KR20180041608A - 자동차 애플리케이션을 위한 지능형 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 애플리케이션을 위한 지능형 스위치(100)에 관한 것으로, 특히 적어도 하나의 입구(103, 103', 103"), 적어도 하나의 출구(105, 105', 105", 105"') 및 적어도 하나의 입구(103, 103', 103") 및 적어도 하나의 출구(105, 105', 105", 105"')를 전기적으로 연결하는 스위치 회로(107)를 포함하는 리셋 가능 및/또는 프로그래밍 가능 퓨즈(101)에 관한 것이다. 하나 초과의 스위칭 기능을 제공하는 자동차 애플리케이션들을 위한 지능형 스위치를 제공하기 위해, 스위치 회로(107)는 전자기계적 스위칭 서브모듈(109) 및 전기 스위칭 서브모듈(111)의 리스트로부터 선택된 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들을 포함하며, 이 스위치는 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들(109, 111)의 동작 상태를 제어하기 위한 제어 유닛(127)을 더 포함한다.

Description

자동차 애플리케이션을 위한 지능형 스위치{INTELLIGENT SWITCH FOR AUTOMOTIVE APPLICATION}
본 발명은 적어도 하나의 입구, 적어도 하나의 출구 및 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구를 전기적으로 연결하는 스위치 회로를 포함하는 자동차 애플리케이션 대한 전기 스위치, 특히 리셋 가능한 및/또는 프로그래밍 가능한 퓨즈에 관한 것이다.
전기/전자(E/E) 시스템들은 비히클(vehicle)의 상이한 서브시스템들 : 엔진 및 전동장치(powertrain), 섀시, 바디 및 컴포트(body and comfort), 인포테인먼트(infotainment), 내비게이션, 운전자 보조 및 대화식 시스템들 내의 어디에서나 발견된다. 이는 케이블링 및 네트워크 인터페이싱 측면에서 이들을 지원하기 위한 와이어링 하네스(wiring harness)를 동반한다. 와이어링 하네스만으로도 차 내에서 (엔진 및 섀시에 이어) 3번째로 비싼 컴포넌트이고 (섀시 및 엔진에 이어) 3번째로 무거운 컴포넌트이다. 따라서, 이 무게를 감소시키는 임의의 솔루션이 비용 및 환경을 보존하는데 직접적으로 기여한다.
다수의 E/E 특징들 및 진보들의 지속적인 성장은 공통적인 상호연결 인프라구조를 통해 이러한 복잡성을 포함하는 포괄적이고 동적인 아키텍처에 대한 요구를 불러온다. 이러한 인프라구조는 통신뿐만 아니라, 전력 분배, 컴포넌트들의 물리적 배치 및 컴포넌트들 상의 기능성의 매핑을 포함한다. 이는 스마트 노드 간의 교차-네트워킹을 가능하게 하는 상이한 통신 방식들 및 게이트웨이들을 필요로 한다. 공통적인 E/E 아키텍처를 사용하는 일반적인 이점은 상이한 애플리케이션들에 대한 데이터(즉, 센서들로부터의)의 재사용의 가능성, 와이어링 하네스의 최적화, 새로운 기능들을 추가할 때 단순한 확장성 및 상이한 확장 모듈들/스테이지들을 갖기 위한 지원이다.
전기 자동차 스위치들은 당업계에 알려져 있고 표준화된 크기들 및/또는 연결 수단, 즉, 자동차의 부하 회로와 같은 회로에 스위치를 배치하기 위한 콘택(contact) 단자와 함께 이용 가능하다. 전기 퓨즈는 특정 조건, 예를 들어, 과부하, 미스매치 부하, 과전압 또는 부하 회로에 연결된 디바이스의 고장의 경우 부하 회로를 차단하는 특정 스위치이다.
자동차 산업은 자동차의 주로 중앙식 포지션들에 퓨즈들과 함께 릴레이들을 터무니없이 많이 사용한다. 릴레이에 관한 하나의 문제는, 스위칭 이벤트들 시에 파괴적인 아크 에너지에 의한 콘택 표면 손상으로 인해 릴레이를 고장나게 할 수 있거나, 또는 콘택들이 쉽게 차단(welled shut)되게 할 수 있는 바람직하지 않은 아크가 콘택들 사이에 발생할 수 있다는 것이다. US 7,282,924는, 릴레이 유닛, 전류 센서, 아날로그 회로, 디지털 회로 및 아크 결함들을 식별하는 것에 대한 응답으로 전류를 단절하도록 릴레이 유닛에 코멘팅(comment)하게 구성된 프로세싱 유닛을 포함하는 아크를 검출하기 위한 서브-시스템을 갖는 전기 시스템을 개시한다. 이는 퓨즈들의 교체에 대한 번거로운 노력은 말할 것도 없고 확장성 및 유연성에 관한 의문들을 제기한다. 더 많은 기능들의 추가는 추가의 정션 박스들 및 그에 따라 오는 하네스를 유발하여, 비히클의 중량을 증가시켜서 CO2 배출의 증가로 이어진다.
자동차들의 증가된 전기 복잡도는 다양한 커넥터들 및 퓨즈들에 포함될 필요가 있는 전기 회로들 및 전기 스위치들에 압력을 가한다. 자동차 부문에서 공통적으로 사용되는 스위치들 및 퓨즈들은 일반적으로 유연성이 없으며, 부하 회로를 단순히 개방 및 폐쇄하도록 스위칭된다.
따라서, 본 발명의 목적은 지능형, 즉 하나 초과의 스위칭 기능을 제공하는 자동차 애플리케이션을 위한 전기 스위치를 제공하는 것이다.
초기에 언급된 전기 스위치들은, 스위치 회로가 전자기계 스위칭 서브모듈 및 전기 스위칭 서브모듈의 리스트로부터 선택된 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들을 포함하고, 스위치는 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들의 동작 상태를 제어하기 위한 제어 유닛을 더 포함한다는 점에서 위의 문제를 해결한다.
제어 유닛과 함께 전기 스위치의 스위치 회로에 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들, 예를 들어, 적어도 하나의 전자기계 서브모듈 및 적어도 하나의 전기 스위칭 서브모듈의 임의의 결합을 제공함으로써, 전기 스위치는 지능형이 되고, 이에 따라 하나 초과의 스위칭 기능을 제공한다. 이는, 예를 들어, 예컨대, 전력 오프한 이후의 안전한 스위칭 상태와 같은 전자기계 스위칭 서브모듈의 이점들뿐만 아니라, 예를 들어, 전기 스위칭 서브모듈을 쉽게 재설정할 수 있는 능력 및 빠른 응답으로부터 혜택을 받기 위한 요구들에 따라 커스터마이징될 수 있다.
이하, 본 발명의 지능형 스위치의 상이한 실시예들이 예로서 설명될 것이며, 여기서 실시예들 각각의 특징들은 그 자체로 유리하다. 생략된 기술적 특징에 의해 달성되는 기술적 효과가 본 발명에 적절하지 않은 경우, 상이한 실시예들의 기술적 특징들은 임의로 결합되거나 생략될 수 있다.
일 실시예에서, 지능형 스위치는 그의 한 측에, 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구를 갖는 커넥터 면을 갖고 커넥터 면 반대쪽에 내부 측을 갖는 베이스 어셈블리를 포함하는 전기 자동차 커넥터를 포함하며, 스위치 회로는 내부 측에 제공된다. 전기 커넥터를 지능형 스위치에 제공하는 것은 자동차 스위치의 쉬운 조립을 허용한다. 또한, 지능형 스위치가 한편으로 부하 회로에 연결되고 다른 한편으로 내부의 스위치 회로에 공간적으로 연결되는 경우, 입구 및 출구와 커넥터 면을 분리하는 것은 스위치에 모듈성을 제공한다. 예를 들어, 스위치 회로는 커넥터 면에서의 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구의 설계를 유지하면서 스위치의 요건들에 따라 변경될 수 있다.
지능형 스위치의 다른 실시예에서, 적어도 하나의 전자기계 스위칭 서브모듈은 단안정 스위칭 서브모듈 또는 쌍안정 스위칭 서브모듈일 수 있다. 전자기계 스위칭 서브모듈은 예를 들어, 단안정 또는 쌍안정 릴레이일 수 있다. 단안정 릴레이는, 그것이 전자기계 스위칭 서브모듈을 하나의 미리 결정된 상태로, 예를 들어, 개방 상태로 유지하고, 이에 따라 부하 회로를 차단하는 전력 다운(power down) 이후 안전한 상태에 도달한다는 이점을 갖는다. 쌍안정 릴레이와 같은 쌍안정 전자기계 스위칭 모듈은, 이것이 자신의 2개의 스위칭(또는 동작) 상태들 사이의 스위칭을 위해 매우 낮은 코일 전력 소비만을 필요로 한다는 점에서 유리하다.
추가의 실시예에서, 적어도 하나의 전기 스위칭 서브모듈은 예를 들어, 트랜지스터와 같은 반도체 스위치일 수 있다. 전자기계 스위치들, 특히 단안정 릴레이는 수동 리셋을 필요로 한다. 이와 대조적으로, 반도체 스위치를 원격으로 리셋하는 것이 가능하다. 또한, 반도체 스위치들은 펄스 폭 변조를 허용하여, 부하 경로를 통해 부하에, 예를 들어, 램프에 공급되는 전압 및 전류를 제어하는 것을 가능하게 한다. 추가로, 반도체 스위치들은 매우 신속히 응답하고 작은 크기이며, 이에 따라 전기 자동차 스위치/퓨즈의 크기를 최소화하도록 허용한다. 신속한 응답은 전류가 너무 높은 값에 도달하기 전에 부하를 단절시키는 소프트 퓨즈로서 반도체 스위치들이 사용되도록 허용한다. 전기 스위칭 서브모듈은 고전압들에서, 예를 들어, 48 볼트 전력 네트(power net) 내에서 동작할 수 있는 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 추가로, 전계-효과 트랜지스터들은 스위치를 제어하기 위해 낮은 전력 소비를 필요로 하며, 예를 들어, 전류, 온도 또는 전압 검출기와 같은 진단 특징들을 온보드로 가질 수 있다.
