KR20180049457A - 부하 구동전류 제어방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부하 구동전류 제어방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소정의 듀티비를 가진 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 부하에 배터리 체결 시 커패시터로 인하여 발생되는 서지전류에 대비하는 부하 구동전류 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

부하 구동전류 제어방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLING DRIVING CURRENT OF LOAD}
본 발명은 배터리 부하 구동 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기존 경로에 전류를 감소시키는 경로를 추가로 구성하여 부하에 배터리 체결 시 커패시터로 인하여 발생되는 서지전류에 대비하는 배터리 부하 구동 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 모터를 사용하는 기기(부하)는 전기 에너지를 공급받아 충전된 배터리와 체결하고, 기기(부하) 내 모터를 통하여 체결된 배터리의 충전된 전기 에너지에서 기계적 에너지인 동력으로 변환한다.
그러나 모터는 전력반도체의 스위치(릴레이, IGBT, FET 등)에 의해 고주파 전류가 전선에 유기되는데, 이러한 고주파 전류는 배터리에 무리를 주고 전선에 노이즈를 발생시킨다.
이에 대한 해결책으로 부하 내에 커패시터(Capacitor)를 장착하여 고주파의 스위칭 전류가 외부로 방출되는 것을 방지한다.
상기 커패시터는 사용전력에 따라 각기 차이가 있기는 하지만, 통상 구동 시 발생되는 리플(Ripple)전류를 감소시키기 위해 고용량이 사용된다.
하지만, 커패시터를 별도의 회로 없이 배터리에 직접 체결되는 경우, 기기(부하)에 순간적으로 서지(Surge, 돌입)전류가 발생하게 된다는 단점이 있었다.
서지전류는 커패시터의 용량이 클수록 큰 전류값을 가지며 이러한 서지전류가 회로에 흐르는 경우, 큰 전류로 인하여 커패시터의 수명을 감소시키고 주변 소자가 파괴되어 화재가 발생하는 위험이 있다.
이러한 서지전류 발생을 방지하는 종래의 기술은 도1을 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 서지전류 발생방지 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래에는 일반적으로 배터리로부터 부하로 전류를 공급하는 제1 경로 외에 별도로 프리차지(Precharge)저항을 가진 제2 경로를 구성하여, 부하에 배터리 체결 시 제2 경로를 통해 배터리로부터 들어오는 전류를 프리차지 저항에 흐르도록 하여 전류를 감소시켰다.
그러나 이와 같은 방법은 전류량에 따라 저항의 크기가 커지고, 큰 저항은 공간을 많이 차지한다.
또한, 각 부하에 따라 필요한 커패시터 크기도 다르므로 다양한 저항값을 적용시키기 어려운 단점이 있었다.
따라서 안전한 구동으로 인한 제품의 신뢰성을 향상시키고 다양한 부하에 적용하기 위하여 다양한 크기의 전류를 공급하여 기기(부하)에 배터리 체결 시 발생되는 서지전류를 방지할 수 있는 방안이 필요하다.
KR 10-2016-0114408 A
본 발명은 전류를 다양하게 공급하여 다양한 부하에 배터리 체결 시 큰 값의 서지전류가 시스템에 흐르는 것을 저지하고 안전하게 부하가 구동되어 제품의 신뢰성이 향상될 수 있는 부하 구동전류 제어방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어방법은 배터리를 사용하여 부하에 공급되는 구동 전류를 제어하는 방법에 있어서, 상기 부하에 전류가 공급되도록 소정의 초기 듀티비를 가지는 초기 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 부하와 배터리 사이의 전류 흐름을 온/오프 하는 스위치의 스위칭 제어신호로 출력하는 초기 PWM 신호 출력단계, 상기 PWM 신호 출력단계에서 출력된 초기PWM 신호에 따라 전류가 공급되는 부하의 부하전압과 상기 배터리의 배터리전압을 측정하는 전압 측정단계, 상기 전압 측정단계에서 측정된 배터리전압과 부하전압의 차를 연산하는 전압 차 연산단계 및 상기 전압 차 연산단계에서 연산된 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 미만인 경우, 상기 스위치를 온 시키는 스위치 온 단계를 포함하여 구성되고, 상기 전압 차 연산단계에서 연산된 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 이상인 경우, 상기 초기 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 증가시켜 상기 스위치의 온/오프 제어신호로 출력하는 보정 PWM 신호 출력단계를 수행한다.
