KR100300812B1

KR100300812B1 - 유피에스에 있어서 고전압 검출회로

Info

Publication number: KR100300812B1
Application number: KR1019990026338A
Authority: KR
Inventors: 이동욱
Original assignee: 이동욱; 세방산업 주식회사
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-11-01
Also published as: KR20010008471A

Abstract

본 발명은 유피에스(UPS)에 있어서 고전압 검출회로에 관한 것으로서, 더 상세하게는 통상적인 전원 공급이 안되거나 정전이 될 때 순시에 간단(間斷)없이 전력을 자동으로 공급하는 유피에스에 있어서 내부 제어회로가 유피에스를 안정적으로 제어하기 위해 고임피던스 값의 저항을 이용하여 고전압을 검출하는 회로에 관한 것으로, 직렬 연결된 다수의 저항((R1,R2,R3),(R5,R6,R7),(R9,R10,R11))이 3상(R,S,T) 별로 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 연결되고 뉴트럴선(N)은 직렬 연결된 다수의 저항(R13,R14,R15)을 거쳐 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (+)입력 단자에 연결되며 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 출력중 일부는 병렬 연결된 저항(R4,R8,R12)과 콘덴서(C1,C2,C3)를 거쳐 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 피드백되되, 직렬 연결된 다이오드((D1,D5),(D2,D6),(D3,D7),(D4,D8))가 서로 병렬 연결되어 상기 저항(R2,R6,R10,R14)과 저항(R3,R7,R11,R15) 사이에 택일적으로 연결됨을 특징으로 하는 유피에스에 있어서 고전압 검출회로를 제공하여, 종래에서 처럼 검출용 변압기를 사용하지 않고 고임피던스 값의 저항으로 고전압 검출회로를 구성하여 노이즈의 영향을 줄일 수 있고 부품수와 관련 와이어(WIRE) 하니스(HARNESS)를 획기적으로 감소시킬 수 있어 회로가 간단하고 부품 구입이 용이한 유피에스에 있어서 고전압 검출회로에 관한 것이다.

Description

유피에스에 있어서 고전압 검출회로 {HIGH VOLTAGE DETECTING CIRCUIT IN UPS}

본 발명은 유피에스(UPS)에 있어서 고전압 검출회로에 관한 것으로서, 더 상세하게는 통상적인 전원 공급이 안되거나 정전이 될 때 순시에 간단(間斷)없이 전력을 자동으로 공급하는 장비(UPS)에 있어서 내부 제어회로가 유피에스를 안정적으로 제어하기 위해 고임피던스 값을 갖는 저항으로 AC 검출회로를 구성하여 부품수와 관련 와이어 하니스를 획기적으로 감소시킨 유피에스(UPS)에 있어서 고전압 검출회로에 관한 것이다.

UPS란 Uninterruptible Power Supply의 약어로 통상적인 전원 공급이 안되거나 정전이 될 때 순시에 간단(間斷)없이 전력을 자동으로 공급하는 시스템으로 무정전 전원공급장치 또는 무정전 전원장치라고도 한다.

UPS는 간단없이 지속적으로 전원을 공급해야 하는 작동중의 컴퓨터를 비롯한 전자기기류의 필수장치로서 전압이나 주파수의 변동 또는 순간 정전에도 안정된 전원을 공급해 컴퓨터의 데이터가 파괴 내지 소거되는 것을 방지, 보호하거나 각종 제어장치의 제어 기능상실 및 오작동 등을 방지하기 위한 장치이다.

또한 전압이 규정치보다 높고 낮거나 파형 왜율(歪率)이 규정치 내에 들지 않으면 컴퓨터가 정상적으로 작동할 수 없게 돼 데이터가 파괴되거나 소실되기 때문에 일반적으로 주파수가 50Hz 또는 60Hz인 정현파의 정전압이 요구되는데 상용전원의 불안정으로부터 컴퓨터의 데이터가 기기를 보호하기 위해 항시 무정전 상태로 전원을 공급하는 장치이다.

상술한 유피에스(UPS)에 있어서 내부 제어 회로가 유피에스를 안정적으로 제어하기 위해서 입력 및 출력부 등에 전력회로의 고전압을 피드백해야 되는 바, 이를 위해 종래에는 고전압을 검출하기 위해서 다수의 검출용 변압기(Sensing Transformer)를 사용하였다.

이를 첨부된 도면 도 1을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 검출회로의 대략 블록도이다.

전력 회로(10)를 거친 전력 회로(10) 후단의 전압은 AC 200-600V 또는 DC100-600V의 고전압이다.

