KR100778892B1 - 무정전전원장치 및 무정전전원장치의 전원공급 방법 - Google Patents

무정전전원장치 및 무정전전원장치의 전원공급 방법 Download PDF

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성신전기공업(주)
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Abstract

입력전압의 저하로 인하여 PWM(pulse-width modulation) 정류기가 전류제한 상태로 동작하면 부하에 공급하는 전력을 입력전원과 배터리전원으로부터 동시에 공급하고, 부하전력이 PWM 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 배터리전원을 사용하지 않고 입력전원만으로 부하전력을 공급함으로써 입력전원의 이용률을 증가시키고 부하 변동에 따른 배터리전력의 사용을 최소화할 수 있는 무정전전원장치 및 무정전전원장치의 전원공급 방법이 개시된다.

Description

무정전전원장치 및 무정전전원장치의 전원공급 방법 {Uninterruptible power supply system and method of supplying uninterruptible power thereof}
도 1은 본 발명에 따른 공통 직류전압 강하에 기준하는 고역률 무정전전원장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 공통 직류전압 강하에 기준하는 고역률 무정전전원장치의 공통 직류전압 제어방식을 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 공통 직류전압 강하에 기준하는 고역률 무정전전원장치의 전류 흐름을 도시한 도면으로,
도 3a는 PWM 정류기가 정상 상태로서 공통 직류전압이 일정한 경우의 예시도,
도 3b는 PWM 정류기가 전류 제한 상태로서 공통 직류전압이 강하된 경우의 예시도,
도 3c는 정전상태로서 공통 직류전압이 강하된 경우의 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 무정전전원장치의 전원공급 방법의 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 컨트롤러 100 : 정류기
200 : 충방전기 220 : 컨버터
240 : 배터리 300 : 공통 직류전원 저장부
400 : 인버터
본 발명은 무정전전원장치 및 무정전전원장치의 전원공급 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 입력전압의 저하로 인하여 PWM(pulse-width modulation) 정류기가 전류제한 상태로 동작하면 부하에 공급하는 전력을 입력전원과 배터리전원으로부터 동시에 공급하고, 부하전력이 PWM 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 배터리전원을 사용하지 않고 입력전원만으로 부하전력을 공급함으로써 입력전원의 이용률을 증가시키고, 또한 부하 변동에 따른 배터리전력의 사용을 최소화할 수 있는 무정전전원장치 및 무정전전원장치의 전원공급 방법에 관한 것이다.
당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 일반적으로 무정전전원장치(UPS; uninterruptible power supply system)란 평상시에는 상용교류전원을 정류기를 통하여 직류전력으로 변환하고, 변환한 직류전력을 충전기를 통하여 배터리에 저장하거나 인버터를 통하여 부하에 교류전력을 공급하며, 상용교류전원에 정전, 순간정전, 전압변동과 같은 이상현상이 발생될 경우에는 상기 배터리에 저장된 전력을 인버터를 통하여 부하에 교류전력을 공급하는 장치이다. 따라서, 무정전전원장치는 통신시스템, 의료시스템, 방송장비, 전자계산소와 같은 높은 안정성과 신뢰성이 요 구되는 전원에 많이 사용된다.