상기 보정 PWM 신호 출력단계에서 보정 PWM 신호가 출력되면 상기 전압 측정단계를 수행하여 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 미만이 될 때까지 초기 PWM 신호 출력단계를 제외한 상기의 단계를 반복한다.
상기 초기 PWM 신호의 소정의 초기 듀티비는 상기 부하에 포함된 커패시터의 용량의 크기에 의하여 정해진다.
상기 초기 PWM 신호에 의하여 부하에 공급되는 전류는 상기 부하에 포함된 커패시터를 충전한다.
상기 보정 PWM 신호 출력단계에서 증가되는 PWM 신호의 듀티비 또는 주기는 점진적으로 증가된다.
본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어시스템은 배터리를 사용하여 부하에 공급되는 구동 전류를 제어하는 시스템에 있어서, 전류원이 되는 배터리, 상기 배터리와 부하의 전압 차에 따른 소정의 듀티비를 가진 PWM 신호를 출력하는 제어부 및 상기 제어부에서 출력된 PWM 신호의 듀티비를 근거로 하여 상기 배터리에서부터 부하에 흐르는 전류를 온/오프 하는 방전 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 부하는 커패시터를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 배터리 및 부하의 전압을 측정하는 전압 측정부, 전압 측정부에서 측정된 배터리의 배터리전압과 부하의 부하전압의 차를 연산하는 전압 차 연산부, 전압 차 연산부에서 연산된 전압 차가 소정의 기준 값 미만인지 판단하는 전압 차 판단부 및 전압 차 판단부에서 전압차가 소정의 기준 값 이상이라고 판단한 경우, 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 증가시켜 보정 PWM 신호를 출력하는 PWM 신호출력부를 포함하여 구성된다.
상기 PWM 신호출력부는 최초수행 시 소정의 초기 듀티비를 가지는 초기 PWM 신호를 출력한다.
상기 초기 PWM 신호의 소정의 초기 듀티비는 상기 부하에 포함된 커패시터의 용량의 크기에 의하여 정해진다.
상기 초기 PWM 신호에 의하여 부하에 공급되는 전류는 상기 부하에 포함된 커패시터를 충전한다.
상기 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기는 점진적으로 증가된다.
본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어방법 및 시스템은 PWM 신호를 이용하여 방전전류를 제어함에 따라 다양한 부하에 서지전류가 발생하는 것을 방지하여 안전하게 부하를 구동할 수 있다.
도 1은 종래의 서지전류 발생방지 회로도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어 시의 그래프.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어시스템의 개략적인 블록도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어시스템 내 제어부의 블록도.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때. 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
<실시 예 1>
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 부하 구동전류 제어방법은 PWM 신호를 이용하여 부하에 배터리의 전류를 공급하고, 배터리와 부하간의 전압 차를 측정하여 측정된 전압 차를 근거로 PWM 신호의 듀티비 및 주기를 증가시킴에 따라 부하에 공급되는 배터리의 전류를 제어하는 방법이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리를 사용하여 부하에 공급되는 구동 전류를 제어하는 방법은 우선 상기 부하에 전류가 공급되도록 소정의 초기 듀티비를 가지는 부하와 배터리 사이의 전류 흐름을 온/오프 하는 스위치의 스위칭 제어신호로 출력하고(초기 PWM 신호 출력단계: S210), 출력된 초기 PWM 신호에 따라 전류가 공급되는 부하의 부하전압과 상기 배터리의 배터리전압을 측정한다(전압 측정단계: S220).
또한, 측정된 배터리전압과 부하전압의 차를 연산하여(전압 차 연산단계: S230) 연산된 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 미만인 경우(S240), 배터리의 전체전류가 부하로 들어가도록 상기 스위치를 온 시킨다(스위치 온 단계: S250).
만약 연산된 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 이상인 경우(S240), 상기 초기 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 증가시켜 상기 스위치의 온/오프 제어신호로 출력한다(보정 PWM 신호 출력단계: S260).
