KR20190068998A - 단락 방지 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 단락 방지 장치는 제1 외부 전원 라인을 통해 구동 전압원 및 접지 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 외부 장치와 제2 외부 전원 라인을 통해 전기적으로 연결되는 입출력 단자부; 상기 구동 전압원 및 상기 접지 중 어느 하나와 상기 입출력 단자부를 전기적으로 연결시키는 내부 전원 라인; 상기 내부 전원 라인 상에 설치되어 일단이 상기 입출력 단자부와 전기적으로 연결되고, 상기 내부 전원 라인을 통전 또는 차단시키는 스위칭부; 상기 내부 전원 라인 상에 설치되어 상기 스위칭부의 타단과 전기적으로 연결되는 가변 저항부; 및 상기 내부 전원 라인에 흐르는 전류의 측정 전류값에 기초하여 상기 입출력 단자부의 단락 여부를 판단하고, 상기 단락 여부의 판단 결과에 대응하여 상기 가변 저항부의 설정 저항값을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

단락 방지 장치 및 방법{Apparatus and method for preventing short}
본 발명은 단락 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외부 장치와 구동 전압원 사이의 단락을 방지하는 단락 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근의 자동차는 개별기능 중심에서 통합시스템 중심으로 기술 패러다임이 변화하고 있다. 예를 들어, IT, 전기/전자, 환경, 재료기술 등 이종 기술간의 융합을 통하여 안전성, 편의성을 향상시키고 있다. 특히, 전기/전자와 관련한 기술의 성장이 뚜렷한데, 전자부품은 차량 배터리의 전원을 공급받아 동작하는 전기, 전자 부품 및 저항이나 콘덴서와 같은 소자들로 이루어진 작은 기판들뿐만 아니라 차량용 직류 릴레이 등을 포함한다.
전자 부품 중 차량용 직류 릴레이는 입력이 어떤 값에 도달하였을 때 작동하여 다른 회로를 개폐하는 장치로서 운전자의 안전, 차량의 유지 보수를 위해 그 중요성이 점차 높아지고 있다. 특히, 과전류 발생 시 차량용 직류 릴레이는 폭발할 수도 있으므로 과전류 발생 시 차량용 릴레이가 어떻게 반응하는지 테스트하는 것은 중요하다.
도 1은 종래의 릴레이 시험 장치(10)를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여 종래의 릴레이 시험 장치(10)를 설명하면, 전원(11)과 외부 기기(15)를 전원 라인을 통해 연결시키고 전원 라인 상에 릴레이(14)를 설치한다. 또한, 릴레이(14)의 양단 전압차를 측정하는 전압 센서(12)를 릴레이(14)의 양단에 설치한다.
이후, 제어부(13)를 통해 릴레이(14)의 동작 상태를 제어하고, 릴레이(14)의 동작 상태에 따라 전압 센서(12)로부터 측정되는 양단 전압차에 기초하여 릴레이(14)를 진단한다.
이때, 종래의 릴레이 시험 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차의 사고, 회로의 오연결 등으로 릴레이(14)와 외부 기기(14) 사이가 접지와 단락되는 경우, 릴레이 시험 장치(10)의 내부 회로가 무부하 상태로 변경되어 고전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 릴레이 시험 장치(10)는 전원(11)이 방전되어 릴레이(14)를 진단하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 외부 장치와 연결된 입출력 단자에 단락이 발생하는 경우, 입출력 단자와 전기적으로 연결된 내부 전원 라인 상의 가변 저항부의 설정 저항값을 변경함으로써, 단락을 방지할 수 있는 단락 방지 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
배터리의 완전셀과 반쪽셀 각각의 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 변곡점을 이용하여 반쪽셀의 충전 상태 총 구간을 보정하고, 충전 상태 총 구간의 보전 전과 후 간에 충전 상태 차이를 여유 용량으로 추정함으로써, 기준 전극을 삽입하지 않고도 반쪽셀의 여유 용량을 정확하게 추정하는 배터리 여유 용량 추정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 단락 방지 장치는 제1 외부 전원 라인을 통해 구동 전압원 및 접지 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 외부 장치와 제2 외부 전원 라인을 통해 전기적으로 연결되는 입출력 단자부; 상기 구동 전압원 및 상기 접지 중 어느 하나와 상기 입출력 단자부를 전기적으로 연결시키는 내부 전원 라인; 상기 내부 전원 라인 상에 설치되어 일단이 상기 입출력 단자부와 전기적으로 연결되고, 상기 내부 전원 라인을 통전 또는 차단시키는 스위칭부; 상기 내부 전원 라인 상에 설치되어 상기 스위칭부의 타단과 전기적으로 연결되는 가변 저항부; 및 상기 내부 전원 라인에 흐르는 전류의 측정 전류값에 기초하여 상기 입출력 단자부의 단락 여부를 판단하고, 상기 단락 여부의 판단 결과에 대응하여 상기 가변 저항부의 설정 저항값을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 상기 입출력 단자부가 단락된 것으로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 제1 외부 전원 라인을 통해 상기 접지와 상기 외부 장치가 전기적으로 