KR960001591B1 - Duty-cycle rate control device and the method for extending life - Google Patents

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Abstract

The apparatus and method controls the duty ratio of the bulb in order to increase the life of the automobile bulb and gradually increases the duty ratio from 0% to 100%. The control apparatus comprises a rectification circuit(1) including a switch(S), a Zenor diode(ZD), a resistor(R) and a condenser(C); a microprocessor(2) gradually increasing the duty ratio if the switch gets on and gradually decreasing the ratio if the switch gets off; an inverter(3) inversing the output wave shape from the microprocessor(2); an npn-type bipolar transistor(4) controlled by the output of the inverter(3); an n-channel MOSFET(5) turning on if the transistor(4) turn off, and vice versa.

Description

자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치 및 방법Duty ratio control device and method for extending the life of automobile bulbs

제1도는 본 발명의 1실예에에 따른 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치 회로도.1 is a circuit diagram of a duty ratio control apparatus for extending the life of an automobile bulb according to an embodiment of the present invention.

제2도는 제1도에 도시된 마이컴의 블럭구성.2 is a block diagram of the microcomputer shown in FIG.

제3a도는 자동차용 전구 점등시의 타이밍챠트.Fig. 3a is a timing chart at the time of electric bulb lighting.

제3b도는 자동차용 전구 소등시의 타이밍챠트.3b is a timing chart of turning off the light bulbs for automobiles.

제4도는 본 발명의 듀티비 증·감에 따른 설명을 위한 플로우챠트.4 is a flowchart for explaining the duty ratio increase and decrease of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 정전압회로 2 : 마이컴(MPU)1: constant voltage circuit 2: microcomputer (MPU)

3 : 인버터 4 : npn형 바이폴라트랜지스터3: inverter 4: npn type bipolar transistor

5 : n채널 MOSFET 6 : 전구5: n-channel MOSFET 6: light bulb

21 : 입/출력부 22 : 제어부21: input / output 22: control unit

23 : 메모리부 24 : 듀티비연산부23: memory unit 24: duty ratio calculation unit

25 : 연산부 S : 스위치25: calculator S: switch

ZD : 제너다이오드 B+ : 배터리전압ZD: Zener Diode B +: Battery Voltage

본 발명은 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a duty ratio control apparatus and method for extending the life of the bulb for automobiles.

