KR101878553B1 - 전자 기기의 입력 전원 관리 방법 및 장치 - Google Patents

전자 기기의 입력 전원 관리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 기기의 입력 전원 관리 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 방법은, 입력 전원으로부터 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계, 상기 입력 전압의 최대값 및 미리 설정된 기본파 테이블을 이용하여 상기 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성하는 단계, 상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값을 이용하여 상기 입력 전원에 대한 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계 및 상기 인덱스 값 및 상기 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 상기 입력 전원의 종류를 판별하는 단계를 포함한다. 전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전자 기기의 기본 기능 제어에 영향을 미치지 않으면서 짧은 시간 내에 입력 전원의 종류를 정확하게 판별할 수 있는 장점이 있다.

Description

전자 기기의 입력 전원 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING POWER SUPPLY OF ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 기기의 입력 전원 관리 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 기기에 전력을 공급하는 입력 전원의 종류를 정확히 판별하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 UPS(Uninterruptible Power Supply)로 널리 알려져 있는 무정전 전원공급 장치는 상용 전원(Commercially Supplied Power)에 이상이 발생하여 상용 전원에 의한 전원 공급이 어려울 경우 전자 기기에 비상 전원을 공급하기 위한 장치다. 즉, 상용 전원의 라인 전압(Line Voltage)이 변하거나 중단되는 경우, UPS는 상용 전원의 중단기간 동안의 전자 기기의 작동상태를 유지할 수 있도록 소정의 시간 동안 전자 기기에 전력을 공급한다. UPS는 보통 정류기(Rectifier), 인버터(Inverter) 그리고 배터리 충전기(Battery Charger)로 구성되어 있다. UPS는 상용 전원에 이상이 없는 상황에서 상용 교류(AC) 전원을 직류(DC)로 변환시켜 배터리를 충전하고, 비상 상황, 즉 상용 전원에 문제 발생 시 DC/AC 인버터를 통해 내장된 배터리의 DC 전압을 AC 전압으로 변환시켜 전자 기기에 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 상용 전원 및 UPS 전원 장치에 의한 전자 기기의 전력 공급 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상용 전원(102)이 정상 상태인 경우 전자 기기(110)는 상용 전원(102)을 통해 전력을 공급받는다. 이 때 UPS 전원 장치(106)는 상용 전원(102)을 이용하여 배터리(104)를 충전한다.
그러나 상용 전원(102)에 이상이 발생하여 상용 전원(102)에 의한 전력 공급이 불가능한 상황이 발생하면, 스위치(108)의 스위칭 동작에 의해 상용 전원(102) 대신에 UPS 전원 장치(106) 및 배터리(104)가 전자 기기(110)에 연결된다. 이에 따라 배터리(104)에 저장된 전력이 UPS 전원 장치(106)를 통해 전자 기기(110)에 공급된다.
그러나 전술한 바와 같이 UPS 전원 장치는 대부분 배터리에 저장된 전력을 전압 변환을 통해 전자 기기에 공급하므로, 전자 기기가 UPS 전원 장치를 통해 공급받을 수 있는 전력량에는 한계가 있다. 따라서 전자 기기에 전력을 공급하는 전원 종류가 상용 전원인지, 아니면 UPS 전원인지 여부를 판별하기 위한 기술이 개발되고 있다.
예컨대 종래 기술에 따르면, 전자 기기에 입력되는 입력 전압을 분석하여, 입력 전압에 포함된 고조파를 추출하고 추출된 고조파의 크기를 계산하여 전원 종류를 판별한다. 그러나 이와 같은 고조파 추출 및 크기 계산에는 소수점 연산과 같은 복잡한 연산이 요구되므로 전원 종류의 판별에 소요되는 시간이 길어진다.
도 2는 전자 기기의 제어 주기 및 전원 종류 판별에 소요되는 시간을 나타내는 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이 전자 기기는 일정한 제어 주기(t1, t2, ...)에 따라서 여러 가지 기능을 수행한다. 예를 들어 전자 기기는 하나의 제어 주기(t1) 내에서 기능 1(22), 기능 2(22), 기능 3(23)을 각각 시분할로 수행한다. 전술한 바와 같은 전원 종류 판별 또한 이와 같은 기능들 중 하나로서 제어 주기(t1) 내에서 수행되어야 한다.
그러나 종래 기술에 따르면 전원 종류 판별에 소요되는 시간(24)이 지나치게 길어지게 되면, 하나의 제어 주기(t1) 내에서 전원 종류 판별이 완료되지 못한 채 다음 제어 주기(t2)가 도래하게 된다. 이 경우 전원 종류 판별로 인해 전자 기기의 기본적인 기능들을 수행할 수 없게 되고, 이는 전자 기기의 오동작 내지 고장으로 이어질 수 있다.
