KR20080041140A - 반도체 전원 제어 장치를 사용하는 배전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 스위치와 통신 커넥터를 포함하는 반도체 전원 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명의 특징에 의하면, 마이크로 프로세서는 자기저항성 절연을 이용하여 통신 커넥터로부터 갈바닉 전기 절연(galvanically isolated)되어 있다. 본 발명의 다른 특징에 의하면, 다수의 반도체 전원 제어 장치가, 외부 마이크로 프로세서에 접속되어, 전원 분배 어레이를 형성할 수 있다. 또한, 외부 마이크로 프로세서와 반도체 전원 제어 장치 사이에서 교환되는 메시지는, 반도체 전원 제어 장치를 구성하고, 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

Description

반도체 전원 제어 장치를 사용하는 배전 시스템{POWER DISTRIBUTION SYSTEM USING SOLID STATE POWER CONTROLLERS}
본 발명은 배전 시스템 내의 반도체 전원 제어 장치의 사용에 관한 것이다. 더 구체적으로 말하면, 본 발명은 차량 배전 시스템 내에서 부하에 전원을 공급하기 위한 반도체 전원 제어 장치의 사용에 관한 것이다.
배전 시스템(power distribution systems)은 발전기로부터 제공되는 전원을 필요에 따라 부하(loads)에 분배하기 위한 것이다. 많은 배전 시스템은 하나 이상의 발전기로부터 제공되는 전원을 하나 이상의 전기 버스에 분배하는 1차 배전 시스템을 구비하도록 구성되어 있다. 배전 시스템 중의, 전기 버스로부터 부하에 전원을 분배하는 부분을, 2차 배전 시스템이라고도 한다. 통상적으로, 부하에 대한 전원의 공급을 제어하기 위하여, 릴레이나 반도체 전원 제어 장치 등의 전자 부품이 사용된다.
마이크로 프로세서에 의해 제어되는 스위치와 통신 커넥터를 포함하는 반도체 전원 제어 장치를 개시한다. 본 발명의 특징으로서, 마이크로 프로세서는 자기저항성 절연(magnetoresistive isolation) 특성을 이용하여 통신 커넥터로부터 갈바닉 전기 절연된다.
본 발명의 일실시예는, 전원 커넥터와 부하 커넥터 사이에 전기적으로 연결가능한 반도체 스위치를 포함한다. 이러한 반도체 스위치는, 입력, 반도체 스위치의 상기 입력에 결합되는 마이크로 프로세서, 및 이러한 집적된 마이크로 프로세서와 하나 이상의 통신 커넥터 사이에 갈바닉 장벽(galvanic barrier)을 형성하도록 접속된 절연 회로를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 절연 회로는 하나 이상의 자기저항성 신호 분리기를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예에서, 반도체 스위치는 MOSFET를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 마이크로 프로세서는 미리 정해진 하나 이상의 동작 특성에 따라 반도체 스위치에 대한 입력을 제공하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 미리 정해진 하나 이상의 동작 특성 중 하나는 정격 전류이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 미리 정해진 하나 이상의 동작 특성 중 하나는 트립 전류 임계값이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 마이크로 프로세서는, 프로그램 가능하며, 반도체 전원 제어 장치가 초기화된 후, 외부 장치로부터 수신된 지시에 따라 프로그래밍된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 프로그램 가능한 마이크로 프로세서는, 반도체 전원 제어 장치를 초기화하기 전에, 마이크로 프로세서 내의 메모리에 미리 저장되어 있는 명령에 의해 추가로 프로그램된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 반도체 전원 제어 장치는, 마이크로 프로세서에 접속되며, 반도체 스위치의 하나 이상의 단자의 전압을 검출하도록 구성된 전압 검출 회로를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 반도체 전원 제어 장치는, 마이크로 프로세서에 접속되며, 반도체 스위치를 통해 흐르는 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출 회로를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 반도체 전원 제어 장치는, 프로그램 가능한 마이크로 프로세서에 연결되며, 반도체 전원 제어 장치(SSPC)의 전원 커넥터 또는 부하 커넥터에 접속된 회로의 아크 결함(arc fault)을 검출하는 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서를 더 포함하며, 이 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서는, 반도체 스위치를 개방시키기 위한 신호를 생성함으로써 아크 결함의 검출에 응답하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서는 상이한 레벨의 감도로 아크 결함을 검출한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 마이크로 프로세서는 과전류 상태를 검출하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 외부 장치는 하나 이상의 통신 커넥터에 접속된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 외부 장치는 마이크로 프로세서이다.
다른 실시예는, 전원 커넥터, 부하 커넥터, 및 하나 이상의 통신 커넥터를 각각 갖는 복수 개의 반도체 전원 제어 장치, 및 하나 이상의 통신 커넥터를 통해 각각의 반도체 전원 제어 장치에 접속된 외부 마이크로 프로세서를 포함하는 배전 어셈블리를 제공하는 것으로서, 반도체 전원 제어 장치는 절연 회로를 통해 하나 이상의 통신 커넥터에 접속된 마이크로 프로세서를 각각 포함하고, 절연 회로는 반도체 전원 제어 장치 내의 마이크로 프로세서와 외부 마이크로 프로세서 사이에 갈바닉 장벽을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 절연 회로는 자기저항성 신호 분리기를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 반도체 전원 제어 장치는 반도체 스위치를 포함하며, 각각의 반도체 전원 제어 장치 내의 마이크로 프로세서는, 반도체 스위치의 동작을 제어하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 외부 마이크로 프로세서는, 반도체 전원 제어 장치 내의 마이크로 프로세서에 메시지를 전달하도록 구성되어 있으며, 반도체 전원 제어 장치 내의 마이크로 프로세서는, 외부 마이크로 프로세서에 의해 전달된 메시지에 응답하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 마이크로 프로세서 중 하나 이상은, 외부 마이크로 프로세서로부터의 소정의 메시지를 수신함에 따라 반도체 스위치의 동작이 제어되는 방식을 변경하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 배전 어셈블리는, 외부 마이크로 프로세서에 접속된 키패드, 및 반도체 전원 제어 장치의 각각에 접속된 하나 이상의 LED를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 키패드는 4개의 버튼을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 반도체 전원 제어 장치는 3개의 LED에 접속되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 외부 마이크로 프로세서는, 키패드를 통해 수신된 입력에 응답하여 반도체 전원 제어 장치에 메시지를 전달하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 반도체 전원 제어 장치 내의 마이크로 프로세서는 LED를 조명하는 신호를 생성하고, 정보를 사용자에게 전달하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 배전 어셈블리는 외부 마이크로 프로세서에 접속된 컴퓨터를 더 포함하며, 이러한 컴퓨터는, 사용자에게 반도체 전원 제어 장치의 동작 특성에 관련된 정보를 전달하고, 사용자로부터의 지시에 따라 반도체 전원 제어 장치의 동작 특성을 변경할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배전 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 다수의 반도체 전원 제어 장치를 포함하는 배전 어셈블리를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 전원 제어 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DC 반도체 전원 제어 장치를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 마이크로 프로세서와 다수의 반도체 전원 제어 장치를 포함하는 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 방법의 실시예에 따른 반도체 전원 제어 장치의 마이크로 프로세서의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 마이크로 프로세서의 동작을 주기적으로 인터럽트하고 비상 정지 결함이 존재하는지 여부를 판정하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 아크 결함 검출 회로를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 전원 제어 장치의 개략도이다.