일반적으로, 자동차에 사용되고 있는 대부분의 자동차용 전구를 필라멘트코일로 만들어져 있다. 그런데, 필라멘트코일은 소등이 되어 온도가 내려가면 그 저항값도 함께 낮아지기 때문에, 점등시에는 순간적으로 예컨대 약 100ms 정도의 짧은 시간에 정격부하의 약 1,300%에 달하는 돌입전류가 흐르게 되고, 소등시에는 필라멘트코일의 온도가 갑자기 내려가게 되므로 필라멘트코일의 정격특성이 변환되게 된다. 이로 인해 자동차용 전구의 수명이 짧아지게 되는 문제점이 있었다.In general, most automotive light bulbs used in automobiles are made of filament coils. However, when the filament coil is turned off and the temperature decreases, the resistance value is also lowered. Therefore, when the lamp is turned on, an inrush current of about 1,300% of the rated load flows for a short time, for example, about 100 ms. Since the temperature of the filament coil is suddenly lowered, the rated characteristics of the filament coil are converted. As a result, there was a problem in that the lifespan of the automobile bulb is shortened.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 점등시에는 듀티비를 0%로부터 100%까지 순차적으로 증가시킴으로써 전구를 소등시켜 자동차용 전구의 수명을 극대화시킬 수 있도록 된 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is invented to solve the above problems, when lighting the light bulb by turning off the light bulb by sequentially increasing the duty ratio from 0% to 100% automotive light bulb that can maximize the life of the light bulb for the car To provide a duty ratio control apparatus and method for extending the service life of the object.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치는 스위치(S)와, 제너다이오드(ZD)와 저항(R) 및 콘덴서(C)로 이루어져 상기 스위치(S)를 통해 인가되는 배터리전압(B+)을 공급받아 일정한 전압을 출력해주는 정전압회로(1), 이 정전압회로(1)로부터 출력되는 일정한 출력전압을 공급받아 상기 스위치(S)가 "온"된 경우에는 그 전압파형의 듀티비를 순차적으로 증가시키고 상기 스위치(S)가 "오프"된 경우에는 그 전압파형의 듀티비를 순차적으로 감소시켜 주는 마이컴(2), 이 마이컴(2)의 출력파형을 반전시켜 주는 인버터(3), 이 인버터(3)의 출력신호에 따라 턴온, 턴오프가 제어되는 npn형 바이폴라트랜지스터(4), 이 npn형 바이폴라트랜지스터(4)가 턴온되면 턴오프되고 이 트랜지스터(4)가 턴오프되면 턴온되는 n채널 MOSFET(5) 및, 전구(6)를 구비하여 구성되어 있다.The duty ratio control apparatus for extending the life of the automotive bulb according to the present invention for achieving the above object is composed of a switch (S), a zener diode (ZD), a resistor (R) and a capacitor (C) the switch ( A constant voltage circuit 1 that receives a battery voltage B + applied through S) and outputs a constant voltage, and receives the constant output voltage output from the constant voltage circuit 1 so that the switch S is "on". In this case, the duty ratio of the voltage waveform is sequentially increased, and when the switch S is " off ", the microcomputer 2 which sequentially decreases the duty ratio of the voltage waveform, the output waveform of the microcomputer 2 The inverter 3 which inverts the voltage, the npn-type bipolar transistor 4 whose turn-on and turn-off are controlled according to the output signal of the inverter 3, and when the npn-type bipolar transistor 4 is turned on, the transistor is turned off. N channel turned on when (4) is turned off The MOSFET 5 and the electric bulb 6 are comprised.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치에 의하면, 점등시(즉, 상기 스위치(S)가 온된 경우)에는 400ms 이내에 듀티비를 0%로부터 100%까지 순차적으로 증가시킴으로써 전구를 점등시키고, 소등시(상기 스위치(S)가 오프된 경우)에는 2sec 이상의 시간내에 듀티비를 100%로부터 0%까지 순차적으로 감소시킴으로써 전구를 소등시켜 자동차용 전구의 수명을 극대화시킬 수 있게 된다.According to the duty ratio control apparatus for extending the life of the automobile bulb according to the present invention configured as described above, when turned on (that is, when the switch S is on), the duty ratio from 400% to 100% within 400ms The bulbs are turned on by increasing them sequentially, and when the lamps are turned off (when the switch S is turned off), the bulbs are turned off by sequentially decreasing the duty ratio from 100% to 0% within a period of 2 sec or more, thereby prolonging the life of the automobile bulb. It can be maximized.

이하, 예시도면을 참조해서 본 발명의 1실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치의 회로도를 나타낸 것이고, 제2도는 제1도에 도시된 마이컴(2 ; MPU)의 블럭 구성도를 나타낸 것이다. 여기서는 본 발명의 회로동작을 설명하기에 앞서 마이컴(2)의 구성 및 그 동작에 대해 먼저 설명하기로 한다.FIG. 1 is a circuit diagram of a duty ratio control apparatus for extending the life of an automobile bulb according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a microcomputer 2 (MPU) shown in FIG. will be. Before describing the circuit operation of the present invention, the configuration and operation of the microcomputer 2 will be described first.

제2도에서 참조부호 21은 입력된 전원전압에 따라 제어부(22), 메모리부(23), 듀티비연산부(24) 및 타이머부(25)에 의해 제어된 듀티비를 갖는 출력파형을 출력시켜 주는 입/출력부를 나타내고, 22는 상기 입/출력부(21)를 통해 입력된 전압에 따라 듀티비를 제어하여 출력해주는 제어부를 나타내며, 23은 ROM과 RAM으로 이루어진 프로그램이 내장된 메모리부를 나타내고, 24는 상기 제어부(22)의 제어신호에 따라 듀티비를 순차적으로 증가시키거나 감소시켜 주는 듀티비연산부를 나타내고, 25는 상기 제어부(22)의 제어신호에 따라 순차적으로 증가되거나 감소되는 듀티사이클의 타임을 결정해주는 타이머부를 나타낸다.In FIG. 2, reference numeral 21 outputs an output waveform having a duty ratio controlled by the control unit 22, the memory unit 23, the duty ratio calculating unit 24, and the timer unit 25 according to the input power supply voltage. A note indicates an input / output unit, 22 indicates a control unit for controlling and outputting a duty ratio according to the voltage input through the input / output unit 21, and 23 indicates a memory unit in which a program consisting of ROM and RAM is embedded. 24 denotes a duty ratio operation unit that sequentially increases or decreases the duty ratio according to the control signal of the controller 22, and 25 denotes a duty cycle of sequentially increased or decreased according to the control signal of the controller 22. The timer section that determines the time.

