KR102353853B1 - Sensor board with battery life management - Google Patents
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Abstract
신재생 에너지 센서보드는 방전모드에서 일정한 소비전력을 갖는 적어도 하나 이상의 부하장치에 전력을 공급하는 배터리와, 배터리와 부하장치 사이의 전류를 측정하는 전류 측정부와, 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부와, 배터리의 소비 전력량을 측정하는 전력량 측정부와, 전류 측정부, 전압 측정부 및 전력량 측정부에서 측정된 데이터를 실시간으로 제공받으며 시간을 기준으로 측정된 데이터를 모니터링하고 저장하며, 측정된 데이터를 표시장치에 표시하도록 제어하는 배터리 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The renewable energy sensor board includes a battery that supplies power to at least one load device having a constant power consumption in a discharging mode, a current measurement unit that measures the current between the battery and the load device, and a voltage measurement that measures the voltage of the battery Receives the data measured by the wattage, the wattage measuring unit that measures the power consumption of the battery, the current measuring unit, the voltage measuring unit, and the wattage measuring unit in real time, and monitors and stores the measured data based on time, and a battery monitoring unit that controls to display data on a display device.
Description
본 발명은 센서보드에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 수명관리기능을 포함하는 신재생 에너지 센서보드에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor board, and more particularly, to a new and renewable energy sensor board including a battery life management function.
태양광 발전은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법으로서, 여러 개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 패널을 대규모로 펼쳐 태양광 에너지를 이용하여 전기를 생산하게 된다.Photovoltaic power generation is a power generation method that converts sunlight into direct current electricity to produce electricity. A solar panel to which several solar cells are attached is spread out on a large scale to produce electricity using solar energy.
재생가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양 전지와 태양전지 어레이의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이며, 현재는 계통연계형으로 태양광 발전 시스템을 구축하고 있는 실정이다.As the demand for renewable energy increases, the production of solar cells and solar cell arrays is also increasing significantly, and currently, solar power generation systems are being built in a grid-connected manner.
이와 같은 태양광 발전은, 반영구적으로 활용할 수 있고, 태양 전지를 사용해서 유지 보수가 간편하며, 무공해 태양 에너지원을 사용하는 점 등으로 미래의 대체 에너지원으로 각광 받고 있다. 다만, 대용량의 태양광 전기를 생산하기 위해서는 넓은 지역에 많은 수의 태양광 패널이 설치되어야 하는데, 이러한 복수의 태양광 패널에 대한 세부적인 모니터링 없이는 태양광 발전이 적합한 성능으로 작동하고 있는지 또는 문제발생으로 태양광 발전의 효율성이 떨어지고 있는지 등을 파악할 수 없다.Such solar power generation is spotlighted as an alternative energy source in the future because it can be used semi-permanently, maintenance is simple using a solar cell, and uses a pollution-free solar energy source. However, in order to produce large-capacity photovoltaic electricity, a large number of photovoltaic panels must be installed in a large area. Without detailed monitoring of these multiple photovoltaic panels, whether photovoltaic power generation is operating with appropriate performance or problems arise Therefore, it is not possible to determine whether the efficiency of solar power generation is declining.
따라서, 효과적인 태양광 발전 시스템의 효율적인 운영을 보장하기 위해서는 태양광발전설비들에 대한 효율적인 모니터링의 필요성이 대두대고 있는 실정이다.Therefore, in order to ensure the efficient operation of an effective photovoltaic power generation system, the need for efficient monitoring of photovoltaic power generation facilities is emerging.
원격측정 태양광 발전 테스트 시스템의 센서보드는 일조량, 풍량, 온도, 습도를 각각 측정할 수 있는 센서보드로 정의되는데, 외부 및 내부환경을 감지하여 태양광 발전의 상태를 모니터링하는 동작을 진행하는 보드의 개발이 필요하다. The sensor board of the remote measurement photovoltaic power generation test system is defined as a sensor board that can measure the amount of sunlight, air volume, temperature, and humidity respectively. development is required.
한편, 리튬전지 또는 납축전지로 이루어진 배터리는 안정적인 전압 출력을 유지하는 장점이 있으나, 과충전/과방전시 배터리 수명이 급격히 단축된다. 특히 과방전 상태가 지속될 경우 배터리 수명에 치명적이다.On the other hand, a battery made of a lithium battery or a lead acid battery has the advantage of maintaining a stable voltage output, but the battery life is rapidly shortened during overcharge/overdischarge. In particular, if the over-discharge state continues, it is fatal to the battery life.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 온도값을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 수명관리 기능을 포함하는 신재생 에너지 센서보드를 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above technical problems, and provides a new and renewable energy sensor board capable of measuring a temperature value as well as including a battery life management function.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 방전모드에서 일정한 소비전력을 갖는 적어도 하나 이상의 부하장치에 전력을 공급하는 배터리와, 배터리와 부하장치 사이의 전류를 측정하는 전류 측정부와, 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부와, 배터리의 소비 전력량을 측정하는 전력량 측정부와, 전류 측정부, 전압 측정부 및 전력량 측정부에서 측정된 데이터를 실시간으로 제공받으며 시간을 기준으로 측정된 데이터를 모니터링하고 저장하며, 측정된 데이터를 표시장치에 표시하도록 제어하는 배터리 모니터링부를 포함하는 신재생 에너지 센서보드가 제공된다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, a battery for supplying power to at least one load device having a constant power consumption in a discharging mode, and a current measuring unit for measuring a current between the battery and the load device; , the voltage measurement unit for measuring the voltage of the battery, the wattage measurement unit for measuring the power consumption of the battery, the current measurement unit, the voltage measurement unit, and the wattage measurement unit are provided in real time, There is provided a renewable energy sensor board including a battery monitoring unit that monitors and stores data, and controls to display the measured data on a display device.
또한, 본 발명에 포함되는 배터리 모니터링부는, 1일 동안의 소비 전력량이 미리 설정된 제1 기준 소비 전력량을 초과하는 시점부터 경고를 출력하도록 제어하고, 제1 기준 소비 전력량보다 더 큰 제2 기준 소비 전력량을 초과하는 시점부터 배터리 방전을 차단하도록 제어하거나, 예비 전력량을 고려하여 추가 전력량을 부여하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery monitoring unit included in the present invention controls to output a warning from a point in time when the amount of power consumption for one day exceeds a preset first reference amount of power consumption, and a second reference amount of power consumption greater than the first reference amount of power consumption It is characterized in that the control is performed to cut off the battery discharge from the time point exceeding , or control to provide an additional amount of power in consideration of the amount of reserve power.
또한, 본 발명에 포함되는 배터리 모니터링부는, 새롭게 장착된 배터리의 기준 성능데이터를 소정의 기준기간까지 파악함에 있어서, 부하장치에 의해 발생되는 일정한 방전조건에서 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하여 상기 기준 성능데이터로서 저장하며, 기준기간 이후에도 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하여 기준 성능데이터와 비교하면서 그 변화율의 차이를 토대로 배터리의 노후화 정도를 파악하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the battery monitoring unit included in the present invention grasps the reference performance data of the newly installed battery up to a predetermined reference period, the change in battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) under a constant discharge condition generated by the load device The value (ΔV) is identified by time and stored as the reference performance data. Even after the reference period, the change value (ΔV) of the battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) is identified by time and compared with the reference performance data, and the difference in the rate of change It is characterized in that the degree of deterioration of the battery is determined based on the
또한, 본 발명에 포함되는 배터리 모니터링부는, 새롭게 장착된 배터리의 기준 성능데이터를 소정의 기준기간까지 파악함에 있어서, 부하장치에 의해 발생되는 일정한 방전조건에서 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하고, 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간을 산출하여 기준 성능데이터로서 저장하되, 기준기간 이후에도 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간을 산출하여 기준 성능데이터와 비교하면서 그 변화율의 차이를 토대로 배터리의 노후화 정도를 파악하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the battery monitoring unit included in the present invention grasps the reference performance data of the newly installed battery up to a predetermined reference period, the change in battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) under a constant discharge condition generated by the load device The value (ΔV) is identified by time, the change value of battery voltage (ΔV) compared to the amount of power consumption (Wh), and the power use time compared to the change value (ΔV) of the battery voltage are calculated and stored as reference performance data, but the reference period After that, the battery voltage change value (ΔV) compared to the power consumption (Wh) and the power usage time compared to the battery voltage change value (ΔV) are calculated and compared with the standard performance data, and the degree of deterioration of the battery is determined based on the difference in the change rate characterized in that
또한, 본 발명에 포함되는 배터리 모니터링부는, 기준기간 이후의 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간의 변화율이 기준 성능데이터에 대비하여 모두 50% 이하의 성능을 가질 때 배터리의 노후화에 따른 1차 교체 필요상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery monitoring unit included in the present invention, the change value (ΔV) of the battery voltage compared to the amount of power consumption (Wh) after the reference period, and the change rate of the power usage time compared to the change value (ΔV) of the battery voltage are in the reference performance data In contrast, when all of the performance is less than 50%, it is characterized in that it is determined that the primary replacement is necessary according to the aging of the battery.
