KR101095472B1 - 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

축전지를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 시스템이 제공된다. 축전지를 이용하여 부하에 전원을 공급하는 시스템은 제 1 전압을 공급하는 제 1 축전지, 제 2 전압을 공급하는 제 2 축전지, 상기 제 2 축전지를 상기 제 2 전압으로 충전하도록 연결된 충전기, 상기 부하에 상기 1 전압을 공급하며 상기 제 2 축전지가 상기 제 2 전압으로 충전되는 제 1 모드와, 상기 부하에 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압을 공급하는 제 2 모드 사이를 절환하는 스위치 및 상기 제 1 전압이 미리 정해진 설정 전압 이하인지를 감시하고, 상기 제 1 전압이 상기 설정 전압 이하인 경우에는 상기 스위치를 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 절환하도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압의 합은 상기 부하에 입력 가능한 전압 범위 이내이다.

Description

축전지를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING POWER SUPPLY USING STORAGE BATTERIES}
본 발명은 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 메인 축전지와 서브 축전지를 직렬로 연결하여 전원을 공급하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply, 이하 UPS라 칭함)는 상시 전원이 살아있어야 하는 서버나 교환기와 같은 통신 장치 등의 부하에 무정전으로 전원을 공급하는 장치이다.
일반적으로, 이러한 무정전 전원 장치에는 축전지(Battery)가 포함되며, 축전지에 저장된 전력은 무정전 전원 장치에 인입되는 전원 라인의 단전 시 부하측에 공급된다.
즉, UPS는 평상시 교류(AC) 전원을 직류(DC)로 변환하여 축전지에 저장하고 있다가 교류 전원의 정전, 순간 정전 또는 전압 변동 등이 발생될 때, 축전지에 저장되어 있던 직류 전원을 인버터를 통하여 다시 교류 전원으로 변환해주는 장치인데, 여기에서 축전지의 중요성이 대두된다.
그러나, 하나의 축전지를 사용하여 장비에 전원을 공급하는 경우, 사용 중인 축전지의 용량이 언제쯤 소모되는 지를 알 수가 없으며, 축전지의 용량이 소모되었는지 모르고서 장비를 계속 사용하게 되면, 해당 축전지의 재사용이 어렵거나 장비가 다운(down)되는 문제점이 있었다.
이에, 한국공개실용신안 제1999-0031451호(전원 자동 절체 장치)에서, 하나의 주 배터리와 하나의 예비 배터리로 구성된 두 개의 배터리 전원을 갖는 전원 장치에 있어서, 배터리가 소모되어 소정 용량 이하가 되면 자동으로 새로운 정상 배터리로 절체(switching)시킴으로써 안정적으로 전원을 공급을 하여 장비의 다운을 방지하는 기술을 제시하였다.
도 1은 종래의 전원 자동 절체 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 통해 알 수 있듯이, 종래의 전원 자동 절체 시스템은 하나의 주 배터리와 하나의 예비 배터리로 구성된 두 개의 배터리 전원으로 구성되어 있으며, 사용 중인 주 배터리의 용량이 일정 정도 떨어졌는지를 감지하는 제 1 저전압 감지 수단, 예비 배터리의 용량이 일정 정도 떨어졌는지를 감지하는 제 2 저전압 감지 수단 및 제 1 저전압 감지 수단과 제 2 저전압 감지 수단 중 어느 하나에서 현재 사용 중인 배터리의 전압이 저전압이라고 감지되면, 전원 공급 라인을 다른 배터리의 출력으로 절환시키는 배터리 절체 수단을 포함하고 있다.
그러나, 종래의 전원 자동 절체 시스템은 장비의 입력 전원 특성(범위)에 따라 미리 정해진 동일한 용량의 주 배터리 및 예비 배터리를 사용함으로써, 축전지의 용량이 제한적으로 공급될 수 밖에 없는 한계가 있으며, 주 배터리와 동일한 용량의 예비 배터리를 구비하기 위한 비용 부담의 문제도 존재한다.
