KR200178100Y1 - 서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호 장치 - Google Patents

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Abstract

이 고안은 서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호 장치에 관한 것으로서, 서지 전압의 발생으로 기준 전압을 초과할 경우, 비교기의 출력 신호의 상태가 변화하여, 해당 장치의 제어 동작을 위해 출력되는 펄스 신호의 상태에 무관하게 설정 상태의 신호를 출력하는 펄스 신호의 상태에 무관하게 파워 트랜지스터(T2)의 동작을 중지시키는 서지 전압 보호부(11)를 포함하여 이루어져, 불안정한 전원(B+) 등의 공급으로 서지 전압이 발생하여, 점화 동작을 위한 파워 트랜지스터(T2)의 정격 용량을 초과하는 전압이 출력될 경우, 파워 트랜지스터(T2)의 동작을 중지시키므로 고가의 파워 트랜지스터(T2)를 보호할 수 있으므로 원가 절감을 실현할 수 있는 효과가 발생한다.

Description

서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호 장치
이 고안은 파워 트랜지스터(power transister) 보호 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 갑자기 인가되는 서지(surge) 전압으로부터 파워 트랜지스터를 보호할 수 있도록 하는 서지 전압으로 인한 파워 트랜지스터 보호 장치에 관한 것이다.
운전자가 원하는 주행 조건이나 주행 도로의 상황 등에 따라, 엔진 등의 동작 상태를 변화시켜 현재의 조행 상태에 적합하고 안전한 주행 동작이 이루어질 수 있도록 있다.
그러므로 엔진 제어 장치는 자동차의 주행 상태나 주변 환경조건을 감지하기 위해 장착되어 있는 감지 장치나 제어 장치를 통해 출력되는 신호를 이용하여, 이미 설정된 제어 동작을 실행하여 각 해당 장치로 적절한 제어 신호를 출력하여 안전한 자동차의 주행 동작이 이루어질 수 있도록 한다.
따라서 판정된 자동차의 주행 상태로 운전자의 의지에 따라 연료의 분사량이나 점화 시기 등을 변화시켜 엔진의 출력 등을 변화시키므로, 자동차의 주행 상태를 변화시킨다.
상기와 같이 자동차의 주행 상태나 운전 의지에 따라 해당하는 제어 동작을 실행한 후, 엔진 제어 장치는 각 해당하는 장치로 제어 신호를 출력하여 동작 상태가 변화할 수 있도록 한다.
자동차의 주행 상태에 따라 각 해당 장치의 동작을 제어할 경우, 엔진의 점화 동작을 실행하기 위한 점화 장치는, 고전압이 인가되는 점화 코일을 구동시켜야 한다.
그러므로 상기 점화 코일을 구동시키기 위해 대용량의 파워 트랜지스터를 작동시켜, 순간적으로 점화 장치의 점화 코일에 고전압을 인가하여, 점화 플러그가 작동할 수 있도록 한다.
따라서 엔진 제어 장치에서 출력되는 점화 장치의 제어 신호의 상태에 따라 파워 트랜지스터의 동작 상태가 변화하여, 각 해당하는 점화 장치의 동작에 의해 엔진 제어 장치에서 판정된 시기에 엔진의 점화 동작이 이루어질 수 있도록 한다.
제1도에 도시된 것처럼, 종래에는 엔진 제어 장치(1)에서 출력되는 제어 신호 저항(R1)을 거쳐 엔진 제어 장치(1O)의 내부에 형성되어 있는 트랜지스터(T1)를 통해 점화 동작을 실행하는 코일(L1, L2)과 연결되어 있는 파워 트랜지스터(T2)로 곧바로 출력된다.
그러므로 자동차의 주행 상태의 변화나 전원(B+)의 상태 변화로 비정상적인 서지 전압이 발생하여, 엔진 제어 장치(10)에서 급격한 크기를 갖는 서지 전압이 외부로 출력된다.
이때, 상기 서지 전압은 곧바로 파워 트랜지스터(T2)로 인가되면, 갑작스런 서지 전압으로 인해 파워 트랜지스터(T2)의 정격 용량을 초과하여 파워 트랜지스터(T2)가 파손된다.
따라서 고가의 파워 트랜지스터(T2)의 파손으로 경제적인 손실이 발생하고, 엔진의 점화 동작이 이루어지지 않으므로 안전 사고의 발생 위험이 높고, 정상적인 자동차의 주행 동작을 방해하는 문제점이 발생한다.
그러므로 이 고안의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 서지 전압의 발생 여부를 판정하여 서지 전압이 발생할 경우 보호 장치를 구동시켜 파워 트랜지스터의 동작을 중지시키므로 서지 전압으로 인한 파워 트랜지스터를 보호할 수 있도록 하는 서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호 장치를 제공하기 위한 것이다.
제1도는 종래의 파워 트랜지스터 구동 장치의 회로도이고,
제2도는 이 고안의 실시예에 따른 서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호장치의 회로도이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 고안의 구성은, 엔진의 점화 동작을 위해 자동차의 주행 상태에 따라 해당하는 주기를 갖는 펄스 신호를 출력하는 엔진 제어부(1)와 상기 엔진 제어부(1)에서 출력하는 제어신호에 스위칭 동작을 하는 파워 트랜지스터(T2)와, 저항(R11, R12)에 의한 전원(B+)의 분압 전압과 저항(R11, R12)에 의한 전원 전압(Vcc)의 분압 전압을 비교하는 제1비교기(Q11)와, 상기 제1비교기(Q11)의 출력과 상기 엔진 제어부(1)의 출력을 부정 논리합하는 NOR 게이트(NOR11)와, 상기 NOR 게이트(11)의 출력과 저항(R16, R17)에 의한 전원 전압의 분압 전압을 비교하는 제2비교기(Q12)와, 상기 제2비교기(Q12)의 출력값에 따라 스위칭 동작하여 저항(R19)을 통해 상기 파워 트랜지스터(T2)로 인가되는 전류를 트랜지스터(Q13)를 포함하는 서지 전압 보호부(11)를 포함하여 이루어져 있다.
이하, 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 고안을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
