KR20170123443A - 차량용 앰프 및 그를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명은 48V 배터리 전압을 이용하고, 가변적인 오디오 신호에 따라 스피커 출력을 조절함으로써, 앰프의 사이즈를 최소화하고, DC/DC 컨버터의 변환 손실을 축소하며 출력 효율을 향상시키는 차량용 앰프, 그를 포함하는 차량 및 차량용 앰프의 제어방법에 관한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량용 앰프는 48V 전압을 전달받는 제 1 전압을 전달받는 제 1입력 포트; 상기 48V제1 전압보다 낮은 제 2 전압을 전달받는 제 2 입력 포트; 스피커와 연결되고, 상기 제 1 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하는 적어도 하나의 파워 IC; 및 상기 제 2 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하여 파워 IC를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

차량용 앰프 및 그를 포함하는 차량{AMPLIFIER FOR VEHICLE AND VEHICLE THEREOF}
개시된 발명은 48V 배터리 전원을 이용하는 차량용 앰프, 그를 포함하는 차량 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에서는 전원 공급 장치로서 12V 배터리를 사용한다. 이러한 배터리는 차량 내에 설치된 다양한 전자 제어 장치(ECU, Electronic control unit)에 전원을 공급한다.
전자 제어 장치는 차량의 엔진, 자동변속기 등의 상태를 컴퓨터로 제어하는 장치로써, 그 영역이 확대되고 있다. 전자 제어 장치 및 전장 부품이 증대됨에 따라 일반적인 12V 배터리 전압의 용량에는 한계가 있다.
배터리 용량이 부족함에 따라 차량에는 배터리 수명 단축, 잦은 방전, 차량용 교류발전기(Alternator) 충전을 위한 연비 악화 등의 문제가 수반된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 차량에는 12V 배터리를 48V 배터리로 교체하는 로드맵이 그려지고 있으며, 이와 함께 전장 부품도 48V 전압을 수용할 수 있도록 변화하고 있다.
멀티미디어 전장 부품 중 외장 앰프(AMP)는 배터리의 전류 소모량이 가장 큰 유닛이며, 변화하고 있는 48V배터리 전압을 수용할 수 있도록 요구되고 있다.
개시된 발명의 일 측면은 48V 배터리 전압을 이용하고, 가변적인 오디오 신호에 따라 스피커 출력을 조절함으로써, 앰프의 사이즈를 최소화하고, DC/DC 컨버터의 변환 손실을 축소하며 출력 효율을 향상시키는 차량용 앰프, 그를 포함하는 차량 및 차량용 앰프의 제어방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량용 앰프는 제 1 전압을 전달받는 제 1입력 포트; 상기 제1 전압보다 낮은 제 2 전압을 전달받는 제 2 입력 포트; 스피커와 연결되고, 상기 제 1 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하는 적어도 하나의 파워 IC; 및 상기 제 2 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하여 파워 IC를 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 앰프로 전달되는 상기 오디오 소스를 수신하고, 수신한 상기 오디오 소스에 기초하여 음원 레벨을 결정하는 오디오 DSP;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 오디오 DSP가 결정한 음원 레벨에 기초하여 상기 파워 IC의 증폭량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 음원 레벨에 기초한 상기 파워 IC의 증폭량이 상기 스피커의 허용 입력을 초과하면, 상기 오디오 DSP를 제어하여 상기 스피커의 음원 레벨의 볼륨을 다운시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 전압은 48V의 배터리 전압을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 입력 포트로 전달받은 상기 제 2전압을 강하시키는 DC/DC 컨버터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 오디오 DSP 및 상기 제어부는, 상기 DC/DC 컨버터가 전달하는 전압을 이용하여 동작할 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면에 따른 차량은 전압을 공급하는 배터리; 상기 배터리가 공급하는 제1전압을 강하시키는 제 1 DC/DC 컨버터; 상기 배터리가 공급하는 전압을 이용하여 동작하는 앰프; 및 상기 앰프의 제어에 기초하여 사운드를 출력하는 스피커;를 포함하고, 상기 앰프는, 상기 제 1 전압을 전달받는 제 1입력 포트; 상기 제 1 DC/DC 컨버터가 강하시킨 제 2 전압을 전달받는 제 2 입력 포트; 상기 스피커와 연결되고, 상기 제 1 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하는 적어도 하나의 파워 IC; 및 상기 제 2 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하여 파워 IC를 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 앰프로 전달되는 상기 오디오 소스를 수신하고, 수신한 상기 오디오 소스에 기초하여 음원 레벨을 결정하는 오디오 DSP;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 오디오 DSP가 결정한 음원 레벨에 기초하여 상기 파워 IC의 증폭량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 음원 레벨에 기초한 상기 파워 IC의 증폭량이 상기 스피커의 허용 입력을 초과하면, 상기 오디오 DSP를 제어하여 상기 음원 레벨의 볼륨을 다운시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 전압은 48V의 배터리 전압을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 앰프는, 상기 제 2 입력 포트로 전달받은 상기 제 2 전압을 다시 강하시키는 제 2 DC/DC 컨버터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 오디오 DSP 및 상기 제어부는, 상기 제 2 DC/DC 컨버터가 전달하는 전압을 이용하여 동작할 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 측면에 따른 차량은 제 1전압을 공급하는 제 1 배터리; 상기 제 1 배터리가 공급하는 제 1 전압보다 낮은 전압을 공급하는 제 2 배터리; 상기 제 1배터리 및 제 2 배터리가 공급하는 전압을 이용하여 동작하는 앰프; 및 상기 앰프의 제어에 기초하여 사운드를 출력하는 스피커;를 포함하고, 상기 앰프는, 상기 제 1 전압을 전달받는 제 1입력 포트; 상기 제 1전압보다 낮은 제 2 전압을 전달받는 제 2 입력 포트; 상기 스피커와 연결되고, 상기 제 1 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하는 적어도 하나의 파워 IC; 및 상기 제 2 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하여 파워 IC를 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 앰프로 전달되는 상기 오디오 소스를 수신하고, 수신한 상기 오디오 소스에 기초하여 음원 레벨을 결정하는 오디오 DSP;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 오디오 DSP가 결정한 음원 레벨에 기초하여 상기 파워 IC의 증폭량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 음원 레벨에 기초한 상기 파워 IC의 증폭량이 상기 스피커의 허용 입력을 초과하면, 상기 오디오 DSP를 제어하여 상기 음원 레벨의 볼륨을 다운시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 전압은 48V의 배터리 전압을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 앰프는, 상기 제 2 입력 포트로 전달받은 상기 제 2 전압을 다시 강하시키는 DC/DC 컨버터;를 더 포함 할 수 있다.
