KR101444243B1 - Apparatus for the efficient management of electrical energy by the superposition of DC voltage or current for electrolysis apparatus - Google Patents

Apparatus for the efficient management of electrical energy by the superposition of DC voltage or current for electrolysis apparatus Download PDF

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KR101444243B1
KR101444243B1 KR1020130025116A KR20130025116A KR101444243B1 KR 101444243 B1 KR101444243 B1 KR 101444243B1 KR 1020130025116 A KR1020130025116 A KR 1020130025116A KR 20130025116 A KR20130025116 A KR 20130025116A KR 101444243 B1 KR101444243 B1 KR 101444243B1
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김용서
안길홍
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    • H02J2207/30Charge provided using DC bus or data bus of a computer

Abstract

본 발명은 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일면에 따른 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치는 전원으로 동작하는 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)와, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)를 서로 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 내부 스위치(115, 125) 및 외부 스위치(130, 140)와, 전류의 도통 방향을 기설정된 방향으로 유지하기 위한 외부 다이오드(119, 129, 139, 149)와, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)로부터 전기적으로 연결되는 부하(LOAD)를 포함하는 중첩회로(10) 및 내부 스위치(115, 125) 및 외부 스위치(130, 140)를 각각 개폐하도록 제어하여, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)가 직렬 연결 또는 병렬 연결되도록 제어하는 제어부(20)를 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for superimposing a direct current voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus, and in an electrolytic apparatus according to an aspect of the present invention, a direct current voltage or current The apparatus includes a first power source unit 110 and a second power source unit 120 that operate as a power source and internal switches 115 and 125 for connecting the first power source unit 110 and the second power source unit 120 in series or in parallel, And external switches 130 and 140 and external diodes 119 and 129 and 139 and 149 for maintaining the conduction direction of the current in a predetermined direction. The first and second power supply units 110 and 120 are controlled to open and close the superimposing circuit 10 and the internal switches 115 and 125 and the external switches 130 and 140, ) To be connected in series or in parallel And a unit (20).

Description

전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치{Apparatus for the efficient management of electrical energy by the superposition of DC voltage or current for electrolysis apparatus}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for superimposing a direct current voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus,

본 발명은 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전력수요관리를 능동적 에너지 효율 관리를 통한 에너지의 낭비 또는 비효율적 사용을 줄이고, 아울러 전기에너지를 절감하여 생산 효율을 높이기 위하여, 전기중첩 원리(electrical superposition principle)에 의하여 직류 전원장치(이하 전원장치라 함)의 전압 또는 전류를 중첩하여 적절히 전력을 제어함으로써 전기에너지를 능동적으로 관리할 수 있는 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for superimposing a DC voltage or current on an electrolytic apparatus for efficient control of electric energy and, more particularly, to a system and a method for reducing power consumption or waste inefficiency through active energy efficiency management, In addition, in order to reduce the electric energy and increase the production efficiency, the electric energy is actively managed by superimposing the voltage or current of the DC power supply device (hereinafter referred to as the power supply device) by the electrical superposition principle The present invention relates to an apparatus for superimposing a direct current voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus which can be used as a power source.

다수의 전원장치를 사용할 경우 부하에 미치는 전기적 힘인 합성 전기력은 중첩원리를 적용하여 산출할 수 있다. 전기적인 힘(

Figure 112013020535913-pat00001
)은 벡터장으로써 아래와 같이 백터적 합으로 계산된다.When multiple power supplies are used, the combined electric power, which is the electrical force on the load, can be calculated by applying the superposition principle. Electrical force
Figure 112013020535913-pat00001
) Is a vector field and is calculated as vector sum as follows.

(수학식 1)(1)

Figure 112013020535913-pat00002
=
Figure 112013020535913-pat00003
Figure 112013020535913-pat00002
=
Figure 112013020535913-pat00003

