KR100989480B1 - 디지털 전원제어시스템의 필터보상계수를 통신하는 방법 및 시스템 - Google Patents

디지털 전원제어시스템의 필터보상계수를 통신하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분산된 전원시스템 내의 디지털 제어된 전환모드 전원장치의 상기 디지털필터 보상계수를 프로그래밍하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다. 상기 분산된 전원시스템은 피드백값에 응답하는 상기 전원스위치의 제어작동하도록 전원을 부하 및 디지털제어기에 전송하는 적어도 하나의 전원스위치를 포함하는 복수의 부하지점을 포함한다. 상기 디지털제어기는 복수의 필터계수에 의해 한정된 전달함수를 구비하는 디지털필터를 포함한다. 시리얼데이터버스는 각각 복수의 부하지점 조정기에 작동가능하도록 연결된다. 시스템제어기는 상기 시리얼데이터버스에 연결되고 상기 시리얼데이터버스에 의해 상기 복수의 부하지점 조정기에 디지털데이터를 통신한다. 상기 디지털데이터는 상기 복수의 필터계수를 프로그래밍하기 위한 프로그래밍데이터를 포함한다. 상기 시스템제어기는 상기 프로그래밍데이터를 수신하기 위한 사용자 인터페이스를 더 포함한다.
전원장치, 전원스위치, 필터, 부하지점, 시스템제어기, 데이터

Description

디지털 전원제어시스템의 필터보상계수를 통신하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR COMMUNICATING FILTER COMPENSATION COEFFICIENTS FOR A DIGITAL POWER CONTROL SYSTEM}
본 발명은 전원장치회로에 관한 것으로 보다 상세하게는 교환모드 전원장치회로의 파라미터를 프로그래밍하기 위한 디지털 전원제어시스템 및 방법에 관한 것이다.
전환모드 전원장치는 직류 또는 교류 수준 전압을 다른 직류수준의 전압으로 전환하기 위한 장치로 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려져 있다. 벅컨버터(buck converter)는 전환 모드 전원장치 중 하나의 특정 유형으로, 출력 인덕터로 상기 전류의 흐름을 전환함으로써 상기 부하에 결합된 출력 인덕터로 에너지를 선택적으로 저장하는 것에 의해 조정된 직류 출력전압을 부하에 제공한다. 상술한 것은 모스펫(MOSFET) 트랜지스터에 의해 제공되는 두 개의 전원스위치를 포함한다. 부하와 병렬로 연결된 필터 전기용량(capacity)은 상기 출력전류의 리플(ripple)을 감소시킨다. 펄스폭변조(이하 PWM이라 함) 제어회로는 상기 출력 인덕터에 전류의 흐름을 제어하기 위한 교류 방법(alternating manner)으로 상기 전원스위치의 통문(gating)을 제어하는데 이용된다. 상기 PWM 제어회로는 변화하는 부하상태에 응답하여 전원스위치에 적용되는 듀티사이클(duty cycle)을 조정하기 위해 출력전압 및/또는 전류수준을 반영하는 피드백 루프에 의해 통신되는 신호를 이용한다.
종래의 PWM 제어회로는 아날로그 회로부품을 이용하여 구성되는데 작동증폭기, 컴퍼레이터 및 루프 보상을 위한 저항기 및 축전기와 같은 수동부품, 논리 게이트 및 플립-플롭(flip-flops) 같은 일부 디지털 회로부품을 이용한다. 하지만, 디지털 회로가 보다 적은 물리적 공간을 차지하기 때문에 상기 아날로그 회로부품 대신에 전체적인 디지털회로를 이용하는 것이 바람직한데 보다 적은 전압을 끌어당기고 개발가능 형상의 구현 또는 적응제어기술을 허용한다.
종래의 디지털 제어회로는 제어되는(예를 들면, 출력전압(V0))신호 및 n 비트를 갖는 디지털 신호로의 기준값 사이의 차이점을 나타내는 에러신호를 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다. 상기 디지털 제어회로는 디지털 펄스폭변조를 제어하기 위한 상기 디지털에러신호를 이용하는데 상기 전원장치의 출력값이 상기 기준값을 따르기 위함이다. 상기 디지털제어회로는 디지털필터를 더 포함할 수 있는데 관련 전달함수를 구비하는 무한임펄스응답필터 같은 것이 있다. 상기 전달함수은 상기 무한임펄스응답필터의 작동을 한정하는 보상계수를 포함한다. 변경하기 위한 능력을 구비하거나 특정 부하상태를 위한 상기 디지털필터의 작동을 한정하기 위한 보상계수를 프로그램하는 것이 바람직하다.
전기시스템이 종종 몇 가지 다른 이산전압 및 전류수준에서 제공되는 전압을 필요로 하고 이는 상기 전기시스템을 통한 중간버스전압을 분산하는 것이 알려져 있고 개별 부하지점 조정기, 예를 들면, 상기 전기시스템 내의 전원소비의 지점에서 전환모드 직류/직류 변환기를 포함한다. 특히 부하지점 조정기는 상기 전기회로에 의한 요청된 수준에 상기 중간버스전압을 전환하기 위한 각각의 전기회로를 포함한다. 전기시스템은 각각의 상기 다중 전압수준으로 중간버스전압을 전환하는 다중 부하지점 조정기를 포함할 수 있다. 이상적으로 상기 부하지점 조정기는 물리적으로 상기 저전압 및 상기 전기시스템을 통한 고전류선의 길이를 최소화하기 위한 전기회로에 대응하도록 인접하게 위치될 수 있다. 상기 중간버스전압은 손실을 최소화하는 저전류선을 이용하는 다중 부하지점 조정기에 전송될 수 있다.
상술한 바에 의해 상기 제어 상기 전원시스템의 상기 부하지점 조정기의 모니터링을 동등하게 할 필요가 있다. 상기 부하지점 조정기는 상기 개별 부하지점 조정기를 활성화, 프로그램 및 모니터하는 전원장치와 함께 작동한다. 상술한 것은 각각의 부하지점 조정기를 활성화 및 프로그램하는 다중연결 병렬버스를 이용하기 위한 상기 제어기에 관한 것이다. 예를 들면, 상기 병렬버스는 각각의 부하지점 조정기를 온 및 오프 상태로 전환하기 위한 가능/불가능 비트, 상기 부하지점 조정기의 상기 출력 전압 설정점을 프로그래밍하기 위한 전압 식별(VID) 코드 비트를 통신할 수 있다. 상기 제어시스템을 구비하는 단점은 상기 전체 전기 시스템에 복잡성 및 크기의 문제점을 가져온다.