또한, 상기 오디오 DSP 및 상기 제어부는, 상기 DC/DC 컨버터가 전달하는 전압을 이용하여 동작할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량용 앰프, 그를 포함하는 차량 및 그 제어방법에 의하면, 48V 배터리 전압을 이용하고, 가변적인 오디오 신호에 따라 스피커 출력을 조절함으로써, 외장 앰프의 사이즈를 최소화하고, DC/DC 컨버터의 변환 손실을 축소하며, 출력 효율을 향상시킨다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 의한 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 개시된 발명의 일 실시예에 의한 차량의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 차량에서 배터리와 연결된 여러 전자 부품을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래 앰프에 48V 전압을 이용하는 경우 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 개시된 발명에 일 실시예에 따른 앰프에 포함된 파워 IC 칩을 도시한 도면이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 차량용 앰프의 구조를 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 6b는 다른 실시예에 따른 차량용 앰프를 도시한 제어 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전력 관리 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 개시된 일 예에 따른 차량용 앰프의 효과를 설명하기 위한 표이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 개시된 차량용 앰프, 그를 포함하는 차량에 관한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 의한 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 1에서, 개시된 발명의 일 실시예에 의한 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 차량(1)을 이동시키는 차륜(21, 22), 차륜(21, 22)을 회전시키는 구동 장치(미 도시), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(14), 차량(1) 내부의 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 전면 유리(17), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(18, 19)를 포함한다.
차륜(21, 22)은 차량의 전방에 마련되는 전륜(21), 차량의 후방에 마련되는 후륜(22)을 포함하며, 구동 장치는 본체(10)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 전륜(21) 또는 후륜(22)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 구동 장치는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미 도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 채용할 수 있다.
도어(14)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킨다.
전면 유리(17)는 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 하는 것으로서, 윈드쉴드 글래스(windshield glass)라고도 한다.
또한, 사이드 미러(18, 19)는 본체(1)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러(18) 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러(19)를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
이외에도 차량(1)은 후방의 장애물 내지 다른 차량을 감지하는 근접 센서, 강수 여부 및 강수량을 감지하는 레인 센서 등의 감지 장치를 포함할 수 있다.
근접 센서의 일 예로서, 차량의 측면 또는 후면에 감지 신호를 발신하고, 다른 차량 등의 장애물로부터 반사되는 반사 신호를 수신한다. 또한 수신된 반사 신호의 파형을 기초로 차량(1) 후방의 장애물의 존재 여부를 감지하고, 장애물의 위치를 검출할 수 있다. 이와 같은 근접 센서는 초음파를 발신하고, 장애물에 반사된 초음파를 이용하여 장애물까지의 거리를 검출하는 방식을 채용할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 의한 차량(1)은 차량(1)에 전원을 공급하는 적어도 한 개 이상의 배터리(BATTERY)를 포함할 수 있다.즉, 도 1과 같이, 개시된 차량(1)은 두 개의 배터리(70, 80)를 포함할 수 있다. 두 개의 배터리 중 제 1 배터리는 제 1 전압을 공급하고, 제 2 배터리는제 1 전압보다 낮은 전압을 공급할 수 있다. 제 1 및 제 2 배터리는 차량(1)내에 설치된 전자 제어 장치(ECU)에 필요한 전원을 공급한다.
배터리의 크기와 종류에 관해서는 다양할 수 있으며, 개시된 발명의 다른 실시예는 제 1전압을 공급하는 배터리(80)만을 포함할 수 있다. 이와 관련한 자세한 설명은 도 6a, 도 6b에서 후술한다.
한편, 일 실시예에 따른 제 1 전압은 48V 전압일 수 있으며, 제 2 전압은 48V 전압보다 낮은 전압, 예를 들어 3V, 12V, 또는 24V등일 수 있다. 여기서 제 2 전압의 크기는 다양할 수 있으며 제 2 전압이 제 1전압보다 낮으면 충분하다. 이하에서는 제 1 전압은 48V전압으로 제 2 전압은 12V로 설명한다.
차량(1)에 설치된 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit) 및 앰프(AMP)가 5V, 12V 및 24V 등 48V 보다 낮은 전압을 필요로 하는 경우, 48V 배터리(80)에 별도의 BUCK을 구성하거나 DC/DC 컨버터를 채용하여 전압을 강하할 수 있다.
한편, 개시된 배터리(70, 80)의 전압은 일 실시예에 불과하며, 다양한 수치를 포함한다. 배터리 및 배터리 전압을 이용하는 차량(1)의 구성 장치에 관한 상세한 설명은 도 3 등에서 자세히 후술한다.
도 2는 개시된 발명의 일 실시예에 의한 차량의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 차량(1)의 내부에는 탑승자가 앉는 시트(DS, PS), 차량(1)의 동작을 제어하고 차량(1)의 운행 정보를 표시하는 각종 계기가 마련되는 대시 보드(30; dashboard), 차량(1)의 방향을 조작하는 스티어링 휠(60)이 마련될 수 있다.
시트(DS, PS)는 운전자가 앉는 운전석(DS), 동승자가 앉는 조수석(PS), 차량(1) 내 후방에 위치하는 뒷좌석(미 도시)을 포함할 수 있다.
대시 보드(30)에는 주행과 관련된 정보를 표기하는 속도 계기, 연료 계기, 자동 변속 선택 레버 표시등, 타코 미터, 구간 거리계 등의 계기판(31)과, 기어박스(40), 센터페시아(50) 등이 마련될 수 있다.
기어박스(40)에는 차량 변속을 위한 변속 기어(41)가 설치된다. 또한, 도2에 도시된 것처럼, 사용자가 AVN 디스플레이(51)나 차량의 주요 기능의 수행을 제어하기 위한 사용자 명령을 입력하기 위한 입력 장치가 설치될 수 있다.
