KR101260990B1 - Dc power supply apparatus - Google Patents

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정성훈
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Abstract

PURPOSE: A DC power supply device is provided to reduce a size thereof by including a DC converter and a DC output unit. CONSTITUTION: A main circuit unit receives utility power through a line filter. The main circuit unit changes the utility power into RF power and supplies the RF power as DC power. A driving power supply(21) supplies the utility power as driving power. A detector(24) detects a voltage and a current of the DC power. A driving amplifier(23) amplifies a control signal of a first control unit and outputs the amplified signal to an RF power generator. [Reference numerals] (11) Line filter; (12) Power factor controller; (13) High frequency power generator; (14) DC output device; (21) Driving power supply; (22) Second control unit; (23) Driving amplifier; (24) Detector; (25) First control unit; (AA) Commercial power supply; (BB) DC power supply; (CC) Network/communication protocol of an external device or equipment

Description

직류 전원 장치{DC Power Supply apparatus}DC power supply apparatus

본 발명은 직류 전원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a direct current power supply device.

보다 상세하게는, 넓은 출력 범위에서 경제적이고 범용으로 사용될 수 있는 직류 전원 장치에 관한 것이다.
More particularly, it relates to a direct current power supply that can be economically used in a wide range of outputs.

일반적으로 LED나 DC 전원을 공급하여 동작이 되는 모든 장치나 기기를 구동하기 위해서는 별도의 직류전원장치가 필요하다. In general, a separate DC power supply is required to drive all devices or devices that operate by supplying LED or DC power.

직류전원장치는 외부로부터 입력된 교류전압으로부터 원하는 저압의 직류 전압을 출력하기 위하여 전단에 승압형 PFC를 설치해야 하고 후단에 강압형의 DC-DC 컨버터를 설치하고 있었다. 이와 같이 종래기술의 직류전원장치의 경우 전단에 PFC 회로로서 승압형의 역률개선 컨버터나 승압형의 초퍼를 사용하고, 후단에 강압형의 DC-DC 컨버터를 접속하여 사용한다.In order to output the desired low voltage DC voltage from the AC voltage inputted from the outside, the DC power supply must have a step-up PFC installed at the front end and a step-down DC-DC converter installed at the rear end. Thus, in the case of the DC power supply of the prior art, a step-up power factor improving converter or a step-up chopper is used as a PFC circuit at the front end, and a step-down DC-DC converter is connected to the rear end.

PFC 회로를 승압형으로 함으로써 효율을 향상시켜서 순시정전에 대한 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등의 이점은 있지만, 발광다이오드(이하, LED라고 한다)를 부하로 하는 조명용(照明用)의 직류전원장치에서는, LED 부하를 저압에서 구동하기 위하여 저압의 직류출력전압을 얻을 필요가 있어, 승압형 PFC 회로의 후단에 강압형 DC-DC 컨버터를 설치하여야만 한다. 이 때문에 직류전원장치를 구성하는 부품수가 증가하여, 장치의 소형화를 도모함에 있어서 장해가 되고 또한 신뢰성(MTBF)도 저하되는 등 문제가 있다.Although the PFC circuit can be boosted, the efficiency can be improved and the reliability of the system against instantaneous power failure can be improved. However, a direct current power supply for lighting using a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) is a load. In order to drive the LED load at low voltage, it is necessary to obtain a low voltage DC output voltage, and a step-down DC-DC converter must be installed at the rear of the boost type PFC circuit. For this reason, the number of components constituting the DC power supply increases, which causes a problem in reducing the size of the device, and lowers the reliability (MTBF).

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 본 발명은, 넓은 구동 전원 범위에서 고속의 순시 제어 및 정밀 제어가 쉽고, 특히 부하의 상태 변화에 대한 고속의 대응과 조절 사용이 가능한 직류 전원 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and the present invention provides high-speed instantaneous control and precise control over a wide range of driving power supplies, and in particular, uses high-speed response and adjustment to a change in load state. The purpose is to provide this possible DC power supply.

본 발명은 전기 에너지가 절감되는 경제적인 고효율의 일반적으로 범용으로 사용되는 직류 전원 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a general-purpose DC power supply of economical and high efficiency, which saves electrical energy.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 상용 전원을 라인 필터를 통해 입력받아 역률 보상하여 고주파 전력으로 변환한 후 직류 전원으로 공급하는 주회로부; 및 상기 주회로부의 입력전원의 역률이 보상되도록 제어하고, 고주파 전력을 공급상태를 제어하여 부하로 일정한 직류 전원이 공급될 수 있도록 제어하며, 부하로부터 피드백되는 전류 및 전압으로부터 부하단의 이상상태를 감지하고, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신프로토콜을 통해 입력되는 신호로부터 외부환경의 이상상태를 감지하여 이상상태가 감지되는 경우 주회로부의 작동상태가 중지되도록 제어하는 주회로부 제어기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
One embodiment of the present invention for achieving the above object, the main circuit unit for receiving a commercial power input through a line filter to power factor correction to convert the high frequency power supply to a DC power supply; And controlling the power factor of the input power of the main circuit unit to be compensated, controlling the supply state of high frequency power so that a constant DC power can be supplied to the load, and controlling an abnormal state of the load stage from the current and voltage fed back from the load. And a main circuit controller configured to detect an abnormal state of the external environment from a signal input through an external device, a network of a device and a communication protocol, and to control an operation state of the main circuit unit to be stopped when an abnormal state is detected. It features.

