KR20160118445A - Apparatus for detecting whether power is supplied abnormally - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for detecting abnormal supply of power. The device for detecting abnormal supply of power according to an embodiment of the present invention comprises: an inverter for converting direct current power into alternating current power; a resonance circuit having a predetermined resonance frequency; a voltage measurement part for measuring the voltage value of power applied to the inverter; a current measurement part for measuring the current value of the power applied to the inverter; and a control part for determining whether or not either or both of a power adapter for supplying power and a power cable are normal based on the voltage value and the current value, which are measured by the voltage measurement part and the current measurement part, while applying varying alternating current power to the resonance circuit by controlling the inverter. The control part can calculate the resistance component of the power cable by using a change in the voltage value and a change in the current value when increasing the current value applied to the inverter by controlling the inverter. The control part can calculate the rated capacity of the power adapter based on the current value, for which the changing degree of the voltage value varies, when increasing the current value applied to the inverter by controlling the inverter. Therefore, user convenience is increased and the malfunction of a terminal caused by a defective cable or a defective power adapter can be prevented by enabling a terminal user to easily check the defect of the cable or the power adapter.

Description

전원 공급 이상 여부 감지 장치 {Apparatus for detecting whether power is supplied abnormally}[0001] POWER SUPPLY UNIT [0002]

본 발명은 전원 공급 이상 여부 감지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 기기에 전원을 공급하는 케이블이나 어댑터의 적합성 여부를 판단하기 위한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply abnormality detecting device, and more particularly, to a power supply abnormality detecting device.

통신 및 정보 처리 기술이 발달함에 따라 스마트 폰, 태블릿 등의 스마트 단말기의 사용이 점차적으로 증가되고 있다. 또한 여러 스마트 단말기를 충전하거나 단말기에 전원을 공급하기 위한 전원 어댑터와 케이블도 많이 사용된다.As communication and information processing technologies are developed, the use of smart terminals such as smart phones and tablets is gradually increasing. Power adapters and cables are also used to charge various smart terminals or to supply power to the terminals.

예를 들어, 최근 널리 사용되고 있는 마이크로 USB 단자를 채용하는 스마트 단말기들은 전원 어댑터와 케이블을 공동으로 사용할 수 있고, 사용 빈도가 높아진 전원 어댑터나 케이블은 이상이 발생할 가능성이 높아지고 새로운 전원 어댑터나 케이블을 구입하거나 얻어 사용하는 경우가 많아지고 있다.For example, smart handsets that employ the recently popular micro USB terminal can use a power adapter and a cable together, and a power adapter or cable that is used frequently increases the possibility of an error, and a new power adapter or cable is purchased There are many cases in which it is used.

저항이 큰 케이블을 사용하는 경우 케이블 내에서 전압 강하가 많이 발생하여 단말기에 필요한 전압을 공급하지 못해 단말기가 정상적으로 동작하지 않을 수도 있다. 또한, 단말기가 요구하는 전류보다 작은 출력을 공급하는 전원 어댑터를 사용하거나 고장이나 불량으로 외관에 표시된 것과 다른 출력을 내는 전원 어댑터를 사용하는 경우 단말기가 정상적으로 동작하지 못할 수가 있다.When a cable with a large resistance is used, a voltage drop in the cable may occur, so that the terminal may not operate normally because the terminal can not supply the required voltage. Also, if a power adapter that supplies an output that is less than the current required by the terminal is used, or if a power adapter is used that outputs an output different from that displayed on the exterior due to failure or malfunction, the terminal may not operate normally.

하지만, 단말기 사용자는 케이블이나 전원 어댑터가 단말기가 요구하는 성능을 발휘하는지 판단하기 쉽지 않게 되고, 성능이 낮은 케이블이나 전원 어댑터를 오랫동안 사용할 경우 단말기가 고장이 날 우려도 있다.However, it is difficult for the terminal user to judge whether the cable or the power adapter performs the performance required by the terminal, or the terminal may fail if the low performance cable or the power adapter is used for a long time.

본 발명은 이러한 상황을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 단말기에 전원을 공급하기 위한 케이블이나 전원 어댑터의 이상 여부를 감지하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a device for detecting an abnormality of a cable or a power adapter for supplying power to a terminal.

