KR101543380B1 - 항공 전자 장비 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 항공 전자 장비 제어 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 항공 전자 장비 제어 장치는 항공 전자 장비에 인가되는 입력 전압에 대한 적어도 하나 이상의 출력 전압을 생성하여 메인 제어부로 제공하는 출력 전압 생성부; 상기 입력 전압과 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 모니터링하는 모니터링부; 및 상기 입력 전압의 모니터링 결과 상기 입력 전압이 미리 결정된 정상 입력 전압 범위인 경우 입력 전압 정상 알림 신호를 메인 제어부로 제공하고, 상기 입력 전압이 상기 정상 입력 전압 범위를 벗어나는 경우 입력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하며, 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압 모니터링 결과 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압 각각이 미리 결정된 정상 출력 전압 범위인 경우 출력 전압 정상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하고, 상기 정상 출력 전압 범위를 벗어나는 경우 출력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하는 제어부를 포함한다.

Description

항공 전자 장비 제어 장치 {Apparatus for controlling an aviation electronic device}
본 발명은 항공 전자 장비 제어에 대한 것으로, 상세하게는 입출력 전압의 모니터링을 통해 입출력 전압에 따라 항공 전자 장비의 입력 전압과 출력 전압 그리고 알림 신호를 제어 또는 처리할 수 있는 항공 전자 장비 제어 장치에 대한 것이다.
항공 전자 장비는 타 장비들에 비해 대체적으로 더 안정적인 시스템을 구축하게 되어 있다. 그리고, 항공 전자 장비는 항공 전원 관련 규격인 MIL-STD-704와 같은 규격들을 적용하여야 한다.
기존의 항공 전자 장비의 전원 공급 장치에서 입/출력 전압을 모니터링 하고 그에 따른 알림 신호를 사용하는 것은 여러 전원 공급 장치에서 볼 수 있지만, 해당 장치에서는 단순하게 입력 이상 시 알림 신호를 보내주거나 출력 이상 시 알림 신호를 보내 주었을 뿐이었다.
또한 항공 전자 장비는 MIL-STD-704 규격을 충분히 고려하여 시스템을 구축하여야 하지만 그렇지 않은 경우도 있으며, 또한 입출력 전원에 따른 알림 신호 및 입출력 전원을 효율적으로 적용하지 못하는 경우가 많다.
이런 항공 전자 장비의 전원 공급 장치는 타 전자장비의 전원 공급 장치와는 다르게 적용되어야 하는 부분도 있으며, 또한 항공 전자 장비에 공통적으로 적용되어야 하는 부분도 있다.
따라서, 항공 전자 장비에서 입출력 전압에 따라 알림 신호 및 입출력 전압을 효율적으로 제어할 수 있는 장치의 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 입출력 전압의 모니터링을 통해 입출력 전압에 따라 항공 전자 장비의 입력 전압과 출력 전압 그리고 알림 신호를 제어 또는 처리할 수 있는 항공 전자 장비 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 항공 전자 장비 제어 장치는 항공 전자 장비에 인가되는 입력 전압에 대한 적어도 하나 이상의 출력 전압을 생성하여 메인 제어부로 제공하는 출력 전압 생성부; 상기 입력 전압과 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 모니터링하는 모니터링부; 및 상기 입력 전압의 모니터링 결과 상기 입력 전압이 미리 결정된 정상 입력 전압 범위인 경우 입력 전압 정상 알림 신호를 메인 제어부로 제공하고, 상기 입력 전압이 상기 정상 입력 전압 범위를 벗어나는 경우 입력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하며, 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압 모니터링 결과 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압 각각이 미리 결정된 정상 출력 전압 범위인 경우 출력 전압 정상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하고, 상기 정상 출력 전압 범위를 벗어나는 경우 출력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 각각의 미리 결정된 제1 기준 전압보다 낮은 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 저전압인 것으로 판단하여 상기 출력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 각각의 미리 결정된 제2 기준 전압보다 높은 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 과전압인 것으로 판단하여 상기 출력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하고, 인터럽트 방식으로 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압에 대한 과전압 여부를 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 과전압인 것으로 판단되면 미리 결정된 시간 경과 후 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 상기 제2 기준 전압보다 높은지 다시 판단하여 과전압인 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 오프시키는 초기화 과정을 수행할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 입력 전압이 미리 결정된 제3 기준 전압보다 낮은 경우 상기 입력 전압이 저전압인 것으로 판단하여 상기 입력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 입력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공한 후 미리 결정된 일정시간 동안 상기 입력 전압이 미리 결정된 히스테리시스 범위 내에 있는지 판단하고, 상기 입력 전압이 상기 일정 시간 동안 상기 히스테리시스 범위를 벗어나는 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 오프시키는 초기화 과정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 입출력 전압의 모니터링을 통해 입출력 전압에 따라 항공 전자 장비의 입력 전압과 출력 전압 그리고 알림 신호를 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 항공 전원 규격인 MIL-STD-704F를 만족하는 전원 시스템에 적용되어, 항공 장비의 전원 공급 장치에서 사용 될 수 있으며, 전원 공급 장치에서 발생할 수 있는 경우를 인터럽트(Interrupt) 방식, 순차적인 방식으로 나누어 더 효율적으로 제어할 수 있다.
