KR200148335Y1 - 자동차용 집적회로의 공급전원 제어회로 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 자동차에 소요되는 집적회로(IC)를 고전압으로부터 보호하고 저전압까지 동작가능하도록 배터리로부터의 공급전원을 제어하기 위한 자동차용 집적회로(IC)의 공급전원 제어회로에 관한 것으로, 배터리(1)로부터 집적회로(2)에 전원이 공급되도록 한 것에 있어서, 제너다이오드(ZD1), 저항(R1-R3), 트랜지스터(Q1)로 구성되어 입력되는 전압레벨에 따라 스위칭되는 제 1스위칭부(10), 저항(R4,R5), 트랜지스터(Q2)로 구성되어, 상기 제1스위칭부(10)의 스위칭상태에 따라 동작되는 제2스위칭부(20), 저항(R6)과 트랜지스터(Q3)으로 구성되어 상기 제 2스위칭부(20)의 스위칭 여부에 따라 스위칭되어 상기 집적회로(2)로 인가되는 전압을 제어하는 제3스위칭부(30)를 더 구비하여 이루어진다.

Description

자동차용 집적회로의 공급전원 제어회로
본 고안은 자동차에 관한 것으로, 특히 자동차에 소요되는 집적회로(IC)를 고전압으로부터 보호하고, 저전압까지 동작가능하도록 배터리로부터의 공급전원을 제어하기 위한 자동차용 집적회로의 공급전원 제어회로에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에 사용되는 집적회로(예를들어, 마이컴, 콘트롤러등)에는 배터리로부터 전원이 공급되어 이러한 집적회로가 동작 가능하게 된다.
종래 자동차에는, 도 1에 도시된 바와같이, 배터리(1)의 공급전원(예를들어, 6-26V)에서 동작가능한 30V급 트랜지스터로 구성된 집적회로(2)를 사용하거나 또는, 도 2에 도시된 바와같이, 20V급 트랜지스터로 구성된 집적회로(2)의 전원 입력단에 제너 다이오드(ZD)를 사용하여 배터리(1)로부터의 고전압을 차단하도록 하였다.
그러나, 도 1과 같은 종래기술은 원가가 비싸기 때문에, 가격대 성능비를 확보하지 못하게 되는 결점이 있으며, 도 2와 같은 종래 기술에 있어서는, 고전압에서 전류의 대부분이 집적회로 내부의 제너다이오드(ZD)를 통해 소비되므로, 전체적인 집적회로(2)의 소모전력이 많아져 집적회로(2)의 발열 및 파괴를 초래하게 되는 결점이 있었다.
즉, 상기 도 2의 종래기술의 경우에는, 배터리전압에 대한 집적회로 전력소비가 도 3과 같이 나타나게 되며, 배터리전압에 대한 VCC로우 리미트(LOW LIMIT)가 도 4와같이 나타나게 된다.
이를 살펴보면, 도 3에서는 저항값을 최적값으로 100Ω으로 설정한 경우이며, 배터리(1)전압이 24.3V를 넘어서면, 집적회로(2)의 소비전력이 1W를 초과하게 된다.
그리고, 도 4에서는 배터리(1)전압이 9V보다 낮아지면, 집적회로(2)의 VCC동작전압이 8V이하로 떨어지게 된다.
따라서, 종래기술에서 집적회로(2)의 동작영역은 배터리(1)전압이 9V - 24.3V인 조건에서 한정된다는 사실을 알 수 있다.
한편, 상술한 바와같은 종래 문제점들을 해결하기 위해 고전압에서 견딜 수 있도록 배터리(1)의 저항값을 높이면, 집적회로(2)에 공급되는 전압이 낮아져 배터리(1)전압이 저전압일 경우, 집적회로(2)의 동작이 중단되는 결점이 있다.
본 고안은 이와같은 종래의 제반 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 배터리와 집적회로사이에 제어회로를 더 구비하여 배터리전압이 고전압일때에는, 집적회로에 공급되는 전압을 저하시키도록 제어하고, 배터리 전압이 저전압일때에는 집적회로에 공급되는 전압을 상승시키도록 제어하는 자동차용 집적회로의 공급전원 제어회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 배터리와 집적회로 사이에, 입력되는 전압레벨에 따라 스위칭되는 제 1스위칭부와, 상기 제 1스위칭부의 스위칭여부에 따라 스위칭되는 제 2스위칭부와, 상기 제 2스위칭부의 스위칭여부에 따라 스위칭되어 집적회로로 인가되는 전압을 제어하는 제 3스위칭부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.
도 1과 도 2는 종래 배터리의 전원이 집적회로에 인가되는 상태를 설명하기 위한 블럭도.