종래의 무정전전원장치는 정전 또는 입력전압이 일정 값 이하(예를 들면, 20%)로 낮아진 경우에 입력전원을 차단하고 배터리에 충전된 전력을 PWM 인버터를 통하여 부하에 공급한다. 그러나, 입력전압의 저하로 인하여 입력전원을 차단하는 것은 입력전원의 이용률을 낮게 할 뿐만 아니라 부하전력이 낮게 유지되는 경우에도 배터리전력을 부하에 공급해야 하는 문제를 발생시킨다. 배터리전력의 빈번한 사용은 배터리 수명을 단축시키며, 따라서 무정전전원장치의 수명을 단축시키게 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 입력전압의 저하로 인하여 PWM(pulse-width modulation) 정류기가 전류제한 상태로 동작하면 부하에 공급하는 전력을 입력전원과 배터리전원으로부터 동시에 공급하고, 부하전력이 PWM 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 배터리전원을 사용하지 않고 입력전원만으로 부하전력을 공급함으로써 입력전원의 이용률을 증가시키고, 또한 부하 변동에 따른 배터리전력의 사용을 최소화할 수 있는 무정전전원장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 입력전압의 저하로 인하여 PWM(pulse-width modulation) 정류기가 전류제한 상태로 동작하면 부하에 공급하는 전력을 입력전원과 배터리전원으로부터 동시에 공급하고, 부하전력이 PWM 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 배터리전원을 사용하지 않고 입력 전원만으로 부하전력을 공급함으로써 입력전원의 이용률을 증가시키고, 또한 부하 변동에 따른 배터리전력의 사용을 최소화할 수 있는 무정전전원장치의 전원공급 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 교류 입력전원을 직류전원으로 변환하는 정류기; 상기 정류기의 출력 전압을 배터리 충전 전압으로 감압하거나 배터리의 낮은 전압을 인버터 작동에 적합한 전압으로 승압하는 배터리 충방전기; 직류전원을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터; 및 상기 정류기와 충방전기 및 인버터를 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 정류기가 전류제한 상태로 동작하면 상기 부하에 공급하는 전력을 상기 입력전원과 배터리 전원으로부터 동시에 공급하고, 부하전력이 상기 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 상기 배터리 전원을 사용하지 않고 상기 입력전원만으로 부하전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치가 제공된다. 여기서, 상기 정류기의 전류제한 상태란, 정류기의 입력전압이 작으면 같은 양의 전력을 정류하기 위해서 많은 양의 전류가 흐르게 되지만, 정류기에서 흐를 수 있는 최대 전류의 양은 정해져 있기 때문에 정류기에 흐르는 전류가 최대전류 이상이 되지 않도록 정류기가 작동하는 상태를 일컫는다.
바람직하게는, 상기 배터리 충방전기는 배터리와 컨버터를 포함하고, 상기 컨버터는 상기 배터리를 충전할 경우에는 직류전원을 상기 배터리로 공급하기 위한 충전형 컨버터(step-down converter)로 동작하고, 상기 배터리의 방전 시에는 상기 배터리의 출력전원을 부하로 공급하기 위한 방전형 컨버터(step-up converter)로 동작한다.
본 발명은 상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 교류 입력전원을 직류전원으로 변환하는 정류기와, 상기 정류기의 출력 전압을 배터리 충전 전압으로 감압하거나 배터리의 낮은 전압을 인버터 작동에 적합한 전압으로 승압하는 배터리 충방전기, 직류전원을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터; 및 상기 정류기와 충방전기 및 인버터를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 무정전전원장치의 전원공급 방법에 있어서, 상기 컨트롤러를 통하여 상기 정류기와 배터리 충방전기 및 인버터에 공통으로 걸리는 전압인 공통직류 전압이 상기 충방전기를 방전상태로 제어하기 위한 방전제어 전압 이하인지의 여부를 판단하는 제1 판단 단계; 상기 제1 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 상기 방전제어 전압 이상이면, 상기 공통직류 전압이 상기 충방전기를 충전상태로 제어하기 위한 충전제어 전압 이상인지의 여부를 판단하는 제2 판단 단계; 상기 제1 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 상기 방전제어 전압 이하이면 입력전원과 배터리전원 모두에 의해 부하전력이 공급되게 하는 단계; 상기 제2 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 상기 충전제어 전압 이상이면 입력전원만으로 부하전력을 공급하며 배터리를 충전하는 단계; 및 상기 제2 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 충전제어 전압 이하이면 입력전원만으로 부하전력을 공급하며 상기 충방전기는 작동하지 않게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치의 전원공급 방법이 제공된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 공통 직류전압 강하에 기준 하는 고역률 무정전전원장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 무정전전원장치는 공통 직류전압을 기준으로 배터리 충방전기의 동작상태를 변경하는 공통 직류전압 강하에 기준하는 고역률 무정전전원장치에 해당한다. 본 발명의 무정전전원장치에 있어서, 입력전압의 저하로 인하여 PWM(pulse-width modulation) 정류기가 전류제한 상태로 동작하면 부하에 공급되는 전력은 입력전원과 배터리전원으로부터 동시에 공급되며, 부하전력이 PWM 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 배터리전원을 사용하지 않고 입력전원만으로 부하전력을 공급한다. 따라서, 입력전원의 이용률을 증가시키고 부하 변동에 따른 배터리전력 사용을 최소화할 수 있다.