또한, 본 발명의 구체적인 목적은, 전원 공급에 사용되는 케이블의 내부 저항을 간단하게 측정할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.It is also a specific object of the present invention to provide a method for simply measuring the internal resistance of a cable used for power supply.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 전원 공급에 사용되는 케이블과 전원 어댑터의 적합성을 판단할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method of determining suitability of a cable used for power supply and a power adapter.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 이상 여부 감지 장치는, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터; 소정의 공진 주파수를 갖는 공진 회로; 상기 인버터에 인가되는 전원의 전압 값을 측정하기 위한 전압 측정부; 상기 인버터에 인가되는 전원의 전류 값을 측정하기 위한 전류 측정부; 및 상기 인버터를 제어하여 가변하는 교류 전원을 상기 공진 회로에 인가하면서 상기 전압 측정부와 전류 측정부가 측정하는 전압 값과 전류 값을 근거로 전원을 공급하는 전원 어댑터와 전원 케이블 중 하나 이상의 이상 여부를 판단하는 제어부를 포함하여 구성될 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting abnormality in a power supply, including: an inverter for converting a DC power source to an AC power source; A resonance circuit having a predetermined resonance frequency; A voltage measuring unit for measuring a voltage value of a power source applied to the inverter; A current measuring unit for measuring a current value of a power source applied to the inverter; And a power adapter for supplying power based on a voltage value and a current value measured by the voltage measuring unit and the current measuring unit while applying an alternating current power varying by controlling the inverter to the resonance circuit, And a control unit for judging whether or not there is an abnormality.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 인버터를 제어하여 상기 인버터에 인가되는 전류 값을 증가시킬 때 상기 전압 값의 변화와 상기 전류 값의 변화를 이용하여 상기 전원 케이블의 저항 성분을 계산할 수 있다.In one embodiment, the controller controls the inverter to calculate a resistance component of the power cable using a change in the voltage value and a change in the current value when the current value applied to the inverter is increased.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 인버터에 인가되는 전류 값을 증가시킬 때 상기 전압 값이 완만하게 변하는 구간에서 측정한 둘 이상의 전압 값과 둘 이상의 전류 값을 이용하여 상기 전원 케이블의 저항 성분을 계산할 수 있다.In one embodiment, when increasing the current value applied to the inverter, the controller calculates the resistance component of the power cable using at least two voltage values and at least two current values measured in a section where the voltage value changes gently .

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 계산된 저항 성분이 소정 값보다 클 때 상기 전원 케이블이 불량이라고 판단할 수 있다.In one embodiment, the controller may determine that the power cable is defective when the calculated resistance component is greater than a predetermined value.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 인버터를 제어하여 상기 인버터에 인가되는 전류 값을 증가시킬 때 상기 전압 값이 변화하는 정도가 바뀌는 전류 값을 근거로 상기 전원 어댑터의 정격 용량을 계산할 수 있다.In one embodiment, the control unit may calculate the rated capacity of the power adapter based on a current value at which the degree of change of the voltage value changes when the current value applied to the inverter is controlled by controlling the inverter.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 계산한 정격 용량을 상기 장치의 요구 값과 비교하여 상기 전원 어댑터의 이상 여부를 판단할 수 있다.In one embodiment, the controller compares the calculated rated capacity with the required value of the device to determine whether the power adapter is abnormal.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 전원 어댑터와 전원 케이블 중 하나 이상이 이상하다고 판단할 때 이를 사용자에게 알릴 수 있다.In one embodiment, the control unit can notify the user when at least one of the power adapter and the power cable is determined to be abnormal.

일 실시예에서, 상기 장치는 무선 충전기 내에 구현될 수 있다.In one embodiment, the device may be implemented within a wireless charger.

따라서, 단말기 사용자가 케이블이나 전원 어댑터의 불량 여부를 손쉽게 확인할 수 있게 되어 사용자 편의성이 향상된다.Accordingly, the terminal user can easily check whether the cable or the power adapter is defective, thereby improving user convenience.

또한, 불량 케이블이나 전원 어댑터에 의해 단말기가 고장이 나는 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.In addition, it is possible to prevent a malfunction of the terminal due to a defective cable or a power adapter.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 이상 여부 감지 장치의 블록 구성을 도시한 것이고,
도 2는 주파수에 따른 공진 회로의 임피던스 특성을 도시한 것이고,
도 3은 주파수 가변에 따른 공진 회로의 전류 대비 전압 특성을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 이상 여부 감지 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a power supply abnormality detecting apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 shows the impedance characteristics of the resonant circuit according to the frequency,
3 is a graph showing voltage versus current characteristics of a resonance circuit according to frequency variation,
4 is a flowchart illustrating a method of detecting a power supply abnormality according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 전원 공급 이상 여부 감지 장치에 대한 실시예를 첨부하는 도면에 의거하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a power supply abnormality detecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

전자 기기에 전원을 인가하는 전원 케이블의 저항 성분이 크면 전압 강하가 커서 전원 어댑터가 공급하는 전압이 전자 기기에 제대로 공급되지 않고 기기가 정상 동작을 하지 않을 수 있다. 전자 기기는 외부에서 공급되는 전원을 레귤레이터를 통해 원하는 전압으로 바꾸어 사용하지만, 충전기와 같이 외부에서 공급되는 전원을 곧바로 충전에 사용하는 경우 충전 동작의 성능이 저하될 수 있다.If the resistance component of the power cable that applies power to the electronic device is large, the voltage drop is large and the voltage supplied by the power adapter may not be properly supplied to the electronic device and the device may not operate normally. However, if the external power source such as a charger is directly used for charging, the performance of the charging operation may be deteriorated.

이와 같이 전력 소모가 많은 유무선 충전기와 같은 전자/전기 기기는 저항 성분이 적은 케이블과 정격 전력을 출력하는 전원 어댑터를 사용해야 제 성능을 발휘할 수 있다.Such electronic / electric devices, such as wired / wireless chargers, which have high power consumption, can perform their performance by using a cable with low resistance and a power adapter for outputting the rated power.

