KR102276024B1 - 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈 - Google Patents

무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 UPS(Uninterruptible Power Supply) 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 UPS 모듈에 적용될 수 있는 무순단 전원 공급 장치(STS, Static Transfer Switch)에 관한 것으로, 직류 전원의 양극단과 음극단 중 어느 하나에 연결되는 하나의 반도체 정류 소자와, 상기 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 우회 전로와, 상기 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 우회 전로가 폐로되도록 상기 차단기를 제어하며, 상기 차단기에 의해 상기 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어하는 제어부를 구비하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 UPS 모듈{A STS(STATIC TRANSFER SWITCH) AND AN UPS(UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY) MODULE WITH THE STS}
본 발명은 UPS(Uninterruptible Power Supply) 모듈에 대한 것으로, 보다 상세하게는 UPS 모듈에 적용될 수 있는 무순단 전원 공급 장치(STS, Static Transfer Switch)에 관한 것이다.
현재는 기술의 발달에 따라 산업 시스템이 고도화되는 추세에 있으며, 이러한 고도화된 산업 시스템에 따라 자동화 및 고속화된 산업 기기들이 운용되고 있다.
이러한 산업 기기들의 자동화 및 고속화에 따라 상기 산업 기기들의 전력을 공급하는 전력 계통에 문제가 발생하는 경우, 정전에 따른 막대한 피해가 발생할 수 있다. 또한 상기 전력 계통의 문제는 전력을 공급받는 산업 기기들 자체의 손상을 가져올 수 있으므로 그 피해는 더욱 커질 수 있다. 따라서 이러한 갑작스러운 정전 또는 이상 전류 등과 같은 전력 계통의 문제가 발생하는 경우에, 일정량의 전류가 충전된 배터리를 이용하여 부하, 즉 산업 기기들에 대체 전력을 공급하는 UPS 모듈을 도입함으로써, 상용 전원의 전력 계통에 이상이 발생하는 경우에도 안정적인 전력이 공급될 수 있도록 한다.
그런데, 통상적으로 UPS 모듈은 배터리를 이용하여 대체 전력을 공급한다. 따라서 배터리에 충전된 전류가 모두 방전되는 경우 부하로의 전력 공급이 중단된다는 문제가 있었다.
이처럼 통상적인 UPS 장치는 배터리의 충전 용량에 따라 대체 전력의 공급 시간이 한정되므로, 보다 높은 충전 용량을 가지는 배터리가 요구되었다. 그러나 배터리의 경우 충전 용량에 따라 가격이 결정되므로, 배터리의 충전 용량에 따라 UPS 장치의 가격이 상승한다는 문제가 있다.　
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 배터리 뿐만 아니라 예비 전원(이하 Bypass 전원)과 연결되는 경로를 더 구비하고, 상기 예비 전원을 통해 전력을 공급받을 수 있도록 하는 UPS 모듈이 등장하였다. 이러한 UPS 모듈의 경우 배터리가 모두 방전된 이후에도 예비 전원으로부터 전력을 공급받아 부하에 전력을 공급할 수 있으므로, 배터리가 모두 방전되는 경우에도 부하에 전력이 공급될 수 있도록 하는 장점이 있다.
그러나 고도화된 산업 기기들의 경우 무순단 전력 공급이 요구되며, 이에 예비 전원이 연결되는 경우, 매우 짧은 시간 안에 상기 예비 전원이 연결된 경로로 전력 공급 경로의 스위칭이 이루어져야 한다는 문제가 있다. 따라서 상기 예비 전원으로의 전력 공급 경로 스위칭을 보다 짧은 시간 동안에 수행할 있도록 하는 방안들이 현재 활발하게 연구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 전원 공급 경로의 스위칭을 보다 고속으로 수행할 수 있도록 하는 무순단 전원 공급 제어 장치 및 UPS 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 상용 전원과 배터리로부터 공급되는 전력이 중단도는 경우, 보다 짧은 시간 안에 예비 전원으로부터 전류를 공급받아 부하로 전달할 수 있는 무순단 전원 공급 제어 장치 및 UPS 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 스위치는, 직류 전원의 양극단과 음극단 중 어느 하나에 연결되는 하나의 반도체 정류 소자와, 상기 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 우회 전로와, 상기 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 우회 전로가 폐로되도록 상기 차단기를 제어하며, 상기 차단기에 의해 상기 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반도체 정류 소자는 실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도통 신호에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자와 상기 차단기를 동시에 제어하고, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 의해 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 전류가 먼저 도통되면, 상기 우회 전로의 폐로 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 전류의 도통이 중단되도록 상기 실리콘 제어 정류 소자를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1항의 반도체 정류 소자 및 상기 우회 전로가 연결된 상기 직류 전원의 극단과 다른 극단에 연결되는 제2 반도체 정류 소자와, 상기 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제2 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제2 우회 전로 및, 상기 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하며 상기 제어부에 의해 제어되는 제2 차단기를 더 구비하며, 상기 제어부는, 상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제2 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제2 차단기를 제어하며, 상기 제2 차단기에 의해 상기 제2 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 더 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반도체 정류 소자와 상기 제2 반도체 정류 소자는, 순방향 전류 방향이 상기 직류 전원의 전류 방향과 일치하도록 배치되어, 연결되는 직류 전원의 극성에 따라 서로 다른 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는,　상기 차단기로부터 수신된 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 우회 전로 또는 반도체 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 제어 장치는, 기 설정된 교류 전원으로부터 공급된 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 교류-직류 컨버터(Converter)와, 상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극에 각각 연결되는 제1 및 제2 반도체 정류 소자와, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 각각의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로와, 상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기 및 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 경유하는 제1 경로 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로를 경유하는 제2 경로 중 어느 하나를 통해, 상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극의 전류가 도통되도록 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 또는 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자는, 각각 실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on) 및, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 차단기로부터의 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로 또는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 제1 및 제2 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되기 전에 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되면, 상기 제1 경로를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통된 상태에서, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 경로 및, 상기 제2 경로 