KR102463277B1 - 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법 - Google Patents

전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102463277B1
KR102463277B1 KR1020210091226A KR20210091226A KR102463277B1 KR 102463277 B1 KR102463277 B1 KR 102463277B1 KR 1020210091226 A KR1020210091226 A KR 1020210091226A KR 20210091226 A KR20210091226 A KR 20210091226A KR 102463277 B1 KR102463277 B1 KR 102463277B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
load
battery
voltage
value
Prior art date
Application number
KR1020210091226A
Other languages
English (en)
Inventor
김세호
김성욱
Original Assignee
(주)블루어
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)블루어 filed Critical (주)블루어
Priority to KR1020210091226A priority Critical patent/KR102463277B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102463277B1 publication Critical patent/KR102463277B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/337—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
    • H02M3/3376—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Abstract

본 발명은 순시 부하가 변동하는 조건에서 전원을 공급하는 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은 상용교류전원을 수신하고, 수신된 상용교류전원을 정류하여 정류신호를 출력하는 정류부, 상기 정류신호를 입력받아 부하에 전력을 공급하는 DC/DC 컨버터 및 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전류의 적어도 일부로 충전되도록 이루어지는 배터리 및 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력의 최대 값을 기 설정된 최대 전력값 이하로 제한하고, 상기 배터리의 충방전을 제어하도록 이루어지는 전력 제한부를 포함하고, 상기 전력 제한부는 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력 값이 상기 최대 전력값 이하로 유지되도록, 상기 부하의 요구 전력의 크기에 기반하여, 상기 배터리의 충방전을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치를 제공할 수 있다.

Description

전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법{POWER SUPPLY AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 순시 부하가 변동하는 조건에서 전원을 공급하는 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어 방법에 관한 것이다.
전자 장치가 동작하기 위해서는 전력 공급이 필요하다. 전원공급장치는 상용교류전원을 입력받아 전자 장치에 전력을 공급한다. 전자 장치 사용자는 주기적으로 전기 사업자에 전기 요금을 지불하고, 상용교류전원을 공급 받아 전자 장치를 작동시킨다.
한편, 전자 장치 사용자에게 부과되는 전기요금은 전원공급장치로 인가되는 전력 값에 기반하여 산정되며, 상기 전력 값을 이용하여 다양한 방식으로 산정될 수 있다.
구체적으로, 전기 공급 방식은 수요자에 따라 가정용, 상업용 및 산업용 전기로 분류될 수 있다. 이중, 상업용 및 산업용 전기의 경우, 계약전력이라는 전기 요금 산정 방식이 활용된다.
계약전력이란 표준사용시간(예를 들어, 하루 15시간 사용을 기준으로 할 경우, 월 450시간) 동안 전기를 사용할 경우의 전력 사용을 미리 전기 공급 회사에 신청하는 것으로, 전기 공급 회사에서는 계약전력 1kW당 1개월에 표준사용시간에 1kW를 곱한 전력사용량을 허용한다.
한편, 계약전력은 사용자가 최대로 사용할 수 있는 최대 수요 전력을 의미한다. 최대 수요 전력이란 정해진 기간(예를 들어, 한달)동안 수요 전력 중 최대 수요 전력이다. 여기서, 수요 전력이란 기설정된 수요기간(예를 들어, 15분) 동안의 평균 전력을 의미한다. 예를 들어, 수요기간이 15분인 경우, 최대 수요 전력은 한달 동안의 15분 평균 전력 중 가장 높은 값을 의미한다.
상술한 계약전력 방식에 따르면, 최대 수요 전력이 계약전력을 초과하는 경우, 초과사용료가 부과된다. 즉, 전력 사용량이 정해진 기간(예를 들어, 한달) 동안 한 번이라도 계약전력을 초과하면, 초과된 전력에 대한 초과사용료가 부과된다.
예를 들어, 도 1의 (a)를 참조하면, 일정 기간동안 피크 전력(400W)이 한번 발생됨에 따라, 최대 수요 전력이 400W로 책정되며, 전기 요금은 최대 수요 전력 400W를 기준으로 산정된다.
도 1의 (a)의 일정 기간동안의 평균 사용 전력은 190W이지만, 실제 전기 요금은 최대 수요 전력인 400W를 기준으로 산정된다.
이와 달리, 도 1의 (b)를 참조하면, 전체 기간(60분) 동안 190W로 일정하게 전력을 공급받는 경우, 최대 수요 전력은 190W로 책정되며, 190W를 기준으로 전기 요금이 산정된다.
도 1의 (a) 및 (b)를 비교하면, 동일한 기간동안 동일한 전력량을 공급받았음에도 불구하고, 전기요금이 달라지게 된다. 이와 같이, 상술한 전기 요금 산정 방식에 따르면, 부하의 요구 전력이 급격하게 변하는 환경에서는 실제 사용한 전력량보다 많은 전기요금이 부과된다. 이에, 부하의 요구 전력이 급격하게 변하는 환경에서 최대 수요 전력을 제한하여 전기요금을 절감시키기 위한 전원공급장치에 대한 니즈가 존재한다.