나아가, 본 발명은 입력 전압이 미리 결정된 전압보다 낮은 저전압인 경우 히스테리시스(Hysteresis)를 적용하여 특정 전압 값에서 입력 전압을 공급하는 전원이 온/오프되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 Glitch 성분과 같은 노이즈에 의해 발생될 수 있는 오동작을 최소화할 수 있다.
이런 본 발명은 항공 전자 장비에 직접적으로 바로 적용이 가능하며, 개발 기간을 최소화 할 수 있고, 전원에서 발생 가능한 다양한 경우를 고려하고 있기 때문에 안정적인 전원 공급 장치의 시스템에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공 전자 장비 제어 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 입력 전압의 히스테리시스를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 항공 전자 장비 제어 장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공 전자 장비 제어 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 장치는 모니터링부(100), 출력 전압 생성부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.
전원 공급 장치는 항공 전자 장비에 전원을 공급하는 장치로서, 본 발명에 따른 장치를 포함하는 항공 전자 장비에 입력 전원을 인가하는 장치이다.
메인 제어부는 본 발명에 따른 제어 장치를 통해 출력 전압을 제공 받고, 본 발명의 장치와 통신을 통해 알림 신호를 송수신하는데, 송수신되는 알림 신호는 전원 공급 장치 및 항공 전자 장비의 동작을 제어하기 위한 제어 신호로 사용될 수 있다.
이 때, 메인 제어부는 중앙 처리 장치를 포함하는 보드를 포함할 수 있고, 입출력 포트를 포함하는 보드를 포함할 수 있으며, 기타 항공 전자 장비의 동작을 제어하거나 기능을 수행하는 수단들을 포함하는 보드를 포함할 수 있다.
그리고, 메인 제어부와 본 발명에 따른 장치는 I2C (Inter-Integrated Circuit) 통신을 수행할 수 있다. 물론, 상황에 따라 다양한 통신 방법이 사용될 수 있으며, 통신 방법은 본 발명을 제공하는 업체에 의해 결정될 수 있다.
출력 전압 생성부는 전원 공급 장치로부터 인가되는 입력 전압에 대한 출력 전압을 생성하여 메인 제어부로 제공한다.
이 때, 출력 전압 생성부는 적어도 하나 이상의 컨버터 예를 들어, DC-DC 컨버터를 이용하여 출력 전압을 생성할 수 있으며, 도 1에서는 3.3V, 5V. 12V를 생성하는 3개의 컨버터를 포함하여 3.3V, 5V, 12V의 출력 전압을 메인 제어부로 제공할 수 있다. 물론, 출력 전압 생성부는 제어부에 의한 제어에 의해 출력 전압을 메인 제어부로 출력할 수도 있고, 출력하지 않을 수도 있다.
모니터링부는 전원 공급 장치로부터 인가되는 입력 전압과 출력 전압 생성부로부터 출력되는 적어도 하나 이상의 출력 전압을 검출 또는 모니터링(monitoring) 한다.
이 때, 모니터링부는 제어부에 포함될 수도 있다.
제어부는 입력 전압의 모니터링 결과 입력 전압이 미리 결정된 정상 입력 전압 범위인 경우 입력 전압 정상 알림 신호를 메인 제어부로 제공하고, 입력 전압이 정상 입력 전압 범위를 벗어나는 경우 입력 전압 이상 알림 신호를 메인 제어부로 제공하며, 적어도 하나 이상의 출력 전압 모니터링 결과 적어도 하나 이상의 출력 전압 각각이 미리 결정된 정상 출력 전압 범위인 경우 출력 전압 정상 알림 신호를 메인 제어부로 제공하고, 정상 출력 전압 범위를 벗어나는 경우 출력 전압 이상 알림 신호를 메인 제어부로 제공한다.
