KR200384166Y1 - 정전압 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안의 목적은 다양한 레벨의 전압이 인가되는 경우라도 일정한 초기전압을 발생하여 제어부를 활성화시키는 한편, 상기 제어부가 차량용 전자장치를 구동할 수 있는 구동전압 발생을 위한 제어를 수행하며, 상기 구동전압을 피드백 회로를 이용하여 상기 제어부의 활성화 전압으로 재 사용함으로써 상기 제어부가 안정적으로 구동전압 발생을 위한 제어를 수행할 수 있도록 하기 위한, 정전압 발생장치를 제공하는 것이다. 이를 위해 본 고안은 정전압 발생장치에 있어서, 전원공급장치로부터 교류 전원을 공급받아 직류로 정류하기 위한 정류부(10); 상기 정류부로부터 전원을 인가받아 초기전압을 발생하기 위한 초기전압발생부(20); 차량용 전자장치를 구동하기 위한 구동부(50); 상기 정류부로부터 상기 초기전압발생부를 거쳐 입력된 직류전원을 스위칭 동작에 의하여 상기 구동부에 필요한 레벨의 직류전원으로 변환하기 위한 인버터부(40); 상기 초기전압발생부에서 발생된 초기전압 또는 상기 인버터부에서 피드백된 피드백전압에 의해 다양한 펄스폭을 갖는 펄스파를 발생하여 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부(30); 및 상기 인버터부의 구동전압을 상기 제어부로 피드백시키기 위한 피드백부(60)를 포함한다.

Description

정전압 발생장치{Apparatus For Producing A Constant Voltage}
본 고안은 차량내부에 탑재되어 차량내부전원을 이용하는 전자장치의 구동을 위한 정전압을 일정하게 발생할 수 있는 장치에 관한 것이다.
차량의 증가 및 차량의 이용량이 증가됨에 따라, 차량내에서 많은 시간을 생활해야하는 사용자들 역시 증가하고 있으며, 좁은 공간에서의 지루한 시간들을 보내야 하는 사용자들의 욕구에 따라, 차량용 TV, 차량용 DVD, 차량용 오디오 등 각종 차량용 전자장치들의 개발이 이루어지고 있다.
이때, 상기 각종 차량용 전자장치들은 일반적으로 차량의 운행에 의해 발생되는 차량내부전원을 이용하고 있으며, 각종 차량들은 승용차, 승합차 등의 차종에 따라 각기 다른 차량내부전원을 발생하고 있다. 즉, 일반적으로 승용차는 12V의 차량내부전원을 발생하고 있으며, 승합차는 24V의 차량내부전원을 발생하고 있다.
한편, 상술된 바와 같은 각종 차량용 전자장치들은 일반적으로 특정 전압만을 구동전압으로 입력받아 구동될 수 있도록 설계되어 있는 바, 12V를 제공하는 차량용으로 설계된 차량용 전자장치는 24V를 제공하는 차량에 탑재되어 사용될 수 없다는 문제점이 있다.
즉, 하나의 차량용 전자장치가, 각기 다른 차량내부전원을 공급하는 차종에 탑재되어 사용될 수 없기 때문에, 사용자 입장에서는 각각의 차종별로 동일한 차량용 전자장치를 구매하여 탑재해야한다는 경제적 손실을 입게될 뿐만 아니라, 차종이 변경된 경우 기존의 차종에 사용되었던 차량용 전자장치는 폐기처분되어져야 함으로 사회전반적으로 자원 낭비가 야기될 수도 있다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 다양한 레벨의 전압이 인가되는 경우라도 일정한 초기전압을 발생하여 제어부를 활성화시키는 한편, 상기 제어부가 차량용 전자장치를 구동할 수 있는 구동전압 발생을 위한 제어를 수행하며, 상기 구동전압을 피드백 회로를 이용하여 상기 제어부의 활성화 전압으로 재 사용함으로써 상기 제어부가 안정적으로 구동전압 발생을 위한 제어를 수행할 수 있도록 하기 위한, 정전압 발생장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 고안은, 정전압 발생장치에 있어서, 전원공급장치로부터 교류 전원을 공급받아 직류로 정류하기 위한 정류부(10); 상기 정류부로부터 전원을 인가받아 초기전압을 발생하기 위한 초기전압 발생부(20); 차량용 전자장치를 구동하기 위한 구동부(50); 상기 정류부로부터 상기 초기전압 발생부를 거쳐 입력된 직류 전원을 스위칭 동작에 의하여 상기 구동부에 필요한 레벨의 직류 전원으로 변환하기 위한 인버터부(40); 상기 초기전압 발생부에서 발생된 초기전압 또는 상기 인버터부에서 피드백된 피드백 전압에 의해 다양한 펄스폭을 갖는 펄스파를 발생하여 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부(30); 및 상기 인버터부의 구동전압을 상기 제어부로 피드백시키기 위한 피드백부(60)를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예가 상세히 설명된다.