도 9a~9c는 아크 결함 보호 회로를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 AC 반도체 전원 제어 장치의 개략적인 회로도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 아크 결함 보호 마이크로 프로세서의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 마이크로 프로세서, 다수의 반도체 전원 제어 장치, 키패드 및 다수의 LED를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이 다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 그래픽 사용자 인터페이스에 의해 생성되는 화면의 스크린 샷이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 그래픽 사용자 인터페이스에 의해 생성되는 다른 화면의 스크린 샷이다.
도 14는 사용자의 지시에 따라 SSPC의 동작 특성을 변경하기 위한 본 발명에 따른 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도면을 참조하면, 반도체 스위치 회로와 마이크로 프로세서를 갖는 반도체 전원 제어 장치(SSPC: solid state power controller)를 포함하는, 본 발명에 따른 배전 시스템의 실시예가 예시되어 있다. 많은 실시예에서, SSPC는, 다양한 유형의 고장에 기인한 손상으로부터, SSPC에 접속된 부하를 보호하는 회로를 포함한다. 일실시예에서, SSPC는 아크 결함으로부터 부하를 보호하기 위한 전용의 마이크로 프로세서를 포함한다. 다른 실시예에서, 부하는, 접지 불량이나 다양한 고장으로부터 보호되며, 여러 가지 레벨의 감도를 갖는다.
몇몇 실시예에서, SSPC는 외부 장치와 통신을 행할 수 있는 회로를 포함한다. SSPC는, 통신 회로의 일부로서, 외부 장치로부터 SSPC를 전기적으로 차단하기 위해 자기저항성 절연체를 사용하여 형성되는 갈바닉 장벽을 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, SSPC의 마이크로 프로세서는 외부 장치로부터 수신된 명령에 따라 SSPC의 동작 특성을 설정한다. 많은 실시예에서는, SSPC의 구성을 위한 사용자 인 터페이스를 제공하는 외부 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 사용자 인터페이스의 일례로서, 4개의 버튼 키패드와 발광 다이오드(LED)를 조합해서, 사용자와 SSPC가 서로 정보를 주고 받을 수 있도록 하는 것이 있다.
도 1에는, 본 발명의 실시예에 따른 배전 시스템이 도시되어 있다. 배전 시스템(10)은 전원 공급 장치(14)에 제공할 전원을 발생시키는 발전기를 포함한다. 이 전원 공급 장치는, 하나 이상의 SSPC(16)에, 직접 접속되거나 전원 버스를 통해 전원을 공급한다. SSPC는 부하(18)에 대한 전원의 공급을 제어한다. 몇몇 시스템에서, 배전 시스템 중, 발전기로부터 전원 공급 장치에 전원을 분배하는 부분을, 1차 배전 시스템이라 하고, 전원 공급 장치로부터 부하에 전원을 분배하는 부분을 2차 배전 시스템이라 한다. 여러 경우에서, 많은 SSPC를 그룹화하여 배전 어셈블리(PDA: power distribution assembly)를 형성할 수 있다. SSPC를 많이 배치함으로써, 항공기 배선의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, SSPC의 각각의 동작 특성을 조정하기 위해서, 마이크로 프로세서 등과 같은 단일의 장치가 사용될 수 있다.
도 2에는, 본 발명의 실시예에 따른 PDA가 도시되어 있다. PDA(28)는 다수의 인쇄 배선 기판(32)을 수용하는 하우징(30)을 포함한다. 인쇄 배선 기판 중 하나 이상의 인쇄 배선 기판이 본 발명에 따른 SSPC(16')를 포함하고, 다른 인쇄 배선 기판이 마이크로 프로세서(34)를 포함할 수 있다. 각각의 인쇄 배선 기판은, 하우징의 백플레인에 제공된 커넥터(도시 안 됨)를 통해 연결되어 있다. 또한, 하우징은, 지정된 부하에 전원을 공급하고 지정된 부하에 공급되는 전원을 차단하기 위해, 하우징 내의 SSPC에 의해 스위칭될 수 있는 전원선용의 커넥터(36)와, 외부 장치(도시 안 됨)와 통신이 가능하도록 PDA에 의해 사용될 수 있는 통신선(38)을 포함한다. 일실시예에서, 인쇄 배선 기판은 SSPC를 하나만 포함하는 구성도 가능하다. 다른 실시예에서는, 단일의 인쇄 배선 기판에 다수의 SSPC가 포함될 수 있다.