여기서, 정상 입력 전압 범위를 벗어나는 경우는 입력 전압이 미리 결정된 제1 기준 전압보다 낮은 입력 저전압이거나 미리 결정된 제2 기준 전압보다 높은 입력 과전압인 경우를 의미하고, 정상 출력 전압 범위를 벗어나는 경우는 출력 전압이 미리 결정된 제3 기준 전압보다 낮은 출력 저전압이거나 미리 결정된 제4 기준 전압보다 높은 출력 과전압인 경우를 의미할 수 있다. 물론, 출력 저전압과 출력 고전압을 판단하기 위한 기준 전압은 출력 전압 각각에 대해 상이하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 3.3V의 출력 전압에 대한 저전압의 기준 전압과 5V의 출력 전압에 대한 저전압의 기준 전압은 상이하게 결정된다.
이 때, 제어부는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 CPLD(complex programmable logic device)로 구현될 수 있다.
입력 전압 정상 알림 신호와 입력 전압 이상 알림 신호는 도 1에서 In_Fail 신호의 비활성화와 활성화에 해당할 수 있으며, 출력 전압 정상 알림 신호와 출력 전압 이상 알림 신호는 도 1에서 Out_Fail 신호의 비활성화와 활성화에 해당할 수 있다. 물론, 상황에 따라 활성화와 비활성화가 서로 반대로 사용될 수도 있다.
도 1에서 사용되는 입출력 신호와 알림 신호는 아래의 [표 1]과 같을 수 있다.
항목 세부 항목 신호 명 비고
입력 전압 +28V 입력 전압 InPwr
출력 전압 +3.3V 출력 전압 3_3VOutPwr
+5V 출력 전압 5_0VOutPwr
+12V 출력 전압 12_0VOutPwr
입력 전압 이상 시 알림 신호 - In_Fail
출력 전압 이상 시 알림 신호 +3.3V 출력 이상 시 Out_Fail
+5V 출력 이상 시
+12V 출력 이상 시
모든 출력 입/출력 전압 안정화 시 알림 신호 또는 동작하는 모든 Chip Reset 상태 유지 - POR Power On Reset
전원 공급 장치 ON/OFF - Remote
출력 OFF +3.3V 출력 OFF 3_3V_Off
+5V 출력 OFF 5_0V_Off
+12V 출력 OFF 12_0V_Off
물론, 사용되는 명칭은 상황에 따라 다르게 적용할 수 있다.
표에 도시된 바와 같이, 사용되는 입출력 신호와 알림 신호는 모니터링을 위한 입/출력 전압 신호(InPwr, 3_3VOutPwr,, 5_0VOutPwr,, 12_0VOutPwr) 입/출력 전압 이상 시 알림 신호(In_Fail, Out_Fail), 전원 공급 장치에서 Reset을 잡고 있는 POR 신호, 외부에서 전원 공급 장치를 ON/OFF하는 신호(remote), 컨버터를 OFF하여 출력 전압을 제어하는 신호(3_3V_Off, 5_0V_Off, 12_0V_Off)로 이루어진다.
해당 신호들은 항공 전자 장비를 효율적으로 제어하기 위해서 필요한 신호들이다.
또한, 제어부는 적어도 하나 이상의 출력 전압이 각각의 미리 결정된 기준 전압보다 낮은 경우 적어도 하나 이상의 출력 전압을 저전압인 것으로 판단하여 출력 전압 이상 알림 신호를 메인 제어부로 제공할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 출력 전압이 각각의 미리 결정된 기준 전압보다 높은 경우 적어도 하나 이상의 출력 전압을 과전압인 것으로 판단하여 출력 전압 이상 알림 신호를 메인 제어부로 제공하고, 인터럽트 방식으로 적어도 하나 이상의 출력 전압에 대한 과전압 여부를 판단한다. 즉, 제어부는 출력 과전압에 대한 판단 여부를 어느 시점에서든 즉각적으로 판단할 수 있으며, 이를 위해 출력 과전압에 대해서는 인터럽트 방식을 사용하여 판단한다.