따라서, 상술한 종래기술의 단점 및 그 외의 단점들을 극복하기 위하여 전환 모드 전원장치를 디지털 제어하기 위한 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이 필요하다. 또한, 디지털 제어된 분배된 전원시스템 내의 교환 모드 전원장치의 작동을 제어 및 모니터링 하기 위한 시스템 및 방법을 제공하기 위한 장점일 수 있다. 보다 상세하게는, 분배된 전원 시스템 내에 디지털 제어된 전환 모드 전원장치의 디지털필터 보상계수를 프로그래밍하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 분배된 전원 시스템 내의 디지털 제어된 전환 모드 전원장치의 디지털필터 보상계수를 프로그래밍하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에서 전원 제어시스템은 복수의 부하지점 조정기를 포함하고 각각은 전원을 부하 및 피드백값(피드백측정)에 응답하는 전원스위치의 작동을 조절하는 디지털 제어기에 전송하는 복수의 부하지점을 포함한다. 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 한정된 전송 기능을 구비하는 디지털 필터를 더 포함한다. 시리얼 데이터버스는 각각 상기 복수의 부하지점 조정기에 작동하도록 연결된다. 시스템 제어기는 상기 시리얼 데이터버스에 연결되고 상기 시리얼 데이터버스에 의해 복수의 부하지점 조정기에 디지털 데이터를 통신한다. 상기 디지털 데이터는 상기복수의 필터계수를 프로그래밍하기 위한 프로그래밍 데이터를 포함한다. 상기 시스템 제어기는 상기 프로그래밍 데이터를 수신하기 위한 사용자 인터페이스를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 복수의 부하지점 조정기를 제어하는 방법이 제공된다. 각각의 부하지점 조정기는 전원을 부하 및 피드백 값(피드백 측정)에 응답하는 상기 전원스위치의 작동을 제어하는 디지털 제어기에 전원을 전송하는 적어도 하나의 전원스위치를 포함한다. 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 한정되는 전달함수를 구비하는 디지털필터를 더 포함한다. 상기 방법은 (a) 상기 복수의 필터계수를 프로그래밍하기 위한 프로그래밍 데이터를 수신하는 단계; (b) 상기 복수의 부하지점 조정기에 작동되도록 연결되는 공통 데이터 버스에 순차적으로 프로그래밍 데이터를 전송하는 단계; (c) 상기 프로그래밍 데이터에 의해 상기 부하지점 조정기의 각각의 복수의 필터계수를 포로그래밍 하는 단계; 를 포함한다. 보다 상세하게는 상기 수신하는 단계는 사용자로부터 상기 프로그래밍 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 부하지점 조정기는 출력전압에 중간 전압을 전환하는 전원변환회로를 포함한다. 상기 전원변환회로는 부하 및 피드백값(피드백 측정)에 응답하는 상기 전원스위치의 작동을 제어하는 디지털 제어기에 전원을 전송하는 적어도 하나의 전원스위치를 포함한다. 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 한정되는 전달함수를 구비한 디지털필터를 더 포함한다. 시리얼 데이터버스 인터페이스는 외측 시리얼 데이터버스로부터 정보를 프로그래밍하도록 통신한다. 제어기는 상기 시리얼 데이터버스 인터페이스 및 상기 전원변환회로에 연결되고 상기 시리얼 데이터버스 인터페이스에 의해 수신된 프로그래밍 데이터로부터 상기 복수의 필터계수를 결정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 전원제어시스템을 프로그래밍하기 위한 방법이 제공된다. 상기 전원제어시스템은 피드백값에 응답하는 상기 전원스위치의 작동을 제어하는 부하 및 디지털 제어기에 전원을 전송하는 적어도 하나의 스위치를 포함하는 복수의 부하지점 조정기를 포함한다. 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 한정되는 전달함수를 구비하는 디지털필터를 더 포함한다. 상기 방법은 (a) 실시예에 의한 부하지점 조정기의 적어도 하나의 상기 실시예에 의한 부하지점 조정기의 특징을 위한 사용자 선택 가능한 값을 포함하는 스크린에 시뮬레이션 작동을 표시하는 단계; (b) 상기 사용자 선택가능한 값을 선택하기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계; (c) 상기 사용자 입력에 대응하는 디지털 필터계수를 계산하는 단계; (d) 상기 디지털필터를 프로그래밍하기 위한 상기 복수의 부하지점 조정기 중 적어도 하나에 계산된 필터계수에 대응하는 데이터를 선택적으로 통신하는 단계; 를 포함한다.
본 발명에 의한 전원시스템에서 복수의 부하지점 조정기에 필터계수를 통신하는 시스템 및 방법에 관하여 당업자에게 보다 쉽게 이해시키기 위하여 첨부된 도면 및 실시예를 통해 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 디지털 제어회로를 구비하는 교환 모드 전원장치를 도시한 것이다.
도 2는 높고 낮은 포화신호를 제공하는 창이 난 플래시 ADC를 도시한 것이다.
도 3은 무한임펄스응답필터 및 에러제어기를 구비하는 디지털 제어기를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 필터 보상계수를 통신하기 위한 제어시스템 을 도시한 것이다.
도 5는 부하지점 제어시스템의 부하지점 조정기를 도시한 것이다.
도 6은 부하지점 제어시스템의 시스템 제어기를 도시한 것이다.
도 7은 부하지점 조정기의 작동을 시뮬레이션하기 위한 그래픽유저인터페이스(GUI)을 도시한 스크린 화면이다.
도 8은 디지털제어기의 보상계수를 프로그래밍하기 위한 그래픽유저인터페이스를 도시한 스크린 화면이다.
본 발명은 전환모드 전원장치를 디지털 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 분산된 전원시스템 내의 디지털 제어된 전환모드 전원장치의 상기 디지털필터 보상계수를 프로그래밍하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 하기에 서술하는 내용은 동일한 도면부호가 하나 또는 그 이상의 도면에 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 디지털 제어회로를 구비한 이상적인 전환모드 전원장치(10)를 도시한 것이다. 상기 전원장치(10)는 저항부하(20, Rload)에 적용되는 출력 직류전압(V0)으로 입력 직류전압(Vin)을 전환하기 위한 벅컨버터토폴로지(buck converter topology)를 포함한다. 상기 전원장치(10)는 모스펫 장치에 의해 제공되는 한 쌍의 전원스위치(12, 14)를 포함한다. 높은측 전원스위치(12)의 소스터미널은 상기 입력전압(Vin)과 연결되고, 낮은측 전원스위치(14)의 소스터미널은 접지에 연결되며, 상기 전원스위치들(12, 14)의 상기 드레인터미널들은 위상노드를 형성하도록 함께 연결된다. 출력인덕터(16)는 상기 출력전압(V0)을 제공하는 상기 터미널과 위상노드 사이에 직렬로 연결되고, 축전기(18, capacitor)는 저항부하(Rload)와 함께 병렬로 연결된다. 각각의 드라이버들(22, 24)은 교호적으로 전원 스위치들(12, 14)의 게이트 터미널(gate terminal)을 구동한다. 차례로, 드라이버(22, 24)는 디지털 제어회로(30, 이하 서술)에 의해 제어된다. 상기 전원스위치(12, 14)의 개폐는 상기 위상노드에서 직사각형 파형을 갖는 중간전압(제1전압)을 제공하고, 그리고 출력 인덕터(16)와 축전기(18)에 의하여 형성된 필터는 상기 직사각형 파형을 직류 출력전압(V0)으로 전환한다.
