KR20200072183A - Reduction of switching noise of converter apparatus including a plurality of converter modules operating in parallel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 컨버터장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 병렬로 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치의 스위칭노이즈 저감에 관한 것이다.The present invention relates to a converter device. Specifically, the present invention relates to reducing switching noise of a converter device including a plurality of converter modules operating in parallel.
병렬로 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치가 많이 사용되고 있다. 복수의 컨버터모듈이 병렬로 동작하는 컨버터장치는 효율 증가, 리던던시(redundancy)의 증가 및 모듈 구성에 의한 확장 용이성 등의 다양한 장점이 있다. A converter device including a plurality of converter modules operating in parallel has been widely used. A converter device in which a plurality of converter modules operate in parallel has various advantages such as increased efficiency, increased redundancy, and ease of expansion due to module configuration.
컨버터모듈은 그 내부에 포함된 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 스위칭노이즈가 발생하는데, 스위칭노이즈의 크기는 기생성분에 의해 영향을 받으므로 동일하게 설계되고 동일한 전력을 처리하는 컨버터모듈이라고 하더라도 스위칭노이즈의 크기는 서로 다를 수 있다.The converter module generates switching noise by the on/off operation of the switching element included therein, but the size of the switching noise is affected by parasitic components, so even if it is a converter module that is designed identically and processes the same power The noise level may be different.
스위칭노이즈 관점에서, 복수의 컨버터모듈이 병렬로 동작하는 컨버터장치의 설계 시에 주의할 점이 있다. 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치는 일반적으로 부하가 요구하는 전체 전력을 복수의 컨버터모듈이 균일하게 분담하도록 동작한다. 이 경우, 각 컨버터모듈은 동일 전력(예, 동일 전류)을 처리하지만 각 컨버터모듈의 기생성분의 차이로 인해 스위칭노이즈의 크기는 서로 다를 수 있다.From the viewpoint of switching noise, there is a point to be careful when designing a converter device in which a plurality of converter modules operate in parallel. A converter device including a plurality of converter modules generally operates such that the plurality of converter modules uniformly share the total power required by the load. In this case, each converter module processes the same power (eg, the same current), but the size of the switching noise may be different due to differences in parasitic components of each converter module.
스위칭노이즈가 커지면 EMI(Electro-Magnetic Interference) 규격을 만족하기 어렵게 된다. 또한 스위칭노이즈에 의해 컨버터모듈 내부의 소자에 인가되는 전압 스트레스가 커질 경우, 소자가 파괴되는 문제가 생길 수 있다. 복수의 컨버터모듈에서 각기 서로 다른 크기의 스위칭노이즈가 발생할 때, 그 중 가장 큰 스위칭노이즈가 EMI 또는 전압 스트레스의 특성에 주로 영향을 미치므로 각 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 균일화하여 스위칭노이즈의 최대치를 줄이는 것이 바람직하다.When the switching noise is increased, it becomes difficult to meet the Electro-Magnetic Interference (EMI) standard. In addition, when the voltage stress applied to the element inside the converter module increases due to the switching noise, a problem that the element is destroyed may occur. When switching noises of different sizes occur in a plurality of converter modules, the largest switching noise mainly affects the characteristics of EMI or voltage stress, so the size of the switching noise generated in each converter module is equalized to reduce the switching noise. It is desirable to reduce the maximum value of.
본 발명은 병렬로 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치에서 스위칭노이즈 저감(각 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 균일화하여 스위칭노이즈의 최대치를 줄임)을 그 목적으로 한다.The object of the present invention is to reduce switching noise in a converter device including a plurality of converter modules operating in parallel (evenly reduce the maximum value of switching noise by equalizing the size of the switching noise generated in each converter module).
본 발명의 일 측면은, 서로 병렬로 연결되어 동작하는 복수의 컨버터모듈; 상기 복수의 컨버터모듈의 동작을 제어하는 제어기;를 포함하고, 상기 복수의 컨버터모듈의 각각은 그 내부에 포함된 스위칭소자의 온/오프 동작을 통해 처리하는 전력의 양을 조절하고, 상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 상기 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 발생하는 스위칭노이즈의 차이를 줄이도록 상기 컨버터모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치이다.One aspect of the present invention, a plurality of converter modules operating in parallel with each other to operate; Includes; a controller for controlling the operation of the plurality of converter modules, each of the plurality of converter modules controls the amount of power to be processed through the on/off operation of the switching element included therein, the controller It is a converter device characterized by controlling the converter module to reduce the difference in switching noise caused by the on/off operation of the switching element in each of the plurality of converter modules.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 상기 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. In the converter device, the controller may adjust the amount of power processed by each converter module according to the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 스위칭노이즈의 크기는 상기 스위칭노이즈의 피크전압을 일 요소로 할 수 있다. In the converter device, the magnitude of the switching noise may be a peak voltage of the switching noise.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 내부에서 상기 스위칭소자의 온/오프에 의해 전압이 급격하게 변하는 노드(스위칭노드)의 전압을 검출하고 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. In the converter device, the controller detects a voltage of a node (switching node) whose voltage changes rapidly by on/off of the switching element in each of the plurality of converter modules and detects the voltage of each of the plurality of converter modules. For the size information of the switching noise can be generated.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 스위칭소자가 P 타입인 경우 상기 스위칭소자의 소스단자 또는 에미터단자에 연결된 노드가 상기 스위칭노드로 사용되고, 상기 스위칭소자가 N 타입인 경우 상기 스위칭소자의 드레인단자 또는 컬렉터단자에 연결된 노드가 상기 스위칭노드로 사용될 수 있다. In the converter device, when the switching element is a P type, a node connected to a source terminal or an emitter terminal of the switching element is used as the switching node, and when the switching element is an N type, a drain terminal or collector of the switching element A node connected to the terminal can be used as the switching node.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 제어기는 피크검출회로를 사용하여 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 검출하며, 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. In the converter device, the controller reduces a high frequency component exceeding a switching frequency included in the switching noise for each of the plurality of converter modules by using a peak detection circuit, detects the peak contour of the switching noise, and switches the Size information of the switching noise may be generated using a peak contour line of noise.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 피크검출회로는 다이오드, 커패시터 및 저항을 포함하고, 상기 커패시터 및 상기 저항의 시정수를 이용하여 상기 스위칭노이즈의 고주파성분을 줄일 수 있다. In the converter device, the peak detection circuit includes a diode, a capacitor, and a resistor, and a high frequency component of the switching noise can be reduced by using a time constant of the capacitor and the resistor.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수분석을 수행하여 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출하고, 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. In the converter device, the controller performs frequency analysis on the peak contour of the switching noise for each of the plurality of converter modules to extract the switching frequency component of the switching noise, and extracts the switching frequency component of the switching noise. Size information of the switching noise can be generated by using the method.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 스위칭노이즈의 주파수분석을 수행하기 전에 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에서 상기 컨버터모듈의 출력전압을 감산하고 상기 주파수분석을 수행할 수 있다. In the converter device, the controller may subtract the output voltage of the converter module from the peak contour of the switching noise and perform the frequency analysis before performing the frequency analysis of the switching noise.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 이용하여 분산을 계산하고, 상기 계산된 분산이 최소가 되도록 상기 복수의 컨버터모듈의 각각이 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. In the converter device, the controller calculates variance by using the size information of the switching noise of each of the plurality of converter modules, and the power processed by each of the plurality of converter modules to minimize the calculated variance. You can adjust the amount.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 제어기가 상기 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 것은, 상기 각 컨버터모듈의 전류제어를 위한 전류기준값을 변경하여 상기 각 컨버터모듈이 처리하는 전류의 크기를 조절할 수 있다.In the converter device, the controller controls the amount of power processed by each converter module according to the size of the switching noise, and each converter module is processed by changing a current reference value for current control of each converter module The amount of current to be controlled can be adjusted.
상기 컨버터장치에 있어서, 상기 전류기준값은 상기 각 컨버터모듈 내부에 포함된 인덕터의 전류에 대응될 수 있다. In the converter device, the current reference value may correspond to the current of the inductor included in each converter module.