본 발명은 소비 전력이 시간에 따라 변하는 조건에서 계통에서 공급되는 전력의 최대 값이 기설정된 값을 초과하지 않도록 하는 전원공급장치 및 전원 공급 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 계통에서 공급되는 전력의 최대 값이 기설정된 값을 초과하지 않도록 함으로써, 최대 수요 전력을 제한하여 전기 요금을 절감할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상용교류전원(계통전원)을 수신하고, 수신된 상용교류전원을 정류하여 정류신호를 출력하는 정류부, 상기 정류신호를 입력받아 부하에 전력을 공급하는 DC/DC 컨버터 및 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전류의 적어도 일부로 충전되도록 이루어지는 배터리 및 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력의 최대 값을 기 설정된 최대 전력값 이하로 제한하고, 상기 배터리의 충방전을 제어하도록 이루어지는 전력 제한부를 포함하고, 상기 전력 제한부는 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력 값이 상기 최대 전력값 이하로 유지되도록, 상기 부하의 요구 전력의 크기에 기반하여, 상기 배터리의 충방전을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 제한부는 상기 부하의 요구 전력이 상기 계통의 최대 전력값을 초과하는 경우, 상기 배터리에서 상기 부하로 전류가 공급되도록, 상기 배터리를 방전시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 제한부는 상기 부하의 요구 전력이 상기 최대 전력값을 초과하는 경우, 상기 상용교류전원으로부터 상기 최대 전력값의 전력을 공급받아 상기 부하로 인가하고, 상기 부하의 요구 전력과 상기 최대 전력값의 차이에 대응되는 전력은 상기 배터리를 통해 공급되도록, 상기 배터리를 방전시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 제한부는 상기 부하의 요구 전력이 상기 최대 전력값보다 작은 경우, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전류의 적어도 일부를 이용하여 상기 배터리를 충전시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 제한부는, 상기 배터리 충전 시, 상기 배터리의 출력 전압이 기준 전압에 도달할 때까지 상기 배터리에 일정한 전류가 인가되도록 하고, 상기 배터리의 출력 전압이 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리에 일정한 전압이 인가되도록 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압 및 출력 전류를 입력 받아 상기 부하에 기 설정된 공급 전압 값으로 전압을 인가하는 복수의 DC/DC 컨버터를 더 포함하고, 상기 공급 전압 값은 기준 전압 값과 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 전압 값은 상기 공급 전압 값보다 크고, 상기 복수의 DC/DC 컨버터는 상기 전력 제한부로부터 입력받은 전압을 강하시켜 상기 부하에 인가할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 전압 값은 상기 공급 전압 값보다 작고, 상기 복수의 DC/DC 컨버터는 상기 DC/DC 컨버터로부터 입력받은 전압을 증폭시켜 상기 부하에 인가할 수 있다.
또한, 본 발명은 정류부가 상용교류전원을 수신하고, 수신된 상용교류전원을 정류하여 정류신호를 출력하는 단계 및 DC/DC 컨버터가 상기 정류신호를 입력받아 부하에 전력을 공급하는 단계를 포함하고, 상기 부하에 전력을 공급하는 단계는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전류의 적어도 일부를 이용하여 배터리를 충전하는 단계 및 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력 값이 기 설정된 최대 전력 값 이하로 유지되도록, 상기 부하의 요구 전력의 크기에 기반하여, 상기 배터리의 충방전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 부하의 요구 전력이 상기 최대 전력 값을 초과하는 경우, 상기 배터리에서 상기 부하로 전류가 공급되도록, 상기 배터리를 방전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 다양한 효과들을 가진다.
본 발명에 따르면, 순시 전력이 급격하게 변하는 부하에 전력을 공급할 때, 계통 공급 전력을 평탄화함으로써, 전기 요금 책정 시 고려되는 최대 수요 전력값을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전원공급장치에 공급되는 전력의 크기가 일정 수준 이하로 제한되기 때문에, 전원공급장치가 과부하되어, 전원공급장치에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 전력 사용량에 따른 전기요금을 설명하는 그래프이다.
도 2는 종래 전원공급장치를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원공급장치를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원공급장치의 전력 공급 모드를 나타내는 개념도이다.
도 5 및 6은 시간에 따른 전원공급장치의 전력 공급에 따른 전력 및 전압 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7a는 종래 전원공급장치에 대한 모의실험 결과(전압 및 전력 변화)를 나타내는 그래프이다.
도 7b는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 모의실험 결과(전압 및 전력 변화)를 나타내는 그래프이다.
도 8a는 종래 전원공급장치에 대한 실제실험 결과(전압 및 전류 변화)를 나타내는 그래프이다.
도 8b는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 실제실험 결과(전압 및 전류 변화)를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 ‘전력 계통’은 발전소, 부하 및 그것들을 연결한 송전 선로를 포함하는 전력 공급 시스템을 의미하며, ‘계통 전력’은 상술한 전력 공급 시스템에서 상기 부하에 공급되는 전력을 의미한다. 본 명세서에서 설명하는 ‘상용교류전원’은 전력 계통을 통해 전원공급장치로 인가되는 전원을 의미한다.
본 명세서에서, ‘최대 수요 전력’은 일정 기간동안의 평균 전력 값 중 최대 값을 의미한다. 예를 들어, 수요 전력이 15분동안의 평균 전력 값인 경우, 최대 수요 전력은 15분동안의 평균 전력 값 중 최대 값을 의미한다. 다만, 최대 수요 전력이 일정 기간동안의 평균 전력 값에만 한정되는 것은 아니다, 상기 최대 수요 전력의 정의는 전력 측정 방식에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 수요 전력 측정이 일정 주기마다 이루어지는 경우, 최대 수요 전력은 일정 기간동안의 평균 전력 값이 아니라, 일정 주기마다 측정된 수요 전력 중 최대 값을 의미할 수 있다.
본 명세서에서, ‘부하’는 계통 전력을 공급 받는 기구를 의미하며, 본 발명에 따른 전원공급장치는 전력 계통과 부하 사이에서 부하에 공급되는 전압 및 전류 값을 제어한다.
본 발명에 따른 전원공급장치에 대하여 설명하기에 앞서 종래 전원공급장치에 대하여 설명한다.
도 2는 종래 전원공급장치를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 종래 전원공급장치는 전력 계통으로부터 상용교류전원(AC(Grid))을 수신하고, 수신된 상용교류전원을 정류하는 정류부(210), PFC 컨버터(PFC converter, 220), 분리된 DC/DC 컨버터(Isolated DC/DC converter, 230), 복수의 DC/DC 컨버터(multiple DC/DC converter, 240), 전력 제한부(250)를 포함한다.
