KR200389569Y1 - 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 고안에서는 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터가 게시된다. 본 고안의 차량용 직류-직류 컨버터는 차량의 교류 발전기에서 발생된 교류 전압을 입력받는 교류-직류 컨버터를 통해 출력되는 제1 직류 전압을 안정된 소정의 전압 레벨을 갖는 제2 직류 전압으로 변환하여 출력한다. 직류-직류 컨버터로부터 출력되는 제2 직류 전압은 휴대용 전자 장치로 제공된다. 직류-직류 컨버터는 차량의 교류 발전기로부터 발생되는 노이즈가 접지를 통하여 휴대용 전자 장치로 전달되는 것을 방지하기 위하여 입력단과 출력단의 접지가 분리된 구조를 갖는다. 또한 직류-직류 컨버터는 펄스폭 변조 제어 방식으로 직류-직류 변환이 이루어짐으로써, 안정된 전압을 휴대용 전자 장치로 제공한다.

Description

차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터{AUTOMOBILE DC-DC CONVERTER HAVING AUTOMOBILE NOISE FILTER FUNCTION}

본 고안은 차량용 직류-직류 컨버터에 관한 것으로, 구체적으로는 차량의 교류 발전기측에서 발생되는 노이즈가 차량에 탑재되는 각종 휴대용 전자 장치로 전달되는 것을 방지할 수 있는 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 교류 발전기가 장착된다. 차량용 교류 발전기는 차량에 탑재된 충전 배터리의 충전 전원과 기타 여러 전자 장치들의 동작 전원으로 사용된다. 교류 발전기로부터 발전된 전원은 교류-직류 컨버터를 통해 직류로 정류되어 공급된다. 현재, 일반 승용차의 경우 12V 직류 전압을 공급하며, 일반 화물차의 경우에는 24V의 직류 전압을 공급하고 있다. 일반적으로 차량에서 사용자를 위해 공급되는 전원은 시거잭을 통하여 제공되며, 사용자는 휴대용 전자 장치를 시거잭에 연결하여 차량에서 사용하게 된다.

시거잭으로부터 제공되는 전원은 차량이 시동되기 전에는 충전 배터리로부터 제공되지만, 차량이 시동되고 난 후에는 교류 발전기를 통해 공급된다. 그 이유는 충전 배터리의 불필요한 방전을 방지하고, 충전 배터리를 충전하기 위한 것이다. 그런데, 교류 발전기로부터 제공되는 전원은 교류 발전기에서 발생되는 노이즈 때문에 시거잭으로부터 제공되는 전원을 동작 전원으로 사용하게 되는 전자 장치에 전원 입력과 함께 노이즈도 입력된다. 이에 대한 해결 방안으로 종래에는 차량에 고정 탑재되는 전자 장치 예를 들어, 차량용 오디오 장치는 차량에 직접 접지를 연결하여 해결하는 방식을 사용하고 있다.

한편, 차량 보급의 증가와 더불어 휴대용 텔레비전, PDA, 네비게이터, 동영상 플레이어 등을 차량에 장착하여 사용하는 경우가 증가되고 있다. 그런데, 차량에서 제공되는 전원은 전술한 바와 같이 교류 발전기에서 발생되는 노이즈가 포함되어 있음으로 차량으로부터 전원을 공급받아 동작 시키는 각종 휴대용 전자장치들에 노이즈가 입력되어 제품의 성능을 저하시키는 문제점이 발생하고 있다. 더욱이, 차량의 RPM이 올라갈수록 교류 발전기에서 발생되는 노이즈가 증가하여 심한 경우 제품이 오동작하거나 심각하게 성능이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 노후된 차량의 경우에는 노이즈 문제뿐만 아니라 교류 발전기에서 발생되는 전압이 불안정하여 정상적으로 안정된 직류 전압을 공급하지 못하는 문제점도 발생하게 된다.