상기 디지털 제어회로(30)는 상기 전원장치(10)의 상기 출력부로부터 피드백신호(피드백 측정)를 수신한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 피드백 신호는 대안적으로(또는 추가적으로) 상기 출력전압(V0)에 대응하지만, 상기 피드백신호는 상기 저항부하(Rload)에 의한 상기 출력전류에 대응하거나 상기 디지털제어회로(30)에 의해 제어되는 파라미터를 나타내는 다른 신호에 대응한다. 상기 피드백 경로는 대표 전압수준(representative voltage level)으로 감지된 출력전압(V0)을 감소하기 위한 전압분배기(도시되지 않음, voltage driver)를 더 포함한다. 상기 디지털제어회로(30)는 바람직한 수준에서 상기 출력전압(또는 출력전류)를 조정하도록 제어된 듀티사이클(duty cycle)를 구비하는 펄스폭 변조된 파형을 제공한다. 비록 상기 이상적인(exemplary) 전원장치(10)가 벅컨버터토폴로지를 구비하고 있는 것이 도시되어 있지만, 상기 디지털제어회로(30)를 이용하는 상기 전원장치(10)의 피드백루프제어의 이용은 다른 공지의 전원장치 토폴로지에 동일하게 적용할 수 있는데, 예를 들어 절연 및 비절연 구성 양자에서의 부스트 및 벅부스트(buck-boost) 변환기, 전압모드, 전류모드, 충전모드 및/또는 평균 전류모드제어기로 알려진 제어전략과는 다르다.
보다 상세하게 상기 디지털제어회로(30)는 아날로그-디지털 변환기(32), 디지털 제어기(34) 및 디지털 펄스폭변조기(36, DPWM)를 포함한다. 상기 아날로그-디지털 변환기(32)는 입력으로서 상기 피드백 신호(예를 들면, 출력전압(V0))와 기준전압(Ref)을 수신하는 (창이 난 플래시) 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하고, 상기 입력들(Ref-V0) 사이의 차이를 나타내는 디지털전압 에러신호(VEdk)를 생성한다. 상기 디지털제어기(34)는 상기 디지털펄스폭변조기(36)에 제공되는 디지털출력으로 상기 전압에러신호(VEdk)를 변환하는 상기 전달함수 G(z)를 구비하고, 상기 신호를 비례펄스폭(PWMk)을 구비하는 파형으로 변환한다. 상기 디지털제어기(34)는 입력으로써 상기 전달함수인 G(z)에서 이용되는 필터보상계수를 수신한다. 상술한 바와 같이, 디지털펄스폭변조기(36)에 의하여 제공된 상기 펄스변조된 파형(PMWk)은 각각의 드라이버(22, 24)를 통하여 상기 전원스위치(12, 14)의 게이트터미널과 연결된다.
도 2는 상기 디지털 제어회로(30)에서 이용하기 위한 (창이 난 플래시) 아날로그-디지털 제어기(40)를 도시한 것이다. 상기 아날로그-디지털 제어기(40)는 입력으로서 상기 기준전압(Ref, 기준전압값) 및 출력전압(V0)을 수신한다. 상기 기준전압값은 저항단계(resistor ladder)의 중심에 적용되는데, 상기 저항단계(resistor ladder)는 양극공급전압(VDD)에 연결된 전류소스와 기준전압터미널 사이에 직렬로 연결된 저항기들(42A, 42B, 42C, 42D)과, 접지에 연결된 전류소스와 기준전압 터미널 사이에 직렬로 연결된 저항기들(44A, 44B, 44C, 44D)을 포함한다. 상기 저항기들 각각은 전류 소스들과 함께 상기 기준전압값(Ref) 이상 및 이하 범위에 이르는(ranging) 복수의 전압증분을 정의하도록 대응하는 저항값들을 갖는다. 상기 저항값 및/또는 전류소스 크기는 상기 아날로그-디지털변환기(40)의 LSB 해상도를 정의하기 위해 선택될 수 있다. 컴퍼레이터(comparator)의 배열은 상기 저항단계(resistor ladder)에 연결되고, 복수의 양극측 컴퍼레이터(46A, 46B, 46C, 46D) 및 복수의 음극측 컴퍼레이터(48A, 48B, 48C, 48D)를 포함한다. 상기 양극측 컴퍼레이터(46A, 46B, 46C, 46D)는 각각 출력전압(V0)에 연결된 비반전 입력터미 및 저항기들(42A, 42B, 42C, 42D) 중 각각에 연결되는 반전입력터미널을 구비한다. 이와 같이, 상기 음극측 컴퍼레이터(48A, 48B, 48C) 각각은 각각 상기 출력전압(V0)에 연결되는 비반전 입력터미널 및 상기 저항기들(44A, 44B, 44C, 44D) 중 각각에 연결되는 반전입력터미널을 구비한다. 음극측 컴퍼레이터(48D)는 접지에 연결되는 비반전 입력터미널 및 상기 출력전압(V0)에 연결되는 반전입력터미널을 구비한다. 보다 많은 저항기 및 컴퍼레이터가 전압증분의 숫자와 이에 따른 아날로그-디지털 제어기(40)의 범위를 증가하도록 포함될 수 있고, 도 2에 도시된 저항기 및 컴퍼레이터의 개수는 예시일 뿐 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 아날로그-디지털 제어기(40)는 컴퍼레이터(46A, 46B, 46C 및 48A, 48B, 48C)의 출력 터미널과 연결되는 로직장치(52)를 더 포함한다. 상기 로직장치(52)는 상기 컴퍼레이터출력을 수신하고 상기 전압에러(VEdk)를 나타내는 다중비트(예를 들면, 4비트)병렬출력을 제공한다. 실시예의 방법에 의해서, 하나의 전압증분(예를 들어, 5mV)에 의해 기준전압값(Ref)을 초과하는 출력전압(V0)은 컴퍼레이터(46B, 46A, 48A, 48C)의 출력이 높아지게 하고, 반면에 컴퍼레이터(46C, 46D, 48D)의 출력은 나자게 유지된다. 상기 로직장치(52)는 이를 로직수준 9(또는 이진수 1001)로서 해석하고 관련된 전압에러신호(VEdk)를 생성한다. 상기 아날로그-디지털 제어기(40)의 창을 이동시키기 위하여, 기준전압값(Ref)은 다양하다. 만약 출력전압(V0)이 상기 저항기단계의 가장 높은 전압증분을 초과하면, 컴퍼레이터(46D)의 출력터미널은 높은 포화신호(제1신호)를 제공한다. 또한, 상기 출력전압(V0)이 저항기단계의 가장 낮은 전압증분 보다 낮으면, 컴퍼레이터(48D)의 상기 출력터미널은 낮은 포화신호(제2신호)를 제공한다.
도 3에서 디지털제어기는 디지털필터와 아날로그-디지털 제어기(40)를 구비하는 것이 도시되어 있다. 상기 디지털필터는 무한임펄스응답(IIR)필터를 더 포함하는데, 무한임펄스응답(IIR)필터는 이전의(previous) 전압 에러입력(VEdk)과 이전의 출력(PWM'k)으로부터의 출력(PWM'k)을 생성한다. 앞에서 논의한 바와 같이, 아날로그-디지털 제어기(40)는 전압 에러입력(VEdk)을 제공한다. 디지털필터출력(PWM'k)은 상기 디지털 펄스폭변조기(36)로 제공되고, 상기 펄스폭 변조된 제어신호(PWMk)를 상기 전원장치 전원스위치에 제공한다.
