KR101282863B1 - Duplicated uninterrupted power supply : dups - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 두 개의 무정전 전원장치를 결합한 이중화 무정전 전원장치에 관한 것으로, 무정전 전원장치와 무정전 전원장치 또는 무정전 전원장치(UPS)와 순간정전 보상 장치(DVC)를 결합하여 구성함으로써, 특히 외부전원의 연속적인 순간정전 발생시 완벽한 정전 보상과 무정전 전원장치의 고장시에도 정전보상이 가능하며 특히 핫스? (HOT SWAP: 장치가 작동중인 상태에서 장치의 일부 또는 전부를 교체하는 행위)중에도 정전보상이 가능하도록 하여 외부 전원의 연속적인 순간정전 이나 무정전 전원장치의 고장 또는 장치의 교체로 인한 산업용 전기전자기기의 손상 및 생산성 저하를 완벽하게 방지하며, 외부전원이 정상이면 두 개의 장치의 본체가 모두 분리되어도 외부전원을 안정적으로 바이패스하여 부하에 공급하는 비상 바이패스 기능을 가지는 이중화 무정전전원장치에 관한 것이다.The present invention relates to a redundant uninterruptible power supply unit combining two uninterruptible power supply units. The present invention relates to an uninterruptible power supply unit and an uninterruptible power supply unit or an uninterruptible power supply unit (UPS) and an instantaneous power interruption compensator (DVC). Perfect power failure compensation in case of continuous instantaneous power failure and power failure compensation in case of failure of the uninterruptible power supply. (HOT SWAP: It is possible to replace part or all of the device while the device is in operation), so that the power failure can be compensated. This is a redundant uninterruptible power supply that has an emergency bypass function that completely prevents damage and decreases productivity and supplies externally the external power stably by supplying the load even when both main units are separated if the external power is normal. .
과거와 달리 현대의 산업의 구조는 고집적, 고정밀로 대변되는 첨단산업, 첨단 기계장치로 이루어져 있다. 여러 산업분야에서 나노기술이라 표현되는 초정밀 기술을 적용하고 있으며, 모든 산업이 첨단화 되고 있다. 이로 인해 과거의 산업현장에서는 발생하지 않던 여러 가지 문제를 야기 시킨다. Unlike the past, the structure of modern industry consists of high-tech industry and high-tech machinery represented by high density and high precision. In many industries, ultra-precision technology, referred to as nanotechnology, is being applied, and all industries are being advanced. This causes a number of problems that did not occur in the past industrial sites.
산업의 동력인 전기는 신뢰성이 매우 높지만 여러 종류의 산업체가 밀집되어있고 크고 작은 공장들이 혼재되어 있는 산업현장에서는 각종 부하의 교번과 대용량 부하의 빈번한 스위칭, 부하전력의 비선형화로 인한 순간전압저하, 순간 정전 등이 자주 발생하고 있으며 유도뢰, 원거리 낙뢰 등으로 인한 전력 계통상의 단락사고 및 순간적인 전력용량의 초과로 인한 저전압, 정전 사고 등이 갈수록 빈번해 지고 있는 것이 현실이다.Electricity, which is the power of the industry, is very reliable, but in industrial sites where many kinds of industries are concentrated and large and small factories are mixed, instantaneous voltage drops and moments caused by alternating loads, frequent switching of large loads, and nonlinearity of load power. Power outages occur frequently, and short-circuit accidents on the power system due to induced lightning strikes and long-distance lightning strikes, and low voltage and power failure accidents due to instantaneous exceeding power capacity are becoming more frequent.
굴뚝산업으로 표현되는 과거의 저정밀, 저집적의 산업시대에는 순간 전압강하, 저전압, 순간정전 등의 비교적 짧은 시간의 입력전압 이상 상태에는 내성이 있었으나, 고도화된 현대의 산업현장은 기계장치라고 하더라도 컴퓨터나 PLC(Programmable Logic Controller) 등으로 제어하는 초정밀 기계들이 대부분이고, 계측장비, 통신장비 등의 초고집적화되고 정밀한 장비들이 결합되어있어서 수십 ms의 전압저하나 정전에도 치명적 손상을 입거나, 생산제품의 불량 발생, 장비의 가동 중단 등으로 인하여 지대한 손실을 입는 경우가 증가하고 있다. 이를 대비하기 위해 전력변환장치는 꾸준히 발전하여 왔으며 1ms 이내의 선형적 응답특성을 갖는 초고속 순시전압 보상장치(UIVC),1초 이내의 정전 또는 입력이상에 대한 보상을 목적으로 하는 순간정전 보상장치라는 새로운 개념의 무정전전원장치도 출현하게 되었다.
In the past, the low-accuracy and low-integrated industrial age represented by the chimney industry, the immunity to the input voltage abnormalities such as instantaneous voltage drop, low voltage, and instantaneous power failure was immunity. Most of the high-precision machines controlled by computer or PLC (Programmable Logic Controller), etc., and highly integrated and precise equipment such as measurement equipment and communication equipment are combined, which can cause fatal damage even in the case of voltage drop or power failure of several tens of milliseconds, Increasingly, losses occur due to poor quality of equipment and downtime of equipment. In order to prepare for this, the power converter has been steadily developed and has a high speed instantaneous voltage compensation device (UIVC) having a linear response characteristic of less than 1ms, and a momentary power compensation device for compensation of power failure or input abnormality within 1 second. A new concept of uninterruptible power supply has also emerged.
순간정전 보상장치는 기존의 무정전 전원장치에 비해 응답 특성을 고속화하기 위하여 DC소스로서 배터리 대신 고용량의 수퍼커패시터를 사용하고 있는 바, 수퍼커패시터의 가격은 동일 용량의 배터리에 비해 약 200배 이상의 고가이므로 DC 소스의 비용이 과다하여 입력전원 이상에 대한 보상 시간을 통상 1초 기준으로 하고 있다. 그러므로 1초 이내의 입력전원 이상을 1회에 한하여 정확히 보상할 뿐, 1초 이상의 입력전원 이상이 발생하거나 1초 이내의 입력전원 이상이라 하더라도 커패시터의 충전에 필요한 시간보다 짧은 시간 동안 수차례 연속하여 발생하면 보상하지 못하게 되므로 1초 이상의 입력전원 이상이나 수 차례 연속되는 입력전원의 이상에 대비하여 고속 응답과 장시간 보상이 가능한 무정전 전원장치가 필요하게 되었다. 또한, 무정전 전원장치의 고장 시 수리 또는 교체의 목적으로 상기 무정전 전원장치를 분리하면 부하로의 전원공급이 중단되므로 이를 방지하기 위하여 별도의 독립된바이패스 시스템을 사용하고 있다.
The instantaneous power failure compensation device uses a high capacity supercapacitor instead of a battery as a DC source to speed up the response characteristics compared with the conventional uninterruptible power supply. Since the cost of the supercapacitor is about 200 times higher than that of the same capacity battery, Due to the excessive cost of the DC source, the compensation time for abnormal input power is usually based on 1 second. Therefore, it only compensates the input power abnormality within 1 second only once, and even if the input power abnormality over 1 second occurs or the input power abnormality within 1 second is repeated several times in a short time than necessary for charging the capacitor. In case of occurrence, it is impossible to compensate. Therefore, it is necessary to have an uninterruptible power supply capable of high-speed response and long-term compensation for an input power error of more than 1 second or a continuous input power problem. In addition, if the uninterruptible power supply is disconnected for the purpose of repair or replacement when the uninterruptible power supply is broken, a separate independent bypass system is used to prevent the power supply to the load.
도 1은 대한민국 특허 제0949351호로 등록된 종래기술의 블록도이다.
1 is a block diagram of the prior art registered in Korean Patent No. 0949351.
종래발명 명세서의 배경기술에서는 기존 UPS가 가지는 문제점으로 세가지를 지적하고 있으며 전압새그보호장치(100)의 목적이 기존 UPS가 가지는 문제점을 개선하기 위하여 첫째, 화학반응에 의하여 전기를 생성하는 배터리에 비하여 고속 응답이 가능한 커패시터를 사용하고, 둘째, 과도하게 긴 시간동안제어전원을 공급하는 문제를 해결하기 위하여 순간정전(1초이내)에만 대비한 장치를 고안하였고, 셋째, 수명주기가 짧은 배터리에 비해 장수명인 커패시터를 채용했음을 밝히고 있다.
In the background of the present invention, three points are pointed out as problems of the existing UPS, and the purpose of the voltage
다음은 종래발명 명세서의 배경기술에서 지적하고 있는 UPS의 문제점이다.
The following is a problem of the UPS pointed out in the background of the prior art specification.
"순간정전을 보상하는 장치로는 종래로 UPS (Uninterruptible Power Supply, 무정전 전원 장치)가 있으나, UPS는 주변 기기에서 발생되는 돌입전류에 대하여 효과적이지 못하기 때문에 빈번하게 정지된다. 또한 UPS는 순간정전과 영구정전의 구별 없이 과도한 시간 동안 부하에 제어 전원을 공급하는 문제점이 있고, UPS에 사용되는 축전지를 주기적으로 점검하는 데에 상당한 유지관리 비용이 소요되어 경제적으로 비효율적이다."
"A device for compensating instantaneous power failures is conventionally known as an uninterruptible power supply (UPS), but the UPS is frequently stopped because it is not effective against inrush currents generated from peripheral devices. There is a problem of supplying control power to the load for an excessive amount of time without distinguishing between a power failure and a permanent power outage, and it is economically inefficient due to a considerable maintenance cost in periodically checking the battery used in the UPS. ”
상기 문제점을 해결하기 위해 종래기술에서는 전압새그보호장치(100)의 고장 또는 오동작으로 인하여 출력전압이 저하되는 2차 위험을 해결하기 위하여 긴급바이패스장치(EBS, 200)를 전압새그보호장치(VSP, 100)에 결합하는 구성을 제공함을 기술하고 있다.
In order to solve the above problem, in the prior art, in order to solve the secondary risk that the output voltage is reduced due to a failure or malfunction of the voltage
종래기술의 동작개요를 살펴보면 다음과 같다.
Looking at the operation of the prior art as follows.
