KR20130040643A - 전압 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 주차 브레이크(EPB)용 전자 제어 장치(ECU)의 전원용 정전압 IC의 온/오프 제어신호로서 인가되는 이그니션 전압의 레벨을 조정하는 전압 제어 장치를 제공하기 위한 것으로, 상기 정전압 IC의 온/오프 제어신호로서 인가되는 이그니션 전압의 레벨을 저항치의 튜닝에 의해 간단하게 원하는 전압으로 조정할 수 있는 효과가 있으며, 정전압 IC의 온/오프 제어를 위한 전압을 불분명한 전압 구간 없이 원하는 전압 레벨에서 온/오프 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

전압 제어 장치{Apparatus for controlling voltage}

본 발명은 전동식 주차 브레이크(EPB : Electronic Parking Brake)용 전자 제어 장치(ECU : Electronic Control Unit)의 전원용 정전압 IC(Regulator IC)의 제어신호(Inhibit Control Signal)로서 인가되는 이그니션 전압(IGN voltage)의 레벨을 조정하는 전압 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 각종 전자식 편의 시설(또는 전자 장치)이 구비되어 있으며, 상기 전자 장치에 적절한 레벨의 전원을 인가하기 위한 정전압 회로를 구비하고 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 상기 정전압 회로는 정전압 IC(Regulator IC)(101)를 구비하고 있으며, 상기 정전압 IC는 배터리 전원(예 : 12V, BATT1)을 입력 받아 자동차의 각종 전자 장치(예 : MCU, EEPROM) 구동을 위한 특정 전압(예 : 5V)으로 변환하여 출력한다.

또한 상기 정전압 IC(101)에는 온/오프를 제어하기 위한 제어 단자(또는 인에이블 단자)(EN)를 구비하고 있으며, 상기 제어 단자(예 : EN)에는 이그니션 전압(IGN)을 이용하여 정전압 IC(101)의 온/오프 동작을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 다시 말해, 상기 정전압 IC(101)의 인에이블 단자(EN)에 기설정된 특정 전압이 인가되면 상기 정전압 IC(101)는 5V 정전압을 출력하고, 상기 인에이블 단자(EN)에 전압이 인가되지 않거나 기설정된 특정 전압 이하의 전압이 인가될 경우 상기 정전압 IC(101)는 오프된다.

상기와 같이 정전압 IC의 구동 회로가 설계됨으로써 이그니션(Ignition) 온이 않되면 정전압 IC의 5V 출력을 막아 5V 소비 전류를 억제하여 암전류를 감소시킬 수 있게 된다. 상기 도1과 같이 구성된 정전압 IC 구동 회로는 이그니션 전압(IGN)이 인가되는 동안에는 정전압 5V를 계속 출력한다.

그러나 상기와 같이 구성된 종래의 정전압 IC 구동 회로는 이그니션 전압이 특정 전압 구간에서는 상기 정전압 IC가 온/오프 되지 않는다. 다시 말해, 상기 종래의 정전압 IC의 구동 회로는 이그니션 전압으로 인가할 수 있는 전압 레벨이 고정되어 있기 때문에, 다른 전압 레벨을 이그니션 전압으로 출력하는 차량에서는 정전압 IC 구동 회로를 재 설계해야 하는 문제점이 있다.

예를 들어 차량의 상태에 따라서 이그니션 오프 상태에서도 이그니션 전압이 4V로 출력되는 차량이 존재할 수 있다. 이와 같이 이그니션 오프 상태에서 4V 전압이 입력될 경우 정전압 IC는 5V를 출력하게 된다. 이에 따라 정전압 IC에서 전류를 계속 소비하게 되고 그에 따라 배터리가 방전될 수 있다.

