KR20120127060A - Circuit apparatus for blocking inrush current - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A circuit apparatus for interrupting an inrush current is provided to temporarily supply currents to a circuit using a capacitor which is filled with a reference voltage. CONSTITUTION: A relay(100) switches an input current. A line charging circuit(200) forms a reference voltage for comparing with the input current. A controller(400) is operated by a battery voltage. The controller outputs a first control signal for driving the line charging circuit. A capacitor(300) charges the reference voltage by driving the line charging circuit which is operated by a first control signal. The controller forms a second control signal for controlling the relay using switching by comparing the input current with the reference voltage charged in the capacitor. [Reference numerals] (100) Relay; (200) Line charging circuit; (300) Capacitor; (400) Controller; (AA) Input current; (BB) Load driver; (CC) Load

Description

돌입전류의 차단 회로장치{CIRCUIT APPARATUS FOR BLOCKING INRUSH CURRENT}CIRCUIT APPARATUS FOR BLOCKING INRUSH CURRENT}

본 발명은 돌입전류의 차단 회로장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단하기 위한 돌입전류의 차단 회로장치에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit device for blocking inrush current, and more particularly, to a circuit for blocking inrush current for efficiently blocking inrush current that may occur when a contact relay for switching a high current is used in a circuit. .

통상적으로, 전기/전자기기 또는 자동차의 전자제어 분야 등에서 전원이 온 상태로 전환되는 순간에 출력단의 용량성 부하로 인해 돌입전류가 발생함에 따라 해당 기기에서 오동작이 발생하는 경우가 종종 발생하고 있다.In general, malfunctions occur in a corresponding device as inrush current occurs due to a capacitive load of an output terminal at the moment when the power is turned on in an electric / electronic device or an electronic control field of an automobile.

여기서, 돌입전류는 기기의 전원을 컬 때 회로 내에서 일시적으로 발생하는 대용량의 전류를 말하는 것으로, 제한된 순간 허용 전류를 초과하여 발생함에 따라 해당 기기의 오동작을 유발시키는 원인이 된다.Here, the inrush current refers to a large amount of current temporarily generated in the circuit when the power supply of the device is turned on, which causes a malfunction of the device as the inrush current exceeds the allowable current for a limited time.

즉, 릴레이 접점 시에 순간적으로 많은 전류가 회로 내부로 흘러들어 순간적인 오동작을 유발시키는 원인이 되는 것이며, 이러한 이유로 상시 전원을 연결할 경우에는 전류 낭비의 문제가 있다.That is, a large amount of current flows into the circuit at the moment of relay contact, causing a momentary malfunction. For this reason, there is a problem of waste of current when connecting a constant power supply.

이에, 릴레이 접점 방식을 사용하면서도 돌입전류의 회로 내 유입을 차단할 수 있는 방안이 요구된다 할 것이다.Therefore, a method of blocking inflow of inrush current into a circuit while using a relay contact method will be required.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단하기 위해, 릴레이에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정한 후 이 판정결과를 토대로 하여 릴레이 제어하기 위한 돌입전류의 차단 회로장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to turn on the relay to effectively block inflow of inrush current which may occur when using a contact relay for switching a high current in a circuit. The present invention is to first determine whether an inrush current is generated before the on / off switching control, and then provide an inrush current blocking circuit device for relay control based on the determination result.