본 발명의 일 측면은, 서로 병렬로 연결되어 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치를 제어하는 제어기에 있어서, 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈를 검출하는 스위칭노이즈검출부; 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 분석하는 스위칭노이즈분석부; 및 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 상기 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 컨버터모듈제어부;를 포함하는 컨버터장치의 제어기이다.In one aspect of the present invention, a controller for controlling a converter device including a plurality of converter modules operating in parallel with each other, the controller comprising: a switching noise detection unit for detecting switching noise occurring in each of the plurality of converter modules; A switching noise analysis unit analyzing the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules; And a converter module control unit that controls the amount of power processed by each converter module according to the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules.
상기 제어기에 있어서, 상기 스위칭노이즈검출부는 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 내부에 포함된 스위칭소자의 온/오프에 의해 전압이 급격하게 변하는 노드(스위칭노드)의 전압을 검출할 수 있다. In the controller, the switching noise detection unit may detect a voltage of a node (switching node) whose voltage is rapidly changed by on/off of a switching element included in each of the plurality of converter modules.
상기 제어기에 있어서, 상기 스위칭노이즈분석부는 피크검출회로를 사용하여 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 검출하며, 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. In the controller, the switching noise analysis unit uses a peak detection circuit to reduce high-frequency components exceeding the switching frequency included in the switching noise for each of the plurality of converter modules and detect the peak contour of the switching noise, Size information of the switching noise may be generated using the peak contour of the switching noise.
상기 제어기에 있어서, 상기 피크검출회로는 다이오드, 커패시터 및 저항을 포함하고, 상기 커패시터 및 상기 저항의 시정수를 이용하여 상기 스위칭노이즈의 고주파성분을 줄일 수 있다. In the controller, the peak detection circuit includes a diode, a capacitor, and a resistor, and a high frequency component of the switching noise can be reduced by using a time constant of the capacitor and the resistor.
상기 제어기에 있어서, 상기 스위칭노이즈분석부는 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수분석을 수행하여 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출하고, 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. In the controller, the switching noise analysis unit performs frequency analysis on the peak contour of the switching noise for each of the plurality of converter modules to extract the switching frequency component of the switching noise, and the switching frequency component of the switching noise Size information of the switching noise may be generated using.
상기 제어기에 있어서, 상기 컨버터모듈제어부는, 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 이용하여 분산을 계산하고, 상기 계산된 분산이 최소가 되도록 상기 복수의 컨버터모듈의 각각이 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. In the controller, the converter module control unit calculates variance using size information of the switching noise of each of the plurality of converter modules, and processes each of the plurality of converter modules so that the calculated variance is minimized. The amount of power can be adjusted.
본 발명의 일 측면은, 서로 병렬로 연결되어 동작하는 복수의 컨버터모듈 및 상기 복수의 컨버터모듈의 동작을 제어하는 제어기를 포함하는 컨버터장치의 동작방법에 있어서, 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈를 검출하는 스위칭노이즈검출단계; 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 분석하는 스위칭노이즈분석단계; 및 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 컨버터모듈제어단계;를 포함하는 컨버터장치의 동작방법이다.In one aspect of the present invention, in a method of operating a converter device including a plurality of converter modules connected in parallel to each other and a controller for controlling the operation of the plurality of converter modules, each of the plurality of converter modules is generated. A switching noise detection step of detecting a switching noise; A switching noise analysis step of analyzing the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules; And a converter module control step of controlling the amount of power processed by each converter module according to the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules.
상기 동작방법에 있어서, 상기 상기 스위칭노이즈분석단계는, 피크검출회로를 사용하여 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 추출하며, 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. In the operation method, the switching noise analysis step reduces a high-frequency component exceeding a switching frequency included in the switching noise for each of the plurality of converter modules using a peak detection circuit and reduces the peak contour of the switching noise. Extracting, and generating the size information of the switching noise using the peak contour of the switching noise.
상기 동작방법에 있어서, 상기 스위칭노이즈의 크기 정보는, 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수분석을 수행하여 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출하고, 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 이용하여 생성될 수 있다. In the operation method, the size information of the switching noise is performed by frequency analysis on a peak contour line of the switching noise for each of the plurality of converter modules to extract the switching frequency component of the switching noise, and the switching noise It can be generated using the switching frequency component of.
본 발명에 의하면, 병렬로 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치에서 스위칭노이즈를 저감할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 의하면, 각 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 균일화하여 스위칭노이즈의 최대치를 줄임으로써 스위칭노이즈에 의한 문제를 완화할 수 있다. According to the present invention, switching noise can be reduced in a converter device including a plurality of converter modules operating in parallel. Specifically, according to the present invention, it is possible to alleviate problems caused by switching noise by uniformizing the size of the switching noise generated in each converter module and reducing the maximum value of the switching noise.
도 1은 병렬로 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 일반적인 컨버터장치의 예시이다.
도 2는 컨버터모듈 내부에 사용되는 전력회로의 예시로서 기생 성분들을 함께 도시하고 있다.
도 3은 하나의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈를 예시한다.
도 4는 두 개의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈를 예시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 두 개의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈가 균일화된 상태를 예시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터장치를 예시한다.
도 7은 컨버터모듈 내부의 전력회로를 예시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기를 예시한다.
도 9와 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭노이즈분석부를 예시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 피크검출회로를 예시한다.
도 12는 피크검출회로에서 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 추출하는 동작을 예시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터모듈 내부를 예시하는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터장치의 동작방법을 예시한다.
도 15는 도 14의 스위칭노이즈분석단계를 구체적으로 예시한다.1 is an example of a typical converter device including a plurality of converter modules operating in parallel.
2 shows parasitic components together as an example of a power circuit used inside a converter module.
3 illustrates switching noise occurring in one converter module.
4 illustrates switching noise occurring in two converter modules.
5 illustrates a state in which switching noises generated in two converter modules are uniform according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a converter device according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a power circuit inside the converter module.
8 illustrates a controller according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 illustrate a switching noise analysis unit according to an embodiment of the present invention.
11 illustrates a peak detection circuit according to an embodiment of the present invention.
12 illustrates an operation of extracting a peak contour line of switching noise from a peak detection circuit.
13 is a block diagram illustrating the interior of a converter module according to an embodiment of the present invention.
14 illustrates an operation method of a converter device according to an embodiment of the present invention.
15 specifically illustrates the switching noise analysis step of FIG. 14.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It will be understood that elements may be "connected", "coupled" or "connected".
