KR20080025946A - 자동차용 전원 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 전원 제어회로에 관한 것으로서, 2자동차용 전원 제어회로는 2개의 배터리로 알터네이터 및 ABS 시스템으로 제1, 2 소정 전을 공급되도록 함으로써 전체 중량 및 제조 원가를 감소시키고, 알터네이터 및 ABS 시스템으로 부하의 변동에 의한 전압을 정전압 및 정전류 제어부를 통해 안정된 제1, 2 소정 전압을 공급함으로써, 사용자의 편의 및 안정성, 상품성을 향상시키며, 컨버터 내의 온도 변화에 따라 인덕터에 저장된 제1 전류와 가변되는 정전류 설정치를 비교함으로써, 과부하에 의한 과전압이 공급되지 않도록 함으로써 내열에 의한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

정전압, 정전류, ABS 시스템, 온도, 기준 전류값, 가변 전류값

Description

자동차용 전원 제어회로{The car battery equalizer connection protection circuit}

도 1 은 종래 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로를 나타내는 블록도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로의 구성에 대한 제1 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로의 구성에 대한 제1 실시예를 나타내는 회로도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로의 구성에 대한 제1 실시예에 따른 정전류 제어부를 나타내는 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 전원부 20: 제1 배터리

30: 제2 배터리 40: 컨버터

42: 제1 트랜지스터 44: 인덕터

46: 다이오드 47: 저항

49: 커패시터 50: 제1 스위치

52: 제2 스위치 60: 정전류 제어부

70: 정전압 제어부 80: 컨트롤부

82: 선택부

본 발명은 자동차용 전원 제어회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알터네이터와 ABS 시스템의 동작 전압을 2개의 배터리로 온도 변화에 상관없이 일정하게 공급하고, 제1, 2 배터리 중 적어도 하나에 과부하로 인한 과전압이 저장되지 않도록 하는 자동차용 전원 제어회로에 관한 것이다.

도 1 은 종래 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로를 나타내는 블록도이다.

도 1 을 참조하면, 제1 배터리(1), 제1 배터리(1)와 직렬 연결되는 제2 배터리(2), 제2 배터리(2)와 연결되어 제1 소정 전압이 출력되도록 하는 부하(3), 상기 제1 소정 전압을 기초하여 동작하는 알터네이터(ALT, 4), 상기 제1 소정 전압을 검출하여 제2 소정 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터(5), 상기 제2 소정 전압을 저장하는 제3 배터리(6), 및 상기 제2 소정 전압으로 동작하는 ABS 시스템(7)을 포함한다.

그러나, 종래 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로는 알터네이터와 ABS 시스템의 동작 전압이 상이하여 각각으로 공급되는 3개의 배터리를 사용하여 제조 원가 및 중량이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 종래 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로는 ABS 시스템이 순간적으로 큰 전류가 소모되고, 연속적으로 동작됨으로써 제3 배터리에 저장된 제2 소정 전압 이 소모되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 알터네이터와 ABS 시스템의 동작 전압을 2개의 배터리로 일정하게 공급하는 자동차용 전원 제어회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로는, 제1 소정 전압을 저장하는 제1 배터리와, 상기 제1 배터리와 직렬 연결되고 제2 소정 전압을 저장하는 제2 배터리와, 상기 제1, 2 소정 전압에 기초되는 교류 전원을 공급하는 전원부와, 상기 제1, 2 소정 전압을 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터와 상기 제1, 2 배터리 사이에 연결되는 제1, 2 스위치와, 상기 컨버터에 저장된 전류가 일정하도록 제1 신호를 출력하는 정전류 제어부와, 상기 컨버터로부터 출력되는 상기 제2 소정 전압과 상기 교류 전압과 비교하여 제2 신호를 출력하는 정전압 제어부 및 상기 제1, 2 신호를 기초하여, 상기 컨버터로 제어신호를 출력하는 컨트롤부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 2 는 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로의 구성에 대한 제1 실시예를 나타내는 블록도이고, 도 2 은 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로의 구성에 대한 제1 실시예를 나타내는 회로도이다.

도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로는 전원부(10), 제1 배터리(20), 제2 배터리(30), 컨버터(40), 제1, 2 스위치(50, 52), 정 전류 제어부(60), 정전압 제어부(70) 및 컨트롤부(80)을 포함한다.