본 발명의 설명에서 언급되는 공통 직류전압 강하란, 공통직류전압(전원) 저장부(300) 콘덴서(Cd)의 전압이 내려가는 것을 뜻한다. 본 발명에서 정류기(100)는 공통직류전압을 기준으로 공통직류전압이 내려가면 정류하는 전류량을 늘리며, 배터리 충방전기(200)는 공통직류전압이 높으면 충전하고, 낮으면 방전을 한다. 즉, 정류기(100)와 배터리 충방전기(200)는 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)를 기준으로, 즉 콘덴서(Cd)의 전압이 일정하게 유지하도록 작동한다. 이 때문에 본 명세서 에서는 정류기(100)와 충방전기(200) 및 인버터(400)에 공통으로 걸리는 전압을 공통직류전압이라고 명명한다.
본 발명에서 상기 전류제한 상태를 감지하는 방법은 다음과 같다. 즉, 정류기(100)가 전류제한상태가 되면 인버터(400)에서 사용하는 전력량보다 정류기(100)로 거쳐서 들어오는 전력의 양이 적어서 인버터(400)는 공통직류전압 저장부(300)에 있는 전력도 사용하게 된다. 따라서, 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)에 충전되어 있는 전압도 내려간다. 예를 들어, 정전이 되어 정류기(100)의 입력전압이 없는 경우 정류기(100)가 작동하지 않게 되면, 전류제한 상태처럼 인버터(400)에서 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)의 전력을 사용하게 되므로 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)의 전압이 내려간다. 공통직류전압 저장부(300)의 전압이 내려가면 컨트롤러(10)는 정류기(100)가 전류제한 상태, 또는 정전상태로 판단한다. 도 2를 참조하면, 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)의 전압이 내려가서 충방전기(200)가 충전기에서 방전기로 그 작동 상태가 변화되었다가 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)의 전압이 올라가면 충방전기(200)가 방전기에서 충전기로 작동 상태 변화되는 것을 확인할 수 있다.
상기 내용을 통해 볼 때, 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)의 전압 크기는 정류기(100)와 충방전기(200)의 작동상태를 결정하는 역할을 하고 있음을 알 수 있다. 도 2는 공통직류전압 저장부 콘덴서(Cd)의 전압으로 충방전기(200)가 어느 시점에 어떻게 작동하는지를 보여준다.
