KR101346128B1 - 필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는방법 및 시스템 - Google Patents

필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

교류 발전기 필드 코일의 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 방법은 필드 코일 전압의 충격 계수의 온 부분 동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 단계를 포함하며, 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미한다. 인터럽트 이벤트에 응답하여, 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 필드 코일에 필드 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치와 관련된 구동 회로를 비활성화시킨다. 여기서, 비활성화될 때, 구동 회로에 인가된 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 구동 회로는 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지한다.
교류 발전기, 필드 코일, 전압 조정기, 인터럽트 이벤트,

Description

필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR PROTECTING VOLTAGE REGULATOR DRIVER CIRCUITRY DURING FIELD COIL SHORT CIRCUIT CONDITION}
본 발명은 회전하는 전기 장치에 관한 것으로, 특히, 필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
현재 제조되는 모든 모터 차량에는 발전기가 있다. 교류 발전기라고도 불리우는 이들 발전기는 차량의 배터리를 충전할 뿐만 아니라 차량의 전기 부속품에 동력을 공급하는데 필요한 전기를 생성한다. 발전기는 또한 차량의 전기적 소자와 호환되는 방식으로 차량의 전기 시스템에 동력을 가할 수 있도록 충분한 양의 전기를 생성하는 능력을 제공해야 한다. 교류 발전기 또는 발전기는, 일반적으로 전압 강하 및 다른 동작 문제를 생성할 수 있는 부하가 변동하는 동안 일관된 동작을 제공하기 위하여 충전 전압 및 출력 전류를 조정하는 전압 조정기를 사용한다. 현재, 종래의 차량 충전 시스템은 개별 트랜지스터 또는 주문형 집적 회로(ASIC)로 알려진 커스톰 집적 회로 (custom integrated circuit)를 갖는 전압 조정기를 이용할 수 있다.
다른 차량 설계는 또한 발전기에 의해 생성된 고정밀 조정 전압을 유지하는 진보된 마이크로프로세서 기능을 갖는 전압 조정기를 채용할 수 있다. 마이크로프로세서 기반 조정기는, 또한 배터리 및 전원 기준 데이터 및 배터리 전압 및 발전기 회전 속도를 저장하고 임의의 시점에서 어떤 속도로 배터리가 얼마나 많이 충전되고 있는지를 판정하는 진보된 클록 및 메모리 회로를 포함할 수 있다.
차량의 교류 발전기의 동작에 있어서, 교류 발전기의 회전자 부분의 자계를 생성하는데 사용되는 필드 코일은 단락될 수 있다. 이 경우, 단락 상태가 제거될 때까지 구동 장치를 통한 필드 전류의 흐름을 중단하기 위하여 전압 조정기 구동 회로는 비활성화되어야 한다. 종래에, (제공된다면) 이러한 단락 보호기는, 예를 들어, 필드 코일 경로 내의 작은 션트 저항 및 필드 코일이 단락되지 않았을 때 션트 저항 양단의 전압이 공칭 전압을 초과하는지를 판정하는 아날로그 전압 비교기 등의 많은 소자를 사용한다. 따라서, 적은 수의 하드웨어 소자 및/또는 감소된 소자 비용을 갖는 전압 조정기 구동 회로용 단락 보호기를 제공하는 것이 바람직하다.
상술한 종래 기술의 결점 및 결함을 극복하기 위하여, 예시적인 실시예에서, 교류 발전기(alternator) 필드 코일의 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 방법에 있어서, 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분 동안 필드 코일 전 압의 강하를 수동적으로 검출하는 단계 - 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 -; 및 상기 인터럽트 이벤트에 응답하여, 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 필드 코일에 필드 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치와 관련된 구동 회로를 비활성화시키는 단계 - 비활성화될 때, 상기 구동 회로에 인가된 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 구동 회로는 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함 - 를 포함하는 것을 특징으로 방법이 제공된다.
