KR101138590B1 - 전원 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원 장치로 입력되는 입력 전압을 측정하는 입력 전압 측정부, 전원 장치에서 출력되는 출력 전압 및 출력 전류를 측정하는 출력 측정부 및 전원 장치의 예상 효율치를 미리 저장된 효율 룩 업 테이블로부터 검출하고, 측정된 입력 전압, 출력 전압 및 출력 전류와, 검출된 예상 효율치를 이용하여 입력 전류를 산출하고, 산출된 입력 전류 및 상기 측정된 값들을 이용하여 입력 전력 및 출력 전력을 산출하는 출력 제어부를 포함하는 전원 모니터링 장치로 전원 장치의 입력 전류를 직접 측정하는 수단 없이도 입력 전류를 정확하게 검출하고, 이를 이용하여 입력 전력 및 출력 전력을 보다 용이하게 모니터링할 수 있다.

Description

전원 모니터링 장치{MONITORING APPARATUS OF POWER}

본 발명은 전원 모니터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원 장치의 입력 전력 및 출력 전력을 산출하여 모니터링하는 전원 모니터링 장치에 관한 것이다.

최근 들어 효율적인 에너지 관리에 대한 중요성이 점점 부각됨에 따라 전원 장치(스위치 모드 파워 서플라이 : Switch Mode Power Supply(SMPS)) 분야에서도 입/출력 전력 상태를 지속적으로 모니터링(monitoring)하여 시스템 전체의 에너지 관리의 측정 지표로 사용하기 위한 필요성이 대두되었다.

이에 따라, 종래에서는 입력 전력 및 출력 전력을 모니터링하기 위해 입력 전류 및 입력 전압을 각각 측정한 후, 측정된 입력 전류 및 입력 전압을 전력 구하는 공식(P(전력) = I(전류)×V(전압))에 대입하여 입력 전력을 산출하였다.

그리고, 출력 전력 또한 입력 전력을 구하는 방식과 마찬가지로 출력 전류 및 출력 전압을 각각 측정한 후, 전력을 구하는 공식에 대입하여 산출하였다.

그러나, 정전압을 출력하는 전원 장치에서 입력 전압 및 출력 전압은 부하의 변동에 관계없이 거의 일정하게 유지되기 때문에 비교적 쉽게 측정할 수 있으나, 전류의 경우에는 부하에 따라 변동이 크기 때문에 왜곡된 값을 측정할 가능성이 높았다. 특히, 전원 장치에 아주 작은 부하가 연결될 경우, 입력 전류는 매우 작게 흐르기 때문에 실제 입력 전류를 측정하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 사상은 전원 장치의 입력 전류를 직접 측정하는 수단 없이도 입력 전류를 정확하게 검출하고, 이를 이용하여 입력 전력 및 출력 전력을 보다 용이하게 모니터링할 수 있는 전원 모니터링 장치를 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치는 전원 장치로 입력되는 입력 전압을 측정하는 입력 전압 측정부; 상기 전원 장치에서 출력되는 출력 전압 및 출력 전류를 측정하는 출력 측정부; 상기 전원 장치의 예상 효율치를 미리 저장된 효율 룩 업 테이블로부터 검출하고, 상기 측정된 입력 전압, 출력 전압 및 출력 전류와, 상기 검출된 예상 효율치를 이용하여 입력 전류를 산출하고, 상기 산출된 입력 전류 및 상기 측정된 값들을 이용하여 입력 전력 및 출력 전력을 산출하는 출력 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 출력 제어부는 상기 출력 전압과 출력 전류를 곱하여 상기 출력 전력을 산출하고, 상기 산출된 출력 전력, 상기 검출된 예상 효율치 및 상기 측정된 입력 전압을 이용하여 상기 입력 전류를 산출하고, 상기 산출된 입력 전류와 입력 전압을 곱하여 상기 입력 전력을 산출한다.