따라서, 전자 기기의 기본 기능 제어에 영향을 미치지 않도록 짧은 시간 내에 정확하게 입력 전원의 종류를 판별할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명은 전자 기기의 기본 기능 제어에 영향을 미치지 않으면서 짧은 시간 내에 입력 전원의 종류를 판별할 수 있는 전자 기기의 입력 전원 관리 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압에 기초하여 생성되는 근사 기본파를 이용하여 입력 전원의 종류를 정확하게 판별할 수 있는 전자 기기의 입력 전원 관리 방법 및 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이 종래 기술에 의한 입력 전원 종류 판별 방법은 소수점 연산과 같은 복잡한 연산이 요구되므로 전원 종류의 판별에 소요되는 시간이 길어진다. 본 발명은 이와 같은 입력 전원 종류 판별에 소요되는 시간을 감소시키기 위해, 입력 전압을 기초로 근사 기본파를 생성한다. 본 발명에서는 이와 같이 생성되는 근사 기본파와 입력 전압 간의 차이를 기초로 생성되는 인덱스 값에 따라서 입력 전원의 종류를 판별함으로써 입력 전원 종류 판별에 소요되는 시간을 대폭적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 방법은, 입력 전원으로부터 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계, 상기 입력 전압의 최대값 및 미리 설정된 기본파 테이블을 이용하여 상기 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성하는 단계, 상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값을 이용하여 상기 입력 전원에 대한 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계 및 상기 인덱스 값 및 상기 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 상기 입력 전원의 종류를 판별하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 장치는 입력 전원으로부터 입력되는 입력 전압을 측정하는 측정부, 상기 입력 전압의 최대값 및 미리 설정된 기본파 테이블을 이용하여 상기 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성하는 근사 기본파 생성부, 상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값을 이용하여 상기 입력 전원에 대한 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 인덱스 산출부 및 상기 인덱스 값 및 상기 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 상기 입력 전원의 종류를 판별하는 제어부를 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전자 기기의 기본 기능 제어에 영향을 미치지 않으면서 짧은 시간 내에 입력 전원의 종류를 판별할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압에 기초하여 생성되는 근사 기본파를 이용하여 입력 전원의 종류를 정확하게 판별할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 상용 전원 및 UPS 전원 장치에 의한 전자 기기의 전력 공급 과정을 설명하기 위한 도면.
도 2는 전자 기기의 제어 주기 및 전원 종류 판별에 소요되는 시간을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압의 파형도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원 관리 장치에 의해 생성되는 입력 전압에 대한 근사 기본파의 파형도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압과 근사 기본파의 차이를 나타내는 파형도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원 관리 장치가 근사 기본파를 생성하기 위하여 측정한 입력 전압의 파형도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원 관리 장치가 근사 기본파를 생성하기 위하여 참조하는 기본파 테이블의 예시.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원 관리 장치에 의해 생성된 근사 기본파 및 입력 전압의 파형도.
도 10은 서로 다른 종류의 상용 전원 사용 시 측정된 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 나타내는 표.
도 11은 서로 다른 종류의 UPS 전원 사용 시 측정된 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 나타내는 표.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 방법의 흐름도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 장치의 구성도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 전자 기기(310)는 상용 전원(302) 또는 UPS 전원 장치(306)를 통해 전력을 공급받는다. 상용 전원(302)이 정상 상태일 경우 전자 기기(310)는 상용 전원(302)으로부터 전력을 공급받는다. 그러나 상용 전원(302)에 이상이 발생하여 상용 전원(302)에 의한 전력 공급이 불가능해질 경우 스위위(308)의 스위칭 동작에 의해 전원은 UPS 전원 장치(306)로 변경된다. UPS 전원 장치(306)는 배터리(304)에 저장된 전력을 변환하여 전자 기기(310)에 공급한다.
도 3에 도시된 전자 기기(310)는 전기 에너지에 의해 구동되는 임의의 장치일 수 있다. 전자 기기(310)의 예로서 공기 조화기, 냉장고, 세탁기, TV, 컴퓨터 등을 들 수 있으나 전자 기기(310)가 이에 한정되는 것은 아니다.
