일반기술

차량용 5V 직류 안정화 전원회로

본 기술은 자동차의 밧데리 전원이 입력되면 이를 5V의 전압으로 바꾸기 위한 차량용 5V 직류 안정화 전원회로에 관한 것이다. 직류 안정화 전원회로는 입력전압, 부하전류, 주위온도의 변동 등에 영향을 받는 일 없이 안정된 직류전압을 얻기 위한 회로로, 통상 차량용으로는 24V의 밧데리 전압을 5V의 전압으로 바꿔주는 안정화 회로가 이용되고 있다. 기존의 안정화 회로는 3단자 레귤레이터가 밧데리로부터 입력된 전압을 5V로 전압강하하여 출력하게 하고 입력단에 접속된 콘덴서는 3단자 레귤레이터의 동작을 안정화시키고 출력단에 접속된 콘덴서는 레귤레이터의 출력에 대한 고주파 임피던스를 감쇄시키는 작용을 하도록 구성되어 있다. 그런데, 이와 같은 기존의 안정화 회로는 과도전원내성규정(ISO7673-1)에서 정하는 정도의 높은 노이즈가 인가되면 3단자 레귤레이터 내부의 소자가 불안정하게 작동하여 안정된 출력을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 소자가 소손되는 문제점이 있었다. 이에 본 기술에서 제안된 안정화 회로는 입력전원에 노이즈가 포함되더라도 해당 노이즈를 감쇄시켜 보다 안정화된 출력을 얻을 수 있도록 했다. 즉 밧데리와 제1콘덴서 사이에 1.밧데리로부터 인가되는 전원전압에 포함된 노이즈를 제거하는 코일과, 2. 이 코일을 지난 전류가 미리 설정된 전류를 초과하면 개방되는 폴리스위치와, 3. 폴리스위치의 출력전압이 과도전압을 초과하지 못하도록 조절하는 과도전압억제 다이오드( Transient Voltage Suppressors Diode;TVS)와, 4.폴리스위치 출력전압을 정류하여 출력하는 다이오드 등을 추가했다 본 기술에 따른 안정화 회로의 구조와 동작을 자세히 살펴보면 다음과 같다. 밧데리로부터 제공되는 전압은 코일과 콘덴서에 의해 노이즈가 제거된 후 3단자 레귤레이터로 입력되는데, 이 때 코일에 연결된 폴리스위치는 코일을 지난 전류가 과전류일 경우 턴오프(turn off)되어 3단자 레귤레이터를 보호하는 역할을 한다. TVS는 폴리스위치의 출력단에 캐소드(cathode)단이 연결되고 애노드(anode)단은 접지되어 있는데, 폴리스위치와 다이오드 사이에서 과도전압이 인가되는 것을 방지하는 역할을 한다. 다이오드는 TVS의 캐소드단 전압을 정류하여 비로소 제1콘덴서로 보낸다. 이하는 기존의 안정화회로와 같다. 이상의 과정에 의해서 차량의 레귤레이터에 입력되는 전원에 ISO7673-1의 노이즈가 포함되면 회로를 끊거나 노이즈를 감쇄시켜 보다 안정화된 출력을 얻을 수 있으며, 내부 소자를 보호할 수 있는 효과가 있다