상기 주회로부는, 라인 필터를 통하여 공급되는 상용전원인 교류 전원을 직류로 변환하고, 상기 주회로부 제어기의 제어에 의해 상기 교류 전원의 역률을 보정하는 역률 제어기; 상기 주회로부 제어기의 증폭된 구동신호에 의해 상기 역률 제어기에서 변환된 전원을 고주파 전력으로 변환하는 고주파 전력 발생기; 및 상기 고주파 전력 발생기에서 변환된 고주파 전력을 직류로 변환시켜 구동력 전원으로 공급하는 직류 출력기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The main circuit unit may include: a power factor controller for converting AC power, which is commercial power supplied through a line filter, into direct current, and correcting a power factor of the AC power by the control of the main circuit controller; A high frequency power generator converting the power converted in the power factor controller into high frequency power by the amplified driving signal of the main circuit controller; And a direct current output unit converting the high frequency power converted by the high frequency power generator into direct current to supply the driving power.

상기 주회로부 제어기는, 상기 주회로부로부터 공급되는 상용전원을 구동 전원으로 공급하는 구동용 전원부; 상기 구동용 전원부의 구동전원에 의해 구동되고, 상기 역률 제어기에서 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원을 체크하여 일정한 직류 전원이 공급되도록 역률이 보상되도록 상기 역률 제어기를 제어하는 제 2 제어부; 상기 주회로부에서 부하로 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원의 전압 및 전류를 검출하는 검출기; 상기 검출기로부터 입력되는 전압 및 전류 값을 체크하여 주회로부의 출력단의 이상 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 고주파 전력을 제어하는 제어신호를 출력하는 제 1 제어부; 및 상기 제 1 제어부의 제어신호를 증폭시켜 상기 고주파 전력 발생기로 출력하는 구동앰프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
The main circuit controller includes a driving power supply unit supplying commercial power supplied from the main circuit unit to a driving power source; A second control unit which is driven by the driving power of the driving power supply unit and controls the power factor controller so that the power factor is compensated so that a constant DC power is supplied by checking the DC power by receiving the DC power output from the power factor controller; A detector for detecting a voltage and a current of the DC power by receiving the DC power outputted from the main circuit unit to the load; A first control unit which checks whether an output terminal of the main circuit unit is abnormal by checking voltage and current values input from the detector, and outputs a control signal for controlling high frequency power according to a check result; And a driving amplifier for amplifying the control signal of the first controller and outputting the amplified control signal to the high frequency power generator.

상기 제 1 제어부는, 상기 검출기를 통해 입력되는 직류 전원를 체크하여 출력단의 이상 여부를 감지하고 이상이 발생되는 경우 상기 제 2 제어부 및 상기 구동앰프를 제어하여 주회로부의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
The first controller checks the DC power input through the detector, detects whether an output terminal is abnormal, and if the abnormality occurs, stops the operation of the main circuit unit by controlling the second controller and the driving amplifier. .

상기 제 1 제어부는, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신 프로토콜을 통해 입력되는 신호를 체크하여 외부 환경의 이상 상태를 감지하고 이상이 발생되는 경우 상기 제 2 제어부 및 상기 구동앰프를 제어하여 주회로부의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
The first control unit detects an abnormal state of an external environment by checking signals input through an external device, a network of a device, and a communication protocol, and when an abnormality occurs, controlling the second control unit and the driving amplifier to control the main circuit unit. It is characterized by stopping the operation.

상기 고주파 전력 발생기는, 아이지비티 또는 모스 에프이티로 이루어진 브릿지 회로인 것을 특징으로 한다.
The high frequency power generator is characterized in that the bridge circuit consisting of idle or MOS FFT.

상기 직류 출력기는, 상기 고주파 전력 발생기에서 공급되는 고주파 전력에 대해서 전압 조정을 통해 직류 출력을 가변시키는 직류가변기와, 상기 직류 가변기에 의해 가변된 고주파 전력을 직류로 변환시키는 직류변환기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The DC output unit may include a DC variable for varying a DC output by adjusting voltage with respect to the high frequency power supplied from the high frequency power generator, and a DC converter for converting high frequency power converted by the DC variable into DC. It is done.

상기 주회로부는, 구동전원으로 직류 전원을 이용하는 임의의 부하에 직류 전원을 공급하는 범용으로 사용 가능하다.
The main circuit unit can be used for general purpose of supplying DC power to any load that uses DC power as a driving power source.

상기 역률 제어기는, 초퍼(chopper) 중에서 부스트(Boost), 벅(Buck), 중 하나의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
The power factor controller may be configured in one of boost, buck, and other types of choppers.