입력 전원 관리 장치(30)는 전자 기기(310)에 전력을 공급하는 입력 전원의 종류가 상용 전원(302)인지 아니면 UPS 전원 장치(306)인지를 판별하고, 판별 결과에 따라 전자 기기(310)의 동작을 제어한다. 참고로 도 3에서는 입력 전원 관리 장치(30)가 전자 기기(310)의 일부 모듈로서 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라서 입력 전원 관리 장치(30)는 전자 기기(310)와 독립된 별도의 모듈로 구현될 수도 있다.
다시 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 전원 관리 장치(30)는 측정부(31), 근사 기본파 생성부(32), 인덱스 산출부(33), 제어부(34)를 포함한다.
측정부(31)는 입력 전원으로부터 입력되는 입력 전압을 측정한다. 본 발명의 일 실시예에서 측정부(31)는 입력 전원의 주파수 또는 주기에 따라서 입력 전압을 측정하고, 도 4에 도시된 바와 같은 입력 전압의 파형을 생성할 수 있다.
근사 기본파 생성부(32)는 측정부(31)에 의해 측정되는 입력 전압의 최대값 및 미리 설정된 기본파 테이블을 이용하여 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 근사 기본파 생성부(32)는 미리 설정된 위상에 대응되는 입력 전압값을 최대값으로 결정할 수 있다. 또한 근사 기본파 생성부(32)는 입력 전압에 대한 측정 주파수, 입력 전원의 주파수를 이용하여 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 산출할 수 있다. 또한 근사 기본파 생성부(32)는 산출된 참조 간격에 따라 기본파 테이블을 참조하여 결정되는 기본파 전압값 및 최대값을 이용하여 도 5에 도시된 바와 같은 근사 기본파를 생성할 수 있다.
인덱스 산출부(33)는 입력 전압과 근사 기본파의 차이값을 이용하여 입력 전원에 대한 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출한다. 본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 산출부(33)는 입력 전압의 1주기 내에서 입력 전압과 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하고, 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하며, 반복 횟수만큼 산출된 차이값의 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 하나의 값을 인덱스 값으로 결정할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 산출부(33)는 입력 전압의 1주기 내에서 입력 전압과 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하고, 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하며, 반복 횟수만큼 산출된 차이값 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 두 값의 차이를 인덱스 변동폭으로 결정할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 산출부(33)는 입력 전압이 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용될 때의 부하 인덱스 값 및 부하 인덱스 변동폭을 산출하고, 입력 전압이 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용되지 않을 때의 무부하 인덱스 값 및 무부하 인덱스 변동폭을 산출할 수 있다.
제어부(34)는 인덱스 산출부(33)에 의해 산출되는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 입력 전원의 종류를 판별한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(34)는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 입력 전원을 상용 전원(302)으로 판별하고, 그렇지 않으면 입력 전원을 UPS 전원(306)으로 판별할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(34)는 부하 인덱스 값과 무부하 인덱스 값의 차이값 및 부하 인덱스 변동폭과 무부하 인덱스 변동폭의 차이값 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 입력 전원을 상용 전원(302)으로 판별하고, 그렇지 않으면 입력 전원을 UPS 전원(306)으로 판별할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(34)는 입력 전원이 UPS 전원(306)인 것으로 판별되면 전자 기기(310)를 최소 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압의 파형도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원 관리 장치에 의해 생성되는 입력 전압에 대한 근사 기본파의 파형도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압과 근사 기본파의 차이를 나타내는 파형도이다.
본 발명에 의한 입력 전원 관리 장치(30)는 도 4와 같이 측정되는 입력 전원의 입력 전압에 기초하여, 도 5와 같은 근사 기본파를 생성한다. 그리고 나서 입력 전원 관리 장치(30)는 도 4의 입력 전압과 도 5의 근사 기본파의 차이값을 도 6과 같이 산출하고, 산출된 차이값에 기초하여 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출한다. 본 발명에 따르면, 상용 전원(302)에 의해 입력되는 입력 전압과 UPS 전원(306)에 의해 입력되는 입력 전압은 서로 다른 특성을 나타내며, 인덱스 값 및 인덱스 변동폭에는 이와 같은 각 입력 전압의 특성이 반영된다. 따라서 본 발명에 의한 입력 전원 관리 장치(30)는 이와 같이 산출되는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 입력 전원의 종류를 판별한다.
이하에서는 도 3 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 전원 관리 장치의 입력 전원 관리 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저 측정부(31)는 입력 전원, 즉 상용 전원(302) 또는 UPS 전원(306)에 의해 전자 기기(310)에 공급되는 입력 전압을 측정한다. 측정부(31)는 측정된 입력 전압의 파형을 도 4와 같이 생성할 수 있다.
다음으로, 근사 기본파 생성부(32)는 측정부(31)에 의해 측정된 입력 전압 및 미리 설정된 기본파 테이블을 이용하여 도 5와 같이 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성한다.