긴급바이패스장치(200)의 바이패스제어부(230)는 전압새그보호장치(100)의 출력이 정상일 경우에는 EBS 바이패스 스위치(210)를 ON 하고 하드웨어 바이패스 스위치(220)를 OFF하여 전압새그보호장치(100)의 출력이 부하로 공급되도록 하고, 전압새그보호장치(100)의 고장으로 인하여 출력이 비정상일 경우에는 EBS 바이패스 스위치(210)를 OFF 하고 하드웨어 바이패스 스위치(220)를 ON하여 외부 입력을 그대로 긴급바이패스장치(200)의 출력으로 하여 부하로 공급되도록 한다.이 같은 종래기술을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
The bypass controller 230 of the emergency bypass device 200 turns on the
전압새그보호장치(100)는 긴급바이패스장치(200)로부터 외부 전원을 입력으로 공급받아 외부 전원이 정상이면 VSP 바이패스 스위치(110)를 ON하고 초고속 긴급스위치(160)를 OFF하여 외부전원을 긴급바이패스장치(200)의 EBS 바이패스 스위치(210)에 공급하고, 외부 전원이 비정상이면 VSP 바이패스 스위치(110)를 OFF하고 MCU(140)가 인버터(150)를 동작시켜 배터리 또는 커패시터로 이루어진 DC소스를 스위칭하여 만들어진 교류전력을 초고속 긴급스위치(160)를 ON하여 긴급바이패스장치(200)의 EBS 바이패스 스위치(210)에 공급한다. The voltage
전압새그보호장치(100)의 제어부인 MCU(140)가 고장일 경우에는 전압새그보호장치(100)의 제어가 불가능하므로 VSP 바이패스 스위치(110), 인버터(150), 초고속 긴급스위치(160)를 동작시킬 수 없게 되어 전압새그보호장치(100)로부터 긴급바이패스장치(200)의 EBS 바이패스 스위치(210)에 공급되어야 할 출력은 정지되게 된다. 이때 긴급바이패스장치(200)는 EBS 바이패스 스위치(210)를 OFF 하고 하드웨어 바이패스 스위치(220)를 ON하여 외부 입력을 그대로 긴급바이패스장치(200)의 출력으로 하여 부하로 공급되도록 한다.If the
상기 종래의 기술은 외부전원이 정상임에도 전압새그보호장치(100)의 고장으로 인하여 부하에 전원을 공급하지 못할 경우에도 정상인 외부전원을 공급하기 위한 우회 바이패스 회로를 제공하기 위한 것이다.The prior art is to provide a bypass bypass circuit for supplying a normal external power even when the external power is normal, even when the power supply to the load is not available due to a failure of the voltage
그러나 이 방법은 몇 가지 문제점을 내포하고 있다.
However, this method has some problems.
1. 종래 기술은 아주 짧은 시간의 외부전원 이상에 대한 보상을 하는 전압새그보호장치(100, 통상 '1초 정전 보상장치'이라고 함)와 자동절체 스위치인 긴급바이패스장치(200)를 결합한 것이므로 1초 이상의 정전이 발생하면 보상시간의 부족으로 인하여 1초 이후에는 전압새그보호장치(100)의 출력이 정지되고, 이때 외부전원은 정전상태를 유지하고 있으므로 긴급바이패스장치(200)는 동작을 하기 위한 전원도 절체 시 부하에 공급해야 할 외부전원도 모두 정전상태가 되어 부하에 공급되는 출력은 정전이 발생하게 되어 종래 발명 명세서에 기술된 바와 같이 종래기술이 해결하고자 했던 '외부 공급 전원이 정상임에도 불구하고 전압새그보호장치가 오동작하여 출력 전압이 저하되는 2차 위험'(3페이지 7문단)과 결과적으로 동일하게 부하에 전력공급이 중단되는 문제가 있다.
1. The prior art combines a voltage sag protection device (100, commonly referred to as 'one second power failure compensation device') and an emergency bypass device 200, which is an automatic transfer switch, to compensate for abnormal external power supply in a very short time. If a power failure of 1 second or more occurs, the output of the voltage
도 5는 이러한 문제점에 대한 실증적 타이밍 도면이다. 도 5에는 1초 이내의 정전과 1초 이상의 정전이 발생할 경우에 종래 기술의 문제점을 설명한다. 도 5에 의하면 1초 이내의 정전 시에는 VSP 가 정상적인 보상을 했음을 보여주지만 1초 이상의 정전이 발생하면 1초 보상 후에는 보상이 정지되므로 최종 출력인 EBS 출력은 정전이 된다. 따라서 최종 출력이 정전이므로 부하의 입력이 정전이 되어 부하는 치명적 손상을 입거나, 생산제품의 불량 발생, 장비의 가동 중단 등으로 인하여 지대한 손실을 입는다.
5 is an empirical timing diagram for this problem. 5 illustrates a problem of the prior art when a power failure within 1 second and a power failure of 1 second or more occur. According to FIG. 5, when the power failure is within 1 second, the VSP compensates normally. However, if the power failure is longer than 1 second, the compensation is stopped after the 1 second compensation. Therefore, because the final output is blackout, the load input is blackout, and the load is severely damaged due to the fatal damage, the failure of the product, the downtime of the equipment, etc.
2. 전압새그보호장치(100)는 공장 외부로부터 공급되는 상용전력의 정전 또는 이상으로부터 부하를 보호하기 위한 목적이 아니라 공장 내의 여러 가지 복합된 설비 라인과 장치들 상호간에 발생되는 순간정전을 대비하기 위한 것으로 과거와 같이 소수의 장비들로 구성된 공장 라인에서는 순간정전 또는 전압 새그가 연속 발생하는 경우가 드물지만 근래의 공장은 자동차 생산라인, 반도체 생산라인, 화학 플랜트, 철강제조라인, 심지어는 중소기업의 생산라인까지도 자동화, 계열화가 이루어져 있으므로 순간정전이 불과 수초 또는 수분 이내의 짧은 시간 동안 여러 차례 연속으로 발생하는 경우가 잦아지고 있다. 이 경우 전압새그보호장치(100)는 한두 차례는 보상을 하지만 직류전원소스의 용량이 1초 정전에 맞춰 설계되어 있어서 용량의 부족으로 인하여 연속적인 정전이나 전압새그에 대한 보상이 이루어지지 않으며, 따라서 연속정전이 발생하게 되면 전압새그보호장치(100)는 출력이 정지되고 외부전원이 정전상태이므로 긴급바이패스장치(200)는 동작하지도 못하고 외부전원을 부하에 공급할 수도 없다. 따라서, 종래 발명기술로는 연속정전에 대한 대책은 불가능한 것이다.
2. The voltage
도 6은 이러한 문제점에 대한 실증적 타이밍 도면이다. 도 6에는 1초 이내의 정전이 불과 수초 이내의 짧은 시간 동안 연속으로 여러 차례 발생할 경우에 종래 기술의 문제점을 설명한다. 도 6에 의하면 1초 이내의 정전이 수초 또는 수분 이내의 짧은 시간 동안 연속으로 여러 차례 발생할 시에는 처음 몇 차례는 VSP 가 정상적인 보상을 하지만 보상 후 정상적인 충전 시간의 부족으로 DC 소스의 에너지는 고갈되므로 수 차례 (또는 보상시간이 1초에 가까우면 1 내지 2회) 보상 후에는 더 이상 보상이 이루어지지 않으므로 최종 출력인 EBS 출력은 정전이 된다. 따라서 최종 출력이 정전이므로 부하의 입력이 정전이 되어 부하는 치명적 손상을 입거나, 생산제품의 불량 발생, 장비의 가동 중단 등으로 인하여 지대한 손실을 입는다
6 is an empirical timing diagram for this problem. 6 illustrates a problem of the prior art when a power failure within 1 second occurs several times in succession for a short time within only a few seconds. According to FIG. 6, when the power failure within 1 second occurs several times in a row for a few seconds or a few minutes in a row, the VSP compensates normally for the first few times, but the energy of the DC source is depleted due to the lack of the normal charging time after the compensation. After compensation several times (or one or two times when the compensation time is close to 1 second), the compensation is no longer performed, so the final output EBS output becomes a power failure. Therefore, the final output is blackout, so the load input is blackout, and the load is fatally damaged, the product is badly damaged, or the equipment is shut down.
3. 전압새그보호장치(100)가 고장시 긴급바이패스장치(200)가 정상인 외부전원을 부하에 공급하도록 구성되어 있으나 외부전원에 또다시 순간정전이나 전압새그가 발생하면 그 영향은 고스란히 부하에 미치게 된다.
3. When the voltage
도 7은 이러한 문제점에 대한 실증적 타이밍 도면이다. 도 7에는 VSP가 고장 후에 정전이 발생할 경우에 종래 기술의 문제점을 설명한다. 도 7에 의하면 VSP가 고장 후에 정전이 발생할 경우에는 정전시간에 관계없이 보상이 이루어지지 않으므로 최종 출력인 EBS 출력은 정전이 된다. 따라서 최종 출력이 정전이므로 부하의 입력이 정전이 되어 부하는 치명적 손상을 입거나, 생산제품의 불량 발생, 장비의 가동 중단 등으로 인하여 지대한 손실을 입는다
7 is an empirical timing diagram for this problem. 7 illustrates the problems of the prior art when a power failure occurs after the VSP fails. According to FIG. 7, when a power failure occurs after a failure of the VSP, compensation is not performed regardless of the power failure time. Thus, the final output EBS output is a power failure. Therefore, the final output is blackout, so the load input is blackout, and the load is fatally damaged, the product is badly damaged, or the equipment is shut down.
4. 종래기술의 블록도 도 1은 도해의 오류가 있다. 도 1을 근거로 하면 전압새그보호장치(100)가 고장 시 긴급바이패스장치(200)로 외부전원을 부하에 공급하고 그 사이 전압새그보호장치(100)를 분리하여 고장을 수리하거나 교체하기 위한 구성의 목적이 있었을 것이나 도 1에 의하면 전압새그보호장치(100)를 긴급바이패스장치(200)로부터 분리하면 긴급바이패스장치(200)로 공급되는 외부 전원이 상실되어 출력은 정지되고 부하는 정전상태가 된다.
4. Block Diagram of the Prior Art FIG. 1 is an illustration error. Based on FIG. 1, when the voltage
종래발명의 사상에 비추어 도해의 오류를 바로 잡은 그림이 도2이다.
Figure 2 is a drawing of correcting the error of illustration in light of the spirit of the prior art.
도 2에 의하면 전압새그보호장치(100)가 고장 시 긴급바이패스장치(200)로 외부전원을 부하에 공급하고 그 사이 전압새그보호장치(100)를 분리하여 고장을 수리하거나 교체할 수 있게 된다. 그러나 이 경우에도 외부전원에 또다시 순간정전이나 전압새그가 발생하면 부하로 공급되는 전원은 정전이 발생하게 된다.
According to FIG. 2, when the voltage
도 8은 이러한 문제점에 대한 실증적 타이밍 도면이다. 도 8에는 VSP가 고장 후에 수리 또는 교체를 목적으로 분리했을 동안 정전이 발생할 경우에 종래 기술의 문제점 동작을 설명한다. 도 8에 의하면 VSP를 제거 후에 정전이 발생할 경우에는 정전시간에 관계없이 보상이 이루어지지 않으므로 최종 출력인 EBS 출력은 정전이 된다. 따라서 최종 출력이 정전이므로 부하의 입력이 정전이 되어 부하는 치명적 손상을 입거나, 생산제품의 불량 발생, 장비의 가동 중단 등으로 인하여 지대한 손실을 입는다.
