KR200156036Y1 - 전압검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 전압검출장치에 관한 것으로서, 특히, 시스템의 각부에 전압을 분배하기 위한 전원공급부와, 시스템 전반을 제어하기 위한 제어부를 구비한 전압검출장치에 있어서, 직류전압신호을 발생하기 위한 전압발생부; 상기 직류전압신호의 레벨을 검출하는 전압레벨검출부; 상기 전압발생부와 상기 전원공급부 사이에 결합되어 개폐에 따라 전류패스를 형성하기 위한 스위칭부; 및 상기 전압레벨검출부에 의해 검출된 전압신호레벨 및 상기 제어부의 출력신호에 따라 상기 스위칭부를 개폐시키기 위한 구동신호를 발생하며, 상기 검출된 전압레벨이 고레벨 및 저레벨일 때 전원공급부로의 전류패스를 차단하도록 상기 스위칭부를 구동시키는 스위칭구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 고안은 부하의 변동으로 인해 전압발생부가 설정된 이상전압인 저전압 및 과전압이 발생할 때 차량 탑재용 전자제품으로의 전원공급이 중단되도록 전압발생부로부터 전원공급부로의 전류패스를 차단시킴으로써, 저전압 및 과전압으로부터 차량 탑재용 전자제품들의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전압검출장치
본 고안은 전압검출장치에 관한 것으로서, 특히, 배터리의 전압변화를 검출하여 이상전압(과전압 및 저전압) 발생시 전원공급을 차단함으로써, 차량 탑재용 티브(TV), 티브이시알(TVCR) 등의 전자제품의 손상을 방지할 수 있는 전압검출장치에 관한 것이다.
또한, 본 고안의 장치는 차량 탑재용 티브(TV), 티브이시알(TVCR)에만 한정되지 않는다.
일반적으로, 소형화 기술의 발달에 힘입어 많은 전자제품들이 차량용으로 응용되고 있다. 그 대표적인 예로 차량용 전자제품들에는 가정에서 주로 사용되는 티브이(TV), 티브이시알(TVCR) 등이 있으며, 또한 최근 상용화되고 있는 네비게이션 장치들이 있다. 특히, 네비게이션 장치는 주행정보를 제공하는 것이 주 임무이지만 브이(TV), 비디오 및 오디오 시스템들과 상호 결합되어 복합적인 기능을 수행할 수 있으므로 그 이용 추세가 늘어날 것으로 전망된다.
이러한 차량 탑재용 전자제품들을 작동시키기 위해서는 전원이 필요한 데, 통상 자동차들은 전원장치나 배터리에 의해 12V 또는 24V를 지원한다. 그러나, 이들 전원공급부는 차량에 사용되는 부하변동, 외부와의 오접속 등과 같은 원인에 의해 공급전압이 저전압으로 떨어지거나 고전압으로 상승하게 된다. 따라서, 이러한 전압 변동이 발생된다면, 차량 탑재용 전자제품들이 상당한 손상을 받게되고, 이들 전자제품들이 고가인 것을 감안한다면 그 만큼 경제적 손실이 뒤 따르게 된다.
본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 배터리의 전압변화를 검출하여 이상전압(과전압 및 저전압) 발생시 전원공급을 차단함으로써, 차량 탑재용 티브(TV), 티브이시알(TVCR) 등의 전자제품의 손상을 방지할 수 있는 전압검출장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 장치는 시스템의 각부에 전압을 분배하기 위한 전원공급부와, 시스템 전반을 제어하기 위한 제어부를 구비한 전압검출장치에 있어서,
직류전압신호을 발생하기 위한 전압발생부; 상기 직류전압신호의 레벨을 검출하는 전압레벨검출부; 상기 전압발생부와 상기 전원공급부 사이에 결합되어 개폐에 따라 전류패스를 형성하기 위한 스위칭부; 및 상기 전압레벨검출부에 의해 검출된 전압신호레벨 및 상기 제어부의 출력신호에 따라 상기 스위칭부를 개폐시키기 위한 구동신호를 발생하며, 상기 검출된 전압레벨이 고레벨 및 저레벨일 때 전원공급부로의 전류패스를 차단하도록 상기 스위칭부를 구동시키는 스위칭구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1 은 본 고안에 따른 전압검출장치를 나타낸 회로도.
