KR100961078B1

KR100961078B1 - 전원공급장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100961078B1
Application number: KR1020080027754A
Authority: KR
Inventors: 송상혁
Original assignee: 대성전기공업 주식회사
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2010-06-08
Also published as: KR20090102360A

Abstract

본 발명은 전원공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전원공급장치는 소정 직류전원을 출력하는 직류전원부와; 상기 직류전원의 전압레벨을 승압하는 승압부와; 상기 승압부에서 출력되는 승압전원을 소정 주파수를 갖는 교류전원으로 변경하는 교류생성부와; 상기 직류전원의 전압레벨을 감지하고, 감지된 전압레벨이 소정의 제1허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압부를 디스에이블 시키는 제1제어부와; 상기 교류전원을 피드백 받고, 피드백 받은 교류전원의 전압레벨이 소정의 제2허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압전원이 상기 교류생성부로 출력되는 것을 차단하는 제2제어부를 포함한다. 이에 의해 안전하게 전원이 공급되는 전원공급장치 및 그 제어방법이 제공된다.

DC/AC 컨버터, 포토커플러

Description

전원공급장치 및 그 제어방법{POWER SUPPLY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 전원공급장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직류전원을 교류전원으로 전환하여 공급하는 전원공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

차량 내부에 마련되어 있는 배터리는 통상적으로 12V의 정전압을 출력한다. 차량은 이러한 배터리로부터 출력되는 전압을 다양한 레벨의 전압으로 변환하는 복수의 DC/DC 컨버터를 포함한다. 또한, 배터리로 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변경하는 DC/AC 인버터를 포함할 수도 있다.

이러한 DC/AC 인버터의 출력단에는 컴퓨터를 비롯한 다양한 IT 기기가 연결될 수 있다. DC/AD 인버터는 고압 고전력의 전자기기로서 안전성이 매우 중요하다. 따라서, DC/AC 인버터에 연결되는 부하의 상태에 따라 발생할 수 있는 단락, 과전류 등에 관한 제어와 배터리로부터 출력되는 전압레벨에 대한 감지 역시 중요한 이슈가 된다.

상기 제어를 위하여 ASIC(application specific integrated circuit)를 사용 할 수도 있지만, ASIC를 이용할 경우, 설계 사양의 변경이나 기능이 변경될 경우 ASIC를 다시 개발해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 안전하게 전원이 공급되는 전원공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 외부 환경에 따른 전원제어가 용이하게 이루어지는 전원공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 부하 상태에 따른 오류를 사용자에 알릴 수 있는 전원공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 소정 직류전원을 출력하는 직류전원부와; 상기 직류전원의 전압레벨을 승압하는 승압부와; 상기 승압부에서 출력되는 승압전원을 소정 주파수를 갖는 교류전원으로 변경하는 교류생성부와; 상기 직류전원의 전압레벨을 감지하고, 감지된 전압레벨이 소정의 제1허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압부를 디스에이블 시키는 제1제어부와; 상기 교류전원을 피드백 받고, 피드백 받은 교류전원의 전압레벨이 소정의 제2허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압전원이 상기 교류생성부로 출력되는 것을 차단하는 제2제어부를 포함하는 전원공급장치에 의해 달성된다.

상기 제1제어부는 감지된 전압레벨이 상기 제1허용범위의 최고값보다 더 큰 초과범위 및 상기 제1허용범위의 최저값보다 더 작은 미만범위 중 적어도 하나를 벗어나는 경우, 상기 직류전원이 상기 승압부로 출력되는 것을 차단할 수 있다.

상기 제1제어부와 상기 제2제어부 사이에 있는 포토커플러를 더 포함하고, 상기 제2제어부는 상기 교류전원의 오류를 나타내는 오류신호를 상기 포토커플러로 출력할 수 있다. 이 때, 상기 제2제어부는 상기 오류 종류에 따라 상이한 듀티비를 갖는 PWM 신호를 출력할 수도 있다.