다른 실시예에서, 교류 발전기 필드 코일의 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 컴퓨터 판독가능 컴퓨터 프로그램 코드; 및 컴퓨터가 방법을 구현하도록 하는 명령을 포함하는 저장 매체가 제공된다. 상기 방법은 또한 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분 동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 단계 - 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 -; 및 상기 인터럽트 이벤트에 응답하여, 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 필드 코일에 필드 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치와 관련된 구동 회로를 비활성화시키는 단계 - 비활성화될 때, 상기 구동 회로에 인가된 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 구동 회로는 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함 - 를 포함한다.
또다른 실시예에서, 상기 교류 발전기의 출력 전압과 원하는 설정 포인트 전압을 비교하는 전자 장치; 상기 전자 장치와 통신하고, 상기 출력 전압과 상기 원하는 설정 포인트 전압 간의 차에 응답하여 필드 코일에 필드 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치를 선택적으로 활성화 및 비활성화시키는 구동 회로; 및 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 하나 이상의 소자 - 상기 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 -; 를 포함하고, 상기 전자 장치는 또한 상기 인터럽트 이벤트에 응답하여 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 구동 회로를 비활성화하고 상기 구동 회로에 인가된 펄스 폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함으로써 필드 코일 단락 상태시 상기 구동 회로 및 스위칭 장치를 보호하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기가 제공된다.
또다른 실시예에서, 차량 충전 시스템은 고정 부분 상의 하나 이상의 고정자 권선과 회전 부분 상의 필드 코일을 갖는 교류 발전기를 포함한다. 전압 조정기는 상기 필드 코일을 통한 필드 전류의 제어를 통해 상기 교류 발전기의 출력 전압을 조정한다. 전압 조정기는 또한 상기 교류 발전기의 출력 전압과 원하는 설정 포인트 전압을 비교하는 전자 장치; 상기 전자 장치와 통신하고, 필드 코일에 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치를 선택적으로 활성화 및 비활성화시키는 구동 회로; 및 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 하나 이상의 소자 - 상기 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 - 를 포함하고, 상기 전자 장치는 또한 상기 인터럽트 이벤트에 응답하여 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 구동 회로를 비활성화하고 상기 구동 회로에 인가된 펄스 폭 변조(PWM) 제어 신호 의 상태에 관계없이 상기 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함으로써 필드 코일 단락 상태시 상기 구동 회로 및 스위칭 장치를 보호한다.
본 발명에 따르면, 적은 수의 하드웨어 소자 및/또는 감소된 소자 비용을 갖는 전압 조정기 구동 회로용 단락 보호기를 제공할 수 있다.
필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 방법 및 시스템이 개시된다. 간략히 말하면, (예를 들어, 마이크로프로세서 기반) 전압 조정기는, 수동 소자의 단순한 (저항/다이오드) 조합을 통해 필드 코일 단락 상태를 감지하여 필드 코일에 결합된 구동 회로를 디스에이블하는 인터럽트 신호를 생성하는 능력을 갖도록 구성된다. 또한, 적어도 부분적으로 소프트웨어적으로 구현되는 경우, 본 기술은 ECM 및/또는 전압 조정기 내에 구성된 매우 비싼 하드웨어(예를 들어, 차동 증폭기)를 필요로 하지 않는다.
먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로프로세서 기반 전압 조정기를 채용하는 예시적인 차량 충전 시스템(100)의 개략도이다. 도 1은 차량 충전 시스템을 도시하지만, 본 실시예는 다른 유형의 조정된 발전기 시스템에 적용될 수 있다. 차량의 교류 발전기(101)는 고정자부 내의 복수의 권선(예를 들어, 3상, 델타 구성)(102) 및 회전자부 내의 필드 코일(104)을 갖는다. 권선(102) 내에서 생성된 교류(AC) 전압은 병렬로 구성된 3개의 다이오드쌍을 포함하는 전파 정류기(106)에 의해 직류(DC) 전압으로 변환된다. 정류기(106)의 DC 출력은 차량 배터리(108)의 포지티브 단자로 공급되고, 출력 전압의 크기는 필드 코일(104)에 공급된 필드 전류량 및 회전자의 속도에 의존한다.