제3a도는 점등시(즉, 상기 스위치(S)가 온된 경우)에 출력부(15)를 통해 출력되는 출력파형의 타이밍챠트를 나타낸 것이고, 제3도(b)는 소등시(즉, 상기 스위치(S)가 오프된 경우)에 출력부(15)를 통해 출력되는 출력파형의 타이밍챠트를 나타낸 것이다.3A shows a timing chart of an output waveform output through the output unit 15 when it is turned on (that is, when the switch S is turned on), and FIG. 3B is turned off (ie, when the switch is turned on). The timing chart of the output waveform outputted through the output unit 15 in the case where (S) is off) is shown.

계속해서 본 발명의 듀티비제어장치에 대한 동작을 제1도 및 제4도를 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Subsequently, the operation of the duty ratio control apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 4 as follows.

먼저, 점등시에는 스위치(S)를 "온"시키면 배터리전압(B+)이 정전압회로(1)를 통해 일정하게 유지된 상태에서 마이컴(2)의 입/출력부(21)에 입력된다. 그러면, 마이컴(2)의 제어부(22)에서는 상기 입/출력부(11)를 통해 입력된 전압을 듀티비연산부(24) 및 타이머부(25)에 의해 제어해서 제3도(a)에 나타낸 바와 같이 순차적으로 증가되는 듀티비를 갖는 출력파형을 만들어서 입/출력부(21)를 통해 출력시킨다. 상기 입/출력부(21)를 통해 출력되는 듀티비가 순차적으로 증가되는 출력전압은 인버터(3)에 의해 반전된 다음 npn형 바이폴라트랜지스터(4)의 베이스에 공급되게 된다. 그에 따라, 이 트랜지스터(4)가 턴온, 턴오프되는 바, 이 트랜지스터(4)가 턴온되면 이 트랜지스터(4)의 콜렉터측에 그 케이트가 연결된 n채널형 MOSFET(5)가 턴온되어 그 드레인측에 연결된 전구(6)를 서서히 점등시켜 주게 된다.First, when the switch S is "on" during lighting, the battery voltage B + is input to the input / output unit 21 of the microcomputer 2 in a state where the battery voltage B + is constantly maintained through the constant voltage circuit 1. Then, the control unit 22 of the microcomputer 2 controls the voltage input through the input / output unit 11 by the duty ratio calculation unit 24 and the timer unit 25 to show the voltage shown in FIG. As shown in the figure, an output waveform having a duty ratio increased sequentially is outputted through the input / output unit 21. The output voltage of which the duty ratio output through the input / output unit 21 is sequentially increased is inverted by the inverter 3 and then supplied to the base of the npn type bipolar transistor 4. As a result, the transistor 4 is turned on and off. When the transistor 4 is turned on, the n-channel MOSFET 5 having its gate connected to the collector side of the transistor 4 is turned on and the drain side thereof. The bulb (6) connected to is gradually turned on.

반면에, 소등시에는 상기 스위치(S)가 오프되는바, 마이컴(2)의 입/출력부(21)에는 어떠한 전압도 인가되지 않게 된다. 그러면, 상기 마이컴(2)의 제어부(22)에서는 메모리부(23), 듀티비연산부(24) 및 타이머부(25)를 제어해서 제3도(b)에 나타낸 바와 같이 순차적으로 감소되는 듀티비를 갖는 출력파형을 만들어서 입/출력부(21)를 통해 출력시킨다. 상기 입/출력부(21)를 통해 출력되는 듀티비가 순차적으로 감소되는 출력전압은 인버터(3)에 의해 반전된 다음 npn형 바이폴라트랜지스터(4)의 베이스에 공급되게 된다. 그에 따라, 이 트랜지스터(4)가 턴오프, 턴온되는 바, 이 트랜지스터(4)가 턴오프되면 이 트랜지스터(4)의 콜렉터측에 그 게이트가 연결된 n채널 MOSFET(5)가 턴온되고, 상기 트랜지스터(4)가 턴온되면 이 트랜지스터(4)의 콜렉터측에 그 게이트가 연결된 n채널 MOSFET(5)가 턴오프되어 전구(6)를 서서히 소등시켜 주게 된다.On the other hand, when the light is turned off, the switch S is turned off, so that no voltage is applied to the input / output unit 21 of the microcomputer 2. Then, the control unit 22 of the microcomputer 2 controls the memory unit 23, the duty ratio operation unit 24 and the timer unit 25 to sequentially decrease the duty ratio as shown in FIG. Create an output waveform having the output through the input / output unit 21. The output voltage in which the duty ratio output through the input / output unit 21 is sequentially reduced is inverted by the inverter 3 and then supplied to the base of the npn type bipolar transistor 4. Accordingly, the transistor 4 is turned off and on. When the transistor 4 is turned off, the n-channel MOSFET 5 whose gate is connected to the collector side of the transistor 4 is turned on. When (4) is turned on, the n-channel MOSFET 5 whose gate is connected to the collector side of the transistor 4 is turned off, and the bulb 6 is gradually turned off.