8 is an empirical timing diagram for this problem. 8 illustrates the problem operation of the prior art when a power failure occurs while the VSP is disconnected for repair or replacement after failure. According to FIG. 8, when a power failure occurs after removing the VSP, compensation is not performed regardless of the power failure time, and thus the final output EBS output is a power failure. Therefore, because the final output is blackout, the load input is blackout, and the load is severely damaged due to the fatal damage, the failure of the product, the downtime of the equipment, etc.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 4가지 문제점을 극복하기 위하여 무정전전원장치(UPS)와 순간정전보상장치(DVC)의 결합으로 구성하고 별도의 상황발생시 무용지물이 되는 긴급바이패스 스위치를 제거하는 대신 각각의 장치의 내부 바이패스인 UPS 바이패스스위치와 DVC 바이패스스위치를 활성화 하여 1초 이상의 정전, 또는, 짧은 시간 동안 반복되는 순간정전에 대비하고, UPS 또는 DVC 고장시의 외부입력 정전, UPS 또는 DVC 교체시의 외부입력정전 등에 대한 종래 기술이 가지고 있는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.The present invention is composed of a combination of an uninterruptible power supply (UPS) and an instantaneous power failure compensation device (DVC) to overcome the four problems of the prior art as described above, instead of eliminating the emergency bypass switch that becomes useless when a separate situation occurs Activate each unit's internal bypass, UPS Bypass Switch and DVC Bypass Switch, to prepare for a power failure of more than one second, or a short time repetition for a short time, and an external input power failure in the event of a UPS or DVC failure, UPS or This is to solve the problems of the prior art regarding external input power failure when replacing the DVC.
본 발명은 종래 기술이 가지고 있는 상기의 문제점을 기술적으로 해결하는데 필수적인 무정전 전원장치를 채택 하였음에도 종래기술에서 채택하고 있는 별도의 상기 긴급바이패스장치를 제거하므로서 실질적인 구성요소의 수를 늘리지 않고도, UPS 또는 DVC의 고장 수리나 교체 시에도 부하에 정상적인 전원을 공급할 수 있도록 함으로서 생산 현장에서 발생할 수 있는 순간정전이나 전압새그에 의한 치명적인 위험을 제거하도록 하는 이중화 무정전 전원장치 (Duplicated Uninterrupted Power Supply :DUPS)를 제공하도록 하는 것이다.
The present invention eliminates the additional emergency bypass device employed in the prior art even though the uninterruptible power supply is essential for technically solving the above problems of the prior art. Duplicated Uninterrupted Power Supply (DUPS) that eliminates the risk of catastrophic hazards caused by power outages or voltage sags at the production site by ensuring normal power supply to the load even when troubleshooting or replacing the DVC. To do that.
본 발명의 한 특징에 따라, 외부전원이 정상 또는 비정상임을 감지하는 UPS 제어부, 외부 전원이 비정상일 때 외부전원의 전압 레벨에 맞추어 정상의 전원을 DVC로 입력하는 상기 UPS의 전원생성동작부, 그리고 상기 UPS의 제어부가 비정상임을 감지하는 때 독자적으로 UPS 바이패스스위치를 도통(ON)시키도록 하는 상기 UPS의 독립바이패스 제어부로 구성되는 UPS, 그리고 상기 UPS에 연결되며, 외부전원이 정상 또는 비정상임을 감지하는 2ms 이내의 빠른 응답특성을 갖는 DVC의 제어부, 외부 전원이 비정상일 때 상대적으로 응답특성이 늦은 상기 UPS에 앞서 외부전원의 전압 레벨에 맞추어 정상의 전원을 부하로 공급하는 상기 DVC의 전원생성 동작부, 그리고 상기 DVC의 제어부가 비정상임을 감지하는 때 독자적으로 DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시키도록 하는 상기 DVC의 독립바이패스 제어부로 구성되는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS와 DVC 포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다.According to one aspect of the invention, the UPS control unit for detecting that the external power is normal or abnormal, the power generation operation unit of the UPS for inputting the normal power to the DVC according to the voltage level of the external power when the external power is abnormal, and A UPS configured as an independent bypass control unit of the UPS to independently turn on a UPS bypass switch when the control unit of the UPS detects an abnormality, and is connected to the UPS, and the external power source is normal or abnormal The control unit of the DVC having a fast response characteristic within 2ms to detect, the power generation of the DVC to supply the normal power to the load in accordance with the voltage level of the external power in advance of the UPS, the response characteristic is relatively slow when the external power is abnormal When the operation unit and the control unit of the DVC detects an abnormal state, the image to turn ON the DVC bypass switch independently (ON) Provides redundancy of the uninterruptable power supply UPS and including DVC, characterized in that it comprises a DVC which is configured as a stand-by-pass the control unit of the DVC.
본 발명의 다른 한 특징에 따라, 외부전원이 비정상이고, UPS와 DVC가 정상인 경우, 상기 UPS의 제어부가 외부전원이 비정상임을 감지하고 UPS 바이패스스위치를 차단(OFF)시켜 입력 방향으로의 역류를 방지하고 상기 UPS의 전원생성 동작부를 통하여 외부전원의 전압 레벨에 맞추어 상기 DVC로 정상의 전원을 입력하며, 즉 상기 UPS의 인버터부를 활성화 하여 상기 UPS의 DC 전원소스로부터 직류 에너지를 공급받아 이를 교류전원으로 인버팅하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 상기 DVC로 공급하며, 상기 UPS로부터 인버팅되어진 정상의 전원이 상기 DVC로 입력되면 상기 DVC의 제어부는 DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 UPS로부터 입력된 정상의 전원을 부하로 공급하는 한편, 미리 설정된 값으로 전압을 조정하여 상기 DVC의 DC 소스에 충전하는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS(무정전 전원장치)와 DVC(순간정전 보상장치) 포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다.According to another feature of the invention, when the external power is abnormal, and the UPS and DVC is normal, the control unit of the UPS detects that the external power is abnormal and turns off the UPS bypass switch (OFF) to reverse the flow in the input direction And input the normal power to the DVC according to the voltage level of the external power through the power generation operation unit of the UPS, that is, the inverter unit of the UPS is activated to receive DC energy from the DC power source of the UPS Inverting the power supply to the DVC according to the voltage level of the external power supply, and when the normal power inverted from the UPS is input to the DVC, the control unit of the DVC is turned on by turning on the DVC bypass switch from the UPS It supplies a normal power input to the load, while adjusting the voltage to a predetermined value to include a DVC to charge the DC source of the DVC It provides redundancy of the uninterruptable power supply includes UPS (uninterruptible power supply) and the DVC (voltage dip compensators) as ranging.
본 발명의 다른 한 특징에 따라, UPS의 전원생성 동작부가 인버터부, DC 전원소스, 그리고 트랜스포머 또는 정현파 필터로 구성되고, 상기 UPS의 본체부가 상기 전원생성 동작부와 제어부로 구성된다. 선택적으로 DVC는 상기 UPS로 대체될 수 있으며, 상기 무정전 전원장치와 상기 순간정전 보상 장치 중 어느 하나 또는 두 개 모두의 본체부의 일부 또는 전부를 분리하여도 각각의 바이패스부를 통하여 정상의 외부전원이 부하로 공급될 수 있도록 하는 UPS(무정전전원장치)와 DVC(순간정전 보상장치) 포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다. According to another aspect of the invention, the power generation operation unit of the UPS is composed of an inverter unit, a DC power source, and a transformer or sine wave filter, the main body of the UPS is composed of the power generation operation unit and the control unit. Optionally, the DVC can be replaced with the UPS, and normal external power is supplied through each bypass unit even if some or all of the main body portion of one or both of the uninterruptible power supply and the momentary power compensation device are separated. Redundant uninterruptible power supplies, including uninterruptible power supply (UPS) and instantaneous power failure compensation (DVC), are provided to allow supply to the load.
한편, 본 발명의 다른 한 특징에 따라, UPS와 DVC의 본체 중 어느 하나를 분리하여 고장 시 수리 또는 교체하는 때, 정상의 외부전원이 부하로 공급될 수 있도록 하기 위해서는, 외부 전원이 정상이고 UPS는 정상, DVC는 비정상인 때 그리고 외부 전원이 정상이고 UPS는 비정상, DVC는 정상인 때의 동작에 따라 본 발명의 이중화무정전 전원장치가 동작하며, UPS와 DVC 두 개 모두를 분리하여 고장 시 수리 또는 교체하는 때 정상의 외부전원이 부하로 공급될 수 있도록 하기 위해서는, 외부전원이 정상이고 UPS와 DVC가 모두 비정상인 때의 동작에 따라 본 발명의 이중화무정전 전원장치가 동작 하게 된다.On the other hand, according to another feature of the present invention, when the one of the main body of the UPS and the DVC is separated or repaired or replaced in case of failure, in order to be able to supply the normal external power to the load, the external power is normal and the UPS Is normal, when the DVC is abnormal and the external power is normal and the UPS is abnormal, the DVC is normal according to the operation of the redundant uninterruptible power supply of the present invention, if both the UPS and the DVC is separated to repair or In order to allow the normal external power to be supplied to the load when replacing, the redundant uninterruptible power supply of the present invention operates according to the operation when the external power is normal and both the UPS and the DVC are abnormal.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 UPS와 DVC가 정상인때, 상기 UPS의 제어부가 UPS 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 DVC로 정상인 전원을 공급하는 한편, 상기 UPS의 트랜스포머 또는 정현파 필터를 통하여 상기 UPS의 인버터부에 입력된 교류의 외부 전원을 상기 UPS의 인버터부를 제어하여 상기 UPS의 DC 소스의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 상기 UPS의 DC 소스를 충전하고, 상기 UPS로부터 정상의 전원이 상기 DVC로 입력되면 상기 DVC의 제어부가 DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 UPS로부터 입력된 상기 정상인 외부입력전원을 부하로 공급하는 한편, 상기 DVC의 트랜스포머 또는 정현파 필터를 통하여 상기 DVC의 인버터부에 입력된 상기 UPS의 정상적인 교류 출력전원을 상기 DVC의 인버터부를 제어하여 상기 DVC의 DC 소스의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DVC의 DC 소스를 충전하는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS와 DVC포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다. According to another feature of the invention, when the external power is normal and the UPS and the DVC is normal, the control unit of the UPS to turn on the UPS bypass switch to supply the normal power to the DVC, while the Charge the DC source of the UPS by controlling the external power of the AC input to the inverter of the UPS through a transformer or sine wave filter to a value set to match the charging of the DC source of the UPS by controlling the inverter of the UPS. When the normal power is input from the UPS to the DVC, the control unit of the DVC turns on the DVC bypass switch to supply the normal external input power input from the UPS to the load, and the transformer or the transformer of the DVC. Normal AC output power of the UPS input to the inverter unit of the DVC through a sine wave filter controls the inverter unit of the DVC to control the DC source of the DVC. It adjusts the set to fit the charged value to provide a redundant UPS of UPS including a DVC which is characterized in that it comprises a DVC to charge the DC source of the DVC.