또한 전기적인 힘

Figure 112013020535913-pat00004
=
Figure 112013020535913-pat00005
(
Figure 112013020535913-pat00006
: 전하량,
Figure 112013020535913-pat00007
: 전기장)으로 나타내어 진다. 이는
Figure 112013020535913-pat00008
x sec로 나타낼 수 있으며, 전기장 E=
Figure 112013020535913-pat00009
로 정의된다. 따라서
Figure 112013020535913-pat00010
= (
Figure 112013020535913-pat00011
)(
Figure 112013020535913-pat00012
)와 같으며, 이의 단위를 살펴보면 (Ampere x sec)(
Figure 112013020535913-pat00013
)=(전류 x 전위차)와 같이 된다. 여기에서 전위차(electric potential)는
Figure 112013020535913-pat00014
로 나타내어지나 일반적으로 전압
Figure 112013020535913-pat00015
로 나타낸다. 따라서 전기적인 힘
Figure 112013020535913-pat00016
는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Also,
Figure 112013020535913-pat00004
=
Figure 112013020535913-pat00005
(
Figure 112013020535913-pat00006
: Charge quantity,
Figure 112013020535913-pat00007
: Electric field). this is
Figure 112013020535913-pat00008
x sec, and the electric field E =
Figure 112013020535913-pat00009
. therefore
Figure 112013020535913-pat00010
= (
Figure 112013020535913-pat00011
) (
Figure 112013020535913-pat00012
) And its unit (Ampere x sec) (
Figure 112013020535913-pat00013
) = (Current x potential difference). Here, the electric potential is
Figure 112013020535913-pat00014
However, in general,
Figure 112013020535913-pat00015
Respectively. Therefore,
Figure 112013020535913-pat00016
Can be expressed as follows.

(수학식 2)(2)

Figure 112013020535913-pat00017
= P =
Figure 112013020535913-pat00018
Figure 112013020535913-pat00019
=
Figure 112013020535913-pat00020
Figure 112013020535913-pat00021
Figure 112013020535913-pat00017
= P =
Figure 112013020535913-pat00018
Figure 112013020535913-pat00019
=
Figure 112013020535913-pat00020
Figure 112013020535913-pat00021

(P : 전력,

Figure 112013020535913-pat00022
: 전압,
Figure 112013020535913-pat00023
: 전류)(P: power,
Figure 112013020535913-pat00022
: Voltage,
Figure 112013020535913-pat00023
: Current)

회로내에 다수의 전원들이 연결되어 있을 때, 벡터 합인 하나의 등가회로 전원장치로 생각할 수 있다. When multiple power supplies are connected in a circuit, they can be thought of as one equivalent circuit power supply, which is a vector sum.

복수개의 전원이 직렬로 연결되는 경우 모든 전원은 같은 전하량

Figure 112013020535913-pat00024
를 가지게 된다. 즉,
Figure 112013020535913-pat00025
Figure 112013020535913-pat00026
으로 나타낼 수 있다.When a plurality of power sources are connected in series, all the power sources have the same amount of charge
Figure 112013020535913-pat00024
. In other words,
Figure 112013020535913-pat00025
Figure 112013020535913-pat00026
.

따라서 (수학식 2)에 의한 전기적인 힘은 다음과 같다.Therefore, the electric force according to (Equation 2) is as follows.

(수학식 3)(3)

Figure 112013020535913-pat00027
Figure 112013020535913-pat00027

즉, 전기적인 힘은 벡터량인 각 전원장치의 전압의 합과 같고, 전류는 전하량

Figure 112013020535913-pat00028
가 동일하기 때문에 전원장치의 전류와 같게 된다.That is, the electric force is equal to the sum of the voltages of the respective power supply devices which are vector quantities,
Figure 112013020535913-pat00028
Is equal to the current of the power supply device.

복수개의 전원이 병렬로 연결되는 경우 직렬회로와는 달리 전체 전원장치의 총 전하량

Figure 112013020535913-pat00029
이므로 전류는 각 전원로부터 출력되는 전류의 합계와 같고, 전압은 각각의 전원의 전압과 같게 된다.When a plurality of power sources are connected in parallel, unlike a series circuit, the total amount of charge of the entire power source
Figure 112013020535913-pat00029
The current is equal to the sum of the currents output from the respective power sources, and the voltage becomes equal to the voltage of each power source.

따라서 (수학식 2)에 의한 전기적인 힘은 다음과 같다.Therefore, the electric force according to (Equation 2) is as follows.