지능형 스위치(또는 퓨즈 : 이하, 스위치에 관한 실시예들이 설명되는 경우, 이들은 퓨즈인 스위치의 특정 실시예들을 포함함)의 추가의 실시예에 따라, 커넥터 면은 적어도 3개의 단자들을 포함한다. 하나의 단자는 입구를 나타낼 수 있고, 다른 단자는 출구를 나타낼 수 있고, 제 3 단자는 예를 들어, 제어 인터페이스 또는 신호 출구일 수 있다. 일 실시예에서, 커넥터 면은 DIN 72552에 따른 미니-ISO 플러그 또는 소켓 또는 다른 소켓 또는 플러그와 같이 자동차 산업에서 사용되는 표준화된 커넥터 면이다. 일 예시적인 실시예에서, 스위치는 9개의 단자들을 가질 수 있다. 9개의 단자들을 지능형 스위치에 제공하는 것은, 진단 기능성과 같은 다른 기능성을 위해 하나의 단자가 여전히 자유로운 상태에서 하나 초과의 부하 경로, 즉 4개까지의 상이한 부하 경로들에 스위치를 연결하도록 허용한다. 그의 모듈성으로 인해, 본 발명에 따른 지능형 스위치는 스위치 회로는, 자신에 연결된 각각의 경로들의 요건들에 맞는 커스터마이징을 허용하는 유연성을 제공한다. 동일한 지능형 스위치를 통해 하나 초과의 경로, 예를 들어, 부하 경로를 도통시킬 수 있으면, 요구되는 컴포넌트들의 수가 최소화되며, 이에 따라 비용들 및 재료들이 절감된다.
추가의 실시예에 따라, 본 발명에 따른 지능형 스위치는 동작중인 스위칭 서브모듈의 동작 상태를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다. 온보드로 제어 유닛, 예컨대, 마이크로제어기를 지능형 스위치에 제공하는 것은 전기 스위치 및 그의 스위칭 서브모듈에 대한 외부 제어기를 불필요하게 한다. 이는 본 발명의 지능형 스위치를 마스터 제어(master control), 예를 들어, 비히클의 전기 제어 유닛에 연결하도록 허용한다. 이러한 방식으로, 본 발명의 지능형 스위치는 상기 스위칭 서브모듈의 콘택 상태와 같은 특정 스위칭 서브모듈의 동작 상태 또는 예를 들어, 미달전압/과전압, 과전류, 과온도, 단락 등과 같은 다른 진단 및 보호 특징들을 표시하는 신호를 직접 출력할 수 있다. 지능형 스위치는 스위칭 서브모듈들 각각을 제어하기 위해 온보드의 단일 제어 유닛을 포함할 수 있으며, 이는 컴포넌트들의 수를 최소화하고 따라서 스위치의 크기를 감소시킨다.
지능형 스위치의 추가의 실시예에서, 제어 유닛은 구동 라인을 통해 스위칭 서브모듈들 각각에 연결될 수 있다. 상기 구동 라인을 통해, 마이크로제어기는 예를 들어, 전자기계 스위칭 서브모듈의 상태 또는 전기 스위칭 서브모듈을 통과하는 전압/전류와 같이 각각의 스위칭 서브모듈을 통한 스위칭을 제어할 수 있다. 전자기계 스위칭 서브모듈의 경우, 마이크로제어기는 구동 라인을 통해 릴레이 구동기에 연결될 수 있으며, 이 릴레이 구동기는 각각의 스위칭 서브모듈을, 구동 라인을 통해 마이크로제어기에 의해 신호로서 전송되는 미리 설정된 상태에 대응하는 상태로 만든다.
지능형 스위치의 추가의 실시예에서, 제어 유닛은 지능형 스위치의 외부에 로케이팅된 네트워크 시스템에 자신을 연결하기 위한 적어도 하나의 제어 인터페이스를 포함할 수 있다. 커넥터 면의 단자들 중 하나는, 예를 들어, 호스트(또는 마스터) 제어기로부터 명령 데이터 또는 스위치에 대한 제한 값들을 정의하는 미리 결정된 제어 데이터를 수신하는 제어 인터페이스일 수 있다. 제어 인터페이스를 통해, 지능형 스위치는 예를 들어, 버스 시스템을 통해 마스터 제어기에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 지능형 스위치는 단일 제어 인터페이스를 포함하는 제어 유닛을 갖는다. 제어 인터페이스는 단자들 중 하나에 연결되거나 이에 대응하고, 이에 따라 제어 입구 및/또는 출구를 제공할 수 있다. 지능형 스위치가 단지 단일 제어 인터페이스만을 포함하는 경우, 즉 커넥터 면으로부터 단자들 중 하나에 연결되는 경우, 전기 스위치는 예를 들어, LIN(Local Interconnect Network) 버스와 같은 버스 시스템을 통해 제어 유닛에 연결될 수 있다. LIN은 저비용 자동차 네트워크들을 위한 개념이다. LIN은 분산식 자동차 애플리케이션에서 메카트로닉스 노드들(mechatronics nodes)의 제어기를 효율적으로 지원하는 직렬 통신 프로토콜이다. LIN 버스 시스템의 특성들 및 이점들은, 그것이 미리 구축된 신호 전파 시간 컴퓨터를 사용하여 결정론적 신호 송신을 갖는, 자가 동기화(self synchronizing)하는 다중 슬레이브 개념을 가진 단일 마스터라는 것이다. 이는 단일-와이어 구현 시에 비용이 낮고 속도가 빠르다. 단일-와이어 구현으로 인해, 제어 유닛이 하나의 단자에만 연결된 단일 제어 인터페이스를 포함하는 전기 자동차 스위치의 실시예가 가능하다. 이는 9개의 단자들을 갖는 표준화된 ISO 소켓 또는 플러그를 포함하는 전기 자동차 스위치의 실시예가 4개까지의 상이한 부하 경로들을 수용하도록 허용한다. 이 경우, 9개의 단자들은 4개의 상이한 부하 입구들, 4개의 상이한 부하 출구들, 및 LIN 버스를 통해 마스터 제어기와 통신할 수 있는 제어 인터페이스에 할당될 수 있다. 이 실시예에서, 표준 커넥터 면을 사용함에도 높은 정도의 유연성을 달성한다. 그러나 지능형 스위치는 마찬가지로, 하나 초과의 제어 인터페이스 및/또는 하나 초과의 제어 유닛을 포함할 수 있다. 또한, CAN(Controller Area Network), FR(FlexRay), MOST(Media Oriented Systems Transport) 및 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)와 같은 기존의 자동차 통신 기술들을 비롯해서, 임의의 종류의 적절한 통신 매체가 구현될 수 있다. LIN을 사용하는 이점은, 그것이 보통 비히클들에 대해 사용되는 CAN 네트워크들에 대한 더 저렴한 대안이라는 것이다. LIN 시스템은 LIN/CAN 게이트웨이를 통해 비히클 CAN 네트워크에 연결될 수 있다. 이는, CAN 네트워크와 통신할 필요가 있는 디바이스들의 수를 감소시켜, 스위치들 각각에 대한 CAN 제어기들의 비용을 제거(eliminating)할 수 있다. LIN은 훨씬 저렴하면서도 통상적인 자동차 서브시스템들에 대해 필요한 통신을 지원함으로써 CAN을 보완한다.
추가의 실시예에 따라, 지능형 스위치의 제어 유닛은 전력 공급 라인을 통해 적어도 하나의 입구에 연결되어, 지능형 스위치를 부하 회로로부터 자신의 전력을 취득하는 자체-지지 모듈로 만든다. 전력 공급 라인은 제어 유닛을 부하 입력에 직접 또는 스위치 회로의 도체들(또는 경로들)을 통해 간접적으로 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 다이오드가 전력 공급 라인에 배열될 수 있다. 다이오드는 역극성으로부터 스위치를 보호한다. 제어 유닛 상의 전력 공급은 다이오드에 의해 디커플링될 수 있는 2개 또는 그 초과의 회로들(예를 들어, 부하 회로들)로부터 취해질 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에서, 지능형 스위치는 진단 서브모듈을 포함함으로써 진단 기능성을 가질 수 있다. 진단 서브모듈은 전류, 온도, 전압, 콘택 상태 등과 같은 스위칭 서브모듈의 동작 상태들 중 적어도 하나를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 진단 서브모듈/센서는 마이크로제어기와 온보드일 수 있거나, 또는 마이크로제어기와 별개일 수 있고, 상태 라인을 통해 제어 유닛에 연결될 수 있다. 콘택 상태 센서를 스위치에 제공하면, 콘택 상태 센서는 스위치 서브모듈의 콘택 상태, 즉 스위치가 온인지 또는 오프인지를 검출할 수 있다. 센서는 상태 라인을 통해 마이크로제어기에 각각의 정보를 출력할 수 있으며, 이 방식은 지능형 스위치에 부가적인 진단 기능을 제공한다. 이에 따라, 전류 센서들 및/또는 전압 센서들이 입구로부터 출구로의 스위칭 회로의 (부하) 경로에 배열될 수 있으며, 이 센서들은 상태 라인들을 통해 마이크로제어기에 연결될 수 있고, 전류, 전압, 온도 또는 모니터링될 다른 파라미터를 나타내는 신호를 마이크로제어기에 전송할 수 있다.