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 UPS는 정상, DVC는 비정상인 때, 상기 UPS의 제어부가 UPS 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 DVC로 정상인 전원을 공급하는 한편, 상기 UPS의 트랜스포머 또는 정현파 필터를 통하여 상기 UPS의 인버터부에 입력된 교류의 외부 전원을 상기 UPS의 인버터부를 제어하여 상기 UPS의 DC 소스의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 UPS의 DC 소스를 충전하고, 상기 UPS로부터 입력된 정상인 외부입력전원이 상기 DVC로 입력되면 상기 DVC의 독립바이패스 제어부는 상기 DVC의 제어부가 비정상임을 감지하고 DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 UPS의 정상적인 출력을 부하로 공급 하는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS와 DVC포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다. According to another aspect of the invention, when the external power is normal and the UPS is normal, the DVC is abnormal, the control unit of the UPS to turn on the UPS bypass switch (ON) to supply the normal power to the DVC, The DC source of the UPS is controlled by adjusting the external power of the AC inputted to the inverter unit of the UPS through the transformer or the sinusoidal filter of the UPS to a value set to match the charging of the DC source of the UPS by controlling the inverter unit of the UPS. When the external external input power input from the UPS is input to the DVC, the independent bypass controller of the DVC detects that the controller of the DVC is abnormal and turns on the DVC bypass switch to turn on the normal output of the UPS. It provides a UPS and a redundant uninterruptible power supply including DVC.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 UPS는 비정상, DVC는 정상인 때, 상기 UPS의 독립바이패스 제어부는 상기 UPS의 제어부가 비정상임을 감지하고 독자적으로 UPS 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 정상인 외부입력전원을 상기 DVC로 공급하고, 상기 UPS로부터 바이패스된 상기 정상 전원이 상기 DVC로 입력되면 상기 DVC의 제어부가 DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 UPS의 정상적인 출력을 부하로 공급하는 한편, 상기 DVC의 트랜스포머 또는 정현파 필터를 통하여 상기 DVC의 인버터부에 입력된 상기 UPS의 정상적인 출력전원을 상기 DVC의 인버터부를 제어하여 상기 DVC의 DC 소스의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DVC의 DC 소스를 충전하는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS와 DVC포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다.According to another feature of the present invention, when the external power source is normal, the UPS is abnormal, and the DVC is normal, the independent bypass control unit of the UPS detects that the control unit of the UPS is abnormal and conducts the UPS bypass switch independently. ON) to supply the normal external input power to the DVC, and when the normal power bypassed from the UPS is input to the DVC, the controller of the DVC turns on a DVC bypass switch to turn on the normal output of the UPS. Is supplied to the load, the normal output power of the UPS input to the inverter unit of the DVC through the transformer or sine wave filter of the DVC to control the inverter unit of the DVC to be set to match the charging of the DC source of the DVC It provides a redundant UPS and DVC including a DVC, characterized in that it comprises a DVC to charge the DC source of the DVC adjusted to.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 UPS와 DVC가 모두 비정상인 때, 상기 UPS의 독립바이패스 제어부는 상기 UPS의 제어부가 비정상임을 감지하고 독자적으로 UPS 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 정상인 외부입력전원을 상기 DVC로 공급하고, 상기 UPS로부터 바이패스된 정상 전원이 상기 DVC로 입력되면 상기 DVC의 독립바이패스 제어부는 상기 DVC의 제어부가 비정상임을 감지하고 독자적으로 DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 UPS의 정상적인 출력을 부하로 공급 하는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS와 DVC포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다. According to another feature of the present invention, when the external power source is normal and both the UPS and the DVC are abnormal, the independent bypass controller of the UPS detects that the controller of the UPS is abnormal and conducts the UPS bypass switch independently. ON) to supply the normal external input power to the DVC, and when the normal power bypassed from the UPS is input to the DVC, the independent bypass control unit of the DVC detects that the control unit of the DVC is abnormal and independently The present invention provides a UPS and a DVC including an uninterruptible uninterruptible power supply, which includes a DVC for supplying a normal output of the UPS to a load by turning on a pass switch.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 비정상이고 UPS는정상, DVC는 비정상인 때, UPS의 제어부는 외부전원이 비정상임을 감지하고, 상기 UPS의 독립바이패스제어부는 UPS 바이패스스위치를 차단(OFF)시켜 입력 방향으로의 역류를 방지하고, UPS의 본체부를통하여 외부전원의 전압 레벨에 맞추어 DVC로 정상의 전원을 입력하며, 상기 정상 전원이 상기 DVC로 입력되면, DVC의 제어부가 비정상이므로 DVC의 독립바이패스제어부는DVC의 제어부가 비정상임을 감지하고 독자적으로DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시켜 상기 UPS의 정상적인 출력을 부하로 공급하는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS와 DVC포함의 이중화 무정전 전원장치를 제공한다. According to another feature of the present invention, when the external power is abnormal and the UPS is normal, the DVC is abnormal, the control unit of the UPS detects that the external power is abnormal, the independent bypass control unit of the UPS to the UPS bypass switch It is turned off to prevent the reverse flow in the input direction, and input the normal power to the DVC in accordance with the voltage level of the external power through the main body of the UPS, if the normal power is input to the DVC, the control unit of the DVC is abnormal Therefore, the independent bypass control unit of the DVC includes a DVC which detects that the control unit of the DVC is abnormal and independently turns on the DVC bypass switch to supply the normal output of the UPS to the load. Provides a redundant uninterruptible power supply.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 비정상이고 UPS는 비정상, DVC는 정상인 때, 상기 외부전원이 비정상이므로 상기 UPS의 독립바이패스 제어부가 동작하지 못하며 상기 UPS의 제어부가 비정상이므로 상기 UPS의 전원생성 동작부를 제어하지 못하여 상기 UPS의 DC소스를 교류 전원으로 출력하지 못한다.According to another aspect of the present invention, when the external power is abnormal, the UPS is abnormal, the DVC is normal, the external bypass is abnormal, so the independent bypass control unit of the UPS does not operate and the control unit of the UPS is abnormal Since the power generation operation of the control unit does not control the DC source of the UPS to output the AC power.
상기 DVC는 상기 UPS로부터 정상적인 전원을 공급받지 못하므로 상기 DVC의 독립바이패스 제어부는 DVC 바이패스스위치를 차단(OFF)시켜 상기 UPS 방향으로의 역류를 방지하고 상기 DVC의 인버터부를 활성화 하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 상기 DVC의 DC 전원소스로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 상기 DVC의 트랜스포머 또는 정현파 필터를 통하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 부하로 공급하는 DVC를 포함함을 특징으로 하는 UPS와 DVC포함의 이중화무정전 전원장치를 제공한다.
Since the DVC does not receive normal power from the UPS, the independent bypass control unit of the DVC turns off the DVC bypass switch to prevent the reverse flow to the UPS and activates the inverter unit of the DVC to condenser or battery. It receives the energy from the DC power source of the DVC consisting of the ON / OFF switching it to create an AC pulse and the DVC to supply the load to the load in accordance with the voltage level of the external power supply through the transformer or sine wave filter of the DVC Provides a UPS and a redundant uninterruptible power supply including DVC.
본 발명은 종래의 긴급바이패스 기술이 가지고 있는 상기의 치명적 결함을 해소하기 위하여 시스템화 되어 별도로 설치되어 있는 긴급 바이패스장치를 제거하고 UPS와 UPS를 결합하거나 UPS와 DVC를 결합하는 구성으로 이중화 무정전 전원장치를 구성하고 전원을 이중화 하여 외부전원의 이상이 1초 이상의 장시간 동안 발생하거나 외부전원의 이상이 1초 이내라 하여도 짧은 시간동안 연속하여 반복되는 경우와 상기 이중화 무정전 전원장치의 구성인 두 개의 장치 중 어느 하나가 고장일 경우에도 부하에 정상적인 전력을 공급하여 무정전 전원장치에 대한 신뢰성을 극대화 하여 부하장치를 보호하고 부하로의 전원공급을 원활히 하여 산업용 전기전자기기의 작동을 보장한다. 또한, 상기 이중화 무정전 전원장치의 구성인 두 개의 장치 중 어느 하나가 고장일 경우에 수리 또는 교체의 목적으로 상기 두 개의 장치 중 어느 하나의 고장 난 장치를 분리한 동안에 외부 입력 전원에 정전이나 저전압 등의 이상이 발생하여도 외부전원의 전압레벨에 맞추어진 정상의 전원을 부하로 공급하게 되어, 장치의 고장 수리로 인하여 부하로 정상적인 전원의 공급이 끊어지는 일이 없도록 핫스? (HOT SWAP : 장치가 작동중인 상태에서 장치의 일부 또는 전부를 교체하는 행위)이 가능하게 함으로서 부하가 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하도록 하는 효과가 있다.
The present invention removes the emergency bypass device that is systemized and installed separately to solve the above-mentioned fatal defects of the conventional emergency bypass technology, and combines the UPS and the UPS or the UPS and the DVC. When the device is configured and the power is duplicated, the abnormality of the external power source occurs for a long time of 1 second or more, or if the external power supply is repeatedly repeated for a short time even if the external power supply is within 1 second. In the event of any failure of the device, normal power is supplied to the load to maximize the reliability of the uninterruptible power supply, thereby protecting the load device and smoothly supplying power to the load to ensure the operation of industrial electrical and electronic equipment. In addition, when any one of the two devices, which are components of the redundant uninterruptible power supply, fails, the power supply or the low voltage may be applied to the external input power while the failed device of either of the two devices is disconnected for the purpose of repair or replacement. Even if an error occurs, the power supply will be supplied to the load in accordance with the voltage level of the external power supply. (HOT SWAP: The act of replacing a part or all of the device while the device is in operation) enables the load to perform normal operation without abnormal input power.
도 1은 종래기술의 긴급바이패스장치 구성을 보인 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 긴급바이패스장치의 도시오류를 바로잡은 블록도.
도 3은 본원 발명의 이중화 무정전 전원장치 구성을 보인 블록도.
도 4는 도 3의 이중화 무정전 전원장치의 구성중 어느 하나 또는 모두의 본체를 분리(제거)했음을 보여주는 구성도.
도 5는 종래기술의 긴급바이패스장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면도면.
도 6은 종래기술의 긴급바이패스장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면도면.
도 7은 종래기술의 긴급바이패스장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면도면
도 8은 종래기술의 긴급바이패스장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면도면.
도 9는 본원 발명의 이중화 무정전 전원장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면.
도 10은 본원 발명의 이중화 무정전 전원장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면.
도 11은 본원 발명의 이중화 무정전 전원장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면.
도 12는 본원 발명의 이중화 무정전 전원장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면도면.
도 13은 본원 발명의 이중화 무정전 전원장치의 동작을 도시한 입출력 전압과 시간관계를 도시한 도면도면.
도 14는 본원 발명의 이중화 무정전 전원장치 다른 구성을 보인 블록도.Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the emergency bypass device of the prior art.
FIG. 2 is a block diagram of correcting an error in the emergency bypass apparatus shown in FIG. 1; FIG.