전원부(10)는 제1, 2 배터리(20, 30)에 제1 소정 전압 및 제2 소정 전압이 저장되도록 교류 전원을 공급한다.

제1, 2 배터리(20, 30)는 상기 제1, 2 소정 전압을 저장하고 알터네이터(22), 및 ABS 시스템(32)에 상기 제1, 2 소정 전압을 공급한다.

컨버터(40)는 게이트(Gate)로 인가되는 컨트롤부(80)의 제어 신호에 의해 스위칭 온/오프 되어 드레인(Drain)과 연결된 전원부(10)의 상기 교류 전원을 공급하는 제1 트랜지스터(42), 제1 트랜지스터(42)의 소오스(Source)와 연결된 접점에 일단이 연결되어 상기 교류 전원의 제1 전류를 저장하는 인덕터(44), 상기 접점과 역방향으로 연결되고, 제1 트랜지스터(42)가 스위칭 오프 되면 인덕터(44)에 저장된 상기 제1 전류에 대한 전압을 피드백 시키는 다이오드(46), 인덕터(44)의 타단과 연결되어 제2 소정 전압을 출력하는 제1 저항(47) 및 제1 저항(47)과 일단이 연결되고, 상기 제2 소정 전압을 저장하는 커패시터(49)를 포함한다.

제1 스위치(50)는 제1 트랜지스터(42) 및 전원부(10)가 소오스(Source)와 병렬 연결되고, 제1 배터리(20)와 드레인(Drian)이 연결된다.

여기서, 제1 스위치(50)는 n-채널 전계효과 트랜지스터이며, 상기 제1 소정 전압을 제1 배터리(20)로 공급하거나 차단한다.

제2 스위치(60)는 커패시터(49)의 타단과 소오스(Source)와 연결되고, 제2 배터리(30)와 드레인(Drian)이 연결된다. 또한, 제2 스위치(60)는 p-채널 전계효과 트랜지스터이며, 상기 제2 소정 전압을 제2 배터리(30)로 공급하거나 차단한다.

여기서, 제1, 2 스위치(50, 60)는 제1, 2 배터리(20, 30)가 알터네이터 및 ABS 시스템의 오접속을 방지한다.

정전류 제어부(60)는 기준 전류값을 출력하는 기준 전류부(62)와, 컨버터(40) 내의 온도가 증가하는 경우, 전압을 떨어뜨려 공급하여 가변 전류값을 출력하는 가변 전류부(64)를 포함한다.

정전류 제어부(60)는 상기 제1 전류를 검출하여 정전류 설정치와 비교 후, 상기 제1 전류가 상기 정전류 설정치와 동일하게 되도록 제1 신호를 출력한다. 여기서, 정전류 제어부(60)는 상기 제1 신호를 컨트롤부(80)로 공급한다.

즉, 정전류 제어부(60)는 인덕터(44)에 저장된 상기 제1 전류를 검출하여 상기 정전류 설정치과 비교하여 오차가 제로가 되도록 하고, 오차가 제로가 되지 않을 경우에 상기 제1 신호를 출력한다.

여기서, 정전류 제어부(60)의 상기 정전류 설정치는 상기 기준 전류값과 상기 가변 전류값의 합성 전류값이다.

따라서, 정전류 제어부(60)는 상기 기준 전류값과 상기 가변 전류값의 합성 전류값이 상기 정전류 설정치를 컨트롤부(80)로 출력한다.

정전압 제어부(70)는 상기 제2 소정 전압을 검출하여 상기 교류 전원과 비교 후 상기 제2 소정 전압과 상기 교류 전원의 비율이 소정치 이상인 경우, 상기 제2 신호를 출력한다.

즉, 정전압 제어부(70)는 제2 배터리(30)에 공급되는 상기 제2 소정 전압을 검출하고, 상기 제2 소정 전압이 상기 교류 전원의 소정치 이상 되면 컨트롤부(80) 로 상기 제2 신호를 공급한다.

여기서, 상기 소정치는 상기 제2 소정 전압이 상기 교류 전원과의 비율로써, 상기 교류 전원의 1/2 이상인 경우에 상기 제2 신호를 생성한다.

컨트롤부(80)는 상기 제1, 2 신호 중 하나가 입력되는 경우, 컨버터(40)의 제1 트랜지스터(42)의 게이트로 상기 제어 신호를 공급한다. 여기서, 컨트롤부(80)는 상기 제1, 2 신호를 선택하는 선택부(82)를 포함한다.