상기 직류전원 공급장치는, 부하와 단독으로 연결 되거나, 직렬 연결, 병렬 연결 및 직렬과 병렬 연결이 혼용된 형태 중 어느 하나의 전기적 연결구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
The DC power supply is characterized in that it has an electrical connection structure of any one of the form of being connected to the load alone, or a series connection, a parallel connection and a series and parallel connection is mixed.

상기 직류 변환기는, 캐패시타(CAPACITOR)와 소형이며 경량화 되어진 고주파(HIGH FREQUENCY), 트랜스포머, 고속다이오드 및 FET로 이루어진 것을 특징으로 한다.The DC converter is characterized by consisting of a capacitor (CAPACITOR) and a small and lightweight high frequency (HIGH FREQUENCY), transformer, high-speed diode and FET.

상기 제 1 제어부는, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신 프로토콜을 통해 입력되는 신호를 외부장치, 기기의 과전압, 과전류 및 과열 상태를 감지하는 것을 특징으로 한다.
The first control unit may detect an overvoltage, an overcurrent, and an overheat state of the external device and the device through a signal input through an external device, a network of the device, and a communication protocol.

상기 전압-전류 제어기는, 상기 검출기의 직류전원으로부터 부하의 과전압, 과전류 및 과열 상태를 감지하는 것을 특징으로 한다.
The voltage-current controller is characterized by detecting the overvoltage, overcurrent and overheating state of the load from the DC power supply of the detector.

본 발명에 따른 직류 전원 공급장치는 부하에 요구되어지는 구동 전원에 있어서 부하를 구동하기 위한 일반적인 직류 전원 장치를 교체함으로써 부하구동용 전원 공급장치를 범용으로 사용가능하도록 할 뿐만 아니라 부하를 구동하기 위한 고주파 스위칭 방식의 고주파 전력 발생기와 직류(DC) 변환기 및 직류 가변기를 포함하고 있는 직류 출력기를 적용하여, 직류 전원 장치를 소형화 및 경량화 달성하였을 뿐만 아니라 효율적이고 경제적인 범용 직류 전원 장치를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
The DC power supply according to the present invention not only makes it possible to universally use the load driving power supply by replacing the general DC power supply for driving the load in the driving power required for the load, but also for driving the load. By applying a high frequency switching type high frequency power generator, a direct current (DC) converter and a direct current output device including a direct current variable voltage converter, not only the DC power supply unit can be miniaturized and lightweight, but also an efficient and economical general purpose DC power supply unit can be provided. It is effective.

도 1은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 적용된 주회로의 세부 구성이 도시된 블록도이다.
도 3은 도 1에 적용된 주회로 제어기의 세부 구성이 도시된 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a DC power supply device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the main circuit applied to FIG. 1.
3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a main circuit controller applied to FIG. 1.

이하, 본 발명인 직류전원 공급장치에 대해서 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the DC power supply of the present invention will be described.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직류 전원 장치(100)는, 상용 전원을 라인 필터(11)를 통해 입력받아 역률 보상하여 고주파 전력으로 변환한 후 직류 전원으로 공급하는 주회로부(10)와, 상기 주회로부(10)의 입력전원의 역률이 보상되도록 제어하고, 고주파 전력을 공급상태를 제어하여 부하로 일정한 직류 전원이 공급될 수 있도록 제어하며, 부하로부터 피드백되는 전류 및 전압으로부터 부하단의 이상상태를 감지하고, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신프로토콜을 통해 입력되는 신호로부터 외부환경의 이상상태를 감지하여 이상상태가 감지되는 경우 주회로부(10)의 작동상태가 중지되도록 제어하는 주회로부 제어기(20)로 이루어진다.
As shown in FIG. 1, the DC power supply device 100 according to the present invention receives a commercial power supply through a line filter 11, converts power factor into high frequency power, and supplies the DC power supply to the DC power supply 10. And control the power factor of the input power of the main circuit unit 10 to be compensated, control high frequency power so that a constant DC power can be supplied to the load, and negative from the current and voltage fed back from the load. Detects the abnormal state at the bottom, and detects the abnormal state of the external environment from the signal input through the external device, the network and communication protocol of the device and controls the operation state of the main circuit unit 10 to be stopped when the abnormal state is detected. It consists of the main circuit controller 20.

상기 주회로부(10)는 라인 필터(11)를 통하여 공급되는 상용전원인 교류 전원을 직류로 변환하고, 상기 주회로부 제어기(20)에 포함된 제 2 제어부(22)의 제어에 의해 상기 교류 전원의 역률을 보정하는 역률 제어기(12)와, 상기 주회로부 제어기(20)에 포함된 구동앰프(23)로부터 출력되는 증폭된 구동신호에 의해 상기 역률 제어기(12)에서 변환된 전원을 고주파 전력으로 변환하는 고주파 전력 발생기(13)와, 상기 고주파 전력 발생기(13)에서 변환된 고주파 전력을 직류로 변환시켜 구동력 전원으로 공급하는 직류 출력기(14)로 구성된다.
The main circuit unit 10 converts AC power, which is commercial power supplied through the line filter 11, into direct current, and is controlled by the second control unit 22 included in the main circuit unit controller 20. A power factor converted by the power factor controller 12 by a power factor controller 12 for correcting a power factor of the power amplifier and an amplified drive signal output from the driving amplifier 23 included in the main circuit controller 20. And a high frequency power generator 13 for converting, and a DC output unit 14 for converting the high frequency power converted by the high frequency power generator 13 into a direct current and supplying the driving power power.