상기 무한임펄스응답필터는 블록다이어그램 형태로 설명되어 있고, 지연 저항기(72, 74, ..., 76(각각 z-1으로 라벨링됨)), 계수(71, 73, ..., 77(C0, C1, ..., Cn)으로 라벨링됨)를 구비하는 제 1 복수의 수학적 작동기(배율기), 제 2 복수의 수학적 작동기(가산기, 92, 94, 96), 제 2의 복수 지연저항기(82, 84, ..., 86, 각각 z-1으로 라벨링됨) 및 계수(83, 87, B1, ..., Bn으로 라벨링됨)를 구비하는 제 3 수학적 작동기를 포함한다. 각각의 제 1 지연저항기(82, 84, ..., 86)는 상기 전압에러입력(VEdk)의 이전 샘플을 보유하는데, 상기 계수들(71, 73, 77)의 각각에 의하여 가중된다. 이와 같이, 각각의 상기 제 2 지연저항기(82, 84, 86)는 상기 출력(PWM'k)의 이전 샘플을 보유하는데, 상기 계수들(83, 87)의 각각에 의해 가중된다. 상기 가산기(92, 94, 96)는 가중된 입력 및 출력샘플을 조합한다. 복수의 지연 저항기 및 계수는 상기 무한임펄스응답필터에 포함될 수 있는데, 도 3에 도시된 실시예의 개수에 한정되는 것은 아니며 이는 단지 예시에 불과하다. 도 3에 도시된 상기 디지털필터구조는 다음의 전달함수 G(z)를 구현한다.
Figure 112008035201766-pct00001
상기 에러제어기(62)는 상기 아날로그-디지털 제어기(40)와 디지털필터의 에러상태를 반영하는 복수의 입력신호를 수신한다. 특히, 상기 에러제어기(62)는 아날로그-디지털 제어기(40)로부터의 높은 및 낮은 포화신호들(제1신호, 제2신호)을 수신하는데, 높은 포화신호 및 낮은 포화신호 각각은 출력전압(V0)이 아날로그-디지털 제어기의 전압 창(window)의 이상 및 이하를 반영하는 것이다. 수학적 작동기(가산기, 92, 94, 96) 각각은 상기 수학적작동기의 과잉상태(예를 들면, 자리올림비트)를 반영하는 상기 에러제어기(62)로 과잉신호(초과신호)를 제공한다. 상기 디지털필터는 만일 높거나 낮은 범위의 한계에 다다르면 상기 출력(PWM'k)을 클립하는 범위제한기(81)를 포함한다.
상기 에러제어기(62)는 변화하는 부하상태에 대한 디지털필터의 응답성을 개선하기 위해 상기 디지털필터의 작동을 변경하도록 이와 같은 입력신호를 이용한다. 상기 에러제어기(62)는 저장된 값을 재설정 및/또는 사전설정을 가능하게 하기 위한 제 1 복수의 지연저항기(72, 74, 76) 및 제 2 지연저항기(82, 84, 86) 각각과 연결된다. '재설정'은 시작값(예를 들면, 0)으로의 값의 설정을 지칭함에 반하여, '사전설정'은 다른 미리 결정된 숫자로 값을 설정하는 것을 지칭한다. 특히, 상기 에러제어기(62)는 전압에러입력(VEdk)과 출력(PWM'k)의 이전 샘플들(previous samples)을 전원장치의 움직임을 변환하는 미리 결정된 값으로 변환한다. 상기 에러제어기(62)는 계수(71, 73, ...,77 및 83, ...,87)로서 이용되도록 하기 위하여 외부 입력데이터 값으로서 수신한다. 상기 디지털필터의 특징은 상기 계수(71, 73, ...,77 및 83, ..., 87)를 위한 적합한 데이터값의 선택에 의해 프로그램될 수 있다.
상기 디지털 제어기는 멀티플렉서(64, multiplexer)를 더 포함하는데, 상기 멀티플렉서는 상기 에러제어기(62)에 의해 제공되는 소정의 출력신호와 PWM'k 출력신호 사이의 선택을 가능하게 한다. 상기 에러제어기(62)에 의해 제공되는 선택신호는 상기 멀티플렉서(64)를 통과하는 신호를 결정한다. 상기 아날로그-디지털 제어기(40)는 높은 또는 낮은 포화로 되며, 상기 에러제어기(62)는 상기 PWM'k 신호를 상기 멀티플렉서(64)를 제어하는 것에 의해 특정 소정의 값(또는 상기 이전 샘플에 부분적으로 의존하는 값의 순차)으로 설정한다. 이와 같은 상태로부터 원활하게 회복되기 위해서, 에러제어기는 제 1 복수의 지연저항기(72, 74, 76) 및 제 2 복수의 지연저항기(82, 84, 86)를 리로딩(reloading) 하는 것에 의해 상기 지연된 입력 및 출력을 변경하는 것이 가능하다. 포화로부터 회복하는 상기 아날로그-디지털 제어기(40)로서 상기 피드백 루프의 제어된 작동이 보장된다.
실시예에 의해, 상기 아날로그-디지털 제어기(40)가 양성포화하면 즉, 높은 상태로부터 낮은 상태로 변환하는 상기 낮은 신호, 상기 PWM'k 샘플은 에러를 감소시키기 위해서 영(zero)으로 재설정될 수 있다. 상기 PWM'k 샘플을 영으로 재설정하는 것에 의해, 상기 전원장치(10)의 높은측 전원스위치(12)로 전송된 상기 펄스폭은 "0" 이되고, 효율적으로 저항부하(20, 도 1 참조)로 전원이 차단된다. 이러한 상황으로부터 원활히 회복되기 위해, 샘플인 PWM'k-1, PWM'k-2 ..., PWM'k-n은 영(0)으로 재설정되거나 원활한 회복이 가능하도록 다른 값으로 사전설정될 수 있다. 이와 같이, 상기 아날로그-디지털 제어기(40)가 음성포화되면, 즉, 낮은 상태에서 높은 상태로 변환하는 높은 신호, 상기 PWM'k 샘플은 에러를 감소시키기 위해 높은측 전원스위치(12)로 전송된 펄스폭을 증가시키도록 최대값으로 재설정될 수 있다. 또한, 상기 디지털필터의 내부수치 초과(internal numeric overflow)가 발생할 때, 상기 에러제어기(62)는 상기 전원장치의 상기 전원스위치의 제어되지 않은 명령을 방지하기 위하여 동작을 취할 수 있는데, 예를 들어 상기 디지털필터의 입력 및 출력샘플을 변경하는 것이다.
