KR20220050608A

KR20220050608A - 연결 진단 장치

Info

Publication number: KR20220050608A
Application number: KR1020200134473A
Authority: KR
Inventors: 최선호
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-04-25
Also published as: EP4231029A1; WO2022080920A1; US20230251330A1; CN115769095A

Abstract

본 발명의 실시 예들은 장치들 간의 연결 상태를 진단하는 연결 진단 장치에 관한 것이다. 상기 연결 진단 장치는, 장치들 중 어느 하나의 장치에 포함된 인터록 루프 라인(interlock loop line)의 양단에 각각 연결되도록 구성된 출력단 및 입력단, 상기 출력단으로 진단 신호를 전달하는 전류 경로 및 상기 입력단과 접지 사이의 전류 경로 중 제1 전류 경로를 흐르는 제1 전류에 따라서 가변되는 제1 전압을 출력하는 제1 전압 가변회로, 그리고 상기 제1 전류 경로 상에 위치하며, 상기 제1 전압에 따라서 상기 제1 전류 경로의 임피던스를 가변하는 제1 임피던스 가변회로를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 제1 전류가 일정한 값을 유지하도록 동작할 수 있다.

Description

연결 진단 장치{CONNECTION TEST APPARATUS}

본 개시는 연결 진단 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압 시스템에서 장치들 간의 연결 상태를 진단하기 위한 연결 진단 장치에 관한 것이다.

HVIL(Hazardous Voltage Interlock Loop) 회로는 고전압 시스템과 같이 장치간 연결 불량이 위험한 사고로 이어질 수 있는 시스템에서, 장치들 간의 연결 상태를 진단하기 위한 회로이다. HVIL 회로는 통상적으로 인터록 루프 라인(interlock loop line)에 특정 신호(예를 들어, DC 또는 AC 형태의 전압 신호, 전류 신호, 주파수 신호 등)를 인가하고, 인터록 루프 라인을 통과하여 수신되는 신호를 검증함으로써 연결 상태를 진단한다.

장치들을 조립하는 과정에서 오결선 등으로 인해 인터록 루프 라인이 배터리 또는 접지에 단락되는 사고가 종종 발생한다. 인터록 루프 라인의 단락 사고로 인해 발생한 과전류가 HVIL 회로로 유입될 경우, 과도한 발열과 회로 손상을 발생시킬 수 있다.

따라서, HVIL 회로의 설계 시에는 인터록 루프 라인이 접지 또는 배터리와 단락되는 사고가 발생하는 경우, 발열을 억제하고 회로 손상을 방지할 수 있도록 설계할 필요가 있다.

본 발명의 실시 예들을 통해 해결하고자 하는 과제는, 인터록 루프 라인의 단락 사고 발생 시 단락 사고로 인한 발열을 최소화하고 회로 손상을 방지할 수 있는 연결 진단 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 장치들 간의 연결 상태를 진단하는 연결 진단 장치는, 상기 장치들 중 어느 하나의 장치에 포함된 인터록 루프 라인(interlock loop line)의 양단에 각각 연결되도록 구성된 출력단 및 입력단, 상기 출력단으로 진단 신호를 전달하는 전류 경로 및 상기 입력단과 접지 사이의 전류 경로 중 제1 전류 경로를 흐르는 제1 전류에 따라서 가변되는 제1 전압을 출력하는 제1 전압 가변회로, 그리고 상기 제1 전류 경로 상에 위치하며, 상기 제1 전압에 따라서 상기 제1 전류 경로의 임피던스를 가변하는 제1 임피던스 가변회로를 포함할 수 있다. 상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 제1 전류가 일정한 값을 유지하도록 동작할 수 있다.

상기 제1 전류 경로는 상기 입력단과 상기 접지 사이의 전류 경로일 수 있다. 이 경우, 상기 연결 진단 장치는, 상기 출력단으로 진단 신호를 전달하는 제2 전류 경로를 흐르는 제2 전류에 따라서 가변되는 제2 전압을 출력하는 제2 전압 가변회로, 그리고 상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 가변하는 제2 임피던스 가변회로를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 제2 전류가 일정한 값을 유지하도록 동작할 수 있다.

상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 제1 전류가 제1 값을 유지하도록 동작할 수 있다. 또한, 상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 제2 전류가 제2 값을 유지하도록 동작할 수 있다. 여기서, 상기 제1 값은 상기 제2 값과 상이할 수 있다.

상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 제1 전류가 제1 전류 구간에 속하면 상기 제1 전류가 상기 제1 값을 유지하도록 동작할 수 있다. 또한, 상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 제2 전류가 제2 전류 구간에 속하면 상기 제2 전류가 상기 제2 값을 유지하도록 동작할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전류 구간과 상기 제2 전류 구간은 상이할 수 있다.

상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 장치들이 정상적으로 연결된 상태에서 상기 제2 전류가 상기 제2 값을 유지하도록 동작할 수 있다.

상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 인터록 루프 라인이 배터리의 양극 측에 단락된 상태에서 상기 제1 전류가 상기 제1 값을 유지하도록 동작할 수 있다. 또한, 상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 인터록 루프 라인이 접지에 단락된 상태에서 상기 제2 전류가 상기 제2 값을 유지하도록 동작할 수 있다.

상기 제1 전압 가변회로는, 상기 제1 전류 경로 상에 위치하는 제1 저항, 그리고 상기 제1 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드(anode) 단자 및 리퍼런스(reference) 단자, 그리고 상기 제1 저항을 흐르는 상기 제1 전류에 따라서 가변되는 상기 제1 전압을 출력하는 캐소드(cathode) 단자를 포함하는 제1 션트 레귤레이터(shunt regulator) 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 임피던스 가변회로는, 상기 제1 전류 경로 상에 위치하며, 상기 입력단과 연결되는 제1 단자, 상기 제1 저항과 연결되는 제2 단자, 및 상기 제1 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자에 연결되는 제어 단자를 포함하는 제1 트랜지스터, 그리고 상기 진단 신호가 인가되는 입력되는 노드와 상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제2 저항을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다.

상기 제2 전압 가변회로는, 상기 제2 전류 경로 상에 위치하는 제3 저항, 그리고 상기 제3 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드 단자 및 리퍼런스 단자, 그리고 상기 제3 저항을 흐르는 상기 제2 전류에 따라서 가변되는 상기 제2 전압을 출력하는 캐소드 단자를 포함하는 제2 션트 레귤레이터 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 임피던스 가변회로는, 상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 노드에 연결되는 제1 단자, 상기 제3 저항과 연결되는 제2 단자, 및 상기 제2 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자에 연결되는 제어 단자를 포함하는 제2 트랜지스터, 그리고 상기 노드와 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제4 저항을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다. 또한, 상기 제1 저항과 상기 제3 저항은 저항 값이 상이할 수 있다.

상기 제1 전류 경로는 상기 입력단과 상기 접지 사이의 전류 경로이고, 상기 연결 진단 장치는, 상기 출력단으로 진단 신호를 전달하는 제2 전류 경로를 흐르는 제2 전류에 따라서 가변되는 제2 전압을 출력하는 제2 전압 가변회로, 그리고 상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 가변하는 제2 임피던스 가변회로를 더 포함할 수도 있다.

상기 제2 임피던스 가변회로는, 상기 제2 전류가 제1 전류 구간에 속하면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제2 전류가 제1 값을 유지하도록 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절하고, 상기 제2 전류가 제2 전류 구간에 속하면 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류가 제2 값을 유지하도록 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전류 구간은 상기 제2 전류 구간과 상이하며, 상기 제1 값은 상기 제2 값과 상이할 수 있다.

상기 제1 임피던스 가변회로는, 상기 제1 전류가 제3 전류 구간에 속하면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제1 전류가 상기 제1 값을 유지하도록 상기 제1 전류 경로의 임피던스를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전류 구간은 상기 제3 전류 구간과 상이할 수 있다.

상기 제2 임피던스 가변회로는, 상기 장치들이 정상적으로 연결된 상태이면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절하고, 상기 인터록 루프 라인이 접지와 단락된 상태이면 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절할 수 있다.

상기 제1 임피던스 가변회로는, 상기 장치들이 정상적으로 연결된 상태이면 턴 온 상태를 유지하고, 상기 인터록 루프 라인이 배터리의 양극측에 단락되면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제1 전류 경로의 임피던스를 조절할 수 있다.

