KR20030018873A - 차량의 다전압 출력용 발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 전장품 전원으로 사용되는 42V 전압을 출력하는 발전기에서 12V 전압을 출력하기 위해 구성되는 DC/DC 컨버터를 제거하여 발전기의 무게를 절감할 수 있는 차량의 다전압 출력용 발전기에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 다전압 출력용 발전기에 있어서, 상기 차량의 전장품 전원에 사용되는 복수개의 교류 전압을 각각 발전하는 발전부와; 상기 발전부를 통해 출력되는 복수개의 교류 전압을 각각의 직류 전압으로 정류하여 해당되는 전장품에 공급하는 정류부를 포함하여 구성한다.

Description

차량의 다전압 출력용 발전기{MULTI-VOLTAGE OUTPUT TYPE ALTERNATOR OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 발전기에 관한 것으로서, 특히 차량의 다전압 출력용 발전기에 관한 것이다.
통상적으로, 차량의 전장품 전압은 교류 발전기 시스템을 통해 공급된다.
도 1은 12V의 전원을 공급하는 교류 발전기(100)의 구조를 나타낸다.
도 1에 도시된 교류 발전기(100)는 3상 권선형 동기 발전기로서 발전부(110)를 구성하는 필드 컨트롤러(112)에서 필드 플럭스(Field Flux)를 제어함으로써 엔진 회전수 변동에 무관하게 일정한 전압을 출력하도록 제어된다.
교류 발전기(100)에서 출력되는 3상 전압은 다수개의 다이오드로 구성되는 정류부(120)를 통해 정류되어져 차량의 12V 전장품(130)의 전원으로 사용된다.
그러나, 차량 전장 부하가 증가함에 따라 출력 전류가 증가하게 되어, 12V 전원을 가지고서는 증가된 전장 부하를 충족시키기 어렵게 되었다.
이에 따라 발전기의 발전 전압을 42V까지 높여서 증가 추세의 전장 부하를 충족시키고자 하는 연구 개발이 진행되는 추세이다.
그러나, 안정적인 전원 공급을 위하여 42V 전원을 사용할 지라도 기존 차량에서 적용되어지고 있는 전장품 중 42V용으로 개발하기가 용이하지 못한 제품들이 있다.
이러한 전장품을 위하여 42V 전원 외에 12V 전원이 필요하게 된다.
따라서, 차량에 적용되는 전원으로서 당분간은 12V와 42V가 동시에 존재할 것으로 예상된다.
이 두 가지 전원을 공급하는 방식은 여러 가지가 있을 수 있으나 그중 대표적인 방식을 도 2에 나타내었다.
도 2를 참조하면, 42V용 교류 발전기(200)는 발전부(210)에서 발전된 전원을 42V 전장품(240)에 사용하고, 42V를 입력받아 12V를 출력하는 DC/DC 컨버터(230)를 회로 구성하여 12V 전원을 만들어 12V 전장품(250)에 사용하였다.
즉, 두 가지 전압을 동시에 출력하기 위해서 부가적인 DC/DC 컨버터(230)를 사용하였다.
참조 번호 (212)는 필드 컨트롤러이며, (220)는 정류부이다.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 12V 전원을 만들어 내기 위하여 추가적인 DC/DC 컨버터를 사용해야만 하므로 원가가 상승할 뿐만 아니라 발전기의 크기나 무게가 증가하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량의 전장품 전원으로 사용되는 42V 전압을 출력하는 발전기에서 12V 전압을 출력하기 위해 구성되는 DC/DC 컨버터를 제거하여 발전기의 무게를 절감할 수 있는 차량의 다전압 출력용 발전기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 다전압 출력용 발전기에 있어서, 상기 차량의 전장품 전원에 사용되는 복수개의 교류 전압을 각각 발전하는 발전부와; 상기 발전부를 통해 출력되는 복수개의 교류 전압을 각각의 직류 전압으로 정류하여 해당되는 전장품에 공급하는 정류부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량의 12볼트 전압 출력용 발전기의 전압 발생부 구성을 도시한 회로도.
도 2는 종래 기술에 따른 차량의 42볼트 전압 출력용 발전기의 전압 발생부 구성을 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 다전압 출력용 발전기의 전압 발생부 구성을 도시한 회로도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 다전압 출력용 발전기(300)의 전압 발생부 회로 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 차량의 다전압 출력용 발전기에 있어서, 차량의 전장품 (330, 340) 전원에 사용되는 복수개의 교류 전압을 각각 발전하는 발전부(310)와; 발전부(310)를 통해 출력되는 복수개의 교류 전압을 각각의 직류 전압으로 정류하여 해당되는 전장품(330, 340)에 공급하는 정류부(320)를 포함하여 구성한다.