본 발명의 실시예에서, 도 1의 상기 전환모드 전원장치는 상기 전기시스템 내에서 전원소비의 지점에 위치된 부하지점 조정기를 더 포함한다. 전원제어시스템은 복수의 부하지점 조정기, 상기 복수의 부하지점 조정기에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 데이터버스, 및 상기 데이터버스에 연결되어 있고 상기 복수의 부하지점 조정기로 및 조정기로부터 디지털데이터를 송신 및 수신하는 시스템제어기를 포함한다. 상기 시스템제어기는 상기 계수(71, 73, ..., 77 및 83, ..., 87)의 값으로 디지털필터 전달함수 G(z)를 프로그램하기 위하여 상기 시리얼버스를 통해 데이터를 통신한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 부하지점 제어시스템(100)이 도시되어 있다. 특히, 상기 부하지점 제어시스템(100)은 시스템제어기(102), 전면-말단 조정기(104), 및 배열(array)로 정렬된 복수의 부하지점 조정기(106, 108, 110, 112, 114)를 포함한다. 상기 부하지점 조정기는 종래에 알려진 부하지점 조정기, 전원 상 부하(power-on-load) 조정기, 직류/직류 변환기, 전압 조정기 및 모든 다른 프로그램 가능한 전압 또는 전류 조정장치를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 내부장치 인터페이스는 특정 상호작용을 제어하기 위한 상기 부하지점 조정기들 사이에 제공되는데 전류 공유 또는 병렬연결이며 예를 들면, POL0 106 및 POL1 108 사이에 제공되는 전류공유인터페이스(CS1) 및 POL4 112 및 POLn 114 사이에 제공되는 CS2가 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 POL0 106 및 POL1 108은 증가된 전류가능출력을 구비하는 출력전압(V01)을 생성하기 위한 병렬모드에서 작동하고 POL2 110은 출력전압(V02)를 생성하고 POL4 112 및 POLn 114는 출력전압(V03)을 생성하도록 병렬모드에서 작동하지만 다른 조합 및 다른 개수의 부하지점 조정기가 이용될 수 있다.
상기 전면-말단 조정기(104)는 중간 전압버스를 통하여 복수의 부하지점 조정기에 중간 전압(제1전압)을 제공할 수 있고, 다른 부하지점 조정기를 포함할 수도 있다. 상기 시스템제어기(102)와 전면말단 조정기(104)는 단일유닛으로 통합될 수 있거나 독립된 별개의 장치로서 제공될 수도 있다. 대안적으로, 상기 전면-말단 조정기(104)는 복수의 중간 전압버스를 통하여 상기 부하지점 조정기에 복수의 중간전압(제1전압)을 제공할 수 있다. 상기 시스템제어기(102)는 상기 중간전압버스로부터 전압을 끌어다 쓸 수 있다.
상기 시스템제어기(102)는, 도 4에 싱크(synch)/데이터 버스로 도시된, 일방향 또는 양방향 시리얼버스를 통하여 디지털데이터를 기록 및/또는 해독(reading)함에 의하여(동기 또는 비동기) 복수의 부하지점 조정기와 통신한다. 상기 싱크/데이터버스는 데이터가 비동기적으로 전송되도록 하는 양선(two-wire) 시리얼버스(예를 들면, I2C) 또는 데이터가 동기적으로(즉, 클럭신호로 동기된) 전송되도록 하는 단일선 시리얼버스를 포함한다. 배열에서 어떤 특정 부하지점을 지정하기 위해, 각각의 부하지점은 독특한 주소로 식별되고, 상기 부하지점에 고정되거나 다른 방법에 의해 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 시스템제어기(102)는 각각의 부하지점 조정기의 디지털필터 전달함수 G(z) 계수를 프로그램하기 위해 싱크/데이터 버스를 통해 데이터를 통신한다. 또한, 상기 시스템제어기(102)는, 도 4에 OK/오류버스로 도시된, 제 2 일방향 또는 양방향 시리얼버스를 통해 오류관리를 위한 복수의 부하지점 조정기와 통신한다. 복수의 부하지점 조정기를 공통(common) OK/오류 버스와 연결하는 것에 의해 복수의 부하지점 조정기를 그룹화하는 것에 의해 부하지점 조정기가 오류상태의 경우에 동일한 작동을 하도록 허용한다. 또한, 상기 시스템제어기(102)는 상기 부하지점 제어시스템(10)의 프로그래밍, 설정 및 모니터링을 위하여 사용자 인터페이스 버스를 통하여 사용자 시스템과 통신한다. 상기 시스템제어기(102)는 상기 전면-말단 조정기의 작동을 무력화하기 위해 분리선(separate line)을 통해 전면-말단 조정기(104)와 통신한다.
상기 부하지점 제어시스템(10)의 부하지점 조정기(106)은 도 5에 상세히 도시되어 있다. 도 4에 도시된 상기 다른 부하지점 조정기는 동일한 구성을 갖는다. 상기 부하지점 조정기(106)는 전원변환회로(142, 예를들면, 도 1의 상기 전환모드 전원장치), 시리얼인터페이스(144), 부하지점제어기(146), 디폴트구성메모리(148, default configuration memory) 및 고정된 설정인터페이스(150)를 포함한다. 상기 전원변환회로(142)는 시리얼인터페이스(144)를 통해 수신된 설정에 따라 바람직한 출력전압으로 입력전압(Vi)을 변환한다. 상기 전원변환회로(142)는 출력전압, 전류 온도 및 로컬 제어(local control)를 위한 다른 파라미터를 위한 감지센서들(monitoring sensors)을 포함하며, 시리얼 인터페이스(144)를 통하여 시스템제어기로 통신될 수 있다. 상기 전원변환회로(142)는 단순화된 감지기능을 제공하기 위하여 스탠드얼론(stand-alone) 응용을 위한 파워굿(Power Good) 출력신호를 생성할 수 있다. 시리얼인터페이스(144)는 싱크/데이터 및 OK/오류 시리얼버스를 통하여 시스템 제어기(102)에 명령 및 메시지를 전송 및 송신한다. 상기 디폴트(default) 구성메모리(148)는 시리얼인터페이스(144) 또는 고정된 설정인터페이스(150)를 통해 수신된 신호들을 프로그래밍하지 않는 경우에 상기 부하지점 조정기(106)를 대한 디폴트 구성을 저장한다. 상기 디폴트 구성은 부하지점 조정기(106)가 프로그래밍 신호의 부재에서 '안전' 상태로 작동하는 것과 같이 선택될 수 있다.
상기 고정된 설정인터페이스(150)는 상기 시리얼인터페이스(144)를 이용하지 않고 상기 부하지점 조정기를 프로그램하기 위하여 외부 연결들과 통신한다. 상기 고정된 설정인터페이스(150)는 입력으로서 상기 부하지점의 변경하기 위한 상기 주소설정 또는 상기 주소의 기능(즉, 상기 식별기 또는 상기 부하지점)으로서 상기 설정을 설정하는데, 즉 위상전위, 가능/불가능 비트(En), 트림, VID코드비트 및 다른 출력필터형상으로 최적화된 디지털필터계수의 다른(사전 한정된) 설정을 선택하는 것이다. 또한, 상기 주소는 상기 시리얼인터페이스(144)를 통해 작동을 통신하는 동안 상기 부하지점 조정기를 식별한다. 상기 트림입력은 상기 부하지점 조정기를 위한 출력전압수준을 정의하기 위한 하나 또는 복수의 외부 저항기의 연결을 허용한다. 또한, 상기 VID코드비트는 바람직한 출력 전압/전류수준을 위한 상기 부하지점 조정기를 프로그램하도록 이용될 수 있다. 상기 가능/불가능 비트는 디지털 고/저 신호를 토글링(toggling)하는 것에 의해 온/오프로 전환되는 것을 허용한다.
