KR100977733B1 - 무정전 전원 장치용 위상 제어기 - Google Patents
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Abstract
무정전 전원 장치용 위상 제어기는 스위치 및 위상 제어부를 포함한다. 스위치는 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐한다. 위상 제어부는 교류 입력 전원에서 제공되는 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하고, 상기 검출된 위상 변화에 따라 상기 스위치를 제어하여 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어한다.
Description
본 발명은 전력 공급 기술에 관한 것으로, 특히 무정전 전원 장치용 위상 제어기에 관한 것이다.
무정전 전원 장치(UPS, Uninterrupted Power Supply)는 일반적으로 정전 등 비상시에 배터리나 별도의 보조 전원에서 생성된 전력을 부하로 제공하는 장치이다. 정전시 무정전 전원 장치가 동작하도록 하여 수 초 내지 수 시간 동안 보조 전원이 전력을 공급하므로 부하의 전기 설비들을 보호하고 안전하게 종료할 수 있다.
일반적으로 무전원 전원 장치는 컴퓨터 보호 장비에 국한되지 않고, 데이터 센터, 통신 장비 또는 기타 전기 장비의 예기치 않은 전원 중단에 의한 손상, 심각한 업무 중단이나 데이터 손실을 방지하기 위해 이용된다.
무정전 전원 장치는 크게 온-라인(On-Line) 방식과 오프-라인(Off-Line) 방식 및 라인 인터랙티브(Line Interactive) 방식이 있다.
이 중에서 온-라인 방식은 상용 전원을 컨버터 회로에 의해 직류 전원으로 변환하고 변환된 직류 전원은 충전 회로를 통해 배터리에 충전하며 인버터 회로를 통해 다시 교류전원으로 변환해 출력한다.
오프-라인 방식은 상용 교류 전원을 그대로 출력하고, 충전 회로는 배터리를 충전한다. 정전시에는 인버터 회로를 구동하여 배터리에 저장되어 있는 전력을 출력한다.
또한, 라인 인터랙티브 방식은 배터리와 인버터 회로가 항상 접속되어 서로 전력을 변환하고 상용 교류 전원도 같이 연계되어 상용 교류 전원이 정전 검출 레벨 이하로 될 때 입력단의 자동 절체 스위치를 턴 오프하여 짧은 시간에 배터리의 전원을 이용한다.
한편, 일반적으로 무정전 전원 장치의 스위치로 사용되는 실리콘 제어 정류기(SCR, Silicon Controlled Rectifier)는 제어 전압의 변경하여도 일정 시간 동안 턴 온한 것과 같이 동작하는 특성을 가지고 있어 정전시나 정전 복구시 입력 전압의 급격한 위상 변화가 생기면, 내부 회로가 단락 되어 손상될 수 있는 문제가 있다.
일 실시예에 따른, 무정전 전원 장치용 위상 제어기는 스위치 및 위상 제어부를 포함한다. 상기 스위치는 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐한다. 상기 위상 제어부는 상기 교류 입력 전원에서 제공되는 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하고, 상기 검출된 위상 변화에 따라 상기 스위치를 제어하여 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어한다.
일 실시예에 따른 무정전 전원 장치용 위상 제어기는 스위치부 및 위상 제어부를 포함한다. 상기 스위치부는 다상 교류 입력 전원의 각 전력 라인과 연결되어, 상기 다상 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐하는 복수의 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들을 포함한다. 상기 위상 제어부는 상기 각 전력 라인의 교류 입력 전압의 위상을 검출하고, 상기 검출된 위상 변화에 따라 상기 스위치부를 제어하여 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어한다.
일 실시예에 따른 무정전 전원 장치 제어 방법은 교류 입력 전원에서 제공되는 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하는 단계, 및 상기 검출된 위상 변화에 따라 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐하여 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 위상 제어기 및 무정전 전원 장치를 포함한다. 상기 위상 제어기는 교류 입력 전원에서 제공되는 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하고, 상기 검출된 위상 변화에 따라 상기 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 제어하여 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어한다. 상기 무정전 전원 장치는 상기 동작 모드가 정상 모드에 상응하는 경우에는 교류 입력 전압의 전압 레벨과 주파수를 조정하여 부하(load)로 제공하고, 상기 동작 모드가 정전 모드에 상응하는 경우에는 기준 시간 동안 보조 전원의 전력을 상기 부하로 공급한다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므 로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마 찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템(1000)을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스 템(1000)은 위상 제어기(1100) 및 무정전 전원 장치(1200)를 포함한다.