정류부(210)는 EMI(Electro-Magnetic Interference) 필터, 브릿지 정류기 및 LC 필터를 포함할 수 있다. EMI(Electro-Magnetic Interference) 필터, 브릿지 정류기 및 LC 필터는 기 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
PFC 컨버터(PFC converter, 220)는 역률 개선을 위한 컨버터이며, 기 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생량한다.
PFC 컨버터(PFC converter, 220)의 출력 전압은 Isolated DC/DC converter(230)로 인가된다.
Isolated DC/DC converter(230)는 복수의 DC/DC converter(240) 각각에 전력을 인가하고, 복수의 DC/DC converter(240) 각각은 연결된 부하(241 내지 243)에 전력을 공급한다.
전력 제한부(250)는 Isolated DC/DC converter(230)에서 복수의 DC/DC converter(240)으로 인가되는 전압이 일정 크기 이상으로 커지지 않도록 Isolated DC/DC converter(230)를 제어한다.
종래 전원공급장치의 경우, 계통 전력으로부터 인가되는 전력의 크기를 제한하지 않기 때문에, 전원공급장치에 인가되는 계통 전력의 크기는 부하의 요구 전력을 추종하게 된다.
전원공급장치에 인가되는 계통 전력의 크기가 부하의 요구 전력을 추종하는 경우, 부하의 요구 전력이 급격히 증가함에 따라 계통 전력의 크기가 급격하게 증가한다. 도 1에서 설명한 바와 같이, 종래 전원공급장치를 부하의 요구 전력 변화가 큰 환경에서 사용할 경우, 실제 사용한 전력량보다 많은 전기요금이 부과될 수 있다.
본 발명은 부하의 요구 전력이 급격하게 변하는 환경에서 전력 계통으로부터 인가되는 전력을 평탄화함으로써, 최대 수요 전력을 최소화하고, 이를 통해, 전기 요금을 절감할 수 있는 전원공급장치 및 전원공급방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 전원공급장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원공급장치를 나타내는 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원공급장치의 전력 공급 모드를 나타내는 개념도이고, 도 5 및 6은 시간에 따른 전원공급장치의 전력 공급에 따른 전력 및 전압 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전원공급장치는 전력 계통으로부터 상용교류전원(AC(Grid))을 수신하고, 수신된 상용교류전원을 정류하는 정류부(310), PFC 컨버터(PFC converter, 320), 분리된 DC/DC 컨버터(Isolated DC/DC converter, 330), 복수의 DC/DC 컨버터(multiple DC/DC converter, 340), 전력 제한부(350) 및 배터리(360)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 전원공급장치는 상술한 구성요소보다 많거나 적은 구성 요소를 포함할 수 있다.
정류부(310)는 EMI(Electro-Magnetic Interference) 필터, 브릿지 정류기 및 LC 필터를 포함할 수 있다. EMI(Electro-Magnetic Interference) 필터, 브릿지 정류기 및 LC 필터는 기 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
PFC 컨버터(PFC converter, 320)의 출력 전압은 Isolated DC/DC converter(330)로 인가된다.
Isolated DC/DC converter(330)는 복수의 DC/DC converter(340) 각각에 전력을 인가하고, 복수의 DC/DC converter(340) 각각은 연결된 부하(341 내지 343)에 전력을 공급한다.
여기서, Isolated DC/DC converter(330)에서 복수의 DC/DC converter(340)로 공급되는 전력은 전력 제한부(350)에 의해 제어된다.
전력 제한부(350)는 부하로 인가되는 전력의 최대 값을 제어하고, 배터리(360)의 충방전을 제어하도록 이루어진다.
전력 제한부(350)는 전압 제어부(351) 및 전류 제어부(352)를 포함할 수 있다. 전압 제어부(351)는 부하에 인가되는 전압 값과 기준 전압(V0,ref)를 비교하여, 소정 전압(Ve2)을 출력하고, 전류 제어부(352)는 부하에 인가되는 전류 값과 기준 전류(Ilim)를 비교하여, 소정 전압(Ve1)을 출력한다. 전력 제어한부(350)는 Ve1 및 Ve2의 비교 결과에 근거하여 Isolated DC/DC converter(330)를 제어함으로써, Isolated DC/DC converter(330)가 부하에 공급하는 전력을 제어하고, Isolated DC/DC converter(330)를 이용하여 배터리(360)의 충방전을 제어한다.
배터리(360)는 Isolated DC/DC converter(330)의 출력 전류의 적어도 일부로 충전되도록 이루어지며, 부하에 연결되거나, 복수의 DC/DC converter(340)에 연결될 수 있다.
배터리(360)는 고용량 캐패시터이거나, 충방전 가능한 2차 전지일 수 있다.
한편, 배터리(360)는 전원공급장치에서 탈부착 가능하도록 이루어질 수 있다. 이에 따라, 전원공급장치의 이용 환경에 따라 소정 용량의 배터리를 다른 용량의 배터리로 교체 가능하도록 이루어질 수 있다.
또한, 배터리(360)의 최대 충전 용량은 가변되도록 이루어질 수 있으며, 상기 최대 충전 용량은 사용자 입력에 의해 가변될 수 있다.
전력 제한부는 전력 계통으로부터 인가되는 전력이 기 설정된 최대 전력 값 이하로 유지되도록, 상기 부하의 요구 전력의 크기에 기반하여, 배터리(360)의 충방전을 제어한다.
전력 제한부(340)는 크게 세 가지 모드(Mode)로 동작한다.
도 4의 (a)를 참조하면, 제1모드에서 전력 제한부(350)는 상기 배터리(360)를 충전시킨다.
일 실시 예에 있어서, 전력 제한부(350)는 CCCV(Constant Current Constant Voltage) 제어를 통해 배터리(360)를 충전할 수 있다. 구체적으로, 전류 제어부(351)는 배터리(360)의 출력 전압이 기준 전압에 도달할 때까지 상기 배터리에 일정한 전류가 인가되도록, 일정한 전류를 인가한다.