많은 실시예에서, 하나 이상의 인쇄 배선 기판은 하나 이상의 SSPC에 관련된 정보를 제공하기 위한 LED(도시 안 됨)를 포함한다. SSPC가 온 상태인지 오프 상태인지의 여부와 SSPC가 트립되었는지 여부를 나타내는, 각각의 SSPC와 관련된 LED를 포함함으로써, PDA에 추가의 시각적 표시를 포함시키지 않는 구성이 가능하게 된다. PDA는 소형의 키패드를 포함하는 구성도 가능한데, 이러한 소형의 키패드는 마이크로 프로세서를 통해 SSPC의 동작을 제어하는데 사용할 수 있다.
SSPC, 마이크로 프로세서, 및 입출력(I/O) 장치는, 본 발명에 따라 매우 다양하게 조합될 수 있다. 선택되는 구체적인 구조는 SSPC의 특성에 따라 달라진다. 이하, 본 발명에 따른 SSPC의 여러 가지 많은 실시예의 특성들과 PDA 구조의 예에 대하여 설명한다.
도 3에는, 본 발명의 실시예에 따른 SSPC가 도시되어 있다. SSPC(16')는, 전원 입력(52)을 전원 출력(54)에 연결할 수 있는 스위치(50)를 구비하는 단일의 인쇄 배선 기판상에 조립된다. 통상적으로, 이러한 스위치는 MOSFET로 구현된다. SSPC는 또한 스위치의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(56)를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 마이크로 프로세서는, SSPC로 하여금 SSPC를 통해 공급되는 전원을 모니터링할 수 있도록 해주는 회로를 통해 전원선에 연결되어 있다. 이 러한 마이크로 프로세서는, SSPC를 통해 공급되는 전원의 바람직한 특성에 관련된 정보를 이용하여 프로그래밍될 수 있으며, 바람직하지 않은 특성을 갖는 전원선 내의 전원에 대해서는 스위치를 개방시킬 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 마이크로 프로세서는, 션트 저항(66)의 양단에 접속된 전류 검출 회로(65)와 전압 검출 회로(68)에 의해 전원선을 모니터링한다. 이러한 션트 저항(66)에 의해, 마이크로 프로세서는, 전원선(52)을 통해 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 또한, 전압 검출 회로(68)에 의해, 마이크로 프로세서는 전원선(52)을 통해 공급되는 전원의 전압을 모니터링할 수 있다.
몇몇 실시예에서, SSPC는, 마이크로 프로세서로 하여금 외부 장치와 통신을 수행할 수 있도록 해주는 커넥터(58)를 포함한다. 이 커넥터는, 마이크로 프로세서와 외부 장치 사이에 갈바닉 장벽을 형성하는 절연 회로(60)를 포함한다. 일실시예에서, 갈바닉 장벽은 자기저항 기술(이하 설명함)을 사용해서 구축된다. 다른 실시예에서는, 광학적 분리(optical isolation) 등과 같은 다른 종류의 절연 기술을 사용하여 갈바닉 장벽을 형성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, SSPC는 또한, 마이크로 프로세서의 필요한 전원을 제공하는 전원 공급 장치(64)에 전원 입력이 접속되도록 하는 커넥터(62)를 포함한다. 일실시예에서, 전원 공급 장치는 5볼트의 직류 전원을 받아서, 3.3볼트의 직류 전원으로 변환한다.
도 4에는, 본 발명에 따라 직류(DC) SSPC의 실시예를 개략적으로 나타낸 회로도가 도시되어 있다. SSPC는 전원선(52')으로부터 부하(54')에 제공되는 전원을 스위칭할 수 있는 MOSFET(50')를 포함한다. MOSFET(50')의 게이트는 MOSFET 드라이버(80)를 통해 마이크로 프로세서(56')에 접속되어 있다. 이 마이크로 프로세서는, 미국 텍사스 오스틴에 소재한 실리콘 래버러토리스 인코포레이티드(Silicon Laboratories, Inc.)에서 만든 C8051F330 마이크로 컨트롤러를 사용하여 구현된다. MOSFET 드라이버는 미국 캘리포니아 산호세에 소재한 미크렐 인코포레이티드(Micrel, Inc.)에서 만든 MIC4417BM4를 사용하여 구현된다. 다른 실시예에서, 마이크로 프로세서와 MOSFET 드라이버는 동등한 기능을 갖는 다른 장치를 사용하여 구현될 수도 있다.
마이크로 프로세서는 또한, 스위치(50')가 폐쇄된 경우에, 전원선(52')과 부하(54') 사이에 흐르는 전류를 측정할 수 있는 회로에 접속되어 있다. 이 회로는 션트 저항(82)을 포함하여 구성되어 있다. 이 션트 저항 양단의 전압을 비교기(84)를 이용하여 측정하는데, 이 비교기는 또한 저역 통과 필터로서 동작하도록 구성되어 있다. 이 비교기의 출력은 마이크로 프로세서의 입력으로 된다. 다른 실시예에서, 전원선과 부하 사이의 전류를 검출하기 위해 다른 방법을 사용할 수도 있다.
마이크로 프로세서는 전원선의 전압을 측정할 수 있는 회로(68')에 접속되어 있다. 이 회로는, MOSFET가 폐쇄 상태인 경우에는 제1 임계값 이하의 전압을 제공하고, MOSFET가 개방 상태인 경우에는 제2 임계값 이상의 전압을 제공하도록 구성된 비교기(86)를 포함한다.
마이크로 프로세서는 또한, 외부 장치와 정보를 주고 받을 수 있도록 해주는 회로에도 접속되어 있다. 이 회로는 미국 미네소타 에덴 프레리에 소재하는 엔브이이 코포레이션(NVE Corporation)에서 제조한 부품 번호 IL712-3과 같은, 한 쌍의 자기저항성 신호 분리기(88)를 포함한다. 이 자기저항성 신호 분리기는 "스핀트로닉스"(spintronics) 기술을 이용하는데, 이 스핀트로닉스는 정보를 전송하기 위해 전자 스핀을 사용하는 나노기술이다. 자기저항성 신호 분리기는 SSPC(16')와 다른 장치 사이에 갈바닉 장벽을 형성한다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 SSPC는 외부 장치와 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. SSPC는, SSPC의 상태 및 SSPC를 통해 공급되는 전원의 특성 등과 같은 다양한 정보를 전송할 수 있다. SSPC는, 정보를 제공하는 것 외에, 외부 장치로부터 제공되는 명령을 포함하는 정보를 수신할 수 있다. SSPC 내에 마이크로 프로세서(또는 이와 동등한 기능을 갖는 특정 용도의 회로)가 구비되어 있으면, 외부 장치로부터의 지시에 따라 SSPC의 구성이 변경될 수 있다.