위상 제어기(1100)는 교류 입력 전원(1300)에서 제공되는 교류 입력 전압(AC INPUT)의 위상 변화를 검출하고, 검출된 위상 변화에 따라 교류 입력 전원(1300)과 무정전 전원 장치(1200) 사이의 전기적 연결을 제어하여 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어한다.
위상 제어기(1100)는 스위치(100) 및 위상 제어부(200)를 포함한다.
스위치(100)는 교류 입력 전원(1300)과 무정전 전원 장치(1200) 사이의 전기적 연결을 개폐한다.
위상 제어부(200)는 교류 입력 전원(1300)에서 제공되는 교류 입력 전압(AC INPUT)의 위상 변화를 검출하고, 검출된 위상 변화에 따라 스위치(100)를 제어하여 무정전 전원 장치(1200)의 동작 모드를 제어한다.
무정전 전원 장치(1200)는 동작 모드가 정상 모드에 상응하는 경우에는 교류 입력 전압의 전압 레벨과 주파수를 조정하여 부하(1400)로 제공하고, 동작 모드가 정전 모드에 상응하는 경우에는 기준 시간 동안 보조 전원의 전력을 부하(1400)로 공급한다.
도 2는 도 1의 위상 제어기에 포함된 스위치(100)를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 제어기(1100)의 스위치(100)는 하나 이상의 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor, T1, T2)를 포함한다.
절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(T1, T2)는 게이트 단자로 인가되는 전압에 따라 교류 입력 전원(1300)과 무정전 전원 장치(1200) 사이의 전기적 연결을 개폐한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 절연 게이트 바이폴라 틀랜지스터들(T1, T2)의 방향을 다르게 연결하여 양방향 스위칭 동작을 수행하도록 구현할 수 있다.
도 3은 도 1의 위상 제어기에 포함된 위상 제어부(200)를 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 위상 제어부(200)는 절연 증폭 회로(210), 프로세서(220), 입출력부(230), 구동 드라이버(240), 로컬 전원 공급부(250)를 포함한다.
절연 증폭 회로(210)는 교류 입력 전원에서 제공되는 교류 입력 전압(AC INPUT)과 무정전 전원 장치의 교류 출력 전압(UPS OUTPUT)을 입력받아 위상 신호(PHASE SIGNAL)를 제공한다.
프로세서(220)는 위상 신호(PHASE SIGNAL)에 기초하여, 교류 입력 전압(AC INPUT) 및 교류 출력 전압(UPS OUTPUT)의 위상 변화를 판별하고, 위상 변화 및 스위치 개폐 신호(SWITCH INPUT)에 기초하여 위상 오차 정보(PHASE ERROR), 스위치 상태 정보(SWITCH STATUS) 및 스위치 제어 신호(SWCTRL)를 제공한다.
입출력부(230)는 스위치 개폐 신호(SWITCH INPUT)를 입력받아 프로세서(220)로 제공하고, 스위치 오차 정보(SWITCH ERROR), 스위치 상태 정보(SWTCH STATUS)를 출력한다.
구동 드라이버(240)는 스위치 제어 신호(SWCTRL)에 응답하여 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터의 게이트 전압(GCTRL)을 제공한다. 구동 드라이버(240)는 스위 치 상태 정보(SWST)를 프로세서(220)로 제공할 수 있다.
로컬 전원 공급부(250)는 교류 입력 전압(AC INPUT), 교류 출력 전압(UPS OUTPUT), 또는 보조 전원(AUX POWER INPUT)에 기초하여 직류 전력(DC POWER)을 생성하여 프로세서(220), 입출력부(230) 및 구동 드라이버(240)에 공급한다.
