KR102294554B1 - System and method for uninterruptible power supply - Google Patents

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KR102294554B1 KR1020170061780A KR20170061780A KR102294554B1 KR 102294554 B1 KR102294554 B1 KR 102294554B1 KR 1020170061780 A KR1020170061780 A KR 1020170061780A KR 20170061780 A KR20170061780 A KR 20170061780A KR 102294554 B1 KR102294554 B1 KR 102294554B1
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고병철
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Abstract

본 발명에는 무정전 전원 공급 장치가 제공된다. 상기 무정전 전원 공급 장치는 제1 직류 전원을 제1 접속 노드로 출력하는 제1 정류기, 제1 배터리와 제1 BMS(Battery Management System)를 포함하는 제1 비상 전원부, 상기 제1 접속 노드와 연결되고, 제2 접속 노드에서 상기 제1 비상 전원부와 연결되는 제1 비상 전원 공급부, 및 상기 제1 정류기, 상기 제1 비상 전원 공급부, 및 상기 제1 비상 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 비상 전원 공급부는 서로 간에 병렬로 연결된 제1 DC 초퍼와 제1 바이패스 회로를 포함한다.The present invention provides an uninterruptible power supply. The uninterruptible power supply is connected to a first rectifier for outputting a first DC power to a first connection node, a first emergency power supply including a first battery and a first BMS (Battery Management System), and the first connection node, and , a first emergency power supply unit connected to the first emergency power supply unit at a second connection node, and a control unit for controlling operations of the first rectifier, the first emergency power supply unit, and the first emergency power supply unit; The first emergency power supply includes a first DC chopper and a first bypass circuit connected in parallel to each other.

Description

무정전 전원 공급 시스템 및 방법{System and method for uninterruptible power supply}Uninterruptible power supply system and method {System and method for uninterruptible power supply}

본 발명은 전원 공급 시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로 무정전 전원 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply system, and more particularly to an uninterruptible power supply system.

일반적으로 신뢰성있고 지속적인 동작이 요구되는, 수전/배전반의 계전기 및 차단기의 동작을 제어하기 위해 직류 전원을 공급한다. 공급전원과 수전/배전반 사이에 완충 장비로서, 무정전 전원 공급 시스템(Uninterruptible Power Supply, UPS)이 설치되어 운용되고 있다. UPS는 공급된 교류 전원을 1차적으로 AC/DC 변환하여 직류 전원을 생성한다. 그리고, 이 직류 전원을 SID(Silicon Dropper)를 거쳐 전압을 강압(step-down)시킨 후 수전/배전반에 공급한다. 또한, 변환된 직류 전원은 배터리를 충전시키기 위해 사용된다. In general, DC power is supplied to control the operation of the relay and circuit breaker of the power receiving/distribution panel, which requires reliable and continuous operation. An uninterruptible power supply system (Uninterruptible Power Supply, UPS) is installed and operated as a buffering device between the supply power and the power receiving/switching board. The UPS primarily converts the supplied AC power to AC/DC to generate DC power. Then, the DC power is supplied to the power receiver/switchboard after step-down of the voltage through the SID (Silicon Dropper). In addition, the converted DC power is used to charge the battery.

그러나, SID를 통한 강압은 열을 발생시키기 때문에 효율이 약 84% 로 낮다. 또한 SID 고장시에는, 배터리 충전전압이 부하에 그대로 인가되는 단점을 가지고 있다. 또한, 수전/배전반에 사용되는 UPS는 모두 납축 배터리를 이용한다. 납축 배터리는 양극 활물질 탈락, 양극 격자(GRID) 부식, 음극 활물질 파손, 또는 격리판 파손 등의 원인으로 고장이 잦으며, 부동 충전시 가스 발생으로 폭발 위험이 있으므로 이를 대비한 방폭구조가 필요하다. 또한, 납축 배터리는 수명이 약 7년으로 매우 짧고, 납축 배터리의 셀 단위로 전압, 전류, 및 온도등의 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 없는 단점이 있다.However, the step-down through the SID generates heat, so the efficiency is as low as about 84%. Also, when the SID fails, the battery charging voltage is applied to the load as it is. In addition, all UPSs used in power/distribution panels use lead-acid batteries. Lead-acid batteries frequently fail due to anode active material dropout, cathode grid (GRID) corrosion, anode active material breakage, or separator breakage. In addition, lead-acid batteries have a very short lifespan of about 7 years, and have disadvantages in that it is not possible to continuously monitor states such as voltage, current, and temperature in units of cells of the lead-acid battery.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 무정전 전원 공급 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an uninterruptible power supply system.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 무정전 전원 공급 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an uninterruptible power supply method.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 제1 직류 전원을 제1 접속 노드로 출력하는 제1 정류기, 제1 배터리와 제1 BMS(Battery Management System)를 포함하는 제1 비상 전원부, 상기 제1 접속 노드와 연결되고, 제2 접속 노드에서 상기 제1 비상 전원부와 연결되는 제1 비상 전원 공급부, 및 상기 제1 정류기와 상기 제1 비상 전원 공급부와 상기 제1 비상 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 비상 전원 공급부는 서로 간에 병렬로 연결된 제1 DC 초퍼와 제1 바이패스 회로를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템이 본 발명에서 제공된다.According to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, a first rectifier for outputting a first DC power to a first connection node, a first including a first battery and a first BMS (Battery Management System) an emergency power supply unit, a first emergency power supply unit connected to the first connection node and connected to the first emergency power supply unit at a second connection node, and the first rectifier and the first emergency power supply unit and the first emergency power supply unit The present invention provides an uninterruptible power supply system including a control unit for controlling an operation, and the first emergency power supply unit including a first DC chopper and a first bypass circuit connected in parallel to each other.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 제어부가 제1 직류 전원의 출력 여부를 판단하고, 제1 정류기가 제1 직류 전원을 출력하는 경우, 상기 제어부는 제1 DC 초퍼를 동작시키고, 상기 제1 DC 초퍼는 상기 제1 직류 전원을 승압하여, 제1 배터리를 충전하되, 상기 제1 DC 초퍼의 동작 오류시, 제1 바이패스 회로는 대기상태로 전환하고, 상기 제1 정류기가 상기 제1 직류 전원을 비출력하는 경우, 상기 제어부는 상기 제1 DC 초퍼를 동작시키고, 상기 제1 DC 초퍼는 상기 제1 배터리로부터, 상기 제1 배터리의 전압을 강압하여, 제2 직류 전원으로 출력하되, 상기 제1 DC 초퍼의 동작 오류시, 상기 제어부는 상기 제1 바이패스 회로를 동작시키고, 상기 제1 바이패스 회로는 제1 접속 노드에 상기 제1 배터리의 전압을 출력하는 것을 포함하는 무정전 전원 공급 방법이 본 발명에서 제공된다.According to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, when the control unit determines whether the first DC power is output, and the first rectifier outputs the first DC power, the control unit is the first DC chopper is operated, and the first DC chopper boosts the first DC power to charge the first battery, and when the first DC chopper has an operation error, the first bypass circuit switches to a standby state, 1 When the rectifier does not output the first DC power, the control unit operates the first DC chopper, and the first DC chopper steps down the voltage of the first battery from the first battery, output as DC power, and when an operation error of the first DC chopper occurs, the control unit operates the first bypass circuit, and the first bypass circuit outputs the voltage of the first battery to a first connection node An uninterruptible power supply method comprising that is provided in the present invention.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 제1 비상 전원부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 내지 6은 각각 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 다른 개략적인 블록도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic block diagram of an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a control unit included in the uninterruptible power supply system of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a first emergency power supply included in the uninterruptible power supply system of the present invention.
4 to 6 are each another schematic block diagram of an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
7 is a flowchart of an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
8 is a view for explaining a process of controlling the operation of the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 개략적인 블록도이다. 1 is a schematic block diagram of an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 제1 정류기(110), 제1 비상 전원부(120), 제1 비상 전원 공급부(130), 제어부(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention may include a first rectifier 110 , a first emergency power supply unit 120 , a first emergency power supply unit 130 , and a control unit 140 . can