케이블의 저항을 측정하는 방법으로는, 저항 측정기를 이용하여 케이블의 저항을 직접 측정하는 방법이 있고, 케이블을 저항 성분이 서로 다른 둘 이상의 부하에 차례로 연결하여 전압과 전류를 측정하여 케이블의 저항을 측정할 수도 있다. 두 번째 방법을 응용하여 멀티플렉서로 선택한 각 부하를 케이블에 연결하여 전압과 전류를 측정하고 이를 근거로 케이블의 저항을 계산할 수도 있다.As a method of measuring the resistance of a cable, there is a method of directly measuring the resistance of the cable using a resistance meter, and measuring the voltage and current by sequentially connecting the cable to two or more loads having different resistance components, It can also be measured. By applying the second method, each load selected by the multiplexer can be connected to the cable to measure the voltage and current, and the resistance of the cable can be calculated based on this.

하지만, 저항 측정기나 전압/전류 측정기를 사용해야 하기 때문에, 전자 기기의 사용자가 케이블 저항을 측정하는 것은 거의 불가능하다.However, since it is necessary to use a resistance meter or a voltage / current meter, it is almost impossible for a user of the electronic device to measure the cable resistance.

또한, 전원 어댑터의 최대 출력 전력을 측정하기 위해서도 별도의 테스트 장비를 필요로 하기 때문에, 일반 사용자가 전원 어댑터의 이상 여부를 판단하는 것은 거의 불가능하다.In addition, since a separate test equipment is required to measure the maximum output power of the power adapter, it is almost impossible for the general user to determine whether or not the power adapter is abnormal.

공진 회로는 동작 주파수가 바뀌면 임피던스(Impedance)가 바뀌게 되고 이에 따라 공진 회로에 흐르는 전류와 전압이 영향을 받게 된다.When the operating frequency of the resonant circuit changes, the impedance changes, and the current and voltage flowing through the resonant circuit are affected.

본 발명에서는, 이러한 공진 회로 특성을 이용한 부하 임피던스의 가변 방식으로 전원을 공급하는 케이블과 전원 어댑터의 이상 여부를 판단하는 장치와 방법을 제공하는데, 별도의 장치를 사용하지 않고 케이블을 통해 전원이 연결되는 전자 기기가 케이블의 저항과 전원 어댑터가 공급 가능한 최대 전력을 측정할 수 있다.According to the present invention, there is provided an apparatus and method for judging whether or not a cable supplying power and a power adapter are abnormal in a variable load impedance method using such a resonant circuit characteristic. The electronic device can measure the resistance of the cable and the maximum power that the power adapter can supply.

전자 기기는 공진 회로에 가변되는 주파수를 입력하여 전원에 연결되는 부하의 임피던스를 가변시키면서 전류와 전압을 측정하고 이를 근거로 케이블의 저항 성분을 계산하고 전력을 공급하는 전원 어댑터의 최대 전류 값을 계산하여, 케이블과 전원 어댑터의 적합 여부를 판단할 수 있다.The electronic device measures the current and voltage while varying the impedance of the load connected to the power supply by inputting the variable frequency to the resonant circuit, calculates the resistance component of the cable based on this, calculates the maximum current value of the power adapter Thus, it is possible to judge whether the cable and the power adapter are suitable or not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 이상 여부 감지 장치의 블록 구성을 도시한 것이다.1 is a block diagram of a power supply abnormality detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 감지 장치(100)는, 전원 어댑터(10)에서 생성하는 일정한 전압 크기, 예를 들어 5V의 전압을 소정 저항 성분을 갖는 케이블(20)을 통해 공급 받고, 하나 이상의 구성 요소로부터 신호를 수신하고 하나 이상의 구성 요소의 동작을 제어하여 케이블과 전원 어댑터의 이상 여부를 판단하기 위한 제어부(110), 제어부(110)의 제어에 따라 주파수가 가변되는 신호를 공진 회로(130)에 출력하기 위한 인버터(120), 적어도 코일과 캐패시터가 연결되어 소정 주파수에서 공진점을 갖는 공진 회로(130), 케이블(20)을 통해 감지 장치(100)에 공급되는 전원 라인에 연결되어 전원 라인의 전압을 측정하기 위한 전압 측정부(140), 전원 라인에 연결되어 인버터(120)를 통해 공진 회로(130)에 공급되는 전류를 측정하기 위한 전류 측정부(150) 및 전원 라인에 공급되는 전압을 제어부(110)에 필요한 동작 전압으로 변환하기 위한 레귤레이터(160)를 포함하여 구성될 수 있다.The sensing device 100 according to the present invention receives a constant voltage magnitude, for example, a voltage of 5 V generated by the power adapter 10 through a cable 20 having a predetermined resistance component, A control unit 110 for controlling the operation of at least one component to determine whether the cable and the power adapter are abnormal, a control unit 110 for outputting a signal whose frequency is variable to the resonance circuit 130 A resonance circuit 130 having at least a coil and a capacitor connected to each other and having a resonance point at a predetermined frequency and a power supply line connected to the sensing device 100 through the cable 20 to measure a voltage of the power supply line A current measuring unit 150 connected to the power supply line and measuring a current supplied to the resonance circuit 130 through the inverter 120 and a voltage measuring unit 150 for measuring a voltage supplied to the power supply line And a regulator 160 for converting the voltage into a required operating voltage for the control unit 110. [

