KR102364797B1 - Dc전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 dc전원 컨트롤러 장치 - Google Patents

Dc전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 dc전원 컨트롤러 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능하도록 DC전원공급장치를 이중화 한 DC전원 컨트롤러 장치에 관한 것으로써, 디스플레이보드와 전원제어보드가 구성된 수배전 설비용 컨트롤러 중 상기 전원제어보드에 구성되는 제 1전원공급장치와 제 2전원공급장치를 각각 연결 구성하여 자가 전압과 전류진단을 수행하고, 이상 징후 감지 시 자동으로 제 1전원공급장치 또는 제 2전원공급장치의 전원을 차단 후 교체작업을 진행할 수 있는 DC전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 DC전원 컨트롤러 장치에 관한 것이다.

Description

DC전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 DC전원 컨트롤러 장치{ DC power controller device for power distribution facilities capable of real-time monitoring and self-diagnosis of voltage and current by duplication of DC power supply }
본 발명은 수배전 설비용 DC전원 컨트롤러 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능하도록 DC전원공급장치를 이중화 한 DC전원 컨트롤러 장치에 관한 것이다.
우선, 종래기술을 살펴보면,
전원 공급장치(power supply unit)라 함은 각종 전자기기 또는 기계장치를 작동시키기 위한 전압과 전류를 공급 해 주는 장치를 말한다.
이와 같은 전원 공급장치는 적용되는 기기나 장치에 따라 용량이 달라지지만 그 원리나 목적은 비슷하다.
이상과 같은 전원 공급장치는 동작 방식에 따라 리니어 파워 서플라이와 스위칭 파워 서플라이로 분류할 수 있다.
리니어 파워 서플라이는 전체적인 부피와 중량이 크고 전력밀도가 낮다.
반면, 스위칭 파워 서플라이는 고 효율, 고밀도 특성으로 현재 거의 모든 전원 공급장치가 이에 해당한다.
최근 반도체 공정 분야에서 플라즈마 전원 공급장치의 수요가 급격히 증가됨에 따라, 플라즈마 발생장치에 전원 을 안정적으로 공급할 수 있는 대용량 직류 전원공급장치가 요구되고 있다.
플라즈마를 이용한 폐-가스 처리 공 정에서 고효율 플라즈마를 형성 및 유지하기 위해, 고성능의 전원 공급장치가 필수적이다.
또한, 사고를 미연에 방지하는 기능(예컨대, 출력전압 이상, 대전류 제어 이상을 미리 감지하여 제어에 반영하도록 함으로써 사고 발 생을 미연에 방지하는 기능)이 필수조건으로 되고 있다.
더 나아가, 중앙처리장치의 제어 불안정에 대해서도 문 제가 발생할 경우에 어떻게 안전을 확보할 것인가에 대한 대책이 마련되어 있는 제품이 요구되고 있다.
