 기본회로도 및 그 이차측에 연결된 부하저항(Rz)이 도시되어 있다. 트랜스포머()는, 에어백이 장비된 조종핸들과 고정된 조종핸들축 사이에 배치된 예컨대 회전트랜스포머일 수 있다. 그러므로, 이차측에 연결된 부하(Rz)는 에어백의 점화소자의 저항에 해당한다. 그런 점화소자는 정상적인 경우 약 2오옴의 저항(Rz)을 갖는다. 점화소자의 저항이 어떤 한계치를 벗어나 변하면 그것은 에어백의 기능이 방해받는다는 것을 가리킨다. 그런 상황은 차량에서 표시되어야한다. 트랜스포머()는 이차측에 연결된 부하저항(Rz)에 대해 그 일차측으로부터 볼 때 도 2에 도시된 직렬연결된 저항(Rs)과 인덕턴스(Ls)로 구성된 등가회로도를 갖는다. 저항(Rs) 및 인덕턴스(Ls)는 트랜스포머()의 이차측에 연결된 부하저항(Rz)의 크기에 의존한다. 이 의존성이 도 3에 원리적으로 표시되어있다. 트랜스포머의 일차측의 유도성 입력저항(ωLs)은 저항성 입력저항(Rs) 보다 부하저항(Rz)에 대해 약한 의존성을 갖는다는 것이 나타나 있다. 이에 반해 저항성 입력저항(Rs)의 부하저항(Rz)에 대한 의존성은 트랜스포머의 유도성 입력저항(ωLs)과는 반대로 전체범위에 있어 명백하지 않다.

도 1에 도시된 회로장치는 트랜스포머()의 일차 입력전압(Us)으로부터 출력전압(Ua)을 도출할 수 있게 하는데, 그 출력전압은 트랜스포머()의 유도성 입력저항(Ls)이나 또는 저항성 입력저항(Rs)에 비례한다. 물론 전압 대신에 전류가 사용될 수 있다.

트랜스포머()의 일차측 입력에는 주파수(f₀)(50...100KHz)를 가진 사인형 교류전압(Ud)이 접해있다. 트랜스포머()의 입력임피던스 보다 상당히 큰 전방 저항(R)에 의해, 트랜스포머의 일차측에는 전류:

가 인가된다. 수학식 1의 전류에 의해 트랜스포머의 입력전압(Us)은 다음과 같이 기재될 수 있다:

Us = Rs i sin ω₀t + ω0Ls i sin(ω₀t + 90°)

이 입력전압(Us)은 동기 정류기(SG)를 통해 연결된다. 동기 정류기(SG)에는 제어전압으로서 교류전압(Ud)이 공급된다. 제어전압과 입력전압(Us)은 같은 주파수를 갖기 때문에, 동기 정류기(SG)의 출구에는 정류된 입력전압(Us)이 얻어질 수 있다. 동기 정류기의 기능에 대한 상세한 설명은 여기서는 생략하는데, 그 이유는 현재의 대상은 공지의 회로이기 때문이다. U. Tietze, CH. Schenk 공저, "Halbleiter-Schaltungstechnik"(제10판, 1993, Springer-Verlag)의 880-885 페이지에는 동기 정류기가, 특히 위상 민감형 정류기로서의 그 기능에 관해서도 기재되어있다. 그런 위상 민감형 정류기는 그 위상이 제어전압의 위상과 일치하는 그런 입력전압만을 정류한다. 이 성질이 본 회로장치에 활용된다. 교류전압(Ud)은 위상상태 0°와 90°사이에서 전환될 수 있는 위상스위치(PS)를 통해 동기 정류기(SG)의 제어입구에 도달한다. 수학식 2으로부터 알 수 있는 것처럼, 입력전압(Us)은 저항성 입력저항(Rs)으로부터 유래하는 전압성분과 유도성 입력저항(ωLs)을로부터 유래하는 전압성분으로 구성되어있다. 이제 위상변이기(이상기)(PS)가 위상상태 0°에 있으면, 동기 정류기(SG)의 제어전압은 저항성 입력저항(Rs)에서 유래된 입력전압(Us)의 전압성분과 위상 일치하게 된다. 그러면 출력전압(UA)은 순수하게 저항성 입력전압(Rs)에 의존한다:

위상변이기(PS)가 위상 90°로 전환되면, 제어전압과 유도성 입력저항(Rs)에서 유래된 입력전압(Us)의 전압성분 사이에 위상동기성이 존재하게 된다. 이 경우에는 동기 정류기(SG)의 출력전압(Ua)은 유도성 입력저항(ω₀Ls)에 비례한다:

동기 정류기(SG)의 후단에 설치된 저역필터(TP)는 동기 정류기(SG)의 출력신호로부터 소망스럽지 않은 교류전압성분을 여과제거한다.

따라서 상기한 바와 같은 회로에 의해 이차측에 연결된 부하저항(Rz)에 대해 상이한 의존성을 보이는 두 개의 상이한 출력신호(Ua)가 얻어질 수 있다. 여기에 상술되지 않은 에어백용 제어장치는, 위상변이기(PS)의 전환(스위칭)에 의해, 그때그때, 부하저항(점화소자)에 관한 신뢰할 수 있는 정보를 공급하는 그 출력신호(Ua)에 전환될 수 있다. 그리하여 트랜스포머()의 저항성 입력저항(Rs)에 비례하는 출력신호(Ua)는, 부하저항에 대한 보다 큰 측정감도를 갖고, 트랜스포머의 이차측이 고장이 있을 때, 예컨대 에어백을 가진 조종핸들이 차량으로부터 철거되었을 때를 분명하게 인식할 수 있게 해준다는 이점을 갖는다. 전적으로 트랜스포머()의 유도성 입력저항(ω₀Ls)에 비례하는 출력신호(Ua)는 트랜스포머()의 이차측의 고장을 분명히 인식할수 없게 하고 부하저항(Rz)에 대해 측정감도가 낮다는 결점도 갖고있다. 그러나 그것은 부하저항(Rz)과 분명하게 관련되어 있다는 이점을 갖는다. 출력신호(Ua)의 두 상태를 평가함으로써 어떤 경우에나 부하저항(Rz)의 상태에 관한 신뢰성있고 정확한 상황을 발견할 수 있다.

Claims

트랜스포머의 일차측 입력전압에 따라 트랜스포머의 이차측에 연결된 부하 - 바람직하게는 에어백의 점화소자 - 를 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 트랜스포머()의 일차측에는 동기 정류기(SG)가 연결되고, 상기 정류기에는 상기 트랜스포머()의 일차측 입력전압(Us) 및 상기 입력전압(Us)과 동일한 주파수의 제어전압이 인가되고, 상기 제어전압의 위상은 0°와 90°사이에서 전환될 수 있어 상기 동기 정류기(SG)의 출력전압은 위상이 0°에서는 트랜스포머()의 저항성 입력 저항기(Rs)에서 나타나는 전압성분에만 대응하고, 위상 90°에서는 트랜스포머()의 유도성 입력 저항기(Ls)에서 나타나는 전압성분에 대응하고, 저항성 및 유도성의 양 입력저항은 이차측에 연결된 부하의 저항(Rz)에 의존하는 트랜스포머의 이차측 부하 제어 장치.