상기 제1 전압 가변회로는, 상기 제1 전류 경로 상에 위치하는 제1 저항, 그리고 상기 제1 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드 단자 및 리퍼런스 단자, 그리고 상기 제1 저항을 흐르는 상기 제1 전류에 따라서 가변되는 상기 제1 전압을 출력하는 캐소드 단자를 포함하는 제1 션트 레귤레이터 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 임피던스 가변회로는, 상기 제1 전류 경로 상에 위치하며, 상기 입력단과 연결되는 제1 단자, 상기 제1 저항과 연결되는 제2 단자, 그리고 제어 단자를 포함하는 제1 트랜지스터, 및 상기 제1 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자와 상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제2 저항을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다.

상기 제2 전압 가변회로는, 상기 제2 전류 경로 상에 위치하는 제3 저항, 그리고 상기 제3 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드 단자 및 리퍼런스 단자, 그리고 상기 제3 저항을 흐르는 상기 제2 전류에 따라서 가변되는 상기 제2 전압을 출력하는 캐소드 단자를 포함하는 제2 션트 레귤레이터 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 임피던스 가변회로는, 상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 노드에 연결되는 제1 단자, 상기 제3 저항과 연결되는 제2 단자, 및 상기 제1 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자와 상기 제2 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자에 연결되는 제어 단자를 포함하는 제2 트랜지스터, 그리고 상기 노드와 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제4 저항을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다. 또한, 상기 제1 저항과 상기 제3 저항은 저항 값이 상이할 수 있다.

상기 연결 진단 장치는, 상기 입력단과 상기 접지 사이의 전류 경로에 위치하며, 고정된 임피던스를 가지는 수동 소자를 더 포함할 수 있다.

상기 연결 진단 장치는, 상기 출력단을 통해 상기 인터록 루프 라인에 인가되는 전압 및 전류, 그리고 상기 입력단을 통해 수신되는 전압 및 전류 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 장치들의 연결 상태를 진단하고, 상기 인터록 루프 라인의 단락 유형을 식별하는 진단부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 인터록 루프 라인에서 단락 사고 발생 시 단락 사고로 인한 발열을 최소화하고 회로 손상을 방지할 수 있다. 또한, 단락 사고 발생 시 단락 사고의 유형을 식별하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결 진단 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결 진단 장치의 회로 구성의 일 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 진단 장치를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 진단 장치의 회로 구성의 일 예를 도시한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예들의 효과 및 특징, 그리고 그 구현 방법을 상세히 설명한다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타내며, 그에 대한 중복되는 설명은 생략된다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시 예들은 본 개시가 철저하고 완전하게 될 수 있도록 예로서 제공되며, 통상의 기술자에게 본 발명의 양태 및 특징을 충분히 전달할 것이다.

따라서, 본 발명의 양태들 및 특징들의 완전한 이해를 위해 당업자에게 필요하지 않다고 여겨지는 프로세스들, 요소들, 및 기술들은 설명되지 않을 수 있다. 도면에서, 소자들, 층들, 및 영역들의 상대적 크기는 명확성을 위해 과장될 수 있다.

본 문서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련되어 열거된 복수의 항목들의 모든 조합 또는 임의의 조합을 포함한다. 본 발명의 실시 예들을 기술할 때 "~할 있다"를 사용하는 것은 "본 발명의 하나 이상의 실시 예"를 의미한다. 다음의 본 발명의 실시예에 대한 설명에서, 단수 형태의 용어는 문맥에 달리 명시되지 않는 한 복수 형태를 포함 할 수 있다.

"제1" 및 "제2"의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되지만, 이들 구성요소들은 이 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

실시 예들을 설명함에 있어서 연결한다는 표현은, 전기적으로 연결한다는 것을 의미할 수 있다. 2개의 구성요소를 전기적으로 연결한다는 것은 2개의 구성요소를 직접(directly) 연결할 경우뿐만 아니라, 2개의 구성요소 사이에 다른 구성요소를 거쳐서 연결하는 경우도 포함한다. 다른 구성요소는 스위치, 저항, 커패시터 등을 포함할 수 있다.

이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 연결 진단 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결 진단 장치를 개략적으로 도시한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결 진단 장치(100)는, 신호 발생부(110), 복수의 전압 가변회로(120, 130), 복수의 임피던스 가변회로(140, 150), 수동 소자(160), 및 진단부(170)를 포함할 수 있다.

신호 발생부(110)는 장치(20)의 연결 상태 진단을 위해 장치(20) 내 인터록 루프 라인(interlock loop line)(L1)에 인가되는 진단 신호를 발생시킬 수 있다. 진단 신호는, 전압 신호, 또는 전류 신호일 수 있다. 또한, 진단 신호는 특정 주파수의 구형파 신호일 수도 있다. 본 문서에서, 장치(20)의 연결 상태는, 장치(20)가 다른 장치(예를 들어, 커넥터, 배터리 팩 커버 등)와 연결된 상태를 의미할 수 있다. 연결 진단 장치(100)는 장치(20)와 결합하는 다른 장치에 포함될 수도 있고, 별도의 장치로 존재할 수도 있다.

전압 가변회로(120)는 진단 신호를 인터록 루프 라인(L1)으로 전달하기 위한 전류 경로(CP11) 즉, 신호 발생부(110)와 연결 진단 장치(100)의 출력단(OUT10) 사이의 전류 경로(CP11)를 통해 흐르는 전류(I11)에 따라서 가변된 출력 전압을 출력할 수 있다.

전압 가변회로(130)는 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력된 신호가 전달되는 전류 경로(CP12) 즉, 연결 진단 장치(100)의 입력단(IN10)과 접지(GND) 사이의 전류 경로(CP12)를 통해 흐르는 전류(I12)에 따라서 가변된 출력 전압을 출력할 수 있다.

임피던스 가변회로(140)는 전류 경로(CP11) 상에 위치하여 전류 경로(CP11)의 일부를 구성할 수 있다. 임피던스 가변회로(140)는 전압 가변회로(120)의 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP11)의 임피던스를 가변할 수 있다.

임피던스 가변회로(150)는 전류 경로(CP12) 상에 위치하여 전류 경로(CP12)의 일부를 구성할 수 있다. 임피던스 가변회로(150)는 전압 가변회로(130)의 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP12)의 임피던스를 가변할 수 있다.

전압 가변회로(120) 및 임피던스 가변회로(140)는 전류 경로(CP11)를 흐르는 전류(I11)의 정전류 제어를 위한 회로로서, 전류 경로(CP11)를 흐르는 전류(I11)의 값이 일정한 값을 유지하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 전류 경로(CP11)를 통해 흐르는 전류(I11)의 크기가 설정된 값(IA1)보다 더 커지면, 전압 가변회로(120)가 출력 전압을 조절하고, 임피던스 가변회로(140)는 전압 가변회로(120)의 조절된 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP11)의 임피던스를 증가시킴으로써 전류 경로(CP11)를 흐르는 전류(I11)를 설정된 값(IA1)으로 복귀시킬 수 있다.

전압 가변회로(130) 및 임피던스 가변회로(150)는 전류 경로(CP12)를 흐르는 전류(I12)의 정전류 제어를 위한 회로로서, 전류 경로(CP12)를 흐르는 전류(I12)의 값이 일정한 값을 유지하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 전류 경로(CP12)를 흐르는 전류(I12)의 크기가 설정된 값(IB1)보다 더 커지면, 전압 가변회로(130)가 출력 전압을 조절하고, 임피던스 가변회로(150)는 전압 가변회로(130)의 조절된 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP12)의 임피던스를 증가시킴으로써 전류 경로(CP12)를 흐르는 전류(I12)를 설정된 값(IB1)으로 복귀시킬 수 있다.

장치(20)가 정상적으로 연결된 경우, 연결 진단 장치(100)의 출력단(OUT10) 및 입력단(IN10)은 각각 장치(20) 내 인터록 루프 라인(L1)의 입력단(IN2) 및 출력단(OUT2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 상태에서, 신호 발생부(110)에서 발생된 진단 신호는 전류 경로(CP11) 및 출력단(OUT10)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로 인가되고, 인터록 루프 라인(L1)을 통해 다시 연결 진단 장치(100)의 입력단(IN10)으로 입력되어 전류 경로(CP12)를 따라 전달될 수 있다. 신호 발생부(110)는 배터리(미도시)로부터 공급되는 전압을 이용하여 진단 신호를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 신호 발생부(110)에 의해 발생되는 진단 신호의 전압 레벨은 배터리(미도시)의 출력 전압에 따라서 변동될 수 있다.

