KR101608212B1 - 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치 - Google Patents

배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치는, 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하되, 상기 측정된 전압이 입력되는 입력단과 상기 측정된 전압을 출력하는 출력단이 절연된 제1 전압 측정부, 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하는 제2 전압 측정부 및 상기 제1 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압과 상기 제2 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 경보 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

Description

배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치{UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY WITH BATTERY MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 수단을 이용하여 배터리의 전압을 측정하고, 배터리 내부 온도를 측정하여 배터리의 전압을 제어할 뿐만 아니라, 배터리가 정상적으로 동작하는지 여부를 사전에 확인할 수 있도록 하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치에 관한 것이다.
무정전 전원 공급 장치는 상용 전원에 정전과 같은 장애가 발생하였을 때, 부하에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 장치이다. 이를 위해, 무정전 전원 공급 장치는 평상시 배터리에 전력을 저장하였다가 비상시 부하에 배터리에 저장된 전력을 공급하게 된다.
무정전 전원 공급 장치 등에 사용되는 배터리 팩은 복수의 배터리 모듈이 서로 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 연결되어 구성된다.
이러한 배터리들은 안정성과 수명 향상, 고출력을 얻기 위해 항상 적정한 충전 상태가 유지되어야 한다. 이를 위해, 배터리의 상태를 수시를 측정하고 측정된 상태에 따라 배터리를 관리해주는 것이 필요하다.
특히, 배터리의 충전 상태를 정확하게 측정하기 위해서는 배터리 잔여 용량(SOC : State Of Charge)을 정확하게 산출하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 배터리 잔여 용량을 측정하기 위한 배터리의 전압은 주변 온도의 영향에 의해 실제값과 다르게 측정될 수 있다.
이 경우, 배터리에 전력을 공급하는 컨버터가 오작동을 일으켜 배터리의 전압을 기준치 이상으로 상승시키게 된다. 이는 배터리의 수명 저하, 배터리 폭발을 야기하므로 배터리의 전압을 정확하게 측정하는 방법이 필요하다.
또한, 무정전 전원 공급 장치 내부의 온도 영향으로 피드백 배터리 전압에 오차가 발생되어, 실제 배터리 전압보다 낮은 전압이 측정되면 무정전 전원 공급 장치가 배터리의 전압을 상승시키게 되는바, 폭발과 같은 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 주변 온도의 영향을 최소화하여 배터리를 안정적으로 구동시킬 수 있는 관리 방법이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주변 환경에 영향을 받지 않고 배터리의 전압을 정확하기 측정할 수 있는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 배터리를 구성하는 복수의 셀 중 불량셀을 검출할 수 있는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치 는 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하되, 상기 측정된 전압이 입력되는 입력단과 상기 측정된 전압을 출력하는 출력단이 절연된 제1 전압 측정부, 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하는 제2 전압 측정부 및 상기 제1 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압과 상기 제2 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 경보 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전압 측정부는, 제1 저항값을 갖는 제1 저항부 및 상기 제1 저항값보다 큰 제2 저항값을 갖는 제2 저항부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전압 측정부는,상기 제1 저항부에 인가되는 전압을 측정하고, 상기 제1 저항부에 인가된 전압을 증폭하여 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 전압 측정부는 상기 제어부와 절연되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 전압 측정부는, 상기 측정된 전압을 상기 제어부에 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배터리의 내부 온도를 측정하는 온도 센싱부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 배터리 내부 온도와 기 설정된 기준 온도의 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 대응되는 전압이 상기 배터리에서 출력되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 다음과 같은 수식에 의해 상기 배터리의 출력 전압을 결정할 수 있다. 배터리 전압= ΔTⅹK_P 여기에서, ΔT는 상기 배터리의 내부 온도와 기 설정된 기준 온도와의 차이, KP는 기 설정된 상수이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 배터리에 직류 전압을 공급하는 컨버터의 출력 전압을 기 설정된 크기 만큼 낮추는 제어 신호를 출력하고, 상기 배터리가 상기 컨버터에서 낮아진 출력 전압만큼의 전압을 출력할 때, 상기 배터리의 전압 강하를 측정하는 검출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 정상 상태인 배터리의 전압 강하 특성과 상기 검출부에서 측정된 상기 배터리의 전압 강하 특성을 비교하여 상기 배터리가 정상 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치에 따르면, 배터리를 보다 안정적으로 동작 시켜 수명을 연장 시킬 수 있을 뿐만 아니라 배터리 폭발과 같은 사고를 미연에 방지할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전압 측정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 제2 전압 측정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 상술한 기능을 모두 실행할 수 있는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치 (100)는 제1 전압 측정부(110), 제2 전압 측정부(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 도 1에 도시된 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치(100)에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소가 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치는 상용 전원에 전압 변동, 주파수 변동, 순간 정전, 과도 전압 등으로 인한 장애가 발생했을 때, 부하에 양질의 전력을 안정적으로 공급하기 위해 배터리(200)에 전력을 저장해 두었다가 제어부(130)의 제어에 의해 배터리(200)에 저장된 전력을 부하에 공급하도록 할 수 있다.