상기 제1제어부는 상기 오류신호의 횟수를 카운터 하고, 카운터된 상기 오류신호의 횟수가 기설정된 제한 횟수를 초과하는 경우, 승압부와 교류생성부의 보호를 위하여 상기 직류전원이 상기 승압부로 출력되는 것을 차단하는 것이 바람직하다.

상기 교류전원의 상태를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 표시부는 복수의 색을 발광하는 발광다이오드를 포함할 수 있다. 상기 제1제어부는 전원의 정상상태 또는 전원 오류의 종류에 따라 상이한 색을 발광하도록 상기 발광 다이오드를 제어할 수 있다.

상기 제2제어부는 상기 교류생성부가 소정 레벨과 상기 주파수를 갖는 교류전압를 출력하도록 상기 교류생성부에 제어신호를 출력한다.

상기 교류생성부의 출력단에 연결되어 있는 과전류 방지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 과전류 방지부는 상기 출력단에 연결되어 있는 부하로 출력되는 교류전원의 전류를 감지하여 상기 제2제어부로 출력하는 과부하 검출부를 포함하고, 상기 제2제어부는 입력되는 전류에 기초하여 상기 교류전원의 전력이 출력가능전력을 초과하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제어신호를 조절할 수 있다.

또한, 상기 과전류 방지부는, 상기 교류전원의 전류를 감지하여 상기 출력단에 연결되어 있는 부하의 단락여부를 판단하는 단락검출부와; 판단 결과, 부하의 단락이 검출되는 경우, 상기 교류전원이 상기 부하로 출력되는 것을 차단하는 전원차단부를 포함할 수도 있다.

온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함하고, 상기 제2제어부는 상기 온도감지부를 통하여 감지된 온도가 허용온도를 초과하는 경우 상기 제어신호를 조절하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 소정 직류전원의 전압레벨을 승압하는 승압부와, 승압된 승압전원을 소정 주파수를 갖는 교류전원으로 변경하는 교류생성부를 갖는 전원공급장치에 있어서, 소정 직류전원의 레벨을 감지하는 단계와; 감지된 전압레벨이 소정의 제1허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압부를 디스에이블 시키고, 감지된 전압레벨이 상기 제1허용범위 내에 있는 경우, 상기 직류전원의 전압레벨을 승압하는 단계와; 승압된 전원을 상기 교류전원으로 변경하는 단계와; 상기 교류전원을 피드백 받고, 피드백 받은 교류전원의 전압레벨이 소정의 제2허용범위를 벗어나는 지 여부를 판단하는 단계와; 상기 전압레벨이 상기 제2허용범위를 벗어나는 경우, 상기 고전압이 상기 교류생성부에 출력되는 것을 차단하는 단계를 포함하는 전원공급장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 안전하게 전원이 공급되는 전원공급장치 및 그 제어방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따른 외부 환경에 따른 전원제어가 용이하게 이루어지는 전원공급장치 및 그 제어방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 부하 상태에 따른 오류를 사용자에 알릴 수 있는 전원공급장치 및 그 제어방법에 제공된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전원공급장치의 개략도이다. 본 실시예에 따른 전원공급장치는 차량 내부의 전원을 이용하여 다른 전자기기에 전원을 공급하는 장치로서 특히, 차량의 직류전원을 전자기기가 이용할 수 있는 교류전원으로 변환하는 장치이다.

도시된 바와 같이, 전원공급장치는 직류전원부(100), 승압부(200), 교류생성부(300), 제1제어부(400), 제2제어부(500), 제1제어부(400)와 제2제어부(500) 사이에 형성되어 있는 포토커플러(600)를 포함한다.

직류전원부(100)는 차량 내부의 모든 전원의 소스가 되는 배터리로서, 12V와 같은 일정한 레벨을 정전압을 출력한다. 물론 직류전원부(100)로부터 출력되는 직류전원의 전압레벨은 특정한 레벨 한정되지 않는다.