임의의 교류 발전기 설계에서, 고정자는 부하의 단계적 증가의 관점에서 노이즈를 저감시키기 위하여 독립된 고정자 권선쌍 및 관련된 회전자 필드 코일쌍을 포함할 수 있다. 그러나, 간략화의 목적으로, 한 셋트의 고정자 권선 및 필드 코일만이 도시된다. 다른 방법으로, 권선(102)은 공통 중립점을 갖는 Y 구성으로 연결될 수 있다.
도 1에서, 전압 조정기(110)는, 교류 발전기(101)에 의해 생성된 출력 전압의 크기를 조정하고 제어하고 배터리(108) 및 관련 차량 부하(예를 들어, 스위치(114)를 통해 접속된 부하(112))에 인가되는 직류(충전) 전압을 제어하는데 사용된다. 이는 도 1에 도시된 하이측(high-side) 교류 발전기 단자 "F+"를 통해 필드 코일(104)에 공급된 필드 전류의 크기를 제어함으로써 수행된다. 조정기(110)에 의해 필드 코일(104)을 통한 전류의 생성에 관한 더 상세한 내용은 이하 더 상세히 설명된다.
본 기술에 숙련된 자는 교류 발전기가 결합된 다른 표준 단자를 인식할 수 있다. 다른 표준 단자는 하이측 배터리 출력 단자 "B+", 교류 발전기의 AC 출력 전압을 모니터하는데 사용되는 위상 전압 단자 "P", 및 교류 발전기용 접지 접속을 제공하는 데 사용되는 접지 단자 "E"를 포함한다. 차량의 메인 컴퓨터를 나타내는 전기 제어 모듈(ECM)(116)은 조정기(110)의 램프 단자 "L"을 통해 점화 스위치(120)가 닫힐 때 충전 경고 램프(118)를 제어하는데 사용되는 충전 경고 램 프 신호를 수신한다. ECM(116)은 또한 단자"Fm"를 통해 필드 코일(104)에 인가된 필드 전류 신호"F+"를 나타내는 회전자 스위칭 신호를 수신한다.
도 2에는 도 1의 전압 조정기(110)의 적어도 부분의 상세 개략도가 도시되어 있다. 간략화의 목적으로, 조정기(110)의 다양한 개별 전자 소자(예를 들어, 저항, 커패시터 등)는 도 2에 도시하지 않았다. 제어 로직 코드를 갖는 마이크로컨트롤러(122)는 내부에 구성된 아날로그/디지털 변환기(ADC)를 통해 디지털 형태로 교류 발전기 충전 시스템 전압(들)의 피드백을 수신한다. 감지된 시스템 전압 및 시스템의 소정의 설정 동작 전압 간의 비교에 기초하여, 마이크로컨트롤러는 하이측 드라이버(124)에 결합된 PWM 출력 신호(PWM_DC)를 생성한다. 하이측 드라이버(124)는 트랜지스터(126)의 제어 단자(예를 들어, 게이트)에 펄스 스위칭 신호를 공급한다. 펄스 신호의 듀티 사이클에 기초하여, 트랜지스터의 온/오프 스위칭은 필드 전류가 필드 코일(104)을 통해 간헐적으로 흐르도록 한다. 듀티 사이클의 "오프" 기간 동안, 필드 코일 내의 에너지는 플라이백(flyback) 다이오드(128)를 통해 방출된다.
상술한 바와 같이, 조정기(110)는 소정의 충전 시스템 전압 레벨(설정 포인트)을 유지하려 한다. 충전 시스템 전압이 이 포인트 미만으로 떨어지면, 조정기(110)는 PWM_DC 전류의 듀티 사이클을 증가시킴으로써 필드 전류의 레벨을 증가시킨다. 반대로, 충전 시스템 전압이 시스템 설정 포인트를 초과하면, 조정기(110)는 PWM_DC 전류의 듀티 사이클을 감소시킴으로써 필드 전류의 레벨을 감소시킨다.