상기 고전압을 검출용 변압기(20)로 다운(down)시켜 필요한 저전압(예를 들어 AC 10-20V)으로 만들어 제어 회로(30)에 공급하였다.

그런데 종래에는 전력 회로(10)와 제어 회로(30) 사이에 절연이 필요하고, 위상이 120°차이가 나는 3상 UPS의 경우에 입력, 출력, 바이패스(BY PASS), 인버터 출력등 4개의 포인트(point)에 3상(R-S-T)을 검출하기 위해서는 단가가 비싼 12개의 검출용 단상 변압기(20)가 필요하여 그에 따라 부품수와 관련 와이어 하니스가 증가하고 회로가 복잡해지며 단가가 상승하는 등의 문제점이 있었다.

또한 검출용 변압기(20)를 전압별로 별도로 제작해야 하고 구입이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 통상적인 전원 공급이 안되거나 정전이 될 때 순시에 간단(間斷)없이 전력을 자동으로 공급하는 유피에스(UPS)에 있어서 내부 제어회로가 유피에스를 안정적으로 제어하기 위해 종래에서 처럼 다수의 검출용 변압기를 사용하지 않고 고임피던스 값의 저항으로 고전압 검출회로를 구성하여 부품수와 관련 와이어 하니스를 획기적으로 감소시킬 수 있어 회로가 간단하고 구입이 용이한 유피에스에 있어서 고전압 검출회로를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 직렬 연결된 다수의 저항이 3상 별로 OP AMP의 (-)입력 단자에 연결되고 뉴트럴선은 직렬 연결된 다수의 저항을 거쳐 상기 OP AMP의 (+)입력 단자에 연결되며 상기 OP AMP의 출력중 일부는 병렬 연결된 저항과 콘덴서를 거쳐 OP AMP의 (-)입력 단자에 피드백되되,

직렬 연결된 다이오드가 서로 병렬 연결되어 상기 저항과 저항 사이에 택일적으로 연결됨을 특징으로 하는 유피에스에 있어서 고전압 검출회로를 제공하고자 한다.

도 1은 종래 검출회로의 대략 블록도,

도 2는 본 발명의 일실시예(Y-결선)에 따른 검출회로도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예(△-결선)에 따른 검출회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 전력 회로, 20: 검출용 변압기, 30: 제어 회로, 40: 보호 회로, C1,C2,C3,C4: 콘덴서, CN: 커넥터, D1,D2…D8: 다이오드, IC1,IC2,IC3: OP AMP, R1,R2…R19: 저항.

이하 본 발명을 첨부된 도면 도 2 내지 도 3을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예(Y-결선)에 따른 검출회로도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예(△-결선)에 따른 검출회로도이다.

먼저 본 발명의 기본적인 구성을 살펴보면, 직렬 연결된 다수의 저항((R1,R2,R3),(R5,R6,R7),(R9,R10,R11))이 3상(R,S,T) 별로 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 연결되고 뉴트럴선(N)은 직렬 연결된 다수의 저항(R13,R14,R15)을 거쳐 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (+)입력 단자에 연결되며 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 출력중 일부는 병렬 연결된 저항(R4,R8,R12)과 콘덴서(C1,C2,C3)를 거쳐 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 피드백되되,

직렬 연결된 다이오드((D1,D5),(D2,D6),(D3,D7),(D4,D8))가 서로 병렬 연결되어 상기 저항(R2,R6,R10,R14)과 저항(R3,R7,R11,R15) 사이에 택일적으로 연결됨을 특징으로 한다.

상술한 기본적인 구성 외에, 상기 3상(R,S,T)의 저항(R1,R5,R9)에는 뉴트럴선(N)에 연결된 저항(R17,R18,R19)이 각각 연결됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 설명하되 위상이 120°차이가 나고 Y-결선인 3상(相) 유피에스를 예를 들어 먼저 설명하면, 커넥터(CN)에는 R상, S상, T상의 3상과 뉴트럴선(N)이 연결된다.

위상(Phase)이 120°차이가 나는 상기 3상(R,S,T)은 직렬 연결된 다수의 저항((R1,R2,R3),(R5,R6,R7),(R9,R10,R11))을 거쳐 해당 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 각각 연결되고, 뉴트럴선(N)은 직렬 연결된 다수의 저항(R13,R14,R15)을 거쳐 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (+)입력 단자에 공통적으로 연결된다.

이때 뉴트럴선(N)을 구성하는 저항(R13,R14,R15)의 임피이던스 값이 큰 고임피던스의 저항(R13,R14,R15)을 사용하여 고임피던스에 의한 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 것이다.