추가의 실시예에 따라, 지능형 스위치의 유연성은, 부하 경로 내에서 2개의 스위칭 서브모듈들이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다는 점에서 추가로 개선된다. 예를 들어, 릴레이와 같은 전자기계 스위칭 서브모듈 및 반도체와 같은 전자 스위칭 서브모듈이 병렬로 연결될 수 있으며, 이는 릴레이의 수명을 개선할 것이다. 전자기계 스위칭 서브모듈 및 전기 또는 전자 스위칭 서브모듈을 병렬로 배열하는 것은 양 기술들의 이점들의 결합을 허용한다. 반도체 스위칭 서브모듈과 같은 전기 스위칭 서브모듈은 마모 없이 스위칭한다. 이는 릴레이에서 발생할 수 있는 콘택 부식 없이 그리고 신속하게 스위칭 프로세스를 넘겨받는다. 릴레이와 같은 전자기계 스위칭 서브모듈은 더 낮은 통과-저항(through-resistance)의 이점을 가져서, 그것은 연속 전류의 전달을 넘겨받는다. 양자를 결합하는 이점은, 반도체 스위치가 돌입(in rush) 부하 전류를 우회하고 이에 따라 릴레이에서 아치 효과의 위험을 감소시킬 수 있기 때문에, 릴레이의 수명을 증가시킨다는 것이다. 결과적으로, 관련된 릴레이에 대한 정격보다 높은 전압들에서의 동작이 가능하다.
적어도 2개의 스위칭 서브유닛들이 직렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 릴레이와 같은 전자기계 스위치 및 릴레이와 같은 전기 스위칭 서브모듈은 직렬로 연결되어, 임계 안전 애플리케이션에 대한 안전을 증가시키는 중복 보호 특징을 제공할 수 있다. 중복성은 항상, 다른 하나의 스위치가 고장날 경우 하나의 스위치가 회로를 단절시킬 수 있다는 것을 보장할 것이다.
버스 통신을 위한 적어도 하나의 단자 및 본 발명에 따른 전기 스위치의 하나의 특정 실시예에서, 총 4개까지의 스위칭 서브모듈들이 스위치에 포함될 수 있다. 4개의 스위칭 서브모듈들을 갖는 스위치조차도 예를 들어, DIN 72552에 따른 미니-ISO 플러그와 같이 9개의 단자들을 갖는 표준화된 ISO 플러그 또는 소켓과 함께 사용될 수 있을 것이다. 이 9개의 단자들은 예를 들어, 다양한 입구들 및 출구들에 대해 사용될 수 있다.
추가의 실시예에 따라, 지능형 스위치는 전자기계 스위칭 서브모듈, 제어 유닛, 구동 라인, 전력 라인, 상태 라인, 다이오드 및 센서의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전기 또는 전자기계 컴포넌트를 포함하는 적어도 하나의 회로 보드를 포함할 수 있다. 회로 보드 상에 스위칭 회로 또는 스위치 회로의 부분들을 제공하는 것은 지능형 스위치의 컴포넌트들을 쉽게 교환하도록 허용하는 모듈성(modularity)을 달성하고, 예를 들어, 표준화된 커넥터 면을 사용하여, 표준화된 구조를 유지하면서 스위치를 자신의 필요들에 맞게 커스터마이징하기 위한 시스템을 또한 제공한다.
추가의 실시예에 따라, 토대(basis)로부터 멀어지게 연장되고 이어서 서로 마주보는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들이 내부 측에 제공될 수 있으며, 각각의 회로 보드 어셈블리는 제어 유닛들 및 그의 연결 라인들을 갖는 제어 회로 및/또는 스위칭 회로의 적어도 하나의 전기 컴포넌트를 포함한다.
2개의 회로 보드 섹션들을 제공함으로써, 지능형 스위치의 장착 표면은 단일 회로 보드 섹션의 값의 2배까지 증가될 수 있다. 적어도 2개의 회로 보드 섹션들은 적어도 하나의 콘택 엘리먼트(또는 단자)에 직렬로 또는 병렬로 연결될 수 있다. 콘택 보드 섹션들은 베이스 어셈블리로부터 멀어지게 수직으로 우선적으로 연장될 수 있고, 전기 컴포넌트들은 적어도 2개의 콘택 보드 섹션들 사이의 공간에 우선적으로 배열될 수 있다. 이는 적용 가능한 표준에 의해 규정된 그의 크기를 증가시키지 않으면서 전기 컴포넌트들을 수용하기 위한 증가된 장착 표면을 갖는 지능형 스위치 또는 퓨즈를 발생시킨다. 이는 지능형 스위치 또는 커넥터의 전체 크기를 감소시킬 수 있으며, 여기서 크기의 감소는, 지능형 스위치의 그러한 치수들이 적용된 표준에 의해 커버되거나 설명된 최솟값에 의해 특정되지 않음을 나타낸다(크기의 감소는 예를 들어, 평면 커넥터들 또는 콘택 핀들의 길이의 감소로서 이해되지 않음).
추가의 실시예에서, 적어도 하나의 콘택 엘리먼트(이하, 단자에 대한 동의어임)가 커넥터 면으로부터 공개적으로 액세스 가능하다. 이러한 공개적으로 액세스 가능한 콘택 엘리먼트는, 예를 들어, 전기 커넥터의 커넥터 면에 대해 상보적인 플러그 소켓에 전기 커넥터, 보다 정밀하게는 적어도 하나의 콘택 엘리먼트를 플러깅함으로써 스위치의 전기 커넥터의 쉬운 장착을 허용한다.
또한, 자동차 애플리케이션들을 위한 전기 커넥터를 회로 보드에 납땜하기 위한 납땜 핀들은, 바람직하게는 납땜에 의해 회로 보드에 전기 커넥터를 용이하게 장착하기 위해 공개적으로 액세스 가능하다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들에 연결된다. 전기 전도성 엘리먼트는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 사이에서 전기 연결을 설정하는데 유리하다.
적어도 2개의 회로 보드 섹션들은 적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트를 통한 전기 연결을 제외하면, 서로 갈바니 전기식으로(galvanically) 격리될 수 있다. 임의의 수의 전기 전도성 엘리먼트들이 제공될 수 있고 적어도 2개의 회로 보드 섹션들을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 복수의 전기 전도성 엘리먼트들은 하나의 회로 보드 섹션으로부터 제 2 회로 보드 섹션 상의 상이한 전기 컴포넌트들로 구동 전류 및/또는 전기적으로 코딩된 신호들을 제공하는데 사용될 수 있다. 또한, 전기 전도성 엘리먼트들은 하나의 회로 보드 섹션으로부터 다른 회로 보드 섹션으로 제어 신호들을 송신하는데 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 절연 엘리먼트는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들을 연결할 수 있다. 이러한 절연 엘리먼트는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 각각의 기계적 안정성을 증가시키기 위해 적용될 수 있다.
추가의 실시예에서, 적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트는 베이스 어셈블리와 실질적으로 병렬로 배열된다. 적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트의 이러한 어레인지먼트는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 사이의 공간의 최적의 사용을 허용하며, 이는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 사이에서 대각선으로 배열되는 전기 전도성 엘리먼트에 의해 감소될 것이다. 적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트는 핀 형태의 세장형 콘택 부재로서 구현될 수 있거나 또는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들에 배열되고 장착되는 플레이트로서 구현될 수 있다.
다른 실시예에서, 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 및 전기 전도성 엘리먼트는 U-형상을 포함한다.
적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트가 베이스 어셈블리 원위에 로케이팅되는 회로 보드 섹션의 단부에 배열되는 경우 U-형상이 획득될 수 있다. 그러한 실시예에서, 회로 보드 섹션들은 U의 레그들을 나타낼 수 있는 반면에, 적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트는 U의 베이스를 나타낸다. U의 양 레그들(적어도 2개의 회로 보드 섹션들)이 베이스 어셈블리에 연결되기 때문에, 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 및 적어도 하나의 전기 전도성 엘리먼트를 포함하는 전체 어셈블리는 진동들에 대한 증가된 안정성 및 저항성을 갖는다.
또 다른 실시예에서, 추가의 회로 보드 섹션이 포함되고, 이 추가의 회로 보드 섹션은 적어도 2개의 회로 보드 섹션들에 대해 본질적으로 수직으로 배향된다.
추가의 회로 보드 섹션은 접하고 있는 회로 보드 섹션의 에지를 따라 적어도 2개의 회로 보드 섹션들에 접할 수 있는 반면에, 회로 보드 섹션 사이의 콘택 라인은 상이한 전기 전도성 엘리먼트(예를 들어, 콘택 핀)의 콘택 영역보다 더 클 수 있다. 이러한 증가된 접해진 영역은 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 및 추가의 회로 보드 섹션의 전체 어셈블리의 안정성을 증가시킨다.
추가의 회로 보드 섹션은 베이스 어셈블리와 병렬로 배향될 수 있으며, 훨씬 더 바람직하게는, 베이스 어셈블리를 등진 적어도 2개의 회로 보드 섹션들의 단부에서 적어도 2개의 회로 보드 섹션들에 부착될 수 있다.
또한, 추가의 회로 보드 섹션은 적어도 하나의 전기 컴포넌트를 포함할 수 있다. 추가의 회로 보드 섹션은 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
회로 보드 섹션들의 수를 증가시킴으로써, 이용 가능한 장착 표면이 추가로 더욱 증가될 수 있다.
다른 실시예에서, 추가의 회로 보드 섹션 및 적어도 2개의 회로 보드 섹션들은 U-형상을 형성한다. 위에서 설명된 바와 같이, U-형상은 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 및 추가의 회로 보드 섹션을 포함하는 전체 어셈블리의 안정성을 증가시킬 수 있다.
