KR20160076609A - 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 탑재된 정션박스의 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자로부터 출력되는 전원을 각각의 부하들로 공급하는 배선들에 단락 또는 과전압 등의 장애 발생 여부를 검출할 수 있도록 한, 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명은, 고전압 전력분배소자의 출력단과 고전압 부하의 입력단을 연결하는 고전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로, 또는 저전압 전력분배소자의 출력단과 저전압 부하의 입력단을 연결하는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로를 스위칭하는 스위칭부; 상기 스위칭부의 동작에 따라 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 클램프 전압 레벨을 검출하는 클램프 검출부; 상기 스위칭부의 동작에 따라 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 분압 전압값을 검출하는 분압 검출부; 및 상기 클램프 검출부를 통해 검출한 전원 공급 배선의 클램프 전압 레벨과 상기 분압 검출부를 통해 검출한 전원 공급 배선의 분압 전압값을 이용하여 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 판정하는 제어부를 포함하는, 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치를 제공한다.

Description

정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치 및 그 방법{Apparatus and method of detecting a power line fault in junction box}
본 발명은 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 차량에 탑재된 정션박스의 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자로부터 출력되는 전원을 각각의 부하들로 공급하는 배선들에 단락 또는 과전압 등의 장애 발생 여부를 검출할 수 있도록 한, 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
차량 내 전기를 소모하는 각종 부하들(예; 램프, 바디전장 부품, 멀티미디어 기기, 공조기, 윈도우, 모터 등)에 구동 전원을 분배하여 공급하기 위한 정션박스(Junction Box)가 사용되고 있다.
최근에는 기존 전원 분배 기능의 정션박스에 통신(CAN 등), 스위치 제어, 릴레이 제어, 램프 제어 및 고장 진단 기능을 통합한 스마트 정션박스(SJB : Smart Junction Box)가 차량에 탑재되는 추세이다.
한편, 고전압 전원으로 구동하는 공조기 등과 같은 고전압 부하와 저전압 전원으로 구동하는 램프 등과 같은 저전압 부하로 해당 전원을 분리하여 공급하는 이중 전원 방식의 정션박스도 개발되고 있다.
즉, 정션박스에 고전압 전력분배소자(예; 고전압 IPS 등)과 저전압 전력분배소자(예; 저전압 IPS 등)을 구비하고, 고전압 전력분배소자의 출력단으로부터 고전압 부하까지를 배선으로 연결하고, 저전압 전력분배소자의 출력단으로부터 저전압 부하까지를 배선으로 연결하여, 각 전원 공급 배선을 통해 고전압 전원 및 저전압 전원을 각각의 부하로 공급한다.
상기와 같은 정션박스와 차량 내부 곳곳에 설치된 각각의 부하를 연결하는 배선은 수많은 전선, 와이어 하네스 등으로 얽히고 설킨 형태로 이루어져 있는데, 이러한 배선 사이에 단락이 발생되거나 어떤 배선에 과전압이 발생되는 등, 전원 공급 배선에 장애가 많은 빈도는 아니지만 적지않게 발생되고 있는 형편이다.
그런데, 앞서 언급한 바와 같이 전원 공급 배선 장애가 자주 발생되는 것은 아니지만, 부하로 전원 공급 도중에 한 번의 전원 공급 배선 장애가 발생되더라도 고전압 전력분배소자 등 정션박스의 부품들이 손상되는 문제점이 있다. 물론, 전원 공급 배선 장애로 인해 배터리에 과전압이 유입되어 배터리 방전, 손상, 저전압 부하에 고전압이 인가되어 저전압 부하의 이상 동작, 고장 등을 유발하는 문제점이 있다.
특히, 부하측 전원 공급 배선의 단락, 과전압 발생 등은 차량 사용자에게 감전 사고 등 안전을 위협하는 위험 요인이 되고 있으며, 이를 해결하기 위한 전원 공급 배선 장애 검출 기능이 차량에 안전 사양으로서 반드시 탑재되어야 한다.
