KR20060114832A - 차량의 전원변환회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전원변환회로에 관한 것으로서, 특히 차량의 전원으로 사용되는 소정 전압을 갖는 입력전원을 변환, 출력하여 상기 입력전원과 다른 다양한 전압으로 동작하는 차량의 각 전자장치들에 해당 전압을 용이하게 공급할 수 있는 차량의 전원변환회로를 제공한다.

차량, 입력전원, 전원변환회로

Description

차량의 전원변환회로{POWER TRANSLATING CIRCUIT OF VEHICLE}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 전원변환회로를 보인 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

ACC-IN: 입력전압 D1: 역전압제어 다이오드

D2: 감지전압제어 제너다이오드 C1: 역전압제어 캐패시터

Q1: 제1트랜지스터 Q2: 제2트랜지스터

Q3: 제4트랜지스터 Q4: 제4트랜지스터

5V: 제1바이어스 전압 12V: 제2바이어스 전압

ACC-ON: 출력전압

본 발명은 차량의 전원변환회로에 관한 것으로서, 특히 차량의 전원으로 사 용되는 소정 전압을 갖는 입력전원을 변환, 출력하여 상기 입력전원과 다른 다양한 전압으로 동작하는 차량의 각 전자장치들에 해당 전압을 용이하게 공급할 수 있는 차량의 전원변환회로에 관한 것이다.

일반적으로 상용차(버스, 트럭 등) 전원은 +24V 직류전원을 이용한 전원장치를 사용하고, 승용차는 +12V 직류전원을 이용한 전원장치를 사용한다.

이때 승용차 기준으로 전원장치가 설계된 경우에 전원자체를 +24V 배터리에서 다운컨버터(Down Converter)를 통해 +12V로 공급받도록 설계할 수 있으나, ACC-ON과 같은 스위치 전원은 +24V를 필요로 하므로 +24V의 전원을 +12V로 변환하여 출력하는 회로가 별도로 필요한 문제점이 있었다.

또한 차량의 오디오 등 AV기기나 네비게이션(Navigation) 등과 같은 차량 장착용 전자장치들은 +12V전압 기준으로 설계되는 것이 일반적이므로 이러한 전자장치들을 차량에 장착하여 사용하기 위해서는 +24V의 배터리 전원을 변환하는 별도의 출력회로가 필요하다.

뿐만 아니라 상용차의 배터리 전원은 +24V 직류전원으로 공급되지만 겨울철과 같이 기온이 급격히 낮은 환경이나 배터리를 오래 사용하여 수명이 얼마남지 않은 경우에는 +24V의 출력이 나오지 않기 때문에 +16V ~ +24V의 출력값을 갖는 직류전원을 변환하여 +12V를 출력할 수 있는 회로가 요망된다.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 +24V의 입력전압을 +12V의 출력전압으로 변환할 수 있는 차량의 전원변환회로를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 +16V ~ +24V의 입력전압을 +12V의 출력전압으로 변환할 수 있는 차량의 전원변환회로를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 소정의 전압 값을 갖는 입력전압을 인가받아 특정한 전압 값을 갖는 출력전압을 안정적으로 얻을 수 있는 차량의 전원변환회로를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은:

입력전원이 소정전압 이상에서만 유효하게 입력되도록 입력전압의 최저 동작전압을 설정하는 제너다이오드와;

제1바이어스 전압에 의해 동작하며 상기 제너다이오드의 출력전압을 인가받아 연속적으로 활성화되도록 상기 제너다이오드의 출력측과 베이스가 연결된 NPN형 제1트랜지스터 및 상기 제1트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결된 NPN형 제2트랜지스터와;

베이스로 전류가 흐르면 특정출력전압으로 설정된 제2바이어스 전압을 안정적으로 이미터로 출력하는 PNP형 제4트랜지스터와;