본 발명의 일 실시예에서, 근사 기본파 생성부(32)는 아래와 같은 수식에 따라서 근사 기본파를 생성할 수 있다.
[수학식 1]
근사 기본파 = Vin_max × Sin θn
[수학식 1]에서 Vin_max는 입력 전압의 최대값을 의미하고, Sin θn는 미리 설정된 기본파 테이블의 n번째 기본파 전압값을 의미한다.
근사 기본파 생성부(32)는 먼저 측정부(31)에 의해 측정되는 1주기의 입력 전압값 중 미리 설정된 위상 범위의 최대 입력 전압값을 최대값으로 결정한다. 예를 들어 측정부(31)에 의해 측정되는 입력 전압값이 정현파와 유사한 파형을 나타내는 경우, 근사 기본파 생성부(32)는 위상이 90°일 때의 입력 전압값을 최대값으로 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 근사 기본파 생성부(32)는 도 7과 같이 위상이 85°~ 95°사이일 때(702)의 입력 전압값 중 최대 입력 전압값을 최대값으로 결정할 수 있다. 최대 입력 전압값을 결정하기 위한 위상 범위(702)는 실시예에 따라 다르게 설정될 수 있다.
다음으로, 근사 기본파 생성부(32)는 근사 기본파를 생성하기 위한 기준 위상을 결정한다. 근사 기본파는 입력 전압을 기초로 생성되는데, 입력 전압과의 차이값을 산출하기 위해서는 근사 기본파가 입력 전압과 동일한 주기 내에서 생성되어야 한다. 따라서 근사 기본파 생성부(32)는 입력 전압을 기초로 기준 위상을 결정하고, 결정된 기준 위상을 중심으로 근사 기본파를 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서 근사 기본파 생성부(32)는 입력 전압의 제로 크로싱 포인트(zero crossing point)에 대응되는 위상, 즉 입력 전압이 0일 때의 위상을 기준 위상으로 결정할 수 있다.
다음으로, 근사 기본파 생성부(32)는 입력 전압에 대한 측정 주파수 및 입력 전원의 주파수를 이용하여 상기 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 산출한다. 여기서 입력 전압에 대한 측정 주파수는 입력 전원 관리 장치(30)가 단위 시간 당 입력 전압을 측정하는 횟수를 의미한다. 따라서 입력 전압에 대한 측정 주파수의 역수는 입력 전압의 측정 주기가 된다. 예를 들어 측정 주파수가 4.5kHz일 경우, 측정 주기는 220㎲가 된다.
또한 입력 전원의 주파수는 상용 전원(302) 또는 UPS 전원(306) 중 전자 기기(310)에 전력을 공급하는 입력 전원의 주파수를 의미한다. 예를 들어 전자 기기(310)에 전력을 공급하는 220V, 50Hz의 상용 전원(302)의 주파수는 50Hz가 된다. 이 경우 입력 전원의 주기는 20㎳가 된다.
근사 기본파 생성부(32)는 입력 전압에 대한 측정 주파수를 입력 전원의 주파수로 나누어 PWM 이벤트 횟수를 산출한다. 예를 들어 입력 전압에 대한 측정 주파수가 4.5kHz이고 입력 전원의 주파수가 50Hz인 경우, 4500 / 50 = 90이 PWM 이벤트 횟수가 된다. 여기서 PWM 이벤트 횟수란 근사 기본파를 생성하기 위하여 기본파 테이블을 참조하는 횟수를 의미한다. 예를 들어 PWM 이벤트 횟수가 90이면 근사 기본파 생성부(32)는 기본파 테이블을 총 90번 참조하여 획득되는 90개의 기본파 전압값을 이용하여 근사 기본파를 생성한다.
다음으로, 근사 기본파 생성부(32)는 앞서 산출된 PWM 이벤트 횟수 및 기본파 테이블의 데이터 수를 기초로 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 산출한다. 본 발명의 일 실시예에서, 참조 간격은 기본파 테이블의 데이터 수를 PWM 이벤터 횟수로 나누어 산출된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전원 관리 장치가 근사 기본파를 생성하기 위하여 참조하는 기본파 테이블의 예시이다. 예를 들어 기본파가 정현파로 설정된 경우, 본 발명에서는 도 8과 같이 정현파의 1주기의 위상(360°)을 1024개로 나누고, 1024개의 위상 각각에 대응되는 기본파 전압값을 기본파 테이블로 저장할 수 있다. 이 경우 1024 / 90 = 11.37이 되므로, 근사 기본파 생성부(32)는 11 또는 12를 참조 간격으로 설정할 수 있다. 예를 들어 참조 간격이 11로 설정되고 기준 위상이 θ1경우, 근사 기본파 생성부(32)는 Sin θ1, Sin θ12, Sin θ23, ... 에 대응되는 각각의 기본파 전압값을 참조한다.