따라서, 부하로 전원을 공급하는 수단인 정션박스에 전원 공급 배선 장애 검출 기능을 탑재하는 것이 바람직하며, 특히, 부하측 전원 공급 배선에 연결되어 있는 전력분배소자로부터 출력되는 전력과, 부하측 전원 공급 배선으로부터 유입되는 전력을 통해 배선들에 단락 또는 과전압 등의 장애 발생 여부를 검출할 수 있는 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 차량에 탑재된 정션박스의 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자로부터 출력되는 전원을 각각의 부하들로 공급하는 배선들에 단락 또는 과전압 등의 장애 발생 여부를 검출할 수 있도록 한, 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치는, 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치에 있어서, 고전압 전력분배소자의 출력단과 고전압 부하의 입력단을 연결하는 고전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로, 또는 저전압 전력분배소자의 출력단과 저전압 부하의 입력단을 연결하는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로를 스위칭하는 스위칭부; 상기 스위칭부의 동작에 따라 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 클램프 전압 레벨을 검출하는 클램프 검출부; 상기 스위칭부의 동작에 따라 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 분압 전압값을 검출하는 분압 검출부; 및 상기 클램프 검출부를 통해 검출한 전원 공급 배선의 클램프 전압 레벨과 상기 분압 검출부를 통해 검출한 전원 공급 배선의 분압 전압값을 이용하여 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 판정하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따른 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법은, 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법에 있어서, 고전압 전력분배소자의 출력단과 고전압 부하의 입력단을 연결하는 고전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로를 스위칭하는 단계; 상기 스위칭에 따라 고전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 클램프 전압 레벨을 검출하는 단계; 상기 스위칭에 따라 고전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 분압 전압값을 검출하는 단계; 및 상기 검출한 클램프 전압 레벨과 분압 전압값을 이용하여 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애 종류를 판정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 면에 따른 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법은, 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법에 있어서, 저전압 전력분배소자의 출력단과 저전압 부하의 입력단을 연결하는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로를 스위칭하는 단계; 상기 스위칭에 따라 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 클램프 전압 레벨을 검출하는 단계; 상기 스위칭에 따라 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 분압 전압값을 검출하는 단계; 및 상기 검출한 클램프 전압 레벨과 분압 전압값을 이용하여 상기 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애 종류를 판정하는 단계를 포함한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 저비용 부품, 간단한 로직으로 정션박스로부터 출력되는 전원을 각각의 부하들로 공급하는 배선들에 단락 또는 과전압 등의 장애 발생 여부를 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 고전압 전력분배소자와 고전압 부하 사이의 전원 공급 배선, 저전압 전력분배소자와 저전압 부하 사이의 전원 공급 배선의 장애를 통합된 하나의 간단한 회로 토폴로지로 검출할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 고전압/저전압 전원 공급 배선 장애 검출 장치의 회로를 공용화하여 부품 절감, 정션박스 소형화 구현에 제약을 주지 않으며, 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자를 분리된 형태 그대로 사용하므로 제어부(예; MCU)의 코딩을 변경하지 않아도 되는 것이다.
또한, 본 발명은 전원 공급 배선의 장애 종류를 판별하여 장애가 단락인지, 과전압 발생인지, 장애가 없는지를 구별하여 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 정션박스의 소자, 배터리, 부하 등 차량 부품의 손상, 이상 동작, 고장 등을 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 부하측 전원 공급 배선의 단락, 과전압 발생 등으로부터 차량 사용자의 감전 사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 정션박스와 전원 공급 배선을 보여주는 일실시예 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 전원 공급 배선 장애 검출 장치에 대한 일실시예 구성도.
도 3a는 본 발명에 따른 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 3b는 본 발명에 따른 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 방법에 대한 일실시예 흐름도.
하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 정션박스와 전원 공급 배선을 보여주는 일실시예 설명도이다.
도 1에 도시된 정션박스(100)는 고전압 전력분배소자(예; 고전압 IPS 등)(41), 저전압 전력분배소자(예; 저전압 IPS 등)(42) 및 제어부(예; MCU 등)(43) 등을 포함한다.