센터페시아(50)에는 공조 장치, 시계 및AVN 장치(51) 등이 설치될 수 있다. 공조 장치는 차량(1) 내부의 온도, 습도, 공기의 청정도, 공기의 흐름을 조절하여 차량(1)의 내부를 쾌적하게 유지한다. 공조 장치는 센터페시아(50)에 설치되고 공기를 토출하는 적어도 하나의 토출구를 포함할 수 있다. 센터페시아(50)에는 공조 장치 등을 제어하기 위한 버튼이나 다이얼 등이 설치될 수 있다. 운전자 등의 사용자는 센터페시아(50)에 배치된 버튼이나 다이얼을 이용하여 차량(1)의 공조 장치를 제어할 수 있다.
AVN 장치(51)는 헤드 유닛, 즉 차량(1)의 대시보드(30)에 매립되거나 도 거치식으로 설치되어, 차량(1)내에 설치된 여러 전자 부품을 총괄하여 제어하는 헤드 유닛(Head Unit)장치를 의미할 수 있다.
구체적으로 AVN 장치(51)는 오디오와 멀티미디어 장치 및 내비게이션 장치 등이 통합된 시스템으로, 차량(1) 내에서 사용자에게 지상파 라디오 신호에 기초하여 라디오를 재생하는 라디오 서비스, CD(Compact Disk) 등을 재생하는 오디오 서비스, DVD(Digital Versatile Disk) 등을 재생하는 비디오 서비스와, 목적지 안내 기능을 수행하는 내비게이션 서비스, 차량(1)과 연결된 이동 단말의 전화 수신 여부를 제어하는 전화 서비스 등을 제공한다.
또한, AVN 장치(51)는 사용자의 조작이 아닌 음성을 입력받아 상술한 라디오 서비스, 오디오 서비스, 비디오 서비스, 내비게이션 서비스, 전화 서비스를 제공하는 음성 인식 서비스 또한 제공할 수 있다.
AVN 장치(51)는 USB(Universal Serial Bus) 포트 등을 장착하여 PMP(Portable Multimedia Player), MP3(MPEG Audio Layer-3) 플레이어, PDA(Personal Digital Assistants) 등의 멀티 미디어용 휴대 장치와 연결되며 오디오 및 비디오 파일을 재생시킬 수도 있다.
즉, 사용자는 AVN 장치(51)를 통해 라디오 서비스, 오디오 서비스, 비디오 서비스, 및 내비게이션 서비스를 제공 받을 수 있다. 여기서 오디오 서비스는 AVN장치(51)와 연결된 앰프(Amplifier, 도 4 의 100)를 통해서 사용자에게 제공된다.
앰프(100)는 AVN장치(51)에서 전달하는 신호를 증폭(增幅)하는 장치를 의미한다.
헤드유닛 또는 AVN장치(51)가 음원 소스와 같은 데이터를 앰프(100)로 보내면, 앰프(100)는 그 신호를 증폭하여 각 스피커(200)로 전달하고, 스피커(200)는 사운드를 재생한다.
한편, 차량(1)에 설치된 앰프(100)는 오디오 DSP(Digital Signal Processing, 105)까지도 포함하는 오디오 시스템을 총괄하는 명칭일 수 있으며, 단순히 음원 신호를 증폭시키는 기능 이외에 주파수를 조절하거나 튜닝하는 기능까지도 포함하는 장치일 수 있다.
시트(DS, PS)의 하면과 도어(14)에는 앰프(100)와 연결되어 소리를 출력하는 스피커(200)가 설치될 수 있다.
스피커(200)는 앰프(100)에서 증폭된 음원을 소리로 출력하는 장치로서, 앰프(100)가 전달하는 신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기를 통해 음파를 복사(輻射)하는 음향기기이다.
스피커(200)를 통해서 재생되는 오디오 서비스는 AVN장치(51)가 전달하는 음악 데이터 이외에도 차량(1)에서 전달하는 경고음을 포함할 수 있으며, 제한은 없다.
앰프(100) 및 스피커(200)와 관련된 구체적인 설명은 도 4등을 통해서 구체적으로 후술한다.
한편, 센터페시아(50)에는 AVN 장치(51)를 제어하기 위한 입력부가 설치될 수도 있다. AVN 장치(51)의 입력부는 센터페시아(50)가 아닌 다른 위치에 설치될 수도 있다.
예를 들어, AVN 장치(51)의 입력부는 AVN 장치(51)의 디스플레이부 주변에 형성될 수도 있다. 또한 다른 예로 AVN 장치(51)의 입력부는 기어 박스(40) 등에 설치될 수도 있다.
스티어링 휠(60)은 차량의 주행 방향을 조절하기 위한 장치로, 운전자에 의해 파지되는 림(61) 및 차량의 조향 장치와 연결되고 림(61)과 조향을 위한 회전축의 허브를 연결하는 스포크(62)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 스포크(62)에는 차량(1) 내의 각종 장치, 일례로 AVN 장치(51) 등을 제어하기 위한 조작 장치가 형성될 수 있다.
디스플레이부는 사용자의 조작에 따라 제공되는 AVN 장치(51) 내 다양한 기능의 실행 영상을 표시한다. 예를 들어, 라디오 화면, 오디오 화면, 비디오 화면, 내비게이션 화면, 전화 화면 중 적어도 하나를 선택적으로 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 제어와 관련된 각종 제어 화면 또는 AVN 장치(51)에서 실행할 수 있는 부가 기능과 관련된 화면을 표시할 수도 있다.
도 2에서 설명하지 않은 구성 이외에도 차량(1)의 내부에는 다양한 구성 및 장치를 포함할 수 있으며, 제한은 없다.
도 3은 차량에서 배터리와 연결된 여러 전자 부품을 설명하기 위한 도면이다.
앞서 언급한 바와 같이, 차량(1)에는 배터리(70, 80)에 전원을 공급받아 동작하는 여러 전자 부품 또는 전자 제어 장치(ECU)가 설치되어 있다. 전자 부품에서 필요한 전압, 전류는 그 전자 부품의 크기와 기능에 따라 다양할 수 있다.
예를 들어, 도 3에서 12V 전장 장치는 파워트레인, 바디, 섀시 제어장치 및 운전자 보조 지원 장치 등일 수 있다. 이들 전장 장치는 12V 전압을 사용하는 것이 일반적이다.
최근에는 연비 효율 향상을 위해서 48V 전장 장치가 차량(1)에 설치되고 있다.
도 3에서 48V ISG(Idle Stop and Go)는 차량(1)이 일정 시간 동안 공회전 할 때 엔진을 자동으로 꺼지고 켜지도록 동작하는 제한 장치이다. 그 밖에 48V 전장 부하는 구동 모터, 컴프레서 및 냉각 펌프 등일 수 있다.