상기 정전압 IC의 구동 스펙을 살펴보면 다음과 같다. 상기 정전압 IC는 제조사에 따라 다를 수 있지만, 인에이블 단자에 입력되는 전압이 3V 이상에서는 온되어 5V 정전압을 출력하고, 인에이블 단자에 입력되는 전압이 1V 미만에서는 오프되어 정전압을 출력하지 않는다. 하지만, 1V ~ 3V 사이에서는 정전압 IC의 출력이 발생되는지 않되는지 판단이 불가능하다. 즉, 1V ~ 3V 사이에서는 정전압 IC가 온/오프되는지 명확하지 않은 문제점이 있다. 이에 따라 인에이블 신호 인가부(102)의 분압 저항(R4)의 저항치를 조정하더라도 정전압 IC의 스펙에 정의되지 않은 구간이 존재하므로 특정 입력 전압에서 불분명한 정전압 IC 출력 구간이 발생한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안 20-0140204호(1998.12.18.)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 전동식 주차 브레이크(EPB)용 전자 제어 장치(ECU)의 전원용 정전압 IC의 온/오프 제어신호로서 인가되는 이그니션 전압의 레벨을 조정하는 전압 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 정전압 IC의 온/오프 제어를 위한 전압을 불분명한 전압 구간 없이 원하는 전압 레벨에서 온/오프 제어할 수 있도록 하는 전압 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전압 제어 장치는 배터리 전원을 인가받아 기설정된 특정 레벨의 정전압을 출력하는 정전압 IC와; 이그니션 전압을 이용하여 상기 정전압 IC를 온/오프 시키는 인에이블 신호를 출력하는 인에이블 신호 인가부;를 포함하여 구성되고, 상기 인에이블 신호 인가부는 트렌지스터와 그 트렌지스터의 이미터, 베이스, 컬렉터에 접속된 저항치의 튜닝에 의해 상기 이그니션 전압 레벨에 따라 인에이블 신호의 출력을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 인에이블 신호 인가부는, 트렌지스터의 이미터에 일측이 접속하고 다른 일측으로 이그니션 전압을 인가받는 제1 저항과 상기 트렌지스터의 이미터에 일측이 접속하고 다른 일측이 상기 트렌지스터의 베이스에 접속하는 제2 저항과 일측이 상기 트렌지스터의 베이스에 접속하고 다른 일측이 접지되는 제3 저항과 일측이 상기 트렌지스터의 컬렉터에 접속하고 다른 일측이 접지되는 제4 저항으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 트렌지스터는 PNP 타입인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전동식 주차 브레이크(EPB)용 전자 제어 장치(ECU)의 전원용 정전압 IC의 온/오프 제어신호로서 인가되는 이그니션 전압의 레벨을 저항치의 튜닝에 의해 간단하게 원하는 전압으로 조정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 정전압 IC의 온/오프 제어를 위한 전압을 불분명한 전압 구간 없이 원하는 전압 레벨에서 온/오프 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전압 제어 장치의 회로 구성을 간략하게 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 관련된 전압 제어 장치의 구성을 보인 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전압 제어 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명에 관련된 전압 제어 장치의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 인에이블 신호 인가부(201)의 회로 구성이 종래와 많은 차이가 있다. 상기 인에이블 신호 인가부(201)는 트렌지스터의 온/오프 방식을 응용하여 트렌지스터의 이미터-베이스 전압(Veb)이 트렌지스터 턴온 전압 이상이 걸리면 이그니션 전압이 정전압 IC의 인에이블 단자(EN)에 입력되어 정전압 IC(101)를 턴온시켜 5V 정전압이 출력될 수 있도록 한다.

도2에 도시된 바와 같이 상기 인에이블 신호 인가부(201)는 트렌지스터(Q20)의 이미터에 일측이 접속하고 다른 일측으로 이그니션 전압을 인가받는 제1 저항(R1)과 상기 트렌지스터의 이미터에 일측이 접속하고 다른 일측이 상기 트렌지스터의 베이스에 접속하는 제2 저항(R2)과 일측이 상기 트렌지스터의 베이스에 접속하고 다른 일측이 접지되는 제3 저항(R3)과 일측이 상기 트렌지스터의 컬렉터에 접속하고 다른 일측이 접지되는 제4 저항(R4)으로 구성된다. 여기서 상기 트렌지스터는 PNP 타입 트렌지스터이다.

이하, 상기 도1에 도시된 종래의 인에이블 신호 인가부(102)와 도2에 도시된 인에이블 신호 인가부(201)의 출력 전압의 차이점을 계산식을 이용하여 비교한다.