위와 같은 과정을 통해 기본파 테이블을 참조하여 근사 기본파 생성에 사용될 기본파 전압값이 결정되면, 근사 기본파 생성부(32)는 [수학식 1]과 같이 각각의 기본파 전압값에 앞서 산출된 최대값을 곱하여 생성되는 최종 전압값들로 근사 기본파를 생성한다. 도 9는 이와 같은 과정에 의해 총 90개의 최종 전압값들을 이용하여 생성된 근사 기본파의 파형(92) 및 입력 전압(91)의 파형을 각각 나타낸다.
다음으로, 인덱스 산출부(33)는 도 9와 같이 생성된 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값을 산출한다. 여기서 차이값이란 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92) 간의 차이의 절대값을 의미한다. 인덱스 산출부(33)는 도 9와 같이 1주기 전체에 대하여 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값을 산출할 수도 있고, 1주기 내에서 특정 구간(902)에 대해서만 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값을 산출할 수도 있다. 인덱스 산출부(33)는 이와 같이 산출되는 1주기에 대한 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값을 합산한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 인덱스 산출부(33)는 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값의 제곱의 합을 산출할 수도 있다.
인덱스 산출부(33)는 전술한 바와 같은 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값의 합(또는 차이값의 제곱의 합)을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출한다. 예를 들어 미리 설정된 반복 횟수가 10이라면, 인덱스 산출부(33)는 전술한 바와 같은 과정을 10주기에 걸쳐 반복하여 총 10개의 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값의 합(또는 차이값의 제곱의 합)을 산출한다.
인덱스 산출부(33)는 이와 같이 산출되는 복수 개의 합 중에서 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 하나의 값을 인덱스 값으로 결정한다. 예를 들어 인덱스 산출부(33)는 총 10개의 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값의 합(또는 차이값의 제곱의 합) 중 가장 작은 값을 입력 전압의 인덱스 값으로 최종 결정할 수 있다.
또한 인덱스 산출부(33)는 이와 같이 산출되는 복수 개의 합 중에서 최소값, 최대값, 평균값 중 두 개의 값의 차이를 입력 전압에 대한 인덱스 변동폭으로 결정할 수 있다. 예를 들어 인덱스 산출부(33)는 총 10개의 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값의 합(또는 차이값의 제곱의 합) 중 최소값 및 최대값의 차이의 절대값을 입력 전압의 인덱스 변동폭으로 최종 결정할 수 있다. 또한 인덱스 산출부(33)는 총 10개의 입력 전압(91) 및 근사 기본파(92)의 차이값의 합(또는 차이값의 제곱의 합) 중 최소값 및 이들의 평균값의 차이의 절대값을 입력 전압의 인덱스 변동폭으로 최종 결정할 수도 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 산출부(33)는 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압이 전자 기기(310)의 특정 부품을 구동시키는 데 사용될 때의 부하 인덱스 값 및 부하 인덱스 변동폭을 산출할 수 있다. 예를 들어 전자 기기(310)가 공기 조화기일 때, 인덱스 산출부(33)는 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압이 공기 조화기의 압축기를 구동시키는데 사용될 때 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 산출할 수 있다. 이렇게 입력 전압이 특정 부품 또는 부하를 구동시키는데 사용될 때 산출되는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 각각 부하 인덱스 값 및 부하 인덱스 변동폭이라고 한다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 산출부(33)는 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압이 전자 기기(310)의 특정 부품을 구동시키는데 사용되지 않을 때의 무부하 인덱스 값 및 무부하 인덱스 변동폭을 산출할 수 있다. 예를 들어 전자 기기(310)가 공기 조화기일 때, 인덱스 산출부(33)는 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압이 공기 조화기의 압축기를 구동시키는데 사용되지 않을 때의 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 산출할 수 있다. 이렇게 입력 전압이 특정 부품 또는 부하를 구동시키는데 사용되지 않을 때 산출되는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 각각 무부하 인덱스 값 및 무부하 인덱스 변동폭이라고 한다.
다음으로, 제어부(34)는 인덱스 산출부(33)에 의해 산출되는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 입력 전원의 종류를 판별한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(34)는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 입력 전원을 UPS 전원으로 판별할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(34)는 부하 인덱스 값과 무부하 인덱스 값의 차이값 및 부하 인덱스 변동폭과 무부하 인덱스 변동폭의 차이값 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 입력 전원을 UPS 전원으로 판별할 수 있다.