한편, 한국 등록특허공보 제10-1918253호(특허문헌 1)에는 "플라즈마 전원장치의 자가진단모듈 및 자가진단방법"이 개시되어 있는 바, 이에 따른 플라즈마 전원장치의 자가진단모듈은, 플라즈마 전원장치의 자가 진단을 위해 플라즈마 전원장치의 내부 종단부에 연결되어 전원장치의 자가진단시 전원장치 출력단에 폐회로를 구성하는 더미로드 저항; 전원장치의 정상동작을 확인하기 위해, 상기 더미로드 저항으로 전원장치 운전 전류를 입력하는 테스트 전류 인가부; 전원장치를 구성하는 부품 및 회로의 입출력 노드에 구비된 진단센서로부터 전원 장치에 인가된 테스트 전류에 의해 측정되는 입출력 전류, 전압, 온도, 동작유무 중 어느 하나 이상을 포함하는 자가진단 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 데이터 수집부로부터 전달받은 자가진단 데이터를 기설정값과 비교 하여, 전원장치 구성부품 및 회로 각각의 고장여부를 판단하는 판단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 특허문헌 1의 경우, 전원장치 점검 시 별도의 부하기, 냉각기 및 배선연결 없이 플라즈마 전원장치 자체적으로 구성 부품 및 회로의 이상유무 진단을 빠르게 수행할 수 있는 장점이 있기는 하나, 자가진단 기능이 출력단에 대용량의 부하저항을 병렬로 연결하여 플라즈마 전원 공급장치를 본격적으로 운용하기 전에 기기의 기 능 일부를 측정(진단)하는 정도여서, 플라즈마 전원 공급장치의 시스템 전체에 대한 결함 또는 고장 여부를 정 확히 판단하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래에는 등록번호 10-2203244호의 'DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템'과, 등록번호 10-2018235호의 'DC전원 자동 절체기' 및 등록번호 10-2165546호의 'DC플라즈마 전원 공급장치의 자가 진단/교정모듈 및 자가진단/교정방법'이 개시되어 있지만, 상기한 문제점에 대해서는 여전히 개선되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출해낸 것으로써, 디스플레이보드와 전원제어보드가 구성된 수배전 설비용 컨트롤러 중 상기 전원제어보드에 구성되는 제 1전원공급장치와 제 2전원공급장치를 각각 연결 구성하여 자가 전압과 전류진단을 수행하고, 이상 징후 감지 시 자동으로 제 1전원공급장치 또는 제 2전원공급장치의 전원을 차단 후 교체작업을 진행할 수 있는 DC전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 DC전원 컨트롤러 장치를 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.
이에 본 발명은 디스플레이보드와 전원제어보드가 구비된 수배전 설비용 컨트롤러장치에 있어서, 상기 디스플레이보드에는 액정부와 조작부가 구성되고, 상기 전원제어보드에는 AC220v가 입력되는 AC전원부와, AC220v가 각각 출력되는 제 1AC출력부, 제 2AC출력부와, DC24v가 각각 입력되는 제 1DC입력부, 제 2DC입력부와, DC24v가 출력되는 DC출력부가 구성되며, 상기 전원제어보드의 일 측에는 제 1AC출력부, 제 1DC입력부와 각각 연결되는 제 1DC전원공급장치가 구성되고, 상기 전원제어보드의 타 측에는 제 2AC출력부, 제 2DC입력부와 각각 연결되는 제 2DC전원공급장치가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 DC전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 DC전원 컨트롤러 장치를 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명인 DC전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 DC전원 컨트롤러 장치에 따르면, 전원제어보드에 각각 구성된 제 1전원공급장치와 제 2전원공급장치 및 DC전압/전류를 측정하는 측정부로 인해 DC전원 컨트롤러에 이상징후 발생되어도 제 1전원공급장치 또는 제 2전원공급장치 중 단일에 대해서만 교체작업이 진행되어 사용자의 원활한 유지보수 환경을 제공할 수 있고, 사용자가 실시간 모니터링 및 자가진단을 수월하게 할 수 있는 등 효과가 큰 발명이다.
도 1은 본 발명에 구성되는 디스플레이보드와 전원제어보드를 나타내는 나열도
도 2는 도 1의 전원제어보드에 대한 핵심구성요소의 연결을 나타내는 나열도
도 3은 도 2의 연결을 나타내는 연결도
도 4는 도 1의 디스플레이보드에 구성되는 액정부의 작동을 나타내는 작동도
도 5는 도 4의 설정을 나타내는 작동도
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대해 도 1 내지 도 5를 참고로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명인 DC전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 DC전원 컨트롤러 장치는,
디스플레이보드(100)와 전원제어보드(200)가 구비된 수배전 설비용 컨트롤러장치에 있어서, 상기 디스플레이보드(100)에는 액정부(110)와 조작부(120)가 구성되고, 상기 전원제어보드(200)에는 AC220v가 입력되는 AC전원부와, AC220v가 각각 출력되는 제 1AC출력부, 제 2AC출력부와, DC24v가 각각 입력되는 제 1DC입력부, 제 2DC입력부와, DC24v가 출력되는 DC출력부가 구성되며, 상기 전원제어보드(200)의 일 측에는 제 1AC출력부, 제 1DC입력부와 각각 연결되는 제 1DC전원공급장치(500)가 구성되고, 상기 전원제어보드(200)의 타 측에는 제 2AC출력부, 제 2DC입력부와 각각 연결되는 제 2DC전원공급장치(600)가 구성되어 있다.
