KR20000003931U

KR20000003931U - 자동차 배터리 과방전 방지장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20000003931U
Application number: KR2019980014271U
Authority: KR
Inventors: 윤정수
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2000-02-25

Abstract

본 고안은 자동차 배터리 과방전 방지 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 자동차 배터리 과방전 방지 장치는, 자동차 배터리와 연결되어 배터리의 전압을 측정하는 전압 검출부; 전압 검출부에서 측정한 배터리 전압과 소정 기준 전압을 비교하는 비교기; 비교기에서 측정된 배터리 전압이 소정 기준전압 보다 낮으면 배터리가 방전되었다고 판단하여 시간을 카운트하고, 그 카운트한 시간이 소정 시간 이상일 때 배터리 방전임을 알리는 소정 신호를 출력하는 방전 시간 카운터; 및 방전 시간 카운터에서 소정 신호가 출력되면, 자동차 배터리와 그 배터리를 사용하는 자동차 부하들간의 연결을 끊는 배터리 연결 제어부를 구비한다.

본 발명에 의하면 자동차 배터리 전압을 측정하여 배터리의 방전 상태를 점검하고, 배터리 과방전을 판단하여 배터리를 사용하는 부하들로의 배터리 공급을 중단함으로써 사용자 부주의로인한 배터리의 과방전을 막아, 자동차 시동을 거는데 필요한 배터리 용량을 확보할 수 있다.

Description

자동차 배터리 과방전 방지 장치 및 그 방법

본 고안은 자동차 배터리 전압 검출에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 배터리의 방전 시간을 체크하여 일정 시간 이상 동안 방전되면 그 방전을 강제로 막는 자동차 배터리의 과방전 방지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 장착된 배터리는, 자동차 운전자의 실수로 자동차등을 켜놓는 다든가 하는 일로 장기 방치하는 일이 자주 발생되며, 이러한 일로 인해 자동차의 배터리가 기준 전압 이하로 방전되는 일이 자주 발생한다. 자동차 배터리가 기준 전압 이하로 방전되면 자동차 시동이 안 걸리게 되는 문제점이 있다.

본 고안이 이루고자하는 기술적 과제는, 자동차의 배터리 전압을 체크하여 일정시간 이상 배터리 전압이 과방전될 때 배터리 방전을 차단하는 자동차 배터리 과방전 방지 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 자동차 배터리 과방전 방지 장치의 블록도이다.

도 2는 도 1의 상세 구성도를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 타이밍 도를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 자동차 배터리 과방전 방지 방법의 흐름도이다.

상기 과제를 해결하기 위한, 자동차 배터리 과방전 방지 장치는, 자동차 배터리와 연결되어 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 검출부; 상기 전압 검출부에서 측정한 배터리 전압과 소정 기준 전압을 비교하는 비교기; 상기 비교기에서 상기 측정된 배터리 전압이 상기 소정 기준전압 보다 낮으면 배터리가 방전되었다고 판단하여 시간을 카운트하고, 그 카운트한 시간이 소정 시간 이상일 때 배터리 방전임을 알리는 소정 신호를 출력하는 방전 시간 카운터; 및 상기 방전 시간 카운터에서 상기 소정 신호가 출력되면, 상기 자동차 배터리와 그 배터리를 사용하는 자동차 부하들간의 연결을 끊는 배터리 연결 제어부를 구비한다.

상기 방전 시간 카운터에 소정 주기의 클럭을 공급하는 타이머를 더 구비하여 방전 시간 카운터가 그 클럭수를 세어 소정 개수 이상이면 과방전을 알리는 상기 소정 신호를 출력함이 바람직하다.

상기 배터리 연결 제어부는, 상기 비교기로부터 상기 배터리 전압이 기준전압보다 낮을 때의 출력신호와 상기 방전 시간 카운터로부터 상기 소정 신호를 입력받으면, 소정 레벨의 전압을 출력하는 래치; 상기 래치로부터 상기 소정 레벨의 전압을 유입할 때 턴 오프(turn-off)되는 스위칭부; 및 상기 자동차 배터리가 소정 전압 이상일 때 릴레이 코일이 여자된 상태에서 상기 자동자 배터리와 그 배터리를 사용하는 부하들을 연결하는 릴레이 접점 스위치가 닫혀 있다가, 상기 스위칭부가 턴 오프되면 상기 릴레이 코일이 비여자상태가 되어 상기 릴레이 접점 스위치를 열어 배터리와 부하들의 연결을 끊는 릴레이를 구비함이 바람직하다.