U의 레그들은 적어도 2개의 회로 보드 섹션들에 의해 형성될 수 있고 U의 베이스는 추가의 회로 보드 섹션에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 회로 보드 섹션들은 개별 회로 보드들 상에서 구현된다. 개별 회로 보드 상에 각각의 회로 보드 섹션을 배열하는 것은, 고장 또는 오작동의 경우에 전기 커넥터의 장착 및 장착해제를 용이하게 할 수 있으며, 여기서 유지보수는 개별 회로 보드들 상에 구현된 회로 보드 섹션들에 의해 또한 용이해질 수 있다. 또한, 개별 회로 보드들은, 결함이 있는 회로 보드 섹션을 일시적으로 대체할 수 있는 제 2 회로 보드 섹션에 의해 하나의 회로 보드 섹션의 고장이 보상될 수 있도록 구현될 수 있다.
다른 실시예에서, 추가의 회로 보드 섹션은 베어링 부재 및 베어링 리셉터클 중 적어도 하나를 포함하고, 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 중 적어도 하나는 추가의 회로 보드 섹션의 베어링 부재 및 베어링 리셉터클 중 적어도 하나에 본질적으로 상보적으로 구현되는 베어링 리셉터클 및 베어링 부재 중 적어도 하나를 포함하고, 적어도 하나의 베어링 부재는 대응하는 베어링 리셉터클과 폼-피트(form-fit)로 맞물린다.
전기 자동차 스위치에는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들을 포함하는 모놀리식 회로 보드가 제공될 수 있다. 특히, 작은 풋프린트를 갖는 전기 자동차 스위치들 또는 커넥터들의 경우에, 모놀리식으로 구현된 회로 보드는, 모든 회로 보드 섹션들이 한 번에 장착될 수 있고 서로에 대해 포지셔닝될 필요가 없기 때문에, 전기 자동차 커넥터의 하우징 내로의 그리고 또는 베이스 어셈블리 상으로의 포함된 회로 보드 섹션들의 장착을 용이하게 할 수 있다.
모놀리식 회로 보드는 초기에, 위에서 설명된 U-형상을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 모놀리식 회로 보드는 적어도 하나의 각진 부분을 포함한다.
적어도 하나의 각진 섹션은 적어도 2개의 회로 보드 섹션들 중 적어도 하나와 추가의 회로 보드 섹션 사이에 우선적으로 포함될 수 있다. 각진 섹션은 바람직하게는, 다른 회로 보드 섹션의 에지를 연결하는 하나의 회로 보드 섹션의 에지에 배열된다. 여러 개의 각진 섹션들이 지능형 스위치에 포함될 수 있다.
추가의 실시예에서, 적어도 하나의 각진 섹션은 구부러지나 접혀지거나 또는 둘 다 된다.
구부러진 각진 섹션은 구부러진 반경을 포함할 수 있는 반면에, 접혀진 각진 섹션은 각진 섹션의 비교적 예리한 구부러짐(kink)을 포함한다. 각진 섹션은 임의의 각도를 포함할 수 있지만 가장 바람직하게는, 90 °로 구부러지거나 접혀진다.
각진 섹션의 재료에 의존하여, 대응하는 각진 섹션에 대해 굽힘 또는 접힘 중 하나만이 가능할 수 있다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 각진 섹션은 국부적으로 감소된 두께를 갖는다. 국부적으로 감소된 두께는 각진 섹션의 쉬운 굽힘을 허용할 수 있거나 각진 섹션의 접힘을 허용할 수 있으며, 초기 두께에서의 접힘 또는 굽힘은 적합하지 않을 수 있다.
회로 보드가 고려되면, 예를 들어, 수 밀리미터의 공통 두께의 회로 보드로는 이러한 회로 보드의 굽힘 또는 접힘이 거의 불가능하다. 이러한 원래의 회로 보드를 구부리면 불가피하게 회로 보드의 표면들 상에 균열들을 초래하거나, 심지어 특정 굽힘 각도가 달성되는 경우 회로 보드의 파손이 초래될 수 있을 것이다.
각진 섹션의 국부적으로 감소된 두께는 원래의 회로 보드와 비교하면 증가된 유연성을 포함할 수 있다.
두께를 감소시키는 것은 회로 보드를 절단하거나, 화학적으로 에칭하거나, 각진 영역을 형상 절단함으로써 달성될 수 있다. 이러한 기술들은 국부적으로 감소된 두께를 갖는 각진 섹션을 획득하기 위한 예시적인 방법으로서만 이해될 것이다.
우선적으로, 회로 보드의 초기 두께로부터 국부적으로 감소된 두께로의 진행은, 가파른 에지 없이 매끄러운 방식(smooth manner)으로 발생하는데, 그 이유는 가파른 에지는 회로 보드의 균열들 및 파손의 위험을 증가시키기 때문이다.
다른 실시예에서, 국부적으로 감소된 두께의 영역에서, 회로 보드는 본질적으로 적어도 하나의 금속 층으로 감소된다. 남은 금속 층은 대응하는 두께의 회로 보드 재료의 층보다 더 유연하다는 이점을 갖는다.
적어도 하나의 금속 층은 우선적으로 구리를 포함하며, 이 구리 층은 훨씬 더 바람직하게는, 전기 자동차 커넥터에 적용되는 회로 보드의 구리 층일 수 있다. 적어도 하나의 금속 층은 여전히, 회로 보드 재료의 층에 의해 커버될 수 있으며, 여기서 회로 보드 재료의 층 두께는 바람직하게는, 적어도 하나의 금속 층의 층 두께 미만이다.
또 다른 실시예에서, 베이스 어셈블리 및 적어도 2개의 회로 보드들 중 적어도 하나는 폼-피트로 서로에 대해 배열된다. 베이스 어셈블리 및 적어도 2개의 회로 보드들 중 적어도 하나의 폼-피트는 이용 가능한 공간, 특히, 전기 자동차 커넥터의 하우징의 공간이 최적의 방식으로 사용될 수 있기 때문에 유리하다.
베이스 어셈블리 및 2개의 회로 보드들 중 적어도 하나는 심지어 폼-피트 연결로 배열될 수 있는데, 즉, 이들은 서로 탈착 가능하게 로킹될 수 있다. 베이스 어셈블리와 적어도 하나의 회로 보드 사이의 폼-피트는 그루브에 의해 맞물릴 수 있다.
이하, 본 발명의 전기 자동차 커넥터는 첨부 도면들을 참조하여 예로서 설명될 것이다. 생략된 기술적 특징에 의해 달성되는 기술적 효과가 본 발명에 적절하지 않은 경우, 아래에서 설명되는 개별 실시예들의 기술적 특징들은 임의로 결합되거나 생략될 수 있다. 동일한 엘리먼트들 또는 동일한 기술적 효과를 갖는 엘리먼트들은 동일한 참조 번호들로 라벨링될 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 지능형 스위치의 개략적 표현을 도시한다.
도 2는 추가의 실시예에서의 지능형 스위치의 개략적 표현을 도시한다.
도 3은 다른 실시예에 따른 지능형 스위치의 개략적 표현을 도시한다.
도 4는 본 발명의 커넥터의 일 실시예를 사시도 및 측면도로 도시한다.
도 5는 본 발명의 전기 커넥터의 다른 실시예를 사시도 및 측면도로 도시한다.
도 6은 본 발명의 자동차 커넥터의 다른 실시예를 사시도 및 측면도로 도시한다.
도 7은 본 발명의 전기 커넥터의 다른 실시예를 사시도 및 측면도로 도시한다.
도 1에서, 자동차 애플리케이션들을 위한 지능형 스위치(100), 특히 리셋 가능한 또는 프로그래밍 가능한 퓨즈(101)의 개략적 표현이 도시된다.
지능형 스위치(100)는 적어도 하나의 입구(103) 및 적어도 하나의 부하 출구(105)를 포함한다. 입구(103)는 예를 들어, 부하 라인을 위한 입구 포트일 수 있다. 출구(105)는 예를 들어, 부하 라인을 위한 출구 포트일 수 있다. 입구(103) 및 출구(105)는 단자(9)(또는 콘택(contact) 엘리먼트), 예를 들어, 지능형 스위치(100)의 콘택 핀(contact pin) 또는 콘택 소켓일 수 있다.
도 1에 도시된 제 1 실시예에서, 지능형 스위치(100), 예를 들어, 리셋 가능한 및/또는 프로그래밍 가능한 퓨즈(101)는 정확히 하나의 입구(103) 및 하나의 출구(105)를 포함한다.
스위치 회로(107)는 적어도 하나의 입구(103) 및 적어도 하나의 출구(105)를 전기적으로 연결한다. 스위치 회로(107)는 전자기계 컴포넌트(29)로서 적어도 하나의 전자기계 스위칭 서브모듈(109) 및 전기 컴포넌트(27)로서 적어도 하나의 전기 스위칭 서브모듈(111)을 포함한다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 스위치 회로(107)는 하나의 전자기계 스위칭 서브모듈(109) 및 하나의 전기 스위칭 서브모듈(111)을 포함한다. 전자기계 스위칭 서브모듈(109), 예를 들어, 단안정 스위칭 모듈(113) 및 전기 스위칭 서브모듈(111), 예를 들어, 전계-효과 트랜지스터(117)(예를 들어, 전력 MOSFET)와 같은 반도체 스위치(115)가 스위치 회로(107)에 병렬로 연결된다. 즉, 스위치 회로(107)는 입구(103) 이후에, 2개의 서브경로들(119a, 119b)로 분할되는 경로(119)를 포함한다. 단안정 스위칭 서브모듈(113), 예를 들어, 단안정 릴레이(monostable relay)가 서브경로(119a)에 배열된다. 반도체 스위치(115)는 서브경로(119b)에 배열된다. 전자기계 스위칭 서브모듈(109) 및 전기 스위칭 서브모듈(111) 이후에, 제 1 서브경로(119a) 및 제 2 서브경로(119b)가 경로(119)가 최종적으로 출구(105)에 연결되기 전에 결합된다.