보정 PWM 신호가 출력되면 상기 전압 측정단계(S220)를 수행하여 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 미만이 될 때까지 초기 PWM 신호 출력단계(S210)를 제외한 상기의 단계를 반복한다.
아래에서 부하 구동전류 제어방법에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.
상기 초기 PWM 신호의 소정의 초기 듀티비는 상기 부하에 포함된 커패시터의 용량의 크기에 의하여 정해지는데, 이는 커패시터의 용량에 비례하여 서지전류의 크기가 정해지기 때문이다.
여기서 서지전류는 커패시터가 설치된 각종 전기전자 장치에 별도의 회로 없이 배터리에 직접 연결하게 될 경우, 부하인 전기전자 장치에 순간적으로 발생하는 전류를 의미하며 일반적으로는 주변 소자에 손상을 줄 정도로 큰 전류 값을 가지고 있다.
또한, 상기 소정의 초기 듀티비는 커패시터의 용량에 따른 듀티비 값을 따로 저장하여 부하와 배터리 체결 시 저장한 값을 불러와 설정한다. 만약 동일한 부하를 사용하는 경우에는 상기 커패시터의 용량에 따른 적정 듀티비 값을 미리 설정한다.
일반적으로 배터리에 연결되는 부하에 따른 초기 듀티비는 일 실시 예로써, 5%로 설정한다.
또한, 상기 초기 PWM 신호에 의하여 부하에 공급되는 전류는 상기 부하에 포함된 커패시터를 우선 충전시켜 서지전류가 발생되는 것을 방지한다.
또한, 이러한 PWM 신호출력에 따른 전류감소는 도 3을 통해 좀 더 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어 시의 그래프이다
도 3을 참조하면, 230A를 가진 배터리가 부하로 전류를 공급하는 경로의 스위치에 적정 듀티비를 가진 PWM 신호를 출력하면 부하로 공급되는 전류는 15A로 감소된다. 이러한 감소된 전류는 부하에 공급되어 부하의 전압을 서서히 증가시킨다.
상기 전압 측정단계(S220)는 상기 초기 PWM 신호 출력단계(S210)에서 초기 PWM 신호가 출력되거나 보정 PWM 신호 출력단계(S260)에서 보정 PWM 신호가 출력되고 난 후 일정시간이 지나면 수행한다.
여기서 일정시간은 너무 빠른 시간으로 설정되면 빠르게 전류의 크기가 증가되어 서지전류가 발생할 수 있기 때문에 너무 빠른 시간으로 설정하지 않으며, 너무 느린 시간으로 설정되면 느리게 전류의 크기가 상승되어 부하가 구동되는 시간이 늦어지므로 각 배터리와 부하 내 커패시터의 용량에 따른 적정시간으로 기 설정될 수 있도록 한다.
또한, 상기 전압 차 연산단계(S230)는 전압 측정단계(S220)에서 측정된 전압을 이용하여 전압 차를 연산하는데, 이는 전압 차에 따라 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 증가시켜 부하에 공급되는 전류가 증가되도록 제어할지, 아님 배터리의 전체전류가 부하에 공급되도록 스위치를 온 시킬지 판단하기 위한 판단 값을 연산하는 것이다.
여기서 전압 차 연산방법은 배터리전압에서 부하전압을 빼는 방식을 이용한다.
또한, 전압 차는 소정의 기준 값과 비교되는데, 여기서 소정의 기준 값은 일 실시 예로써, 5V로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.
따라서 배터리전압에서 부하전압을 뺀 값이 소정의 기준 값 미만이 경우, 배터리와 부하의 전압 차가 크지 않으므로 PWM 신호출력을 중지하고 스위치를 온 시켜 부하에 배터리의 전체전류가 흐를 수 있도록 한다.
이러한 방법은 PWM 신호를 출력하고 출력한 PWM 신호를 수신한 스위치에 해당 듀티비를 설정하는 복잡한 알고리즘을 스위치를 온 시켜 간단하게 전환할 수 있는 장점이 있다.