또한, 본 발명에 포함되는 배터리 모니터링부는, 전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율과, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율을 추가로 산출하고, 1차 교체 필요상태로 판단한 상태에서, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율이, 전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율의 2배수를 초과할 때, 배터리의 노후화에 따른 2차 교체 필요상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery monitoring unit included in the present invention additionally calculates the rate of change of the amount of discharge current (mAh) compared to the power use time and the change rate of the amount of power consumption (Wh) compared to the power use time, and in the state that it is determined that the first replacement is necessary , when the rate of change of the amount of power consumption (Wh) compared to the power use time exceeds twice the rate of change of the amount of discharge current (mAh) compared to the power use time .
본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 센서보드는 온도값을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 수명관리 기능을 포함하여, 배터리 수명을 보다 효과적으로 관리할 수 있다.The renewable energy sensor board according to an embodiment of the present invention can measure a temperature value and include a battery life management function to more effectively manage battery life.
도 1은 원격측정 태양광 발전 테스트 시스템의 개념도
도 2는 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)의 구성도
도 3은 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)의 좀 더 상세한 구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서보드의 구성도이다.
도 5는 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)에 포함된 전원 노이즈 처리부(420)의 회로도
도 6은 전원 노이즈 처리부(420)의 감쇄부(421)의 제1 실시예
도 7은 전원 노이즈 처리부(420)의 감쇄부(421)의 제2 실시예1 is a conceptual diagram of a telemetry photovoltaic power generation test system
2 is a block diagram of the smart IT reference board (1)
3 is a more detailed configuration diagram of the smart IT reference board (1)
4 is a block diagram of a sensor board according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram of the power
6 shows the first embodiment of the
7 is a second embodiment of the
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention.
도 1은 원격측정 태양광 발전 테스트 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a telemetry photovoltaic power generation test system.
도 1을 참조하면, 많은 수의 태양광 패널이 설치되어 태양광을 전기 에너지로 변환하고 저장하는 시스템이 제안된다.Referring to FIG. 1 , a system in which a large number of photovoltaic panels are installed to convert sunlight into electrical energy and store it is proposed.
이러한 복수의 태양광 패널에 대한 세부적인 모니터링을 통해 태양광 발전이 적합한 성능으로 작동하고 있는지와, 태양광 발전의 효율성이 떨어지고 있는지 등을 모니터링 하기 위한 시스템이 구축되어야 한다.Through detailed monitoring of such a plurality of solar panels, a system for monitoring whether solar power generation is operating with appropriate performance and whether the efficiency of solar power generation is falling must be established.
즉, 특히 태양광 패널의 주위에 배치되는 환경을 계측하기 위한 센서모듈이 배치되는데, 예를 들면, 패널온도, 패널 주위 온도, 태양광, 습도, 풍량을 측정하기 위한 센서모듈이 필요하다.That is, in particular, a sensor module for measuring an environment disposed around a solar panel is disposed. For example, a sensor module for measuring panel temperature, panel ambient temperature, sunlight, humidity, and air volume is required.
복수의 센서모듈에서 측정된 데이터는 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)로 전달되어 처리되는데, 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)는 모바일 환경에 대응할 수 있는 개발보드로 정의된다.The data measured by the plurality of sensor modules are transmitted to and processed by the smart
개발보드에서는 새로운 AP, 메모리, 주변기기를 장착하고 테스트 할 수 있는 테스트 애플리케이션이 설치될 수 있으며, 안드로이드 또는 iOS 운영체제에 각각 대응하여 개발할 수 있도록 구성된다. On the development board, a test application that can install and test new APs, memory, and peripherals can be installed, and it is configured to be developed corresponding to the Android or iOS operating system, respectively.
도 2는 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)의 구성도이고, 도 3은 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)의 좀 더 상세한 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of the smart
도 2 및 도 3을 참조하면, 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)는 호환성 테스트를 명령하기 위한 주변장치들이 터치패널(163) 형태로 구비되고,2 and 3, the smart
모바일용 메모리(130)와, 비휘발성 메모리(플레시 메모리, 130a)가 부착될 수 있는 구조로 형성된다.It is formed in a structure to which the
또한, 음성인식모듈(161),통신모듈(165) 등이 응용 프로세서(110)의 인터페이스에 탈부착 가능하도록 구성된다.In addition, the
스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)는 모바일 단말기(100)에 새로운 응용 프로세서(Application Processor, AP)와, 새로운 모바일용 메모리가 적용될 경우, 응용 프로세서(Application Processor, AP)와 모바일용 메모리(130), 음성인식모듈(161), 통신모듈(165) 사이의 호환성 테스트를 진행할 수 있다.The smart
따라서 응용 프로세서(Application Processor, AP)와 모바일용 메모리(130), 터치 패널(163),음성인식모듈(161), 통신모듈(165) 사이에 신뢰성 있는 호환성 테스트를 진행할 수 있도록,각 부품이 각각 탈부착 가능하도록 구성된다.Therefore, in order to conduct a reliable compatibility test between the application processor (AP), the
즉, 응용 프로세서(110)는 다양한 종류의 모바일용 메모리가 장착될 수 있다.That is, the
예를 들어 응용 프로세서(110)가 새로 출시될 경우, 해당 응용 프로세서(110)는 LPDDR4(Low Power DDR4) 규격을 만족하는 모바일 메모리와, LPDDR3(Low Power DDR3) 규격을 만족하는 모바일 메모리를 선택적으로 적용할 수 있다.For example, when the
모바일용 메모리(130)는 DDR3, DDR4의 규격을 만족하더라도, 제조회사마다의 특성이 존재할 수 있으므로, 새로운 응용 프로세서(110)를 포함하는 모바일 단말기(100)는, 대량 양산 전에 적용하고자 하는 모바일용 메모리(130)의 실장 테스트를 진행하여야 한다.Even if the
따라서 본 실시예의 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)에서, 모바일용 메모리(130) 및 비휘발성 메모리(플레시 메모리, 130a)는 인터포저(Interposer) 또는 소켓(Socket)을 통해 응용 프로세서(110)의 인터페이스와 연결되도록 구성된다.Therefore, in the smart
참고적으로 본 실시예에서는 모바일용 메모리(130)의 호환성 테스트를 진행하는 방식을 주로 설명하고 있으나, 동일한 방식으로 다양한 크기, 다양한 규격 및 여러 제조회사의 비휘발성 메모리(플레시 메모리, 130a) 및 EMMC(Embedded MultiMediaCard), 음성인식모듈(161), 통신모듈(165)의 호환성 테스트를 진행할 수도 있을 것이다.For reference, in this embodiment, the method of performing the compatibility test of the
참고적으로 음성인식모듈(161)에서 음성인식을 진행하는 방법은 인식대상에 대한 음성인식이 실패할 때마다, 인식대상에 대해 입력된 사용자의 음성에 대한 사용자 발음정보들을 저장하는 단계와, 저장된 사용자 발음정보들 중 빈도가 가장 높은 사용자 발음정보를 인식대상에 대해 매칭하는 단계를 포함할 수 있다. 이를 통해 특이한 발음정보를 가진 사용자의 언어를 파악할 수 있다. 또한, 음성인식모듈(161)은 연령, 성별과 선택된 요일 및 선택된 시간대에 따라 각각 구분된 복수의 음성인식모드 중 선택된 어느 하나의 음성인식모드로 동작할 수 있다.For reference, the method for performing voice recognition in the
상술한 바와 같이, 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)는 모바일 단말기(100)와, 모바일용 메모리(130)와, 메모리 전원공급부(210), 음성인식모듈(161), 통신모듈(165), 내부 보호부(410)를 포함하여 구성된다.As described above, the smart
모바일 단말기(100)는 테스트 애플리케이션 실행과 같은 동작들을 위한 연산 동작을 수행하는 응용 프로세서(110)와, 사용자 인터페이스를 위한 터치 패널(163)을 구비한다.The
