KR101524314B1 - Apparatus for reducing sound noise - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 상기 소음 저감 장치는 삼각파 신호를 출력하는 삼각파 발생부, 상기 삼각파 신호와 기준 전압에 따라 해당 크기의 스위칭 주파수를 생성하는 스위칭 주파수 발생기, 그리고 상기 스위칭 주파수의 동작에 따라 입력 전압을 원하는 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 포함한다. 이때, 상기 삼각파 발생부는 저항값에 따라 삼각파 신호의 상태가 가변되고, 상기 저항값은 상기 DC-DC 컨버터의 동작에 의해 생성되는 소음 주파수에 기초하여 정해진다.The noise reduction apparatus includes a triangle wave generator for outputting a triangle wave signal, a switching frequency generator for generating a switching frequency of a corresponding magnitude according to the triangle wave signal and the reference voltage, And a DC-DC converter for converting the input voltage to a desired output voltage according to the input voltage. At this time, the state of the triangle wave signal varies according to the resistance value of the triangle wave generator, and the resistance value is determined based on the noise frequency generated by the operation of the DC-DC converter.

DC-DC컨버터, 스위칭주파수, 가변저항, 소음, MLCC, 적층세라믹콘덴서 DC-DC Converter, Switching Frequency, Variable Resistor, Noise, MLCC, Multilayer Ceramic Capacitor

Description

소음 저감 장치 {APPARATUS FOR REDUCING SOUND NOISE}{APPARATUS FOR REDUCING SOUND NOISE}

본 발명은 소음 저감 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 스위칭 주파수(switching frequency)를 변경하여 DC-DC 컨버터(DC-DC converter)의 소음을 저감하는 소음 저감 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a noise reduction device. More particularly, the present invention relates to a noise reduction apparatus for reducing a noise of a DC-DC converter by changing a switching frequency.

DC-DC 컨버터를 이용하여 입력되는 직류 전압을 원하는 크기의 전압으로 승압시켜 출력할 경우, DC-DC 컨버터로 입력되는 일정 주기를 갖는 스위칭 주파수에 따라 특정 주파수에서 고주파 소음이 발생한다. 일반적으로 인간의 소음은 가청 주파수 대역인 약 20kHz 이하에서 심하게 발생하고, 그 이상에서는 잘 들리지 않게 된다. 하지만 일반적으로 DC-DC 컨버터의 스위칭 주파수는 가청 주파수대에 위치하는 경우가 많으므로, DC-DC 컨버터의 동작으로 인해 소음이 많이 발생하는 문제가 있다.When a direct-current voltage input to a DC-DC converter is boosted to a desired voltage, a high-frequency noise is generated at a specific frequency according to a switching frequency having a predetermined period input to the DC-DC converter. Generally, human noise is generated at a frequency of about 20 kHz or less, which is an audible frequency band, and can not be heard anymore. However, since the switching frequency of a DC-DC converter is generally located in an audible frequency band, there is a problem that noise is generated due to the operation of the DC-DC converter.

더욱이 DC-DC 컨버터의 출력단측에 연결되어 필터 역할을 하는 콘덴서가 적층 세라믹 콘덴서(multi-layer ceramic condenser, MLCC)를 사용할 경우, 소음 발생은 더욱 심해진다. 이에 대하여 좀더 자세히 설명한다. Furthermore, when a capacitor connected to the output side of the DC-DC converter and serving as a filter is used, a noise is further exacerbated by using a multi-layer ceramic condenser (MLCC). This will be described in more detail.

일반적으로, 적층 세라믹 콘덴서는 정전 용량 및 정격 전압의 용도에 따라 유전체층과 전극 면적을 소형 박막으로 다충화한 칩 타입(chip type)의 콘덴서이다. Generally, a multilayer ceramic capacitor is a chip-type capacitor in which a dielectric layer and an electrode area are miniaturized into a small-sized thin film depending on the application of the capacitance and the rated voltage.