연결되고, 상기 내부 전원 라인을 통해 상기 구동 전압원과 상기 입출력 단자부가 전기적으로 연결된 경우, 상기 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 상기 입출력 단자부가 상기 외부 장치와 연결된 접지와 다른 접지와 단락된 것으로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 단락 여부의 판단 결과, 상기 입출력 단자부가 단락된 것으로 판단되면 상기 가변 저항부의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 스위칭부의 일단에 인가된 일단 전압의 제1 측정 전압값과 상기 스위칭의 타단에 인가된 타단 전압의 제2 측정 전압값 간의 측정 전압차에 기초하여 상기 스위칭부의 동작 상태가 턴 온 상태 및 턴 오프 상태 중 어느 하나의 동작 상태인지를 확인할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 스위칭부의 동작 상태를 확인 결과, 상기 스위칭부가 턴 온 상태이면 상기 입출력 단자부의 단락 여부를 판단하고, 상기 단락 여부의 판단 결과에 대응하여 상기 가변 저항부의 설정 저항값을 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 스위칭부의 동작 상태를 확인 결과, 상기 스위칭부가 턴 오프 상태이면 상기 입출력 단자부의 단락 여부를 판단하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 단락 방지 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는 단락 방지 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 외부 장치와 연결된 입출력 단자에 단락이 발생하는 경우, 입출력 단자와 전기적으로 연결된 내부 전원 라인 상의 가변 저항부의 설정 저항값을 변경하여 단락을 차단함으로써, 내부 전원 라인에 고전류가 흐르는 현상과 구동 전압원의 출력이 한계 출력을 초과하는 현상을 방지할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 단락 전과 단락 후, 종래의 릴레이 시험 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치의 단락 전의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치의 단락 후의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치의 단락 전의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치의 단락 후의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명에 따른 단락 방지 장치는 제1 외부 전원 라인을 통해 구동 전압원 및 접지 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 외부 장치와 제2 외부 전원 라인을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 구동 전압원 및 접지는 본 발명에 따른 단락 방지 장치의 외부에 위치하는 구동 전압원 및 접지일 수 있다.
본 발명에 따른 단락 방지 장치는 외부 장치와 제2 외부 전원 라인을 통해 전기적으로 연결되는 입출력 단자부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 단락 방지 장치는 내부에 구비된 구동 전압원 및 접지 중 어느 하나와 입출력 단자부를 전기적으로 연결시키는 내부 전원 라인을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100)는 제1 외부 전원 라인(OL1)을 통해 접지(GND)와 전기적으로 연결된 외부 장치(1)와 제2 외부 전원 라인(OL2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100)는 내부에 구비된 구동 전압원(Vo)과 입출력 단자부(110)를 전기적으로 연결시키는 내부 전원 라인(IL)을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100)의 단락 전의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100)의 단락 후의 구성을 나타낸 도면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100)는 입출력 단자부(110), 내부 전원 라인(IL), 스위칭부(120), 가변 저항부(130), 센싱부(140), 메모리부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100)는 구동 전압원(Vo)을 내부에 더 포함할 수 있다.
상기 입출력 단자부(110)는 상술한 바와 같이, 제1 외부 전원 라인(OL1)을 통해 접지(GND)와 전기적으로 연결된 외부 장치(1)와 제2 외부 전원 라인(OL2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 입출력 단자부(110)는 구동 전압원(Vo)의 구동 전압을 외부 장치(1)로 출력하는 출력 단자의 역할을 수행할 수 있다.
한편, 상기 내부 전원 라인(IL)은 내부에 구비된 구동 전압원(Vo)과 입출력 단자부(110)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
이에 따라, 구동 전압원(Vo)의 구동 전압은 내부 전원 라인(IL)을 통해 입출력 단자(110)로 인가될 수 있다.