또한, 본 발명은 회로로 유입되는 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로를 회로 내의 별도 서브 회로로 구비하여 돌입전류의 차단 여부를 판정하며, 회로 내 전류 공급이 차단되는 경우 선 충전회로로부터 형성되는 기준전압으로 충전되는 커패시터를 이용하여 일시적으로 회로 내 전류 공급을 실행하기 위한 돌입전류의 차단 회로장치를 제공하는 데 있다.In addition, the present invention is provided with a pre-charge circuit for forming a reference voltage for comparison with the input current flowing into the circuit as a separate sub-circuit in the circuit to determine whether the inrush current is cut off, when the current supply in the circuit is cut off The present invention provides a circuit device for blocking inrush current for temporarily supplying current in a circuit using a capacitor charged with a reference voltage formed from a precharge circuit.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 돌입전류의 차단 회로장치는, 입력전류를 스위칭하기 위한 릴레이, 상기 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로, 배터리 전압에 의해 동작하여 상기 선 충전회로의 구동을 위한 제1 제어신호를 출력하는 컨트롤러 및 상기 제1 제어신호에 의해 동작하는 상기 선 충전회로의 구동을 통해 상기 기준전압을 충전하는 커패시터;를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류를 비교한 후 비교 결과를 토대로 상기 릴레이를 스위칭 제어하기 위한 제2 제어신호를 형성하고 상기 제2 제어신호를 출력하여 상기 릴레이의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.An inrush current interrupting circuit device according to an aspect of the present invention for achieving the above object is operated by a relay for switching the input current, a pre-charge circuit for forming a reference voltage for comparison with the input current, the battery voltage And a capacitor configured to output a first control signal for driving the line charging circuit and a capacitor to charge the reference voltage by driving the line charging circuit operated by the first control signal. After comparing the reference voltage charged in the capacitor and the input current and forming a second control signal for switching control the relay based on the comparison result and outputs the second control signal to control the operation of the relay It is done.

바람직하게는, 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 미만이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 온으로 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the difference between the reference voltage charged in the capacitor and the voltage corresponding to the input current is less than a predetermined voltage level, the second control signal is characterized in that the operation of the relay to switch on.

바람직하게는, 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 이상이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 오프로 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the difference between the reference voltage charged in the capacitor and the voltage corresponding to the input current is greater than or equal to a predetermined voltage, the second control signal is characterized in that to control the operation of the relay to switch off.

바람직하게는, 상기 선 충전회로는 상기 입력전류의 변화에 상관없이 상기 기준전압을 지속하여 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the pre-charge circuit is characterized in that to continue to output the reference voltage regardless of the change in the input current.

바람직하게는, 상기 선 충전회로는 적어도 2 이상의 트랜지스터를 포함하여 구현되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the precharge circuit includes at least two transistors.

바람직하게는, 상기 입력전류는 미리 정해진 레벨 이상의 고전류인 것을 특징으로 한다.Preferably, the input current is a high current of a predetermined level or more.

따라서, 본 발명에서는 릴레이에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정한 후 이 판정결과를 토대로 하여 릴레이 제어함으로써, 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the present invention, by first determining whether inrush current is generated before the on / off switching control of the relay, and then controlling the relay based on the determination result, an inrush current that may occur when a contact relay for switching high current is used in a circuit. There is an advantage that can effectively block the inflow of.

또한, 본 발명은 상기 언급된 판정을 위해 회로로 유입되는 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로를 회로 내 별도의 서브 회로로 구비하며 돌입전류의 발생으로 회로 내 전류 공급이 차단되는 경우에는 선 충전회로로부터 형성되는 기준전압으로 충전되는 커패시터를 이용하여 일시적으로 회로 내 전류 공급을 실행함으로써, 돌입전류의 차단과 함께 회로 내 전류 공급을 원활하게 운용할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention includes a pre-charge circuit for forming a reference voltage for comparison with the input current flowing into the circuit for the above-mentioned determination as a separate sub-circuit in the circuit, and the supply of current in the circuit is caused by the inrush current. In the case of being cut off, by supplying the current in the circuit temporarily by using the capacitor charged with the reference voltage formed from the precharge circuit, there is an advantage that the in-circuit current supply can be smoothly operated along with the interruption of the inrush current.

도 1은 본 발명에 따른 돌입전류의 차단 회로장치를 일실시 예로 나타내는 도면, 및
도 2는 도 1에 도시된 선 충전회로를 일실시 예로 나타내는 도면이다.1 is a view showing an inrush current blocking circuit device according to an embodiment of the present invention, and
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the line charging circuit shown in FIG. 1.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 돌입전류의 차단 회로장치의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the inrush current blocking circuit device according to the present invention with reference to the accompanying drawings in more detail.