도시된 실시예에서의 회로(121)는, 지능형 스위치(100) 또는 퓨즈(101) 외에도, 예를 들어, 자동차 애플리케이션을 위한 스위치(100)를 이용하는 경우에 자동차(도시되지 않음)의 접지(125)로 이어지는 전기 부하(123)를 포함한다.
도 1에 도시된 실시예에서의 지능형 스위치(100)는 스위칭 서브모듈들(109, 111)의 동작 상태를 제어하기 위해, 예를 들어, 마이크로제어기(129)와 같은 제어 유닛(127)을 더 포함한다. 단안정 스위칭 서브모듈(113)에서, 동작 상태는, 예를 들어, "온" 또는 "오프"일 수 있는데, 즉 릴레이는 폐쇄("온")되고 이에 따라 입구(103)로부터 서브경로(119a)를 통해 출구(105)로 경로들(119)을 연결하거나, 또는 "오프", 즉 경로(119)를 단절한다. 전기 스위칭 서브모듈(111)에서, 동작 상태는 마찬가지로, "온" 또는 "오프"일 수 있거나, 또는 펄스 폭 변조를 통해 부하(123)에 공급되는 특정 전류 값에 대응하고 이에 따라 출력 전압의 변동을 가능하게 한다.
제어 유닛(127)은 구동 라인(131)을 통해 전자기계 스위칭 서브모듈(109)에 연결되고 다른 구동 라인(133)을 통해 전기 스위칭 서브모듈(111)에 연결된다. 단안정 스위칭 모듈(113)로서 사용되는 단안정 릴레이들의 경우에, 구동 라인(133)은 마이크로제어기(129)를 구동기, 여기서 릴레이 구동기(135)에 연결한다. 구동기(135)는 스위칭 단안정 스위칭 모듈(113)에 작용하고, 구동 라인(133)을 통해 제어 유닛(127)으로부터 대응하는 신호를 수신하면, 전자기계 스위칭 서브모듈(113)을, 흔히 "오프" 상태(이는 상태 경로(119)를 차단함)인 특정 동작 상태가 되게 한다.
제어 유닛(127)은 제어 유닛(127)을 지능형 스위치(100) 외부에 로케이팅되는 네트워크 시스템(상세히 도시되지 않음)에 연결하기 위한 제어 인터페이스(137)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 지능형 스위치(100)는 단일 제어 인터페이스(137)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제어 인터페이스(137)는 지능형 스위치(100)의 커넥터(1)(도 1에 도시되지 않음)에서의 하나의 단자(9)이다.
제어 인터페이스(137)는 지능형 스위치(100)의 제어 유닛(127)을 마스터 제어기, 예컨대, 자동차의 엔진 또는 전기 제어 유닛(도시되지 않음)에 연결하기 위한 버스 시스템(139)에 연결될 수 있다. 버스 시스템(139)은 예를 들어, LIN 버스, 또는 마스터 제어기로부터 지능형 스위치(100)의 제어 유닛(127)에 데이터를 송신하도록 허용하거나 또는 지능형 스위치(100)의 제어 유닛(127)으로부터 지능형 스위치(100)에 관한 정보를 전송하는 임의의 다른, 바람직하게는, 단일-와이어 네트워크일 수 있다. 그러나 CAN(Controller Area Network), FlexRay, Media Oriented Systems Transport 및 Low Voltage Differential Signaling과 같은 다른 기존의 다른 통신 기술들이 또한 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 퓨즈(101)는 별개의 전력 연결을 필요로 하지 않는 자체-지원 모듈(self-supporting module)이다. 지능형 스위치(100)는 경로(119)로부터 그의 전력을 인출(withdraw)한다. 그렇게 하기 위해, 제어 유닛(127)은 전력-공급 라인(141)을 통해 입구(103)에 연결된다. 도시된 실시예에서, 과전압 보호부(143), 예를 들어, 다이오드가 전력-공급 라인(141)에 배열되고 이에 따라 마이크로제어기(129)의 손상을 방지한다. 도시된 실시예에서, 제어 유닛(127)은 접지 단자(155)에 추가로 연결된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 지능형 스위치(100)는 진단 서브모듈(144)을 포함한다. 진단 서브모듈(144)은 스위칭 서브모듈(109, 111)의 동작 상태, 경로 전류(I), 온도(T) 및 전압(U) 중 적어도 하나를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(145)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 콘택 상태 모니터(147)가 서브경로들(119a, 119b) 각각에 배열된다. 상태 라인(149)을 통해, 콘택 상태 모니터들(147)은 제어 유닛(127)에 연결된다. 콘택 상태 모니터들(147)에 의해 검출된 스위칭 서브모듈(109, 111)의 동작 상태는 상태 라인(149)을 통해 제어 유닛(127)에 출력될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서의 지능형 스위치(100)는 제 1 서브경로(119a)에서 전류(I)를 검출하는, 상기 서브경로(119a)의 전류 센서(151)를 더 포함한다. 전류는 HALL-효과 전류 센서에 의해 연속적으로 모니터링될 수 있다. 추가의 상태 라인(149a)을 통해, 서브경로(119b)의 전류(I)를 나타내는 데이터가 전류 센서(151)로부터 제어 유닛(127)으로 송신될 수 있다. 전기 스위칭 서브모듈(111)은 도 1에 도시된 실시예에서, 소위 스마트 FET(117), 즉 전계-효과 트랜지스터(117)에 기초한 반도체 스위치(115)일 수 있으며, 이는 또한 전류 센서(151)와 같은 진단 디바이스를 온보드(onboard)로 포함하며, 이에 따라 보호 및 진단 특징들을 결합한다. 스마트 FET(117)의 전류 센서(151)는 또한 상태 라인(149a)을 통해 제어 유닛(127)에 연결된다.
지능형 스위치(100)는 온도 센서(153)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서, 온도 센서(153)는 마이크로제어기(129)의 내부 온도 센서이다.
요약하면, 지능형 스위치(100)는 스위칭 서브모듈들(109, 111)의 동작 상태, 전류, 및 결과적으로, 서브경로(119a 및 119b)의 전압뿐만 아니라 온도를 검출할 수 있는 센서들(145)을 포함한다. 따라서, 마이크로제어기(129)는 스위칭 서브모듈들(109, 111)의 콘택 상태, 서브경로(119a, 119b)의 전류 및/또는 전압 및 스위치(100)의 온도에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 상태 라인들(149, 149a)을 통해 센서들(145)로부터 수신된 각각의 데이터에 기초하여, 제어 유닛(127)은 예를 들어, 과부하, 과전압, 단락 또는 열 안정성이 있는지를 결정할 수 있다. 오작동이 없는 경우, 즉, 과부하, 과전압, 단락이 없고 열 안정성이 있는 경우, 제어 유닛(127)은 제어 인터페이스(137)에 연결된 버스 시스템(139)을 통해 자동차의 마스터 제어기에 상태를 전송할 수 있다. 오작동의 경우, 예를 들어, 과부하, 과전압, 단락 또는 열적 불안정성의 경우, 제어 유닛(127)은 그의 스위칭 모듈(109, 111)의 동작 상태를 상응하게 변화시키기 위해, 예를 들어, 단안정 릴레이를 개방하고 이에 따라 경로(119)를 차단하기 위해 구동 라인들(131, 133)을 통해 데이터를 전송함으로써 적절한 조치들을 취할 수 있다.
도 1에 도시된 제 1 실시예의 스위치 회로(107)는 회로 보드(21)에 온보드로 있을 수 있다. 도시된 실시예에서, 스위치 회로(107)의 모든 전기 컴포넌트들(27) 및 전자기계 컴포넌트들(29)은 단일 회로 보드(21)에 있다.
도 2는 리셋 가능한 및/또는 프로그래밍 가능한 퓨즈(101)로서 또한 구현될 수 있는, 자동차 애플리케이션들을 위한 지능형 스위치(100)의 다른 실시예를 도시한다.
이하, 도 1에 도시된 실시예와 비교하여, 도 2에 도시된 지능형 스위치(100)의 실시예의 차이들만이 설명될 것이다.
도 2에 도시된 실시예의 지능형 스위치(100)는 제 1 경로(119) 및 제 2 경로(119')를 포함한다. 따라서, 지능형 스위치(100)는 2개의 입구들(103, 103') 및 2개의 출구들(105, 105')을 포함한다. 제 1 경로(119)에서, 전자기계 스위칭 서브모듈(109), 예를 들어, 단안정 스위칭 서브모듈(113)/전기 스위칭 서브모듈(111)이 배열되며, 그의 동작 상태는 구동기(135)를 통해 변경될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예와 유사하게, 콘택 상태 모니터(147) 및 전류 센서(151)가 경로(119)에 배열된다.
제 2 경로(119')에서, 전기 스위칭 서브모듈(111)은 물론, 전기 스위칭 서브모듈(111)의 동작 상태를 검출 및 출력할 수 있는 콘택 상태 모니터(147)가 배열된다. 제 1 경로(119) 및 제 2 경로(119')를 각각 포함하는 회로들(121, 121')은 각각, 예를 들어, 자동차의 접지(125)에 연결된 상이한 부하(123, 123')를 포함한다.
도 2에 도시된 실시예의 지능형 스위치(100)는 제어 유닛(127)이 지능형 스위치(100)에 온보드로 있지 않고 스위치(100)의 외부의 별개의 유닛이라는 점에서 도 1에 도시된 실시예와 상이하다. 제어 유닛(127)은, 제어 유닛(127)을 전기 스위칭 서브모듈(111)에 직접 그리고 구동기(135)를 통해 전자기계 스위칭 서브모듈(109)에 연결하는 구동 라인들(131, 133)을 통해 스위칭 서브모듈(109, 111)을 제어한다. 또한, 상태 라인들(149, 149a)은 제어 유닛(127)을 지능형 스위치(100)의 센서들(145)에 연결한다.