상기 부하지점제어기(146)는 상기 부하지점 조정기의 설정을 수신하고 우선순위를 결정한다. 설정정보가 상기 고정된 설정인터페이스(150) 또는 상기 시리얼인터페이스(144)에 의해 수신되지 않으면, 상기 부하지점제어기(146)는 상기 디폴트구성메모리(148)에 저장된 상기 파라미터에 접속한다. 대안적으로, 설정정보가 상기 고정된 설정인터페이스(150)를 통하여 수신되면, 부하지점 조정기는 이런 파라미터들을 적용할 것이다. 따라서, 디폴트 설정은 하드 라이팅(hard wiring)을 통하여 설정되지 않은 또는 설정될 수 없는 파라미터의 모두에 적용된다. 고정된 설정인터페이스(150)에 의하여 수신된 설정은 시리얼 인터페이스(144)를 통하여 수신된 정보에 의하여 덮여 기록될 수 있다. 부하지점조정기는 스탠드얼론 모드, 충분히 프로그램될 수 있는 모드, 또는 이들의 조합으로 작동될 수 있다. 상기 프로그래밍 유연성은 복수의 다른 전원응용이 싱글 제너릭(single generic) 부하지점 조정기를 만족하게 하고, 이에 따라 부하지점 조정기의 제조를 단순화하고 비용을 감소시킨다.
실시예에 의해서 상기 시스템제어기(102)는 상기 디지털필터계수를 프로그래밍하기 위한 싱크/데이터 버스를 통한 특정 부하지점 조정기(106)에 데이터값을 통신한다. 상기 데이터값은 상기 시리얼인터페이스(144)에 의해 수신되고 상기 부하지점제어기(146)에 통신된다. 상기 부하지점제어기는 상기 디지털필터계수를 프로그램하기 위한 적합한 명령을 따라 상기 전원변환회로(142)에 데이터값을 통신한다.
상기 부하지점제어시스템(100)의 시스템제어기(102)는 도 6에 도시되어 있다. 상기 시스템제어기(102)는 사용자인터페이스(122), 부하지점인터페이스(124), 제어기(126) 및 메모리(128)를 포함한다. 상기 사용자인터페이스(122)는 상기 사용자 인터페이스버스를 통하여 상기 사용자에게/사용자로부터 메시지를 송신 및 수신한다. 상기 사용자 인터페이스버스는 표준 인터페이스 프로토콜을, 예를 들면, I2C 인터페이스, 이용하는 직렬 또는 병렬 양방향 인터페이스에 의해 제공될 수 있다. 값 또는 새로운 시스템 설정을 감지하는 것과 같은 사용자정보는 상기 사용자 인터페이스(122)를 통해 전송된다. 상기 부하지점 인터페이스(124)는 상기 싱크/데이터 및 OK/오류 시리얼버스를 통하여 상기 부하지점 조정기에게/조정기로부터 데이터를 변환한다. 상기 부하지점 인터페이스(124)는 설정데이터를 전송하고 감지 데이터(monitoring data)를 수신하기 위해 상기 싱크/데이터 시리얼버스를 통해 통신하고, 적어도 하나의 상기 연결된 부하지점 조정기 내의 오류상태를 표시하는 방해신호를 수신하기 위해 OK/오류 시리얼버스를 통해 통신한다. 상기 메모리(128)는 상기 시스템제어기(102)에 연결되는 상기 부하지점 조정기를 위한 상기 시스템 설정 파라미터(예를 들면, 출력전압, 전류 한계 설정지점, 타이밍 데이터등)를 저장하는데 이용되는 비휘발성 메모리 저장장치를 포함한다. 선택적으로 2차적인, 외부메모리(132)는 감지 데이터 또는 설정 데이터에 대한 증가된 메모리 용량을 제공하기 위한 상기 사용자인터페이스(122)에 연결될 수 있다.
상기 제어기(126)는 상기 사용자인터페이스(122), 상기 부하지점인터페이스(124) 및 상기 메모리(128)에 작동가능하도록 연결될 수 있다. 상기 제어기(126)는 불가능신호(FE DIS)를 상기 전면-말단 조정기(104)로 전송하기 위한 외부포트를 구비한다. 상기 부하지점 제어시스템(100)의 스타트업(start-up)에서, 상기 제어기(126)는 상기 내부메모리(128, 및/또는 상기 외부메모리(132))로부터 읽고(해독하고) 상기 시스템을 설정하고 상기 부하지점 인터페이스(124)에 의한 상기 부하지점 조정기를 프로그램한다. 각각의 상기 부하지점 조정기는 상기 시스템 프로그래밍을 기반으로 상술한 방법으로 설정 및 시작된다. 보통 작동을 하는 동안, 상기 제어기(126)는 상기 사용자 또는 상기 부하지점 조정기로부터 수신되는 명령 또는 메시지를 해독하고 실행한다. 상기 제어기(126)는 상기 부하지점 조정기의 작동을 모니터하고 상기 사용자인터페이스(122)를 통해 상기 사용자에게 보고한다. 상기 부하지점 조정기는 오류에 특정 자율 응답을 실현하기 위한 상기 제어기(126)를 통해 상기 사용자에 의해 프로그램된다. 또한, 상기 부하지점 조정기는 상기 시스템 제어기(102)에 오류상태를 보고하도록 프로그램될 수 있는데 예를 들면, 상기 FE DIS 제어라인에 의해 전면-말단 조정기를 차단하는 소정의 설정에 의한 적합한 옳은 동작을 판단한다.
모니터링 블록(130)은 상기 싱크/데이터 또는 OK/오류 버스를 통하여 상기 제어기(102)에 작동가능하도록 연결되지 않는 다른 전원시스템의 하나 또는 복수의 전압 또는 전류수준의 상태를 감지하기 위해 선택적으로 마련될 수 있다. 상기 모니터링블록(130, monitoring block)은 상기 부하지점 제어시스템에 관계된 다른 정보로서 동일한 방법으로 상기 사용자 인터페이스에 보고하기 위한 상기 정보를 제공한다. 상술한 방법으로 상기 부하지점 제어시스템(10)은 이미 전기시스템에서 나타난 전원시스템과 함께 역방향 양립성을 제공한다.
상술한 바와 같이, 상기 시스템제어기(102)는 상기 부하지점 제어시스템의 작동을 프로그래밍 또는 모니터링 하기 위한 사용자 시스템과 통신하기 위한 인터페이스를 구비한다. 상기 사용자 시스템은 상기 인터페이스와 연결되는 컴퓨터를 포함하고, 직접적으로 또는 네트워크를 통하여, 상기 인터페이스는 상기 시스템제어기(102)와 통신하도록 마련된 적합한 소프트웨어를 구비한다. 종래기술에 의해 상기 컴퓨터는 이동가능한 창, 아이콘 및 마우스와 통합하는 그래픽기반 사용자 인터페이스(이하 GUI라고 함)를 구비하는데 이를테면, 마이크로소프트 윈도우사의 인터페이스를 기반으로 한다. 상기 GUI는 텍스트 및 그래픽을 나타내기 위하여 공지된 표준 사전프로그램된 포맷을 포함한다. 상기 시스템 제어기(102)로 부터 수신된 정보는 상기 GUI에 의해 컴퓨터 스크린에 표시되고 상기 사용자는 상기 GUI의 특정 스크린을 변화하는 것에 의해 상기 부하지점 제어시스템의 작동을 프로그램 및 모니터할 수 있다.