하지만, 이러한 적층 세라믹 콘덴서에 직류(DC) 전원이나 교류(AC) 전원이 공급되면, 공급 전원에 기인한 적층 세라믹 콘덴서의 기계적인 변형이 발생한다. 이는 적층 세라믹 콘덴서에 사용된 유전체층 재료의 특성 상 압전 변형 현상 등으로 기인한 것으로, 이러한 공급 전원에 기인한 변형이 적층 세라믹 콘덴서의 진동에 의한 잡음을 발생시키고, 이것은 다시 적층 세라믹 콘덴서가 장착된 인쇄 회로 기판의 진동음을 야기시킨다.However, when a direct current (DC) power supply or an alternating current (AC) power supply is supplied to such a multilayer ceramic capacitor, a mechanical deformation of the multilayer ceramic capacitor due to the power supply occurs. This is attributed to the piezoelectric deformation phenomenon due to the characteristics of the dielectric layer material used in the multilayer ceramic capacitor. Such deformation caused by the supply voltage causes noise due to the vibration of the multilayer ceramic capacitor, which is again caused by the printing with the multilayer ceramic capacitor Causing a vibration sound of the circuit board.

이와 같이, DC-DC 컨버터에 적층 세라믹 콘덴서를 사용하면, DC-DC 컨버터의 동작에 의한 소음뿐만 아니라 적층 세라믹 콘덴서로 인한 진동음으로 인해, 소음 발생이 더욱더 증가하게 되는 문제가 발생한다.Thus, when a multilayer ceramic capacitor is used in the DC-DC converter, there arises a problem that the noise is further increased due to the operation noise of the DC-DC converter as well as the vibration noise due to the multilayer ceramic capacitor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 DC-DC 컨버터의 소음 발생을 줄이는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the noise generated by a DC-DC converter.

본 발명의 한 특징에 따른 소음 저감 장치는 삼각파 신호를 출력하는 삼각파 발생부, 상기 삼각파 신호와 기준 전압에 따라 해당 크기의 스위칭 주파수를 생성하는 스위칭 주파수 발생기, 그리고 상기 스위칭 주파수의 동작에 따라 입력 전압을 원하는 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 포함하고, 상기 삼각파 발생부는 저항값에 따라 삼각파 신호의 상태가 가변되고, 상기 저항값은 상기 DC-DC 컨버터의 동작에 의해 생성되는 소음 주파수에 기초하여 정해진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a noise reduction apparatus comprising: a triangle wave generator for outputting a triangle wave signal; a switching frequency generator for generating a switching frequency of a corresponding magnitude according to the triangle wave signal and the reference voltage; DC converter according to claim 1, wherein the triangular wave signal has a variable state according to a resistance value, and the resistance value is based on a noise frequency generated by the operation of the DC-DC converter Respectively.

상기 스위칭 주파수는 약 400kHz 내지 약 1.2MHz 중 하나일 수 있다.The switching frequency may be from about 400 kHz to about 1.2 MHz.

상기 삼각파 발생부는 상기 소음 주파수에 따라 정해진 저항값을 갖는 가변 저항부, 상기 가변 저항부에서 출력되는 전류량을 감지하여 출력하는 전류 공급부, 상기 전류 공급부에서 출력되는 전류량에 따라 정해진 충전 기울기로 전압을충전하는 충전부, 그리고 상기 충전부의 충전 전압이 목표 전압에 도달하면 상기 충전부의 충전 전압을 방전하는 충전 제어부를 포함할 수 있다. The triangular wave generator includes a variable resistor unit having a resistance value determined according to the noise frequency, a current supplier for sensing and outputting the amount of current output from the variable resistor unit, a voltage charging unit for charging the voltage with a predetermined charging slope according to the amount of current output from the current supplier, And a charge controller for discharging the charge voltage of the charger when the charge voltage of the charger reaches a target voltage.

이때, 상기 충전부는 저항과 콘덴서를 포함하는 것이 좋다. At this time, the charging unit preferably includes a resistor and a capacitor.

상기 기준 전압은 일정한 값을 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that the reference voltage has a constant value.

상기 DC-DC 컨버터는 적층 세라믹 콘덴서를 포함할 수 있다. The DC-DC converter may include a multilayer ceramic capacitor.