제1 정류기(110)는 IGBT(insulated gate bipolar mode transistor) 정류기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제1 정류기(110)는 교류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하는 것을 수행할 수 있다. The first rectifier 110 may include an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT) rectifier, but is not limited thereto. The first rectifier 110 may convert AC power to first DC power.

제1 비상 전원부(120)는 정전 사고시 부하(150)로 비상 전원을 공급하는 비상 전원 공급 소스(emergency power supply source)가 될 수 있다. 제1 비상 전원부(120)는 제1 배터리(122)와 제1 BMS(Battery Management System, 124)를 포함할 수 있다. The first emergency power supply unit 120 may be an emergency power supply source for supplying emergency power to the load 150 in the event of a power outage. The first emergency power unit 120 may include a first battery 122 and a first Battery Management System (BMS) 124 .

제1 비상 전원 공급부(130)는 정전 상태에서 제1 비상 전원부(120)로부터 부하(150)로 비상 전원을 공급하는 통로가 될 수 있다. 예를 들어, 정전 상태는 제1 정류기(110)가 제1 직류 전원을 출력하지 않는 상태일 수 있다. 제1 비상 전원 공급부(130)는 제1 DC 초퍼(DC chopper, 132)와 제1 바이패스 회로(134)를 포함할 수 있다. 제1 DC 초퍼(132)와 제1 바이패스 회로(134)는 예를 들어, 병렬로 연결되어 있다. 제1 바이패스 회로(134)는 SCR(Silicon controlled rectifier), IGBT 및 전자접촉기를 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. The first emergency power supply 130 may be a passage for supplying emergency power from the first emergency power supply 120 to the load 150 in a power failure state. For example, the blackout state may be a state in which the first rectifier 110 does not output the first DC power. The first emergency power supply 130 may include a first DC chopper 132 and a first bypass circuit 134 . The first DC chopper 132 and the first bypass circuit 134 are connected in parallel, for example. The first bypass circuit 134 may include, but is not limited to, a silicon controlled rectifier (SCR), an IGBT, and an electromagnetic contactor.

제1 접속 노드(N1)는 제1 정류기(110)의 출력단과 제1 비상 전원 공급부(130)의 일단이 연결되는 지점일 수 있다. 또, 제1 접속 노드(N1)와는 다른 제2 접속 노드(N2)는, 제1 비상 전원 공급부(130)의 다른 일단과 제1 비상 전원부(120)가 연결되는 지점일 수 있다. 제1 접속 노드(N1)와 제2 접속 노드(N2)의 전압은 특정 시점에 같을 수는 있으나, 물리적으로 분리되어 있는 서로 다른 노드이다. The first connection node N1 may be a point at which an output terminal of the first rectifier 110 and one end of the first emergency power supply 130 are connected. Also, the second connection node N2 different from the first connection node N1 may be a point at which the other end of the first emergency power supply unit 130 and the first emergency power supply unit 120 are connected. The voltages of the first connection node N1 and the second connection node N2 may be the same at a specific time, but are physically separated from each other.

제어부(140)는 제1 정류기(110), 제1 비상 전원부(120), 제1 비상 전원 공급부(130)를 제어할 수 있다. 제어부(140)는 CPU(142)와 I/O 단자(144)를 포함할 수 있다. The controller 140 may control the first rectifier 110 , the first emergency power supply unit 120 , and the first emergency power supply unit 130 . The controller 140 may include a CPU 142 and an I/O terminal 144 .

정상적인 상태인 경우, 제어부(140)는 제1 DC 초퍼(132)를 턴 온(turn on)할 수 있다. 이때, 제1 DC 초퍼(132)는 제1 직류 전원의 전압(VS)을 승압(step-up)하여, 제1 배터리(122)를 배터리전압(VB)으로 부동충전할 수 있다. 예를 들어, 정상적인 상태는 제1 정류기(110)가 제1 직류 전원을 출력하는 상태일 수 있다. In a normal state, the controller 140 may turn on the first DC chopper 132 . In this case, the first DC chopper 132 may step-up the voltage VS of the first DC power source to float charge the first battery 122 to the battery voltage VB. For example, the normal state may be a state in which the first rectifier 110 outputs the first DC power.

정상적인 상태에서 제1 DC 초퍼(132)가 오작동 하는 경우, 제어부(140)는, 제1 DC 초퍼(132)를 턴 오프(turn off)할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 제1 바이패스 회로(134)를 대기 상태로 전환할 수 있다. 예를 들어, 대기 상태는, 제1 직류 전원이 자기 접촉(magnetic contact, MC)을 턴 온 하는 즉시, 제1 바이패스 회로(134)를 통해 제1 배터리(122)의 배터리전압(VB)이 제1 접속 노드(N1)으로 인가될 수 있는 상태를 의미할 수 있다. 더욱 상세하게는 후술하도록 한다. When the first DC chopper 132 malfunctions in a normal state, the controller 140 may turn off the first DC chopper 132 . In this case, the controller 140 may switch the first bypass circuit 134 to a standby state. For example, in the standby state, as soon as the first DC power source turns on a magnetic contact (MC), the battery voltage VB of the first battery 122 through the first bypass circuit 134 is It may mean a state that can be applied to the first access node N1. In more detail, it will be described later.

정전 상태인 경우, 제어부(140)는 제1 정류기(110)를 턴 오프할 수 있고, 제1 DC 초퍼(132)를 턴 온 상태로 유지시킬 수 있다. 이때, 제1 DC 초퍼(132)는 제1 접속 노드(N1)로 제2 직류 전원을 공급하는 통로가 될 수 있다. 예를 들어, 제2 직류 전원은 제1 배터리(122)로부터 제1 DC 초퍼(132)를 통해 부하(150)로 공급되는 전원일 수 있다. 제1 배터리(122)가 제2 직류 전원을 공급하는 것은, 제1 DC 초퍼(132)가 제1 배터리(122)의 배터리전압(VB)을 강압(step-down)하여 제1 접속 노드(N1)에 인가시킴으로써 이루어질 수 있다.In the case of a power failure, the controller 140 may turn off the first rectifier 110 and maintain the first DC chopper 132 in a turned on state. In this case, the first DC chopper 132 may be a passage for supplying the second DC power to the first connection node N1 . For example, the second DC power may be power supplied from the first battery 122 to the load 150 through the first DC chopper 132 . When the first battery 122 supplies the second DC power, the first DC chopper 132 steps-down the battery voltage VB of the first battery 122 to the first connection node N1 . ) can be achieved by applying

