KR100475830B1 - 무인 관측국의 자동 전원 공급장치 - Google Patents

무인 관측국의 자동 전원 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지의 전원과 상용전원을 주위환경에 따라 자동으로 전환하여 무인 관측국의 관측설비에 전원이 지속적으로 공급될 수 있도록 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무인 관측국의 자동 전원 공급장치는 태양전지(110)로부터 생산되는 전원을 배터리(500) 및 관측설비(800)에서 사용되는 정전압으로 변환하는 정전압조절부(120)가 구비된 태양전지전원부(100)와; 상용전원(210)으로부터 공급되는 전원을 배터리(500) 및 관측설비(800)에서 사용되는 전원으로 정류하는 정류기(230)가 구비된 상용전원부(200)와; 상기 태양전지전원부(100)와 상용전원부(200) 중 어느 한쪽으로 전환되어 전원을 공급받는 전환스위치(300)와; 상기 배터리(500)의 전원 충전 상태를 측정하는 배터리감시부(620)와, 상기 배터리감시부(620)를 통하여 측정되는 배터리(500)의 전원이 배터리 기준전원보다 작은 경우 상기 전환스위치(300)를 태양전지전원부(100)에서 상용전원부(200)로 전환하고 배터리(500)의 전원이 충전완료 전원에 도달하면 상기 전환스위치(300)를 상용전원부(200)에서 태양전지전원부(100)로 전환하는 스위치구동부(610)가 구비된 스위치제어부(600)와; 상기 전환스위치(300)를 통하여 공급되는 전원을 배터리(500) 및 관측설비(800)에 제공하며, 상기 전환스위치(300)를 통하여 입력되는 전원이 배터리(500)의 전원보다 작은 경우 배터리(500)로부터 전원을 관측설비(800)에 제공하는 충방전제어부(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

무인 관측국의 자동 전원 공급장치 { Automatic Power Supply Device of an Unmanned Observatory }
본 발명은 무인 관측국의 자동 전원 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 태양전지의 전원과 상용전원을 주위환경에 따라 자동으로 전환하여 무인 관측국의 관측설비에 전원이 지속적으로 공급될 수 있도록 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치에 관한 것이다.
강우량이나 수위 등을 관측하기 위한 무인 관측국은 그 특성상 외딴 오지에 설치되어 태양전지를 통하여 관측설비에 전원을 공급하는 것이 통상적이었다. 이러한 종래의 태양전지를 이용한 무인 관측국의 전원공급은 태양전지가 가동되는 낮동안에 태양전지를 통하여 관측설비에 전원을 공급하는 동시에 배터리(Battery ; 축전지)를 충전시키게 되고, 태양전지가 가동되지 않는 밤에는 배터리에 충전된 전원을 통하여 관측설비에 전원을 공급함으로써 무인 관측국이 지속적으로 운영될 수 있도록 하였다.
이러한 태양전지를 이용한 전원공급은 낙뢰나 써지(Surge) 등으로부터 안전하여 관측설비에 안정적인 전원을 공급할 수 있었으나 장마나 강우 등으로 장기간 일조량이 부족한 기간에는 전력소모가 많은 관측설비에 충분한 전력을 공급할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 장기간 일조량이 부족한 경우 상기 태양전지만으로 무인 관측국에 전원을 충분히 공급할 수 없으므로, 이러한 경우에는 상용전원을 통하여 배터리를 충전시키고 관측설비에 전원을 공급하는 방법을 사용하였는데, 상기 상용전원을 이용한 전원공급은 관측설비에 지속적으로 충분한 전력을 공급할 수 있으나 전력 케이블을 통하여 직간접적으로 낙뢰나 써지 등의 유입이 발생되어 관측설비에 치명적인 장애를 일으키게 하는 원인을 제공하기도 하였다.
또한, 상기 태양전지와 상용전원을 병행하여 관측설비에 전원을 공급하기 위해서는 태양전지와 상용전원의 상황에 따른 적절한 전환이 필요한데, 종래에는 이를 수동에 의하여 수행함으로써 사람이 직접 무인 관측국으로 이동하여야 하는 문제점이 있었다.