도 1 은 본 고안에 따른 정전압 발생장치의 일실시예 블럭도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 정전압 발생장치는, 전원공급장치로부터 교류 전원을 공급받아 직류로 정류하기 위한 정류부(10), 상기 정류부로부터 전원을 인가받아 초기전압을 발생하기 위한 초기전압 발생부(20), 차량용 전자장치를 구동하기 위한 구동부(50), 상기 정류부로부터 상기 초기전압 발생부를 거쳐 입력된 직류 전원을 스위칭 동작에 의하여 상기 구동부에 필요한 다양한 레벨의 직류 전원으로 변환하기 위한 인버터부(40), 상기 초기전압 발생부에서 발생된 초기전압 또는 상기 인버터부에서 피드백된 구동전압에 의해 다양한 펄스폭을 갖는 펄스파를 발생하여 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부(30), 상기 인버터부의 특정 구동전압을 상기 제어부로 피드백시키기 위한 피드백부(60) 및 상기 인버터부에서 발생된 구동전압의 변화를 감지하여 감지정보를 상기 제어부로 전송하기 위한 감지부(70)를 포함하여 구성되어 있다.
이때, 상기 차량용 전자장치(90)란 상술된 바와 같은 다양한 전자장치들(차량용 TV, 차량용 DVD, 차량용 오디오 등)을 말하는 것으로서, 이하에서는 설명의 편의상 차량내에 탑재되어 CD에 저장된 동영상을 재생하기 위한 DVD를 그 일예로 하여 본 고안이 설명된다.
도 2 는 본 고안에 따른 정전압 발생장치의 일실시예 회로 구성도로서, 도 1 에 도시된 정전압 발생장치의 세부 내부 회로 구성을 나타낸 것이다. 이때, 본 고안에 따른 정전압 발생장치는 도 1 에 도시된 바와 같이 7개의 블록으로 세분화될 수 있으며, 이하에서는 상기 도 1 에 대한 설명에서 언급된 7개 구성 요소들의 세부 기능 및 상호 동작 과정이 도 2 를 참조하여 상세히 설명된다.
먼저, 상기 정류부(10)는, 전원공급장치(80)로부터 교류 전원을 입력받기 위한 단자를 포함하고 있으며, 입력된 교류 전원을 정류시키기 위하여 네개의 다이오드로 구성된 브릿지 회로를 포함하고 있다. 이때, 상기 정류부(10)는 다양한 레벨의 전압을 갖는 각종 차종의 전원공급장치(80)와 연결될 수 있도록 복수의 채널을 구비할 수 있다. 즉, 본 고안에 따른 정전압 발생장치는 다양한 형태의 차종별로 제공되는 다양한 레벨의 전압을 인가받아 일정 레벨의 구동전압을 발생하기 위한 것으로서 상기 정류부(10) 역시 다양한 레벨의 전압을 인가받아 정류할 수 있는 구조로 구성되어 있다.