모바일용 메모리(130)는 응용 프로세서(110)의 주 메모리로 사용되는데, 응용 프로세서(110)의 인터페이스에 탈부착 가능하도록 연결된다. 예를 들면, 모바일용 메모리(130)는 인터포저(Interposer) 또는 소켓(Socket)을 통해 응용 프로세서(110)의 인터페이스에 탈부착 가능하도록 연결될 수 있다.The
메모리 전원공급부(210)는 테스트 애플리케이션의 제어에 따라 모바일용 메모리(130)에 공급되는 구동전원의 전압레벨을 조절하도록 동작한다.The memory
참고적으로, 메모리 전원공급부(210)가 복수개 구비되고, 전원공급부의 동작 상태에 따라 메모리 테스트에서의 전원 경보를 경보 모드와 차단 모드로 이원화하여 제어함으로써, 다수의 전원 공급부들 중 일부에 이상이 있는 경우에도 테스트 과정의 중단없이 계속하여 메모리를 테스트를 진행할 수 있도록 구성될 수 있다.For reference, a plurality of memory
즉, 예를 들면, 복수 개의 메모리 전원 공급부의 각 출력단에는 역류 방지 다이오드가 구비되고, 복수 개의 메모리 전원 공급부의 동작 상태를 감지하고 감지된 각 전원 공급부의 동작 상태를 나타내기 위한 신호를 생성하는 감지부가 구비되고, 각 전원 공급부의 동작 상태 신호에 기초하여 테스트 시스템의 전원 상태를 정상 모드, 경보모드 및 차단 모드로 구분하여 제어하는 제어로직을 구비하고, 테스트 시스템의 전원 상태 및 각 전원 공급부의 동작 상태를 나타내는 출력부를 구비할 수 있다.That is, for example, a backflow prevention diode is provided at each output terminal of the plurality of memory power supplies, and sensing to detect the operation state of the plurality of memory power supplies and generate a signal for indicating the detected operation state of each power supply The unit is provided and has a control logic for classifying and controlling the power state of the test system into a normal mode, an alarm mode and a cut-off mode based on the operation state signal of each power supply unit, the power state of the test system and the operation of each power supply unit An output unit indicating a state may be provided.
부품 테스트 애플리케이션은 스토리지(140) 또는 ROM(150)에 저장될 수 있으며,The part test application may be stored in
모바일 단말기(100)가 부팅될 때, 모바일용 메모리(130)에 로드된 후 응용 프로세서(110)에 의해 엑세스되면서 테스트 동작이 진행된다.When the
테스트 애플리케이션의 동작과정은 터치 패널(163)에 표시되므로, 사용자가 터치 패널(163)을 통해 테스트 애플리케이션의 테스트 과정을 제어하거나, 테스트 절차를 변경할 수 있다.Since the operation process of the test application is displayed on the
참고적으로, 모바일 단말기(100)는 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA, 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 태블릿(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 디지털 카메라(digital camera), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 컴퓨팅 시스템들 중 적어도 하나를 포함할 수 있는데, 본 실시예에서는 스마트폰(smart phone, 모바일 단말기) 형태의 단말기라고 가정하고 설명하기로 한다.For reference, the
모바일 단말기(100)가 정상적으로 동작하기 위해서는, 모바일용 메모리(130)가 장착되어야 하는데, 본 실시예에서 모바일용 메모리(130)는 모바일 단말기(100)의 외부에서 탈부착 가능하도록 장착되어, 모바일용 메모리(130)가 모바일 단말기(100)와 호환되는 인터페이스에 연결되도록 구성된다.In order for the
모바일 단말기(100)의 응용 프로세서(110)는 모바일 단말기(100)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 응용 프로세서(110)는 모바일 단말기(100)의 부팅, 무결성 검증, 애플리케이션 실행 등과 같은 동작들을 위한 연산 동작을 수행할 수 있다.The
단말기 무결성 검증부(DIV)는 소프트웨어 형태, 하드웨어 형태, 또는 그것들의 조합의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 하드웨어는 전기/전자 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적회로 코어들, 멤즈((MEMS; microelectromechanical system), 수동 소자들, 또는 그것들의 조합일 수 있다. The terminal integrity verification unit (DIV) may be implemented in the form of software, hardware, or a combination thereof. Further, the hardware may be an electrical/electronic circuit, a processor, a computer, an integrated circuit, integrated circuit cores, a microelectromechanical system (MEMS), passive components, or a combination thereof.
소프트웨어는 기계 코드, 프로그램 명령어, 펌웨어, 임베디드 코드, 애플리케이션 소프트웨어, 또는 그것들의 조합일 수 있다. 소프트웨어 형태로 구현되는 단말기 무결성 검증부(DIV)는 응용 프로세서(110) 내의 캐시 메모리에 저장되고, 응용 프로세서(110)에 의해 구동될 수 있다.The software may be machine code, program instructions, firmware, embedded code, application software, or a combination thereof. The terminal integrity verification unit (DIV) implemented in the form of software may be stored in a cache memory in the
보안 장치(120)는 응용 프로세서(110)의 단말기 무결성 검증부(DIV)로부터 무결성 값을 수신하고, 수신된 무결성 값에 대한 무결성 검증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 보안 장치(120)는 모바일 단말기(100)에서 사용되는 검증 대상(예를 들어, 시스템 컴포넌트, 애플리케이션, 시스템 클래스 등) 각각에 대한 무결성 관련 데이터 또는 키 값을 포함할 수 있다. The
메모리(130)는 모바일 단말기(100) 또는 응용 프로세서(110)의 동작 메모리, 주 메모리, 버퍼 메모리, 또는 캐시 메모리로써 사용될 수 있다.The
응용 프로세서(110)에 의해 사용되는 파일들은 메모리(130)에 로드되고, 메모리(130)에 저장된 파일들은 응용 프로세서(110)에 의해 엑세스될 수 있다. 메모리(130)는 응용 프로세서(110)의 캐시 메모리일 수도 있다.Files used by the
스토리지(140)는 모바일 단말기(100)에서 사용되는 정보, 데이터, 또는 파일들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 스토리지(140)는 모바일 단말기(100)에서 사용되는 애플리케이션 실행 파일, 부트-로더, 커널 이미지, 운영 체제 구동 파일 등과 같은 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 예시적으로, 스토리지(140)는 하드 디스크, 플래시 메모리와 같은 대용량의 불휘발성 메모리 장치들을 포함할 수 있다.The
ROM(150)은 모바일 단말기(100)가 동작하는데 요구되는 다양한 정보 또는 프로그램 코드들을 펌웨어 형태로 저장할 수 있다. 예를 들어, ROM(150)은 모바일 단말기(100)가 부팅하는데 요구되는 부팅 제어 코드를 포함할 수 있다. 예시적으로, ROM(150)에 저장된 데이터 또는 프로그램 코드는 변경 불가능한 데이터 또는 프로그램 코드이며, 무결성이 검증된 데이터 또는 프로그램 코드일 수 있다.The
주변 장치들(160)은 응용 프로세서(110)에 데이터 또는 명령어를 입력하거나 또는 외부 장치로 데이터를 출력하는 인터페이스들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 주변장치들(160)은 키보드, 키패드, 버튼, 터치 패널, 터치 스크린, 터치 패드, 터치 볼, 카메라, 마이크, 자이로스코프 센서, 진동 센서, 압전 소자 등과 같은 사용자 입력 인터페이스나, LCD (Liquid Crystal Display), OLED (Organic Light Emitting Diode) 표시 장치, AMOLED (Active Matrix OLED) 표시 장치, LED, 스피커, 모터 등과 같은 사용자 출력 인터페이스들을 포함할 수 있다.The
또한, 주변 장치들(160)은 그래픽 연산부(GPU), GPS, 심박 센서, 카메라, 통신 모듈, 근조도 센서, CIS(cmos image sensor) 카메라 모듈, 터치 패널, EMMC(Embedded MultiMediaCard), 음성인식모듈(161), 통신모듈(165) 등과 같은 장치들을 포함할 수 있다.In addition, the
한편, 원격측정 태양광 발전 테스트 시스템의 센서보드(310)로부터의 데이터는 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)의 통신모듈(165)로 수신되고, 해당 데이터는 테스트 애플리케이션에서 처리되어 터치 패널(163)에 표시된다.On the other hand, data from the
본 실시예에서 센서보드(310)는 일조량, 풍량, 온도, 습도를 각각 측정할 수 있는 센서보드로 정의되는데,In this embodiment, the
본 실시예에서는 온도값을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 수명관리 기능을 포함하는 신재생 에너지 센서보드에 대해서 상세히 설명하기로 한다.In this embodiment, a new and renewable energy sensor board that can measure a temperature value as well as include a battery life management function will be described in detail.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서보드의 구성도이다.4 is a block diagram of a sensor board according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 센서보드(310)는 외부 온도값 및 내부 온도값을 각각 측정할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 수명관리기능이 추가된다.Referring to FIG. 4 , the
여기에서 외부 온도값은 배터리 주변의 온도로 정의되고, 내부 온도값은 배터리 수명관리기능을 수행하는 내부회로의 온도로 정의될 수 있다. 도 4에는 내부 온도값을 측정하는 온도센서만이 도시되었으며 외부 온도값을 측정하는 센서는 생략되었다.Here, the external temperature value may be defined as a temperature around the battery, and the internal temperature value may be defined as a temperature of an internal circuit performing a battery life management function. In FIG. 4, only the temperature sensor for measuring the internal temperature value is shown, and the sensor for measuring the external temperature value is omitted.
