KR200452302Y1 - 차량용 보조 전원 회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 전원장치로부터의 전원공급이 일시적으로 중단되었을 때에도 네비게이션에 지속적으로 전원을 공급해줄 수 있는 차량용 보조 전원 회로에 관한 것이다.

본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는 차량의 전원장치로부터 공급되는 전원을 입력받는 전원 입력부; 전원 입력부를 통해 입력받은 전압을 후단에 연결된 네이게이션에 적합한 전압으로 변환하여 출력하는 차량용 컨버터; 전원 입력부로부터 전압을 입력받아 배터리 충전을 위한 전압으로 변환하는 충전회로부; 충전회로부의 출력 전압을 입력받아 배터리를 충전하는 배터리부; 및 차량의 전원장치로부터의 전압 입력 유무에 따라 온/오프 동작되어 배터리를 방전 또는 충전시키는 출력회로부를 포함하되, 출력회로부의 후단에는 차량용 컨버터의 출력 전압과의 전압차를 이용하여 배터리 전압의 공급을 제어하기 위한 다이오드가 설치되는 것을 특징으로 한다.

차량 보조 전원, 네비게이션, 충전 회로, 배터리, 레귤레이터, PWM

Description

차량용 보조 전원 회로{Power supply circuit for car}

본 고안은 차량용 보조 전원 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량의 전원장치로부터의 전원공급이 일시적으로 중단되었을 때에도 네비게이션에 지속적으로 전원을 공급해줄 수 있는 차량용 보조 전원 회로에 관한 것이다.

네비게이션 장치는 GPS(Global Positioning System)로부터 수신한 정보를 이용하여 계산된 이동체의 현재 위치를 표시화면에 표시되는 지도상에 표시하여 주는 것으로, 자동차에 탑재되어 이동중인 차량의 현재 위치와 이동 속도 등을 확인하거나 이동 경로를 결정하기 위한 목적으로 널리 이용되고 있다.

일반적으로 네비게이션 장치는 차량 전원에 연결되어 사용되는데, 차량의 시동이 켜질 때 많은 전류가 소모되어 차량 내부의 배터리의 전압(12V)이 9V 이하로 떨어짐에 따라 일시적으로 전원이 꺼졌다가 다시 켜지게 되는 문제점이 있다.

가령, 네비게이션을 켜고 운전하다가 기름을 주유하기 위해 주유소에 들렀을 경우, 시동을 껐다가 다시 켜면 네비게이션도 꺼졌다가 다시 켜지게 되므로 길찾기와 같은 제품의 초기 동작을 처음부터 다시 수행해야 한다는 번거로움이 있었다.

이러한 문제점으로 인해, 종래에는 어댑터 내부의 콘덴서의 용량을 키워 사용하는 재부팅 방지회로가 개발되었는데, 이는 사용가능 시간이 길어야 2~3초에 불과하고, 그 부피가 기능에 비해 많이 차지하게 된다는 단점이 있어 제품의 실용화에 많은 어려움이 있었다.

한편, 국내등록실용신안공보 제440172호에는, 차량의 전원장치로부터 공급되는 전원을 입력받아 네비게이션 장치의 전원으로 사용하기 위한 차량전원 입력부와, 상기 차량전원 입력부로부터의 전원공급이 순간적으로 차단될 때 상기 네비게이션 장치에 계속적으로 전원을 공급하기 위해 입력 전원을 충전하는 비상전원 충전부와, 상기 차량전원 입력부로부터 공급되는 전원을 충전하고, 그 충전전원을 이용하여 후술할 출력전압 선택부의 출력전압 선택동작을 제어하는 출력전압 선택제어부와, 상기 출력전압 선택제어부에 의하여, 상기 차량전원 입력부로부터 전원이 공급될 때 이의 출력전압을 선택하고, 그 차량전원 입력부로부터의 전원공급이 순간적으로 차단될 때에는 상기 비상전원 충전부의 출력전압을 선택하여 출력하는 출력전압 선택부를 포함하여 구성되는 차량용 네비게이션 장치의 전원 공급 회로가 게시되어 있다.

상기와 같은 구성의 종래 차량용 네비게이션 장치의 전원 공급 회로는 재시동 시 네비게이션 장치가 재부팅되어 지리정보 서비스가 중단되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

그러나, 출력전압 선택부로 릴레이를 사용함에 따라, 불필요한 전자파 또는 스위치의 접촉에 따른 높은 요동전류의 발생으로 인해 다른 전자회로에 영향을 줄 수 있으며, 또한, 접점을 개폐하는 방식에 있어서 기계적으로 동작하기 때문에 고속 동작이 어려울 수 있다는 문제점이 있다.