승압부(200)는 직류전원부(100)에서 출력된 직류전원의 전압레벨을 승압하며, 도2와 같이 SMPS(switched-mode power supply, 210), 트랜스포머(220) 및 정류부(230)를 포함한다. 승압부(200)는 전원공급장치의 입력측을 제어하는 제1제어부(400)와 출력측을 제어하는 제2제어부(500)의 제어 아래 직류전원을 승압하는 역할을 한다. 승압부(200)로 입력된 직류전원의 레벨은 SMPS(210) 및 트랜스포머(220)에 의해 120V, 또는 220V와 같이 부하에 공급될 수 있는 레벨로 상승한다. 전압레벨이 상승한 직류전원은 정류부(230)에 의해 정류되고 승압전원으로서 교류생성부(300)로 출력된다. 승압부(200)가 포함하고 있는 상기 구성요소 및 그 기능은 공지된 기술로 대체 가능하며, 특정 공지 기술로 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

교류생성부(300)는 직류전원을 교류전원으로 변경하고, 도 3과 같이, H-브릿지 구동 모듈(310)과 H-브릿지 스위칭 모듈(320)을 포함한다. H-브릿지 구동 모듈(310)은 제2제어부(500)에서 출력되는 제어신호에 따라 H-브릿지 스위칭 모듈(320)을 구동한다. 제어신호는 H-브릿지 스위칭 모듈(320)이 포함하고 있는 복수의 스위치들을 제어하여 일정한 주파수를 갖는 교류전원이 부하로 출력되도록 한다. 본 실시예에 따를 경우, 교류전원의 주파수는 60Hz이며, H-브릿지 구동 모듈(310)는 교류전원의 주파수가 60Hz로 유지될 수 있도록 H-브릿지 스위칭 모 듈(320)을 구동시킨다. 직류전원을 교류전원으로 변경하는 교류생성부(300)의 구성은 H-브릿지 구동 모듈(310)과 H-브릿지 스위칭 모듈(320)에 한정되지 않으며 공지된 다양한 기술로 구현될 수 있다.

제1제어부(400)는 직류전원의 전압레벨을 감지하여 전원공급장치의 입력측을 제어한다. 도 2는 본 실시예에 따른 전원공급장치의 입력측 제어를 설명하기 위한 상세블럭도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 전원공급장치의 출력측 제어를 설명하기 위한 상세블럭도이다. 입력측이란 승압부(200)를 중심으로 전원이 입력되는 전원공급장치의 일부분을 일컫는 것이고, 출력측이란 승압부(200)를 중심으로 전원이 출력되는 전원공급장치의 나머지 부분을 의미한다. 제1제어부(400)는 입력측을 제어하는 컨트롤러서로 MCU(micro control unit)로 마련될 수 있다.

제1제어부(400)는 도 2와 같이, 감지부(410), A/D 컨버터(420) 및 스위칭부(430)을 포함한다. 제1제어부(400)는 직류전원의 전압레벨이 소정의 제1허용범위, 초과범위 또는 미만범위를 벗어나는지 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 직류전원의 입출력을 제어한다. 감지부(410)는 직류전원의 전압레벨을 감지하며, A/D 컨버터(420)는 감지된 전압레벨을 디지털 신호로 변환하여 제1제어부(400)가 이용할 수 있는 정보로 변환한다.

제1제어부(400)는 전원공급장치가 구동을 시작하면, 직류전원의 전압레벨을 감지한다. 감지된 전압레벨이 초기구동을 위한 초기구동범위 내에 포함되는 경우 제1제어부(400)는 직류전원을 승압부(200)로 출력하고, 전압레벨이 초기구동범위를 벗어나는 경우 스위칭부(430)를 제어하여 직류전원이 승압부(200)로 출력되는 것을 차단한다.

