KR20210062915A - 부하 전류 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

부하 전류 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치는, 부하 전류에 따른 입력 전압과 기준전압을 비교하는 비교부, 상기 비교부의 비교결과를 디지털 신호로 변환하는 기준전압 처리부, 및 상기 디지털 신호에 따라 상기 기준전압을 가변하여 출력하는 기준전압 생성부를 포함한다.

Description

부하 전류 모니터링 장치 및 방법{LOAD CURRENT MONITORING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 부하 전류 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 일례로 차량 구동용 모터와 같은 부하의 전류를 모니터링하는 부하 전류 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차의 전자화가 진전되면서, 자동차의 부품을 이루는 모터의 수와 이들이 가지는 역할이 나날이 증가하고 있다. 최근 차량에는 모터가 더욱 많이 장착되는 경향을 보이고 있으며, 특히, 하이브리드 자동차 및 전기자동차의 보급이 확대되기 시작하면서, 자동차 부품으로서의 모터의 위상이 계속 높아지고 있다. 따라서, 모터 제어기술은 자동차의 핵심기술로서 자리를 잡고 있다.
일반적으로 차량용 모터 제어 시스템은 모터(부하) 구동 및 제어를 위해 드라이버(driver) 회로가 적용되고 있다.
이러한 차량용 모터 제어 시스템은, 드라이버 회로에서 배터리 단락 고장(이하, StB: Short circuit to Battery), 그라운드 단락 고장(이하, StG: Short Circuit to Ground), 또는 부하 개방 고장(이하, OL: Open Load) 등이 발생하였을 경우를 검출하여 회로 및 시스템의 안정성을 높이고 있다.
종래 부하의 StG 또는 StB 등의 단락 고장을 진단하기 위한 방법은, 부하에서 소모하는 전류를 측정하여 정상 또는 오동작 상태를 판정하는데, 일반적으로 ADC(Analog Digital Converter)를 이용하여 소모전류를 직접 측정하고 있다.
종래에는, ADC가 특정 시점에서 부하의 전류 또는 전압값을 샘플링하므로, 노이즈(Noise)에 다소 취약한 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제2015-0140430호
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, ADC를 대신하는 비교기 회로를 이용하여 부하 전류 측정이 가능하고, 기준전압이 비교전압을 트래킹하여 가변됨에 따라 비교전압의 노이즈 제거가 가능한 부하 전류 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치는, 부하 전류에 따른 입력 전압과 기준전압을 비교하는 비교부; 상기 비교부의 비교결과를 디지털 신호로 변환하는 기준전압 처리부; 및 상기 디지털 신호에 따라 상기 기준전압을 가변하여 출력하는 기준전압 생성부;를 포함할 수 있다.
상기 기준전압 생성부는, 구동 전압을 분압하는 기준저항 어레이부, 상기 디지털 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프 제어 되어, 상기 기준저항 어레이부의 전체 저항을 가변하는 스위치부, 및 상기 기준저항 어레이부에 일정한 전류를 인가하는 전류원을 포함할 수 있다.
상기 기준저항 어레이부는, 서로 직렬 연결되는 복수의 기준저항을 포함하고, 상기 복수의 기준저항 중에서 일측단의 기준저항이 상기 구동 전압을 출력하는 정류부에 연결되고, 상기 복수의 기준저항 중에서 타측단의 기준저항이 상기 비교부의 입력단에 연결될 수 있다.
상기 스위치부는, 상기 복수의 기준저항에 대응하는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 대응하는 기준저항에 병렬 연결될 수 있다.
상기 복수의 스위치 각각은, 상기 디지털 신호에 의해 턴 온 또는 턴 오프 제어되어 상기 기준저항 어레이부의 전체 저항을 변경할 수 있다.
상기 기준전압은, 상기 구동 전압과 상기 기준저항 어레이부에 인가되는 전압의 차이에 따라 결정될 수 있다.
상기 디지털 신호는 n비트 그레이 코드일 수 있다.
상기 n비트 그레이 코드를 이용하여 부하의 소모전류를 연산하는 부하전류 연산부를 더 포함할 수 있다.