발전부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 필드 플럭스(Field Flux)를 제어하여 차량의 엔진 회전수 변동에 무관하게 일정한 전압을 출력하는 필드 컨트롤러 (312)와, 제1 스테이터 와인딩부(Stator Winding)(314), 제2 스테이터 와인딩부 (316)로 구성한다.
제1 스테이터 와인딩부(314)는 필드 컨트롤러(312)에 인접되어 설정된 권선비를 갖고 12V의 전압을 발전하며, 제2 스테이터 와인딩부(316)는 제1 스테이터 와인딩부(314)의 끝단에 결선되어 설정된 권선비를 갖고 42V의 전압을 발전한다.
제1 스테이터 와인딩부(314)와 제2 스테이터 와인딩부(316)는 각각 3상 교류 전압을 발전하도록 결선된다.
정류부(320)는 제1 정류부(322), 제2 정류부(324)로 구성한다.
제1 정류부(322)는 6개의 다이오드로 구성되어 제1 스테이터 와인딩부(314)로부터 발전되는 12V 교류 전압을 12V 직류 전압으로 정류한다.
제2 정류부(324)는 6개의 다이오드로 구성되어 제2 스테이터 와인딩부(316)로부터 발전되는 42V 교류 전압을 42V 직류 전압으로 정류한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 하나의 교류 발전기(300)에서 12V용 와인딩부와 42V용 와인딩부를 동시에 감아서 두 가지 전압을 출력하는 시스템이다.
즉, 종래의 교류 발전기와는 달리 스테이터 와인딩부에 12V용 3상 전압과 42V용 3상 전압이 발생하도록 결선한다.
이렇게 만들어진 두 가지의 3상 전압을 각각의 정류부(322, 324)를 거쳐 정류하여 12V와 42V를 동시에 만들어 내며, 제1 정류부(322)를 통해 직류 전원을 12V 전장품(330)에 공급하고, 제2 정류부(324)를 통해 직류 전원을 42V 전장품(340)에 공급한다.
이러한 방식을 사용하면 종래의 방식과는 달리 추가적인 DC/DC 컨버터가 필요 없이 하나의 교류 발전기(300)에서 두 가지 전압을 발생시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 다전압 출력용 발전기는 42V 시스템으로 전환되는 시점에서 부가적인 시스템의 추가 없이 12V와 42V를 동시에 사용할 수 있어서 42V 시스템 구현이 용이하다.
또한, 종래 기술에서 사용되는 DC/DC 컨버터를 삭제할 수 있어서 발전기의
무게를 줄일 수 있으며, 발전기 제작 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 차량의 다전압 출력용 발전기에 있어서,
    상기 차량의 전장품 전원에 사용되는 복수개의 교류 전압을 각각 발전하는 발전부와;
    상기 발전부를 통해 출력되는 복수개의 교류 전압을 각각의 직류 전압으로 정류하여 해당되는 전장품에 공급하는 정류부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 다전압 출력용 발전기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발전부는
    필드 플럭스(Field Flux)를 제어하여 상기 차량의 엔진 회전수 변동에 무관하게 일정한 전압을 출력하는 필드 컨트롤러와;
    상기 필드 컨트롤러에 인접되어 설정된 권선비를 갖고 12V의 전압을 발전하는 제1 스테이터 와인딩부와;
    상기 제1 스테이터 와인딩부의 끝단에 결선되어 설정된 권선비를 갖고 42V의 전압을 발전하는 제2 스테이터 와인딩부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 다전압 출력용 발전기.
  3. 제2항에 있어서, 제1 스테이터 와인딩부와 제2 스테이터 와인딩부는 각각 3상 교류 전압을 발전하도록 결선되는 것을 특징으로 하는 차량의 다전압 출력용 발전기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 정류부는
    다수개의 다이오드로 구성되어 상기 제1 스테이터 와인딩부로부터 발전되는 12V 교류 전압을 12V 직류 전압으로 정류하는 제1 정류부와;
    다수개의 다이오드로 구성되어 상기 제2 스테이터 와인딩부로부터 발전되는 42V 교류 전압을 42V 직류 전압으로 정류하는 제2 정류부로 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 다전압 출력용 발전기.
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