이러한 본 발명의 특징에 따르면, DC-DC 컨버터의 소음 주파수에 따라 저항값을 변경하여 스위칭 주파수를 변경한다. 이때, 저항값은 소음 주파수를 최적으로 저감할 수 있는 값이므로, 스위칭 주파수의 변경으로 인해 DC-DC 컨버터에서 발생하는 소음이 효율적으로 감소한다.According to this aspect of the present invention, the switching frequency is changed by changing the resistance value according to the noise frequency of the DC-DC converter. At this time, since the resistance value is a value capable of optimally reducing the noise frequency, the noise generated in the DC-DC converter is effectively reduced due to the change of the switching frequency.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있 다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module," and " module ", etc. in the specification mean a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software have.

이하, 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 저감 장치에 대하여 설명한다. 본 실시예에 따른 소음 저감 장치는 DC-DC 컨버터의 소음을 저감하는 소음 저감 장치에 관한 것이지만, 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, a noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The noise reduction apparatus according to the present embodiment relates to a noise reduction apparatus for reducing the noise of the DC-DC converter, but is not limited thereto.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 저감 장치의 구조에 대하여 설명한다.1 and 2, a structure of a noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 저감 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 저감 장치의 삼각파 발생부의 상세 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram of a noise reducing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed block diagram of a triangle wave generating unit of a noise reducing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 저감 장치는 DC-DC 컨버터(10), DC-DC 컨버터(10)에 연결된 스위칭 주파수 발생기(20), 스위칭 주파수 발생기(20)에 연결된 삼각파 발생부(30)를 포함한다.1, a noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention includes a DC-DC converter 10, a switching frequency generator 20 connected to a DC-DC converter 10, and a switching frequency generator 20 connected to the switching frequency generator 20 And a triangle wave generator 30.

DC-DC 컨버터(10)는 인가되는 스위칭 주파수에 따라 동작하여 입력 전압(Vi)을 원하는 크기의 출력 전압(Vo)으로 승압한다. The DC-DC converter 10 operates according to the applied switching frequency to boost the input voltage Vi to an output voltage Vo of a desired magnitude.

이러한 DC-DC 컨버터(10)는 정해진 크기를 갖는 직류의 입력 전압(Vi)에 연결되어 있는 리액터(reactor, L1), 리액터(L1)과 접지 사이에 입력 단자와 출력 단자가 연결되어 있는 스위칭부(Q1), 리액터(L1)에 연결된 다이오드(D1), 그리고 다이오드(D1)와 접지 사이에 연결된 콘덴서(C1)를 구비한다. 도 1에서, DC-DC 컨버터(10)의 출력단에 연결된 저항(Ro)은 부하를 나타낸다.The DC-DC converter 10 includes a reactor L1 connected to a DC input voltage Vi having a predetermined magnitude, a switching unit SW connected between an input terminal and an output terminal between the reactor L1 and ground, A diode D1 connected to the reactor L1 and a capacitor C1 connected between the diode D1 and the ground. 1, the resistor Ro connected to the output terminal of the DC-DC converter 10 represents a load.

리액터(L1)는 입력되는 전류에서 노이즈를 제거한다.The reactor L1 removes noise from the input current.

스위칭부(Q1)는 제어 단자의 턴 온/오프 상태에 따라 입력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변경한다. The switching unit Q1 changes the DC voltage inputted to the AC voltage according to the turn-on / off state of the control terminal.

다이오드(D1)는 입력되는 되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기로서 기능한다.The diode D1 functions as a rectifier for converting an input AC voltage into a DC voltage.

콘덴서(C1)는 인가되는 전압에서 노이즈를 제거하는 필터로서 기능한다. 본 실시예에서, 콘덴서(C1)는 적층 세라믹 콘덴서일 수 있다.The capacitor C1 functions as a filter for removing noise from an applied voltage. In this embodiment, the capacitor C1 may be a multilayer ceramic capacitor.