상기 부하전류 연산부는, 상기 기준저항 어레이부의 대응하는 기준저항의 저항값에 상기 n비트 그레이 코드의 비트값을 곱하고, 비트값이 곱해진 결과를 서로 더하고, 더한 결과에 상기 전류원의 전류값을 곱하고, 전류값이 곱해진 결과를 상기 부하 전류가 인가되는 저항의 저항값으로 나누어 상기 부하의 소모전류를 연산할 수 있다.
상기 구동 전압을 출력하는 정류부와 상기 부하의 사이에 연결되는 제1 저항, 및 상기 제1 저항과 상기 부하의 사이에 일단이 연결되고 타단이 상기 비교부의 입력단에 연결되는 제2 저항을 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 방법은, 부하 전류에 따른 입력 전압과 기준전압을 비교하는 제1 비교 단계; 상기 제1 비교 단계의 제1 비교결과를 디지털 신호로 변환하는 제1 변환 단계; 및 상기 디지털 신호에 따라 상기 기준전압을 가변하여 출력하는 기준전압 가변 단계;를 포함한다.
상기 입력 전압과 가변된 기준전압을 비교하는 제2 비교 단계; 상기 제2 비교 단계의 제2 비교결과를 디지털 신호로 변환하는 제2 변환 단계; 및 상기 제2 비교결과에 따른 디지털 신호를 이용하여 부하의 소모전류를 연산하는 연산 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 디지털 신호는 n비트 그레이 코드일 수 있다.
상기 제1 변환 단계와 상기 제2 변환 단계에서, 상기 제1 비교결과 또는 상기 제2 비교결과가 하이레벨인 경우, 그레이 코드의 최상위 비트에 가까운 비트값 0을 비트값 1로 반전하여 변환할 수 있다.
상기 제1 변환 단계와 상기 제2 변환 단계에서, 상기 제1 비교결과 또는 상기 제2 비교결과가 로우레벨인 경우, 그레이 코드의 최하위 비트에 가까운 비트값 1을 비트값 0으로 반전하여 변환할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치 및 방법에 의하면, ADC를 대신하여 비교기 회로가 적용됨에 따라 회로 구조가 단순화되고, 별도의 로우 패스 필터(low pass filter) 회로 없이도 노이즈 필터의 기능을 구현하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치의 간략적인 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 부하 전류 모니터링 장치의 일 예를 보여주는 회로 구성도이다
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 방법의 순서도이다.
도 5는 도 4의 변환 단계의 과정을 보여주는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치가 적용가능한 어플리케이션의 예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치의 간략적인 회로 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치(100)는, 정류부(10)의 직류 전압에 의해 동작하는 부하(20)의 전류를 모니터링하여 부하(20)의 단락 고장을 진단하기 위한 장치로서, 저항부(110), 비교부(120), 기준전압 처리부(130), 기준전압 생성부(140), 및 부하전류 연산부(150)를 포함한다.
저항부(110)는 부하 구동을 위한 구동 전압의 적절한 전압 강하를 위해 정류부(10)와 부하(20)의 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 정류부(10)는 구동 전압을 일정하게 유지하여 출력한다. 부하(20)는 모터일 수 있다. 저항부(110)는 정류부(10)와 부하(20)의 사이에 연결되는 제1 저항(R)과, 제1 저항(R)과 부하(20)의 사이에 일단이 연결되는 제2 저항(RL)을 포함할 수 있다. 제1 저항(R)과 제2 저항(RL)의 저항값은 사용자의 필요에 따라 적절히 설정될 수 있다.
비교부(120)는 부하(20)의 전류 측정을 위해 제1 저항(R)의 양단 전압을 비교할 수 있다. 비교부(120)는 음의 입력단에 제2 저항(RL)의 타단이 연결되고, 양의 입력단에 기준전압 생성부(140)가 연결될 수 있다. 여기서, 기준전압 생성부(140)는 정류부(10)와 제1 저항(R)의 일단 사이에 연결될 수 있다.