도 5에는, 마이크로 프로세서에 해당하는 단일의 외부 장치에 접속된 다수의 SSPC를 포함하는 본 발명에 따른 시스템의 실시예가 도시되어 있다. 이 마이크로 프로세서(100)는, 버스(102)를 통해 SSPC(16)의 커넥터(58)에 접속되어 있다. 일실시예에서, 버스는 UART 또는 CAN(Controller Area Network) 버스 등과 같은 직렬 인터페이스 버스이다. 다른 실시예에서, 마이크로 프로세서(100)는 별개의 신호선을 통해 SSPC와 직접 통신을 수행할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, SSPC 내의 회로는, 외부 마이크로 프로세서(100)와 SSPC 내의 마이크로 프로세서 사이에 갈바닉 장벽을 생성한다. 도 5에 도시한 실시예에서, 전원 공급 장치(104)로부터 전원 버스(105)를 통해 마이크로 프로세서와 SSPC에 모두 전원이 제공되도록 되어 있다. 일실시예에서, 마이크로 프로세서에서 사용하기 위한, 전원 공급 장치로부터 제공되는 전원을 추가로 조정하기 위해, 조정 장치(106)가 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 마이크로 프로세서는 중앙 관리 컴퓨터 또는 그외 다른 차량 시스템 등과 같은 외부 장치와 통신을 수행하도록 구성되어 있다. 도시한 실시예에서, 마이크로 프로세서는, CAN 송수신기(110)를 통해, CAN 프로토콜에 부합하는 버스(108)에 접속되어 있다.
전원 제어기가 갖는 중요한 기능은 전원으로부터 부하에 제공되는 전원을 제어하는 것이다. 많은 전원 제어기는, 공급되는 전원의 특성을 모니터링하고, 이러한 특성이 미리 정한 기준에 부합하지 않을 때에는 전원 공급 장치를 차단하는 회로를 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 SSPC의 실시예는, 특정의 동작 요구를 만족시키도록 구성될 수 있다. SSPC의 구성과 관련된 다양한 특징들은, 하드웨어, 펌웨어, 또는 직렬 데이터 모드로 수신되는 명령을 통해 결정될 수 있다. 하드웨어와 펌웨어는 모두 제조 과정에서 결정이 되며, SSPC의 구성을 변경하는 명령은 동작이 이루어지는 동안 SSPC에 제공될 수 있다. SSPC의 다양한 특징이 어떻게 구성될 수 있는지에 대한 예로서, SSPC는, 자신의 동작 상한을 규정하는, 하드웨어에 설정된 최대 정격 전류를 가질 수 있다. 이러한 SSPC는 또한, SSPC의 원하는 정격 전류를 나타내며 최대 정격 전류까지의 임의의 값이 될 수 있는, 정격 전류의 값을 저장할 수 있다. 처음에, 정격 전류는, 적절한 명령의 수신에 의한 동작 동안 변경될 수 있는, 펌웨어에서의 디폴트 값으로 주어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 SSPC는 여러 가지 다양한 불량을 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, SSPC는 고장에 대한 반응을 변경하고, 고장을 새로운 방식으로 검출하기 위해 동작 동안 재구성될 수 있다. 발생될 수 있는 고장의 종류로는, 아크 결함(arc fault) 또는 접지 결함(ground fault)이 있다. 몇몇 실시예에서, SSPC는 임계 전류 및 트립 상수(trip constant)를 나타내는 값들을 저장하는데, 이러한 값들은 비정상적인 상태일 때의 SSPC의 트립 특성을 규정하는 것이다. 일실시예에서, 임계 전류는 정격 전류의 120%이고, 트립 상수는 9.9초이다. 임계 전류의 값과 트립 상수는, 최대 정격 전류와 SSPC 내의 회로의 전파 지연에 의해 부여되는 한계에 영향을 받는 동작 동안 변경될 수 있다.
발생될 수 있는 다른 고장으로는 과전류(overcurrent)가 있다. 본 발명에 따른 SSPC의 몇몇 실시예는, 과전류를 모니터링해서, 과전류가 검출되면, 부하에 제공되는 전원을 차단하는 소프트웨어를 포함한다. 일실시예에서, SSPC는 다음의 등식을 만족할 때마다 트립을 행한다.
Figure 112007066743311-PCT00001
여기서, i는 측정한 부하 전류이며, IRATED는 정격 전류이고, ITHRESHOLD는 임계 전류이며, K는 트립 상수이다.
이러한 적분 공식의 개별적인 구현은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007066743311-PCT00002
상기 알고리즘은, 열 축적을 허용하는 방식으로 구현될 수 있으며, 종종 i2t 과전류 결함이라 불리기도 한다.
본 발명에 따른 SSPC의 몇몇 실시예는, 비상 정지(emergency trip) 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 비상 정지의 예로서, 부하 전류가 정격 부하 전류의 적어도 10배가 되면 MOSFET를 정지시킨다. 이러한 비상 정지는 300㎲ 내에 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 비상 정지의 임계값과 응답 시간은 특정의 용도에 부합하도록 변경될 수 있다.
도 6에는, 외부 장치와 통신을 수행하며, 과전류에 따라 트립을 행하도록 구성되어 있는, 본 발명에 따른 SSPC의 실시예의 동작을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 도 6의 처리 프로세스는 SSPC의 초기화를 행한 이후에 개시된다. 초기화 과정은 SSPC의 정격 전류, 임계 전류 및 트립 상수와 같은, SSPC의 동작 특성을 확립하는 과정을 포함할 수 있다. 이러한 초기화에는 또한, SSPC가 정확하게 동작하는지를 확인하기 위한 내부 검사 동작을 수행하는 과정도 포함할 수 있다. 이러한 초기화에는 또한, 상기와 같은 동작들을 위한 타이머를 아날로그-디지털 변환기(ADC)로서 설정하는 과정을 포함할 수 있다. 이 타이머는, 전원선의 전류와 전압이 샘플링되는 비율(속도)을 결정한다. 초기화 과정이 완료되면, SSPC는 메인 순환 루프(120)로 진입한다.