도 1은 본 발명에 따른 무정전전원장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따 른 무정전전원장치의 전원공급 방법의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무정전전원장치는 콘덴서(Cd)로 이루어지는 공통 직류전원 저장부(300)를 중심으로 교류 입력전원을 공통 직류전압으로 변환하는 정류기(100)(바람직하게는 PWM 정류기)와; 공통 직류전압을 배터리(240)에 충전하기 적합한 전압으로 감압하거나 낮은 배터리 전압을 공통 직류전압으로 승압하는 배터리 충방전기(200), 부하(500)에 교류 출력전원을 제공하기 위해 공통 직류전압을 교류 출력전압으로 변환하는 인버터(400)(바람직하게는 PWM 인버터), 그리고 상기 정류기(100)와 충방전기(200) 및 인버터(400)를 제어하는 컨트롤러(10)를 포함하여 이루어진다. 도 1에서 미설명된 도면부호 Ls, Lo, Co 및 Lb는 각각 당업자에게 자명하듯이, 교류입력 전압을 필터링하기 위한 필터 인덕터(Ls); 출력 전압을 필터링하기 위한 출력 필터 인덕터(Lo)와 커패시터(Co); 그리고, 충방전기(200)가 충전기 역할을 할 경우 스텝-다운(step-down) 컨버터(buck 컨버터)의 인덕터와 같은 역할을 하고, 충방전기(200)가 방전기 역할을 할 경우, 스텝-업(step-up) 컨버터(boost 컨버터)의 인덕터와 같은 역할을 하는 충방전 인덕터(Lb)이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 무정전전원장치의 전원공급 방법은, 컨트롤러(10)를 통하여 정류기(100)와 배터리 충방전기(200) 및 인버터(400)에 공통으로 걸리는 전압인 공통직류 전압이 충방전기(200)를 방전상태로 제어하기 위한 방전제어 전압 이하인지의 여부를 판단하는 제1 판단 단계(S100); 제1 판단 단계(S100)에서 상기 공통직류 전압이 상기 방전제어 전압 이상이면, 상기 공통직류 전압이 충방전기(200)를 충전상태로 제어하기 위한 충전제어 전압 이상인지의 여부 를 판단하는 제2 판단 단계(S200); 제1 판단 단계(S100)에서 상기 공통직류 전압이 상기 방전제어 전압 이하이면 입력전원과 배터리(240) 전원 모두에 의해 부하전력이 공급되게 하는 단계(S300); 제2 판단 단계(S200)에서 상기 공통직류 전압이 충전제어 전압 이상이면 입력전원만으로 부하전력을 공급하며 배터리(240)를 충전하는 단계(S400); 및 제2 판단 단계(S200)에서 상기 공통직류 전압이 상기 충전제어 전압 이하이면 입력전원만으로 부하전력을 공급하며 충방전기(200)는 작동하지 않게 하는 단계(S500)를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 무정전전원장치에 있어서, 배터리 충방전기(200)에 포함되는 컨버터(220)(바람직하게는 DC/DC PWM 컨버터)는 배터리(240)를 충전할 경우에는 직류전압을 배터리(240)로 공급하는 충전형 컨버터(step-down converter)로 동작하여 공통 직류전압을 배터리로 충전하기에 적합한 전압으로 낮춘다. 방전 시, DC/DC PWM 컨버터(220)는 방전형 컨버터(step-up converter)로 동작하여 배터리(240)의 낮은 전압을 공통 직류전압으로 승압한다.
입력전압이 일정 값 이하로 낮아지거나 순간적으로 과부하 상태가 되면, PWM 정류기(100)의 입력전류가 증가하게 되고, 이로 인해 PWM 정류기(100)의 부담이 증가한다. 이 경우, PWM 정류기(100)를 구성하는 스위칭 소자(미도시)의 망실 가능성이 커져 무정전전원장치의 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 종래의 무정전전원장치는 정전 또는 입력전압이 일정 값 이하로 낮아진 경우에 입력전원을 차단하고 배터리(240)에 충전된 전력을 PWM 인버터를 통하여 부하에 공급한다.
그러나, 종래와 같이 입력전압의 저하로 인하여 입력전원을 차단하는 것은 입력전원의 이용률을 낮게 할 뿐만 아니라 부하전력이 낮게 유지되는 경우에도 배터리전력을 부하에 공급해야 하는 문제를 발생시킨다. 입력전원이 낮을 경우에는 PWM 정류기의 입력전류가 증가하여 PWM 정류기 내의 구성 소자들을 소손시킬 수 있으므로, PWM 정류기의 전류를 정격전류 이하로 유지시켜야 하기 때문에, 입력전원이 일정 값 이하(예를 들면, 정격 대비 20% 이하)로 낮은 경우에 PWM 정류기를 사용할 수 없게 되고, 결국 배터리전력을 사용해야 한다.
상기와 같은 이유들로 인한, 배터리전력의 빈번한 사용은 배터리 수명을 단축시키며, 따라서 무정전전원장치의 수명을 단축시키게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 본 발명이 고안된 것임은 전술한 바와 같다.