도 4a 및 4b는 정전시 또는 정전 복구시 자동 절체 스위치의 동작을 나타내는 블록도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 자동 절체 스위치(ATS, Automatic Transfer Switch, 350)는 무정전 전원 공급 시스템(200, 330)에 전단에 외부 전원(310) 또는 보조 전원(320)과 연결된다. 외부 전원(310)은 송전선을 통해 전달되는 전력 공급 라인일 수 있고, 보전 전원(320)은 정전 등의 비상시 동작하는 보조 발전 설비일 수 있다. 도 4a는 정상 상태에서 자동 절체 스위치(350)의 동작을 나타내며, 도 4b는 정전 상태에서 자동 절체 스위치(350)의 동작을 나타낸다. 즉, 자동 절체 스위치(350)는 정상 상태에서 외부 전원(310)과 연결되어 있으나, 정전시에는 스위칭되어 보조 전원(320)과 연결되고, 정전이 복구되어 다시 정상상태가 되면 스위칭되어 외부 전원(310)과 연결된다.
이 경우, 외부 전원(310)과 보조 전원(320)이 제공하는 전압의 위상이 다를 수 있는데, 자동 절체 스위치(350)의 스위칭 동작 과정에서 순간적인 위상 변화가 발생하여 후단에 연결된 무정전 전원 공급 장치(200, 230) 또는 부하(340)에 회로 손상 등의 악영향을 미칠 수 있다.
일 실시예에 따른 위상 제어기(200)는 외부 전원(310) 또는 보조 전원(320) 에서 제공되는 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하고, 검출된 위상 변화에 따라 위상 제어기에 포함된 스위치를 제어하여 무정전 전원 장치(330)의 동작 모드를 제어한다. 따라서 순간적인 위상 변화에 따른 회로 손상을 방지할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 무정전 전원 장치에 입력되는 전압의 위상 변화를 나타내는 파형도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 외부 전원 및 보조 전원에서 제공되는 전압의 위상 변화를 나타낸다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 외부 전원에서 제공되는 전압의 위상과 보조 전원 제공되는 전압의 위상이 다를 수 있으며, 일반적으로 문제되는 경우는 두 전압 위상의 차이가 비교적 큰 경우이며, 도 5a 및 도 5b는 스위칭 동작이 이루어지는 t0 시점에서 180도의 위상 차이가 있는 경우를 나타낸다.
도 5c는 종래의 무정전 전원 장치의 스위칭 동작을 나타내는 파형도이며, 도 5d는 종래의 무정전 전원 장치의 내부 회로로 제공되는 전압의 위상 변화를 나타내는 파형도이다.
도 5c를 참조하면, 종래의 무정전 전원 장치 스위칭 동작을 위해 실리콘 제어 정류기 등의 소자를 이용하는 경우, t0 시점에서 실리콘 제어 정류기의 제어 전압을 변경하여도 일정시간이 지난 후(t1 시점)까지 스위치가 완전히 턴 오프되지 않는 특성이 발생할 수 있다. 따라서, t0에서 t1 시간까지는 스위치가 턴 온된 상태로 동작하게 되어 무정전 전원 장치의 내부 회로에 약영향을 줄 수 있다.
도 5d를 참조하면, t0시점에서 자동 절체 스위치가 스위칭 동작을 수행하여 입력 전압 파형이 도 5a에서 도 5b로 변경될 때, 순간적으로 급격한 위상 변화을 초래하게 되고, 이와 같은 위상 변화를 5c의 스위치가 제대로 차단하여 주지 못하여 교류 입력 전압이 그대로 무정전 전원 장치의 내부 회로로 유입되게 된다. 따라서 내부 회로의 소자들이 단락되거나 영구적으로 손상될 수 있다.
도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 제어기의 스위칭 동작을 나타내는 파형도이다.
도 5e를 참조하면, 위상 제어기는 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하고, 도 5d와 같은 순간적인 위상 변화가 있는 경우, 위상 제어기에 포함된 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터를 이용하여 스위칭 동작을 제어한다. 스위칭 소자로서 절연 게이트 바이폴라 틀랜지스터를 사용할 경우 응답 특성이 향상 될 수 있다.