도 2에 도시된 실시예에서, 지능형 스위치(100), 예를 들어, 전기 퓨즈(101)는 2개의 상이한 부하들(123, 123')에 대한 2개의 상이한 경로들(119, 119') 상에 작용할 수 있다.
도면들에 도시되지 않은 다른 대안에서, 2개의 별개의 경로들(119, 119')을 갖는 대신에, 전자기계 스위칭 서브모듈(109) 및 전기 스위칭 서브모듈(111)은 동일한 경로에서 직렬로 배열될 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 2에 도시된 출구(105)를 입구(103')에 연결하고 부하(123)를 제거함으로써 달성될 수 있다. 퓨즈 기능에서의 중복성(redundancy)이 스위칭 서브모듈들(109 및 111)을 직렬로 연결함으로써 달성되는 이러한 실시예는 임계 부하들에 대해 유리할 수 있다. 추가로, 이 대안은 안전을 강화한다. 이는 2개의 스위칭 서브모듈들을 직렬로 사용함으로써 스위치-오프 이벤트들(switch-off events)을 보다 신뢰성 있게 만든다.
도 3에서, 본 발명에 따른 지능형 스위치(100)의 다른 실시예가 개략적으로 도시된다. 스위치 회로(107)는 9개의 단자들(9)에 연결되도록 설계되고 3개의 입구들(103, 103', 103"), 4개의 출구들(105, 105', 105", 105"'), 하나의 접지 단자(155) 및 제어 인터페이스(137)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예들과 유사하게, 도 3에 도시된 실시예의 지능형 스위치(100)는 회로 보드(21)에 온보드의 모든 전자기계 컴포넌트들(29) 뿐만 아니라 모든 전기 컴포넌트들(27)을 포함한다.
도 3에 도시된 실시예에서, 지능형 스위치(100)는 3개의 경로들(119, 119', 119")을 처리할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예들과 유사하게, 단안정 전자기계 스위칭 서브모듈(109)은 도 2의 경로들(119)에 대응하는 하나의 경로(119')에 배열되고, 다른 경로(119")에, 전기 스위칭 서브모듈(111)이 배열되며, 이는 도 3의 경로(119")와 원칙적으로 대응한다. 추가의 경로(119)는 병렬로 배열된 2개의 전자기계 스위칭 서브모듈들(109)을 포함한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 이들 전자기계 스위칭 서브모듈/서브유닛들(109)은 각각의 구동기들(135, 135')에 의해 구동되는 쌍안정 스위칭 서브유닛들/서브모듈(157)이다. 단안정 스위칭 서브모듈(113)과 대조적으로, 쌍안정 스위칭 서브모듈(157)은 각각의 구동기(135, 135')로부터 그의 대응하는 쌍안정 스위칭 서브모듈(157)로 이어지는 2개의 라인들에 표시되는 2개의 별개의 상태들을 획득할 수 있다. 구동기들(135, 135')은 구동 라인들(159, 161)을 통해 제어 유닛(127)에 연결된다.
물론, 대안적인 실시예들에서, 스위칭 서브모듈들의 임의의 결합들이 가능하다. 예를 들어, 도 3에 도시된 설계는, 전기 스위칭 서브모듈(111)이 추가의 경로(119)에서 전자기계 스위칭 서브모듈과 병렬로 연결될 수 있고, 2개의 전자기계 스위칭 서브모듈들(109), 예를 들어, 하나의 쌍안정 릴레이 및 단안정 릴레이가 각각 경로들(119' 및 119")에 배열될 수 있는 한 변동될 수 있다.
하나의 경로에 전자기계 스위칭 서브모듈(109) 및 전기 스위칭 서브모듈(111)을 병렬로 배열하는 것은 전자기계 스위칭 서브모듈(109)에 대한 에이지-부스터 솔루션(age-booster solution)으로서 지능형 스위치(100)의 사용을 허용한다. 전자기계 릴레이에 관한 하나의 문제는 콘택들 사이의 바람직하지 않은 아크(undesired arcing)이다. 바람직하지 않은 아크는 결국 콘택 셧(contact shut)으로 이어지거나, 또는 스위칭 이벤트들 시에 파괴적인 아크 에너지에 의한 콘택 표면 손상으로 인해 릴레이를 고장나게 할 수 있다. 전기 스위칭 서브모듈(111), 예를 들어, 전력 MOSFET 및 전자기계 스위칭 서브모듈(109), 예컨대, 릴레이의 병렬 결합을 사용하는 실시예는 바람직하지 않은 아크를 감소시킨다. 부하를 스위칭하기 위해, 먼저 전기 스위칭 서브모듈(111)이 스위치 온되고, 이어서 전자기계 스위칭 서브모듈(109)이 넘겨받는다(takes over). 이는 전기 스위칭 서브모듈(111)을 통해 돌입 전류를 우회시키는데 도움을 주며, 전자기계 스위칭 서브모듈(109)의 콘택들 상의 아크 효과를 감소시킨다.
제어 유닛(127)이 도 1 내지 도 3의 실시예에서 단일 유닛으로서 도시되지만, 지능형 스위치(100)는 하나 초과, 예를 들어, 2개의 별개의 제어 유닛들(실시예는 도시하지 않음)을 또한 포함할 수 있다. 별개의 제어 유닛들은 스위치(100)의 상이한 서브모듈들(109, 111)과 통신하고 이를 제어할 수 있다. 또한, 그들은 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 하나의 제 1 제어 유닛은 버스 시스템의 입력을 포함할 수 있고, 제 1 제어 유닛의 출력은 제 2 제어 유닛의 입력에 연결될 수 있다. 차례로, 제 2 제어 유닛의 출력은 버스 시스템에서 지능형 스위치(100)의 출력이며, 따라서 이 스위치(100)를 다른 스위치 또는 마스터에 연결한다.
도 1 내지 도 3에 개략적으로 도시된 지능형 스위치(100) 또는 그의 임의의 다른 실시예는 전기 커넥터(1)를 포함할 수 있으며, 이 전기 커넥터(1)는, 일 측에, 단자들(9), 또는 입구(103), 출구(105), 제어 유닛(127)의 제어 인터페이스(137) 또는 접지 단자(155)에 대응할 수 있거나 이에 전기적으로 연결될 수 있는 콘택 엘리먼트들을 포함하는 커넥터 면(7)을 갖는 베이스 어셈블리(11)를 포함한다.
베이스 어셈블리(11)를 갖는 전기 커넥터(1)는 스위치 회로(107)가 제공되는 커넥터 면(7)에 대향하는 내부 측(17)을 가질 수 있다. 아래에서 도시되는 바와 같이, 커넥터 면(7)은 적어도 3개의 단자들(9)을 포함할 수 있지만, 바람직하게는, 9개의 단자들(9)을 갖는 커넥터 면을 포함한다.
아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 자동차 애플리케이션에 대한 지능형 스위치(100)는 내부 측(17)에 제공되고, 베이스 어셈블리(11)로부터 멀어지게 연장되며 서로 마주보는 적어도 2개의 회로 보드 섹션들(19)을 포함할 수 있으며, 적어도 2개의 회로 보드 섹션들(19) 각각은 스위치 회로(107)의 적어도 하나의 전기 컴포넌트(27) 또는 전자기계 컴포넌트(29)를 포함한다.
도 4에서, 본 발명의 지능형 스위치(100)의 실시예가 도시된다. 스위치(100)는 플러그-인 형태(5)의 릴레이(3) 또는 퓨즈(101)로서 구현되는, 도 4에 도시된 전기 커넥터(1)를 포함한다.
플러그-인 형태(5)는 다수의 콘택 엘리먼트들 또는 단자들(9)을 포함하는 커넥터 면(7)을 특징으로 한다. 전기 커넥터(1)는 단자들(9)을 수용하는 베이스 어셈블리(11)를 더 포함한다.
콘택 엘리먼트들 또는 단자들(9)은 커넥터 방향(15)에서 베이스 어셈블리(11)로부터 커넥터 측(13)으로 연장된다. 커넥터 방향(15)을 따라, 지능형 스위치(100)의 전기 커넥터(1)는 예를 들어, 차에 제공된 대응하는 플러그 소켓에 플러깅될 수 있다.
커넥터 면(7)의 반대쪽에, 전기 커넥터(1)는 베이스 어셈블리(11)로부터 멀어지게 연장되는 2개의 회로 보드 섹션들(19)이 제공되는 내부 측(17)을 포함한다.
2개의 회로 보드 섹션들(19)은 베이스 어셈블리(11)에 대해 본질적으로 수직이고 서로 병렬로 배향된다. 2개의 회로 보드 섹션들(19)은 각각 회로 보드(21) 상에서 구현되며, 도 4의 실시예에 도시된 회로 보드들(21)은 개별 회로 보드들(21a)이다. 회로 보드들(21a) 또는 회로 보드 섹션들(19)은 스위치 커런트(107)의 전기(27) 및 전자기계(29) 컴포넌트들을 포함한다.
개별 회로 보드들(21a) 각각은 회로 보드들(21) 사이의 공간(25)을 향하는 장착 볼륨(23) 및 상기 공간(25)을 등진 장착 볼륨(23)을 정의한다. 장착 볼륨들(23)은 직사각형들에 의해 도 4에 표시된다.
장착 볼륨들(23) 내에서, 회로 보드 섹션들(19) 각각은 2개의 예시적인 전기 컴포넌트들(27)에 의해 도 4에서 예시된 스위치 커런트(107)의 적어도 하나의 전기 컴포넌트(27) 또는 전자기계 컴포넌트(29)를 포함할 수 있다.