제1 전압 측정부(110)는 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하되, 상기 측정된 전압이 입력되는 입력단과 상기 측정된 전압을 출력하는 출력단을 절연되어 있을 수 있다.
이를 위해, 제1 전압 측정부(100)는 배터리의 출력 전압이 인가되는 복수의 저항부를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 저항부 각각은 서로 다른 저항값을 가지는바, 그 저항값에 비례하여 서로 다른 전압이 인가된다.
복수의 저항부 중 적어도 하나의 저항부에 인가된 전압은 제어부(130)로 출력된다. 제어부(130)는 제1 전압 측정부(110)에서 출력된 전압값으로 배터리(200)의 출력 전압을 측정할 수 있게 된다.
한편, 제1 전압 측정부(110)의 일단과 연결되는 배터리(200)는 고전압을 출력하는 구성이다. 예를 들어, 400V의 전압이 제1 전압 측정부(110)의 일단에 입력될 수 있다.
반면, 제1 전압 측정부(110)의 타단과 연결되는 제어부(130)는 저전압으로 동작한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 5V 전압으로 동작할 수 있다.
따라서, 제1 전압 측정부(110)의 일단과 타단이 연결될 경우 상호 간섭 현상이 발생하여 회로의 안정성을 해칠 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전압 측정부(110)의 입력단과 출력단은 절연될 수 있다.
관련하여, 제1 전압 측정부(110)의 구체적인 구조는 도 2에서 상세하게 설명하도록 한다.
제2 전압 측정부(120)는 배터리(200)의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력한다. 구체적으로, 제2 전압 측정부(120)는 제어부(130)와 연결된 통신선을 통해 측정 전압을 전송할 수 있다.
한편, 제1 전압 측정부(110)와 마찬가지로 제2 전압 측정부(120)의 일단과 연결되는 배터리(200)는 고전압으로 동작하고 타단과 연결되는 제어부(130)는 저전압으로 동작하는바 상호 간섭 현상이 발생되지 않도록 해야 한다.
이를 위해, 제1 전압 측정부(110)와 같이 제2 전압 측정부(120) 내부의 입력단과 출력단이 절연되는 것이 아니고, 제2 전압 측정부(120)와 제어부(130)가 절연되어 있을 수 있다. 이에, 상호 간섭 현상 없이 안정적으로 배터리(200)의 전압을 측정할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
제어부(130)는 제1 전압 측정부(110)에서 측정된 배터리(200)의 출력 전압과 제2 전압 측정부(120)에서 측정된 배터리(200)의 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 경보 신호를 출력한다.
바람직하게는, 제1 전압 측정부(110)와 제2 전압 측정부(120)에서 측정된 배터리(200)의 전압이 동일해야 한다. 그러나, 주변 환경의 영향 등으로 인해 배터리(200)의 전압이 잘못 측정된 경우 제1 전압 측정부(110)와 제2 전압 측정부(120)에서 측정된 배터리(200)의 전압이 달라질 수 있다.
배터리(200)의 전압이 잘못 측정된 경우, 무정전 전원 공급 장치의 컨버터가 오작동하게 되어 배터리의 수명 저하 및 폭발 현상을 불러일으킨다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 두 전압 측정부(110, 112)에서 측정된 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면, 배터리(200)의 전압이 잘못 측정된 것으로 판단하고 경보 신호를 출력한다.
따라서, 사용자는 배터리(200)의 전압이 잘못 측정되었음을 인지하고 그에 따른 조치를 취할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전압 측정부를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전압 측정부(110)는 제1 저항부(111), 제2 저항부(112), 입력단(113) 및 출력단(114)을 포함한다. 다만, 도 2에는 본 발명의 실시예와 관련있는 구성요소들만이 도시되어 있는바, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소가 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
제1 저항부(111) 및 제2 저항부(112)는 소정의 저항값을 갖는 저항으로 구현될 수 있다. 이때, 제2 저항부(112)의 저항값이 제1 저항부(111)의 저항값보다 더 큰 값을 가질 수 있다.