이는 출력 과전압이 전원 공급 장치의 보드 및 타 보드에 직접적으로 악영향을 미칠 수 있기에 인터럽트 방식으로 모니터링하여 즉각적으로 반응을 할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한, 제어부는 적어도 하나 이상의 출력 전압이 과전압인 것으로 판단되면 미리 결정된 시간 경과 후 적어도 하나 이상의 출력 전압이 기준 전압보다 높은지 다시 판단하여 과전압인 경우 적어도 하나 이상의 출력 전압을 오프시키는 초기화 과정(initialization step)을 수행할 수 있다.
이 때, 출력 과전압을 다시 판단하기 위한 경과 시간 즉, 지연 시간은 순간적으로 발생되는 과전압에 대해 소자들이 견딜 수 있는 설정된 시간일 수 있으며, 일 예로 1[ms]일 수 있다.
이 때, 제어부는 출력 전압이 과전압인 것으로 판단되면 일정 시간 예를 들어, 1[ms] 시간을 지연한 후 출력 과전압 여부를 다시 확인하고, 출력 과전압 재확인 결과를 통해 출력 전압 과전압 여부를 판단할 수 있는데, 출력 과전압의 재확인을 위한 일정 지연 시간은 순간적으로 발생되는 과전압에 대해 소자들이 견딜 수 있는 시간을 고려하여 설정될 수 있다.
또한, 제어부는 입력 전압이 미리 결정된 기준 전압보다 낮은 경우 입력 전압이 저전압인 것으로 판단하여 입력 전압 이상 알림 신호를 메인 제어부로 제공할 수 있다. 나아가, 제어부는 입력 전압 이상 알림 신호를 메인 제어부로 제공한 후 미리 결정된 일정시간 동안 입력 전압이 미리 결정된 히스테리시스 범위 내에 있는지 판단하고, 입력 전압이 일정 시간 동안 히스테리시스 범위를 벗어나는 경우 적어도 하나 이상의 출력 전압을 오프시키는 초기화 과정을 수행할 수 있다.
여기서, 입력 전압에 대한 히스테리시스는 도 2에 도시된 바와 같이 a지점과 b지점에서 상반되는 이벤트가 일어난다고 가정하고, a지점과 b지점이 같다면 한 지점에서 상반되는 이벤트가 반복적으로 일어나게 되는 것을 방지하기 위해 b>a 인 값을 적절하게 적용하는 것을 의미한다. 본 발명에서 적용한 것은 b지점보다 높은 값일 경우 정상 동작을 하며, a지점보다 낮은 값일 경우 입력 저전압으로 인식하여 일정 시간 예를 들어, 100[ms]이후 출력 전압을 차단한다.
특히, 항공 전자 장비 개발 시 a=15.5V, b=16.5V의 값이 적절한 값으로 적용 될 수 있다.
제어부는 항공 전자 장비의 오동작을 방지하기 위해, 입출력 신호와 알림 신호 모두를 활성화시키고, 장비가 안정되면 상술한 동작들을 수행할 수 있다.
나아가, 제어부는 제어부가 안정된 후 오동작을 방지하기 위해 모든 신호를 활성화시킬 수 있고, 외부의 리모트(Remote) 신호가 On되는 경우 입력전압을 확인할 수 있다.
이 때, 제어부는 리모트 신호가 On되면 외부에서 전원 공급 장치로 입력되는 전압이 안정화가 될 때까지, 즉 정상 범위의 전압이 항공 전자 장비로 입력될 때까지 대기할 수 있다. 즉, 입력전압이 정상 범위일 때까지 판단하여 입력전압이 미리 결정된 정상 범위인 경우 In_Fail 알림 신호를 비활성화시켜 입력의 FAIL이 없음을 메인 제어부로 알리고, 모든 출력 전압을 OFF하는 신호를 비활성화 하여 모든 컨버터가 동작하고 출력할 수 있도록 한다. 이 때, In_Fail 알림 신호의 활성화는 입력 전압 이상 알림 신호로 사용될 수 있고, In_Fail 알림 신호의 비활성화는 입력 전압 정상 알림 신호로 사용될 수 있다.
또한, 제어부는 모든 컨버터가 동작하여 출력 전압을 생성하게 되면 모든 출력 전압이 정상적으로 출력되고 있는지를 판단할 수 있다.
