KR20000041691A - 카 오디오 시스템의 과열 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 카 오디오의 파워 앰프의 출력을 키워 고음으로 장시간동안 음악을 청취하는 경우 카 오디오의 내부 온도가 상승되어 각종 전자부품이 과열되는 것을 방지할 수 있도록 된 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 FM/AM튜너, 카세트 테이프 플레이어 및 콤팩트 디스크 플레이어로부터 출력되는 오디오 신호를 선택적으로 입력받아 음량 조절부에 의해 사용자가 설정한 레벨로 오디오 신호의 레벨을 조정한 후 파워 앰프에 의해 소정 레벨의 전력 신호로 증폭하여 스피커를 통해 출력하도록 된 카 오디오 시스템에 있어서, 상기 파워 앰프의 구동시 발생되는 열을 방열시키도록 마련된 방열판과, 상기 방열판의 일측에 설치되어 상기 파워 앰프의 구동에 따른 상기 방열판의 온도변화를 검출하는 발열온도감지부와, 상기 발열온도감지부에 의해 검출된 파워 앰프의 동작온도와 파워 앰프의 과열여부를 판단하기 위하여 기설정된 기준 온도를 비교하여 파워 앰프의 과열시에 상기 음량 조절부로부터 상기 파워 앰프에 인가되는 오디오 신호 레벨을 조정하여 파워 앰프의 과열을 방지하는 과열 방지 회로부를 구비하여 이루어진다.

Description

카 오디오 시스템의 과열 방지 장치

본 발명은 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 카 오디오의 파워 앰프의 출력을 키워 고음으로 장시간동안 음악을 청취하는 경우 카 오디오의 내부 온도가 상승되어 각종 전자부품이 과열되는 것을 방지할 수 있도록 된 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 카 오디오 시스템은 자동차 생활이 일반화된 현대인들의 요구에 맞춰 차안에서도 양질의 음악 청취가 가능하도록 자동차에 장착되는 오디오 시스템으로, 이러한 카 오디오 시스템에는 기본적으로 라디오 튜너 및 카세트 데크등이 구비되고 나아가 운전자의 취향에 따라 선택 사양으로 콤팩트 디스크 플레이어(CDP) 혹은 콤팩트 디스크 체인져(CDG)등을 구비하여 운전중에 다양한 음악을 청취할 수 있다.

도 1은 일반적인 카 오디오 시스템의 개략적인 구성을 보인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 카 오디오 시스템은 운전자의 키 입력에 따라 입력 선택부(40)를 통해 FM/AM 튜너부(10), 카세트 테이프 플레이어(20) 및 씨디플레이어(CDP)(30)와 같은 오디오 신호 입력 소스를 선택하고, 입력된 오디오 신호를 신호 처리부(50)에 의해 소정의 신호 처리를 수행한 후 음량 조절부(60)에서 설정된 소정 볼륨 레벨로 조정하여 파워앰프(70)로 출력한다. 파워 앰프(70)는 상기 음량 조절부(60)로부터 입력되는 오디오 신호를 소정 레벨의 전력 신호로 증폭하여 각 스피커(80)에 인가하여 스피커를 구동시키게 된다.

이러한 구성에 있어서, 상기 파워 앰프(70)는 다수개의 트랜지스터들로 결합된 IC로써, 트랜지스터의 스위칭 동작에 따라 증폭작용을 수행한다. 따라서, 상기 파워 앰프(70)가 스위칭 작동 및 증폭 기능을 수행함에 따라 상당한 열이 발생되어 이 열을 방열시킬 필요가 있게 되고, 이에 따라 상기 파워 앰프(70)와 같은 발열 전자 부품과 방열판을 결합하여 카 오디오의 인쇄회로기판에 설치한다.