상술한 바와 같이, 필드 코일(104)은 예를 들어, 회전자의 금속 부스러기의 존재에 의해 교류 발전기(101)의 동작 동안 단락된다. 따라서, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 시스템 및 방법을 나타내는 도 1 및 2에 도시된 전압 조정기의 상세한 개략도이다. 하드웨어의 관점으로부터, 단순한 저항/다이오드 조합은, 하이측 드라이버(124)를 비활성화시키는 명령을 발생시키는 내부 마이크로프로세서 소프트웨어의 사용과 결합하여 필드 코일 단락 상태를 수동적으로 검출하는데 사용된다.
특히, 저항(R1)은 도 3의 "인터럽트"로 기재된 마이크로컨트롤러(122)의 입력핀과 하이측 발전기 단자 "F+" 사이에 직렬로 구성된다. 또한, 다이오드(D1)는 마이크로컨트롤러(122)의 PWM 출력 핀(PWM_DC)과 "인터럽트" 입력 핀 사이에 구성되며, 다이오드(D1)의 순방향 바이어스는 PWM_DC 출력 핀 상의 전압을 마이크로컨트롤러(122)의 "인터럽트" 입력 핀에 결합한다. 정상 동작 상태하에서, PWM_DC 상의 출력 신호는 필드 코일의 출력 전압과 동일한 듀티 사이클을 가지지만, 반대 위상을 갖는다. 하이측 드라이버(124)의 입력에 인가된 로직 로우 레벨은 N채널 MOSFET 장치(126)의 게이트를 하이로 구동시킨다. 하이측 드라이버가 제1 위치에서 인에이블되는 것으로 가정하면, PWM_DC 핀의 출력 전압이 로직 로우(예를 들어, 0 V)일 때 트랜지스터(126)가 도통하기 때문에, 하이측 드라이버(124)는 액티브 로우이다. 이와 관련하여, 마이크로컨트롤러(122)의 "드라이버 인에이블" 출력 신호는 저항(R2)을 통해 하이측 드라이버(124)에 결합되어 정상 동작 상태에 있느냐에 따라 하이측 드라이버(124)를 선택적으로 활성화시키거나 비활성화시킨다.
정상 동작 상태에 있는 한, 마이크로컨트롤러(122)의 "인터럽트" 입력 핀 상의 전압은 로직 하이에 유지되고, 마이크로컨트롤러(122)의 내부 로직 및/또는 소프트웨어는 "드라이버 인에이블" 출력 신호를 액티브 로우에 유지시킨다. 반면에, (도 3의 점선(130)에 의해 표시된) 필드 코일(104)의 단락시, 마이크로컨트롤러(122)의 "인터럽트" 입력 핀 상의 전압은 단락 때문에 로직 로우로 천이한다. 마이크로컨트롤러(122)의 내부 로직 및/또는 소프트웨어는 "인터럽트" 핀 전압의 하강 에지 천이를 검출하고 "드라이버 인에이블" 출력 신호를 로직 하이로 스위칭하여, 단락 상태와 같은 시간이 제거될 때까지 하이측 드라이버(124)를 디스에이블하고 트랜지스터(126)를 통해 임의의 필드 전류가 흐르는 것을 막는다.
도 4는 도 3에 도시된 보호 회로의 예시적인 동작 시나리오를 나타내는 파형도이다. 도시한 바와 같이, 도 4에 도시된 4개의 파형은 마이크로컨트롤러(122)의 PWM_DC 출력 신호, "F+"에서의 필드 출력 전압, 마이크로컨트롤러(122)의 "인터럽트" 입력 핀의 전압 및 마이크로컨트롤러(122)의 "드라이버 인에이블" 출력 핀의 전압이다. 시간(t1) 전에, 필드 코일(104)에 단락 상태가 발생하지 않았기 때문에 조정기는 정상 동작 상태에 있다. PWM_DC 듀티 사이클의 "오프" 부분 동안, 필드 출력 전압이 하이이고, 따라서 "인터럽트" 핀의 전압이 하이에서 유지된다. 또한, PWM_DC 듀티 사이클의 "온" 부분 동안(필드 출력 전압이 로우일 때), "F+"에서의 방전 전압에도 불구하고, D1과 R1의 조합 때문에, "인터럽트" 핀의 전압은 여전히 로우 하이에 유지된다. 마이크로프로세서(122)가 "인터럽트" 핀에서의 로직 하이 전압의 하강 천이를 검출하지 않는 한, "드라이버 인에이블" 출력 핀은 액티브 로우 로직 레벨로 유지된다.