예컨대, 제어부는 3.3V 컨버터의 출력 전압이 해당 컨버터의 출력 전압 정상 범위에 있는지, 5V 컨버터의 출력 전압이 해당 컨버터의 출력 전압 정상 범위에 있는지, 12V 컨버터의 출력 전압이 해당 컨버터의 출력 전압 정상 범위에 있는지를 판단하여, 모든 출력 전압이 정상 범위에 있는 경우 Out_Fail 알림 신호를 비활성화시킴으로써, 메인 제어부에서 출력 전압이 이상이 없다는 것을 알 수 있도록 한다. 이 때, Out_Fail 알림 신호의 활성화는 출력 전압 이상 알림 신호로 사용될 수 있고, Out_Fail 알림 신호의 비활성화는 출력 전압 정상 알림 신호로 사용될 수 있다.
물론, 제어부는 출력 전압 중 하나라도 비정상 출력이 있을 경우 대기하는데, 출력 전압 중 어느 하나라도 저전압일 경우에는 초기화 단계에서 Out_Fail 신호를 활성화 하였기에 활성화된 상태를 그대로 유지하고, 출력 전압 중 어느 하나라도 과전압일 경우에는 이는 즉각적인 반응을 보일 수 있는 인터럽트 방식으로 수행될 수 있다.
이 때, 제어부는 출력 전압 및 신호들을 입력 받는 메인 제어부가 안정화될 수 있는 시간을 위해 일정 시간 예를 들어, 200[ms] 지연을 주고, 그 이후 POR 알림 신호를 비활성화하여 메인 제어부 예를 들어 CPU 보드가 동작할 수 있도록 제어할 수도 있다.
그리고, 제어부는 입력 과전압 판단 시 입력 과전압의 판단 여부를 연속으로 확인하여 오동작의 확률을 줄이고, 입력 과전압의 신호만 활성화할 뿐 소프트웨어적으로 입력 차단 및 출력 차단을 하지 않는다.
이는 입력 저전압과 출력 저전압이 아닌 경우는 입력 과전압 및 출력 과전압인 경우로, 출력 과전압은 전원 공급 보드 및 타 보드에 직접적으로 악영향을 미칠 수 있기에 인터럽트 방식으로 모니터링하여 즉각적으로 반응을 할 수 있게 하였으며, 라이트닝(Lightning), 서지(Surge)와 같은 입력 과전압은 발생 할 수 있으나, 하드웨어적으로 그에 대한 방안이 마련되어 입력 과전압에 대해 보드 및 소자가 영향을 받질 않기 때문이다.
상술한 바와 같이, 제어부는 출력 저전압 여부를 판단할 수 있는데, 출력 전압이 저전압으로 발생할 수 있는 경우는 2가지이다.
1) 과전류가 흐름으로 인해 전압이 떨어지는 경우, 이 경우는 DC-DC 컨버터가 자체 과전류 방지 보호 기능이 있기에, 출력 저전압으로 인해 입/출력을 소프트웨어적으로 OFF하지는 않는다.
2) DC-DC 컨버터의 오동작으로 인해 저전압이 발생하는 경우, 이 경우 또한 전원 공급 보드 및 타 보드에 물리적인 손상이 가지 않기에 Out_Fail 알림 신호가 활성화 된 후 타 보드에서 전압 값을 I2C통신을 통해 모니터링 한다.
또한, 제어부는 입력 저전압 여부를 판단할 수 있다는 것을 알 수 있으며, 글리치(glitch)에 대한 방안과 입력 저전압의 Hysterisis를 적용하는 방안을 포함할 수 있다.
글리치에 대한 방안은 순간적인 저전압이 발생한 후 일정 시간 예를 들어, 1[ms] 내의 입력 전압을 확인하여 정상이면 입력 저전압으로 인식하지 않는 것이다. 즉, 입력 저전압이 발생한 후 일정 시간 내의 입력 전압이 저전압으로 판단되면 In_Fail 알림 신호를 활성화시켜 메인 제어부로 알린다.
입력 저전압의 Hysterisis 적용 방안은 입력 전압의 한 전압값에서 출력 전압들이 온/오프되는 것을 방지하기 위한 방안으로, 하드웨어적으로 슈미트 트리거 회로처럼 적용하기 위해 소프트웨어적으로 입력 정상 범위를 다르게 입력함으로써, 히스테리시스 범위를 적용하는 것이다.