모두를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되며, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로된 상태에서, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자가 턴 오프되면, 상기 제2 경로만을 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 교류-직류 컨버터는, 복수의 정류 소자를 포함하는 정류 소자 브릿지를 포함하며, 상기 정류 소자는, 다이오드 또는 실리콘 제어 정류 소자임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기 설정된 교류 전원은, 상용 전원과 다른 경로로 부하에 전력을 공급하는 예비 전원이며, 상기 기 설정된 도통 신호는, 상기 예비 전원으로부터 공급되는 전류가 출력되도록 상기 제어부를 제어하는 신호로서, 상기 상용 전원과 연결된 다른 전원 공급 제어 장치로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제1 교류-직류 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급 제어 모듈과, 배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급 제어 모듈과, 예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제3 전원 공급 제어 모듈 및, 상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들의 출력단들이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 공통 출력단을 포함하며, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈은, 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는, 하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈은, 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자와, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로와, 상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통된 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 도통 신호는, 상기 제1 전원 공급 제어 모듈의 제1 제어부로부터 수신되며, 상기 제1 제어부는, 상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 차단기는, 상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로한 초기(default) 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 우회 전로를 폐로하며, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자는, 턴 오프(turn off) 된 초기 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 턴 온(turn on) 되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 및, 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이 각각은 복수의 회로 차단기를 포함하며, 상기 복수의 회로 차단기는, 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 연결하도록 형성된 초기 상태에서, 상기 상용 전원 또는 상기 배터리로부터 과전류가 유입되는 경우 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 차단하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 상용 전원 및 배터리와 연결되며, 상기 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 제1 교류-직류 컨버터와, 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하는 직류-직류 컨버터를 포함하며, 상기 제1 교류-직류 컨버터의 출력과 상기 직류-직류 컨버터의 출력이 서로 연결되어 형성되는 제1 출력단을 통해 상기 상용 전원으로부터 공급되는 전류 및 상기 배터리로부터 공급되는 전류 중 어느 하나를 출력하는 제1 모듈과, 예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제2 모듈 및, 상기 제1 출력단과 상기 제2 모듈의 출력단이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 모듈과 제2 모듈 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 제2 출력단을 포함하며, 상기 제2 모듈은, 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는, 하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 모듈은, 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제2 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(thyristor)와, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로와, 상기 제1 및 제2 우회 전로의 개로 또는 폐로를 제어하는 제1 및 제2 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 모듈은 제1 제어부에 의해 제어되며, 상기 제1 제어부는, 상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 무순단 전원 공급 제어 장치가 적용된 UPS 모듈의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 직류 전류를 입력받고, 하나의 실리콘 제어 정류 소자(thyristor) 및 상기 실리콘 제어 정류 소자를 우회하는 우회 전로 중 어느 하나를 통해 상기 입력된 직류 전류가 공급되도록 함으로써, 구비되는 실리콘 제어 정류 소자의 개수를 줄이고, 부하에 전류가 공급될 때까지의 소요 시간을 보다 단축할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 무순단 전원 공급 제어 장치의 전단에, 교류-직류 컨버터(Converter)를 구비하여 예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류가 일정 수준의 전압을 가지는 직류 전류로 변환되도록 하고, 변환된 직류 전류가 무순단 전원 공급 제어 장치로 공급되도록 함으로써, 상기 무순단 전원 공급 제어 장치가 하나의 실리콘 제어 정류 소자와 그 실리콘 제어 정류 소자를 우회하는 우회 전로 중 어느 하나를 통해 상기 예비 전원의 전류를 부하에 공급할 수 있도록 한다는　효과가 있다.
도 1은 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치에서, 제어부(100)의 제어에 따라 실리콘 제어 정류 소자 또는 우회 전로를 통해 예비 전원의 전류가 부하로 공급되는 과정을 설명하기 위한 예시도들이다.　
도 5는 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치를 구비하는 UPS 모듈의 실시 예를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치를 구비하는 UPS 모듈의 다른 실시 예를 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
먼저 도 1은 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(STS : Static Transfer Switch, 10)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명과 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(10)는 제어부(100)와 상기 제어부(100)에 의해 제어되는 스위치(130)를 구비할 수 있으며, 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환할 수 있는 교류-직류 컨버터(Converter, 120)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 스위치(130)의 양극단과 음극단은 각각 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단(양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N))을 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)에서 변환된 직류 전류가 출력될 수 있다.
여기서 교류-직류 컨버터(120)는 입력되는 다상의 교류 전류를 직류 전류로 변환할 수 있다. 이를 위해 교류-직류 컨버터(120)는 정류 소자들이 복수개 연결되는 브리지(bridge) 정류 회로를 포함할 수 있다. 상기 정류 소자들은 다이오드(diode) 또는 실리콘 제어 정류 소자(SCR)일 수 있다. 그러나 이하의 설명에서는 상기 정류 소자가 다이오드임을 가정하여 설명하기로 한다.
상기 교류-직류 컨버터(120)에 구비된 다이오드들은 도 1에서 보이고 있는 바와 같이 브리지(bridge) 형상으로 배선될 수 있다. 이 경우 입력되는 교류 전류가 3상(R상, S상, T상)의 교류 전류(110)인 경우라면, 상기 교류-직류 컨버터(120)는 상기 3상의 교류 전류(110)를 직류 전류로 변환하기 위해 도 1에서 보이고 있는 바와 브리지 형상으로 배선된 6개의 다이오드(D1 내지 D6)를 포함할 수 있다.