상기한 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면,
우선, 수배전 설비용 컨트롤러 장치는 디스플레이보드(100)와 전원제어보드(200)가 구성되고, 별도로 각각의 보드를 연결하는 연결선, 전원장치, 측정모니터 등 일반적으로 컨트롤러 장치에 구성되는 기본구성요소가 구성되나, 본 발명에서는 상기 디스플레이보드(100)와 전원제어보드(200)를 제외한 구성요소에 대해서는 일반적으로 사용되는 구성요소와 동일함으로 세부적인 설명을 생략하였다.
상기 수배전 설비용 DC전원 컨트롤러 장치에서 본 발명의 핵심은,
디스플레이보드(100)와 전원제어보드(200)이다.
상기 디스플레이보드(100)에는 액정부(110)와 조작부(120)가 구성된다.
상기 액정부(110)는 제 1DC전원공급장치, 제 2DC전원공급장치의 전압과 전류가 표시된다.
상기 액정부(110)의 표시는 본 발명에서 노랑색은 전원 on상태, 회색은 off상태, 녹색은 정상범위, 빨강은 이상발생을 나타내었다.
상기 조작부(120)는 액정부(110)의 화면 변경을 위해 전용버튼이 있고, 일반 버튼이 있으며, 설정버튼이 있다.
상기 버튼은 누름과 뗌을 1회성을 하거나 또는 반복적으로 하거나 또는 일정시간 동안 누름할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 1회성, 반복 및 일정시간 누름을 혼합하여 사용할 수 있도록 하였다.
상기 전원제어보드(200)에는 AC220v가 입력되는 AC전원부(300)와, AC220v가 각각 출력되는 제 1AC출력부, 제 2AC출력부와, DC24v가 각각 입력되는 제 1DC입력부, 제 2DC입력부와, DC24v가 출력되는 DC출력부(400)가 구성된다.
상기 전원제어보드(200)의 일 측에는 제 1DC전원공급장치(500)가 구성되고, 타 측에는 제 2DC전원공급장치(600)가 구성된다.
상기 제 1DC전원공급장치(500)는 일 측이 제 1AC출력부와 연결되고, 타 측이 제 1DC입력부와 연결된다.
또, 상기 제 2DC전원공급장치(600)는 일 측이 제 2AC출력부와 연결되고, 타 측이 제 2DC입력부와 연결된다.
상기 전원제어보드(200)에는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)의 전압과 전류에 대한 각각의 측정값과 사용자가 지정한 설정값을 비교하여 자가진단하는 자가진단부가 구성되어 있다.
상기 자가진단부를 통해 사용자의 설정값과 측정된 값을 비교하고, 이를 통해 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)에 대한 정상, 비정상(이상징후)을 파악하도록 하였다.
이때, 전압과 전류에 대한 측정값을 측정함에 있어서는, 전압과 전류의 값이 비정상 시, 비정상 측정값이 측정된 전원공급장치에 대해 최소 3회 이상 측정하고, 3회동안 비정상 시에는 3회 측정에 대한 평균값을 표시하게 된다.
상기 자가진단부를 통해 제 1DC전원공급장치(500) 또는 제 2DC전원공급장치(600)의 전압 또는 전류에 이상징후가 감지 시, 상기 제 1DC전원공급장치(500) 또는 제 2DC전원공급장치의 작동을 제어하는 제어부가 구성되어 있다.
상기 제어부는 제 1, 2전원공급장치(500, 600)에서 전압 또는 전류의 이상징후 감지 시, 이상징후가 발생된 전원공급장치에 대한 AC220v의 전원을 차단하도록 하여 작동을 제어한다.