도 1은 병렬로 동작하는 복수의 컨버터모듈(20_1 ~ 20_n)을 포함하는 일반적인 컨버터장치(10)의 예시이다. 1 is an example of a
도 1을 참조하면, 컨버터장치(10)에 포함된 복수의 컨버터모듈(20_1 ~ 20_n)은 서로 병렬로 연결되어 동작할 수 있다. 복수의 컨버터모듈(20_1 ~ 20_n)이 서로 병렬로 연결된다는 것은, 예시적으로, 복수의 컨버터모듈(20_1 ~ 20_n)이 서로 입력전압(Vi)을 공유하거나 및/또는 출력전압(Vo)을 공유하는 것을 의미할 수 있다. 병렬로 연결된 복수의 컨버터모듈(20_1 ~ 20_n)은 컨버터장치(10)가 처리하는 전체 전력(또는 전류)을 분담하여 처리할 수 있다. 일반적으로, 병렬로 연결된 복수의 컨버터모듈(20_1 ~ 20_n)은 컨버터장치(10)가 처리하는 전체 전력을 균등하게 분담할 수 있다.Referring to FIG. 1, a plurality of converter modules 20_1 to 20_n included in the
도 2는 도 1의 컨버터모듈(20_1 ~ 20_n) 내부에 사용될 수 있는 전력회로(21)의 예시로서 기생 성분(parasitic component)들을 함께 도시하고 있다.FIG. 2 shows parasitic components together as an example of a
도 2를 참조하면, 전력회로(21)에는 인덕터(L), 스위칭소자(M, 병렬로 연결된 다이오드 DM 포함), 다이오드(D) 및 출력커패시터(Co)를 포함하는 부스트(Boost) 회로가 사용되는 것으로 예시되어 있다. 그 외 두 개의 기생인덕터(L1_p, L2_p), 두 개의 기생커패시터(C1_p, C2_p), 두 개의 기생저항(R1_p, R2_p)는 모두 기생성분을 예시하고 있다. 기생성분은 설계 시에 의도한 성분은 아니지만 소자 내부, 기판 또는 배선 등에 존재할 수 있고, 도 2에 예시된 기생성분 외에도 다양한 기생성분이 존재할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
전력회로(21)는 스위칭소자(M)의 온/오프 스위칭 동작에 의해 인덕터(L)의 에너지를 충방전(즉, 인덕터 전류를 증감)하면서 출력전압(Vo) 또는 출력전류(도면 미도시)를 조절할 수 있다. 예시적으로, 스위칭소자(M)의 온 구간이 오프 구간에 비해 상대적으로 커질수록 출력전압(Vo)이 높아질 수 있다. 스위칭소자(M)의 온/오프 스위칭에 의해 전력을 변환하는 방식의 전력회로(21)를 스위칭 컨버터(switching converter)라 언급하기도 한다.The
전력회로(21) 내부의 스위칭소자(M)가 온/오프 동작을 수행할 때, 스위칭노이즈가 발생할 수 있다. 예시적으로, 스위칭노이즈는 스위칭소자(M)가 온/오프 상태를 전환할 때 발생할 수 있고, 특히 스위칭소자(M)가 온상태에서 오프상태로 전환할 때 가장 크게 발생할 수 있다. When the switching element M inside the
스위칭노이즈가 발생하는 상황을 예시적으로 설명한다. 도 2에서 스위칭소자(M)가 온상태일 때, 스위칭소자(M)를 통해 흐르는 전류는 스위칭소자(M)에 직렬로 연결된 기생인덕터(L1_p)에도 동일하게 흐른다. 스위칭소자(M)가 온상태에서 오프상태로 전환하면, 기생인덕터(L1_p)의 전류는 더이상 스위칭소자(M)를 통해 흐를 수 없으므로 기생커패시터(C1_p)를 통해 흐르게 된다. 이렇게 유발된 기생인덕터(L1_p)와 기생커패시터(C1_p)의 공진은 다른 기생성분들(L2_p, R1_p, C2_p, R2_p)의 영향을 받으며 소정 기간 지속된다. 스위칭소자(M)의 오프 전환시에 기생인덕터(L1_p)에 저장된 에너지가 기생저항들(R1_p, R2_p)에 의해 모두 소진될 때까지 기생성분들에 의한 공진(스위칭노이즈)은 지속될 수 있다. 지금까지 설명한 스위칭노이즈의 발생 현상은 일 예시이고 단순화된 설명에 불과하다는 것이 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에서 언급하는 스위칭노이즈는 전술한 바와 같은 방식으로 발생하는 것으로만 한정되는 것은 아니다.A situation in which switching noise occurs is exemplarily described. In FIG. 2, when the switching element M is on, the current flowing through the switching element M also flows in the same manner to the parasitic inductor L1_p connected in series to the switching element M. When the switching element M is switched from the on state to the off state, the current of the parasitic inductor L1_p can no longer flow through the switching element M, and thus flows through the parasitic capacitor C1_p. The resonance of the parasitic inductor L1_p and the parasitic capacitor C1_p induced in this way is influenced by other parasitic components L2_p, R1_p, C2_p, R2_p and lasts for a predetermined period. When the switching element M is switched off, resonance (switching noise) due to the parasitic components may continue until the energy stored in the parasitic inductor L1_p is exhausted by the parasitic resistors R1_p and R2_p. It should be understood that the occurrence of the switching noise described so far is only an example and is a simplified description. The switching noise referred to in this specification is not limited only to occur in the same manner as described above.
도 3은 도 2의 전력회로(21)에서 발생하는 스위칭노이즈를 예시한다.3 illustrates switching noise generated in the
이하 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에서 파형(301)은 스위칭노드전압(Vsn)을 예시한다. 스위칭노드전압(Vsn)은, 예시적으로, 스위칭소자(M)의 스위칭동작에 의해 전압이 급격하게 변하는 노드의 전압일 수 있다. 예시적으로, 도 2에서 SN으로 표시된 노드의 전압일 수 있다.Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The
스위칭소자(M)가 온(ON) 상태에서 오프(OFF) 상태로 전환되면, 스위칭노드전압(Vsn)은 스위칭노이즈(302)를 동반한 급격한 상승 후에 어느 정도 시간이 경과하면(정상상태가 되면) 소정의 전압(Vo)으로 수렴될 수 있다. 즉, 스위칭노이즈(302)에 의해 스위칭노드(SN)에는 설계 시에 예상한 전압(Vo)보다 훨씬 큰 전압(Vp)이 걸릴 수 있다. 스위칭노이즈(302)는 EMI의 원인이 되기도 하지만, 스위칭노이즈(302)에 의한 큰 전압스트레스(Vp)는 소자 파괴의 원인이 되기도 한다. When the switching element M is switched from the ON state to the OFF state, the switching node voltage Vsn is elapsed some time after a sudden rise accompanied by the switching noise 302 (when the normal state is reached) ) It can be converged to a predetermined voltage (Vo). That is, by the switching
도 4는 두 개의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈를 예시한다.4 illustrates switching noise occurring in two converter modules.
도 4에서 첫 번째 파형은 제1컨버터모듈의 인덕터전류(I1), 두 번째 파형은 제2컨버터모듈의 인덕터전류(I2), 세 번째 파형은 제1컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn1), 네 번째 파형은 제2컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn2)을 예시한다. In FIG. 4, the first waveform is the inductor current (I1) of the first converter module, the second waveform is the inductor current (I2) of the second converter module, and the third waveform is the switching node voltage (Vsn1) of the first converter module, yes The second waveform illustrates the switching node voltage Vsn2 of the second converter module.
도 4에서는 두 컨버터모듈이 동일한 전력을 처리하는 것을 가정하고 있다. 즉, 제1컨버터모듈의 인덕터전류(I1)의 평균값(Iavg)과 제2컨버터모듈의 인덕터전류(I2)의 평균값(Iavg)이 동일한 것으로 가정하고 있다. 두 컨버터모듈이 처리하는 전력이 동일함에도 불구하고, 전술한 바와 같이, 각 컨버터모듈의 기생성분의 차이에 의해 제1컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn1)에 발생하는 스위칭노이즈의 크기와 제2컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn2)에 발생하는 스위칭노이즈의 크기는 다를 수 있다. 따라서, 제1컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn1)의 피크값(Vp1)과 제2컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn2)의 피크값(Vp2)이 서로 다를 수 있다. 이 경우, 스위칭노드전압의 피크값(Vp2)이 작은 제2컨버터모듈은 별 문제가 없지만, 스위칭노드전압의 피크값(Vp1)이 큰 제1컨버터모듈은 EMI 및 소자 파괴의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 스위칭노이즈가 크게 발생하는 컨버터모듈의 스위칭노이즈를 줄일 필요가 있다.4, it is assumed that two converter modules process the same power. That is, it is assumed that the average value Iavg of the inductor current I1 of the first converter module and the average value Iavg of the inductor current I2 of the second converter module are the same. Although the powers processed by the two converter modules are the same, as described above, the size of the switching noise and the second converter generated in the switching node voltage Vsn1 of the first converter module due to the difference in parasitic components of each converter module. The magnitude of the switching noise generated in the switching node voltage Vsn2 of the module may be different. Therefore, the peak value Vp1 of the switching node voltage Vsn1 of the first converter module may be different from the peak value Vp2 of the switching node voltage Vsn2 of the second converter module. In this case, the second converter module having a small peak value (Vp2) of the switching node voltage has no problem, but the first converter module having a large peak value (Vp1) of the switching node voltage may cause problems of EMI and device destruction. . Therefore, it is necessary to reduce the switching noise of the converter module in which the switching noise is greatly generated.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 두 개의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈가 균일화된 파형을 예시한다. 도 5는 두 개의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈를 균일화하여 스위칭노이즈를 저감하는 원리를 개념적으로 설명하는 도면이다.5 illustrates a waveform in which switching noise generated in two converter modules is uniform according to an embodiment of the present invention. 5 is a view conceptually explaining a principle of reducing switching noise by equalizing switching noise generated in two converter modules.