(수학식 4)(4)

Figure 112013020535913-pat00030
Figure 112013020535913-pat00030

이상의 (수학식 3)에서와 같이 전원을 직렬연결할 경우 전류는 일정하게 전원의 전류와 같으나, 전압은 각 전원의 합계로써 나타난다. 그러나 전원을 병렬연결할 경우는 (수학식 4)에서와 같이 전압은 전원의 전압과 동일하나, 전류는 각 전원의 합계로 나타난다. When the power source is connected in series as in Equation (3) above, the current is constantly equal to the current of the power source, but the voltage appears as the sum of each power source. However, when the power source is connected in parallel, the voltage is equal to the voltage of the power source as shown in Equation (4), but the current appears as the sum of the respective power sources.

한편, 복수개의 전원을 병렬 연결하여 부하에 전원을 공급하기 위한 전원 장치에 관한 종래기술로는 "충전기 어셈블리 및 이를 이용한 전원 시스템(대한민국 공개특허공보 10-2010-0040804)", "배터리 충전기들의 병렬 작동을 위한 회로장치(대한민국 공개특허공보 10-2010-0017324)" 등이 있다. [0003] Meanwhile, a conventional power supply device for supplying power to a load by connecting a plurality of power sources in parallel is known as "a charger assembly and a power system using the same (Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0040804) "," Circuit device for operation (Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2010-0017324) ".

하지만, 종래기술에 따르면, 복수개의 전원의 연결상태를 직렬연결 또는 병렬연결로 변경하여 높은 전압의 출력 또는 각 전원의 전하량을 합산한 출력을 선택적으로 가지는 전원 회로를 개시하지는 않고 있다. However, according to the related art, there is no disclosure of a power supply circuit that selectively changes the connection state of a plurality of power sources to a serial connection or a parallel connection so as to selectively output an output of a high voltage or an amount of charges of each power source.

전력은 국내 전체 에너지소비의 약30%이상을 차지하고 있으며, 사용의 편리함으로 인해 소비량이 계속 증가되고 있으며, 이에 따른 발전설비 확충이 필요하나 여기에는 막대한 비용 및 환경문제를 일으킨다. 따라서 전력수요관리를 통한 전력수요의 저감 및 부하 평준화를 통해 사용설비의 이용효율을 높이고 경제적인 관리방법을 모색함이 필요하다.Electricity accounts for more than 30% of the total energy consumption of the country. Consumption is continuously increasing due to convenience of use. Therefore, it is necessary to expand power generation facilities, but it causes enormous cost and environmental problems. Therefore, it is necessary to increase the utilization efficiency of the facilities and to find an economical management method through reduction of power demand through power demand management and load leveling.

이러한 전력수요관리를 위하여 본 발명의 목적은 능동적 에너지 효율 관리를 통한 에너지의 낭비 또는 비효율적 사용을 줄이고, 아울러 전기에너지를 절감하여 생산 효율을 높이기 위하여, 전기중첩 원리(electrical superposition principle)에 의하여 직류 전원장치(이하 전원장치라 함)의 전압 또는 전류를 중첩하여 적절히 전력을 제어함으로써 전기에너지를 능동적으로 관리할 수 있는 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치를 제공하는데 있다. The object of the present invention is to reduce the waste or inefficient use of energy through active energy efficiency management and to improve the production efficiency by reducing electric energy, In an electrolytic device capable of actively managing electric energy by appropriately controlling electric power by superimposing voltage or current of a device (hereinafter referred to as a power supply device), a device for superimposing a DC voltage or current for efficient control of electric energy is provided .

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.

전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치는 전원으로 동작하는 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)와, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)를 서로 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 내부 스위치(115, 125) 및 외부 스위치(130, 140)와, 전류의 도통 방향을 기설정된 방향으로 유지하기 위한 외부 다이오드(119, 129, 139, 149)와, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)로부터 전기적으로 연결되는 부하(LOAD)를 포함하는 중첩회로(10) 및 내부 스위치(115, 125) 및 외부 스위치(130, 140)를 각각 개폐하도록 제어하여, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)가 직렬 연결 또는 병렬 연결되도록 제어하는 제어부(20)를 포함한다.In order to achieve the above object, an apparatus for superimposing a direct current voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus according to an aspect of the present invention includes a first power supply unit 110 and a second power supply unit 120 Internal switches 115 and 125 and external switches 130 and 140 for connecting the first power source unit 110 and the second power source unit 120 in series or in parallel with each other, And a load LOAD electrically connected to the first power source unit 110 and the second power source unit 120. The internal circuit includes an external diode 119, And a control unit 20 controlling the first power source unit 110 and the second power source unit 120 to be connected in series or in parallel by controlling the first and second switches 115 and 125 and the external switches 130 and 140 to be opened and closed.