상기 자가진단부를 통해 이상징후 감지 시, 이상징후가 있는 전원공급장치의 교체 전까지 사용자가 설정한 최소의 전압과 전류로 유지되는 보조전원부가 각각 구성되어 있다.
상기 보조전원부는 자가진단부를 통해 이상징후가 감지된 전원공급장치를 보조적으로 대체할 수 있도록 구성하였으며, 상기 보조전원부는 전원공급장치가 교체되는 동안 보조적으로 작동할 수 있도록 사용자가 설정한 최소한의 전압과 전류로 유지된다.
상기 전원제어보드(200)에는 자가진단부에서 진단된 결과를 사용자의 단말기기로 유선통신 또는 무선통신으로 전송하는 단말기전송부가 구성되어 있다.
상기 단말기전송부는 자가진단부에서 이상징후 감지 시, 상기 이상징후에 대한 내역, 상태 등을 사용자의 단말기로 전송한다.
이때, 사용자 단말기에는 전송된 전원공급장치에 대한 AC 220v 전원을 차단할 수 있도록 제어가 가능한 컨트롤프로그램이 구성된다.
상기 컨트롤프로그램은 단일로 구성되거나 또는 별도의 어플리케이션을 통해 실행될 수 있다.
상기 전원제어보드(200)에는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)의 DC전압과 전류를 측정하는 측정부가 구성되어 있다.
상기 측정부는 전원제어보드(200)에 각각 연결되는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)에 대한 DC전압과 전류를 측정한다.
이후, 디스플레이보드(100)의 액정부(110)를 통해 측정된 측정값을 표시하게 된다.
이때, 제 1DC전원공급장치(500) 또는 제 2DC전원공급장치(600) 중 이상징후가 발생되면, 최초 측정값을 측정, 기록하고, 상기 측정에 대해서는 최소 3회 이상 측정하여 이상징후에 대한 평균 측정값을 측정, 기록한다.
상기 전원제어보드(200)에는 측정부와 연결되며 전원의 역류를 방지하는 역전원방지부가 구성되어 있다.
상기 제 1DC전원공급장치(500)의 일 측에는 1AC출력부에서 출력된 정보와 제 1DC입력부에서 입력되는 정보를 표시하는 제 1표시부가 구성되고, 상기 제 2DC전원공급장치(600)의 일 측에는 2AC출력부에서 출력된 정보와 제 2DC입력부에서 입력되는 정보를 표시하는 제 2표시부가 구성되어 있다.
상기 제 1, 2표시부는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600) 각각의 일 측에 구성되되 전원제어보드(200)에서 출력되는 제 1, 2AC출력부에서 출력된 정보와, 상기 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600) 각각에서 상기 전원제어보드(200)로 입력되는 제 1, 2DC입력부의 정보를 표시하게 된다.
이때, 상기 제 1, 2표시부에는 사용자가 설정한 전압, 전류에 대한 설정값이 저장되고, 상기 설정값과 표시부에 표시된 값을 토대로 이상징후를 우선적으로 감지할 수 있도록 선측정부가 구성된다.
상기 제 1, 2표시부에서 사용자가 설정한 전압값, 전류값보다 이하 또는 이상 시에는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)의 입력과 출력을 미연에 차단하는 차단부가 각각 구성되어 있다.
상기 차단부는 상기 제 1, 2표시부의 선측정부에서 감지된 이상징후를 토대로 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)의 입력과 출력을 미연에 차단할 수 있도록 하였다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전원제어보드에 각각 구성된 제 1전원공급장치와 제 2전원공급장치 및 DC전압/전류를 측정하는 측정부로 인해 DC전원 컨트롤러에 이상징후 발생되어도 제 1전원공급장치 또는 제 2전원공급장치 중 단일에 대해서만 교체작업이 진행되어 사용자의 원활한 유지보수 환경을 제공할 수 있고, 사용자가 실시간 모니터링 및 자가진단을 수월하게 할 수 있다.