부하의 요구 전력이 없는 경우, Isolated DC/DC converter(330)에서 출력되는 전류는 배터리(360)로만 공급될 수 있다.
예를 들어, 배터리(360)의 출력 전압이 기준 전압(예를 들어, 12V)에 도달하는 경우, 전력 제한부(350)는 배터리(360)에 일정한 전압을 인가한다. 구체적으로, 전력 제한부(350)는 상기 기준 전압과 동일한 크기의 전압을 배터리(360)로 인가한다. 이에 따라, Isolated DC/DC converter(330)에서 배터리(360)로 전류가 흐르지 않게 된다.
즉, 본 발명은 부하의 요구 전력이 없는 경우에도 계통 전력이 전원공급 장치로 공급되고, 전원공급장치로 공급된 전력을 이용하여 배터리(360)를 충전한다.
배터리(360)의 출력 전압이 기준 전압에 도달하고, 부하의 요구 전력이 없는 경우, 전원공급장치는 계통 전력을 공급 받지 않는다.
한편, 전력 제한부(350)는 부하의 요구 전력이 기설정된 최대 전력 값보다 작은 경우, 제2모드로 동작한다. 구체적으로, 전력 제한부(350)는 배터리(360)에 충전된 전력을 활용하지 않고, 계통 전력을 공급 받아 부하로 인가한다. 이에 따라, Isolated DC/DC converter(330)에서 부하로 전류가 인가된다.
일 실시 예에 있어서, 전력 제한부(350)는 부하에 인가되는 전압을 상기 기준 전압과 동일한 전압 값으로 일정하게 유지하면서, 부하의 요구 전력에 비례하여 부하에 인가되는 전류 값을 변화시킬 수 있다.
한편, 전력 제한부(350)는 부하의 요구 전력이 기설정된 최대 전력 값을 초과하는 경우, 제3모드로 동작한다.
기 설정된 최대 전력 값은 전력 제한부(350)에 의해 제한되는 전력의 최대 값일 수 있다. 전력 제어부(350)는 부하의 요구 전력이 기설정된 전력의 최대 값을 초과하는 경우에도 전력 계통으로부터 상기 최대 전력 값을 초과하는 전력을 공급받지 않는다.
도 4의 (b)를 참조하면, 전력 제한부(350)는 배터리(360)에 충전된 전력 및 기설정된 전력의 최대값만큼의 계통 전력을 이용하여 부하에 전력을 공급한다.
구체적으로, 전력 제한부(350)는 계통 전력을 공급받아 기 설정된 최대 전류 값으로 부하에 전력을 공급한다. 이와 함께, 전력 제한부(350)는 배터리(360)를 방전시켜 배터리(360)에 충전된 전력이 부하에 공급되도록 한다. 즉, 전력 제한부(350)는 부하의 요구 전력과 전력 제한부(350)에서 제한하는 전력의 최대값 간의 차이를 배터리(360)를 활용하여 보충한다.
전력 제한부(350)는 부하의 요구 전력이 기설정된 최대 전력 값 이하로 감소할 때까지 배터리(360)를 방전시켜 부하에 전력을 공급한다.
다만, 상기 제3모드가 배터리(360)의 충전량을 초과할 정도로 긴 시간 동안 지속되는 경우, 전력 제한부(350)는 기설정된 최대 전류 및 최대 전압을 해제하고, 부하의 요구 전력과 동일한 전력을 전력 계통으로부터 공급받아 부하로 인가한다. 부하의 요구 전력이 기설정된 최대 전력 값 이하로 감소하는 경우, 전력 제한부(350)는 전력 계통으로부터 공급 받는 전력의 최대값을 제한할 수 있다.
한편, 도 4의 (c)를 참조하면, 전력 제한부(350)가 제3모드로 동작하는 중, 부하의 요구 전력이 기설정된 최대 전력 값 이하로 감소하는 경우, 전력 제한부(350)는 제1모드로 전환된다. 이때, 전력 제한부(350)는 부하의 요구 전력보다 큰 전력을 전력 계통으로부터 공급 받는다.
전력 제한부(350)는 기설정된 최대 전력 값만큼의 전력을 전력 계통으로부터 공급 받을 수 있다.
전력 제한부(350)는 공급 받은 계통 전력의 일부를 부하에 인가하고, 나머지를 배터리(360) 충전에 활용할 수 있다. 배터리(360)의 출력 전압이 기준 전압에 도달하는 경우, 전력 제한부(350)는 제2모드로 전환하고, 전력 계통으로부터 공급 받는 전력의 크기를 부하의 요구 전력만큼 감소시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 제한부(350)는 부하의 요구 전력의 크기에 기반하여, 세 가지 다른 모드로 동작함으로써, 부하의 요구 전력이 급격하게 증가하더라도, 전력 계통으로부터 공급 받는 전력 값을 기 설정된 최대 전력 값 이하로 유지할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 전력 계통으로부터 공급 받는 전력을 평탄화함으로써, 최대 수요 전력 값을 기준으로 전기 요금이 부과되는 요금 체계에서 전기 요금을 절감시킬 수 있다.
이하, 도 5 및 6을 참조하여, 부하의 요구 전력에 따른 배터리 출력 전압, 배터리 충전 전력, 계통 전력의 변화를 시간 흐름에 따라 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하여, 종래 전원공급장치와 본 발명에 따른 전원공급장치를 비교하여 설명한다.
도 5의 (a)는 시간에 따른 부하의 요구 전력을 나타내는 그래프이다. 도면을 참조하면, 부하의 요구 전력이 0인 시간대, 부하의 요구 전력이 PLimit 보다 작은 시간대, 부하의 요구 전력이 PLimit보다 큰 시간대가 존재한다.
도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 도시된 부하의 요구 전력 변화에 따른 계통 전력의 크기 변화를 나타낸다. 구체적으로, 도 5 (b)에 도시된 실선(510)은 종래 전원공급장치의 계통 전력 변화이고, 점선(520)은 본 발명에 따른 전원공급장치의 계통전력 변화이다.