본 발명에 따르면, 스위치의 개폐를 제어하여 복수개의 전원의 연결상태를 직렬연결 또는 병렬연결로 쉽게 변경할 수 있다. According to the present invention, the connection state of a plurality of power sources can be easily changed to a serial connection or a parallel connection by controlling the opening and closing of the switch.

또한, 본 발명에 따르면, 복수개의 전원의 연결상태를 직렬연결 또는 병렬연결로 변경함에 있어서 전류의 역류 현상이 일어나지 않는다.In addition, according to the present invention, when a connection state of a plurality of power sources is changed to a serial connection or a parallel connection, a reverse current phenomenon does not occur.

또한, 복수개의 전원을 추가적으로 연결하기 용이하여 잉여 전원장치 시스템(redundant system:

Figure 112013020535913-pat00031
)을 구현할 수 있으며 이에 따라 전원장치 고장시 조업의 방해를 받지 않으면서 수리가 가능하다. In addition, since it is easy to additionally connect a plurality of power sources, a redundant system
Figure 112013020535913-pat00031
) So that it can be repaired without interruption of operation when the power supply unit fails.

또한, 직렬연결에 의하여 고전압 발생이 용이하여 각종 고전압 방전장치인 전기집진, 플라즈마 발생 장비 등에 적용할 수 있다.Also, it can be applied to electric dust collection and plasma generation equipment, which are various high voltage discharge devices, because high voltage is easily generated by series connection.

또한, 병렬연결에 의하여 대전류의 생성이 용이하여 각종 전해공업, 도금 및 각종 분해 설비 등에 적용할 수 있다.In addition, it is easy to generate a large current by parallel connection, so that it can be applied to various electrolytic industries, plating and various decomposition facilities.

또한, 직병렬연결에 의하여 고전압대전류를 용이하게 얻을 수 있다.Also, high-voltage large current can be easily obtained by series-parallel connection.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an apparatus in which a direct current voltage or current is superimposed for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various different forms, and these embodiments are not intended to be exhaustive or to limit the scope of the present invention to the precise form disclosed, It is provided to inform the person completely of the scope of the invention. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치를 설명한다. Hereinafter, an apparatus for superimposing a direct current voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an apparatus for superimposing a DC voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치는 전원의 직병렬 연결을 위한 중첩회로(10) 및 전원의 직병렬 연결을 제어하기 위한 제어부(20)를 포함한다. Referring to FIG. 1, in an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention, an apparatus for superimposing a direct current voltage or current for efficient control of electric energy includes a superimposing circuit 10 for series- And a control unit 20 for controlling the parallel connection.

중첩회로(10)는 전원으로 동작하는 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)를 포함하며, 이들을 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 내부 스위치(115, 125) 및 외부 스위치(130, 140), 전류의 도통 방향을 기설정된 방향으로 유지하기 위한 외부 다이오드(119, 129, 139, 149)를 포함하고, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)로부터 전기적으로 연결되는 부하(LOAD)를 포함한다.The superposition circuit 10 includes a first power supply unit 110 and a second power supply unit 120 that operate as a power supply and includes internal switches 115 and 125 and external switches 130 and 140 for connecting them in series or in parallel, A load LOAD electrically connected to the first power source unit 110 and the second power source unit 120, and an external diode 119, 129, 139, 149 for maintaining the conduction direction of the current in a predetermined direction. .

더욱 상세하게는, 제1 전원부(110)는 전원(111)과, 일단이 전원(111)의 양극과 연결되며 타단이 일단이 전원(111)의 음극과 연결되는 내부 스위치(115)의 타단과 연결되는 내부 다이오드(113)를 포함한다.More specifically, the first power source unit 110 includes a power source 111, a second stage of the internal switch 115 having one end connected to the positive electrode of the power source 111 and the other end connected to the negative electrode of the power source 111, And an internal diode 113 connected thereto.

여기서, 내부 다이오드(113)는 전원(111)의 양극으로부터 음극 방향의 전류 도통을 차단한다.Here, the internal diode 113 cuts off current conduction from the anode of the power source 111 to the cathode direction.