또한, 주 배터리에서 보조 배터리로의 절체 시, 배터리로부터 공급되는 전원이 순간 중단되는 순단 현상이 발생하는 문제도 존재한다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 메인 축전지와 서브 축전지를 직렬로 연결하여, 장비에서 사용 가능한 전압 범위 내에서, 직렬로 연결된 축전지의 사용 가능한 모든 용량을 사용할 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 메인 축전지와 서브 축전지의 직렬 연결 시 또는 메인 축전지와 서브 축전지의 직렬 연결 분리 시, 공급 전원이 순단되지 않도록 무순단 다이오드를 사용한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 시스템은 제 1 전압을 공급하는 제 1 축전지, 제 2 전압을 공급하는 제 2 축전지, 상기 제 2 축전지를 상기 제 2 전압으로 충전하도록 연결된 충전기, 상기 부하에 상기 1 전압을 공급하며 상기 제 2 축전지가 상기 제 2 전압으로 충전되는 제 1 모드와, 상기 부하에 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압을 공급하는 제 2 모드 사이를 절환하는 스위치 및 상기 제 1 전압이 미리 정해진 설정 전압 이하인지를 감시하고, 상기 제 1 전압이 상기 설정 전압 이하인 경우에는 상기 스위치를 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 절환하도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압의 합은 상기 부하에 입력 가능한 전압 범위 이내이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 방법은 (a) 제 1 축전지로부터 상기 부하에 제 1 전압이 공급되면, 상기 제 1 전압이 미리 정해진 제 1 설정 전압 이하인지를 감시하여, 상기 제 1 설정 전압 이하인 경우, 제 2 전압을 가지는 제 2 축전지를 상기 제 1 축전지에 직렬로 연결하는 단계, (b) 상기 직렬로 연결된 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 충전 시, 상기 충전된 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 전압의 합이 미리 정해진 충전 전압 이상인지를 감시하여, 미리 정해진 충전 전압 이상인 경우, 상기 직렬로 연결된 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 직렬 연결을 해제하는 단계 및 (c) 상기 직렬 연결이 해제된 제 1 축전지 및 제 2 축전지에 대하여 각각 부동 충전 상태를 유지하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 설정 전압은 상기 부하에 입력 가능한 전압의 최소값과 전압 공급 선로의 전압 강하값에 의해 결정된다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 시스템의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 축전지의 사용 용량을 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 전원 공급 시간이 연장될 수 있다.
또한, 메인 축전지와 동일한 용량(축전지의 수량)의 서브 축전지를 사용하는 것이 아니므로, 시스템의 투자 및 유지 비용을 절감할 수 있다.
또한, 메인 축전지와 서브 축전지의 직렬 연결 시 또는 메인 축전지와 서브 축전지의 직렬 연결 분리 시, 공급 전원의 순단을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 전원 자동 절체 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 과정을 도시한 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
참고로, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 시스템은 정류기(110), 충전기(120), 메인 축전지(130), 서브 축전지(140), 전원 공급 제어부(150), 스위치(161, 162) 및 무순단 다이오드(170)를 포함한다.
시스템의 각 구성 요소를 설명하면, 정류기(110)는 상용 시 외부로부터 인입되는 AC 입력 전원을 정류하여 장비에 전원을 공급하고, 메인 축전지(130)에 일정 전압을 공급하여 메인 축전지(130)가 부동 충전 상태를 유지하도록 한다.
또한, 정류기(110)는, 스위치(162)가 동작되어 직렬로 연결된 상태에서 정상 동작 시 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)를 충전한다.
메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결에 대한 상세한 설명은 후술하도록 하겠다.
한편, 충전기(120)는 서브 축전지(140) 양단에 전기적으로 연결되며, 상용 시 서브 축전지(140)에 일정 전압을 공급하여 서브 축전지(140)가 부동 충전 상태를 유지하도록 한다.
한편, 메인 축전지(130)는 일정 전압을 갖는 다수의 셀로 구성될 수 있으며, 장비에 입력 가능한 전압 범위 내의 전원을 공급한다.
도 2에서는 메인 축전지(130)의 일정 전압을 갖는 하나의 셀을 숫자 ‘1’로 표시하였고, 다수의 셀로 구성될 수 있음을 나타내기 위하여 다수의 셀을 ‘n’으로 표시하였다.
예를 들어, 교환기의 전압 사용 범위는 43.5V ~ 54.5V로, 축전지에서 공급할 수 있는 최저 전압은 축전지에서 교환기까지의 전압 강하를 고려하여 45V로 공급하는 것이 바람직하다.
이 경우, 메인 축전지(130)는 공칭 전압 2V(VGS TYPE 부동 충전 전압 2.23V)의 축전지 24셀을 직렬 연결하여 48V의 전압으로 교환기에 전원을 공급할 수 있다.