도 4를 참조하면, 센서보드(310)는 온도센서(35), 전류 측정부(31), 전압 측정부(32), 전력량 측정부(33) 및 배터리 모니터링부(34)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4 , the
온도센서(35)가 구비될 경우, 감지된 온도값에 따라 측정된 데이터 - 전류 측정부(31), 전압 측정부(32), 전력량 측정부(33)의 데이터 - 를 각각 보정하는 과정이 진행된다.When the
온도센서(35)의 예시로써, 온도센서(35)는 전압 발생부와, 온도코드출력부를 포함하여 구성될 수 있다.As an example of the
전압 발생부는 소정의 제1 저항수치를 갖는 제1 온도소자와, 제2 저항수치를 갖는 제2 온도소자를 구비하고, 제1 및 제2 온도소자에 의해 온도변화에 따라 전압레벨이 변경되는 온도대응전압을 생성한다. 또한, 전압 발생부는 온도변화가 발생하더라도 구동전압레벨에 따라 일정한 전압레벨을 유지하는 기준전압을 생성한다.The voltage generator includes a first temperature element having a predetermined first resistance value and a second temperature element having a second resistance value, and the voltage level is changed according to the temperature change by the first and second temperature elements. Generate a corresponding voltage. In addition, the voltage generator generates a reference voltage that maintains a constant voltage level according to the driving voltage level even when a temperature change occurs.
또한, 온도코드출력부는 기준전압과 온도대응전압을 비교하여 다수의 온도코드를 생성한다. 즉, 온도코드에 온도정보가 포함되는 방식이다.In addition, the temperature code output unit generates a plurality of temperature codes by comparing the reference voltage and the temperature corresponding voltage. That is, it is a method in which temperature information is included in the temperature code.
온도센서(35)의 다른 예시로써, 온도센서(35)는 레퍼런스전압 출력부와, 디지털-아날로그 변환부와, 비교부와, 디지털 신호 발생부와, 저장부와, 데이터 출력부를 포함하여 구성될 수 있다.As another example of the
레퍼런스전압 출력부는 온도에 대응하여 변하는 레퍼런스 전압을 발생한다.The reference voltage output unit generates a reference voltage that changes in response to temperature.
디지털-아날로그 변환부는 N(1이상의 정수)의 비트 디지털 신호를 아날로그 센싱 전압으로 변환하여 출력한다.The digital-analog converter converts a bit digital signal of N (an integer greater than or equal to 1) into an analog sensing voltage and outputs it.
비교부는 레퍼런스 전압과 아날로그 센싱 전압을 비교하여, 비교결과를 출력한다.The comparator compares the reference voltage and the analog sensing voltage, and outputs a comparison result.
디지털 신호 발생부는 비교부의 비교결과에 따라 디지털 신호를 가변하여 출력하고, 저장부는 제1 온도에서의 디지털 신호 발생부의 출력신호(디지털 신호)를 저장한다.The digital signal generator variably outputs the digital signal according to the comparison result of the comparator, and the storage unit stores the output signal (digital signal) of the digital signal generator at the first temperature.
데이터 출력부는 제2 온도에서의 디지털 신호 발생부의 출력신호(디지털 신호) 및 저장부의 출력신호에 따라, 제2 온도에 대응하는 데이터를 출력한다.The data output unit outputs data corresponding to the second temperature according to the output signal (digital signal) of the digital signal generator at the second temperature and the output signal of the storage unit.
본 실시예의 배터리(330)는 신재생 에너지, 특히 태양광 에너지를 저장하는 수단으로 정의된다.The
배터리(330)는 방전모드에서 일정한 소비전력을 갖는 적어도 하나 이상의 부하장치에 전력을 공급한다.The
여기에서 배터리(330)는 충전할 수 있는 납충전지 또는 리튬이온 전지 등으로 정의할 수 있으며, 부하장치는 모터, 가정용 전자기기, 산업용 전자기기, 휴대용 장치, 기지국 장치 등으로 정의될 수 있다.Here, the
전류 측정부(31)는 배터리(330)와 부하장치 사이의 전류를 측정하고, 전압 측정부(32)는 배터리(330)의 전압을 측정한다. 또한, 전력량 측정부(33)는 배터리(330)의 소비 전력량을 측정한다.The
배터리 모니터링부(34)는 전류 측정부(31), 전압 측정부(32) 및 전력량 측정부(33)에서 측정된 데이터를 실시간으로 제공받으며 시간을 기준으로 측정된 데이터를 모니터링하고 저장하며, 측정된 데이터를 표시장치에 표시하도록 제어한다.The
우선, 배터리 모니터링부(34)는 1일 동안의 소비 전력량(Wh)이 미리 설정된 제1 기준 소비 전력량(Wh)을 초과하는 시점부터 경고를 출력하도록 제어한다.First, the
다음으로, 배터리 모니터링부(34)는 제1 기준 소비 전력량(Wh)보다 더 큰 제2 기준 소비 전력량(Wh)을 초과하는 시점부터 배터리 방전을 차단하도록 제어하거나, 예비 전력량을 고려하여 추가 전력량을 부여하도록 제어할 수 있다. Next, the
또한, 배터리 모니터링부(34)는 새롭게 장착된 배터리(330)의 기준 성능데이터(STD_DATA)를 소정의 기준기간(STD)까지 파악하여 성능지표를 파악한다. 여기에서 소정의 기준기간(STD)은 새로운 배터리가 장착되어 사용되는 시점으로부터 일주일 정도가 가장 적합한 기간으로 설정될 수 있다.In addition, the
즉, 배터리 모니터링부(34)는 부하장치에 의해 발생되는 일정한 방전조건에서 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하여 기준 성능데이터(STD_DATA)로서 저장한다.That is, the
이때 부하장치의 소비전력(W)은 일정하다고 가정한다. 즉, 일반적으로 배터리를 사용하는 시스템에서는 부하장치의 소비전력(W)을 고려하여 설계되는데, 본 실시예에서 부하장치가 소모하는 소비전력(W)은 정상적인 상태에서는 항상 일정하다고 가정하고, 그 편차가 발생하더라도 15%를 초과하지 않는다고 정의한다. 또한, 배터리 전압의 변화는 방전종지전압 직전까지 측정하는 것이 가장 바람직하다.In this case, it is assumed that the power consumption (W) of the load device is constant. That is, in general, a system using a battery is designed in consideration of the power consumption (W) of the load device. In this embodiment, it is assumed that the power consumption (W) consumed by the load device is always constant in a normal state, and the deviation Even if , it is defined that it does not exceed 15%. In addition, it is most desirable to measure the change in the battery voltage until just before the discharge end voltage.