Figure 3 is a block diagram showing a configuration of a redundant uninterruptible power supply of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing that the main body of any one or all of the configuration of the redundant uninterruptible power supply of Figure 3 removed (removed).
Fig. 5 is a diagram showing the input / output voltage and time relationship showing the operation of the emergency bypass device of the prior art.
Fig. 6 is a diagram showing the input / output voltage and time relationship showing the operation of the emergency bypass device of the prior art.
7 is a view showing the input-output voltage and time relationship showing the operation of the emergency bypass device of the prior art;
Fig. 8 is a diagram showing the input / output voltage and time relationship showing the operation of the emergency bypass device of the prior art.
9 is a view showing an input-output voltage and a time relationship showing the operation of the redundant uninterruptible power supply of the present invention.
10 is a view showing an input-output voltage and time relationship showing the operation of the redundant uninterruptible power supply of the present invention.
11 is a view showing an input-output voltage and a time relationship showing the operation of a redundant uninterruptible power supply of the present invention.
12 is a diagram showing the input-output voltage and time relationship showing the operation of the redundant uninterruptible power supply of the present invention.
Fig. 13 is a diagram showing the input / output voltage and time relationship showing the operation of the redundant UPS device of the present invention.
Figure 14 is a block diagram showing another configuration of a redundant uninterruptible power supply of the present invention.
본 발명은 이중화 무정전 전원장치 (Duplicated Uninterrupted Power Supply :DUPS)에 관한 것으로 여기서는 대표적으로 1차단에 Line Interactive Type의 UPS(OFF Line UPS의 일종)와 2차단에 DVC(Dip_sag Voltage Compensator)를 연결하여 구성한 이중화 무정전 전원장치의 구체적인 기술과 실시방안에 대하여 설명한다.
The present invention relates to a redundant Uninterrupted Power Supply (DUPS), which is typically configured by connecting a Line Interactive Type UPS (a type of OFF Line UPS) to a first stage and a DVC (Dip_sag Voltage Compensator) to a second stage. A detailed description of the redundant uninterruptible power supply and its implementation will be given.
하기에서는 첨부 도면을 참고로 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
모드 1: 외부 전원이 정상이고 UPS(300)와 DVC(400)가 정상인 경우
Mode 1: External power is normal and
본 발명의 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 UPS(300,700)와 DVC(400,800)가 정상이면 UPS(300,700)의 제어부(321,721)는 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)에 미리 설정된 신호를 출력하고 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 UPS 바이패스스위치(312,712)를 도통(ON)시켜 상기 DVC(400,800)로 정상인 전원을 공급하는 한편, 상기 UPS의 제어부(321,721)는 트랜스포머(324)또는 정현파 필터(724)를 통하여 인버터부(322,722)에 입력된 교류의 외부 전원을 상기 인버터부(322,722)를 제어하여 DC 소스(323,723)의 충전전압에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DC 소스(323,723)에 충전한다.According to an aspect of the present invention, when the external power source is normal and the
상기 UPS(300,700)로부터 정상의 전원이 상기 DVC(400,800)로 입력되면 DVC의 제어부(421,821)는 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)에 미리 설정된 신호를 출력하고 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급하는 한편, 상기 DVC의 제어부(421,821)는 트랜스포머(424) 또는 정현파 필터(824)를 통하여 인버터부(422,822)에 입력된 상기 UPS의 정상 전원을 상기 인버터부(422,822)를 제어하여 DC 소스(423,823)의 충전전압에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DC 소스(423,823)에 충전한다.When the normal power is input from the
따라서 상기 외부 전원, 상기 UPS(300,700), 상기 DVC(400,800)가 모두 정상이면 정상인 외부전원을 상기 UPS(300,700), 상기 DVC(400,800)의 각각의 바이패스 스위치(312, 412,712,812)를 통하여 출력하므로서 상기 정상의 외부 전원을 부하에 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.Therefore, when the external power, the UPS (300, 700), and the DVC (400, 800) are all normal, by outputting the normal external power through each of the bypass switch (312, 412, 712, 812) of the UPS (300, 700), the DVC (400, 800) The normal external power is supplied to the load, and the load performs normal operation without abnormality of the input power.
상기 UPS 또는 상기 DVC의 독립바이패스 제어부는 본원 발명의 출원인이 2012년 11월 8일 한국 특허출원 제2012-0125891호로 제출한 '무정전 전원공급장치의 비상 바이패스 절체회로' 또는 본원 발명의 출원인이 2012년 11월 26일 한국 특허출원 제2012-0134167호로 제출한 '비상절체 스위치 회로를 이용한 외부전원 보상장치'에서와 같이 무정전전원장치 등의 전력변환장치에서 제어부가 정상일 경우에는 제어부의 신호에 의하여 제어되고 제어부에 이상이 발생하였을 경우 종래 기술의 긴급바이패스장치 대신 전원부로부터 직접 양방향 SCR 스위치 또는 Relay 등의 전동 브레이커를 독립적으로 구동할 수 있도록 구성된 각각의 바이패스 스위치를 사용하여 구동시킬 수 있다. 또한 각각의 바이패스스위치는 오직 각각의 독립 바이패스 제어부에 의해서만 제어된다.
The independent bypass control unit of the UPS or the DVC may be a 'emergency bypass switching circuit of an uninterruptible power supply device' or an applicant of the present invention, filed by Korean Applicant No. 2012-0125891 filed on Nov. 8, 2012. If the control unit is normal in a power conversion device such as an uninterruptible power supply, as in the 'external power compensation device using an emergency switching switch circuit' filed with Korean Patent Application No. 2012-0134167 on November 26, 2012, When the control is abnormal and the control unit has an error, it can be driven using each bypass switch configured to independently drive an electric breaker such as a bidirectional SCR switch or a relay directly from the power supply unit instead of the emergency bypass device of the prior art. Each bypass switch is also controlled only by each independent bypass controller.
모드 2: 외부 전원이 정상이고 상기 UPS(300,700)는 정상, 상기 DVC(400,800)는 비정상인 경우
Mode 2: When external power is normal and the UPS 300,700 is normal and the DVC 400,800 is abnormal
본 발명의 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 상기 UPS(300,700)는 정상, 상기 DVC(400,800)는 비정상이면 상기 UPS(300,700)의 제어부(321,721)는 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)에 미리 설정된 신호를 출력하고 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 UPS 바이패스스위치(312,712)를 도통(ON)시켜 상기 DVC(400,800)로 정상인 전원을 공급하는 한편, 상기 UPS의 제어부(321,721)는 트랜스포머(324) 또는 정현파 필터(724)를 통하여 인버터부(322,722)에 입력된 교류의 외부 전원을 상기 인버터부(322,722)를 제어하여 DC 소스(323,723)의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DC 소스(323,723)에 충전한다.According to another aspect of the invention, if the external power is normal and the UPS (300,700) is normal, the DVC (400, 800) is abnormal, the control unit (321,721) of the UPS (300,700) is the independent bypass control unit (311,711) of the UPS The independent bypass controllers 311 and 711 of the UPS may turn on the UPS bypass switches 312 and 712 to supply normal power to the
상기 UPS(300,700)로부터 정상 전원이 상기 DVC(400,800)로 입력되면 DVC의 제어부(421,821)가 비정상이므로 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 DVC의 제어부(421,821)가 비정상임을 감지하고 독자적으로DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급한다. When the normal power is input from the UPS (300,700) to the DVC (400,800), since the control unit (421,821) of the DVC is abnormal, the independent bypass control unit (411,811) of the DVC detects that the control unit (421,821) of the DVC is abnormal and independently The bypass switches 412 and 812 are turned on to supply normal power input from the UPS to the load.
따라서 상기 외부 전원이 정상이고 상기 UPS(300,700)는 정상, 상기 DVC(400,800)가 비정상이면 정상인 외부전원을 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800)의 각각의 바이패스 스위치(312, 412,712,812)를 통하여 출력하므로써 정상의 외부 전원을 부하에 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.
Accordingly, if the external power is normal and the UPS 300,700 is normal, and the DVC 400,800 is abnormal, the external power supply that is normal is the bypass switches 312, 412, 712, 812 of the
모드 3: 외부 전원이 정상이고 상기 UPS(300,700)는 비정상, 상기 DVC(400,800)는 정상인 경우
Mode 3: When external power is normal and the UPS 300,700 is abnormal and the DVC 400,800 is normal
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 UPS(300,700)는 비정상, DVC(400,800)는 정상이면, 정상의 외부전원이 상기 UPS(300,700)에 입력되면 UPS의 제어부(321,721)가 비정상이므로 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 상기 UPS의 제어부(321,721)가 비정상임을 감지하고 독자적으로 UPS 바이패스스위치(312,712)를 도통(ON)시켜 상기 정상인 외부입력전원을 상기 DVC(400,800)로 공급한다. According to another feature of the invention, if the external power is normal and the UPS (300,700) is abnormal, the DVC (400,800) is normal, if the normal external power is input to the UPS (300,700), the control unit (321,721) of the UPS As the abnormality, the independent bypass controllers 311 and 711 of the UPS detect that the UPS controllers 321 and 721 are abnormal and independently turn on the UPS bypass switches 312 and 712 to turn on the normal external input power to the DVC (400,800). To supply.
상기 UPS(300,700)로부터 정상 전원이 상기 DVC(400,800)로 입력되면 DVC의 제어부(421,821)는 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)에 미리 설정된 신호를 출력하고 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급하는 한편, 상기 DVC의 제어부(421,821)는 트랜스포머(424) 또는 정현파 필터(824)를 통하여 인버터부(422,822)에 입력된 UPS의 정상 전원을 상기 인버터부(422,822)를 제어하여DC 소스(423,823)의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DC 소스(423,823)에 충전한다. When the normal power is input from the
따라서 상기 외부 전원이 정상이고 상기 UPS(300,700)는 비정상, 상기 DVC(400,800)가 정상이면 정상인 외부전원을 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800)의 각각의 바이패스 스위치(312, 412,712,812)를 통하여 출력하므로서 정상의 외부 전원을 부하에 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.