그리고 도 1에서 보이고 있는 바와 같이, 3상의 교류 전류(110)가 입력되는 경우, 각 상 전압(R상 전압/S상 전압/T상 전압)이 교류-직류 컨버터(120)의 각 다이오드에 인가될 수 있다. 보다 자세하게 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)에는 R상 전압이 인가되고, 제3 및 제4 다이오드(D3, D4)에는 S상 전압이 인가될 수 있다. 그리고 제5 및 제6 다이오드(D5, D6)에는 T상 전압이 인가될 수 있다. 그리고 각 다이오드는 각 상에 대응하는 전압을 전파 정류시킬 수 있다.
그리고 상기 교류-직류 컨버터(120)는 전파 정류된 각 상 전압(Vr/Vs/Vt)을 순차적으로 출력시킬 수 있다. 그러므로 출력되는 전압은 평활 작용을 받게 되고, 이에 교류-직류 컨버터(120)로 입력된 3상의 교류 전류는 직류 전류로 변환되어 출력될 수 있다.
한편 상기 3상의 교류 전류(110)와 교류-직류 컨버터(120) 사이에는 과전류 또는 아크로부터 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 회로를 보호할 수 있도록 MCCB(Molded CirCuit Breaker) 또는 ACB(Air Circuit Breaker)와 같은 차단기(112)를 및 적어도 하나 구비할 수 있다.　
그리고 스위치(130)는 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단 각각을 반도체 정류 소자와 차단기를 통해 병렬로 연결할 수 있다.
상기 반도체 정류 소자는 응답 속도 및 동작 속도가 기 설정된 속도 이상이며, 큰 전력을 제어할 수 있으며, 수명이 반영구적인 고속의 대전류, 고전압 스위칭 소자일 수 있다. 이러한 반도체 정류 소자의 예로 실리콘 제어 정류 소자(SCR : Silicon Controlled Rectifier, thyristor)를 들 수 있다. 이하의 설명에서는 상기 반도체 정류 소자로서 실리콘 제어 정류 소자가 구비되는 것을 가정하여 설명하기로 한다.
보다 자세하게, 상기 스위치(130)는 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 양극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P) 사이에 배치되는 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)는 순방향 전류 방향이, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 양극단 전류, 즉 양극 전류의 전류 방향에 일치하도록 배치될 수 있다.
그리고 스위치(130)는 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)의 입력단과 출력단을 연결하여, 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)를 우회하여 상기 교류-직류 컨버터(120) 출력단의 양극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P)을 연결하는 제1 우회 전로(電路, electric circuit)(131) 및, 상기 제1 우회 전로(131)의 개로 또는 폐로를 제어하는 제1 차단기(135)를 포함할 수 있다.
따라서 상기 교류-직류 컨버터(120)의 양극단은 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133) 또는 상기 제1 우회 전로(131)(제1 우회 전로(131)가 폐로된 경우) 중 어느 하나를 통해 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P)과 도통될 수 있다.
또한 상기 스위치(130)는 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 음극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 음극 출력단(N) 사이에 배치되는 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)는 순방향 전류 방향이, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 음극단 전류, 즉 음극 전류의 전류 방향에 일치하도록 배치될 수 있다.
그리고 스위치(130)는 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)의 입력단과 출력단을 연결하여, 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)를 우회하여 상기 교류-직류 컨버터(120) 출력단의 음극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 음극 출력단(N)을 연결하는 제2 우회 전로(132) 및, 상기 제2 우회 전로(132)의 개로 또는 폐로를 제어하는 제2 차단기(136)를 포함할 수 있다.
따라서 상기 교류-직류 컨버터(120)의 음극단은 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134) 또는 상기 제2 우회 전로(132)(제2 우회 전로(132)가 폐로된 경우) 중 어느 하나를 통해 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 음극 출력단(N)과 도통될 수 있다.
그리고 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134) 출력단 각각과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N) 각각의 사이에는, 제1 및 제2 DC 리액터(reacter)(141, 142)가 더 배치될 수 있다. 여기서 제1 및 제2 DC 리액터(reacter)(141, 142)는 직류 출력과 부하 사이의 유도 리액터로서, 고장 전류를 제한하거나 부하의 맥동을 제어할 수 있다.
한편 제어부(100)는 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 각 실리콘 제어 정류 소자또는 각 우회 전로 중 어느 하나를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되도록, 상기 제1, 2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134) 및 제1, 2 차단기(135, 136)를 제어할 수 있다.
여기서 상기 3상의 교류 전류(110)는 기 설정된 예비 전원(Bypass 전원)일 수 있다. 이 경우 상기 도통 신호는 상용 전원의 전력 계통에 발생한 문제로 인해, 배터리를 통해 대체 전력이 부하로 공급되는 상태에서 전력 공급이 중단되는 경우, 상기 예비 전원의 전력을 부하로 공급하기 위해 상기 제어부(100)로 전송되는 신호일 수 있다.　
이러한 경우 상기 도통 신호를 수신한 제어부(100)는 무순단 전원 공급을 위해 요구되는 시간(예 : 4ms) 이내에 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되도록 스위치(130)를 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되면, 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가, 직류 전류의 형태로 출력되어 부하(부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다.　
한편 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)는 소자의 특성상, 매우 빠른 응답 속도(동작 속도)를 가지므로 매우 짧은 시간 안에 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단(양극단 및 음극단)과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단(양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N))을 도통시킬 수 있다. 반면 반도체 소자이므로, 전류가 도통되는 시간이 길어지는 경우 그에 따른 발열이 발생할 수 있으며, 발열로 인한 회로 손상이 발생할 수 있다.　
