KR100802380B1 - 위성체 배터리의 제어 장치 - Google Patents

위성체 배터리의 제어 장치 Download PDF

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박병하
최종연
권재욱
윤영수
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한국항공우주연구원
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Abstract

본 발명은 위성체 배터리의 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 위성체 배터리 제어장치는 위성체 전력공급시스템과 위성체 배터리 사이에 위치하여, 상기 위성체 배터리 전원이 상기 위성체 전력 공급 시스템에 공급되는 것을 단속하는 배터리 차단 릴레이를 포함하는 배터리 제어부 및, 상기 배터리 차단 릴레이의 동작을 제어하는 외부의 전력 제어 장치에 장애 발생 시 상기 위성체 배터리 전원을 이용하여 상기 배터리 차단 릴레이를 동작시켜 상기 위성체 배터리와 상기 위성체 전력 공급 시스템 사이의 연결을 차단하는 위성체 배터리 보호부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 무정전 전원 장치 또는 전력 제어 장치에 장애 발생 시에도 위성체 배터리 전원 공급을 안전하게 차단할 수 있다.
위성체, 배터리, 보호, 제어, 릴레이

Description

위성체 배터리의 제어 장치{Apparatus for controlling satellite battery}
도 1은 종래의 위성체 배터리의 제어장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 배터리 제어장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 3은 도 2의 위성체 배터리 제어장치를 보다 자세히 나타낸 도면이다.
* 도면 부호의 설명 *
110 : 전력 제어 장치 111 : 디지털 멀티미터
112 : 전력 스위치 120 : DC 파워 서플라이
130 : 무정전 전원장치 200 : 배터리 제어장치
210 : 배터리 제어부 220 : 배터리 보호부
300 : 위성체 310 : 위성체 전력 공급 시스템
315 : 주버스 320 : 위성체 배터리
본 발명은 위성체 전력공급시스템에 전원을 공급하는 위성체 배터리의 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인공위성 개발 시 위성체를 최종 목적지인 우주 궤도에 성공적으로 안착시키기 위해서 위성체 기능 시험이 수행되며, 이를 통해 위성의 전력계, 자세제어계 및 원격측정 명령계 등이 정상적으로 기능을 수행하는지 확인할 수 있다. 이러한 위성체 기능 시험 중에서 위성 전력계 기능 시험은 위성체 주버스 파워(Main Bus Power)공급 및 동작 상태 모니터링 기능이 정상적으로 수행되는지 확인하기 위해 수행되고 있다.
도 1은 종래의 위성체 배터리의 제어장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 1을 참조하면, 위성체(300)에 구비된 위성체 전력 공급 시스템(310)은 위성체 배터리(320)로부터 전원을 주버스(Main Bus:315)로 공급받아 위성체(300)의 각 구성요소(미도시)에 적합하게 변환하여 공급한다. 위성체 전력 공급 시스템(310)과 위성체 배터리(320)의 사이에는 배터리 제어장치(200)가 설치되어 배터리 전원이 위성체 전력 공급 시스템(310)에 공급되는 것을 제어한다. 무정전 전원 장치(130)는 평상 시뿐 아니라 정전 시에도 전력 제어 장치(110) 및 DC 파워 서플라이(120)에 안정적으로 교류 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
전력 제어 장치(110)는 위성체 전력 공급 시스템(310)에 전원이 정상적으로 공급되는지를 모니터링하고 배터리 차단 릴레이(215)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 보다 자세하게는 전력 제어 장치(110)는 전력 스위치(112)와 디지털 멀티미터(111)를 포함한다. 디지털 멀티미터(111)는 위성체 전력 공급 시스템(310)으 로 공급되는 전원의 전류의 세기를 션트 저항(shunt resistor:SR)을 통해 측정하여 표시한다. 전력 스위치(112)는 DC 파워 서플라이(120)의 DC 전원이 배터리 차단 릴레이(215)의 동작 전원으로 공급되는 것을 단속한다.
일반적으로 전력 제어 장치(110)는 무정전 전원 장치(130)를 통해 동작 전원을 공급받음으로써 정전 시에도 위성체 전력 공급 시스템(310)에 공급되는 전원을 정상적으로 제어할 수 있도록 구현되어 있다. 그러나 무정전 전원 장치(130)에 장애가 발생하거나 전력 제어 장치(110) 자체에 장애가 발생한 경우에는 위성체 배터리(320)의 전원이 위성체 전력 공급 시스템(310)의 주버스(315)에 공급되는 것을 차단할 방법이 없는 문제점이 있다.