본 고안은 차량의 배터리 전압이 떨어지더라도 어댑터에 연결된 차량용 전자제품은 계속 동작하도록 하는 차량용 보조 전원 회로를 구현하는 데에 있어, 다이오드의 순수 전압 차만을 이용하여 릴레이 없이 동작시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는 차량의 전원장치로부터 공급되는 전원을 입력받는 전원 입력부; 전원 입력부를 통해 입력받은 전압을 후단에 연결된 네이게이션에 적합한 전압으로 변환하여 출력하는 차량용 컨버터; 전원 입력부로부터 전압을 입력받아 배터리 충전을 위한 전압으로 변환하는 충전회로부; 충전회로부의 출력 전압을 입력받아 배터리를 충전하는 배터리부; 및 차량의 전원장치로부터의 전압 입력 유무에 따라 온/오프 동작되어 배터리를 방전 또는 충전시키는 출력회로부를 포함하되, 출력회로부의 후단에는 차량용 컨버터의 출력 전압과의 전압차를 이용하여 배터리 전압의 공급을 제어하기 위한 다이오드가 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 출력회로부는 배터리로부터 입력되는 전압을 상기 차량용 컨버터의 출력 전압보다 0.7V 낮게 출력하는 것이 바람직하다.

한편, 본 고안의 다른 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는 다이오드가 쇼트키 다이오드로 구성되고, 쇼트키 다이오드의 애노드 측에 연결되는 출력회로부는 배터리로부터 입력되는 전압을 차량용 컨버터의 출력 전압보다 0.3V 낮게 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 고안의 차량용 보조 전원 회로에 따르면, 차량의 시동을 켜거나 끌 때, 차량의 배터리 전압이 떨어지더라도 어댑터에 연결된 전자제품(네비게이션 등)의 동작을 지속시킬 수 있다는 효과가 있다.

게다가, 본 고안은 배터리 용량에 따라 전자기기의 사용 가능시간을 임의대로 조정할 수 있으며, 또한 다이오드의 순수 전압 차만을 이용하여 릴레이 없이 동작시킬 수 있다는 등의 추가적인 장점이 있다.

본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는 차량의 전원장치로부터 공급되는 전원을 입력받는 전원 입력부; 전원 입력부를 통해 입력받은 전압을 후단에 연결된 네이게이션에 적합한 전압으로 변환하여 출력하는 차량용 컨버터; 전원 입력부로부터 전압을 입력받아 배터리 충전을 위한 전압으로 변환하는 충전회로부; 충전회로부의 출력 전압을 입력받아 배터리를 충전하는 배터리부; 및 차량의 전원장치로부터의 전압 입력 유무에 따라 온/오프 동작되어 배터리를 방전 또는 충전시키는 출력회로부를 포함하되, 출력회로부의 후단에는 차량용 컨버터의 출력 전압과의 전압차를 이용하여 배터리 전압의 공급을 제어하기 위한 다이오드가 설치되는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하고, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 고안에 따른 차량용 보조 전원 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는 전원 입력부(10), 충전회로부(20), 배터리부(30) 및 출력회로부(40)를 포함하여 구성된다.

전원 입력부(10)를 통해 차량의 전원이 들어오면, B 지점에는 일정한 전압이 출력된다. 이때, 차량의 전원으로는 일반적으로 12V 또는 24V의 전압이 입력되고, 이 입력 전압은 차량용 컨버터(2)를 거쳐 5V 또는 12V로 변환되어 출력된다.

이처럼, 차량 전원으로부터 입력된 전압을 네비게이션의 구동에 적합한 전압으로 변환하여 출력해주는 차량용 컨버터(2)는 PWM IC(U1), p채널 FET(Q2) 및 인덕터(L1)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, PWM IC(U1)는 입력 전압 또는 출력 전류가 변화되는 것을 감지하여 항상 일정한 전압이 출력될 수 있도록 해주고, p채널 FET(Q2)는 인덕터(L1) 및 다이오드와 더불어 입력 DC 전압을 펄스 형태로 바꾸는 동작과, 이를 다시 DC 전압으로 변환시키는 기능을 수행하게 된다.

이처럼 차량용 컨버터(2)에 의해 변환된 전압은 네비게이션의 구동에 사용된다.