한편 차단기(135,136)의 경우, 발열이 발생하지 않는다는 장점이 있으나, 응답 속도(동작 속도)가 느리므로 무순단 전원 공급을 위해 요구되는 시간 내에 교류-직류 컨버터(120)의 출력단(양극단 및 음극단)과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단(양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N))을 도통시키기 어렵다는 단점이 있다.
따라서 제어부(100)는 먼저 고속 스위칭이 가능한 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)시켜 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단을 도통시킬 수 있도록 한다. 그리고 우회 전로를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되면 상기 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하여, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통한 전류의 도통이 중단되도록 한다.
이에 따라 제어부(100)는 상기 무순단 전원 공급을 위해 요구되는 시간 내에 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되도록 하면서도, 상기 실리콘 제어 정류 소자의 발열에 따라 손상이 발생하는 것을 방지 할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(10)에서, 제어부(100)의 제어에 따라 실리콘 제어 정류 소자또는 우회 전로를 통해 예비 전원의 전류가 부하로 공급되는 과정을 보다 자세히 설명하기 위한 예시도들이다.
먼저, 기 설정된 도통 신호가 수신되지 않은 경우, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단은 서로 연결되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)는 턴 오프(turn off)된 상태일 수 있으며, 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)는 오픈(open)된 제1 및 제2 차단기(135, 136)에 의하여 개로된 상태일 수 있다.
이러한 상태에서, 상기 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)와 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)를 동시에 제어하여 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 턴 온(turn on) 시키고, 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)를 클로즈(close) 시킬 수 있다. 이 경우 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 턴 온 시키기 위한 제어 신호(턴 온 신호)들과 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)를 클로즈(close) 시키기 위한 제어 신호(클로즈 신호)들이 동시에 출력되어 스위치(130)로 입력될 수 있다(200).　
그러면 상기 턴 온 신호들과 클로즈 신호들은 각각 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)와 제1 및 제2 차단기(135, 136)에 동시에 수신될 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 실리콘 제어 정류 소자의 동작 속도가 차단기의 동작 속도보다 훨씬 빠르므로, 제1 및 제2 차단기(135, 136)가 클로즈되기 전에 먼저 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)가 턴 온 될 수 있다.
따라서 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)가 폐로 되기 전에, 턴 온된 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통될 수 있다. 이에 따라 도 2의 전류 출력 경로들(210, 220)에서 보이고 있는 바와 같이, 실리콘 제어 정류 소자들(133, 134)을 통해, 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가 직류 전류의 형태로 출력되어 부하(부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다.　
한편 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)는 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라, 먼저 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통된 상태에서 폐로될 수 있다.
이 경우 도 3에서 보이고 있는 바와 같이, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단은 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134) 뿐만 아니라 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)를 통해 도통될 수 있다. 따라서 도 3에서 보이고 있는 바와 같이, 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 경유하는 경로들(210, 220) 뿐만 아니라, 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)를 경유하는 경로들(310, 320)을 통해 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가 직류 전류의 형태로 출력되어 부하(부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다. 한편 부하로 전류가 공급되는 경로가 증가됨에 따라, 먼저 도통된 경로(제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 경유하여 전류가 공급되는 경로(210, 220))의 전압이 낮아질 수 있다.
한편 제1 및 제2 차단기(135, 136)가 클로즈됨에 따라, 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)가 폐로되었음을 감지할 수 있다(300). 예를 들어 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)로부터 피드백(Feedback) 신호를 수신하여 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)가 클로즈되었음을 판단할 수 있다. 또는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 경유하여 전류가 공급되는 경로(210, 220)의 전압 변화를 통해 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)의 폐로 여부를 감지할 수 있다. 또는 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)로부터 감지되는 전압에 근거하여 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)의 폐로 여부를 감지할 수도 있다.
그리고 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)의 폐로가 감지되면 제어부(100)는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)에 턴 오프 신호를 전송할 수 있다. 그러면 이를 수신한 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)는 턴 오프 상태로 전환될 수 있고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 통한 전류의 도통이 중단될 수 있다.
따라서 도 4에서 보이고 있는 바와 같이, 폐로된 제1 및 제2 우회 전로(131, 132) 만을 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통될 수 있다. 따라서 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가 직류 전류의 형태로, 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)를 통해 출력될 수 있다.　
도 2 내지 도 4에서 보이고 있는 바와 같이, 본 발명은 실리콘 제어 정류 소자와 차단기가 병렬로 연결될 수 있도록 하고, 기 설정된 도통 신호가 수신되면 차단기보다 먼저 실리콘 제어 정류 소자를 통해 예비 전원이 연결되도록 함으로써, 전력 공급의 중단 없이(무순단), 부하에 전력이 공급될 수 있도록 한다. 또한 동작 속도의 차이에 따라 차단기를 통해 예비 전원이 연결되면, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통한 예비 전원의 연결을 차단함으로써, 반도체 소자를 구비한 실리콘 제어 정류 소자에서 전류 도통에 따른 발열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 제어 장치(10)는 다상의 교류 전류를 공급하는 예비 전원에, 교류-직류 컨버터(120)를 연결하여 상기 다상의 교류 전류가 직류 전류로 변환될 수 있도록 한다. 또한 실리콘 제어 정류 소자가 턴 오프되고, 차단기가 오픈된 상태를 스위치(130)의 초기 상태로 유지되도록 함으로써, 상기 변환된 직류 전류가 상기 스위치(130)에 입력되는 상태에서 상기 스위치(130)를 통해 상기 부하로 전류가 흐르는 것을 차단하여, 기 설정된 도통 신호가 수신될 때까지 상기 차단부()의 입력단의 전압을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있도록 한다.