정전 상태에서 제1 DC 초퍼(132)가 오작동하는 경우, 제어부(140)는 제1 정류기(110) 및 제1 DC 초퍼(132)를 턴 오프할 수 있고, 제1 바이패스 회로(134)를 턴 온할 수 있다. 이때, 제1 바이패스 회로(134)는 제1 접속 노드(N1)로 제1 배터리(122)의 전원을 공급하는 통로가 될 수 있다. 제1 배터리(122)의 전원을 공급하는 것은, 제1 바이패스 회로(134)가 제1 배터리(122)의 배터리전압(VB)을 제1 접속 노드(N1)에 인가시킴으로써 이루어질 수 있다. 더욱 상세하게는 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.When the first DC chopper 132 malfunctions in a power failure state, the control unit 140 may turn off the first rectifier 110 and the first DC chopper 132 and turn off the first bypass circuit 134 . can turn on. In this case, the first bypass circuit 134 may be a passage for supplying power of the first battery 122 to the first connection node N1 . The supply of power to the first battery 122 may be performed by the first bypass circuit 134 applying the battery voltage VB of the first battery 122 to the first connection node N1 . In more detail, it will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 무정전 전원 공급 장치에 포함된 제어부(140)를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the control unit 140 included in the uninterruptible power supply of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, I/O 단자(144)의 입력부는, 제1 정류기(110)의 출력부의 전압(VS)값과 전류(IS)값, 제1 접속 노드(N1)로부터 제1 비상 전원 공급부(130)로 흐르는 전류(IE)값, 제1 배터리의 배터리전압(VB)값, 및 제1 BMS(124)로부터의 제1 배터리(122) 상태 신호를 입력(input)받을 수 있다. I/O 단자(144)의 출력부는 제1 정류기(110)의 동작, 제1 비상 전원 공급부(130)의 동작, 배터리 알람 표시, 및 MC(Magnetic Contact)의 동작을 출력(output) 할 수 있다. 1 and 2, the input of the I/O terminal 144, the voltage (VS) value and the current (IS) value of the output of the first rectifier 110, the first from the first connection node (N1) 1 A current (IE) value flowing to the emergency power supply unit 130, a battery voltage (VB) value of the first battery, and a first battery 122 state signal from the first BMS 124 may be received have. The output unit of the I/O terminal 144 may output the operation of the first rectifier 110 , the operation of the first emergency power supply 130 , the battery alarm display, and the operation of the MC (Magnetic Contact). .

예를 들어, I/O 단자(144)의 출력부는 제1 정류기(110) 동작 신호부(RECT), 제1 DC 초퍼(132) 동작 신호부(CHOP), 제1 바이패스 회로(134) 동작 신호부(BYP), 각 MC별 동작 신호부(MC_1~MC_6), 및 배터리 알람 신호부(BALARM)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제어부(140)가 제1 정류기(110)를 턴 온 할 때, I/O 단자(144)의 출력부는 제1 정류기(110) 동작 신호부(RECT)에 특정 전압(예컨대, 5V)을 인가시켜, 제1 정류기(110)가 동작되도록 할 수 있다. 제어 과정의 조금 더 구체적인 예는, 도 7 및 도 8을 참조하여 후술하도록 한다.For example, the output unit of the I/O terminal 144 operates the first rectifier 110 operation signal unit RECT, the first DC chopper 132 operation signal unit CHOP, and the first bypass circuit 134 operation It may include a signal unit BYP, operation signal units MC_1 to MC_6 for each MC, and a battery alarm signal unit BALARM. For example, when the control unit 140 turns on the first rectifier 110 , the output unit of the I/O terminal 144 applies a specific voltage (eg, 5V) to the operation signal unit RECT of the first rectifier 110 . By applying it, the first rectifier 110 may be operated. A more specific example of the control process will be described later with reference to FIGS. 7 and 8 .

도 3은 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 제1 비상 전원부(120)를 설명하기 위한 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating the first emergency power supply unit 120 included in the uninterruptible power supply system of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 제1 배터리(122)는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 또, 제1 BMS(Battery Management System, 124)를 포함하여 자동적으로 모니터링(monitoring) 및 배터리셀 전압 밸런싱 조절(balance battery cell voltage) 등을 수행할 수 있다. 2 and 3 , the first battery 122 according to some embodiments of the present invention may be a lithium ion battery. In addition, by including the first BMS (Battery Management System, 124), it is possible to automatically monitor (monitoring) and control the battery cell voltage balancing (balance battery cell voltage).

예를 들어, 제1 BMS(124)의 입력부는 제1 배터리의 각 배터리셀(battery cell)별 전압 신호부(VC_#), 각 배터리셀별 전류 신호부(IC_#) 및 각 배터리셀별 온도 신호부(TC_#)를 포함할 수 있다. 제1 BMS(124)의 출력부는 배터리 상태 출력 신호부(BSTAT')와 배터리 전압 밸런싱 신호부(VBC)를 포함할 수 있다. "VC_#", "IC_#", 및 "TC_#"에서 "#"은 각 셀(cell)의 넘버를 의미한다. For example, the input unit of the first BMS 124 includes a voltage signal unit VC_# for each battery cell of the first battery, a current signal unit IC_# for each battery cell, and a temperature signal unit for each battery cell. (TC_#) may be included. The output unit of the first BMS 124 may include a battery state output signal unit BSTAT' and a battery voltage balancing signal unit VBC. In "VC_#", "IC_#", and "TC_#", "#" means the number of each cell.

제1 BMS(124)는 배터리 상태 신호를 배터리 상태 정보 출력 신호부(BSTAT')를 통해 제어부(140)의 I/O 단자(144) 입력부인 배터리 상태 정보 입력 신호부(BSTAT)로 전달할 수 있다. 배터리 상태 정보가 전달되면, CPU(142)가 배터리에 이상이 있다고 판단하는 경우, I/O 단자(144)의 출력부의 배터리 알람 신호부(BALARM)에 신호를 출력할 수 있다. 또한, 배터리 상태 신호는 모니터링의 용도로도 사용되어 제1 배터리(122)의 유지 및 보수에 이용될 수 있다. The first BMS 124 may transmit the battery state signal to the battery state information input signal unit BSTAT, which is the input unit of the I/O terminal 144 of the controller 140 through the battery state information output signal unit BSTAT'. . When the battery state information is transmitted, when the CPU 142 determines that there is an abnormality in the battery, a signal may be output to the battery alarm signal unit BALARM of the output unit of the I/O terminal 144 . In addition, the battery state signal may be used for monitoring and maintenance and repair of the first battery 122 .

배터리 상태 신호는 제1 BMS(124)의 입력으로 들어오는 각 배터리셀별 전압값, 각 배터리셀별 전류값, 및 각 배터리셀별 온도값을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 상태 신호는 SOC(state of charge), DOD(depth of discharge), SOH(state of health), CCL(charge current limit), DCL(discharge current limit)을 포함할 수 있다. The battery state signal may include a voltage value for each battery cell, a current value for each battery cell, and a temperature value for each battery cell that are input to the first BMS 124 . In addition, the battery state signal may include a state of charge (SOC), a depth of discharge (DOD), a state of health (SOH), a charge current limit (CCL), and a discharge current limit (DCL).