도 5를 참조하면, 첫 번째 파형은 제1컨버터모듈의 인덕터전류(I1')와 제2컨버터모듈의 인덕터전류(I2')를 함께 도시하고 있고, 두 번째 파형은 제1컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn1'), 세 번째 파형은 제2컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn2')을 예시한다. Referring to FIG. 5, the first waveform shows the inductor current I1' of the first converter module and the inductor current I2' of the second converter module together, and the second waveform shows the switching node of the first converter module. The voltage Vsn1' and the third waveform illustrate the switching node voltage Vsn2' of the second converter module.
첫 번째 파형을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서는 제1컨버터모듈의 인덕터전류(I1')와 제2컨버터모듈의 인덕터전류(I2')의 크기를 다르게 할 수 있다. 즉, 제1컨버터모듈과 제2컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 다르게 할 수 있다.As can be seen from the first waveform, in this embodiment, the magnitudes of the inductor current I1' of the first converter module and the inductor current I2' of the second converter module may be different. That is, the amount of power processed by the first converter module and the second converter module may be different.
도 4에서 예시한 바와 같이 제1컨버터모듈과 제2컨버터모듈이 동일한 전력을 처리할 때 제1컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn1)에는 제2컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn2)에 비해 더 큰 스위칭노이즈가 발생하는 상황을 가정한다. 본 실시예에서는, 제1컨버터모듈의 인덕터전류(I1')를 제2컨버터모듈의 인덕터전류(I2')에 비해 작게 설정함으로써, 제1컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn1')과 제2컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn2')에는 동일 또는 유사한 크기의 스위칭노이즈가 발생하도록 할 수 있다. 이 방법에 의하면, 제1컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn1')의 피크값(Vp1')과 제2컨버터모듈의 스위칭노드전압(Vsn2')의 피크값(Vp2')도 동일 또는 유사해 질 수 있다. 즉, 두 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 다르게 함으로써 두 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 균일화할 수 있다. As illustrated in FIG. 4, when the first converter module and the second converter module process the same power, the switching node voltage Vsn1 of the first converter module is greater than the switching node voltage Vsn2 of the second converter module. It is assumed that a switching noise occurs. In this embodiment, by setting the inductor current I1' of the first converter module to be smaller than the inductor current I2' of the second converter module, the switching node voltage Vsn1' and the second converter of the first converter module are set. A switching noise of the same or similar size may be generated in the switching node voltage Vsn2' of the module. According to this method, the peak value Vp1' of the switching node voltage Vsn1' of the first converter module and the peak value Vp2' of the switching node voltage Vsn2' of the second converter module may be the same or similar. Can be. That is, the size of the switching noise generated in the two converter modules can be made uniform by varying the amount of power processed by the two converter modules.
도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 스위칭노이즈의 크기는 스위칭소자(M)의 온/오프 상태가 변화하는 시점에서 기생성분들에 저장되어 있는 에너지의 크기에 의해 영향을 받으므로, 컨버터모듈이 처리하는 전력(예, 인덕터 전류)을 줄이면 해당 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈를 줄일 수 있다.As described with reference to FIG. 2, since the size of the switching noise is influenced by the amount of energy stored in the parasitic components at the time when the on/off state of the switching element M changes, the converter module processes it. By reducing the power (eg, inductor current), switching noise generated in the corresponding converter module can be reduced.
이와 같이, 본 실시예는 복수의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 검출하고, 스위칭노이즈의 크기에 따라 처리하는 전력의 양(예, 전류의 크기)을 조절함으로써 복수의 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈의 차이를 줄여 스위칭노이즈에 의한 문제를 완화하고자 한다. 아래에서는 본 실시예의 이러한 기술적 사상을 구현할 수 있는 구체적인 방법을 예시한다.As described above, this embodiment detects the magnitude of the switching noise generated in the plurality of converter modules and adjusts the amount of power (eg, the amount of current) processed according to the size of the switching noise to generate the plurality of converter modules. It is intended to alleviate the problems caused by switching noise by reducing the difference in switching noise. Below, a specific method for implementing the technical idea of this embodiment is illustrated.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터장치(100)를 예시한다.6 illustrates a
도 6을 참조하면, 컨버터장치(100)는 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n) 및 제어기(120)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the
컨버터장치(100)는 입력전압(Vi)과 출력전압(Vo) 사이에서 전력의 형태나 크기를 변환할 수 있다. 컨버터장치(100)는 입력전압(Vi)으로부터 전력을 제공받고 출력전압(Vo)으로 전달하는 단방향 기능뿐만 아니라, 출력전압(Vo)으로부터 전력을 제공받고 입력전압(Vi)으로 전달하거나 또는 양방향으로 전력을 전달할 수 있다. 즉, 입력전압(Vi)과 출력전압(Vo)은 통상적인 전력전달 방향에 따른 명명일 뿐, 그로인해 컨버터장치(100)의 종류가 제한되지는 않는다.The
복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)은 서로 병렬로 연결되어 동작할 수 있다. 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)의 각각은 그 내부에 포함된 스위칭소자의 온/오프 동작을 통해 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)이 서로 병렬로 연결된다는 것은, 예시적으로, 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)이 서로 입력전압(Vi)을 공유하거나 및/또는 출력전압(Vo)을 공유하는 것을 의미할 수 있다. 병렬로 연결된 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)은 컨버터장치(100)가 처리하는 전체 전력(또는 전류)을 분담하여 처리할 수 있다.The plurality of converter modules 110_1 to 110_n may be operated in parallel with each other. Each of the plurality of converter modules 110_1 to 110_n may control the amount of power processed through an on/off operation of a switching element included therein. When the plurality of converter modules 110_1 to 110_n are connected in parallel with each other, for example, the plurality of converter modules 110_1 to 110_n share the input voltage Vi with each other and/or the output voltage Vo. Can mean The plurality of converter modules 110_1 to 110_n connected in parallel may share and process the total power (or current) processed by the
제어기(120)는 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)의 동작을 제어할 수 있다. 예시적으로, 제어기(120)는 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n) 각각에서 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 발생하는 스위칭노이즈의 차이를 줄이도록 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)을 제어할 수 있다. 예시적으로, 제어기(120)는 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n) 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)이 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. The
제어기(120)가 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)이 처리하는 전력의 양을 조절하는 방법의 일 예로서, 제어기(120)는 각 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)의 전류제어를 위한 전류기준값을 변경하여 각 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)이 처리하는 전류의 크기를 조절할 수 있다. 예시적으로, 전류기준값은 각 컨버터모듈 내부에 포함된 인덕터의 전류 또는 스위칭소자의 전류에 대응될 수 있다. As an example of a method in which the
이를 위해, 제어기(120)는 센서(sensor)로부터 스위칭노드전압을 검출한 센싱신호(SS)를 수신하고, 내부적인 처리를 거친 후, 컨버터모듈제어신호(CM)를 생성하고 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)에 제공할 수 있다. 제어기(120)는 컨버터모듈제어신호(CM)를 통해 각 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)에 서로 다른 전력기준값(또는 전류기준값) 정보를 제공할 수 있다. 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)의 각각은 제어기(120)로부터 수신한 컨버터모듈 제어신호(CM)에 대응하여 그 내부에서 처리하는 전력의 양을 서로 다르게 조절함으로써, 전술한 바와 같이, 복수의 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)의 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 차이가 줄어들 수 있다. To this end, the
예시적으로, 스위칭노이즈의 크기는 스위칭노이즈의 피크전압(도 5의 Vp1', Vp2')을 일 요소로 하거나 및/또는 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 성분을 일 요소로 할 수 있다. For example, the magnitude of the switching noise may be a peak voltage of the switching noise (Vp1', Vp2' in FIG. 5) and/or a switching frequency component included in the switching noise as a factor.