상기 스위칭부(120)는 내부 전원 라인(IL) 상에 설치되어 입출력 단자부(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 상기 스위칭부(120)는 동작 상태가 턴 온 또는 턴 오프로 제어되어 내부 전원 라인(IL)을 통전 또는 차단시킬 수 있다.
즉, 상기 스위칭부(120)는 동작 상태가 턴 온으로 제어됨으로써, 구동 전압원(Vo)의 구동 전압을 입출력 단자(110)로 인가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 입출력 단자(110)는 구동 전압을 외부 장치(1)로 출력함으로써, 외부 장치(1)가 구동될 수 있다.
여기서, 스위칭부(120)는 FET 소자일 수 있으며, 외부 장치(1)는 액츄에이터일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 단락 방지 장치(100)는 자동차 내부에 구비되어 액츄에어터와 연결될 수 있다.
상기 가변 저항부(130)는 내부 전원 라인(IL) 상에 설치되어 스위칭부(120)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 가변 저항부(130)는 구동 전압원(Vo)과 스위칭부(120) 사이에 전기기적으로 연결될 수 있으며, 스위칭부(120)와 직렬 연결될 수 있다.
상기 가변 저항부(130)의 설정 저항값은 후술되는 제어부(160)의 제어에 따라 변경될 수 있다. 이를 위하여, 상기 가변 저항부(130)는 제어부(160)로부터 입력되는 입력값에 대응하여 저항값이 변경되는 디지털 포텐셔미터일 수 있다.
상술된 설명에서, 상기 가변 저항부(130)가 디지털 포텐셔미터인 것으로 설명하였으나, 제어부(160)의 제어에 따라 설정 저항값이 변경될 수 있는 한, 상기 가변 저항부(130)의 종류는 한정되지 않음을 유의한다.
상기 센싱부(140)는 후술되는 제어부(160)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(140)는 제어부(160)로 전기적 신호를 송신하거나 제어부(160)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 제어부(160)에 접속될 수 있다.
상기 센싱부(140)는 미리 설정된 주기마다 스위칭부(120)의 일단에 인가된 일단 전압과 스위칭부(120)의 타단에 인가된 타단 전압을 측정할 수 있다.
또한, 센싱부(140)는 미리 설정된 주기마다 내부 전원 라인(IL)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
이러한, 상기 센싱부(140)는 측정된 일단 전압, 타단 전압 및 전류를 각각 나타내는 측정 신호를 제어부(160)로 제공할 수 있다.
상기 센싱부(140)는 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 센싱부(140)는 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(160)는 센싱부(140)로부터 측정 신호가 수신되면, 신호 처리를 통해 측정된 일단 전압, 타단 전압 및 전류 각각에 대응되는 디지털 값으로써 제1 측정 전압값, 제2 측정 전압값 및 측정 전류값을 결정하고 메모리부(150)에 저장할 수 있다.
상기 메모리부(150)는 반도체 메모리 소자로서, 상기 제어부(160)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하고, 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 제어하기 위해 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 또한, 상기 메모리부(150)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 사전 설정 값들을 저장할 수 있다.
상기 메모리부(150)는 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 메모리부(150)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 상기 메모리부(150)는 상기 제어부(160)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 상기 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 상기 메모리부(150)는 제어부(160)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 상기 제어부(160)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.
상기 제어부(160)는 내부 전원 라인(IL)에 흐르는 전류의 측정 전류값에 기초하여 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하고, 단락 여부의 판단 결과에 대응하여 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(160)는 내부 전원 라인(IL)에 흐르는 전류의 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 입출력 단자부(110)가 단락된 것으로 판단할 수 있다.
이때, 일 실시예에 따라 제1 외부 전원 라인(OL1)을 통해 외부에 위치하는 접지(GND)와 외부 장치(1)가 전기적으로 연결되고, 내부 전원 라인(IL)을 통해 내부에 구비된 구동 전압원(Vo)과 입출력 단자부(110)가 전기적으로 연결된 경우, 상기 제어부(160)는 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 도 4에 도시된 바와 같이, 입출력 단자부(110)가 외부 장치(1)와 연결된 접지(GND)와는 다른 접지(GND')와 단락된 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 기준 전류값은 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하는데 기준이 되는 전류값으로, 입출력 단자부(110)가 단락된 경우, 내부 전원 라인(IL)에 흐를 수 있는 전류의 최소 전류값일 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 기준 전류값은 "1A"일 수 있다.