따라서, 본 발명의 무정전전원장치에서는 공통 직류전압에 따라 배터리 충방전기(200)의 동작상태가 변경되어 입력전압의 저하로 인하여 PWM 정류기(100)가 정격전류 이상으로 공급하지 못할 경우에 입력전원과 배터리전원을 부하(500)에 동시에 전달할 수 있도록 공통 직류전압 강하에 기준하여 무정전전원장치의 동작을 컨트롤러(10)가 제어한다. 컨트롤러(10)는 낮은 입력전압(예를 들면, 정격 입력 전압의 50% 이하)에서도 사용 가능한 PWM 정류기(100)의 정격전류를 사용할 수 있게 함으로써 배터리(240) 전력의 사용을 최소화할 수 있게 한다.
도 2는 본 발명의 공통 직류전압 강하에 기준하는 고역률 무정전전원장치의 공통 직류전압 제어방식을 나타낸 것이다. 컨트롤러(10)는 PWM 정류기(100), 배터리 충방전기(200), 그리고 PWM 인버터(400)에 공통으로 연결되어 있는 공통 직류전 원 저장부(300)의 콘덴서(Cd)의 전압에 따라 배터리 충방전기(200)의 동작상태를 변경하여 부하(500)에 연속적이고 안정된 부하전력을 공급하도록 무정전전원장치의 공통 직류전압을 제어한다. 정전 또는 입력전압이 일정 값 이하로 낮아진 경우에 공통 직류전원 저장부(300)에서 검출되는 공통 직류전압은 순간적으로 감소하게 되는데, 상기 감소되는 공통 직류전압이 배터리방전 전환전압에 도달하면, 컨트롤러(10)는 배터리 충방전기(200)의 DC-DC PWM 컨버터(220)를 충전형 컨버터에서 방전형 컨버터로 전환하여 공통 직류전압이 배터리방전 제어전압이 되게 한다. 컨트롤러(10)는 바람직하게 PWM 정류기(100)의 출력 직류전압은 배터리충전 전환전압 이상의 값으로 제어하고, 배터리방전 제어전압은 배터리충전 전환전압보다 낮게 설정해야 함은 당업자에게 자명할 것이다. 여기서, 컨트롤러(10)는 정전상태일 경우에 부하(500)에 공급되는 전력은 배터리(240)로부터 공급되게 한다. 그리고, 컨트롤러(10)는 입력전압의 저하로 인하여 PWM 정류기(100)가 정격전류 이상으로 전력을 공급하지 못할 경우, 예를 들면 PWM 정류기(100)가 전류제한 상태로 동작하는 경우, 부하(500)에 공급되는 전력을 입력전원과 배터리(240)로부터 동시에 공급되게 제어한다. 입력전원과 부하가 정상상태로 복귀되면, 즉 PWM 정류기(100)가 정상상태로 동작할 경우, 컨트롤러(10)는 공통 직류전원 저장부(300)의 공통 직류전압을 배터리방전 제어전압에서 배터리충전 전환전압 이상의 값으로 제어하고, 배터리 충방전기(200)의 DC-DC PWM 컨버터(220)는 충전형 컨버터로 동작 제어하여 배터리(240)를 충전상태가 되게 하고, 부하(500)에 공급되는 전력은 입력전원으로부터 공급되게 한다.
이와 같이 본 발명은 공통 직류전압을 기준으로 배터리 충방전기(200)의 동작상태를 변경시켜 고역률 무정전전원장치가 달성되게 한다. 즉, 입력전압의 저하로 인하여 PWM 정류기(100)가 정격전류 이상 공급하지 못할 경우에는 PWM 정류기(100)는 전류제한 상태로 동작되게 함으로써, 부하에 공급되는 전력이 입력전원과 배터리전원으로부터 동시에 공급되는 전력이 되게 하고; 부하전력이 PWM 정류기(100)의 정격전류의 전력보다 낮은 상태로 유지되면 배터리전원을 사용하지 않고 입력전원만으로 부하전력이 공급되게 한다. 이로써, 입력전원의 이용률이 증가되고, 부하 변동에 따른 배터리전력의 사용이 최소화된다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 공통 직류전압 강하에 기준하는 고역률 무정전전원장치의 전류 흐름의 예시도이다. 도 3a는 PWM 정류기(100)가 정상상태로서 공통 직류전압이 일정할 때 무정전전원장치의 전류 흐름을 나타낸 것으로서, 컨트롤러(10)는 부하전력이 입력전원으로부터 공급되게 하고 배터리 충방전기(200)의 DC-DC PWM 컨버터(220)는 충전형 컨버터로 동작되게 한다.
