KR20150061992A - 차량 배터리 전원 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량 배터리 전원 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

차량 사고 발생을 자동으로 통지하는 차량 사고 통보 장치에 전원을 공급하는 차량 배터리 전원 장치가 개시된다. 이 전원 장치는 차량 배터리로부터 출력되는 전원 전압을 감지하고, 감지된 상기 전원 전압에 기초해 부스팅 제어 신호를 출력하는 컨트롤러 및 상기 차량 배터리와 보조 배터리 사이에 구비되고, 상기 부스팅 제어 신호에 따라 상기 전원 전압을 바이패싱(bypassing)하거나 부스팅(boosting)하고, 바이패싱 또는 부스팅 된 전원 전압을 이용해 상기 보조 배터리의 방전 경로를 차단하는 부스터 컨버터를 포함한다.

Description

차량 배터리 전원 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING VEHICLE BATTERY POWER}
본 발명은 차량 배터리 전원 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 사고 통보 장치에 전원을 공급하는 차량 배터리 전원 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
차량 사고 발생시, 이를 중앙 교통 통제 센터에 자동으로 통보하는 차량 사고 통보 장치가 차량에 내장되어 출시되고 있다. 최근 개발된 차량 사고 통보 장치는 차량의 에어백 신호가 입력되면, 이를 차량 사고로 인지하여 GPS 센서에서 자차 위치를 확인하여 CDMAM WCDMA, GSM 등과 같은 무선 통신을 이용해 긴급 구난 센터로 차량 사고 상황을 알린다. 최근의 차량 사고 통보 장치는 차량 사고가 경미하여 사용자의 활동이 비교적 자유스러울 정도로 차량 사고가 경미한 경우, 내장된 마이크로폰을 통하여 긴급 구난 센터와 통화까지 가능하도록 구현되고 있다. 그런데, 위와 같은 차량 사고 통보 장치의 동작은 차량 배터리가 정상적인 경우를 가정한 것이다. 따라서, 차량 배터리의 방전 등으로 인해 차량 배터리가 비정상적인 경우에는 차량 사고를 긴급 구난 센터에 통보하는 것이 불가능하다.
따라서, 본 발명의 목적은 방전으로 인해 차량 배터리로부터의 전원 공급이 불가능한 경우에 차량 사고 통보 장치가 동작할 수 있도록 보조 전원 및 기타 보조 장치를 추가하여 차량 사고 통보 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 차량용 배터리 전원 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 차량 배터리 전원 장치는 차량 배터리로부터 출력되는 전원 전압을 감지하고, 감지된 상기 전원 전압에 기초해 부스팅 제어 신호를 출력하는 컨트롤러 및 상기 차량 배터리와 보조 배터리 사이에 구비되고, 상기 부스팅 제어 신호에 따라 상기 전원 전압을 바이패싱(bypassing)하거나 부스팅(boosting)하고, 바이패싱 또는 부스팅 된 전원 전압을 이용해 상기 보조 배터리의 방전 경로를 차단하는 부스터 컨버터를 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 차량 배터리 전원 장치는, 차량 배터리로부터 출력되는 전원 전압을 감지하고, 감지된 상기 전원 전압에 기초해 제어 신호를 출력하는 컨트롤러 및 상기 차량 배터리와 보조 배터리 사이에 구비되고, 상기 컨트롤러의 제어에 따라, 상기 전원 전압을 바이패싱(bypassing)하거나 부스팅(boosting)하고, 바이패싱 또는 부스팅 된 전원 전압을 이용하여 상기 보조 배터리로부터 출력되는 보조 전원의 방전을 차단하고, 상기 전원 전압에 포함된 서지성 전압 또는 과전압이 상기 보조 배터리에 직접 인가되는 것을 차단하는 이상 충전 방지 회로를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일면에 따른 차량 배터리 전원 장치에서 전원 제어 방법은, 차량 배터리의 출력 전압을 감지하는 과정과, 감지된 출력 전압의 전압 레벨에 기초하여, 상기 출력 전압을 부스팅 하거나 바이패싱 하는 과정 및 상기 부스팅 또는 바이패싱 된 출력 전압을 상기 보조 배터리의 방전 경로를 형성하는 방전 차단기의 출력단에 인가하는 과정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 보조 배터리 및 이 보조 배터리의 충 방전을 제어하는 추가 설계를 통해 차량 배터리의 방전, 차량 사고 등으로 인해 차량 배터리가 동작하지 않는 경우에도 차량 사고 통보 장치의 동작이 가능하며, 상기 보조 배터리의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 전원 장치의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상 충전 방지 회로의 내부 구성을 보여주는 블록도이다
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부스터 컨버터의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 전원 장치에서 전원 제어 방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명에서는 차량 사고 발생 시, 차량 배터리의 불능 시에도 차량 사고 통보장치가 동작할 있도록 보조 전원 및 이 추가 회로 설계를 통해 차량 사고 통보 장치의 동작 신뢰성을 높이는 방안을 제안한다. 또한 본 발명에서는 상기 보조 전원을 효과적으로 구성하여 보조 전원의 수명 및 신뢰성을 높이는 방안을 제안한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 전원 장치의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 전원 장치(100)는 차량 배터리(110), 보조 배터리(120), 이상 충전 방지 회로(130), 컨트롤러(140) 및 전압 분배기(150)를 포함한다.