참고로, 2V 축전지의 종지 전압은 방전 가능한 시간에 따라 차이가 있는데 일반적으로 1.6V ~ 1.8V이며, 축전지의 방전 가능 시간이 3시간인 경우, 종지 전압은 1.70V이다.
예를 들어, 축전지 방전 가능 시간 3시간을 기준으로, 축전지 종지 전압 1.70V에서 용량 2V의 축전지 25셀의 직렬 연결인 경우 각 셀 당 공급 전압은 1.8V이고, 2V의 축전지 26셀의 직렬 연결인 경우 각 셀 당 공급 전압은 1.73V이며, 2V의 축전지 24셀의 직렬 연결인 경우는 각 셀 당 공급 전압은 1.875V로서, 2V 축전지의 일반적인 최저 공급 전압보다 0.07V ~ 0.27V의 용량을 더 사용할 수 있다.
또한 메인 축전지(130)는, 평상 시, 장비에 공급되는 외부 전압, 즉, 정류기(110)로부터 일정 전압을 공급받아 부동 충전 상태를 유지한다.
한편, 서브 축전지(140)는 메인 축전지(130)의 각 셀과 동일한 전압을 갖는 다수의 셀로 구성될 수 있으며, 장비에 입력 가능한 전압 범위의 최대 전압과 메인 축전지(130)의 미리 정해진 설정 전압의 차이를 공급 가능한 전압의 범위로 가질 수 있다.
여기에서, 메인 축전지(130)의 ‘미리 정해진 설정 전압’은 메인 축전지(130)의 종지 전압을 고려하여 당업자의 실시예에 따라 설정될 수 있는 값으로, 예를 들어, 메인 축전지(130)의 종지 전압이 45V인 경우, ‘미리 정해진 설정 전압’은 종지 전압인 45V로 설정될 수도 있으며, 전압 강하로 인하여 발생할 수 있는 장비(교환기)의 저전압 상태를 방지하기 위해 47V로 설정될 수도 있다.
메인 축전지(130)의 ‘미리 정해진 설정 전압’은 본 발명의 실시예로 한정되지 않는다.
서브 축전지(140)에 대하여 계속 설명하면, 서브 축전지(140)의 전압은 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)가 직렬로 연결되었을 때, 장비에 입력 가능한 전압의 범위를 초과하지 않는 선에서 결정될 수 있다.
상기한 교환기의 경우를 다시 예로 들면, 메인 축전지(130)가 교환기에 공급해야 하는 최저 전압 45V와, 입력 가능한 최대 전압 54.5V를 고려하여, 메인 축전지(130)의 전압이 미리 정해진 설정 전압 이하인 경우, 별도의 축전지 2셀로 구성된 서브 축전지(140)가 메인 축전지(130)에 직렬로 연결되어 보다 더 좋은 효율을 낼 수 있다.
도 2에서는 서브 축전지(140)의 일정 전압을 갖는 하나의 셀을 ‘n+1’로 표시하였고, 서브 축전지(140) 역시 다수의 셀로 구성될 수 있음을 나타내기 위하여 다수의 셀을 ‘n+2’로 표시하였다.
예를 들어, 전압 사용 범위가 43.5V ~ 54.5V인 교환기에 2V의 축전지 24셀을 직렬 연결한 메인 축전지(130)가 전원을 공급하는 경우, 메인 축전지(130)의 미리 정해진 설정 전압이 45V라고 가정하면, 서브 축전지(140)는 축전지 방전 가능 시간 3시간을 기준으로, 축전지의 종지 전압이 1.70V인 2V의 축전지 2셀로 구성 될 수 있다.
즉, 서브 축전지(140)는 2V의 축전지 2셀을 직렬 연결하여 최대 4V의 전압을 가질 수 있다.
다른 실시예로, 2V의 축전지 24셀을 직렬 연결한 메인 축전지(130)의 미리 정해진 설정 전압이 47V이며, 2V의 축전지 2셀을 직렬 연결한 4V의 서브 축전지(140)를 사용하는 경우, 교환기에 메인 축전지(130)가 연결되어 전원을 공급하고 설정 전압 47V에 이르면, 서브 축전지(140) 4V가 메인 축전지(130)에 직렬로 연결되어, 총 51V의 전압을 상기한 교환기에 공급할 수 있다.