장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서 진단 신호의 전압 레벨이 설정된 전압보다 증가 또는 감소하면, 전류 경로(CP11), 인터록 루프 라인(L1), 및 전류 경로(CP12)를 따라 흐르는 전류(I11, I12)의 크기가 변동될 수 있다. 이와 같이, 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서 진단 신호의 전압 레벨 변동으로 인터록 루프 라인(L1)을 흐르는 전류의 크기가 변동되는 경우, 전술한 전압 가변회로(120) 및 임피던스 가변회로(140), 또는 전압 가변회로(130) 및 임피던스 가변회로(150)에 의해 인터록 루프 라인(L1)에 대한 정전류 제어가 이루어질 수 있다.

수동 소자(160)는 전류 경로(CP12) 상에 위치하여 전류 경로(CP12)의 일부를 구성할 수 있다. 수동 소자(160)는 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서 인터록 루프 라인(L1)의 전압을 정전압 상태로 유지시킬 수 있다.

전술한 바에 따르면, 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서는, 임피던스 가변회로(140) 및 전압 가변회로(120), 또는 임피던스 가변회로(150) 및 전압 가변회로(130)의 동작에 의해, 인터록 루프 라인(L1)을 흐르는 전류는 정전류 상태로 유지될 수 있다. 이와 같이, 인터록 루프 라인(L1)이 정전류 상태를 유지함에 따라 수동 소자(160)를 흐르는 전류 또한 일정한 값으로 유지되며, 수동 소자(160)의 고정된 임피던스에 의해 인터록 루프 라인(L1)의 전압은 정전압 상태로 제어될 수 있다.

불안정한 동작을 피하기 위해, 임피던스 가변회로(140) 및 전압 가변회로(120)는, 임피던스 가변회로(150) 및 전압 가변회로(130)와 상이한 전류 구간에서 임피던스 조절 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전압 가변회로(120) 및 임피던스 가변회로(140)는, 전압 가변회로(130) 및 임피던스 가변회로(150)와 비교하여 더 낮은 전류 구간(예를 들어, 장치(20)의 정상적인 연결 상태에서 발생 가능한 전류 구간)에서, 전류 경로(CP11)의 임피던스 조절을 통한 정전류 제어 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 전압 가변회로(130) 및 임피던스 가변회로(150)는, 전압 가변회로(120) 및 임피던스 가변회로(140)와 비교하여 더 높은 전류 구간(예를 들어, 단락 사고로 인한 과전류 구간)에서, 전류 경로(CP12)의 임피던스 조절을 통한 정전류 제어 동작을 수행할 수 있다. 또한, 전압 가변회로(120) 및 임피던스 가변회로(140)에 의해 정전류 제어된 전류값(IA1)은, 전압 가변회로(130) 및 임피던스 가변회로(150)에 의해 정전류 제어된 전류값(IB1)보다 더 작을 수 있다.

한편, 장치(20)의 조립 과정에서 오결선 등으로 인해 인터록 루프 라인(L1)이 접지 또는 배터리(미도시)와 단락되는 사고가 발생할 수 있다. 이러한 단락 사고는 과전류를 발생시킬 수 있으며, 연결 진단 장치(100)로 과전류가 흐를 경우 과도한 발열이나 회로 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 연결 진단 장치(100)는 단락 사고로 인한 발열을 최소화하고 회로 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 전압 가변회로(120) 및 임피던스 가변회로(140), 또는 전압 가변회로(130) 및 임피던스 가변회로(150)를 통해, 전류 경로들(CP11, CP12)의 전류를 설정된 값(IA1, IB1)으로 제한할 수 있다.

인터록 루프 라인(L1)이 접지와 단락되는 경우, 전류 경로(CP11)에 설정된 값(IA1)보다 더 큰 단락 전류가 흐르게 된다. 이 경우, 전압 가변회로(120)는 단락 전류에 대응하여 출력 전압을 조절하고, 임피던스 가변회로(140)는 전압 가변회로(120)의 조절된 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP11)의 임피던스를 증가시킴으로써 전류 경로(CP11)를 흐르는 전류(I11)를 설정된 값(IA1)으로 정전류 제어할 수 있다.

인터록 루프 라인(L1)이 배터리(미도시)의 양극 측에 단락되는 경우, 전류 경로(CP12)에 설정된 값(IB1)보다 더 큰 단락 전류가 흐르게 된다. 이 경우, 전압 가변회로(130)는 단락 전류에 대응하여 출력 전압을 조절하고, 임피던스 가변회로(150)는 전압 가변회로(130)의 조절된 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP12)의 임피던스를 증가시킴으로써 전류 경로(CP12)를 흐르는 전류(I12)를 설정된 값(IB1)으로 정전류 제어할 수 있다.

진단부(170)는 입력단(IN10)과 전기적으로 연결되어 입력단(IN10)을 통해 입력되는 전압 및 전류를 측정하고, 이들을 토대로 장치(20)의 연결 상태를 진단할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 장치(20)가 정상적으로 체결된 경우, 진단 신호가 인가되는 동안 인터록 루프 라인(L1)을 통해 입력단(IN10)으로 입력되는 전류는 설정된 값(예를 들어, IA1)으로 정전류 제어되고, 입력단(IN10)을 통해 측정된 인터록 루프 라인(L1)의 전압 또한 정전압 제어되어 일정한 값을 유지할 수 있다. 따라서, 진단부(170)는 입력단(IN10)을 통해 입력되는 전압이 정전압 제어에 의해 설정된 값이거나, 또는 입력단(IN10)을 통해 입력되는 전류가 정전류 제어에 의해 설정된 값(예를 들어, IA1)이면, 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태임을 식별할 수 있다.

진단부(170)는 장치(20)의 연결 상태가 불량인 것으로 판단되면, 고장 유형을 식별할 수도 있다.

장치(20)의 연결이 개방된 상태인 경우, 연결 진단 장치(100)의 출력단(OUT10) 또는 입력단(IN10)과, 장치(20)의 인터록 루프 라인(L1) 사이의 전기적 연결이 끊어질 수 있다. 이 상태에서 입력단(IN10)의 전압 및 전류를 측정하면, 진단 신호가 인가되더라도 입력단(IN10)의 전압은 접지 전압 또는 제한 전압으로 측정되고, 입력단(IN10)을 통해 입력되는 전류는 0으로 측정될 수 있다.

인터록 루프 라인(L1)이 접지와 단락된 경우, 입력단(IN10) 및 출력단(OUT10)은 접지와 연결될 수 있다. 이 상태에서 입력단(IN10) 및 출력단(OUT10)에 대해 전압 및 전류를 측정하면, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN10) 및 출력단(OUT10)의 전압은 접지 전압으로 측정될 수 있다. 또한, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN10)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력되는 전류는 0이고, 출력단(OUT10)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로 인가되는 전류는 전압 가변회로(120) 및 임피던스 가변회로(140)의 정전류 제어에 의해 설정된 값(IA1)이 측정될 수 있다.

인터록 루프 라인(L1)이 배터리의 양극 측에 단락된 경우, 입력단(IN10) 및 출력단(OUT10)은 배터리의 양극 측에 연결될 수 있다. 이 상태에서 입력단(IN10) 및 출력단(OUT10)에 대해 전압 및 전류를 측정하면, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN10) 및 출력단(OUT10)의 전압은 배터리의 출력 전압과 유사한 전압으로 측정될 수 있다. 또한, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN10)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력되는 전류는 전압 가변회로(130) 및 임피던스 가변회로(150)의 정전류 제어에 의해 설정된 값(IB1)이고, 출력단(OUT10)을 통해 흐르는 전류는 0일 수 있다.

따라서, 진단부(170)는 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN10)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력되는 전압 및 전류, 또는 출력단(OUT10)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로 출력되는 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 값들에 기초하여 고장 유형을 개방, 접지 단락, 배터리 단락 등으로 식별할 수 있다.

도 2는 도 1의 연결 진단 장치(100)의 회로 구성의 일 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 신호 발생부(110)는 배터리(미도시)의 출력 전압을 이용하여 진단 신호(Vbat)를 생성하며, 이에 따라 진단 신호(Vbat)는 배터리의 출력 전압 레벨을 가지는 전압 신호일 수 있다.

전압 가변회로(120)는 션트 레귤레이터(shunt regulator) 회로로 구성되며, 션트 레귤레이터 소자(U120), 및 저항(R120)을 포함할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U120)는 애노드(anode) 단자, 캐소드(cathode) 단자, 및 리퍼런스(reference) 단자를 포함할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U120)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자 사이에는 저항(R120)이 연결되며, 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자는 임피던스 가변회로(140)를 구성하는 트랜지스터(Q140)의 제어 단자와 연결될 수 있다. 저항(R120)은 신호 발생부(110)로부터 인가된 진단 신호(Vbat)를 출력 단자(OUT10)로 전달하는 전류 경로(CP11) 상에 위치하며, 양 단자가 션트 레귤레이터 소자(U120)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자에 각각 연결될 수 있다.

