KR20010006039A - 소비 장치에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치 - Google Patents

소비 장치에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아날로그 및 디지털 신호를 컴퓨터 유닛에 제공하기 위한 장치 및 소비 장치에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 기준 전압 형태의 전류가 컴퓨터 유닛의 아날로그 입력부 및 디지털 입력부에 의해 모니터링되는, 소비 장치에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치를 설명한다. 아날로그 입력부에서 측정되는 전압은 전류를 조절하는 데 사용된다. 디지털 입력부에서 로우-신호 또는 하이-신호로 측정되는 전압은, 로우-신호가 인가될 때 전류를 차단하는데 사용된다.

Description

소비 장치에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치 {DEVICE FOR REGULATING THE FLOW OF ELECTRICITY THROUGH A CONSUMER}
DE 39 08 558에는, 아날로그 신호 및 디지털 신호가 송기기로부터 데이터 라이을 통해 수신기로 전송되는 신호 전송 장치가 공지되어 있다. 수신기에서 아날로그 및 디지털 신호는 서로 무관하게 평가된다.
DE 38 26 663 A1에는 작동 데이터 및 음성 신호가 라인을 통해 전송되는, 작동 데이터의 동시 전송을 위한 방법 및 회로가 공지되어 있다. 이 경우, 작동 데이터의 최대값은 음성 신호의 최대값보다 크게 선택되고, 이에 따라 신호가 서로 섞일 수 있으며 수신 장소에서 비교 전압의 도움으로 음성 신호로부터 작동 전압이 다시 검출될 수 있다. 상기 음성 신호는 전송된 작동 신호의 추출에 의해 혼합 신호로부터 얻어진다.
DE 195 11 140 A1에는 공통 데이터 라인을 통한 2개의 스테이션 사이의 연속 데이터 교환을 위한 장치가 공지되어 있다. 제 1 스테이션은 상이한 전압 레벨로 인해 데이터 라인에서의 상이한 비트-상태를 인식한다. 제 2 스테이션은 특정 전류가 존재하거나 존재하지 않음으로 인해 데이터 전송 라인에서의 상이한 비트-상태를 인식한다. 전압 레벨은 스테이션에 의해 상이하게 평가되어, 2개 방향에서의 동시 데이터 전송이 가능하다.
DE 40 05 813 A1에는 이미 소비 장치에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치가 공지되어 있으며, 이 경우 소비 장치는 트랜지스터 및 측정 레지스터와 직렬 접속된다. 측정 레지스터에서 부하 전류에 의해 야기된 전압 강하는 연산 증폭기(OP amp)에 의해 기준 전압과 비교된다. 측정 레지스터에서의 전압 강하가 주어진 값보다 크면, 부하 전류의 제어를 위해 사용되는 출력 신호가 제공된다.
본 발명은 청구항 제 1항 및 제 2항의 전제부에 따른 전류 조절 장치에 관한 것이다.
도 1은 전류 조절 장치를 도시하고,
도 2는 측정 라인의 전압 곡선을 도시하며,
도 3은 측정 라인의 전류 곡선을 도시하고,
도 4는 측정 라인의 전류(IC)에 따른 출력 라인에서의 전압(VM)을 도시한다.
본 발명의 목적은 정확하고 간단한 전류 조절을 가능하게 하는, 소비 장치에 공급되는 전류를 조절하기 위한, 간단하게 구성된 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 청구항 제 1항 및 제 2항의 특징에 의해 달성된다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.
본 발명은 하기에 차량내 소비 장치에 공급되는 전류 조절에 대한 실시예에서 설명된다. 그러나, 본 발명의 용도는 본 실시예에 제한되지 않고 모든 회로 장치에 사용될 수 있다.
도 1은 소비 장치를 의미하는 1차 코일에 의한 전류 조절을 위한 전자 회로 장치를 도시한다. 1차 코일(1)의 입력부는 입력 라인(18)을 통해 배터리(17)와 접속된다. 2차 코일(2)이 1차 코일(1)에 대해 병렬로 배터리(17)에 접속되고, 상기 2차 코일(2)의 출력부는 점화 라인(19)을 통해 점화 플러그(3)로 이어지고, 상기 점화 플러그(3)의 출력부는 다시 접지에 접속된다. 점화 플러그(3)는 내연 기관의 연소실내에 장착된다.
