WO2018139780A1 - 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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원인성
손지연
이동욱
권오철
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주식회사 케이포스
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents

Definitions

  • a switch frequency is rapidly increased at the initial stage of charging to quickly pass through an audible noise band, and after that, the increase rate is changed so that the switch frequency is slowly increased again.
  • Noise reduction techniques have been introduced.
  • Figure 1 shows the process of controlling the frequency of the switch to reduce the switch noise in the charging device according to the prior art.
  • the control system 200 detects an output current signal flowing through the primary transformer 112 (specifically, the primary winding main side), and switches 111 according to the detected output current signal. ) You can adjust the frequency.
  • control system 200 may also perform a function of adjusting the magnitude of the reference voltage signal.
  • the reference voltage signal may be a voltage signal used to control the output current signal.
  • FIG 3 is a diagram illustrating an internal configuration of the control system 200 according to an embodiment of the present invention by way of example.
  • the control system 200 may include a sensing unit 210, an adjusting unit 220, a communication unit 230, and a control unit 240.
  • the sensing unit 210, the adjusting unit 220, the communication unit 230 and the control unit 240 may be a program module in which at least some of them communicate with other circuit systems or circuit devices.
  • Such program modules may be included in the control system 200 in the form of operating systems, application modules or other program modules, and may be physically stored in various known storage devices.
  • Such program modules may also be stored in a remote storage device capable of communicating with the control system 200.
  • program modules include, but are not limited to, routines, subroutines, programs, objects, components, data structures, etc. that perform particular tasks or execute particular abstract data types, described below, in accordance with the present invention.
  • the first size is the maximum value of the output current signal. 6 to 8% of the case, the second magnitude may be 40 to 50% of the case of the maximum output current signal.
  • the range of the switch 111 frequency increased when the output current signal is less than or equal to the first magnitude may include an audible noise frequency band, and the audible noise frequency band is 20 to 20,000 Hz. Can be.
  • the adjusting unit 220 maintains the reference voltage signal at a fixed value, and when the output current signal is increased.
  • the switch 111 frequency is fixed, and when the output current signal is increased, the reference voltage signal is increased. Can be controlled.
  • the control system 200 outputs the fixed current at the switch 111 frequency when the output current signal is the first magnitude.
  • the switch 111 frequency may be maintained until the current signal reaches the second magnitude.
  • the switch 111 frequency may be 20 to 25 kHz.

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Abstract

본 발명은 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법으로서, 출력 전류 신호를 감지하는 단계, 및 상기 출력 전류 신호에 기초하여 상기 충전 장치의 스위치 주파수를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 제어 단계에서, 상기 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키고, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기인 경우의 스위치 주파수로 고정하여 유지시키고, 상기 출력 전류 신호가 제2 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치 주파수의 증가율보다 작은 증가율로 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키는 방법이 제공된다.

Description

충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
본 발명은 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
노트북, 스마트폰, 스마트 워치 등 휴대용 IT 기기가 보급됨에 따라 그 IT 기기를 충전하는 충전 장치에 관한 제품도 다양하게 출시되고 있다. 그런데, 이러한 충전 장치의 대부분이 경제성, 효율성 등을 이유로 외부에서 인가되는 교류 전원을 충전 장치 내 포함된 스위치를 이용하여 변압하고 있는데, 이러한 과정에서 스위치 소음이 발생하는 문제점이 있었다. 이러한 충전 장치는 종래의 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS; Switched Mode Power Supply)와 같은 것일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 충전 장치 내에서 스위치 소음을 감소시키기 위해 스위치의 주파수를 제어하는 과정을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 위와 같은 문제점을 해소하고자, 종래 기술로서, 충전 초기에는 스위치 주파수를 빠르게 증가시켜 가청 소음 대역을 빠르게 통과하고, 그 이후에는 스위치 주파수가 다시 천천히 증가하도록 증가율을 변화시켜, 스위치 소음을 감소시키는 기술이 소개된 바 있다.