차량 배터리(110: vehicle battery)는 차량에 내장된 차량 사고 통보 장치(도시되지 않음)에 전원 전압을 공급하는 구성으로서, 차량 사고 통보 장치에 외에 차량에 내장된 각종 전자 제어 기기에게 전원을 공급한다.
보조 배터리(120: Internal back up battery)는 차량 배터리의 방전 등과 같은 차량 배터리의 불능 시, 상기 차량 사고 통보 장치에게 보조적으로 전원을 공급하기 위한 보조 전원으로 기능한다.
이상 충전 방지 회로(130)는 상기 차량 배터리(110)와 상기 보조 배터리(120) 사이에 구비되고, 상기 컨트롤러(149)의 제어에 따라, 상기 전원 전압을 바이패싱(bypassing)하거나 부스팅(boosting)하고, 바이패싱 또는 부스팅 된 전원 전압을 이용하여 상기 보조 배터리(120)로부터 출력되는 보조 전원의 방전을 차단한다. 또한 이상 충전 방지 회로(130)는 상기 전원 전압을 이용해 상기 보조 배터리를 충전하는 과정에서, 상기 전원 전압에 포함된 서지성 전압 또는 과전압이 상기 상기 보조 배터리에 직접 인가되는 것을 차단하여 상기 보조 배터리의 손상을 방지한다. 상기 이상 충전 방지 회로(130)에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
컨트롤러(140)는 차량 배터리 전원 장치에 구비된 각 구성들의 전반적인 동작을 제어 및 관리하는 구성으로서, 상기 차량 배터리(110)로부터 출력되는 전원 전압 및 상기 보조 배터리(120)로부터 출력되는 보조 전원 전압을 감지하고, 감지된 상기 전원 전압 및 보조 전원 전압에 기초해, 상기 이상 충전 방지 회로(130)를 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 상기 컨트롤러(140)는 차량 시동 제어 유닛(도시되지 않음)으로부터의 시동 신호를 더 감지하여 상기 이상 충전 방지 회로(130)의 전반적을 동작을 제어한다.
전압 분배기(150)는 상기 이상 충전 방지 회로(130)를 통해 상기 차량 배터리 또는 상기 보조 배터리로부터 인가된 전원 전압 또는 보조 전원 전압을 분배하여 5V, 3.3V, 1.8V와 같은 분배 전원 전압들을 생성한다. 생성된 분배 전원 전압들 중 해당 전압은 차량 사고 통보 장치로 공급되거나 차량 내 각종 제어 유닛에게 공급된다.
도 2는 도 1에 도시된 이상 충전 방지 회로의 내부 구성을 상세히 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 부스터 컨버터의 회로도로서, 설명의 이해를 돕기 위해, 도 1에 도시된 차량 배터리(110), 보조 배터리(120), 컨트롤러(140), 전압 분배기(150)가 함께 도시된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이상 충전 방지 회로(130)는 부스터 컨버터(132: boost converter), 방전 차단기(134) 및 스텝 다운 파워 컨버터(136: step down power converter)를 포함한다.