이 순환 루프(120) 내에서, SSPC는 메시지가 수신되었는지 여부를 판정한다(단계 122). 상기 단계 122에서 메시지가 수신되었으면, 이 메시지에 대한 처리가 수행된다(단계 124). 상기 단계 122에서, 메시지가 수신되지 않았거나, 수신된 메시지에 대한 처리가 완료되었으면, 부하 전류에 대한 측정이 이루어진다(단계 126). 부하 전류의 값은, 축적된 부하 전류를 나타내는 값을 갱신(단계 128)하고, 국부적인 트립 상수(상기 내용 참조)의 값을 산출(단계 130)하는데 이용된다.
측정된 부하 전류, 축적된 부하 전류 및 트립 상수가 i2t 과전류 불량이 있다는 것을 나타내는지 여부에 관한 판정이 수행된다(단계 132). i2t 과전류 불량이 발생한 것으로 판정되면, 부하에 제공되는 전원이 차단된다(단계 134). i2t 과전류 불량이 발생하지 않았거나 부하에 제공되는 전원이 차단되었다는 판정이 이루어지면, SSPC의 시스템 값이 갱신되고(단계 136), SSPC의 시스템 상태가 갱신된다(단계 138). 일실시예에서, SSPC의 시스템 상태는, 트립 상태, 현재 상태, 게이트 드라이브에 대한 출력, SSPC가 쇼트(short)되지 않았는지 또는 오픈되지 않았는지와, 오픈 로드(open load)가 있는지에 관련된 정보를 포함한다. 갱신 이후에, MOSFET 게이트, 게이트 LED, 트립형 LED를 출력하고(단계 140), 루프는, 루프의 현재의 반복을 위한 총 시간이 미리 정해진 기간을 초과할 때까지 대기한다(단계 142). 예시된 실시예에서, 미리 정해진 기간은 대략 1 밀리초이다.
도 7에, 아날로그-디지털 변환기로부터 정보를 취득하고 비상의 전류 결함을 검출하는데 사용될 수 있는, 본 발명의 실시예에 따른 인터럽트 과정이 도시되어 있다. 이 과정(160)은, 아날로그-디지털 변환기에 의한 인터럽트가 발생하면 개시된다. 이러한 인터럽트에 따라, 부하 전류가 측정되고(단계 162), MOSFET의 소스와 드레인 양단의 전압 강하가 정해진다. 또한, 비상 정지 전류 값이 정해지고(단계 166)(상기 설명 참조), 부하 전류가 버퍼에 저장된다. 일실시예에서, 버퍼는 4개 이상의 값을 기억시키기에 충분한 메모리를 포함한다.
부하 전류의 저장에 이어, 부하 전류가 비상 정지 전류보다 큰지 여부에 대한 판정이 이루어진다(단계 170). 부하 전류가 비상 정지 전류보다 크다면, 카운터의 값이 증분된다. 카운트가 3 또는 4라고 판정되면(단계 174), SSPC가 트립된다(단계 176). 카운트가 3보다 작은 경우에는, 축적된 부하 전류 값이 갱신되고(단계 178), 통합-분할(integrate-decimate) 타이머가 시간이 종료되었는지 여부에 대한 판정이 이루어진다(단계 180). 통합-분할 타이머의 시간이 종료되었으면, 축적된 부하 전류를 평균화한다(단계 182).
통합-분할 타이머의 시간이 종료하지 않았거나 축적된 부하 전류를 평균화한 경우, 직렬 통신에 사용될 수 있는 직렬 타이머가 갱신되고(단계 184), 수행되는 인터럽트 루틴의 수를 추적하는 메인 루프 카운터의 값이 증분된다(단계 186).
도 8에, 아크 결함 보호를 위한 회로를 포함하는, 본 발명에 따른 SSPC의 실시예를 나타낸다. 도 8의 SSPC는 도 3의 SSPC와 유사하지만, 도 8의 SSPC는, 전원 공급 장치(64), 부하 전압을 검출하기 위한 회로(68), 부하 전류를 검출하기 위한 회로(65) 및 마이크로 프로세서(56)에 접속된 아크 결함 검출용 마이크로 프로세 서(200)를 포함하는 것이, 도 3의 SSPC와 다르다. 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서는, 부하 전류와 부하 전압을 모니터링함으로써 부하에서의 결함을 검출할 수 있다. 아크 결함(arc faults)은, 일반적으로 하위의 아크 결함[예컨대, 전류가 부하를 통해 흐르도록 하는 루즈 와이어(loose wire)가 주기적으로 접촉하는 직렬 아크]과 상위의 아크 결함(예컨대, 병렬 아크)으로 분류된다. 하위의 아크 결함과 상위의 아크 결함은, 전류 파형에서의 불규칙성, 특히 전류 파형에서의 제로 크로싱(zero crossing)에 의해 검출될 수 있다. 결함의 존재를 확인하기 위하여, 전압 파형이 사용될 수도 있다. 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서(200)는, 불규칙성이 검출될 때 부하로부터 전원을 차단하는 스위치(50)를 개방하도록 마이크로 프로세서(56)에 지시함으로써 아크 결함을 방지할 수 있다.
다른 실시예에서, SSPC의 일부로서 단일의 마이크로 프로세서 또는 다수의 마이크로 프로세서를 사용하는 전용의 회로에 의해, 다른 종류의 결함을 검출할 수 있다. 일실시예에서, SSPC는 접지 결함을 검출하기 위한 회로를 포함한다. 다른 실시예에서, SSPC는 다양한 여러 가지 유형의 결함을, 감도를 증가시켜서 검출할 수 있는 회로를 포함한다.