다시 말해 상기 전원전압의 듀티비제어는 마이컴(2)에 의해 이루어지는데 제4도와 같이 전구(6)를 점등시키고자 전원공급스위치(S)를 “온”시킬 경우(스텝 10) 마이컴(2)의 제어부(22)에서는 타이머부(25)에 셋트 신호를 인가함과 동시에 메모리부(23)에 내장된 프로그램에 따라 듀티비연산부(24)에서 듀티비를 연산하도록 제어하게 되며, 상기 듀티비연산부(24)는 듀티비를 제어부(22)의 시분할 신호, 즉 400ms 동안 80ms 간격으로 균등분할한 시분할 신호에 따라 20%씩 점차 증가시키게 되며(스텝 20, -50), 제어부(22)에서는 이와 같이 시간대별로 듀티비가 증가된 펄스를 입/출력부(21)를 통해 출력하여 필라메트를 서서히 가열함으로써 전구(6)에 돌입전류가 흐르는 것을 방지하게 되고 ; 반대로 전구(6)를 소등시키고자 전원공급스위치(S)를 "오프"시킬 경우(스텝 10)에는 상기한 방법과 반대로 제어부(22)에서는 타이머부(25)에 리셋신호를 인가하여 카운트를 시작함과 동시에 메모리부(23) 및 연산부(24)를 제어하여 듀티비를 2초동안 400ms 간격으로 20%씩 감소(스텝 60-90)시켜 필라멘트의 급격한 냉각을 방지하게 된다.In other words, the duty ratio control of the power supply voltage is performed by the microcomputer 2, when the power supply switch S is turned "on" to turn on the light bulb 6 as shown in FIG. 4 (step 10). The control unit 22 of the control unit 22 applies a set signal to the timer unit 25 and at the same time controls the duty ratio calculation unit 24 to calculate the duty ratio according to the program embedded in the memory unit 23, the duty ratio operation unit 24 gradually increases the duty ratio by 20% according to the time division signal of the control unit 22, that is, the time division signal which is equally divided at 80 ms intervals for 400 ms (steps 20 and -50). Outputting a pulse having an increased duty ratio for each time period through the input / output unit 21 to gradually heat the filament to prevent the inrush current from flowing into the bulb 6; On the contrary, when the power supply switch S is "off" to turn off the light bulb 6 (step 10), the control unit 22 applies a reset signal to the timer unit 25 to start counting in the opposite manner to the above-described method. At the same time, the memory unit 23 and the operation unit 24 are controlled to reduce the duty ratio by 20% (steps 60 to 90) at 400 ms intervals for 2 seconds to prevent rapid cooling of the filament.

이와 같이해서 정격부하의 1,300%에 달하는 돌입전류의 유입 및 필라멘트의 온도가 갑자기 내려가게 되는 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다.In this way, problems such as inflow of inrush current reaching 1,300% of the rated load and sudden temperature drop of the filament can be solved.

상술한 본 발명은 모든 차량 등을 전구로 총칭해서 설명했는 바, 전조 등을 포함한 자동차의 모든 통화류에 적용이 가능하다.The present invention described above is collectively described as a light bulb for all vehicles, and can be applied to all the call flows of automobiles including headlamps.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 점등시에는 400ms 이내에 듀티비를 0%로부터 100%까지 순차적으로 증가시킴으로써 전구를 점등시키고, 소등시에는 2sec 이상의 시간내에 듀티비를 100%로부터 0%까지 순차적으로 감소시킴으로써 전구를 소등시켜 자동차용 전구의 수명을 극대화시킬 수 있는 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치를 제공할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the bulb is turned on by sequentially increasing the duty ratio from 0% to 100% within 400 ms when turned on, and the duty ratio is sequentially increased from 100% to 0% within 2 sec or more when turned off. It is possible to provide a duty ratio control device for extending the lifespan of automotive light bulbs, which can maximize the lifespan of automotive light bulbs by turning off the light bulbs.