선택부(82)는 상기 제1, 2 신호에 기초하여 동작하는 스위치 수단이며, 컨트롤부(80)로 상기 제1, 2 신호 중 하나를 전달한다.

따라서, 컨트롤부(80)는 상기 제1, 2 신호 중 하나가 입력되면, 제1 트랜지스터(42)의 게이트로 상기 제어 신호를 전달하여, 제1, 2 배터리(20, 30)에 제1, 2 소정 전압으로 저장되도록 하고, 상기 제1, 2 전류도 정전류가 전달되도록 제어한다.

그리고, 제1, 2 배터리(20, 30)는 저장된 상기 제1, 2 소정 전압을 알터네이터(22) 및 ABS 시스템(32)으로 정전압, 정전류가 공급되어 과부하 및 구동 전압을 일정하게 공급할 수 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로의 구성에 대한 제1 실시예에 따른 정전류 제어부를 나타내는 회로도이다.

도 4 는 도 3 의 정전류 제어부(60)를 상세히 나타낸 회로도이며, 도 4 를 참조하면, 정전류 제어부(60)는 기준 전류부(62)와 가변 전류부(64)를 포함한다.

기준 전류부(62)는 기준 전압을 공급하는 제1 전압(V1), 제1, 2 저항(R1, R2)를 포함하고, 가변 전류부(64)는 가변 전압을 공급하는 제2 전압(V2), 제3 저항(R3)을 포함한다.

여기서, 기준 전류부(62)와 가변 전류부(64)는 접점 A로 연결되어, 정전류 설정치를 출력한다.

즉, 기준 전류부(62)는 일정한 기준 전압을 공급하는 제1 전압(V1)과, 제1, 2 저항(R1, R2)에 의해 기준 전류값을 출력하고, 상기 기준 전류값은 상기 기준 전압을 제2 저항(R2)에 인가되는 전압의 전류값이다.

또한, 가변 전류부(64)는 컨버터(40) 내의 온도에 기초하여, 가변 전압을 공급하는 제2 전압(V2)와, 제2 전압(V2)을 통해 상기 가변 전압이 공급되고, 제1 저항(R1)과 연결되는 제3 저항(R3)를 포함한다.

따라서, 가변 전류부(64)는 온도가 상승하는 경우, 상기 가변 전압을 떨어뜨려 제3 저항(R3)으로 공급하여 상기 가변 전류값을 출력한다.

즉, 기준 전류부(62)는 상기 접점 A로 제1, 2 저항(R1, R2)의 병렬 합성 저항에 따른 기준 전류값이 인가되고, 가변 전류부(64)는 상기 접점 A로 제3 저항(R3)에 인가되는 가변 전류값을 인가한다.

그리고, 정전류 제어부(60)는 상기 기준 전류값과 상기 가변 전류값의 합성 전류값인 상기 정전류 설정치와 컨버터(40)의 인덕터(44)에 저장된 제1 전류와 비교하여 오차가 제로가 되도록 하고, 오차 범위가 제로 이상인 경우 제1 신호를 컨트롤부(80)로 출력한다.

따라서, 컨트롤러(80)는 상기 제1 신호에 의해 정전류 제어를 하도록 하고, 과부하에 의한 과전압이 제2 배터리(30)로 공급되지 않도록 제어한다.

따라서, 본 발명의 자동차용 전원 제어회로는 제1, 2 배터리(20, 30)를 사용함으로써 중량 및 제조 원가를 감소할 수 있으며, 제1, 2 배터리(20, 30)로 공급되는 제1, 2 소정 전압이 급격히 변동되는 부하에 의해 변동되지 않도록 정전압 및 정전류로 제어함으로써 일정한 전압을 알터네이터 및 ABS 시스템으로 공급하여 전체적으로 안정된 전원 제어회로를 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 자동차용 전원 제어회로는 가변 전류부에 제3 저항을 일반적인 소자로 표현하였으나, 온도 변화에 따라 저항값이 가변되는 써미스터 또는 온도에 따른 가변 특성이 있는 소자들을 사용 가능할 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의한 자동차용 전원 제어회로는 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로는 2개의 배터리로 알터네이터 및 ABS 시스템으로 제1, 2 소정 전을 공급되도록 함으로써 전체 중량 및 제조 원가를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로는 알터네이터 및 ABS 시스템으로 부하의 변동에 의한 전압을 정전압 및 정전류 제어부를 통해 안정된 제1, 2 소정 전압을 공급함으로써, 사용자의 편의 및 안정성, 상품성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전원 제어회로는 컨버터 내의 온도 변화에 따라 인덕터에 저장된 제1 전류와 가변되는 정전류 설정치를 비교함으로써, 과부하에 의한 과전압이 공급되지 않도록 함으로써 내열에 의한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 제1 소정 전압을 저장하는 제1 배터리;