비교부(120)는 음의 입력단에 입력되는 입력 전압과 기준전압 생성부(140)에서 출력되는 기준전압을 비교하여 비교결과를 출력할 수 있다. 여기서, 기준전압은 현재 출력되는 비교결과에 의해 가변될 수 있다. 비교부(120)는 가변되는 기준전압과 입력 전압을 재차 비교할 수 있다. 재차 비교에 따른 비교결과는 노이즈가 제거될 수 있다.
기준전압 처리부(130)는 비교부(120)의 비교결과를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 디지털 신호는 n비트(n은 4이상의 정수) 그레이 코드일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기준전압 처리부(130)는 레지스터 어레이 컨트롤(resistor array control)일 수 있다. n비트 그레이 코드는 부하(20)의 소모전류 연산에 이용될 수 있다. 또한 기준전압 처리부(130)는 n비트 그레이 코드를 이용하여 기준전압 생성부(140)의 기준전압을 변경할 수 있다.
기준전압 생성부(140)는 기준전압 처리부(130)의 디지털 신호에 따라 기준전압을 생성할 수 있다. 기준전압 생성부(140)는 현재 부하(20)의 소모전류에 따라 기준전압을 가변할 수 있다. 기준전압 생성부(140)는 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn), 스위치부(SW1, SW2, SWn-1, SWn), 및 전류원(CS)을 포함할 수 있다.
기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)와 스위치부(SW1, SW2, SWn-1, SWn)는 기준전압 처리부(130)의 그레이 코드 비트수에 따라 n개로 구성될 수 있다. 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)는 서로 직렬 연결되는 기준저항을 복수 구비할 수 있다. 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)는 일측단의 기준저항(RSn)이 정류부(10)와 제1 저항(R)의 일단 사이에 연결될 수 있다. 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)는 타측단의 기준저항(RS1)이 비교부(120)의 양의 입력단과 전류원(CS)에 연결될 수 있다. 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)는 정류부(10)의 구동 전압을 소정 비율로 분압할 수 있다.
스위치부(SW1, SW2, SWn-1, SWn)는 대응하는 기준저항 각각에 병렬 연결될 수 있다. 스위치부(SW1, SW2, SWn-1, SWn)는 기준전압 처리부(130)에 의해 온(On) 또는 오프(Off) 제어될 수 있다. 스위치부(SW1, SW2, SWn-1, SWn) 각각은 온 또는 오프 상태에서 정류부(10)와 전류원(CS) 사이에 연결되는 기준저항의 개수를 조절할 수 있다. 기준저항의 개수가 조절됨에 따라 비교부(120)의 양의 입력단에 입력되는 기준전압이 가변될 수 있다.
전류원(CS)은 비교부(120)의 양의 입력단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 전류원(CS)은 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)에 일정한 전류를 인가할 수 있다. 비교부(120)의 양의 입력단에 입력되는 기준전압은 정류부(10)의 구동 전압과 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)의 전압 차이를 통해 결정될 수 있다.
부하전류 연산부(150)는 기준전압 처리부(130)에서 출력되는 n비트 그레이 코드를 이용하여 제1 저항(R)에 흐르는 전류를 연산할 수 있다. 즉, 부하전류 연산부(150)는 부하(20)의 소모전류를 연산할 수 있다. 소모전류 연산 관련한 내용은 도 3을 통해 후술한다.
도 3은 본 발명의 부하 전류 모니터링 장치의 일 예를 보여주는 회로 구성도이다
도 3을 참고하면, 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)는 네 개의 기준저항을 포함할 수 있다. 즉, 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)는 제1 기준저항(RS1), 제2 기준저항(RS2), 제3 기준저항(RSn-1), 및 제4 기준저항(RSn)을 포함할 수 있다.
스위치부(SW1, SW2, SWn-1, SWn)는 네 개의 스위치를 포함할 수 있다. 즉, 스위치부(SW1, SW2, SWn-1, SWn)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 및 제4 스위치(SW4)를 포함할 수 있다.
비교부(120)의 음의 입력단에는 정류부(10)의 전압(VOUT)과 제1 저항(R)에 인가되는 저항전압(IlOAD*R1)의 차이에 따른 입력 전압이 인가될 수 있다.
비교부(120)는 음의 입력단에 입력되는 전압값과 양의 입력단에 입력되는 기준전압을 비교하여 비교결과를 기준전압 처리부(130)에 전달할 수 있다.