근래에 들어서는 상기 태양전지와 상용전원 등의 전원공급 전환이 자동으로 이루어지도록 하는 전원 자동 전환장치가 제안되기도 하였으나, 이는 단순히 공급되는 전원의 전압을 기준전압과 비교하여 전환시키는 방법을 사용함으로써 배터리의 충분한 충방전이 고려되지 못하여 전원공급 전환이 불필요하게 자주 발생되었고, 배터리의 보호 기능이 충분하지 못하여 배터리의 과충전 및 과방전으로 인한 배터리의 파손 및 관측설비의 단명화를 초래하였다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주위환경과 배터리의 충방전 상태 및 전원공급 상태를 고려하여 태양전지와 상용전원을 자동으로 전환하여 무인 관측국의 관측설비에 안정적인 전원을 지속적으로 공급할 수 있도록 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 관측국의 자동 전원 공급장치는 태양전지로부터 생산되는 전원을 배터리 및 관측설비의 사용 전원으로 변환하는 태양전지전원부와, 상용전원으로부터 공급되는 전원을 배터리 및 관측설비의 사용 전원으로 변환하는 상용전원부와, 상기 태양전지전원부 또는 상용전원부 중 어느 일측으로 전환되어 전원을 공급받는 전환스위치와, 상기 전환스위치를 통하여 공급되는 전원을 배터리 및 관측설비에 제공하며 상기 전환스위치를 통하여 입력되는 전원이 배터리의 전원보다 작은 경우 배터리의 전원을 관측설비에 제공하는 충방전제어부와, 상기 배터리의 전원이 전환기준전원보다 작은 경우 상기 전환스위치를 태양전지전원부에서 상용전원부로 전환하고 배터리의 전원이 충전완료 전원에 도달하면 상기 전환스위치를 상용전원부에서 태양전지전원부로 전환하는 스위치제어부를 포함하여 이루어져 관측설비에 전원을 공급하는 무인 관측국의 전원 공급장치에 있어서, 상기 스위치제어부에는 배터리의 전원 충전 상태를 측정하는 배터리감시부와, 상기 상용전원부로부터 공급되는 전원에 의해 충전되는 배터리의 충전시간을 측정하는 타이머와, 상기 타이머를 통하여 측정되는 배터리의 충전시간이 기준시간을 초과하는 경우 전환스위치를 상용전원부에서 태양전지전원부로 전환하여 배터리의 과충전을 방지하는 스위치구동부가 구비된다.
상기 배터리감시부는 상용전원부로부터 공급되는 전원에 의해 충전되는 배터리의 전압과 전류를 동시에 측정하고, 상기 스위치구동부는 상기 배터리감시부에 의해 측정된 배터리의 충전 전압과 전류가 기설정된 충전완료 전압 및 전류를 모두 만족하는 경우 전환스위치를 상용전원부에서 태양전지전원부로 전환하는 것이 바람직하다.
상기 충방전제어부는 배터리감시부에 의해 측정된 배터리의 전압이 방전제한전압 이하로 낮아지는 경우 배터리의 방전을 차단하게 된다.
또한, 상기 상용전원부에는 전환스위치가 태양전지전원부로 전환되는 경우 턴오프되어 정류기에 공급되는 상용전원을 차단시키고, 상기 전환스위치가 상용전원부로 전환되는 경우 턴온되어 정류기에 상용전원을 공급하는 온오프스위치가 구비된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 관측국의 자동 전원 공급장치의 전체적인 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 전원 공급장치는 태양전지를 통하여 전원을 생산하는 태양전지전원부(100)와, 상용전원으로부터 전원을 공급받는 상용전원부(200)와, 상기 태양전지전원부(100)와 상용전원부(200) 중 일측으로 전환되어 전원을 공급받는 전환스위치(300)와, 상기 전환스위치(300)를 통하여 공급되는 전원을 각 구성부에 공급하며 배터리(500)의 충방전을 제어하는 충방전제어부(400)와, 배터리(500)의 충방전 상태를 감시하여 전환스위치(300)를 제어하는 스위치제어부(600)와, 관측설비(800)와 배터리(500)의 전원공급상태가 표시되는 상태표시부(700)를 포함하여 이루어진다.