특히, 위성체(300)에 응급 상황이 발생했을 때 무정전 전원 장치(130) 또는 전력 제어 장치(110)에 장애가 발생하면 위성체 배터리(320)의 전원이 차단되지 못하고 위성체 전력 공급 시스템(310)에 계속 공급되어 위성체(300)에 심각한 타격을 줄 수도 있다. 아울러, 리튬이온으로 만들어진 위성체 배터리(320)가 완전 방전되면 배터리 수명이 크게 줄어드는 문제점이 있을 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무정전 전원 장치 또는 전력 제어 장치에 장애 발생 시에도 위성체 배터리 전원 공급을 안전하게 차단할 수 있는 위성체 배터리 제어장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 위성체 배터리 제어장치 는, 위성체 전력공급시스템과 위성체 배터리 사이에 위치하여, 상기 위성체 배터리 전원이 상기 위성체 전력 공급 시스템에 공급되는 것을 단속하는 배터리 차단 릴레이를 포함하는 배터리 제어부 및, 상기 배터리 차단 릴레이의 동작을 제어하는 외부의 전력 제어 장치에 장애 발생 시 상기 위성체 배터리 전원을 이용하여 상기 배터리 차단 릴레이를 동작시켜 상기 위성체 배터리와 상기 위성체 전력 공급 시스템 사이의 연결을 차단하는 위성체 배터리 보호부를 포함한다.
여기서, 상기 위성체 배터리 보호부는 발광 다이오드 및, 일측은 상기 배터리 차단 릴레이를 통해 상기 발광 다이오드와 연결되어 있고 타측은 상기 위성체 배터리와 연결되어 있는 제1 스위치를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 위성체 배터리 보호부는 일측은 상기 배터리 차단 릴레이의 오프 단자에 연결되고 타측은 상기 위성체 배터리와 연결되어, 상기 위성체 배터리 전원이 상기 배터리 차단 릴레이의 오프 단자로 오프 신호 형태로 공급되는 것을 제어하는 제2 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2 스위치의 타측은 상기 제1 스위치를 통해 상기 위성체 배터리와 연결되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 배터리 제어장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 도 2에 도시된 구성 요소 중 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 그 상세한 설명은 이미 설명하였으므로 생략한다.
도 2를 참조하면, 배터리 제어장치(200)는 배터리 제어부(210) 및 배터리 보 호부(220)를 포함한다.
배터리 제어부(210)는 전력 제어 장치(110)의 제어에 따라 위성체 배터리(320)와 위성체 전력 공급 시스템(310) 사이의 연결을 단속하는 기능을 수행하며, 배터리 차단 릴레이(215), 션트 저항(SR), 제1 퓨즈(F1), 제1 저항 및 제2 저항(R1, R2)을 포함할 수 있다.
배터리 차단 릴레이(215)는 위성체 전력 공급 시스템(310) 및 위성체 배터리(320) 사이에 위치하여 위성체 배터리(320)의 전원 공급을 단속한다. 배터리 차단 릴레이(215)는 래치형 릴레이로 구현할 수 있으며, 전력 스위치(112)로부터 온/오프단자(ON. OFF)로 입력되는 온/오프 신호에 따라 온/오프 된다.
배터리 차단 릴레이(215)와 위성체 전력 공급 시스템(310) 사이에는 션트 저항(SR) 및 퓨즈(F1)를 구비할 수 있다. 여기서, 제1 퓨즈(F1)는 위성체 전력 공급 시스템(310)으로 과도한 전류가 흐를 경우 개방되어 연결을 차단한다.
배터리 보호부(200)는 배터리 차단 릴레이(215)의 동작을 제어하는 외부의 전력 제어 장치(110) 또는 무정전 전원장치(130)에 장애 발생 시 위성체 배터리(320)의 전원을 이용하여 배터리 차단 릴레이(215)를 동작시킴으로써 위성체 배터리(320)와 위성체 전력 공급 시스템(310) 사이의 연결을 차단한다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 제어장치에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 3은 도 2의 위성체 배터리 제어장치를 보다 자세히 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 배터리 보호부(220)는 발광다이오드(LED), 제너다이오 드(ZD), 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 저항(R3) 및 제2 퓨즈(F2)를 포함할 수 있다.
제1 스위치(SW1)는 배터리 차단 릴레이(215)와 위성체 배터리(320) 사이에 위치한다. 제1 스위치(SW1)의 일측은 제3 저항(R3)을 통해 배터리 차단 릴레이(215)와 연결되고 타측은 제2 퓨즈(F2)를 통해 위성체 배터리(320)와 연결될 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 위성체 배터리(320) 전원을 사용하여 발광다이오드(LED)를 발광 시킬 수 있다.