배경기술에서 설명한 바와 같이 정션박스는 고전압 부하(21) 및 저전압 부하(22)로 각각의 전원 공급 배선(31, 32)을 통해 고전압 소스(11) 및 저전압 소스(12)로부터의 전원을 분배하여 공급하는 기능을 수행한다.
도 1과 같은 전원 공급 배선들은 차량 내부 곳곳에 수많은 전선, 와이어 하네스 등으로 얽히고 설킨 형태로 이루어져 있으며, 이러한 전원 공급 배선들에 단락이 발생되거나 과전압이 발생되는 등, 장애가 발생되게 되면 정션박스, 부하들, 전원 소스측에 이상 동작, 고장 등을 유발하게 된다.
본 발명에서는 정션박스로부터 출력되는 전원을 각각의 부하들로 공급하는 배선들에 단락 또는 과전압 등의 장애 발생 여부를 검출하는 기술을 제시한다. 이하, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전원 공급 배선 장애 검출 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전원 공급 배선 장애 검출 장치는 고전압 전력분배소자(예; 고전압 IPS 등)(41), 저전압 전력분배소자(예; 저전압 IPS 등)(42), 제1 스위치(SW1)(51), 제2 스위치(SW2)(52), 제너 다이오드(61), 댐핑 저항(62), 1쌍의 직렬 저항(71, 72) 및 제어부(예; MCU 등)(80) 등을 포함한다.
도면에 도시하지 않았으나, 본 발명의 정션박스(200)는 CAN 통신 소자, 릴레이 소자, 퓨즈, 버스 바(bus bar), 커넥터 단자 등을 더 포함할 수 있다. 덧붙여, 본 발명의 정션박스는 엔진 룸 정션박스 또는 스마트 정션박스 또는 이중 전원 정션박스 등으로 명명될 수 있다.
고전압 소스(11)는 고전압 부하(21)로 인가되는 고전압 전력을 제공하는 수단으로, 예를 들어 고전압 배터리(예; 42 V 등)이거나 특정 전압을 갖는 배터리의 출력 전압을 소정 전압(예; 42 V 등)으로 강압 또는 승압하는 전력 컨버터(예; LDC(Low-voltage DC Converter) 등)일 수 있다.
저전압 소스(12)는 저전압 부하(22)로 인가되는 저전압 전력을 제공하는 수단으로, 예를 들어 저전압 배터리(예; 12 V 등)이거나 특정 전압을 갖는 배터리의 출력 전압을 소정 전압(예; 12 V 등)으로 강압 또는 승압하는 전력 컨버터(예; LDC 등)일 수 있다.
차량의 부하들(21, 22)은 예를 들어 램프, 바디전장 부품, 멀티미디어 기기, 공조기, 윈도우, 모터 등일 수 있으며, 각각의 전원 공급 배선(31, 32)에 연결되어 있다. 물론, 본 발명이 전기 자동차에 탑재되는 경우에는 고전압 부하(21)가 전기 자동차 차륜을 구동하는 대용량 모터일 수 있다.
본 발명에서는 고전압 부하(21)로 고전압 전력을 공급하는 고전압 전력분배소자의 예로서 고전압 IPS(41)를, 저전압 부하(22)로 저전압 전력을 공급하는 저전압 전력분배소자의 예로서 저전압 IPS(42)를 예로 들고 있다. 물론, 전력분배소자로 릴레이 등 어떠한 부품을 사용해도 무방하며, 최근에 각광받고 있는 IPS를 예로 들어 설명하기로 한다. 이 지능형 전력 반도체 소자로 불리우는 IPS(Intelligent Power Semiconductor)는 소전력으로 대전력을 제어하는 릴레이의 기본 기능과 함께 기준 전류 이상으로 전력 소모 시 해당 출력을 차단하는 기능을 구비한 것으로 릴레이와 퓨즈가 통합된 전자 부품이다. 이러한 IPS는 정션박스의 제어부(MCU)가 전자적으로 직접 제어가 가능하여 차량에 점차적으로 탑재 비중이 높아지고 있다.