부스터 컨버터(132)는 상기 컨트롤러(140)의 제어에 따라 차량 배터리(110)로부터 출력된 전원 전압을 부스팅(boosting) 또는 바이패싱(bypassing)하는 동작을 수행한다. 이러한 부스터 컨버터(132)는 다양한 방식으로 설계될 수 있으며, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같은 회로도로 구현될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 부스터 컨버터(132)는 차량 배터리(100)의 전원 전압(Vi)와 병렬 연결된 트랜지스터(Q), 커패시터(C) 및 저항(R)을 포함하고, 상기 차량 배터리와 트랜지스터(Q) 사이에 연결된 인덕터(L), 상기 트랜지스터(Q)와 상기 커패시터(C) 사이에 연결된 다이오드(D)를 포함하도록 구성될 수 있다. 특히 상기 다이오드(D) 구성은 상기 컨트롤러(140)로부터의 제어 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되는 상기 트랜지스터(Q)의 스위칭 동작에 따라 차량 배터리(100)의 전원 전압(Vi)을 바이패싱 하거나 부스팅 하도록 동작한다. 예컨대, 상기 다이오드는 차량 배터리가 정상적인 전원 전압을 출력하면, 바이패싱 역할을 수행하고, 차량 배터리가 비정상적인 전원 전압을 출력하면, 부스터 컨버터를 동작시키는 역할을 수행한다.
방전 차단기(134)는 상기 부스터 컨버터(132)와 상기 보조 배터리(120) 사이에 연결된다. 상기 방전 차단기(134)는 상기 부스터 컨버터(132)에 의해 부스팅 또는 바이패싱 된 전원 전압을 인가 받은 경우, 상기 보조 배터리(120)로부터 출력되는 보조 전원 전압의 방전 경로를 차단하는 동작을 수행한다. 이러한 방전 차단기(134)는 일례로, 다이오드로 구현될 수 있다. 상기 방전 차단기(134)가 다이오드로 구현되는 경우, 상기 방전 차단기(134)는 상기 부스터 컨버터(132)의 출력 단자는 상기 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 연결되고, 상기 다이오드의 애노드(anode) 단자가 상기 보조 배터리(120)의 출력 단자와 연결되도록 구현될 수 있다.
스텝 다운 파워 컨버터(136)는 상기 방전 차단기(134)와 병렬로 연결되어, 상기 컨트롤러(140)의 제어에 따라 상기 보조 배터리(120)의 충전 시, 상기 차량 배터리로부터의 전원 전압에 포함된 서지성 전압(surge voltage) 또는 과전압이 상기 보조 배터리에 직접 인가되는 것을 차단하는 역할을 수행한다. 이러한 스텝 다운 파워 컨버터(136)는 일례로, DC-DC 컨버터 또는 LDO(Low Drop Out Regulator)일 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 이상 충전 방지 회로(130)를 갖는 차량 배터리 전원 장치(100)의 전체 동작 과정에 대해 상세히 설명하기로 하며, 상기 차량 배터리 전원 장치의 동작 과정은 크게 보조 배터리의 방전 차단 과정, 과충전 방지 과정 및 보조 배터리에 의한 전원 공급 과정을 포함한다. 우선 보조 배터리의 방전 차단 과정에 대해 설명하기로 한다.
보조 배터리의 방전 차단 과정
보조 배터리(120)에 의해 차량 사고 통보 장치를 안정적으로 동작시키기 위해서는, 보조 배터리(120)가 사용되지 않는 경우에 방전되지 않고, 안정적인 완충 상태를 유지해야 한다. 즉, 차량 배터리(110)에 의해 안정적인 전원 전압이 공급되는 상황에서는 보조 배터리(120)의 방전을 차단해야 한다. 이러한 보조 배터리(120)의 방전은 차량 배터리(110)에서 저전압의 전원 전압을 출력할 때 발생할 것이다. 차량 배터리(110)가 저전압의 전원 전압을 출력하는 경우는 크게 2가지로 나눌 수 있다. 하나는 차량 배터리가 방전된 경우와 차량 배터리에서 출력되는 전원 전압이 순간적으로 낮아지는 차량의 시동 동작이 수행되는 경우이다. 따라서, 차량 배터리로부터 저전압의 전원 전압이 출력되는 경우에는, 저전압의 전원전압을 보조 배터리에서 출력되는 보조 전원 전압보다 높게 전압 레벨을 변경해야 한다. 본 발명은 이러한 원리로부터 출발한다.