여기서, 다른 접지(GND')는 자동차의 샷시, 프레임 등 일 수 있다.
도 4를 참조하면, 입출력 단자부(110)가 외부 장치(1)와 연결된 접지(GND)와는 다른 접지(GND)와 단락된 경우, 상기 내부 전원 라인(IL)이 무부하 회로 상태로 변경됨으로써 고전류가 흐를 수 있다. 이에 따라, 구동 전압원(Vo)의 출력은 한계 출력을 초과하여 단락 방지 장치(100) 및 단락 방지 장치(100)가 구비된 자동차의 전장 시스템 전체가 셧다운되는 문제가 발생할 수 있다.
이때, 입출력 단자부(110)의 단락은 자동차의 충돌로 인한 외부 충격, 회로의 오연결 등으로 발생할 수 있다.
이에 따라, 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110)가 단락된 것으로 판단되면 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110)가 단락된 것으로 판단되면 내부 전원 라인(IL)이 무부하 회로 상태로 변경되지 않고 고전류가 흐르지 않도록 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 기준 저항값은 외부 장치(1)에 인가되는 전압이 외부 장치(1)가 구동 가능한 전압 범위 내에 포함되도록 저항값이 한정될 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 기준 저항값은 "1Ω"일 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면 입출력 단자부(110)에 단락이 발생하더라도 상기 제어부(160)는 내부 전원 라인(IL) 상에 설치된 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어함으로써, 내부 전원 라인(IL)에 고전류가 흘러 구동 전압원(Vo)의 출력이 한계 출력을 초과하는 현상을 방지할 수 있다.
반대로, 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110)가 단락되지 않은 것으로 판단되면 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 "0Ω"으로 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110)에 단락이 발생되지 않는 경우, 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 "0Ω"으로 제어함으로써, 가변 저항부(130)에서 발생하는 불필요한 전압 강하를 방지할 수 있다.
한편, 상기 제어부(160)는 상술된 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하기 전에 스위칭부(120)의 동작 상태를 확인하고, 확인 결과에 기초하여 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하거나 판단하지 않을 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(160)는 스위칭부(120)의 일단에 인가된 일단 전압의 제1 측정 전압값과 스위칭의 타단에 인가된 타단 전압의 제2 측정 전압값 간의 측정 전압차에 기초하여 스위칭부(120)의 동작 상태가 턴 온 상태 및 턴 오프 상태 중 어느 하나의 동작 상태인지를 확인할 수 있다.
이때, 상기 제어부(160)는 측정 전압차가 미리 설정된 기준 전압차 이하이면 스위칭부(120)의 동작 상태가 턴 온 상태인 것으로 확인하고, 측정 전압차가 미리 설정된 기준 전압차를 초과하면 스위칭부(120)의 동작 상태가 턴 오프 상태인 것으로 확인할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 기준 전압차는 스위칭부(120)의 동작 상태를 판단하는데 기준이 되는 전압값일 수 있다. 이러한, 미리 설정된 기준 전압차는 구동 전압원(Vo)의 구동 전압에 1/2일 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 기준 전압차는 "6V"일 수 있다.
이어서, 상기 제어부(160)는 스위칭부(120)의 동작 상태를 확인한 결과, 스위칭부(120)의 동작 상태가 턴 온 상태이면 상술한 바와 같이, 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하고, 판단 결과에 대응하여 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 제어할 수 있다.
반대로, 상기 제어부(160)는 스위칭부(120)의 동작 상태를 확인한 결과, 스위칭부(120)의 동작 상태가 턴 오프 상태이면 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하지 않을 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면 상기 제어부(160)는 입출력 단자(110)에 단락이 발생하더라도 스위칭부(120)가 턴 오프 상태이므로 내부 전원 라인(IL)에 고전류가 흐르지 않는 경우, 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하지 않을 수 있다.
상기 제어부(160)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 제어부(160)에 의해 실행될 수 있는 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 제어부(160)에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치(100')에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치(100')는 일 실시예에 따른 단락 방지 장치(100') 대비 일부 구성의 전기적 연결만이 상이할 수 있다. 따라서, 반복되는 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치(100')의 단락 전의 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치(100')의 단락 후의 구성을 나타낸 도면이다.