이하에서는 도 10 내지 도 11을 참조하여 제어부(34)에 의한 입력 전원 판별 기준에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 10은 서로 다른 종류의 상용 전원 사용 시 측정된 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 나타내는 표이고, 도 11은 서로 다른 종류의 UPS 전원 사용 시 측정된 인덱스 값 및 인덱스 변동폭을 나타내는 표이다.
예를 들어 도 10에 도시된 상용 전원 (1)의 경우, 무부하 인덱스 값은 80, 부하 인덱스 값은 각각 94(20W) 및 99(50W)로 나타난다. 또한 도 11에 도시된 UPS 전원 (5)의 경우, 무부하 인덱스 값은 290, 부하 인덱스 값은 각각 405(20W), 740(50W)로 나타난다. 만약 인덱스 값에 대한 기준값이 200으로 설정되어 있다면, 제어부(34)는 인덱스 값이 200 이하로 나타나는 전원 (1)을 상용 전원으로 판별하고, 인덱스 값이 200을 초과하는 전원 (5)를 UPS 전원으로 판별할 수 있다.
또 다른 예로, 도 10에 도시된 상용 전원 (2)의 경우, 무부하 인덱스 변동폭은 8, 부하 인덱스 변동폭은 각각 9(20W) 및 9(50W)로 나타난다. 또한 도 11에 도시된 UPS 전원 (7)의 경우, 무부하 인덱스 변동폭은 60, 부하 인덱스 변동폭은 각각 62(20W), 65(50W)로 나타난다. 만약 인덱스 변동폭에 대한 기준값이 30으로 설정되어 있다면, 제어부(34)는 인덱스 변동폭이 30 이하로 나타나는 전원 (2)를 상용 전원으로 판별하고, 인덱스 값이 30을 초과하는 전원 (7)을 UPS 전원으로 판별할 수 있다.
위 2개의 예시에서는 제어부(34)가 인덱스 값 또는 인덱스 변동폭 중 어느 하나만을 기초로 입력 전원의 종류를 판별하는 것으로 언급되었다. 그러나, 제어부(34)는 인덱스 값과 인덱스 변동폭이 모두 미리 설정된 기준 값을 만족하는지 여부에 따라서 입력 전원의 종류를 판별할 수도 있다. 또한 제어부(34)는 무부하 인덱스 값 및 부하 인덱스 값 중 적어도 하나를 기초로 입력 전원의 종류를 판별할 수도 있다.
또 다른 예로, 도 10에 도시된 상용 전원 (2)의 경우, 무부하 인덱스 값(81)과 부하 인덱스 값(80, 86)의 차이는 각각 1(20W) 및 5(50W)로 나타난다. 또한 도 11에 도시된 UPS 전원 (6)의 경우, 무부하 인덱스 값(3900)과 부하 인덱스 값(3660, 3378)의 차이는 각각 240(20W), 522(50W)로 나타난다. 만약 무부하 인덱스 값과 부하 인덱스의 차이값에 대한 기준값이 50으로 설정되어 있다면, 제어부(34)는 무부하 인덱스 값과 부하 인덱스의 차이값이 50 이하로 나타나는 전원 (2)를 상용 전원으로 판별하고, 무부하 인덱스 값과 부하 인덱스의 차이값이 50을 초과하는 전원 (6)을 UPS 전원으로 판별할 수 있다.
또 다른 예로, 도 10에 도시된 상용 전원 (3)의 경우, 무부하 인덱스 변동폭(11)과 부하 인덱스 변동폭(10, 11)의 차이는 각각 1(20W) 및 0(50W)으로 나타난다. 또한 도 11에 도시된 UPS 전원 (4)의 경우, 무부하 인덱스 변동폭(18)과 부하 인덱스 변동폭(50, 70)의 차이는 각각 32(20W), 52(50W)로 나타난다. 만약 무부하 인덱스 변동폭과 부하 인덱스 변동폭의 차이값에 대한 기준값이 10으로 설정되어 있다면, 제어부(34)는 무부하 인덱스 변동폭과 부하 인덱스 변동폭의 차이값이 10 이하로 나타나는 전원 (3)을 상용 전원으로 판별하고, 무부하 인덱스 변동폭과 부하 인덱스 변동폭의 차이값이 10을 초과하는 전원 (4)를 UPS 전원으로 판별할 수 있다.