구동이 시작되면, 제1제어부(400)는 소정 시간간격마다 또는 상시적으로 직류전원의 전압레벨을 감지한다. 감지된 전압레벨이 기설정된 제1허용범위를 벗어나는 경우, 제1제어부(400)는 승압부(200)를 디스에이블 시킨다. 즉, 전원의 승압이 이루어지지 않도록 승압부(200)의 구동을 정지시킨다. 제1허용범위란 승압부(200) 및 교류생성부(300)가 구동하여 원하는 교류전원을 얻기 위한 직류전원의 구동허용범위를 의미한다. 디스에이블 상태는 전압레벨이 제1허용범위에 속하는 경우 해제된다. 제1제어부(400)는 지속적으로 전압레벨을 감지하면서 승압부(200)의 구동을 제어한다.

또한, 제1제어부(400)는 전압레벨이 제1허용범위의 최고값보다 더 큰 초과범위 또는 제2허용범위의 최저값보다 더 작은 미만범위를 벗어나는 경우, 스위칭부(430)를 제어하여 직류전원이 승압부(200)로 출력되는 것을 차단한다. 제1허용범위는 승압부(200)의 구동여부에 따라 입력전원을 제어할 수 있는 정도에 대응하는 전압레벨로 설정되며, 초과범위 및 미만범위는 전원공급장치의 구동을 유지할 수 없는 정도에 대응하는 전압레벨로 설정된다. 전압레벨이 초과범위 또는 미만범위를 벗어나는 것은 직류전원부(100)의 손상 또는 오류를 의미하기 때문에 직류전원의 출력 자체가 차단된다.

도시하지는 않았지만, 전원공급장치는 직류전원부(100)로 출력되는 전원을 제1제어부(400)에 공급하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다. 스위칭부는 전원을 제1제어부(400)로 공급하여 제1제어부(400)를 구동시킨다.

제2제어부(500)는 교류생성부(300)로부터 출력되어 부하(미도시)에 공급되는 교류전원을 피드백 받고, 피드백 받은 교류전원의 전압레벨이 제2허용범위를 벗어나는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 교류전원의 전압레벨이 제2허용범위를 벗어나는 경우, 승압전원이 교류생성부(300)로 출력되는 것을 차단한다. 제2제어부(500)는 승압전원을 차단하기 위하여 승압부(200)를 제어할 수도 있고 교류생성부(300)를 제어할 수도 있다. 제2제어부(500)는 피드백 받은 교류전원에 기초하여 출력되는 교류전원의 레벨을 조절하기 위한 제어신호를 H-브릿지 구동 모듈(310)에 출력한다. 출력되는 교류전원의 전압레벨이 감소하는 경우 제어신호를 통하여 교류전원의 전압레벨을 상승시키고, 전압레벨이 증가하는 경우 교류전원의 전압레벨을 감소시키는 피드백 제어를 수행한다. 교류전원의 전압레벨이 구동을 유지할 수 있는 제2허용범위를 벗어난 경우, 제2제어부(500)는 제어신호를 통하여 승압전원의 입력을 차단할 수도 있고, 승압부(200)를 제어하여 승압전원의 출력자체를 차단할 수도 있다. 또는, 물리적인 스위칭부를 더 포함하여 승압전원의 입력노드를 오픈시킬 수도 있다.

포토커플러(600)는 제1제어부(400)와 제2제어부(500) 사이에 마련되어 있으며, 교류전원의 오류 및 이상상태를 제1제어부(400)에 전달하는 역할을 한다. 제2제어부(500)는 교류전원의 오류를 나타내는 오류신호를 포토커플러(600)로 출력하며, 이러한 오류신호는 PWM 신호를 포함할 수 있다. 출력된 PWM 신호는 포토커플러(600)를 통하여 제1제어부(400)의 A/D 컨버터(420)로 입력된다.