한편, 카 오디오 시스템에 있어서 상기 파워 앰프(70)는 상기 음량 조절부(60)로부터 볼륨 레벨이 조정되어 출력되는 신호를 입력받아 이를 기설정된 일정 레벨로 증폭하여 출력시키는 것으로써, 상기 음량 조절부(60)로부터 출력되는 신호의 볼륨 레벨이 높을수록 그에 비례하는 열을 발생시키게 된다. 즉, 사용자가 카 오디오의 볼륨을 높게 설정하게 고음으로 장시간 구동시키게 되는 경우 저음으로 구동시키는 경우보다 더 많은 열이 발생되게 된다.

그러나, 종래 방열판을 사용한 카 오디오의 파워 앰프의 방열 장치는 카 오디오의 동작 조건을 고려하지 않고 단지 파워 앰프의 동작시 발생되는 열을 방열판에 의해 실온의 공기와 열교환시켜 파워 앰프로부터 발생되는 열을 방열시키도록 한 것이기 때문에 카 오디오를 고음으로 장시간 동작시키는 경우에는 파워 앰프에서 발생되는 열을 효과적으로 신속하게 방열시킬 수 없어 파워 앰프를 비롯한 각종 전자 부품이 소손되거나 과열로 인하여 수명이 단축되게 되는 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 카 오디오를 고음으로 장시간 동작시킴에 따라 파워 앰프에서 발생되는 열을 감지하여 파워 앰프가 과열된 것으로 판단되면 설정되 볼륨 레벨보다 일정 기준 레벨 낮은 음의 오디오 신호를 출력시키도록 상기 파워 앰프에 인가되는 오디오 신호를 조정하여 카오디오의 동작 조건에 따라 파워 앰프의 동작열을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 일반적인 카 오디오 시스템의 개략적인 구성을 보인 시스템블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치의 구성을 보인 회로도이다.

도 3은 본 발명을 구현하기 위한 카 오디오 시스템의 방열온도검출부의 설치 상태도를 도시한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

7...방열판 8...인쇄회로기판

10...FM/AM튜너부 20...테이프 플레이어

30...콤팩트디스크플레이어(CDP) 40...입력선택부

50...신호처리부 60...음량조절부

70...파워 앰프 80...스피커

90...과열 방지 회로부 100...발열 온도 감지부

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치는 FM/AM튜너, 카세트 테이프 플레이어 및 콤팩트 디스크 플레이어로부터 출력되는 오디오 신호를 선택적으로 입력받아 음량 조절부에 의해 사용자가 설정한 레벨로 오디오 신호의 레벨을 조정한 후 파워 앰프에 의해 소정 레벨의 전력 신호로 증폭하여 스피커를 통해 출력하도록 된 카 오디오 시스템에 있어서,