다음으로, 상기 초기전압 발생부(20)는 상기 제어부(30)의 마이컴(31)을 활성호시킬 수 있는 전압을 인가하기 위한 것으로서, 전해 콘덴서인 제3 콘덴서(C3)와 직렬 연결되어 있는 제5 저항(R5)으로 구성되어 있다. 즉, 상기 초기전압 발생부(20)는 상기 정류부(10)에 연결된 전원공급장치의 전압 레벨에 상관 없이 7V의 초기전압을 발생하게 되며, 상기 초기전압(7V)이 상기 제어부(30)의 상기 마이컴(31)에 인가되면, 상기 마이컴(31)이 활성화되어 펄스파를 발생하게 된다.
다음으로, 상기 제어부(30)는 상기 초기전압 발생부(20)로부터 인가된 초기전압에 의해 활성화되는 것으로서, 상술된 바와 같이 마이컴(31)을 포함하여 구성되어 있다. 이때, 상기 마이컴(31)은 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 기능을 수행하는 집적회로(IC)로서, PWM 제어란 펄스파의 듀티비(펄스파의 한 주기(T)에 대한 High 신호의 시간(Thigh)의 비를 말함)를 조정하여 제어신호로 이용하는 것을 말한다. 즉, 상기 마이컴(31)의 PWM 제어에 의하여 상기 인버터부(40)는 상기 구동부(50)에서 필요한 전압을 생성하게 된다. 한편, 상술된 바와 같은 PWM 제어를 위한 상기 마이컴(31)은 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 본 고안에서는 특히 TL494칩을 그 일예로서 사용하고 있다. 즉, 상기 TL494칩을 이용한 상기 마이컴(31)은 7~36V의 전압을 인가받아 활성화될 수 있는 것으로서, 이를 위해 본 고안은 상술된 바와 같이 상기 초기전압 발생부(20)에서 초기전압으로 7V를 발생하여 상기 마이컴(31)에 인가시키고 있다. 이때, 상기 TL494칩은 현재 일반적으로 이용되고 있는 칩으로서, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
다음으로, 상기 인버터부(40)는 상술된 바와 같이 상기 정류부(10)를 통해 정류된 직류 전압을 상기 마이컴(31)의 PWM 제어에 의해, 상기 구동부(50)에서 필요한 다수의 직류 전압으로 변환시키는 기능을 수행한다. 이때, 상기 인버터부(40)는 도면에 도시된 바와 같이 플라이백 컨버터로 구성되어 있기 때문에, 하나의 입력 전압을 이용하여 상기 구동부(50)에서 필요한 다수개의 구동전압을 생성할 수 있다.
다음으로, 상기 구동부(50)는 상술된 바와 같이 상기 인버터부(40)를 통해 발생된 다수개의 전압을 이용하여 차량용 전자장치를 구동하기 위한 것으로서, 본 고안의 일예로 도시된 도 2 의 정전압 발생장치는 도면에 도시된 바와 같이 12V, 5V, 3.3V, -12V 및 -26V의 다섯가지의 정전압을 발생시킬 수 있다. 그러나, 본 고안은 특정한 구동전압을 이용하는 차량용 전자장치를 전압 레벨을 달리하는 각기 다른 차종의 전원공급장치(80)와 연결하여 사용할 수 있도록 하기 위한 것임으로, 상기 차량용 전자장치에 필요한 하나의 구동전압만을 발생하도록 변경될 수도 있다.
다음으로, 상기 피드백부(60)는 상기 인버터부(40)에서 발생된 구동전압 중 특정 전압(본 고안에서는 DVD용 12V)(이하, '피드백전압'이라 함)을 상기 제어부(30)로 피드백 시키기 위한 것으로서, 상기 피드백전압에 의하여 상기 제어부(30)는 안정적으로 활성화되어 상기 인버터부(40)를 PWM 제어할 수 있으며, 이로인해 상기 인버터부(40)는 상기와 같은 다수의 정전압을 안정적으로 발생하게 된다. 즉, 상술된 바와 같이 상기 마이컴(31)은 7~36V에 의하여 활성화될 수 있는 칩을 사용하고 있으며, 본 고안은 상기 피드백부(60)에서 발생된 일정한 레벨의 피드백전압을 상기 제어부(30)로 피드백시켜 상기 마이컴(31)의 활성화 전압으로 제공함으로써 상기 마이컴(31)이 보다 안정적으로 활성화될 수 있도록 하고 있다. 본 고안이 상술된 바와 같이 피드백전압을 이용하는 이유는, 상기 초기전압 발생부(20)에서 발생된 초기전압보다 상기 피드백부(60)에서 발생된 피드백전압이 보다 안정적이기 때문이다.