도 2 는 도 1 의 전압발생부의 출력전압의 변동을 일예로 나타낸 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전원공급부 20 : 제어부
40 : 전압발생부 60 : 전압레벨검출부
80 : 스위칭부 100 : 스위칭구동부
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 고안을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 고안에 따른 전압검출장치를 나타낸 회로도로서 도시된 바와 같이, 시스템의 각부에 전압을 분배하기 위한 전원공급부(10)와, 시스템 전반을 제어하기 위한 제어부(20)를 구비한 전압검출장치에 있어서, 직류전압신호을 발생하기 위한 전압발생부(40)와, 상기 직류전압신호의 레벨을 검출하는 전압레벨검출부(60)와, 전압발생부(40)와 전원공급부(10) 사이에 결합되어 개폐에 따라 전류패스를 형성하기 위한 스위칭부(80)와, 전압레벨검출부(60)에 의해 검출된 전압신호레벨 및 제어부(20)의 출력신호에 따라 스위칭부(80)를 개폐시키기 위한 구동신호를 발생하며, 상기 검출된 전압신호레벨이 고레벨 및 저레벨일 때 전원공급부(10)로의 전류패스를 차단하도록 스위칭부(80)를 구동시키는 스위칭구동부로 구성된다.
상기 상기 전압레벨검출부(60)는 전압발생부(40)의 출력전압레벨이 고레벨과 저레벨 사이일 때 통전되는 제 1 제너다이오드(D1)와, 제 1 제너다이오드(D1)의 통전에 따라 충전되는 제 1 커패시터(C1)와, 제 1 커패시터(C1)의 충전전압에 의해 턴온되는 트랜지스터(Q1)와, 전압발생부(40)의 출력전압레벨이 저렐벨일 때 통전되는 다이오드(D2)와, 전압발생부(40)의 출력전압레벨이 고레벨일 때 통전되는 제 2 제너다이오드(D3)와, 다이오드(D2) 및 상기 제 2 제너다이오드(D2,D3)의 통전에 따라 충전되는 제 2 커패시터(C2)와, 제 1 제너다이오드(D1)와 제 1 커패시터(C1) 사이에 결합된 제 1 저항(R1)과, 제 1 저항(R1)의 일측단과 트랜지스터(Q1)의 베이스단 사이에 결합된 제 2 저항(R2)과, 전압발생부(40)의 출력단과 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단 사이에 결합된 제 3 저항(R3)과, 제 2 제너다이오드(D3)와 제 2 커패시터(C2) 사이에 결합된 제 4 저항(R4)과, 제 2 커패시터에 병렬결합된 제 5 저항(R5)으로 구성된다.
상기 스위칭부(80)는 스위치(SW)와 코일(L)로 구성된 릴레이이다.
상기 스위칭구동부(100)는 전압레벨검출부(60)가 저레벨 및 고레벨의 전압을 검출할 때 통전되는 실리콘 제어정류기(D4)와, 제어부(20)로부터 베이스단으로 제어신호를 인가받고, 실리콘 제어정류기(D4)의 통전에 의해 스위칭부(80)를 개방시키고, 실리콘 제어정류기(D4)의 비통전에 의해 스위칭부(80)를 클로우즈시키는 스위칭 트랜지스터(Q2)로 구성되고, 상기 스위칭 트랜지스터(Q2)의 콜렉터단과 스위칭부(80)의 코일(L)의 일측단 사이에 전류제항(R6)이 결합되고, 스위칭 트랜지스터(Q2)의 베이스단과 제어부(20)의 출력단 사이에 전류제한저항(R7)이 결합된다.
상기와 같이 구성된 바람직한 일실시예에 대한 동작전반을 기술하면 다음과 같다.