도 3은 종래 집적회로의 소비전력을 나타낸 그래프.
도 4는 종래 집적회로의 VCC로우 리미트를 나타낸 그래프.
도 5는 본 고안의 회로도.
도 6은 본 고안 집적회로의 소비전력을 나타낸 그래프.
도 7은 본 고안 집적회로의 VCC로우 리미트를 나타낸 그래프.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1:배터리 2:집적회로
10:제 1스위칭부 20:제 2스위칭부
30:제 3스위칭부 Q1-Q3:트랜지스터
R1-R6:저항 ZD1:제너 다이오드
이와같이 구성된 본 고안은 첫째, 배터리(1)전압이 고전압일 경우에는 제 1스위칭부(10)의 제너다이오드(ZD1)가 온(ON)되어 트랜지스터(Q1)가 온된다.
따라서, 트랜지스터(Q1)가 온되면, 제 2스위칭부(20)의 트랜지스터(Q2)의 베이스에는 저전압이 인가되므로 트랜지스터(Q2)가 오프되고, 이에따라 제 3스위칭부(30)의 트랜지스터(Q3)도 오프되므로 배터리(1)로부터의 고전압이 저항(R6)값에 좌우되어 집적회로(2)에 인가된다.
즉, 저항(R6)값을 높이면, 배터리(1)공급전력의 일부가 저항(R6)에서 소비되므로 집적회로(2)에 공급되는 전압은 안전동작영역으로 낮아지게 된다.
둘째, 배터리(1)전압이 저전압일 경우에는 제 1스위칭부(10)의 제너다이오드(ZD1)가 오프되므로 트랜지스터(Q1)가 오프되고, 이에따라 제 2스위칭부(20)의 트랜지스터(Q2)의 베이스에는 고전압이 인가되어 트랜지스터(Q2)가 온된다.
이와같이 트랜지스터(Q2)가 온되면, 제 3스위칭부(30)의 트랜지스터(Q3)도 온되어 배터리(1)로부터 공급되는 전류가 저항(R6)보다 저항값이 상대적으로 낮은 트랜지스터(Q3)를 통하여 흐르게 된다.
따라서, 배터리(1)와 집적회로(2)사이의 전압 강하가 적어 배터리(1)의 전압이 집적회로(2)로 직접 인가되므로, 배터리(1)의 전압이 저전압일 경우에도 집적회로(2)의 동작이 원활하게 이루어지게 되는 것이다.
한편, 본 고안에서는 회로소자값들을 각각의 집적회로 특성과 동작영역에 따라 적절히 조절할 수 있는 것으로, 회로를 간단히 하기 위하여 저항(R6)값 이외의 나머지 저항값들은 예를들어, 100KΩ으로 동일하게 할 수 있으며, 이 경우 VCC=16V에서 집적회로(IC)=20mA가 된다.
이때, 집적회로(2)의 최고 소비전력은 1W, VCC최저 동작전압은 8V로 제한하였다.
도 6와 도 7은 본 고안에 따른 그래프로, 도 6에서 집적회로(2)의 소비전력이 1W 를 넘기 위하여는 배터리(1)전압이 26.6V를 초과하여야 하며, 도 7에서 집적회로(2)의 VCC동작전압이 8V 이하로 떨어지기 위하여는 배터리(1)전압이 8.1V 이하로 감소되어야 한다.
따라서, 본 고안에 따르면, 집적회로(2)의 동작영역은 배터리(1)전압인 8.1V ∼ 26.6V로 확대되게 된다.
이상에서 설명한 바와같은 본 고안은 배터리와 집적회로 사이에 별도의 제어회로를 더 접속하여 집적회로를 고전압으로부터 보호할 수 있음은 물론, 저전압에서도 사용가능하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 배터리(1)로부터 집적회로(2)에 전원이 공급되도록 한 것에 있어서, 제너다이오드(ZD1), 저항(R1-R3), 트랜지스터(Q1)로 구성되어 입력되는 전압레벨에 따라 스위칭되는 제 1스위칭부(10), 저항(R4,R5), 트랜지스터(Q2)로 구성되어 상기 제1스위칭부(10)의 스위칭상태에 따라 동작되는 제2스위칭부(20), 저항(R6)과 트랜지스터(Q3)으로 구성되어 상기 제 2스위칭부(20)의 스위칭여부에 따라 스위칭 되어 상기 집적회로(2)로 인가되는 전압을 제어하는 제3스위칭부(30)를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 집적회로의 공급전원 제어회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 트랜지스터(Q1)(Q2)가 NPN형 트랜지스터이고, 상기 트랜지스터(Q3)가 PNP형 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 자동차용 집적회로의 공급전원 제어회로.
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