도 7은 컨버터모듈 내부의 전력회로(111)를 예시한다. 컨버터모듈은 전력회로(111) 외에도 전력회로(111)의 제어를 위한 구성을 더 포함할 수 있다.7 illustrates the
도 7을 참조하면, 전력회로(111)에는 인덕터(L), 스위칭소자(M, 병렬로 연결된 다이오드 DM 포함), 다이오드(D) 및 출력커패시터(Co)를 포함하는 부스트(Boost) 회로가 사용되는 것으로 예시되어 있다. 전력회로(111)에는 부스트 회로뿐만 아니라 벅(Buck), 벅-부스트(Buck-Boost), 플라이백(Flyback), 포워드(Forward), 브릿지(Bridge) 회로 등 다양한 회로가 사용될 수 있다. 본 실시예는 전력회로(21)에 사용되는 회로의 종류를 한정하지 않는다.Referring to FIG. 7, a boost circuit including an inductor L, a switching element (including M, a diode DM connected in parallel), a diode D, and an output capacitor Co is used in the
전력회로(111)는 스위칭소자(M)의 온/오프 스위칭 동작에 의해 인덕터(L)의 에너지를 충방전하면서 출력전압(Vo) 또는 출력전류(도면 미도시)를 조절하는 스위칭 컨버터일 수 있다. 예시적으로, 스위칭소자(M)의 온 구간과 오프 구간의 비율을 조절하는 듀티제어 방식으로 출력전압(Vo) 또는 출력전류를 조절할 수 있다. The
전력회로(111)에는 스위칭소자(M)의 온/오프 동작에 의해 전압이 급격하게 변화하는 노드인 스위칭노드(SN)가 존재할 수 있다. 도 7의 회로에서는 스위칭소자(M)의 드레인(drain) 단자에 연결된 노드가 스위칭노드(SN)로 예시되어 있지만, 전력회로(111)의 회로가 달라지면 스위칭노드(SN)의 위치도 달라질 수 있다. 예시적으로, 스위칭소자가 P 타입인 경우 스위칭소자의 소스(source) 단자 또는 에미터(emitter) 단자에 연결된 노드가 스위칭노드로 사용될 수 있고, 스위칭소자가 N 타입인 경우 스위칭소자의 드레인(drain) 단자 또는 컬렉터(collector) 단자에 연결된 노드가 스위칭노드로 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제어기(도 6의 120)는 복수의 컨버터모듈 각각의 내부에서 스위칭노드(SN)의 전압을 검출하고 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다.In the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기(120)를 예시한다. 8 illustrates a
도 8을 참조하면, 제어기(120)는 스위칭노이즈검출부(121), 스위칭노이즈분석부(122) 및 컨버터모듈제어부(123)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the
제어기(120)는 서로 병렬로 연결되어 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치를 제어할 수 있다. 예시적으로, 제어기(120)는 복수의 컨버터모듈 각각에서 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 발생하는 스위칭노이즈의 차이를 줄이도록 복수의 컨버터모듈을 제어할 수 있다.The
스위칭노이즈검출부(121)는 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈를 검출할 수 있다. 예시적으로, 스위칭노이즈검출부(121)는 복수의 컨버터모듈 각각의 내부에 포함된 스위칭소자의 온/오프에 의해 전압이 급격하게 변하는 노드인 스위칭노드의 전압을 검출할 수 있다. 이를 위해, 예시적으로, 스위칭노이즈검출부(121)는 센서(sensor)로부터 스위칭노도의 전압을 센싱한 센싱신호(SS)를 수신하고 스위칭노이즈신호(NS)를 출력할 수 있다. 예시적으로, 스위칭노이즈검출부(121)는 센서(sensor)로부터 센싱신호(SS)를 수신하고 이에 대한 증폭(amplication), 버퍼링(buffering) 등의 기능을 수행할 수도 있지만, 경우에 따라 별다른 신호처리 없이 센서(sensor)와의 인터페이스 기능만을 수행할 수도 있다. The switching
센서(sensor)는 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈를 센싱할 수 있는 소자이다. 센서(sensor)에는 전압 센싱을 위해 사용되는 일반적인 센서가 사용될 수 있다. A sensor is a device capable of sensing switching noise generated in each of a plurality of converter modules. A general sensor used for voltage sensing may be used as the sensor.
스위칭노이즈분석부(122)는 복수의 컨버터모듈의 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 분석할 수 있다. The switching
예시적으로, 스위칭노이즈분석부(122)는 피크검출회로를 사용하여 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 추출하고 추출된 피크윤곽선을 이용하여 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. For example, the switching
예시적으로, 스위칭노이즈분석부(122)는 추출된 피크윤곽선에 대한 주파수분석을 수행하여 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출하고, 추출된 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 이용하여 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. For example, the switching
예시적으로, 스위칭노이즈분석부(122)는 스위칭노드전압의 피크전압(예를 들어, 도 3의 Vp)을 추출하고 추출된 스위칭노드전압의 피크전압을 이용하여 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. For example, the switching
예시적으로, 스위칭노이즈분석부(122)는 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분과 피크전압을 함께 이용하여 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다. For example, the switching
스위칭노이즈분석부(122)는 그 외에도 전술한 파라미터들을 다르게 조합하거나 또는 언급되지 않은 다른 파라미터를 이용하여 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성할 수 있다.The switching
스위칭노이즈분석부(122)는 스위칭노이즈검출부(121)로부터 스위칭노이즈신호(NS)를 수신하고 전술한 처리를 수행한 후 스위칭노이즈의 크기에 대한 정보를 포함하는 스위칭노이즈크기신호(NA)를 컨버터모듈제어부(123)로 제공할 수 있다.The switching
스위칭노이즈분석부(122)에 대해서는 아래에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.The switching
컨버터모듈제어부(123)는 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. 예시적으로, 컨버터모듈제어부(123)는 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 비교하고 복수의 컨버터모듈의 스위칭노이즈의 크기가 균일화(동일 또는 유사)되도록 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. 예시적으로, 컨버터모듈제어부(123)는 복수의 컨버터모듈 각각의 스위칭노이즈의 크기 정보를 이용하여 분산을 계산하고, 계산된 분산이 최소가 되도록 복수의 컨버터모듈의 각각이 처리하는 전력의 양을 조절할 수 있다. 이를 위해, 컨버터모듈제어부(123)는 스위칭노이즈분석부(122)로부터 스위칭노이즈크기신호(NA)를 수신하고 각 컨버터모듈로 컨버터모듈제어신호(CM)를 제공할 수 있다.The converter
도 9와 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭노이즈분석부(122, 1022)를 예시한다.9 and 10 illustrate the switching
먼저, 도 9를 참조하여 설명한다. 스위칭노이즈분석부(122)는 복수의 컨버터모듈 각각의 스위칭노이즈를 분석할 수 있도록 형성될 수 있다. 스위칭노이즈분석부(122) 중에서 각각의 컨버터모듈에 대응하는 부분은 각각 피크검출회로(122a), 리미터(122b) 및 주파수성분분석부(122c)를 포함할 수 있다. First, it will be described with reference to FIG. 9. The switching
피크검출회로(122a)는 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 스위칭노이즈신호(NSi)를 수신하고, 스위칭노이즈신호(NSi)에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 스위칭노이즈신호(NSi)의 피크윤곽선을 추출하여 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)를 생성할 수 있다. 여기서, 스위칭노이즈신호(NSi)와 스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)에 표기된 'i'는 i 번째 컨버터모듈에 대응되는 신호를 의미한다.The
피크검출회로(122a)에 대해 도 11 및 도 12를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다. 피크검출회로(122a)는 다이오드(Dp), 커패시터(Cp) 및 저항(Rp)을 포함할 수 있다. 피크검출회로(122a)는 스위칭노이즈신호(NSi)를 수신하고 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)를 출력할 수 있다. 피크검출회로(122a)는 복수의 컨버터모듈 각각에 대응하여 구비될 수 있는데, 도 11은 그 중 i 번째 컨버터모듈에 대응하여 형성된 회로를 예시하고 있다. The
다이오드(Dp)는 스위칭노이즈신호(NSi)의 전압이 커패시터(Cp) 전압보다 높을 때 도통되어 커패시터(Cp)가 충전되도록 함으로써, 커패시터(Cp) 전압이 스위칭노이즈신호(NSi)에 따라 빠른 속도로 상승하도록 동작할 수 있다. 다이오드(Dp)가 도통되지 않을 때(즉, 스위칭노이즈신호(NSi)의 전압이 커패시터(Cp) 전압보다 낮을 때), 커패시터(Cp)에 충전된 에너지는 커패시터(Cp)와 저항(Rp)의 시정수에 따라 결정되는 속도로 저항(Rp)을 통해 방전된다. 즉, 커패시터(Cp) 전압은 스위칭노이즈신호(NSi)의 전압이 높을 때에는 다이오드(Dp)를 통해 빠른 속도로 상승하고, 스위칭노이즈신호(NSi)의 전압이 낮을 때에는 커패시터(Cp)와 저항(Rp)의 시정수에 따른 속도로 하강한다. The diode Dp conducts when the voltage of the switching noise signal NSi is higher than the voltage of the capacitor Cp, so that the capacitor Cp is charged, so that the voltage of the capacitor Cp is rapidly changed according to the switching noise signal NSi. It can operate to ascend. When the diode Dp is not conducting (i.e., when the voltage of the switching noise signal NSi is lower than the voltage of the capacitor Cp), the energy charged in the capacitor Cp is equal to that of the capacitor Cp and the resistor Rp. It is discharged through the resistor Rp at a rate determined according to the time constant. That is, the voltage of the capacitor Cp rises rapidly through the diode Dp when the voltage of the switching noise signal NSi is high, and when the voltage of the switching noise signal NSi is low, the capacitor Cp and the resistance Rp D) at a rate corresponding to the time constant.
