KR100868343B1 - 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치 - Google Patents

직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치에 관한 것이다.
본 발명은 제 1 노드 내지 제 5 노드를 구비하며, 제 1 노드 및 제 2 노드의 사이에 연결된 부하로 직류 전원을 공급하는 직류 전원 장치에 있어서, 제 1 노드에 제 1 극성이 연결되고 제 2 노드에 제 2 극성이 연결되는 제 1 단위 직류 전원; 제 3 노드에 제 1 극성이 연결되고 제 5 노드에 제 2 극성이 연결되는 제 2 단위 직류 전원; 제 1 노드와 제 3 노드 사이에 연결되되, 제 1 노드에 캐소드가 연결되고 제 3 노드에 애노드가 연결되는 제 1 다이오드; 제 4 노드와 제 5 노드 사이에 연결되어, 제 4 노드에 캐소드가 연결되고 제 5 노드에 애노드가 연결되는 제 2 다이오드; 및 제 3 노드 및 제 4 노드 사이에 연결되는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 직류 전원 장치의 정격 출력을 용이하게 가변적으로 변환할 수 있어, 부하의 변동에 따라 적절한 정격 출력의 직류 전원을 공급할 수 있다.
Figure R1020070020932
직류, 전원, 장치, 직렬, 병렬, 선택, 연결, 스위치, 다이오드, 단위

Description

직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치{Direct Current Power Supply Unit Connected in Series or Parallel}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 설명하기 위한 예시도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 설명하기 위한 예시도,
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: 제 1 노드 120: 제 2 노드
130: 제 3 노드 140: 제 4 노드
150: 제 5 노드 160: 부하
170: 제 1 단위 직류 전원 172: 제 2 단위 직류 전원
180: 제 1 다이오드 182: 제 2 다이오드
190: 스위치
본 발명은 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 복수 개의 단위 직류 전원 장치를 다이오드와 스위치를 이용하여 직렬 또는 병렬로 선택적으로 조합하여 연결함으로써, 부하의 큰 저항 변화에 유연하게 대응하도록 하기 위한 직류 전원 장치에 관한 것이다.
생활 가전, 산업 설비의 전자 제품에서는 직류 전원을 공급하는 직류 전원 장치가 널리 사용되고 있다. 직류 전원 장치는 배터리와 같이 그 자체로서 직류 전압 또는 직류 전류를 공급하는 전원 장치로부터 교류-직류 컨버터, 직류-직류 컨버터 등 입력되는 전원을 직류로 변환하여 공급하는 전원 장치 등 다양한 종류가 있다.
이러한 직류 전원 장치는 전원을 공급받아야 하는 부하에 따라 그 정격 출력이 결정된다. 통상적으로 전기 회로에서 부하에 따라 직류 전원 장치의 정격 출력이 결정되기 때문에, 부하가 결정되면 그 부하에 적합한 직류 전원 장치의 정격 출력을 결정하여 해당 정격 출력을 갖는 직류 전원 장치를 사용하여 전기 회로를 구성한다.
따라서, 만약 전기 회로에서 부하가 항상 일정하다면 직류 전원 장치의 정격 출력도 항상 일정하게 유지하면 된다. 하지만, 전기 회로에서 부하는 그 운전 조건, 부하량의 변동, 부하의 특성에 따라 크게 변할 수 있고, 직류 전원에 영향을 줄 수 있는 부하의 저항 변동도 클 수 있다.
따라서, 직류 전원 장치는 이러한 부하의 저항 변화에서도 안정적인 전원을 공급해 주어야 하지만, 저항 변화가 큰 경우에는 정해진 정격 출력을 갖는 직류 전원 장치의 출력을 크게 또는 작게 가변할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 부하 변동이 심한 전기 회로에서도 신속하게 그 출력을 가변할 수 있는 직류 전원 장치의 필요성이 절실한 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 복수 개의 단위 직류 전원 장치를 다이오드와 스위치를 이용하여 직렬 또는 병렬로 선택적으로 조합하여 연결함으로써, 부하의 큰 저항 변화에 유연하게 대응하도록 하기 위한 직류 전원 장치를 제공하는 데 그 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제 1 노드 내지 제 5 노드를 구비하며, 제 1 노드 및 제 2 노드의 사이에 연결된 부하로 직류 전원을 공급하는 직류 전원 장치에 있어서, 제 1 노드에 제 1 극성이 연결되고 제 2 노드에 제 2 극성이 연결되는 제 1 단위 직류 전원; 제 3 노드에 제 1 극성이 연결되고 제 5 노드에 제 2 극성이 연결되는 제 2 단위 직류 전원; 제 1 노드와 제 3 노드 사이에 연결되되, 제 1 노드에 캐소드가 연결되고 제 3 노드에 애노드가 연결되는 제 1 다이오드; 제 4 노드와 제 5 노드 사이에 연결되어, 제 4 노드에 캐소드가 연결되고 제 5 노드에 애노드가 연결되는 제 2 다이오드; 및 제 3 노드 및 제 4 노드 사이에 연결되는 스 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치는 제 1 노드(110) 내지 제 5 노드(150)를 포함하여, 각 노드를 통해 부하(160), 제 1 단위 직류 전원(170), 제 2 단위 직류 전원(172), 제 1 다이오드(180), 제 2 다이오드(182) 및 스위치(190)를 포함한다.