제2 스위치(SW2)는 일측은 배터리 차단 릴레이(215)의 오프 단자(OFF)와 연결되고 타측은 제1 스위치(SW1)를 통해 위성체 배터리(320)와 연결될 수 있다. 실시예에 따라서는 제1 스위치(SW1)를 통하지 않고 바로 위성체 배터리(320)와 연결될 수도 있다. 제2 스위치(SW2)는 위성체 배터리(320) 전원을 사용하여 배터리 차단 릴레이(215)의 오프 단자(OFF)에 오프 신호를 인가할 수 있다.
제너 다이오드(ZD)는 일측은 제3 저항(R3) 및 배터리 차단 릴레이(215)의 접점과 접속되고 타측은 그라운드에 접지시킬 수 있다. 제너 다이오드(ZD)는 배터리 차단 릴레이(215)에 공급되는 전원을 소정 전압(예컨대, 24V)으로 유지시키는 기능을 수행한다.
상기와 같은 배터리 보호부(220)의 구성을 통해 운영자는 전력 제어 장치(110) 또는 무정전 전원 장치(130)에 장애가 발생한 경우에도 배터리 차단 릴레이(215)의 현재 상태를 확인하고 필요한 경우 배터리 차단 릴레이(215)를 오프 시킬 수 있다.
예를 들어 배터리 차단 릴레이(215)가 온 상태에서 제1 스위치(SW1)를 온 시키면 발광다이오드(LED), 배터리 차단 릴레이(215), 제3 저항(R3), 제1 스위치(SW1) 및 제2 퓨즈(F2)를 통하는 전류 패스가 형성된다.
따라서, 발광 다이오드(LED)는 위성체 배터리(320)로부터 전원을 공급받아 발광한다. 반대로, 배터리 차단 릴레이(215)가 오프 상태이면 제1 스위치(SW1)를 온 시키더라도 전류 패스가 형성되지 않아 발광다이오드(LED)는 발광하지 않는다. 즉, 발광다이오드(LED)가 빛을 내면 배터리 차단 릴레이(215)가 온 상태이고 빛을 내지 않으면 오프 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 배터리 차단 릴레이(215)가 온 상태인 경우 운영자는 제2 스위치(SW2)를 온 시켜서 배터리 차단 릴레이(215)를 오프 상태로 만들 수 있다. 제2 스위치(SW2)가 온되면 위성체 배터리(320)의 전원이 배터리 차단 릴레이(215)의 오프 단자(OFF)로 오프 신호 형태로 공급되어 배터리 차단 릴레이(215)를 오프시킨다.
이에 의해 위성체 배터리(320)로부터 위성체 전력 공급 시스템(310)으로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 무정전 전원 장치 또는 전력 제어 장치에 장애 발생 시에도 운영자는 배터리 차단 릴레이의 상태를 바로 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 무정전 전원 장치 또는 전력 제어 장치의 장애와 관계 없이 위성체 배터리로부터 위성체 전력 공급 시스템으로 공급되는 전원을 안전하게 차단할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 위성체 전력공급시스템에 전원을 공급하는 위성체 배터리의 제어장치에 있어서,
    상기 위성체 전력공급시스템과 상기 위성체 배터리 사이에 위치하여, 상기 위성체 배터리 전원이 상기 위성체 전력 공급 시스템에 공급되는 것을 단속하는 배터리 차단 릴레이를 포함하는 배터리 제어부; 및,
    상기 배터리 차단 릴레이의 동작을 제어하는 외부의 전력 제어 장치에 장애 발생 시 상기 위성체 배터리 전원을 이용하여 상기 배터리 차단 릴레이를 동작시켜 상기 위성체 배터리와 상기 위성체 전력 공급 시스템 사이의 연결을 차단하는 위성체 배터리 보호부; 를 포함하는 것을 위성체 배터리 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위성체 배터리 보호부는,
    발광 다이오드; 및,
    일측은 상기 배터리 차단 릴레이를 통해 상기 발광 다이오드와 연결되어 있고 타측은 상기 위성체 배터리와 연결되어 있는 제1 스위치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성체 배터리 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위성체 배터리 보호부는,
    일측은 상기 배터리 차단 릴레이의 오프 단자에 연결되고 타측은 상기 위성체 배터리와 연결되어, 상기 위성체 배터리 전원이 상기 배터리 차단 릴레이의 오프 단자로 오프 신호 형태로 공급되는 것을 제어하는 제2 스위치; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성체 배터리 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 스위치의 타측은 상기 제1 스위치를 통해 상기 위성체 배터리와 연결되는 것을 특징으로 하는 위성체 배터리 제어장치.
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