상기 방전 시간 카운터에서 상기 소정 신호가 출력되면, 배터리 과방전을 사용자에게 표시하는 과방전 표시부를 더 포함함이 바람직하다.

상기 과제를 해결하기 위한, 자동차 배터리와 상기 자동차 배터리를 사용하는 부하들을 연결하는 시동 스위치를 제어하는 자동차 배터리 과방전 방지 방법은, 상기 자동차 배터리의 전압을 측정하는 단계; 상기 자동차 배터리의 전압이 소정의 방전 기준 전압 이하이면 카운트를 시작하는 단계; 및 카운트한 시간이 소정 시간에 도달하면 자동차 배터리와 그에 연결된 자동차 부하들 사이의 스위치를 오프 시켜 자동차 배터리의 방전을 막는단계를 구비한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 자동차 과방전 방지 장치의 블록도로서, 자동차 과방전 방지 장치는, 전압 검출부(100), 비교기(110), 방전 시간 카운터(120) 및 배터리 연결 제어부(130)을 구비한다. 전압 검출부(100)는 자동차 배터리와 연결되어 배터리의 전압을 측정한다. 비교기(110)는 전압 검출부(100)의 배터리 전압과 소정 기준 전압을 비교한다. 여기서 소정 기준 전압은, 배터리가 방전 되었음을 알리는 소정의 방전 개시 전압을 말한다. 방전 시간 카운터(120)는 비교기(110)의 출력으로부터 배터리 전압을 측정한 전압이 소정 기준전압 보다 낮으면 배터리가 방전되었다고 판단하여 카운트를 시작하고 그 카운트한 시간이 소정 시간 이상일 때, 배터리가 과방전 되고 있음을 알리는 소정 신호를 출력한다. 배터리 연결 제어부(130)는 자동차 배터리와 그 배터리를 사용하는 자동차 부하들을 연결하는 스위치를 제어한다. 즉, 방전 시간 카운터(120)로부터의 출력이 배터리 과방전을 알리는 상술한 소정 신호이면 배터리와 부하를 연결하는 소정 스위치를 강제 오프(off)시킨다. 만약, 사용자가 강제로 시동을 걸 경우에는, 자동차의 엔진 제너레이터(미도시) 전원이 공급되어 시동이 걸리고, 시동이 걸린 이후에는 엔진 제너레이터 출력이 자동차 배터리를 충전 시키게 되므로 배터리 전압이 높아지게 된다. 여기서 자동차 배터리 과방전 방지 장치는 방전 시간 카운터(120)에 소정 주기의 클럭을 공급하는 타이머(121)를 더 구비하여 방전 시간 카운터(120)가 그 클럭수를 세어 소정 개수 이상이면 과방전을 알리는 소정 신호를 출력한다. 또한 방전 시간 카운터(120)가 소정 신호를 출력하면, 사용자에게 과방전을 표시하는 과방전 표시부(140)를 구비한다.