인버터(120)는 스위칭 소자와 제어 회로를 통해 직류 입력을 원하는 주파수의 교류 파형으로 변환하는데, 풀 브리지(Full-bridge) 인버터, 하프 브리지 인버터 또는 다른 종류의 인버터도 가능하다. 또는, 제어부(110)가 PWM 포트를 통해 주파수를 가변할 수 있는 PWM 신호를 출력하고 FET 소자로 구성되는 회로에 PWM 신호를 제어 신호로 인가하여 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 공진 회로에 인가함으로써 인버터 기능을 대신 수행할 수도 있다.The inverter 120 converts a DC input to an AC waveform of a desired frequency through a switching element and a control circuit, such as a full-bridge inverter, a half-bridge inverter, or any other type of inverter. Alternatively, the control unit 110 outputs a PWM signal that can vary the frequency through the PWM port, applies a PWM signal as a control signal to a circuit constituted by the FET elements, converts the inputted direct current into an alternating current, The inverter function may be performed instead.

전압 측정부(140)나 전류 측정부(150)는, 별도의 센서를 이용하여 전압이나 전류를 측정할 수도 있고, 아니면 별도로 센서를 쓰지 않고 오피 앰프(OP Amp)와 저항 등을 활용해서 마이크로프로세서의 A/D(Analog to Digital) 포트를 통해 전압이나 전류를 측정할 수 있다.The voltage measuring unit 140 or the current measuring unit 150 may measure a voltage or a current using a separate sensor or may use an OP amp and a resistor without using a sensor separately, Voltage or current can be measured through the A / D (Analog to Digital) port of the controller.

도 2는 주파수에 따른 공진 회로의 임피던스 특성을 도시한 것인데, 공진 회로를 구성하는 인덕터와 캐패시터에 의해 결정되는 공진 주파수에서 임피던스가 가장 작고 공진 주파수에서 멀어질수록 임피던스가 커진다. 참고로, 도 2는 무선 충전기에 채용되는 공진 회로의 임피던스 특징을 도시한 것으로, 100kHz가 공진 주파수이고 무선으로 전력을 공급하기 위한 동작 주파수는 110kHz에서 205kHz 범위이다.FIG. 2 shows the impedance characteristics of a resonance circuit according to frequency. The impedance becomes the smallest at the resonance frequency determined by the inductor and capacitor constituting the resonance circuit, and becomes larger as the distance from the resonance frequency increases. 2 shows the impedance characteristic of the resonant circuit employed in the wireless charger. The resonant frequency is 100 kHz, and the operating frequency for supplying power wirelessly is 110 kHz to 205 kHz.

동일한 전압을 공진 회로에 인가하는 경우, 공진 회로를 공진 주파수에서 먼 높은 주파수의 신호로 동작시키면 공진 회로의 임피던스가 커서 공진 회로를 흐르는 전류 값이 작고, 공진 회로를 공진 주파수에 가까운 주파수의 신호로 동작시키면 공진 회로의 임피던스가 작아져서 공진 회로를 흐르는 전류 값이 커진다. 공진 회로를 흐르는 전류가 커지면, 공진 회로에 전원을 인가하는 케이블이나 전원 라인에서 전압 강하가 발생하여 공진 회로에 인가되는 전압도 작아지게 된다.When the same voltage is applied to the resonance circuit, when the resonance circuit is operated with a signal of a high frequency far from the resonance frequency, the impedance of the resonance circuit is large, so that the value of the current flowing through the resonance circuit is small. When operated, the impedance of the resonance circuit becomes small, and the value of the current flowing through the resonance circuit becomes large. When the current flowing through the resonance circuit becomes large, a voltage drop occurs in a cable or a power supply line for applying power to the resonance circuit, and the voltage applied to the resonance circuit also becomes small.

도 3은 주파수 가변에 따른 공진 회로의 전류 대비 전압 특성을 도시한 것으로, 직류 전류를 주파수가 가변하는 신호(공진 주파수에서 먼 주파수에서 공진 주파수에서 가까운 주파수로 점진적으로 바뀌는 신호)로 제어하여 교류 전류로 변환하여 공진 회로에 인가할 때 공진 회로에 인가되는 전압과 전류를 도시한 것이다.FIG. 3 shows voltage versus current characteristics of a resonance circuit according to a frequency variation. The DC current is controlled by a signal with a variable frequency (a signal gradually changing from a frequency far from the resonance frequency to a frequency close to the resonance frequency) And the voltage and current applied to the resonance circuit when the resonance frequency is applied to the resonance circuit.