이러한 전자 장치는 48V 전압을 수용할 수 있도록 48V 전압용 반도체 및 배선과 같은 전장 부하를 함께 포함한다.
즉, 48V 전압을 사용하기 위해서 차량(1)에는 기존 부품들의 전반적인 업그레이드가 필요하다. 다만, 48V 전압을 수용하기 위해서 모든 부품을 교체하는 것은 비효율적이다. 이 때문에 차량(1)에는 12V 납산 배터리와 48V 리틀이온 배터리를 함께 사용하는 듀얼 시스템이 포함된다.
듀얼 시스템은 각각의 전장 부품마다 필요한 용량에 맞추어 알맞은 전압을 공급하는 DC/DC 컨버터가 필요하다.
차량(1)에 설치된 앰프(100)도 48V 전압을 수용하기 위해서 DC/DC컨버터가 필요하다. 하지만 종래의 앰프에서DC/DC컨버터를 사용하는 경우, 앰프 사이즈는 커지고, 출력 및 효율은 기존의 12V를 사용하는 것과 동일하여 비효율적이었다.
따라서 개시된 일 실시예는 48V 배터리 전압을 사용하는 차량용 앰프 및 제어방법을 통해서 개시하고자 한다.
도 4는 종래 앰프에 48V 전압을 이용하는 경우 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 기존 차량(1)에 설치된 외장 앰프(99)와 48V 배터리(80)를 연결하기 위해서는 48V BUCK Power Supply(90)가 필요하다. 종래 앰프(99)에 설치된 부품이 48V를 수용할 수 없기 때문이다.
즉, 48V BUCK Power Supply(90)는 48V 전압을 14V전압으로 감소시켜 주는 역할을 한다.
48V BUCK Power Supply(90)의 구조는 도 4에서 도시된 것과 같이 일반적인 전압 강하 장치의 구성을 포함한다. 구체적으로 48V BUCK Power Supply(90)는 BUCK컨트롤러, 복수 개의 트랜지스터 및 코일을 포함한다.
48V BUCK Power Supply(90)에 의해서 강하된 14V전압은 앰프(99)에 공급된다.
종래 앰프(99)는 20V를 수용하는 파워 IC칩(109)을 포함하고, 1.2V, 3.3V, 5V 및 14V 전압을 수용하는 DSP(Digital Signal Processor, 104,105,106) 및 파워(Power) IC 칩(110)을 포함할 수 있다. 20V 수용 파워 IC 칩(109)은 Class D 급 칩으로 low pass filter 의 역할을 수행하며, 조절된 음향 신호를 스피커(200)로 전달한다. 14V 전압을 수용하는 파워 IC 칩(110)은 Class A, B급 칩으로 low pass filter 의 역할을 수행한다.
Class D 급의 칩(110)은 14V 보다 수용 전압이 크므로 출력이 높다. 다만, 48V BUCK Power Supply(90)가 배터리(80)에서 공급된 48V 전압을 14V로 강하시켰으므로, 다시 14V to 20V Boost Converter(103)를 통해 전압을 상승시켜야 한다.
앰프(99)에서 DSP(Digital Signal Processor. 104 내지 106)는 낮은 전압만으로도 충분히 동작한다. 즉, 높은 전압이 인가되는 경우 칩에 무리가 가는 경우가 있다. 따라서 앰프(99)에는 DSP(104, 105, 106)에 적정한 전압을 인가해 주기 위해서 전압을 한번 더 강하시켜주는 DC/DC컨버터(101)가 필요하다.
결국 종래 앰프(99)는 48V 배터리(80)와 연결되더라도 전압을 낮추거나 다시 조절해야 하므로, 기존 12V 내지 24V 배터리와 연결된 것과 다르지 않다. 또한, 전압을 강하시키거나 조절하는 동안 누설되는 전류가 생길 수 있으므로 비효율적이다.
도 5는 개시된 발명에 일 실시예에 따른 앰프에 포함된 파워 IC 칩을 도시한 도면이다. 특히, 도 5에서 도시한 반도체 칩은 48V 전압을 수용하는 집적 회로 소자의 외관을 도시한 도면이다.
파워(Power) IC는 전자 제품 내부의 전력을 변환, 분배 및 관리하는 시스템 반도체를 의미한다. 파워 IC는 앰프, 평판 TV/모니터, Adapter, LED 조명 등의 전원공급장치와 구동 회로부에 적용되어 모듈부품 및 그 세트의 고효율, 절전화를 가능케 하는 핵심 부품이다.
앰프 관련 기술에서 쓰이는 파워 IC는 출력 트랜지스터를 의미할 수 있다. 앰프에 쓰이는 파워 IC는 10Hz 이하의 DC 성분을 제거하는 DC 프로덕션, 즉 low pass filter기능과 트랜지스터와 방열판 사이의 온도를 측정하여 과열 시 냉각팬을 동작시키는 JTS(Junction Temperature Simulation) 기능을 수행한다.
최근 IC기술 업계에서는 앞서 언급한 48V고전압으로 동작할 수 있는 파워 IC 칩을 개발 중이다.
차량(1)이 48V 배터리(80)를 이용하여 전장 부품에 전원을 공급하면, 차량(1) 내부의 전장 부품도 48V 용 파워 IC 칩을 부품으로 사용할 수 있다. 개시된 발명의 일 실시예에 따른 차량용 앰프(100)도 48V 용 파워 IC 칩을 포함한다.
즉, 개시된 발명에서 차량(1)의 앰프(100)는 48V 배터리(80)가 공급하는 전원을 컨버터 또는 BUCK없이도 수용할 수 있는 파워 IC 칩으로 구성된다. 이와 관련된 자세한 사항은 도 6a, 도 6b에서 후술한다.
한편, 도 5에서 도시된 파워 IC는 일 실시예에 따른 칩의 외관을 도시한 것에 불과하고, 파워 IC가 반드시 도 5의 형태일 필요가 없으며, 48V 고전압을 수용하는 반도체 칩이면 제한이 없다.
도 6a는 일 실시예에 따른 차량용 앰프의 구조를 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 6a를 참조하면, 개시된 앰프(100)는 48V 전압을 강하시켜주는 DC/DC 컨버터(101), 차량(1)내 다른 전자 제어 장치(ECU)와 통신하는 통신모듈(102), DC/DC 컨버터(101)에서 강하된 전압을 이용하여 동작하는 SHARC DSP(104), 오디오 DSP(105) 및 이들을 제어하는 제어부(106)를 포함한다.