기준전압 처리부(130)는 비교부(120)의 비교결과를 4비트 그레이 코드로 변환하여 출력할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 4비트 그레이 코드는 4b1100으로 나타날 수 있다. 기준전압 처리부(130)는 4비트 그레이 코드를 이용하여 기준전압을 변경할 수 있다.
제1 스위치(SW1)는 4비트 그레이 코드의 최하위 비트값 ‘0’에 따라 턴 오프 제어될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 4비트 그레이 코드의 하위 두 번째 비트값 ‘0’에 따라 턴 오프 제어될 수 있다. 제3 스위치(SW3)는 4비트 그레이 코드의 상위 세 번째 비트값 ‘1’에 따라 턴 온 제어될 수 있다. 제4 스위치(SW4)는 4비트 그레이 코드의 최상위 비트값 ‘1’에 따라 턴 온 제어될 수 있다. 이때 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)의 전압은 ISYNC*(RS2 + RS1)으로 나타날 수 있다.
비교부(120)의 양의 입력단에는 정류부(10)의 전압(VOUT)과 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)의 전압의 차이에 따른 기준전압 VOUT- ISYNC*(RS2 + RS1)이 입력될 수 있다. 이와 같이 기준전압은 비교부(120)의 비교결과를 트래킹하여 가변될 수 있다. 이를 통해 비교부(120)의 음의 입력단에 입력되는 부하(20)의 소모전류 관련한 전압으로부터 노이즈 제거가 가능하다
부하전류 연산부(150)는 기준전압 처리부(130)의 n비트 그레이 코드를 이용하여 부하(20)의 소모전류를 연산할 수 있다. 소모전류 연산식은 아래 수학식 1과 같이 나타날 수 있다.
<수학식 1>
Figure pat00001
수학식 1에서, ILOAD는 제1 저항(R)에 흐르는 전류값을 나타내고, ISYNC는 전류원(CS)의 전류값을 나타내고, GC[3]는 그레이 코드의 최상위 비트값을 나타내고, GC[2]는 그레이 코드의 상위 두 번째 비트값을 나타내고, GC[1]는 그레이 코드의 하위 세 번째 비트값을 나타내고, GC[0]는 그레이 코드의 최하위 비트값을 나타내고, R은 제1 저항(R)의 저항값을 나타낸다.
부하전류 연산부(150)는 수학식 1에 따라, 기준저항 어레이부의 대응하는 기준저항의 저항값에 n비트 그레이 코드의 비트값을 곱하고, 비트값이 곱해진 결과를 서로 더하고, 더한 결과에 전류원(SC)의 전류값을 곱하고, 전류값이 곱해진 결과를 부하 전류가 인가되는 저항(R)의 저항값으로 나누어 부하(20)의 소모전류를 연산할 수 있다.
수학식 1은, n비트 그레이 코드가 4비트 그레이 코드이면서 코드값 4b1100을 가지는 경우, 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
<수학식 2>
Figure pat00002
수학식 2에서, RS1은 제1 기준저항(RS1)의 저항값을 나타내고, RS2는 제2 기준저항(RS2)의 저항값을 나타낸다.
부하전류 연산부(150)는 ADC 회로없이도 상술한 바와 같은 방식으로 부하(20)의 소모전류를 연산 및 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 부하(20)의 소모전류는 부하의 단락 고장 상태 판별에 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 방법의 순서도이다.
도 1 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 방법은, 제1 비교 단계(S410), 제1 변환 단계(S420), 기준전압 가변 단계(S430), 제2 비교 단계(S440), 제2 변환 단계(S450), 및 연산 단계(S460)를 포함할 수 있다.
제1 비교 단계(S410)에서, 비교부(120)는 부하 전류에 따른 입력 전압과 기준전압을 비교하여 제1 비교결과를 출력한다. 여기서, 입력 전압은 정류부(10)의 구동 전압과 제1 저항(R)의 저항 전압의 차이일 수 있다. 기준전압은 기준전압 생성부(140)의 출력전압일 수 있다.