1차 코일(1)의 출력부는 출력 라인(20)을 통해 제 1 트랜지스터(4)의 콜렉터 단자(C)에 접속된다. 트랜지스터(4)의 이미터 단자(E)는 측정 라인(21)을 통해 접지에 접속된 제 1 측정 레지스터(5)로 이어진다. 측정 라인(21)에는 전압 의존적인 전원(8)의 입력부가 접속되며, 상기 전원(8)의 출력부는 출력 라인(9)에 접속된다. 또한 측정 라인(21)은 연산 증폭기(6)의 제 1 입력부(22)와 접속된다. 연산 증폭기(6)의 제 2 입력부(23)는 바람직하게 정전압을 제공하는 기준 전원(24)에 접속된다. 연산 증폭기(6)의 출력부(26)는 제 2 트랜지스터(7)의 베이스 단자(B)에 접속되고, 상기 제 2 트랜지스터(7)의 이미터 단자(E)는 접지에 접속되고, 콜렉터 단자(C)는 출력 라인(9)과 접속된다. 출력 라인(9)은 제 2 측정 레지스터(16)를 통해 주어진 전위, 여기서는 +5 V에 접속된다. 또한, 출력 라인(9)으로부터 아날로그 라인은 컴퓨터 유닛(10)의 아날로그 입력부(12)로 그리고 디지털 라인은 컴퓨터 유닛(10)의 디지털 라인(11)으로 이어진다. 컴퓨터 유닛(10)은 제어 출력부(13)를 포함하며, 상기 제어 출력부(13)는 제어 라인(27) 및 제 1 측정 레지스터(14)를 통해 제 1 트랜지스터(4)의 게이트 단자(G)와 접속된다.
도 1의 회로 장치의 기능은 하기에 도 2 내지 도 4에 의해 자세히 설명된다: 컴퓨터 유닛(10)은 점화 플러그(3)의 점화 준비를 위해 TE 시점에서 제 1 트랜지스터(4)를 제어하여, 그 결과로 1차 코일의 전류가 증가하고, TE 시점에서 제 1 트랜지스터(4)의 콜렉터 단자와 이미터 단자 사이의 전압 강하가 제 1 전압(UA)으로부터 제 2 전압(UE)으로 이루어진다. 그 결과 도 3에 도시된 바와 같이, TE 시점에서 시작되고 시간(t)과 비례하여 상승하는 1차 전류(ICE)가 1차 코일(1)에 흐른다.
그 결과, 측정 라인(21)에 인가되는 전압이 비례적으로 변하여, 전압 의존적인 전원(8)이 제 1 전류에 비례하고 시간에 따라 선형으로 증가하는 제 2 전류를 출력 라인(9)에 전달한다.
1차 전류가 주어진 한계 전류(ICL) 이하면, 측정 라인(21)에서의 전압 강하도 주어진 값 이하에서 유지된다. 1차 전류가 TL 시점에서 한계 전류(ICL)를 초과할 때 비로소 연산 증폭기(6)가 제 2 트랜지스터(7)를 제어한다. 이에 따라, 아날로그 입력부(12) 및 디지털 입력부(11)에서의 전압이 도 4에 도시된 곡선에 상응하는 1차 전류(IC)에 따라 변한다.
1차 전류가 한계 전류(ICL) 이하로 흐르거나 한계 전류(ICL) 이하에 있으면, 아날로그 입력부(12) 및 디지털 입력부(11)의 전압이 +5 V의 주어진 전위로부터 비례적으로 3 V 바로 아래의 값까지 떨어진다. 이러한 전압 강하는 전압 의존적인 전원(8)에 의해 제공되는 제 2 전류에 의해 야기된다.