도 1은 본 발명에 따른 돌입전류의 차단 회로장치를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 돌입전류의 차단 회로장치는 릴레이(100) 접점 방식으로 입력전류의 회로 내 유입을 구현하는 경우 릴레이(100)에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정한 후 이 판정결과를 토대로 하여 릴레이(100) 제어함에 따라, 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이(100)를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 회로 내 유입을 차단하기 위한 장치이다.1 is a view showing an inrush current blocking circuit device according to an embodiment of the present invention. As shown by way of example only in FIG. 1, the break-in circuit device of the inrush current realizes the inrush current before the on / off switching control for the relay 100 when implementing the inflow of the input current in the relay 100 contact manner. It is a device for blocking the inflow of inrush current that may occur when the contact relay 100 for switching a high current is used in a circuit by first determining whether or not it occurs and then controlling the relay 100 based on the determination result. .

여기서, 릴레이(100)에 대한 온/오프 스위칭 제어 전에 돌입전류의 발생 여부를 먼저 판정하기 위한 방법은 다음과 같다.Here, a method for first determining whether an inrush current is generated before the on / off switching control for the relay 100 is as follows.

우선, 해당 회로 내에는 유입되는 입력전류와 비교하기 위한 기준전압의 형성을 위한 선 충전회로(200)를 별도의 서브 회로로 더 구비한다.First, the circuit further includes a pre-charging circuit 200 as a separate sub-circuit for forming a reference voltage for comparison with the incoming input current.

이와 같은 선 충전회로(200)의 역할은 릴레이(100)에 입력전류가 유입되기 전에 미리 구동하여 상기 기준전압을 형성한 후, 형성한 기준전압을 선 충전회로(200)의 출력단에 연결된 커패시터(300)에 충전하는 것이다.The role of the precharging circuit 200 is a capacitor connected to an output terminal of the precharging circuit 200 after forming the reference voltage by driving in advance before the input current flows into the relay 100. To 300).

물론, 선 충전회로(200)는 특정 제어신호에 따라 동작하는 것이며, 돌입전류의 발생으로 인해 릴레이(100) 동작이 '스위칭 오프'로 동작하여 입력전류의 유입이 차단된 경우에는 커패시터(300)에 충전되어 있는 전류를 이용하여 회로 내 동작을 운용할 수 있는 것이다.Of course, the pre-charging circuit 200 operates according to a specific control signal, and when the inflow of the input current is blocked by the operation of the relay 100 'switching off' due to the generation of the inrush current, the capacitor 300 In-circuit operation can be operated using the current charged in the circuit.

또한, 돌입전류가 미발생한 경우에는 릴레이(100) 동작이 '스위칭 온'으로 동작하여 입력전류를 회로 내로 유입하게 되어, 회로는 정상적으로 동작하게 된다.In addition, when the inrush current is not generated, the operation of the relay 100 is 'switching on' so that the input current flows into the circuit, and the circuit operates normally.

구체적으로, 돌입전류의 차단 회로장치는 입력전류를 스위칭하기 위한 릴레이(100), 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로(200), 배터리 전압에 의해 동작하여 선 충전회로(200)의 구동을 위한 제1 제어신호를 출력하는 컨트롤러(400) 및 제1 제어신호에 의해 동작하는 선 충전회로(200)의 구동을 통해 기준전압을 충전하는 커패시터(300)를 포함하는 구성을 갖춘다.Specifically, the blocking circuit device of the inrush current includes a relay 100 for switching the input current, a precharging circuit 200 for forming a reference voltage for comparison with the input current, and a precharging circuit operated by a battery voltage. A configuration including a controller 400 for outputting a first control signal for driving the 200 and a capacitor 300 for charging a reference voltage by driving the line charging circuit 200 operated by the first control signal. Equipped.