본 고안은 상술한 차량용 교류 발전기에서 발생되는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 차량용 교류 발전기에서 발생되는 노이즈가 차량에 장착되는 휴대용 전자 장치들로 전달되는 것을 방지함과 아울러 안정적인 직류 전압을 제공할 수 있는 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일면은 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터에 관한 것이다. 본 고안의 차량용 직류-직류 컨버터는: 교류-직류 컨버터를 통해 출력되는 제1 직류 전압을 일차측의 일단으로 입력 받는 트랜스포머; 트랜스포머의 일차측 타단과 제1 접지 사이에 연결된 스위칭부; 트랜스포머의 이차측에 연결되어 트랜스포머를 통해 전달되는 유도 전압으로부터 교류 성분을 제거하여 소정의 전압 레벨을 갖는 제2 직류 전압을 출력하며 제2 접지에 연결된 정류부; 정류부로부터 출력되는 제2 직류 전압을 궤환 신호로 입력받아 소정의 기준 전압과 비교하여 궤환 제어 신호를 출력하며 제2 접지에 연결되는 궤환제어부; 궤환제어부의 출력단에 발광부가 연결되고, 수광부의 일단이 제1 접지에 연결된 포토커플러; 및 포토커플러의 수광부를 통해 궤환 제어 신호를 입력받고, 그에 따라 펄스 폭 변조된 스위칭 제어 신호를 스위칭부로 입력하여 트랜스포머를 통해 전달되는 유도 전압을 일정 레벨로 유지시키는 펄스폭 변조 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 스위칭부는 전계 효과 트랜지스터로 구성되며, 상기 트랜스포머의 일차측 입력단에는 과전류 보호를 위한 퓨즈가 연결된다.

본 고안과 본 고안의 동작상의 이점 및 본 고안의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 고안의 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터의 차량에서의 전기적 연결 구조를 블록도이다. 도 1을 참조하여, 본 고안의 차량용 직류-직류 컨버터(30)는 차량의 교류 발전기(10)에서 발생된 교류 전압을 입력받는 교류-직류 컨버터(20)를 통해 출력되는 제1 직류 전압을 안정된 소정의 전압 레벨을 갖는 제2 직류 전압으로 변환하여 출력한다.

직류-직류 컨버터(30)로부터 출력되는 제2 직류 전압은 예를 들어, 차량의 시거잭을 통하여 연결된 휴대용 전자 장치(40)로 제공된다. 특히, 본 고안의 직류-직류 컨버터(30)는 차량의 교류 발전기(10)로부터 발생되는 노이즈가 접지를 통하여 휴대용 전자 장치(40)로 전달되는 것을 방지하기 위하여 입력단과 출력단의 접지가 분리된 구조를 갖는다. 또한 안정된 전압을 출력하기 위하여 펄스폭 변조 방식으로 직류-직류 변환이 이루어진다.

도 2는 본 고안의 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터의 상세 회로 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하여, 본 고안의 직류-직류 컨버터(30)는 크게 트랜스포머(35), 정류부(36), 궤환제어부(37), 포토커플러(38), 펄스폭 변조 제어부(33) 및, 스위칭부(34)로 구성된다.

트랜스포머(35)는 교류-직류 컨버터(20)를 통해 출력되는 제1 직류 전압을 일차측의 일단으로 입력 받는다. 트랜스포머(35)의 일차측 입력단에는 과전류 보호를 위한 퓨즈(32)와 교류-직류 컨버터(20)와 연결되는 제1 커넥터(31)가 연결된다.

스위칭부(34)는 트랜스포머(35)의 일차측 타단과 제1 접지(GND1) 사이에 연결된다. 스위칭부(34)는 예를 들어, 전계 효과 트랜지스터로 구성될 수 있다. 정류부(36)는 트랜스포머(35)의 이차측에 연결되어 트랜스포머(35)를 통해 전달되는 유도 전압으로부터 교류 성분을 제거하여 소정의 전압 레벨을 갖는 제2 직류 전압을 출력한다. 제2 직류 전압은 제2 커넥터(39)를 통해서 휴대용 전자 장치(40)로 제공된다. 제2 커넥터(39)는 예를 들어 시거잭으로 구성될 수 있다.

궤환제어부(37)는 정류부(36)로부터 출력되는 제2 직류 전압을 궤환 신호로 입력받아 소정의 기준 전압과 비교하여 궤환 제어 신호를 출력한다. 포토커플러(38)는 궤환제어부(37)의 출력단에 발광부(38a)가 연결된다. 그리고 수광부(38b)의 일단은 제1 접지(GND1)에 연결된다.