그러나, 시간(t1)에서, 필드 코일(104) 양단에 단락 상태가 발생하여 필드 출력 전압을 즉시 0 V로 하강시킨다. 이것은 PWM_DC의 듀티 사이클의 "오프" 부분과 일치하므로, R1과 D1이 "인터럽트" 입력 핀의 전압을 로직 로우로 방전시키는 것을 방지하기 위한 신호 전압이 PWM_DC에 존재하지 않는다. 결과적으로, 마이크로컨트롤러(122)는 "드라이버 인에이블" 신호를 로직 로우에서 로직 하이로 스위칭하여 하이측 드라이버(124)를 비활성화시킨다.
시간(t1) 시간(t2) 사이에서, PWM_DC 듀티 사이클의 다음의 "온" 부분에 도달한다. 따라서, "인터럽트" 핀 상의 전압은 적어도 일시적으로 로직 하이로 회복된다. 그러나, 이 짧은 상승은 마이크로컨트롤러(122)가 단락 상태가 제어되었는지를 판정하는데 충분하지 않다. 그 이유는 필드 코일 전압은 정상 상태하에서도 듀티 사이클의 이 지점에서 0이기 때문이다. 따라서, 시간(t2)에서 PWM_DC 듀티 사이클의 다음의 "오프" 부분에 의해 단락 상태가 발생하는 것으로 가정하면, 도 4는 PWM_DC 신호의 로우로의 천이에 맞추어 F+에서의 출력 전압의 짧은 펄스와 "인터럽트" 핀의 입력 전압의 하강 에지를 또한 나타낸다. 이것은, 단락이 PWM_DC와 결합하는 저항(R1)을 통해 "인터럽트" 핀 전압을 하강시키는 것을 나타낸다. 그러나, "인터럽트" 핀에 결합된 전압은 R1 및 단락된 필드 코일(104)에 의해 신속히 방전 된다. 그러므로, "인터럽트" 핀에서의 전압이 PWM_DC 듀티 사이클의 "오프" 부분 동안 유지되지 않으므로, 마이크로컨트롤러(122)는 이 지점에서 "드라이버 인에이블" 출력 핀을 액티브 로우 로직 레벨로 회복시키지 않는다.
PWM_DC의 듀티 사이클의 다음의 "오프" 부분에 대응하는 시간(t3)에서 단락 상태가 제거되는 것으로 가정한다. 이 때, 필드 코일은 더 이상 단락되지 않고 전류가 "인터럽트" 핀 전압을 즉시 방전시키는 것을 방지할 수 있기 때문에, PWM_DC가 로우로 된 직후에 "인터럽트" 핀에서의 전압은 여전히 하이로 유지된다. 따라서, 마이크로컨트롤러(122)는 이 상태를 검출하고 "드라이버 인에이블" 신호를 다시 액티브 로우로 리셋하여, 전류가 필드 코일(104)을 통과하여 출력 전압을 발생시키면서, 하이측 드라이버(124)가 트랜지스터(126)를 온시킨다.