상기 태양전지전원부(100)에는 태양광을 이용하여 전원을 생성하는 태양전지(110)와, 상기 태양전지(110)로부터 생산되는 전원을 정전압 전원으로 변환하는 정전압조절부(120)를 포함하여 이루어진다. 상기 정전압조절부(120)는 태양전지(110)로부터 생산되는 불안정한 전원을 정전압으로 변환하여 무인 관측국의 각 관측설비(800) 및 배터리(500)에 안정적인 전원이 공급될 수 있도록 한다.
상기 상용전원부(200)는 외부로부터 공급되는 상용전원(210)을 관측설비(800) 및 배터리(500)에서 사용 가능한 전원으로 정류하는 정류기(230)와, 상기 정류기(230)와 상용전원(210) 사이에 구비되어 상용전원(210)으로부터 정류기(230)에 공급되는 전원을 개폐시키는 온오프스위치(220)를 포함하여 이루어진다. 상기 온오프스위치(220)는 스위치제어부(600)에 의해 제어되는데, 상기 상용전원(210)이 관측설비(800)나 배터리(500)에 공급되지 않는 경우에는 턴오프되어 상용전원(210)과 정류기(230)를 절연시키는 역할을 수행한다.
상기 전환스위치(300)는 태양전지전원부(100)와 상용전원부(200) 중 어느 일측과 연결되어 전원을 전송받아 충방전제어부(400)로 전송하는 스위칭 수단으로써, 스위치제어부(600)에 의해 제어된다. 본 발명의 실시예에서 상기 전환스위치(300)와 온오프스위치(220)는 릴레이를 통하여 구현된다.
상기 충방전제어부(400)는 전환스위치(300)를 통하여 태양전지전원부(100) 또는 상용전원부(200)로부터 공급되는 전원을 배터리(500)와 관측설비(800) 및 상태표시부(700)에 전송하는 역할을 수행한다. 이 충방전제어부(400)는 스위치제어부(600)를 통하여 배터리(500)의 충전상태를 전송받아, 충전상태에 따라 배터리(500)의 충전 및 방전을 제어하게 된다. 즉, 이 충방전제어부(400)는 태양전지전원부(100)로부터 공급되는 전원의 전압이 배터리(500)의 전압보다 높은 경우에는 배터리(500)를 충전시키며, 공급되는 전원의 전압이 배터리(500) 전압보다 낮고 이 배터리 전압이 전환기준전압보다 높은 경우에는 배터리(500)를 방전시켜 관측설비(500) 등에 전원을 공급하게 된다. 상기 배터리(500)의 전환기준전압은 배터리(500)가 충전되어야 하는 시점을 나타내는 전압으로써 상기 배터리(500) 전압이 전환기준전압보다 낮게 되면 스위치제어부(600)에 의해 전환스위치(300)가 태양전지전원부(100)에서 상용전원부(200)로 전환되어 배터리(500)가 충전되게 된다. 또한, 충방전제어부(400)는 배터리(500)의 전압이 방전제한전압까지 떨어지면 전원 공급장치에 이상이 발생된 것으로 판단하여 배터리(500)를 보호하기 위하여 배터리(500)의 방전을 차단시키는 역할을 수행한다.
상기 스위치제어부(600)는 배터리(500)의 전원 충전상태를 측정하는 배터리감시부(620)와, 배터리(500)의 충전시간을 측정하는 타이머(630)와, 상기 배터리감시부(620)와 타이머(630)를 통하여 획득된 배터리(500)의 충전 상태에 따라 전환스위치(300)와 상용전원부(200)에 구비된 온오프스위치(220)의 동작을 제어하는 스위치구동부(610)를 포함하여 이루어진다.
상기 배터리감시부(620)는 배터리(500)의 전원 충전상태를 검사하여 이를 스위치구동부(610)와 충방전제어부(400)에 전송하는 역할을 수행한다. 본 발명의 실시예에서 상기 배터리감시부(620)는 배터리(500)의 전압뿐만 아니라 전류도 함께 측정함으로써 배터리(500)의 충방전 상태를 정확하게 파악할 수 있도록 하며, 이 배터리감시부(620)에 의해 측정되는 배터리(500)의 전압 및 전류 정보는 충방전제어부(400)를 통하여 상태표시부(700)로 표시된다.