이 때, 제어부는 입력 저전압이 모니터링 된 이후 일정 시간 예를 들어, 100[ms] 동안 입력 전압을 모니터링 할 수 있는데, 이는 입력 저전압 이후에도 100[ms] 시간 동안 정상적인 출력을 할 수 있기 때문이며, 장비가 오프 되기 전 장비 오프 시 동작하는 프로그램을 수행하기 위함이다.
또한 제어부는 100[ms] 이후 초기화 과정(Initialization Step)을 수행할 수 있는데, 이는 입력 저전압으로 인한 출력 저전압 시 타 보드의 오동작을 일으키는 것을 방지하기 위함이다.
더 나아가, 제어부는 리모트 신호에 대한 리모트 인터럽트 과정을 수행할 수 있으며, 출력 전압의 온/오프를 결정하는 외부 신호인 리모트(Remote)가 오프 되면 일정 시간 예를 들어, 1[ms] 지연 후 리모트(Remote)를 재차 확인할 수 있다.
여기서, 리모트 신호를 재확인하는 것은 순간적으로 리모트(Remote) 신호가 불안정하여 오프로 인식됨으로써, 출력 전압이 오프되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이 때, 1[ms]는 순간적으로 인식될 수 있는 최대한의 시간이며, 안정적인 시스템을 위해 2회에 걸쳐 재확인을 할 수 있으며, 오인식 되었을 경우를 고려하여 오인식 되었을 경우 입출력 전압을 확인할 수 있다.
제어부는 리모트가 오프된 것으로 판단되면 출력 전압이 오프되기에 모든 시스템이 오프되기 전에 In_Fail 신호를 활성화시킴으로써, 전원 공급 장치에 이상이 있음을 메인 제어부로 알리고, 일정 시간 예를 들어, 50[ms] 시간 동안 지연한 후 초기화 과정을 수행할 수 있다.
여기서, 50[ms]의 시간 동안 지연하는 것은 In_Fail 시 타 보드에서 시스템이 오프되기 전에 처리하는 과정이 끝나는 충분한 시간일 수 있으며, 초기화 과정을 수행하는 것은 출력 오프와 동시에 리모트 신호가 온 될 때까지 대기하기 위함이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 즉각적인 처리가 필요한 경우 인터럽트 방식을 사용하고, 즉각적으로 처리가 되지 않아도 되는 경우에 대해서는 순차적인 방식을 사용한다.
본 발명에서 인터럽트 방식을 사용하는 경우는 어떠한 상황이든 우선시되어 처리가 되어야 하는 경우로 출력 과전압과 리모트에 대한 것이다.
1) 출력 과전압
타 보드 예를 들어, CPU 보드 및 소자에게 직접적, 물리적으로 영향을 줄 수 있기 때문에 출력 과전압이 확인되면 출력 오프하고, 노이즈 등의 성분으로 발생되는 것에 대해 출력 오프되는 것을 방지하기 위해 2회에 걸쳐 과전압을 확인한다.
2) 리모트( Remote)
전원 공급 장비를 온/오프하는 것이므로, 바로 실행이 되어야 하며, 외부에서 받는 신호이기 때문에 노이즈 성분이 포함되어 오동작이 발생하는 현상이 나타날 수 있다.
시스템이 바로 오프되지 않아도 되며, 시스템을 오프한다는 것은 굉장히 중요한 경우이기에 안정적으로 적용하게 위해서 일정 횟수 예를 들어, 3회에 걸쳐 일정 시간 예를 들어, 3[ms] 시간 동안 리모트 신호를 확인할 수 있다.
그 이후 In_Fail 알림 신호를 활성화하여 타 보드로 이상이 있음을 알리고, 리모트 신호를 I2C로 스캔하여 시스템 오프에 대한 처리 과정을 진행할 수 있으며, 충분한 시간을 주기 위해 50[ms] 동안의 지연 시간을 적용할 수 있다.
본 발명에서 순차적인 방식을 적용하는 것은 즉각적으로 처리가 되지 않아도 되는 경우로, 입력 저전압, 출력 저전압, 입력 과전압에 대한 경우이다.