제1 배터리(122)의 각 배터리셀별 전압값이 불일치 하는 경우, 이 불일치는 제1 배터리(122)의 효율 저하를 야기한다. 제1 BMS(124)는 각 배터리셀별 전압을 각 배터리셀별 전압 신호부(VC_#)를 통해 전달받으므로, 이를 모니터링하여 각 배터리셀별 전압의 일치여부를 판단할 수 있다. When the voltage values of each battery cell of the first battery 122 do not match, the mismatch causes a decrease in the efficiency of the first battery 122 . Since the first BMS 124 receives the voltage for each battery cell through the voltage signal unit VC_# for each battery cell, it can monitor the voltage to determine whether the voltage for each battery cell matches.

각 배터리셀의 전압이 불일치 하는 경우, 제1 BMS(124)가 배터리 전압 밸런싱 신호부(VBC)에 신호를 전달할 수 있다. 배터리 전압 밸런싱 신호는 더 높은 전압을 가진 배터리셀을 제1 BMS(124)의 내부에 설치된 저항에 연결시킬 수 있다. 더 높은 전압을 가진 배터리셀은 제1 BMS(124)의 내부에 설치된 저항과 연결되어 폐회로를 구성할 수 있고, 제1 BMS(124)의 내부에 설치된 저항을 통해 전압 강하가 이루어질 수 있다. 이 과정을 통해 각 배터리셀별 전압을 맞출 수 있고, 이를 달리 배터리셀 전압 이퀄라이징(equalizing battery cell voltage)라고 부른다. When the voltages of each battery cell do not match, the first BMS 124 may transmit a signal to the battery voltage balancing signal unit VBC. The battery voltage balancing signal may connect a battery cell having a higher voltage to a resistor installed inside the first BMS 124 . A battery cell having a higher voltage may be connected to a resistor installed in the first BMS 124 to form a closed circuit, and a voltage drop may be achieved through the resistor installed in the first BMS 124 . Through this process, the voltage of each battery cell can be matched, and this is called otherwise, equalizing battery cell voltage.

종래의 무정전 전원 공급 시스템은 모두 납축 배터리를 이용한다. 그러나, 납축 배터리는 양극 활물질 탈락, 양극 격자(GRID) 부식, 음극 활물질 파손, 또는 격리판 파손 등의 원인으로 고장이 잦으며, 부동 충전시 가스 발생으로 폭발 위험이 있으므로 이를 대비한 방폭구조가 필요하다. 또한, 납축 배터리는 수명이 약 7년으로 매우 짧고, 납축 배터리의 셀 단위로 전압, 전류, 및 온도등의 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 없는 단점이 있다. All conventional uninterruptible power supply systems use lead-acid batteries. However, lead-acid batteries frequently fail due to anode active material dropout, cathode grid (GRID) corrosion, anode active material breakage, or separator breakage. do. In addition, lead-acid batteries have a very short lifespan of about 7 years, and have disadvantages in that it is not possible to continuously monitor states such as voltage, current, and temperature in units of cells of the lead-acid battery.

그러나, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은, 리튬 이온 배터리를 차용함으로써, 기존 납축배터리의 수명의 두배 이상의 수명을 가질 수 있고, 방폭구조가 불필요하다. 또한 앞서 설명한 바와 같이, 배터리셀 단위의 모니터링 및 배터리 셀 전압 밸런싱 등을 수행할 수 있다.However, the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention, by borrowing a lithium ion battery, can have a lifespan of more than twice that of a conventional lead acid battery, and an explosion-proof structure is unnecessary. Also, as described above, monitoring and balancing of battery cell voltages may be performed in units of battery cells.

도 4 내지 6은 각각 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 다른 개략적인 블록도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 중심으로 설명한다.4 to 6 are each another schematic block diagram of an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, points different from those described with reference to FIGS. 1 to 3 will be mainly described.

도 4를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 제2 정류기(412)가 제3 직류 전원을 제1 접속 노드(N1)으로 출력하는 것을 더 포함할 수 있다. 제어부(140)는 제2 정류기(412)의 출력단의 전압(VS')과 전류(IS')를 추가로 입력으로 받을 수 있다. 또한 제어부(140)는 제2 정류기(412)의 동작 역시 제어할 수 있다. 간단하게 말해서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은, 도 1 의 무정전 전원 공급 시스템에 제2 정류기(412)를 추가로 구비하여, 제1 정류기(110)의 고장을 대비할 수 있다. 제2 정류기(412)는 제1 정류기(110)가 오작동 하는 경우에만 동작할 수 있다. 제1 정류기(110)가 오작동하는 경우, 제어부(140)는 무정전 전원 공급 시스템의 전원 공급 주체를 제2 정류기(412)로 전환시켜 제3 직류 전원을 공급할 수 있다. 제1 정류기(110)가 오작동하는 것은 예를 들어, 즉 제1 정류기(110)가 제1 직류 전원을 출력하지 않는 것일 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 예비 전원 공급 소스(auxiliary power supply source)를 추가로 장착함으로써 무정전 전원 공급 시스템의 신뢰도를 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 4 , the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention may further include the second rectifier 412 outputting the third DC power to the first connection node N1 . The controller 140 may additionally receive the voltage VS′ and the current IS′ of the output terminal of the second rectifier 412 as inputs. Also, the controller 140 may control the operation of the second rectifier 412 . Simply put, the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention may additionally include a second rectifier 412 in the uninterruptible power supply system of FIG. 1 , so that a failure of the first rectifier 110 can be prepared. . The second rectifier 412 may operate only when the first rectifier 110 malfunctions. When the first rectifier 110 malfunctions, the controller 140 may supply the third DC power by switching the main power supply of the uninterruptible power supply system to the second rectifier 412 . The malfunction of the first rectifier 110 may be, for example, that the first rectifier 110 does not output the first DC power. The uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention may increase the reliability of the uninterruptible power supply system by additionally mounting an auxiliary power supply source.

도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 제4 직류 전원을 제1 접속 노드(N1)으로 출력하는 제3 정류기(512)와, 제3 정류기(512)와 연결되는 제2 비상 전원 공급부(532)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention includes a third rectifier 512 for outputting a fourth DC power to the first connection node N1 and a third rectifier 512 and It may further include a second emergency power supply 532 to be connected.

또한 제어부(140)는 제3 정류기(512)의 출력단의 전압(VS'') 및 전류(IS''), 및 제2 비상 전원 공급부(532)로 흐르는 전류(IE')를 추가로 입력으로 받을 수 있다. 제어부(140)는 제3 정류기(512) 및 제2 비상 전원 공급부(532)의 동작을 추가로 제어할 수 있다. 제2 비상 전원 공급부(532)는 제1 접속 노드(N1)와 제2 접속 노드(N2)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 비상 전원 공급부(130)와 제2 비상 전원 공급부(532)는 병렬로 연결될 수 있다. In addition, the control unit 140 additionally inputs the voltage VS'' and the current IS'' of the output terminal of the third rectifier 512, and the current IE' flowing to the second emergency power supply unit 532 as an input. can receive The controller 140 may additionally control the operations of the third rectifier 512 and the second emergency power supply 532 . The second emergency power supply 532 may be connected to the first connection node N1 and the second connection node N2 . That is, the first emergency power supply unit 130 and the second emergency power supply unit 532 may be connected in parallel.