제1제어부(400)는 오류신호가 입력되는 횟수를 카운트한다. 카운터된 오류신 호의 횟수가 특정 시간 내에 기설정된 제한횟수를 초과하는 경우 제1제어부(400)는 직류전원이 승압부(200)로 출력되는 것을 차단한다. 물론, 오류신호의 횟수가 특정 시간 내 제한횟수를 초과하지 않은 경우, 기존의 구동을 유지한다. 직류전원의 출력은 영구적으로 차단될 수도 있으며 제1제어부(400)의 제어에 따라 일정한 시간이 경과하면 다시 허용될 수도 있다. 제1제어부(400)는 승압부(200) 또는 교류생성부(300)의 손상을 방지하고 각 구성요소의 구동부담을 감소시키는 범위에서 일정 시간 동안 직류전원의 공급을 차단하는 것이 바람직하다.

정리하면, 본 실시예에 따른 전원공급장치는 입력측을 제어하는 제1제어부(400)와 출력측을 제어하는 제2제어부(500)를 포함하며 전원의 상태 및 전원이 경유하는 노드를 분할하여 제어한다. 이렇게 복수의 제어부(400, 500)를 사용함으로써 다양한 제어가 가능하고 사용자의 기호에 따라 전원관리를 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 제2제어부(500)와 제1제어부(400) 간의 통신, 즉 포토커플러(600)를 통한 오류신호 전달을 통하여 출력측 제어가 입력측 제어에 이용되도록 함으로써 보다 효율적인 전원관리가 가능하다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전원공급장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 도4는 참조하여 본 실시예에 따른 제어방법을 정리하면 다음과 같다.

우선, 제1제어부(400)는 감지부(410)를 통하여 직류전원의 전압레벨을 감지한다(S10). 감지단계(S10)는 전원공급장치를 초기구동시키는 단계 및 구동이 이루어지는 단계 모두에서 이루어진다. 다만, 도4는 전원공급장치가 구동되고 있는 상 태에서 전원을 제어하는 방법에 대하여 기술하고 있다.

제1제어부(400)는 직류전원의 전압레벨이 제1허용범위를 초과하는지 여부를 판단한다(S20).

판단 결과, 직류전원의 전압레벨이 제1허용범위를 벗어나는 경우, 전압레벨이 초과범위 또는 미만범위를 벗어나는지 여부를 판단한다(S30). 전압레벨이 초과범위 또는 미만범위에 포함되는 경우, 제1제어부(400)는 직류전원이 승압부(200)로 출력되는 것을 차단한다(S31). 한편, 전압레벨이 제1허용범위는 벗어나지만, 초과범위 또는 미만범위에 속하는 경우에는 승압전원이 교류생성부(300)로 출력되는 것을 차단한다(S33). 차단된 승압전원은 직류전원의 레벨이 제1허용범위에 속하는 경우 다시 교류생성부(300)로 출력된다.

판단 결과, 전압레벨이 제1허용범위에 포함되는 경우, 직류전원은 승압부(200)에서 승압되고, 교류생성부(300)를 통하여 교류전원으로 변경된다(S40).

제2제어부(500)는 부하로 출력되는 교류전원을 피드백 받고, 피드백된 교류전원이 제2허용범위를 벗어나는지 여부를 판단한다(S50).

피드백 전원이 제2허용범위를 벗어나는 경우, 제2제어부(500)는 승압전원을 차단하고(S60), 제1제어부(400)로 오류신호를 출력한다(S70). 오류신호는 PWM 신호로서 포토커플러(600)에 의하여 제1제어부(400)로 전달된다.

제1제어부(400)는 전달받은 오류신호의 횟수를 카운트 하고, 카운트된 오류신호 횟수가 제한횟수보다 크다고 판단되는 경우(S71), 직류전원의 출력을 차단한다(S73). 하지만, 일정한 시간 동안 수신된 오류신호의 횟수가 제한횟수보다 이하 인 경우 다시 피드백 전원을 제어하는 제어단계로 넘어간다.

만약, 피드백 교류전원이 제2허용범위 내인 경우, 제2제어부(500)는 교류생성부(300)를 제어하여 일정한 레벨의 특정 주파수를 갖는 교류전원을 부하로 출력한다(S80).