제1 전압 측정부(110)에 입력되는 배터리(200)의 전압은 전압 분배 법칙에 따라 제1 저항부(111) 및 제2 저항부(112)에 인가된다. 제1 저항부(111)에 인가된 전압은 입력단(113)에 입력되고 이 전압이 출력단(114)을 통해 제어부(130)에 전달된다. 이때, 입력단(113)에 입력된 제1 저항부(111)에 인가된 전압은 소정의 크기로 증폭되어 출력단(114)에 전달될 수도 있다.
제어부(130)는 제1 전압 측정부(110)의 출력단(114)에서 출력되는 전압값을 통해 배터리(200)의 전압을 측정할 수 있게 된다.
한편, 입력단(113)과 출력단(114)은 서로 다른 전압으로 동작하는 배터리(200)와 제어부(130)가 상호 간섭 현상을 일으키는 것을 방지하기 위해 절연되어 있을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 제2 전압 측정부를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전압 측정부(120)는 마이컴(121) 및 통신부(122)를 포함한다. 다만, 도 3에는 본 발명의 실시예와 관련있는 구성요소들만이 도시되어 있는바, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소가 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
배터리(200)의 출력 전압이 제2 전압 측정부(120)에 입력되면, 배터리(200)의 출력 전압이 제2 전압 측정부(120)에 포함된 복수의 저항에 분배된다.
또한, 배터리(200)의 출력 전압 중 일부가 OP-AMP에 입력된다. 이후, 마이컴(121)이 OP-AMP의 출력 전압을 측정하여 이를 통신부(122)에 전달하면 통신부(122)는 OP-AMP의 출력 전압을 제어부(130)로 전송한다.
제어부(130)는 제2 전압 측정부(120)의 통신부(122)에서 전송된 OP-AMP의 출력 전압으로 배터리(200)의 전압을 측정할 수 있게 된다. 이때, 제2 전압 측정부(120)와 제어부(130)는 절연이 되어 있어, 배터리(200)와 제어부(130) 간에 간섭 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 전압 측정부로 배터리(200)의 전압을 측정하고, 측정된 두 전압의 차이로 측정된 전압값의 정확도를 판단하면 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
무정전 전원 공급 장치의 온도가 상승되면 배터리(200)의 내부 온도도 상승하게 된다. 배터리(200) 내부의 온도 상승은 배터리(200) 전압 상승을 야기하는바, 배터리의 수명저하 및 배터리 폭발 사고를 일으킬 수 있다.
이에, 도 4에 도시된 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치 (100)는 배터리 내부 온도를 측정하는 온도 센싱부(140)를 더 포함할 수 있다. 온도 센싱부(140)에서 측정된 배터리(200)의 내부 온도에 따라 제어부(130)는 배터리(200)의 전압을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 배터리(200)의 내부 온도와 기 설정된 기준 온도와의 차이값을 산출하고, 그 차이값에 대응되는 전압이 배터리(200)에서 출력되도록 제어할 수 있다.
이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112015110744041-pat00001
Figure 112015110744041-pat00002
여기에서, Kp는 기 설정된 상수이다.
즉, 제어부(130)에 의해 주변 온도를 반영한 전압이 배터리(200)에서 출력되도록 제어되는바, 주변 온도가 상승함에 따라 배터리(200)의 전압이 상승하여 배터리가 열화되거나 폭발이 발생하는 사고를 미연에 방지할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치(100)는 배터리(200)의 방전시험을 통해 배터리(200)에 불량셀이 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 배터리(200)를 임의로 방전시켜 배터리(200)의 전압 강하 특성을 검출할 수 있다. 이를 위해, 제어부(130)는 컨버터(미도시)의 출력 전압을 기 설정된 크기만큼 낮추는 제어 신호를 출력할 수 있다.
여기에서, 컨버터는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치(100)의 일 구성요소로써, 무정전 전원 공급 장치에 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 무정전 전원 공급 장치의 직류 정격 출력 전압이 100V인 경우, 컨버는 상술한 100V의 전압을 출력하여야 한다.
이때, 제어부(130)가 컨버터의 출력 전압을 정격 전압보다 낮은 값으로 설정하면, 그 차이만큼의 전압이 배터리(200)에서 출력되는바, 배터리(200)의 전압이 강하하게 된다.
상술한 예에서, 컨버터의 출력 전압을 임의로 80V로 낮추면, 부하의 정격 전압인 100V와의 차이만큼의 전압이 배터리(200)에서 출력되는바, 배터리(200)의 전압이 강하하게 된다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치(100)는 배터리(200)가 컨버터에서 낮아진 출력 전압만큼의 전압을 출력할 때, 배터리(200)의 전압 강하를 측정하는 검출부(150)를 더 포함할 수 있다.