제2 전원부(120)는 전원(121)과, 일단이 전원(121)의 양극과 연결되며 타단이 일단이 전원(121)의 음극과 연결되는 내부 스위치(125)의 타단과 연결되는 내부 다이오드(123)를 포함한다.The second power supply unit 120 includes a power supply 121 and an internal diode connected to the other end of the internal switch 125 whose one end is connected to the positive electrode of the power supply 121 and whose other end is connected to the negative electrode of the power supply 121 123).

여기서, 내부 다이오드(123)는 전원(121)의 양극으로부터 음극 방향의 전류 도통을 차단한다.Here, the internal diode 123 cuts off current conduction from the anode of the power source 121 to the cathode direction.

한편, 전원(111)의 양극은 제2 전원부(120)의 내부 다이오드(123)의 타단 및 내부 스위치(125)의 타단이 연결된 노드와 연결된다.The anode of the power source 111 is connected to the node connected to the other end of the inner diode 123 and the other end of the inner switch 125 of the second power source unit 120.

제1 외부 스위치(130)의 일단은 전원(121)의 음극과 연결되며 타단은 일단이 전원(111)의 음극 및 부하(LOAD)와 연결되는 외부 다이오드(139)의 타단과 연결된다. 여기서, 외부 다이오드(139)는 제1 외부 스위치(130)가 닫히는 경우에 있어서 제2 전원부(120)로부터 제1 전원부(110)로의 전류 도통을 차단한다. One terminal of the first external switch 130 is connected to the cathode of the power source 121 and the other terminal is connected to the other terminal of the external diode 139 whose one end is connected to the cathode of the power source 111 and the load LOAD. The external diode 139 blocks current conduction from the second power source unit 120 to the first power source unit 110 when the first external switch 130 is closed.

제2 외부 스위치(140)의 일단은 전원(111)의 양극과 일단이 연결된 외부 다이오드(119)의 타단과 연결되며, 타단은 일단이 부하(LOAD)와 연결되는 외부 다이오드(149)의 타단과 연결된다. One end of the second external switch 140 is connected to the other end of the external diode 119 connected to the positive electrode of the power source 111 and the other end is connected to the other end of the external diode 149 connected at one end to the load LOAD .

여기서, 외부 다이오드들(119, 149)은 제2 외부 스위치(140)가 닫히는 경우에 있어서 부하로부터 제1 전원부(110) 방향의 전류 도통을 차단한다.Here, the external diodes 119 and 149 block current conduction from the load in the direction of the first power source unit 110 when the second external switch 140 is closed.

외부 다이오드(129)는 일단이 전원(121)의 양극과 연결되며 타단이 부하(LOAD) 및 외부 다이오드(149)의 일단과 연결되어 부하로부터 제2 전원부(120) 방향의 전류 도통을 차단한다.One end of the external diode 129 is connected to the anode of the power source 121 and the other end of the external diode 129 is connected to the load LOAD and one end of the external diode 149 to block current conduction from the load in the direction of the second power source 120.

전술한 연결관계 및 회로에 따라 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)가 부하(LOAD)에 전원을 공급함에 있어서, 내부 스위치(115, 125), 제1 외부 스위치(130), 제2 외부 스위치(140)가 각각 개폐됨에 따라 전원(111) 및 전원(121)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. When the first power source unit 110 and the second power source unit 120 supply power to the load LOAD according to the connection relationship and the circuit described above, the internal switches 115 and 125, the first external switch 130, As the two external switches 140 are opened and closed, the power source 111 and the power source 121 may be connected to each other in series or in parallel.

제어부(20)는 내부 스위치(115, 125), 제1 외부 스위치(130), 제2 외부 스위치(140) 각각을 개폐하도록 제어하여, 제1 전원부(110) 및 제2 전원부(120)가 직렬 연결 또는 병렬 연결되도록 제어한다.
The control unit 20 controls the internal switches 115 and 125, the first external switch 130 and the second external switch 140 to be opened and closed so that the first power source unit 110 and the second power source unit 120 are connected in series Connected or connected in parallel.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치에 있어서 중첩회로(10)가 직렬연결로 동작하는 경우와 병렬연결로 동작하는 경우로 나누어 설명하도록한다.Hereinafter, in an electrolytic apparatus according to an embodiment of the present invention, in a device in which a DC voltage or current is superimposed for efficient control of electric energy, when the superposition circuit 10 operates in a serial connection or in a parallel connection .