이때, 서브 축전지(140)의 직렬 연결을 위한 절체 전압을 47V에서 동작 시키는 것은, 직렬 연결 후 절체 시 무순단 다이오드(170)의 전압 강하(0.7V)로 인하여 발생할 수 있는 장비 측 저전압 상태를 방지하기 위해서이다.
참고로, 서브 축전지(140)의 수량은, 상기한 바와 같이, 축전지의 방전 가능 시간에 따른 축전지의 셀 당 종지 전압을 고려하여, 장비(교환기)에 공급하는 축전지의 공급 전압을 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 수량으로 나눈 셀 전압이 종지 전압 이상이 되도록 결정할 수 있다.
즉, 서브 축전지(140)의 수량은 장비(교환기)에 입력 가능한 전압 범위의 최대 전압과 메인 축전지(130)의 미리 정해진 설정 전압과의 차이를 초과하지 않는 범위에서 최대 전압(상기한 실시예에서는 4V)을 가지도록 설정될 수도 있으며, 서브 축전지(140)의 셀 수에 따라, 각 셀의 최저 공급 전압이 최대 효율을 낼 수 있도록 수량이 설정될 수도 있다.
한편, 전원 공급 제어부(150)는 메인 축전지(130)에서 장비로 전원이 공급되면(즉, 방전이 시작되면), 메인 축전지(130)의 전압을 체크하여 메인 축전지(130)의 전압이 미리 정해진 설정 전압에 이르면(혹은 미리 정해진 설정 전압 이하가 되면), 서브 축전지(140)를 직렬로 연결하여, 직렬로 연결된 메인 축전지(130) 및 서브 축전지(140)(이하, 결합 축전지라 칭함)에서 장비로 전원이 공급되도록 제어한다.
이때, 전원 공급 제어부(150)는 도 2에 도시된 스위치 S1(161)을 오프(off)하고 스위치 S2(162)를 온(on)하여 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)가 직렬로 연결되도록 제어할 수 있으며, 무순단 다이오드(170)는 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결 시 전원의 순단을 방지한다.
또한, 전원 공급 제어부(150)는 결합 축전지에서 장비로 전원이 공급된 후, 정전 또는 정류기(110)의 이상 발생 등의 문제가 해결되면, 정류기(110)를 통해 결합 축전지가 충전되도록 제어한다.
이후, 전원 공급 제어부(150)는 결합 축전지의 충전 전압을 체크하여, 결합 축전지가 미리 정해진 충전 전압에 이르면, 결합 축전지, 즉, 직렬로 연결된 메인 축전지(130) 및 서브 축전지(140)의 직렬 연결을 해제하여, 메인 축전지(130)는 정류기(110)에 의해 일정 전압을 공급받아 부동 충전 상태를 유지하도록 제어하고, 서브 축전지(140)는 충전기(120)에 의해 일정 전압을 공급받아 부동 충전 상태를 유지하도록 제어한다.
이때, 전원 공급 제어부(150)는 도 2에 도시된 스위치 S1(161)을 온(on)하고 스위치 S2(162)를 오프(off)하여 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결이 해제되도록 제어할 수 있으며, 무순단 다이오드(170)는 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결 해제 시 전원의 순단을 방지한다.
이상, 전술한 바와 같이, 전원 공급 제어부(150)에서 메인 축전지(130)의 전압을 체크하여, 메인 축전지(130)의 미리 정해진 설정 전압에 이르는 경우 서브 축전지(140)를 메인 축전지(130)에 직렬로 연결하는 것으로 설명하였지만, 이 외에도 장비에 공급할 최소 전압을 기준으로 서브 축전지(140)를 메인 축전지(130)에 직렬로 연결할 수도 있다.
상기한 교환기를 다시 예로 들면, 교환기의 전압 사용 범위가 43.5V ~ 54.5V이고, 메인 축전지(130)에서 공급할 수 있는 최저 전압은 미리 정해진 설정 전압을 고려하여 45V로 공급하는 것이 바람직하다고 할 때, 전원 공급 제어부(150)는 메인 축전지(130)의 전압을 체크하여 메인 축전지(130)의 전압이 교환기에 공급되어야 하는 최소 전압인 45V에 이르기 전인 47V에서, 서브 축전지(140)를 메인 축전지(130)에 직렬로 연결하여 교환기에 전압 사용 범위 내의 전압을 공급할 수 있다.