1차 전류(IC)가 주어진 한계값(ICL)을 초과하면, 연산 증폭기(6)가 이것을 인식한다. 왜냐 하면, 측정 라인(21)에서의 전압이 기준 전원(24)의 전압 이상으로 상승하기 때문이다. 그 결과, 연산 증폭기(6)가 그것의 출력부(26)를 통해 제 2 트랜지스터(7)의 베이스 단자(B)를 트리거링하여, 제 2 트랜지스터(7)가 도전성으로 되고, 이에 따라 제 3 전류가 제 2 트랜지스터(7) 및 출력 라인(9)을 통해 흐른다. 제 2 트랜지스터(7) 및 제 2 레지스터(16)는, 도전성인 제 2 트랜지스터(7)에서 출력 라인(9)의 전압이 주어진 한계값, 여기서는 0.8 V 이하로 하강하도록 형성된다. 이것은 도 4에서 11 A의 주어진 한계 전류(ICL)에 대해 도시된다.
컴퓨터 유닛(10)은 한편으로 트랜지스터(4)를 이용하여 1차 코일(1)의 전류를 조절한다. 컴퓨터 유닛(10)은 동시에 아날로그 입력부(12) 및 디지털 입력부(11)로 1차 코일(1)의 전류를 모니터링한다. 아날로그 입력부(12)에는 아날로그/디지털-변환기가 제공되며, 상기 아날로그/디지털-변환기는 출력 라인(9)에 인가된 전압을 상응하는 디지털값으로 변환하며, 컴퓨터 유닛(10)은 상기 아날로그/디지털-변환기를 트랜지스터(4)를 제어하는데 사용한다.
컴퓨터 유닛(10)은 동시에 디지털 입력부(11)에 인가된 전압을 모니터링한다. 디지털 입력부(11)의 전압이 하이(High)-범위, 즉 2.4 V 이상이면, 컴퓨터 유닛(10)은 1차 코일(1)의 전류를 아날로그 입력부(12)에 수용된 전압값 이상으로 조절한다.
그러나, 컴퓨터 유닛(10)은, 디지털 입력부(11)에 0.8 V 이하인 로우(Low)-신호가 인가되면, 1차 코일(1)을 흐르는 전류가 중단되어 2차 코일(2)에 높은 점화 전압이 생성되며, 이에 따라 점화 플러그(3)가 점화되도록, 제 1 트랜지스터(4)가 컴퓨터 유닛(10)에 의해 바람직하게 계산된 점화 시점에서 트리거링된다는 것을 인식한다.
아날로그 및 디지털 입력부(12, 11)를 하나의 출력 라인(9)에 접속하는 것은, 출력 라인(9)을 통해 아날로그 정보 및 디지털 정보가 전송될 수 있다는 장점을 갖는다. 아날로그 정보는 1차 코일(1)에 흐르는 전류의 세기를 조절하는데 사용되며, 디지털 정보는 과전류에 대한 보호로서 그리고 점화 플러그(3)를 점화하기 위해, 1차 코일(1)이 충분히 충전되는 것에 대한 표시로 사용된다.
출력 라인(9)에서의 전압 변동 형태의 아날로그 정보는, 하이-신호값 범위 또는 로우-신호값 범위를 벗어나지 않아, 아날로그 정보가 디지털 정보를 하이-신호로부터 로우-신호로 또는 그 역으로 변경하지 않도록 선택될 수 있다.
또한, 디지털 입력부(11)에 의한 과전류 모니터링은 장점이 있다. 왜냐 하면, 디지털 입력부(11)의 추적이 아날로그 입력부(12)에서보다 빠르고 더 자주 실행될 수 있어서, 1차 코일을 손상시킬 수 있는 과다한 전류 발생시 1차 전류가 빠르게 감소될 수 있기 때문이다.
컴퓨터 유닛(10)은 하이-상태 및 로우-상태의 디지털 신호가 취하는 전압값을 인식한다. 따라서, 컴퓨터 유닛(10)은 아날로그 입력부(12)에 인가되는 전압으로부터 아날로그 신호의 값을 계산한다. 또한 아날로그 신호는 바람직하게, 아날로그 신호와 디지털 신호 사이의 오버레이(overlay)시 컴퓨터 유닛(10)이 항상 디지털 신호값을 인식하도록 설계된다. 제 1 트랜지스터(4)는 제 2 스위치를 의미하고, 제 2 트랜지스터(7)는 제 1 스위치를 의미한다.