도 7은 부하지점 조정기의 작동을 시뮬레이션하기 위하여 이용되는 GUI의 스크린샷을 도시한 것이다. 상기 스크린샷은 도 1에 도시된 전환모드 전원장치(10)에 대응하는 토폴로지를 구비하는 부하지점 조정기를 나타낸다. 상기 부하지점 조정기는 모스펫 장치, 출력인덕터(Lo) 및 축전기(18, Co)에 의해 마련된 한 쌍의 전원스위치를 포함한다. 상기 부하지점 조정기의 출력터미널은 시리즈 인덕턴스(L1)와 내부저항(RL)에 의하여 정의되는 파이필터(pi-filter), 전기용량(C1)과 상기 파이필터(pi-filter)의 제 1 말단에서의 내부저항(RC1), 및 전기용량(C2) 및 상기 파이필터의 제 2말단에서의 내부저항(RC2)을 통하여 부하저항(RL)에 연결된다. 상기 부하지점 조정기는 상기 전원스위치에 펄스폭변조 구동신호를 제공하고, 피드백 신호(피드백 측정)로서 상기 출력전류(LO) 및 출력전압(VO)을 수신하는 제어회로를 더 포함한다. 상기 출력전압은 스위치를 설정하는 것에 의해 전송라인의 말단으로부터 감지된다.
상기 GUI는 사용자가 부하지점 조정기의 작동을 시뮬레이션하기 위해 상기 부하지점 조정기의 다양한 파라미터 값을 정의하도록 허용한다. 사용자가 정의할 t수 있는 파라미터는 바람직한 데이터 값을 사용자가 입력하도록 허용하는 필드(field)를 포함한다. 상기 사용자는 상기 출력전압의 파라미터를 선택할 수 있는데, 이는 상기 파이필터의 제 1말단(V1)에서의 전압, 상기 파이필터의 제 2말단(V2)에서의 전압, 전압지연, 기복 회수, 및 전원스위치 구동 펄스 폭과 기간을 정의함에 의한 것과 같다. 상기 사용자는 부하 분포 파라미터를 선택할 수 있고, 부하 분포 파라미터는 상기 저항, 파이필터의 전기용량과 인덕턴스를 정의하는 것을 포함한다. 상기 사용자는 상기 부하저항 및 부하 전류특징을 정의할 수 있다.
상기 사용자가 상기 부하지점 조정기를 위하여 바람직한 파라미터를 선택하면, 상기 GUI는 상기 선택된 파라미터에 기초하는 시뮬레이션을 실시(운영)할 수 있다. 도 8은 GUI의 부하지점 조정기에 대한 전달함수 G(z)에서 스크린샷을 그래픽적으로 도시한 것이다. 상기 전달함수는 주파수(frequency)에 대하여 수득(gain) 크기와 위상의 다양함을 그래픽적으로 도시한 것이다. 상기 시뮬레이션의 부분으로서, 상기 필터계수는 상기 디지털 펄스폭변조기의 디지털필터에 대하여 계산되고 상기 스크린에 표시된다. 상기 사용자는 상기 전달함수의 극 및 영(zero)을 조정하는 슬라이드 전위차계(slide potentiometers)를 이용하여 수득 플롯(gain plot)의 형성을 변경할 수 있고, 작동결과가 만족스러울 때까지 상기 부하지점 조정기의 시뮬레이션을 반복할 수 있다. 상기 사용자는 선택된 디지털 필터 계수들을 적합한 버튼의 선택에 의해 인쇄회로기판 상의 개개의 부하지점 조정기 또는 부하지점 조정기 그룹 또는 부하지점 조정기의 모든 그룹에 적용할 수 있다. 상기 작동은 상기 선택된 필터계수가 상기 시스템 제어기(102) 내에 포함된 비휘발성 메모리에 저장되도록 하고, 순차적으로 상술한 상기 싱크/데이터에 의해 각각 적합한 부하지점과 통신한다.
이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (27)

  1. 전력제어시스템에 있어서,
    상기 전력제어시스템은 복수의 부하지점조정기, 시리얼데이터버스(serial data bus), 및 시스템제어기를 포함하며,
    상기 복수의 부하지점조정기 각각은 부하에 전원을 전달하는 적어도 하나의 전원스위치와, 출력전압 또는 출력전류와 같은 피드백측정에 응답하는 적어도 하나의 상기 전원스위치의 작동을 제어하는 디지털 제어기를 포함하고, 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 정의되는 전달함수를 갖는 디지털 필터를 더 포함하며,
    상기 시리얼데이터버스(serial data bus)는 상기 복수의 부하지점조정기를 작동가능하게 연결하며,
    상기 시스템제어기는 상기 시리얼데이터버스에 연결되고 상기 시리얼데이터버스를 통하여 상기 복수의 부하지점조정기에 디지털 데이터를 통신하도록 마련되어 있으며, 상기 디지털 데이터는 상기 복수의 필터계수를 프로그래밍하기 위한 프로그래밍 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템제어기는 사용자 인터페이스를 더 포함하며, 상기 사용자 인터페이스는 상기 프로그래밍 데이터를 수신하도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전력제어시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털필터는 무한임펄스응답필터(infinite impulse response filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 무한임펄스응답필터는 아래의 전달함수 G(z)를 제공하며,
    Figure 112008035201766-pct00002
    여기서, PMW(z)는 디지털제어출력이고, VEd(z)는 에러신호이며, 및 상기 복수의 필터계수는 입력측 필터계수인 C0...Cn와 출력측 필터계수인 B1...Bn을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 제어기는 아날로그-디지털 변환기, 에러제어기, 및 디지털펄스폭변조기를 더 포함하며,
    상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 피드백측정과 기준값 사이의 차이를 나타내는 디지털 에러신호를 제공하고, 상기 디지털 필터는 적어도 상기 디지털 에러신호, 이전 에러신호(previous error signal), 및 이전 제어 출력(previous control output)의 합에 기초하는 디지털 제어 출력을 제공하며,
    상기 에러 제어기는 에러 상태에 따라 상기 디지털 필터의 작동을 수정하도록 마련되어 있고,
    상기 디지털펄스폭변조기는 적어도 하나의 상기 전원스위치에 제어신호를 제공하며, 상기 제어신호는 상기 디지털 제어 출력에 대응하는 펄스폭(pulse width)을 갖는 것을 특징으로 하는 전력제어시스템.
  6. 복수의 부하지점조정기를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 부하지점조정기 각각은 부하에 전원을 전달하는 적어도 하나의 전원스위치와, 출력전압 또는 출력전류와 같은 피드백측정에 응답하는 적어도 하나의 상기 전원스위치의 작동을 제어하는 디지털 제어기를 포함하고, 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 정의되는 전달함수를 갖는 디지털 필터를 더 포함하며,
    상기 복수의 필터계수를 프로그래밍하기 위한 프로그래밍 데이터를 수신하는 단계;
    상기 복수의 부하지점조정기들에 작동가능하게 연결된 공통데이터 버스를 통하여 상기 프로그래밍 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 프로그래밍 데이터에 따라서 상기 부하지점조정기 각각 하나의 상기 복수의 필터계수들을 프로그래밍하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수의 부하지점 조정기를 제어하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는 사용자로 부터 상기 프로그래밍 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 부하지점 조정기를 제어하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 프로그래밍 단계는 다음의 전달함수 G(z)를 제공하기 위한 상기 디지털 필터를 프로그래밍하는 단계를 더 포함하며,
    Figure 112008035201766-pct00003
    여기서, PMW(z)는 디지털제어출력이고, VEd(z)는 에러신호이며, 상기 복수의 필터계수는 입력측 필터계수로서 C0...Cn와 출력측 필터계수로서 B1...Bn를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 부하지점 조정기를 제어하는 방법.