스위칭 주파수 발생기(20)는 DC-DC 컨버터(10)의 스위칭부(Q1)의 제어 단자에 연결되어 있고, 스위칭부(Q1)의 제어 단자에 인가되는 스위칭 주파수를 생성한다. 이때, 스위칭 주파수 발생기(20)는 삼각파 발생부(30)에서 전달되는 삼각파 신호와 외부로부터 인가되고 일정 크기를 갖는 기준 전압(Vf)을 인가 받아 소정 주기의 구형파를 생성하는 펄스폭 변조기이다. 삼각파 발생부(30)에서 출력되는 구형파의 상태를 인가되는 삼각파의 주기 등에 따라 달라진다. The switching frequency generator 20 is connected to the control terminal of the switching unit Q1 of the DC-DC converter 10 and generates the switching frequency applied to the control terminal of the switching unit Q1. At this time, the switching frequency generator 20 is a pulse width modulator that receives a triangular wave signal transmitted from the triangle wave generator 30 and a reference voltage Vf having a predetermined magnitude applied from the outside, and generates a rectangular wave having a predetermined period. The state of the square wave output from the triangle wave generator 30 varies depending on the period of the triangle wave to be applied.

삼각파 발생부(30)는 스위칭 주파수 발생기(20)로 출력되는 삼각파 신호를 생성한다. 이러한 삼각파 발생부(30)는 도 2에 도시한 것처럼, 가변 저항부(31), 가변 저항부(31)에 연결된 전류 공급부(32), 전류 공급부(32)에 연결된 RC 충전부(33), RC 충전부(33)에 연결되어 있는 충전 제어부(34)를 구비한다.The triangle wave generator 30 generates a triangle wave signal output to the switching frequency generator 20. 2, the triangle wave generator 30 includes a variable resistor 31, a current supply 32 connected to the variable resistor 31, an RC capacitor 33 connected to the current supply 32, And a charging control unit 34 connected to the charging unit 33.

가변 저항부(31)는 사용자에 의해 사용되는 저항의 값이 변경된다. 즉, DC-DC 컨버터에서 발생하는 소음의 주파수에 따라서 가변 저항부(31)의 저항값이 변경된다.The variable resistance section 31 changes the value of the resistance used by the user. That is, the resistance value of the variable resistor section 31 is changed according to the frequency of the noise generated in the DC-DC converter.

전류 공급부(32)는 가변 저항부(31)의 저항값에 따라 변하는 전류량을 측정하여 RC 충전부(33)에 전달한다.The current supply unit 32 measures the amount of current varying according to the resistance value of the variable resistance unit 31 and transfers the measured amount of current to the RC charging unit 33.

RC 충전부(33)는 소정 크기의 저항값을 갖는 저항과 소정 크기의 정전 용량값을 갖는 콘덴서를 구비하고, 인가되는 전류량에 따라 원하는 목표 전압까지의 충전 시간이 달라진다. The RC charging unit 33 includes a resistor having a resistance value of a predetermined magnitude and a capacitor having a capacitance value of a predetermined magnitude, and the charging time to a desired target voltage is varied according to the magnitude of the applied current.

충전 제어부(34)는 RC 충전부(30)의 충전 전압이 목표 전압까지 도달하는지의 상태에 따라 동작 상태가 변하여, RC 충전부(33)의 동작을 제어한다.The charge control unit 34 changes the operation state depending on whether the charge voltage of the RC charging unit 30 reaches the target voltage and controls the operation of the RC charging unit 33. [

이러한 구조를 갖는 소음 저감 장치의 동작을 설명한다.The operation of the noise reducing apparatus having such a structure will be described.

먼저, 사용자에 의해 가변 저항부(31)의 저항값이 결정되면, 정해진 저항값에 기초하여 크기의 전류량이 흐르게 되어, 전류 공급부(32)로 인가된다. 이미 알려진 것처럼, 가변 저항부(31)의 저항값이 증가하면 흐르는 전류량은 감소하고, 저항값이 감소하면 흐르는 전류량은 증가하게 된다. First, when the resistance value of the variable resistance portion 31 is determined by the user, the amount of current flows in accordance with the determined resistance value and is applied to the current supply portion 32. As already known, when the resistance value of the variable resistance section 31 increases, the amount of current flowing decreases, and when the resistance value decreases, the amount of current flowing increases.