이때, 서브 축전지(140)를 메인 축전지(130)에 직렬 연결하기 위한 절체 전압을 47V에서 동작 시키는 것은, 직렬 연결 후 절체 시 무순단 다이오드(170)의 전압 강하(0.7V)로 인하여 발생할 수 있는 교환기 측 저전압 상태를 방지하기 위해서이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 제어부(150)의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 제어부(150)는 전압 체크부(151), 절체 판단부(152) 및 스위치 제어부(153)를 포함한다.
각 구성 요소를 설명하면, 전압 체크부(151)는 메인 축전지(130)에서 장비로 전원이 공급되면(즉, 방전이 시작되면), 메인 축전지(130)의 전압을 체크하여 메인 축전지(130)의 전압에 대한 정보를 절체 판단부(152)로 전송한다.
또한, 전압 체크부(151)는 결합 축전지, 즉, 직렬로 연결된 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 전압을 체크하여 결합 축전지의 전압에 대한 정보를 절체 판단부(152)로 전송한다.
한편, 절체 판단부(152)는 전압 체크부(151)에서 체크된 메인 축전지(130) 또는 결합 축전지의 전압에 대한 정보를 전송 받고, 해당 전압이 미리 정해진 설정 전압에 이르렀는지를 판단한다.
판단 결과, 메인 축전지(130)의 전압이 미리 정해진 설정 전압에 이른 경우, 절체 판단부(152)는 서브 축전지(140)가 메인 축전지(130)에 직렬로 연결되도록 스위치 제어부(153)로 절체 신호를 전송한다.
또한, 절체 판단부(152)는 결합 축전지의 충전 전압이 미리 정해진 충전 전압에 이른 경우, 정류기(110)를 통해 결합 축전지가 충전되도록 할 수 있다.
이때 절체 판단부(152)는, 상기한 바와 같이, 메인 축전지(130)의 체크된 전압이 미리 정해진 종지 전압에 이르렀는지를 판단하여 스위치 제어부(153)로 절체 신호를 전송할 수 있다.
또한, 절체 판단부(152)는 결합 축전지의 전압이 미리 정해진 충전 전압에 이른 경우, 결합 축전지, 즉, 직렬로 연결된 메인 축전지(130)의 직렬 연결이 해제되도록 스위치 제어부(153)로 직렬 연결 해제 신호를 전송하며, 정류기(110)를 통해 메인 축전지(130)가, 충전기(120)를 통해 서브 축전지(140)가 각각 부동 충전 상태를 유지할 수 있도록 제어할 수 있다.
한편, 스위치 제어부(153)는 절체 판단부(152)로부터 절체 신호 또는 직렬 연결 해제 신호를 전송받아 도 2에 도시된 스위치(161, 162)의 온(on)/오프(off)를 제어한다.
이때 스위치 제어부(153)는, 절체 신호를 통해, 스위치 S1(161)을 오프(off)하고 스위치 S2(162)를 온(on)하여, 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)를 직렬 연결시키며, 직렬 연결 해제 신호를 통해 스위치 S2(162)을 오프(off)하고 스위치 S1(161)를 온(on)하여, 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결을 해제한다.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 3에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성 요소를 의미하며, 소정의 역할들을 수행한다.
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 축전지를 이용하여 전원을 공급하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4에 도시된 흐름도를 도 2에 도시된 시스템의 구성 요소들을 참조하여 설명하도록 한다.
전원 공급 제어부(150)는 정전 또는 정류기(110)의 이상 발생 등의 문제가 발생하면, 메인 축전지(130)로부터 장비에 입력 가능한 전압 범위 내의 전원을 공급하고, 메인 축전지(130)의 전압을 체크한다(S401).
이때, 도 2에 도시된 스위치 S1(161)은 온(on), 스위치 S2(162)는 오프(off)이다.
단계 S401 후, 전원 공급 제어부(150)는, 단계 S401의 체크 결과, 미리 정해진 설정 전압에 이르면 서브 축전지(140)를 메인 축전지(130)에 직렬로 연결시킨다(S402).
이때, 전원 공급 제어부(150)는 도 2에 도시된 스위치 S1(161)을 오프(off)하고 스위치 S2(162)를 온(on)하여 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)가 직렬로 연결되도록 제어할 수 있으며, 무순단 다이오드(170)는 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결 시 전원의 순단을 방지한다.