상기 주회로부 제어기(20)는 상기 주회로부(10)로부터 공급되는 상용전원을 구동 전원으로 공급하는 구동용 전원부(21)와, 상기 구동용 전원부(21)의 구동전원에 의해 구동되고, 상기 역률 제어기(12)에서 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원을 체크하여 일정한 직류 전원이 공급되도록 역률이 보상되도록 상기 역률 제어기(12)를 제어하는 제 2 제어부(22)와, 상기 주회로부(10)에서 부하로 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원의 전압 및 전류를 검출하는 검출기(24)와, 상기 검출기(20)로부터 입력되는 전압 및 전류 값을 체크하여 주회로부(10)의 출력단의 이상 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 고주파 전력을 제어하는 제어신호를 출력하는 제 1 제어부(25)와, 상기 제 1 제어부(25)의 제어신호를 증폭시켜 상기 고주파 전력 발생기(13)로 출력하는 구동앰프(23)로 구성된다.
The main circuit unit controller 20 is driven by a driving power supply unit 21 for supplying commercial power supplied from the main circuit unit 10 as driving power, and a driving power supply of the driving power supply unit 21, and the power factor A second control unit 22 for controlling the power factor controller 12 so that the power factor is compensated so that a constant DC power is supplied by receiving the DC power output from the controller 12 and checking the DC power, and the main circuit unit 10. The detector 24 detects the voltage and current of the DC power supply by receiving the DC power outputted from the load by the feedback, and checks the voltage and current values input from the detector 20 to determine whether the output terminal of the main circuit unit 10 is abnormal. And a first control unit 25 for outputting a control signal for controlling the high frequency power according to the check result, and amplifying the control signal of the first control unit 25 and outputting the amplified control signal to the high frequency power generator 13. It consists of a drive amplifier 23.

상기 제 1 제어부(25)는 상기 검출기(24)를 통해 입력되는 직류 전원를 체크하여 출력단의 이상 여부를 감지하고 이상이 발생되는 경우 상기 제 2 제어부(22) 및 상기 구동앰프(23)를 제어하여 주회로부(10)의 동작을 중지시킨다.The first controller 25 checks the DC power input through the detector 24 to detect an abnormality of the output terminal, and when the abnormality occurs, controls the second controller 22 and the driving amplifier 23. The operation of the main circuit unit 10 is stopped.

이때, 상기 제 1 제어부는(25)는 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신 프로토콜을 통해 입력되는 신호를 통해 외부장치, 기기의 과전압, 과전류 및 과열 상태를 감지한다.
In this case, the first controller 25 detects overvoltage, overcurrent, and overheat conditions of the external device and the device through signals input through the network and the communication protocol of the external device and the device.

상기 제 1 제어부(25)는 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신 프로토콜을 통해 입력되는 신호를 체크하여 외부 환경의 이상 상태를 감지하고 이상이 발생되는 경우 상기 제 2 제어부(22) 및 상기 구동앰프(23)를 제어하여 주회로부(10)의 동작을 중지시킨다.
The first control unit 25 detects an abnormal state of an external environment by checking signals input through an external device, a network of a device and a communication protocol, and when an abnormality occurs, the second control unit 22 and the driving amplifier ( 23, the operation of the main circuit unit 10 is stopped.

상기 고주파 전력 발생기(13)는, 아이지비티 또는 모스 에프이티 등으로 이루어진 브릿지 회로이다.
The high frequency power generator 13 is a bridge circuit made of IGBT, MOS FFT, or the like.

상기 직류 출력기(14)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 고주파 전력 발생기(13)에서 공급되는 고주파 전력에 대해서 전압 조정을 통해 직류 출력을 가변시키는 직류가변기(142)와, 상기 직류 가변기(142)에 의해 가변된 고주파 전력을 직류로 변환시키는 직류변환기(141)로 구성된다.
As shown in FIG. 2, the DC output unit 14 includes a DC variable converter 142 for varying the DC output through voltage adjustment with respect to the high frequency power supplied from the high frequency power generator 13, and the DC variable selector ( It is composed of a DC converter 141 for converting the high frequency power variable by the 142 to a direct current.

상기 주회로부(10)는 구동전원으로 직류 전원을 이용하는 임의의 부하에 직류 전원을 공급하는 범용으로 사용 가능하다.
The main circuit unit 10 can be used as a general purpose for supplying the DC power to any load using the DC power as the drive power.

상기 역률 제어기(12)는 초퍼(chopper) 중에서 부스트(Boost), 벅(Buck), 중 하나의 방식으로 구성된다.
The power factor controller 12 is configured in one of boost, buck, among choppers.