간단하게 말해서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은, 도 1 의 무정전 전원 공급 시스템에 제3 정류기(512), 및 제2 비상 전원 공급부(532)를 추가로 구비하여, 제1 정류기(110) 및 제1 비상 전원 공급부(130)의 고장을 대비할 수 있다. 제3 정류기(512)는 제1 정류기(110)가 오작동 하는 경우에만 동작할 수 있다. Simply put, the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention further includes a third rectifier 512 and a second emergency power supply unit 532 to the uninterruptible power supply system of FIG. 1 , the first It is possible to prepare for failure of the rectifier 110 and the first emergency power supply unit 130 . The third rectifier 512 may operate only when the first rectifier 110 malfunctions.

제1 정류기(110)가 오작동 하는 경우, 제어부(140)는 무정전 전원 공급 시스템의 전원 공급 주체를 제3 정류기(512)로 전환시킬 수 있다. 제1 정류기(110)가 오작동 하는 경우는 제1 정류기(110)가 제1 직류 전원을 출력하지 않는 것일 수 있다. When the first rectifier 110 malfunctions, the controller 140 may switch the main power supply of the uninterruptible power supply system to the third rectifier 512 . When the first rectifier 110 malfunctions, the first rectifier 110 may not output the first DC power.

또한, 제1 비상 전원 공급부(130)가 오작동 하는 경우, 제어부(140)는 제2 비상 전원 공급부(532)를 무정전 전원 공급 시스템의 비상 전원 공급 통로로 전환시킬 수 있다. Also, when the first emergency power supply unit 130 malfunctions, the controller 140 may convert the second emergency power supply unit 532 into an emergency power supply passage of the uninterruptible power supply system.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 예비 전원 공급 소스(auxiliary power supply source)와 예비 비상 전원 공급 통로(auxiliary emergency power supply path)를 추가로 장착함으로써 무정전 전원 공급 시스템의 신뢰도를 증가시킬 수 있다.The uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention increases the reliability of the uninterruptible power supply system by additionally mounting an auxiliary power supply source and an auxiliary emergency power supply path. can do it

도 6을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 제5 직류 전원을 제1 접속 노드(N1)으로 출력하는 제4 정류기(612)와, 제4 정류기(612)와 제3 접속 노드(N3)에 연결되는 제3 비상 전원 공급부(632)와, 제3 접속 노드(N3)에 연결되는 제2 비상 전원부(622)를 더 포함할 수 있다.6, the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention includes a fourth rectifier 612 for outputting a fifth DC power to a first connection node N1, a fourth rectifier 612, and a A third emergency power supply unit 632 connected to the third connection node N3 and a second emergency power supply unit 622 connected to the third connection node N3 may be further included.

제1 접속 노드(N1)는 제1 정류기(110)의 출력단과 제4 정류기(612)의 출력단과 제1 비상 전원 공급부(130)의 일단과 제3 비상 전원 공급부(632)의 일단이 연결되는 지점일 수 있다. 또, 제1 접속 노드(N1)와는 다른 제2 접속 노드(N2)는, 제1 비상 전원 공급부(130)의 다른 일단과 제1 비상 전원부(120)가 연결되는 지점일 수 있다. 또, 제1 접속 노드(N1) 및 제2 접속 노드(N2)와는 다른 제3 접속 노드(N3)는, 제3 비상 전원 공급부(632)의 다른 일단과 제2 비상 전원부(622)의 일단이 연결되는 지점일 수 있다. The first connection node N1 has an output terminal of the first rectifier 110, an output terminal of the fourth rectifier 612, one end of the first emergency power supply 130, and one end of the third emergency power supply 632 are connected could be a branch. Also, the second connection node N2 different from the first connection node N1 may be a point at which the other end of the first emergency power supply unit 130 and the first emergency power supply unit 120 are connected. In addition, in the third connection node N3 different from the first connection node N1 and the second connection node N2 , the other end of the third emergency power supply unit 632 and one end of the second emergency power supply unit 622 are It may be a connecting point.

제1 접속 노드(N1)와 제2 접속 노드(N2)와 제3 접속 노드(N3)의 전압은 특정 시점에 같을 수는 있으나, 각각 물리적으로 분리되어 있는 서로 다른 노드이다. The voltages of the first connection node N1 , the second connection node N2 , and the third connection node N3 may be the same at a specific point in time, but are physically separate nodes from each other.

제어부(140)는 제4 정류기의 출력단의 전압(VS''')및 전류(IS'''), 및 제3 비상 전원 공급부(632)로 흐르는 전류(IE'')를 추가로 입력으로 받을 수 있다. 제어부(140)는 제4 정류기(612) 및 제3 비상 전원 공급부(632)의 동작을 추가로 제어할 수 있다. The control unit 140 additionally receives the voltage VS''' and the current IS''' of the output terminal of the fourth rectifier, and the current IE'' flowing to the third emergency power supply unit 632 as input. can The controller 140 may additionally control the operations of the fourth rectifier 612 and the third emergency power supply unit 632 .

즉, 구성이 동일하지만 서로 다른 무정전 전원 공급 시스템이 있고, 각 무정전 전원 공급 시스템의 정류기의 출력단이 제1 접속 노드(N1)에 연결되는 것으로 볼 수 있다. 달리 말하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은, 도 1 의 무정전 전원 공급 시스템에 제4 정류기(612), 제3 비상 전원 공급부(632), 및 제2 비상 전원부(622)를 추가로 구비하여, 제1 정류기(110), 제1 비상 전원 공급부(130), 및 제1 비상 전원부(120)의 오작동을 대비할 수 있다. That is, there are uninterruptible power supply systems having the same configuration but different from each other, and it can be seen that the output terminal of the rectifier of each uninterruptible power supply system is connected to the first connection node N1 . In other words, the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention includes a fourth rectifier 612 , a third emergency power supply unit 632 , and a second emergency power supply unit 622 to the uninterruptible power supply system of FIG. 1 . In addition, it is possible to prepare for malfunctions of the first rectifier 110 , the first emergency power supply unit 130 , and the first emergency power supply unit 120 .

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 예비 전원 공급 소스(auxiliary power supply source)와 예비 비상 전원 공급 통로(auxiliary emergency power supply path)와 예비 비상 전원 공급 소스(auxiliary emergency power supply source)를 추가로 장착함으로써, 무정전 전원 공급 시스템의 신뢰도를 증가시킬 수 있다.Uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention is an auxiliary power supply source (auxiliary power supply source) and a spare emergency power supply path (auxiliary emergency power supply path) and a spare emergency power supply source (auxiliary emergency power supply source) By additionally mounting, it is possible to increase the reliability of the uninterruptible power supply system.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 순서도이다.7 is a flowchart of an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.

도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a process of controlling the operation of the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.