상기 타이머(630)는 배터리(500)의 충전시간을 측정하여 이를 스위치구동부(610)에 전송하는 역할을 수행하는데, 이는 배터리(500)를 충전시키는 전원이 상용전원부(200)로부터 공급되는 경우에 배터리(500)의 과충전을 방지하기 위한 것이다.
상기 스위치구동부(610)는 배터리감시부(620)와 타이머(630)로부터 전송되는 배터리(500) 상태에 따라 전환스위치(300)와 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)를 구동시키는 역할을 수행하게 된다. 이 스위치구동부(610)는 기본적으로 전환스위치(300)를 태양전지전원부(100)로 전환시켜 태양전지전원부(100)로부터 공급되는 전원이 관측설비(800)와 배터리(500)에 공급되도록 하고, 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)는 턴오프하여 상용전원(210)이 정류기(230)와 절연되도록 하여 낙뢰나 써지 등으로부터 각 구성부를 보호하도록 한다. 이후, 배터리감시부(620)로부터 전송되는 배터리 전압이 전환기준전압까지 떨어지면 전환스위치(300)를 상용전원부(200)로 전환시키고 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)를 턴온하여 상용전원부(200)로부터 전원이 관측설비(800)와 배터리(500)에 공급되도록 한다. 또한, 상용전원부(200)로부터 공급되는 전원을 통하여 충전되는 배터리(500)의 전압과 전류가 충전완료전압 및 전류를 만족하거나 배터리(500)의 충전시간이 기준시간을 초과하면 전환스위치(300)를 태양전지전원부(100)로 전환시키고 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)를 턴오프시키게 된다.
상기 상태표시부(700)는 관측설비(800)와 배터리(500)의 전원공급 상태와 관측설비(800)의 동작상태를 외부로 표시하는 디스플레이 장치이며, 상기 관측설비(800)는 충방전제어부(400)를 통하여 태양전지전원부(100)나 상용전원부(200) 또는 배터리(500)로부터 공급되는 전원을 통하여 구동되는 무인 관측국의 각 관측장치이다.
이하, 상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따라 무인 관측국의 각 관측설비에 전원이 공급되는 과정을 상세히 설명한다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따라 태양전지전원부와 상용전원부를 배터리 상황에 따라 전환하여 관측설비에 전원이 공급되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단계 S100 : 먼저, 관측설비(800)를 포함한 각 장치가 구동되기 위하여 전원 공급장치의 각 구성부가 초기화된다.
단계 S110 : 전원 공급장치가 초기화되면, 스위치제어부(600)의 스위치구동부(610)는 전환스위치(300)를 태양전지전원부(100)로 전환시키고 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)를 턴오프시킨다. 상기 온오프스위치(220)가 턴오프됨으로써 본 발명의 각 구성부는 상용전원(210)과 절연되어, 상용전원(210)을 사용함으로써 발생될 수 있는 낙뢰나 써지 등으로부터 보호된다.
단계 S120 : 상기 단계(S110)를 통하여 전환스위치(300)가 태양전지전원부(100)로 전환됨에 따라, 태양전지(110)는 태양광을 이용하여 전원을 생성하고, 생성되는 전원은 정전압조절부(120)로 전송된다.
단계 S130 : 정전압조절부(120)는 태양전지(110)로부터 전송되는 전원을 안정된 정전압으로 변환하고, 변환된 정전압 전원을 전환스위치(300)를 통하여 연결된 충방전제어부(400)에 전송한다.
단계 S140, S141 : 전환스위치(300)를 통하여 충방전제어부(400)에 전원이 공급되면, 공급되는 전원의 전압이 배터리(500) 전압보다 큰 경우(S140), 공급되는 전원에 의해 배터리(500)가 충전되며, 관측설비(800)에 전원이 공급되고 상태표시부(700)에 전원이 공급되어 전원공급 상태가 표시되게 된다(S141).
단계 S150 : 상기 단계(S140)에서 태양전지전원부(100)에서 충방전제어부(400)로 전송되는 전원의 전압이 배터리(500)의 전압보다 작다면, 배터리(500)는 방전되어 충방전제어부(400)를 통하여 관측설비(800)에 전원을 공급하고 상태표시부(700)에 전원을 공급하여 전원공급 상태를 표시하게 된다(S151). 상기 과정에서의 배터리 방전은 상기 단계(S141)를 통하여 배터리(500)에 전환기준전압 이상의 전압이 충전된 상태인 것으로 가정하여 설명한다.