션트 레귤레이터 소자(U120)는 저항(R120)을 흐르는 전류(I11)에 따라서 캐소드 단자로 출력되는 출력 전압을 가변하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 션트 레귤레이터 소자(U120)는 저항(R120)을 흐르는 전류(I11)가 설정된 값(IA1)보다 더 커지면, 캐소드 단자의 전압을 증가시키도록 동작할 수 있다.

저항(R120)을 흐르는 전류(I11)에 따라서 가변되는 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자 전압은, 임피던스 가변회로(140)를 구성하는 트랜지스터(Q140)의 제어 단자로 전달되며, 트랜지스터(Q140)의 임피던스를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

전압 가변회로(120)는 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자로 출력되는 전압에서 리플을 제거하고, 노이즈를 제거하기 위해 적어도 하나의 커패시터(C121, C122, C123)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 출력 전압에서 리플을 제거하기 위해, 커패시터(C121)가 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자와 리퍼런스 단자 사이에 연결되고, 커패시터(C122)가 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자와 애노드 단자 사이에 연결될 수 있다. 또한 예를 들어, 노이즈 제거를 위한 커패시터(C123)가 션트 레귤레이터 소자(U120)의 애노드 단자와 접지 사이에 연결될 수도 있다.

전압 가변회로(120)는 임피던스 가변회로(140)로의 전류 역류를 방지하기 위해, 적어도 하나의 다이오드(D121, D122)를 더 포함할 수도 있다. 다이오드(D121)는 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자와 연결되는 캐소드 단자와, 트랜지스터(Q140)의 제어 단자와 연결되는 애노드 단자를 포함하며, 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자로부터 트랜지스터(Q140)의 제어 단자로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 다이오드(D122)는 저항(R120)에 연결되는 캐소드 단자와, 트랜지스터(Q140)의 출력 단자에 연결되는 애노드 단자를 포함하며, 저항(R120)으로부터 트랜지스터(Q140)의 출력 단자로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.

임피던스 가변회로(140)는 트랜지스터(Q140) 및 저항(R140)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q140)는 전류 경로(CP11) 상에 위치하며, 입력 단자, 출력 단자, 및 제어 단자를 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q140)의 입력 단자는 신호 발생부(110)에 의해 진단 신호(Vbat)가 인가되는 노드(n11)에 연결되며, 트랜지스터(Q140)의 출력 단자는 전압 가변회로(120)의 저항(R120)에 연결될 수 있다. 트랜지스터(Q140)의 제어 단자는 전압 가변회로(120)를 구성하는 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 저항(R140)은 신호 발생부(110)에 의해 진단 신호(Vbat)가 인가되는 노드(n11)와 트랜지스터(Q140)의 제어 단자 사이에 연결될 수 있다.

트랜지스터(Q140)는 제어 단자로 입력되는 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다. 트랜지스터(Q140)는 전류 경로(CP11)의 일부를 구성하므로, 트랜지스터(Q140)의 임피던스 변화는 전류 경로(CP11) 전체의 임피던스 변화로 이어질 수 있다.

도 2를 예로 들면, 트랜지스터(Q140)는 NPN 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이 경우, 트랜지스터(Q140)의 입력 단자 및 출력 단자는 각각 콜렉터(collector) 단자 및 이미터(emitter) 단자이고, 트랜지스터(Q140)의 제어 단자는 베이스(base) 단자일 수 있다. NPN 트랜지스터(Q140)는 베이스 단자로 입력되는 전류가 작을수록 임피던스가 증가할 수 있다. 전압 가변회로(120)를 구성하는 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자 전압이 증가하면, 저항(R140)의 양단 전압은 감소하고, 이에 따라 저항(R140)을 통해 NPN 트랜지스터(Q140)의 베이스로 입력되는 전류가 감소한다. 따라서, NPN 트랜지스터(Q140)는 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자 전압이 클수록 임피던스가 증가하고, 션트 레귤레이터 소자(U120)의 캐소드 단자 전압이 작을수록 임피던스가 감소하도록 동작할 수 있다.

한편, 트랜지스터(Q140)는 NPN 트랜지스터가 아닌 다른 타입의 트랜지스터로 대체될 수도 있다.

임피던스 가변회로(140)는 트랜지스터(Q140)의 제어 단자에 인가되는 전압을 제한하기 위해, 트랜지스터(Q140)의 제어 단자와 접지 사이에 연결되는 제너 다이오드(D140)를 더 포함할 수도 있다.

전압 가변회로(130)는 션트 레귤레이터 회로로 구성되며, 션트 레귤레이터 소자(U130), 및 저항(R130)을 포함할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U130)는 애노드 단자, 캐소드 단자, 및 리퍼런스 단자를 포함할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U120)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자 사이에는 저항(R130)이 연결되며, 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자는 임피던스 가변회로(150)를 구성하는 트랜지스터(Q150)의 제어 단자와 연결될 수 있다. 저항(R130)은 입력단(IN10)과 접지 사이에 연결되는 전류 경로(CP12) 상에 위치하며, 양 단자가 션트 레귤레이터 소자(U130)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자에 각각 연결될 수 있다.

션트 레귤레이터 소자(U130)는 저항(R130)을 흐르는 전류(I12)에 따라서 캐소드 단자로 출력되는 출력 전압을 가변하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 션트 레귤레이터 소자(U130)는 저항(R130)을 흐르는 전류(I12)가 설정된 값(IB1)보다 더 커지면, 캐소드 단자의 전압을 증가시키도록 동작할 수 있다.

저항(R130)을 흐르는 전류(I12)에 따라서 가변되는 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자 전압은, 임피던스 가변회로(150)를 구성하는 트랜지스터(Q150)의 제어 단자로 전달되며, 트랜지스터(Q150)의 임피던스를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

전압 가변회로(130)는 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자로 출력되는 전압에서 리플을 제거하기 위해 적어도 하나의 커패시터(C131, C132)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 출력 전압에서 리플을 제거하기 위해, 커패시터(C131)가 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자와 리퍼런스 단자 사이에 연결되고, 커패시터(C132)가 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자와 애노드 단자 사이에 연결될 수 있다.

임피던스 가변회로(150)는 트랜지스터(Q150) 및 저항(R150)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q150)는 전류 경로(CP12) 상에 위치하며, 입력 단자, 출력 단자, 및 제어 단자를 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q150)의 입력 단자는 입력단(IN10)에 연결되며, 트랜지스터(Q150)의 출력 단자는 수동 소자(160)를 통해 전압 가변회로(130)의 저항(R130)에 연결될 수 있다. 트랜지스터(Q150)의 제어 단자는 전압 가변회로(130)를 구성하는 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 저항(R150)은 신호 발생부(110)에 의해 진단 신호(Vbat)가 인가되는 노드(n11)와 트랜지스터(Q150)의 제어 단자 사이에 연결될 수 있다.

트랜지스터(Q150)는 제어 단자로 입력되는 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다. 트랜지스터(Q150)는 전류 경로(CP12)의 일부를 구성하므로, 트랜지스터(Q150)의 임피던스 변화는 전류 경로(CP12) 전체의 임피던스 변화로 이어질 수 있다.

도 2를 예로 들면, 트랜지스터(Q150)는 NPN 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이 경우, 트랜지스터(Q150)의 입력 단자 및 출력 단자는 각각 콜렉터 단자 및 이미터 단자이고, 트랜지스터(Q140)의 제어 단자는 베이스 단자일 수 있다. NPN 트랜지스터(Q150)는 베이스 단자로 입력되는 전류가 작을수록 임피던스가 증가할 수 있다. 전압 가변회로(130)를 구성하는 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자 전압이 증가하면, 저항(R150)의 양단 전압은 감소하여 이에 따라 저항(R150)을 통해 NPN 트랜지스터(Q150)의 베이스로 입력되는 전류가 감소한다. 따라서, NPN 트랜지스터(Q150)는 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자 전압이 클수록 임피던스가 증가하고, 션트 레귤레이터 소자(U130)의 캐소드 단자 전압이 작을수록 임피던스가 감소하도록 동작할 수 있다.

한편, 트랜지스터(Q150)는 NPN 트랜지스터가 아닌 다른 타입의 트랜지스터로 대체될 수도 있다.