펄스폭 변조 제어부(33)는 포토커플러(38)의 수광부(38b)를 통해 궤환 제어 신호를 입력받고, 그에 따라 펄스 폭 변조된 스위칭 제어 신호를 스위칭부(34)로 입력한다. 스위칭부(34)는 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 하여 트랜스포머(35)를 통해 전달되는 유도 전압이 일정 레벨로 유지되도록 한다.

이상과 같은 구성을 갖는 직류-직류 컨버터(30)는 참조부호 40으로 지시된 점선으로 분리한 것과 같이 트랜스포머(35)의 일차측과 이차측 그리고 포터커플러(38)의 수광부(38b)와 발광부(38a)를 사이에 두고 제1 접지(GND1)와 제2 접지(GND2)로 분리된 절연 구조를 갖는다.

즉, 참조번호 42로 표시된 화살표 영역에 위치한 제1 커넥터(31)의 접지단자, 트랜스포머(35)의 일차측, 스위칭부(34), 펄스폭 변조 제어부(33) 및 포토커플러(38)의 수광부(38b)는 제1 접지(GND1)로 연결된다. 그리고 참조부호 44로 표시된 화살표 영역에 위치한 트랜스포머(35)의 이차측, 정류부(36), 제2 커넥터(39)의 접지단자 및, 궤환제어부(37)는 제2 접지(GND2)로 연결된다.

이와 같이 본 고안의 직류-직류 컨버터(30)는 입력측과 출력측이 제1 접지(GND1)와 제2 접지(GND2)로 분리된 접지 구조를 갖게 됨으로 종래와 같이 차량의 교류 발전기(10)로부터 발생되는 노이즈가 접지를 통해 전달되는 것을 방지한다. 또한 펄스폭 변조 방식으로 직류-직류 변환이 이루어짐으로 안정된 출력 전압을 유지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같은 본 고안의 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터에 의하면, 입력측 접지와 출력측 접지를 포토커플러를 이용하여 분리된 구조를 갖도록 함으로서 차량의 교류 발전기에서 발생되는 노이즈가 접지를 통해 휴대용 전자 장치로 전달되는 것을 방지한다. 또한 펄스폭 변조 제어 방식에 의해 직류-직류 변환을 수행함으로 안정적인 직류 전압을 휴대용 전자 장치로 제공하게 된다.

본 고안의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 본 고안의 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터의 차량에서의 전기적 연결 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2는 본 고안의 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터의 상세 회로 구성을 보여주는 블록도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 교류 발전기 20: 교류-직류 컨버터

30: 직류-직류 컨버터 31, 39: 커넥터

32: 퓨즈 33: PWM 제어부

34: 스위칭부 35: 트랜스포머

36: 정류부 37: 궤환제어부

38: 포토커플러 40: 휴대용 전자 장치

Claims (3)

1. 차량의 교류 발전기에서 발생된 교류 전압을 입력받는 교류-직류 컨버터를 통해 출력되는 제1 직류 전압을 안정된 소정의 전압 레벨을 갖는 제2 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터에 있어서:

   교류-직류 컨버터를 통해 출력되는 제1 직류 전압을 일차측의 일단으로 입력 받는 트랜스포머;

   트랜스포머의 일차측 타단과 제1 접지 사이에 연결된 스위칭부;

   트랜스포머의 이차측에 연결되어 트랜스포머를 통해 전달되는 유도 전압으로부터 교류 성분을 제거하여 소정의 전압 레벨을 갖는 제2 직류 전압을 출력하며 제2 접지에 연결된 정류부;

   정류부로부터 출력되는 제2 직류 전압을 궤환 신호로 입력받아 소정의 기준 전압과 비교하여 궤환 제어 신호를 출력하며 제2 접지에 연결되는 궤환제어부;

   궤환제어부의 출력단에 발광부가 연결되고, 수광부의 일단이 제1 접지에 연결된 포토커플러;

   포토커플러의 수광부를 통해 궤환 제어 신호를 입력받고, 그에 따라 펄스 폭 변조된 스위칭 제어 신호를 스위칭부로 입력하여 트랜스포머를 통해 전달되는 유도 전압을 일정 레벨로 유지시키는 펄스폭 변조 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는 전계 효과 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터.
3. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머의 일차측 입력단에는 과전류 보호를 위한 퓨즈가 연결된 것을 특징으로 하는 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터.