제2도는 이 고안의 실시예에 따른 서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호장치의 회로도이다.
제2도를 참고로 하여 이 고안의 실시예에 따른 구성을 설명하면, 엔진의 점화동작을 위해 자동차의 주행 상태에 따라 해당하는 주기를 갖는 펄스 신호를 출력하는 제어 신호를 출력하는 엔진 제어부(1)와 서지 전압이 발생할 경우 동작 상태가 변화하여 해당하는 상태의 신호를 출력하는 서지 전압 보호부(11)가 내장되어 있는 엔진 제어 장치(100)와, 상기 엔진 제어 장치(100)에서 출력되는 신호의 상태에 따라 동작 상태가 변화하여 서지 전압이 발생할 경우 동작이 중지되는 파워 트랜지스터(T2)와, 전원(B+)에 일측 단자가 연결되어 엔진의 점화 동작을 실행하는 제1 및 제2 코일(L1, L2)로 이루어져 있다.
상기 서지 전압 보호부(11)는 전원(B+)에 직렬로 연결되어 있는 저항(R11, R12)과, 상기 저항(R11, R12)의 공통 단자에 애노드 단자가 연결되어 있고 전원(Vcc)에 캐소우드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D11)와, 상기 전원(Vcc)에 직렬로 연결되어 있는 저항(R13, R14)과, 상기 저항(R11, R12)의 공통단자에 비반전 단자가 연결되어 있고 저항(R13, R14)의 공통 단자에 반전 단자기 연결되어 있는 제1비교기(Q11)와, 상기 제1비교기(Q11)의 출력단자에 일측 단자가 연결되어 있고 전원(Vcc)에 타측단자가 연결되어 있는 저항(R15)과, 상기 제1비교기(Q11)의 출력단자에 일측단자가 연졀되어 있고 엔진 제어부(1)에 티측 단자가 연결되어 있는 NOR 게이트(NOR11)와, 전원(Vcc)에 직렬로 연결되어 있는 저항(R16, R17)과, 상기 저항(R16, R17)의 공통 단자에 비반전 단자가 연결되어 있고 NOR게이트(NOR11)의 출력단자에 반전단자가 연결되어 있는 제2비교기(Q12)와, 상기 제2비교기(Q12)의 출력단자에 일측단자가 연결되어 있고 전원(Vcc)에 타측 단자가 연결되어 있는 저항(R18)과, 전원(B+)에 일측단자가 연결되어 있는 저항(R19)과, 상기 저항(R19)의 타측 단자에 컬렉터 단자가 연결되어 있고 제2비교기(Q12)의 출력단자에 베이스 단자가 연결되어 있고 에미터 단자가 점지되어 있는 트래지스터(Q13)로 이루어져 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어져 있는 이 고안의 실시예의 동작은 다음과 같다.
전원(B+)의 전압은 저항(R11)과 저항(R12)에 의해 분압되어 비교기(Q11)의 비반전 단자에 인가되고, 전원 전압(Vcc)은 저항(R13)과 저항(R14)에 의해 분압되어 비교기(Q11)의 반전 단자에 인가된다. 이때, 저항(R13, R14)에 의해 분압된 전압은 서지 전압을 검출하기 위한 기준으로 전압으로 사용되는데, 저항(R13, R14)값은 제작자에 의해 임의로 설정되어진다.
제1비교기(Q11)는 비반전 단자로 인가되는 전압과 반전 단자로 인가되는 기준 전압을 비교하는데, 비반전 단자의 전압이 기준 전압보다 크면 서지 전압이 발생하였음에 해당하여 하이 신호를 출력하고, 비반전 단자의 전압이 기준 전압보다 작으면 정상상태로 판단하여 로우 신호를 출력한다.
따라서 전원(B+)의 상태로 정상 상태일 경우, 제1비교기(Q11)의 출력 상태는 저레벨인 "L" 상태로 NOR 게이트(NOR11)의 타측 입력단자로 출력된다.
그러나 서지 전압이 발생하였을 경우, 비교기(Q11)의 출력 신호를 고레벨인 "H"상태로 변환하여, NOR게이트(NOR11)의 일측 입력단자로 출력된다.
이때, NOR게이트(NOR11)의 타측 입력단자로는 점화 장치의 점화 동작을 위한 엔진 제어부(1)에서 출력하는 해당 주기를 갖는 펄스 신호가 인가된다.
상기와 같이 제1비교기(Q11)의 동작에 의해, 서지 전압이 발생하지 않을 경우, NOR게이트(NOR11)의 출력 상태는 엔진 제어부(1)에서 출력되는 점화 신호의 상태에 따라 저레벨인 "L"상태와 고레벨인 "H"상태가 교대로 출력된다.
그러므로 전원(Vcc)에서 출력되는 전압이 저항(R16, R17)에 의해 분압되어 기준전압으로 이용되는 제2비교기(Q12)의 출력 상대는 NOR게이트(NOR11)에서 출력되는 펄스 신호의 상태에 따라 신호의 상태가 반전된 펄스신호가 출력되어 트랜지스터(Q13)의 베이스 단자로 입력된다.
그러므로 제2비교기(Q12)에서 출력되는 펄스 신호의 상태에 따라 턴온/오프동작이 변화하여, 트랜지스터(Q12)의 턴온/오프 상태에 따른, 엔진의 점화 동작을 제어하기 위한 펄스 신호가 엔진 제어 장치(100)의 외부에 연결되어 있는 파워 트랜지스터(T2)의 베이스 단자로 인가된다.
따라서 베이스 단자로 인가되는 펄스 신호의 상태에 따라 상기 파워 트랜지스터(T2)의 동작 상태는 정상적으로 턴온 또는 턴 오프되어 점화장치의 점하 코일(L1, L2)을 작동시켜, 엔진 제어부(1)의 제어 동작에 의해 설정되는 시기에 엔진의 점화 동작이 이루어질 수 있도록 한다.
그러나 서지 전압의 발생으로 제1비교기(Q11)의 출력 상태가 고레벨인 "H" 상태의 신호가 출력되면, NOR게이트(NOR11)의 출력 상태는 점화 동작을 위한 엔진 제어부(1)의 펄스 신호의 상태에 무관하게 항상 저레벨인 "L"상태가 된다.
그러므로 제2비교기(Q12)의 출력 상태는 고레벨인 "H"상태가 되어, 트랜지스터(Q13)를 턴온시킨다.
따라서 엔진 제어부(1)에서 출력되는 펄스 신호에 무관하게 상기 트랜지스터(Q13)의 상태가 턴온 상태를 유지하므로, 저레벨인 "L"상대의 신호가 파워 트랜지스터(T2)의 베이스 단자로 인가되어, 엔진의 점화 동작을 위해 작동하는 파워 트랜지스터(T2)는 턴 오프, 엔진의 점화 동작을 중지시킨다.
따라서 상기와 같이 동작하는 이 고안의 효과는, 불안정한 전원(B+) 등의 공급으로 서지 전압이 발생하여, 점화 동작을 위한 파워 트랜지스터(T2)의 정격 용량을 초과하는 전압이 출력될 경우, 상기와 같이 파워 트랜지스터(T2)의 동작을 중지시키므로 고가의 파위 트랜지스터(T2)를 보호할 수 있으므로 원가 절감을 실현할 수 있다.