실선(510)을 참조하면, 계통 전력은 부하의 요구 전력과 동일하게 변화한다.
이와 달리, 점선(520)을 참조하면, 부하의 요구 전력이 없는 경우에도, 계통 전력이 0이 아니며(배터리 충전에 활용), 부하의 요구 전력이 PLimit보다 큰 경우에도, 계통 전력을 PLimit 을 초과하지 않는다.
보다 구체적으로, 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6의 첫 번째 그래프는 시간 흐름에 따른 배터리 출력 전압(Vsc)을 나타내는 그래프이고, 도 6의 두 번째 그래프는 시간 흐름에 따른 부하의 요구 전력의 크기(Pload)를 나타내는 그래프이고, 도 6의 세 번째 그래프는 시간 흐름에 따른 배터리 충전량(Psc)을 나타내는 그래프이고, 도 6의 네 번째 그래프는 시간 흐름에 따른 계통 전력 크기(Pgrid)를 나타내는 그래프이다.
배터리(360)의 충전 전력이 0이고, 부하의 요구 전력 0인 상태에서 전원공급장치는 제1모드로 동작한다. 전원공급장치는 계통 전력으로부터 전력을 공급받아 배터리(360)를 충전한다.
전원공급장치는 일정한 세기의 전류를 배터리(360)에 인가한다. 이때, 전류의 세기는 배터리(360)의 최대 전압(Vsc,max) 및 최대 전력 값(PLimit)을 고려하여 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 전류의 세기는 배터리(360)의 출력 전압이 최대 전압(Vsc,max)에 도달한 순간에 배터리(360)에 공급되는 전력의 크기가 상기 최대 전력 값(PLimit)이 되도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 배터리 충전 시 전원공급장치가 전력 계통으로부터 공급받는 전력은 상기 최대 전력 값(PLimit)을 초과하지 않게 된다.
배터리의 출력 전압이 최대 전압(Vsc,max)에 도달하였을 때, 전원공급 장치는 제2모드로 전환된다. 제2모드에서 부하의 요구 전력이 없는 경우, 전원공급장치는 전력 계통에서 전력을 공급받지 않으며, 배터리(360)에도 전력이 공급되지 않는다.
한편, 부하의 요구 전력이 발생(최대 전력 값(PLimit) 이하로 발생)되는 경우, 전원공급장치는 부하의 요구 전력 만큼의 전력을 전력 계통으로부터 공급 받아 부하로 공급한다. 이때, 배터리(360)의 전력은 활용되지 않기 때문에, 배터리(360) 출력 전압은 최대 전압(Vsc,max)을 유지하며, 배터리(360)에는 전력이 충전되지 않는다(Psc가 0으로 유지됨).
다음으로, 부하의 요구 전력이 최대 전력 값(PLimit)을 초과(PL,max)하는 경우, 전원공급장치는 제3모드로 변환되고, 배터리(360)가 방전되기 시작한다. 이에 따라, 배터리(360)의 전력은 음의 값(PL,max-PLimit)이 되며, 배터리(360)의 출력 전압(Vsc)은 시간에 따라 감소한다. 배터리(360)의 전력으로 인하여, 부하의 요구 전력이 최대 전력 값(PLimit)을 초과(PL,max)하는 경우에도, 전력 계통으로부터 인가되는 전력이 최대 전력 값(PLimit) 이하로 유지된다.
부하의 요구 전력이 최대 전력 값(PLimit) 이하로 감소하는 경우, 전원공급장치는 제1모드로 변환된다. 이때, 전원공급장치는 전력 계통으로부터 최대 전력 값(PLimit)만큼의 전력을 공급 받아 부하에 전력을 공급하고, 배터리를 충전한다.
여기서, 부하에는 부하의 요구 전력만큼의 전력이 공급되고, 최대 전력 값(PLimit) 및 부하의 요구 전력(PL,min) 간의 차이에 대응되는 전력으로 배터리가 충전된다. 배터리의 출력 전압이 최대 전압(Vsc,max)에 도달하였을 때, 전원공급장치는 제2모드로 전환된다. 제2모드에서 전력 계통으로부터 공급받는 전력(Pgrid)는 부하의 요구 전력(PL,min)과 동일하게 된다.
도 6을 참조하면, 전력 계통으로부터 공급 받는 전력의 크기는 기설정된 최대 전력 값(PLimit)을 초과하지 않는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전원공급장치는 전력 제한부의 출력 전압 및 출력 전류를 입력 받아 상기 부하에 기 설정된 공급 전압 값으로 전압을 인가하는 복수의 DC/DC converter(340)를 포함한다.
복수의 DC/DC converter(340)에 의해 부하로 인가되는 공급 전압 값은 배터리(360)의 최대 출력 전압인 기준 전압 값과 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 전압 값은 상기 공급 전압 값보다 크고, 상기 복수의 DC/DC converter(340)는 상기 isolated DC/DC converter(330)로부터 입력받은 전압을 강하시켜 상기 부하에 인가할 수 있다.
이와 달리, 상기 기준 전압 값은 상기 공급 전압 값보다 작고, 상기 복수의 DC/DC converter(340)는 상기 상기 isolated DC/DC converter(330)로부터 입력받은 전압을 증폭시켜 상기 부하에 인가할 수 있다.
이하에서는, 종래 전원공급장치 및 본 발명에 따른 전원공급장치 각각에 대한 모의실험 및 실제 실험결과에 대하여 설명한다.
도 7a는 종래 전원공급장치에 대한 모의실험 결과(전압 및 전력 변화)를 나타내는 그래프이고, 도 7b는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 모의실험 결과(전압 및 전력 변화)를 나타내는 그래프이고, 도 8a는 종래 전원공급장치에 대한 실제실험 결과(전압 및 전류 변화)를 나타내는 그래프이고, 도 8b는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 실제실험 결과(전압 및 전류 변화)를 나타내는 그래프이다.