배터리 모니터링부(34)는 새로운 배터리가 장착되고 성능지표를 파악한 후, 즉 기준기간(STD) 이후에도 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하여 기준 성능데이터(STD_DATA)와 비교하면서 그 변화율의 차이를 토대로 배터리의 노후화 정도를 파악한다.The
즉, 배터리 모니터링부(34)는 새롭게 장착된 배터리(330)의 기준 성능데이터(STD_DATA)를 소정의 기준기간(STD)까지 파악함에 있어서,That is, the
부하장치에 의해 발생되는 일정한 방전조건에서 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하고, 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간을 산출하여 기준 성능데이터(STD_DATA)로서 저장한다. 참고적으로, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 소비 전력량(Wh)을 산출하여 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대신 기준 성능데이터(STD_DATA)로서 사용할 수도 있다.The change value (ΔV) of the battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) under a constant discharge condition generated by the load device is identified by time, and the change value (ΔV) of the battery voltage compared to the amount of power consumption (Wh) and the battery voltage The power use time is calculated compared to the change value ΔV and stored as reference performance data STD_DATA. For reference, the power consumption Wh relative to the battery voltage change value ΔV may be calculated and used as the reference performance data STD_DATA instead of the battery voltage change value ΔV compared to the power consumption Wh.
이때, 배터리 모니터링부(34)는 기준기간(STD) 이후에도 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간을 산출하여 기준 성능데이터(STD_DATA)와 비교하면서 그 변화율의 차이를 토대로 배터리의 노후화 정도를 파악한다. 이때 7일 내지 10일 정도의 기간 동안 노후화 정도를 파악하는 것이 바람직하다.At this time, the
배터리 모니터링부(34)는 기준기간(STD) 이후의 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간의 변화율이 기준 성능데이터(STD_DATA)에 대비하여 모두 50% 이하의 성능을 가질 때 배터리의 노후화에 따른 1차 교체 필요상태로 판단한다.The
기준 성능데이터(STD_DATA)에 대비하여 모두 50% 이하의 성능을 가진다는 것은 배터리(330)이 노후화 되어 소정의 기준기간(일주일) 동안 파악한 기준 성능데이터(STD_DATA)에 비해 50% 미만의 성능을 가진다는 것을 의미한다. 따라서 1차 교체 필요상태로 판단하는 기준은 60% 이하의 성능저하 기준으로 설정할 수 있으며, 본 실시예에서는 50%를 기준으로 설명하였다.Having a performance of 50% or less compared to the standard performance data STD_DATA means that the
한편, 배터리 모니터링부(34)는 전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율과, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율을 추가로 산출할 수 있다. - 소정의 기준기간(STD) 동안의 기준 성능데이터(STD_DATA)를 기준으로 변화율을 산출함 - 이때 7일 내지 10일 정도의 기간 동안 노후화 정도를 파악하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
즉, 배터리 모니터링부(34)는 1차 교체 필요상태로 판단한 상태에서, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율이, 전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율의 2배수를 초과할 때, 배터리(330)의 노후화에 따른 2차 교체 필요상태로 판단한다.That is, when the
즉, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율이, 전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율의 2배수를 초과한다는 것은, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)이 급격하게 하락한다는 것을 의미할 수 있는데, 이는 실제로 일을 많이 하지 못한다는 것을 의미하여 배터리의 노후화를 추정할 수 있는 것이다.That is, if the rate of change of the amount of power consumption (Wh) compared to the time used for power exceeds twice the rate of change of the amount of discharge current (mAh) compared to the time used for power, it means that the amount of power consumption (Wh) compared to the time used for power is rapidly dropping. You can, which means you're not really doing much, so you can estimate the aging of the battery.
즉, 배터리 모니터링부(34)는 1차 교체 필요상태가 발생한 상태에서도 경고를 출력하도록 제어하고, 2차 교체 필요상태가 추가로 발생할 경우는 배터리 노후화 상태가 매우 심각하다는 경고를 출력할 수 있다.That is, the
한편, 터치 패널(163)은 배터리 모니터링부(34)에서 산출한 데이터와, 전류 측정부(31), 전압 측정부(32) 및 전력량 측정부(33)에서 전송한 데이터를 표시할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 터치 패널(163)은 부하장치가 사용한 일일 소비 전력량(Wh), 누적 소비 전력량, 초과 소비 전력량 등을 표시할 수 있다.Also, the
또한, 터치 패널(163)은 배터리 모니터링부(34)에서 산출한 데이터를 표시할 수 있으므로, 배터리(330)의 성능하락 수치를 기준 성능데이터(STD_DATA)와 비교하여 표시할 수 있다. 또한, 배터리의 노후화 정도를 % 단위로 표시할 수도 있다.In addition, since the
상술한 바와 같이, 제안된 발명은 1일 사용할 소비전력량을 설정하여 과소비전력 발생시 차단하거나 경고한다. 즉, 배터리 용량은 사용하는 소비전력을 고려하여 설계하므로 과소비가 발생시 배터리의 과방전이 발생되며 수명을 단축시킬 수 있으므로, 일 소비전력을 설정하여 전력사용을 설계값에 맞춰서 사용 할 수 있도록 설정한다.As described above, the proposed invention blocks or warns when excessive power consumption occurs by setting the amount of power consumption to be used per day. In other words, since the battery capacity is designed in consideration of the power consumption used, over-discharge of the battery occurs when excessive consumption occurs and the lifespan can be shortened.
또한, 센서보드(310)의 배터리 모니터링부(34)는 일일 소비전력량을 계측한다. 즉, 배터리로 사용되는 소비전력으로 전력사용량을 파악하며 누적사용량까지 표시하여 전력사용량을 모니터링 할 수 있다. In addition, the
또한, 배터리 모니터링부(34)는 배터리의 충방전 전압 및 전류를 상시 측정/감시하여 부하사용시 소비전력량에 따른 배터리 전압의 변동을 감시한다.In addition, the
또한, 배터리 모니터링부(34)는 배터리 방전 시간을 측정 (전력 사용하는 시간을 측정)한다. 즉, 소비전력에 따른 배터리의 방전시간의 변화를 측정하여 배터리 장시간 사용시의 변화량을 비교할 수 있도록 한다. 즉, 동일한 방전조건에서 초기 설치된 배터리의 방전시간과 장시간 사용한 배터리의 방전시간을 비교하여 초기 소요시간대비 변화량을 측정한다. In addition, the
또한, 배터리 모니터링부(34)는 소비전력에 따른 배터리의 방전 전압과 시간을 비교하고, 설계에 따른 일일 소비할 수 있는 전력량을 설정한다.In addition, the
1. 초기 설치시 배터리 전압Check
2. 초기 소비전력 발생시 배터리 전압Check
3. 배터리 전압변동폭 기록(기준값)
4. 전력사용량(일) 기록 (기준값)
=> 소비전력에 따른 배터리전압 변동폭 기록(기준값) A. Initial (at the time of installation) power consumption & battery voltage fluctuation check - (standard setting period: eg 7 days) -
1. Check the battery voltage during initial installation
2. Check battery voltage when initial power consumption occurs
3. Record battery voltage fluctuation range (reference value)
4. Record of electricity consumption (days) (standard value)
=> Record battery voltage fluctuation range according to power consumption (standard value)
1. 일일 배터리 전압Check
2. 일일 소비전력 발생시 배터리 전압Check
3. 일일 배터리 전압변동폭 기록
4. 일일 전력사용량 기록
=> 일일 소비전력에 따른 배터리전압 변동폭 기록 B. Check power consumption & battery voltage fluctuation after time elapsed - (Standard setting period: Yes 7 days) -
1. Daily battery voltage check
2. Check the battery voltage when daily power consumption occurs
3. Daily battery voltage fluctuation record
4. Daily electricity usage record
=> Records battery voltage fluctuations according to daily power consumption
표 1 및 표 2를 참조하면, "A"를 기준으로 소비전력에 따른 배터리 전압 변동폭을 기준값(100%)로 "B"와 같이 시간이 경과되면서 소비전력에 따른 배터리 전압 변동폭을 "A" 의 기준값대비 소비전력에 따른 배터리 변화폭을 나타내어 초기 설치시 100%대비 변화량을 대비하여 시간이 경과되면서 %의 변화량을 표시하여 배터리의 수명을 예측하도록 한다.Referring to Tables 1 and 2, as the reference value (100%) of the battery voltage fluctuation range according to the power consumption based on "A", the battery voltage fluctuation range according to the power consumption as time elapses as in "B" is the value of "A". By indicating the change in battery according to power consumption compared to the reference value, the change in % over time is displayed in preparation for the change compared to 100% at the time of initial installation to predict the life of the battery.