제어부(110)는 인버터(120)를 제어하여 전원 라인을 통해 공급되는 직류 전류를 주파수가 가변하는 교류 전류로 변환하여 공진 회로(130)에 인가하고, 전압 측정부(140)와 전류 측정부(150)를 통해 공진 회로(130)의 임피던스 변화에 따라 인버터(120)에 인가되는 전압과 전류를 측정하고, 이를 근거로 케이블(20)의 저항 성분을 계산하고, 전원 어댑터(10)가 출력 가능한 정격 전류를 계산할 수 있다. 또한, 제어부(110)는, 계산한 케이블(20)의 저항 성분과 전원 케이블(10)의 정격 전류가, 예를 들어 충전기 등 장치의 요구 사항에 부합되는 지 판단하여, 부합되지 않다고 판단될 때 이를 사용자에게 알릴 수 있다.The control unit 110 controls the inverter 120 to convert the DC current supplied through the power supply line into an alternating current having a variable frequency and applies the alternating current to the resonance circuit 130. The voltage measuring unit 140 and the current measuring unit The voltage and current applied to the inverter 120 are measured in accordance with the impedance change of the resonant circuit 130 through the impedance matching circuit 150 and the resistance component of the cable 20 is calculated based on the measured voltage and current, The rated current can be calculated. The control unit 110 determines whether the calculated resistance of the cable 20 and the rated current of the power cable 10 meet the requirements of the device such as a charger and the like, This can be notified to the user.

공진 주파수에서 먼 주파수의 신호로 입력되는 직류 전류를 제어하여 공진 회로(130)를 동작시킬 때는 공진 회로(130)에 인가되는 전류가 작기 때문에 전원 케이블(20)을 통해 공급되어 공진 회로(130)에 인가되는 전원의 전압이 소정의 전압 값을 유지하지만, 공진 주파수에 가까운 신호로 입력 전류를 제어하여 공진 회로(130)를 동작시켜 공진 회로(130)에 인가되는 전류가 급격하게 커지면 대신 공진 회로(130)에 인가되는 전압도 급격하게 작아질 수 있다. 이는 공진 회로(130)에 인가되는 전류에 의해 전원 케이블(20)에서 전압 강하가 발생한 데 이유가 있기도 하지만, 전원 어댑터(10)의 전력 용량의 한계 때문이기도 하다.When the resonance circuit 130 is operated by controlling the direct current inputted to the signal of the frequency far from the resonance frequency, since the current applied to the resonance circuit 130 is small, the resonance circuit 130 is supplied through the power cable 20, When the current applied to the resonance circuit 130 rapidly increases by operating the resonance circuit 130 by controlling the input current with a signal close to the resonance frequency, The voltage applied to the gate electrode 130 may be drastically reduced. There is a reason for the voltage drop in the power cable 20 due to the current applied to the resonance circuit 130, but this is also due to the limit of the power capacity of the power adapter 10. [

도 3에서 보듯이, 공진 회로(130)에 인가되는 전류를 제어하는 신호의 주파수가 공진 주파수에서 먼 주파수 구간에서는 신호의 주파수가 공진 주파수를 향한 방향으로 줄어들 때 공진 회로(130)의 임피던스가 줄기 때문에 인버터(120)에 인가되는 전류가 증가하면서 공진 회로(130)에 걸리는 전압도 서서히 감소, 즉 공진 회로(130)에 걸리는 전압이 크게 변하지 않는다.3, when the frequency of the signal for controlling the current applied to the resonance circuit 130 is reduced in the direction toward the resonance frequency in a frequency interval far from the resonance frequency, the impedance of the resonance circuit 130 is decreased Therefore, the voltage applied to the resonance circuit 130 gradually decreases, that is, the voltage applied to the resonance circuit 130 does not change much, as the current applied to the inverter 120 increases.

이는 해당 주파수에서 동작하는 공진 회로(130)의 임피던스가 낮아 인버터(120)에 인가되는 전류와 전압이 전원을 공급하는 전원 어댑터(10)의 용량 범위 내의 값에 해당하여 전원 어댑터(10)가 충분히 전력을 공급할 수 있기 때문이다. 이 구간에서 인버터(120)에 인가되는 전류가 증가할 때 인버터(120)에 인가되는 전압이 줄어드는 이유는 케이블(20)의 저항에 의해 전압 강하가 발생하기 때문이다. 따라서, 이 구간(도 3에서 전류와 전압 커브가 일정하게 변하는 구간)에서 인버터(120)에 인가되는 전류의 변화 값에 대한 전압의 변화 값의 비를 계산하여 케이블(20)의 저항 성분을 계산할 수 있다.This is because the impedance of the resonant circuit 130 operating at the frequency is low and the current and voltage applied to the inverter 120 correspond to values within the capacity range of the power adapter 10 supplying power, Because it can supply power. The reason why the voltage applied to the inverter 120 decreases when the current applied to the inverter 120 increases in this interval is that the voltage drop occurs due to the resistance of the cable 20. Therefore, by calculating the ratio of the change value of the voltage to the change value of the current applied to the inverter 120 at this interval (the interval in which the current and the voltage curve are constantly changed in Fig. 3), the resistance component of the cable 20 is calculated .