1) 직렬연결로 동작하는 경우(제1 외부 스위치(130) - 열림, 제2 스위치(140) - 열림, 내부 스위치들(115, 125) - 닫힘)1) operating in a series connection (first external switch 130-open, second switch 140-open, internal switches 115, 125-close)

제1 전원부(110)와 제2 전원부(120)가 직렬연결되는 경우를 살펴보면, 제어부(20)는 제1 외부 스위치(130) 및 제2 외부 스위치(140)가 열리도록 하여 전류가 차단되도록 제어하고, 내부 스위치들(115, 125)는 닫히도록 하여 전류가 도통되도록 제어한다. When the first power source unit 110 and the second power source unit 120 are connected in series, the controller 20 controls the first external switch 130 and the second external switch 140 to open, And the internal switches 115 and 125 are closed to control the current to be turned on.

이 때, 제1 전원부(110)의 전류는 양극 단자①에서부터 노드⑧을 거쳐 노드⑨로 흘러 제2 전원부(120)의 내부 다이오드(123)를 거쳐 노드⑤에서 제2 전원부(120)의 전압과 중첩되어 전류가 흐르게 된다. 이의 전류는 노드⑥을 거쳐 부하(LOAD)로 흐르게 된다. 부하(LOAD)를 거친 전류는 음극 단자⑦로 흐르게 된다. At this time, the current of the first power source unit 110 flows from the positive terminal 1 through the node 8 to the node 9 through the internal diode 123 of the second power source unit 120 and the voltage of the second power source unit 120 at the node So that current flows. And its current flows through the node (6) to the load (LOAD). The current through the load (LOAD) flows to the negative terminal ⑦.

이에 따라 전원부(110,120)가 각각 일 단위V, 일 단위A라면 부하(LOAD)에 걸리는 전압과 전류는 이 단위V와 일 단위A가 된다.
Accordingly, if the power supply units 110 and 120 are one unit V and one unit A, respectively, the voltage and the current to be applied to the load LOAD become one unit A with the unit V. [

2) 병렬연결로 동작하는 경우(제1 외부 스위치(130) - 닫힘, 제2 스위치(140) - 닫힘, 내부 스위치들(115, 125) - 열림)2) operating in parallel connection (first external switch 130-closed, second switch 140-closed, internal switches 115,125-open)

제1 전원부(110)와 제2 전원부(120)가 병렬연결되는 경우를 살펴보면, 제어부(20)는 제1 외부 스위치(130) 및 제2 외부 스위치(140)가 닫히도록 하고, 내부 스위치들(115, 125)는 열리도록 제어한다. The controller 20 may be configured to allow the first external switch 130 and the second external switch 140 to be closed and the first external power switch 110 and the second external power switch 120 to be turned on, 115, and 125 are opened.

병렬연결에 대하여 살펴보면, 제1 전원부(110)전류는 양극 단자①에서부터 외부 다이오드(119)와 노드②를 거쳐 노드⑥에서 제2 전원부(120)의 전류와 중첩된다. 동시에 제2 전원부(120)전류는 양극⑤에서부터 외부 다이오드(129)를 거쳐 노드⑥에서 제1 전원부(110)의 전류와 중첩된다. 중첩된 전류는 부하(LOAD)로 흐르게 된다. 부하(LOAD)를 거친 전류는 음극 단자⑦로 흐르게 된다. In parallel connection, the current of the first power source unit 110 is superposed on the current of the second power source unit 120 from the anode terminal 1 through the external diode 119 and the node 2 through the node 6. At the same time, the current of the second power source unit 120 is superimposed on the current of the first power source unit 110 from the anode ⑤ through the external diode 129 and from the node ⑥. The superimposed current flows into the load LOAD. The current through the load (LOAD) flows to the negative terminal ⑦.

이에 따라 전원부(110,120)가 각각 일 단위V, 일 단위A라면 부하에 걸리는 전압과 전류는 일 단위V와 이 단위A가 된다.
Accordingly, when the power source units 110 and 120 are one unit V and one unit A, respectively, the voltage and current to be applied to the load are V per day and unit A, respectively.