이와 같이 일일 소비전력량과 누적 소비전력량을 관리하여 시스템의 전력사용 효과를 파악하며, 이에 배터리 전압의 변동량을 일일 관리하여 배터리의 수명을 예측, 관리하여 유지, 보수를 용이하게 할 수 있다.In this way, by managing the daily power consumption and accumulated power consumption, the effect of the system's power use can be grasped, and the variation of the battery voltage can be managed daily to predict and manage the battery life, thereby facilitating maintenance and repair.
상술한 센서보드(310)의 동작 절차를 순서대로 설명하면 다음과 같이 정리 할 수 있다.If the above-described operation procedure of the
1차 : 소비 전력량 대비 전압변동폭 1st: Voltage fluctuation compared to power consumption
1) 기준 : 설치 후 초기 일정기간 (예 7일간) 평균데이터로 기준값 설정1) Standard: Set the reference value with average data for an initial period after installation (eg 7 days)
2) 기준 설정완료 후 변동폭에 따른 변화량값 측정2) Measure the change amount according to the fluctuation range after the standard setting is completed
- 소비전력량에 따른 전압 변동폭의 변화량을 기준값대비 비교 연산 - Comparing and calculating the amount of change in the voltage fluctuation range according to the amount of power consumption compared to the reference value
- 배터리 저전압 설정까지 전압폭을 기준으로 비교함- Comparison based on the voltage range up to the battery low voltage setting
- 소비전력량대비 전압변화폭이 50%이하일 경우 전압변동폭이 동일 소비전력량 사용대비 커지므로 배터리 방전이 크므로 배터리의 수명 단축이 예상됨.- If the voltage change compared to the amount of power consumption is less than 50%, the voltage fluctuation range is larger than that of the same amount of power consumption, so the battery life is expected to be shortened because the battery discharge is large.
2차 : 전력소비 시간(방전시간) - 전압변동폭 비교 Secondary: Power consumption time (discharge time) - Voltage fluctuation comparison
1) 기준 : 설치 후 초기 일정기간 (예 7일간) 평균데이터로 기준값 설정 1) Standard: Set the reference value with average data for an initial period after installation (eg 7 days)
2) 전력소비시간 2) Power consumption time
- 1V 방전시 소비전력사용시간을 비교하여 기준시간대비 배터리 전압의 변동폭과 소비전력 사용시간의 변화폭을 비교하여 표시- Comparison of power consumption time during 1V discharge and comparison of battery voltage variation and power consumption usage time compared to standard time
- 기준대비 전압변화폭이 50%이하일 경우 전압변동폭이 전력사용 시간대비 커지므로 빠른 시간내에 방전이 되므로 배터리의 수명 단축이 예상됨.- When the voltage change range is less than 50% compared to the standard, the voltage change range is larger than the power usage time, so the battery life is expected to be shortened because it is discharged within a short time.
3차 : 소비전력량 대비 전압변동폭과 시간_전압변동폭을 비교하여 동일하게 50%이하로 발생시3rd : Compare the voltage fluctuation width and time_voltage fluctuation width compared to the amount of power consumption and when the same occurs less than 50%
- 배터리의 수명은 기준대비 50%의 이하의 배터리 수명단축이 예상되어 배터리 교체 시기나 수명 단축에 영향을 줄 수 있는 요인을 분석할 수 있는 경고한다.- The battery life is expected to shorten by 50% or less compared to the standard, so it is a warning to analyze the factors that may affect the battery replacement time or shortened lifespan.
4차 : 이상 전류나 과전류 사용에 의한 방전 시간 경고4th : Warning of discharge time due to abnormal current or overcurrent use
1) 기준 : 설치 후 초기 일정기간 (예 7일간) 평균데이터로 기준값 설정1) Standard: Set the reference value with average data for an initial period after installation (eg 7 days)
2) 시간과 전류를 비교하여 시간기준으로 기준값과 비교하여 1보다 클 경우 과전류 사용에 따른 사용시간 단축 영향에 대한 경고 (점검 사항이나 부하 사용 점검필요)2) Comparing time and current and comparing it with the reference value on a time basis, if it is greater than 1, a warning about the effect of using overcurrent on shortening of usage time (need to check items or load usage)
5차 : 전류에 대한 시간과 전류_시간_전력량 비교하여 경고5th : Comparison of time for current and amount of current_time_power to warn
<전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율과, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율><Change rate of discharge current (mAh) compared to power use time and change rate of power consumption (Wh) compared to power use time>
1) 기준 : 설치 후 초기 일정기간 (예 7일간) 평균데이터로 기준값 설정1) Standard: Set the reference value with average data for an initial period after installation (eg 7 days)
2) 상기 연산값을 상호 비교하여 2배이상 차이가 발생시(전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율이, 전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율의 2배수를 초과할 때) 배터리의 과방전이나 배터리 교체, 유지, 보수에 대한 점검이 필요하다.2) When a difference of 2 times or more occurs by comparing the calculated values with each other (when the rate of change of power consumption (Wh) compared to power use time exceeds twice the rate of change of discharge current (mAh) compared to power use time) of the battery It is necessary to check for over-discharge or battery replacement, maintenance, and repair.
최종적으로 3차 결과와 5차 결과가 동시에 경고시 배터리 수명이 50% 이하로 감소되어 교체시기에 대한 점검이 필요하다.Finally, when the 3rd and 5th results are simultaneously warned, the battery life is reduced to less than 50%, so it is necessary to check the replacement timing.
일정한 방전조건에서 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하고 그 변화율의 차이를 토대로 배터리의 노후화 정도를 파악할 수 있다.The change value (ΔV) of the battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) under a constant discharge condition can be grasped for each time, and the degree of deterioration of the battery can be grasped based on the difference in the change rate.
따라서 전해액 측정기와 같은 별도의 장비가 필요하지 않고, 배터리와 부하기기 사이의 전류와, 배터리의 전압과, 배터리의 소비 전력량을 시간별로 파악하여 배터리의 노후화 정도를 파악할 수 있다.Therefore, there is no need for separate equipment such as an electrolyte meter, and the degree of deterioration of the battery can be determined by checking the current between the battery and the load device, the voltage of the battery, and the amount of power consumed by the battery over time.
한편, 최근 전자기기 시스템의 고기능, 고속 동작에 대응하기 위해, 반도체 집적회로가 복잡해지고 또한 회로의 동작 속도도 빨라지고 있다. 반도체 소자를 구성하는 회로가 복잡해짐에 따라 기생 커패시턴스, 기생 인덕턴스, 기생 저항등이 증가하고 있고, 그로 인하여 내부 회로부로 안정된 전원전압을 공급하기 위한 전원전압 배선의 노이즈 대책이 중요한 문제로 대두되고 있다.On the other hand, in order to cope with high-function and high-speed operation of electronic device systems in recent years, semiconductor integrated circuits are becoming more complex and the operating speed of the circuits is also increasing. As circuits constituting semiconductor devices become more complex, parasitic capacitance, parasitic inductance, and parasitic resistance are increasing. Therefore, noise countermeasures for power supply voltage wiring to supply stable power voltage to internal circuits are emerging as an important issue. .