위 2개의 예시에서는 제어부(34)가 부하 인덱스 값과 무부하 인덱스 값의 차이값 및 부하 인덱스 변동폭과 무부하 인덱스 변동폭의 차이값 중 어느 하나만을 기초로 입력 전원의 종류를 판별하는 것으로 언급되었다. 그러나, 제어부(34)는 부하 인덱스 값과 무부하 인덱스 값의 차이값 및 부하 인덱스 변동폭과 무부하 인덱스 변동폭의 차이값이 모두 미리 설정된 기준 값을 만족하는지 여부에 따라서 입력 전원의 종류를 판별할 수도 있다.
전술한 바와 같은 과정에 따라 입력 전원의 종류를 판별한 결과, 입력 전원이 UPS 전원(306)인 것으로 판별되면, 제어부(34)는 전자 기기(310)를 최소 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(34)는 전자 기기(310)의 출력을 최소한으로 낮추거나 전자 기기(310)의 기본 기능 유지에 필요한 최소한의 기능만을 수행하도록 전자 기기(310)를 제어할 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 UPS 전원(306)에 의해 공급되는 전력량에 제한이 있기 때문이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 방법의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 입력 전원 관리 장치는 먼저 입력 전원으로부터 입력되는 입력 전압을 측정한다(1202). 본 발명의 일 실시예에서, 입력 전원 관리 장치는 측정된 입력 전압의 파형을 도 4와 같이 생성할 수 있다.
다음으로, 입력 전원 관리 장치는 입력 전압의 최대값 및 미리 설정된 기본파 테이블을 이용하여 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성한다(1204). 본 발명의 일 실시예에서, 근사 기본파를 생성하는 단계(1204)는 미리 설정된 위상 범위의 최대 입력 전압값을 최대값으로 결정하는 단계, 입력 전압에 대한 측정 주파수, 입력 전원의 주파수를 이용하여 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 산출하는 단계 및 참조 간격에 따라 기본파 테이블을 참조하여 결정되는 기본파 전압값 및 최대값을 이용하여 근사 기본파를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
다음으로, 입력 전원 관리 장치는 입력 전압과 근사 기본파의 차이값을 이용하여 입력 전원에 대한 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출한다(1206).
본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계(1206)는 입력 전압의 1주기 내에서 입력 전압과 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하는 단계, 산출된 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하는 단계 및 반복 횟수만큼 산출된 차이값의 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 하나의 값을 인덱스 값으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계(1206)는 입력 전압의 1주기 내에서 입력 전압과 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하는 단계, 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하는 단계 및 반복 횟수만큼 산출된 차이값 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 두 값의 차이를 인덱스 변동폭으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계(1206)는 입력 전압이 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용될 때의 부하 인덱스 값 및 부하 인덱스 변동폭을 산출하는 단계 및 입력 전압이 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용되지 않을 때의 무부하 인덱스 값 및 무부하 인덱스 변동폭을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
다음으로, 입력 전원 관리 장치는 생성된 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 입력 전원의 종류를 판별한다(1208).
본 발명의 일 실시예에서, 입력 전원의 종류를 판별하는 단계(1208)는 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 입력 전원을 UPS 전원으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 입력 전원의 종류를 판별하는 단계(1208)는 부하 인덱스 값과 무부하 인덱스 값의 차이값 및 부하 인덱스 변동폭과 무부하 인덱스 변동폭의 차이값 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 입력 전원을 UPS 전원으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 도 12에는 도시되지 않았으나 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 입력 전원 관리 방법은 입력 전원이 UPS 전원인 것으로 판별되면 전자 기기를 최소 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전자 기기의 기본 기능 제어에 영향을 미치지 않으면서 짧은 시간 내에 입력 전원의 종류를 판별할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면 입력 전원에 의해 입력되는 입력 전압에 기초하여 생성되는 근사 기본파를 이용하여 입력 전원의 종류를 정확하게 판별할 수 있는 장점이 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (16)

  1. 입력 전원으로부터 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계;
    상기 입력 전압의 최대값, 미리 설정된 기본파 테이블 및 상기 입력 전압을 기초로 산출되는 상기 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 이용하여 상기 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성하는 단계;
    상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값을 이용하여 상기 입력 전원에 대한 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및
    상기 인덱스 값 및 상기 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 상기 입력 전원의 종류가 상용 전원인지 또는 UPS 전원인지 여부를 판별하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 근사 기본파를 생성하는 단계는
    미리 설정된 위상 범위의 최대 입력 전압값을 상기 최대값으로 결정하는 단계;
    상기 입력 전압에 대한 측정 주파수, 상기 입력 전원의 주파수를 이용하여 상기 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 산출하는 단계; 및