상술한 예시적인 방법 및 시스템은 마이크로컨트롤러(122) 내의 소프트웨어로 구현되는 것으로 기재되었지만, 로직이 예를 들어 ASIC형 조정기 내에 구성된 하드웨어를 통해 구현될 수 있음은 당업자에게는 자명한 것이다. 상기의 관점에서, 본 실시예의 방법은 이들 컴퓨터 또는 컨트롤러 구현 프로세스 및 이들 프로세스를 실행하기 위한 장치의 형태를 취할 수 있다. 이 개시는 또한 플로피 디스켓, CD-ROM, 하드 드라이브 또는 임의의 다른 컴퓨터 판독가능 저장 매체 등의 유형 매체로 구현되는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 코드의 형태로 구현될 수 있으며, 컴퓨터 프로그램 코드가 컴퓨터 또는 컨트롤러에 로딩되어 실행될 때, 컴퓨터는 본 발명을 실행하는 장치가 된다.
본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 당업자에게는 자명한 것이다. 또한, 많은 변경은 필수적인 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 특정 상황 또는 재료를 적응시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실시하기 위한 최량의 모드로서 기재된 특정 실시예에 한정되지 않으며 첨부된 범위 내의 모든 실시예를 포함한다.
동일한 요소는 동일한 번호로 기재된 예시적인 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로프로세서 기반 전압 조정기를 채용한 예시적인 차량 충전 시스템의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 전압 조정기의 보다 상세한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 방법을 나타내는, 도 1 및 2의 전압 조정기의 더 상세한 개략도.
도 4는 도 3에 도시된 보호 회로의 예시적인 동작 시나리오를 설명하는 파형도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
101: 교류 발전기 104: 필드 코일
106: 전파 정류기 108: 배터리
110: 전압 조정기 112: 부하
114: 스위치 116: 전기 제어 모듈
122: 마이크로컨트롤러 124: 하이측 드라이버
128: 플라이백 다이오드

Claims (24)

  1. 교류 발전기(alternator) 필드 코일의 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 방법에 있어서,
    필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분 동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 단계 - 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 -; 및
    상기 인터럽트 이벤트에 응답하여, 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 필드 코일에 필드 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치와 관련된 구동 회로를 비활성화시키는 단계 - 비활성화될 때, 상기 구동 회로에 인가된 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 구동 회로는 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함 - 를 포함하며,
    상기 PWM 제어 신호 및 상기 드라이버 인에이블 제어 신호는 전압 조정기 내에 포함된 마이크로컨트롤러에 의해 생성되고,
    상기 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 전압 조정기는 상기 필드 코일의 포지티브측과 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀 사이에 결합된 제1 저항, 및 상기 PWM 제어 신호에 대응하는 마이크로컨트롤러의 제1 출력 핀과 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀 사이에 구성된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀과 상기 PWM 제어 신호 사이의 다이오드 결합은 단락 상태가 발생하지 않았을 때 상기 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 오프 부분 동안 상기 인터럽트 이벤트의 잘못된 검출을 방지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 구동 회로를 재활성화시킴으로써 단락 상태를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀과 상기 PWM 제어 신호 사이의 다이오드 결합은 상기 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 오프 부분 동안 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀의 전압을 로직 하이값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 저장 매체에 있어서,
    교류 발전기 필드 코일의 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는 컴퓨터 판독가능 컴퓨터 프로그램 코드; 및
    컴퓨터가 방법을 구현하도록 하는 명령
    을 포함하며,
    상기 방법은,
    필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분 동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 단계 - 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 -; 및
    상기 인터럽트 이벤트에 응답하여, 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 필드 코일에 필드 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치와 관련된 구동 회로를 비활성화시키는 단계 - 비활성화될 때, 상기 구동 회로에 인가된 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 구동 회로는 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함 -
    를 포함하며,