1) 입력 저전압
입력 저전압이 발생하는 경우는 단전되는 경우를 포함할 수 있다. 여기서, 항공 전원의 규격 MIL-STD-704은 12.5[ms] 동안의 입력 인터럽트에도 정상적으로 출력이 되어야 하는데, 이는 파워 소스가 스위칭 되는 시간을 적용하는 것이다. 입력 저전압이 발생하였을 때 시스템이 즉각적으로 오프되어 버린다면 MIL-STD-704를 만족하지 못하기 때문에 본 발명에서는 입력 저전압이 확인되고 12.5[ms] 이상이면서 In_Fail 시 타 보드의 처리 과정 시간을 모두 만족하는 시간 동안 입력 전압을 확인한다. 이 때, 본 발명은 안정적인 동작을 위하여, Hysteresis를 적용할 수도 있다.
2) 출력 저전압
출력 저전압은 두 가지의 경우가 있다. 과전류로 인한 저전압과 DC-DC 컨버터 및 회로의 이상으로 인해 미소하게 전압이 떨어지는 경우이다. 과전류로 인한 저전압은 DC-DC 컨버터의 주요한 Protection 기능이며 대부분 포함되어 있으므로, 이에 대해서는 회로적으로 방안이 마련될 수 있다. 컨버터 및 회로의 이상으로 인해 미소하게 전압이 낮아지는 경우에는 물리적으로 직접적으로 영향을 덜 미치기 때문에 출력 전압 이상 알람인 Out_Fail 신호만 활성화하고, 이후 타 보드에서 I2C통신으로 출력 전압 값을 모니터링하여 자체적으로 시스템을 오프하는(적용 장비 OFF) 방식으로 처리할 수 있다.
3) 입력 과전압
항공 전원은 16V ~ 31.5V의 전압을 입력 받으며, MIL-STD-704F의 규격은 Overvoltage와 Surge 전압인 50V만을 만족하면 되는데, 보통 전원 공급 장치에 사용되는 대부분의 소자가 50V에 동작되는 High Reliability인 소자로 구성되어 그 이상의 전압 시 TVS 다이오드 및 Surge Stopper와 같은 소자를 사용하기에, 입력 FAIL 신호인 In_Fail 알림 신호만 활성화를 하여 타 보드에서 입력 과전압이 발생한 것만을 알려준다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 모니터링부
200: 출력 전압 생성부
300: 제어부

Claims (6)

  1. 항공 전자 장비에 인가되는 입력 전압에 대한 적어도 하나 이상의 출력 전압을 생성하여 메인 제어부로 제공하는 출력 전압 생성부;
    상기 입력 전압과 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 모니터링하는 모니터링부; 및
    상기 입력 전압의 모니터링 결과 상기 입력 전압이 미리 결정된 정상 입력 전압 범위인 경우 입력 전압 정상 알림 신호를 메인 제어부로 제공하고, 상기 입력 전압이 상기 정상 입력 전압 범위를 벗어나는 경우 입력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하며, 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압 모니터링 결과 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압 각각이 미리 결정된 정상 출력 전압 범위인 경우 출력 전압 정상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하고, 상기 정상 출력 전압 범위를 벗어나는 경우 출력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하는 제어부;
    를 포함하되, 상기 제어부는
    상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 각각의 미리 결정된 제1 기준 전압보다 낮은 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 저전압인 것으로 판단하여 상기 출력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 항공 전자 장비 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 각각의 미리 결정된 제2 기준 전압보다 높은 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 과전압인 것으로 판단하여 상기 출력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하고, 인터럽트 방식으로 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압에 대한 과전압 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 항공 전자 장비 제어 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 과전압인 것으로 판단되면 미리 결정된 시간 경과 후 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압이 상기 제2 기준 전압보다 높은지 다시 판단하여 과전압인 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 오프시키는 초기화 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 항공 전자 장비 제어 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 입력 전압이 미리 결정된 제3 기준 전압보다 낮은 경우 상기 입력 전압이 저전압인 것으로 판단하여 상기 입력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 항공 전자 장비 제어 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 입력 전압 이상 알림 신호를 상기 메인 제어부로 제공한 후 미리 결정된 일정시간 동안 상기 입력 전압이 미리 결정된 히스테리시스 범위 내에 있는지 판단하고, 상기 입력 전압이 상기 일정 시간 동안 상기 히스테리시스 범위를 벗어나는 경우 상기 적어도 하나 이상의 출력 전압을 오프시키는 초기화 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 항공 전자 장비 제어 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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