    상기 참조 간격에 따라 상기 기본파 테이블을 참조하여 결정되는 기본파 전압값 및 상기 최대값을 이용하여 상기 근사 기본파를 생성하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계는
    상기 입력 전압의 1주기 내에서 상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하는 단계;
    상기 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하는 단계; 및
    상기 반복 횟수만큼 산출된 차이값의 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 하나의 값을 상기 인덱스 값으로 결정하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계는
    상기 입력 전압의 1주기 내에서 상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하는 단계;
    상기 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하는 단계; 및
    상기 반복 횟수만큼 산출된 차이값 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 두 값의 차이를 상기 인덱스 변동폭으로 결정하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 단계는
    상기 입력 전압이 상기 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용될 때의 부하 인덱스 값 및 부하 인덱스 변동폭을 산출하는 단계; 및
    상기 입력 전압이 상기 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용되지 않을 때의 무부하 인덱스 값 및 무부하 인덱스 변동폭을 산출하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입력 전원의 종류를 판별하는 단계는
    상기 인덱스 값 및 상기 인덱스 변동폭 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 상기 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 상기 입력 전원을 UPS 전원으로 판별하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 입력 전원의 종류를 판별하는 단계는
    상기 부하 인덱스 값과 상기 무부하 인덱스 값의 차이값 및 상기 부하 인덱스 변동폭과 상기 무부하 인덱스 변동폭의 차이값 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 상기 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 상기 입력 전원을 UPS 전원으로 판별하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 입력 전원이 UPS 전원인 것으로 판별되면 상기 전자 기기를 최소 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계를 더 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 방법.
  9. 입력 전원으로부터 입력되는 입력 전압을 측정하는 측정부;
    상기 입력 전압의 최대값, 미리 설정된 기본파 테이블 및 상기 입력 전압을 기초로 산출되는 상기 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 이용하여 상기 입력 전압에 대한 근사 기본파를 생성하는 근사 기본파 생성부;
    상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값을 이용하여 상기 입력 전원에 대한 인덱스 값 및 인덱스 변동폭 중 적어도 하나를 산출하는 인덱스 산출부; 및
    상기 인덱스 값 및 상기 인덱스 변동폭 중 적어도 하나에 기초하여 상기 입력 전원의 종류가 상용 전원인지 또는 UPS 전원인지 여부를 판별하는 제어부를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 근사 기본파 생성부는
    미리 설정된 위상 범위의 최대 입력 전압값을 상기 최대값으로 결정하고, 상기 입력 전압에 대한 측정 주파수, 상기 입력 전원의 주파수를 이용하여 상기 기본파 테이블에 대한 참조 간격을 산출하며, 상기 참조 간격에 따라 상기 기본파 테이블을 참조하여 결정되는 기본파 전압값 및 상기 최대값을 이용하여 상기 근사 기본파를 생성하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 인덱스 산출부는
    상기 입력 전압의 1주기 내에서 상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하고, 상기 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하며, 상기 반복 횟수만큼 산출된 차이값의 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 하나의 값을 상기 인덱스 값으로 결정하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 인덱스 산출부는
    상기 입력 전압의 1주기 내에서 상기 입력 전압과 상기 근사 기본파의 차이값의 합을 산출하고, 상기 차이값의 합을 미리 설정된 반복 횟수만큼 산출하며, 상기 반복 횟수만큼 산출된 차이값 합의 최소값, 최대값, 평균값 중 어느 두 값의 차이를 상기 인덱스 변동폭으로 결정하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 인덱스 산출부는
    상기 입력 전압이 상기 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용될 때의 부하 인덱스 값 및 부하 인덱스 변동폭을 산출하고, 상기 입력 전압이 상기 전자 기기의 특정 부품을 구동시키는데 사용되지 않을 때의 무부하 인덱스 값 및 무부하 인덱스 변동폭을 산출하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 인덱스 값 및 상기 인덱스 변동폭 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 상기 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 상기 입력 전원을 UPS 전원으로 판별하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    제어부는
    상기 부하 인덱스 값과 상기 무부하 인덱스 값의 차이값 및 상기 부하 인덱스 변동폭과 상기 무부하 인덱스 변동폭의 차이값 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이하이면 상기 입력 전원을 상용 전원으로 판별하고, 그렇지 않으면 상기 입력 전원을 UPS 전원으로 판별하는 단계를 포함하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 입력 전원이 UPS 전원인 것으로 판별되면 상기 전자 기기를 최소 전력 모드로 동작하도록 제어하는
    전자 기기의 입력 전원 관리 장치.
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