도 1 을 참조하여, 전원공급부(10)는 스위칭모드 파워 서플라이(SMPS)로서 제어부(20)의 전압제어신호에 응답하여 본 고안의 장치가 적용된 차량 탑재용 티브이(TV), 오디오 및 비디오 시스템 등의 각부에 전원을 공급하는 일을 담당하고, 한편, 제어부(20)는 시스템 전반을 제어함과 동시에 스위칭구동부(100)에 제어신호를 발생한다. 특히, 스위칭구동부(100)는 상기한 시스템들의 전원공급 스위치(Power-on switch)가 온되었을 때 스위칭구동부(100)의 스위칭 트랜지스터(Q2)를 턴온시키기에 충분한 하이의 제어신호를 발생한다.
도 2 의 전압 파형도에 나타낸 바와 같이 상기 전압발생부(40)는 부하의 변동 및 외부와의 오접속에 따라 출력전압(V)이 상당히 심하게 변동될 수 있으므로, 본 고안에서는 이 출력전압(V)이 차량 탑재용 전자제품에 손상을 입히지 않는 전압범위를 설정한다.
여기서, 참조부호 VRL은 저레벨의 출력전압으로서 제 1 기준전압을 나타내고, VRH은 고레벨의 출력전압으로 제 2 기준전압을 나타낸다. 따라서, 이 기준전압들에 의거하여 출력전압(V)이 제 1 기준전압(VTL)보다 작을 때는 저전압 상태이고, 제 2 기준전압(VTH)보다 클 때는 과전압 상태라는 것을 알 수 있을 것이다.
이와 같은 상태에서, 전압발생부(40)가 이 제 1 기준전압(VTH)보다 크고 제 2 기준전압(VTH)보다 작은 전압범위에 사이의 출력전압(V)을 발생한다면, 이 때에 제 1 제너다이오드(D1)가 통전되고, 제 1 저항(R1)을 경유한 전류가 제 1 커패시터(C1)에 충전되어 트랜지스터(Q1)의 베이스 전위가 상승되고, 제 1 커패시터(C1)의 충전전압이 트랜지스터(Q1)의 문턱전압 이상에서 트랜지스터(Q1)가 턴온된다.
이 때, 다이오드(D2)와 제 2 제너다이오드(D3)가 도통되지 않으므로 실리콘 제어정류기(SCR)(D4)가 트리거되지 못하고, 스위칭 트랜지스터(Q2)가 제어부(20)에서 제공하는 하이의 전압 제어신호에 의해 턴온상태를 유지하게 된다. 이에 따라 스위칭부(80)가 클로우즈 상태를 계속적으로 유지함으로써, 전원공급부(10)는 전압발생부(40)로부터 전압을 인가받아 차량 탑재용 전자제품의 시스템 각부로 전원을 공급하게 된다.
반면에, 전원공급부(10)의 출력전압(V)이 제 1 기준전압(VRL) 이하로 떨어진다면, 전원공급부(10)의 출력전압(V)이 제 1 및 제 2 제너다이오드(D1,D3)의 문턱전압이 보다 크기 때문에 제 1 및 제 2 제너다이오드(D1,D3)는 도통되지 않는다. 이로인해 트랜지스터(Q1)는 턴오프되고, 다이오드(D2)가 턴온됨으로써, 제 3 저항(R3)과 다이오드(D2)를 경유한 전류가 제 2 커패시터(C2)에 충전된다. 이 때 제 2 커패시터(C2)의 충전전압은 실리콘 제어정류기(SCR)(D4)의 게이트에 인가되어 트리거전압으로 사용된다. 여기서, 제 2 커패시터(C2)와, 제 2 커패시터(C2)에 병렬결합된 제 5 저항(R5)은 전원공급부(40)에서 발생되는 스파이크성 노이즈 전압에 의해 실리콘 제어정류기(SCR)(D4)의 오동작을 방지하기 위한 소자이다.
일단 실리콘 제어정류기(D4)가 트리거되면, 실리콘 제어정류기(D4)는 통전상태를 유지하게 되고, 스위칭 트랜지스터(Q2)의 베이스 전위가 접지전위로 낮아짐으로써, 스위칭 트랜지스터(Q2)가 턴오프되고, 이로인해 스위칭부(80)의 릴레이 코일(L)의 전류패스가 차단되므로 스위치(SW)가 개방된다.
따라서, 전압레벨검출부(60)에 의해 저전압이 검출된다면 스위칭부(80)가 개방되어 전원공급부(10)의 전원공급이 중단된다.