부하(160)는 양단이 제 1 노드(110)와 제 2 노드(120)에 연결되어, 직류 전원을 공급받는다.
제 1 단위 직류 전원(170) 및 제 2 단위 직류 전원(172)은 부하(160)로 직류 전원을 공급하는 단위 전원이다. 즉, 제 1 단위 직류 전원(170) 및 제 2 단위 직류 전원(172)은 직류 전압 또는 직류 전류를 부하(160)로 공급하는 직류 전원으로서, 양(+)의 극성과 음(-)의 극성을 갖는 직류 전원이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 1 단위 직류 전원(170) 및 제 2 단위 직류 전원(172)은 건전지, 전지, 축전지 등과 같이 축전된 전하를 방출함으로써 직류 전원을 공급하는 배터리와 같은 최소 단위의 직류 전원이 될 수도 있고, 직류-직류 컨버터, 교류-직류 컨버터와 같이 외부로부터 공급되는 전원을 일정하게 변환하여 직류 전원을 공급하는 직류 전원 공급 장치가 될 수 있으며, 일정한 직류 전압 또는 직류 전압을 정격 출력으로 공급하는 전원이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 1 단위 직류 전원(170) 및 제 2 단위 직류 전원(172)은 동일한 정격 출력을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 단위 직류 전원(170) 및 제 2 단위 직류 전원(172)은 동일한 정격 전압 및 정격 전류를 갖아 두 개의 단위 직류 전원(170)이 스위치(190)의 온오프 스위칭에 따라 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결됨으로써 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치의 정격 전압이 각 단위 직류 전원의 정격 전압의 두 배가 되도록 출력하거나 정격 전류가 각 단위 직류 전원의 정격 전류의 두 배가 되도록 출력한다.
또한, 후술하는 실시예에서와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치가 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 1 단위 직류 전원(170) 및 제 2 단위 직류 전원(172)이 될 수도 있다. 즉, 제 1 단위 직류 전원(170) 및 제 2 단위 직류 전원(172)이 제 1 다이오드(180), 제 2 다이오드(182) 및 스위치(190)와 연결되어 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 구성하고, 이와 같이 구성된 직렬 또는 병렬로 연 결된 직류 전원 장치 두 개가 다시 두 개의 다이오드 및 스위치와 연결되어 또 다른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 구성할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 1 단위 직류 전원(170)은 제 3 노드(130) 및 제 5 노드(150) 사이에 연결되며, 제 2 단위 직류 전원(172)은 제 1 노드(110)와 제 2 노드(120) 사이에 연결된다.
제 1 다이오드(180) 및 제 2 다이오드(182)는 전류를 한쪽 방향으로만 흘리는 반도체 부품으로서, 순방향 전류만을 흐르도록 하고 역방향 전류는 흐르지 않도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 1 다이오드(180)는 애노드(Anode)가 제 3 노드(130)로 연결되고, 캐소드(Cathode)가 제 1 노드(110)에 연결되어, 제 3 노드(130)로부터 제 1 노드(110)로만 전류가 흐르도록 하고, 제 1 노드(110)로부터 제 3 노드(130)로는 전류가 흐르지 않도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 2 다이오드(182)는 애노드가 제 5 노드(150)로 연결되고, 캐소드가 제 4 노드(140)로 연결되어, 제 5 노드(150)로부터 제 4 노드(140)로만 전류가 흐르도록 하고, 제 4 노드(140)로부터 제 5 노드(150)로는 전류가 흐르지 않도록 한다.