여기서, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 기준전압과 상기 입력전류를 비교한 후 비교 결과를 토대로 상기 입력전류를 스위칭 제어하기 위한 제2 제어신호를 형성하고, 형성한 제2 제어신호를 출력하여 릴레이(100)의 동작을 제어한다.Here, the controller 400 compares the reference voltage charged in the capacitor 300 with the input current, and then forms a second control signal for switching and controlling the input current based on a comparison result, and the formed second control signal It outputs to control the operation of the relay (100).

예컨대, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 기준전압과 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 미만이면 릴레이(100)로 인가되는 입력전류에 대하여 돌입전류가 아닌 것으로 판정하고, 이에 따라 릴레이(100)를 '스위칭 온'으로 동작시키기 위한 제2 제어신호를 형성한 후 제2 제어신호를 통해 릴레이(100)에 대한 제어를 실행한다.For example, if the difference between the reference voltage charged in the capacitor 300 and the voltage corresponding to the input current is less than the predetermined voltage level, the controller 400 determines that the inrush current is not an inrush current with respect to the input current applied to the relay 100. Accordingly, after forming the second control signal for operating the relay 100 to 'switching on', the control of the relay 100 is executed through the second control signal.

일례로, 상기에서 미리 정해진 전압 크기라 함은 '5V'로 설정하는 것이 가능하다.For example, the predetermined voltage level may be set to '5V'.

한편, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 기준전압과 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 이상이면 릴레이(100)로 인가되는 입력전류에 대하여 돌입전류인 것으로 판정하고, 이에 따라 릴레이(100)를 '스위칭 오프'로 동작시키기 위한 제2 제어신호를 형성한 후 형성한 제2 제어신호를 통해 릴레이(100)에 대한 제어를 실행한다.On the other hand, the controller 400 determines that the inrush current is an inrush current with respect to the input current applied to the relay 100 when the difference between the reference voltage charged in the capacitor 300 and the voltage corresponding to the input current is greater than or equal to a predetermined voltage. Accordingly, after forming the second control signal for operating the relay 100 by 'switching off', the control of the relay 100 is executed through the second control signal formed.

또한, 본 발명의 회로 구성은 회로 내 돌입전류의 유입을 차단하기 위한 것이므로, 릴레이(100)로 인가되는 입력전류는 미리 정해진 레벨 이상의 고전류를 대상으로 하는 것이 바람직하다.In addition, since the circuit configuration of the present invention is intended to block the inflow of inrush current in the circuit, the input current applied to the relay 100 is preferably targeted to a high current of a predetermined level or more.

도 2는 도 1에 도시된 선 충전회로(200)를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 선 충전회로(200)는 적어도 2 이상의 트랜지스터를 포함한 회로 구성으로 이루어진다.2 is a diagram illustrating an example of the line charging circuit 200 illustrated in FIG. 1. As shown by way of example only in FIG. 2, the line charging circuit 200 has a circuit configuration including at least two transistors.

즉, 배터리 전압이 인가된 후 컨트롤로로부터 출력되는 제어신호(예: PWM(Pulse Width Modulation))를 이용하여 선 충전회로(200)의 구동을 실행한다.That is, the precharge circuit 200 is driven by using a control signal (for example, pulse width modulation (PWM)) output from the control circuit after the battery voltage is applied.

이후, 선 충전회로(200)의 구동을 통해 선 충전회로(200)의 출력단에 연결되어 있는 커패시터(300)에 대한 충전이 이루어진다.Thereafter, charging of the capacitor 300 connected to the output terminal of the line charging circuit 200 is performed by driving the line charging circuit 200.

이에, 컨트롤러(400)는 커패시터(300)에 충전된 전압과 릴레이(100)로 인가되는 입력전류를 비교하여 그 차이가 일정 차이 이상인 경우에만 릴레이(100)의 접점을 허용하므로, 회로 내 돌입전류를 차단하는 것이 가능하다.Thus, the controller 400 compares the voltage charged in the capacitor 300 with the input current applied to the relay 100 and permits the contact of the relay 100 only when the difference is greater than or equal to a predetermined difference. It is possible to cut off.