    상기 PWM 제어 신호 및 상기 드라이버 인에이블 제어 신호는 전압 조정기 내에 포함된 마이크로컨트롤러에 의해 생성되고,
    상기 방법은 상기 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 구동 회로를 재활성화시킴으로써 단락 상태를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 매체.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 교류 발전기용 전압 조정기에 있어서,
    상기 교류 발전기의 출력 전압과 원하는 설정 포인트 전압을 비교하는 전자 장치;
    상기 전자 장치와 통신하고, 상기 출력 전압과 상기 원하는 설정 포인트 전압 간의 차에 응답하여 필드 코일에 필드 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치를 선택적으로 활성화 및 비활성화시키는 구동 회로; 및
    필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 하나 이상의 소자 - 상기 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 -;
    를 포함하고,
    상기 전자 장치는 또한 상기 인터럽트 이벤트에 응답하여 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 구동 회로를 비활성화하고 상기 구동 회로에 인가된 펄스 폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함으로써 필드 코일 단락 상태시 상기 구동 회로 및 스위칭 장치를 보호하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전자 장치는 또한 상기 PWM 제어 신호 및 상기 드라이버 인에이블 제어 신호를 생성하는 마이크로컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 필드 코일의 포지티브측과 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀 사이에 결합된 제1 저항, 및 상기 PWM 제어 신호에 대응하는 마이크로컨트롤러의 제1 출력 핀과 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀 사이에 구성된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀과 상기 PWM 제어 신호 사이의 다이오드 결합은 단락 상태가 발생하지 않았을 때 상기 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 오프 부분 동안 상기 인터럽트 이벤트의 잘못된 검출을 방지하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  16. 제12항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 구동 회로를 재활성화시킴으로써 단락 상태를 제거하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀과 상기 PWM 제어 신호 사이의 다이오드 결합은 상기 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 오프 부분 동안 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀의 전압을 로직 하이값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
  18. 차량 충전 시스템에 있어서,
    고정 부분 상의 하나 이상의 고정자 권선과 회전 부분 상의 필드 코일을 갖는 교류 발전기; 및
    상기 필드 코일을 통한 필드 전류의 제어를 통해 상기 교류 발전기의 출력 전압을 조정하는 전압 조정기
    를 포함하고,
    상기 전압 조정기는
    상기 교류 발전기의 출력 전압과 원하는 설정 포인트 전압을 비교하는 전자 장치;
    상기 전자 장치와 통신하고, 필드 코일에 전류를 통과시키는 데 사용되는 스위칭 장치를 선택적으로 활성화 및 비활성화시키는 구동 회로; 및
    필드 코일 전압의 듀티 사이클의 온 부분동안 필드 코일 전압의 강하를 수동적으로 검출하는 하나 이상의 소자 - 상기 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 인터럽트 이벤트를 의미함 -
    를 포함하고,
    상기 전자 장치는 또한 상기 인터럽트 이벤트에 응답하여 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 상기 구동 회로를 비활성화하고 상기 구동 회로에 인가된 펄스 폭 변조(PWM) 제어 신호의 상태에 관계없이 상기 스위칭 장치가 전류를 통과시키는 것을 방지함으로써 필드 코일 단락 상태시 상기 구동 회로 및 스위칭 장치를 보호하는 것을 특징으로 하는 차량 충전 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 전자 장치는 또한 상기 PWM 제어 신호 및 상기 드라이버 인에이블 제어 신호를 생성하는 마이크로컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충전 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 필드 코일 전압 강하의 수동적 검출은 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 차량 충전 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 필드 코일의 포지티브측과 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀 사이에 결합된 제1 저항, 및 상기 PWM 제어 신호에 대응하는 마이크로컨트롤러의 제1 출력 핀과 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀 사이에 구성된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충전 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀과 상기 PWM 제어 신호 사이의 다이오드 결합은 단락 상태가 발생하지 않았을 때 상기 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 오프 부분 동안 상기 인터럽트 이벤트의 잘못된 검출을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량 충전 시스템.