전류 공급부(32)는 인가되는 전류량을 RC 충전부(33)로 전달한다.The current supply unit 32 transfers the amount of applied current to the RC charging unit 33.

이로 인해, RC 충전부(33)는 인가되는 전류에 의해 충전 동작이 이루어진다.As a result, the RC charging unit 33 performs the charging operation by the applied current.

이때, RC 충전부(33)의 충전 시간은 인가되는 전류량의 크기에 따라 가변된다. 즉, 인가되는 전류량이 증가할수록 충전 기울기가 증가하여 목표 전압까지 도달하는 시간(충전 시간)은 줄어든다, 즉 충전 속도가 빨라진다. 반대로 인가되는 전류량이 감소할수록 충전 기울기가 감소하여 목표 전압까지 도달하는 시간은 길어지게 된다, 즉 충전 속도는 느려지게 된다. At this time, the charging time of the RC charging unit 33 varies depending on the magnitude of the applied current amount. That is, as the applied current increases, the charging slope increases and the time (charging time) required to reach the target voltage decreases, that is, the charging speed increases. Conversely, as the applied current decreases, the charge slope decreases and the time to reach the target voltage becomes longer, that is, the charging rate becomes slower.

인가되는 전류의 양에 따라 정해진 기울기로 RC 충전부(33)의 충전 동작이 행해져, RC 충전부(33)의 충전 전압이 정해진 목표 전압까지 상승하면, 충전 제어부(34)는 RC 충전부(33)에 해당 상태의 제어 신호를 출력하여 충전된 전압을 방전 시킨다. When the charging voltage of the RC charging section 33 rises to a predetermined target voltage by performing the charging operation of the RC charging section 33 at a predetermined slope according to the amount of the applied current, the charging control section 34 corresponds to the RC charging section 33 State control signal to discharge the charged voltage.

이러한 RC 충전부(33)의 충전 동작과 방전 동작이 반복되게 이루어짐에 따라 RC 충전부(33)는 삼각파 신호를 출력하게 된다. 이때, 삼각파 신호의 기울기와 주기는 충전 기울기에 따라 달라진다. 즉, 충전 속도가 빨라지만, 삼각파 신호의 기울기는 증가하고 신호 주기는 짧아져, 신호의 주파수가 증가한다. 반대로, 충전 속도가 느려지면, 삼각파 신호의 기울기는 감소하고 신호 주기를 길어져 신호의 주파수가 감소한다. 결국, RC 충전부(33)에서 출력되는 삼각파 신호는 RC 충전부(33)에 인가되는 전류의 양에 달라지므로, 가변 저항부(31)의 저항값에 따라 삼각파 발생부(30)에서 출력되는 삼각파 신호의 상태가 달라진다.As the charging and discharging operations of the RC charging unit 33 are repeated, the RC charging unit 33 outputs a triangle wave signal. At this time, the slope and the period of the triangular wave signal depend on the charging gradient. That is, although the charging speed is faster, the slope of the triangular wave signal increases, the signal period becomes shorter, and the frequency of the signal increases. On the other hand, when the charging speed is slowed down, the slope of the triangular wave signal decreases and the signal period becomes longer and the frequency of the signal decreases. As a result, the triangular wave signal output from the RC charging unit 33 depends on the amount of the current applied to the RC charging unit 33. Therefore, according to the resistance value of the variable resistance unit 31, the triangular wave signal outputted from the triangular wave generating unit 30 The state of.

이렇게 생성된 삼각파 신호는 스위칭 주파수 발생기(20)로 인가된다.The thus generated triangular wave signal is applied to the switching frequency generator 20.