Claims (3)

스위치(S)와, 제너다이오드(ZD)와 저항(R) 및 콘덴서(C)로 이루어져 상기 스위치(S)를 통해 인가되는 배터리전압(B+)을 공급받아 일정한 전압을 출력해주는 정전압회로(1), 이 정전압회로(1)로부터 출력되는 일정한 출력전압을 공급받아 상기 스위치(S)가 "온"된 경우에는 그 전압파형의 듀티비를 순차적으로 증가시키고 상기 스위치(S)가 "오프"된 경우에는 그 전압파형의 듀티비를 순차적으로 감소시켜 주는 마이컴(2), 이 마이컴(2)의 출력파형을 반전시켜 주는 인버터(3), 이 인버터(3)의 출력신호에 따라 턴온, 턴오프가 제어되는 npn형 바이폴라트랜지스터(4), 이 npn형 바이폴라트랜지스터(4)가 턴온되면 턴오프되고 이 트랜지스터(4)가 턴오프되면 턴온되는 n채널 MOSFET(5) 및, 전구(6)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치.A constant voltage circuit (1) which is composed of a switch (S), a zener diode (ZD), a resistor (R), and a capacitor (C) and receives a battery voltage (B +) applied through the switch (S) and outputs a constant voltage. When the switch S is "on" by receiving a constant output voltage output from the constant voltage circuit 1, the duty ratio of the voltage waveform is sequentially increased and the switch S is "off". The microcomputer 2 sequentially reduces the duty ratio of the voltage waveform, the inverter 3 which inverts the output waveform of the microcomputer 2, and the turn-on / turn-off according to the output signal of the inverter 3. A controlled npn type bipolar transistor 4, an n-channel MOSFET 5 that is turned off when the npn type bipolar transistor 4 is turned on and turned on when the transistor 4 is turned off, and a bulb 6 Duty for extending the life of the automobile bulbs, characterized in that configured Control device. 제1항에 있어서, 상기 마이컴(2)은 입력된 전원전압에 따라 제어부(22), 메모리부(23), 듀티비연산부(24) 및 타이머부(25)에 의해 제어된 듀티비를 갖는 출력파형을 출력시켜 주는 입/출력부(21)와, 상기 입/출력부(21)를 통해 입력된 전압에 따라 듀티비를 제어하여 출력해주는 제어부(22)와, ROM과 RAM으로 이루어진 듀티비제어 프로그램이 내장된 메모리부(23)와, 상기 제어부(22)의 제어신호에 따라 메모리부(23)의 프로그램에 의해 듀티비를 순차적으로 증가시키거나 감소시키기 위해 연산하는 듀티비연산부(24)와, 상기 제어부(22)의 제어신호에 따라 순차적으로 증가되거나 감소되는 듀티사이클의 타이밍을 결정해주는 타이머부(25)로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어장치.The output of claim 1, wherein the microcomputer 2 has an output ratio controlled by the controller 22, the memory unit 23, the duty ratio calculation unit 24, and the timer unit 25 according to an input power supply voltage. An input / output unit 21 for outputting a waveform, a controller 22 for controlling and outputting a duty ratio according to a voltage input through the input / output unit 21, and a duty ratio control consisting of ROM and RAM A memory unit 23 having a built-in program, and a duty ratio calculating unit 24 which calculates to sequentially increase or decrease the duty ratio by a program of the memory unit 23 according to a control signal of the controller 22; And a timer unit (25) for determining a timing of a duty cycle which is sequentially increased or decreased in accordance with a control signal of the controller (22). 전구의 전원을 단속하는 전원공급스위치의 "온","오프"와 동시에 타이머를 리셋하여 카운팅하는 단계와, 전원이 공급될 경우 400ms 동안 시분할 되어 듀티비를 점차적으로 증가시키는 단계와, 전원이 단속될 경우 2초 동안 시분할 되어 듀티비를 점차적으로 감소시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 전구의 수명연장을 위한 듀티비제어방법.Resetting the timer at the same time as the "on" and "off" of the power supply switch to control the power of the bulb, time-divided for 400ms when the power is supplied, gradually increasing the duty ratio, and the power is interrupted The duty ratio control method for extending the life of the automotive bulb, characterized in that the time-division for two seconds to gradually reduce the duty ratio.
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