이를 위해, 먼저, 컨트롤러(140)가 차량 배터리(110)로부터 출력되는 전원 전압을 감지하고, 감지된 전원 전압 레벨에 따라 온(ON) 신호 또는 오프(OFF) 신호를 포함하는 제어 신호를 부스터 컨버터(132)에 전달한다. 여기서, 상기 온 신호는 상기 차량 배터리(110)의 방전 상태 또는 차량의 시동 시, 제1 전압 레벨을 갖는 전원 전압을 감지한 경우, 상기 전원 전압을 부스팅 하기 위한 신호이고, 상기 오프 신호는 상기 차량 배터리의 완충 상태 또는 상기 차량의 시동 이후, 상기 제1 전압 레벨보다 큰 제2 전압 레벨을 갖는 전원 전압을 감지한 경우, 상기 전원 전압을 바이패싱 하기 위해 상기 부스터 컨버터를 오프(OFF) 시키기 위한 신호이다.
부스터 컨버터(132)가 컨트롤러(140)로부터 온 신호를 전달받은 경우, 부스터 컨버터(132)는 저전압(특허청구범위에서는, "제1 전압"으로 표기됨)의 전원 전압을 부스팅 하여 보조 배터리(120)의 보조 전원 전압보다 높은 부스팅 된 전원 전압을 출력한다. 이 부스팅 된 전원 전압은 다이오드(130)의 캐소드(cathode) 단자에 인가된다. 이때, 보조 배터리(120)의 보조 전원 전압이 상기 다이오드의 애노드(anode) 단자에 인가되므로, 상기 다이오드(130)는 턴 오프 된다. 즉, 차량 배터리가 방전되거나 차량 시동 시 순간적으로 전원 전압이 낮아지는 경우, 상기 다이오드(134)에 의해 방전 경로가 차단되어, 보조 배터리의 방전을 원천적으로 차단할 수 있다.
한편, 부스터 컨버터가 컨트롤러(140)로부터 오프 신호를 전달받은 경우, 즉, 컨트롤러(140)가 차량 배터리가 완충되거나 차량 시동 이후(ACC OFF 상태 또는 IGN OFF 상태)에서 정상 전압(특허청구범위에서는 "제2 전압"으로 표기됨)의 전원 전압을 감지한 경우, 상기 부스터 컨버터(132)는 상기 오프 신호에 따라 바이패싱 동작을 수행한다. 즉, 차량 배터리(110)에서 출력된 전원 전압이 부스팅 되지 않고, 바이패싱 되어 그대로 상기 다이오드(134)의 캐소드 단자에 인가된다. 여기서, 바이패싱 된 전원 전압은 차량 배터리가 완충된 상태 또는 차량 시동 이후의 정상 전압이므로, 상기 다이오드(134)의 애노드 단자에 인가되는 보조 배터리(120)의 보조 전원 전압보다 크다. 따라서, 부스팅 된 전원 전압이 상기 다이오드의 캐소드 단자에 인가되는 경우와 마찬가지로 이 경우에서도 다이오드는 턴 오프 되어 보조 배터리(120)의 방전을 원천적으로 차단할 수 있다.
결론적으로 차량의 모든 상황 즉, 차량의 배터리의 방전 또는 완충된 상태는 물론 차량의 시동 시점 및 차량의 시동 이후 어느 경우에서든 보조 배터리의 방전을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
보조 배터리의 과충전 방지 과정
보조 배터리(120)에 안정적인 충전 전압을 공급하기 위해서는, 차량 입력측의 서지성 전압 또는 ESD 등의 비정상적인 과전압이 보조 배터리(120)에 직접 인가되는 것을 차단해야 한다. 만일 서지성 전압 또는 ESD 등의 비정상적인 과전압이 보조 배터리(120)에 인가되는 경우, 보조 배터리는 손상될 수 있다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨트롤러의 제어에 따라 동작하는 스텝 다운 파워 컨버터가 설계되는데, 컨트롤러(140)가 보조 배터리(120)로부터 출력되는 보조 전원 전압을 모니터링 하여 일정 전압 이하의 보조 전원 전압을 감지하면, 시동 신호의 수신에 따라 스텝 다운 파워 컨버터의 동작을 지시하는 제어 신호(ON)를 출력하게 된다. 그러면, 스텝 다운 파워 컨버터는 서지성 전압 또는 ESD 등의 비정상적인 과전압을 적절한 전압 레벨로 변환시켜 서지성 전압 또는 ESD 등의 비정상적인 과전압 등이 보조 배터리에 그대로 인가되는 것을 차단한다.