스위칭 주파수 발생기(20)는 연산 증폭기로 이루어진 비교기로서, 인가되는 삼각파 신호와 기준 전압(Vf)을 서로 비교하고, 비교 결과에 따라 출력되는 신호의 상태가 고레벨 또는 저레벨 상태로 된다. 예를 들어, 삼각파 신호가 기준 전압 (Vf)보다 높은 전압을 갖는 구간에서는 고레벨 상태의 신호를 출력하고, 삼각파 신호가 기준 전압(Vf)보다 낮은 전압은 갖는 구간에서는 저레벨 상태의 신호를 출력한다.The switching frequency generator 20 is a comparator made up of an operational amplifier. The switching frequency generator 20 compares the applied triangular wave signal with the reference voltage Vf and outputs a signal of a high or low level according to the comparison result. For example, a signal in a high level state is output in a section where the triangle wave signal has a voltage higher than the reference voltage Vf, and a signal in a low level state is outputted in a section where the triangle wave signal has a voltage lower than the reference voltage Vf.

이런 스위칭 주파수는 DC-DC 컨버터(10)의 스위칭부(Q1)의 제어 단자로 인가된다.This switching frequency is applied to the control terminal of the switching unit Q1 of the DC-DC converter 10. [

이에 따라 스위칭부(Q1)의 턴온/오프 동작 주기가 달라져, 리액터(L1)를 통해 인가되는 전압은 구형파 형태로 변경된 후, 다이오드(D1)에 의해 정류되어 원하 는 크기의 직류 전압으로 변환된 후 커패시터(C1)를 거쳐 출력 전압(Vo)을 출력하게 된다. 이 때, 구형파의 상태는 스위칭부(Q1)의 턴온/오프 상태에 따라 달라지므로, 스위칭부(Q1)의 제어 단자에 인가되는 스위칭 주파수의 상태에 따라 출력 전압(Vo)의 크기, 출력 전류의 진폭 크기 등이 변하게 된다.Accordingly, the voltage applied through the reactor L1 is changed to a square wave, and then rectified by the diode D1 to be converted into a DC voltage of a desired magnitude And outputs the output voltage Vo through the capacitor C1. Since the state of the square wave varies depending on the turn-on / off state of the switching unit Q1, the magnitude of the output voltage Vo and the magnitude of the output current Vo are changed according to the state of the switching frequency applied to the control terminal of the switching unit Q1. Amplitude magnitude, and so on.

이와 같은 동작을 통해 스위칭 주파수가 생성되어 DC-DC 컨버터(10)의 동작이 행해질 때, 가변 저항부(31)의 저항값은 DC-DC 컨버터(10)의 동작에 따라 발생하는 소음의 주파수에 따라 이미 정해져 있다. 즉, 가변 저항부(31)의 저항값은 DC-DC 컨버터(10)의 현재 소음 상태에 따라 발생되는 소음을 최적으로 감소시킬 수 있는 실험치에 기초하여 정해진다. When the operation of the DC-DC converter 10 is performed by generating the switching frequency through the above operation, the resistance value of the variable resistance section 31 is changed to the frequency of the noise generated according to the operation of the DC-DC converter 10 It has already been decided. That is, the resistance value of the variable resistance section 31 is determined based on the experimental value capable of optimally reducing the noise generated in accordance with the current noise state of the DC-DC converter 10.

이와 같이, DC-DC 컨버터(10)로 인가되는 스위칭 주파수를 변화시켜 발생하는 소음을 감소시킬 경우, 종래에는 선택할 수 있는 스위칭 주파수의 크기가 크게 한정되어 있었다. In this way, when the noise generated by changing the switching frequency applied to the DC-DC converter 10 is reduced, the size of the switching frequency that can be selected conventionally is limited to a large extent.

즉, 종래에는 스위칭 주파수를 위한 삼각파 신호를 생성하기 위해, 정해진 주파수의 신호를 생성하는 발진기가 선택 가능한 스위칭 주파수의 수만큼 설계되어 있었다. 이로 인해, 설계 비용이나 설계 면적 등에 대한 제약으로 인해, 선택 가능한 스위칭 주파수의 수는 약 1.2MHz와 약 600kHz와 같이 2개로 한정되어 있었다. 이로 인해, 다양한 주파수와 형태로 발생하는 소음에 적합한 스위칭 주파수의 선택에 많은 한계가 발생하여, 소음 저감 효과가 크게 줄어들었다.That is, conventionally, in order to generate a triangular wave signal for the switching frequency, an oscillator for generating a signal of a predetermined frequency has been designed by the number of selectable switching frequencies. Because of this, due to restrictions on design cost and design area, the number of selectable switching frequencies was limited to two, such as about 1.2 MHz and about 600 kHz. As a result, there are many limitations on the selection of the switching frequency suitable for the noise generated in various frequencies and shapes, and the noise reduction effect is greatly reduced.