도 3b는 PWM 정류기(100)가 전류제한 상태로서 공통 직류전압이 강하될 때 무정전전원장치의 전류 흐름을 나타낸 것으로서, 컨트롤러(10)는 부하전력이 입력전원과 배터리(240)로부터 동시에 공급되게 하고 배터리 충방전기(200)의 DC-DC PWM 컨버터(240)는 방전형 컨버터로 동작되게 한다.
도 3c는 정전상태로서 공통 직류전압이 강하될 때 무정전전원장치의 전류 흐름을 나타낸 것으로서, 컨트롤러(10)는 부하전력이 배터리(240)로부터 공급되게 하고 배터리 충방전기(200)의 DC-DC PWM 컨버터(220)는 방전형 컨버터로 동작되게 한 다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 공통 직류전압 강하에 기준하는 고역률 무정전전원장치는, 입력전압의 저하로 인하여 PWM 정류기가 정격전류 이상 공급하지 못할 경우에는 PWM 정류기가 전류제한 상태로 동작하여 부하에 공급되는 전력은 입력전원과 배터리 전원으로부터 동시에 공급되게 하며, 부하전력이 PWM 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 배터리전원을 사용하지 않고 입력전원만으로 부하전력을 공급함으로써, 입력전원의 이용률을 증가시키고 부하 변동에 따른 배터리전력 사용을 최소화할 수 있게 하는 이점을 제공한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (5)

  1. 무정전전원장치에 있어서,
    교류 입력전원을 직류전원으로 변환하는 정류기;
    상기 정류기의 출력 전압을 배터리 충전 전압으로 감압하거나 배터리의 낮은 전압을 인버터 작동에 적합한 전압으로 승압하는 배터리 충방전기;
    직류전원을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터; 및
    상기 정류기와 충방전기 및 인버터를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 정류기가 전류제한 상태로 동작하면 상기 부하에 공급하는 전력을 상기 입력전원과 배터리 전원으로부터 동시에 공급하고, 부하전력이 상기 정류기의 정격전류에 의한 전력보다 낮은 상태로 유지되면 상기 배터리 전원을 사용하지 않고 상기 입력전원만으로 부하전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정류기와 충방전기 및 인버터에 공통으로 접속되어 상기 정류기 및 충방전기에서 출력되는 직류전압을 공통으로 저장하고, 저장된 전압을 상기 인버터에 공급하는 공통 직류전압 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공통 직류전압 저장부는 콘덴서(Cd)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 충방전기는 배터리와 컨버터를 포함하고,
    상기 컨버터는 상기 배터리를 충전할 경우에는 직류전원을 상기 배터리로 공급하기 위한 충전형 컨버터(step-down converter)로 동작하고, 상기 배터리의 방전 시에는 상기 배터리의 출력전원을 부하로 공급하기 위한 방전형 컨버터(step-up converter)로 동작하는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치.