이때, 상기 출력 제어부는 아래의 [수학식 1]을 이용하여 상기 입력 전류를 산출한다.

[ 수학식 1]

입력 전류 = (출력 전력 / 예상 효율치)/ 입력 전압

그리고, 상기 출력 제어부는 상기 측정된 출력 전류의 오차를 보상하기 위해 미리 저장된 보상 룩 업 테이블로부터 상기 출력 전류의 보정값을 검출하고, 상기 검출된 출력 전류의 보정값을 이용하여 상기 출력 전류를 보상한다.

게다가, 상기 출력 측정부는 상기 전원 장치에서 출력되는 출력 전압을 측정하는 출력 전압 측정부; 상기 전원 장치에서 출력되는 출력 전류를 측정하는 출력 전류 측정부를 포함한다.

이때, 상기 출력 전류 측정부는 상기 전원 장치의 출력단에 연결된 출력 저항에 걸리는 전압을 증폭도에 따라 증폭하는 증폭기; 상기 증폭된 전압을 상기 출력 저항의 저항값으로 나누어 상기 출력 전류를 검출하는 검출기를 포함한다.

그리고, 상기 출력 제어부는 상기 검출된 출력 전류의 보정값을 상기 증폭기의 증폭도에 적용하고, 상기 적용된 증폭도에 따라 상기 출력 저항에 걸리는 전압을 증폭하여 상기 출력 전류를 보상한다.

아울러, 상기 출력 제어부는 상기 측정된 출력 전압을 디지털 형식으로 변환하는 제1 AD 변환부; 상기 측정된 출력 전류를 디지털 형식으로 변환하는 제2 AD 변환부; 상기 입력 전압 레벨 및 출력 부하 효율 레벨에 따른 상기 전원 장치의 예상 효율치를 저장하는 효율 룩 업 테이블과, 상기 출력 부하 효율 레벨에 따른 출력 전류의 보정값을 저장하는 보상 룩 업 테이블을 저장하는 저장부를 포함한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치는 상기 전원 장치의 입력단에 연결되고, 상기 입력 전압 측정부에서 측정된 입력 전압을 수신하여 상기 출력 제어부로 전송하는 입력 제어부를 포함한다.

또한, 상기 효율 룩 업 테이블의 오차를 보상하기 위해 상기 전원 장치의 예상 효율치를 보정하는 보정부를 포함한다.

여기서, 상기 보정부는 상기 전원 장치로 전원을 공급하는 전원원의 입력 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력을 인가받고, 상기 전원 장치의 출력 정보인 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고, 상기 출력 제어부에서 산출된 모니터링 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고, 상기 입력 정보 및 출력 정보와, 상기 모니터링 정보를 비교하여 상기 전원 장치의 예상 효율치 오차를 검출하고, 상기 검출된 전원 장치의 예상 효율치 오차를 이용하여 상기 효율 룩 업 테이블의 예상 효율치를 보정한다.

또한, 상기 보상 룩 업 테이블의 오차를 보상하기 위해 상기 출력 전류의 보정값을 보정하는 보정부를 포함한다.

이때, 상기 보정부는 상기 전원 장치로 전원을 공급하는 전원원의 입력 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력을 인가받고, 상기 전원 장치의 출력 정보인 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고, 상기 출력 제어부에서 산출된 모니터링 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고, 상기 입력 정보 및 출력 정보와, 상기 모니터링 정보를 비교하여 상기 출력 전류의 보정값 오차를 검출하고, 상기 검출된 출력 전류의 보정값 오차를 이용하여 상기 보상 룩 업 테이블의 출력 전류의 보정값을 보정한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치에 따르면, 전원 장치의 입력 전류를 직접 측정하는 수단 없이도 입력 전류를 정확하게 검출하고, 이를 이용하여 입력 전력 및 출력 전력을 보다 용이하게 모니터링할 수 있는 장점이 있다.