상기 제2트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결되고 상기 제4트랜지스터의 베이스에 컬렉터가 연결되며, 상기 제2트랜지스터에 의해 활성화되어 상기 제2바이어스 전압에 의한 소정 전류를 컬렉터로 흐르게 하여 상기 제4트랜지스터를 활성화시 키는 NPN형 제3트랜지스터;로 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 전원변환회로를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로는:

상기 입력전원의 역류를 위해 상기 입력전원과 상기 제너다이오드 사이에 연결되는 다이오드와;

상기 제너다이오드에서 역류되는 최저 동작전압 미만의 전압을 충전 및 방전하는 캐패시터;를 더 구비함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로에 있어서 상기 제1바이어스 전압 및 상기 제2바이어스 전압은 차량의 배터리 전압을 각각 전압조정기에 의해 변환하여 인가함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로에 있어서 상기 최저 동작전압은 +16V 직류전압이고, 상기 특정출력전압은 +12V 직류전압임을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 전원변환회로를 보인 도면으로서, 도시된 바와 같이 +24V 입력전압(ACC-IN)을 +12V(ACC-ON) 출력전압으로 변환한다.

도 1의 입력전압은 차량에서 사용되는 배터리 전압인 +24V로 도시되어 있으나, 주변 기온에 따른 배터리 전압의 강하나 배터리의 수명 저하에 따른 출력전압의 강하에 따라 그 전압 값은 변동될 수 있는 것으로서, 특히 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로는 일정하지 않은 입력전압(ACC-IN)에 대응하여 일정한 출력전압(ACC-ON)을 제공하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 차량의 전원변환회로에 있어서 상기 입력전원(ACC-IN)은 제너다이오드(Zener Diode, D2)의 항복전압 미만의 전압 입력 시 되돌아오는 역전압을 위해 상기 입력전원(ACC-IN)과 상기 제너다이오드(D2) 사이에 다이오드(D1)를 구비한다.

또한 상기 제너다이오드(D2)에서 역류되는 최저 동작전압인 +16V 미만의 전압을 충전 및 방전하기 위한 캐패시터(C1)을 구비한다.

상기 제너다이오드(D2)의 항복전압 값인 +16V는 차량의 배터리 방전 시 +16V미만이면 동작을 수행하지 않도록 하고, 배터리 교체를 경보할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 항복전압 값이 상이한 제너다이오드(D2)를 사용하여 최저 동작전압을 용이하게 변경할 수 있다.

상기 제너다이오드(D2)를 통과한 소정 전압 값 이상의 입력전압은 제1트랜지스터(Q1)의 베이스 단자로 입력되어 상기 제1트랜지스터(Q1)를 활성화시키고, 활성화된 상기 제1트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자와 베이스 단자가 연결된 제2트랜지스터(Q2)가 또한 연속적으로 활성화 된다.

그리고 상기 제2트랜지스터(Q2)의 활성화에 따라 상기 제2트랜지스터(Q2)의 컬렉터 단자와 베이스 단자가 연결된 제3트랜지스터(Q3)가 활성화되고, 상기 제3트랜지스터(Q3)의 컬렉터 단자와 베이스 단자가 연결된 제4트랜지스터(Q4)를 활성화시킴으로써 최종적으로 상기 제4트랜지스터(Q4)의 이미터 단자로 특정출력전압인 +12V를 출력시킨다.

이때 상기 제1 및 제2 트랜지스터(Q1, Q2)와 제3 및 제4 트랜지스터(Q3, Q4)들을 각각 동작시키는 바이어스 전압(5V, 12V)은 차량의 배터리 전압을 각각 전압조정기에 의해 변환하여 인가된다.

한편 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1, 제2, 제3 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)들은 NPN형 트랜지스터이며 상기 제4 트랜지스터(Q4)는 PNP형 트랜지스터이다.