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전원공급장치의 제어블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전원공급장치는 제1실시예에 추가적으로 과전류 방지부(700), 온도감지부(800) 및 표시부(900)를 더 포함한다. 교류생성부(300)의 출력단에는 부하(10)가 연결되어 있다.

과전류 방지부(700)는 교류전원 및 부하(10)의 상태에 의하여 발생할 수 있는 과전류를 방지한다. 본 실시예에 따른 과전류 방지부(700)는 과전류 검출부(710), 단락검출부(720) 및 전원차단부(730)를 포함한다.

과부하 검출부(710)는 교류전원의 전류를 감지하여 제2제어부(500)로 출력한다. 과부하 검출부(710)는 정류기로 마련될 수 있으며 감지된 전류는 출력단에 연결되어 있는 부하의 경중을 판단할 수 있는 정보가 된다. 제2제어부(500)는 입력된 전류에 기초하여 교류전원의 전력이 출력가능전력을 초과하는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 교류전원이 출력가능전력을 초과하는 경우 제2제어부(500)는 과부하로 판단하고 H-브릿지 구동 모듈(310)을 제어하여 교류전원의 전압레벨을 낮추거나 주파수를 감소시킨다. 즉, 교류전원의 전력을 출력가능전력 범위로 변경시킴으로써 과전류를 방지한다.

단락검출부(720) 역시 교류전원의 전류를 감지하여 출력단에 연결되어 있는 부하(10)의 단락을 검출한다. 부하(10)의 단락이 발생할 경우, 교류전원의 전류는 큰 폭으로 감소한다. 단락검출부(720)를 통하여 부하의 단락이 검출되는 경우, 전원차단부(730)는 교류전원이 부하(10)로 출력되는 것을 차단한다. 즉, 전원차단부(730)는 제2제어부(500)의 제어 없이 단락검출부(720)의 판단 결과에 따라 전원을 출력을 차단한다. 이는 단락으로 인한 전원공급장치의 손상을 방지하고 부하(10)를 즉각적으로 보호하기 위한 것이다. 부하(10)의 단락이 발생하면, 제2제어부(500) 역시 이를 감지하고 교류생성부(300)를 제어한다. 전원차단부(730)는 단락검출부(720)에서 감지된 전류에 따라 교류전원의 출력 또는 차단을 반복한다. 전원차단부(730)는 스위칭부로 마련될 수 있다.

온도감지부(800)는 전원공급장치 내부의 온도를 감지하여 이를 제2제어부(500)로 출력한다. 과전류가 발생하거나 큰 부하가 전원공급장치에 연결될 경우, 전원공급장치 내부의 온도는 증가한다. 온도감지부(800)에서 감지된 온도가 허용온도를 초과하는 경우, 제2제어부(500)는 H-브릿지 구동 모듈(310)을 제어하여 교류전원의 전압레벨 또는 주파수를 변경한다. 전압레벨 또는 주파수는 교류생성부(300)의 동작을 완화시키는 방향, 즉 교류생성부(300)의 로드를 감소시키는 방향으로 조절된다. 온도감지부(800)는 온도 정보를 제2제어부(500)가 아닌 제1제어부(400)로 출력할 수도 있다.

제2제어부(500)는 교류전원의 오류종류에 따라 상이한 오류신호를 포토커플러(600)로 출력할 수 있다. 즉, 오류의 종류에 따라 상이한 듀티비를 갖는 PWM 신호가 포토커플러(600)로 출력된다. 예를 들어, 부하(10)의 단락, 과부하 또는 온도 이상에 따라 PWM 신호의 듀티비는 상이하게 조절되고, 제1제어부(400)는 PWM 신호의 듀티비를 통하여 교류전원에서 발생한 전원의 이상상태를 파악할 수 있다.