Therefore, when the external power is normal and the UPS 300,700 is abnormal, and the DVC 400,800 is normal, the external power supply that is normal is the bypass switches 312, 412, 712, 812 of the
모드 4: 외부 전원이 정상이고 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800)가 모두 비정상인 경우
Mode 4: External power is normal and both the UPS 300,700 and the DVC 400,800 are abnormal
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부 전원이 정상이고 UPS(300,700)와 DVC(400,800) 모두 비정상이면, 정상의 외부전원이 상기 UPS(300,700)에 입력되면 UPS의 제어부(321,721)가 비정상이므로 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 상기 UPS의 제어부(321,721)가 비정상임을 감지하고 독자적으로 UPS 바이패스스위치(312,712)를 도통(ON)시켜 상기 정상인 외부입력전원을 DVC(400,800)로 공급한다. According to another feature of the present invention, if the external power is normal and both the UPS (300,700) and the DVC (400,800) is abnormal, if the normal external power is input to the UPS (300,700), the control unit (321,721) of the UPS is abnormal The independent bypass controllers 311 and 711 of the UPS detect abnormality of the UPS controllers 321 and 721, and turn on the UPS bypass switches 312 and 712 independently to supply the normal external input power to the
상기 UPS(300,700)로부터 정상 전원이 상기 DVC(400,800)로 입력되면 DVC의 제어부(421,821)가 비정상이므로 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 상기 DVC의 제어부(421,821)가 비정상임을 감지하고 독자적으로 DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS(300,700)로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급한다. When the normal power is input from the UPS (300,700) to the DVC (400,800), since the control unit (421,821) of the DVC is abnormal, the independent bypass control unit (411,811) of the DVC detects that the control unit (421,821) of the DVC is abnormal and independently The DVC bypass switches 412 and 812 are turned on to supply normal power input from the
따라서 상기 외부 전원이 정상이고 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800)가 모두 비정상이면 정상인 외부전원을 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800)의 각각의 바이패스 스위치(312, 412,712,812)를 통하여 출력하므로서 정상의 외부 전원을 부하에 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.Therefore, if the external power is normal and both the UPS 300,700 and the DVC 400,800 are abnormal, the normal external power is supplied through the bypass switches 312, 412, 712, 812 of the
특히 무정전 전원장치와 순간정전 보상 장치 중 어느 하나가 동작 중 고장이 발생하여도 정전보상이 가능하여 부하에 공급전력이 끊김이 없도록 하므로, 수리 또는 교체를 목적으로 고장난 무정전 전원장치 또는 고장난 순간정전 보상 장치의 본체부(320, 420, 520, 620,720,820) 전체 또는 고장난 일부 부품을 분리하였을 때도 정전보상이 가능하도록 하는 핫스? (HOT SWAP :장치가 작동중인 상태에서 장치의 일부 또는 전부를 교체하는 행위)기능이 있어서 외부 전원의 연속적인 순간정전 이나 전원장치의 고장 또는 장치의 교체로 인한 산업용 전기전자기기의 손상 및 생산성 저하를 완벽하게 방지할 수 있다. In particular, any one of the uninterruptible power supply and the instantaneous power failure compensation device can be compensated for power failure so that the power supply to the load is not interrupted, so that the uninterruptible power supply or the failed momentary power supply compensation for the purpose of repair or replacement Hot-spots that allow for power failure compensation even when the entire body of the device (320, 420, 520, 620, 720, 820) or some of the faulty parts are removed. (HOT SWAP: The act of replacing a part or all of the device while the device is in operation), which damages the industrial electrical and electronic equipment and decreases productivity due to continuous power failure, failure of the power supply, or replacement of the device. Can be completely prevented.
즉, 상기 'UPS와 DVC 중 어느 하나를 분리하여 고장 시 수리 또는 교체하는 때는 정상의 외부전원이 부하로 공급될 수 있도록 하기 위해서, 상기 '외부 전원이 정상이고 UPS는 정상, 상기 DVC는 비정상인 때' 그리고 '외부 전원이 정상이고 UPS는 비정상, DVC는 정상인 때'의 동작에 따라 본 발명의 이중화 무정전 전원장치가 동작하며, 상기 UPS와 DVC 두 개 모두를 분리하여 고장 시 수리 또는 교체하는 때는 정상의 외부전원이 부하로 공급될 수 있도록 하기 위해서, 상기 '외부 전원이 정상이고 UPS와 DVC가 모두 비정상인 때'의 동작에 따라 본 발명의 이중화 무정전 전원장치가 동작하게 된다. 따라서 외부전원이 정상이면 고장난 두 개의 장치 또는 어느 하나의 장치를 교체하기 위해 본체부가 분리되어도 외부전원을 바이패스하여 부하에는 정상적인 외부 전원이 공급된다.
That is, when repairing or replacing any one of the UPS and the DVC in order to repair or replace the failure, the external power is normal, the UPS is normal, and the DVC is abnormal. When the external power supply is normal and the UPS is abnormal, the DVC is normal, the redundant uninterruptible power supply of the present invention operates, and when the UPS and the DVC are separated and repaired or replaced in case of failure In order to allow the normal external power to be supplied to the load, the redundant uninterruptible power supply of the present invention operates according to the operation of 'when the external power is normal and both the UPS and the DVC are abnormal'. Therefore, if the external power is normal, the external power is bypassed and the normal external power is supplied to the load even if the main body part is separated to replace two failed devices or one device.
모드 5: 외부 전원이 비정상이고 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800)가 정상인 경우
Mode 5: External power is abnormal and the UPS 300,700 and the DVC 400,800 are normal
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부전원이 저전압이나 정전 등의 이상이 발생하고, UPS(300,700)와 DVC(400,800)가 정상이면, 상기 UPS(300,700)의 제어부(321,721)는 외부전원이 비정상임을 감지하고 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)에 UPS 바이패스스위치(312,312)를 차단(OFF) 시키는 신호를 제공하며 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 UPS 바이패스스위치(312,712)를 차단(OFF)시켜 입력 방향으로의 역류를 방지하고 인버터부(322,722), DC 전원소스(323,723), 그리고 트랜스포머(324) 또는 정현파 필터(724)로 구성된 UPS의 전원생성 동작부(350,750)를 통하여, 인버터부(322,722)를 활성화 하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 DC 전원소스(323,723)로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 트랜스포머(324) 또는 정현파 필터(724)로 외부전원의 전압레벨에 맞추어 DVC(400,800)로 공급한다. According to another feature of the present invention, if an external power source has an abnormality such as a low voltage or power failure, and the
상기 UPS(300,700)로부터 정상 전원이 상기 DVC(400,800)로 입력되면 DVC의 제어부(421,821)는 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)에 미리 설정된 신호를 출력하고 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS(300,700)로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급하는 한편, 상기 DVC의 제어부(421,821)는 트랜스포머(424) 또는 정현파 필터(824)를 통하여 인버터부(422,822)에 입력된 UPS의 정상 출력전원을 상기 인버터부(422,822)를 제어하여 DC 소스(423,823)의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DC 소스(423,823)에 충전한다.When the normal power is input from the
따라서 상기 외부 전원이 비정상이고, 상기 UPS(300,700), 상기 DVC(400,800)가 모두 정상이면 상기 DVC(400,800)는 상기UPS(300,700)로부터 인버팅된 정상의 전원을 바이패스 스위치(412,812)를 통하여 출력하므로서 정상의 전원을 부하에 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.Accordingly, when the external power is abnormal and the
다음에는 모드 5에서 외부 입력전원이 저전압 또는 정전 등의 이상이 발생하여 1초 이상 지속되거나 1초 이내의 외부 입력전원의 이상이 불과 수초 또는 수십 초 이내의 짧은 시간 동안 여러 차례 연속으로 여러 차례 발생할 경우 본원 발명의 동작을 상세히 설명한다. Next, in mode 5, the external input power source may have an abnormality such as low voltage or power failure, which may persist for more than 1 second, or the external input power source within 1 second may occur several times in succession for a short time of only a few seconds or tens of seconds. The case of the present invention will be described in detail.
도 9는 1초 이내의 정전과 1초 이상의 정전이 발생할 경우에 본원 발명의 동작을 설명한다. 도 9에서 도시하는 바와 같이, 외부 입력에 정전이 발생하면, 발생하는 순간에는 무정전 보상장치의 응답 특성(UPS의 절체 시간 약 4ms, DVC의 절체 시간 2ms 이내, 1ms 는 1천분의 1초)에 따라 보상이 이루어지기 전 이므로 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800) 모두에게 외부입력의 정전 상태가 된다. 9 illustrates the operation of the present invention when a power outage within 1 second and a power outage over 1 second occur. As shown in FIG. 9, when a power failure occurs in the external input, at the moment of occurrence, the response characteristics of the uninterruptible compensation device (about 4 ms for UPS transfer time, within 2 ms for transfer time of DVC, and 1 ms for one thousandth of a second) Accordingly, since the compensation is performed before, the
이때, 2ms 이내의 빠른 응답특성을 갖는 상기 DVC(400,800)의 제어부(421,821)는 상기 UPS(300,700)의 출력전원이 비정상임을 감지하고 DVC(400,800)의 제어부(421,821)는 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)에 DVC 바이패스스위치(412,812)를 차단(OFF) 시키는 신호를 제공하며 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 DVC 바이패스스위치(412,812)를 차단(OFF)시켜 상기 UPS 방향으로의 역류를 방지하고 인버터부(422,822)를 활성화 하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 DC 전원소스(423,823)로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 트랜스포머(424) 또는 정현파 필터(824)로 조정하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 부하로 공급한다. At this time, the control unit (421,821) of the DVC (400,800) having a fast response within 2ms detects that the output power of the UPS (300,700) is abnormal and the control unit (421,821) of the DVC (400,800) is independent bypass control unit of the DVC 411 and 811 provide a signal to turn off the DVC bypass switches 412 and 812, and the independent bypass controllers 411 and 811 of the DVC turn off the DVC bypass switches 412 and 812 to the UPS direction. Prevents backflow and activates inverter units 422 and 822 to supply energy from DC power sources 423 and 823 consisting of capacitors or batteries to switch them on and off to produce alternating pulses, which are then transformed into transformers 424 or sinusoidal filter 824 Adjust and supply to the load according to the voltage level of the external power supply.
이어서 약 4 ms 의 응답 특성을 갖는 상기 UPS(300,700)의 제어부(321,721)가 외부전원이 비정상임을 감지하고 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)에 UPS 바이패스스위치(312,712)를 차단(OFF) 시키는 신호를 제공하며 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 UPS 바이패스스위치(312,712)를 차단(OFF)시켜 입력 방향으로의 역류를 방지하고 인버터부(322,722)를 활성화 하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 DC 전원소스(323,723)로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 트랜스포머(324) 또는 정현파 필터(724)로 조정하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 상기 DVC(400,800)로 공급한다. Subsequently, the controllers 321 and 721 of the
이어서, 상기 약 4 ms 의 응답 특성을 갖는 상기UPS(300,700)로부터 인버팅된 정상 전원이 출력되어 상기 DVC(400,800)로 입력되면 DVC의 제어부(421,821)는 상기 UPS(300,700)의 출력이 정상으로 복귀되었음을 감지하고 상기DVC의 독립바이패스 제어부(411,711)에 미리 설정된 신호를 출력하고 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,711)는 DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS(300,700)로부터 입력된 정상인 전원을 부하로 공급하는 한편, 상기 DVC의 제어부(421,821)는 트랜스포머(424)또는 정현파 필터(824)를 통하여 인버터부(422,822)에 입력된 상기UPS(300,700)의 정상적인 교류 출력전원을 상기 인버터부(422,822)를 제어하여 DC 소스(423,823)의 충전에 맞도록 설정된 값으로 조정하여 상기 DC 소스(423,823)에 충전하여 다음에 일어날 상기UPS(300,700)의 출력 이상에 대비한다. Subsequently, when the inverted normal power is output from the UPS (300,700) having the response characteristic of about 4 ms and input to the DVC (400,800), the control unit (421,821) of the DVC is the output of the UPS (300,700) Upon detecting the return, the preset signal is output to the independent bypass controllers 411 and 711 of the DVC, and the independent bypass controllers 411 and 711 of the DVC conduct the ON of the DVC bypass switches 412 and 812 so that the
따라서 상기 DVC(400,800)의 보상시간은 상기 UPS(300,700)의 보상 출력이 상기 DVC(400,800)에 입력될 때까지의 수ms에 불과하며(즉, 가령 응답 특성 시간이 2ms이내인 상기 DVC(400,800)가 전압 보상 후 응답 특성 시간이 4ms인 상기 UPS(300,700)가 전압 보상 할 때까지) 상기 설명된 본 발명의 UPS와 DVC의 연결 구성 동작에 따라 나머지 외부입력의 이상 시간 동안은 상기 UPS(300,700)가 보상하게 된다. Therefore, the compensation time of the DVC (400,800) is only a few ms until the compensation output of the UPS (300,700) is input to the DVC (400,800) (i.e., the DVC (400,800) response time is less than 2ms ), The voltage of the UPS (300,700) of the response characteristic time is 4ms after voltage compensation) according to the connection configuration operation of the UPS and DVC of the present invention described above) during the abnormal time of the remaining external input ) Will compensate.