한편, 본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는, 평상시 전자기기(네비게이션)의 구동을 위해 차량용 컨버터(2)로 입력되는 전압을 이용하여 별도 의 배터리 충전에 사용할 수 있다. 이때, 사용되는 전압은 차량용 컨버터(2)를 거치지 않은 A지점의 전압을 이용하게 된다.

이때, 입력 전압은 배터리 충전에 앞서, PWM IC(U3)로 구성된 충전회로부(20)에 의해 배터리 충전이 가능한 전압(가령, 8.4V)으로 변환되는 것이 바람직하다.

여기서, 배터리는 배터리부(30)에 구비된 단자에 연결되어 평상시에는 차량의 전원을 입력받아 충전을 수행하다가, 추후 차량으로부터의 전원 공급이 중단되면 충전된 전압을 네비게이션에 공급하는 기능을 수행하게 된다.

즉, 차량으로부터 전원 공급이 중단되어 A지점의 전압이 낮아지거나 없어지게 되면 그 순간 B지점의 전압이 떨어지게 되는데, 이때, 배터리부(30)의 충전된 배터리를 동작시켜, B지점의 전압이 떨어지지 않고 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해, 본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는 차량용 컨버터(2)로부터 출력되는 B지점의 전압이 출력회로부(40)의 후단에 설치된 다이오드(D2)의 애노드 전압보다 0.7V 가량 높게 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 출력회로부(40)는 배터리의 전압이 일정하게 출력되도록 하는 것으로 레귤레이터 IC(U9)를 포함하여 구성된다.

이러한 출력회로부(40)는 레귤레이터 IC(U9)의 온/오프 동작 여부를 결정하는 핀(가령, 4번 핀)을 L2의 1번 핀에 연결된 FET(Q3)와 연결시킴으로써, 배터리 충전 시에는 동작하지 않도록 하고, 입력 전압이 끊어지게 되면 동작되도록 구성할 수 있다.

예컨데, B지점이 5.7V로 동작하고 있을 때, 다이오드(D2)의 애노드 전압이 5V이면, 전류는 다이오드(D2)를 통하여 흐르지 않고, 차량용 컨버터(2)로만 동작하게 된다. 이후, 차량 전원의 공급 중단으로 인해 입력 전압이 없어지게 되면 차량용 컨버터(2)는 동작하지 않게 되고, 다이오드(D2)의 애노드 전압은 그대로 다이오드(D2)를 통해 흐르게 된다.

이처럼 본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로는 0.7V의 전압차만 유지되면 릴레이 없이도 배터리 회로로의 전환이 가능하다. 이때, 다이오드(D2)에 쇼트키 다이오드가 적용되는 경우에는 0.3V의 전압차만 유지되어도 전환이 가능하다.

이 외에도, B지점의 전압이 떨어지지 않도록 유지하는 시간은 적용되는 배터리 및 전자기기의 용량 등에 따라 결정될 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

도 1은 종래 내부의 콘덴서 용량을 키운 어댑터를 네비게이션에 적용한 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 차량용 보조 전원 회로의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 고안에 따른 차량용 보조 전원 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전원 입력부 20 : 충전회로부

30 : 배터리부 40 : 출력회로부

Claims (3)

1. 차량의 전원장치로부터 공급되는 전원을 입력받는 전원 입력부;

   상기 전원 입력부를 통해 입력받은 전압을 후단에 연결된 네이게이션의 동작전원의 전압으로 변환하여 출력하는 차량용 컨버터;

   상기 전원 입력부로부터 전압을 입력받아 하기의 배터리 충전을 위한 전압으로 변환하는 충전회로부;

   상기 충전회로부의 출력 전압을 입력받아 배터리를 충전하는 배터리부; 및

   상기 차량의 전원장치로부터의 전압 입력 유무에 따라 온/오프 동작되어 상기 배터리를 방전 또는 충전시키는 출력회로부; 및

   상기 출력회로부의 후단에는 상기 차량용 컨버터의 출력 전압과의 전압차를 이용하여 배터리 전압의 공급을 제어하기 위한 다이오드를 포함하되,

   상기 출력회로부는 배터리로부터 입력되는 전압을 상기 차량용 컨버터의 출력 전압보다 0.7V 낮게 출력하며, 상기 다이오드는 쇼트키 다이오드로 구성되고, 상기 쇼트키 다이오드의 애노드 측에 연결되는 상기 출력회로부는 배터리로부터 입력되는 전압을 상기 차량용 컨버터의 출력 전압보다 0.3V 낮게 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 보조 전원 회로.
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