그러나 이와 같은 방법은 스위치의 듀티비를 설정하는 PWM 제어부의 구성이 부하에 배터리 체결 시를 제외하고는 불필요하므로 이를 활용하기 위하여 다른 방법으로 부하에 배터리의 전체전류를 공급할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 배터리전압에서 부하전압을 뺀 값이 소정의 기준 값 미만이 경우, PWM 신호의 듀티비를 100%로 설정하여 출력하는 방법을 수행할 수 있다.
이와 같은 방법을 이용하면, 듀티비는 온 되어 있는 시간에서 전체주기를 나누어 구한 백분율로 값이 높아질수록 스위치가 온 되어 있는 시간이 길어져 100%인 경우, 항상 스위치가 온 되어 있는 것과 같다.
따라서 방전의 기능에 따라 PWM 신호를 출력하여 전류를 제한시킴에 따라 배터리의 사용시간을 증가시킬 수 있다.
만약 배터리전압에서 부하전압을 뺀 값이 소정의 기준 값 이상인 경우에는 부하에 제한된 전류가 더 필요하기 때문에 전류를 약간 더 높여서 부하에 공급한다.
여기서 전류를 높이기 위해서는 PWM 신호의 듀티비를 증가시키거나 주기를 증가시켜야 되는데, 듀티비는 일 실시 예로써, 1%씩 증가되고, 주기는 일 실시 예로써, 1ms씩 증가되는 것으로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.
이와 같은 듀티비 또는 주기의 증가는 점진적으로 이루어지는데, 예를 들어, 만약 듀티비가 5%로 시작한다면, 배터리와 부하 간의 전압 차가 소정의 기준 값이 되지 않는 경우, 5%에서 6%로 증가시키고, 또 배터리와 부하 간의 전압 차가 소정의 기준 값이 되지 않는 경우에는 6%에서 7%로 증가시키는 방법으로 1%씩 단계적으로 증가시킨다.
주기도 마찬가지로, 만약 주기가 10ms로 시작한다면, 배터리와 부하 간의 전압 차가 소정의 기준 값이 되지 않는 경우, 10ms에서 11ms로 증가시키고, 또 배터리와 부하 간의 전압 차가 소정의 기준 값이 되지 않는 경우에는 11ms에서 12ms로 증가시키는 방법으로 1ms씩 단계적으로 증가시킨다.
이러한 증가는 일 실시 예로써 95%까지 증가시킨다. 이는 만약 충분히 전류가 공급되지 않아 배터리와 부하 간에 서지전류가 발생할 만큼 큰 전압 차를 가지는 경우, 전체전류가 공급되지 않도록 전류 값을 제한한다.
또한, 알고리즘 상 배터리와 부하 간의 전압 차가 소정의 기준 값이 되지 않는 경우에는 PWM 듀티비 또는 주기를 증가시켜야 되므로 PWM 듀티비 95%이상부터는 증가시킬 수 있는 최소단위의 PWM 듀티비 또는 주기를 증가시킨다.
<실시 예 2>
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어시스템에 대하여 설명한다.
본 발명의 부하 구동전류 제어시스템은 부하에 배터리 체결 시 PWM 신호를 통해 부하에 공급되는 전류를 감소시킴에 따라 부하 내 커패시터를 충전하고 안전하게 부하가 구동될 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어시스템의 개략적인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 부하 구동 시스템(100)은 전류원이 되는 배터리(110), 상기 배터리와 부하의 전압 차에 따른 소정의 듀티비를 가진 PWM 신호를 출력하는 제어부(130), 상기 제어부(130)에서 출력된 PWM 신호의 듀티비를 근거로 하여 상기 배터리(110)에서부터 부하에 흐르는 전류를 온/오프 하는 방전 스위칭부(120) 및 상기 배터리(110)의 전류로 구동되는 부하(140)를 포함하여 구성된다. 여기서 배터리(110)는 다수의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩으로써 외부의 전원을 이용하여 충전될 수 있다. 또한, 부하(140)는 커패시터(Capacitor)를 포함하여 구성된다.
더욱 상세하게, 방전 스위칭부(120)는 전류의 온/오프를 제어하는 방전 스위치(미도시)와 방전 스위치(미도시)의 듀티비를 제어하는 듀티비 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다. 듀티비 제어부(미도시)는 상기 제어부(120)에서 출력된 PWM 신호를 받으면, PWM 신호 내에 있는 듀티비에 맞춰 방전 스위치(미도시)의 듀티비를 설정한다.