Claims (2)

  1. 엔진의 점화 동작을 위해 자동차의 주행 상태에 따라 해당하는 주기를 갖는 펄스 신호를 출력하는 엔진 제어부(1)와, 상기 엔진 제어부(1)에서 출력하는 제어 신호에 스위칭 동작을 하는 파워 트랜지스터(T2)와, 저항(R11, R12)에 의한 전원(B+)의 분압 전압과 저항(R11, R12)에 의한 전원 전압(Vcc)의 분압 전입을 비교하는 제1비교기(Q11)와 상기 제1비교기(Q11)의 출력과 상기 엔진 제어부(1)의 출력을 부정 논리합하는 NOR 게이트(NOR11)와 상기 NOR 게이트(11)의 출력과 저항(R16, R17)에 의한 전원 전압의 분압 전압을 비교하는 제2 비교기(Q12)와 상기 제2 비교기(Q12)의 출력값에 따라 스위치 동작하여 저항(R19)을 통해 상기 파워 트랜지스터(T2)로 인가되는 전류를 단속하는 트랜지스터(Q13)를 포함하는 서지 전압 보호부(11)를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 펄스 신호는, 엔진의 점화 장치의 동작을 제어하기 위해, 엔진 제어부(1)에서 출력되는 펄스 신호인 것을 특징으로 하는 서지 전압으로부터의 파워 트랜지스터 보호 장치.
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