상기 파워 앰프의 구동시 발생되는 열을 방열시키도록 마련된 방열판과, 상기 방열판의 일측에 설치되어 상기 파워 앰프의 구동에 따른 상기 방열판의 온도변화를 검출하는 발열온도감지부와, 상기 발열온도감지부에 의해 검출된 파워 앰프의 동작온도와 파워 앰프의 과열여부를 판단하기 위하여 기설정된 기준 온도를 비교하여 파워 앰프의 과열시에 상기 음량 조절부로부터 상기 파워 앰프에 인가되는 오디오 신호 레벨을 조정하여 파워 앰프의 과열을 방지하는 과열 방지 회로부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 과열 방지 회로부는 상기 발열 온도 감지부에서 감지된 온도값에 상응하는 전압신호를 비반전단자에 입력받고, 반전단자에 설정된 기준 전압과 상기 발열 온도 감지부에서 감지된 전압값을 비교하여 그 결과를 출력하는 비교기와, 상기 비교기의 출력단에 접속되어 파워 앰프의 과열로 인한 볼륨 레벨 자동 조정에 따른 과열 방지 동작 중임을 나타내는 과열 방지 동작 표시 램프와, 상기 과열 방지 동작 표시 램프와 병렬 접속되어 상기 비교기의 출력신호에 따라 온/오프되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 컬렉터단에 일단이 접속되고, 타단은 상기 음량조절부의 출력단에 접속되어 상기 파워 앰프로 출력되는 오디오 신호 전압 레벨을 분압하는 컬렉터 저항을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 발열 온도 감지부는 상기 방열판의 온도변화에 따라 저항값이 변화되는 정특성 써미스터로 구현되는 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치의 구성 및 작용 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치의 개략적인 구성을 보인 회로구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치는 방송국으로부터 송출되는 FM/AM 방송 전파를 수신하는 안테나에서 수신되는 FM/AM 전파로부터 가청 주파수를 분리하여 출력시키는 FM/AM 튜너부(10)와, 카세트 테이프에 저장된 오디오 신호의 재생 동작을 제어하는 테이프 플레이어(20)와, 콤팩트 디스크 플레이어(30)와, 상기 FM/AM 튜너부(10), 테이프 플레이어(20) 및 콤팩트 디스크 플레이어(30)를 포함한 도시되지 않은 출력매체로부터 입력되는 오디오 신호를 선택적으로 입력받는 입력 선택부(40)와, 특정 주파수 지역만을 통과시키는 필터나 게인 컨트롤 회로등으로 구성되어 입력 선택부(40)로부터 출력되는 가청 주파수 신호의 신호 처리를 수행하는 신호 처리부(50)와, 상기 신호 처리부(50)로부터 출력되는 오디오 신호를 설정된 볼륨 레벨로 조정하는 음량 조절부(60)와, 가청 주파의 아날로그 전압을 소정 레벨의 전력 신호로 증폭하는 파워 앰프(70)와, 상기 파워 앰프(70)에 의해 증폭된 신호를 출력하는 스피커(80) 및 상기 파워 앰프(70)의 동작시 발생되는 열을 감지하는 발열온도감지부(100)와, 상기 발열온도감지부(100)에 의해 감지된 파워 앰프(70)의 동작온도가 기설정된 기준 온도이상인가를 비교판단하여 상기 음량 조절부(60)로부터 상기 파워 앰프(70)에 인가되는 아날로그 전압신호의 레벨을 저하시켜 파워 앰프(70)의 동작열을 제어하는 과열방지회로부(90)를 구비하여 이루어진다.

전술한 구성에 있어서, 상기 과열 방지 회로부(90)는 상기 발열 온도 감지부(100)에서 감지된 온도값에 상응하는 전압신호를 비반전단자(+)에 입력받고, 반전단자(-)에 설정된 기준 전압과 상기 발열 온도 감지부(100)에서 감지된 전압값을 비교하여 그 결과를 출력하는 비교기(OP1)와, 상기 비교기(OP1)의 출력단에 접속되어 파워 앰프(70)의 과열로 인한 볼륨 레벨 자동 조정에 따른 과열 방지 동작 중임을 나타내는 과열 방지 동작 표시 램프(LED)와, 상기 과열 방지 동작 표시 램프(LED)와 병렬 접속되어 상기 비교기(OP1)의 출력신호에 따라 온/오프되는 트랜지스터(TR1)와, 트랜지스터(TR1)의 컬렉터단에 일단이 접속되고, 타단은 상기 음량조절부(60)의 출력단에 상기 파워 앰프(70)와 병렬로 접속된 컬렉터 저항(R6)을 구비하여 이루어진다.

이때 과열 방지 회로부(90)의 과열 방지 동작 표시 램프(LED)는 양호하게는 카 오디오의 조작 패널측에 설치되어 운전자가 과열 방지 동작에 따른 볼륨 레벨의 일시적인 감소를 인식할 수 있도록 한다.

한편, 상기 발열 온도 감지부(100)는 일실시예로 정특성 써미스터로 구현가능하며, 정특성 서미스터(positive thermistor :일명 포지스터)는 주위 온도 변화에 비례하여 자체 저항값이 증가하는 저항체를 말한다.