도 4는 베이스 어셈블리(11)의 내부 측(17)에 로케이팅되고 그리고/또는 이에 부착되고 콘택 엘리먼트들(9)에 연결되거나 또는 콘택 엘리먼트들(9)와 일체식으로 구현되는 송신 엘리먼트들(31)을 추가로 도시한다. 송신 엘리먼트들(31)은 관통 홀 기술(33)을 통해 개별 회로 보드들(21a)에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결되는데, 즉, 송신 엘리먼트들(31)은 개별 회로 보드들(21a)의 홀들(55)을 통해 삽입되고 후속적으로 상기 개별 회로 보드들(21a)에 납땜된다. 송신 엘리먼트들(31)은 단자들(9)로부터, 개별 회로 보드들(21a) 상에 배열된 전기 컴포넌트들(27) 또는 전자기계 컴포넌트들(29)에 전기 신호들 및/또는 전력 공급 전압들을 송신한다.
시인성을 위해, 베이스 어셈블리(11)와 회로 보드들(21) 사이의 기계적 연결은 도 5를 참조하여 설명될 것이다.
도 5는 플러그-인 형태(5)로 또한 구현되는, 자동차 애플리케이션들을 위한 전기 커넥터(1)의 제 2 실시예를 도시한다.
도 5에 도시된 제 2 실시예의 기본 어셈블리는 도 4의 제 1 실시예에 대한 것과 본질적으로 동일하지만, 제 2 실시예에서는 다수의 전기 전도성 엘리먼트들(37)(전기 전도성 엘리먼트들(37) 중 단지 하나에만 참조번호가 제공됨)이 2개의 개별 회로 보드들(21a)을 연결한다.
전기 전도성 엘리먼트들(37)은 관통 홀 기술(33)을 통해 개별 회로 보드들(21a)에 부착된다. 설정된 전기 연결(39)은 하나의 개별 회로 보드(21a)로부터 다른 개별 회로 보드(21a)로의 전기적으로 코딩된 데이터 및/또는 공급 전압들의 송신을 허용한다.
전기 전도성 엘리먼트들(37)은 또한 양방향 화살표에 의해 표시된 진동 방향(41)을 따라 개별 회로 보드들(21a)의 진동들을 방지하거나 적어도 감소시킴으로써 개별 회로 보드들(21a)을 기계적으로 안정화시킨다.
개별 회로 보드들(21a) 및 전기 전도성 엘리먼트들(37)은 U-형상(43)으로 배열된다.
또한, 도 5는 2개의 개별 회로 보드들(21a)이 베이스 어셈블리(11)의 내부 측(17)에 배열된 폼-피트 부재(form-fit member)(45)에 수용되는 것을 도시한다. 폼-피트 부재(45)는 그루브(47)로서 구현된다. 2개의 개별 회로 보드들(21a)은 각각의 그루브(47)가 대응하는 개별 회로 보드(21a)와 폼-피트(49)로 맞물리도록 내부 측(17) 쪽으로 개방되는 2개의 그루브들(47) 내에 부분적으로 수용된다.
개별 회로 보드들(21a)은 그루브들(47)에 느슨하게 수용될 수 있거나, 그루브들(47)에 프레스-피트될 수 있거나, 또는 적절한 고정 수단(예를 들어, 도 5 도시되지 않은 나사)에 의해 그루브(47)에 기계적으로 클램핑되거나 고정될 수 있다.
도 5에 도시된 본 발명의 전기 커넥터(1)의 제 2 실시예는 도 4의 제 1 실시예와 유사한 장착 볼륨들(23)을 포함하는 반면, 커넥터 방향(15)과 반대 방향에서 장착 볼륨(23)의 치수는 전기 전도성 엘리먼트들(37)로 인해 약간 감소된다.
그러나 도 5에 도시된 제 2 실시예의 전기 전도성 엘리먼트들(37)은 전기 컴포넌트들(27)이 상위 측(51)으로부터 액세스되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 플러그-인 형태(5)의 릴레이(3)로서 또한 구현되는 본 발명의 전기 커넥터(1)의 제 3 실시예를 도시한다.
이 제 3 실시예는 4개의 베어링 부재들(55)에 의해 2개의 회로 보드 섹션들(19)에 부착되는 추가의 회로 보드 섹션(53)을 포함하며, 이 베어링 부재는 추가의 회로 보드 섹션(53)으로부터 멀어지게 연장되고 베이스 어셈블리(11) 원위에 있는 개별 회로 보드들(21a)의 측에서 2개의 개별 회로 보드들(21a)에 구현되는 베어링 리셉터클(57)에 수용된다.
베어링 리셉터클들(57) 및 베어링 부재들(55)은 폼-피트(49)로 서로 맞물려지는데, 즉, 베어링 부재(55)는 베어링 부재들(55)을 탈착 가능하게 수용하는 베어링 리셉터클들(57)의 내부와 접한다. 베어링 부재들(55) 및 베어링 리셉터클들(57)은 본질적으로 서로 상보적이다.
도 6에 도시된 전기 커넥터(1)의 실시예에서, 베어링 부재들(55)은 공간(25)에서 또는 개별 회로 보드들(21a)의 베어링 리셉터클들(57) 밖으로 연장되지 않는다.
추가의 회로 보드 섹션(53)은, 본질적으로 개별 회로 보드들(21a)에 수직으로 그리고 본질적으로 베이스 어셈블리(11)와 병렬로 배향되는 추가의 회로 보드(59) 상에 배열된다.
추가의 회로 보드(59)는 추가의 전기 컴포넌트(27) 또는 전자기계 컴포넌트(29)가 추가의 회로 보드(59)에 장착될 수 있는 부가적인 장착 볼륨들(23)을 정의한다.
추가의 회로 보드(59)는 각진 전기 전도성 엘리먼트(37)의 형태로 도 6에 예시적으로 도시된 전기 전도성 엘리먼트(37)에 의해 개별 회로 보드들(21a) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 자동차 애플리케이션들을 위한 본 발명의 지능형 스위치(100)의 실시예에서, 개별 회로 보드(21a) 및 추가의 회로 보드(59)는 U-형상(43)을 형성한다.
도 7은 플러그-인 형태(5)로 또한 구현되는, 본 발명의 전기 커넥터(1)의 제 4 실시예를 도시한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 3개의 실시예들과 대조적으로, 도 7의 이 실시예는 개별 회로 보드(21a)를 포함하는 것이 아니라, 모놀리식 회로 보드(61)에 의해 형성된다.
모놀리식 회로 보드(61)는, 본질적으로 베이스 어셈블리(11)에 수직하고 본질적으로 서로 병렬로 배향되는 2개의 회로 보드 섹션들(19) 및, 본질적으로 2개의 회로 보드 섹션들(19)에 수직하고 본질적으로 베이스 어셈블리(11)와 병렬로 배향되는 추가의 회로 보드 섹션(53)을 포함한다.
모놀리식 회로 보드(61)의 단부들은 베이스 어셈블리(11)의 그루브들(47)에 수용되어 그와 폼-피트(49)로 맞물린다.
2개의 회로 보드 섹션들(19) 각각과 추가의 회로 보드 섹션들(53) 사이에, 각진 섹션(63)이 포함된다.
도 7에 도시된 실시예에서, 회로 보드 섹션들(19)은 추가의 회로 보드 섹션(53)의 최상부-폭(w2)보다 더 큰 CBS-폭(w1)을 갖는다. 각진 섹션들(63)은 동일한 최상부-폭(w2)을 갖는 추가의 회로 보드 섹션들(53)을 따라 연장된다.
도 7에 도시된 실시예의 각진 섹션들(63)은 굽혀진 섹션들(65)이지만, 또한 가능한 상이한 다른 실시예들에서 접혀진 섹션들(도시되지 않음)일 수 있다.
굽혀진 섹션들(65)은 2개의 회로 보드 섹션들(19) 각각과 추가의 회로 보드 섹션들(53) 사이의 굽힘각(bending angle)(67)을 초래한다. 굽힘각(67)은 거의 90°의 직각이다.
각진 섹션들(63)은 감소된 두께(69)(줌(70)에서 도시됨)를 포함하며, 이 두께는 회로 보드 두께(71)보다 작다. 이러한 감소된 두께(69)는 각진 섹션들(63)의 유연성(73)을 증가시킨다.
각진 섹션들(63)은 회로 보드 섹션들(19)과 추가의 회로 보드 섹션(53) 사이 내에 있는 공간(25)을 등진 전기 자동차 커넥터(1)의 측벽들(75)에 로케이팅된다. 이 솔루션은, 각진 섹션들(63)의 굽힘 반경(77)은 각진 섹션들(63)이 지능형 스위치(100)의 내벽들(79)에 로케이팅되는 경우 획득 가능한 굽힘 반경(77)보다 크다는 이점을 갖는다. 증가된 굽힘 반경(77)은 각진 섹션들(63)에 대한 균열(fracture)들 및/또는 심각한 손상의 위험을 각각 감소시킨다.
도 7의 줌(70)에서, 각진 섹션(63)의 상세한 구조가 도시된다. 감소된 두께(69)의 영역에서, 모놀리식 회로 보드(61)는 금속 층(81) 및 회로 보드 재료(85)의 잔여 층(83)이 남아 있도록 얇아진다. 금속 층은 우선적으로 구리 층(87)이다.
전기 컴포넌트(27)가 단지 도 4 및 도 5에만 도시되지만, 전기 컴포넌트들(27)은 또한 도 3 및 도 4의 실시예들에 포함될 수 있다. 본 발명의 전기 커넥터(1)의 제 1 실시예에서 설명된 기술적 특징들은 도 5, 도 6 및 도 7의 후속적으로 설명되는 실시예들에서 발견될 수 있고, 간결함을 위해 반복되지 않았다. 간략화를 위해, 스위치 커런트(107)의 전기 컴포넌트들(27) 및 전자기계 컴포넌트들(29) 모두가 도 4 내지 도 7에서 도시된 것은 아니다. 따라서, 경로(119)의 도관들은 도 4 내지 도 7에서 생략된다.