또한, 개시된 앰프(100)는 도 5에서 설명한 파워 IC(109a)를 포함한다. 파워 IC(109a)는 스피커(200)와 연결된다.
구체적으로 앰프(100)는 48V 전압과 48V 전안보다 낮은 전압, 예를 들어 12V 전압을 전달받는 2개의 입력 포트를 포함한다. 즉, 앰프(100)는 48V 전압을 전달받는 제 1 입력 포트(110)와 48V 보다 낮은 전압을 공급받는 제 2입력 포트(111)로 구성된다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 차량(1)은 48V배터리(80)를 포함하고, 48V 전압을 강하시켜 줄 DC/DC 컨버터(81)를 포함할 수 있다.
DC/DC 컨버터(81)는 48V 배터리(80)에서 전달하는 전압을 낮춰주는 역할을 한다. 또한 DC/DC 컨버터(81)는 강하된 전압을 다시 앰프(100)의 제 2 입력 포트(111)로 전달한다.
앞서 언급한 바와 같이, 개시된 앰프(100)는 48V 전압과 48V 전압보다 낮은 전압을 공급받는다. 즉, 일 실시예에 따라 차량(1)에 설치된 DC/DC 컨버터(81)는 48V 전압을 강하시켜 앰프(100)에 공급한다.
한편, 도 6a에서 DC/DC 컨버터(81)는 48V 보다 낮은 전압으로 12V를 예시하고 있지만, 전압값이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양할 수 있다.
개시된 발명의 다른 실시예에 따른 차량(1)은 DC/DC컨버터(81)를 제외하고 12V 배터리(70)를 포함할 수 있다. 이와 관련한 설명은 도 6b에서 후술한다.
앰프(100)의 제 1 입력 포트(111)로 전달되는 48V 전압은 인덕터(Inductor)등 앰프(100) 회로의 일반적인 구성을 거친 후, 파워 IC(109a)로 전달된다.
개시된 앰프(100)에 설치된 파워 IC(109a)는 종래 앰프(99)와 달리 48V 전압을 수용하고, 이를 통해 동작한다. 즉, 파워 IC(109a)는 오디오 DSP(105)에서 전달되는 오디오 신호를 조작하는 low pass filter역할을 수행할 수 있다.
개시된 앰프(100)에서 파워 IC(109a)는 도 4에서 언급한 IC 칩의 동작과 유사하다. 다만, 파워 IC(109a)는 48V 전원을 통해 동작할 수 있으므로 종전 앰프에서 필요했던 14V to 20V Boost 컨버터(103)를 제외할 수 있는 효과가 있으며, 파워 IC(109a) 자체의 효율 및 출력도 높일 수 있다.
한편, 도 6a의 앰프(100)에서 파워 IC(109a)는 Class D급이 2개로 구성되어 있을 수 있다. 즉, 개시된 앰프(100)는 12개의 채널을 포함할 수 있다. 다만, 이는 개시된 발명의 일 예에 불과하며, 다양한 다른 예를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따라, 앰프(100)는 차량(1)에서 전달되는 12V 전압을 제 2입력 포트(111)를 통해 입력 받을 수 있다. 제 2입력 포트(111)를 통해 인가되는 12V 전압은 앰프(100)의 제어 장치에 전달된다.
개시된 앰프(100)는 앰프(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함한다. 이러한 모듈의 일 예는 도6a에서 도시된 통신모듈(102) 및 복수의 DSP(104, 105, 106)일 수 있다.
통신모듈(102) 및 복수의 DSP(104, 105, 106)는 구성 소자의 특성상 48V 정도의 높은 전압을 이용할 필요가 없다. 따라서 개시된 앰프(100)는 제 2입력 포트(111)를 통해서 12V 정도의 낮은 전압을 전달받는다.
즉, 개시된 앰프(100)는 48V 전압을 이용한 파워 IC(109a)를 통해 출력 효율을 높이고, 12V 전압을 다른 제어 소자에 이용함으로써, 동작 효율을 높이게 된다.
구체적으로 12V 전압을 이용하는 앰프(100)의 구성은 차량(1)내 다른 전자 제어 모듈과 통신하는 통신모듈(102), 12V 전압을 다시 강하시키는 DC/DC 컨버터(101), DC/DC 컨버터(101)를 통해 강하된 1.2V, 3.3V 및 5V 전압을 이용하여 동작하는 SHARC DSP(104), 오디오 DSP(105) 및 제어부(106)를 포함할 수 있다.
먼저, 통신모듈(102)은 차량(1)내에 다른 전자 제어 모듈(ECU)과 통신하는 기능을 한다. 일 예로 앰프(100)는 AVN 장치(51) 또는 헤드 유닛과 데이터를 주고 받을 수 있다. 다른 예로 앰프(100)는 차량(1)의 CAN 메시지가 전달되는 네트워크 상의 노드(node)가 될 수 있다.
차량(1)은 복수 개의 전자 제어 장치를 포함할 수 있으며, CAN(Controller Area Network)은 이러한 전자 제어 장치(ECU)끼리 제어 데이터를 주고 받는 네트워크의 일 예이다. 따라서 차량(1)에 설치된 앰프(100)도 다른 전자 제어 장치와 통신할 수 있는 통신 모듈(102)을 포함할 수 있다.
앰프(100)는 CAN 이외에도 LIN(Local Interconnect Network) 등과 같은 다양한 통신 네트워크를 이용할 수 있으며, 도 6a의 통신 모듈(102)은 다양한 차량(1)내 네트워크에서 필요한 모듈이면 충분하고, 제한은 없다.
개시된 발명의 일 실시예에 따라 앰프(100)는 다양한 DSP(Digital Signal Processing)를 포함할 수 있다.
DSP는 아날로그 신호 정보를 0과 1로 표시되는 디지털 신호로 변환하여 수학적 연산에 의해 처리할 수 있도록 하는 데이터 처리방법을 의미한다. 앰프(100)에서 DSP 는 데이터를 처리하는 모듈을 의미한다.
예를 들어, 앰프(100)의 DSP는 특정 신호의 필터링(filtering), 증폭, 잡음제거, 신호발생, 신호검출 및 신호의 특징검출 등을 수행할 수 있다.