임피던스 가변회로(150)는 트랜지스터(Q150)의 제어 단자에 인가되는 전압을 제한하기 위해, 트랜지스터(Q150)의 제어 단자와 접지 사이에 연결되는 제너 다이오드(D150)를 더 포함할 수도 있다.

수동 소자(160)는 전류 경로(CP12) 상에 위치하는 저항(R160)을 포함할 수 있다. 한편, 도 2에서는 수동 소자(160)가 전압 가변회로(130)와 임피던스 가변회로(150) 사이에 위치하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 수동 소자(160)의 위치는 변경될 수도 있다. 예를 들어, 수동 소자(160)는 입력단(IN10)과 임피던스 가변회로(150)를 구성하는 트랜지스터(Q150) 사이에 배치될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 수동 소자(160)는 전압 가변회로(130)를 구성하는 저항(R130)과 접지 사이에 배치될 수도 있다.

전술한 바에 따르면, 임피던스 가변회로들(140, 150) 중 어느 하나는 정상적인 연결 상태와 과전류 상태 모두에서 임피던스 조절 기능을 수행하고, 나머지 하나는 과전류 상태에서만 임피던스 조절 기능을 수행하도록 동작할 수 있다. 즉, 임피던스 가변회로들(140, 150)을 구성하는 트랜지스터들(Q140, Q150) 중 어느 하나만 정상적인 연결 상태와 과전류 상태 모두에서 임피던스가 조절되고, 나머지 하나는 과전류 상태에서만 임피던스가 조절되도록 동작할 수 있다. 이를 위해, 전압 가변회로(120)의 저항(R120)과 전압 가변회로(130)의 저항(R130)의 저항값이 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 저항(R120)의 저항값이 저항(R130)의 저항값보다 더 크게 설정될 수 있다.

한편, 장치(20)의 정상적인 연결 상태에서, 임피던스 조절 동작을 수행하지 않는 트랜지스터(예를 들어, 트랜지스터(Q150))는 일정한 임피던스를 가지는 턴 온(turn on) 상태를 유지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 진단 장치를 개략적으로 도시한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 진단 장치(200)는, 신호 발생부(210), 복수의 전압 가변회로(220, 230), 복수의 임피던스 가변회로(240, 250), 수동 소자(260), 및 진단부(270)를 포함할 수 있다.

신호 발생부(210)는 장치(20)의 연결 진단을 위해 장치(20) 내 인터록 루프 라인(L1)에 인가되는 진단 신호를 발생시킬 수 있다. 진단 신호는, 전압 신호, 또는 전류 신호일 수 있다. 또한, 진단 신호는 특정 패턴의 펄스 신호일 수도 있다.

전압 가변회로(220)는 진단 신호를 인터록 루프 라인(L1)으로 전달하기 위한 전류 경로(CP21) 즉, 신호 발생부(210)와 연결 진단 장치(200)의 출력단(OUT20) 사이의 전류 경로(CP21)를 통해 흐르는 전류(I21)에 따라서 가변되는 출력 전압을 출력할 수 있다.

전압 가변회로(230)는 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력된 신호가 전달되는 전류 경로(CP22) 즉, 연결 진단 장치(200)의 입력단(IN20)과 접지(GND) 사이의 전류 경로(CP22)를 통해 흐르는 전류(I22)에 따라서 가변되는 출력 전압을 출력할 수 있다.

임피던스 가변회로(240)는 전류 경로(CP21) 상에 위치하여 전류 경로(CP21)의 일부를 구성하며, 전압 가변회로(220)의 출력 전압 또는 전압 가변회로(230)의 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP21)의 임피던스를 가변할 수 있다.

임피던스 가변회로(250)는 전류 경로(CP22) 상에 위치하여 전류 경로(CP22)의 일부를 구성하며, 전압 가변회로(230)의 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP22)의 임피던스를 가변할 수 있다.

전압 가변회로(230)는 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서 전류 경로(CP21, CP22)를 흐르는 전류(I21, I22)의 값이 일정한 값을 유지하도록 임피던스 가변회로(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서 전류 경로(CP22)를 통해 흐르는 전류(I22)의 크기가 설정된 값(IB2)보다 더 커지면, 전압 가변회로(230)가 출력 전압을 조절하고, 임피던스 가변회로(240)는 전압 가변회로(230)의 조절된 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP21)의 임피던스를 증가시킴으로써 전류 경로(CP21, CP22)를 흐르는 전류(I21, I22)를 설정된 값(IB2)으로 복귀시킬 수 있다.

전압 가변회로(220)는 인터록 루프 라인(L1)이 접지와 단락된 상태에서 전류 경로(CP21)를 흐르는 전류(I21)가 일정한 값을 유지하도록 임피던스 가변회로(240)를 제어할 수 있다. 인터록 루프 라인(L1)이 접지와 단락되어 전류 경로(CP21)를 통해 설정된 값(IA2)을 초과하는 단락 전류가 흐르면, 전압 가변회로(220)는 단락 전류에 따라 출력 전압을 조절하고, 임피던스 가변회로(240)는 전압 가변회로(220)의 조절된 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP21)의 임피던스를 증가시킴으로써 전류 경로(CP21)를 흐르는 전류(I21)를 설정된 값(IA2)으로 복귀시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 임피던스 가변회로(240)는 전압 가변회로(220)와 전압 가변회로(230)의 출력 전압들을 모두 수신하며, 정상적인 연결 상태에서는 전압 가변회로(230)의 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP21)의 임피던스를 가변하고, 접지 단락 상태에서는 전압 가변회로(220)의 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP21)의 임피던스를 가변하도록 동작할 수 있다. 따라서, 임피던스 가변회로(240)는 정상적인 연결 상태에서는 전류 경로(CP21, CP22)를 흐르는 전류(I21, I22)가 모두 설정된 값(IB2)을 유지하도록 전류 경로(CP21)의 임피던스를 조절하고, 접지 단락 상태에서는 전류 경로(CP21)를 흐르는 전류(I21)가 설정된 값(IA2)을 유지하도록 전류 경로(CP21)의 임피던스를 조절할 수 있다. 여기서, 설정값(IA2)은 설정값(IB2) 보다 더 큰 값을 가질 수 있다.

전압 가변회로(230)는 인터록 루프 라인(L1)이 배터리(미도시)의 양극 측에 단락된 상태에서 전류 경로(CP22)를 흐르는 전류(I22)가 일정한 값을 유지하도록 임피던스 가변회로(250)를 제어할 수도 있다. 인터록 루프 라인(L1)이 배터리의 양극 측에 단락되어 전류 경로(CP22)를 통해 설정된 값(IB2)을 초과하는 단락 전류가 흐르면, 전압 가변회로(230)는 단락 전류에 따라서 출력 전압을 조절하고, 임피던스 가변회로(250)는 전압 가변회로(230)의 조절된 출력 전압에 따라서 전류 경로(CP22)의 임피던스를 증가시킴으로써 전류 경로(CP22)를 흐르는 전류(I22)를 설정된 값(IB2)으로 복귀시킬 수 있다.

수동 소자(260)는 전류 경로(CP22) 상에 위치하며, 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서 인터록 루프 라인(L1)의 전압을 일정 전압으로 유지시킬 수 있다. 전술한 바에 따르면, 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태에서는, 임피던스 가변회로(240) 및 전압 가변회로(220), 또는 임피던스 가변회로(240) 및 전압 가변회로(230)의 동작에 의해 인터록 루프 라인(L1)을 흐르는 전류가 정전류 상태로 유지될 수 있다. 이와 같이, 인터록 루프 라인(L1)이 정전류 상태를 유지함에 따라 수동 소자(260)를 흐르는 전류 또한 일정한 값으로 유지되며, 수동 소자(260)의 고정된 임피던스에 의해 인터록 루프 라인(L1)의 전압은 정전압 상태로 제어될 수 있다.

진단부(270)는 입력단(IN20)과 전기적으로 연결되어 입력단(IN20)을 통해 입력되는 전압 및 전류를 측정하고, 이들을 토대로 장치(20)의 연결 상태를 진단할 수 있다.

장치(20)가 정상적으로 체결된 경우, 진단 신호가 인가되는 동안 인터록 루프 라인(L1)을 통해 입력단(IN20)으로 입력되는 전류는 설정된 값(IB2)으로 정전류 제어되고, 입력단(IN20)을 통해 측정된 인터록 루프 라인(L1)의 전압 또한 정전압 제어되어 소정 값을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 진단부(270)는 입력단(IN20)을 통해 입력되는 전압이 정전압 제어에 의해 설정된 값이고, 입력단(IN20)을 통해 입력되는 전류가 정전류 제어에 의해 설정된 값(IB2)이면, 장치(20)가 정상적으로 연결된 상태임을 식별할 수 있다.