모의실험 시, 부하에 공급 되는 전류를 5A에서 17A로 변화시킨 후 2초간 지속하였다. 이때, 부하의 공급 전력은 60W에서 200W로 변하며, 200W의 공급 전력이 2초간 유지된다. 한편, 제한 전력은 120W로 설정하였다.
도 7a의 (a)는 종래 전원공급장치에 대한 모의실험 시 부하에 공급되는 전압값을 나타낸다. 도 7a의 (a)를 참조하면, 부하에 인가되는 전압은 일정한 값으로 유지된다. 부하에 공급되는 전력이 변경되는 시점(60W에서 200W로 변경되는 시점, 200W에서 60W로 변경되는 시점)에서 Surge가 발생된다.
도 7a의 (b)는 종래 전원공급장치에 대한 모의실험 시 부하의 요구 전력값을 나타낸다. 도 7a의 (b)를 참조하면, 실험 시작 후 5초동안 부하의 요구 전력은 0이며, 5초 내지 12초 구간에서 부하의 요구 전력은 60W이고, 12초 내지 14초 구간에서 부하의 요구 전력이 200W로 증가한다. 이후, 부하의 요구 전력은 60W로 감소한다.
도 7a의 (c)는 종래 전원공급장치에 대한 모의실험 시 계통 전력값을 나타낸다. 도 7a의 (c)를 참조하면, 실험 시작 후 5초동안 계통 전력은 0을 유지하며, 5초 내지 12초 구간에서 계통 전력은 60W(부하의 요구 전력값과 동일)이고, 12초 내지 14초 구간에서 계통 전력은 200W(부하의 요구 전력값과 동일)로 증가한다. 이후, 계통 전력은 60W(부하의 요구 전력값과 동일)로 감소한다. 도 7a의 (b) 및 (c)를 비교하면, 계통 전력의 크기는 부하의 요구 전력과 동일함을 알 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 모의실험 결과에 대하여 설명한다.
도 7b의 (a)는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 모의실험 시 부하에 공급되는 전압값을 나타낸다. 도 7b의 (a)를 참조하면, 실험 시작 후 부하에 인가되는 전압은 일정한 값으로 유지된다. 부하에 공급되는 전력이 변경되는 시점(60W에서 200W로 변경되는 시점)부터 부하에 공급되는 전압은 감소한다. 이는 배터리 방전에 의해 배터리 출력 전압이 감소하기 때문이다. 이후, 200W에서 60W로 변경되는 시점부터 배터리 충전이 다시 이루어짐에 따라, 부하에 공급되는 전압이 증가한다.
도 7b의 (b)는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 모의실험 시 부하의 요구 전력값을 나타낸다. 도 7b의 (b)를 참조하면, 실험 시작 후 5초동안 부하의 요구 전력은 0이며, 5초 내지 12초 구간에서 부하의 요구 전력은 60W이고, 12초 내지 14초 구간에서 부하의 요구 전력이 200W로 증가한다. 이후, 부하의 요구 전력은 60W로 감소한다.
도 7b의 (c)는 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 모의실험 시 계통 전력값을 나타낸다. 도 7b의 (c)를 참조하면, 실험 시작 후 5초동안 배터리 충전이 이루어지기 때문에 계통 전력은 0이상의 값을 유지한다. 5초 내지 12초 구간에서 계통 전력은 60W(부하의 요구 전력값과 동일)이고, 12초 내지 14초 구간에서 계통 전력은 120W(부하의 요구 전력값보다 작음)로 증가하나, 120W를 초과하지 않는다. 이후, 계통 전력은 배터리 충전이 완료되는 시점까지 서서히 감소하여, 부하의 요구 전력값이 60W까지 감소한다. 도 7b의 (b) 및 (c)를 비교하면, 본 발명에 따른 전원공급장치는 부하의 요구 전력값이 제한 전력 이상으로 상승하더라도, 계통 전력 값이 제한 전력 값 이상으로 상승하지 않는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 8a는 종래 전원공급장치에 대한 실제실험에 따른 전류 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8a에서 연두색 그래프는 부하에 인가되는 전압값을 나타내고, 파란색 그래프는 부하의 요구 전류값(Iload)을 나타내며, 붉은색 그래프는 계통 전류값(Igrid)을 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 부하의 요구 전류값이 증가함에 따라, 계통 전류값이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.
이와 달리, 도 8b은 본 발명에 따른 전원공급장치에 대한 실제실험에 따른 전류 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8b에서 연두색 그래프는 부하에 인가되는 전압값을 나타내고, 파란색 그래프는 부하의 요구 전류값(Iload)을 나타내며, 붉은색 그래프는 계통 전류값(Igrid)을 나타낸다.