도 3은 본 발명에 따른 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치를 구현하기 위한 발열 온도 감지부의 설치 상태를 보인 도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 발열 온도 감지부(100)는 파워 앰프(70)의 구동시 발생되는 열을 방열시키기 위하여 마련된 방열판(7)의 일측에 설치되어 파워 앰프(70)의 구동으로 방열판(7)에 전도된 열을 감지하여 파워 앰프의 과열 여부를 검출할 수 있도록 한다.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 카오디오 시스템의 과열 방지 장치의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 카 오디오 시스템의 구동 전원이 인가된 상태에서 운전자가 도시되지 않은 키 입력부를 통해 임의의 라디오 채널을 선택하게 되면, 튜너부(10)는 채널 선국 신호에 의해 FM/AM 안테나에 수신되는 다수개의 라디오 신호중에서 선국된 채널의 라디오 신호를 수신하고, 수신된 채널의 라디오 신호 주파수를 중간 주파수의 신호로 변환하여 출력한다. 한편, 운전자가 카세트 테이프 플레이어(20)를 구동시킨 경우에는 입력선택부(40)는 카세트 테이프 플레이어(20)로부터 출력되는 신호를 입력받아 신호처리부(50)로 인가한다.

상기 신호 처리부(50)는 상기 FM/AM 튜너부(10) 또는 카세트 테이프 플레이어(20)로부터 입력되는 신호를 음성 신호로 재생처리하고, 음량 조절부(60)는 상기 신호처리부(50)로부터 출력되는 오디오 신호의 음량을 사용자가 설정한 볼륨 레벨로 조정하여 출력한다. 상기 음량 조절부(60)로부터 출력되는 오디오 신호는 파워 앰프(70)로 인가되어 차량 실내에 장착되는 다수개의 스피커(80)를 구동시키기 위한 전력 신호로 증폭되어 출력된다.

이때, 파워 앰프(70)가 동작됨에 따라 발생되는 열은 방열판(7)을 통해 방출되게 되고, 이때 방열판(7)의 온도는 상기 발열온도감지부(100)를 통해 감지된다. 이때 감지된 방열판의 온도에 상응하는 전압신호는 과열 방지 회로부(90)의 비교기(OP1)의 비반전단자(+)에 이력된다. 비교기(OP1)는 비반전단자(+)에 입력된 방열판 온도와 반전단자(-)에 저항(R2)(R3)에 의해 분압설정된 기준 전압을 비교한다. 비교결과 발열온도감지부(100)에서 감지된 방열판의 온도가 반전단자에 설정된 기준 온도보다 높은 경우에는 파워 앰프(70)의 과열로 판단하여 하이레벨의 신호를 출력하고, 방열판의 온도가 기준 온도보다 낮은 경우에는 파워 앰프의 동작열을 방열판에 의해 충분히 방열시킬 수 있는 정도의 것으로 판단하여 로우레벨의 신호를 출력한다.

비교기(OP1)의 출력단에 접속된 과열 방지 동작중 표시 램프(LED)는 비교기(OP1)의 출력신호가 하이레벨인 경우에 동작되어 운전자에게 현재 과열 방지 동작중임을 표시하게 된다. 동시에 트랜지스터(TR1)는 베이스 구동신호를 입력받아 턴온되어 상기 음량 조절부(60)로부터 파워 앰프(&))로 출력되는 오디오 신호의 전압 레벨을 감소시키게 된다. 즉, 음량 조절부(60)로부터 출력되는 오디오 신호의 전압 레벨은 상기 트랜지스터(TR1)의 컬렉터저항(R6)에 의해 분압되어 상기 파워 앰프(70)로 입력됨으로써 파워 앰프(70)는 상대적으로 음량 조절부(60)로부터 출력되는 볼륨 레벨보다 낮은 저음의 오디오 신호를 출력하게 된다. 따라서, 파워 앰프(70)의 발생열은 입력 신호의 볼륨 레벨이 낮아진 만큼 감소하게 되게 된다.