우선, 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치(100')는 입출력 단자부(110), 내부 전원 라인(IL), 스위칭부(120), 가변 저항부(130), 센싱부(140), 메모리부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락 방지 장치(100')는 접지(GND)를 내부에 더 포함할 수 있다.
상기 입출력 단자부(110)는 상술한 바와 같이, 제1 외부 전원 라인(OL1)을 통해 외부의 구동 전압원(Vo)과 전기적으로 연결된 외부 장치(1)와 제2 외부 전원 라인(OL2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 내부 전원 라인(IL)은 내부에 구비된 접지(GND)와 입출력 단자부(110)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
이에 따라, 외부 장치(1)의 저항 성분으로 인해 전압 강하된 구동 전압원(Vo)의 구동 전압은 내부 전원 라인(IL)을 통해 입출력 단자(110)로 인가될 수 있다.
상기 스위칭부(120)는 내부 전원 라인(IL) 상에 설치되어 입출력 단자부(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 상기 스위칭부(120)는 동작 상태가 턴 온 또는 턴 오프로 제어되어 내부 전원 라인(IL)을 통전 또는 차단시킬 수 있다.
즉, 상기 스위칭부(120)는 동작 상태가 턴 온으로 제어됨으로써, 구동 전압원(Vo)의 구동 전압이 외부 장치(1)에 인가됨으로써, 외부 장치(1)가 구동될 수 있다.
상기 가변 저항부(130)는 내부 전원 라인(IL) 상에 설치되어 스위칭부(120)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 가변 저항부(130)는 구동 전압원(Vo)과 스위칭부(120) 사이에 전기기적으로 연결될 수 있으며, 스위칭부(120)와 직렬 연결될 수 있다.
상기 가변 저항부(130)의 설정 저항값은 후술되는 제어부(160)의 제어에 따라 변경될 수 있다.
상기 센싱부(140)는 후술되는 제어부(160)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(140)는 제어부(160)로 전기적 신호를 송신하거나 제어부(160)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 제어부(160)에 접속될 수 있다.
상기 센싱부(140)는 미리 설정된 주기마다 스위칭부(120)의 일단에 인가된 일단 전압과 스위칭부(120)의 타단에 인가된 타단 전압을 측정할 수 있다.
또한, 센싱부(140)는 미리 설정된 주기마다 내부 전원 라인(IL)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
이러한, 상기 센싱부(140)는 측정된 일단 전압, 타단 전압 및 전류를 각각 나타내는 측정 신호를 제어부(160)로 제공할 수 있다.
상기 제어부(160)는 센싱부(140)로부터 측정 신호가 수신되면, 신호 처리를 통해 측정된 일단 전압, 타단 전압 및 전류 각각에 대응되는 디지털 값으로써 제1 측정 전압값, 제2 측정 전압값 및 측정 전류값을 결정하고 메모리부(150)에 저장할 수 있다.
상기 메모리부(150)는 반도체 메모리 소자로서, 상기 제어부(160)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 입출력 단자부(110) 의 단락 여부를 판단하고, 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 제어하기 위해 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 또한, 상기 메모리부(150)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 사전 설정 값들을 저장할 수 있다.
상기 제어부(160)는 내부 전원 라인(IL)에 흐르는 전류의 측정 전류값에 기초하여 입출력 단자부(110)의 단락 여부를 판단하고, 단락 여부의 판단 결과에 대응하여 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(160)는 내부 전원 라인(IL)에 흐르는 전류의 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 입출력 단자부(110) 가 단락된 것으로 판단할 수 있다.
이때, 다른 실시예에 따라 제1 외부 전원 라인(OL1)을 통해 외부에 위치하는 구동 전압원(Vo)과 외부 장치(1)가 전기적으로 연결되고, 내부 전원 라인(IL)을 통해 내부에 구비된 접지(GND)와 입출력 단자부(110) 가 전기적으로 연결된 경우, 상기 제어부(160)는 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 도 6에 도시된 바와 같이, 입출력 단자부(110) 가 외부에 위치하는 구동 전압원(Vo)과 단락된 것으로 판단할 수 있다.
도 6을 참조하면, 입출력 단자부(110)가 외부에 위치하는 구동 전압원(Vo)과 단락된 경우, 상기 내부 전원 라인(IL)이 무부하 회로 상태로 변경됨으로써 고전류가 흐를 수 있다. 이에 따라, 구동 전압원(Vo)의 출력은 한계 출력을 초과하여 단락 방지 장치(100') 및 단락 방지 장치(100')가 구비된 자동차의 전장 시스템 전체가 셧다운되는 문제가 발생할 수 있다.