본 발명에서 제 1 다이오드(180) 및 제 2 다이오드(182)를 이용하는 것은 스위치(190)가 오프 상태일 때, 제 1 단위 직류 전원(170)과 제 2 단위 직류 전원(172)이 폐회로를 형성하여 방전되지 않도록 하기 위함이다.
스위치(190)는 온오프 스위칭을 수행함으로써 회로를 연결하고 단절하는 반 도체 스위치이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치(190)는 제 3 노드(130)와 제 4 노드(140) 사이에 연결되어, 온오프 스위칭을 통해 제 3 노드(130)와 제 4 노드(140) 사이를 선택적으로 연결한다.
여기서, 스위치(190)는 자기소호소자인 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)가 될 수도 있고, 실리콘 제어 정류기(SCR: Silicon Controlled Rectifier)와 같이 온 상태만 제어가 가능한 소자일 수도 있으며, 실리콘 제어 정류기를 사용하는 경우에는 스위치(190)를 끄기 위해서는 전원을 최소 수 msec 정도 정지시킬 필요가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치(190)는 사용자의 수작업으로 온오프 스위칭이 제어될 수도 있으나, 온오프 스위칭을 제어하는 제어기를 추가로 포함하여, 제어기의 제어에 따라 온오프 스위칭을 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 스위치(190)는 온오프 제어에 따라 제 1 단위 직류 전원(170)과 제 2 단위 직류 전원(172)을 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결한다. 즉, 스위치(190)가 온 상태인 경우에는 제 1 단위 직류 전원(170)과 제 2 단위 직류 전원(172)이 상호 간에 직렬로 연결되며, 스위치(190)가 오프 상태인 경우에는 제 1 단위 직류 전원(170)과 제 2 단위 직류 전원(172)이 상호 간에 병렬로 연결된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치는 제 1 노드(110) 내지 제 5 노드(150)를 통해 제 1 단위 직류 전원(170), 제 2 단위 직류 전원(172), 제 1 다이오드(180), 제 2 다이오드(182) 및 스위치(190)가 연결되어, 스위치(190)의 온오프 스위칭에 따라 제 1 단위 직류 전원(170)과 제 2 단위 직류 전원(172)이 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결됨으로써, 부하(160)로 각 단위 직류 전원(170, 172)의 정격 전압의 합 또는 정격 전류의 합의 정격 출력을 공급한다.
이하에서는 이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치의 구체적인 실시예로서, 제 1 실시예 내지 제 3 실시예를 도 2 내지 도 4를 통해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
2A는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치의 회로를 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치(200)는 배터리와 같은 두 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2)을 두 개의 다이오드(D1, D2)와 스위치(SW12)로 연결하고, 출력 단자(OUT+, OUT-)에 부하(R)를 연결한다.
2B는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치의 정격 출력을 그래프로서 예시적으로 나타낸 것이다.
여기서, 두 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2)은 각각 Vr의 정격 전압과 Ar의 정격 전류를 갖으며, 상호 간에 동일한 것으로서 병렬로 연결되면 동일한 전류가 흐른다고 가정한다.
2A와 같은 회로에서, 스위치(SW12)를 오프 상태로 제어하면, 부하(R)에 흐르 는 부하 전류는 '제 1 단위 직류 전원(DC1) → 제 1 다이오드(D1) → 부하(R)'의 경로와 '제 2 단위 직류 전원(DC2) → 부하(R) → 제 2 다이오드(D2)'의 경로로 흘러, 제 1 단위 직류 전원(DC1)과 제 2 단위 직류 전원(DC2)은 병렬로 연결되며, 이때의 정격 출력은 1 Vr의 정격 전압과 2 Ar의 정격 전류를 부하(R)로 공급할 수 있다.
한편, 2A와 같은 회로에서, 스위치(SW12)를 온 상태로 제어하면, 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 다이오드(D2)는 역방향 전류를 흘리지 않으므로 모두 오프되고, 부하(R)에 흐르는 부하 전류는 '제 1 단위 직류 전원(DC1) → 스위치(SW12) → 제 2 단위 직류 전원(DC2) → 부하(R)'의 경로로 흘러, 제 1 단위 직류 전원(DC1)과 제 2 단위 직류 전원(DC2)이 직렬로 연결되며, 이때의 정격 출력은 2 Vr의 정격 전압과 1 Ar의 정격 전류를 부하(R)로 공급할 수 있다.
표 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치의 정격 출력을 나타낸 표이다.