3) 실험예3) Experimental Example

이하, 부하(LOAD)는 물분해를 위한 전해 장치이고 전원부(110, 120)를 병렬로 연결하고, 전류를 30A 및 40A로 고정하고 1대의 전원부와 2대의 전원부를 비교 실험하여 1차 입력측의 전력 절감효과를 측정하였다. 이의 측정은 아래 표 1 및 2와 같다.Hereinafter, the load LOAD is an electrolytic apparatus for water decomposition, and the power supply units 110 and 120 are connected in parallel. The currents are fixed at 30 A and 40 A, and a comparison between one power supply unit and two power supply units, Saving effect. The measurements are shown in Tables 1 and 2 below.

(표 1 - 전류를 30A로 고정하여 실험)(Table 1 - Experiment with current fixed at 30A) 항 목 Item 출력 2차측 Output secondary side 입력 1차측(220V)Input primary (220V) 전압Voltage 전류electric current 전압Voltage 평균 소모
전력량
Average consumption
Amount of electricity
비고Remarks
전원 1개 연결One power connection 7.8V7.8V 30A30A 220V220V 900Wh 900Wh 100%100% 전원 2개 병렬 연결Two power connections Parallel connection 5.35V5.35V 각15AEach 15A 220V220V 800Wh800Wh 88.9%88.9% 입력 1차측
절감%
Input primary
Reduction%
11.1%11.1%

(표 2 - 전류를 40A로 고정하여 실험)(Table 2 - Experiment with fixed current of 40A) 항목Item 출력 2차측Output secondary side 입력 1차측(220V)Input primary (220V) 전압Voltage 전류electric current 전압Voltage 평균 소모
전력량
Average consumption
Amount of electricity
비고Remarks
전원 1개 연결One power connection 12.1V12.1V 40A40A 220V220V 1,200Wh 1,200Wh 100%100% 전원 2개 병렬 연결Two power connections Parallel connection 7V7V 각20A20A each 220V220V 1,100Wh 1,100Wh 91.7%91.7% 입력 1차측
절감%
Input primary
Reduction%
8.3%8.3%

위의 실험값에서 보는 바와 같이 부하(전해장치)와 연결되는 경우 전원의 병렬연결에 의하여 출력 2차측의 전해 전압을 낮추어 줌으로써 입력 1차측 전력에서 절감효과가 나타남을 확인 할 수 있다.
As shown in the above experimental data, it can be confirmed that when the load is connected to the electrolytic device, the electrolytic voltage of the secondary side of the output is lowered by the parallel connection of the power source, thereby reducing the power at the input primary side.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 중첩회로,
110: 제1 전원부,
120: 제2 전원부,
111, 121: 전원,
115, 125: 내부 스위치,
130: 제1 외부 스위치,
140: 제2 외부 스위치,
113, 123: 내부 다이오드,
119, 129, 139, 149: 외부 다이오드,
20: 제어부.
10: superposition circuit,
110: first power supply unit,
120: second power supply unit,
111 and 121: power source,
115, 125: internal switch,
130: first external switch,
140: second external switch,
113, 123: internal diodes,
119, 129, 139, 149: external diodes,
20: Control section.

Claims (5)