도 2, 도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제어부(140)의 I/O 단자(144)의 입력부는 제1 정류기(110)의 출력단의 전압(VS) 신호부(VSV), 제1 정류기(110)의 출력단의 전류(IS) 신호부(ISV), 제1 접속 노드(N1)으로부터 제1 비상 전원 공급부(130)로 흐르는 전류(IE) 신호부(IEV), 및 배터리 상태 정보 입력 신호부(BSTAT)를 포함할 수 있다. 제1 정류기(110)의 출력단의 전압(VS) 신호부(VSV), 제1 정류기(110)의 출력단의 전류(IS) 신호부(ISV), 제1 접속 노드(N1)으로부터 제1 비상 전원 공급부(130)로 흐르는 전류(IE) 신호부(IEV)는 각 지점에 설치된 전압기 또는 전류기와 연결될 수 있고, 배터리 상태 정보 입력 신호부(BSTAT)는 제1 BMS(124)의 배터리 상태 정보 출력 신호부(BSTAT')와 연결될 수 있다.2, 3, 7 and 8 , the input unit of the I/O terminal 144 of the control unit 140 includes a voltage (VS) signal unit (VSV) of the output terminal of the first rectifier 110 , the second 1 The current (IS) signal unit (ISV) of the output terminal of the rectifier 110, the current (IE) signal unit (IEV) flowing from the first connection node (N1) to the first emergency power supply unit 130, and battery state information It may include an input signal unit BSTAT. The first emergency power supply from the voltage (VS) signal part (VSV) of the output terminal of the first rectifier 110, the current (IS) signal part (ISV) of the output terminal of the first rectifier 110, and the first connection node (N1) The current (IE) signal unit IEV flowing to the supply unit 130 may be connected to a voltage or current unit installed at each point, and the battery state information input signal unit BSTAT outputs the battery state information of the first BMS 124 . It may be connected to the signal unit BSTAT'.

제어부(140)의 I/O 단자(144)의 출력부는 제1 정류기(110) 동작 신호부(RECT), 제1 DC 초퍼(132) 동작 신호부(CHOP), 제1 바이패스 회로(134) 동작 신호부(BYP), 각 MC별 동작 신호부(MC_1~MC_6), 및 배터리 알람 신호부(BALARM)를 포함할 수 있다. 제1 정류기(110) 동작 신호부(RECT), 제1 DC 초퍼(132) 동작 신호부(CHOP), 제1 바이패스 회로(134) 동작 신호부(BYP), 및 제1 MC 동작 신호부(MC_1)~제6 MC 동작 신호부(MC_6)는 각 요소들의 전원부 또는 통신부에 연결될 수 있다. 배터리 알람 신호부(BALARM)는 무정전 전원 공급 시스템을 모니터링 하는 GUI(Graphical User Interface), 또는 수전/배전반의 알람(alarm)용 LED(Lignt Emitting Diode)에 연결될 수 있다. The output unit of the I/O terminal 144 of the controller 140 includes a first rectifier 110 operation signal unit RECT, a first DC chopper 132 operation signal unit CHOP, and a first bypass circuit 134 . It may include an operation signal unit BYP, operation signal units MC_1 to MC_6 for each MC, and a battery alarm signal unit BALARM. The first rectifier 110 operation signal unit RECT, the first DC chopper 132 operation signal unit CHOP, the first bypass circuit 134 operation signal unit BYP, and the first MC operation signal unit ( MC_1) to the sixth MC operation signal unit MC_6 may be connected to a power supply unit or a communication unit of each element. The battery alarm signal unit BALARM may be connected to a Graphical User Interface (GUI) for monitoring the uninterruptible power supply system, or a Light Emitting Diode (LED) for an alarm of a power reception/distribution panel.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 전원 공급 방법을 살펴 보자면, 먼저 CPU(142)가 제1 정류기(110)의 출력단의 전압(VS) 신호부(VSV)와 제1 정류기(110)의 출력단의 전류(IS) 신호부(ISV)를 통해 현재 제1 직류 전원이 정상적인 상태인지, 정전 상태인지 판단할 수 있다(S100).Looking at the power supply method of the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention, the CPU 142 first rectifies the voltage (VS) signal unit (VSV) of the output terminal of the first rectifier 110 and the first rectifier 110 ) through the current IS signal unit ISV of the output terminal, it is possible to determine whether the current first DC power is in a normal state or a blackout state ( S100 ).

정상적인 상태인 경우, CPU(142)가 제1 정류기(110) 동작 신호부(RECT), 제1 DC 초퍼(132) 동작 신호부(CHOP), 제1 MC 동작 신호부(MC_1), 제2 MC 동작 신호부(MC_2), 제3 MC 동작 신호부(MC_3), 및 제5 MC 동작 신호부(MC_5)에 턴 온 신호를 보낼 수 있다. 이때, 제1 직류 전원은 부하에 공급되고, 제1 DC 초퍼(132)는 제1 정류기(110)의 출력단의 전압(VS)을 승압하여 제1 배터리(122)를 부동 충전한다. 이때, CPU(142)가 제1 바이패스 회로(134) 동작 신호부(BYP)와 제6 MC 동작 신호부(MC_6)에 턴 온 신호를 보낼 수 있다. 여기에서, 제1 바이패스 회로(134) 동작 신호부(BYP)와 제6 MC 동작 신호부(MC_6)에 턴 온 신호가 부여되어 있고, 제4 MC 동작 신호부(MC_4)에 턴 오프 신호가 부여되어 있는 상태를 제1 바이패스 회로(134)의 대기상태라고 할 수 있다(S110). In a normal state, the CPU 142 includes the first rectifier 110 operation signal unit RECT, the first DC chopper 132 operation signal unit CHOP, the first MC operation signal unit MC_1, and the second MC The turn-on signal may be transmitted to the operation signal unit MC_2 , the third MC operation signal unit MC_3 , and the fifth MC operation signal unit MC_5 . At this time, the first DC power is supplied to the load, and the first DC chopper 132 boosts the voltage VS of the output terminal of the first rectifier 110 to float charge the first battery 122 . In this case, the CPU 142 may transmit a turn-on signal to the first bypass circuit 134 operation signal unit BYP and the sixth MC operation signal unit MC_6 . Here, a turn-on signal is applied to the first bypass circuit 134 operation signal unit BYP and the sixth MC operation signal unit MC_6 , and a turn-off signal is applied to the fourth MC operation signal unit MC_4 . The provided state may be referred to as a standby state of the first bypass circuit 134 (S110).

CPU(142)가 제1 접속 노드(N1)으로부터 제1 비상 전원 공급부(130)로 흐르는 전류(IE) 신호부(IEV)를 통해, 제1 DC 초퍼(132)가 오작동하는지 여부를 판단할 수 있다(S120). 제1 DC 초퍼(132)가 오작동 하는 경우, CPU(142)가 제1 DC 초퍼(132) 동작 신호부(CHOP), 제3 MC 동작 신호부(MC_3), 및 제5 MC 동작 신호부(MC_5)에 턴 오프 신호를 보낼 수 있고, 제1 바이패스 회로(134) 동작 신호부(BYP)와 제6 MC 동작 신호부(MC_6)의 턴 온 신호는 유지할 수 있다. 이는, 제1 배터리(122)로의 충전을 중단하고, 제1 바이패스 회로(134)를 대기상태로 유지하는 것을 의미한다(S130). The CPU 142 may determine whether the first DC chopper 132 malfunctions through the current (IE) signal unit IEV flowing from the first connection node N1 to the first emergency power supply unit 130 . There is (S120). When the first DC chopper 132 malfunctions, the CPU 142 controls the first DC chopper 132 operation signal unit CHOP, the third MC operation signal unit MC_3, and the fifth MC operation signal unit MC_5 ) may transmit a turn-off signal, and the turn-on signals of the first bypass circuit 134 operation signal unit BYP and the sixth MC operation signal unit MC_6 may be maintained. This means that charging of the first battery 122 is stopped and the first bypass circuit 134 is maintained in a standby state ( S130 ).