제1 변환 단계(S420)에서, 기준전압 처리부(130)는 제1 비교결과를 디지털 신호로 변환한다. 여기서, 디지털 신호는 n비트 그레이 코드일 수 있다. 기준전압 처리부(130)는 제1 비교 결과가 하이레벨인 경우, 그레이 코드의 최상위 비트에 가까운 비트값 0을 비트값 1로 반전하여 변환할 수 있다. 또한, 기준전압 처리부(130)는 제1 비교결과가 로우레벨인 경우, 그레이 코드의 최하위 비트에 가까운 비트값 1을 비트값 0으로 반전하여 변환할 수 있다. 비트값 반전 변환은 도 5를 통해 후술한다.
기준전압 가변 단계(S430)에서, 기준전압 생성부(140)는 디지털 신호에 따라 기준전압을 가변하여 출력할 수 있다. 여기서, 기준전압은 디지털 신호에 따라 전체 저항이 변하는 기준저항 어레이부(RS1, RS2, RSn-1, RSn)로부터 출력될 수 있다.
제2 비교 단계(S440)에서, 비교부(120)는 부하 전류에 따른 입력 전압과 가변된 기준전압을 비교하여 제2 비교결과를 출력한다.
제2 변환 단계(S450)에서, 기준전압 처리부(130)는 제2 비교결과를 디지털 신호로 변환한다. 여기서, 기준전압 처리부(130)는 제2 비교결과가 하이레벨인 경우, 그레이 코드의 최상위 비트에 가까운 비트값 0을 비트값 1로 반전하여 변환할 수 있다. 또한, 기준전압 처리부(130)는 제2 비교결과가 로우레벨인 경우, 그레이 코드의 최하위 비트에 가까운 비트값 1을 비트값 0으로 반전하여 변환할 수 있다.
연산 단계(S460)에서, 부하전류 연산부(150)는 제2 비교결과에 따른 디지털 신호를 이용하여 소모전류를 연산한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 방법은, 비교결과를 트래킹하여 기준전압을 가변함으로써, 가변되는 기준전압과 입력 전압의 비교에 따라 출력되는 비교결과의 노이즈 제거가 가능하다.
도 5는 도 4의 변환 단계의 과정을 보여주는 순서도이다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참고하면, 제1 변환 단계(S420)와 제2 변환 단계(S440) 각각에 적용되는 변환 과정을 확인할 수 있다.
먼저 디폴트 설정 단계(S510)에서, 기준전압 처리부(130)는, 그레이 코드값(Gray code)으로 ‘4b1100’을 디폴트값으로 설정할 수 있다.
제1 판단 단계(S520)에서, 기준전압 처리부(130)는 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)인지를 판단할 수 있다. 여기서, 비교결과는 입력 전압이 기준전압과 같거나 큰 경우 하이레벨(H)로 판단되고, 입력 전압이 기준전압보다 작은 경우 로우레벨(L)로 판단될 수 있다.
제1 그레이 코드 설정 단계(S530)에서, 기준전압 처리부(130)는, 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)로 판단되는 경우, 디폴트값(default) ‘4b1100’ 에서 그레이 코드값(gray code) ‘4b1110’으로 변경할 수 있다.
제2 그레이 코드 설정 단계(S540)에서, 기준전압 처리부(130)는, 비교부(120)의 비교결과가 로우레벨(L)로 판단되는 경우, 디폴트값(default) ‘4b1100’에서 그레이 코드값(gray code) ‘4b1000’으로 변경할 수 있다.
S530 단계 이후에 제2 판단 단계(S550)에서, 기준전압 처리부(130)는, 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)인지를 판단할 수 있다.
또한, S540 단계 이후에 제3 판단 단계(S560)에서, 기준전압 처리부(130)는, 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)인지를 판단할 수 있다.
제3 그레이 코드 설정 단계(S570)에서, 기준전압 처리부(130)는, 제2 판단 단계(S550)에서 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)로 판단되는 경우, 그레이 코드값 ‘4b1110’ 에서 그레이 코드값(gray code) ‘4b1111’으로 변경할 수 있다. 한편, 기준전압 처리부(130)는, 제2 판단 단계(S550)에서 비교부(120)의 비교결과가 로우레벨(L)로 판단되는 경우, 그레이 코드값 ‘4b1110’ 에서 디폴트값(default) ‘4b1100’으로 변경할 수 있다.