100 : 디스플레이보드 110 : 액정부 120 : 조작부
200 : 전원제어보드
210 : 측정부 220 : 역전원방지부 230 : 제어부
300 : AC전원부
400 : DC출력부
500 : 제 1DC전원공급장치
600 : 제 2DC전원공급장치

Claims (9)

  1. 디스플레이보드(100)에는 액정부(110)와 조작부(120)가 구성되고,
    전원제어보드(200)에는 AC220v가 입력되는 AC전원부(300)와, AC220v가 각각 출력되는 제 1AC출력부, 제 2AC출력부와, DC24v가 각각 입력되는 제 1DC입력부, 제 2DC입력부와, DC24v가 출력되는 DC출력부(400)가 구성되며,
    상기 전원제어보드(200)의 일 측에는 제 1AC출력부, 제 1DC입력부와 각각 연결되는 제 1DC전원공급장치(500)가 구성되고,
    상기 전원제어보드(200)의 타 측에는 제 2AC출력부, 제 2DC입력부와 각각 연결되는 제 2DC전원공급장치(600)가 구성되며,
    상기 전원제어보드(200)에는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)의 전압과 전류에 대한 각각의 설정값과 사용자가 지정한 설정값을 비교하여 자가진단하는 자가진단부가 구성되고,
    상기 전원제어보드(200)에는 자가진단부(210)에서 진단된 결과를 사용자의 단말기로 유선통신 또는 무선통신으로 전송하는 단말기전송부가 구성되며,
    상기 전원제어보드(200)에는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)의 DC전압과 전류를 측정하는 측정부(210)가 구성되고,
    상기 전원제어보드(200)에는 측정부(210)와 연결되며 전원의 역류를 방지하는 역전원방지부(220)가 구성되며,
    상기 제 1DC전원공급장치(500)의 일 측에는 1AC출력부에서 출력된 정보와 제 1DC입력부에서 입력되는 정보를 표시하는 제 1표시부와, 상기 제 2DC전원공급장치(600)의 일 측에는 2AC출력부에서 출력된 정보와 제 2DC입력부에서 입력되는 정보를 표시하는 제 2표시부가 구성된 수배전 설비용 컨트롤러 장치에 있어서,
    상기 자가진단부를 통해 제 1DC전원공급장치(500) 또는 제 2DC전원공급장치(600)의 전압 또는 전류에 이상징후가 감지 시, 상기 제 1DC전원공급장치(500) 또는 제 2DC전원공급장치의 작동을 제어하는 제어부(230)가 구성되고,
    상기 자가진단부를 통해 이상징후 감지 시, 이상징후가 있는 전원공급장치의 교체 전까지 사용자가 설정한 최소의 전압과 전류로 유지되는 보조전원부가 각각 구성되며,
    상기 제 1, 2표시부에서 사용자가 설정한 전압값, 전류값보다 이하 또는 이상 시에는 제 1, 2DC전원공급장치(500, 600)의 입력과 출력을 미연에 차단하는 차단부가 각각 구성되되,
    상기 자가진단부에서 전압과 전류의 값이 비정상 시, 비정상 측정값이 측정된 전원공급장치에 대해 최소 3회 이상 측정하고, 3회동안 비정상으로 측정 시에 3회 측정에 대한 평균값을 표시하고,
    상기 사용자단말기에는 전송된 전원공급장치에 대한 AC220v 전원을 차단할 수 있도록 제어하는 컨트롤프로그램이 구성되며,
    상기 제 1, 2표시부에는 사용자가 설정한 전압, 전류에 대한 설정값이 저장되고 상기 설정값과 표시부에 표시된 값을 비교하여 이상징후를 우선 감지하는 선측정부가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 DC전원공급장치의 이중화로 전압과 전류의 실시간 모니터링과 자가진단이 가능한 전기자동차 DC전원 컨트롤러 장치.

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