단계 S160 : 상기의 과정이 진행되는 동안 스위치제어부(600)의 배터리감시부(620)는 배터리(500)의 전압을 측정하여 스위치구동부(610)로 전송하게 되며, 스위치구동부(610)는 상기 배터리감시부(620)로부터 전송되는 배터리 전압을 기설정된 전환기준전압과 지속적으로 비교하게 된다. 만약, 배터리(500)의 전압이 전환기준전압보다 크다면 상기 단계 S140으로 돌아가, 상기의 과정(S140, S141, S150, S160)을 반복함으로써 관측설비(800)에 지속적으로 전원을 공급하게 된다.
단계 S170 : 만약 상기 단계 S160에서 배터리감시부(620)에 의해 측정되는 배터리(500)의 전압이 기설정된 전환기준전압보다 작거나 같아지면, 스위치구동부(610)는 배터리(500)의 완전 방전을 방지하기 위하여 배터리(500)가 충전되어야 할 시점으로 파악하여 전환스위치(300)를 태양전지전원부(100)에서 상용전원부(200)로 전환시키고 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)를 턴온시키게 된다.
단계 S180 : 상기 전환스위치(300)가 상용전원부(200)로 전환되고 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)가 턴온되면, 상용전원(210)은 온오프스위치(220)를 통하여 정류기(230)로 전송되고, 정류기(230)는 전송되는 상용전원(210)을 관측설비(800) 및 배터리(500)에 사용될 수 있는 전원으로 정류시키게 된다.
단계 S190 : 상기 과정(S180)을 통하여 정류된 전원은 전환스위치(300)를 통하여 충방전제어부(400)로 전송되며, 충방전제어부(400)로 전송된 전원은 관측설비(800)로 공급되고, 배터리(500)로 공급되어 배터리(500)를 충전시키며, 상태표시부(700)로 전송되어 전원공급 상태가 표시된다.
단계 S200 : 상기 과정(S190)이 진행되는 동안 스위치제어부(600)의 배터리감시부(620)는 배터리(500)의 충전 전압과 전류를 동시에 측정하고, 측정된 충전 전압 및 전류의 세기를 스위치구동부(610)와 충방전제어부(400)에 전송한다. 또한, 배터리(500)의 충전시간이 타이머(630)에 의해 측정되어 스위치구동부(610)로 전송된다.
단계 S210 : 배터리감시부(620)에 의해 측정된 배터리(500)의 충전 전압과 전류는 스위치구동부(610)에 의해 기설정된 배터리 충전완료 전압 및 전류와 비교된다.
단계 S230 : 만약, 측정된 배터리(500)의 충전 전압 및 전류가 기설정된 배터리 충전완료 전압 및 전류를 만족하게 되면, 이는 배터리(500)가 충분히 충전된 것으로 판단하여 스위치구동부(610)는 전환스위치(300)를 태양전지전원부(100)로 전환시키고 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)를 턴오프시키게 된다. 상기 과정에서 스위치구동부(610)는 배터리(500)의 충전 전압과 전류가 배터리 충전완료 전압 및 전류 모두를 만족하는 경우에만 전환스위치(300)를 전환시키게 되는데, 이는 배터리(500)의 충전 전압만을 비교하는 경우 일시적인 배터리 전압 상승으로 인해 전환스위치(300)가 전환되는 현상이 발생되어 배터리(500)의 충분한 충전없이 바로 방전됨으로써 전환스위치(300)의 전환동작이 불필요하게 반복되는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 일시적으로 배터리(500)의 전압이 상승되더라도 배터리(500)에 공급되는 전류의 세기를 동시에 비교하여 배터리(500)가 충분히 충전되어 전류가 충전완료 전류를 만족하는 경우에만 전환스위치(300)가 전환될 수 있도록 한다.