또한, 도시된 회로에서 확인할 수 있듯이, 베이스 단의 전압을 가지고 에미터 단의 전류를 제어함에 따라 콜렉트 단의 전압을 제어할 수 있도록 설계되어 있다.In addition, as can be seen in the circuit shown, it is designed to control the voltage of the collector stage by controlling the current of the emitter stage with the voltage of the base stage.

즉 상기 회로 구성을 통해, 입력전류 값이 변동됨에도 불구하고 트랜지스터 게이트 소스 전압은 일정 값을 유지할 수 있다.That is, through the circuit configuration, the transistor gate source voltage may maintain a constant value even though an input current value is changed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

또한, 본 발명은 고전류를 스위칭하는 접점 릴레이를 회로에 사용할 때 발생할 수 있는 돌입전류의 유입을 효율적으로 차단하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.In addition, the present invention is to effectively block the inflow of inrush current that may occur when using a contact relay for switching a high current in the circuit, it is not only the possibility of market or sales, but also the degree that can be practically clearly implemented. It is an invention with industrial applicability.

100: 릴레이 200: 선 충전회로
300: 커패시터 400: 컨트롤러100: relay 200: line charging circuit
300: capacitor 400: controller

Claims (6)

입력전류를 스위칭하기 위한 릴레이;
상기 입력전류와 비교하기 위한 기준전압을 형성하기 위한 선 충전회로;
배터리 전압에 의해 동작하여 상기 선 충전회로의 구동을 위한 제1 제어신호를 출력하는 컨트롤러; 및
상기 제1 제어신호에 의해 동작하는 상기 선 충전회로의 구동을 통해 상기 기준전압을 충전하는 커패시터;를 포함하며,
상기 컨트롤러는 상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류를 비교한 후 비교 결과를 토대로 상기 릴레이를 스위칭 제어하기 위한 제2 제어신호를 형성하고 상기 제2 제어신호를 출력하여 상기 릴레이의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.A relay for switching the input current;
A precharging circuit for forming a reference voltage for comparison with the input current;
A controller operating by a battery voltage and outputting a first control signal for driving the precharge circuit; And
And a capacitor configured to charge the reference voltage by driving the line charging circuit operated by the first control signal.
The controller compares the reference voltage charged in the capacitor and the input current, forms a second control signal for switching control of the relay based on a comparison result, and outputs the second control signal to control the operation of the relay. Inrush current interrupting circuit device, characterized in that. 제1 항에 있어서,
상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 미만이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.The method according to claim 1,
If the difference between the reference voltage charged in the capacitor and the voltage corresponding to the input current is less than a predetermined voltage level, the second control signal cuts off the inrush current. Device. 제1 항에 있어서,
상기 커패시터에 충전된 기준전압과 상기 입력전류에 상응하는 전압 간의 차이가 미리 정해진 전압 크기 이상이면, 상기 제2 제어신호는 상기 릴레이의 동작을 스위칭 오프로 제어하는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.The method according to claim 1,
If the difference between the reference voltage charged in the capacitor and the voltage corresponding to the input current is greater than or equal to a predetermined voltage, the second control signal controls the operation of the relay to switch off. Device. 제1 항에 있어서,
상기 선 충전회로는 상기 입력전류의 변화에 상관없이 상기 기준전압을 지속하여 출력하는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.The method according to claim 1,
And the precharge circuit is configured to continuously output the reference voltage regardless of the change of the input current. 제4 항에 있어서,
상기 선 충전회로는 적어도 2 이상의 트랜지스터를 포함하여 구현되는 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.5. The method of claim 4,
The pre-charging circuit is a circuit breaker of the inrush current, characterized in that comprising at least two transistors. 제1 항에 있어서,
상기 입력전류는 미리 정해진 레벨 이상의 고전류인 것을 특징으로 하는 돌입전류의 차단 회로장치.
The method according to claim 1,
The inrush current blocking circuit device, characterized in that the input current is a high current of a predetermined level or more.
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