KR101833873B1 - 차량용 도어 신호의 입력 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차량용 도어 신호의 입력 회로는 기계식 스위칭 방식을 갖는 종래와는 달리 전자식 스위칭 방식을 적용함으로써, 내구성, 정확한 동작 특성 및 동작 속도를 향상시키고, 추가로 필터회로를 설계하여, 노이즈에 의한 신호 오류를 방지한다. 더 나아가, 레벨 쉬프트 기능이 추가됨으로써, 다양한 회로의 입력단 측 회로에 적용될 수 있다.

Description

차량용 도어 신호의 입력 회로{INPUT CIRCUIT OF DOOR SIGNAL OF A CAR}

본 발명은 차량용 도어 신호 입력 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 자동차의 도어 락 또는 언락 신호를 입력받아서 전자 제어 유닛 쪽으로 전달하는 차량용 도어 신호의 입력회로에 관한 것이다.

도 1은 종래의 차량용 도어 신호의 입력 회로를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 차량용 도어 신호의 입력 회로는 사용자의 물리적인 조작에 따라 제1 단자(10)와 제2 단자(12) 사이에서 스위칭하는 스위치(SW1)와, 상기 제1단자(10)에 연결된 제1 저항(R1)과, 상기 제2단자에 연결된 제2 저항(R2)과, 상기 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)에 동시에 연결되는 입력포트(P1)가 구비된 전자 제어 유닛(20)을 포함하여 구성됨으로써, 상기 입력 포트(P1)를 효율적으로 사용할 수 있다

그런데 종래의 차량용 도어 신호의 입력 회로에 사용되는 스위치(SW1 또는 SW2)는 기계적인 스위치로서, 빈번하게 작용하는 물리적인 힘으로 인해 기계적 손상에 취약하고, 그 동작 속도 및 정확성이 떨어진다.

또한, 종래의 차량용 도어 신호의 입력 회로는 내부회로에서 사용하는 전압보다 높은 전압(10V ~ 20V)을 입력받는다. 마이크로 컨트롤 유닛의 동작전압은 상기 전압보다 훨씬 낮은 전압에서 동작하기 때문에 상기 입력 회로를 통해 전달되는 전압을 마이크로 컨트롤 유닛에서 사용가능한 전압으로 변환하는 별도의 회로 설계가 불가피하다. 이에, 회로 복잡성 및 제조 비용의 상승을 유발한다.

또한, 종래의 차량용 도어 신호의 입력 회로는 기계적 스위치를 이용하기 때문에 외부에서 유입되는 노이즈에 대한 고려가 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 기계적 스위치의 특성으로 인한 각종 문제점과 외부로부터 유입되는 노이즈를 제거할 수 있는 차량용 도어 신호의 입력 회로를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 차량용 도어 신호의 입력 회로는, 제1 전압 레벨의 도어 신호를 입력받는 제1 입력단자와, 상기 제1 전압 레벨과 다른 제2 전압 레벨을 갖는 기준전압을 입력받는 제2 입력단자 및 상기 제1 입력 단자에 역방향으로 연결된 제너 다이오드를 통해 상기 도어 신호를 입력받는 제어 단자와, 상기 제2 입력단자와 연결되는 입력단자 및 상기 제어 단자를 통해 입력받은 도어 신호에 따라 턴 온되어 상기 기준전압을 레벨 쉬프트된 상기 도어 신호로서 출력하는 출력단자를 갖는 스위칭 소자를 포함한다.