도 9a-9c에는, 아크 결함을 검출하고 아크 결함에 따라 SSPC를 트립시키도록 구성된 마이크로 프로세서를 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 교류(AC) SSPC의 회로 설계가 도시되어 있다. 도 9a는 AC SSPC의 회로 설계를 개략적으로 나타낸다. AC SSPC는, 전원 공급 장치(64"')로부터 전원이 공급되는 마이크로 프로세서(56"')를 포함한다. 마이크로 프로세서는, 전원(52"')으로부터 부하(54"')에 대 한 전원을 공급을 제어하는 전원 MOSFET(50"')를 스위칭하기 위한 출력을 제공한다. 마이크로 프로세서(56"')와 전원 MOSFET(50"') 사이를 전기적으로 절연시키기 위해 한 쌍의 광학 커플러(201)가 제공된다. 마이크로 프로세서(56"')와 외부 장치(도시 안 됨) 사이를 전기적으로 절연시키기 위해 자기저항성 커플러(60"')가 제공된다. 마이크로 프로세서(56"') 외에도, 마이크로 프로세서(56"')에 접속되고 회로 내의 많은 다른 위치에 배치되는 다른 마이크로 프로세서(200')가 포함될 수 있다. 이러한 제2 마이크로 프로세서(200')는, 아크 결함을 나타내기 위해 공급되는 전원을 모니터링하도록 구성되어 있다. 다른 실시예에서, 제2 마이크로 프로세서는 특정 용도의 다른 회로로 대체할 수 있다.
도 9b에는, 전원 공급 장치에 의해 부하에 공급되는 전압 및 전류를 검출하기 위한 회로와 마이크로 프로세서(56"')가 도시되어 있다. 이 마이크로 프로세서(56"')는, 공급되는 전류에 관련된 정보를 제공하도록 구성되어 있는 전류 검출 회로(65"')에 접속되어 있다. 이 전류 검출 회로(65"')는, 한 쌍의 연산 증폭기(Op-amp)(204, 206)를 포함한다. 전류 검출 회로(65"')에 대한 2개의 입력이 전류가 공급되는 경로에 있는 션트 저항의 양단에 접속되면, 상기 연산 증폭기는 그 공급되는 전류에 관한 정보를 제공한다. 도 9b에 도시한 실시예에서, 2개의 비교기는 다른 레벨의 감도를 제공한다.
마이크로 프로세서(56"')는 또한 전압 검출 회로(68"')에도 접속되어 있다. 이 전압 검출 회로는 전원 공급 장치로부터의 입력과 중간 입력을 포함한다. 2개의 입력을 나타내는 신호는, 공급 전압의 크기를 나타내는 출력 신호를 제공하는 비교기의 입력에 제공된다.
도 9a와 관련하여 상기 설명한 바와 같이, 도 9a에 도시된 AC SSPC는 SSPC 내의 다양한 회로에 전원을 제공하기 위해 전원 공급 장치를 포함한다. 전원 공급 장치(64"')가 도 9c에 도시되어 있다.
도 9a-9c에 도시된 AC SSPC는 아크 결함을 검출하도록 구성되어 있는 다른 하나의 마이크로 프로세서를 포함하고 있다. 도 10에는, 아크 결함을 검출하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 처리 프로세스가 도시되어 있다. 이 프로세스(220)는, 아크 결함을 주기적으로 모니터링하는 과정을 포함한다. 따라서, 이 프로세스는, 부하를 모니터링(블록 224)하는 과정 사이의 아이들링(블록 222) 시간을 포함한다. 모니터링을 행하는 동한 부하가 프로파일링된다(블록 224). 부하는 SSPC 내의 전압 및 전류를 측정함으로써 프로파일링된다. 일단 부하가 프로파일링되면(블록 224), 부하의 프로파일을 검사해서(블록 226), 프로파일 내의 불규칙성(상기 설명 참조)이 아크 결함의 존재를 나타내는지 여부를 결정할 수 있다. 이 프로파일이, 아크 결함이 존재한다는 것을 나타내는 경우에는, 부하 프로파일의 더 많은 샘플이, 아크 결함이 발생하였는지 여부에 대한 최종적인 판정이 이루어질 수 있을 때까지 수집된다. 아크 결함이 발생하였으면, SSPC가 트립된다(블록 228). 아크 결함이 발생하지 않았다면, 프로세스는 아이들 상태(블록 222)로 복귀한다.
상기 설명의 많은 부분이, 부하에 대한 전원의 공급을 제어하고 결함을 검출하기 위해 부하를 모니터링하는, 본 발명에 따른 SSPC의 동작에 관한 것이다. 본 발명에 따른 SSPC의 많은 실시예의 동작 특성은 외부 장치에 의해 구성될 수 있다 는 사실도 또한 논의되었다. 도 11 내지 도 14에 제시되는 정보는, 사용자가 외부 장치를 사용하여 하나 이상의 SSPC를 구성할 수 있도록 해주는 여러 가지의 많은 사용자 인터페이스의 설명을 포함한다.
도 5를 다시 참조하면, 다수의 SSPC(16)에 접속되어 있는 마이크로 프로세서(100)를 포함하는 구조가 도시되어 있다. 도 5의 설명은, 마이크로 프로세서(100)가 SSPC(16)에 대한 지시를 제공할 수 있으며, 이러한 지시들이 SSPC를 구성할 수 있다는 사실을 나타낸다. 많은 실시예에서, 사용자는 하나 이상의 SSPC의 상태에 관한 정보를 요구하며, SSPC의 동작 특성을 변경시킬 능력을 필요로 한다. 사용자에게 정보를 제공하는 한가지 방법은 사용자 인터페이스를 이용하는 것이다. 이하의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 거의 제한 없이 다양한 사용자 인터페이스를 사용할 수 있다. 많은 실시예에서, 사용자 인터페이스는, 도 5에 도시된 마이크로 프로세서(100)와 같은 외부 장치와 SSPC(16)의 조합에 의해 제공된다. 예를 들어, 외부 장치는 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있으며, SSPC는 LED 등과 같은 시각적 표시기를 사용하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 더 구체적인 실시예에서, 사용자 인터페이스는 마이크로 프로세서 등과 같은 하나 이상의 외부 장치에 의해 제공된다. 많은 실시예에서, 외부의 마이크로 프로세서는, 사용자로부터의 입력을 수신하고, 사용자에게 정보를 전달하기 위해 그래픽 사용자 인터페이스를 제공한다.