아날로그 신호는 외부 노이즈, 처리속도, 대역폭 제한 등 아날로그 회로를 이용해 신호처리를 하기에는 여러 가지 문제점이 있다. 이에 DSP는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 처리함으로써, 신호의 왜곡이나 손실을 방지한다.
개시된 일 실시예에 따른 앰프(100)는 SHARC DSP(104) 및 오디오 DSP(105)를 포함할 수 있다.
구체적으로 SHARC DSP(104)는 오디오 사운드를 튜닝(tuning)하거나 코딩(coding) 등을 수행한다. 개시된 일 실시예에 따른 SHARC DSP(104)는 일반적인 앰프(99)에 설치된 DSP와 동일한 기능을 수행한다.
오디오 DSP(105)는 앰프(100)와 연결된 스피커(200)의 출력과 관련된 제어를 수행하는 DSP이다.
일 예로 제어부(106)가 오디오 출력을 조정할 필요가 있는 경우 제어 신호를 오디오 DSP(105)로 전달하고, 오디오 DSP(105)는 신호에 따라 파워 IC(109a)를 제어한다. 결과적으로 오디오 DSP(105)는 스피커(200)가 출력하는 사운드의 크기를 제어할 수 있다.
한편, SHARC DSP(104) 및 오디오 DSP(105)는 1.2V, 3.3V 및 5V 중 적어도 하나의 전압으로도 동작할 수 있다. 앰프(100)에 포함된 DC/DC 컨버터(101)는 제 2 입력 포트(111)로부터 전달되는 12V 전압을 강하시키고, 각 DSP에 알맞은 전원을 공급한다.
앞서 언급한 1.2V, 3.3V 및 5V는 개시된 발명의 일 예에 불과하고, 다양할 수 있다.
제어부(106)는 개시된 앰프(100)의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서(processor)의 일종이다.
구체적으로 제어부(106)는 AVN 장치(51)또는 헤드 유닛이 전달하는 오디오 소스 음량(Max output power)를 모니터링 할 수 있다. 제어부(106)는 소스 음량이 적은 전원으로도 출력될 수 있다면, 오디오DSP(105)를 제어하여 파워 IC(109a)를 조정할 수 있다. 이를 통해서 제어부(106)는 앰프(100)의 출력을 효율적으로 제어할 수 있다. 이와 관련된 자세한 사항은 도 7에서 후술한다.
제어부(106)는 1.2V, 3.3V 및 5V 중 적어도 하나의 전압으로 동작할 수 있다. 즉, 앰프(100)에 포함된 DC/DC 컨버터(101)는 제 2 입력 포트(111)로부터 전달되는 12V 전압을 1.2V, 3.3V 및 5V 중 적어도 하나의 전압으로 강하시키고, 제어부(106)는 강하된 전압으로 동작한다.
한편, 제어부(106)는 데이터를 저장할 수 저장매체와 함께 집적될 수 있으며, 앰프(100)에 내장된 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)에 집적될 수 있다. 다만, 앰프(100)에 내장된 시스템 온 칩이 하나만 존재하는 것은 아니고, 복수 개일 수도 있으므로, 하나의 시스템 온 칩에만 집적되는 것으로 제한되진 않는다.
도 6b는 다른 실시예에 따른 차량용 앰프를 도시한 제어 블록도이다. 도 6a와 중복되는 사항에 관한 설명은 생략한다.
도6b를 참조하면, 개시된 발명의 다른 실시예에 따라 차량(1)은 12V 전압을 공급하는 배터리(70)를 포함할 수 있다.
배터리(70)가 공급하는 12V 전압은 제 2 입력 포트(111)를 통해서 DC/DC 컨버터(101) 및 통신모듈(102)로 전달될 수 있다.
DC/DC 컨버터(101)는 도 6a 와 같이, 12V 전압을 강하시켜 제어부(106), DSP(104, 105)에 전달할 수 있다. 통신모듈(102)도 12V 전압을 이용하여 차량(1)내에 다른 전자 제어 장치(ECU)와 통신을 수행할 수 있다.
한편, 개시된 앰프(100)는 SPDIF(Sony Philips digital interface) 단자(112)를 포함할 수 있다.
여기서 SPDIF는 Sony Philips digital interface의 약어로, 디지털 단자 규격의 일 예이다. 정식 명칭은 IEC958- TYPE이고, EIAJ에 규정되어 있다. 일반적인 기기에서 디지털 단자는 모두 SPDIF에 대응하도록 규정되어 있다.
구체적으로 아날로그 연결 방식은 음성을 제외한 영상만 구현되므로 추가로 SPDIF단자(112)를 이용해 아날로그 음성신호를 디지털 신호로 변환해야 한다 즉, 아날로그 음성 신호를 디지털 신호 변환할 때, 정해진 단자 규격이 바로 SDPIF이다.
차량(1)내 설치된 앰프(100)는 디지털 음성을 출력하기 위한 단자, SPDIF 단자(112)를 포함할 수 있다. 즉, 차량(1)의 AVN 장치(51) 또는 헤드 유닛이 SPDIF 단자(112)를 통해서 앰프(100)로 오디오 음원 소스를 전달하고, 전달된 오디오 소스는 SDPIF 를 통해서 디지털 신호로 변환된다.
한편, SPDIF 단자(112) 및 그에 설치된 모듈도 12V 또는 강하된 5V 전압을 통해서 동작할 수 있다.
SPDIF단자(112)는 오디오 소스를 오디오 DSP(105)에 전달한다. 일반적으로 앰프에서 오디오 DSP(105)는 전달받은 오디오 소스를 스피커(200)를 통해 재생한다.
여기서 제어부(106)는 전달되는 오디오 소스를 모니터링하고, 오디오 DSP(105)를 제어하여 스피커(200) 출력을 조절할 수 있다.
구체적으로 오디오 DSP(105)는 SDPIF 단자(112)에서 전달되는 오디오 소스의 전원 레벨을 제어부(106)로 전달한다. 제어부(106)는 오디오 소스에 기초하여 스피커(200) 출력에 쓰이는 전압량을 확인한다. 만약 확인된 전압이 스피커(200)의 허용 입력보다 크다면, 제어부(106)는 오디오 DSP(105)가 볼륨을 낮추도록 제어한다. 이에 따라 오디오 DSP(105)는 파워 IC(109a)를 조절하여 스피커(200)의 출력을 제어한다. 결국, 제어부(106)가 제어하는 전압은 앰프(100)의 제 1 입력 포트(110)를 통해 전달되는 48V 배터리(80) 전압이다.