진단부(270)는 장치(20)의 연결 상태가 불량인 것으로 판단되면, 고장 유형을 식별할 수도 있다.

장치(20)의 연결이 개방된 상태에서 입력단(IN20)의 전압 및 전류를 측정하면, 진단 신호가 인가되더라도 입력단(IN20)의 전압은 접지 전압 또는 제한 전압으로 측정되고, 입력단(IN20)을 통해 입력되는 전류는 0으로 측정될 수 있다.

인터록 루프 라인(L1)이 접지와 단락된 상태에서 입력단(IN20) 및 출력단(OUT20)에 대해 전압 및 전류를 측정하면, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN20) 및 출력단(OUT20)의 전압은 접지 전압으로 측정될 수 있다. 또한, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN20)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력되는 전류는 0이고, 출력단(OUT20)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로 인가되는 전류는 전압 가변회로(220) 및 임피던스 가변회로(240)의 정전류 제어에 의해 설정된 값(IA2)이 측정될 수 있다.

인터록 루프 라인(L1)이 배터리의 양극 측에 단락된 경우, 입력단(IN20) 및 출력단(OUT20)은 배터리의 양극 측에 연결될 수 있다. 따라서, 이 상태에서 입력단(IN20) 및 출력단(OUT20)에 대해 전압 및 전류를 측정하면, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN20) 및 출력단(OUT20)의 전압은 배터리의 출력 전압과 유사한 전압으로 측정될 수 있다. 또한, 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN20)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력되는 전류는 전압 가변회로(230) 및 임피던스 가변회로(250)의 정전류 제어에 의해 설정된 값(IB2)이고, 출력단(OUT20)을 통해 흐르는 전류는 0일 수 있다.

따라서, 진단부(270)는 진단 신호가 인가되는 동안 입력단(IN20)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로부터 입력되는 전압 및 전류, 또는 출력단(OUT20)을 통해 인터록 루프 라인(L1)으로 출력되는 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 값들 중 적어도 하나에 기초하여 고장 유형을 개방, 접지 단락, 배터리 단락 등으로 식별할 수 있다.

도 4는 도 3의 연결 진단 장치(200)의 회로 구성의 일 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 신호 발생부(210)는 배터리(미도시)의 출력 전압을 이용하여 진단 신호(Vbat)를 생성하며, 이에 따라 진단 신호(Vbat)는 배터리의 출력 전압 레벨을 가지는 전압 신호일 수 있다.

전압 가변회로(220)는 션트 레귤레이터 회로로 구성되며, 션트 레귤레이터 소자(U220), 및 저항(R220)을 포함할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U220)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자 사이에는 저항(R220)이 연결되며, 션트 레귤레이터 소자(U220)의 캐소드 단자는 임피던스 가변회로(240)를 구성하는 트랜지스터(Q240)의 제어 단자와 연결될 수 있다. 저항(R220)은 신호 발생부(210)로부터 인가된 진단 신호(Vbat)를 출력 단자(OUT20)로 전달하는 전류 경로(CP21) 상에 직렬로 연결되며, 양 단자가 션트 레귤레이터 소자(U220)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자에 각각 연결될 수 있다.

션트 레귤레이터 소자(U220)는 저항(R220)을 흐르는 전류(I21)에 따라서 캐소드 단자로 출력되는 출력 전압을 가변하도록 동작할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U220)의 캐소드 단자 전압은, 임피던스 가변회로(240)를 구성하는 트랜지스터(Q240)의 제어 단자로 전달되며, 트랜지스터(Q240)의 임피던스를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

전압 가변회로(220)는 션트 레귤레이터 소자(U220)의 캐소드 단자로 출력되는 전압에서 리플을 제거하고, 노이즈를 제거하기 위해 적어도 하나의 커패시터(C221, C222, C223)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 출력 전압에서 리플을 제거하기 위해, 커패시터(C221)가 션트 레귤레이터 소자(U220)의 캐소드 단자와 리퍼런스 단자 사이에 연결되고, 커패시터(C222)가 션트 레귤레이터 소자(U220)의 캐소드 단자와 애노드 단자 사이에 연결될 수 있다. 또한 예를 들어, 노이즈 제거를 위한 커패시터(C223)가 션트 레귤레이터 소자(U220)의 애노드 단자와 접지 사이에 연결될 수도 있다.

전압 가변회로(220)는 임피던스 가변회로(240)로의 전류 역류를 방지하기 위해, 적어도 하나의 다이오드(D221, D222)를 더 포함할 수도 있다. 다이오드(D221)는 션트 레귤레이터 소자(U220)의 캐소드 단자와 연결되는 캐소드 단자와, 트랜지스터(Q240)의 제어 단자와 연결되는 애노드 단자를 포함하며, 션트 레귤레이터 소자(U220)의 캐소드 단자로부터 트랜지스터(Q240)의 제어 단자로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 다이오드(D222)는 저항(R220)에 연결되는 캐소드 단자와, 트랜지스터(Q240)의 출력 단자에 연결되는 애노드 단자를 포함하며, 저항(R220)으로부터 트랜지스터(Q240)의 출력 단자로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.

전압 가변회로(230)는 션트 레귤레이터 회로로 구성되며, 션트 레귤레이터 소자(U230), 및 저항(R230)을 포함할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U230)는 애노드 단자, 캐소드 단자, 및 리퍼런스 단자를 포함할 수 있다. 션트 레귤레이터 소자(U220)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자 사이에는 저항(R230)이 연결되며, 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자는 임피던스 가변회로(250)를 구성하는 트랜지스터(Q250)의 제어 단자와 연결될 수 있다. 저항(R230)은 입력단(IN20)과 접지 사이에 연결되는 전류 경로(CP22) 상에 직렬로 연결되며, 양 단자가 션트 레귤레이터 소자(U230)의 애노드 단자 및 리퍼런스 단자에 각각 연결될 수 있다.

션트 레귤레이터 소자(U230)는 저항(R230)을 흐르는 전류(I22)에 따라서 캐소드 단자로 출력되는 출력 전압을 가변하도록 동작할 수 있다. 저항(R230)을 흐르는 전류(I22)에 따라서 가변되는 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자 전압은, 임피던스 가변회로들(240, 250)로 전달되며, 임피던스 가변회로들(240, 250)을 구성하는 트랜지스터들(Q240, Q250)의 임피던스를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

전압 가변회로(230)는 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자로 출력되는 전압에서 리플을 제거하기 위해 적어도 하나의 커패시터(C231, C232)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 출력 전압에서 리플을 제거하기 위해, 커패시터(C231)가 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자와 리퍼런스 단자 사이에 연결되고, 커패시터(C232)가 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자와 애노드 단자 사이에 연결될 수 있다.

임피던스 가변회로(240)는 트랜지스터(Q240) 및 적어도 하나의 저항 (R241, R242)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q240)는 전류 경로(CP21) 상에 위치하며, 입력 단자, 출력 단자, 및 제어 단자를 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q240)의 입력 단자는 신호 발생부(210)에 의해 진단 신호(Vbat)가 인가되는 노드(n11)에 연결되며, 트랜지스터(Q240)의 출력 단자는 전압 가변회로(220)의 저항(R220)에 연결될 수 있다. 트랜지스터(Q240)의 제어 단자는 전압 가변회로들(220, 230)을 구성하는 션트 레귤레이터 소자들(U220, U230)의 캐소드 단자들에 연결될 수 있다. 저항(R241, R242)은 신호 발생부(210)에 의해 진단 신호(Vbat)가 인가되는 노드(n11)와 트랜지스터(Q240)의 제어 단자 사이에 연결될 수 있다.

트랜지스터(Q240)는 제어 단자로 입력되는 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다. 트랜지스터(Q240)는 전류 경로(CP21)의 일부를 구성하므로, 트랜지스터(Q240)의 임피던스 변화는 전류 경로(CP21) 전체의 임피던스 변화로 이어질 수 있다.

도 4를 예로 들면, 트랜지스터(Q240)는 NPN 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이 경우, 트랜지스터(Q240)의 입력 단자 및 출력 단자는 각각 콜렉터 단자 및 이미터 단자이고, 트랜지스터(Q240)의 제어 단자는 베이스 단자일 수 있다. NPN 트랜지스터(Q240)는 베이스 단자로 입력되는 전류가 작을수록 임피던스가 증가할 수 있다. NPN 트랜지스터(Q240)의 제어 단자로 입력되는 전압이 증가하면, 저항(R241, R242)의 양단 전압은 감소하고, 이에 따라 저항(R241, R242)을 통해 NPN 트랜지스터(Q240)의 베이스로 입력되는 전류가 감소한다. 따라서, NPN 트랜지스터(Q240)는 제어 단자로 인가되는 전압이 클수록 임피던스가 증가하고, 제어 단자로 인가되는 전압이 작을수록 임피던스가 감소하도록 동작할 수 있다.