보조 배터리에 의한 전원 공급 과정
차량에 내장된 차량 사고 통보 장치가 차량 파손으로 인해, 차량 배터리가 불능인 경우에도 동작이 가능해야 한다. 차량 배터리가 불능 상태인 경우, 보조 배터리에서 차량 사고 통보 장치로 보조 전원 전압을 공급하기 위해서는, 도 2에 도시된 다이오드(134)가 턴 온 되어야 한다. 다이오드(134)가 턴 온 되기 위해서는 전압 분배기(150)에 의해 출력되는 분배 전원 전압의 최대값이 상기 보조 배터리의 보조 전원 전압보다 작도록 설계할 필요가 있다. 이와 같이, 전압 분배기(150)에 의해 출력되는 분배 전원 전압의 최대값이 상기 보조 배터리의 보조 전원 전압보다 작도록 설계하면, 차량 배터리(110)가 방전된 상태에서도 차량 사고 통보 장치는 보조 배터리(120)로부터 보조 전원 전압을 공급받아서 유효한 동작을 수행할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 차량 배터리(110)는 항상 정상적인 전압을 유지 할 수 없다. 차량 배터리(110)는 방전에 의해서 전압이 낮아질 수 있고 또한 차량 시동 시에 차량 배터리의 전원 전압이 순간적으로 낮아 진다. 이때, 본 발명에서 제안하는 부스터 컨버터(132)가 없을 경우에는, 차량 배터리의 전원 전압이 보조 배터리의 보조 전원 전압보다 낮은 경우, 다이오드가 턴 온되어 보조 배터리에서 방전이 발생할 수 있다. 특히, 차량의 시동 상황은 상시 발생하는 조건이므로 보조 배터리의 방전은 수시로 발생하게 된다.
그러나 본 발명의 일 실시 예와 같이, 부스터 컨버터(132)를 차량 배터리(110)와 보조 배터리(120) 사이에 설계하면, 컨트롤러(140)가 차량 배터리(110)로부터 출력되는 전원 전압을 검출하여 저 전압 조건(차량 배터리 방전 또는 차량 시동 시 순간적으로 낮아지는 전압 상태)에서 부스터 컨버터(132)가 동작하도록 하여 저 전압 조건에서, 보조 배터리의 보조 전원 전압이 부스터 컨버터(132)의 출력 전압(부스팅 된 전원 전압)보다 작은 상황을 만들게 된다. 이로 인하여 다이오드(134)가 턴 오프 되어서 저전압 조건에서 보조 배터리가 방전되지 않게 한다. 결과적으로 보조 배터리(120)가 상시적으로 일어나는 시동 조건에서도 동작(또는 방전)하지 않도록 하여 보조 배터리(120)의 방전 스트레스를 줄일 수 있게 된다. 이는 보조 배터리(120)의 동작 신뢰성에 기여한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 전원 장치에서 전원 제어 방법을 보여주는 순서도이다. 설명의 이해를 돕기 위해, 도 1 및 도 2를 함께 참조하며, 특별히 언급하지 않는 이상 도 4의 각 단계의 수행 주체는 컨트롤러(140)에서 수행되는 것으로 가정한다.
도 4를 참조하면, S410에서, 컨트롤러(140)에서 차량 배터리(110)로부터 출력되는 전원 전압을 검출하는 과정이 수행된다.
S420에서, 컨트롤러(140)에서 검출된 전원 전압과 기준 전압을 비교하는 과정이 수행된다. 여기서, 기준 전압은 보조 배터리가 방전될 수 있는 조건을 판단하는 기준으로서, 예컨대, 차량 배터리 방전 시에 차량 배터리로부터 출력되는 저 전압 상태의 전원 전압과 차량 배터리 완충 시에 차량 배터리로부터 출력되는 정상 전압 상태의 전원 전압을 구분하는 기준으로서 사용자에 의해 자유롭게 설정될 수 있다. 만일 검출된 전원 전압이 기준 전압보다 낮은 경우, 현재의 차량 배터리는 차량 방전 상태로 판단하고, 기준 전압보다 큰 경우, 완충 상태로 판단할 수 있다.
S430에서, 상기 S420의 과정에 따라 검출된 전원 전압이 기준 전압보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 컨트롤러(140)의 제어에 따라 상기 전원 전압을 부스팅 하도록 상기 부스터 컨버터(132)의 동작을 제어하는 과정이 수행된다.