또한, 위상 제에기는 교류 입력 전압의 위상 변화를 추적하고, 정전시 또는 정전 복구시 순간적인 위상 변화가 허용 범위를 초과할 경우 스위치를 턴 오프시켜, 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정전 모드로 유지한다.
위상 제어기가 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어하는 세부적인 방법은 실시예에 따라 자유롭게 변형될 수 있다. 일 실시예에서는 도 5e의 도시된 바와 같이 무전정 전원 장치로 입력되는 전력을 차단하여 줌으로써 무전정 전원 장치가 정전이 된 것처럼 인식하도록 할 수 있을 것이다. 이와 같은 방법은 위상 제어기 외의 별도의 장치를 추가하거나 내부 구성의 변경 없이 기존 무정전 전원 장치에 적용할 수 있으며, 따라서 전면적으로 설비를 교환할 필요가 없어 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.
도 6은 정정시 또는 정전 복구시 위상 제어기의 제어에 따른 무정전 전원 장 치의 동작 모드를 나타낸 다이어그램이다.
도 6을 참조하면, 스위치를 턴 오프한 경우, 교류 입력 전압(410)의 위상 변화 및 무정전 전원 장치의 교류 출력 전압(420)의 위상 변화를 비교하고, 교류 출력 전압의 위상 변화가 허용 범위 내에 진입하면 스위치를 턴 온시켜 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정상 모드로 전환한다. 즉, t0 시점에서 정전이 복구되더라도 급격한 위상 변화가 생길 수 있으므로 정정 모드를 유지하고, 위상 변화를 허용 범위 내에 진입하는 t2 시점에서 스위치를 턴 온시켜 무정전 전원 장치가 정상 모드로 동작하게 한다.
일 실시예에서는 정전 모드에서 교류 입력 전압의 주파수가 60Hz±a%와 60Hz±b% 사이에서 상호 변화할 때, 약 10초 내외로 위상을 동기화할 수 있고, 이 경우 평균 주파수는 60Hz로 유지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 제어기(1100) 및 무정전 전원 장치(1200)의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 위상 제어기(1100)는 무정전 전원 장치와 독립적인 모듈로 구성할 수 있으며, 이 경우 새로 생산되는 무정전 전원 장치뿐만 아니라 기존의 무정전 전원 장치에도 적용할 수 있는 장점이 있다.
위상 제어기(1100)는 독립적으로 무정전 전원 장치의 외부에서 착탈될 수 있으며, 이를 위해 제1 및 제2 입력 포트(1110, 1120)와 출력 포트(1130)를 포함한다. 제1 입력 포트(1110)는 교류 입력 전원(1300)과 착탈되어, 교류 입력 전원(1300)을 내부의 스위치(미도시)와 연결한다. 제2 입력 포트(1120)는 무정전 전 원 장치(1200)의 출력 포트(1220)와 착탈되어, 무정전 전원 장치(1200)의 교류 출력 전압을 내부의 위상 제어부(미도시)로 전달한다. 출력 포트(1130)는 무정전 전원 장치(1200)의 입력 포트(1210)와 착탈되어 내부의 스위치(미도시)를 무정전 전원 장치(1200)의 입력 포트(1210)와 연결한다.
도 8을 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 위상 제어기를 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 위상 제어기(1100a, 1100b, 1100c)는 단상 전력 시스템뿐만 아니라 다상 전력 시스템(예를 들어, 3상 전력 시스템)에도 적용될 수 있다. 도 8의 위상 제어기(1100a, 1100b, 1100c)도 도 1과 마찬가지로 스위치부(SW) 및 위상 제어부(PHASE CONTROLLER)를 포함한다.
스위치부(SW)는 다상 교류 입력 전원의 각 전력 라인과 연결되어, 다상 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐하는 복수의 절연 게이트 이폴라 트랜지스터들을 포함한다.
위상 제어부(PHASE CONTROLLER)는 각 전력 라인의 교류 입력 전압의 위상을 검출하고, 검출된 위상 변화에 따라 스위치부(SW)를 제어하여 무정전 전원 장치(미도시)의 동작 모드를 제어한다.