도 11에는, 사용자 입력을 수신하기 위한 키패드와 사용자에게 출력을 제공하기 위한 LED를 포함하는 구성의 실시예가 도시되어 있다. 이 구성은 도 5에 도 시된 구성과 유사하지만, 도 11에 도시된 마이크로 프로세서(100)는, 키패드(250)에 접속되어 있으며, 각각의 SSPC(16)가 3개의 LED에 접속되어 있는 것이, 도 5에 도시된 구성과 다르다. 이 3개의 LED는 트립형 LED(252), 아이들 LED(254), 및 게이트 LED이다. 도 6에 도시된 프로세스는, 단계 140에서 트립형 LED와 게이트 LED에 대한 참조를 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 도 6은, SSPC의 동작에 사용될 수 있는 프로세스의 일실시예이며, 트립형 LED와 게이트 LED를 참조하는 단계(140)가, 사용자 인터페이스의 일부를 형성할 수 있는 LED에 의해 전달되는 정보를 갱신하기 위한 적절한 시간의 예이다. 다른 실시예에서, 유사한 시간은, 외부 장치에 정보를 전달하여, SSPC의 상태에 관하여 외부 장치를 갱신하기 위한 적절한 시점이 될 수 있다.
일실시예에서, 키패드(250)는 4개의 버튼을 포함한다. 이 4개의 버튼은 온(on) 버튼, 오프(off) 버튼, 업(up) 버튼, 및 다운(down) 버튼이다. 이 4개의 버튼을 사용하면, 사용자는, SSPC를 바꾸고, SSPC를 선택하며, SSPC를 온 또는 오프로 전환시킬 수 있다. 마이크로 프로세서(100)는, 사용자의 지시에 따라, 하나 이상의 SSPC에 지시를 전달한다. SSPC는, 부하에 전원을 인가/차단하는 지시와 LED에 출력을 제공하는 지시 등을 포함하는 다양한 방식으로 상기 지시에 응답하도록 구성되어 있다. 이 출력은 사용자에게 시각적인 정보를 제공하는데, 이러한 시각적인 정보는 SSPC의 상태와 SSPC가 사용자에 의해 선택되는지 여부를 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이, 외부 장치는 완전한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 많은 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스는, 하나 이상의 SSPC 를 제어하는, PDA 내의 마이크로 프로세서와 통신을 행하는 연산 장치에 의해 제공된다. 다른 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스는 PDA 내의 마이크로 프로세서에 의해 이루어진다.
그래픽 사용자 인터페이스가 제공되는 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스는 각각의 SSPC, 이들의 상태, 및 각 SSPC에 부여된 동작 특성에 관련된 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 도 12에는, 다수의 SSPC 관련 정보를 나타내는 그래픽 사용자 인터페이스의 스크린 샷이 도시되어 있다. 그래픽 사용자 인터페이스의 스크린(270)의 중요한 특징은, SSPC가 동작하고 있는지 여부를 나타내는 표시기(272), 부하 전류의 목록(274), 및 정격 전류의 목록(276)을 나타낸다는 것이다. 도 12에 도시된 그래픽 사용자 인터페이스의 스크린(270)은, 사용자로 하여금 SSPC를 작동시키고, SSPC를 통해 지나가는 부하 전류를 모니터링하며, SSPC의 정격 전류를 변경할 수 있는 기회를 제공한다.
많은 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스는 SSPC 내의 부하 전류 및/또는 부하 전압의 특성을 시간에 따라 모니터링할 수 있다. 도 13에는, 시간에 따른 부하 전류에 관련된 정보를 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 그래픽 사용자 인터페이스의 스크린 샷이 도시되어 있다. 그래픽 사용자 인터페이스의 스크린(280)의 중요한 특징은, SSPC의 정격 전류의 표시(282), SSPC의 트립 상수의 표시(284), SSPC를 통해 지나가는 부하 전류의 표시(286), SSPC에 대한 임계 전류의 표시(288), SSPC에 대한 비상 전류의 값의 표시(290), SSPC가 다양한 결함 중 어느 것이라도 검출했는지 여부와 SSPC의 상태를 나타내는 표시기의 어레이(292), 시간 에 따른 SSPC의 부하 전류 및 트립 전류를 나타내는 그래프(294)이다.
사용자는 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 정보를 제공할 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스의 사용을 위한 장치는, 수신한 정보를 처리하며, 유효한 사용자 지시를 구현하는데 필요한 지시를 SSPC에 제공한다. 도 14에는, 본 발명에 따른, SSPC의 정격 전류를 변경하는 사용자 지시에 따르기 위해 SSPC에 의해 이용될 수 있는 프로세스를 나타낸다. 이 프로세스(300)는, 새로운 정격 전류 정보를 수신하는 과정(단계 302)과, 이 정보를 저장하는 과정(단계 304)을 포함한다. 정보가 저장되면, SSPC는 비상 정지 전류에 대한 새로운 값을 산출(단계 306)하고, 동작을 재개하기 전에 비상 정지 상태가 존재하는지 여부를 판정(단계 308)한다. 많은 실시예에서, SSPC는 이러한 변경이 수행되었다는 것을 확인할 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 장치는 SSPC의 상태와 그 상태가 성공적으로 변경되었는지 여부를 판정하기 위해 SSPC를 주기적으로 폴링할 수 있다.
상기 설명은 본 발명의 많은 구체적인 실시예를 포함하고 있지만, 이것은 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니며, 일례일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 범위는 예시한 실시예에 의해서만 정해지는 것이 아니며, 첨부한 청구범위와 그 등가의 범위에 의해 정해지게 된다.

Claims (26)

  1. 전원 커넥터, 부하 커넥터, 및 하나 이상의 통신 커넥터를 구비하는 반도체 전원 제어 장치로서,
    상기 전원 커넥터와 상기 부하 커넥터 사이에 전기적으로 접속가능하게 되어 있으며, 입력을 갖는 반도체 스위치;
    상기 반도체 스위치의 상기 입력에 연결된 마이크로 프로세서; 및
    집적된 상기 마이크로 프로세서와 상기 하나 이상의 통신 커넥터 사이에 갈바닉 장벽(galvanic barrier)을 형성하도록 접속된 절연 회로
    를 포함하는, 반도체 전원 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 회로는 하나 이상의 자기저항성 신호 분리기를 포함하여 구성되어 있는, 반도체 전원 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 스위치는 MOSFET를 포함하여 구성되어 있는, 반도체 전원 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는 미리 정해진 하나 이상의 동작 특성에 따라 상기 반도체 스위치에 대한 입력을 제공하도록 구성되어 있는, 반도체 전원 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미리 정해진 하나 이상의 동작 특성 중 하나는 정격 전류인, 반도체 전원 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 미리 정해진 하나 이상의 동작 특성 중 하나는 트립 전류 임계값인, 반도체 전원 제어 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는, 프로그램 가능하며, 상기 반도체 전원 제어 장치가 초기화된 후, 외부 장치로부터 수신된 지시에 따라 프로그래밍되는, 반도체 전원 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    프로그램 가능한 상기 마이크로 프로세서는, 상기 반도체 전원 제어 장치를 초기화하기 전에, 상기 마이크로 프로세서 내의 메모리에 미리 저장되어 있는 명령에 의해 추가로 프로그램되는, 반도체 전원 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서에 접속되며, 상기 반도체 스위치의 하나 이상의 단자의 전압을 검출하도록 구성된 전압 검출 회로를 더 포함하는, 반도체 전원 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서에 접속되며, 상기 반도체 스위치를 통해 흐르는 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출 회로를 더 포함하는, 반도체 전원 제어 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    프로그램 가능한 상기 마이크로 프로세서에 연결되며, 상기 반도체 전원 제어 장치(SSPC)의 상기 전원 커넥터 또는 상기 부하 커넥터에 접속된 회로의 아크 결함(arc fault)을 검출하는 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서를 더 포함하며,
    상기 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서는, 상기 반도체 스위치를 개방시키기 위한 신호를 생성함으로써 아크 결함의 검출에 응답하도록 구성된, 반도체 전원 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 아크 결함 검출용 마이크로 프로세서는 상이한 레벨의 감도로 아크 결 함을 검출하는, 반도체 전원 제어 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는 과전류 상태를 검출하도록 구성된, 반도체 전원 제어 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    외부 장치는 상기 하나 이상의 통신 커넥터에 접속된, 반도체 전원 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 외부 장치는 마이크로 프로세서인, 반도체 전원 제어 장치.
  16. 전원 커넥터, 부하 커넥터, 및 하나 이상의 통신 커넥터를 각각 갖는 복수 개의 반도체 전원 제어 장치; 및
    상기 하나 이상의 통신 커넥터를 통해 각각의 상기 반도체 전원 제어 장치에 접속된 외부 마이크로 프로세서
    를 포함하며,
    상기 반도체 전원 제어 장치는 절연 회로를 통해 상기 하나 이상의 통신 커넥터에 접속된 마이크로 프로세서를 각각 포함하고, 상기 절연 회로는 상기 반도체 전원 제어 장치 내의 집적된 상기 마이크로 프로세서와 상기 외부 마이크로 프로세서 사이에 갈바닉 장벽을 형성하는, 배전 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 절연 회로는 자기저항성 신호 분리기를 포함하여 구성된, 배전 어셈블리.
  18. 제16항에 있어서,
    각각의 상기 반도체 전원 제어 장치는 반도체 스위치를 포함하며,
    각각의 상기 반도체 전원 제어 장치 내의 상기 마이크로 프로세서는, 상기 반도체 스위치의 동작을 제어하도록 구성되어 있는, 배전 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 외부 마이크로 프로세서는, 상기 반도체 전원 제어 장치 내의 상기 마이크로 프로세서에 메시지를 전달하도록 구성되어 있으며,
    상기 반도체 전원 제어 장치 내의 상기 마이크로 프로세서는, 상기 외부 마이크로 프로세서에 의해 전달된 상기 메시지에 응답하도록 구성된, 배전 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 반도체 전원 제어 장치 내의 상기 마이크로 프로세서 중 하나 이상은, 상기 외부 마이크로 프로세서로부터의 소정의 메시지를 수신함에 따라 상기 반도체 스위치의 동작을 제어하는 방식을 변경하도록 구성된, 배전 어셈블리.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 외부 마이크로 프로세서에 접속된 키패드; 및
    상기 반도체 전원 제어 장치의 각각에 접속된 하나 이상의 LED를 더 포함하는 배전 어셈블리.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 키패드는 4개의 버튼을 포함하는, 배전 어셈블리.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 각각의 반도체 전원 제어 장치는 3개의 LED에 접속되어 있는, 배전 어셈블리.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 외부 마이크로 프로세서는, 상기 키패드를 통해 수신된 입력에 응답하여 상기 반도체 전원 제어 장치에 메시지를 전달하도록 구성되어 있는, 배전 어셈블리.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 반도체 전원 제어 장치 내의 상기 마이크로 프로세서는 상기 LED를 조명시키는 신호를 생성하고, 정보를 사용자에게 전달하도록 구성되어 있는, 배전 어셈블리.
  26. 제16항에 있어서,
    상기 외부 마이크로 프로세서에 접속된 컴퓨터를 더 포함하며,
    상기 컴퓨터는, 사용자에게 상기 반도체 전원 제어 장치의 동작 특성에 관련된 정보를 전달하고, 사용자로부터의 지시에 따라 상기 반도체 전원 제어 장치의 동작 특성을 변경할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는, 배전 어셈블리.
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