S440에서, 검출된 전원 전압이 기준 전압보다 큰 것으로 판단되면, 상기 컨트롤러(140)의 제어에 따라 상기 전원 전압을 바이패싱하도록 상기 부스터 컨버터(132)의 동작을 제어하는 과정이 수행된다.
S450에서, 상기 컨트롤러(140)의 제어에 따라 부스팅 되거나 바이패싱 된 전원 전압이 보조 배터리의 방전 경로를 형성하는 방전 차단기(134)의 출력단에 인가되는 과정이 수행된다. 여기서, 상기 방전 차단기(134)가 다이오드로 구현되는 경우, 상기 출력단은 다이오드의 캐소드 단자일 수 있다. 이때, 다이오드의 애노드 단자에는 보조 배터리의 보조 전원 전압이 인가된다. 따라서, 캐소드 단자의 전위가 애노드 단자의 전위보다 높게 형성되므로, 상기 다이오드는 턴 오프되어, 상기 방전 경로가 차단되고, 보조 배터리 방전을 최소화할 수 있다.
이상 바람직한 실시 예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 차량 사고 발생을 자동으로 통지하는 차량 사고 통보 장치에 전원을 공급하는 차량용 배터리 전원 장치에 있어서,
    차량 배터리로부터 출력되는 전원 전압을 감지하고, 감지된 상기 전원 전압에 기초해 부스팅 제어 신호를 출력하는 컨트롤러; 및
    상기 차량 배터리와 보조 배터리 사이에 구비되고, 상기 부스팅 제어 신호에 따라 상기 전원 전압을 바이패싱(bypassing)하거나 부스팅(boosting)하고, 바이패싱 또는 부스팅 된 전원 전압을 이용해 상기 보조 배터리의 방전 경로를 차단하는 부스터 컨버터;
    를 포함하는 차량용 배터리 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 차량 배터리의 방전 상태 또는 차량의 시동 시, 제1 전압 레벨을 갖는 상기 전원 전압을 감지한 경우, 상기 전원 전압을 부스팅 하기 위해 상기 부스터 컨버터를 온(ON) 시키는 온 신호를 출력하고,
    상기 차량 배터리의 충전 상태 또는 상기 차량의 시동 이후, 상기 제1 전압 레벨보다 큰 제2 전압 레벨을 갖는 상기 전원 전압을 감지한 경우, 상기 전원 전압을 바이패스 하기 위해 상기 부스터 컨버터를 오프(OFF) 시키는 오프 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 전원 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부스터 컨버터의 출력단자에 연결된 음의 단자와 상기 보조 배터리의 출력단자에 연결된 양의 단자를 갖는 방전 차단기를 더 포함하고,
    상기 부스터 컨버터는,
    상기 온 신호에 따라 부스팅 된 전원 전압을 상기 음의 단자에 인가하여, 상기 음의 단자의 전위를 상기 양의 단자의 전위보다 높게 형성하여, 상기 보조 배터리로부터 출력되는 보조 전원 전압의 방전 경로를 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 전원 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 부스터 컨버터는,
    상기 오프 신호에 따라 바이패싱 된 전원 전압을 상기 음의 단자에 인가하여, 상기 음의 단자의 전위를 상기 양의 단자의 전위보다 높게 형성하여, 상기 보조 배터리로부터 출력되는 보조 전원 전압의 방전 경로를 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 전원 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 방전 차단기는 다이오드인 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 전원 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    기준 전압보다 낮은 상기 전원 전압을 감지한 경우, 상기 전원 전압을 부스팅 하기 위해 상기 부스터 컨버터를 온 시키는 온 신호를 출력하고,
    상기 기준 전압보다 높은 상기 전원 전압을 지한 경우, 상기 전원 전압을 바이패스 하기 위해 상기 부스터 컨버터를 오프 시키는 오프 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 전원 장치.