따라서 제어부(100)에 의해 스위치(130)가 제어되어 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10) 출력단이 도통되어, 상기 예비 전원의 전류가 부하로 흐르게 되면, 상기 전압이 유지되는 직류 전류가 스위치(130)를 통해 바로 부하(또는 부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다. 따라서 전류 변환(교류-직류 변환)에 소요되는 시간 없이 변환된 직류 전류가 바로 출력될 수 있으며, 이에 따라 상용 전원 및 배터리를 통한 전류의 공급이 중단되는 때에 무순단으로 상기 예비 전원의 전류를 부하로 공급할 수 있다.
이처럼 본 발명의 무순단 전원 공급 제어 장치(10)는, 직류 전류를 입력받고 입력된 직류 전류를 부하에 공급하는 것을 제어하는 장치로서, 도 1 내지 도 4에서 보이고 있는 바와 같이, 하나의 차단기가 하나의 실리콘 제어 정류 소자와 병렬 연결되는 구조를 가질 수 있다. 이처럼 서로 쌍(Pair)을 이루는 하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자를 통해 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 내부 구조를 보다 단순화시킬 수 있으며, 단순화된 구조에 따라 예비 전원의 전류가 부하로 공급될 때까지의 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
한편 도 5는 상술한 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(10)를 구비하는 UPS 모듈의 실시 예를 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 전원측 전력 변환부와 부하측 전력 변환부로 구분될 수 있다.
여기서 전원측 전력 변환부는, 복수의 전원 공급원을 포함하며, 상기 복수의 전원 공급원 각각으로부터 공급된 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 그리고 부하측 전력 변환부는 복수의 부하를 포함하며, 상기 전원측 전력 변환부에서 출력된 직류 전원을 구동 전원으로 변환하여 복수의 부하 각각에 공급할 수 있다.
먼저 전원측 전력 변환부는, 출력이 서로 연결된 복수의 전원 공급 제어 모듈(510, 520, 530)을 포함할 수 있다. 여기서 제1 전원 공급 제어 모듈(510)은 상용 전원(511)으로부터 공급되는 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 그리고 제2 전원 공급 제어 모듈(520)은 배터리(521)으로부터 공급되는 전원을 출력할 수 있다. 그리고 제3 전원 공급 제어 모듈(510)은 예비 전원(531)으로부터 공급되는 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 모듈로서, 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 교류-직류 컨버터(120)와 스위치(130)를 포함하는 무순단 전원 공급 제어 장치(10)를 포함할 수 있다.
한편 부하측 전력 변환부는 적어도 하나의 부하(560) 및, 상기 전원측 전력 변환부로부터 공급받은 직류 전원을 구동 전원으로 변환하는 적어도 하나의 변환부(550)를 포함할 수 있다. 여기서 변환부(550)는 상기 부하(60)가 교류 전원으로 구동되는 부하인지 직류 전원으로 구동되는 부하인지 여부에 따라 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 또는 직류 전원을 다른 전압의 직류 전원으로 변환하는 인버터를 적어도 하나 포함할 수 있다. 그리고 각각의 인버터는 각각의 부하에 연결되어, 연결된 인버터를 통해 변환된 전원이 구동 전원으로 각 부하에 공급될 수 있다.
한편 전원측 전력 변환부를 구성하는 각 전원 공급 제어 모듈들(510, 520, 530)의 출력단들은 서로 연결되어 하나의 공통 출력단을 형성할 수 있다. 그리고 상기 부하측 전력 변환부는 상기 공통 출력단에 연결되어, 상기 공통 출력단을 통해 공급되는 직류 전류를 구동 전원으로 변환하여 부하에 공급할 수 있다.
전원측 전력 변환부를 구성하는 전원 공급 제어 모듈들을 보다 자세히 살펴보면, 먼저 상용 전원(511)에 연결되어, 상기 상용 전원(511)으로부터 전원을 공급받는 제1 전원 공급 제어 모듈(510)은, 상용 전원(511)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제1 교류-직류 컨버터(513)를 구비할 수 있다.
그리고 상기 상용 전원(511)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 제1 교류-직류 컨버터(513)를 보호하기 위한 제1-1 차단기(512)가 상기 제1 교류-직류 컨버터(513)와 상용 전원(511) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 상기 공통 출력단과 상기 제1 교류-직류 컨버터(513) 사이에, 상기 공통 출력단을 포함하는 내부 시스템을 보호하기 위한 제1-2 차단기(514)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 전원 공급 제어 모듈(510)의 전반적인 동작 및 상기 제1 전원 공급 제어 모듈(510)의 각 구성부를 제어하기 위한 제1 제어부(515)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1-1 차단기(512) 및 제1-2 차단기(514)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태(회로가 연결된 상태)를 유지할 수 있다.
그리고 배터리(521)에 연결되어, 상기 배터리(521)로부터 전원을 공급받는 제2 전원 공급 제어 모듈(520)은, 배터리(521)로부터 입력되는 직류 전류를 안정화하거나 다른 전압의 직류 전류로 변환하기 위한 직류-직류 컨버터(523)를 구비할 수 있다.