하지만, 인버터(120)에 인가되는 전류를 제어하는 신호의 주파수가 공진 주파수에 가까워지면, 공진 회로(130)의 임피던스가 도 2에 도시한 것과 같이 급하게 줄기 때문에, 인버터(120)에 인가되는 전류가 증가하게 된다. 또한, 인버터(120)에 인가되는 전류가 소정의 전류 값보다 커지면, 예를 들어 도 3에서 전류가 1.3A 이상이 된 이후에는 인버터(120)에 걸리는 전압도 급격하게 줄게 되고, 주파수가 공진 주파수에 더 가까워져 인버터(120)에 인가되는 전류가 더 커져, 예를 들어 도 3에서와 같이 1.7A 이상이 되면 인버터(120)에 걸리는 전압이 더 줄어 4V 이하가 될 수 있다.However, if the frequency of the signal for controlling the current applied to the inverter 120 approaches the resonant frequency, the impedance of the resonant circuit 130 rapidly decreases as shown in FIG. 2, . If the current applied to the inverter 120 is larger than the predetermined current value, for example, the voltage applied to the inverter 120 rapidly decreases after the current becomes 1.3 A or more in FIG. 3, The current applied to the inverter 120 becomes larger. For example, when the current is greater than 1.7 A as shown in FIG. 3, the voltage applied to the inverter 120 may be reduced to 4 V or less.

인버터(120)에 걸리는 전압이 예를 들어 소정 전압 이하가 되면, 해당 전자 기기의 마이크로프로세서에 낮은 전압이 인가되어 전자 기기가 제대로 동작을 수행하지 못할 수가 있다. 또한, 공진 주파수에 가깝게 전류를 구동하면 전원 어댑터(10)의 용량의 한계에 따라 전류를 1.7A 이상을 공급하지 못하고 전원 어댑터(10)가 동작을 멈출 수 있다.When the voltage applied to the inverter 120 is lower than a predetermined voltage, for example, a low voltage is applied to the microprocessor of the electronic device, so that the electronic device may not operate properly. In addition, if the current is driven close to the resonance frequency, the power adapter 10 can stop supplying the current of 1.7 A or more in accordance with the capacity of the power adapter 10.

도 3에서 인버터(120)에 인가되는 전류가 증가할 때 전압이 변하는 정도가 바뀌는 점, 즉 전압이 급하게 변하는 변곡점의 전류 값은 1.3A이고, 전류가 그 이상이 되면 전압이 안정되지 않기 때문에, 인버터(120)에 전력을 공급하는 전원 어댑터(10)의 최대 정격 출력은 1.3A라고 할 수 있다. 도 3과 같이 예를 들어 무선 충전기가 2A의 전류를 필요로 한다면 정격 출력으로 1.3A를 공급하는 전원 어댑터는 적합하지 않다. 변곡점에서 전류 값과 전압 값을 전원 어댑터(10)의 정격 용량으로 판단할 수 있다.3, the current value of the inflection point at which the voltage rapidly changes is 1.3 A, and the voltage is not stabilized when the current is greater than the current, The maximum rated output of the power adapter 10 for supplying power to the inverter 120 can be 1.3 A. As shown in FIG. 3, for example, if the wireless charger requires a current of 2A, a power adapter supplying 1.3A to the rated output is not suitable. It is possible to determine the current value and the voltage value at the inflection point as the rated capacity of the power adapter 10.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 이상 여부 감지 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.4 is a flowchart illustrating a method of detecting a power supply abnormality according to an exemplary embodiment of the present invention.

감지 장치(100)에 케이블(20)이 연결되어 전원 어댑터(10)에서 소정 전압의 직류 전원이 공급된다(S400).The cable 20 is connected to the sensing device 100 and DC power of a predetermined voltage is supplied from the power adapter 10 (S400).

제어부(110)는, 인버터(120)를 제어하여 케이블(20)과 장치 내 전원 라인을 통해 공급되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 공진 회로(130)에 인가하는데, 케이블(20)의 저항 성분과 전원 어댑터(10)의 최대 정격 전류를 계산하기 위해 교류 전류의 주파수를 공진 회로(130)의 공진 주파수보다 큰 범위에서 가변한다.The control unit 110 controls the inverter 120 to convert the direct current supplied through the cable 20 and the power line in the apparatus into an alternating current and applies the alternating current to the resonance circuit 130. The resistance component The frequency of the alternating current is varied in a range larger than the resonance frequency of the resonance circuit 130 in order to calculate the maximum rated current of the power adapter 10.

제어부(110)는 공진 주파수보다 큰 값의 주파수에서 공진 주파수에 가까워지는 방향으로 공진 회로(130)에 인가되는 교류 전류의 주파수를 가변(Sweep)하도록 인버터(120)를 제어하면서 전압 측정부(140)와 전류 측정부(150)를 통해 전압 값과 전류 값을 측정한다(S410, S420).The controller 110 controls the inverter 120 so as to sweep the frequency of the alternating current applied to the resonant circuit 130 in a direction approaching the resonant frequency at a frequency greater than the resonant frequency, And the current measuring unit 150 (S410 and S420).