여기서 상기 방전 스위치(미도시)는 릴레이, IGBT또는 FET 소자로 구성될 수 있다.
이러한 방전 스위칭부(120)를 제어하는 제어부(130)는 도 5를 들어 아래에서 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부하 구동전류 제어시스템 내 제어부의 블록도이다.
도 5를 참조하면, BMS(미도시)에 포함되는 제어부(130)는 부하에 배터리 체결 시 상기 배터리(110) 및 부하(140)의 전압을 측정하는 전압 측정부(131), 전압 측정부(131)에서 측정된 배터리의 배터리전압과 부하의 부하전압의 차를 연산하는 전압 차 연산부(132), 전압 차 연산부(132)에서 연산된 전압 차가 소정의 기준 값 미만인지 판단하는 전압 차 판단부(133) 및 전압 차 판단부(133)에서 전압 차가 소정의 기준 값 이상이라고 판단한 경우, 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 증가시켜 보정 PWM 신호를 출력하는 PWM 신호출력부(134)를 포함하여 구성된다.
여기서 전압 차 연산부(132)의 연산방법은 배터리(110)의 전압에서 부하(140)의 전압을 빼는 방식을 이용한다.
또한, PWM 신호출력부(134)는 부하(140)에 배터리(110)가 체결 되어 최초로 부하 구동전류 제어가 수행될 때 소정의 초기 듀티비를 가지는 초기 PWM 신호를 출력한다.
또한, 상기 초기 PWM 신호의 소정의 초기 듀티비는 상기 부하(140)에 포함된 커패시터의 용량의 크기에 의하여 정해지는데, 이는 커패시터의 용량에 비례하여 서지전류의 크기가 정해지기 때문이다.
여기서 서지전류는 커패시터가 설치된 각종 전기전자 장치에 별도의 회로 없이 배터리(110)에 직접 연결하게 될 경우, 부하(140)인 전기전자 장치에 순간적으로 발생하는 전류를 의미하며 일반적으로는 주변 소자에 손상을 줄 정도로 큰 전류 값을 가지고 있다.
또한, 상기 초기 PWM 듀티비는 커패시터의 용량에 따른 듀티비 값을 따로 저장하여 부하(140)와 배터리(110) 체결 시 저장한 값을 불러와 설정한다. 만약 동일한 부하(140)를 사용하는 경우에는 상기 커패시터의 용량에 따른 적정 듀티비 값을 미리 설정한다.
여기서 일반적인 배터리(110)에 연결되는 부하(140)에 따른 초기 PWM 듀티비는 일 실시 예로써, 5%로 설정한다.
또한, 상기 초기 PWM 듀티비 신호에 의하여 부하(140)에 공급되는 전류는 상기 부하에 포함된 커패시터를 충전함에 따라 서지전류가 발생되는 것을 방지한다.
부하 구동전류 제어시스템(100)은 부하(140)에 배터리(110) 체결 시 서지전류의 발생이 방지되도록 PWM 신호 출력부(134)를 통해 소정의 초기 듀티비를 가지는 초기 PWM 신호를 출력시킨다.
출력된 초기 PWM 듀티비 신호는 상기 방전 스위칭부(120)에 수신되어 수신된 PWM 신호의 듀티비에 따라 스위치의 듀티비를 설정한다.
초기 PWM 신호의 듀티비에 따라 제공되는 전류는 상기 부하(140)에 공급되고 일정시간 후, 상기 전압 측정부(131)를 통해 배터리(110) 및 부하(140)의 전압을 측정한다.
또한, 전압 차 연산부(132)는 측정된 전압을 이용하여 배터리(110)와 부하(140) 간의 전압 차를 연산한다.
연산된 전압 차는 전압 차 판단부(133)를 통해 소정의 기준 값과 비교되어, 배터리(110)와 부하(140) 간의 전압 차가 소정의 기준 값 미만인 경우, 상기 제어부(130)는 PWM 신호 출력부(134)의 PWM 신호의 출력을 중지시키고, 상기 듀티비 제어부(미도시)의 방전 스위치에 듀티비를 설정하는 듀티비 제어를 중지시킨다. 또한, 방전 스위칭부(120)의 방전 스위치(미도시)를 온 시킨다.