그리고 이상 전압 또는 이상 전류의 발생시 상기 직류-직류 컨버터(523)를 보호하기 위한 제2-1 차단기(522)가 상기 직류-직류 컨버터(523)와 배터리(521) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 상기 공통 출력단과 상기 직류-직류 컨버터(523) 사이에, 상기 공통 출력단을 포함하는 내부 시스템을 보호하기 위한 제2-2 차단기(524)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2 전원 공급 제어 모듈(520)의 전반적인 동작 및 상기 제2 전원 공급 제어 모듈(520)의 각 구성부를 제어하기 제2 제어부(525)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제2-1 차단기(522) 및 제2-2 차단기(524)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태(회로가 연결된 상태)를 유지할 수 있다.
한편 예비 전원(531)에 연결되어, 상기 예비 전원(531)으로부터 전원을 공급받는 제3 전원 공급 제어 모듈(510)은, 예비 전원(531)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제2 교류-직류 컨버터(120)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 예비 전원(531)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)를 보호하기 위한 제3 차단기(532)가 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 예비 전원(531) 사이에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제3 차단기(532)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
그리고 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단 사이에, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기가 병렬로 연결되는 스위치(130)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 스위치(130)를 제어하기 위한 제3 제어부(535)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제3 제어부(535)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)의 제어부(100)일 수 있다. 이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 상기 스위치(130), 그리고 상기 제3 제어부(535)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)를 구성할 수 있다.
따라서 상기 스위치(130)는 오픈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 제3 제어부(535)에 의해 상태가 변경되지 않는 이상 개방된 상태(회로 연결이 차단된 상태)를 유지할 수 있다.
한편 전원측 전력 변환부는, 각 전원 공급 제어 모듈들(510, 520, 530)의 제어부들(515, 525, 535)에 의해, 어느 하나의 전원 공급 제어 모듈이 상기 공통 출력단을 통해 직류 전류를 공급하도록 제어될 수 있다.
보다 바람직하게, 상용 전원(511)에 연결된 상기 제1 전원 공급 제어 모듈(510)의 제1 제어부(515)가 메인 제어부일 수 있으며, 이 경우 상기 메인 제어부의 제어에 따라 어느 하나의 전원 공급 제어 모듈이 상기 공통 출력단을 통해 직류 전류를 공급할 수 있다.
보다 자세하게, 제1 제어부(515)는 먼저 제1 전원 공급 제어 모듈을 통해 전원이 공급되도록 제어할 수 있다. 따라서 상용 전원(511)에서 공급되는 교류 전류가 제1 교류-직류 컨버터(513)를 통해 직류 전류로 변환될 수 있으며, 변환된 직류 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
이러한 상태에서 상용 전원(511)의 전력 계통에 이상이 발생하는 경우, 예를 들어 과전류가 발생하는 경우 제1-1 차단기(512) 또는 제1-2 차단기(514)가 오픈되면서 상용 전원(511)과 상기 공통 출력단과의 연결이 차단될 수 있다.
이 경우 공통 출력단에 연결된 제2 전원 공급 제어 모듈(520) 또는 제3 전원 공급 제어 모듈(530)을 통해 부하측 전력 변환부에 전원이 공급될 수 있는데, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈(530)의 경우 스위치(130)는 디폴트 상태가 오픈된 상태로서, 상기 회로가 연결되지 않은 상태이므로, 제2 전원 공급 제어 모듈(520)을 통해 배터리(512)로부터 공급되는 직류 전류가 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.　
한편 이처럼 배터리(512)의 직류 전류가 부하측 전력 변환부에 공급되는 상태에서, 상기 상용 전원(511)이 복구되는 경우, 제1 제어부(515)는 오픈된 제1-1 차단기(512) 또는 제1-2 차단기(514)를 다시 클로즈하여 상기 상용 전원(511)을 다시 연결할 수 있다. 그러면 다시 상용 전원(511)으로부터 공급되는 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
그런데, 상용 전원(511)이 복구되기 전에 배터리(512)가 모두 방전되는 경우, 제2 제어부(525)는 배터리(511)의 방전을 알리는 피드백 신호를 메인 제어부인 제1 제어부(515)에 전송할 수 있다. 그러면 제1 제어부(515)는 기 설정된 도통 신호를 제3 제어부(535)에 전송하고, 제3 제어부(535)는 스위치(130)를 제어하여 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단을 서로 도통시킬 수 있다.
이 경우 제3 제어부(535)는 상기 병렬 연결된 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 회로를 연결하기 위한 제어 신호(예 : 실리콘 제어 정류 소자에 대한 턴 온 신호, 차단기에 대한 클로즈 신호)를 스위치(130)에 입력할 수 있다. 그러면 상기 제어 신호는 상기 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 입력될 수 있다.
한편 비록 제어 신호가 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 수신되는 경우라고 할지라도, 동작 속도가 훨씬 빠른 실리콘 제어 정류 소자가 차단기보다 먼저 회로를 연결할 수 있다. 이에 1차적으로 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통되고, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다. 따라서 상기 배터리(512)가 모두 방전되는 경우에 무순단으로 상기 예비 전원(531)의 전류가 공급될 수 있다.
한편 제어 신호를 수신한 스위치(130)의 차단기는, 동작 속도의 차이에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자 보다 늦게 회로를 연결할 수 있다. 따라서 2차적으로 상기 차단기를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통될 수 있다.
이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 상기 실리콘 제어 정류 소자를 경유하는 제1 경로 및, 상기 차단기를 경유하는 제2 경로 모두를 통해 연결될 수 있다. 이 경우 상기 제1 경로 및 제2 경로를 경유하여, 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
한편 제3 제어부(535)는 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이, 상기 제2 경로를 통해 연결된 경우 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프하는 제어 신호를 스위치(130)에 입력할 수 있다.