도 8b를 참조하면, 부하의 요구 전류값이 증가하더라도, 계통 전류값이 변하지 않는 것을 확인할 수 있다. 부하의 요구 전류값과 계통 전류값의 차이값이 만큼의 전류가 배터리에서 부하로 인가되기 때문이다. 배터리 방전에 따라 부하의 요구 전류값이 증가한 상태에서는 부하에 인가되는 전압값이 지속적으로 감소하며, 부하의 요구 전류값이 감소함에 따라 배터리가 충전되기 시작하면 부하에 인가되는 전압값이 지속적으로 증가한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 순시 전력이 급격하게 변하는 부하에 전력을 공급할 때, 계통 공급 전력을 평탄화함으로써, 전기 요금 책정 시 고려되는 최대 수요 전력값을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전원공급장치에 공급되는 전력의 크기가 일정 수준 이하로 제한되기 때문에, 전원공급장치가 과부하되어, 전원공급장치에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 상용교류전원을 수신하고, 수신된 상용교류전원을 정류하여 정류신호를 출력하는 정류부;
    상기 정류신호를 입력받아 부하에 전력을 공급하는 DC/DC 컨버터;
    상기 DC/DC 컨버터의 출력 전류의 적어도 일부로 충전되도록 이루어지는 배터리; 및
    전압 제어부와 전류 제어부를 포함하는 전력 제한부를 포함하고,
    상기 전압 제어부는,
    상기 부하에 인가되는 전압 값과 기준 전압을 비교하여 제1 전압을 출력하고;
    상기 전류 제어부는,
    상기 부하에 인가되는 전류 값과 기준 전류를 비교하여 제2 전압을 출력하며,
    상기 전력 제한부는,
    상기 부하의 요구 전력이 기 설정된 최대 전력 값을 초과하더라도, 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값 이하로 유지되도록, 상기 전압 제어부의 출력으로서 획득된 상기 제1 전압과 상기 전류 제어부의 출력으로서 획득된 상기 제2 전압 간의 비교 결과 및 상기 부하의 요구 전력 크기에 기반하여 서로 다른 복수의 모드 중 어느 하나로 동작하고, 상기 비교 결과에 근거하여 상기 DC/DC 컨버터를 제어함으로써, 상기 부하로 공급되는 전력을 제어하고 상기 배터리를 충전하거나 방전시키며,
    상기 복수의 모드 중,
    제1 모드는,
    상기 부하의 요구 전력이 없는 동안, 상기 DC/DC 컨버터를 통해 상기 상용교류전원으로부터 상기 기 설정된 최대 전력값을 초과하지 않는 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전하는 모드이고,
    제2 모드는,
    상기 부하의 요구 전력이 없는 경우, 상기 상용교류전원으로부터 전력을 공급받지 않으며, 상기 배터리에도 전력을 공급하지 않고, 상기 부하의 요구 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값 이하로 발생되는 경우, 상기 배터리의 전력은 활용하지 않고, 상기 DC/DC 컨버터를 통해 상기 상용교류전원으로부터 상기 부하의 요구 전력만큼의 전력을 공급받아 상기 부하로 인가하는 모드이며,
    제3 모드는,
    상기 부하의 요구 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값을 초과하는 경우, 상기 DC/DC 컨버터를 제어함으로써, 상기 상용교류전원으로부터 상기 기 설정된 최대 전력값에 대응하는 전력을 공급받아 상기 부하로 인가하고, 상기 부하의 요구 전력과 상기 최대 전력값의 차이에 대응하는 전력은 상기 배터리를 통해 공급되도록 상기 배터리를 방전시키는 모드이고,
    상기 전력 제한부는,
    상기 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리의 최대 전압 및 상기 기 설정된 최대 전력 값에 근거하여, 상기 배터리의 출력 전압이 상기 최대 전압에 도달하는 순간에 상기 배터리에 공급되는 전력의 크기가 상기 기 설정된 최대 전력 값이 되도록, 상기 DC/DC 컨버터를 통해 상기 배터리로 일정한 크기의 전류를 인가하고,
    상기 제3 모드로 동작하는 중 상기 부하의 요구 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값 이하로 감소하면, 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력 중 일부를 상기 부하에 인가하고, 나머지를 상기 제3 모드에서 방전된 상기 배터리에 인가하여 상기 배터리가 충전되도록, 상기 제3 모드에서 상기 제1 모드로 전환하여 동작하고,
    상기 제1 모드로 동작하는 중 상기 배터리의 출력 전압이 기준에 해당하는 상기 최대 전압에 도달하면, 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 전환하여 동작하는 것을 통해, 상기 상용교류전원으로부터 공급 받는 전력의 크기를 상기 부하의 요구 전력만큼 감소시키고,
    상기 제3 모드로 동작하는 중, 상기 배터리에 충전된 전력이 모두 방전되는 경우, 상기 기 설정된 최대 전력 값을 해제하고, 상기 상용교류전원으로부터 상기 부하의 요구 전력만큼의 전력을 공급받아 상기 부하로 인가하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 제한부는,
    상기 배터리 충전 시, 상기 배터리의 출력 전압이 기준 전압에 도달할 때까지 상기 배터리에 일정한 전류가 인가되도록 하고, 상기 배터리의 출력 전압이 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리에 일정한 전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압 및 출력 전류를 입력 받아 상기 부하에 기 설정된 공급 전압 값으로 전압을 인가하는 복수의 DC/DC 컨버터를 더 포함하고,
    상기 공급 전압 값은 기준 전압 값과 다른 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준 전압 값은 상기 공급 전압 값보다 크고,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터는 상기 전력 제한부로부터 입력받은 전압을 강하시켜 상기 부하에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기준 전압 값은 상기 공급 전압 값보다 작고,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터는 상기 DC/DC 컨버터로부터 입력받은 전압을 증폭시켜 상기 부하에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  9. 정류부가 상용교류전원을 수신하고, 수신된 상용교류전원을 정류하여 정류신호를 출력하는 단계; 및
    DC/DC 컨버터가 상기 정류신호를 입력받아 부하에 전력을 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 부하에 전력을 공급하는 단계에서는,
    전력 제한부에 포함된 전압 제어부가 상기 부하에 인가되는 전압 값과 기준 전압을 비교하여 제1 전압을 획득하고, 상기 전력 제한부에 포함된 전류 제어부가 상기 부하에 인가되는 전류 값과 기준 전류를 비교하여 제2 전압을 획득하고,
    상기 전력 제한부가 상기 부하의 요구 전력이 기 설정된 최대 전력 값을 초과하더라도 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값 이하로 유지되도록, 상기 전압 제어부의 출력으로서 획득된 상기 제1 전압과 상기 전류 제어부의 출력으로서 획득된 상기 제2 전압 간의 비교 결과 및 상기 부하의 요구 전력 크기에 기반하여 서로 다른 복수의 모드 중 어느 하나로 동작하고, 상기 비교 결과에 근거하여 상기 DC/DC 컨버터를 제어함으로써 상기 부하로 공급되는 전력을 제어하고 배터리를 충전하거나 방전시키며,
    상기 복수의 모드 중,
    제1 모드는,
    상기 부하의 요구 전력이 없는 동안, 상기 DC/DC 컨버터를 통해 상기 상용교류전원으로부터 상기 기 설정된 최대 전력값을 초과하지 않는 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전하는 모드이고,
    제2 모드는,