제1 스위치(SW1)(51)는 고전압 IPS(41)의 출력단과 고전압 부하(21)의 입력단을 연결하는 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)에 연결되어, 스위칭 온에 따라 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)을 흐르는 전력을 제너 다이오드(61)측과 직렬 저항(71, 72)측으로도 전달하는 소자이다.
제2 스위치(SW2)(52)는 저전압 IPS(42)의 출력단과 저전압 부하(22)의 입력단을 연결하는 저전압 부하측 전원 공급 배선(32)에 연결되어, 스위칭 온에 따라 저전압 부하측 전원 공급 배선(32)을 흐르는 전력을 제너 다이오드(61)측과 직렬 저항(71, 72)측으로도 전달하는 소자이다. 다른 예시로, 제1 스위치(SW1)(51) 및 제2 스위치(SW2)(52)를 하나의 스위치로 구현할 수도 있다.
제너 다이오드(61) 및 댐핑 저항(62)은 스위치(51, 52)의 온에 따라 전원 공급 배선(31, 32)으로부터 입력되는 전압, 특히 제너 다이오드(61)의 클램프 전압(Clamp Voltage)을 넘어서 통과되는 전압을 검출하기 위한 소자이다. 여기서, 제너 다이오드(61)의 클램프 전압값은 고전압 IPS(41)의 출력 전압값(예; 42 V)과 저전압 IPS(42)의 출력 전압값(예; 12 V) 사이의 소정 전압값(예; 25 V)을 가지면 되고, 댐핑 저항(62)의 저항값은 클램프 전압값에 따라 설계된다.
직렬 저항(71, 72)은 스위치(51, 52)의 온에 따라 전원 공급 배선(31, 32)으로부터 입력되는 전압의 분압값, 특히 IPS(41, 42)의 출력 전압 분압값 비교를 위한 전압을 검출하기 위한 소자이다. 여기서, 직렬 저항(71, 72)은 IPS(41, 42)의 출력 전압값에 따라 그 분압값을 얻을 수 있는 저항값으로 설계된다.
제어부(80)는 본 발명의 전원 공급 배선 장애 검출 기능을 위해 적어도 6개의 입출력 포트, 즉 고전압 IPS(41)로 전원 출력 명령을 내리기 위한 포트, 저전압 IPS(42)로 전원 출력 명령을 내리기 위한 포트, 제1 스위치(SW1)(51)의 온/오프 제어를 위한 포트, 제2 스위치(SW2)(52)의 온/오프 제어를 위한 포트, 제너 다이오드(61)와 댐핑 저항(62) 사이에 걸리는 전압 레벨 검출을 위한 포트, 직렬 저항(71, 72) 사이에 걸리는 전압 검출을 위한 포트 등을 구비한다.
이러한 포트들을 통해 입출력되는 신호들을 통해 본 발명에서 제어부(80)의 전원 공급 배선 장애 검출 기능에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 참조해 구체적으로 설명하기로 한다.
위와 같은 본 발명의 전원 공급 배선 장애 검출 장치는 고전압 전력분배소자와 고전압 부하 사이의 전원 공급 배선, 저전압 전력분배소자와 저전압 부하 사이의 전원 공급 배선의 장애 검출을 통합된 하나의 간단한 회로 토폴로지로 구현한 것이다.