제1 DC 초퍼(132)가 다시 정상적으로 작동하는 경우, CPU(142)가 제1 정류기(110)의 출력단의 전압(VS) 신호부(VSV)와 제1 정류기(110)의 출력단의 전류(IS) 신호부(ISV)를 통해 현재 제1 직류 전원이 정상적인 상태인지, 정전 상태인지 판단할 수 있다(S100). 위 과정을 반복하는 것이 제어부(140)가 정상적인 상태에서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템을 제어하는 방법이라 할 수 있다.When the first DC chopper 132 operates normally again, the CPU 142 controls the voltage (VS) signal part VSV of the output terminal of the first rectifier 110 and the current IS of the output terminal of the first rectifier 110 . ) through the signal unit ISV, it is possible to determine whether the current first DC power is in a normal state or in a power failure state (S100). Repeating the above process is a method for the controller 140 to control the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention in a normal state.

CPU(142)가 전원 공급이 정전 상태라고 판단하는 경우(S100), CPU(142)는 제1 정류기(110) 동작 신호부(RECT), 제1 MC 동작 신호부(MC_1), 및 제2 MC 동작 신호부(MC_2)에 턴 오프 신호를 보낼 수 있다. 이때, 제1 DC 초퍼(132)는 제1 접속 노드(N1)로 제2 직류 전원을 공급하는 통로가 될 수 있다. 예를 들어, 제2 직류 전원은 제1 배터리(122)로부터 제1 DC 초퍼(132)를 통해 부하(150)로 공급되는 전원일 수 있다. 제1 배터리(122)가 제2 직류 전원을 공급하는 것은, 제1 DC 초퍼(132)가 제1 배터리(122)의 배터리전압(VB)을 강압(step-down)하여 제1 접속 노드(N1)에 인가시킴으로써 이루어질 수 있다. When the CPU 142 determines that the power supply is in a power outage state (S100), the CPU 142 performs the first rectifier 110 operation signal unit RECT, the first MC operation signal unit MC_1, and the second MC A turn-off signal may be sent to the operation signal unit MC_2 . In this case, the first DC chopper 132 may be a passage for supplying the second DC power to the first connection node N1 . For example, the second DC power may be power supplied from the first battery 122 to the load 150 through the first DC chopper 132 . When the first battery 122 supplies the second DC power, the first DC chopper 132 steps-down the battery voltage VB of the first battery 122 to the first connection node N1 . ) can be achieved by applying

또한, CPU(142)가 제1 바이패스 회로(134) 동작 신호부(BYP)와 제6 MC 동작 신호부(MC_6)에 턴 온 신호를 보내 제1 바이패스 회로(134)를 대기상태로 전환 시킬 수 있다(S150). In addition, the CPU 142 sends a turn-on signal to the first bypass circuit 134 operation signal unit BYP and the sixth MC operation signal unit MC_6 to switch the first bypass circuit 134 to the standby state. It can be done (S150).

CPU(142)가 제1 접속 노드(N1)으로부터 제1 비상 전원 공급부(130)로 흐르는 전류(IE) 신호부(IEV)를 통해, 제1 DC 초퍼(132)가 오작동하는지 여부를 판단할 수 있다(S160). 이 상황에서 CPU(142)가 제1 DC 초퍼(132)가 오작동한다고 판단하는 경우, CPU(142)가 제4 MC 동작 신호부(MC_4)에 턴 온 신호를 보낼 수 있다. 이때, 제1 바이패스 회로(134)는 제1 접속 노드(N1)로 제1 배터리(122)의 전원을 공급하는 통로가 될 수 있다. 제1 배터리(122)의 전원을 공급하는 것은, 제1 바이패스 회로(134)가 제1 배터리(122)의 배터리전압(VB)을 제1 접속 노드(N1)에 인가 시킴으로써 이루어질 수 있다(S170). The CPU 142 may determine whether the first DC chopper 132 malfunctions through the current (IE) signal unit IEV flowing from the first connection node N1 to the first emergency power supply unit 130 . There is (S160). In this situation, when the CPU 142 determines that the first DC chopper 132 malfunctions, the CPU 142 may send a turn-on signal to the fourth MC operation signal unit MC_4 . In this case, the first bypass circuit 134 may be a passage for supplying power of the first battery 122 to the first connection node N1 . The supply of power to the first battery 122 may be accomplished by the first bypass circuit 134 applying the battery voltage VB of the first battery 122 to the first connection node N1 ( S170 ). ).

제1 DC 초퍼(132)가 다시 정상적으로 작동하는 경우, CPU(142)가 제1 정류기(110)의 출력단의 전압(VS) 신호부(VSV)와 제1 정류기(110)의 출력단의 전류(IS) 신호부(ISV)를 통해 현재 제1 직류 전원이 정상적인 상태인지, 정전 상태인지 판단할 수 있다(S100). 위 과정을 반복하는 것이 제어부(140)가 정전 상태에서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템을 제어하는 방법이라 할 수 있다.When the first DC chopper 132 operates normally again, the CPU 142 controls the voltage (VS) signal part VSV of the output terminal of the first rectifier 110 and the current IS of the output terminal of the first rectifier 110 . ) through the signal unit ISV, it is possible to determine whether the current first DC power is in a normal state or in a power failure state (S100). Repeating the above process is a method for the controller 140 to control the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention in a power failure state.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 제1 바이패스 회로(134)는 제1 정류기(110)가 오작동 하는 경우와, 제1 DC 초퍼(132)가 오작동하는 경우를 대비한, 제1 배터리(122)로부터 제1 접속 노드(N1)으로 비상 전원을 공급하기 위한 회로이다. As mentioned above, according to some embodiments of the present invention, the first bypass circuit 134 is provided in case the first rectifier 110 malfunctions and the first DC chopper 132 malfunctions. , a circuit for supplying emergency power from the first battery 122 to the first connection node N1.

제1 바이패스 회로(134)는 전원 공급이 정상적인 상태에 있을 때는 항상 턴 오프 되어 있고, 제1 접속 노드(N1)와 연결도 끊어진 채(제4 MC 동작 신호부(MC_4)에 턴 오프 신호가 부여되어 있는 상태)로 있을 수 있다. The first bypass circuit 134 is always turned off when the power supply is in a normal state, and is disconnected from the first connection node N1 (the turn-off signal is applied to the fourth MC operation signal unit MC_4) in a given state).