이에 반하여, 본 발명의 실시예에서는 발생하는 소음 주파수에 따라 이미 정해진 값으로 저항값을 사용자가 변경할 수 있으므로, 가변되는 스위칭 주파수가 매 우 다양하다. 따라서, 현재 DC-DC 컨버터(10)의 소음(진동) 상태에 맞는 가장 적합한 스위칭 주파수의 선택이 가능해지고, 이로 인해, 출력단의 전압이나 전류 파형 및 진폭의 크기가 변경되어, DC-DC 컨버터(10)의 동작으로 인한 진동 상태가 변하게 된다. 또한, DC-DC 컨버터(10)에 장착된 적층 세라믹 콘덴서의 진동폭 역시 감소하여, DC-DC 컨버터(10)에서 발생하는 소음을 최소로 줄일 수 있게 된다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, since the resistance value can be changed by the user to a predetermined value according to the generated noise frequency, the variable frequency varies widely. Therefore, it becomes possible to select the most suitable switching frequency according to the noise (vibration) state of the current DC-DC converter 10, thereby changing the voltage, current waveform and amplitude of the output terminal, 10) is changed. In addition, the vibration amplitude of the multilayer ceramic capacitor mounted on the DC-DC converter 10 is also reduced, so that the noise generated in the DC-DC converter 10 can be minimized.

이러한 본 실시예에서, 가변 저항부(31)의 저항값을 변경하여 선택할 수 있는 스위칭 주파수의 범위는 약 400kHz에서 약 1.2MHz로서, 종래의 두 개보다 훨씬 많아졌다. 이로 인해, DC-DC 컨버터(10)에서 발생하는 소음을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다. In this embodiment, the range of the switching frequency that can be selected by changing the resistance value of the variable resistance section 31 is about 1.2 MHz at about 400 kHz, which is much larger than the conventional two. Therefore, the noise generated in the DC-DC converter 10 can be more effectively reduced.

또한, 단지 저항값을 변경함으로써 원하는 크기의 스위칭 주파수를 얻을 수 있으므로, 설계가 용이하고, 설계 비용이나 설계 면적이 많이 요구되지 않는다.Moreover, since the switching frequency of a desired size can be obtained by simply changing the resistance value, it is easy to design and does not require much design cost or design area.

도 3 및 도 4를 참고로 하여 스위칭 주파수의 변경에 따른 전류의 변화를 살펴보자.Referring to FIG. 3 and FIG. 4, let us consider a change in current due to a change in switching frequency.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 한 실시예에 따라 인덕터와 다이오드 사이의 지점에서 전압 변화에 따른 전류 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 3 and FIG. 4 are graphs showing current changes according to a voltage change at a point between the inductor and the diode, respectively, according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4에 도시한 그래프는 약 330kHz와 약 550kHz의 스위칭 주파수가 스위칭부(Q1)로 인가될 때, 인덕터(L1)와 다이오드(D1) 사이의 전압(Vsw)과 전류 변화를 나타낸 그래프이다.The graphs shown in Figs. 3 and 4 are graphs showing the voltage Vsw between the inductor L1 and the diode D1 and the current change when a switching frequency of about 330 kHz and about 550 kHz is applied to the switching unit Q1 to be.