하지만, 위와 같은 종래 기술을 비롯하여 지금까지 소개된 기술에 의하면, 스위치 소음이 일부 감소될 수는 있었으나, 스위치 주파수의 증가율이 급격히 변화되는 과정에서 충전 장치의 효율이 급격히 떨어지고 그 효율의 편차까지 심각하게 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 충전 장치가 안정적으로 동작하도록 하여 충전 장치의 부하 효율을 증대시키고, 그 효율의 편차를 감소시키는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 충전 장치에서 발생되는 스위치 소음을 감소시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법으로서, 출력 전류 신호를 감지하는 단계, 및 상기 출력 전류 신호에 기초하여 상기 충전 장치의 스위치 주파수를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 제어 단계에서, 상기 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키고, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기인 경우의 스위치 주파수로 고정하여 유지시키고, 상기 출력 전류 신호가 제2 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치 주파수의 증가율보다 작은 증가율로 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 시스템으로서, 출력 전류 신호를 감지하는 감지부, 및 상기 출력 전류 신호에 기초하여 상기 충전 장치의 스위치 주파수를 제어하는 조절부를 포함하고, 상기 조절부는, 상기 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키고, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기인 경우의 스위치 주파수로 고정하여 유지시키고, 상기 출력 전류 신호가 제2 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치 주파수의 증가율보다 작은 증가율로 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키는 시스템이 제공된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 비일시성의 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명에 의하면, 충전 장치가 안정적으로 동작하도록 하여 충전 장치의 부하 효율을 증대시키고, 그 효율의 편차를 감소시키는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 충전 장치에서 발생되는 스위치 소음을 감소시키는 효과가 달성된다.
도 1은 종래 기술에 따라 충전 장치 내에서 스위치 소음을 감소시키기 위해 스위치의 주파수를 제어하는 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템이 적용될 수 있는 충전 장치의 구성도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 그래프를 예시적으로 나타내는 도면이다.
<부호의 설명>
100: 충전 장치
110: 1차 회로부
120: 2차 회로부
111: 스위치
112: 1차 변압부
121: 2차 변압부
200: 제어 시스템
210: 감지부
220: 조절부
230: 통신부
240: 제어부
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템(200)이 적용될 수 있는 충전 장치(100)의 구성도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(100)는 외부로부터 인가되는 전압을 변압하여 출력단에 공급(Vo)하는 기능을 수행할 수 있으며, 1차 회로부(110), 2차 회로부(120) 및 제어 시스템(200)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 1차 회로부(110)는 스위치(111) 및 1차 변압부(112)를 포함하여 구성될 수 있으며, 스위치(111)가 턴온 또는 턴오프됨에 따라 외부로부터 인가되는 전압이 1차 변압부(112)를 통해 2차 회로부(120)(구체적으로는, 2차 변압부(121))에 제공될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라 1차 회로부(110)는 외부로부터 인가되는 전압을 평활 또는 정류하는 기능을 더 수행하기 위하여 다이오드 또는 커패시터로 구성된 정류부(미도시됨)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치(111)는 후술할 제어 시스템(200)의 제어에 따라 턴온 또는 턴오프되면서 1차 변압부(112)로부터 2차 회로부(120)(구체적으로는, 2차 변압부(121))로 유도 전압이 제공되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 이러한 스위치(111)는 베이스(base), 콜렉터(collector) 및 이미터(emitter) 단자를 가지는 양극성 접합 트랜지스터로 구성될 수 있고, 당업자의 선택에 따라, 양극성 접합 트랜지스터 대신에 다른 종류의 접합 트랜지스터(transistor), 트라이악(triac), 모스펫(MOSFET), 포토커플러(photocoupler), 릴레이(relay) 및 실리콘 제어 정류기(SCR; Silicon Controlled Rectifier) 중 적어도 하나가 채용될 수 있다. 