  5. 교류 입력전원을 직류전원으로 변환하는 정류기와, 상기 정류기의 출력 전압을 배터리 충전 전압으로 감압하거나 배터리의 낮은 전압을 인버터 작동에 적합한 전압으로 승압하는 배터리 충방전기, 직류전원을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터; 및 상기 정류기와 충방전기 및 인버터를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 무정전전원장치의 전원공급 방법에 있어서,
    상기 컨트롤러를 통하여 상기 정류기와 배터리 충방전기 및 인버터에 공통으로 걸리는 전압인 공통직류 전압이 상기 충방전기를 방전상태로 제어하기 위한 방전제어 전압 이하인지의 여부를 판단하는 제1 판단 단계;
    상기 제1 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 상기 방전제어 전압 이상이면, 상기 공통직류 전압이 상기 충방전기를 충전상태로 제어하기 위한 충전제어 전 압 이상인지의 여부를 판단하는 제2 판단 단계;
    상기 제1 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 상기 방전제어 전압 이하이면 입력전원과 배터리전원 모두에 의해 부하전력이 공급되게 하는 단계;
    상기 제2 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 상기 충전제어 전압 이상이면 입력전원만으로 부하전력을 공급하며 배터리를 충전하는 단계; 및
    상기 제2 판단 단계에서 상기 공통직류 전압이 충전제어 전압 이하이면 입력전원만으로 부하전력을 공급하며 상기 충방전기는 작동하지 않게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치의 전원공급 방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958610B1 (ko) * 2008-02-05 2010-05-18 성신전기공업(주) 대체 에너지원이 접속된 무정전전원장치
KR101219799B1 (ko) * 2012-04-24 2013-01-10 이기현 입력피크전력저감 기능을 갖는 지능형 무정전전원장치 및 그 제어방법
KR101249884B1 (ko) * 2011-07-25 2013-04-03 와이피피 주식회사 무정전전원장치 및 이를 이용한 병렬운전방법
US9685821B2 (en) 2012-10-15 2017-06-20 Jae Jin Lee Uninterruptable DC power supply providing seamless DC power to load
US9893562B2 (en) 2015-11-23 2018-02-13 Jae Jin Lee Direct current uninterruptible power supply system
KR102298064B1 (ko) * 2020-12-31 2021-09-07 주식회사 영신엔지니어링 무정전 전원장치의 제어시스템
KR102339935B1 (ko) 2021-08-03 2021-12-16 성신전기공업(주) 입력 전류의 고조파 저감을 위한 정류기 제어기가 구비된 무정전 전원장치 및 그 제어방법
KR20230072019A (ko) 2021-11-17 2023-05-24 주식회사 원익피앤이 무정전 충방전기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020090142A (ko) * 2001-05-23 2002-11-30 제너럴 일렉트릭 캄파니 보조 전원 시스템 및 그 작동 방법
KR20040064317A (ko) * 2003-01-10 2004-07-19 최재인 무정전 전원 공급 장치 및 그 제어공법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020090142A (ko) * 2001-05-23 2002-11-30 제너럴 일렉트릭 캄파니 보조 전원 시스템 및 그 작동 방법
KR20040064317A (ko) * 2003-01-10 2004-07-19 최재인 무정전 전원 공급 장치 및 그 제어공법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958610B1 (ko) * 2008-02-05 2010-05-18 성신전기공업(주) 대체 에너지원이 접속된 무정전전원장치
KR101249884B1 (ko) * 2011-07-25 2013-04-03 와이피피 주식회사 무정전전원장치 및 이를 이용한 병렬운전방법
KR101219799B1 (ko) * 2012-04-24 2013-01-10 이기현 입력피크전력저감 기능을 갖는 지능형 무정전전원장치 및 그 제어방법
US9685821B2 (en) 2012-10-15 2017-06-20 Jae Jin Lee Uninterruptable DC power supply providing seamless DC power to load
US9893562B2 (en) 2015-11-23 2018-02-13 Jae Jin Lee Direct current uninterruptible power supply system
KR102298064B1 (ko) * 2020-12-31 2021-09-07 주식회사 영신엔지니어링 무정전 전원장치의 제어시스템
KR102339935B1 (ko) 2021-08-03 2021-12-16 성신전기공업(주) 입력 전류의 고조파 저감을 위한 정류기 제어기가 구비된 무정전 전원장치 및 그 제어방법
KR20230072019A (ko) 2021-11-17 2023-05-24 주식회사 원익피앤이 무정전 충방전기

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