마지막으로, 상기 감지부(70)는 상기 인버터부(40)에서 발생된 전압들의 과부하 여부를 감지하기 위한 것으로서, 감지된 정보들은 상기 제어부(30)로 전송되며, 상기 제어부(30)는 상기 감지신호에 따라 상기 인버터부(40)를 PWM 제어하여 안정적인 전압 발생을 유도하게 된다.
이하에서는, 상술된 바와 같은 구성요소들을 포함하는 본 고안에 따른 정전압 발생장치의 작동 방법이 도 3 을 참조하여 상세히 설명된다.
도 3 은 본 고안에 따른 정전압 발생장치의 동작 방법을 나타내는 일실시예 흐름도로서, 도 2 에 도시된 회로 구성을 갖는 정전압 발생장치의 동작 방법을 설명하기 위한 것이다.
먼저, 상기 전원공급장치(80)로부터 인가된 전원은 상기 정류부(10)를 통해 정류된 후 상기 초기전압 발생부(20)에 의해 약 7V의 초기전압으로 변환되며, 상기 초기전압에 의하여 상기 제어부(30)가 활성화 된다(302). 즉, 승용차 또는 승합차 등과 같은 차종에 구애없이, 차량내에서 발생된 전원은 상기 초기전압 발생부(20)의 전해 콘덴서(C3)에 약 7V의 초기전압을 발생하게 되며, 상기 초기전압 발생부(20)에서 발생된 상기 초기전압은 상기 제어부(30)의 마이컴(31)의 12번 단자로 입력되어, 상기 마이컴(31)의 활성화 전압으로 이용된다.
상기 초기전압에 의해 활성화된 상기 마이컴(31)은 내부의 회로 구성에 의해 펄스파를 발생하게 되며, 상기 펄스파는 상기 인버터부(40)의 스위칭기능을 제어하여 다수의 정전압을 발생하게 된다(304). 즉, 도 2 의 회로도에서 상기 전해 콘덴서(C3)에 걸린 전압은 상기 마이컴(31)의 12번 단자에 인가되며, 상기 마이컴(31)의 출력단자(8번 단자)에서 출력된 펄스파가 스위칭용 소자(FET, Q1)를 온오프 시키게 되면, 상기 플라이백 컨버터(41)에 의해 다수의 정전압이 발생된다. 이때, 상기 인버터부(40)에서 발생될 수 있는 다수의 정전압의 일예로서, 본 고안은 상술된 바와 같이 12V, 5V, 3.3V, -12V 및 -26V의 정전압을 발생하고 있으며, 12V 정전압을 이용하여 사용자는 차량내에서 DVD(차량용 전자장치)를 구동시켜 영화 등을 감상할 수 있게 된다.
한편, 상술된 바와 같이 상기 초기전압 발생부(20)에서 발생된 초기전압은 상기 제어부(30)의 마이컴(31)을 구동하기에는 불안정한 전압이기 때문에, 본 고안은 상기 인버터부(40)에서 발생된 전압 중 어느 하나의 전압을 상기 마이컴(31)을 구동하기 위한 보다 안정적인 전압(피드백전압)으로 이용하고 있다(306). 즉, 일단 초기전압에 의하여 상기 마이컴(31)이 활성화되어 다수의 정전압이 발생되면, 본 고안은 상기 인버터부(40)에서 발생된 상기 다수의 정전압 중 어느 하나의 정전압(피드백전압)을 상기 피드백부(60)를 통해 다시 상기 제어부(30)로 피드백시킴으로써 마이컴의 활성전압으로 이용하고 있다. 이때, 본 고안의 일예는 DVD(차량용 전자장치)(90)의 구동에 필요한 전압 12V를 상기 피드백부(60)를 통해 상기 제어부(30)로 피드백시켜 상기 마이컴(31)의 활성화 전압으로 이용하고 있다.