이때, 입출력 단자부(110)의 단락은 자동차의 충돌로 인한 외부 충격, 회로의 오연결 등으로 발생할 수 있다.
이에 따라, 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110)가 단락된 것으로 판단되면 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110)가 단락된 것으로 판단되면 내부 전원 라인(IL)이 무부하 회로 상태로 변경되지 않고 고전류가 흐르지 않도록 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면 입출력 단자부(110)에 단락이 발생하더라도 상기 제어부(160)는 내부 전원 라인(IL) 상에 설치된 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어함으로써, 내부 전원 라인(IL)에 고전류가 흘러 구동 전압원(Vo)의 출력이 한계 출력을 초과하는 현상을 방지할 수 있다.
반대로, 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110) 가 단락되지 않은 것으로 판단되면 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 "0Ω"으로 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면 상기 제어부(160)는 입출력 단자부(110) 에 단락이 발생되지 않는 경우, 가변 저항부(130)의 설정 저항값을 "0Ω"으로 제어함으로써, 가변 저항부(130)에서 발생하는 불필요한 전압 강하를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상술된 단락 방지 장치를 포함할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 자동차는 상술된 단락 방지 장치를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
100: 단락 방지 장치
110: 입출력 단자
120: 스위칭부
130: 가변 저항부
140: 센싱부
150: 메모리부
160: 제어부
IL: 내부 전원 라인
Vo: 구동 전압원
GND: 접지
1: 외부 장치
OL1: 제1 외부 전원 라인
OL2: 제2 외부 전원 라인

Claims (9)

  1. 제1 외부 전원 라인을 통해 구동 전압원 및 접지 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 외부 장치와 제2 외부 전원 라인을 통해 전기적으로 연결되는 입출력 단자부;
    상기 구동 전압원 및 상기 접지 중 어느 하나와 상기 입출력 단자부를 전기적으로 연결시키는 내부 전원 라인;
    상기 내부 전원 라인 상에 설치되어 일단이 상기 입출력 단자부와 전기적으로 연결되고, 상기 내부 전원 라인을 통전 또는 차단시키는 스위칭부;
    상기 내부 전원 라인 상에 설치되어 상기 스위칭부의 타단과 전기적으로 연결되는 가변 저항부; 및
    상기 내부 전원 라인에 흐르는 전류의 측정 전류값에 기초하여 상기 입출력 단자부의 단락 여부를 판단하고, 상기 단락 여부의 판단 결과에 대응하여 상기 가변 저항부의 설정 저항값을 제어하는 제어부를
    포함하는 단락 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 상기 입출력 단자부가 단락된 것으로 판단하는 단락 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 외부 전원 라인을 통해 상기 접지와 상기 외부 장치가 전기적으로 연결되고, 상기 내부 전원 라인을 통해 상기 구동 전압원과 상기 입출력 단자부가 전기적으로 연결된 경우, 상기 측정 전류값이 미리 설정된 기준 전류값을 초과하면 상기 입출력 단자부가 상기 외부 장치와 연결된 접지와 다른 접지와 단락된 것으로 판단하는 단락 방지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 단락 여부의 판단 결과, 상기 입출력 단자부가 단락된 것으로 판단되면 상기 가변 저항부의 설정 저항값을 미리 설정된 기준 저항값으로 제어하는 단락 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스위칭부의 일단에 인가된 일단 전압의 제1 측정 전압값과 상기 스위칭의 타단에 인가된 타단 전압의 제2 측정 전압값 간의 측정 전압차에 기초하여 상기 스위칭부의 동작 상태가 턴 온 상태 및 턴 오프 상태 중 어느 하나의 동작 상태인지를 확인하는 단락 방지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스위칭부의 동작 상태를 확인 결과, 상기 스위칭부가 턴 온 상태이면 상기 입출력 단자부의 단락 여부를 판단하고, 상기 단락 여부의 판단 결과에 대응하여 상기 가변 저항부의 설정 저항값을 제어하는 단락 방지 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스위칭부의 동작 상태를 확인 결과, 상기 스위칭부가 턴 오프 상태이면 상기 입출력 단자부의 단락 여부를 판단하지 않는 단락 방지 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 단락 방지 장치를
    포함하는 배터리 팩.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 단락 방지 장치를
    포함하는 자동차.
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