그러면 실리콘 제어 정류 소자는 턴 오프 되고, 결과적으로 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 차단기를 경유하는 제2 경로 하나만을 통해 연결될 수 있다. 이에 상기 제2 경로를 경유하여 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
한편 상술한 도 5의 설명에서는 상용 전원(511)과 연결된 전원 공급 제어 모듈(제1 전원 공급 제어 모듈)과 배터리(521)와 연결된 전원 공급 제어 모듈(제2 전원 공급 제어 모듈)이 각각 독립된 모듈로 구비되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 제1 전원 공급 제어 모듈과 제2 전원 공급 제어 모듈은 하나의 모듈로 통합될 수도 있음은 물론이다.
도 6은 이처럼 상용 전원(511)으로부터 전원을 공급받는 전원 공급 제어 모듈과 배터리(521)로부터 전원을 공급받는 전원 공급 제어 모듈이 통합된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈의 예를 보이고 있는 것이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈을 살펴보면, 상기 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 상용 전원(601) 및 배터리(611)로부터 전원을 공급받는 통합 모듈(600)과 예비 전원(531)으로부터 전원을 공급받는 예비 모듈(630)을 포함하는 전원측 전력 변환부 및, 적어도 하나의 부하(560) 및 적어도 하나의 변환부(550)를 포함하는 부하측 전력 변환부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 상기 전원측 전력 변환부의 통합 모듈(600) 및 예비 모듈(630)의 출력단들은 서로 연결되어 하나의 공통 출력단을 형성할 수 있다. 그리고 상기 부하측 전력 변환부는 상기 공통 출력단에 연결되어, 상기 공통 출력단을 통해 공급되는 직류 전류를 구동 전원으로 변환하여 부하에 공급할 수 있다.
이를 자세히 살펴보면, 먼저 통합 모듈(600)은 상용 전원(601)과 상기 상용 전원(601)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제1 교류-직류 컨버터(603), 그리고 상기 상용 전원(601)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 제1 교류-직류 컨버터(603)를 보호하기 위한 제1 차단기(602)를 포함할 수 있다.
또한 통합 모듈(600)은 배터리(611)와 상기 배터리(611)로부터 입력되는 직류 전류를 안정화하거나 다른 직류 전류로 변환하기 위한 직류-직류 컨버터(613), 그리고 상기 배터리(611)로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc)로부터 직류-직류 컨버터(613)를 보호하기 위한 제2 차단기(612)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1 교류-직류 컨버터(603)와 상기 직류-직류 컨버터(613)의 출력단은 서로 연결되어 하나의 출력단을 형성할 수 있다. 그리고 상기 제1 교류-직류 컨버터(603)와 상기 직류-직류 컨버터(613)의 출력단이 연결되어 형성된 하나의 출력단과 상기 공통 출력단 사이에, 상기 공통 출력단을 포함하는 내부 시스템을 보호하기 위한 통합 차단기(620)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1 차단기(602), 제2 차단기(612) 및 통합 차단기(620)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
한편 상기 예비 모듈(630)은, 예비 전원(531)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제2 교류-직류 컨버터(120)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 예비 전원(531)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)를 보호하기 위한 제3 차단기(532)가 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 예비 전원(531) 사이에 배치될 수 있다.
여기서 상기 제3 차단기(532)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
그리고 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단 사이에, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기가 병렬로 연결되는 스위치(130)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 스위치(130)를 제어하기 위한 제2 제어부(655)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제2 제어부(655)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)의 제어부(100)일 수 있다. 이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 상기 스위치(130), 그리고 상기 제3 제어부(655)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)를 구성할 수 있다.
따라서 상기 스위치(130)는 오픈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 제2 제어부(535)에 의해 상태가 변경되지 않는 이상 개방된 상태(회로 연결이 차단된 상태)를 유지할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈의 동작 과정을 살펴보면, 먼저 제1 제어부(640)는 상용 전원(601)에서 공급되는 교류 전류를 제1 교류-직류 컨버터(513)를 통해 직류 전류로 변환하고, 변환된 직류 전류를 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급할 수 있다.
이러한 상태에서 상용 전원(601)의 전력 계통에 이상이 발생하는 경우, 제1 차단기(602)가 오픈되면서 상용 전원(511)과 상기 공통 출력단과의 연결이 차단될 수 있다. 그러면 상기 통합 모듈(600)의 배터리(512)로부터 직류 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부로 공급될 수 있다.
한편 상용 전원(601)이 복구되기 전에 배터리(602)가 모두 방전되는 경우, 제1 제어부(650)는 기 설정된 도통 신호를 제2 제어부(655)에 전송할 수 있다. 그러면 제2 제어부(655)는 스위치(130)를 제어하여 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단을 서로 도통시킬 수 있다.
이 경우 제3 제어부(535)는 상기 병렬 연결된 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 회로를 연결하기 위한 제어 신호(예 : 실리콘 제어 정류 소자에 대한 턴 온 신호, 차단기에 대한 클로즈 신호)를 스위치(130)에 입력할 수 있다. 그러면 상기 제어 신호는 상기 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 입력될 수 있다.
그러면 동작 속도가 훨씬 빠른 실리콘 제어 정류 소자가, 차단기보다 먼저 회로를 연결할 수 있다. 이에 1차적으로 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통되고, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다. 따라서 상기 배터리(611)가 모두 방전되는 경우에 무순단으로 상기 예비 전원(531)의 전류가 공급될 수 있다.
한편 제어 신호를 수신한 스위치(130)의 차단기는, 동작 속도의 차이에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자 보다 늦게 회로를 연결할 수 있다. 따라서 2차적으로 상기 차단기를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통될 수 있다.