상기 직류 전원 장치는, 부하와 단독으로 연결 되거나, 직렬 연결, 병렬 연결 및 직렬과 병렬 연결이 혼용된 형태 중 어느 하나의 전기적 연결구조를 가진다.
The DC power supply device may be connected to a load alone, or may have an electrical connection structure of any one of a form of a series connection, a parallel connection, and a series and parallel connection.

상기 직류 변환기(141)는 캐패시타(CAPACITOR)와 소형이며 경량화 되어진 고주파(HIGH FREQUENCY), 트랜스포머, 고속다이오드 및 FET로 이루어진다.
The DC converter 141 is composed of a capacitor and a small and lightweight high frequency (HIGH FREQUENCY), a transformer, a high speed diode, and a FET.

상기 제 1 제어부(25)는 도 3에 도시된 바와 같이 외부장치, 기기의 네트워크와 인터페이스의 활성화를 통하여 외부장치 및 기기의를 원격제어하고, 온 또는 오프되도록 하고 커넥션이 가능하도록 하는 접속기(251)와, 상기 검출기(24)로부터 출력되는 직류 전원의 전압 및 전류를 체크하여 미리 설정된 전압 및 전류 값 범위를 초과하는지를 판단하여 그 결과를 주 제어기(252) 및 외부로 출력하는 전압-전류 제어기(253)와, 상기 전압-전류 제어기(253)로부터 입력되는 신호가 이상을 알리는 신호인 경우 주제어기(252)로 상기 주회로부(10)의 동작을 중지시킬 수 있도록 제어하는 보호기(254)로 구성된다.As illustrated in FIG. 3, the first controller 25 is a connector 251 for remotely controlling, turning on or off an external device and a device, and enabling a connection through activation of a network and an interface of the external device and the device. And a voltage-current controller which checks the voltage and current of the DC power output from the detector 24 to determine whether the predetermined voltage and current value range is exceeded, and outputs the result to the main controller 252 and the outside. 253 and a protector 254 for controlling the main controller 252 to stop the operation of the main circuit unit 10 when the signal input from the voltage-current controller 253 is a signal indicating an abnormality. do.

상기 전압-전류 제어기(253)는 상기 검출기의 직류전원으로부터 부하의 과전압, 과전류 및 과열 상태를 감지한다.
The voltage-current controller 253 detects an overvoltage, an overcurrent, and an overheat state of a load from a DC power supply of the detector.

상기와 같이 구성된 직류 전원 장치의 작용에 대해서 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the DC power supply device configured as described above is as follows.

구동용 부하는 히터를 구동하기 위한 구동용 출력을 공급하는 직류출력기(14)와 연결되어 있다. The driving load is connected to a DC output unit 14 which supplies a driving output for driving the heater.

도 1에 도시된 직류 전원 장치(100)의 주회로부(10)는 역률 제어기(12)를 통해 외부에서 공급되는 상용 전원을 라인 필터(11)를 통해 입력받아 직류로 변환하고 역률을 보상하는 한편 고주파 전력 발생기(13)를 통해 상기 변환된 직류를 고주파 전력으로 변환하고, 직류 출력기(14)를 통해 상기 고주파 전력을 직류 전원으로 변환시켜 부하로 출력한다.The main circuit unit 10 of the DC power supply device 100 shown in FIG. 1 receives commercial power supplied from the outside through the power factor controller 12 through the line filter 11 to convert the DC power into DC and compensates the power factor. The high frequency power generator 13 converts the converted direct current into high frequency power, and the high frequency power is converted into direct current power through the DC output unit 14 to output the load.

즉, 역률 제어기(12)는 후단의 제 2 제어부(22)의 제어에 의해 상기 상용전원인 교류 전원을 직류 전압으로 변환하고 역률 보상한 후 고주파 전력 발생기(13)로 직류가 공급되도록 한다.
That is, the power factor controller 12 converts the AC power, which is the commercial power source, into a DC voltage under the control of the second control unit 22 on the rear side, and compensates the power factor so that DC is supplied to the high frequency power generator 13.

그러면 상기 고주파 전력 발생기(13)는 전력용 IGBT 혹은 MOSFET 등 반도체 소자로 이루어진 브릿지 형태로 구성 되어지는 스위치를 구성요소로 포함하고 있기 때문에 상기 역률 제어기(12)를 통해 공급되는 직류 전류를 공급받아서 구형파 형태의 전압으로 변환한다. 이렇게 구형파 형태의 전압인 고주파 교류 전력은 직류 출력기(14)로 제공되고, 직류 출력기(14)는 부하가 구동되도록 구동전력을 일정하게 공급한다. 이때 고주파 전력 발생기(13)는 주회로부 제어기(20)의 구동 앰프(23)로부터 증폭된 구동신호에 의해 직류 전류를 구형파 형태의 전압으로 변환한다. 즉, 제 1 제어부(25)에서 고주파 전력 발생기(13)로 출력되는 구동신호는 미약하기 때문에 구동 앰프(23)에서 증폭된 후 고주파 전력 발생기(13)로 출력되는 것이다.
Then, since the high frequency power generator 13 includes a switch configured as a bridge formed of semiconductor elements such as power IGBT or MOSFET as a component, a square wave is received by receiving a DC current supplied through the power factor controller 12. Convert to a voltage in the form. The high frequency AC power, which is a voltage in the form of a square wave, is provided to the DC output unit 14, and the DC output unit 14 constantly supplies the driving power so that the load is driven. At this time, the high frequency power generator 13 converts the DC current into a square wave voltage by the driving signal amplified by the driving amplifier 23 of the main circuit controller 20. That is, since the driving signal output from the first control unit 25 to the high frequency power generator 13 is weak, it is amplified by the driving amplifier 23 and then output to the high frequency power generator 13.