본 발명에 의하면, 도어 신호의 입력 회로를 기존의 기계식 스위치에서 전자식 스위치로 설계함으로써, 그 동작 속도를 향상시키고, 또한 단순한 스위칭 기능만을 제공하는 것이 아니라 뒷단의 내부 회로에서 처리 가능한 전압레벨로 입력 신호를 레벨 쉬프트할 수 있으므로, 다양한 차량 내 회로에 적용할 수 있다. 또한, 커패시터의 추가 설계가 용이하므로, 외부 노이즈를 용이하게 필터링할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 도어 신호의 입력 회로를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 도어 신호의 입력 회로를 보여주는 회로도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 도어 신호의 입력 회로를 보여주는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 도어 신호의 입력 회로(100)는 기계식 스위칭 방식을 갖는 종래와는 달리 전자식 스위칭 방식을 적용함으로써, 내구성, 정확성 및 동작 속도를 향상시키고, 추가로 필터회로를 설계하여, 노이즈에 의한 신호 오류를 방지한다. 더 나아가, 레벨 쉬프트 기능이 추가됨으로써, 다양한 회로의 입력단 측 회로에 적용될 수 있어, 그 적용분야에 제한이 없다. 다만, 본 명세서서에서는 설명의 이해를 돕기 위해, 차량 도어 신호를 입력받는 입력회로에 한정하여 설명하는 것일 뿐, 본 발명이 차량 도어 신호를 입력받는 입력회로에 적용되는 것으로 한정되는 것은 아니다.

구체적으로 상기와 같은 전자식 스위칭 기능, 레벨 쉬프트 기능 및 필터 기능을 구현하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 도어 신호의 입력 회로(100)는 제1 입력단자(IN1), 스위칭 소자(T), 제2 입력단자(IN2), 필터회로(110) 및 출력 단자(OUT)를 포함한다.

제1 입력단자(IN1)는 제1 전압 레벨(예컨대, 10 ~ 12V)을 갖는 도어 락/언락 신호(이하, 도어 신호라 함)를 입력받고, 제1 노드(N1)를 통해 상기 도어 신호를 스위칭 소자(T)의 베이스 단자로 전달한다. 여기서, 제1 노드(N1)와 상기 스위칭 소자(T)의 베이스 단자는 직렬 연결된 제너 다이오드(ZD)와 제1 저항(R1)을 통해 연결된다. 또한, 상기 제1 노드(N1)는 어레스터(102: arrester)를 통해 접지 연결되어, 상기 제1 입력 단자(IN1)를 통해 유입되는 과전압이 내부로 흘러들어가는 것을 차단한다.

스위칭 소자(T)는 상기 베이스 단자를 통해 입력되는 상기 도어 신호에 응답하여 스위칭하는 구성으로서, 제4 노드(N4)를 통해 상기 제2 입력단자(IN2)와 연결되는 이미터 단자와 제5 노드(N5)를 접지와 연결되는 컬렉터 단자를 갖는다.

상기 제4 노드(N4)를 통해 베이스 단자와 연결되는 제2 입력단자(IN2)는 상기 도어 신호를 내부 회로 즉, 마이크로 컨트롤러 유닛에서 처리 가능한 전압으로 레벨쉬프트 하기 위하여, 상기 도어 신호의 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨을 갖는 기준 전압을 입력받는다. 상기 제2 입력단자(IN2)는 입력받은 제2 전압 레벨의 기준 전압을 제4 노드 및 제3 저항(R3)을 통해 상기 스위칭 소자(T)의 이미터 단자로 전달한다.

필터 회로(110)는 외부에서 유입되는 노이즈를 필터링하는 회로로서, 상기 스위칭 소자(T)의 베이스 단자와 컬렉터 단자 사이에 연결된다. 구체적으로, 상기 필터 회로(110)는 제1 커패시터(C1), 제4 저항(R4), 제5 저항(R5) 및 제2 커패시터(C2)를 포함한다. 제1 커패시터(C1)는 제1 저항(R1)과 스위칭 소자(T)의 베이스 단자 사이의 제3 노드(N3)와 접지를 연결한다. 제4 저항(R4)은 상기 스위칭 소자(T)의 컬렉터 단자와 연결된 제5 노드(N5)와 접지를 연결한다. 제5 저항(R5)은 상기 제5 노드(N5)와 제6 노드(N6)를 연결하며, 상기 제2 커패시터(C2)는 상기 제6 노드(N6)와 접지를 연결하여, 상기 제4 저항(R4)과 병렬연결된다.

출력 단자(OUT)는 상기 제6 노드(N6)와 연결되어, 상기 제6 노드(N6)를 통해 상기 기준 전압을 레벨 쉬프트된 도어 신호로서 입력받고, 상기 기준 전압을 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달한다.