즉, 본 발명은 고전압/저전압 전원 공급 배선 장애 검출 장치의 회로를 공용화하여 부품 절감, 정션박스 소형화 구현에 제약을 주지 않으며, 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자를 분리된 형태 그대로 사용하므로 제어부(MCU)의 코딩을 변경하지 않아도 되는 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
제어부(80)는 고전압 IPS(41)로 전원 출력 명령을 내리고, 제1 스위치(SW1)(51)를 온 시킨다(301). 이에 따라, 고전압 IPS(41)는 고전압 부하(21)로 전원을 출력하는 동작을 수행하게 되며, 이후 과정을 거쳐 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 것이다. 이때, 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 과정이므로 제2 스위치(SW2)(52)는 오프 시키는 것이 바람직하다. 제2 스위치(SW2)(52)의 오프에 따라 저전압 부하측 전원 공급 배선(32)에 흐르는 전력이 장애 검출 회로에는 걸리지 않기 때문에 저전압 IPS(42)는 저전압 부하(22)로 전원을 출력하는 동작을 정상적으로 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 고전압 IPS(41)와 저전압 IPS(42) 모두를 정상적으로 동작시키면서 고전압 부하측 전원 공급 배선과 저전압 부하측 전원 공급 배선 모두의 장애를 검출할 수 있는 것이다.
그런 후, 제어부(80)는 제너 다이오드(61)와 댐핑 저항(62) 사이에 걸리는 전압과, 직렬 저항(71, 72) 사이에 걸리는 전압을 검출(모니터링)하여 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 판정한다.
즉, 제어부(80)는 제너 다이오드(61)와 댐핑 저항(62) 사이에 걸리는 전압을 검출하여(302, 303), 이 전압 레벨이 로우(low)이면 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)에 단락이 발생함으로 판정한다(304). 즉, 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)에 단락이 발생한 경우에는, 고전압 부하측 전원 공급 배선(31) 상의 고전압 IPS(41)의 출력 전압이 단락 발생 지점으로 모두 흐르고, 장애 검출 회로에는 클램프 이하 전압(예; 0 V)이 걸려 전압 레벨이 로우가 되는 점에 착안한 것이다.
한편, 제어부(80)는 제너 다이오드(61)와 댐핑 저항(62) 사이에 걸리는 전압을 검출하여(302, 303), 이 전압 레벨이 하이(high)이면 직렬 저항(71, 72) 사이에 걸리는 전압을 검출한다(305). 즉, 클램프 전압 레벨 이상인 상황은 고전압 IPS(41)의 출력 전압이 장애 검출 회로에 걸려 장애가 없는 정상 상태라 볼 수 있지만, 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)에 과전압이 발생되어 장애 검출 회로에 과전압이 걸린 상태일 수도 있다. 이러한 점에 착안해 본 발명에서 직렬 저항(71, 72) 사이에 걸린 전압을 검출하여 과전압 장애인지, 장애 없음인지를 더 판정하는 것이다.
제어부(80)는 상기 검출한 직렬 저항(71, 72) 사이의 전압값, 즉 장애 검출 회로에 걸린 분압 전압값과 고전압 IPS(41)의 출력 전압을 비교한다(306).
상기 비교 결과로, 제어부(80)는 직렬 저항(71, 72) 사이의 분압 전압값이 고전압 IPS(41)의 출력 전압 분압값을 초과하면 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)에 과전압이 발생함으로 판정한다(307). 즉, 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)에 고전압 IPS(41)의 출력 전압(예; 42 V)을 초과하는 과전압이 발생한 것이다.
상기 비교 결과로, 제어부(80)는 직렬 저항(71, 72) 사이의 분압 전압값이 고전압 IPS(41)의 출력 전압 분압값의 범위에 들면 고전압 부하측 전원 공급 배선에 장애가 없음으로 판정한다(308).
도 3b는 본 발명에 따른 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
제어부(80)는 저전압 IPS(42)로 전원 출력 명령을 내리고, 제2 스위치(SW2)(52)를 온 시킨다(351). 이에 따라, 저전압 IPS(42)는 저전압 부하(22)로 전원을 출력하는 동작을 수행하게 되며, 이후 과정을 거쳐 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 것이다. 이때, 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 검출하는 과정이므로 제1 스위치(SW1)(51)는 오프 시키는 것이 바람직하다. 제1 스위치(SW1)(51)의 오프에 따라 고전압 부하측 전원 공급 배선(31)에 흐르는 전력이 장애 검출 회로에는 걸리지 않기 때문에 고전압 IPS(41)는 고전압 부하(21)로 전원을 출력하는 동작을 정상적으로 수행할 수 있다.