그러므로 1초 이내 의 정전이 수초 내에 반복하여 발생하는 경우, 또는 1초 이상의 정전이 발생하는 경우에도 상기 DVC(400,800)는 정전이 발생하는 때마다 수ms만 보상하고 그 이상의 외부입력의 이상 발생 시간 동안에는 수십 분 이상의 보상능력을 갖는 상기 UPS(300,700)가 보상하며, 동시에 DC 소스(423,823)에 충전이 이루어지므로 상기 DVC(400,800)는 항상 완전히 충전된 상태를 유지하게 되어 어떠한 정전 상태에서도 부하에는 정상적인 전원을 공급하게 된다.Therefore, even if a power failure within 1 second is repeatedly generated within a few seconds, or even if a power failure occurs for more than 1 second, the DVC 400,800 compensates only a few ms each time a power failure occurs and an abnormal occurrence time of the external input is longer. During the process, the UPS 300,700 having a compensating capability of tens of minutes or more is compensated, and at the same time, the DC source 423,823 is charged, so that the DVC 400,800 is always kept fully charged, so that the load is normal to the load even in any power failure state. It will supply power.
도 10은 1초 이내의 정전이 불과 수초 이내의 짧은 시간 동안 연속으로 여러 차례 발생할 경우에 본원 발명의 동작을 설명한다. 도 10에 의하면 외부 입력에 정전이 발생하면, 발생하는 순간에는 무정전 보상장치의 응답 특성(UPS의 절체시간 약 4ms, DVC의 절체시간 2ms 이내, 1ms 는 1천분의 1초)에 따라 보상이 이루어지기 전 이므로 상기 UPS(300,700)와 상기 DVC(400,800) 모두에게 입력의 정전 상태가 된다.10 illustrates the operation of the present invention when a power outage within 1 second occurs several times in succession for a short time within only a few seconds. According to FIG. 10, when a power failure occurs in an external input, compensation is performed according to the response characteristics of the uninterruptible compensation device (about 4 ms of UPS transfer time, within 2 ms of transfer time of DVC, and 1 ms in millisecond). Since it is before losing, the
이때 2ms 이내의 빠른 응답특성을 갖는 상기 DVC(400,800)의 제어부(421,821)는 상기 UPS(300,700)출력전원이 비정상임을 감지하고 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이 동작하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 부하로 정상 전원을 공급한다. 이어서 약 4ms 응답 특성을 갖는 상기 UPS(300,700)의 제어부(321,721)가 외부입력전원이 비정상임을 감지하고 역시 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이 동작하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 상기 DVC(400,800)로 정상 전원을 공급한다. At this time, the control unit (421,821) of the DVC (400,800) having a fast response within 2ms detects that the output power of the UPS (300,700) is abnormal and operates as described in FIG. 9 to load to match the voltage level of the external power source Supply normal power. Subsequently, the controllers 321 and 721 of the
따라서 상기 DVC(400,800)의 보상시간은 가령 응답 특성 시간이 2ms이내인 상기 DVC(400,800)가 전압 보상 후 응답 특성 시간이 4ms인 상기 UPS(300,700)가 전압 보상 할 때까지 수 ms에 불과하며 나머지 외부입력의 이상 시간 동안 은 상기 UPS(300,700)가 보상하게 된다. Therefore, the compensation time of the DVC 400,800 is only a few ms until the DVC 400,800 having a response characteristic time of 2 ms or less, and the UPS 300,700 having a response characteristic time of 4 ms after voltage compensation, compensates for the remaining time. The UPS 300,700 compensates for the abnormal time of the external input.
그러므로 1초 이내의 정전이 불과 수초 이내의 짧은 시간 동안 연속으로 여러 차례 발생할 경우에도 상기 DVC(400,800)는 각각의 정전에 대하여 수 ms씩만 보상하고 그 이상의 외부입력의 이상발생 시간 동안에는 수십 분 이상의 보상 능력을 갖는 상기 UPS(300,700)가 보상하며 상기 DVC(400,800)는 항상 완전히 충전된 상태를 유지하므로 1초 이내의 정전이 수초 동안에 수 십번 반복되어도 부하에는 정상적인 전원을 공급하게 된다.
Therefore, even if a power failure within 1 second occurs several times in a row for a short time within only a few seconds, the DVC 400,800 compensates only a few ms for each power failure, and more than a few tens of minutes during an abnormal occurrence time of the external input. The UPS (300,700) having the capability to compensate and the DVC (400,800) is always in a fully charged state, so that even if a power failure within 1 second is repeated several ten times in a few seconds, the load is supplied with normal power.
모드 6: 외부 전원이 비정상이고 상기 UPS(300,700)는 정상, 상기 DVC(400,800)는 비정상인 경우
Mode 6: When external power is abnormal and the UPS 300,700 is normal and the DVC 400,800 is abnormal
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부전원이 저전압이나 정전 등의 이상이 발생하고, UPS(300,700)는 정상이고, DVC(400,800)는 비정상인 경우 상기 UPS(300,700)의 제어부(321,721)는 외부전원이 비정상임을 감지하고 상기UPS(300,700)의 독립바이패스 제어부(311,711)에 UPS 바이패스스위치(312,712)를 차단(OFF) 시키는 신호를 제공하며 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 상기 UPS 바이패스스위치(312,712)를 차단(OFF)시켜 상기 외부전원의 입력 방향으로의 역류를 방지하고 인버터부(322,722)를 활성화 하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 DC 전원소스(323,723)로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 트랜스포머(324) 또는 정현파 필터(724)로 조정하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 DVC(400,800)로 공급한다. According to another feature of the present invention, when an external power source has an abnormality such as low voltage or power failure, the
상기 UPS(300,700)로부터 정상 전원이 상기 DVC(400,800)로 입력되면 DVC의 제어부(421,821)가 비정상이므로 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 상기 DVC의 제어부(421,821)가 비정상임을 감지하고 독자적으로 상기 DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS(300,700)로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급한다. When the normal power is input from the UPS (300,700) to the DVC (400,800), since the control unit (421,821) of the DVC is abnormal, the independent bypass control unit (411,811) of the DVC detects that the control unit (421,821) of the DVC is abnormal and independent As a result, the DVC bypass switches 412 and 812 are turned on to supply normal power input from the
따라서 상기 외부 전원이 비정상이고, 상기 UPS(300,700)는 정상이며 상기 DVC(400,800)가 비정상이면 상기 DVC(400,800)는 상기 UPS(300,700)로부터 입력된 정상 전원을 바이패스 스위치(412,712)를 통하여 출력하므로서 정상의 전원을 부하에 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.Therefore, when the external power is abnormal, the UPS (300, 700) is normal and the DVC (400, 800) is abnormal, the DVC (400, 800) outputs the normal power input from the UPS (300, 700) through the bypass switch (412, 712) Therefore, normal power is supplied to the load, and the load performs normal operation without abnormality of the input power.
도 11은 상기 DVC(400,800)가 고장 후에 정전이 발생할 경우에 본원 발명의 동작을 설명한다. 도 11에 의하면 DVC(400,800)가 고장 후에 정전이 발생할 경우에는 상기 UPS(300,700)의 제어부(321,321)가 상기 외부전원이 비정상임을 감지하고 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)에 상기 UPS 바이패스스위치(312,712)를 차단(OFF) 시키는 신호를 제공하며 상기 UPS의 독립바이패스 제어부(311,711)는 상기 UPS 바이패스스위치(312,712)를 차단(OFF)시켜 상기 외부 전원의 입력 방향으로의 역류를 방지하고 인버터부(322,722)를 활성화 하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 DC 전원소스(323,723)로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 트랜스포머(324) 또는 정현파필터(724)로 조정하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 상기 DVC(400,800)로 공급한다. 11 illustrates the operation of the present invention when the power failure occurs after the DVC (400, 800) failure. 11, when a power failure occurs after a failure of the
상기 UPS(300,700)로부터 정상 전원이 상기 DVC(400,800)로 입력되면 상기 DVC의 제어부(421,821)가 비정상이므로 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 상기 DVC의 제어부(421,821)가 비정상임을 감지하고 독자적으로 상기 DVC 바이패스스위치(412,812)를 도통(ON)시켜 상기 UPS(300,700)로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급한다. When the normal power is input from the UPS (300,700) to the DVC (400,800), since the control unit (421,821) of the DVC is abnormal, the independent bypass control unit (411,811) of the DVC detects that the control unit (421,821) of the DVC is abnormal The DVC bypass switches 412 and 812 independently turn on to supply normal power input from the
도 12는 고장 수리 또는 교체를 목적으로 DVC 본체부(620)를 분리하였을 동안 정전이 발생할 경우에 본원 발명의 동작을 설명한다. 도4는 고장 수리 또는 교체를 목적으로 UPS 본체부(520) 또는 DVC본체부(620)중 어느 하나를 분리하였을 경우의 구성도이다. 12 illustrates the operation of the present invention when a power failure occurs while the DVC main body 620 is separated for the purpose of troubleshooting or replacement. 4 is a configuration diagram when any one of the UPS
도 4에는 상기 UPS 본체부(520) 또는 상기 DVC 본체부(620)가 동시에 분리된 것으로 나타나 있지만 여기서는 상기 DVC 본체부(620)만 분리되고 상기 UPS 본체부(520)는 분리 되지 않은 것으로 설명 한다. Although FIG. 4 shows that the UPS
도4에서 상기 DVC 본체부(620)가 분리되면 상기 DVC 본체부(620)와는 별도로 구성된 DVC 바이패스 스위치(612)와 독립 바이패스 제어부(611)로 구성된 DVC 바이패스부(610)만이 남게되고 상기 DVC 바이패스부(610)의 상기 독립 바이패스 제어부(611)는 상기 DVC 본체부(620) 내의 DVC 제어부(본체부 제거로 인한 미도시, 421,821)에 이상이 있음을 감지하고 독자적으로 상기 DVC 바이패스 스위치(612)를 도통(ON)시켜 상기 UPS(300,700)로부터 입력된 정상 전원을 부하로 공급한다. In FIG. 4, when the DVC main body 620 is separated, only the DVC bypass switch 612 composed of the DVC bypass switch 612 and the independent bypass control unit 611 configured separately from the DVC main body 620 remain. The independent bypass control unit 611 of the
따라서 도 11에서 설명한 바와 같이, 상기 DVC(400,800)는 상기 UPS로부터 입력된 정상 전원을 바이패스 스위치(412,812)를 통하여 출력하므로서 정상 전원을 부하에 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.