상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 출력의 대부분은 후단으로 입력되고 일부는 병렬 연결된 저항(R4,R8,R12) 및 콘덴서(C1,C2,C3)를 거쳐 해당하는 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 되먹임(FEED BACK) 된다.

여기에서, 상기 커넥터(CN)를 통해 입력되는 전압을 Vi(Vi는 예를 들어 208V이거나 380V의 고전압이다)라 하고 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)를 통한 출력을 Vo라 한다.

따라서 R상의 출력 Vo=[(R4)/(R1+R2+R3)]×Vi이 된다.

마찬가지로 S상의 출력 Vo=[(R8)/(R5+R6+R7)]×Vi가 되고 T상의 출력 Vo=[(R12)/(R9+R10+R11)]×Vi가 되어 고전압이 검출된다.

본 발명에서는 저항 3개를 직렬 연결하여 구성하였으나 이의 수는 3개에 한정하는 것이 아니고 필요에 따라 저항의 수를 가감할 수도 있다.

그런데, 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)는 일정 전압(예를 들어 12V) 이상이 흐르면 오동작 되거나 무리가 가게 된다.

이를 방지하기 위하여 OP AMP(IC1,IC2,IC3) 전단에 보호 회로(40)를 구성하여야 하는 바, 본 발명에서는 저항(R2,R6,R10,R14)과 저항(R3,R7,R11,R15) 사이에 직렬 연결된 다이오드((D1,D5),(D2,D6),(D3,D7),(D4,D8))를 서로 병렬 연결하여 택일적으로 연결하였다.

이런 보호 회로(40)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

만약 OP AMP(IC1,IC2,IC3)중 어느 하나의 OP AMP(예를 들어 IC2)에 12V 이상의 전압이 입력되면, 이 이상 전압은 OP AMP(IC2)에 연결된 다이오드(D6,D2)를 통해 바이패스(BY PASS)되어 OP AMP(IC2)를 보호하게 된다.

3상(R,S,T)이 델타(△)-결선일 경우에는 3상(R,S,T)의 중심점을 잡아 주어야 하는 바, 이 때는 도 3처럼 뉴트럴선(N)에 연결된 저항(R17,R18,R19)을 해당하는 3상(R,S,T)의 저항(R1,R5,R9)에 연결하면 된다.

미설명 부호 R16은 저항이고 C4는 콘덴서로 고전압의 뉴트럴선(N)과 접지선을 서로 연결하기 위해 필요한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 내부 제어회로가 유피에스를 안정적으로 제어하기 위해 고임피던스 값의 저항으로 검출 회로를 구성하여 회로가 간단하고 부품수를 줄일 수 있는 것이다.

이상에서는 3상의 경우를 예를 들어 설명하였으나 3상 이외의 경우에도 이를 사용할 수 있는 것으로 이 역시 고임피던스 값의 저항을 이용하여 회로를 구성한다는 점에 있어서 본 발명의 청구범위에 속한다고 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 유피에스(UPS)에 있어서 내부 제어회로가 유피에스를 안정적으로 제어하기 위해 종래에서 처럼 다수의 검출용 변압기를 사용하지 않고 고임피던스 값의 저항으로 고전압 검출회로를 구성하여 노이즈의 영향을 줄일 수 있고 부품수와 관련 와이어(WIRE) 하니스(HARNESS)를 획기적으로 감소시킬 수 있어 회로가 간단하고 부품 구입이 용이한 아주 유용한 발명인 것이다.

Claims

직렬 연결된 다수의 저항((R1,R2,R3),(R5,R6,R7),(R9,R10,R11))이 3상(R,S,T) 별로 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 연결되고 뉴트럴선(N)은 직렬 연결된 다수의 저항(R13,R14,R15)을 거쳐 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (+)입력 단자에 연결되며 상기 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 출력중 일부는 병렬 연결된 저항(R4,R8,R12)과 콘덴서(C1,C2,C3)를 거쳐 OP AMP(IC1,IC2,IC3)의 (-)입력 단자에 피드백되되,

직렬 연결된 다이오드((D1,D5),(D2,D6),(D3,D7),(D4,D8))가 서로 병렬 연결되어 상기 저항(R2,R6,R10,R14)과 저항(R3,R7,R11,R15) 사이에 택일적으로 연결됨을 특징으로 하는 유피에스에 있어서 고전압 검출회로.
제 1 항에 있어서, 상기 3상(R,S,T)의 저항(R1,R5,R9)에는 뉴트럴선(N)에 연결된 저항(R17,R18,R19)이 각각 연결됨을 특징으로 하는 유피에스에 있어서 고전압 검출회로.