단계 S220 : 상기 단계(S210)에서 배터리(500)의 충전 전압 및 전류가 충전완료 전압 및 전류를 동시에 만족하지 않게 되면, 스위치구동부(610)는 배터리 충전시간을 기설정된 기준시간과 비교하여 충전시간이 기준시간을 초과하는 경우에 단계 S230에서 전환스위치(300)가 전환되도록 한다. 이는 상용전원부(200)에 의해 공급되는 전원을 통하여 충전되는 배터리(500)의 충전시간이 기준시간을 초과하게 되면 통상적으로 배터리(500)가 충분히 충전되어야 함을 의미하지만, 그렇지 않은 경우에는 상용전원부(200)로부터 공급되는 전원에 이상이 발생되거나 배터리감시부(620)에 이상이 발생된 경우에 해당되기 때문에 혹시 발생하게 될지 모르는 배터리(500)의 과충전을 방지하기 위한 것이다.
단계 S240 : 상기 단계(S220)에서 배터리(500)의 충전시간이 기준시간을 초과하지 않았다면, 스위치구동부(610)는 배터리(500)의 전압이 방전제한전압보다 큰 지를 비교한다. 상기 배터리(500)의 방전제한전압은 배터리(500)가 완전 방전되어 수명이 단축되는 것을 방지하기 위하여 설정된 배터리(500)의 전압값으로, 측정된 배터리(500)의 전압이 방전제한전압보다 크게 되면 배터리(500)가 정상적으로 충전되고 있는 것으로 판단하여 상기 단계 S190으로 돌아가 배터리 충전과정을 지속적으로 반복하게 된다.
단계 S250 : 만약, 상기 단계(S240)에서 배터리(500)의 전압이 방전제한전압보다 작게 되면, 이는 배터리(500)가 충전되어야 할 시점에서 충전되지 않고 방전되고 있는 것으로 판단하여, 스위치구동부(610)는 전환스위치(300)를 상용전원부(200)에서 태양전지전원부(100)로 전환시키고 상용전원부(200)의 온오프스위치(220)를 턴오프시키게 된다.
단계 S260 : 상기 단계(S250)에서 전환스위치(300)가 전환됨과 동시에, 충방전제어부(400)는 배터리(500)가 완전 방전되는 것을 방지하기 위하여 배터리(500)의 방전을 차단시키게 된다. 방전이 차단된 배터리(500)는 이후, 배터리(500)에 정상적으로 전원이 공급되어 전환기준전압 이상으로 충전되면 방전될 수 있도록 배터리(500)의 방전 차단이 종료된다.
단계 S270 : 또한, 상기 배터리(500)의 방전이 차단되었음을 상태표시부(700)를 통하여 외부로 표시하게 된다. 이후, 상기 단계(S250)에서 전환스위치(300)가 태양전지전원부(100)로 전환됨에 따라 도 2a에서 상술한 상기 단계 120으로 돌아가 태양전지전원부(100)로부터 공급되는 전원을 관측설비(800)와 배터리(500) 및 상태표시부(700)에 공급하게 된다.
상기의 과정을 통하여 무인 관측국의 자동 전원 공급장치는 주위환경과 배터리 충전상태에 따라 태양전지전원부(100) 또는 상용전원부(200)를 전환하여 관측설비(800)에 전원을 지속적으로 공급하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무인 관측국의 자동 전원 공급장치는 배터리의 충전 상태에 따라 공급전원을 태양전지 또는 상용전원으로 자동으로 전환되도록 함으로써 무인 관측국의 관측설비에 지속적인 전원공급이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 태양전지로부터 전원이 공급되는 경우에는 상용전원을 절연시켜 각 구성부의 상용전원 연결에 따라 발생될 수 있는 낙뢰 및 써지 등으로부터 관측설비 및 전원 공급장치를 보호할 수 있도록 하며, 상용전원을 통하여 배터리를 충전하고 관측설비에 전원을 공급하는 경우에는 배터리가 충전되면 공급되는 전원을 태양전지로 바로 전환하여 상용전원 사용에 따른 문제점을 최소화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 상용전원을 통한 배터리의 충전시 배터리의 충전 전압과 전류를 동시에 측정하여 충전 전압 및 전류가 기준 전압 및 전류를 동시에 만족하는 경우에만 태양전지로 전환될 수 있도록 함으로써 배터리의 일시적이 충전에 의해 상용전원과 태양전지가 반복적으로 전환되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상용전원에 의해 배터리가 충전되는 경우 충전시간을 측정하여 충전시간이 기준시간을 초과하는 경우 전원공급이 태양전지로 전환되도록 함으로써 배터리의 과충전을 보호하고, 배터리의 전압이 방전제한전압보다 낮게 되면 배터리의 방전을 차단하여 배터리의 완전방전에 따른 배터리의 파손을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 관측국의 자동 전원 공급장치의 전체적인 블록 구성도,