이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 상기 실리콘 제어 정류 소자를 경유하는 제1 경로 및, 상기 차단기를 경유하는 제2 경로 모두를 통해 연결될 수 있다. 이 경우 상기 제1 경로 및 제2 경로를 경유하여, 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
한편 제2 제어부(655)는 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 상기 제2 경로를 통해 연결된 경우, 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프하는 제어 신호를 스위치(130)에 입력할 수 있다. 그러면 실리콘 제어 정류 소자는 턴 오프 되고, 결과적으로 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 차단기를 경유하는 제2 경로 하나만을 통해 연결될 수 있다. 이에 상기 제2 경로를 경유하여 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 무순단 전원 공급 제어 장치의 제어부(100) 또는 UPS 모듈의 각 전원 공급 제어 모듈들 중 적어도 하나의 제어부를 포함할 수 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (21)

  1. 직류 전원의 양극단과 음극단 중 어느 하나에 연결되는 하나의 반도체 정류 소자;
    상기 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 우회 전로;
    상기 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 차단기; 및
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 우회 전로가 폐로되도록 상기 차단기를 제어하며, 상기 차단기에 의해 상기 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,　
    상기 차단기로부터 수신된 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 우회 전로 또는 반도체 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 정류 소자는
    실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 하는 스위치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 도통 신호에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자와 상기 차단기를 동시에 제어하고, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 의해 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 전류가 먼저 도통되면, 상기 우회 전로의 폐로 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 전류의 도통이 중단되도록 상기 실리콘 제어 정류 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 스위치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1항의 반도체 정류 소자 및 상기 우회 전로가 연결된 상기 직류 전원의 극단과 다른 극단에 연결되는 제2 반도체 정류 소자;
    상기 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제2 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제2 우회 전로; 및,
    상기 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하며 상기 제어부에 의해 제어되는 제2 차단기;를 더 구비하며, 상기 제어부는,
    상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제2 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제2 차단기를 제어하며, 상기 제2 차단기에 의해 상기 제2 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 더 제어하는 것을 특징으로 하는 스위치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 정류 소자와 상기 제2 반도체 정류 소자는,
    순방향 전류 방향이 상기 직류 전원의 전류 방향과 일치하도록 배치되어, 연결되는 직류 전원의 극성에 따라 서로 다른 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치.
  6. 삭제
  7. 기 설정된 교류 전원으로부터 공급된 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 교류-직류 컨버터(Converter);
    상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극에 각각 연결되는 제1 및 제2 반도체 정류 소자;
    상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 각각의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로;
    상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기; 및
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 경유하는 제1 경로 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로를 경유하는 제2 경로 중 어느 하나를 통해, 상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극의 전류가 도통되도록 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 또는 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자는,
    각각 실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on) 및, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며,
    실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 및 제2 차단기로부터의 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로 또는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 제1 및 제2 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되기 전에 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되면, 상기 제1 경로를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되고,
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통된 상태에서, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 경로 및, 상기 제2 경로 모두를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되며,
    상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로된 상태에서, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자가 턴 오프되면, 상기 제2 경로만을 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 교류-직류 컨버터는,
    복수의 정류 소자를 포함하는 정류 소자 브릿지를 포함하며,
    상기 정류 소자는,
    다이오드 또는 실리콘 제어 정류 소자임을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 기 설정된 교류 전원은,
    상용 전원과 다른 경로로 부하에 전력을 공급하는 예비 전원이며,
    상기 기 설정된 도통 신호는,
    상기 예비 전원으로부터 공급되는 전류가 출력되도록 상기 제어부를 제어하는 신호로서, 상기 상용 전원과 연결된 다른 전원 공급 제어 장치로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  14. 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제1 교류-직류 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급 제어 모듈;
    배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급 제어 모듈;
    예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제3 전원 공급 제어 모듈; 및,
    상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들의 출력단들이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 공통 출력단을 포함하며,
    상기 제3 전원 공급 제어 모듈은,
    서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　
    상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는,
    하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 하는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 모듈.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈은,
    상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자;
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로;
    상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기; 및,
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며,
    실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통된 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 도통 신호는,
    상기 제1 전원 공급 제어 모듈의 제1 제어부로부터 수신되며,
    상기 제1 제어부는,
    상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 차단기는,
    상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로한 초기(default) 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 우회 전로를 폐로하며,
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자는,
    턴 오프(turn off) 된 초기 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 턴 온(turn on) 되는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 및, 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이 각각은 복수의 회로 차단기를 포함하며,
    상기 복수의 회로 차단기는,
    상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 연결하도록 형성된 초기 상태에서, 상기 상용 전원 또는 상기 배터리로부터 과전류가 유입되는 경우 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 차단하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  19. 상용 전원 및 배터리와 연결되며, 상기 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 제1 교류-직류 컨버터와, 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하는 직류-직류 컨버터를 포함하며, 상기 제1 교류-직류 컨버터의 출력과 상기 직류-직류 컨버터의 출력이 서로 연결되어 형성되는 제1 출력단을 통해 상기 상용 전원으로부터 공급되는 전류 및 상기 배터리로부터 공급되는 전류 중 어느 하나를 출력하는 제1 모듈;
    예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제2 모듈; 및,
    상기 제1 출력단과 상기 제2 모듈의 출력단이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 모듈과 제2 모듈 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 제2 출력단을 포함하며,
    상기 제2 모듈은,
    서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　
    상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는,
    하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 하는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 모듈.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 모듈은,
    상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제2 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(thyristor);
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로;
    상기 제1 및 제2 우회 전로의 개로 또는 폐로를 제어하는 제1 및 제2 차단기; 및,
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며,
    실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 모듈은 제1 제어부에 의해 제어되며,
    상기 제1 제어부는,
    상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
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