표시부(900)는 교류전원의 상태를 표시한다. 표시부(900)는 복수의 색을 발광하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 제1제어부(400)는 전원이 정상상태이거나 상이한 오류를 가지고 있을 경우 각 경우마다 다른 색의 빛을 출사하도록 발광 다이오드를 제어할 수 있다. 예컨대, 전원이 정상상태인 경우에는 흰색광을 발광하고, 부하(10)의 단락이 발생한 경우에는 빨간색 광을 발광하고, 과전류가 검출되는 경우에는 노란색 광을 발광할 수 있다. 또는,정상상태와 오류상태만을 구별할 수 있도록 제어될 수도 있다.

다른 실시예에 따르면, 제1제어부(400)는 직류전원의 전압레벨이 정상인 경우에도 이를 표시부(900)에 표시할 수도 있다.

또한, 전원공급장치는 전원의 오류가 발생한 경우 이를 외부 서비스 센터 또는 차량 관리 시스템에 전송할 수 있는 인터페이스부를 더 포함할 수도 있다. 즉, 전원이 정상상태가 아닌 경우 표시부(900)에 이를 표시하는 색이 발광되어 사용자가 이를 인식할 수 있는 동시에 인터페이스부를 통하여 비정상상태임을 외부로 송출할 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전원공급장치의 개략도이고,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전원공급장치의 입력측 제어를 설명하기 위한 상세블럭도이고,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전원공급장치의 출력측 제어를 설명하기 위한 상세블럭도이고,

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전원공급장치의 제어방법을 설명하기 위 한 제어흐름도이고,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전원공급장치의 제어블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 직류전원부 200 : 승압부

210 : SMPS 220 : 트랜스포머

230 : 정류부 300 : 교류생성부

310 : H-브릿지 구동모듈

320 : H-브릿지 스위칭 모듈

400 : 제1제어부 410 : 감지부

420 : A/D 컨버터 430 : 스위칭부

500 : 제2제어부 600 : 포토커플러

700 : 과전류 방지부 710 : 과부하 검출부

720 : 단락 검출부 730 : 전원 차단부

800 : 온도 감지부 900 : 표시부

Claims

소정 직류전원을 출력하는 직류전원부와; 상기 직류전원의 전압레벨을 승압하는 승압부와; 상기 승압부에서 출력되는 승압전원을 소정 주파수를 갖는 교류전원으로 변경하는 교류생성부와; 상기 직류전원의 전압레벨을 감지하고, 감지된 전압레벨이 소정의 제1허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압부를 디스에이블 시키는 제1제어부와; 상기 교류전원을 피드백 받고, 피드백 받은 교류전원의 전압레벨이 소정의 제2허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압전원이 상기 교류생성부로 출력되는 것을 차단하는 제2제어부와; 상기 제1제어부와 상기 제2제어부 사이에 있는 포토커플러와; 온도를 감지하는 온도감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치로서,

상기 제1제어부는,

감지된 전압레벨이 상기 제1허용범위의 최고값보다 더 큰 초과범위 및 상기 제1허용범위의 최저값보다 더 작은 미만범위 중 적어도 하나를 벗어나는 경우, 상기 직류전원이 상기 승압부로 출력되는 것을 차단하고,

상기 제2제어부는,

상기 교류전원의 오류를 나타내는 오류신호를 상기 포토커플러로 출력하고, 상기 교류생성부가 소정 레벨과 상기 주파수를 갖는 교류전압를 출력하도록 상기 교류생성부에 제어신호를 출력하며, 상기 온도감지부를 통하여 감지된 온도가 허용온도를 초과하는 경우 상기 제어신호를 조절하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
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제1항에 있어서,

상기 제2제어부는 상기 오류 종류에 따라 상이한 듀티비를 갖는 PWM 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제1항에 있어서,

상기 제1제어부는 상기 오류신호의 횟수를 카운터 하고, 카운터된 상기 오류신호의 횟수가 기설정된 제한 횟수를 초과하는 경우, 상기 직류전원이 상기 승압부로 출력되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제1항에 있어서,