전체 지능형 스위치(100)는 도면들에 도시되지 않았지만 본원에서 도시된 전기 커넥터들(1)에 대해 공통적으로 적용되는 커넥터 하우징에 포함될 수 있다.
도 4 내지 도 7에 도시된 실시예들의 풋프린트는, 전기 자동차 커넥터들(1)에 대해 사용되는 표준에 의해 정의된다. 도시된 4개의 실시예들의 예시적인 표준은 예를 들어, 자동차 릴레이들 또는 퓨즈들에 대한 미니 ISO 플러그-인 타입 표준이다. 콘택 엘리먼트들(9)의 어레인지먼트 및 크기는 독일 DIN 표준 DIN 72552에서 찾을 수 있다.
스위칭 서브모듈들(예를 들어, 2개의 쌍안정, 하나의 단안정 및 스마트(Smart) FET)의 결합을 갖는 본 발명의 모듈의 자동차 애플리케이션들에 대한 지능형 스위치는 단일 케이스에서 하나 초과의 스위칭 기능을 제공한다. 스위치들의 병렬 사용은 공간 및 무게 최적화된 아키텍처들을 가능하게 한다. 포함된 스위칭 서브모듈들의 임의의 다른 전기 결합이 기능적 안전을 증가시킨다. 전력 신호들에 대한 전기 콘택들 외에도, 본 발명의 스위치는 비히클 ECU와의 직접 통신을 제공하는 4-핀 LIN 버스 인터페이스에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 이는 제어 아키텍처에 대한 최고의 유연성을 도입하고 그리하여 분산된 모듈들의 필요성을 해결한다.
따라서, 본 발명은 과전압 및 역배터리 극성에 대한 보호들과 같은 상이한 보호들을 통합하고, 진단 기능들이 또한 포함될 수 있다. 그러므로 이는 퓨즈의 기능을 나타낼 수 있는데, 그 이유는 그것이 단락 또는 과전압 조건들과 같은 비정상들의 경우에 부하를 단절하기 때문이다. 이는 미래의 비히클(vehicle)들에서 임의의 전력 분배 및 제어 아키텍처들을 가능하게 한다.
본 발명의 지능형 스위치는 제어 와이어들의 수를 감소시키는데 도움이 될 뿐 아니라 기존 플랫폼들과 호환 가능한 간결한 형상을 제공한다. 이는, 하나 초과의 스위칭 기능을 가지며, 특정 실시예들에서는, 부가적으로, 자신의 커맨더-유닛(commander-unit)과 통신하여 자신의 상태 및 조건들에 관한 정보를 제공할 수 있는 지능형 디바이스로 단순한 스위칭 엘리먼트(즉, 전자기계 릴레이)를 변형시킨다. 이는 또한, 상이한 시나리오들(예를 들어, 제어 유닛에 구현된 소프트웨어)에 기초하여, ECU가 결함 이벤트를 처리하기 전에도 자체적인 판단들을 가능하게 한다.
이 스위치는 유연한 그리고 모듈식 아키텍처/하드웨어를 갖는다. 따라서 고객들의 선호도들에 기초하여, 모듈 내부의 상이한 수/타입의 스위칭 엘리먼트들을 갖는 상이한 제네릭(generic)들이 소소한 - 주로 소프트웨어 - 수정들을 통해 개발될 수 있다. 게다가, 자동 노드-어드레싱은 수리 및 유지보수를 위해 이 스위치를 상당히 견고하게 만든다. 교체 모듈을 위한 어떠한 추가의 어드레싱 수정도 필요하지 않다.
1 전기 커넥터
3 릴레이
5 플러그-인 형태
7 커넥터 면
9 콘택 엘리먼트
11 베이스 어셈블리
13 커넥터 측
15 커넥터 방향
17 내부 측
19 회로 보드 섹션
21 회로 보드
21a 개별 회로 보드
23 장착 볼륨
25 공간
27 전기 컴포넌트
29 전자기계 컴포넌트
31 송신 엘리먼트
33 관통 홀 기술
35 홀
37 전기 전도성 엘리먼트
39 전기 연결
41 진동 방향
43 U-형상
45 폼-피트 부재
47 그루브
49 폼-피트
51 상위 측
53 추가의 회로 보드 섹션
55 베어링 부재
57 베어링 리셉터클
59 추가의 회로 보드
61 모놀리식 회로 보드
63 각진 섹션
65 굽혀진 섹션
69 감소된 두께
70 줌
71 회로 보드 두께
73 유연성
75 측벽들
77 굽힘 반경
79 내벽
81 금속 층
83 잔여 층
85 회로 보드 재료
87 구리 층
100 지능형 스위치
101 퓨즈
103, 103', 103" 입구
105, 105', 105", 105" 출구
107 스위치 회로
109 전자기계 스위칭 서브모듈
111 전기 스위칭 서브모듈
113 단안정 스위칭 서브모듈
115 반도체 스위치
117 전계-효과 트랜지스터
119 경로
119a, 119b 서브경로
121 회로
123 부하
125 접지
127 제어 유닛
129 마이크로제어기
131 구동 라인
133 구동 라인
135 구동기
137 제어 인터페이스
139 버스 시스템
141 전력 공급 라인
143 과전압 보호부
144 진단 서브모듈
145 센서
147 콘택 상태 모니터
149, 149a 상태 라인
151 전류 센서
153 온도 센서
155 접지 단자
157 쌍안정 스위칭 서브모듈들
159 구동 라인
161 구동 라인
I 경로 전류
T 온도
V 전압
w1 CBS-폭
w2 최상부-폭

Claims (15)

  1. 지능형 스위치(100), 특히 퓨즈(101)로서,
    적어도 하나의 입구(103, 103', 103"), 적어도 하나의 출구(105, 105', 105", 105"') 및 상기 적어도 하나의 입구(103, 103', 103") 및 상기 적어도 하나의 출구(105, 105', 105", 105"')를 전기적으로 연결하는 스위치 회로(107)를 포함하고,
    상기 스위치 회로(107)는 전자기계 스위칭 서브모듈(109) 및 전기 스위칭 서브모듈(111)의 리스트로부터 선택된 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들을 포함하며,
    상기 스위치는 상기 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들(109, 111)의 동작 상태를 제어하기 위한 제어 유닛(127)을 더 포함하는,
    지능형 스위치(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 스위칭 서브모듈들은 상기 스위치 회로(127)에 직렬로 또는 병렬로 연결되는,
    지능형 스위치(100).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자기계 스위칭 서브모듈(109)은 단안정(monostable) 스위칭 서브모듈(113) 또는 쌍안정(bistable) 스위칭 서브모듈(157)인,
    지능형 스위치(100).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 스위칭 서브모듈(111)은 반도체 스위치(115), 바람직하게는 전계 효과 트랜지스터(FET)(117) 또는 스마트 FET인,
    지능형 스위치(100).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치(100)는 적어도 하나의 전자기계 스위칭 서브모듈(109) 및 적어도 하나의 전기 스위칭 서브유닛(111)을 포함하는,
    지능형 스위치(100).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(127)은 상기 지능형 스위치(100) 외부에 로케이팅된 네트워크 시스템에 상기 제어 유닛(127)을 연결하기 위한 적어도 하나의 제어 인터페이스(137)를 포함하는,
    지능형 스위치(100).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(127)은 구동 라인(131, 133, 159, 161)을 통해 상기 스위칭 서브모듈들(109, 111) 각각에 연결되는,
    지능형 스위치(100).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치(100)는 진단 서브모듈(144)을 포함하는,
    지능형 스위치(100).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진단 서브모듈(144)은 상기 스위칭 서브모듈의 동작 상태, 경로 전류, 온도 및 전압 중 적어도 하나를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(145)를 포함하는,
    지능형 스위치(100).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서(145)는 상태 라인(149, 149a)을 통해 상기 제어 유닛(127)에 연결되는,
    지능형 스위치(100).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    일 측에, 상기 적어도 하나의 입구(103, 103', 103") 및 상기 적어도 하나의 출구(105, 105', 105", 105"')를 갖는 커넥터 면(7)을 포함하고 상기 커넥터 면(7) 반대쪽에 내부 측(17)을 갖는 베이스 어셈블리(11)를 전기 자동차 커넥터(1)가 포함하고 있고, 상기 스위치 회로(107)는 상기 내부 측(17)에 제공되는,
    지능형 스위치(100).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 커넥터 면(7)은 적어도 3개의 단자들(9)을 포함하며, 바람직하게는, 상기 커넥터 면(9)은 9개의 단자들을 갖는 소켓 또는 플러그를 포함하는,
    지능형 스위치(100).
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(127)은, 바람직하게는 단자들(9) 중 하나에 연결되거나 상기 단자(9) 중 하나에 대응하는 단일 제어 인터페이스(137)를 포함하며, 그리고/또는 상기 제어 유닛(127)은 전력 공급 라인(141)을 통해 적어도 하나의 입구(103, 103', 103")에 연결되는,
    지능형 스위치(100).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전자기계 스위칭 서브모듈(109), 전기 스위칭 서브모듈(111), 제어 유닛(127), 구동 라인(131, 133, 159, 161), 전력 공급 라인(141), 상태 라인(149, 149a) 및 센서(145)의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전기 컴포넌트(27) 또는 전자기계 컴포넌트(29)를 적어도 하나의 회로 보드(21)가 포함하고 있는,
    지능형 스위치(100).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 베이스 어셈블리(11)로부터 멀어지게 연장되며 서로 마주보는, 상기 내부 측(17)에 적어도 2개의 회로 보드 섹션들(18)이 제공되고, 각각의 회로 보드 섹션(19)은 적어도 하나의 전기 컴포넌트(27) 또는 전자기계 컴포넌트(29)를 포함하는,
    지능형 스위치(100).
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