한편, 트랜지스터(Q240)는 NPN 트랜지스터가 아닌 다른 타입의 트랜지스터로 대체될 수도 있다.

임피던스 가변회로(240)는 트랜지스터(Q240)의 제어 단자에 인가되는 전압을 제한하기 위해, 트랜지스터(Q240)의 제어 단자와 접지 사이에 연결되는 제너 다이오드(D240)를 더 포함할 수도 있다.

임피던스 가변회로(250)는 트랜지스터(Q250) 및 저항(R250)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q250)는 전류 경로(CP22) 상에 위치하며, 입력 단자, 출력 단자, 및 제어 단자를 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q250)의 입력 단자는 입력단(IN20)에 연결되며, 트랜지스터(Q250)의 출력 단자는 수동 소자(260)를 통해 전압 가변회로(230)의 저항(R230)에 연결될 수 있다. 트랜지스터(Q250)의 제어 단자는 저항(R250)을 통해 전압 가변회로(230)를 구성하는 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 저항(R250)은 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자와 트랜지스터(Q250)의 제어 단자 사이에 연결될 수 있다.

트랜지스터(Q250)는 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자 전압에 따라서 임피던스가 가변될 수 있다. 트랜지스터(Q250)는 전류 경로(CP22)의 일부를 구성하므로, 트랜지스터(Q250)의 임피던스 변화는 전류 경로(CP22) 전체의 임피던스 변화로 이어질 수 있다.

도 4를 예로 들면, 트랜지스터(Q250)는 NPN 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이 경우, 트랜지스터(Q250)의 입력 단자 및 출력 단자는 각각 콜렉터 단자 및 이미터 단자이고, 트랜지스터(Q240)의 제어 단자는 베이스 단자일 수 있다. NPN 트랜지스터(Q250)는 베이스 단자로 입력되는 전류가 작을수록 임피던스가 증가할 수 있다. 전압 가변회로(230)를 구성하는 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자 전압이 증가하면, 저항(R250)을 통해 NPN 트랜지스터(Q250)의 베이스로 입력되는 전류가 감소한다. 따라서, NPN 트랜지스터(Q250)는 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자 전압이 클수록 임피던스가 증가하고, 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자 전압이 작을수록 임피던스가 감소하도록 동작할 수 있다.

한편, 트랜지스터(Q250)는 NPN 트랜지스터가 아닌 다른 타입의 트랜지스터로 대체될 수도 있다.

수동 소자(260)는 전류 경로(CP22) 상에 위치하는 저항(R260)을 포함할 수 있다. 한편, 도 4에서는 수동 소자(260)가 전압 가변회로(230)와 임피던스 가변회로(250) 사이에 위치하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 수동 소자(260)의 위치는 변경될 수도 있다. 예를 들어, 수동 소자(260)는 입력단(IN20)과 임피던스 가변회로(250)를 구성하는 트랜지스터(Q250) 사이에 배치될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 수동 소자(260)는 전압 가변회로(230)를 구성하는 저항(R230)과 접지 사이에 배치될 수도 있다.

전술한 바에 따르면, 전압 가변회로(230)는 장치(20)가 정상적으로 연결된 경우에 임피던스 가변회로(240)를 제어하여 전류 경로(CP21)의 임피던스를 조절하고, 전압 가변회로(220)는 인터록 루프 라인(L1)에 접지 단락 사고가 발생한 경우에 임피던스 가변회로(240)를 제어하여 전류 경로(CP21)의 임피던스를 조절하도록 동작할 수 있다. 즉 전압 가변회로들(220, 230)은 서로 다른 전류 구간에서 임피던스 가변회로(240)를 제어하여 전류 경로(CP21)의 임피던스를 조절할 수 있다. 이를 위해, 도 4의 회로 구성에서는, 전압 가변회로(220)의 저항(R220)과 전압 가변회로(230)의 저항(R230)의 저항값을 상이하게 설정할 수 있다. 전압 가변회로(220)는 전류 경로(CP21)를 통해 단락 전류가 흐르는 상태에서 임피던스 가변회로(240)를 제어하고, 전압 가변회로(230)는 정상적인 연결 상태에서 임피던스 가변회로(240)를 제어하므로, 저항(R220)의 저항값이 저항(R230)의 저항값보다 더 작게 설정될 수 있다.

전술한 바에 따르면, 임피던스 가변회로(250)는 정상적인 연결상태에서 전류 경로(CP21)의 임피던스를 조절하는 임피던스 가변회로(240)와는 달리, 배터리 단락 상황에서 전류 경로(CP22)에 과전류가 흐르면 전류 경로(CP22)의 임피던스를 조절하도록 동작할 수 있다. 이러한 동작을 위해서, 션트 레귤레이터 소자(U230)의 캐소드 단자와 트랜지스터(Q250)의 제어 단자 사이에 저항(R250)이 연결될 수 있다. 장치(20)의 정상적인 연결 상태에서, 트랜지스터(Q250)는 일정한 임피던스를 가지는 턴 온 상태를 유지할 수 있다.

전술한 실시 예들에 따른 연결 진단 장치(100, 200)는 기존의 HVIL 회로들과 비교하여, 인터록 루프 라인(L1)의 단락 사고 발생 시 단락 사고로 인한 발열을 최소화하고 회로 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 연결 진단 장치(100, 200)는 인터록 루프 라인(L1)을 정전류 및 정전압 상태로 제어하는 것이 가능하여, PWM(pulth width modulation) 신호뿐만 아니라, DC 전압 신호를 인가하여서도 연결 진단 및 고장 유형 식별이 가능하다. 특히, 연결 진단 장치(100, 200)는 정상 상태에서 인터록 루프 라인(L1)의 전압은 배터리의 출력 전압보다 낮은 정전압으로 유지되고, 인터록 루프 라인(L1)이 배터리와 단락된 상태에서 인터록 루프 라인(L1)의 전압은 배터리의 출력 전압으로 유지되므로, 정상 상태와 배터리 단락 상태를 구별하는 것이 가능하다. 이에 반해, 기존의 HVIL 회로들에서는 인터록 루프 라인에 DC 전압 신호를 인가할 경우, 정상 상태에서의 인터록 루프 라인의 전압과 배터리 단락 상태에서의 인터록 루프 라인의 전압이 유사하여 구분이 어려운 문제가 있어 PWM 신호를 진단 신호로 사용하였다.

여기에 설명된 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 또는 전기 장치 및/또는 임의의 다른 관련 장치 또는 구성 요소는 임의의 적합한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 집적회로(application-specific integrated circuit)), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 하나의 집적 회로(IC) 칩 상에 또는 개별 IC 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 이들 장치의 다양한 구성 요소들은 가요성 인쇄 회로 필름(flexIB1le printed circuit film), 테이프 캐리어 패키지(TCP1: tape carrier package), 인쇄 회로 기판(PCB: printed circuit board) 또는 하나의 기판 상에 구현될 수 있다. 본 명세서에 기재된 전기적 연결 또는 상호 연결은, 예를 들어, PCB 또는 다른 종류의 회로 캐리어 상의 배선 또는 전도성 소자들에 의해 구현될 수 있다. 전도성 소자는 예를 들어 표면 금속화(surface metallizations)와 같은 금속화, 및/또는 핀(pin)들을 포함할 수 있으며, 전도성 중합체(conductive polymers) 또는 세라믹(ceramics)을 포함할 수 있다. 또한 전기 에너지는 예를 들어, 전자기 방사 또는 빛을 이용한 무선 접속을 통해 전송될 수 있다.

또한, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 여기에 설명된 다양한 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되고, 하나 이상의 컴퓨팅 장치 내에서 실행되며, 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하고 다른 시스템 구성 요소와 상호 작용하는 프로세스 또는 스레드일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory)와 같은, 표준 메모리 장치를 사용하는 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어 CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다.

또한, 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 단일 컴퓨팅 장치에 결합되거나 또는 통합될 수 있거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이 본 발명의 예시적인 실시예들의 범위를 벗어나지 않으면서 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치에 걸쳐 분산될 수 있음을 인식해야 한다.