이러한 동작 원리에 따라, 도 12에 예시된 바와 같이, 피크검출회로(122a)는 스위칭노이즈신호(NSi)의 피크를 연결하는 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)를 생성할 수 있다. 예시적으로, 피크검출회로(122a)는 파형(1201)의 형태를 가지는 스위칭노이즈신호(NSi)를 제공받고, 파형(1202)의 형태를 가지는 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)를 생성할 수 있다. 파형(1202)에서 타원(1204)으로 표시된 부분은 스위칭주파수(fs)에 비해 높은 주파수로 공진하는 스위칭노이즈(1203)에서 높은 주파수로 반복되는 피크전압을 연결하는 형태의 피크윤곽선으로 이해될 수 있다. 이 때, 피크검출회로(122a)의 커패시터(Cp)와 저항(Rp)의 시정수를 적절히 결정함으로써 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)가 스위칭노이즈의 피크전압의 윤곽을 잘 추종하도록 할 수 있다. 즉, 피크검출회로(122a)는 커패시터(Cp) 및 저항(Rp)의 시정수를 이용하여 스위칭노이즈의 고주파성분(스위칭주파수(fs)에 비해 높은 주파수성분으로서 기생성분들에 의한 공진주파수로 이해될 수 있음)을 줄이고 스위칭노이즈의 피크전압에 대한 정보를 추출할 수 있다.According to this operating principle, as illustrated in FIG. 12, the
다시 도 9를 참조하면, 리미터(122b)는 피크검출회로(122a)로부터 수신한 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)의 상한 및/또는 하한의 범위를 지정하고, 범위를 벗어난 신호는 제거한 후 제2스위칭노이즈윤곽선신호(NEi')를 제공할 수 있다. 예시적으로, 리미터(122b)는 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi) 중에서 스위칭노이즈의 분석에 영향을 별로 미치지 않는 전압범위의 신호를 제거하고 스위칭노이즈의 분석에 영향을 주는 전압범위의 신호만을 후단에 전달함으로써 스위칭노이즈 분석의 정확성을 높일 수 있다. 리미터(122b)는 상황에 따라 생략될 수 있다.Referring again to FIG. 9, the
주파수성분분석부(122c)는 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수별 성분 분석을 수행하여 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출할 수 있다. 추출된 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분은 스위칭노이즈의 크기 정보로 이용될 수 있다. 이를 위해, 주파수성분분석부(122c)는 리미터(122b)로부터 제2스위칭노이즈윤곽선신호(NEi')를 제공받고 주파수성분분석을 수행한 후 스위칭노이즈크기신호(NAi)를 생성하여 컨버터모듈제어부로 제공할 수 있다. 주파수성분 분석의 일 예시로서 FFT(Fast Fourier Transform)가 사용될 수 있으나, 다른 주파수분석 방법이 사용될 수도 있다. The frequency
도 10은 도 9와는 다른 실시예에 따른 스위칭노이즈분석부(1022)를 예시하고 있다. 10 illustrates a switching
도 10은 도 9에 비해 출력전압(Voi)을 이용하여 피크검출회로(122a)가 출력하는 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)를 수정할 수 있다는 점에서 차이가 있다. 앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 스위칭노드전압(Vsn)에는 스위칭노이즈뿐만 아니라 출력전압(Vo)에 대한 정보가 포함될 수 있다. 따라서, 피크검출회로(122a)가 출력하는 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)에서 출력전압(Voi)에 대한 정보를 줄이면 좀 더 정확한 스위칭노이즈에 대한 분석이 가능하다. 이러한 이유로 도 10에서는 출력전압(Voi)에 대해 저주파통과필터(LPF)를 거쳐 불필요한 노이즈 성분을 제거한 후, 피크검출회로(122a)가 출력하는 제1스위칭노이즈윤곽선신호(NEi)에서 출력전압(Voi)을 감산하는 방법을 사용할 수 있다. 즉, 스위칭노이즈의 주파수분석을 수행하기 전에 스위칭노이즈의 피크윤곽선에서 컨버터모듈의 출력전압(Vo)을 감산하고 주파수분석을 수행함으로써, 스위칭노이즈 분석의 정확성을 높일 수 있다. 도 10에서는 출력전압(Vo)을 이용하여 감산하는 것으로 예시되어 있으나, 다른 전압이 사용될 수도 있다. 어떤 전압을 사용할지는 스위칭노드 전압이 스위칭노이즈 외에 어떤 전압에 영향을 받는지를 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 도 10에서는 각 컨버터모듈에 대응되는 출력전압(Vo1 ~ Von)이 서로 다른 상황을 가정하고 있으나, 복수의 컨버터모듈이 출력전압(Vo)을 공유하는 경우 각 컨버터모듈에 대응되는 출력전압(Vo)은 모두 동일하다고 볼 수 있으므로, 이 경우 하나의 출력전압(Vo) 정보를 복수의 컨버터모듈에 공통으로 사용할 수 있다.FIG. 10 is different from FIG. 9 in that the first switching noise contour signal NEi output by the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터모듈(1310) 내부를 예시하는 블록도이다.13 is a block diagram illustrating the interior of a
도 13을 참조하면, 컨버터모듈(1310)은 전력회로(1311)와 전류제어기(1312)를 포함할 수 있다. 컨버터모듈(1310)은 도 6에 예시된 컨버터모듈(110_1 ~ 110_n)에 해당될 수 있다. Referring to FIG. 13, the
전력회로(1311)는 입력전압(Vi)과 출력전압(Vo) 사이에서 전력의 형태나 크기를 변환할 수 있다. 이를 위해, 전력회로(1311)는 스위칭소자, 다이오드, 인덕터, 커패시터 등의 전력용 소자들 중의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 전력회로(1311)의 일 예는 도 7에 예시된 부스트 회로일 수 있다. 전력회로(1311)에 대해서는 도 7을 통해 설명한 내용이 적용될 수 있다.The
전류제어기(1312)는 전력회로(1311)의 전류(예, 인덕터 전류 또는 출력단 전류 등)를 조절할 수 있다. 전류제어기(1312)는 전력회로(1311)의 전류를 조절함으로써 전력회로(1311)가 처리하는 전력을 조절할 수 있다.The
이를 위해, 전류제어기(1312)는 전력회로(1311)로부터 전류(I) 정보를 수신할 수 있다. 또한, 전류제어기(1312)는 제어기(도 6의 120)로부터 컨버터모듈제어신호(CM)를 수신할 수 있다. 전류제어기(1312)는 제어기(도 6의 120)로부터 수신한 컨버터모듈제어신호(CM)에 포함된 전류기준값(Iref)과 전력회로(1311)로부터 수신한 전류(I)를 비교하면서 전력회로(1311)로부터 수신한 전류(I)가 전류기준값(Iref)을 추종하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 전류제어기(1312)는 컨버터모듈제어신호(CM)에 포함된 전류기준값(Iref)과 전력회로(1311)로부터 수신한 전류(I)를 비교한 결과에 기초하여 전력회로(1311)를 제어하기 위한 제어신호(SC)를 출력할 수 있다. 예시적으로, 제어신호(SC)는 전력회로(1311)에 포함된 스위칭소자의 온/오프를 조절하기 위한 신호일 수 있다.To this end, the
예시적으로, 제어기(120)는 전체 컨버터모듈에 공통으로 사용되는 전압제어기를 포함할 수 있다. 전압제어기는 전체 컨버터모듈의 공통 출력전압(Vo) 정보를 전압기준값과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 전체 컨버터모듈에 대응되는 전체전류기준값을 생성할 수 있다. 즉, 전압제어기는 출력전압(Vo)이 전압기준값에 비해 낮을 경우에는 전체전류기준값을 증가시키고, 출력전압(Vo)이 전압기준값에 비해 클 경우에는 전체전류기준값을 감소시키는 방식으로, 출력전압(Vo)이 전압기준값을 정확하게 추종하기에 적합한 전체전류기준값을 생성할 수 있다. 제어기(120)는 전압제어기에서 생성한 전체전류기준값을 각 컨버터모듈에 분배하는 과정에서 각 컨버터모듈의 스위칭노이즈의 차이를 줄일 수 있도록 각 컨버터모듈의 전류기준값(Iref)을 다르게 설정하고 각 컨버터모듈로 제공할 수 있다. For example, the
이와 같이, 컨버터모듈(1310) 내부의 전류제어기(1312)가 제어기(120)로부터 수신한 컨버터모듈제어신호(CM)에 기초하여 전력회로(1311)의 전류를 조절함으로써, 제어기(120)가 컨버터모듈(1310)의 전류를 조절하여 스위칭노이즈를 균일화하는 것이 가능하다.As such, the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터장치의 동작방법을 예시한다. 도 14의 동작방법은 전술한 바와 같은 컨버터장치에 의해 수행될 수 있다. 14 illustrates an operation method of a converter device according to an embodiment of the present invention. The operation method of FIG. 14 may be performed by a converter device as described above.