제4 그레이 코드 설정 단계(S580)에서, 기준전압 처리부(130)는, 제3 판단 단계(S560)에서 비교부(120)의 비교결과가 로우레벨(L)로 판단되는 경우, 그레이 코드값(gray code) ‘4b1000’에서 그레이 코드값(gray code) ‘4b0000’으로 변경할 수 있다. 한편, 기준전압 처리부(130)는, 제3 판단 단계(S560)에서 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)로 판단되는 경우, 그레이 코드값 ‘4b1110’ 에서 디폴트값(default) ‘4b1100’으로 변경할 수 있다.
S570 단계 이후에 제4 판단 단계(S590)에서, 기준전압 처리부(130)는, 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)인지를 판단할 수 있다. 여기서, 제4 판단 단계(S590)의 판단 결과가 하이레벨(H)인 경우, 그레이 코드값(gray code) ‘4b1111’이 그대로 유지될 수 있다. 또한, 제4 판단 단계(S590)의 판단 결과가 로우레벨(L)인 경우, 그레이 코드값(gray code) ‘4b1110’으로 변경될 수 있다.
또한, S580 단계 이후에 제5 판단 단계(S600)에서, 기준전압 처리부(130)는, 비교부(120)의 비교결과가 하이레벨(H)인지를 판단할 수 있다. 여기서, 제5 판단 단계(S600)의 판단 결과가 하이레벨(H)인 경우, 그레이 코드값(gray code) ‘4b1000’으로 변경될 수 있다. 또한, 제4 판단 단계(S600)의 판단 결과가 하이레벨(H)인 경우, 그레이 코드값(gray code) ‘4b0000’이 그대로 유지될 수 있다.
이와 같이, 그레이 코드값이 비교부(120)의 비교결과에 따라 실시간으로 변경되기 때문에, 그레이 코드값에 따라 기준전압도 실시간으로 가변될 수 있다. 비교부(120)는 가변되는 기준전압과 입력전압의 비교시, 입력전압의 노이즈를 제거하여 비교결과를 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치가 적용가능한 어플리케이션의 예를 보여주는 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치(100)는 PSI5 통신 회로(2100)에 적용될 수 있다. 여기서, PSI5 통신 회로(2100)는 MCU(1000)와 센서(3000)의 통신 연결을 위한 수신부(2000)에 구비될 수 있다.
부하 전류 모니터링 장치(100)는 PSI5 통신 회로(2100)에 연결되는 센서(3000)의 소모전류를 모니터링할 수 있다.
MCU(1000)는 부하 전류 모니터링 장치(100)의 소모전류 모니터링 결과를 이용하여 센서(3000)의 고장 여부를 판단할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 전류 모니터링 장치(100)는, 모니터링 속도나 정확도에 둔감하여 비교적 간단한 회로 구성을 요구하는 어플리케이션에 활용될 수 있다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
10: 정류부
20: 부하
100: 부하 전류 모니터링 장치
110: 저항부
120: 비교부
130: 기준전압 처리부
140: 기준전압 생성부
150: 부하전류 연산부

Claims (15)

  1. 부하 전류에 따른 입력 전압과 기준전압을 비교하는 비교부;
    상기 비교부의 비교결과를 디지털 신호로 변환하는 기준전압 처리부; 및
    상기 디지털 신호에 따라 상기 기준전압을 가변하여 출력하는 기준전압 생성부;
    를 포함하는 부하 전류 모니터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준전압 생성부는,
    구동 전압을 분압하는 기준저항 어레이부,
    상기 디지털 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프 제어 되어, 상기 기준저항 어레이부의 전체 저항을 가변하는 스위치부, 및
    상기 기준저항 어레이부에 일정한 전류를 인가하는 전류원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준저항 어레이부는,
    서로 직렬 연결되는 복수의 기준저항을 포함하고,
    상기 복수의 기준저항 중에서 일측단의 기준저항이 상기 구동 전압을 출력하는 정류부에 연결되고, 상기 복수의 기준저항 중에서 타측단의 기준저항이 상기 비교부의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치부는, 상기 복수의 기준저항에 대응하는 복수의 스위치를 포함하고,
    상기 복수의 스위치는 대응하는 기준저항에 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 스위치 각각은, 상기 디지털 신호에 의해 턴 온 또는 턴 오프 제어되어 상기 기준저항 어레이부의 전체 저항을 변경하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준전압은, 상기 구동 전압과 상기 기준저항 어레이부에 인가되는 전압의 차이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 디지털 신호는 n비트 그레이 코드인 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 n비트 그레이 코드를 이용하여 부하의 소모전류를 연산하는 부하전류 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 부하전류 연산부는,