   상기 제1 배터리와 직렬 연결되고 제2 소정 전압을 저장하는 제2 배터리;

   상기 제1, 2 소정 전압에 기초되는 교류 전원을 공급하는 전원부;

   상기 제1, 2 소정 전압을 출력하는 컨버터;

   상기 컨버터와 상기 제1, 2 배터리 사이에 연결되는 제1, 2 스위치;

   상기 컨버터에 저장된 전류가 온도에 따라 가변되는 정전류 설정치와 비교하여 오차범위가 일정하도록 제1 신호를 출력하는 정전류 제어부;

   상기 컨버터로부터 출력되는 상기 제2 소정 전압과 상기 교류 전압과 비교하여 제2 신호를 출력하는 정전압 제어부; 및

   상기 제1, 2 신호를 기초하여, 상기 컨버터로 제어신호를 출력하는 컨트롤부를 포함하는 자동차용 전원 제어회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨버터는,

   게이트(Gate)로 인가되는 상기 제어신호에 의해 스위칭 온/오프 되어 드레인(Drain)과 연결된 상기 전원부의 상기 교류 전원을 공급하는 제1 트랜지스터;

   상기 제1 트랜지스터의 소오스(Source)와 연결된 접점에 일단이 연결되어 상기 교류 전원의 제1 전류를 저장하는 인덕터;

   상기 접점과 역방향으로 연결되고, 상기 제1 트랜지스터가 스위칭 오프되면 상기 인덕터에 저장된 상기 제1 전류에 대한 전압을 피드백 시키는 다이오드;

   상기 인덕터의 타단과 연결되어 제2 소정 전압을 출력하는 제1 저항; 및

   상기 제1 저항과 일단이 연결되고, 상기 제2 소정 전압을 저장하는 커패시터를 포함하는 자동차용 전원 제어회로.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 스위치는,

   상기 제1 트랜지스터 및 상기 전원부가 소오스(Source)와 연결되고, 상기 제1 배터리와 드레인(Drian)이 연결되는 자동차용 전원 제어회로.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 스위치는,

   n-채널 전계효과 트랜지스터 인 자동차용 전원 제어회로.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 스위치는,

   상기 커패시터의 타단과 소오스(Source)와 연결되고, 상기 제2 배터리와 드레인(Drian)이 연결되는 자동차용 전원 제어회로.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 스위치는,

   p-채널 전계효과 트랜지스터 인 자동차용 전원 제어회로.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 정전류 제어부는,

   기준 전류값을 출력하는 기준 전류부;

   상기 컨버터 내의 온도 증가시 가변되는 전압을 공급하여, 가변 전류값을 출력하는 가변 전류부를 포함하는 자동차용 전원 제어부.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 정전류 제어부의 정전류 설정치는,

   상기 기준 전류값과 상기 가변 전류값에 의해 가변되는 자동차용 전원 제어부.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 정전류 제어부는,

   상기 컨버터 내의 온도 증가시 상기 가변 전류부에 공급되는 전압이 떨어져 상기 가변 전류값이 낮아지는 자동차용 전원 제어회로.
10. 제 4 항에 있어서, 상기 정전압 제어부는,

    상기 제2 소정 전압을 검출하여 상기 교류 전원과 비교 후 상기 제2 소정 전압과 상기 교류 전원의 비율이 소정치 이상인 경우, 상기 제2 신호를 출력하는 자동차용 전원 제어회로.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,

    상기 제1, 2 신호 중 하나를 선택하는 선택부를 더 포함하는 자동차용 전원 제어회로.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,

    상기 제1, 2 신호 중 하나가 입력되면 상기 스위칭 수단으로 상기 제어 신호를 공급하는 자동차용 전원 제어회로.

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