Figure 112007017763713-pat00001
스위치(SW12)가 오프되면 단위 직류 전원은 1직 2병(즉, 병렬로)으로 연결되어 1 Vr의 정격 전압과 2 Ar의 정격 전류를 출력하며, 스위치(SW12)가 온되면 단위 직류 전원은 2직 1병(즉, 직렬로)으로 연결되어 2 Vr의 정격 전압과 1 Ar의 정격 전류를 출력한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
3A는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 회로도로서 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치(300)는 두 개의 단위 직류 전원(200)을 제 1 다이오드(D11, D12)와 스위치(SW1234)로 연결하고, 출력 단자(OUT+, OUT-)에 부하(R)를 연결한다.
즉, 도 2를 통해 설명한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치(200)에서 부하(R)를 제외한 나머지 회로 부분을 단위 직류 전원 장치로서 활용하여 두 개의 직류 전원 장치(200)를 다시 두 개의 다이오드(D11, D12)와 스위치(SW1234)로 연결함으로써, 총 4 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4)를 총 6 개의 다이오드(D1, D2, D3, D4, D11, D12)와 총 3 개의 스위치(SW12, SW34, SW1234)로 연결한다.
3B는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치의 정격 출력을 그래프로서 예시적으로 나타낸 것이다.
여기서, 4 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4)은 각각 Vr의 정격 전압과 Ar의 정격 전류를 갖으며, 상호 간에 동일한 것으로서 병렬로 연결되면 동일한 전류가 흐른다고 가정하는 것은 도 2에서 설명한 바와 같다.
3A와 같은 회로에서, 총 3 개의 스위치(SW12, SW34, SW1234)의 온오프를 상호 간에 조합하여 제어함으로써, 총 4 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4)을 모두 직렬로 연결하거나 모두 병렬로 연결하거나 두 개씩 직렬로 연결된 회로를 병렬로 연결하거나 두 개씩 병렬로 연결된 회로를 직렬로 연결하는 방식으로 연결하여 부하(R)에 적합한 정격 전압 및 정격 전류를 공급할 수 있다.
표 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 전원 공급 장치의 정격 출력을 나타낸 표이다.
Figure 112007017763713-pat00002
즉, 3 개의 스위치(SW12, SW34, SW1234)의 온오프를 조합하여 제어함에 따라 총 4 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4)이 '1직 4병(모든 단위 직류 전원이 병렬로 연결됨)', '2직 2병(2 개의 단위 직류 전원이 직렬로 연결되고 직렬로 연결된 2 개의 단위 직류 전원이 병렬로 연결되거나 2 개의 단위 직류 전원이 병렬로 연결되고 병렬로 연결된 2 개의 단위 직류 전원이 직렬로 연결됨), '4직 1병(모든 단위 직류 전원이 직렬로 연결됨)'으로 연결되어, 각각 1 Vr의 정격 전압과 4 Ar의 정격 전류, 2 Vr의 정격 전압과 2 Ar의 정격 전류, 4 Vr의 정격 전압과 1 Ar의 정격 전류를 부하(R)로 공급한다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
4A는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치를 회로도로서 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치(400)는 두 개의 단위 직류 전원(300)을 제 1 다이오드(D31, D32)와 스위치(SW12345678)로 연결하고, 출력 단자(OUT+, OUT-)에 부하(R)를 연결한다.
즉, 도 3을 통해 설명한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치(300)에서 부하(R)를 제외한 나머지 회로 부분을 단위 직류 전원 장치로서 활용하여 두 개의 직류 전원 장치(300)를 다시 두 개의 다이오드(D31, D32)와 스위치(SW12345678)로 연결함으로써, 총 8 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4, DC5, DC6, DC7, DC8)을 총 14 개의 다이오드(D1, D2, D3, D4, D11, D12, D5, D6, D7, D8, D21, D22, D31, D32)와 총 7 개의 스위치(SW12, SW34, SW56, SW78, SW1234, SW5678, SW12345678)로 연결한다.
4B는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치의 정격 출력을 그래프로서 예시적으로 나타낸 것이다.
여기서, 8 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4, DC5, DC6, DC7, DC8)은 각각 Vr의 정격 전압과 Ar의 정격 전류를 갖으며, 상호 간에 동일한 것으로서 병렬로 연결되면 동일한 전류가 흐른다고 가정하는 것은 도 2에서 설명한 바와 같다.
표 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 전원 공급 장치의 정격 출력을 나타낸 표이다.