만약, 전원공급부(10)의 출력전압(V)이 제 2 기준전압(VTH)을 초과하게 되면, 제 2 제너다이오드(D3)가 통전되어 제 4 저항(R4)을 경유한 전류가 커패시터(C2)에 충전되고, 커패시터(C2)의 충전전압에 의해 실리콘 제어정류기(SCR)(D4)가 트리거 되어 통전되고, 이어 스위칭 트랜지스터(Q2)가 턴오프됨으로써, 스위칭부(100)가 개방된다. 따라서, 저전압 검출시와 마찬가지로 고전압 검출시에도 전원공급부(10)의 전원공급이 중단된다.
따라서, 상술한 바와 같이 본 고안은 부하의 변동으로 인해 전압발생부가 설정된 이상전압인 저전압 및 과전압을 발생할 때 차량 탑재용 전자제품으로의 전원공급이 중단되도록 전압발생부로부터 전원공급부로의 전류패스를 차단시킴으로써, 저전압 및 과전압으로부터 차량 탑재용 전자제품들의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 시스템의 각부에 전압을 분배하기 위한 전원공급부와, 시스템 전반을 제어하기 위한 제어부를 구비한 전압검출장치에 있어서,
    직류전압신호을 발생하기 위한 전압발생부; 상기 직류전압신호의 레벨을 검출하는 전압레벨검출부; 상기 전압발생부와 상기 전원공급부 사이에 결합되어 개폐에 따라 전류패스를 형성하기 위한 스위칭부; 및 상기 전압레벨검출부에 의해 검출된 전압신호레벨 및 상기 제어부의 출력신호에 따라 상기 스위칭부를 개폐시키기 위한 구동신호를 발생하며, 상기 검출된 전압레벨이 고레벨 및 저레벨일 때 전원공급부로의 전류패스를 차단하도록 상기 스위칭부를 구동시키는 스위칭구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전압레벨검출부는 상기 전압발생부의 출력전압레벨이 고레벨과 저레벨 사이일 때 통전되는 제 1 제너다이오드와, 상기 제 1 제너다이오드의 통전에 따라 소정의 충전전압을 유지하기 위한 제 1 커패시터와, 상기 제 1 커패시터의 충전전압에 의해 턴온되는 트랜지스터와, 상기 전압발생부의 출력전압레벨이 저렐벨일 때 통전되는 다이오드와, 상기 전압발생부의 출력전압레벨이 고레벨일 때 통전되는 제 2 제너다이오드와, 상기 다이오드 및 상기 제 2 제너다이오드의 통전에 따라 소정전압을 유지하기 위한 제 2 커패시터와, 상기 제 1 제너다이오드와 상기 제 1 커패시터 사이에 결합된 제 1 저항과, 상기 제 1 저항의 일측단과 상기 트랜지스터의 베이스단 사이에 결합된 제 2 저항과, 상기 전원공급부의 출력단과 상기 트랜지스터의 콜렉터단 사이에 결합된 제 3 저항과, 상기 제 2 제너다이오드와 상기 제 2 커패시터 사이에 결합된 제 4 저항과, 상기 다이오드의 출력단과 접지단 사이에 결합된 제 5 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전압검출장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부는 스위치와 코일로 구성된 릴레이인 것을 특징으로 하는 전압검출장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭구동부는 상기 전압레벨검출부가 저레벨 및 고레벨의 전압을 검출할 때 통전되는 실리콘 제어정류기와, 상기 제어부로부터 베이스단으로 제어신호를 인가받고, 상기 제어정류기의 통전에 의해 상기 스위칭부를 개방시키고, 상기 스위치부의 비통전에 의해 상기 스위칭부를 클로우즈시키는 스위칭 트랜지스터로 구성되고, 상기 스위칭 트랜지스터의 콜렉터단과 상기 스위칭부의 코일의 일측단 사이에 제 1 전류제항이 결합되고, 상기 스위칭 트랜지스터의 베이스단과 상기 제어부의 출력단 사이에 제 2 전류제한저항이 결합되는 것을 특징으로 하는 전압검출장치.
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