도 3에 도시한 것처럼, 약 330kHz의 스위칭 주파수가 스위칭부(Q1)로 인가될 때, 인덕터(L1)와 다이오드(D1)의 전류는 약 900mA이었다. 하지만, 도 4에 도시한 것처럼, 약 550kHz의 스위칭 주파수가 스위칭부(Q1)로 인가될 때, 인덕터(L1)와 다이오드(D1)의 전류는 약 843mA로 그 진폭의 크기가 줄었다. 도 3 및 도 4에 정확하게 도시되지 않았지만, 해당 지점에서의 전압(Vsw) 또한 감소하였다. 이로 인해, 스위칭 주파수를 변경함에 따라 출력되는 전류의 진폭을 감소시켜 DC-DC 컨버터의 동작으로 인한 진동, 특히 MLCC로 인한 진동폭을 감소시키므로, 음성 노이즈가 줄었음을 알 수 있다.As shown in Fig. 3, when the switching frequency of about 330 kHz is applied to the switching unit Q1, the currents of the inductor L1 and the diode D1 were about 900 mA. However, as shown in Fig. 4, when a switching frequency of about 550 kHz is applied to the switching unit Q1, the magnitude of the amplitude of the inductor L1 and the diode D1 is reduced to about 843 mA. 3 and 4, the voltage Vsw at that point has also decreased. As a result, the amplitude of the output current is reduced by changing the switching frequency, thereby reducing the vibration due to the operation of the DC-DC converter, particularly, the oscillation due to the MLCC, so that the noise noise is reduced.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 저감 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 저감 장치의 삼각파 발생부의 상세 블록도이다.2 is a detailed block diagram of a triangle wave generator of a noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 한 실시예에 따라 인덕터와 다이오드 사이의 지점에서 전압 변화에 따른 전류 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 3 and FIG. 4 are graphs showing current changes according to a voltage change at a point between the inductor and the diode, respectively, according to an embodiment of the present invention.

*도면 부호에 대한 설명*[Description of Drawings]

10: DC-DC 컨버터 20: 스위칭 주파수 발생기10: DC-DC converter 20: Switching frequency generator

30: 삼각파 발생부 31: 가변 저항부30: Triangular wave generating unit 31:

32: 전류 공급부 33: RC 충전부32: current supply unit 33: RC charging unit

34: 충전 제어부34:

Claims (6)

삼각파 신호를 출력하는 삼각파 발생부;A triangle wave generator for outputting a triangle wave signal; 상기 삼각파 신호와 기준 전압에 따라 해당 크기의 스위칭 주파수를 생성하는 스위칭 주파수 발생기; 및A switching frequency generator for generating a switching frequency of a corresponding magnitude according to the triangle wave signal and the reference voltage; And 상기 스위칭 주파수의 동작에 따라 입력 전압을 원하는 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 포함하고,And a DC-DC converter for converting an input voltage to a desired output voltage according to the operation of the switching frequency, 상기 삼각파 발생부는 The triangle wave generator 상기 DC-DC 컨버터의 동작에 의해 생성되는 소음 주파수에 따라 정해진 저항값을 갖는 가변 저항부;A variable resistor unit having a resistance value determined according to a noise frequency generated by an operation of the DC-DC converter; 상기 가변 저항부에서 출력되는 전류량을 감지하여 출력하는 전류 공급부;A current supplier for sensing and outputting an amount of current output from the variable resistor; 상기 전류 공급부에서 출력되는 전류량에 따라 정해진 충전 기울기로 전압을충전하는 충전부; 및A charging unit charging the voltage with a charge slope determined according to an amount of current output from the current supply unit; And 상기 충전부의 충전 전압이 목표 전압에 도달하면 상기 충전부의 충전 전압을 방전하는 충전 제어부를 포함하는 소음 저감 장치.And a charge controller for discharging the charge voltage of the charger when the charge voltage of the charger reaches a target voltage. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 스위칭 주파수는 400kHz 내지 1.2MHz 중 하나인 소음 저감 장치.Wherein the switching frequency is one of 400 kHz to 1.2 MHz. 삭제delete 제1항에서,The method of claim 1, 상기 충전부는 저항과 콘덴서를 포함하는 소음 저감 장치.Wherein the charging unit includes a resistor and a capacitor. 제1항에서, The method of claim 1, 상기 기준 전압은 일정한 값을 갖는 소음 저감 장치.Wherein the reference voltage has a constant value. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1, 2, 4, and 5, 상기 DC-DC 컨버터는 적층 세라믹 콘덴서를 포함하는 소음 저감 장치.Wherein the DC-DC converter includes a multilayer ceramic capacitor.
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