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 자동 전원 공급장치를 통하여 무인 관측국의 관측설비에 전원이 공급되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 태양전지전원부 110 : 태양전지
120 : 정전압조절부 200 : 상용전원부
210 : 상용전원 220 : 온오프스위치
230 : 정류기 300 : 전환스위치
400 : 충방전제어부 500 : 배터리
600 : 스위치제어부 610 : 스위치구동부
620 : 배터리감시부 630 : 타이머
700 : 상태표시부 800 : 관측설비

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 태양전지(110)로부터 생산되는 전원을 배터리(500) 및 관측설비(800)의 사용 전원으로 변환하는 태양전지전원부(100)와, 상용전원(210)으로부터 공급되는 전원을 배터리(500) 및 관측설비(800)의 사용 전원으로 변환하는 상용전원부(200)와, 상기 태양전지전원부(100) 또는 상용전원부(200) 중 어느 일측으로 전환되어 전원을 공급받는 전환스위치(300)와, 상기 전환스위치(300)를 통하여 공급되는 전원을 배터리(500) 및 관측설비(800)에 제공하며 상기 전환스위치(300)를 통하여 입력되는 전원이 배터리(500)의 전원보다 작은 경우 배터리(500)의 전원을 관측설비(800)에 제공하는 충방전제어부(400)와, 상기 배터리(500)의 전원이 전환기준전원보다 작은 경우 상기 전환스위치(300)를 태양전지전원부(100)에서 상용전원부(200)로 전환하고 배터리(500)의 전원이 충전완료 전원에 도달하면 상기 전환스위치(300)를 상용전원부(200)에서 태양전지전원부(100)로 전환하는 스위치제어부(600)를 포함하여 이루어져 관측설비(800)에 전원을 공급하는 무인 관측국의 전원 공급장치에 있어서,
    상기 스위치제어부(600)에는 상기 배터리(500)의 전원 충전 상태를 측정하는 배터리감시부(620)와, 상기 상용전원부(200)로부터 공급되는 전원에 의해 충전되는 배터리(500)의 충전시간을 측정하는 타이머(630)와, 상기 타이머(630)를 통하여 측정되는 배터리(500)의 충전시간이 기준시간을 초과하는 경우 전환스위치(300)를 상용전원부(200)에서 태양전지전원부(100)로 전환하여 배터리(500)의 과충전을 방지하는 스위치구동부(610)가 구비되는 것을 특징으로 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 배터리감시부(620)는 상기 상용전원부(200)로부터 공급되는 전원에 의해 충전되는 배터리(500)의 전압과 전류를 동시에 측정하고,
    상기 스위치구동부(610)는 상기 배터리감시부(620)에 의해 측정된 배터리(500)의 충전 전압과 전류가 기설정된 충전완료 전압 및 전류를 모두 만족하는 경우 전환스위치(300)를 상용전원부(200)에서 태양전지전원부(100)로 전환하는 것을 특징으로 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 충방전제어부(400)는 상기 배터리감시부(620)에 의해 측정된 배터리(500)의 전압이 방전제한전압 이하로 낮아지는 경우 배터리(500)의 방전을 차단하는 것을 특징으로 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 상용전원부(200)에는 상기 전환스위치(300)가 태양전지전원부(100)로 전환되는 경우 턴오프되어 정류기(230)에 공급되는 상용전원(210)을 차단시키고, 상기 전환스위치(300)가 상용전원부(200)로 전환되는 경우 턴온되어 정류기(230)에 상용전원(210)을 공급하는 온오프스위치(220)가 구비되는 것을 특징으로 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 무인 관측국의 자동 전원 공급장치에는
    상기 충방전제어부(400)를 통한 관측설비(800) 및 배터리(500)의 전원 공급상태를 외부로 표시하는 상태표시부(700)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 무인 관측국의 자동 전원 공급장치.
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