    상기 부하의 요구 전력이 없는 경우, 상기 상용교류전원으로부터 전력을 공급받지 않으며, 상기 배터리에도 전력을 공급하지 않고,
    상기 부하의 요구 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값 이하로 발생되는 경우, 상기 배터리의 전력은 활용하지 않고, 상기 DC/DC 컨버터를 통해 상기 상용교류전원으로부터 상기 부하의 요구 전력 만큼의 전력을 공급받아 상기 부하로 인가하는 모드이며,
    제3 모드는,
    상기 부하의 요구 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값을 초과하는 경우, 상기 DC/DC 컨버터를 제어함으로써 상기 상용교류전원으로부터 상기 기 설정된 최대 전력값에 대응하는 전력을 공급받아 상기 부하로 인가하고, 상기 부하의 요구 전력과 상기 최대 전력값의 차이에 대응하는 전력은 상기 배터리를 통해 공급되도록 상기 배터리를 방전시키는 모드이고,
    상기 부하에 전력을 공급하는 단계에서는,
    상기 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리의 최대 전압 및 상기 기 설정된 최대 전력 값에 근거하여, 상기 배터리의 출력 전압이 상기 최대 전압에 도달하는 순간에 상기 배터리에 공급되는 전력의 크기가 상기 기 설정된 최대 전력 값이 되도록, 상기 DC/DC 컨버터를 통해 상기 배터리로 일정한 크기의 전류를 인가하고,
    상기 제3 모드로 동작하는 중 상기 부하의 요구 전력이 상기 기 설정된 최대 전력값 이하로 감소하면, 상기 상용교류전원으로부터 공급되는 전력 중 일부를 상기 부하에 인가하고, 나머지를 상기 제3 모드에서 방전된 상기 배터리에 인가하여 상기 배터리가 충전되도록, 상기 제3 모드에서 상기 제1 모드로 전환하여 동작하고,
    상기 제1 모드로 동작하는 중 상기 배터리의 출력 전압이 기준에 해당하는 상기 최대 전압에 도달하면, 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 전환하여 동작하는 것을 통해, 상기 상용교류전원으로부터 공급 받는 전력의 크기를 상기 부하의 요구 전력만큼 감소시키고,
    상기 제3 모드로 동작하는 중, 상기 배터리에 충전된 전력이 모두 방전되는 경우, 상기 기 설정된 최대 전력 값을 해제하고, 상기 상용교류전원으로부터 상기 부하의 요구 전력만큼의 전력을 공급받아 상기 부하로 인가하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어 방법.
  10. 삭제
KR1020210091226A 2021-07-12 2021-07-12 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법 KR102463277B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210091226A KR102463277B1 (ko) 2021-07-12 2021-07-12 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210091226A KR102463277B1 (ko) 2021-07-12 2021-07-12 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102463277B1 true KR102463277B1 (ko) 2022-11-09

Family

ID=84040290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210091226A KR102463277B1 (ko) 2021-07-12 2021-07-12 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102463277B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116885802A (zh) * 2023-07-19 2023-10-13 屹晶微电子(台州)有限公司 一种双向逆变器充电功率协调控制方法、系统及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002171692A (ja) * 2000-12-06 2002-06-14 Hitachi Ltd 直流電源装置
JP2016091310A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 新電元工業株式会社 電源装置
KR20170047821A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 엘지전자 주식회사 에너지 저장 시스템
JP2017158265A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力供給システム、及び電力変換システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002171692A (ja) * 2000-12-06 2002-06-14 Hitachi Ltd 直流電源装置
JP2016091310A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 新電元工業株式会社 電源装置
KR20170047821A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 엘지전자 주식회사 에너지 저장 시스템
JP2017158265A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力供給システム、及び電力変換システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116885802A (zh) * 2023-07-19 2023-10-13 屹晶微电子(台州)有限公司 一种双向逆变器充电功率协调控制方法、系统及存储介质
CN116885802B (zh) * 2023-07-19 2024-02-27 屹晶微电子(台州)有限公司 一种双向逆变器充电功率协调控制方法、系统及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2587623B1 (en) Dc power distribution system
US6380715B1 (en) Electric power system
US9735619B2 (en) Power conversion device
US9906039B2 (en) Power system for multiple power sources
US8541982B2 (en) Battery system
US20230198261A1 (en) Power supply system including dc-to-dc converter and control method therefor
MX2011009361A (es) Cargador de bateria que utiliza circuito convertidor continuo doble por dezplazamiento de fase.
JP2008131736A (ja) 分散型電源システムと昇降圧チョッパ装置
WO2014167928A1 (ja) 蓄電池の充放電制御装置および蓄電池の充放電制御方法
JP2009197587A (ja) 風力発電設備
WO2017179178A1 (ja) 電力管理システム
KR102463277B1 (ko) 전원공급장치 및 전원공급장치의 제어방법
JP2012257365A (ja) 蓄電池の充放電方法
KR20200086835A (ko) Ups를 이용한 수용가 부하 관리 시스템
JP3795414B2 (ja) 交流電源供給システム
WO2020238735A1 (zh) 离线式不间断电源及其控制方法
KR101219799B1 (ko) 입력피크전력저감 기능을 갖는 지능형 무정전전원장치 및 그 제어방법
WO2018138710A1 (ja) 直流給電システム
CN111525676A (zh) 直流输出不断电电源供应器
EP3316467A2 (en) Power system for multiple power sources
JP6722295B2 (ja) 電力変換システム、電力供給システムおよび電力変換装置
KR102022321B1 (ko) 통신장비 부하용 에너지 저장 시스템
KR20150030379A (ko) 에너지 저장 장치 운영 장치 및 방법
WO2020203993A1 (ja) 電力管理システム
JPH05324106A (ja) 電力供給システム

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant