KR20100102226A - Rf 트랜스미터를 위한 배터리 전력 공급 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RF 트랜스미터(5)를 위한 전력 공급 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 배터리(2)와 상기 RF 트랜스미터(5) 사이에서 전기적으로 병렬 연결된 적어도 하나의 배터리(2) 및 적어도 하나의 커패시터(3), 및 초기 충전 단계 동안, 상기 배터리에 의해 공급되는 전압보다 더 높은 저장 전압(VC)을 상기 커패시터(3)에 충전하는 승압 수단(4')을 포함하며, 상기 승압 수단(4')은 직렬 연결된 인덕터(L)와 다이오드(D)를 포함하며, 초기 충전 단계 동안 상기 인덕터(L)에 에너지가 주기적으로 축적되도록 하며 그 축적된 에너지가 차후 상기 커패시터(3)로 전송되도록 하기에 적합한 스위치 수단(40')을 구비한다. 본 발명에 따르면, 각각의 주기에 대해, 상기 인덕터(L)를 통해 흐르는 전류가 0의 값으로부터 미리 정의된 한계 값까지 증가되도록 산출된 고정 기간 동안에는, 상기 스위치(40')가 닫히며; 가변적이며 상기 커패시터(3)의 단자들에 걸린 전압(VC)의 함수인 기간으로서 상기 인덕터(L)를 통해 흐르는 전류가 상기 미리 정의된 한계 값으로부터 0의 값까지 감소될 수 있는 방식으로 정의된 기간 동안에는, 상기 스위치(40')가 열리게; 작동할 수 있도록, 상기 제어 신호(SC)는 미리 결정되며 가변적 주기를 갖는다.
Description
본 발명은 적어도 하나의 배터리에 의해 동력을 받는 RF 트랜스미터 모듈들(radiofrequency transmitter modules)에 관한 것이다.
본 발명의 특정 적용 분야는, 제한적인 것은 아니지만, 물, 열, 가스, 또는 전기 계량기 유형의 원격 판독 에너지 계량기들(remotely reading energy meters)을 위해 사용되는 라디오 모듈들(radio modules)이다.
이러한 적용 분야에서, 에너지 소비의 평균치는 다소 낮은 편이어서 일반적으로 3.6 볼트(V) AA 배터리와 같은 작은 크기의 소용량 배터리들을 사용하는 것이 가능하다. 그럼에도 불구하고, 상기 모듈이 RF 신호를 전송하는 순간에, 상기 배터리는 짧은 기간(예로써 1분 가량) 동안에 다소 높은 순간 전류(수 천 밀리암페어(mA) 단위)를 공급할 수 있어야 한다. 그 순간 요구되는 전력은 소형 및 소용량의 배터리를 사용하는 것과 양립될 수 없으며, 상기 모듈의 작동 기간 전체에 걸쳐 배터리의 특성을 보증할 수 있도록, 공급될 전력, 배터리 크기, 작동 온도 범위, 및 모듈 수명과 관련하여 절충안을 찾는 것이 종종 요구된다.
또한 배터리의 내부 임피던스(internal impedance)는 전압 강하(voltage drop)를 초래하며 이러한 전압 강하는 전류 피크(current peak)가 증가할수록 함께 증가하므로, 일반적으로 가능한 최소의 내부 임피던스를 나타내는 배터리를 사용하는 것이 바람직하다.
첫번 째 해결책은 배터리를 크게하는 것으로 구성된다. 자연히, 이 해결책은 부피 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 배터리의 가용 용량 중 단지 일부분이 사용되고 그 나머지는 사용되지 않기 때문에 효율성 측면에서도 불리하다.
EP 0 718 951 문헌에 개시된 바와 같은, 공지된 다른 하나의 해결책은 충전 배터리 및 하나 이상의 슈퍼커패시터들(supercapacitors)을 포함하는 보조 회로와 함께 배터리를 구성하는 것으로 이루어지며, 상기 보조 회로는 상기 배터리 및 동력을 받는 RF 전송 모듈(RF transmission module) 사이에서 영구적으로 병렬 연결된다. 전송 단계 동안을 제외하면, 상기 보조 회로는 그것이 축적한 전력을 전송 기간에 공급할 수 있도록 꾸준히 충전되며, 이때 상기 보조 회로는 상기 배터리가 전류 피크 시점에 공급할 필요가 있는 전력을 제한한다.
그럼에도 불구하고, 이러한 해결책은 몇가지 단점들로 인한 곤란함이 있다:
첫째, 상기 보조 회로에 포함된 부품들이 고가이며 희망하는 가격을 시장에서 찾기 어렵다.
추가적으로, 상기 부품들의 신뢰성은 원격-판독 모듈들에 대해 보증되어야 하는 통상적인 수명에 해당되는 수 년 또는 수십 년의 작동 기간 동안 보증되지 않는다. 더욱이, 그것들의 성능은 시간에 따라 빠르게 저하된다. 특히, 그것들의 등가 직렬 저항(ESR: equivalent series resistance)은 시간에 따라 증가함으로써, 전류 피크가 공급되어야 하는 시점에 그것들의 효과를 제한한다.
또한, 상기 부품들은 일반적으로 높은 수준의 누설 전류(leakage current)를 나타내며, 이는 그로 인한 에너지 손실을 최소화하기 위해 상기 배터리가 커져야 함을 의미한다.
마지막으로, 내포된 가격들에 비해, 이 해결책에서 사용되는 상기 슈퍼커패시터들은 충분히 컴팩트(compact)하지 못한 부품들로 남아 있다.
특히 EP 0 613 257 문헌에서 설명된 것과 같은, 세번 째 해결책은 일반 커패시터(standard capacitor)를 배터리 전압보다 더 높은 저장 전압으로 충전하고, 이후 충전 종료시에 상기 커패시터의 저장 전압보다 낮은 전압으로 전류 피크를 공급하는 것으로 이루어진다. 보다 정확하게는, 상기 문헌은 RF 전송 모듈을 위한 전력 공급 장치를 기술하는데, 상기 장치는 적어도 하나의 배터리, 및 에너지 저장 회로를 형성하는 적어도 하나의 커패시터를 포함하고, 상기 에너지 저장 회로는 상기 배터리와 상기 RF 전송 모듈 사이에서 전기적으로 병렬 연결되며, 상기 전력 공급 장치는 하기 구성들을 더 포함한다:
· 배터리에 의해 공급될 전압보다 더 높은 저장 전압으로 상기 커패시터를 충전하도록 초기 커패시터-충전 단계 동안 작동하는 DC-DC 승압 컨버터(voltage-raising converter);
· 상기 커패시터와 상기 RF 전송 모듈 사이에 직렬 연결되어 상기 커패시터를 방전시키며 방전 단계 동안 상기 모듈에 전력을 공급하기 위한 미리 설정된 전압 값으로 상기 저장 전압을 낮추는 제어 전압 조절기(controlled voltage-regulator); 및
· 첫째 초기 충전 단계 동안에는 상기 모듈을 상기 커패시터로부터 분리시키며, 둘째 방전 단계 동안에는 상기 DC-DC 전압 컨버터를 상기 배터리로부터 분리시키기에 적합한 제어 모듈(control module).
이하의 설명은 보다 특정적인 승압 수단(voltage-raising means)에 관한 것이며, 상기 승압 수단은 상기 배터리와 상기 저장 커패시터 사이에서 사용된다.
EP 0 613 257 문헌에서 추천된 바와 같은 DC-DC 승압 컨버터는 일반적으로 도 1의 회로도에 도시된 회로 구조로 사용된다. 이 도면에서, DC-DC 승압 컨버터(4)를 통해 커패시터(3)를 충전하는 배터리(2)의 단자들에는 부하(1: load)가 연결된다. 상기 승압 컨버터(4)는 실질적으로, 스위치(40)를 제어하는 제어 수단(미도시)과 함께, 직렬 연결된 인덕터(L) 및 다이오드를 포함한다. 도 2는 커패시터-충전 단계 동안 인덕터(L)를 통해 흐르는 대응 전류와 함께, 시간에 따른 스위치(40) 개폐의 변동을 도시한다. 커패시터(3)의 단자들에 걸린 전압(VC)이 희망하는 저장 전압값보다 낮게 유지되는 한, 상기 스위치(40)는 닫힌 상태(도 2에서 높은 위치의 선으로 표현됨)와 열린 상태(도 2에서 낮은 위치의 선으로 표현됨)를 번갈아 차지(occupy)하도록 제어된다. 상기 스위치(40)가 닫힌 상태에 있을 때, 인덕터(L)에 흐르는 전류(IL)는 스위치가 닫혀진 기간에 비례하는 값으로 증가한다. 스위치(40)가 열린 상태에 있을 때, 상기 전류(IL)는 상기 다이오드(D)를 통해 상기 커패시터(3)를 충전시킨다. 따라서 상기 전류(IL)는 상기 스위치(40)가 열린 상태로 유지되는 기간에 비례하는 값으로 감소한다.
통상적인 DC-DC 컨버터들에서, 상기 스위치는 오실레이터(oscillator)에 의해 제어되며, 상기 오실레이터는 도 2에 도시된 것에 대응하는, 일정 주기의 정사각파 주기 제어 신호를 발생시킨다. 상기 전압(VC)이 의도한 값에 도달할 때, 제어 신호의 발생이 방해된다. 상기 부하(1)가 작용한 결과로 상기 전압(VC)이 감소되는 즉시, 스위치 제어 신호의 발생이 재개된다.
상기 동작은, 커패시터가 충전되면 부하에 전류 피크를 공급하며, 이후 부하에 요구되는 전류값에 무관하게 저장 전압을 희망하는 값으로 유지시키는 것이 가능하도록, 최적화된다. 따라서, 개시되면, 상기 전류(IL)는 어떤 특정한 제한 없이 증가하며, 정상(steady) 조건들 하에서 상기 전압(VC)은 일정하게 유지되고 상기 인덕터에 흐르는 전류(IL)는 부하 전류의 직접 함수(direct function)이다.
그럼에도 불구하고, 부하(여기서는 RF 전송 모듈)에 연결되지 않았을 때에는 상기 승압 컨버터가 배터리에 연결되고, 이후 의도한 저장 전압(VC)에 다달아 커패시터가 상기 부하에 연결될 때에는 상기 승압 컨버터가 상기 배터리로부터 분리되는 상황에서의 적용들에 대하여, 상기 동작은 적합하지가 않다.
또한, 일반적으로 공지된 회로들에 의해 커패시터-충전 단계 동안 배터리 전류를 제한하는 것이 가능하지 않다. 따라서 배터리를 압박하는 것을 피하기 위해, 그러한 상황 하에서 배터리와 승압 컨버터 사이에 전류 발생기(current generator) 또는 전류 제한기(current limiter)를 제공하는 것이 필요하다. 추가 부품을 부가하는 것에 의해 전력 공급 장치의 비용이 높아지는다는 사실에 더하여, 전류 발생기 또는 제한기는 에너지 전송에 대한 효율성을 감소시키는 손실들을 유발한다.
공지된 몇몇 승압 컨버터들은 전류-제한 함수(current-limiting function)를 통합하고 있지만, 이러한 컨버터들은 많지 않으며 더 고가이다.
본 발명의 목적은, 커패시터-충전 사이클 동안 배터리 전류에 대한 완전한 제어를 구비하는 것을 특히 가능케 하는 특별한 유형의 제어와 관련된 승압 수단을 사용하는 전력 공급 장치를 저비용으로 제공하는 것이다.
더 상세하게는, 본 발명은,
RF 전송 모듈을 위한 전력 공급 장치로서, 하나 이상의 배터리를 포함하고, 상기 배터리와 RF 전송 모듈 사이에 전기적 병렬 연결되어 에너지 저장 회로를 형성하는 하나 이상의 커패시터를 포함하며, 초기 충전 단계 동안 상기 배터리에 의해 공급되는 전압보다 높은 저장 전압을 상기 커패시터에 충전하는 승압 수단을 포함하며, 상기 승압 수단은 상기 배터리와 상기 커패시터 사이에 직렬 연결된 인덕터와 다이오드, 및 초기 충전 단계 동안 상기 인덕터에 에너지가 주기적으로 축적되도록 작동하고 이후 축적된 에너지가 상기 커패시터로 전송되도록 작동가능한 스위치 수단을 포함하며, 상기 장치는 또한, 상기 스위치 수단을 위한 제어 신호를 발생시킬 수 있는 제어 모듈로서, 첫째 초기 커패시터-충전 단계 동안에는 상기 RF 전송 모듈로부터 상기 커패시터를 분리시키며 둘째 후속하는 커패시터 방전 단계 동안에는 상기 배터리로부터 상기 승압 수단을 분리시키는 제어 모듈을 포함하는 전력 공급 장치에 있어서, 상기 제어 신호는, 미리 결정되고 가변적인 주기를 가지며, 각각의 주기에서,
· 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류가 0의 값으로부터 미리 정의된 한계 값까지 증가되도록 산출된 고정 기간 동안에는, 상기 스위치 수단이 닫히도록 하고;
· 가변적이며 상기 커패시터의 단자들에 걸린 전압의 함수인 기간으로서 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류가 상기 미리 정의된 한계 값으로부터 0의 값까지 감소될 수 있도록 정의된 기간 동안에는, 상기 스위치 수단이 열리도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치를 제공한다.
바람직한 일 실시형태에서, 상기 전력 공급 장치는 상기 커패시터와 상기 RF 전송 모듈 사이에 직렬 연결될 수 있는 제어 전압 조절기를 더 포함하며, 상기 조절기는 방전 단계 동안 상기 저장 전압을 상기 모듈을 가동하기 위한 미리 결정된 전압으로 감소시킨다.
상기 제어 모듈은 바람직하게는, 전류 피크 공급 이전에 상기 커패시터를 완전히 충전시키기에 충분히 이른 시점에, 상기 전류 피크를 공급하기 직전 상기 충전 단계를 트리거(trigger)할 수 있도록 제공된다.
본 발명은 상기와 같은 전력 공급 장치를 포함하는, 에너지 계량기를 위한 원격-판독 모듈을 또한 제공한다.
본 발명 및 그것이 제공하는 이점들은 본 발명에 따른 전력 공급 장치의 바람직한 일 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 보다 잘 이해될 수 있으며, 그 설명은 첨부된 도면들을 참조한다:
도 1은 RF 트랜스미터(transmitter)를 위한 종래의 배터리 전력 공급 장치의 도면이며, 상기 장치는 승압 수단으로서 사용되는 DC-DC 전압 컨버터를 포함하고 있다.
도 2는 도 1의 컨버터가 제어되는 방식에 대한 타이밍 챠트 및 그에 대응하는 커패시터 충전 전류의 모습이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 RF 트랜스미터를 위한 배터리 전력 공급 장치의 도면이다.
도 4는 도 3의 승압 수단이 제어되는 특정 방법을 보이는 타이밍 챠트 및 그에 대응하는 커패시터 충전 전류의 모습이다.
도 5a 내지 5c는 커패시터에 저장되는 전압, 및 제어 신호의 파라미터들이 시간에 따라 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프들이며, 이 그래프들은 시뮬레이션에 의해 얻어진 것이다.
도 1은 RF 트랜스미터(transmitter)를 위한 종래의 배터리 전력 공급 장치의 도면이며, 상기 장치는 승압 수단으로서 사용되는 DC-DC 전압 컨버터를 포함하고 있다.
도 2는 도 1의 컨버터가 제어되는 방식에 대한 타이밍 챠트 및 그에 대응하는 커패시터 충전 전류의 모습이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 RF 트랜스미터를 위한 배터리 전력 공급 장치의 도면이다.
도 4는 도 3의 승압 수단이 제어되는 특정 방법을 보이는 타이밍 챠트 및 그에 대응하는 커패시터 충전 전류의 모습이다.
도 5a 내지 5c는 커패시터에 저장되는 전압, 및 제어 신호의 파라미터들이 시간에 따라 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프들이며, 이 그래프들은 시뮬레이션에 의해 얻어진 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하는 전력 공급 장치의 도면이다. 상기 장치는 승압 수단(4')을 통해 배터리(2)로부터 일반적인 저장 커패시터(3)를 충전하며, 이후 RF 모듈(5)이 작동할 때 커패시터(3)를 방전하도록 기능한다. 상기 장치는 바람직하게는, 저장 커패시터의 하류에, 커패시터(3)를 방전시켜 RF 모듈(5)에 공급할 때 저장된 전압을 상기 모듈에 필요한 전압으로 단계적으로 감소시키는 감압 수단(6: voltage reducing means)을 또한 포함한다. 바람직한 실시예에서는 충전 단계 동안 RF 모듈은 커패시터에 연결되지 않으며 커패시터가 방전되는 단계 동안 커패시터는 배터리(2)에 더 이상 연결되지 않는다는 사실이 또한 상기된다. 이는 마이크로프로세서 유형의 제어 모듈(9)에 의해 제어되는 2개의 스위치 수단(7, 8)에 의해 가능해진다.
이하에서는, 커패시터를 충전하는 단계 동안(스위치 수단(7)은 닫혀 있고 스위치 수단(8)은 열려 있음) 일어나는 것에 단지 주목한다.
본 발명과 관련하여 사용되며 도 3에서 도면으로 보여지는 승압 수단(4')은, 스위치(40')와 함께 배터리(2) 및 저장 커패시터(3) 사이에 직렬 연결된 인덕터(L) 및 다이오드(D)를 포함한다는 점에서, 도 1을 참조하여 설명된 승압 컨버터와 구조적으로 다소 유사하다. 그럼에도 불구하고, DC-DC 컨버터에 관한 유사성은 그 점에 그친다. 바람직한 하지만 비제한적인 본 실시예에서, 승압 수단(4')의 역할은 커패시터 충전 단계 동안 전형적으로 3 V 오더(order)의 배터리 전압을 전형적으로 30 V 내지 60 V의 범위에 해당하는 미리 정해진 전압 값으로 상승시키는 것이다. 전류를 예로써 10 mA의 값으로 제한하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 특별한 특징은 커패시터 충전 단계 동안 상기 스위치(40')가 제어되는 방식에 있으며, 그에 대한 제어 신호는 바람직하게는 상기 장치에 이미 존재하는 마이크로프로세서 유형의 제어 모듈(9)에 의해 공급된다. 이는 도 4를 참조하여 아래에서 설명된다.
도 2에서처럼, 제어 신호(SC)는 스위치(40')가 닫히는 기간들(TON) 및 스위치(40')가 열리는 기간들(TOFF) 사이에서 교번하는 주기적 신호이며, 이러한 제어 신호의 주기는 가변적이다. 보다 정확하게는, 커패시터(3)를 충전하는 단계 또는 사이클에 대응하는 기간을 통들어, 스위치(40')가 닫힌 상태로 있는 기간(TON)은, 주기마다 고정적이며, 0(zero)의 값으로부터 상기 배터리가 견딜 수 있는 값을 충족하는 최대 허용값에 대응하는 미리 정해진 값(ILpeak)까지, 전류(IL)가 변할 수 있도록 하는 미리 정해진 값에 대응한다.
이와 대조적으로, 상기 스위치(40')가 열린 상태로 있는 기간(TOFF)은 주기마다 가변적이며, 이때 그 변화(variation)는 인덕터(L)를 통해는 전류(IL)를 0(zero)으로 감소시키는 것을 가능케 하는 방식으로 산출된다. 따라서, 후속하는 기간(TON) 동안, 상기 전류(IL)가 0의 값으로부터 정확히 개시되며 인덕터(L)를 통하는 평균 전류(ILavg)가 증가하지 않는 것이 보장된다.
상기 기간(TON) 동안 인덕터(L)에서의 전류 증가(ΔIL+)는 아래의 관계식에 의해 주어진다:
여기서 VDC는 배터리(2)의 단자들에 걸린 전압이다.
관계식 (I)에서, VDC 및 L의 값들은 상수이고, ILpeak의 값은 미리 정해져 있어서, 고정값 TON을 계산하는 것이 가능하다.
예로써 하기 값들을 사용하면,
L = 1 mH(milihenries)
C (커패시터(3)의 커패시턴스) = 1 mF(milifarads)
VDC = 3 V
ILpeak = 10 mA = 2 × ILavg
다음 결과가 얻어진다: TON = 3.33 ㎲(microseconds).
또한, TOFF 기간 동안, 인덕터에 흐르는 전류는 상기 전류 증가 ΔIL+ 와 동일한 ΔIL- 까지 감소하며, 이는 하기 관계식을 사용하여 표현될 수 있다:
관계식 (Ⅱ)에서, VDC 및 L의 값들은 상수이며, TOFF 기간이 단지 커패시터(3)의 단자들에 걸린 전압(VC)에 종속하도록 상기 값 ΔIL+은 미리 설정된다.
전압(VC)을 변화시키는 것에 대한 관계는 하기 관계식으로부터 결정될 수 있으며, 이 관계식은 제어 신호의 2개의 연이은 주기들 사이에서 인덕터(L)에 의해 커패시터(3)로 전달되는 에너지를 표현한다:
여기서 첨자 n은 제어 신호의 전류 주기에 대응하며, 첨자 (n-1)은 이전 주기를 나타낸다.
따라서 관계식 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)를 조합함으로써 제어 신호의 각각의 주기에서 TOFF에 대한 값을 결정하는 것이 가능하다.
비록 실시간으로 전압(VC)를 측정하고 이후 상기 관계식을 적용하여 TOFF 기간을 계산함으로써 TOFF 기간이 결정될 수 있지만, 해당 적용에서는, 충전 단계 끝에서의 전압(VC)에 대한 바람직한 값이 미리 알려짐으로써, 제어 신호(SC)의 특성들을 완전하게, 즉 그것의 총 기간(주기들의 개수), 그리고 각각의 주기에 대해 TON 및 TOFF 기간들을, 미리 정의하는 것이 가능하게 된다.
도 5a 내지 5c는 비제한적인 방법에 의해 전술한 부품 값들을 얻고, 충전 단계의 끝에서 희망하는 충전 전압(VC)을 30 V로 설정하는 시뮬레이션의 결과를 보여준다. 보다 정확하게는 다음과 같다:
· 도 5a는 상기 관계식 (Ⅲ)을 적용하여, 커패시터(1 mF)의 단자들에 걸린 전압(VC)이 주기의 함수로서 어떻게 변하는지를 보여준다.
· 도 5b는 TOFF 기간이 주기의 함수로서 어떻게 변하는지를 보여준다(상기 관계식들 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)를 조합).
· 도 5c는 TOFF 기간이 시간에 대해 어떻게 변하는지를 보여준다.
따라서, 커패시터-충전 단계 동안 TOFF 기간은 시간에 따라 감소됨을 볼 수 있다.
따라서 상기 신호 SC의 특성들은 완전하게 미리 규정되며, 그것들은 각각의 충전 사이클에서 상기 제어 모듈(9)에 의해 사용되기 위해 상기 장치에 저장된다.
본 발명에 의하면, 커패시터-충전 단계 동안 배터리에 의해 공급되는 전류가 최대 선택 값으로 확실히 제한되고, 이는 고비용의 어떤 추가 부품들을 사용할 필요 없이 수행된다.
더욱이, 추가 부품들의 사용을 회피함으로써, 에너지 손실은 마찬가지로 인덕터(L), 다이오드(D), 및 스위치(40')의 기여분들로만 제한된다. 따라서 본 발명의 상기 장치는 에너지가 효율적으로 전송될 수 있도록 하며, 전형적으로는 80 % 이상이다.
더욱이, 제어 신호(SC)의 미리 설정된 총 기간에 대응하는, 커패시터-충전 단계의 총 기간이 엄격한 최소 값으로 감소되며, 이는 충전 동안 동일한 평균 전류(ILavg)가 항상 사용되기 때문이다.
마지막으로, 충전에 요구되는 총 기간을 미리 안다는 점에 의해, 가장 유리한 것으로서, 제어 모듈(9)이 스위치 수단(7)을 닫고 동시에 스위치 수단(8)을 여는 것에 의해 어느 시점에 커패시터 충전 단계를 조절할 필요가 있는지를 제어 모듈(9)이 정확하게 인지하는 것이 가능해진다. 따라서 상기 제어 모듈(9)은 전류 피크를 공급하기 직전에 제1 충전 단계를 조절하기에 적합하며, 전류 피크가 공급되는 순간에 대해 상대적으로 충분히 이른 순간에 상기 커패시터(3)가 완전히 충전되는 것을 보장한다.
Claims (4)
- RF 전송 모듈(5)을 위한 전력 공급 장치로서,
하나 이상의 배터리(2)를 포함하고, 상기 배터리와 RF 전송 모듈 사이에 전기적 병렬 연결되어 에너지 저장 회로를 형성하는 하나 이상의 커패시터(3)를 포함하며, 초기 충전 단계 동안 상기 배터리에 의해 공급되는 전압보다 높은 저장 전압을 상기 커패시터에 충전하는 승압 수단(4')을 포함하며,
상기 승압 수단(4')은 상기 배터리(2)와 상기 커패시터(3) 사이에 직렬 연결된 인덕터(L)와 다이오드, 및 초기 충전 단계 동안 상기 인덕터에 에너지가 주기적으로 축적되도록 작동하고 이후 축적된 에너지가 상기 커패시터로 전송되도록 작동가능한 스위치 수단(40)을 포함하며,
상기 장치는 또한, 상기 스위치 수단(40)을 위한 제어 신호(SC)를 발생시킬 수 있는 제어 모듈(9)로서, 첫째 초기 커패시터-충전 단계 동안에는 상기 RF 전송 모듈(5)로부터 상기 커패시터(3)를 분리시키며 둘째 후속하는 커패시터 방전 단계 동안에는 상기 배터리(2)로부터 상기 승압 수단(4')을 분리시키는 제어 모듈(9)을 포함하는 전력 공급 장치에 있어서,
상기 제어 신호(SC)는, 미리 결정되고 가변적인 주기를 가지며, 각각의 주기에서,
· 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류(IL)가 0의 값으로부터 미리 정의된 한계 값(ILpeak)까지 증가되도록 산출된 고정 기간(TON) 동안에는, 상기 스위치 수단이 닫히도록 하고;
· 가변적이며 상기 커패시터의 단자들에 걸린 전압(VC)의 함수인 기간(TOFF)으로서 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류(IL)가 상기 미리 정의된 한계 값(ILpeak)으로부터 0의 값까지 감소될 수 있도록 정의된 기간(TOFF) 동안에는, 상기 스위치 수단이 열리도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 커패시터(3)와 상기 RF 전송 모듈(5) 사이에 직렬 연결될 수 있는 제어 전압 조절기(6)를 더 포함하며, 상기 조절기(6)는 방전 단계 동안 상기 저장 전압을 상기 모듈(5)을 가동하기 위한 미리 결정된 전압으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어 모듈(9)은, 전류 피크 공급 이전에 상기 커패시터(3)를 완전히 충전시키기에 충분히 이른 시점에, 상기 전류 피크를 공급하기 직전 상기 충전 단계를 개시할 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 전력 공급 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 계량기를 위한 원격-판독 모듈.
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