이때, 직류 출력기(14)는 도 2에 도시된 바와 같이 부하를 구동시키기 위한 구동전력을 공급할 때 전압을 조정하여 직류 출력을 가변시키는 직류 가변기(142)와, 상기 직류 가변기(142)를 통해 상기 고주파 전력발생기(13)로부터 공급되는 고주파 전력을 직류로 변환시키는 직류변환기(141)로 이루어진다.
In this case, as illustrated in FIG. 2, the DC output unit 14 adjusts a voltage when supplying driving power for driving a load, and adjusts a DC variable 142 to change the DC output and the DC variable 142. It consists of a DC converter 141 for converting the high frequency power supplied from the high frequency power generator 13 to a direct current.

직류 출력기(14)의 회로도를 첨부하지 않았으나, 직류 출력기(14)는 캐패시터(CAPACITOR)와, 소형이며 경량화 되어진 고주파 트랜스포머(HIGH FREQUENCY), 고속다이오드, FET 등의 회로 소자의 조합으로 이루어진다.
Although the circuit diagram of the DC output unit 14 is not attached, the DC output unit 14 is composed of a capacitor (CAPACITOR) and a combination of circuit elements such as a small and lightweight high frequency transformer (HIGH FREQUENCY), a high speed diode, a FET.

직류 출력기(14)는 다른 방식의 직류전원 공급장치에 비해 효율이 높고 내구성이 강하며, 히터 가열용 전원 공급 장치를 소형 및 경량화를 시킬 수도 있다.
The DC output unit 14 has higher efficiency and higher durability than other DC power supplies, and may reduce the size and weight of the heater heating power supply.

상기 직류 출력기(14)의 출력 조정기(142)는 부하구동용 직류출력 전력을 일정하게 공급 받아서 구동되는 구동용 부하의 상태에 따라서 직류전압도 정밀조정하며, 직류변환기(141)는 고주파 전력 발생기(13)에서 발생되는 고주파 교류 전력을 직류로 변환하여 출력 조정기(142)로 공급한다.The output regulator 142 of the DC output unit 14 adjusts the DC voltage precisely according to the state of the driving load driven by receiving a constant supply of DC output power for load driving, and the DC converter 141 is a high frequency power generator ( The high frequency AC power generated in 13 is converted into DC and supplied to the output regulator 142.

상기 출력 조정기(142)로부터 부하구동용 직류 출력 전력을 공급받는 부하는 적어도 하나의 부하를 포함해서 다양한 개수의 다양한 전기적 연결 관계를 갖는 부하를 포함할 수 있다. 상기 직류전원 공급 장치(도 1의 100)의 직류 출력기(14)에 부하를 적용하는 것은 경우에 따라, 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 직렬과 병렬 연결이 합쳐진 형태의 전기적 연결 구조로 연결된 복수의 부하를 포함할 수 있다.
The load supplied with the direct current output power for driving the load from the output regulator 142 may include a load having a variety of various electrical connection relationships including at least one load. Applying the load to the DC output unit 14 of the DC power supply (100 in FIG. 1), in some cases, a plurality of loads connected in series or parallel connection or an electrical connection structure of the series and parallel connection combined It may include.

한편, 주회로부 제어기(20)는 외부장치, 기기의 네트워크 또는 통신 프로토콜을 통해 입력되는 신호 및 검출기(24)를 통해 부하단으로 출력되는 직류 전원을 피드백받아 외부장치, 기기 및 부하단에 과전압, 과전류 및 과열상태에 있는지를 체크하여, 과전압, 과전류 및 과열 상태 중 하나, 또는 그 이상의 현상이 있는 것으로 감지되는 경우 주회로부(10)의 동작을 중지시킨다.
On the other hand, the main circuit controller 20 receives a signal input through the network or communication protocol of the external device, the device and the DC power output to the load terminal through the detector 24, the overvoltage, By checking whether there is an overcurrent and overheating state, the operation of the main circuit unit 10 is stopped when it is detected that there is one or more of an overvoltage, overcurrent and overheating state.

본 발명에 의해 실시되는 일반적으로 사용할 수 있는 범용 직류전원 공급 장치(100)는 직류출력기(14)를 통하여 효율이 높은 직류 출력 전력을 얻는 장치로서, 반도체 소자의 고주파 스위칭 동작을 이용하여 전력의 흐름을 제어 하므로 종래 방식의 직류전원 공급 장치에 비해 효율을 높일 수 있고 소형 및 경량화에 유리하고, 다양한 구동 전력이 요구되는 직류전원 공급 장치로 사용할 수 있으며 범용적으로 제공 될 수 있다.
The general-purpose DC power supply 100 which can be used by the present invention is a device for obtaining a high efficiency DC output power through the DC output unit 14, the flow of power using the high frequency switching operation of the semiconductor device Since it can control the efficiency can be increased compared to the conventional DC power supply, it is advantageous in compact and lightweight, can be used as a DC power supply that requires a variety of driving power and can be provided universally.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 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 있을 것이지만, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains should realize the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims. Although various modifications or changes may be made, these are included in the spirit and scope of the invention as included in the appended claims.