일단은 전원(111)의 양극과 연결되며 타단은 일단이 상기 전원(111)의 음극과 연결되는 내부 스위치(115)의 타단과 연결되는 내부 다이오드(113)를 포함하는 제1 전원부(110)와, 일단은 전원(121)의 양극과 연결되며 타단은 일단이 상기 전원(121)의 음극과 연결되는 내부 스위치(125)의 타단과 연결되는 내부 다이오드(123)를 포함하는 제2 전원부(120)와, 일단은 상기 전원(121)의 음극과 연결되며 타단은 일단이 상기 전원(111)의 음극 및 전해장치인 부하(LOAD)와 연결되는 외부 다이오드(139)의 타단과 연결되는 제1 외부 스위치(130)와, 일단은 상기 전원(111)의 양극과 일단이 연결된 외부 다이오드(119)의 타단과 연결되며, 타단은 일단이 상기 부하(LOAD)와 연결되는 외부 다이오드(149)의 타단과 연결되는 제2 외부 스위치(140)와, 일단이 상기 전원(121)의 양극과 연결되며 타단이 상기 부하(LOAD) 및 상기 외부 다이오드(149)의 일단과 연결되는 외부 다이오드(129)를 포함하되, 상기 전원(111)의 양극은 상기 내부 다이오드(123)의 타단 및 상기 내부 스위치(125)의 타단이 연결된 노드와 연결되는 것인 중첩회로(10); 및
상기 내부 스위치(115, 125) 및 외부 스위치(130, 140)를 각각 개폐하도록 제어하여, 상기 제1 전원부(110) 및 상기 제2 전원부(120)가 직렬 연결 또는 병렬 연결되도록 제어하는 제어부(20);를 포함하되,
상기 제어부(20)는,
상기 중첩회로(10)의 상기 제1 전원부(110) 및 상기 제2 전원부(120)가 직렬연결로 동작하기 위하여 상기 제1 외부 스위치(130) 및 상기 제2 외부 스위치(140)가 열리도록 제어하고 상기 내부 스위치들(115, 125)은 닫히도록 제어하는 것이고, 상기 중첩회로(10)의 상기 제1 전원부(110) 및 상기 제2 전원부(120)가 병렬연결로 동작하기 위하여, 상기 제1 외부 스위치(130) 및 상기 제2 외부 스위치(140)가 닫히도록 제어하고 상기 내부 스위치들(115, 125)은 열리도록 제어하는 것
인 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치.
A first power supply unit 110 including an internal diode 113 connected to the other end of an internal switch 115 having one end connected to the positive electrode of the power supply 111 and the other end connected to the negative electrode of the power supply 111, And an internal diode 123 connected to the other end of the internal switch 125 whose one end is connected to the positive electrode of the power source 121 and the other end is connected to the negative electrode of the power source 121, One end of which is connected to the cathode of the power source 121 and the other end of which is connected to the cathode of the power source 111 and a load LOAD which is an electrolytic device, The other end of the diode 119 is connected to the other end of the external diode 149 connected to the load LOAD at one end thereof and connected to the other end of the external diode 119 connected at one end thereof to the anode of the power source 111, , One end of which is connected to the positive electrode of the power source (121), and the other end Wherein the anode of the power supply 111 is connected to the other end of the internal diode 123 and the internal switch 125. The external diode 129 is connected to the load LOAD and one end of the external diode 149, The other end of which is connected to a connected node; And
The control unit 20 controls the first power supply unit 110 and the second power supply unit 120 to be connected in series or in parallel by controlling the internal switches 115 and 125 and the external switches 130 and 140 to be opened or closed, ), ≪ / RTI >
The control unit (20)
The first external switch 130 and the second external switch 140 are controlled so that the first power supply unit 110 and the second power supply unit 120 of the superposing circuit 10 operate in series connection The first power supply unit 110 and the second power supply unit 120 of the superimposing circuit 10 are operated in parallel to each other so that the internal switches 115 and 125 are closed, Controlling the external switch 130 and the second external switch 140 to be closed and the internal switches 115 and 125 to be opened
An apparatus for superimposing a DC voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 내부 다이오드(113)는 상기 전원(111)의 양극으로부터 음극 방향의 전류 도통을 차단하는 것이며, 상기 내부 다이오드(123)는 상기 전원(121)의 양극으로부터 음극 방향의 전류 도통을 차단하는 것
인 전해 장치에 있어서 전기에너지의 효율적 제어를 위한 직류 전압 또는 전류를 중첩한 장치.
The method according to claim 1,
The internal diode 113 interrupts current conduction from the anode of the power source 111 in the negative direction and the internal diode 123 interrupts current conduction from the anode of the power source 121 in the negative direction
An apparatus for superimposing a DC voltage or current for efficient control of electric energy in an electrolytic apparatus.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006014542A (en) * 2004-06-29 2006-01-12 Sharp Corp Power supply circuit
KR20100067664A (en) * 2007-09-18 2010-06-21 파나소닉 주식회사 Power supply system
KR101236953B1 (en) 2012-09-14 2013-02-25 (주)가람이앤씨 The high-efficient solar ray planting way
JP2013507895A (en) 2009-10-08 2013-03-04 ドウ コカム フランス エスアエス Battery comprising a plurality of electrical energy generating elements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006014542A (en) * 2004-06-29 2006-01-12 Sharp Corp Power supply circuit
KR20100067664A (en) * 2007-09-18 2010-06-21 파나소닉 주식회사 Power supply system
JP2013507895A (en) 2009-10-08 2013-03-04 ドウ コカム フランス エスアエス Battery comprising a plurality of electrical energy generating elements
KR101236953B1 (en) 2012-09-14 2013-02-25 (주)가람이앤씨 The high-efficient solar ray planting way

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