참고로, 전원 공급 제어부(150)에서 서브 축전지(140)를 메인 축전지(130)에 직렬로 연결하는 기준(시점)은, 단계 S402에 기재된 바와 같이, 단계 S401의 체크 결과가 메인 축전지(130)의 미리 정해진 종지 전압에 이르는 경우가 될 수 있으며, 그렇지 않고, 단계 S401의 체크 결과가 장비에 공급되어야 하는 최소 전압에 이르는 경우가 될 수도 있다.
단계 S402 후, 전원 공급 제어부(150)는 정전 또는 정류기(110)의 이상 발생 등의 문제가 해결되면, 직렬로 연결된 메인 축전지(130) 및 서브 축전지(140)(이하, 결합 축전지라 칭함)가 정류기(110)를 통해 충전되도록 제어한다(S403).
단계 S403 후, 전원 공급 제어부(150)는 결합 축전지의 충전 전압을 체크한다(S404).
단계 S404 후, 전원 공급 제어부(150)는 단계 S404의 체크 결과, 결합 축전지의 충전 전압이 미리 정해진 충전 전압에 이르면, 직렬로 연결된 메인 축전지(130) 및 서브 축전지(140)의 직렬 연결을 해제하여 각각 부동 충전 상태를 유지하도록 제어한다(S405).
이때, 전원 공급 제어부(150)는 도 2에 도시된 스위치 S2(162)를 오프(off)하고 스위치 S1(161)을 온(on)하여 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결이 해제되도록 제어할 수 있으며, 무순단 다이오드(170)는 메인 축전지(130)와 서브 축전지(140)의 직렬 연결 해제 시 전원의 순단을 방지한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 정류기
120 : 충전기
130 : 메인 축전지
140 : 서브 축전지
150 : 전원 공급 제어부
161 : 스위치 S1, 162 : 스위치 S2
170 : 무순단 다이오드

Claims (5)

  1. 축전지를 이용하여 부하에 전원을 공급하는 시스템에 있어서,
    제 1 전압을 공급하는 제 1 축전지,
    제 2 전압을 공급하는 제 2 축전지,
    상기 제2 축전지의 양단에 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 축전지를 상기 제 2 전압으로 충전하도록 연결된 충전기,
    상기 부하에 상기 1 전압을 공급하며 상기 제 2 축전지가 상기 제 2 전압으로 충전되는 제 1 모드와, 상기 부하에 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압을 공급하는 제 2 모드 사이를 절환하는 스위치 및
    상기 제 1 전압이 미리 정해진 설정 전압 이하인지를 감시하고, 상기 제 1 전압이 상기 설정 전압 이하인 경우에는 상기 스위치를 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 절환하도록 제어하는 제어부
    를 포함하되, 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압의 합은 상기 부하에 입력 가능한 전압 범위 이내이고, 상기 제2 모드에서 상기 제1 축전지 및 상기 제2 축전지는 직렬로 연결되는 것인, 전원 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서 상기 제 1 축전지는 상기 부하에 공급되는 외부 전압에 의해 충전되는 것인, 전원 공급 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 전압은 상기 부하에 입력 가능한 전압의 최소값과 전압 공급 선로의 전압 강하값에 의해 결정되는 것인, 전원 공급 시스템.
  5. 축전지를 이용하여 부하에 전원을 공급하는 방법에 있어서,
    (a) 제 1 축전지로부터 상기 부하에 제 1 전압이 공급되면, 상기 제 1 전압이 미리 정해진 제 1 설정 전압 이하인지를 감시하여, 상기 제 1 설정 전압 이하인 경우, 제 2 전압을 가지는 제 2 축전지를 상기 제 1 축전지에 직렬로 연결하는 단계,
    (b) 상기 직렬로 연결된 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 충전 시, 상기 충전된 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 전압의 합이 미리 정해진 충전 전압 이상인지를 감시하여, 미리 정해진 충전 전압 이상인 경우, 상기 직렬로 연결된 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 직렬 연결을 해제하는 단계 및
    (c) 상기 직렬 연결이 해제된 제 1 축전지 및 제 2 축전지에 대하여 각각 부동 충전 상태를 유지하는 단계
    를 포함하되, 상기 제 1 설정 전압 및 상기 제 2 설정 전압은 상기 부하에 입력 가능한 전압의 최소값과 전압 공급 선로의 전압 강하값에 의해 결정되는 것인, 전원 공급 방법.
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