상기 교류전원의 상태를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제6항에 있어서,

상기 표시부는 복수의 색을 발광하는 발광다이오드를 포함하고,

상기 제1제어부는 전원의 정상상태 또는 전원 오류의 종류에 따라 상이한 색을 발광하도록 상기 발광 다이오드를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
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제1항에 있어서,

상기 교류생성부의 출력단에 연결되어 있는 과전류 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제9항에 있어서,

상기 과전류 방지부는 상기 출력단에 연결되어 있는 부하로 출력되는 교류전원의 전류를 감지하여 상기 제2제어부로 출력하는 과부하 검출부를 포함하고,

상기 제2제어부는 입력되는 전류에 기초하여 상기 교류전원의 전력이 출력가능전력을 초과하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제어신호를 조절하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제9항에 있어서,

상기 과전류 방지부는,

상기 교류전원의 전류를 감지하여 상기 출력단에 연결되어 있는 부하의 단락 여부를 판단하는 단락검출부와;

판단 결과, 부하의 단락이 검출되는 경우, 상기 교류전원이 상기 부하로 출력되는 것을 차단하는 전원차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
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제1항에 있어서,

상기 제1제어부는 상기 직류전원부와 상기 승압부 사이를 단속하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제1항에 있어서,

제1제어부는,

상기 직류전원의 전압레벨을 감지하는 감지부와;

감지된 상기 전압레벨을 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제1항에 있어서,

상기 승압부는 SMPS(switched-mode power supply), 트랜스포머, 및 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제1항에 있어서,

상기 교류생성부는 H-브릿지 구동모듈 및 H-브릿지 스위칭 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
소정 직류전원의 전압레벨을 승압하는 승압부와, 승압된 승압전원을 소정 주파수를 갖는 교류전원으로 변경하는 교류생성부를 갖는 전원공급장치에 있어서,

소정 직류전원의 레벨을 감지하는 단계와;

감지된 전압레벨이 소정의 제1허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압부를 디스에이블 시키고, 감지된 전압레벨이 상기 제1허용범위 내에 있는 경우, 상기 직류전원의 전압레벨을 승압하는 단계와;

승압된 전원을 상기 교류전원으로 변경하는 단계와;

상기 교류전원을 피드백 받고, 피드백 받은 교류전원의 전압레벨이 소정의 제2허용범위를 벗어나는 지 여부를 판단하는 단계와;

상기 전압레벨이 상기 제2허용범위를 벗어나는 경우, 상기 승압전원이 상기 교류생성부에 출력되는 것을 차단하는 단계와;

감지된 전압레벨이 상기 제1허용범위의 최고값보다 더 큰 초과범위 및 상기 제1허용범위의 최저값보다 더 작은 미만범위 중 적어도 하나를 벗어나는 경우, 상기 직류전원이 상기 승압부로 출력되는 것을 차단하는 단계와;

상기 교류전원의 오류를 나타내는 오류신호를 출력하는 단계와;

상기 전원공급장치 내부의 온도를 감지하는 단계; 및

상기 감지된 온도에 기초하여 상기 교류전원을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어방법.
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제17항에 있어서,

상기 오류신호의 횟수를 카운터 하는 단계와;

카운터된 상기 오류신호의 횟수가 기설정된 제한 횟수를 초과하는 경우, 상기 직류전원이 상기 승압부로 출력되는 것을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어방법.
제17항에 있어서,

상기 교류전원의 전류를 감지하는 단계와;

상기 감지된 전류에 기초하여 상기 교류전원의 전력이 출력가능전력을 초과하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 교류전원을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어방법.
제17항에 있어서,

상기 교류전원의 전류를 감지하여 상기 교류생성부의 출력단에 연결되어 있는 부하의 단락여부를 판단하는 단계와;

판단 결과, 부하의 단락이 검출되는 경우, 상기 교류전원이 상기 부하로 출력되는 것을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어방법.
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