100, 200: 연결 진단 장치
110, 210: 신호 발생부
120, 130, 220, 230: 전압 가변회로
140, 150, 240, 250: 임피던스 가변회로
160, 260: 수동 소자
170, 270: 진단부
CP11, CP12, CP21, CP22: 전류 경로
IN10, IN20: 입력단
OUT10, OUT20: 출력단

Claims

장치들 간의 연결 상태를 진단하는 연결 진단 장치로서,
상기 장치들 중 어느 하나의 장치에 포함된 인터록 루프 라인(interlock loop line)의 양단에 각각 연결되도록 구성된 출력단 및 입력단,
상기 출력단으로 진단 신호를 전달하는 전류 경로 및 상기 입력단과 접지 사이의 전류 경로 중 제1 전류 경로를 흐르는 제1 전류에 따라서 가변되는 제1 전압을 출력하는 제1 전압 가변회로, 그리고
상기 제1 전류 경로 상에 위치하며, 상기 제1 전압에 따라서 상기 제1 전류 경로의 임피던스를 가변하는 제1 임피던스 가변회로를 포함하며,
상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 제1 전류가 일정한 값을 유지하도록 동작하는, 연결 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전류 경로는 상기 입력단과 상기 접지 사이의 전류 경로이고,
상기 연결 진단 장치는,
상기 출력단으로 진단 신호를 전달하는 제2 전류 경로를 흐르는 제2 전류에 따라서 가변되는 제2 전압을 출력하는 제2 전압 가변회로, 그리고
상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 가변하는 제2 임피던스 가변회로를 더 포함하며,
상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 제2 전류가 일정한 값을 유지하도록 동작하는, 연결 진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 제1 전류가 제1 값을 유지하도록 동작하고,
상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 제2 전류가 제2 값을 유지하도록 동작하며,
상기 제1 값은 상기 제2 값과 상이한, 연결 진단 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 제1 전류가 제1 전류 구간에 속하면 상기 제1 전류가 상기 제1 값을 유지하도록 동작하고,
상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 제2 전류가 제2 전류 구간에 속하면 상기 제2 전류가 상기 제2 값을 유지하도록 동작하며,
상기 제1 전류 구간과 상기 제2 전류 구간은 상이한, 연결 진단 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 장치들이 정상적으로 연결된 상태에서 상기 제2 전류가 상기 제2 값을 유지하도록 동작하는, 연결 진단 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 전압 가변회로 및 상기 제1 임피던스 가변회로는 상기 인터록 루프 라인이 배터리의 양극측에 단락된 상태에서 상기 제1 전류가 상기 제1 값을 유지하도록 동작하고,
상기 제2 전압 가변회로 및 상기 제2 임피던스 가변회로는 상기 인터록 루프 라인이 접지에 단락된 상태에서 상기 제2 전류가 상기 제2 값을 유지하도록 동작하는, 연결 진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 전압 가변회로는,
상기 제1 전류 경로 상에 위치하는 제1 저항, 그리고
상기 제1 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드(anode) 단자 및 리퍼런스(reference) 단자, 그리고 상기 제1 저항을 흐르는 상기 제1 전류에 따라서 가변되는 상기 제1 전압을 출력하는 캐소드(cathode) 단자를 포함하는 제1 션트 레귤레이터(shunt regulator) 소자를 포함하고,
상기 제1 임피던스 가변회로는,
상기 제1 전류 경로 상에 위치하며, 상기 입력단과 연결되는 제1 단자, 상기 제1 저항과 연결되는 제2 단자, 및 상기 제1 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자에 연결되는 제어 단자를 포함하는 제1 트랜지스터, 그리고
상기 진단 신호가 인가되는 입력되는 노드와 상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제2 저항을 포함하며,
상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라서 임피던스가 가변되는, 연결 진단 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 전압 가변회로는,
상기 제2 전류 경로 상에 위치하는 제3 저항, 그리고
상기 제3 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드 단자 및 리퍼런스 단자, 그리고 상기 제3 저항을 흐르는 상기 제2 전류에 따라서 가변되는 상기 제2 전압을 출력하는 캐소드 단자를 포함하는 제2 션트 레귤레이터 소자를 포함하고,
상기 제2 임피던스 가변회로는,
상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 노드에 연결되는 제1 단자, 상기 제3 저항과 연결되는 제2 단자, 및 상기 제2 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자에 연결되는 제어 단자를 포함하는 제2 트랜지스터, 그리고
상기 노드와 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제4 저항을 포함하며,
상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 전압에 따라서 임피던스가 가변되는, 연결 진단 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 저항과 상기 제3 저항은 저항 값이 상이한, 연결 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전류 경로는 상기 입력단과 상기 접지 사이의 전류 경로이고,
상기 연결 진단 장치는,
상기 출력단으로 진단 신호를 전달하는 제2 전류 경로를 흐르는 제2 전류에 따라서 가변되는 제2 전압을 출력하는 제2 전압 가변회로, 그리고
상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 가변하는 제2 임피던스 가변회로를 더 포함하는, 연결 진단 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 임피던스 가변회로는, 상기 제2 전류가 제1 전류 구간에 속하면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제2 전류가 제1 값을 유지하도록 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절하고, 상기 제2 전류가 제2 전류 구간에 속하면 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류가 제2 값을 유지하도록 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절하며,
상기 제1 전류 구간은 상기 제2 전류 구간과 상이하며,
상기 제1 값은 상기 제2 값과 상이한, 연결 진단 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 임피던스 가변회로는, 상기 제1 전류가 제3 전류 구간에 속하면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제1 전류가 상기 제1 값을 유지하도록 상기 제1 전류 경로의 임피던스를 조절하며,
상기 제1 전류 구간은 상기 제3 전류 구간과 상이한, 연결 진단 장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 임피던스 가변회로는, 상기 장치들이 정상적으로 연결된 상태이면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절하고, 상기 인터록 루프 라인이 접지와 단락된 상태이면 상기 제2 전압에 따라서 상기 제2 전류 경로의 임피던스를 조절하는, 연결 진단 장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 임피던스 가변회로는, 상기 장치들이 정상적으로 연결된 상태이면 턴 온 상태를 유지하고, 상기 인터록 루프 라인이 배터리의 양극측에 단락되면 상기 제1 전압에 따라서 상기 제1 전류 경로의 임피던스를 조절하는, 연결 진단 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 전압 가변회로는,
상기 제1 전류 경로 상에 위치하는 제1 저항, 그리고 상기 제1 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드 단자 및 리퍼런스 단자, 그리고 상기 제1 저항을 흐르는 상기 제1 전류에 따라서 가변되는 상기 제1 전압을 출력하는 캐소드 단자를 포함하는 제1 션트 레귤레이터 소자를 포함하고,
상기 제1 임피던스 가변회로는,
상기 제1 전류 경로 상에 위치하며, 상기 입력단과 연결되는 제1 단자, 상기 제1 저항과 연결되는 제2 단자, 및 제어 단자를 포함하는 제1 트랜지스터, 그리고
상기 제1 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자와 상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제2 저항을 포함하며,
상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라서 임피던스가 가변되는, 연결 진단 장치.
제15항에 있어서,
상기 제2 전압 가변회로는,
상기 제2 전류 경로 상에 위치하는 제3 저항, 그리고
상기 제3 저항의 양단에 각각 연결되는 애노드 단자 및 리퍼런스 단자, 그리고 상기 제3 저항을 흐르는 상기 제2 전류에 따라서 가변되는 상기 제2 전압을 출력하는 캐소드 단자를 포함하는 제2 션트 레귤레이터 소자를 포함하고,
상기 제2 임피던스 가변회로는,
상기 제2 전류 경로 상에 위치하며, 상기 노드에 연결되는 제1 단자, 상기 제3 저항과 연결되는 제2 단자, 및 상기 제1 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자와 상기 제2 션트 레귤레이터 소자의 캐소드 단자에 연결되는 제어 단자를 포함하는 제2 트랜지스터, 그리고
상기 노드와 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되는 제4 저항을 포함하며,
상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압에 따라서 임피던스가 가변되는, 연결 진단 장치.
제16항에 있어서,
상기 제1 저항과 상기 제3 저항은 저항 값이 상이한, 연결 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 입력단과 상기 접지 사이의 전류 경로에 위치하며, 고정된 임피던스를 가지는 수동 소자를 더 포함하는 연결 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 출력단을 통해 상기 인터록 루프 라인에 인가되는 전압 및 전류, 그리고 상기 입력단을 통해 수신되는 전압 및 전류 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 장치들의 연결 상태를 진단하고, 상기 인터록 루프 라인의 단락 유형을 식별하는 진단부를 더 포함하는 연결 진단 장치.