100 : 직류 전원 장치
10 : 주회로부
11 : 라인 필터
12 : 역률 제어기
13 : 고주파 전력 발생기
14 : 직류 출력기
141 : 직류 변환기
142 : 직류 조정기
20 : 주회로부 제어기
21 : 구동용 전원부
22 : 제 2 제어부
23 : 구동앰프
24 : 검출기
25 : 제 1 제어부100: DC power supply
10: main circuit
11: line filter
12: power factor controller
13: high frequency power generator
14 DC output
141: DC Converter
142: DC regulator
20: main circuit controller
21: drive power supply
22: second control unit
23: drive amplifier
24: detector
25: first control unit

Claims (14)

상용 전원을 라인 필터를 통해 입력받아 역률 보상하여 고주파 전력으로 변환한 후 직류 전원으로 공급하는 주회로부; 및
상기 주회로부의 입력전원의 역률이 보상되도록 제어하고, 고주파 전력을 공급상태를 제어하여 부하로 일정한 직류 전원이 공급될 수 있도록 제어하며, 부하로부터 피드백되는 전류 및 전압으로부터 부하단의 이상상태를 감지하고, 외부장치, 기기의 네트워크 및 통신프로토콜을 통해 입력되는 신호로부터 외부환경의 이상상태를 감지하여 이상상태가 감지되는 경우 주회로부의 작동상태가 중지되도록 제어하는 주회로부 제어기를 포함하며,
상기 주회로부 제어기는,
상기 주회로부로부터 공급되는 상용전원을 구동 전원으로 공급하는 구동용 전원부와, 상기 구동용 전원부의 구동전원에 의해 구동되고, 역률 제어기에서 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원을 체크하여 일정한 직류 전원이 공급되도록 역률이 보상되도록 상기 역률 제어기를 제어하는 제 2 제어부와, 상기 주회로부에서 부하로 출력되는 직류 전원을 피드백받아 직류 전원의 전압 및 전류를 검출하는 검출기와, 상기 검출기로부터 입력되는 전압 및 전류 값을 체크하여 주회로부의 출력단의 이상 여부를 체크하고, 체크 결과에 따라 고주파 전력을 제어하는 제어신호를 출력하는 제 1 제어부와, 상기 제 1 제어부의 제어신호를 증폭시켜 상기 고주파 전력 발생기로 출력하는 구동앰프로 이루어지며,
상기 제 1 제어부는,
상기 검출기를 통해 입력되는 직류 전원를 체크하여 출력단의 이상 여부를 감지하고 이상이 발생되는 경우 상기 제 2 제어부 및 상기 구동앰프를 제어하여 주회로부의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
A main circuit unit receiving commercial power through a line filter and converting the power factor into high frequency power and supplying the DC power; And
The power factor of the input power of the main circuit part is controlled to be compensated, the high frequency power is controlled so that a constant DC power can be supplied to the load, and the abnormal state of the load stage is sensed from the current and voltage fed back from the load. And a main circuit unit controller for controlling an operation state of the main circuit unit to be stopped when an abnormal state is detected by detecting an abnormal state of the external environment from a signal input through an external device, a network of a device, and a communication protocol.
The main circuit controller,
The driving power supply unit supplies the commercial power supplied from the main circuit unit to the driving power, and the driving power supply is driven by the driving power supply of the driving power supply unit. A second control unit controlling the power factor controller to compensate the power factor so that the power factor is supplied, a detector for detecting a voltage and a current of the DC power source by receiving the DC power output from the main circuit unit to the load, and a voltage and current input from the detector. A first control unit which checks a value of an output terminal of the main circuit unit by checking a value, and outputs a control signal for controlling high frequency power according to a check result, and amplifies the control signal of the first control unit and outputs it to the high frequency power generator Made of a driving amplifier,
The first control unit,
Checking the DC power input through the detector to detect the abnormality of the output terminal, and if an abnormality occurs, the DC power supply characterized in that the operation of the main circuit unit is stopped by controlling the second control unit and the driving amplifier.
제 1 항에 있어서,
상기 주회로부는,
라인 필터를 통하여 공급되는 상용전원인 교류 전원을 직류로 변환하고, 상기 주회로부 제어기의 제어에 의해 상기 교류 전원의 역률을 보정하는 역률 제어기;
상기 주회로부 제어기의 증폭된 구동신호에 의해 상기 역률 제어기에서 변환된 전원을 고주파 전력으로 변환하는 고주파 전력 발생기; 및
상기 고주파 전력 발생기에서 변환된 고주파 전력을 직류로 변환시켜 구동력 전원으로 공급하는 직류 출력기;
로 이루어진 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
The method of claim 1,
The main circuit unit,
A power factor controller for converting AC power, which is commercial power supplied through a line filter, into direct current, and correcting the power factor of the AC power by the control of the main circuit controller;
A high frequency power generator converting the power converted in the power factor controller into high frequency power by the amplified driving signal of the main circuit controller; And
A DC output unit converting the high frequency power converted by the high frequency power generator into direct current and supplying the generated driving power to the driving power;