그런 후, 제어부(80)는 제너 다이오드(61)와 댐핑 저항(62) 사이에 걸리는 전압과, 직렬 저항(71, 72) 사이에 걸리는 전압을 검출(모니터링)하여 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 판정한다.
즉, 제어부(80)는 제너 다이오드(61)와 댐핑 저항(62) 사이에 걸리는 전압을 검출하여(352, 353), 이 전압 레벨이 하이(high)이면 저전압 부하측 전원 공급 배선(32)에 과전압이 발생함으로 판정한다(354). 즉, 저전압 부하측 전원 공급 배선(32)에 단락 장애가 있는 상황이거나 장애가 없는 상황(정상 상태)에서는 저전압 IPS(42)의 출력 이하의 전압이 장애 검출 회로에 걸리기 때문에 전압 레벨이 로우(low)가 되지만, 클램프 전압 레벨 이상의 과전압이 걸리게 되면 전압 레벨이 하이(high)가 되는 점에 착안한 것이다.
한편, 제어부(80)는 제너 다이오드(61)와 댐핑 저항(62) 사이에 걸리는 전압을 검출하여(352, 353), 이 전압 레벨이 로우(low)이면 직렬 저항(71, 72) 사이에 걸리는 전압을 검출한다(355). 즉, 앞서 설명한 바와 같이 전압 레벨이 로우(low)인 경우는 단락 장애가 있는 상황인지, 장애가 없는 상황(정상 상태)인지를 더 판정하는 것이다.
제어부(80)는 상기 검출한 직렬 저항(71, 72) 사이의 전압값, 즉 장애 검출 회로에 걸린 분압 전압값과 저전압 IPS(42)의 출력 전압을 비교한다(356).
상기 비교 결과로, 제어부(80)는 직렬 저항(71, 72) 사이의 분압 전압값이 저전압 IPS(42)의 출력 전압 분압값 미만이면 저전압 부하측 전원 공급 배선(32)에 단락이 발생함으로 판정한다(357). 이때, 저전압 부하측 전원 공급 배선(32) 상의 저전압 IPS(42)의 출력 전압이 단락 발생 지점으로 모두 흐르고, 장애 검출 회로에는 0 V가 걸려, 직렬 저항(71, 72) 사이의 검출 전압값은 0 V가 되는 것이다.
상기 비교 결과로, 제어부(80)는 직렬 저항(71, 72) 사이의 분압 전압값이 저전압 IPS(42)의 출력 전압 분압값의 범위에 들면 저전압 부하측 전원 공급 배선에 장애가 없음으로 판정한다(358).
전술한 본 발명의 일실시예는 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자를 별개로 구성하고, 고전압/저전압 부하측 전원 공급 배선 장애 검출 회로를 통합한 것이다.
다른 실시예로, 고전압 전력분배소자와 전원 공급 배선 장애 검출 회로를 하나의 ASIC으로 통합하고, 저전압 전력분배소자와 전원 공급 배선 장애 검출 회로를 하나의 ASIC으로 통합할 수도 있다.