다상 전력 시스템에 적용하기 위해 단상 전력 시스템의 위상 제어기의 제어 방법을 적절하게 수정할 수 있을 것이다.
예를 들어, 위상 제어부는 각 전력 라인의 전압의 위상 변화를 추적하고, 적어도 하나의 전력 라인 전압의 순간적인 위상 변화가 허용 범위를 초과할 경우 스위치를 턴 오프시켜, 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정전 모드로 유지할 수 있 다.
만약, 스위치를 턴 오프한 경우, 위상 제어부는 각 전력 라인 전압의 위상 변화 및 무정전 전원 장치에서 출력되는 다상 교류 출력 전압의 위상 변화를 비교하고, 다상 출력 전압들 모두의 위상 변화가 허용 범위 내에 진입하면 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정상 모드로 전환할 수 있다.
본 발명은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
일 실시예에 따른 무정전 전원 장치용 위상 제어기는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터를 이용하여 스위칭 동작을 제어하여 응답 특성이 향상 될 수 있다.
또한, 위상 제에기는 교류 입력 전압의 위상 변화를 추적하고, 정전시 또는 정전 복구시 순간적인 위상 변화가 허용 범위를 초과할 경우 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어하여 내부 회로 손상을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 위상 제어를 위해 별도의 장치를 추가하거나 내부 구성의 변경 없이 기존 무정전 전원 장치에 적용할 수 있으며, 따라서 전면적으로 설비를 교환할 필요가 없어 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 위상 제어기에 포함된 스위치를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 위상 제어기에 포함된 위상 제어부를 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 4a 및 4b는 정전시 또는 정전 복구시 자동 절체 스위치의 동작을 나타내는 블록도이다.
도 5a 내지 도 5e는 무정전 전원 장치에 입력되는 전압의 위상 변화를 나타내는 파형도이다.
도 6은 정정시 또는 정전 복구시 위상 제어기의 제어에 따른 무정전 전원 장치의 동작 모드를 나타낸 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 제어기 및 무정전 전원 장치의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 8을 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 위상 제어기를 나타낸 블록도이다.
Claims (13)
- 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐하는 스위치; 및상기 교류 입력 전원에서 제공되는 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하고, 상기 검출된 위상 변화에 따라 상기 스위치를 제어하여 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어하는 위상 제어부를 포함하고,상기 위상 제어부는상기 교류 입력 전원에서 제공되는 교류 입력 전압과 상기 무정전 전원 장치의 교류 출력 전압을 입력받아 위상 신호를 제공하는 절연 증폭 회로(Isolation Amplifier);상기 위상 신호에 기초하여, 상기 교류 입력 전압 및 상기 교류 출력 전압의 위상 변화를 판별하고, 상기 위상 변화 및 스위치 개폐 신호에 기초하여 위상 오차 정보, 스위치 상태 정보 및 스위치 제어 신호를 제공하는 프로세서;상기 스위치 개폐 신호를 입력받아 상기 프로세서로 제공하고, 스위치 오차 정보 및 상기 스위치 상태 정보를 출력하는 입출력부;상기 스위치 제어 신호에 응답하여 상기 스위치의 구동 전압을 제공하는 구동 드라이버; 및상기 교류 입력 전압, 상기 교류 출력 전압, 또는 보조 전원에 기초하여 직류 전력을 생성하여 상기 프로세서, 상기 입출력부 및 상기 구동 드라이버에 공급하는 로컬 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
- 제1항에 있어서, 상기 스위치는게이트 단자로 인가되는 상기 스위치의 구동 전압에 따라 상기 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐하는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
- 제2항에 있어서, 상기 위상 제어부는상기 교류 입력 전압의 위상 변화를 추적하고, 정전시 또는 정전 복구시 순간적인 위상 변화가 허용 범위를 초과할 경우 상기 스위치를 턴 오프시켜, 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정전 모드로 유지하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
- 제3항에 있어서, 상기 위상 제어부는상기 스위치를 턴 오프한 경우, 상기 교류 입력 전압의 위상 변화 및 상기 무정전 전원 장치의 교류 출력 전압의 위상 변화를 비교하고, 상기 교류 출력 전압의 위상 변화가 허용 범위 내에 진입하면 상기 스위치를 턴 온시켜 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정상 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
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- 제1항에 있어서, 상기 위상 제어부는 독립적으로 상기 무정전 전원 장치의 외부에서 착탈되는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
- 제1항에 있어서,상기 교류 입력 전원과 착탈되어, 상기 교류 입력 전원을 상기 스위치와 연결하는 제1 입력 포트;상기 무정전 전원 장치의 출력 포트와 착탈되어, 상기 무정전 전원 장치의 교류 출력 전압을 상기 위상 제어부로 전달하는 제2 입력 포트; 및상기 무정전 전원 장치의 입력 포트와 착탈되어, 상기 스위치를 상기 무정전 전원 장치의 입력 포트와 연결하는 출력 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
- 다상 교류 입력 전원의 각 전력 라인과 연결되어, 상기 다상 교류 입력 전원과 무정전 전원 장치 사이의 전기적 연결을 개폐하는 복수의 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들을 포함하는 스위치부;상기 각 전력 라인의 교류 입력 전압의 위상 변화를 검출하고, 상기 검출된 위상 변화에 따라 상기 스위치부를 제어하여 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 제어하는 위상 제어부를 포함하고,상기 위상 제어부는상기 각 전력 라인의 교류 입력 전압과 상기 무정전 전원 장치의 다상 교류 출력 전압을 입력받아 위상 신호를 제공하는 절연 증폭 회로(Isolation Amplifier);상기 위상 신호에 기초하여, 상기 각 전력 라인의 교류 입력 전압 및 상기 교류 출력 전압의 위상 변화를 판별하고, 상기 위상 변화 및 스위치 개폐 신호에 기초하여 위상 오차 정보, 스위치 상태 정보 및 스위치 제어 신호를 제공하는 프로세서;상기 스위치 개폐 신호를 입력받아 상기 프로세서로 제공하고, 스위치 오차 정보 및 상기 스위치 상태 정보를 출력하는 입출력부;상기 스위치 제어 신호에 응답하여 상기 스위치부의 구동 전압을 제공하는 구동 드라이버; 및상기 각 전력 라인의 교류 입력 전압, 상기 다상 교류 출력 전압, 또는 보조 전원에 기초하여 직류 전력을 생성하여 상기 프로세서, 상기 입출력부 및 상기 구동 드라이버에 공급하는 로컬 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
- 제8항에 있어서, 상기 위상 제어부는상기 각 전력 라인의 교류 입력 전압의 위상 변화를 추적하고, 적어도 하나의 전력 라인 전압의 순간적인 위상 변화가 허용 범위를 초과할 경우 상기 스위치부를 턴 오프시켜, 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정전 모드로 유지하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
- 제9항에 있어서, 상기 위상 제어부는상기 스위치부를 턴 오프한 경우, 상기 각 전력 라인의 교류 입력 전압의 위상 변화 및 상기 다상 교류 출력 전압의 위상 변화를 비교하고, 상기 다상 출력 전압들 모두의 위상 변화가 허용 범위 내에 진입하면 상기 무정전 전원 장치의 동작 모드를 정상 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치용 위상 제어기.
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Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020090097426A KR100977733B1 (ko) | 2009-10-13 | 2009-10-13 | 무정전 전원 장치용 위상 제어기 |
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| KR100977733B1 true KR100977733B1 (ko) | 2010-08-24 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114994435A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-09-02 | 深圳市尚科新能源有限公司 | 一种市电断电测试装置及系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH10225013A (ja) | 1997-02-12 | 1998-08-21 | Toshiba Corp | 無停電電源装置 |
| JP2004266893A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Toshiba Corp | 無停電電源装置 |
| KR20080079042A (ko) * | 2007-02-26 | 2008-08-29 | (주)미광-케이아이 | 무순단 자동 절체기 |
| JP2008271618A (ja) | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 無停電電源装置 |
-
2009
- 2009-10-13 KR KR1020090097426A patent/KR100977733B1/ko not_active IP Right Cessation
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