따라서 제안된 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)는 전원 노이즈 처리부(420)를 포함한다. 전원 노이즈 처리부(420)는 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 역할을 수행한다.Therefore, the proposed smart
도 5는 스마트 아이티 레퍼런스 보드(1)에 포함된 전원 노이즈 처리부(420)의 회로도이다.5 is a circuit diagram of the power
도 5를 참조하면, 전원 노이즈 처리부(420)는 내부 회로부와 , 전원(VDD) 라인 및 접지(VSS) 라인을 통해 회로부로 전원전압을 공급하기 위해 내부 회로부와 전기적으로 접속되는 전원전압 공급 패드(VDD Pad) 및 접지전압 공급 패드(VSS Pad)와, 내부 회로부와 병렬 접속되며, 내부 회로부와 전원전압 공급 패드(VDD Pad)를 연결하는 전원(VDD) 라인에 연결되는 디커플링 커패시터(Cde-cap) 및 가변 저항부(R)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the power
참고적으로 내부 회로부는 주변장치 및 메모리 장치를 모두 지칭하는 것이나, 본 실시예에서는 전원 노이즈의 영향을 많이 받는 모바일용 메모리(130)라고 가정하고 설명한다.For reference, the internal circuit unit refers to both a peripheral device and a memory device, but in the present embodiment, it is assumed that the
내부 회로부가 있는 위치에서의 전압의 값은 동일 위치에서의 임피던스 값과 회로가 소모하는 동작 전류의 곱으로 표현할 수 있으므로, 회로가 소모하는 전류가 정해져 있다면 결국 전압의 변동폭은 임피던스 값의 크기에 비례하며, 디커플링 커패시터(Cde-cap)의 기생 저항(Rde-cap) 값이 커질수록 공진에서의 임피던스 값은 작아진다.Since the voltage value at the location where the internal circuit is located can be expressed as the product of the impedance value at the same location and the operating current consumed by the circuit, if the current consumed by the circuit is determined, eventually the voltage fluctuation is proportional to the size of the impedance value. and, as the parasitic resistance Rde-cap of the decoupling capacitor Cde-cap increases, the impedance value at resonance decreases.
이러한 결과는 기생 저항(Rde-cap) 값이 클수록 공진에서의 손실이 커지기 때문에 나타나는 현상이며, 메탈 저항(Rdie) 값이 큰 경우에도 유사한 결과를 얻을 수 있게 되지만, 메탈 저항(Rdie) 값이 커지면 DC 전류에 의한 전압 강하가 커지게 되므로 바람직하지 않다.This result is a phenomenon that occurs because the loss in resonance increases as the value of the parasitic resistance (Rde-cap) increases. Similar results can be obtained even when the value of the metal resistance (Rdie) is large. However, if the value of the metal resistance (Rdie) increases, Since the voltage drop by DC current becomes large, it is unpreferable.
따라서, 본 발명에서는 디커플링 커패시터(Cde-cap)에 직렬 가변 저항부(R)를 연결하여, 디커플링 커패시터(Cde-cap)의 기생 저항(Rde-cap) 값이 커질때와 마찬가지로 공진에서의 임피던스 값을 감소시켜, 공진으로 인한 전압 강하를 제한한다.Therefore, in the present invention, the impedance value at resonance is similar to when the value of the parasitic resistance Rde-cap of the decoupling capacitor Cde-cap increases by connecting the series variable resistor R to the decoupling capacitor Cde-cap. to limit the voltage drop due to resonance.
가변 저항부(R)는 디커플링 커패시터(Cde-cap)와 접지(VSS)라인을 연결하며, 전원전압 공급 패드(VDD Pad)로 공급되는 전원과 내부 회로부로 인입되는 전원 간 레벨 차이가 최소가 되도록 저항값을 가변시켜 사용할 수 있도록 구성된다.The variable resistor unit R connects the decoupling capacitor Cde-cap and the ground (VSS) line so that the level difference between the power supplied to the power voltage supply pad (VDD Pad) and the power input to the internal circuit unit is minimized. It is configured so that it can be used by changing the resistance value.
도 6은 전원 노이즈 처리부(420)의 감쇄부(421)의 제1 실시예이고, 도 7은 전원 노이즈 처리부(420)의 감쇄부(421)의 제2 실시예이다.FIG. 6 is a first embodiment of the
도 6 및 도 7을 참조하면, 우선 도 6은 각각 디커플링 커패시터(Cde-cap)와 직렬 연결되며 고정 저항값을 갖는 복수의 저항 소자(R1~R4)로 구현한 것으로, 스위치 온/오프를 통해 가변 저항부(R)의 저항값을 가변시킬 수 있다. 이때, 각 저항 소자(R1 ~ R4)는 서로 다른 저항값을 갖는 것을 사용하여, 전압 강하를 최소화할 수 있는 저항 소자를 선택할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.Referring to FIGS. 6 and 7 , first of all, FIG. 6 is implemented with a plurality of resistance elements R1 to R4 each connected in series with a decoupling capacitor Cde-cap and having a fixed resistance value, and is switched on/off through The resistance value of the variable resistance unit R may be varied. In this case, it is preferable to select a resistance element capable of minimizing a voltage drop by using each of the resistance elements R1 to R4 having different resistance values.
다음으로, 도 7은 디커플링 커패시터(Cde-cap)에 복수의 엔모스 트랜지스터(T1~T4)를 연결하고, 복수의 엔모스 트랜지스터(T1~T3)의 게이트에 외부의 가변 저항 조절 로직(10)으로부터 출력되는 온/오프 제어신호(a1, a2, a3)를 입력하여 온/오프 제어 신호(a1, a2, a3)의 레벨에 따라 각 트랜지스터가 턴온/턴오프 되도록 한 구조이다.Next, FIG. 7 shows a plurality of NMOS transistors T1 to T4 connected to the decoupling capacitor Cde-cap, and an external variable
이때, 온/오프 제어 신호(a1, a2, a3)의 레벨이 모두 로우 레벨인 경우 디커플링 커패시터(Cde-cap)와 접지 라인 간의 연결이 해제되므로, 마지막 엔모스 트랜지스터(T4)의 게이트로는 전원전압이 인가되도록 하였다.At this time, when the levels of the on/off control signals a1, a2, and a3 are all low levels, the connection between the decoupling capacitor Cde-cap and the ground line is released. voltage was applied.
한편, 저항 조절부(10)는 디커플링 커패시터(Cde-cap)에 연결되어 있는 각 트랜지스터들(T1, T2, T3)을 턴온 또는 턴오프시키기 위한 온/오프 제어 신호(a1, a2, a3)를 출력하는 로직으로서, 트레이닝 과정에서 외부로부터의 커맨드 신호(COMMAND)에 의해 인에이블되어 각 제어 신호(a1, a2, a3)가 가질 수 있는 논리 레벨의 조합을 출력하여 노이즈가 가장 작은 조합을 선택할 수 있도록 하며, 선택된 조합의 제어신호(a1, a2, a3)를 상기 각 트랜지스터들(T1, T2, T3)의 게이트로 입력한다.On the other hand, the
따라서 전원 노이즈 처리장치(420)를 통해 메탈 저항 값이 줄어들어 공진으로 인한 문제가 이슈가 되는 경우 공진으로 인한 전원 노이즈를 감쇄시킬 수 있게 되며, 이에 따라 저전압 고속 동작 반도체 메모리의 구동전원을 안정적으로 처리할 수 있다.Therefore, when the metal resistance value is reduced through the power
또한, 가변 저항부의 다른 실시예로써, 스위칭 동작과 가변저항소자로의 기능을 가지는 스위칭 가변 저항수단이 사용될 수 있다. 즉, 스위칭 가변 저항수단은 제어신호에 따라 가변진폭 출력펄스를 생성하는 출력펄스 생성부와, 가변진폭 출력펄스를 입력받아 스위칭 동작과 저항값이 변화하는 가변 저항으로 구성될 수 있다.In addition, as another embodiment of the variable resistance unit, a switching variable resistance means having a switching operation and a function as a variable resistance element may be used. That is, the switching variable resistance means may include an output pulse generator that generates a variable amplitude output pulse according to a control signal, and a variable resistor that receives a variable amplitude output pulse and changes a switching operation and a resistance value.