Figure 112007017763713-pat00003
즉, 7 개의 스위치(SW12, SW34, SW56, SW78, SW1234, SW5678, SW12345678)의 온오프를 조합하여 제어함에 따라 총 8 개의 단위 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4, DC5, DC6, DC7, DC8)이 '1직 8병', '2직 4병', '4직 2병', '8직 1병' 등으로 연결되어, 각각 1 Vr의 정격 전압과 8 Ar의 정격 전류, 2 Vr의 정격 전압과 4 Ar의 정격 전류, 4 Vr의 정격 전압과 2 Ar의 정격 전류, 8 Vr의 정격 전압과 1 Ar의 정격 전류를 부하(R)로 공급한다.
한편, 이상에서는 2 개, 4 개, 8 개의 단위 직류 전원을 스위치를 이용하여 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결하여 직류 전원 장치를 구성하는 것으로 도시하고 설명했지만, 이와 같은 방법으로 2의 제곱의 수만큼의 단위 직류 전원을 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결할 수 있다.
또한, 단위 직류 전원의 개수는 전술한 바와 같이 2의 제곱의 수가 될 수도 있지만, 3 개, 5 개 등 임의의 개수가 될 수도 있으나, 일정한 전력을 필요로 하는 전원에서는 전술한 바와 같이 2의 제곱의 개수를 사용하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직렬 또는 병렬로 연결된 전원 공급 장치를 이용하면, 단위 직류 전원을 다이오드와 스위치 등으로 상호 간을 연결하고, 이와 같이 연결된 전원 공급 장치를 다시 다이오드와 스위치 등으로 상호 연결하는 것을 반복함으로써, 스위치의 온오프 스위칭에 따라 각 단위 직류 전원을 상호 간에 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결할 수 있고, 그에 따라 정격 출력을 가변적으로 변환할 수 있어, 부하의 변동에 따라 적절한 정격 출력의 직류 전원을 공급할 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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 단위 직류 전원을 다이오드와 스위치 등으로 상호 간을 연결하고, 이와 같이 연결된 전원 공급 장치를 다시 다이오드와 스위치 등으로 상호 연결하는 것을 반복함으로써, 스위치의 온오프 스위칭에 따라 각 단위 직류 전원을 상호 간에 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결할 수 있고, 그에 따라 정격 출력을 가변적으로 변환할 수 있어, 부하의 변동에 따라 적절한 정격 출력의 직류 전원을 공급할 수 있다.

Claims (8)

  1. 제 1 노드 내지 제 5 노드를 구비하며, 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드의 사이에 연결된 부하로 직류 전원을 공급하는 직류 전원 장치에 있어서,
    상기 제 1 노드에 제 1 극성이 연결되고 상기 제 2 노드에 제 2 극성이 연결되는 제 1 단위 직류 전원;
    상기 제 3 노드에 제 1 극성이 연결되고 상기 제 5 노드에 제 2 극성이 연결되는 제 2 단위 직류 전원;
    상기 제 1 노드와 상기 제 3 노드 사이에 연결되되, 상기 제 1 노드에 캐소드가 연결되고 상기 제 3 노드에 애노드가 연결되는 제 1 다이오드;
    상기 제 4 노드와 상기 제 5 노드 사이에 연결되어, 상기 제 4 노드에 캐소드가 연결되고 상기 제 5 노드에 애노드가 연결되는 제 2 다이오드; 및
    상기 제 3 노드 및 상기 제 4 노드 사이에 연결되는 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직류 전원 장치는,
    상기 스위치의 온오프를 제어하는 제어기를 추가로 포함하되, 상기 제어기는 상기 스위치를 온오프함으로써 상기 제 1 단위 직류 전원 및 상기 제 2 단위 직류 전원을 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 직류 전원 및 상기 제 2 단위 직류 전원은 상기 스위치가 온되면 상호 간에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 직류 전원 및 상기 제 2 단위 직류 전원은 상기 스위치가 오프되면 상호 간에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 직류 전원 및 상기 제 2 단위 직류 전원은 배터리, 직류-직류 컨버터 및 교류-직류 컨버터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 직류 전원 및 상기 제 2 단위 직류 전원은 배터리, 직류-직류 컨버터 및 교류-직류 컨버터 중 어느 하나가 직렬 또는 병렬로 조합하여 연결된 직류 전원인 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 직류 전원 및 상기 제 2 단위 직류 전원은 동일한 정격 전압과 동일한 정격 전류를 갖는 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치는,
    절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) 또는 실리콘 제어 정류기(SCR: Silicon Controlled Rectifier)인 것을 특징으로 하는 직렬 또는 병렬로 연결된 직류 전원 장치.
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