이에 따라, 전원 모니터링 장치의 제조 비용을 절감할 수 있으며, 전원 모니터링 장치의 사이즈가 작아짐에 따라 이를 구비한 기기의 사이즈도 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 입력 전류를 산출하고, 출력 전류의 오차를 보상하기 위해 미리 저장되어 있는 효율 룩 업 테이블 및 보상 룩 업 테이블을 지속적으로 보정하는 과정을 통해 전원 장치 및 출력 부하의 종류에 따른 오차의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

결론적으로, 전원 모니터링 장치를 통해 입력 전력 및 출력 전력을 정확하게 모니터링함으로써 시스템 전체의 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 결과를 창출한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 출력 전류 측정부의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시한 출력 제어부의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 효율 룩 업 테이블을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 보상 룩 업 테이블을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 모니터링 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 룩 업 테이블 보정 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 블록 구성도를 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전원 모니터링 장치(100)는 전원 장치(70)의 제1 전원 회로부(72)로 입력되는 입력 전력(Pin)과 제2 전원 회로부(74)에서 출력되는 출력 전력(Pout)을 모니터링하기 위한 장치로서, 전원 장치(70)의 입력단에 연결된 입력 전압 측정부(110) 및 입력 제어부(120)와, 전원 장치(70)의 출력단에 연결된 출력 측정부(130) 및 출력 제어부(140)를 포함하여 구성된다. 그리고, 출력 제어부(140)에서 출력되는 모니터링 정보의 오차를 보상하기 위한 보정부(150)를 더 포함하여 구성된다.

우선, 입력 전압 측정부(110)는 전원 장치(70)로 입력되는 입력 전압(Vin)을 측정하는 수단으로서, 복수 개의 저항(미도시)을 포함하여 복수 개의 저항에 따라 입력 전압(Vin)을 분배하고, 분배된 전압을 검출하여 입력 전압(Vin)을 측정한다.

입력 제어부(120)는 입력 전압 측정부(110)에서 측정된 입력 전압(Vin)을 출력 제어부(140)로 전달하는 역할을 수행한다.

이러한 입력 제어부(120)는 출력 제어부(140)와 직렬 통신하여 입력 전압(Vin)을 출력 제어부(140)로 전달하거나 옵토 커플러(Opto Coupler)를 통해 입력 전압(Vin)을 출력 제어부(140)에 직접 전달할 수도 있다.

출력 측정부(130)는 출력 전압(Vout) 및 출력 전류(Iout)를 측정하는 수단으로서, 출력 전압(Vout)을 측정하는 출력 전압 측정부(132)와 출력 전류(Iout)를 측정하는 출력 전류 측정부(134)로 이루어진다.

여기서, 출력 전압 측정부(132)는 입력 전압 측정부(110)와 마찬가지로 복수 개의 저항(미도시)을 포함하여 복수 개의 저항에 따라 출력 전압(Vout)을 분배하고, 분배된 전압을 검출하여 출력 전압(Vout)을 측정한다.

도 2는 도 1에 도시한 출력 전류 측정부의 상세 구성도로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 출력 전류 측정부(134)는 증폭기(134a) 및 검출기(134b)를 포함하여 출력 저항(RL)에 걸리는 전압을 증폭기(134a)로 n 증폭한 후, 검출기(134b)에서 증폭된 전압을 출력 저항(RL)의 저항 값으로 나눔으로써 출력 전류(Iout)를 측정한다.

도 3은 도 1에 도시한 출력 제어부의 상세 구성도로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 출력 제어부(140)는 전원 모니터링 장치(100)를 전반적으로 제어하는 마이컴으로서, 입력 전력(Pin) 및 출력 전력(Pout)을 모니터링하기 위해 입력 전력(Pin) 및 출력 전력(Pout)을 산출하는 동작을 수행한다.

이러한 출력 제어부(140)는 통신부(141), 제1 AD 변환부(142), 제2 AD 변환부(143), 저장부(144) 및 모니터링부(145)를 포함하여 구성된다.