한편, 상기 비교기(OP1)에 의한 과열 방지 동작으로 파워 앰프(70)의 온도가 낮아진 경우에는 발열 온도 감지부(100)에서 검출된 온도가 비교기(OP1)의 반전단자(-)에 설정된 기준 온도보다 낮아지게 되어 비교기(OP1)는 로우레벨의 신호를 출력한다. 따라서, 과열 방지 동작 표시 램프(LED)는 소등되고, 트랜지스터(TR1)는 턴오프되게 된다. 이에 음량 조절부(60)는 사용자가 설정한 볼륨 레벨의 오디오 신호를 파워 앰프(70)로 출력하고, 파워 앰프(70)는 상기 음량 조절부(60)로부터 출력되는 오디오 신호 레벨에 따른 전력 신호로 증폭하여 스피커(80)로 출력하여 스피커(80)를 구동시키게 된다.

본 발명에 따른 카 오디오의 과열 방지 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카 오디오의 과열 방지 장치는 운전자가 카오디오를 고음으로 장시간동안 구동시키는 경우에 파워 앰프가 과열되는 것을 방지하도록 파워 앰프의 동작열을 감지하기 위하여 방열판의 일측에 발열 온도 감지부를 설치하고, 발열 온도 감지부의 감지 결과에 따라 파워 앰프의 동작을 제어하여 과열을 방지할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 카오디오시스템의 과열 방지 장치에 의하여 카오디오를 고음으로 동작시킴에 따라 파워 앰프의 동작열이 다량 발생되어 파워 앰프의 온도가 기준 온도이상인 경우에는 파워 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨을 일시적으로 낮추어 파워 앰프의 구동시에 열발생량을 줄임으로서 파워 앰프의 과열로 인한 수명 단축 및 파손을 방지하여 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하며 그에 따른 제품 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. FM/AM튜너, 카세트 테이프 플레이어 및 콤팩트 디스크 플레이어로부터 출력되는 오디오 신호를 선택적으로 입력받아 음량 조절부에 의해 사용자가 설정한 레벨로 오디오 신호의 레벨을 조정한 후 파워 앰프에 의해 소정 레벨의 전력 신호로 증폭하여 스피커를 통해 출력하도록 된 카 오디오 시스템에 있어서,

   상기 파워 앰프의 구동시 발생되는 열을 방열시키도록 마련된 방열판과,

   상기 방열판의 일측에 설치되어 상기 파워 앰프의 구동에 따른 상기 방열판의 온도변화를 검출하는 발열온도감지부와,

   상기 발열온도감지부에 의해 검출된 파워 앰프의 동작온도와 파워 앰프의 과열여부를 판단하기 위하여 기설정된 기준 온도를 비교하여 파워 앰프의 과열시에 상기 음량 조절부로부터 상기 파워 앰프에 인가되는 오디오 신호 레벨을 조정하여 파워 앰프의 과열을 방지하는 과열 방지 회로부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 과열 방지 회로부는 상기 발열 온도 감지부에서 감지된 온도값에 상응하는 전압신호를 비반전단자에 입력받고, 반전단자에 설정된 기준 전압과 상기 발열 온도 감지부에서 감지된 전압값을 비교하여 그 결과를 출력하는 비교기와,

   상기 비교기의 출력단에 접속되어 파워 앰프의 과열로 인한 볼륨 레벨 자동 조정에 따른 과열 방지 동작 중임을 나타내는 과열 방지 동작 표시 램프와,

   상기 과열 방지 동작 표시 램프와 병렬 접속되어 상기 비교기의 출력신호에 따라 온/오프되는 트랜지스터와,

   상기 트랜지스터의 컬렉터단에 일단이 접속되고, 타단은 상기 음량조절부의 출력단에 접속되어 상기 파워 앰프로 출력되는 오디오 신호 전압 레벨을 분압하는 컬렉터 저항을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 발열 온도 감지부는 상기 방열판의 온도변화에 따라 저항값이 변화되는 정특성 서미스터로 구현되는 것을 특징으로 하는 카 오디오 시스템의 과열 방지 장치.