또 다른 실시예로, 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자를 하나의 ASIC으로 통합하고, 고전압/저전압 부하측 전원 공급 배선 장애 검출 회로를 통합할 수도 있다. 이러한 경우에 고전압 전력분배소자와 저전압 전력분배소자가 통합된 소자는 상용화된 부품을 채용하면 된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
51: 제1 스위치 52: 제2 스위치
61: 제너 다이오드 62: 댐핑 저항
71, 72: 저항 80: 제어부

Claims (13)

  1. 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치에 있어서,
    고전압 전력분배소자의 출력단과 고전압 부하의 입력단을 연결하는 고전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로, 또는 저전압 전력분배소자의 출력단과 저전압 부하의 입력단을 연결하는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로를 스위칭하는 스위칭부;
    상기 스위칭부의 동작에 따라 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 클램프 전압 레벨을 검출하는 클램프 검출부;
    상기 스위칭부의 동작에 따라 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 분압 전압값을 검출하는 분압 검출부; 및
    상기 클램프 검출부를 통해 검출한 전원 공급 배선의 클램프 전압 레벨과 상기 분압 검출부를 통해 검출한 전원 공급 배선의 분압 전압값을 이용하여 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선 또는 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애를 판정하는 제어부를 포함하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프 검출부는, 제너 다이오드와 댐핑 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제너 다이오드의 클램프 전압값은, 고전압 전력분배소자의 출력 전압값과 저전압 전력분배소자의 출력 전압값 사이의 특정 전압값을 갖는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분압 검출부는, 1쌍의 직렬 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 클램프 검출부를 통해 검출한 전압 레벨이 로우(low)이면 고전압 부하측 전원 공급 배선에 단락이 발생함으로 판정하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 클램프 검출부를 통해 검출한 전압 레벨이 하이(high)이면 분압 검출부를 통해 검출한 분압 전압값과 고전압 전력분배소자의 출력 전압을 비교하여, 상기 분압 전압값이 고전압 전력분배소자의 출력 전압 분압값을 초과하면 고전압 부하측 전원 공급 배선에 과전압이 발생함으로 판정하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 클램프 검출부를 통해 검출한 전압 레벨이 하이(high)이면 저전압 부하측 전원 공급 배선에 과전압이 발생함으로 판정하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 클램프 검출부를 통해 검출한 전압 레벨이 로우(low)이면 분압 검출부를 통해 검출한 분압 전압값과 저전압 전력분배소자의 출력 전압을 비교하여, 상기 분압 전압값이 저전압 전력분배소자의 출력 전압 분압값 미만이면 저전압 부하측 전원 공급 배선에 단락이 발생함으로 판정하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 고전압 부하측 전원 공급 배선 장애 검출 시 상기 스위칭부의 전력 경로를 제어하여 저전압 전력분배소자의 출력 전력이 클램프 검출부에 인가되지 않게 하거나, 저전압 부하측 전원 공급 배선 장애 검출 시 상기 스위칭부의 전력 경로를 제어하여 고전압 전력분배소자의 출력 전력이 클램프 검출부에 인가되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 장치.
  10. 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법에 있어서,
    고전압 전력분배소자의 출력단과 고전압 부하의 입력단을 연결하는 고전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로를 스위칭하는 단계;
    상기 스위칭에 따라 고전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 클램프 전압 레벨을 검출하는 단계;
    상기 스위칭에 따라 고전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 분압 전압값을 검출하는 단계; 및
    상기 검출한 클램프 전압 레벨과 분압 전압값을 이용하여 상기 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애 종류를 판정하는 단계를 포함하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고전압 부하측 전원 공급 배선의 장애 종류를 판정하는 단계는, 상기 검출한 클램프 전압 레벨이 로우(low)이면 단락 장애로, 상기 검출한 클램프 전압 레벨이 하이(high)이고 상기 분압 전압값이 고전압 전력분배소자의 출력 전압 분압값을 초과하면 과전압 장애로 판정하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법.
  12. 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법에 있어서,
    저전압 전력분배소자의 출력단과 저전압 부하의 입력단을 연결하는 저전압 부하측 전원 공급 배선에 흐르는 전력의 경로를 스위칭하는 단계;
    상기 스위칭에 따라 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 클램프 전압 레벨을 검출하는 단계;
    상기 스위칭에 따라 저전압 부하측 전원 공급 배선에 걸리는 분압 전압값을 검출하는 단계; 및
    상기 검출한 클램프 전압 레벨과 분압 전압값을 이용하여 상기 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애 종류를 판정하는 단계를 포함하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 저전압 부하측 전원 공급 배선의 장애 종류를 판정하는 단계는, 상기 검출한 클램프 전압 레벨이 하이(high)이면 과전압 장애로, 상기 검출한 클램프 전압 레벨이 로우(low)이고 상기 분압 전압값이 고전압 전력분배소자의 출력 전압 분압값 미만이면 단락 장애로 판정하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 전원 공급 배선 장애 검출 방법.
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