  9. 부하지점 조정기에 있어서,
    상기 부하지점 조정기는 전원변환회로, 시리얼데이터버스인터페이스(serial data bus interface), 및 제어기를 포함하며,
    상기 전원변환회로는 제1전압을 제2전압으로 변환하도록 마련되어 있고, 부하에 전원을 전달하는 적어도 하나의 전원스위치와 출력전압 또는 출력전류와 같은 피드백측정에 응답하는 적어도 하나의 상기 전원스위치의 작동을 제어하는 디지털 제어기를 포함하고, 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 정의되는 전달함수를 갖는 디지털 필터를 더 포함하며,
    상기 시리얼데이터버스인터페이스는 상기 시리얼데이터버스인터페이스에 연결된 외부의 시리얼데이터버스로부터 프로그래밍 정보를 통신하도록 마련되어 있고,
    상기 제어기는 상기 시리얼데이터버스인터페이스와 상기 전원변환회로에 연결되어 있고, 상기 시리얼데이터버스인터페이스를 통하여 수신된 프로그래밍 데이터로부터의 상기 복수의 필터계수를 결정하도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 디지털 제어기는 아날로그-디지털 변환기, 에러제어기, 및 디지털펄스폭변조기를 더 포함하며,
    상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 피드백측정과 기준값 사이의 차이를 나타내는 디지털 에러신호를 제공하고, 상기 디지털 필터는 적어도 상기 디지털 에러신호, 이전 에러신호(previous error signal), 및 이전 제어 출력(previous control output)의 합에 기초하는 디지털 제어 출력을 제공하며,
    상기 에러 제어기는 에러 상태에 따라 상기 디지털 필터의 작동을 수정하도록 마련되어 있고,
    상기 디지털펄스폭변조기는 적어도 하나의 상기 전원스위치에 제어신호를 제공하며, 상기 제어신호는 상기 디지털 제어 출력에 대응하는 펄스폭(pulse width)을 갖는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 피드백출력과 상기 기준값을 수신하고 상기 디지털 에러 신호를 제공하도록 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 아날로그-디지털 변환기의 음성포화(negative saturation)를 반영하는 제1신호와 상기 아날로그-디지털 변환기의 양성포화(positive saturation)를 반영하는 제2신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 디지털필터는 무한임펄스응답필터(infinite impulse response filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 무한임펄스응답필터는 아래의 전달함수 G(z)를 제공하며,
    Figure 112008035201766-pct00012
    여기서, PMW(z)는 디지털제어출력이고, VEd(z)는 에러신호이며, 및 상기 복수의 필터계수는 입력측 필터계수인 C0...Cn와 출력측 필터계수인 B1...Bn을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 디지털필터는 범위리미터(range limiter)를 더 포함하며, 상기 범위리미터는 상부 또는 하부 범위 한계에 도달하면 상기 디지털제어출력을 클립하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 범위리미터는 상기 상부 또는 하부 범위한계에 도달하면 상기 에러제어기에 한계신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 디지털제어기는 상기 에러제어기 및 상기 디지털필터에 결합되어 있는 멀티플렉서(multiplexer)를 더 포함하며,
    상기 에러제어기는 상기 에러상태에 따라 상기 디지털펄스폭변조기로 귀속하는 상기 멀티플렉서에 대안의 디지털 제어 출력(alternative digital control outout)을 제공하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 에러제어기는 상기 에러상태에 따라 미리 결정된 값으로 상기 이전 에러신호들 중 적어도 하나를 사전설정 하도록 더 마련된 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  19. 제 10항에 있어서,
    상기 에러제어기는 상기 에러상태에 따라 미리 결정된 값으로 상기 이전 제어출력들 중 적어도 하나를 사전설정하도록 더 마련된 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  20. 제 10항에 있어서,
    상기 에러제어기는 상기 에러상태에 따라 시작값으로 상기 이전 에러신호 중 적어도 하나를 재설정하도록 더 마련된 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  21. 제 10항에 있어서,
    상기 에러제어기는 상기 에러상태에 따라 시작 값으로 상기 이전 제어출력 중 적어도 하나를 재설정하도록 더 마련된 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  22. 제 10항에 있어서,
    상기 에러상태는 상기 아날로그-디지털 변환기의 포화를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  23. 제 10항에 있어서,
    상기 디지털 필터는 복수의 수학적 작동기(mathematical operator)를 포함하고, 상기 에러상태는 상기 복수의 수학적 작동기의 과잉상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하지점 조정기.
  24. 전원제어시스템을 프로그래밍하는 방법에 있어서,
    상기 전원제어시스템은 복수의 부하지점조정기를 포함하며, 상기 복수의 부하지점조정기 각각은 부하에 전원을 전달하는 적어도 하나의 전원스위치와, 출력전압 또는 출력전류와 같은 피드백측정에 응답하는 적어도 하나의 상기 전원스위치의 작동을 제어하는 디지털 제어기를 포함하고, 상기 디지털 제어기는 복수의 필터계수에 의해 정의되는 전달함수를 갖는 디지털 필터를 더 포함하며,
    상기 부하지점조정기의 작동을 시뮬레이팅(simulating)하는 적어도 하나의 스크린(screen)을 표시하는 단계; 상기 적어도 하나의 스크린은 상기 적어도 하나의 부하지점 조정기의 특징에 대한 사용자 선택값을 포함하며,
    상기 사용자 선택값을 선택하기 위하여 사용자 입력을 수신하는 단계;
    상기 사용자 입력에 대응하는 상기 필터계수를 계산하는 단계;
    상기 디지털 필터를 프로그래밍하기 위한 적어도 하나의 상기 복수의 부하지점 조정기에 계산된 상기 필터계수에 대응하는 데이터를 선택적으로 통신하는 단계;를 포함하여 이루어지는 전원제어시스템을 프로그래밍하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 사용자 선택값은 저항기, 축전기 및 인턱터와 같은 부품들의 값, 출력전압, 출력전류 및 부하 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어시스템을 프로그래밍하는 방법.
  26. 제 24항에 있어서,
    계산된 상기 필터계수에 대응하는 상기 데이터를 이용하는 적어도 하나의 상기 부하지점 조정기의 상기 디지털필터를 프로그래밍하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어시스템을 프로그래밍하는 방법.
  27. 제 24항에 있어서,
    상기 선택적으로 통신하는 단계는 상기 복수의 부하지점 조정기들 중 선택된 하나, 하나의 그룹으로 할당된 상기 복수의 부하지점조정기들 중 복수개, 및 상기 전원제어시스템의 상기 복수의 부하지점조정기의 모두로 상기 데이터를 선택적으로 통신하도록 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어시스템을 프로그램하는 방법.
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