또한, 가변 저항부의 다른 실시예로써, 가변 저항부의 내부에 복수의 저항 세그멘트들을 포함하고, 가변 저항부가 가질 수 있는 복수의 저항값 후보들을 크기 순으로 정렬하는 경우, 복수의 저항값 후보들이 같은비수열(geometric sequence)을 이루도록 구성될 수 있다. 즉,가변 저항부는 복수 개의 저항 세그먼트들과, 복수 개의 저항 세그먼트들에 연결된 복수의 스위치들로 구성되는데, 복수 개의 스위치들은 N비트 제어 신호의 각 비트 또는 각 비트의 조합에 의하여 복수 개의 저항 세그먼트들의 연결 상태를 제어하고, 가변 저항부의 저항 값은 N 비트 제어 신호에 기반하는 지수 함수에 따라 결정될 수 있다. 따라서 사용자가 제어 코드를 통해 저항값 변화로 인한 결과를 직관적으로 파악하기 용이하다.Also, as another embodiment of the variable resistance unit, when a plurality of resistance segments are included in the variable resistance unit and a plurality of resistance value candidates that the variable resistance unit may have are arranged in an order of magnitude, the plurality of resistance value candidates have the same ratio It may be configured to form a geometric sequence. That is, the variable resistance unit is composed of a plurality of resistance segments and a plurality of switches connected to the plurality of resistance segments, and the plurality of switches are connected to the plurality of resistance segments by each bit of an N-bit control signal or a combination of each bit. A connection state is controlled, and a resistance value of the variable resistor unit may be determined according to an exponential function based on an N-bit control signal. Therefore, it is easy for the user to intuitively grasp the result of the resistance value change through the control code.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
31 : 전류 측정부
32 : 전압 측정부
33 : 전력량 측정부
34 : 배터리 모니터링부
35 : 온도센서31: current measuring unit
32: voltage measuring unit
33: wattage measurement unit
34: battery monitoring unit
35: temperature sensor
Claims (6)
상기 배터리와 상기 부하장치 사이의 전류를 측정하는 전류 측정부;
상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부;
상기 배터리의 소비 전력량을 측정하는 전력량 측정부;
상기 전류 측정부, 상기 전압 측정부 및 상기 전력량 측정부에서 측정된 데이터를 실시간으로 제공받으며 시간을 기준으로 측정된 데이터를 모니터링하고 저장하며, 측정된 데이터를 표시장치에 표시하도록 제어하는 배터리 모니터링부; 및
상기 전류 측정부, 상기 전압 측정부 및 상기 전력량 측정부의 데이터를 보정하기 위해 온도를 감지하는 온도센서;를 포함하고,
상기 온도센서는, 온도에 대응하여 변하는 레퍼런스 전압을 발생시키는 레퍼런스전압 출력부; N(1이상의 정수) 비트의 디지털 신호를 아날로그 센싱 전압으로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환부; 상기 레퍼런스 전압과 상기 아날로그 센싱 전압을 비교하여, 비교결과를 출력하는 비교부; 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 디지털 신호를 가변하여 출력하는 디지털 신호 발생부; 제1 온도에서의 상기 디지털 신호 발생부에서 출력되는 상기 디지털 신호를 저장하는 저장부; 및 제2 온도에서의 상기 디지털 신호 발생부에서 출력되는 상기 디지털 신호 및 상기 저장부의 출력신호에 따라, 상기 제2 온도에 대응하는 데이터를 출력하는 데이터 출력부;를 포함하는 신재생 에너지 센서보드.
a battery for supplying power to at least one load device having a constant power consumption in a discharging mode;
a current measuring unit for measuring a current between the battery and the load device;
a voltage measuring unit measuring the voltage of the battery;
a power amount measurement unit for measuring the amount of power consumption of the battery;
A battery monitoring unit that receives data measured by the current measuring unit, the voltage measuring unit, and the wattage measuring unit in real time, monitors and stores the measured data based on time, and controls to display the measured data on a display device ; and
a temperature sensor for detecting a temperature to correct the data of the current measuring unit, the voltage measuring unit and the wattage measuring unit;
The temperature sensor may include: a reference voltage output unit for generating a reference voltage that changes in response to temperature; a digital-to-analog converter for converting a digital signal of N (an integer greater than or equal to 1) into an analog sensing voltage and outputting it; a comparator comparing the reference voltage and the analog sensing voltage and outputting a comparison result; a digital signal generator for variably outputting the digital signal according to the comparison result of the comparator; a storage unit for storing the digital signal output from the digital signal generating unit at a first temperature; and a data output unit for outputting data corresponding to the second temperature according to the digital signal output from the digital signal generator at a second temperature and an output signal from the storage unit.
상기 배터리 모니터링부는,
새롭게 장착된 배터리의 기준 성능데이터를 소정의 기준기간까지 파악함에 있어서, 상기 부하장치에 의해 발생되는 일정한 방전조건에서 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하여 상기 기준 성능데이터로서 저장하며,
상기 기준기간 이후에도 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하여 상기 기준 성능데이터와 비교하면서 그 변화율의 차이를 토대로 상기 배터리의 노후화 정도를 파악하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지 센서보드.
According to claim 1,
The battery monitoring unit,
In grasping the reference performance data of the newly installed battery up to a predetermined reference period, the change value (ΔV) of the battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) under a constant discharge condition generated by the load device is grasped for each time period. It is stored as reference performance data,
Even after the reference period, the change value (ΔV) of the battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) is identified by time, compared with the reference performance data, and the degree of deterioration of the battery is determined based on the difference in the rate of change. Renewable energy sensor board.
상기 배터리 모니터링부는,
새롭게 장착된 배터리의 기준 성능데이터를 소정의 기준기간까지 파악함에 있어서, 상기 부하장치에 의해 발생되는 일정한 방전조건에서 소비 전력량(Wh)에 따른 배터리 전압의 변화값(ΔV)을 시간별로 파악하고, 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간을 산출하여 상기 기준 성능데이터로서 저장하되,
상기 기준기간 이후에도 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간을 산출하여 상기 기준 성능데이터와 비교하면서 그 변화율의 차이를 토대로 상기 배터리의 노후화 정도를 파악하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지 센서보드.
According to claim 1,
The battery monitoring unit,
In grasping the reference performance data of the newly installed battery up to a predetermined reference period, the change value (ΔV) of the battery voltage according to the amount of power consumption (Wh) under a constant discharge condition generated by the load device is determined by time, Calculating the change value (ΔV) of the battery voltage compared to the amount of power consumption (Wh) and the power usage time compared to the change value (ΔV) of the battery voltage and storing it as the reference performance data,
Even after the reference period, the battery voltage change value (ΔV) compared to the amount of power consumption (Wh) and the power usage time compared to the battery voltage change value (ΔV) are calculated and compared with the reference performance data based on the difference in the change rate of the battery Renewable energy sensor board, characterized in that it grasps the degree of deterioration of the.
상기 배터리 모니터링부는,
상기 기준기간 이후의 소비 전력량(Wh) 대비 배터리 전압의 변화값(ΔV)과, 배터리 전압의 변화값(ΔV) 대비 전력사용시간의 변화율이 상기 기준 성능데이터에 대비하여 모두 50% 이하의 성능을 가질 때 상기 배터리의 노후화에 따른 1차 교체 필요상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지 센서보드.
5. The method of claim 4,
The battery monitoring unit,
After the reference period, the change value of the battery voltage relative to the amount of power consumption (Wh) (ΔV) and the change rate of the power use time relative to the change value (ΔV) of the battery voltage are all 50% or less compared to the reference performance data. Renewable energy sensor board, characterized in that it is determined as a first replacement necessary state according to the aging of the battery when it has.
상기 배터리 모니터링부는,
전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율과, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율을 추가로 산출하고,
상기 1차 교체 필요상태로 판단한 상태에서, 전력사용시간 대비 소비 전력량(Wh)의 변화율이, 전력사용시간 대비 방전 전류량(mAh)의 변화율의 2배수를 초과할 때, 상기 배터리의 노후화에 따른 2차 교체 필요상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지 센서보드.6. The method of claim 5,
The battery monitoring unit,
The rate of change of the amount of discharge current (mAh) compared to the power use time and the rate of change of the amount of power consumption (Wh) compared to the power use time are additionally calculated,
When the rate of change of power consumption (Wh) compared to power use time exceeds twice the rate of change of discharge current (mAh) compared to power use time in the state determined as the first replacement required state, 2 Renewable energy sensor board, characterized in that it is determined that the car needs to be replaced.
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