이후, 제어부(130)는 검출부(150)에서 측정된 배터리(200)의 전압 강하 특성과 정상 상태인 배터리의 전압 강하 데이터를 비교하여, 배터리(200)가 정상 상태인지 여부를 확인할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 검출부(150)에서 측정된 배터리(200)의 전압 강하 특성과 정상 상태인 배터리의 전압 강하 특성이 동일하거나, 그 차이가 기 설정된 범위를 초과하지 않으면 배터리(200)가 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 상술한 기능을 모두 실행할 수 있는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치(100)는 상술한 복수의 전압 측정부(110, 120), 온도 센싱부(140) 및 검출부(150)를 모두 포함할 수 있다. 이에, 배터리(200)의 출력 전압을 정확하게 측정할 수 있고, 배터리(200)의 내부 온도에 따라 출력 전압을 제어할 수 있으며, 배터리(200)가 불량셀을 포함하는지 여부를 검출할 수 있다.
따라서, 배터리(200)를 보다 안정적으로 동작 시켜 수명을 연장 시킬 수 있을 뿐만 아니라 배터리 폭발과 같은 사고를 미연에 방지할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하되, 상기 측정된 전압이 입력되는 입력단과 상기 측정된 전압을 출력하는 출력단이 절연된 제1 전압 측정부;
    배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하는 제2 전압 측정부; 및
    상기 제1 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압과 상기 제2 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 경보 신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 제1 전압 측정부는,
    제1 저항값을 갖는 제1 저항부; 및
    상기 제1 저항값보다 큰 제2 저항값을 갖는 제2 저항부를 포함하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전압 측정부는,
    상기 제1 저항부에 인가되는 전압을 측정하고, 상기 제1 저항부에 인가된 전압을 증폭하여 출력하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
  4. 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하되, 상기 측정된 전압이 입력되는 입력단과 상기 측정된 전압을 출력하는 출력단이 절연된 제1 전압 측정부;
    배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하는 제2 전압 측정부; 및
    상기 제1 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압과 상기 제2 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 경보 신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 제2 전압 측정부는 상기 제어부와 절연되어 있는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 전압 측정부는,
    상기 측정된 전압을 상기 제어부에 전송하는 통신부를 포함하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
  6. 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하되, 상기 측정된 전압이 입력되는 입력단과 상기 측정된 전압을 출력하는 출력단이 절연된 제1 전압 측정부;
    배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하는 제2 전압 측정부; 및
    상기 제1 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압과 상기 제2 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 경보 신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 배터리의 내부 온도를 측정하는 온도 센싱부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 내부 온도와 기 설정된 기준 온도의 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 대응되는 전압이 상기 배터리에서 출력되도록 제어하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다음과 같은 수식에 의해 상기 배터리의 출력 전압을 결정하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
    Figure 112016013226735-pat00003

    여기에서, ΔT는 상기 배터리의 내부 온도와 기 설정된 기준 온도와의 차이, KP는 기 설정된 상수임.
  8. 배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하되, 상기 측정된 전압이 입력되는 입력단과 상기 측정된 전압을 출력하는 출력단이 절연된 제1 전압 측정부;
    배터리의 출력 전압을 입력 받아 복수의 저항에 분배하고, 상기 복수의 저항 중 하나에서 측정된 전압을 출력하는 제2 전압 측정부; 및
    상기 제1 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압과 상기 제2 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 경보 신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 배터리에 직류 전압을 공급하는 컨버터의 출력 전압을 기 설정된 크기 만큼 낮추는 제어 신호를 출력하고,
    상기 배터리가 상기 컨버터에서 낮아진 출력 전압만큼의 전압을 출력할 때, 상기 배터리의 전압 강하를 측정하는 검출부를 더 포함하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    정상 상태인 배터리의 전압 강하 특성과 상기 검출부에서 측정된 상기 배터리의 전압 강하 특성을 비교하여 상기 배터리가 정상 상태인지 여부를 판단하는 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200009203A (ko) 2018-07-18 2020-01-30 (주)예성엔지니어링 무정전 전원 장치의 배터리 보호 시스템 및 그 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008098171A (ja) 2006-10-16 2008-04-24 Samsung Sdi Co Ltd バッテリー管理システム及びその作動方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008098171A (ja) 2006-10-16 2008-04-24 Samsung Sdi Co Ltd バッテリー管理システム及びその作動方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101887905B1 (ko) * 2016-12-09 2018-08-13 현대오트론 주식회사 고전압 배터리 전압 모니터링 및 이상전압 진단 장치 및 방법
KR20200009203A (ko) 2018-07-18 2020-01-30 (주)예성엔지니어링 무정전 전원 장치의 배터리 보호 시스템 및 그 방법

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