먼저, 종래의 인에이블 신호 인가부(102)에 인가되는 이그니션 전압이 16V인 경우 정전압 IC의 인에이블 단자(EN)에 인가되는 전압을 계산하면 다음과 같다.

EN 단자 입력 전압 = 16V * R4/(R03 + R4)

= 16V * 22k/(10k + 22k)

= 11V ==> 정전압 IC 5V 출력

이그니션 전압이 9V인 경우 정전압 IC의 인에이블 단자(EN)에 인가되는 전압을 계산하면 다음과 같다.

EN 단자 입력 전압 = 9V * R4/(R03 + R4)

= 9V * 22k/(10k + 22k)

= 6.18V ==> 정전압 IC 5V 출력

이그니션 전압이 4V인 경우 정전압 IC의 인에이블 단자(EN)에 인가되는 전압을 계산하면 다음과 같다.

EN 단자 입력 전압 = 4V * R4/(R03 + R4)

= 4V * 22k/(10k + 22k)

= 2.75V ==> 정전압 IC 5V 출력 여부 불투명

상기와 같이 종래에는 이그니션 전압이 4V 인 경우 정전압 IC의 스펙의 최대/최소값의 중간치 이므로 5V 정전압이 출력될지 않될지 불명확하다.

이하, 상기 도2에 도시된 본 발명의 인에이블 신호 인가부(201)에 인가되는 이그니션 전압이 4V인 경우 정전압 IC의 인에이블 단자(EN)에 인가되는 전압을 계산하면 다음과 같다. 여기서, 이그니션 전압은 4V이고 저항(R1=1k, R2=4.7k, R3=33k) 인 것으로 가정한다.

Minimum turn on voltage : Veb = 0.55V > 0.41V

정전압 IC의 EN : 0V

상기와 같이 본 발명은 이그니션 전압으로 4V가 입력될 경우에는 Veb 전압이 0.41V가 걸리므로, 트랜지스터를 턴온시킬 수 있는 Veb 인 0.55V보다 작으므로, 트렌지스터(Q20)를 턴온시킬 수 없으므로, 정전압 IC(101)의 인에이블 단자(EN)에 인가되는 전압이 0V가 된다. 따라서 정전압 IC는 온되지 않는다. 다시 말해 종래에는 4V의 이그니션 전압이 인가될 경우에 정전압 IC가 구동될지 구동되지 않을지 불명확하였으나, 본 발명은 4V의 이그니션 전압이 인가될 경우에는 정전압 IC가 구동되지 않도록 할 수 있다.

상기와 같이 제2 저항(R2)에 걸리는 전압을 설정하기 위해 R1, R2, R3를 튜닝하여 선정해 주면 정전압 IC를 원하는 전압에서 턴온될 수 있도록 한다.

예를 들어, 상기 저항(R1, R2, R3)의 튜닝에 의해 이그니션 전압이 1V에서 정전압 IC가 온되게 할 수도 있고, 2V에서 온되게 할 수도 있고, 3V에서 온되게 할 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

101 : 정전압 IC 201 : 인에이블 신호 인가부

Claims (3)

1. 배터리 전원을 인가받아 기설정된 특정 레벨의 정전압을 출력하는 정전압 IC와;
   이그니션 전압을 이용하여 상기 정전압 IC를 온/오프 시키는 인에이블 신호를 출력하는 인에이블 신호 인가부;를 포함하여 구성되고,
   상기 인에이블 신호 인가부는 트렌지스터와 그 트렌지스터의 이미터, 베이스, 컬렉터에 접속된 저항치의 튜닝에 의해 상기 이그니션 전압 레벨에 따라 인에이블 신호의 출력을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 인에이블 신호 인가부는,
   트렌지스터의 이미터에 일측이 접속하고 다른 일측으로 이그니션 전압을 인가받는 제1 저항과 상기 트렌지스터의 이미터에 일측이 접속하고 다른 일측이 상기 트렌지스터의 베이스에 접속하는 제2 저항과 일측이 상기 트렌지스터의 베이스에 접속하고 다른 일측이 접지되는 제3 저항과 일측이 상기 트렌지스터의 컬렉터에 접속하고 다른 일측이 접지되는 제4 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 트렌지스터는 PNP 타입인 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
   

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