한편, 스위치(111)에 관하여 위와 같이 설명되었으나, 이러한 설명은 예시적인 것이고, 스위치(111)는 제어 시스템(200) 내에 포함되거나 제어 시스템(200) 내에서 실현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 1차 변압부(112)는, 스위치(111) 동작에 따라 2차 회로부(120)(구체적으로는, 2차 변압부(121))에 유도 전압을 제공할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 1차 변압부(112)는 1차측 주권선(미도시됨, primary main winding) 및 1차측 보조 권선(미도시됨, primary auxiliary winding)을 갖는 형태의 트랜스포머로 구성될 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라, 외부로부터 1차 회로부(110)에 전압이 인가되면, 스위치(111)의 동작에 따라 1차 변압부(112)의 1차측 주권선을 통해 2차 변압부(121) 및 1차측 보조 권선으로 유도 전압이 제공될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 1차측 보조 권선으로 유도된 전압은 1차측 주권선 및 1차측 보조 권선 사이의 소정의 권선비에 따라 유도된 전압일 수 있으며, 1차측 주권선으로부터 2차 회로부(120)에게 제공되는 전압을 제어 시스템(200)이 피드백 감지하는데 사용될 수 있으며, 그 제어 시스템(200)의 구동 전압으로도 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2차 회로부(120)는 2차 변압부(121)를 포함하여 구성될 수 있으며, 1차 변압부(112)(구체적으로, 1차측 주권선) 및 2차 변압부(121) 사이의 소정의 권선비에 따라 1차 변압부(112)로부터 2차 변압부(121)에게 제공된 유도 전압을 출력단(Vo)에 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 2차 회로부(120)는 제공된 유도 전압을 평활 또는 정류하는 기능을 더 수행하기 위하여 다이오드 또는 커패시터로 구성된 정류부(미도시됨)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템(200)은 1차 변압부(112)(구체적으로는, 1차측 주권선)에 흐르는 출력 전류 신호를 감지하고, 감지된 출력 전류 신호에 따라 스위치(111) 주파수를 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제어 시스템(200)은 기준 전압 신호의 크기를 조절하는 기능도 수행할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 전압 신호는, 출력 전류 신호를 제어하는데 이용되는 전압 신호일 수 있다.
제어 시스템(200)의 기능에 관하여는 아래에서 더 자세하게 알아보기로 한다. 한편, 제어 시스템(200)에 관하여 위와 같이 설명되었으나, 이러한 설명은 예시적인 것이고, 제어 시스템(200)에 요구되는 기능이나 구성요소의 적어도 일부가 필요에 따라 1차 회로부(110) 또는 2차 회로부(120)에서 실현되거나 1차 회로부(110) 또는 2차 회로부(120) 내에 포함될 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
제어 시스템의 구성
이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 제어 시스템(200)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템(200)의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템(200)은 감지부(210), 조절부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 감지부(210), 조절부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)는 그 중 적어도 일부가 다른 회로 시스템 또는 회로 디바이스와 통신하는 프로그램 모듈일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 또는 기타 프로그램 모듈의 형태로 제어 시스템(200)에 포함될 수 있고, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈은 제어 시스템(200)과 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(210)는 1차 변압부(112)에 흐르는 출력 전류 신호를 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 감지부(210)가 감지하는 출력 전류 신호는 1차 변압부(112)의 1차측 주권선에 흐르는 전류 신호일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 조절부(220)는 감지부(210)를 통해 감지된 출력 전류 신호에 기초하여 스위치(111)의 주파수를 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 조절부(220)는 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 스위치(111) 주파수를 선형적으로 증가시키고, 출력 전류 신호가 제1 크기를 초과하는 경우, 출력 전류 신호가 제1 크기인 경우의 스위치(111) 주파수로 고정하여 유지시키고, 출력 전류 신호가 제2 크기를 초과하는 경우, 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치(111) 주파수의 증가율 보다 작은 증가율로 스위치(111) 주파수를 선형적으로 증가시키는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 전술한 제1 크기 및 제2 크기는 회로 소자의 구성, 배치, 특성 또는 기능에 따라 기설정된 값일 수 있으며, 바람직하게는, 제1 크기는 출력 전류 신호가 최대인 경우의 6 내지 8%, 제2 크기는 출력 전류 신호가 최대인 경우의 40 내지 50%일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치(111) 주파수의 범위에는 가청 소음 주파수 대역이 포함될 수 있으며, 이러한 가청 소음 주파수 대역은 20 내지 20,000Hz일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 조절부(220)는 기준 전압 신호의 크기를 조절하는 기능도 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 이러한 기준 전압 신호는 출력 전류 신호를 제어하는데 사용되는 전압 신호일 수 있으며, 구체적으로는, 스위치(111)가 베이스, 콜렉터 및 이미터 단자를 가지는 양극성 접합 트랜지스터로 구성된 경우, 이미터 단자의 전압 신호일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부(220)는 출력 전류 신호가 제1 크기 이하 또는 제2 크기 초과인 경우, 기준 전압 신호를 고정된 값으로 유지시키고, 출력 전류 신호가 증가되면, 스위치(111) 주파수가 증가하도록 제어할 수 있으며, 출력 전류 신호가 제1 크기 초과 및 제2 크기 이하인 경우, 스위치(111) 주파수를 고정시키고, 출력 전류 신호가 증가되면, 기준 전압 신호가 증가하도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따라 출력 전류 신호가 제1 크기 이하 또는 제2 크기 초과인 경우, 일 회로 구성에 따라 1차 변압부(110)에서의 전력에 관한 관계식으로서,
Figure PCTKR2018000315-appb-I000001
(여기서, 출력 전압 신호는 1차 변압부(112)의 1차측 주권선에 인가되는 전압일 수 있고, Lp는 그 1차측 주권선의 인덕턴스일 수 있고, 기준 전압 저항은 출력 전류 신호를 제어하기 위해 기설정된 저항일 수 있다.)을 만족할 수 있는데, 조절부(220)는, 기준 전압 신호의 값을 고정함으로써, 출력 전류 신호가 증가된 경우, 스위치(111) 주파수가 증가하도록 제어할 수 있다.
다른 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 출력 전류 신호가 제1 크기 초과 및 제2 크기 이하인 경우, 일 회로 구성에 따라 1차 변압부(110)에서의 전력에 관한 관계식으로서,
Figure PCTKR2018000315-appb-I000002
(여기서, k는
Figure PCTKR2018000315-appb-I000003
이고,
Figure PCTKR2018000315-appb-I000004
는 변압기 효율일 수 있다.)을 만족할 수 있는데, 조절부(220)는 스위치(111) 주파수를 고정함으로써, 출력 전류 신호가 증가된 경우, 기준 전압 신호가 증가하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(230)는 감지부(210) 및 조절부(220)로부터의/로의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(240)는 감지부(210), 조절부(220) 및 통신부(230) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(240)는 제어 시스템(200)의 외부로부터의/로의 데이터 흐름 또는 제어 시스템(200)의 각 구성요소 간의 데이터 흐름을 제어함으로써, 감지부(210), 조절부(220) 및 통신부(230)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템(200)의 제어 과정을 설명하기 위한 그래프를 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 (a)를 참조하면, 출력 전류 신호에 따라 스위치(111) 주파수가 제어되는 과정을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따라 제어 시스템(200)은 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 스위치(111) 주파수를 선형적으로 증가시키고, 출력 전류 신호가 제1 크기를 초과하는 경우, 출력 전류 신호가 제1 크기인 경우의 스위치(111) 주파수로 고정하여 유지시키고, 출력 전류 신호가 제2 크기를 초과하는 경우, 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치(111) 주파수의 증가율보다 작은 증가율로 스위치(111) 주파수를 선형적으로 증가시키도록 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 구간이 출력 전류 신호가 최대인 경우의 0 내지 7% 구간으로 설정될 수 있고, 출력 전류 신호의 크기가 제1 크기 초과 및 제2 크기 이하인 구간이 출력 전류 신호가 최대인 경우의 7 내지 45% 구간으로 설정될 수 있고, 출력 전류 신호가 제2 크기 초과인 구간이 출력 전류 신호가 최대인 경우의 45 내지 100% 구간으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 제어 시스템(200)은 스위치(111) 주파수를 선형적으로 증가시키되 출력 전류 신호가 제2 크기 초과인 경우에 증가되는 스위치(111) 주파수의 증가율 보다 큰 증가율을 가지도록 제어함으로써, 가청 주파수 대역을 상대적으로 빠르게 통과하도록 하여 스위치 소음 발생 시간을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 출력 전류 신호가 제1 크기 초과 및 제2 크기 이하인 경우, 제어 시스템(200)은 출력 전류 신호가 제1 크기인 경우의 스위치(111) 주파수로 고정하여 출력 전류 신호가 제2 크기가 될 때까지 그 스위치(111) 주파수가 유지되도록 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 출력 전류 신호가 제1 크기인 경우에 스위치(111) 주파수는 20 내지 25kHz일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 출력 전류 신호가 제2 크기 초과인 경우, 제어 시스템(200)은 출력 전류 신호가 증가됨에 따라 스위치(111) 주파수가 증가하도록 할 수 있으며, 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치(111) 주파수의 증가율보다 작은 증가율로 증가하도록 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제어 시스템(200)은 스위치(111) 주파수를 출력 전류 신호가 최대가 될 때까지만 증가하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라, 출력 전류 신호가 최대가 될 경우에 스위치(111) 주파수는 53 내지 57kHz(바람직하게는 55kHz)일 수 있다.
이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 (b)를 참조하면, 출력 전류 신호에 따라 기준 전압 신호가 제어되는 과정을 개략적으로 나타낸 그래프이다. 본 발명의 일 실시예에 따라 제어 시스템(200)은 출력 전류 신호가 제1 크기 이하 또는 제2 크기 초과인 경우, 기준 전압 신호를 고정된 값으로 유지함으로써, 출력 전류 신호가 증가되면, 스위치(111) 주파수가 증가하도록 제어할 수 있으며 출력 전류 신호가 제1 크기 초과 및 제2 크기 이하인 경우, 스위치(111) 주파수를 고정함으로써, 출력 전류 신호가 증가되면, 기준 전압 신호가 증가하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어 시스템(200)은 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우의 기준 전압 신호의 값보다 출력 전류 신호가 제2 크기 초과인 경우의 기준 전압 신호의 값이 더 큰 값을 가지도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 전압 신호가 최대인 경우에 그 값을 1이라고 하면, 제어 시스템(200)은 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우의 기준 전압 신호의 값을 3.7/9로 고정할 수 있으며, 출력 전류 신호가 제2 크기 초과인 경우의 기준 전압 신호의 값을 1(즉, 기준 전압 신호의 최댓값)로 고정할 수 있다. 또한, 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라 출력 전류 신호가 제1 크기 초과 및 제2 크기 이하인 경우의 기준 전압 신호 값은 3.7/9 내지 1 사이 값일 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 (c)를 참조하면, 출력 전류 신호에 따라 스위치(111)에서 발생되는 전력을 개략적으로 나타낸 그래프이다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 제어 시스템(200)은 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우의 기준 전압 신호의 값이 출력 전류 신호가 제1 크기 초과인 경우의 기준 전압 신호 값보다 작은 값을 가지도록 제어함으로써, 가청 소음 대역이 포함된 구간(즉, 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 구간)에서의 전력(도 4의 (c)의 S1)이 출력 전류 신호가 제1 크기 초과인 구간에서의 전력(도 4의(c)의 S2 및 S3)보다 작아지게 되어, 가청 소음 대역이 포함된 구간(즉, 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 구간)이 다른 구간에 비해 음압(Sound Pressure, 소리의 매질인 공기의 압력의 실효출력)이 상대적으로 작아지므로 소음의 크기 또한 상대적으로 작아지게 되는 효과가 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어 시스템(200)은 스위치(111) 동작 방식이 변경되는 제1 크기 또는 제2 크기 지점에서 불연속 구간 없이 전력(또는 에너지)이 변화되도록 함으로써, 충전 장치가 안정적으로 작동하도록 하여 충전 장치의 부하 효율이 증대되고 그 효율의 편차 또한 감소될 수 있게 된다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 방법으로서,
    출력 전류 신호를 감지하는 단계, 및
    상기 출력 전류 신호에 기초하여 상기 충전 장치의 스위치 주파수를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제어 단계에서,
    상기 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키고, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기인 경우의 스위치 주파수로 고정하여 유지시키고, 상기 출력 전류 신호가 제2 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치 주파수의 증가율보다 작은 증가율로 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 단계에서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기가 이하인 경우에 증가되는 스위치 주파수의 범위에는, 가청 소음 주파수 대역이 포함되는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 크기는 상기 출력 전류 신호가 최대인 경우의 6 내지 8%이고, 상기 제2 크기는 상기 출력 전류 신호가 최대인 경우의 40 내지 50%인 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 단계에서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기인 경우에 상기 스위치 주파수는 20 내지 25kHz인 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 단계에서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제2 크기를 초과하는 경우, 상기 스위치 주파수를 상기 출력 전류 신호가 최대가 될 때까지 증가시키고, 상기 출력 전류 신호가 최대인 경우에 상기 스위치 주파수는 53 내지 57kHz인 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 단계에서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하 또는 상기 제2 크기 초과인 경우, 기준 전압 신호를 고정된 값으로 유지시키고, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 초과 및 상기 제2 크기 이하인 경우, 상기 기준 전압 신호를 상기 출력 전류 신호에 따라 증가시키는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하인 경우의 상기 기준 전압 신호의 값보다 상기 출력 전류 신호가 상기 제2 크기 초과인 경우의 상기 기준 전압 신호의 값이 더 큰 값을 갖도록 제어하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  9. 충전 장치의 스위치 소음을 감소시키는 시스템으로서,
    출력 전류 신호를 감지하는 감지부, 및
    상기 출력 전류 신호에 기초하여 상기 충전 장치의 스위치 주파수를 제어하는 조절부
    를 포함하고,
    상기 조절부는, 상기 출력 전류 신호가 제1 크기 이하인 경우, 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키고, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기인 경우의 스위치 주파수로 고정하여 유지시키고, 상기 출력 전류 신호가 제2 크기를 초과하는 경우, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하인 경우에 증가되는 스위치 주파수의 증가율보다 작은 증가율로 상기 스위치 주파수를 선형적으로 증가시키는 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기가 이하인 경우에 증가되는 스위치 주파수의 범위에는, 가청 소음 주파수 대역이 포함되는 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 크기는 상기 출력 전류 신호가 최대인 경우의 6 내지 8%이고, 상기 제2 크기는 상기 출력 전류 신호가 최대인 경우의 40 내지 50%인 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기인 경우에 상기 스위치 주파수는 20 내지 25kHz인 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 조절부는, 상기 출력 전류 신호가 상기 제2 크기를 초과하는 경우, 상기 스위치 주파수를 상기 출력 전류 신호가 최대가 될 때까지 증가시키고, 상기 출력 전류 신호가 최대인 경우에 상기 스위치 주파수는 53 내지 57kHz인 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 조절부는, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하 또는 상기 제2 크기 초과인 경우, 기준 전압 신호를 고정된 값으로 유지시키고, 상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 초과 및 상기 제2 크기 이하인 경우, 상기 기준 전압 신호를 상기 출력 전류 신호에 따라 증가시키는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 출력 전류 신호가 상기 제1 크기 이하인 경우의 상기 기준 전압 신호의 값보다 상기 출력 전류 신호가 상기 제2 크기 초과인 경우의 상기 기준 전압 신호의 값이 더 큰 값을 갖도록 제어하는 시스템.
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