먼저, 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈를 검출하는 스위칭노이즈검출단계가 수행될 수 있다(S1410). 예시적으로, 스위칭노이즈검출단계(S1410)는 도 8을 참조하여 설명한 스위칭노이즈검출부(121)에 의해 수행될 수 있다. 스위칭노이즈검출부(121)가 스위칭노이즈검출단계(S1410)를 수행하는 구체적인 방법은 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.First, a switching noise detection step of detecting switching noise occurring in each of the plurality of converter modules may be performed (S1410). For example, the switching noise detection step S1410 may be performed by the switching
다음으로, 복수의 컨버터모듈의 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 분석하는 스위칭노이즈분석단계가 수행될 수 있다(S1430). Next, a switching noise analysis step of analyzing the size of the switching noise occurring in each of the plurality of converter modules may be performed (S1430).
스위칭노이즈분석단계(S1430)은 도 15에 예시된 바와 같이 여러 단계를 포함할 수 있다. The switching noise analysis step (S1430) may include several steps as illustrated in FIG. 15.
도 15를 참조하면, 스위칭노이즈분석단계(S1430)는 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 추출하는 단계(S1431), 스위칭노이즈의 피크윤곽선에서 출력전압(Vo)을 감산하는 단계(S1433), 출력전압(Vo)이 감산된 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수성분을 분석하는 단계(S1435) 및 스위칭노이즈의 스위칭주파수 성분을 추출하는 단계(S1437)을 포함할 수 있다.15, the switching noise analysis step (S1430) is a step of extracting the peak contour of the switching noise (S1431), a step of subtracting the output voltage (Vo) from the peak contour of the switching noise (S1433), the output voltage (Vo It may include the step of analyzing the frequency component for the peak contour of the switching noise is subtracted (S1435) and extracting the switching frequency component of the switching noise (S1437).
다시 도 14를 참조한다. 예시적으로, 스위칭노이즈분석단계(S1430)는 도 8을 참조하여 설명한 스위칭노이즈분석부(122)에 의해 수행될 수 있다. 스위칭노이즈분석부(122)가 스위칭노이즈분석단계(S1430)를 수행하는 구체적인 방법은 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.14 is referenced again. For example, the switching noise analysis step (S1430) may be performed by the switching
다음으로, 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 컨버터모듈제어단계가 수행될 수 있다(S1450). 예시적으로, 컨버터모듈제어단계(S1450)는 도 8을 참조하여 설명한 컨버터모듈제어부(123)에 의해 수행될 수 있다. 컨버터모듈제어부(123)가 컨버터모듈제어단계(S1450)를 수행하는 구체적인 방법은 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.Next, a converter module control step of controlling the amount of power processed by each converter module may be performed according to the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules (S1450). For example, the converter module control step (S1450) may be performed by the converter
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 병렬로 동작하는 복수의 컨버터모듈을 포함하는 컨버터장치에서, 각 컨버터모듈에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 검출하고 스위칭노이즈의 차이를 줄이도록 각 컨버터모둘의 전력(예, 전류)를 조절함으로써, 스위칭노이즈의 최대치를 줄여 스위칭노이즈에 의한 EMI 또는 전압스트레스에 의한 소자 파괴 문제를 줄일 수 있다.As described above, the present invention, in a converter device including a plurality of converter modules operating in parallel, detects the size of the switching noise generated in each converter module and reduces the difference between the switching noise power of each converter (eg , Current) to reduce the maximum value of the switching noise to reduce the problem of device destruction due to EMI or voltage stress caused by the switching noise.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.The terms "include", "compose" or "have" as described above mean that the corresponding component can be inherent unless otherwise stated, and do not exclude other components. It should be construed that it may further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted as being consistent with the meaning in the context of the related art, and are not to be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (21)
상기 복수의 컨버터모듈의 동작을 제어하는 제어기;를 포함하고,
상기 복수의 컨버터모듈의 각각은 그 내부에 포함된 스위칭소자의 온/오프 동작을 통해 처리하는 전력의 양을 조절하고,
상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 상기 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 발생하는 스위칭노이즈의 차이를 줄이도록 상기 컨버터모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.A plurality of converter modules operating in parallel with each other;
Includes; a controller for controlling the operation of the plurality of converter modules,
Each of the plurality of converter modules controls the amount of power processed through the on/off operation of the switching element included therein,
And the controller controls the converter module to reduce the difference in switching noise caused by the on/off operation of the switching element in each of the plurality of converter modules.
상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 상기 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 1,
The controller is a converter device, characterized in that for controlling the amount of power each converter module processes according to the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules.
상기 스위칭노이즈의 크기는 상기 스위칭노이즈의 피크전압을 일 요소로 하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 2,
The size of the switching noise is a converter device, characterized in that the peak voltage of the switching noise as a factor.