마지막으로, 본 고안은 상기 피드백전압에 의하여 상기 제어부(30)가 안정적으로 상기 인버터부(40)를 PWM 제어함으로써 지속적으로 다수의 정전압 특히, DVD 구동용 정전압인 12V를 발생할 수 있게 되는 것이다(308).
한편, 상기와 같은 회로 구성 및 동작 과정에 의하는 경우라도, 인버터부(40)에 의해 발생된 전압은 다양한 원인들에 의하여 불안정해질 수 있으며, 이를 위해 본 고안은 상기 인버터부(40)에서 발생된 전압을 지속적으로 감지하기 위하여 감지부(70)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 고안은 상기 감지부(70)를 통해 감지된 감지정보를 상기 제어부(30)의 마이컴(31)이 수신하여 과전압 등의 여부를 판단하도록 하는 한편, 과전압 등의 결과 여부에 따라 상기 마이컴(31)이 상기 인버터부(40)를 PWM 제어하도록 함으로써, 과전압 등의 영향을 보정할 수 있도록 구성될 수 있다.
이상의 본 고안은 상기에서 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.
상술된 바와 같은 본 고안은, 사용자들이, 각기 다른 차량내부전압을 제공하는 차종에 상관없이 하나의 차량용 전자장치를 이용할 수 있다는 우수한 효과가 있다.
즉, 본 고안은, 사용자들이 하나의 차량용 전자장치를, 서로 다른 차량내부전원을 갖는 차량에 탑재하여 사용할 수 있도록 한다는 우수한 효과를 가지고 있다.
도 1 은 본 고안에 따른 정전압 발생장치의 일실시예 블럭도.
도 2 는 본 고안에 따른 정전압 발생장치의 일실시예 회로 구성도.
도 3 은 본 고안에 따른 정전압 발생장치의 동작 방법을 나타내는 일실시예 흐름도

Claims (5)

  1. 정전압 발생장치에 있어서,
    전원공급장치로부터 교류 전원을 공급받아 직류로 정류하기 위한 정류부(10);
    상기 정류부로부터 전원을 인가받아 초기전압을 발생하기 위한 초기전압 발생부(20);
    차량용 전자장치를 구동하기 위한 구동부(50);
    상기 정류부로부터 상기 초기전압 발생부를 거쳐 입력된 직류 전원을 스위칭 동작에 의하여 상기 구동부에 필요한 레벨의 직류 전원으로 변환하기 위한 인버터부(40);
    상기 초기전압 발생부에서 발생된 초기전압 또는 상기 인버터부에서 피드백된 피드백 전압에 의해 다양한 펄스폭을 갖는 펄스파를 발생하여 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어부(30); 및
    상기 인버터부의 구동전압을 상기 제어부로 피드백시키기 위한 피드백부(60)
    를 포함하는 정전압 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터부에서 발생된 구동전압의 변화를 감지하여 감지정보를 상기 제어부로 전송하기 위한 감지부(70)를 더 포함하되,
    상기 제어부(30)는,
    상기 감지부(70)를 통해 감지된 감지정보를 수신하여 과전압 여부를 판단한 후 과전압인 경우에는 상기 인버터부(40)를 제어하여 과전압의 영향을 보정하는 것을 특징으로 하는 정전압 발생장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(30)는 펄스폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation) 제어 방식을 이용하여 상기 인버터부(40)를 제어하는 것을 특징으로 하는 정전압 발생장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(30)는 마이컴(31)으로 구성될 수 있으며, 상기 초기전압 발생부(20) 또는 피드백부(60)에서 제공되는 7~36V에 의하여 활성화되는 것을 특징으로 하는 정전압 발생장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터부(40)는 플라이백 컨버터(41)로 구성되어 있어, 하나의 입력전압으로부터 다수의 구동전압을 발생하여 상기 구동부(50)로 전송하는 것을 특징으로 하는 정전압 발생장치.
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