공진 회로(130)에 인가되는 교류 전류의 주파수가 공진 주파수에서 먼 구간에서는 공진 주파수를 향하여 주파수를 줄이면 공진 회로(130)의 임피던스가 줄어 인버터(120)에 인가되는 전류 값이 증가하게 되고 인버터(120)에 인가되는 전압 값이 완만하게 줄어드는데, 이는 인버터(120)에 인가되는 전류에 의해 케이블(20)에서 전압 강하가 발생하기 때문이다. 제어부(110)는, 인버터(120)에 인가되는 전압 값이 완만하게 줄어드는 안정적인 구간에서 전압 측정부(140)와 전류 측정부(150)을 통해 전류 값의 변화와 전압 값의 변화를 얻고 이를 이용하여 케이블(20)의 저항 성분을 계산할 수 있다(S410).When the frequency of the alternating current applied to the resonant circuit 130 is longer than the resonant frequency and the frequency is reduced toward the resonant frequency, the impedance of the resonant circuit 130 is reduced to increase the current value applied to the inverter 120, The voltage applied to the inverter 120 is gradually reduced because a voltage drop occurs in the cable 20 due to the current applied to the inverter 120. The control unit 110 obtains a change in the current value and a change in the voltage value through the voltage measuring unit 140 and the current measuring unit 150 in a stable interval in which the voltage value applied to the inverter 120 is gradually reduced, The resistance component of the cable 20 can be calculated (S410).

안정적인 구간은 전원 어댑터(10)의 특성을 고려하여 설정할 수 있는데, 예를 들어 전원 어댑터(10)가 공급하는 전압이 전원 어댑터(10)가 공급하는 최고 전압의 80%보다 크게 유지되는 범위를 선택할 수 있다.The stable period may be set in consideration of the characteristics of the power adapter 10. For example, a range in which the voltage supplied by the power adapter 10 is maintained to be greater than 80% of the maximum voltage supplied by the power adapter 10 is selected .

공진 회로(130)에 인가되는 교류 전류의 주파수가 공진 주파수에 가까워지면서 공진 회로(130)의 임피던스가 줄어 인버터(120)에 인가되는 전류 값이 증가하게 되고 인버터(120)에 인가되는 전압 값이 급격히 줄어드는 변곡점이 있는데, 제어부(110)는, 전압 측정부(140)에서 입력되는 전압 값을 모니터링 하여, 인버터(120)에 인가되는 전류 값이 증가하면서 인버터(120)에 인가되는 전압 값이 급격히 줄어들기 시작하는 변곡점에서의 전류 값을 전원 어댑터(10)의 임계 또는 최대 정격 전류로 판단한다(S420).As the frequency of the alternating current applied to the resonance circuit 130 approaches the resonance frequency, the impedance of the resonance circuit 130 is reduced to increase the value of the current applied to the inverter 120, and the voltage value applied to the inverter 120 increases The control unit 110 monitors the voltage value input from the voltage measurement unit 140 to increase the voltage value applied to the inverter 120 as the current value applied to the inverter 120 increases, It is determined that the current value at the inflection point to be reduced is the critical or maximum rated current of the power adapter 10 (S420).

제어부(110)는, 계산한 케이블(20)의 저항 성분을 소정의 기준 값과 비교하여 케이블(20)의 불량 여부를 판단하고, 또한 전원 어댑터(10)의 최대 정격 전류를 장치가 요구하는 최대 전류 값과 비교하여 전원 어댑터(10)가 이를 충족하는 지 여부를 판단한다(S430).The control unit 110 compares the calculated resistance component of the cable 20 with a predetermined reference value to determine whether or not the cable 20 is defective and also sets the maximum rated current of the power adapter 10 to the maximum And determines whether the power adapter 10 satisfies the current value (S430).

전원 어댑터(10)의 최대 정격 전류가 장치가 요구하는 최대 전류 값보다 크고 케이블(20)의 저항 성분이 소정의 기준 값보다 작으면(S430에서 YES), 제어부(110)는, 전원 어댑터(10)와 케이블(20)에 이상이 없고 해당 장치에 사용 가능하다고 판단하여, 각 구성 요소를 제어하여 정상적인 동작을 수행한다(S440).If the maximum rated current of the power adapter 10 is larger than the maximum current value required by the device and the resistance component of the cable 20 is smaller than the predetermined reference value (YES in S430), the control unit 110 controls the power adapter 10 And the cable 20 are usable for the corresponding device, and controls each component to perform a normal operation (S440).

하지만, 전원 어댑터(10)의 최대 정격 전류가 장치가 요구하는 최대 전류 값보다 작거나 케이블(20)의 저항 성분이 소정의 기준 값보다 크면(S430에서 NO), 제어부(110)는 전원 어댑터(10)나 케이블(20)에 이상이 있어서 해당 장치에 사용할 수 없다고 판단하여, 이상이 있음을 알리고 동작을 정지한다(S450).However, when the maximum rated current of the power adapter 10 is smaller than the maximum current value required by the device or the resistance component of the cable 20 is larger than the predetermined reference value (NO in S430), the controller 110 controls the power adapter 10 or the cable 20 is abnormal and judges that the device is unusable and notifies that there is an error and stops the operation (S450).