Claims (5)

  1. - 측정 라인(21)과 접속된 수단을 가지며, 상기 수단이 측정 라인(21)에 존재하는 측정 전압에 따라 제 1 전류를 출력 라인(9)에 제공하고,
    측정 라인(21)을 통해 접지와 접속된, 소비 장치(1)에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치에 있어서,
    - 아날로그 입력부(12) 및 디지털 입력부(11)를 통해 출력 라인(9)과 접속된 컴퓨터 유닛(10)이 제공되고,
    - 컴퓨터 유닛(10)이 아날로그 입력부(12)에 의해 출력 라인(9)의 전압값을 검출하고 아날로그 입력부(12)에 의해 검출된 전압에 따라 제 2 스위치(4)에 의해 소비 장치에 공급되는 전류를 조절하며,
    - 컴퓨터 유닛(10)이, 로우-신호가 인가되는지의 여부를 알기 위해, 디지털 입력부(11)에 의해 출력 라인(9)의 전압을 검출하고,
    - 컴퓨터 유닛(10)이 디지털 입력부(11)에 로우-신호가 인가될 때 제 2 스위치(4)를 주어진 시간 범위내에 개방하고, 그 결과 소비 장치(1)에 공급되는 전류가 중단되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. - 측정 라인(21)과 접속되고 상기 측정 라인(21)에 존재하는 측정 전압에 따라 제 1 전류를 제 2 측정 레지스터(16)를 통해 주어진 전위와 접속되는 출력 라인(9)에 제공하는 수단을 가지며,
    양의 전위(17)와 측정 라인(21)을 통해 접지와 접속된 제 1 측정 레지스터(5) 사이에 접속된 소비 장치(1)에 공급되는 전류를 조절하기 위한 장치에 있어서,
    - 측정 라인(21)과 접속된 제 2 수단이 제공되고, 상기 제 2 수단이, 측정 전압이 주어진 한계값보다 작으면, 측정 전압에 따른 제 2 전류를 출력 라인(9)에 전달하며, 이 경우 제 2 전류는 출력 라인(9)의 전압이 주어진 값 이하로 떨어질 정도로 크고,
    - 아날로그 입력부(12) 및 디지털 입력부(11)를 통해 출력 라인(9)과 접속된 컴퓨터 유닛(10)을 가지며,
    - 컴퓨터 유닛(10)이 제어 라인(27)을 통해 소비 장치(1)와 측정 라인(21) 사이에 제공된 제 2 스위치(4)와 접속되고,
    - 컴퓨터 유닛(10)이 아날로그 입력부(12)를 통해 출력 라인(9)의 전압값을 검출하며, 컴퓨터 유닛(10)이 아날로그 입력부(12)에 의해 검출된 전압에 따라 제 2 스위치(4)를 제어하고, 이것에 의해 소비 장치에 공급되는 전류를 조절하며,
    - 컴퓨터 유닛(10)이, 로우-신호가 인가되는지의 여부를 알기 위해, 디지털 입력부(11)를 통해 출력 라인(9)의 전압을 검출하며,
    - 디지털 입력부(11)에 로우-신호가 인가될 때 컴퓨터 유닛(10)이 제 2 스위치(4)를 주어진 시간 범위내에 개방하고, 그 결과 소비 장치(1)에 공급되는 전류가 중단되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제 1 수단으로 전압 의존적인 전원(8)이 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 제 2 수단으로 연산 증폭기(6)가 제공되고, 상기 연산 증폭기(6)의 제 1 입력부는 측정 라인(21)과 접속되고, 제 2 입력부는 정전압 전원(24)에 접속되며, 출력부는 제 1 스위치(7)로 이어지고, 상기 제 1 스위치(7)를 통해 출력 라인(9)이 접지와 접속될 수 있으며, 상기 연산 증폭기(6)는 측정 전압을 전원(24)의 기준 전압과 비교하고, 측정 전압이 기준 전압보다 작으면 제 1 스위치(7)를 개방하고, 측정 전압이 기준 전압보다 크면 제 1 스위치(7)를 닫는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 6항에 있어서, 소비 장치(1)로서 컴퓨터 유닛(10)에 의해 과전류로부터 보호되는 점화 코일이 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
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