상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 내부에서 상기 스위칭소자의 온/오프에 의해 전압이 급격하게 변하는 노드(스위칭노드)의 전압을 검출하고 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 2,
The controller detects a voltage of a node (switching node) in which the voltage rapidly changes by on/off of the switching element in each of the plurality of converter modules, and the size of the switching noise for each of the plurality of converter modules A converter device characterized by generating information.
상기 스위칭소자가 P 타입인 경우 상기 스위칭소자의 소스단자 또는 에미터단자에 연결된 노드가 상기 스위칭노드로 사용되고, 상기 스위칭소자가 N 타입인 경우 상기 스위칭소자의 드레인단자 또는 컬렉터단자에 연결된 노드가 상기 스위칭노드로 사용되는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 4,
When the switching element is of type P, a node connected to the source terminal or emitter terminal of the switching element is used as the switching node, and when the switching element is N type, the node connected to the drain terminal or collector terminal of the switching element is the Converter device characterized in that it is used as a switching node.
상기 제어기는 피크검출회로를 사용하여 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 검출하며, 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 2,
The controller uses a peak detection circuit to reduce high-frequency components exceeding the switching frequency included in the switching noise for each of the plurality of converter modules, detect the peak contour of the switching noise, and use the peak contour of the switching noise. The converter device, characterized in that to generate the size information of the switching noise.
상기 피크검출회로는 다이오드, 커패시터 및 저항을 포함하고, 상기 커패시터 및 상기 저항의 시정수를 이용하여 상기 스위칭노이즈의 고주파성분을 줄이는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 6,
The peak detection circuit includes a diode, a capacitor, and a resistor, and a converter device, wherein the high frequency component of the switching noise is reduced by using the time constant of the capacitor and the resistor.
상기 제어기는 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수분석을 수행하여 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출하고, 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 6,
The controller performs frequency analysis on the peak contour of the switching noise for each of the plurality of converter modules to extract the switching frequency component of the switching noise, and uses the switching frequency component of the switching noise to determine the switching noise. A converter device characterized in that it generates size information.
상기 제어기는 상기 스위칭노이즈의 주파수분석을 수행하기 전에 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에서 상기 컨버터모듈의 출력전압을 감산하고 상기 주파수분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 8,
And the controller subtracts the output voltage of the converter module from the peak contour of the switching noise and performs the frequency analysis before performing the frequency analysis of the switching noise.
상기 제어기는, 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 이용하여 분산을 계산하고, 상기 계산된 분산이 최소가 되도록 상기 복수의 컨버터모듈의 각각이 처리하는 전력의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 2,
The controller calculates the variance using the size information of the switching noise of each of the plurality of converter modules, and adjusts the amount of power each of the plurality of converter modules processes so that the calculated variance is minimized. Converter device characterized by.
상기 제어기가 상기 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 것은, 상기 각 컨버터모듈의 전류제어를 위한 전류기준값을 변경하여 상기 각 컨버터모듈이 처리하는 전류의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 2,
When the controller adjusts the amount of power processed by each converter module according to the size of the switching noise, the current reference value for controlling the current of each converter module is changed to adjust the amount of current processed by each converter module. Converter device characterized in that.
상기 전류기준값은 상기 각 컨버터모듈 내부에 포함된 인덕터의 전류에 대응되는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 11,
The current reference value is a converter device, characterized in that corresponding to the current of the inductor included in each converter module.
상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈를 검출하는 스위칭노이즈검출부;
상기 복수의 컨버터모듈의 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 분석하는 스위칭노이즈분석부; 및
상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 상기 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 컨버터모듈제어부;를 포함하는 컨버터장치의 제어기.In the controller for controlling a converter device comprising a plurality of converter modules that are connected to each other in operation,
A switching noise detector that detects switching noise occurring in each of the plurality of converter modules;
A switching noise analysis unit analyzing the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules; And
And a converter module control unit that controls the amount of power processed by each converter module according to the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules.
상기 스위칭노이즈검출부는 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 내부에 포함된 스위칭소자의 온/오프에 의해 전압이 급격하게 변하는 노드(스위칭노드)의 전압을 검출하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치의 제어기.The method according to claim 13,
The switching noise detector detects a voltage of a node (switching node) whose voltage changes rapidly by on/off of a switching element included in each of the plurality of converter modules.
상기 스위칭노이즈분석부는 피크검출회로를 사용하여 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 검출하며, 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치의 제어기.The method according to claim 13,
The switching noise analysis unit reduces a high frequency component exceeding a switching frequency included in the switching noise for each of the plurality of converter modules by using a peak detection circuit, detects a peak contour of the switching noise, and detects the peak contour of the switching noise. Using the controller of the converter device, characterized in that for generating the size information of the switching noise.
상기 피크검출회로는 다이오드, 커패시터 및 저항을 포함하고, 상기 커패시터 및 상기 저항의 시정수를 이용하여 상기 스위칭노이즈의 고주파성분을 줄이는 것을 특징으로 하는 컨버터장치의 제어기.The method according to claim 15,
The peak detection circuit includes a diode, a capacitor, and a resistor, and a controller of a converter device, wherein the high frequency component of the switching noise is reduced by using the time constant of the capacitor and the resistor.
상기 스위칭노이즈분석부는 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수분석을 수행하여 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출하고, 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치.The method according to claim 15,
The switching noise analysis unit performs frequency analysis on the peak contour of the switching noise for each of the plurality of converter modules to extract the switching frequency component of the switching noise, and uses the switching frequency component of the switching noise to perform the switching A converter device characterized in that it generates noise size information.
상기 컨버터모듈제어부는, 상기 복수의 컨버터모듈 각각의 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 이용하여 분산을 계산하고, 상기 계산된 분산이 최소가 되도록 상기 복수의 컨버터모듈의 각각이 처리하는 전력의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치의 제어기.The method according to claim 13,
The converter module control unit calculates variance using the size information of the switching noise of each of the plurality of converter modules, and adjusts the amount of power each of the plurality of converter modules processes so that the calculated variance is minimized. The controller of the converter device, characterized in that.
상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈를 검출하는 스위칭노이즈검출단계;
상기 복수의 컨버터모듈의 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기를 분석하는 스위칭노이즈분석단계; 및
상기 복수의 컨버터모듈 각각에서 발생하는 스위칭노이즈의 크기에 따라 각 컨버터모듈이 처리하는 전력의 양을 조절하는 컨버터모듈제어단계;를 포함하는 컨버터장치의 동작방법.In the operation method of the converter device including a plurality of converter modules connected in parallel to each other and a controller for controlling the operation of the plurality of converter modules,
A switching noise detection step of detecting switching noise occurring in each of the plurality of converter modules;
A switching noise analysis step of analyzing the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules; And
And a converter module control step of controlling the amount of power processed by each converter module according to the size of the switching noise generated in each of the plurality of converter modules.
상기 상기 스위칭노이즈분석단계는, 피크검출회로를 사용하여 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈에 포함된 스위칭주파수 초과의 고주파성분을 줄이고 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 추출하며, 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선을 이용하여 상기 스위칭노이즈의 크기 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 컨버터장치의 동작방법.The method according to claim 19,
In the switching noise analysis step, a peak detection circuit is used to reduce a high frequency component exceeding a switching frequency included in the switching noise for each of the plurality of converter modules, extract a peak contour of the switching noise, and extract the switching noise. Method of operating a converter device, characterized in that for generating the size information of the switching noise using the peak contour of the.
상기 스위칭노이즈의 크기 정보는, 상기 복수의 컨버터모듈의 각각에 대해 상기 스위칭노이즈의 피크윤곽선에 대한 주파수분석을 수행하여 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 추출하고, 상기 스위칭노이즈의 스위칭주파수성분을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 컨버터장치의 동작방법.The method according to claim 20,
For the size information of the switching noise, frequency analysis of the peak contour of the switching noise is performed on each of the plurality of converter modules to extract the switching frequency component of the switching noise, and the switching frequency component of the switching noise is used. Method of operation of the converter device, characterized in that generated by.
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