이와 같이, 본 발명은 단순한 기계적인 스위치에 의해 입력신호를 받아서 처리하리 하는 종래와는 달리 기계식 스위치의 문제점을 보완하고, 또한 레벨 쉬프트(level shift)도 하기 위해 스위칭 소자(T)을 이용한 전자식 스위칭 방식을 이용한다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 도어 신호의 입력 회로의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 로우 레벨(Low level)의 도어 신호가 입력되면, 제2 입력 단자(IN2) 쪽에서 흐르는 전류가 제2 저항(R2)을 거쳐 제너 다이오드(ZD)방향으로 흐르게 된다. 이에 따라, 스위칭 소자(T)의 베이스 단자는 로우 레벨(Low)로 천이되어, 상기 스위칭 소자(T) 컬렉터 단자와 이미터 단자는 오픈된다. 결과적으로 베이스 단자에 연결된 출력단자(OUT)를 통해 마이크로컨트롤러 유닛으로 로우 신호를 출력한다.

한편, 하이 레벨(High level)의 도어 신호가 입력되면, 스위칭 소자(T)의 베이스 단자는 하이 레벨로 천이되고, 이에 따라 스위칭 소자(T)의 컬렉터 단자와 이미터 단자가 연결되어, 기준전압(예컨대, 약 3.3V전원)으로 다운 쉬프트된 도어 신호의 하이 상태를 제5 저항(R5) 및 출력단자(OUT)를 통해 마이크로컨트롤러 유닛으로 출력하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 제1 전압 레벨의 도어 신호를 입력받는 제1 입력단자(IN1);
   상기 제1 전압 레벨과 다른 제2 전압 레벨을 갖는 기준전압을 입력받는 제2 입력단자(IN2); 및
   상기 제1 입력 단자(IN1)에 역방향으로 연결된 제너 다이오드(ZD)를 통해 상기 도어 신호를 입력받는 베이스 단자와, 상기 제2 입력단자(IN2)와 연결되는 이미터 단자 및 상기 베이스 단자를 통해 입력받은 도어 신호에 따라 턴 온되어 상기 기준전압이 레벨 쉬프트된 도어 신호를 출력단자(OUT)를 통해 출력하는 스위칭 소자
   를 포함하는 차량용 도어 신호의 입력 회로.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 입력단자(IN1)를 통해 유입되는 노이즈를 필터링하는 필터 회로(110)를 더 포함하고,
   상기 필터 회로(110)는,
   상기 스위칭 소자(T)의 상기 베이스 단자와 상기 출력단자(OUT) 사이에 연결된 것인 차량용 도어 신호의 입력 회로.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 필터 회로(110)는,
   상기 제너 다이오드(ZD)와 상기 베이스 단자를 연결하는 노드(N3)와 접지를 연결하는 제1 커패시터(C1);
   상기 스위칭 소자(T)의 컬렉터 단자와 접지를 연결하는 저항(R4); 및
   상기 저항(R4)과 병렬로 연결된 제2 커패시터(C2);
   를 포함하는 차량용 도어 신호의 입력 회로.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 입력단자(IN2) 방향에서 들어오는 전류를 상기 제너 다이오드 방향으로 흐르게 하는 저항(R2)을 더 포함하고,
   상기 스위칭 소자(T)는,
   상기 제1 입력단자(IN1)를 통해 로우 레벨의 도어 신호가 입력된 경우, 상기 제2 입력단자(IN2)를 통해 들어오는 전류가 상기 저항(R2)를 따라 상기 제너 다이오드(ZD) 쪽으로 이동함에 따라 상기 스위칭 소자(T)의 베이스 단자가 로우 레벨로 천이되어, 턴 오프되는 것인 차량용 도어 신호의 입력 회로.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 스위칭 소자(T)는,
   상기 제1 입력단자(IN1)를 통해 하이 레벨의 도어 신호가 입력된 경우, 상기 스위칭 소자(T)의 베이스 단자가 하이 레벨로 천이됨에 따라 턴 온 되어 상기 출력단자(OUT)를 통해 상기 기준전압이 레벨 쉬프트된 도어 신호를 출력하는 것인 차량용 도어 신호의 입력 회로.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 전압 레벨은,
   상기 제2 전압 레벨보다 높은 것인 차량용 도어 신호의 입력 회로.
   
   
   

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