도 2는 도 1의 상세 구성도를 도시한 것으로서, 자동차 배터리 과방전 방지 장치는, 전압 검출부(200), 비교기(210), 방전 시간 카운터(220), 배터리 연결 제어부(230)를 구비한다. 전압 검출부(200)는 자동차 배터리의 (+), (-) 단자에 연결되어 그 전압을 분압하여 출력한다. 자동차 배터리 전압을 분압하는 것은 고전압을 저전압으로 낮춰 신호 처리를 용이하게 하기 위함이다. 분압된 배터리 전압은 비교기(210)의 (+)단자로 입력되고, 소정의 배터리 방전 기준 전압은 비교기(210)의 (-)단자로 입력된다. 배터리 전압이 소정의 배터리 방전 기준 전압보다 크면, 비교기(210)의 출력은 하이(hi)가 되고, 그 반대의 경우는 로우(lo)가 된다. 방전 시간 카운터(220)는 비교기(210) 출력이 하이이면 동작되지 않고 로우이면 동작되어 타이머(221)로부터 공급되는 일정 주기의 클럭을 카운트한다. 방전 시간 카운터(220)는 미리 설정된 소정 시간에 맞춰, 즉 타이머(221)로부터의 클럭 개수를 소정개 이상 세고 나서 트리거 신호를 출력한다. 배터리 연결 제어부(230)는 래치(231), 트랜지스터(232), 릴레이 스위치(233)를 구비한다. 래치(231)는 비교기(210)의 출력이 로우이고, 방전 시간 카운터(220)로부터 상기 트리거 신호가 출력될 때 동작되어 하이(hi)신호를 출력한다. 트랜지스터(232)는 래치(231)와 연결되어 래치(231)의 출력 신호가 하이 일 때에는 턴온(turn-on)되지 않는다. 릴레이 스위치(233)는 트랜지스터(232)의 턴 온 여부에 따라 동작을 결정한다. 릴레이 여자 코일(234)은 트랜지스터(232)가 턴 온될 때 전류가 흐르는 방향과 직렬로 연결되고, 여자 코일의 여자 여부에 따라 턴 온 또는 턴 오프되는 릴레이 접점 스위치(235)는 자동차 배터리와 부하들 사이에 연결된다. 트랜지스터(232)가 턴 온 되지 않으면 릴레이 코일(234)이 여자되지 않고 릴레이 접점 스위치(235) 또한 오프 상태로 있게 된다. 릴레이 접점 스위치(235)가 오프 상태에 있게 되면, 자동차 배터리의 전압이 부하들로 방전되지 않는다. 릴레이 접점 스위치(235)는 시동 스위치(236)와 병렬로 연결되며, 만일 자동차 사용자에 의해 강제로 시동이 걸려 시동 스위치(236)가 온(on)되면, 릴레이 접점 스위치(235)의 상태와는 상관없이 배터리 전원이 부하들로 공급될 수 있다. 방전 표시부(240)는 래치(231)와 연결되어 래치의 출력에 따라 표시등을 온 또는 오프하여 사용자에게 배터리의 과방전 상태를 알려준다.

도 2의 동작을 간단히 요약 설명하면 다음과 같다. 먼저 자동차 배터리 전압이 낮아져 비교기(210)의 (+)단자로 입력되는 전압이 (-)의 기준전압보다 낮아 지면, 비교기(210)의 출력은 로우가 되어 카운트와 래치를 동작시킨다. 이 때 타이머(221)에서 출력되는 펄스의 개수가 미리 설정된 방전 시간 카운터(220)의 카운트 최대치에 도달하는 순간 방전 시간 카운터(220)의 출력이 트리거되고, 이는 래치(231)로 하여금 그 출력을 하이로 출력시키도록 한다. 래치(231)의 출력이 하이가 되면 트랜지스터(232)가 구동되지 않아 릴레이 스위치가 오프상태로 있게 되어 자동차 배터리의 부하 연결이 이뤄지지 않으므로 자동차 배터리 방전이 더 이상 이뤄지지 않는다. 자동차 배터리 전압이 비교기(210)의 (-) 단자로 입력되는 배터리 방전 기준전압보다 높으면 비교기(210)의 출력이 하이가 되고 이는 카운터(220)와 래치(231)를 동작시키지 않게 되어 트랜지스터(232)가 도통(on) 되게 된다. 트랜지스터(232)가 도통되면 릴레이 코일(234)이 여자되고 그에따라 릴레이 접점 스위치(235)가 온되어 배터리와 부하들간에 연결이 이뤄져 배터리 전원이 부하에 공급된다. 만약 순간적으로 자동차 배터리의 전압이 방전 기준 전압보다 낮아진다고 해도, 방전 시간 카운터(220)의 최대 카운트 개수, 즉 소정 시간이 지날 때까지 그 저전압 상태가 유지되지 않으면 방전 시간 카운터(220)의 출력에 별 영향을 미치지 않는다.