한편, 제어부(106)의 동작과 관련한 자세한 사항은 도 7에서 후술한다.
도 6b의 1번 화살표를 참조하면, 제 1 입력 포트(110)를 통해 전달되는 48V 전압은 바로 파워 IC(109a)에 공급된다. 즉, 개시된 앰프(100)는 기존 앰프가 12V 전압을 사용하는 것에 비해 48V 전압을 사용한다. 따라서 개시된 앰프(100)는 기존 앰프(99)보다 높은 출력 효율로 동작하게 된다. 높이게 된다.
6b 의 2 번 화살표를 참조하면, 12V 배터리(70)는 제 2 입력 포트(111)를 통해 전원을 전달한다. 전달된 12V 전압은 통신 모듈(102), DSP(104, 105) 및 제어부(106) 등으로 공급된다. 이를 통해서 앰프(100)의 각 모듈은 전원을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 6b의 3번 화살표를 참조하면, AVN 장치(51) 또는 헤드유닛이 오디오 소스를 오디오 DSP(105)로 전달한다. 구체적으로 제어부(106)는 SPDIF 단자(112)로부터 오디오 전원 레벨을 모니터링하고, 오디오 DSP(105)를 제어하여 제 1 입력 포트(110)로 곧바로 전달되는 48V 전압을 관리할 수 있다.
발명의 효과와 관련된 사항은 도 8에서 자세히 후술한다.
도 7은 일 실시예에 따른 전력 관리 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, AVN 장치(51)가 오디오 소스를 앰프(100)로 전달한다(300).
구체적으로 개시된 차량(1)의 AVN 장치(51) 또는 헤드 유닛은 SPDIF 단자(112)를 통해서 오디오 소스를 전달할 수 있다. 다만, AVN 장치(51) 또는 헤드 유닛은 통신모듈(102)를 통해 오디오 소스를 전달할 수도 있다. 즉, 오디오 소스가 전달하는 단자 혹은 모듈은 반드시 앰프(100)의 SPDIF 단자(112)일 필요 없으며, 제한은 없다.
SPDIF 단자(112)에서 확인된 오디오 소스의 전원 레벨은 제어부(106)로 전달된다(310).
제어부(106)는 전달되는 오디오 소스를 모니터링 한다. 구체적으로 제어부(106)는 오디오 DSP(105)가 전달하는 오디오 소스를 기초로 파워 IC(109a)의 출력에 필요한 전원 레벨을 모니터링 한다.
이에 따라 제어부(106)는 앰프(100)가 동작하는데 필요한 전압량을 확인한다(320).
제어부(106)는 확인된 전압량이 스피커(200) 허용 입력 범위내인지 판단한다(330).
만약 확인된 전압량이 스피커의 허용 입력 전압범위를 초과하지 않는다면, 제어부(106)는 오디오 DSP(105)를 제어하여 볼륨 상태를 유지한다(340).
만약 확인된 전압량이 스피커의 허용 입력 전압범위를 초과한다면, 제어부(106)는 오디오 DSP(105)를 제어하여 볼륨 다운시킨다(350).
즉, 제어부(106)는 스피커(200)의 허용 범위를 기준으로 파워 IC(109a)에 입력되는 48V 전압을 조절한다. 이를 통해서 개시된 앰프(100)는 전력을 효율적으로 관리한다.
도 8은 개시된 일 예에 따른 차량용 앰프의 효과를 설명하기 위한 표이다.
도 8을 참조하면, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 차량용 앰프(100)는 후술하는 기술적 특징이 있다.
구체적으로 개시된 일 예에 따른 앰프(100)는 48V 배터리 전압을 전달받는 제 1 입력 포트(110)과 48V 전압보다 낮은 전압, 예를 들어 12V 전압을 전달받는 제 2입력 포트(111)를 포함한다.
또한, 개시된 앰프(100)는 제 1입력 포트(110)를 통해 전달받는 48V 전압을 전압 승압이나 강하 없이, 바로 파워 IC (109a)로 연결한다.
개시된 앰프(100)의 제어부(106)는 입력되는 오디오 소스의 전원 레벨을 확인하여 스피커(200)의 볼륨을 조절함으로써, 제 1입력 포트(110)를 통해 전달되는 48V 전압 효율을 높이게 된다.
도 4를 참조하면, 기존 차량(1)에 설치된 앰프(99)는 20V 전압을 수용하는 파워 IC 를 포함하고, 차량(1)에는 48V 전압을 강하하기 위한 BUCK Power Supply(90)가 필요하다. 또한, 기존의 앰프 내부에는 BUCK Power Supply(90)에서 강하된 12V 내지 14V 전압을 35V 등으로 승압하기 위한 DC/DC 승압 컨버터(103)가 필요하다.
개시된 일 실시예에 따른 앰프(100)의 첫 번째 기술적 특징을 기존 앰프(99)와 비교하면 전압 강하 위한 BUCK Power Supply(90) 및 DC/DC 승압 컨버터(103)를 제외하여 구성할 수 있으므로, 개시된 앰프(100)는 차량(1)에서 필요한 전체 앰프 시스템의 사이즈를 줄일 수 있고, 원가를 절감할 수 있다.
도 8을 참조하면, 개시된 일 실시예에 따른 앰프(100)는 48V 배터리(80) 전압을 파워 IC(109a)와 직결하는 기술적 특징이 있다.
도 4를 다시 참조하면, 종래 앰프(99)는 20V 전압을 이용한 파워 IC(109)를 포함한다. 따라서 종래 앰프(99)는 출력 증대를 위한 별도의 IC칩을 구성하는 경우가 있다.
도 8을 참조하면, 두 번째 기술적 특징을 종래 앰프(99)와 비교하면, 개시된 일 실시예에 따른 앰프(100)는 출력 증강을 위한 별도의 IC 칩을 구성할 필요가 없고, 48V 전압이 파워 IC (109a)와 직결되므로, 컨버터의 변환 손실을 줄일 수 있다. 구체적으로 컨버터 변환 손실을 최소화하는 경우, 개시된 일 실시예에 따른 앰프(100)는 효율이 약 90% 증가할 수 있다.
48V 전압이 파워 IC (109a)와 직결되면, 전성경도 축소될 수 있다. 즉, 높은 전압에 의한 전류의 감소는 전선경 축소를 유도한다. 예를 들어 48V 전압을 파워 IC (109a)에 직결하면, 23.2A가 필요하던 전류가 9A로 낮아질 수 있으므로, 개시된 일 실시예에 따른 앰프(100)는 효율이 약 38% 증가할 수 있다.