NPN형 트랜지스터인 상기 제1, 제2, 제3 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)들은 입력전압을 상기 제4 트랜지스터(Q4)로 스위칭하는 역할을 수행하며, PNP형 트랜지스터인 상기 제4 트랜지스터(Q4)는 배터리의 전압조정기로부터 인가되는 12V의 바이어스 전압을 전류제어 및 안정적인 전압으로 출력하기 위하여 사용된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로는 회로의 전압감지 부분인 제너다이오드(D2) 및 출력전압 부분인 바이어스 전압(12V)만 원하는 값으로 바꾸면 다른 전압의 출력을 얼마든지 얻을 수 있어 다양한 값의 직류전압을 공급할 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

특히 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로는 전압감지의 변동이 어려운 +12V용 DVD-Changer나 VCD-Changer 등의 ACC-ON 감지부분에 사용이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로는 후방감시 카메라(Back-View Camera)를 동작시키기 위한 R신호(Back-GIA신호) 입력 시 카메라 동작전압(+5V ~ +14V)을 발생시킬 수 있으므로 공급전압의 안정을 꾀할 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 차량의 전원변환회로는 승용차에 쓰이는 전압으로 설계된 Changer나 Charger, 네비게이터, 텔레메틱스 장치 등 외부 장착기기의 동작전압 또는 그 밖의 +12V ACC-ON 전압을 사용하는 장치로서 신규설계가 어려운 경우나 상용차 등에 적용하는 경우에 새롭게 추가되는 장치 한 곳에만 간편하게 적용함으로써 신규설계의 비용과 시간을 절감할 수도 있다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 소정의 전압 값 및 소정의 전압 변동 폭을 갖는 입력전압을 인가받아 특정한 전압 값을 갖는 출력전압을 안정적으로 얻을 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 회로의 전압감지 부분 및 출력전압 부분만 원하는 값으로 바꾸면 다른 전압의 출력을 얼마든지 얻을 수 있어 다양한 값의 직류전압을 공급할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 승용차에 쓰이는 전압으로 설계된 충전기나 네비게이터의 입력전압 또는 그 밖의 +12V ACC-ON 전압을 사용하는 장치로서 신규설계가 어려운 경우나 상용차 등에 적용하는 경우에 새롭게 추가되는 장치 한 곳에만 간편하게 적용함으로써 신규설계의 비용과 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 입력전원이 소정전압 이상에서만 유효하게 입력되도록 입력전압의 최저 동작전압을 설정하는 제너다이오드와;

   제1바이어스 전압에 의해 동작하며 상기 제너다이오드의 출력전압을 인가받아 연속적으로 활성화되도록 상기 제너다이오드의 출력측과 베이스가 연결된 NPN형 제1트랜지스터 및 상기 제1트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결된 NPN형 제2트랜지스터와;

   베이스로 전류가 흐르면 특정출력전압으로 설정된 제2바이어스 전압을 안정적으로 이미터로 출력하는 PNP형 제4트랜지스터와;

   상기 제2트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결되고 상기 제4트랜지스터의 베이스에 컬렉터가 연결되며, 상기 제2트랜지스터에 의해 활성화되어 상기 제2바이어스 전압에 의한 소정 전류를 컬렉터로 흐르게 하여 상기 제4트랜지스터를 활성화시키는 NPN형 제3트랜지스터;로 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 전원변환회로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 입력전원의 역류를 위해 상기 입력전원과 상기 제너다이오드 사이에 연결되는 다이오드와;

   상기 제너다이오드에서 역류되는 최저 동작전압 미만의 전압을 충전 및 방전 하는 캐패시터;를 더 구비함을 특징으로 하는 차량의 전원변환회로.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제1바이어스 전압 및 상기 제2바이어스 전압은,

   차량의 배터리 전압을 각각 전압조정기에 의해 변환하여 인가함을 특징으로 하는 차량의 전원변환회로.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 최저 동작전압은 +16V 직류전압이고, 상기 특정출력전압은 +12V 직류전압임을 특징으로 하는 차량의 전원변환회로.

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