제1 바이패스 회로(134)가 비상 전원을 공급하는데 이용되는 경우, 즉, 제1 바이패스 회로(134)가 턴 온되어 제1 접속 노드(N1)에 제1 배터리(122)의 배터리전압(VB)이 인가되는 찰나에, 제1 배터리(122) 배터리전압(VB)과 제1 접속 노드(N1)의 전압의 불균형으로 인한 임펄스가 발생할 수 있다. 이 임펄스는 회로에 손상을 입힐 수 있다. 따라서 이 임펄스를 방지하기 위해, 제1 바이패스 회로(134) 출력단에 인덕터(L1)를 더 포함할 수 있다.When the first bypass circuit 134 is used to supply emergency power, that is, the first bypass circuit 134 is turned on and the battery voltage ( At the instant when VB) is applied, an impulse may occur due to an imbalance between the battery voltage VB of the first battery 122 and the voltage of the first connection node N1 . This impulse can damage the circuit. Therefore, in order to prevent this impulse, an inductor L1 may be further included at the output terminal of the first bypass circuit 134 .

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 몇몇 실시예들이나 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.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing some embodiments or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

110: 제1 정류기 120: 제1 비상 전원부
130: 제1 비상 전원 공급부 140: 제어부110: first rectifier 120: first emergency power unit
130: first emergency power supply 140: control unit

Claims (10)

제1 직류 전원을 제1 접속 노드로 출력하는 제1 정류기;
제1 배터리와 제1 BMS(Battery Management System)를 포함하는 제1 비상 전원부;
상기 제1 접속 노드와 연결되고, 제2 접속 노드에서 상기 제1 비상 전원부와 연결되는 제1 비상 전원 공급부; 및
상기 제1 정류기, 상기 제1 비상 전원 공급부, 및 상기 제1 비상 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 비상 전원 공급부는 서로 간에 병렬로 연결된 제1 DC 초퍼와 제1 바이패스 회로를 포함하고,
상기 제1 정류기가 상기 제1 직류 전원을 출력할 때, 상기 제1 DC 초퍼는 상기 제1 직류 전원의 전압을 승압(step-up voltage)하여 상기 제1 배터리를 배터리전압으로 충전하고,
상기 제1 정류기가 상기 제1 직류 전원을 비출력할 때, 상기 제1 DC 초퍼는 상기 제1 배터리의 배터리전압을 강압(step-down voltage)하여 상기 제1 접속 노드로 제2 직류 전원을 공급하는 무정전 전원 공급 시스템.a first rectifier for outputting the first DC power to the first connection node;
a first emergency power supply including a first battery and a first BMS (Battery Management System);
a first emergency power supply unit connected to the first connection node and connected to the first emergency power supply unit at a second connection node; and
a control unit for controlling operations of the first rectifier, the first emergency power supply unit, and the first emergency power supply unit;
The first emergency power supply includes a first DC chopper and a first bypass circuit connected in parallel with each other,
When the first rectifier outputs the first DC power, the first DC chopper steps up the voltage of the first DC power to charge the first battery to a battery voltage,
When the first rectifier does not output the first DC power, the first DC chopper steps-down the battery voltage of the first battery to supply the second DC power to the first connection node. uninterruptible power supply system. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1 정류기가 상기 제1 직류 전원을 출력할 때, 상기 제1 DC 초퍼의 동작 오류시, 상기 제1 바이패스 회로는 대기상태로 전환하는 무정전 전원 공급 시스템.The method of claim 1,
When the first rectifier outputs the first DC power, the first bypass circuit switches to a standby state when an operation error of the first DC chopper occurs. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1 정류기가 상기 제1 직류 전원을 비출력할 때, 상기 제1 DC 초퍼의 동작 오류시, 상기 제1 바이패스 회로는 상기 제1 접속 노드에 상기 제1 배터리의 배터리전압을 인가하는 무정전 전원 공급 시스템.The method of claim 1,
When the first rectifier does not output the first DC power, when an operation error of the first DC chopper occurs, the first bypass circuit applies the battery voltage of the first battery to the first connection node. power supply system. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 정류기의 출력단의 전압과 상기 제1 정류기의 전류와 상기 제1 접속 노드에서 상기 제1 비상 전원 공급부로 흐르는 전류를 입력으로 받고,
상기 제1 정류기의 출력단의 전압, 상기 제1 정류기의 출력단의 전류, 및 상기 제1 접속 노드에서 상기 제1 비상 전원 공급부로 흐르는 전류를 이용하여, 상기 제1 정류기와 상기 제1 비상 전원 공급부의 동작 오류를 판단하고,
상기 제1 정류기와 상기 제1 비상 전원 공급부의 동작을 제어 하는 무정전 전원 공급 시스템.The method of claim 1,
The control unit receives as inputs a voltage of an output terminal of the first rectifier, a current of the first rectifier, and a current flowing from the first connection node to the first emergency power supply,
Using the voltage of the output terminal of the first rectifier, the current of the output terminal of the first rectifier, and the current flowing from the first connection node to the first emergency power supply, the first rectifier and the first emergency power supply to determine the operation error,
An uninterruptible power supply system for controlling the operation of the first rectifier and the first emergency power supply. 제 1항에 있어서,
상기 제1 접속 노드와 상기 제1 바이패스 회로 사이에 인덕터를 더 포함하는 무정전 전원 공급 시스템.The method of claim 1,
The uninterruptible power supply system further comprising an inductor between the first connection node and the first bypass circuit. 제 1항에 있어서,
상기 제1 접속 노드로 제3 직류 전원을 출력하는 제2 정류기를 더 포함하는 무정전 전원 공급 시스템.The method of claim 1,
The uninterruptible power supply system further comprising a second rectifier for outputting a third DC power to the first connection node. 제 1항에 있어서,
상기 제1 배터리는 리튬 이온 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템.The method of claim 1,
The first battery is an uninterruptible power supply system including a lithium ion battery. 제어부가 제1 직류 전원의 출력 여부를 판단하고,
제1 정류기가 제1 직류 전원을 출력하는 경우,
상기 제어부는 제1 DC 초퍼를 동작시키고,
상기 제1 DC 초퍼는 상기 제1 직류 전원을 승압하여, 제1 배터리를 충전하되, 상기 제1 DC 초퍼의 동작 오류시, 제1 바이패스 회로는 대기상태로 전환하고,
상기 제1 정류기가 상기 제1 직류 전원을 비출력하는 경우,
상기 제어부는 상기 제1 DC 초퍼를 동작시키고,
상기 제1 DC 초퍼는 상기 제1 배터리로부터, 상기 제1 배터리의 전압을 강압하여, 제2 직류 전원으로 출력하되, 상기 제1 DC 초퍼의 동작 오류시, 상기 제어부는 상기 제1 바이패스 회로를 동작시키고, 상기 제1 바이패스 회로는 제1 접속 노드에 상기 제1 배터리의 전압을 출력하는 것을 포함하는 무정전 전원 공급 방법.The control unit determines whether the first DC power is output,
When the first rectifier outputs the first DC power,
The control unit operates the first DC chopper,
The first DC chopper boosts the first DC power to charge a first battery, and when an operation error of the first DC chopper occurs, the first bypass circuit switches to a standby state,
When the first rectifier does not output the first DC power,
The control unit operates the first DC chopper,
The first DC chopper steps down the voltage of the first battery from the first battery and outputs it as a second DC power source. operating, and the first bypass circuit outputs the voltage of the first battery to a first connection node.
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