개시된 일 실시예에 따른 앰프(100)의 제어부(106)는 오디오 전원 레벨을 모니터링하고, 오디오 DSP(105)를 제어하여 제 1 입력 포트(110)로 곧바로 전달되는 48V 전압을 관리한다.
즉, 제어부(106)는 앰프(100)에 연결된 스피커(200)의 볼륨을 조절하고, 개시된 앰프(100)는 차량(1)의 앰프 시스템에서 효율적인 전력을 도모할 수 있다.
1: 차량, 10: 본체,
14: 도어, 17: 전면 유리, 18,19: 사이드 미러,
21, 22: 차륜, 30: 대시보드, 31: 계기판,
40: 기어박스, 41: 변속기어,
50: 센터페시아, 51: AVN 장치,
60: 스티어링 휠, 61: 림, 62: 스포크,
70: 12V 배터리, 80: 48V 배터리,
90: BUCK Power Supply, 99: 종래 앰프,
100: 앰프, 101: DC/DC컨버터,
102: 통신모듈, 103: 14V to 20V Boost Converter,
104: SHARC DSP, 105: 오디오 DSP, 106: 제어부,
109, 109a,: 파워 IC, 110, 111: 제1, 제2 입력 포트,
112: SPDIF 단자, 200: 스피커,
PS: 운전석, S: 보조석

Claims (21)

  1. 제 1 전압을 전달받는 제 1입력 포트;
    상기 제1 전압보다 낮은 제 2 전압을 전달받는 제 2 입력 포트;
    스피커와 연결되고, 상기 제 1 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하는 적어도 하나의 파워 IC; 및
    상기 제 2 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하여 파워 IC를 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 앰프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 앰프로 전달되는 상기 오디오 소스를 수신하고, 수신한 상기 오디오 소스에 기초하여 음원 레벨을 결정하는 오디오 DSP;를 더 포함하는 차량용 앰프.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오디오 DSP가 결정한 음원 레벨에 기초하여 상기 파워 IC의 증폭량을 제어하는 차량용 앰프.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 음원 레벨에 기초한 상기 파워 IC의 증폭량이 상기 스피커의 허용 입력을 초과하면, 상기 오디오 DSP를 제어하여 상기 음원 레벨의 볼륨을 다운시키는 차량용 앰프.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 48V의 배터리 전압을 더 포함하는 차량용 앰프.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 입력 포트로 전달받은 상기 제 2 전압을 강하시키는 DC/DC 컨버터;를 더 포함하는 차량용 앰프.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 오디오 DSP 및 상기 제어부는,
    상기 DC/DC 컨버터가 전달하는 전압을 이용하여 동작하는 차량용 앰프.
  8. 전압을 공급하는 배터리;
    상기 배터리가 공급하는 제1전압을 강하시키는 제 1 DC/DC 컨버터;
    상기 배터리가 공급하는 전압을 이용하여 동작하는 앰프; 및
    상기 앰프의 제어에 기초하여 사운드를 출력하는 스피커;를 포함하고,
    상기 앰프는,
    상기 제 1 전압을 전달받는 제 1입력 포트;
    상기 제 1 DC/DC 컨버터가 강하시킨 제 2 전압을 전달받는 제 2 입력 포트;
    상기 스피커와 연결되고, 상기 제 1 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하는 적어도 하나의 파워 IC; 및
    상기 제 2 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하여 파워 IC를 제어하는 제어부;를 포함하는 차량.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 앰프로 전달되는 상기 오디오 소스를 수신하고, 수신한 상기 오디오 소스에 기초하여 음원 레벨을 결정하는 오디오 DSP;를 더 포함하는 차량.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오디오 DSP가 결정한 음원 레벨에 기초하여 상기 파워 IC의 증폭량을 제어하는 차량.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 음원 레벨에 기초한 상기 파워 IC의 증폭량이 상기 스피커의 허용 입력을 초과하면, 상기 오디오 DSP를 제어하여 상기 음원 레벨의 볼륨을 다운시키는 차량.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 48V의 배터리 전압을 더 포함하는 차량.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 앰프는,
    상기 제 2 입력 포트로 전달받은 상기 제 2 전압을 다시 강하시키는 제 2 DC/DC 컨버터;를 더 포함하는 차량.
  14. 제 13에 있어서,
    상기 오디오 DSP 및 상기 제어부는,
    상기 제 2 DC/DC 컨버터가 전달하는 전압을 이용하여 동작하는 차량.
  15. 제 1전압을 공급하는 제 1 배터리;
    상기 제 1 배터리가 공급하는 제 1 전압보다 낮은 전압을 공급하는 제 2 배터리;
    상기 제 1배터리 및 제 2 배터리가 공급하는 전압을 이용하여 동작하는 앰프; 및
    상기 앰프의 제어에 기초하여 사운드를 출력하는 스피커;를 포함하고,
    상기 앰프는,
    상기 제 1 전압을 전달받는 제 1입력 포트;
    상기 제 1전압보다 낮은 제 2 전압을 전달받는 제 2 입력 포트;
    상기 스피커와 연결되고, 상기 제 1 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하는 적어도 하나의 파워 IC; 및
    상기 제 2 입력 포트로부터 전달받은 전압을 이용하여 파워 IC를 제어하는 제어부;를 포함하는 차량.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 앰프로 전달되는 상기 오디오 소스를 수신하고, 수신한 상기 오디오 소스에 기초하여 음원 레벨을 결정하는 오디오 DSP;를 더 포함하는 차량.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오디오 DSP가 결정한 음원 레벨에 기초하여 상기 파워 IC의 증폭량을 제어하는 차량.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 음원 레벨에 기초한 상기 파워 IC의 증폭량이 상기 스피커의 허용 입력을 초과하면, 상기 오디오 DSP를 제어하여 상기 음원 레벨의 볼륨을 다운시키는 차량.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 48V의 배터리 전압을 더 포함하는 차량
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 앰프는,
    상기 제 2 입력 포트로 전달받은 상기 제 2 전압을 다시 강하시키는 DC/DC 컨버터;를 더 포함하는 차량
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 오디오 DSP 및 상기 제어부는,
    상기 DC/DC 컨버터가 전달하는 전압을 이용하여 동작하는 차량.
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