Accordingly, as described in FIG. 11, the
모드 7: 외부 전원이 비정상이고 상기 UPS(300,700)는 비정상, 상기 DVC(400,800)는 정상인 경우
Mode 7: When external power is abnormal and the UPS 300,700 is abnormal and the DVC 400,800 is normal
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 외부전원이 저전압이나 정전 등의 이상이 발생하고, UPS(300,700)는 비정상, DVC(400,800)는 정상이면, 상기 외부전원이 비정상이므로 상기 UPS(300,700)의 독립바이패스 제어부(311,711)가 동작하지 못하여 상기 UPS의 바이패스 스위치(312,712)는 차단(OFF)되고 상기 UPS의 제어부(321,721)가 비정상이므로 상기 UPS의 전원생성 동작부(350,750)를 제어하지 못하여 DC소스를 교류 전원으로 전환하지 못하므로 상기 UPS(300,700)는 상기 DVC(400,800)로 정상 전원을 출력하지 못한다.According to another feature of the present invention, if the external power is abnormal such as low voltage or power failure, the UPS (300, 700) is abnormal, the DVC (400, 800) is normal, the external power is abnormal, so that the UPS (300,700) Since the independent bypass controllers 311 and 711 are not operated and the bypass switches 312 and 712 of the UPS are turned off and the controllers 321 and 721 of the UPS are abnormal, the power
상기 DVC(400,800)는 상기 UPS(300,700)로부터 정상 전원을 공급받지 못하므로 상기 DVC(400,800)의 제어부(421,821)는 외부전원이 비정상임을 감지하고 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)에 DVC 바이패스스위치(412,812)를 차단(OFF) 시키는 신호를 제공하며 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 상기 DVC 바이패스스위치(412,812)를 차단(OFF)시켜 상기 UPS(300,700) 방향으로의 역류를 방지하고 인버터부(422,822)를 활성화하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 DC 전원소스(423,823)로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 트랜스포머(424)또는 정현파필터(824)로 조정하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 부하로 공급한다. Since the DVC (400,800) does not receive normal power from the UPS (300,700), the control unit (421,821) of the DVC (400,800) detects that the external power is abnormal and the DVC bypass to the independent bypass control unit (411,811) of the DVC The DVC independent bypass controllers 411 and 811 block the OFF switches 412 and 812, and the DVC bypass switches 412 and 812 are turned OFF to reverse the flow toward the
따라서 상기 외부 전원이 비정상인 때 상기 UPS(300,700)는 비정상이고, 상기 DVC(400,800)가 정상이면 상기 UPS(300,700)는 출력이 차단되어 정상 전원을 상기 DVC(400,800)로 공급하지 못하지만, 상기 DVC(400,800)는 외부전원의 전압레벨에 맞추어 교류전원을 생성하여 부하로 공급하게 되며, 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.Therefore, when the external power is abnormal, the UPS (300, 700) is abnormal, if the DVC (400, 800) is normal, the UPS (300, 700) output is cut off and can not supply the normal power to the DVC (400, 800), the
도 13은 상기 UPS(300,700)의 고장 또는 분리 후에 정전이 발생할 경우에 본원 발명의 동작을 설명한다. 도 13에 의하면 상기 UPS(300,700)의 고장 또는 분리 후에 정전이 발생할 경우에는 상기 외부전원이 비정상이므로 상기 UPS(300,700)의 독립바이패스 제어부(311,711)가 동작하지 못하여 상기 UPS의 바이패스 스위치(312,712)는 차단(OFF)되고 상기 UPS의 제어부(321,721)를 포함한 본체부(320,720)의 일부 또는 전부를 분리하였으므로 상기 UPS(300,700)는 상기 DVC(400,800)로 정상 전원을 출력하지 못한다. 13 illustrates the operation of the present invention when a power failure occurs after a failure or disconnection of the UPS 300,700. Referring to FIG. 13, when a power failure occurs after a failure or separation of the
상기 DVC(400,800)의 제어부(421,821)는 상기 UPS(300,700)로 부터 공급받은 전원이 비정상임을 감지하고 상기 DVC(400,800)의 제어부(421,821)는 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)에 상기 DVC 바이패스스위치(412,812)를 차단(OFF) 시키는 신호를 제공하며 상기 DVC의 독립바이패스 제어부(411,811)는 상기 DVC 바이패스스위치(412,812)를 차단(OFF)시켜 상기 UPS 방향으로의 역류를 방지하고 상기 DVC(400,800)의 인버터부(422,822)를 활성화 하여 콘덴서 또는 배터리로 이루어진 DC 전원소스(423,823)로부터 에너지를 공급받아 이를 ON/OFF 스위칭하여 교류 펄스를 만들고 이를 트랜스포머(424)또는 정현파 필터(824)로 조정하여 외부전원의 전압레벨에 맞추어 부하로 공급하며, 따라서 부하는 입력전원의 이상 없이 정상적인 동작을 수행하게 된다.
The controllers 421 and 821 of the
100 :전압새그보호장치(VSP) 200 : 긴급바이패스장치(EBS)
300,500,700 :무정전전원장치(UPS) 400,600,800 : 순간정전보상장치(DVC)
310,510,710 :무정전전원장치(UPS) 바이패스부
320,520,720 :무정전전원장치(UPS) 본체부
350,450,750,850:전원생성동작부
410,610,810 : 순간정전보상장치(DVC) 바이패스부
420,620,820 : 순간정전보상장치(DVC) 본체부100: voltage sag protection device (VSP) 200: emergency bypass device (EBS)
300,500,700: Uninterruptible Power Supply (UPS) 400,600,800: Instantaneous Power Compensation Device (DVC)
310,510,710: Uninterruptible power supply (UPS) bypass section
320,520,720: Uninterruptible power supply (UPS) main unit
350,450,750,850: power generation operation part
410,610,810: Instantaneous power compensation device (DVC) bypass unit
420,620,820: Body part of DCC
Claims (13)
상기 UPS에 연결되며, 외부전원이 정상 또는 비정상임을 감지하는 2ms 이내의 빠른 응답특성을 갖는 DVC의 제어부, 외부 전원이 비정상일 때 상대적으로 응답특성이 늦은 상기 UPS에 앞서 외부전원의 전압 레벨에 맞추어 정상의 전원을 부하로 공급하는 DVC의 전원생성동작부, 그리고 DVC의 제어부가 비정상임을 감지하는 때 독자적으로 DVC의 DVC 바이패스스위치를 도통(ON)시키도록 하는 DVC의 독립바이패스 제어부로 구성되는 DVC를 포함하며,
상기 UPS와 DVC 중 어느 하나 또는 두 개 모두의 제어부와 전원생성 동작부로 구성된 본체부의 일부 또는 전부를 분리하여도 바이패스 스위치와 이를 제어하는 독립바이패스 제어부로 구성된 각각의 바이패스부를 통하여 정상의 외부전원이 부하로 공급됨을 특징으로 하는 UPS와 DVC 포함의 이중화 무정전 전원장치.The UPS control unit detects that the external power is normal or abnormal, the power generation operation unit of the UPS that inputs the normal power to the DVC according to the voltage level of the external power when the external power is abnormal, and the control unit of the UPS is abnormal. A UPS configured as an independent bypass control unit of the UPS to independently turn on the UPS bypass switch of the UPS, and
The control unit of the DVC has a fast response characteristic within 2ms to detect that the external power is normal or abnormal, according to the voltage level of the external power in advance of the UPS, the response is relatively slow when the external power is abnormal DVC power generation operation unit for supplying the normal power to the load, and independent bypass control unit of the DVC to turn ON the DVC bypass switch of the DVC when the control unit of the DVC detects abnormal Includes DVC,
Normal external through each bypass unit consisting of a bypass switch and an independent bypass control unit for controlling a part or all of the main body consisting of the control unit and the power generation operation unit of any one or both of the UPS and DVC Redundant uninterruptible power supply with UPS and DVC, characterized in that power is supplied to the load.
2ms 이내의 빠른 응답특성을 갖는 상기 DVC의 제어부가 상기 UPS로부터 제공된 전원이 비정상임을 감지하고 외부전원의 전압레벨에 맞추어 정상의 전원을 부하로 공급하며, 이어서 4ms 응답 특성을 갖는 상기 UPS의 제어부가 외부전원이 비정상임을 감지하고 외부전원의 전압레벨에 맞추어 정상적인 전원을 상기 DVC로 공급하여, 상기 DVC의 보상시간은 응답 특성 시간이 2ms이내인 상기 DVC가 전압 보상 후 응답 특성 시간이 4ms인 상기 UPS가 전압 보상 할 때까지이며, 나머지 외부입력의 이상 시간 동안은 상기 UPS가 보상함을 특징으로 하는 UPS와 DVC포함의 이중화 무정전 전원장치.The method according to any one of claims 1, 2, 3, 4 or 6,
The control unit of the DVC having a fast response within 2ms detects that the power supplied from the UPS is abnormal and supplies the normal power to the load according to the voltage level of the external power supply, and then the control unit of the UPS having a 4ms response characteristic The UPS detects that the external power is abnormal and supplies the normal power to the DVC according to the voltage level of the external power, and the compensation time of the DVC is less than 2 ms. The DVC has a response characteristic time of 4 ms after voltage compensation. The UPS and DVC, including the uninterruptible power supply, characterized in that until the voltage compensation, the UPS compensates for the abnormal time of the remaining external input.
3. The method of claim 2, wherein when the external power source is abnormal, the UPS is abnormal, and the DVC is normal, the UPS bypass switch of the UPS is turned off and the power generation operation unit of the UPS fails to switch the DC source to AC power. Since the UPS cannot output normal AC to the DVC, the control unit of the DVC detects that the output power of the UPS is abnormal, and the independent bypass control unit of the DVC turns off the DVC bypass switch of the DVC to the UPS direction. It prevents the reverse flow to the inverter and activates the inverter part of the DVC, receives the energy from the DC power source of the DVC and switches it on / off to make an AC pulse and adjusts it with the transformer or the sine wave filter of the DVC to adjust the voltage level of the external power source. Including the UPS and DVC, which supplies the normal power to the load and can repair or replace the main body of the UPS. Redundant uninterruptible power supply.
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