  7. 차량 사고 발생을 자동으로 통지하는 차량 사고 통보 시스템에 전원을 공급하는 차량용 배터리 전원 장치에 있어서,
    차량 배터리로부터 출력되는 전원 전압을 감지하고, 감지된 상기 전원 전압에 기초해 제어 신호를 출력하는 컨트롤러; 및
    상기 차량 배터리와 보조 배터리 사이에 구비되고, 상기 컨트롤러의 제어에 따라, 상기 전원 전압을 바이패싱(bypassing)하거나 부스팅(boosting)하고, 바이패싱 또는 부스팅 된 전원 전압을 이용하여 상기 보조 배터리로부터 출력되는 보조 전원의 방전을 차단하고, 상기 전원 전압에 포함된 서지성 전압 또는 과전압이 상기 보조 배터리에 직접 인가되는 것을 차단하는 이상 충전 방지 회로
    를 포함하는 차량용 배터리 전원 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이상 충전 방지 회로는,
    상기 차량 배터리와 보조 배터리 사이에 구비되고, 상기 부스팅 제어 신호에 따라 상기 전원 전압을 바이패싱(bypassing)하거나 부스팅(boosting)하는 부스터 컨버터;
    상기 바이패싱 된 전원 전압 또는 상기 부스팅 된 전원 전압을 인가 받는 캐소드 단자와 상기 보조 배터리에서 출력되는 보조 전원 전압을 인가받는 애노드 단자를 포함하는 다이오드; 및
    상기 다이오드와 병렬 연결되고, 상기 전원 전압에 포함된 서지성 전압 또는 과전압이 상기 상기 보조 배터리에 직접 인가되는 것을 차단하는 스텝 다운 파워 회로
    를 포함하는 차량용 배터리 전원 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 부스터 컨버터는,
    상기 차량 배터리의 방전 상태 또는 차량의 시동 시에서의 제1 전압 레벨을 갖는 상기 전원 전압을 감지한 경우, 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 전원 전압을 부스팅 하고,
    상기 차량의 충전 상태 또는 상기 차량의 시동 이후, 상기 제1 전압 레벨보다 큰 제2 전압 레벨을 갖는 상기 전원 전압을 감지한 경우, 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 전원 전압을 바이패싱 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 전원 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 바이패싱 또는 부스팅 된 전원 전압은 상기 다이오드의 캐소드 단자에 인가되는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 전원 장치.
  11. 보조 배터리를 포함하는 차량 배터리 전원 장치에서 전원 제어 방법에 있어서,
    차량 배터리의 출력 전압을 감지하는 과정;
    감지된 출력 전압의 전압 레벨에 기초하여, 상기 출력 전압을 부스팅 하거나 바이패싱 하는 과정; 및
    상기 부스팅 또는 바이패싱 된 출력 전압을 상기 보조 배터리의 방전 경로를 형성하는 방전 차단기의 출력단에 인가하는 과정
    을 포함하는 차량 배터리 전원 장치에서 전원 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 방전 차단기의 입력단에는 상기 보조 배터리의 보조
    전원 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 전원 장치에 전원 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 출력 전압을 부스팅 하거나 바이패싱 하는 과정은,
    상기 출력 전압이 기준 전압 미만인 경우, 상기 출력 전압을 부스팅 하는 과정과,
    상기 출력 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 출력 전압을 바이패싱 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 전원 장치에서 전원 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기준 전압은 상기 차량 배터리의 방전 또는 차량 시동 시의 상기 출력 전압과 상기 차량 배터리의 완충 또는 차량 시동 이후에서의 상기 출력 전압을 구분하기 위한 전압인 것을 특징으로 하는 차량 배터리 전원 장치에서 전원 제어 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210041424A (ko) * 2019-10-07 2021-04-15 현대모비스 주식회사 차량의 전장기기 전원 공급장치 및 방법
WO2023239040A1 (ko) * 2022-06-10 2023-12-14 삼성전자주식회사 전자 장치 및 이의 동작 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110105196A (ko) * 2010-03-18 2011-09-26 현대모비스 주식회사 차량 사고 통보 장치
KR20130128700A (ko) * 2012-05-17 2013-11-27 현대모비스 주식회사 정전압 공급 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110105196A (ko) * 2010-03-18 2011-09-26 현대모비스 주식회사 차량 사고 통보 장치
KR20130128700A (ko) * 2012-05-17 2013-11-27 현대모비스 주식회사 정전압 공급 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210041424A (ko) * 2019-10-07 2021-04-15 현대모비스 주식회사 차량의 전장기기 전원 공급장치 및 방법
WO2023239040A1 (ko) * 2022-06-10 2023-12-14 삼성전자주식회사 전자 장치 및 이의 동작 방법

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