감지 장치(100)에 마련된 LED나 부저 등을 통해 전원 어댑터(10)나 케이블(20)의 이상을 알릴 수 있고, 다른 장치에 FSK(Frequency Shift Key) modulation 방식 등을 이용하여 다른 장치, 예를 들어 스마트 폰에 알릴 수도 있다. 해당 장치가 무선 충전기인 경우 공진 회로(130)를 통해 무선 충전 수신 장치에 전원 어댑터나 케이블의 이상을 알리는 메시지 패킷을 전달할 수도 있다. 전원 어댑터의 이상과 케이블의 이상을 서로 구별하여 전달할 수도 있다.It is possible to notify the abnormality of the power adapter 10 or the cable 20 through an LED or a buzzer provided in the sensing device 100 and to use another device such as a frequency shift key (FSK) Listen to your smartphone. If the device is a wireless charger, it may transmit a message packet to the wireless charging receiving device via the resonant circuit 130 to inform the power adapter or cable of the abnormality. The abnormality of the power adapter and the abnormality of the cable can be distinguished and transmitted.

무선으로 전력을 전송하는 무선 충전기에는 도 1의 감지 장치(100)가 구비되어 있기 때문에, 추가로 부품을 추가하지 않고도 구현할 수 있다. 도 1의 감지 장치 중에서 인버터, 공진 회로, 전압 측정부와 전류 측정부를 전자 기기에 추가함으로써 해당 전자 기기에 전원을 공급하는 전원 어댑터와 케이블의 이상 여부 및 성능을 판단할 수 있다.Since the wireless charger that transmits power wirelessly is equipped with the sensing device 100 of FIG. 1, it can be implemented without adding additional parts. 1, an inverter, a resonant circuit, a voltage measuring unit, and a current measuring unit are added to an electronic device, thereby determining whether the power adapter and the cable are supplying power to the electronic device.

본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

10: 전원 어댑터 20: 케이블
100: 감지 장치 110: 제어부
120: 인버터 130: 공진 회로
140: 전압 측정부 150: 전류 측정부
160: 레귤레이터10: Power adapter 20: Cable
100: sensing device 110:
120: inverter 130: resonant circuit
140: voltage measuring unit 150: current measuring unit
160: Regulator

Claims (8)

직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터;
소정의 공진 주파수를 갖는 공진 회로;
상기 인버터에 인가되는 전원의 전압 값을 측정하기 위한 전압 측정부;
상기 인버터에 인가되는 전원의 전류 값을 측정하기 위한 전류 측정부; 및
상기 인버터를 제어하여 가변하는 교류 전원을 상기 공진 회로에 인가하면서 상기 전압 측정부와 전류 측정부가 측정하는 전압 값과 전류 값을 근거로 전원을 공급하는 전원 어댑터와 전원 케이블 중 하나 이상의 이상 여부를 판단하는 제어부를 포함하여 구성되는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.An inverter for converting a DC power source into an AC power source;
A resonance circuit having a predetermined resonance frequency;
A voltage measuring unit for measuring a voltage value of a power source applied to the inverter;
A current measuring unit for measuring a current value of a power source applied to the inverter; And
And a controller for controlling the inverter to determine whether one or more of the power adapter and the power cable for supplying the power based on the voltage value and the current value measured by the voltage measuring unit and the current measuring unit are applied to the resonance circuit, The power supply abnormality detecting device comprising: 제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 인버터를 제어하여 상기 인버터에 인가되는 전류 값을 증가시킬 때 상기 전압 값의 변화와 상기 전류 값의 변화를 이용하여 상기 전원 케이블의 저항 성분을 계산하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller calculates a resistance component of the power supply cable by using a change in the voltage value and a change in the current value when the current value applied to the inverter is increased by controlling the inverter, Whether the sensing device. 제2 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 인버터에 인가되는 전류 값을 증가시킬 때 상기 전압 값이 완만하게 변하는 구간에서 측정한 둘 이상의 전압 값과 둘 이상의 전류 값을 이용하여 상기 전원 케이블의 저항 성분을 계산하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the control unit calculates the resistance component of the power cable using at least two voltage values and at least two current values measured in a period in which the voltage value changes gently when the current value applied to the inverter is increased Whether the power supply is abnormal or not. 제2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 계산된 저항 성분이 소정 값보다 클 때 상기 전원 케이블이 불량이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the controller determines that the power cable is defective when the calculated resistance component is greater than a predetermined value. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 인버터를 제어하여 상기 인버터에 인가되는 전류 값을 증가시킬 때 상기 전압 값이 변화하는 정도가 바뀌는 전류 값을 근거로 상기 전원 어댑터의 정격 용량을 계산하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit calculates the rated capacity of the power adapter based on a current value at which the degree of change of the voltage value changes when the current value applied to the inverter is controlled by controlling the inverter Sensing device. 제5 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 계산한 정격 용량을 상기 장치의 요구 값과 비교하여 상기 전원 어댑터의 이상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the controller compares the calculated rated capacity with the required value of the device to determine whether the power adapter is abnormal. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전원 어댑터와 전원 케이블 중 하나 이상이 이상하다고 판단할 때 이를 사용자에게 알리는 것을 특징으로 하는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller informs the user of at least one of the power adapter and the power cable when it is determined to be abnormal. 제1 항에 있어서,
상기 장치는 무선 충전기 내에 구현되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 이상 여부 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the device is implemented in a wireless charger.
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