  23. 제19항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 드라이버 인에이블 제어 신호의 로직 상태를 변경하여 구동 회로를 재활성화시킴으로써 단락 상태를 제거하는 것을 특징으로 하는 차량 충전 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀과 상기 PWM 제어 신호 사이의 다이오드 결합은 상기 필드 코일 전압의 듀티 사이클의 오프 부분 동안 상기 마이크로컨트롤러의 입력 핀의 전압을 로직 하이값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 차량 충전 시스템.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4449882B2 (ja) * 2005-10-14 2010-04-14 株式会社デンソー 車両用発電制御装置
TW200929773A (en) * 2007-12-28 2009-07-01 Mobiletron Electronics Co Ltd Short circuit protection device for alternator
KR100961124B1 (ko) 2008-04-04 2010-06-07 삼성전기주식회사 초광각 광학계
US7990112B2 (en) * 2008-08-14 2011-08-02 Honeywell International Inc. Adaptive field control of a variable frequency synchronous generator
US8330430B2 (en) * 2008-11-14 2012-12-11 Remy Technologies, Llc Alternator regulator with variable rotor field frequency
KR20150009555A (ko) 2012-05-02 2015-01-26 레미 테크놀러지스 엘엘씨 잠금 모드를 갖는 알터네이터
TWI491134B (zh) * 2013-03-15 2015-07-01 Universal Scient Ind Shanghai 短路保護電路及其電壓調節器
CN103296952A (zh) * 2013-05-21 2013-09-11 兰州电机股份有限公司 电流反馈与可控励磁并联式励磁装置
KR20190042848A (ko) 2017-10-17 2019-04-25 현대자동차주식회사 발전기 과전압보호장치 및 과전압보호기능 강화방법
US10784044B2 (en) * 2018-04-30 2020-09-22 Integrated Device Technology, Inc. Optimization of transmit and transmit/receive (TRX) coils for wireless transfer of power
CN116413500A (zh) * 2021-12-30 2023-07-11 无锡锐格思信息技术有限公司 一种隔离型电介质通断检测电路与采用此电路的电设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570199A (en) 1983-03-25 1986-02-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Protection circuit for voltage regulator of vehicle mounted generator
US5617011A (en) 1995-06-06 1997-04-01 Ford Motor Company Method and system for limiting generator field voltage in the event of regulator failure in an automotive vehicle
JPH114550A (ja) * 1997-06-11 1999-01-06 Hitachi Ltd 充電発電機の制御装置
US20010009363A1 (en) 1993-10-01 2001-07-26 Rice Kevin E. Method of providing overvoltage protection

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5189360A (en) * 1989-03-27 1993-02-23 Integrated Technology Corporation Method and apparatus for providing controlled mechanical braking torque
US5568044A (en) * 1994-09-27 1996-10-22 Micrel, Inc. Voltage regulator that operates in either PWM or PFM mode
DE19727876A1 (de) * 1997-06-30 1999-01-07 Bosch Gmbh Robert Generatorregler
CN2344906Y (zh) * 1998-06-25 1999-10-20 郭子江 汽车发电机保护装置
FR2810813B1 (fr) * 2000-06-26 2003-10-31 Denso Corp Regulateur de tension d'un generateur a courant alternatif pour vehicule
JP4224932B2 (ja) * 2000-08-07 2009-02-18 株式会社デンソー 車両用交流発電機の電圧制御装置
US6700356B1 (en) * 2000-10-24 2004-03-02 Kohler Co. Method and apparatus for regulating the excitation of an alternator of a genset
US6801021B2 (en) * 2002-12-09 2004-10-05 Wetherill Associates, Inc. Voltage regulator having enhanced regulation over vehicle charging system
JP2005251130A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Nec Electronics Corp 短絡保護回路付きボルテージレギュレータ回路
TWI253234B (en) * 2004-08-26 2006-04-11 Richtek Techohnology Corp PWM controller for voltage regulator
US7064524B2 (en) * 2004-09-08 2006-06-20 Honeywell International Inc. Method and apparatus for generator control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570199A (en) 1983-03-25 1986-02-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Protection circuit for voltage regulator of vehicle mounted generator
US20010009363A1 (en) 1993-10-01 2001-07-26 Rice Kevin E. Method of providing overvoltage protection
US5617011A (en) 1995-06-06 1997-04-01 Ford Motor Company Method and system for limiting generator field voltage in the event of regulator failure in an automotive vehicle
JPH114550A (ja) * 1997-06-11 1999-01-06 Hitachi Ltd 充電発電機の制御装置

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Publication number Publication date
US7583062B2 (en) 2009-09-01
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CN101247038A (zh) 2008-08-20

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