DC power supply, characterized in that consisting of.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어부는,
외부장치, 기기의 네트워크 및 통신 프로토콜을 통해 입력되는 신호를 체크하여 외부 환경의 이상 상태를 감지하고 이상이 발생되는 경우 상기 제 2 제어부 및 상기 구동앰프를 제어하여 주회로부의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
The method of claim 1,
The first control unit,
It detects an abnormal state of the external environment by checking signals input through an external device, a network of the device and a communication protocol, and if an abnormality occurs, the operation of the main circuit unit is stopped by controlling the second control unit and the driving amplifier. DC power supply.
제 2 항에 있어서,
상기 고주파 전력 발생기는,
아이지비티 또는 모스 에프이티로 이루어진 브릿지 회로인 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
The method of claim 2,
The high frequency power generator,
DC power supply, characterized in that the bridge circuit consisting of the IB or MOS FFT.
제 2 항에 있어서,
상기 직류 출력기는,
상기 고주파 전력 발생기에서 공급되는 고주파 전력에 대해서 전압 조정을 통해 직류 출력을 가변시키는 직류가변기와, 상기 직류가변기에 의해 가변된 고주파 전력을 직류로 변환시키는 직류변환기로 이루어진 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치
The method of claim 2,
The DC output unit,
DC power supply comprising a DC converter for varying the DC output by adjusting the voltage for the high-frequency power supplied from the high-frequency power generator, and a DC converter for converting the high-frequency power changed by the DC converter into direct current. Device
제 1 항에 있어서,
상기 주회로부는, 구동전원으로 직류 전원을 이용하는 임의의 부하에 직류 전원을 공급하는 범용으로 사용 가능한 직류 전원 장치.
The method of claim 1,
The main circuit unit is a general-purpose DC power supply for supplying direct current power to any load using a direct current power source as a drive power supply.
제 2 항에 있어서,
상기 역률 제어기는,
초퍼(chopper) 중에서 부스트(Boost), 벅(Buck), 중 하나의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
The method of claim 2,
The power factor controller,
DC power supply, characterized in that configured in one of the boost (Boost), the buck (cuck) of the chopper.
제 1 항에 있어서,
상기 직류 전원 장치는, 부하와 단독으로 연결 되거나, 직렬 연결, 병렬 연결 및 직렬과 병렬 연결이 혼용된 형태 중 어느 하나의 전기적 연결구조를 가지는 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
The method of claim 1,
The DC power supply unit is connected to the load alone, or a direct-current power supply unit characterized in that it has any one of the form of a series connection, parallel connection and the form of a series and parallel connection is mixed.
제 7 항에 있어서,
상기 직류 변환기는,
캐패시타(CAPACITOR)와 소형이며 경량화 되어진 고주파(HIGH FREQUENCY), 트랜스포머, 고속다이오드 및 FET로 이루어진 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
The method of claim 7, wherein
The direct current converter,
DC power supply characterized by a capacitor (CAPACITOR), small and lightweight high frequency (HIGH FREQUENCY), transformer, high-speed diode and FET.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어부는 외부장치, 기기의 네트워크와 인터페이스의 활성화를 통하여 외부장치 및 기기를 원격제어하고, 온 또는 오프되도록 하며, 커넥션이 가능하도록 하는 접속기와,
상기 검출기로부터 출력되는 직류 전원의 전압 및 전류를 체크하여 미리 설정된 전압 및 전류 값 범위를 초과하는지를 판단하여 그 결과를 주 제어기 및 외부로 출력하는 전압-전류 제어기와,
상기 전압-전류 제어기로부터 입력되는 신호가 이상을 알리는 신호인 경우 주제어기로 상기 주회로부의 동작을 중지시킬 수 있도록 제어하는 보호기,
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.
The method of claim 1,
The first control unit includes a connector for remotely controlling, turning on or off the external device and the device, and enabling a connection through activation of a network and an interface of the external device and the device;
A voltage-current controller which checks the voltage and current of the DC power output from the detector to determine whether the predetermined voltage and current range is exceeded and outputs the result to the main controller and the outside;
A protector for controlling the main controller to stop the operation of the main circuit unit when the signal input from the voltage-current controller is a signal indicating an abnormality;
DC power supply, characterized in that consisting of.
삭제delete 제 12 항에 있어서,
상기 전압-전류 제어기는, 상기 검출기의 직류전원으로부터 부하의 과전압, 과전류 및 과열 상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 직류 전원 장치.13. The method of claim 12,
And the voltage-current controller detects an overvoltage, an overcurrent, and an overheat state of the load from the DC power supply of the detector.
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