    상기 기준저항 어레이부의 대응하는 기준저항의 저항값에 상기 n비트 그레이 코드의 비트값을 곱하고, 비트값이 곱해진 결과를 서로 더하고, 더한 결과에 상기 전류원의 전류값을 곱하고, 전류값이 곱해진 결과를 상기 부하 전류가 인가되는 저항의 저항값으로 나누어 상기 부하의 소모전류를 연산하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 전압을 출력하는 정류부와 상기 부하의 사이에 연결되는 제1 저항, 및 상기 제1 저항과 상기 부하의 사이에 일단이 연결되고 타단이 상기 비교부의 입력단에 연결되는 제2 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 장치.
  11. 부하 전류에 따른 입력 전압과 기준전압을 비교하는 제1 비교 단계;
    상기 제1 비교 단계의 제1 비교결과를 디지털 신호로 변환하는 제1 변환 단계; 및
    상기 디지털 신호에 따라 상기 기준전압을 가변하여 출력하는 기준전압 가변 단계;
    를 포함하는 부하 전류 모니터링 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력 전압과 가변된 기준전압을 비교하는 제2 비교 단계;
    상기 제2 비교 단계의 제2 비교결과를 디지털 신호로 변환하는 제2 변환 단계; 및
    상기 제2 비교결과에 따른 디지털 신호를 이용하여 부하의 소모전류를 연산하는 연산 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 디지털 신호는 n비트 그레이 코드인 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 변환 단계와 상기 제2 변환 단계에서, 상기 제1 비교결과 또는 상기 제2 비교결과가 하이레벨인 경우, 그레이 코드의 최상위 비트에 가까운 비트값 0을 비트값 1로 반전하여 변환하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 변환 단계와 상기 제2 변환 단계에서, 상기 제1 비교결과 또는 상기 제2 비교결과가 로우레벨인 경우, 그레이 코드의 최하위 비트에 가까운 비트값 1을 비트값 0으로 반전하여 변환하는 것을 특징으로 하는 부하 전류 모니터링 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115840123A (zh) * 2023-03-01 2023-03-24 佛山市联动科技股份有限公司 一种晶体管参数测试装置及测试方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001086785A (ja) * 1999-09-16 2001-03-30 Fujitsu General Ltd モータの制御方法およびその装置
JP2003297929A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Denso Corp 複数の過熱検出回路を有する回路装置
JP2006072860A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Rohm Co Ltd 負荷駆動用半導体装置
KR20150049331A (ko) * 2013-10-30 2015-05-08 삼성전기주식회사 과전류 보호 회로 및 모터 구동 장치
KR20150140430A (ko) 2014-06-05 2015-12-16 서울시립대학교 산학협력단 전류센싱회로 및 그를 이용하는 전원공급장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001086785A (ja) * 1999-09-16 2001-03-30 Fujitsu General Ltd モータの制御方法およびその装置
JP2003297929A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Denso Corp 複数の過熱検出回路を有する回路装置
JP2006072860A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Rohm Co Ltd 負荷駆動用半導体装置
KR20150049331A (ko) * 2013-10-30 2015-05-08 삼성전기주식회사 과전류 보호 회로 및 모터 구동 장치
KR20150140430A (ko) 2014-06-05 2015-12-16 서울시립대학교 산학협력단 전류센싱회로 및 그를 이용하는 전원공급장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115840123A (zh) * 2023-03-01 2023-03-24 佛山市联动科技股份有限公司 一种晶体管参数测试装置及测试方法

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