도 3은 도 2의 각 구성장치들의 타이밍도를 도시한 것으로, 위로부터 차례로 배터리 전압, 비교기 출력 전압, 타이머 출력, 방전 시간 카운터 동작 신호 및 래치 출력의 타이밍이 도시되어 있다. 여기서는 배터리 전압이 소정 기준 전압보다 낮은 경우에 대해 설명한다. 먼저, 배터리 전압이 순간 방전 되었을 때(300), 방전 시간 카운터(220)는 비록 동작되어 카운트 동작을 수행하지만, 배터리 전압이 다시 소정 전압 이상이 되면 동작을 중지하게 되어 연결된 래치(231)를 동작시키지 않는다. 배터리 전압이 소정 시간 이상 지속적으로 방전 되는 경우(310)에는, 방전 시간 카운터(220)가 동작되고, 타이머(221)로부터의 펄스수를 세어 소정 개수 이상이면 트리거 신호를 발생한다. 이에 따라 래치도 하이인 신호를 출력한다. 이 타이밍도에서, 자동차 배터리의 순간 방전에 배터리 과방전 방지 장치가 반응하지 않음을 알 수 있고 이에 따라 자동차 배터리의 순간 방전이나 노이즈에 의한 오동작이 방지됨을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 자동차 배터리 과방전 방지 방법의 흐름도로서, 먼저 자동차 배터리의 전압을 측정한다(400단계). 측정한 전압이 방전 전압이라고 설정한 소정의 기준 전압보다 작은지를 확인한다(410단계). 측정한 배터리 전압이 상기 소정 기준 전압보다 작으면 소정 시간까지를 카운트한다(420단계). 소정 시간에 도달하기 전에 400~410단계를 반복한다. 소정 시간에 도달하면(430단계) 자동차 배터리와 그에 연결된 자동차 부하들 사이의 스위치를 오프 시켜 자동차 배터리의 방전을 막는다(440단계). 이 때 자동차 배터리와 부하들 사이의 연결을 끊음과 동시에 배터리가 과방전 되었음을 사용자에게 표시해 줄 수 있다.

본 고안에 의하면 자동차 배터리 전압을 측정하여 배터리의 방전 상태를 점검하고, 배터리 과방전을 판단하여 배터리를 사용하는 부하들로의 배터리 공급을 중단함으로써 사용자 부주의로인한 배터리의 과방전을 막아, 자동차 시동을 거는데 필요한 배터리 용량을 확보할 수 있다.

Claims

자동차 배터리와 연결되어 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 검출부;

상기 전압 검출부에서 측정한 배터리 전압과 소정 기준 전압을 비교하는 비교기;

상기 비교기에서 상기 측정된 배터리 전압이 상기 소정 기준전압 보다 낮으면 배터리가 방전되었다고 판단하여 시간을 카운트하고, 그 카운트한 시간이 소정 시간 이상일 때 배터리 방전임을 알리는 소정 신호를 출력하는 방전 시간 카운터; 및

상기 방전 시간 카운터에서 상기 소정 신호가 출력되면, 상기 자동차 배터리와 그 배터리를 사용하는 자동차 부하들간의 연결을 끊는 배터리 연결 제어부를 포함함을 특징으로 하는 자동차 배터리 과방전 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 방전 시간 카운터에 소정 주기의 클럭을 공급하는 타이머를 더 구비하여 방전 시간 카운터가 그 클럭수를 세어 소정 개수 이상이면 과방전을 알리는 상기 소정 신호를 출력함을 특징으로 하는 자동차 배터리 과방전 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 배터리 연결 제어부는,

` 상기 비교기로부터 상기 배터리 전압이 기준전압보다 낮을 때의 출력신호와 상기 방전 시간 카운터로부터 상기 소정 신호를 입력받으면, 소정 레벨의 전압을 출력하는 래치;

상기 래치로부터 상기 소정 레벨의 전압을 유입할 때 턴 오프(turn-off)되는 스위칭부; 및

상기 자동차 배터리가 소정 전압 이상일 때 릴레이 코일이 여자된 상태에서 상기 자동자 배터리와 그 배터리를 사용하는 부하들을 연결하는 릴레이 접점 스위치가 닫혀 있다가, 상기 스위칭부가 턴 오프되면 상기 릴레이 코일이 비여자상태가 되어 상기 릴레이 접점 스위치를 열어 배터리와 부하들의 연결을 끊는 릴레이를 포함함을 특징으로 하는 자동차 배터리 과방전 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 방전 시간 카운터에서 상기 소정 신호가 출력되면, 배터리 과방전을 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함함을 특징으로 하는 자동차 배터리 과방전 방지 장치.
자동차 배터리와 상기 자동차 배터리를 사용하는 부하들을 연결하는 시동 스위치를 제어하는 자동차 배터리 과방전 방지 방법에 있어서,

상기 자동차 배터리의 전압을 측정하는 단계;

상기 자동차 배터리의 전압이 소정의 방전 기준 전압 이하이면 카운트를 시작하는 단계; 및

카운트한 시간이 소정 시간에 도달하면 자동차 배터리와 그에 연결된 자동차 부하들 사이의 스위치를 오프 시켜 자동차 배터리의 방전을 막는단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차 배터리 과방전 방지 방법.