통신부(141)는 입력 제어부(120) 및 보정부(150)와 통신하여 데이터를 송수신한다. 이러한 통신부(141)는 직렬 통신하는데, PSMI(Phase Shift Moire Interferometry Mode), PMBus(Power Management Protocol Mode) 및 I2C 표준을 따르거나 독자적인 방식을 사용하여 통신할 수 있다.

제1 AD 변환부(142)는 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter)로 구성되며, 출력 전압 측정부(132)에서 측정된 아날로그 형식의 출력 전압(Vout)을 디지털 형식의 출력 전압 즉, 이진수 데이터로 변환하여 모니터링부(145)에 전달한다.

제2 AD 변환부(143) 또한 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter)로 구성되며, 출력 전류 측정부(134)에서 측정된 아날로그 형식의 출력 전류(Iout)를 디지털 형식의 출력 전류 즉, 이진수 데이터로 변환하여 모니터링부(145)에 전달한다.

저장부(144)는 효율 룩 업 테이블(Look-up Table 1 : LT1) 및 보상 룩 업 테이블(Look-up Table 2 : LT2)을 저장하는 수단으로서, 출력 제어부(140)에 내장되는 플래쉬(flash) 메모리 또는 롬(ROM) 메모리로 구성될 수 있으며, 출력 제어부(140)의 외부에 마련될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 효율 룩 업 테이블을 도시한 도면으로서, 도 4를 참조하면, 효율 룩 업 테이블(LT1)은 입력 전압(Vin) 레벨과 출력 부하 효율 레벨에 따른 전원 장치(70)의 예상 효율치를 저장한다.

여기서, 효율 룩 업 테이블의 세로 부분에 해당하는 입력 전압 레벨은 가변할 수 있는 입력 전압 레벨의 범위(일례로, 90 V ~ 264V)를 말하고, 가로 부분에 해당하는 출력 부하 효율 레벨(일례로, 0% ~ 105%)은 전원 장치(70)의 출력단에 연결되는 출력 부하별 효율 특성을 퍼센트로 수치화한 값을 말한다. 즉, 출력 부하 효율 레벨은 출력 부하로 인가되는 전류 대비 출력 부하에서 출력되는 전류의 비를 말하며, 예를 들어, 출력 부하로 입력되는 전류가 10A일 경우, 출력 부하에서 출력되는 전류가 10A이면, 출력 부하 레벨은 100%의 효율 특성을 가지게 된다.

이러한 효율 룩 업 테이블(LT1)은 입력 전압(Vin) 및 출력 부하의 전류 변동에 따라 가변적으로 조합 가능하며, 경우에 따라 입력 전압(Vin) 및 출력 부하의 전류 변동 중 한 가지에만 해당하는 테이블을 만들 수 있다.

또한, 효율 룩 업 테이블(LT1)은 저장부(144)의 용량, 입력 전압(Vin) 및 출력 부하의 미세 조정 레벨 정도에 따라 테이블의 크기를 다양하게 구성할 수 있으며, 출력 부하의 효율 특성에 따라 다르게 설정할 수도 있다. 게다가, 출력 제어부(140)의 실행 속도를 높이기 위해 효율 룩 업 테이블(LT1)에 있는 예상 효율치의 소수점을 정수화하여 처리할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 보상 룩 업 테이블을 도시한 도면으로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 보상 룩 업 테이블(LT2)은 출력 부하 효율 레벨에 따른 출력 전류(Iout)의 보정값(즉, 출력 전류 측정부(134)에 있는 증폭기(134a)의 증폭도(n))을 저장한다.

보상 룩 업 테이블(LT2)을 마련하는 이유에 대하여 설명하면, 출력 전류 측정부(134)는 증폭기(134a)를 이용하여 출력 전류(Iout)를 증폭하는데, 증폭기(134a)는 비선형성을 가지는 경우가 많으므로 증폭기(134a)의 증폭도(n)를 동일하게 유지할 경우, 특정 부하에서는 출력 전류(Iout)의 오차가 많이 발생하는 문제점이 있기 때문이다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 보상 룩 업 테이블(LT2)을 마련하여 증폭기(134a)의 증폭도(n)를 보정함으로써 출력 전류(Iout)의 오차를 보상하는 것이다.

이러한 보상 룩 업 테이블(LT2)은 출력 부하별 보정값을 저장해 놓으면 되고, 출력 전류 측정부(134)의 비선형성 정도에 따라 테이블의 크기를 다양하게 구성할 수 있다. 또한, 보상 룩 업 테이블(LT2)에 있는 보정값의 크기는 출력 전류 측정부(134)의 증폭도에 따라 알맞게 조정 가능하다.

상기 출력 전류의 오차를 보상하는 구체적인 방법에 대해서는 하기의 모니터링부(145)를 설명할 때 다시 설명하도록 한다.

모니터링부(145)는 출력 전압 측정부(132)에서 측정된 출력 전압(Vout)과 출력 전류 측정부(134)에서 측정된 출력 전류(Iout)를 전력을 구하는 공식에 따라 곱하여 출력 전력(Pout)을 산출한다.

상기 출력 전력을 산출하기 전에 모니터링부(145)는 저장부(144)에 저장된 보상 룩 업 테이블(LT2)로부터 출력 전류(Iout)의 보정값을 검출하고, 검출된 보정값을 출력 전류 검출부(134)에 적용하여 출력 전류(Iout)를 보상하는 과정이 선행되어야 한다.

즉, 출력 전류(Iout)를 측정하기 전에 보상 룩 업 테이블(LT2)에 있는 보정값을 검출하여 출력 전류 검출부(134)에 있는 증폭기(134a)의 증폭도(n)를 조정하고, 조정된 증폭도(n)에 따라 출력 전류(Iout)를 증폭하여 출력 전류(Iout)를 보상한다.

그리고, 모니터링부(145)는 저장부(144)에 저장된 효율 룩 업 테이블(LT1)로부터 전원 장치(70)의 예상 효율치를 검출하고, 입력 전압 측정부(110)에서 측정된 입력 전압(Vin), 출력 측정부(130)에서 측정된 출력 전압(Vout) 및 출력 전류(Iout)와 검출된 예상 효율치를 이용하여 입력 전류(Iin)를 산출한다.

보다 상세하게 설명하면, 모니터링부(145)는 아래의 [수학식 1]을 이용하여 입력 전류(Iin)를 산출한다.

[수학식 1]

입력 전류 = (출력 전력 / 예상 효율치)/ 입력 전압

다음으로, 모니터링부(145)는 산출된 입력 전류(Iin) 및 입력 전압(Vin)을 곱하여 입력 전력(Pin)을 산출한다.

앞선 과정을 통해 모니터링부(145)는 입력 전력(Pin) 및 출력 전력(Pout)을 산출하여 모니터링할 수 있다.

이하에서는 출력 부하 및 전원 장치의 종류에 따른 효율 룩 업 테이블 및 보상 룩 업 테이블의 오차를 보상하기 위한 보정부(150)의 동작에 대하여 설명하도록 한다.

보정부(150)는 전원원(50)으로부터 입력 정보(입력 전류, 입력 전압 및 입력 전력)를 인가받고, 제2 전원 회로부(74)의 출력 정보(출력 전류, 출력 전압 및 출력 전력)를 인가받는다. 이때, 제2 전원 회로부(74)의 출력 정보는 보정부(150)의 내부 또는 외부에 마련된 계측기를 통해 직접 측정할 수 있다.

또한, 보정부(150)는 출력 제어부(140)에서 산출된 모니터링 정보(입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력)를 더 인가받는다.

그리고, 보정부(150)는 전원원(50)으로부터 인가된 입력 정보(입력 전류, 입력 전압 및 입력 전력) 및 제2 전원 회로부(74)의 출력 정보(출력 전류, 출력 전압 및 출력 전력)와, 출력 제어부(140)에서 산출된 모니터링 정보(입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력)를 비교하여 오차를 검출하고, 상기 오차를 출력 제어부(140)로 전달하여 출력 제어부(140)로 하여금 효율 룩 업 테이블(LT1) 및 보상 룩 업 테이블(LT2)을 보정하게 한다.

즉, 보정부(150)에서 전원 장치(70)의 예상 효율치에 대한 오차 및 출력 전류의 보정값에 대한 오차를 각각 검출하여 출력 제어부(140)로 전달하면, 출력 제어부(140)는 효율 룩 업 테이블(LT1) 및 보상 룩 업 테이블(LT2)에 전원 장치(70)의 예상 효율치 및 출력 전류의 보정값을 재기록한다.

예를 들어, 전원원(50)으로부터 인가된 입력 정보(입력 전류)가 출력 제어부(140)에서 산출된 모니터링 정보(입력 전류)보다 작으면, 전원 장치(70)의 예상 효율치를 소정 크기만큼 작게 보정하고, 이와 반대로 전원원(50)으로부터 인가된 입력 정보(입력 전류)가 출력 제어부(140)에서 산출된 모니터링 정보(입력 전류)보다 크면, 전원 장치(70)의 예상 효율치를 소정 크기만큼 크게 보정한다.

아울러, 출력 제어부(140)는 보정된 효율 룩 업 테이블(LT1) 및 보상 룩 업 테이블(LT2)을 이용하여 다시 모니터링을 수행한 후, 모니터링된 결과를 다시 보정부(150)로 전송한다.

그러면, 보정부(150)에서는 앞선 동작을 재수행하여 오차가 허용 오차 이내로 들어오도록 효율 룩 업 테이블(LT1) 및 보상 룩 업 테이블(LT2)을 보정하는 절차를 반복한다.

상술한 바와 같이, 보정부(150)는 전원원(50) 및 제2 전원 회로부(74)에서 실제로 측정된 값과, 출력 제어부(140)에서 계산에 의해 산출된 값을 비교하여 오차를 검출하여 효율 룩 업 테이블 및 보상 룩 업 테이블에 적용함으로써 효율 룩 업 테이블 및 보상 룩 업 테이블에 따른 오차를 최소화하고, 이에 따라 전원 모니터링 장치(100)에서 산출되는 모니터링 정보의 오차를 최소화할 수 있다.

하기에서는 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 모니터링 과정에 대하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 모니터링 과정을 보여주는 동작 흐름도로서, 도 6을 참조하면, 입력 전압 측정부(110) 및 출력 측정부(130)에서는 입력 전압(Vin), 출력 전압(Vout) 및 출력 전류(Iout)를 측정하여 출력 제어부(140)로 전달한다(S600).

그러면, 출력 제어부(140)는 저장부(144)에 저장된 보상 룩 업 테이블(LT2)로부터 출력 전류(Iout)의 보정값을 검출(S601)하고, 검출된 출력 전류(Iout)의 보정값을 이용하여 출력 전류(Iout)를 보상한다(S602).

그 다음으로, 출력 제어부(140)는 출력 전압(Vout) 및 출력 전류(Iout)를 곱하여 출력 전력(Pout)을 산출한다(S603).

그리고, 출력 제어부(140)는 전원 장치(70)의 예상 효율치를 미리 저장된 효율 룩 업 테이블(LT1)로부터 검출(S604)하고, 측정된 입력 전압(Vin), 출력 전압(Vout) 및 출력 전류(Iout)와 검출된 예상 효율치를 이용하여 입력 전류(Iin)를 산출한다(S605).

그 다음으로, 입력 전류(Iin), 입력 전압(Vin), 출력 전압(Vout) 및 출력 전류(Iout)를 이용하여 입력 전력(Pin)을 산출한다(S606).

이때, 출력 제어부(140)는 입력 전류(Iin) 및 입력 전압(Vin)을 곱하여 입력 전력(Pin)을 산출하는데, 아래의 [수학식 1]을 이용하여 입력 전류를 산출한다.

[수학식 1]

입력 전류 = (출력 전력 / 효율 정보)/ 입력 전압

마지막으로, 출력 제어부(140)는 산출된 입력 전력(Pin) 및 출력 전력(Pout)을 이용하여 모니터링을 수행한다.

여기서, 출력 전류 검출부(134)에서 측정되는 출력 전류의 선형성이 우수하면, 601단계와 602단계는 생략할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 룩 업 테이블 보정 과정에 대하여 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 전원 모니터링 장치의 룩 업 테이블 보정 과정을 보여주는 동작 흐름도로서, 도 7을 참조하면, 보정부(150)는 전원원(50)으로부터 입력 정보(입력 전류, 입력 전압, 입력 전력)을 인가받는다(S700).

또한, 보정부(150)는 제2 전원 회로부(74)의 출력 정보(출력 전류, 출력 전압 및 출력 전력)를 인가받는다(S701). 이때, 제2 전원 회로부(74)의 출력 정보는 보정부(150)의 내부 또는 외부에 마련된 계측기를 통해 직접 측정할 수 있다.

또한, 보정부(150)는 출력 제어부(140)에서 산출된 모니터링 정보(입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력)를 더 인가받는다(S702).

그리고, 보정부(150)는 전원원(50)으로부터 인가된 입력 정보(입력 전류, 입력 전압 및 입력 전력) 및 제2 전원 회로부(74)의 출력 정보(출력 전류, 출력 전압 및 출력 전력)와, 출력 제어부(140)에서 산출된 모니터링 정보(입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력)를 비교하여 오차를 검출(S703)하고, 상기 검출된 오차가 허용 오차를 초과하는지 판단한다(S704).

만약, 상기 검출된 오차가 허용 오차를 초과하면(704단계의 '예'), 상기 오차를 출력 제어부(140)로 전달하여 출력 제어부(140)로 하여금 효율 룩 업 테이블(LT1) 및 보상 룩 업 테이블(LT2)을 보정하게 한다(S705).

그 다음, 출력 제어부(140)는 보정된 효율 룩 업 테이블(LT1) 및 보상 룩 업 테이블(LT2)에 따라 다시 모니터링을 수행한다(S706).

다음으로, 701단계로 돌아가 앞선 동작을 반복하고, 오차가 허용 오차 이내로 들어오도록 효율 룩 업 테이블(LT1) 및 보상 룩 업 테이블(LT2)을 보정하는 동작을 수행한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100. 전원 모니터링 장치
110. 입력 전압 측정부 120. 입력 제어부
130. 출력 측정부 132. 출력 전압 측정부
134. 출력 전류 측정부 140. 출력 제어부
150. 보정부

Claims (13)

1. 전원 장치로 입력되는 입력 전압을 측정하는 입력 전압 측정부;
   상기 전원 장치에서 출력되는 출력 전압 및 출력 전류를 측정하는 출력 측정부;
   상기 전원 장치의 예상 효율치를 미리 저장된 효율 룩 업 테이블로부터 검출하고, 상기 측정된 입력 전압, 출력 전압 및 출력 전류와, 상기 검출된 예상 효율치를 이용하여 입력 전류를 산출하고, 상기 산출된 입력 전류 및 상기 측정된 값들을 이용하여 입력 전력 및 출력 전력을 산출하는 출력 제어부를 포함하는 전원 모니터링 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 제어부는,
   상기 출력 전압과 출력 전류를 곱하여 상기 출력 전력을 산출하고,
   상기 산출된 출력 전력, 상기 검출된 예상 효율치 및 상기 측정된 입력 전압을 이용하여 상기 입력 전류를 산출하고,
   상기 산출된 입력 전류와 입력 전압을 곱하여 상기 입력 전력을 산출하는 전원 모니터링 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 출력 제어부는,
   아래의 [수학식 1]을 이용하여 상기 입력 전류를 산출하는 전원 모니터링 장치.
   [ 수학식 1]
   입력 전류 = (출력 전력 / 예상 효율치)/ 입력 전압
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 제어부는,
   상기 측정된 출력 전류의 오차를 보상하기 위해 미리 저장된 보상 룩 업 테이블로부터 상기 출력 전류의 보정값을 검출하고,
   상기 검출된 출력 전류의 보정값을 이용하여 상기 출력 전류를 보상하는 전원 모니터링 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 측정부는,
   상기 전원 장치에서 출력되는 출력 전압을 측정하는 출력 전압 측정부;
   상기 전원 장치에서 출력되는 출력 전류를 측정하는 출력 전류 측정부를 포함하는 전원 모니터링 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 출력 전류 측정부는,
   상기 전원 장치의 출력단에 연결된 출력 저항에 걸리는 전압을 증폭도에 따라 증폭하는 증폭기;
   상기 증폭된 전압을 상기 출력 저항의 저항값으로 나누어 상기 출력 전류를 검출하는 검출기를 포함하는 전원 모니터링 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 출력 제어부는,
   상기 검출된 출력 전류의 보정값을 상기 증폭기의 증폭도에 적용하고,
   상기 적용된 증폭도에 따라 상기 출력 저항에 걸리는 전압을 증폭하게 하여 상기 출력 전류를 보상하는 전원 모니터링 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 제어부는,
   상기 측정된 출력 전압을 디지털 형식으로 변환하는 제1 AD 변환부;
   상기 측정된 출력 전류를 디지털 형식으로 변환하는 제2 AD 변환부;
   상기 입력 전압 레벨 및 출력 부하 효율 레벨에 따른 상기 전원 장치의 예상 효율치를 저장하는 효율 룩 업 테이블과, 상기 출력 부하 효율 레벨에 따른 출력 전류의 보정값을 저장하는 보상 룩 업 테이블을 저장하는 저장부를 포함하는 전원 모니터링 장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 전원 장치의 입력단에 연결되고, 상기 입력 전압 측정부에서 측정된 입력 전압을 수신하여 상기 출력 제어부로 전송하는 입력 제어부를 포함하는 전원 모니터링 장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 효율 룩 업 테이블의 오차를 보상하기 위해 상기 전원 장치의 예상 효율치를 보정하는 보정부를 포함하는 전원 모니터링 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 전원 장치로 전원을 공급하는 전원원의 입력 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력을 인가받고,
    상기 전원 장치의 출력 정보인 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고,
    상기 출력 제어부에서 산출된 모니터링 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고,
    상기 입력 정보 및 출력 정보와, 상기 모니터링 정보를 비교하여 상기 전원 장치의 예상 효율치 오차를 검출하고,
    상기 검출된 전원 장치의 예상 효율치 오차를 이용하여 상기 효율 룩 업 테이블의 예상 효율치를 보정하는 전원 모니터링 장치.
    
12. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상 룩 업 테이블의 오차를 보상하기 위해 상기 출력 전류의 보정값을 보정하는 보정부를 포함하는 전원 모니터링 장치.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 전원 장치로 전원을 공급하는 전원원의 입력 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력을 인가받고,
    상기 전원 장치의 출력 정보인 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고,
    상기 출력 제어부에서 산출된 모니터링 정보인 입력 전류, 입력 전압, 입력 전력, 출력 전압, 출력 전류 및 출력 전력을 인가받고,
    상기 입력 정보 및 출력 정보와, 상기 모니터링 정보를 비교하여 상기 출력 전류의 보정값 오차를 검출하고,
    상기 검출된 출력 전류의 보정값 오차를 이용하여 상기 보상 룩 업 테이블의 출력 전류의 보정값을 보정하는 전원 모니터링 장치.

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