만약 배터리(110)와 부하(140) 간의 전압 차가 소정의 기준 값 이상인 경우, 상기 PWM 신호 출력부(134)는 초기 PWM 신호의 소정의 초기 듀티비보다 한 단계 증가시킨 듀티비의 보정 PWM 듀티비 신호를 출력한다.
여기서 일정시간은 제어부(130) 내에 포함된 타이머를 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 소정의 초기 듀티비는 메모리(미도시)에 기 저장되어 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.
100: 부하 구동전류 제어시스템
110: 배터리
120: 방전 스위칭부
130: 제어부
131: 전압 측정부
132: 전압 차 연산부
133: 전압 차 판단부
134: PWM 신호 출력부
140: 부하

Claims (12)

  1. 배터리를 사용하여 부하에 공급되는 구동 전류를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 부하에 전류가 공급되도록 소정의 초기 듀티비를 가지는 초기 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 부하와 배터리 사이의 전류 흐름을 온/오프 하는 스위치의 스위칭 제어신호로 출력하는 초기 PWM 신호 출력단계;
    상기 PWM 신호 출력단계에서 출력된 초기PWM 신호에 따라 전류가 공급되는 부하의 부하전압과 상기 배터리의 배터리전압을 측정하는 전압 측정단계;
    상기 전압 측정단계에서 측정된 배터리전압과 부하전압의 차를 연산하는 전압 차 연산단계; 및
    상기 전압 차 연산단계에서 연산된 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 미만인 경우, 상기 스위치를 온 시키는 스위치 온 단계; 를 포함하여 구성되고,
    상기 전압 차 연산단계에서 연산된 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 이상인 경우, 상기 초기 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 증가시켜 상기 스위치의 온/오프 제어신호로 출력하는 보정 PWM 신호 출력단계;
    를 수행하는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정 PWM 신호 출력단계에서 보정 PWM 신호가 출력되면 상기 전압 측정단계를 수행하여 배터리전압과 부하전압의 차가 소정의 기준 값 미만이 될 때까지 초기 PWM 신호 출력단계를 제외한 상기의 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 초기 PWM 신호의 소정의 초기 듀티비는 상기 부하에 포함된 커패시터의 용량의 크기에 의하여 정해지는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 초기 PWM 신호에 의하여 부하에 공급되는 전류는 상기 부하에 포함된 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정 PWM 신호 출력단계에서 증가되는 PWM 신호의 듀티비 또는 주기는 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어방법.
  6. 배터리를 사용하여 부하에 공급되는 구동 전류를 제어하는 시스템에 있어서,
    전류원이 되는 배터리;
    상기 배터리와 부하의 전압 차에 따른 소정의 듀티비를 가진 PWM 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 출력된 PWM 신호의 듀티비를 근거로 하여 상기 배터리에서부터 부하에 흐르는 전류를 온/오프 하는 방전 스위칭부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 부하는 커패시터를 포함하는 부하 구동전류 제어시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 및 부하의 전압을 측정하는 전압 측정부;
    상기 전압 측정부에서 측정된 배터리의 배터리전압과 부하의 부하전압의 차를 연산하는 전압 차 연산부;
    상기 전압 차 연산부에서 연산된 전압 차가 소정의 기준 값 미만인지 판단하는 전압 차 판단부; 및
    상기 전압 차 판단부에서 전압 차가 소정의 기준 값 이상이라고 판단한 경우, 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 증가시켜 보정 PWM 신호를 출력하는 PWM 신호출력부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 PWM 신호출력부는 최초수행 시 소정의 초기 듀티비를 가지는 초기 PWM 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 초기 PWM 신호의 소정의 초기 듀티비는 상기 부하에 포함된 커패시터의 용량의 크기에 의하여 정해지는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 초기 PWM 신호에 의하여 부하에 공급되는 전류는 상기 부하에 포함된 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어시스템.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기는 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 부하 구동전류 제어시스템.
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