KR102510026B1 - Redundant uninterruptible power supply - Google Patents

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Abstract

이중화된 무정전 전원장치가 제공되며, 이는 활성모드 및 비활성모드를 가지며, 활성모드 상태에서 상용 전압이 입력되지 않은 경우 내부 배터리의 직류전압을 교류전압으로 인버팅하여 출력하는 전압변환기와, 상기 전압변환기의 출력을 부하로 공급하는 교류스위치를 포함하는 적어도 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B)와; 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1i : 여기서 i는 1A와 1B중 어느 하나)의 인버터로부터 출력되는 인버트 교류전압의 유무 및 주파수의 간격을 검출하여 인버트 교류전압의 정전을 검출하여 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 비활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1j : 여기서 j는 1A와 1B중 어느 하나이며, j≠j 임.)의 동작모드를 활성모드로 전환하는 UPS정전검출기를 포함하여 구성되어 있다.A redundant uninterruptible power supply is provided, which has an active mode and an inactive mode, and a voltage converter for inverting and outputting the DC voltage of an internal battery into an AC voltage when commercial voltage is not input in the active mode state, and the voltage converter At least two uninterruptible power supplies (1A, 1B) including an AC switch for supplying the output of the load to the load; Among the two or more uninterruptible power supplies (1A, 1B), the presence or absence of an inverted AC voltage output from the inverter of the uninterruptible power supply (1i: where i is any one of 1A and 1B) set to the active mode and the frequency interval are detected to invert the invert A blackout of the AC voltage is detected to determine the operation mode of the UPS (1j: where j is any one of 1A and 1B, and j≠j) set to the inactive mode among the two or more UPS (1A, 1B). It consists of a UPS power outage detector that switches to active mode.

Figure R1020200104682
Figure R1020200104682

Description

이중화 된 무정전 전원 장치{Redundant uninterruptible power supply}Redundant uninterruptible power supply {Redundant uninterruptible power supply}

본 발명은 상용 계통 전원이 정전 시 배터리의 전압을 인버팅(inverting)하여 부하로 공급하는 무정전 전원 장치(Uuninterruptible power supply : UPS)에 관한 것으로, 구체적으로는 상용전원의 차단(정전) 상태를 고속으로 검출하여 부하로 보다 안정된 교류전압을 신속하게 공급할 수 있는 무정전 전원 장치를 병렬 접속하여 운전하되 우선출력 순위를 갖는 이중화된 무정전 전원장치에 관한 것이다. The present invention relates to an uninterruptible power supply (UPS) that inverts the voltage of a battery and supplies it to a load in the event of a power outage of a commercial power supply, and specifically, a high-speed interruption (outage) state of commercial power. The present invention relates to a redundant uninterruptible power supply having a priority output order while operating a parallel-connected uninterruptible power supply capable of quickly supplying a more stable AC voltage to a load by detecting it as a load.

컴퓨터, 특히 서버나 워크스테이션과 같은 경우에 순간 정전이 될 경우 작업 중이던 컴퓨터의 데이터가 소실되거나 민감한 하드웨어가 망가질 가능성이 매우 높다. 물론 이를 방지하기 위하여 주기적으로 저장을 하는 프로그램이 있지만 정전으로 전압이 튀면(뷸규칙 하면) 민감한 실험장비 등은 여지없이 망가진다. In the case of a momentary power outage in a computer, especially a server or workstation, there is a very high possibility that data on the computer being worked on will be lost or sensitive hardware will be damaged. Of course, there is a program that saves periodically to prevent this, but if the voltage jumps (irregular) due to a power outage, sensitive experimental equipment is undoubtedly damaged.

특히 5G 통신망, 보다 구체적으로는 5G 통신망의 가입자망은 상용전원의 정전에 민감할 수밖에 없다. 순간 정전에 적극적으로 대처하지 못하면, 통신 서비스의 품질이 저하됨을 물론 심한 경우 가입자망을 재가동하여야만 하는 문제가 있었다. In particular, the 5G communication network, more specifically, the subscriber network of the 5G communication network is inevitably sensitive to commercial power outages. If the instantaneous power failure is not actively dealt with, the quality of the communication service is deteriorated, and in severe cases, the subscriber network must be restarted.

따라서 컴퓨터 시스템 및 통신네트워크의 가입자망에는 UPS가 이용되고 있다. UPS는 계통전원, 즉, 상용 전원에서 일어날 수 있는 전원 장애를 극복하여 좋은 품질의 안정된 교류 전력을 부하로 공급하는 장치이다. 이러한 UPS의 효율성은 정전 상태를 얼마나 신속하게 검출하고 빠른 응답속도로 부하로 공급되는 교류전압을 인버터에 의해 변환된 교류전압으로 전환하는가에 있다. Therefore, UPS is used in subscriber networks of computer systems and communication networks. A UPS is a device that supplies stable alternating current (AC) power of good quality to a load by overcoming a power failure that may occur in a system power source, that is, a commercial power source. The efficiency of this UPS lies in how quickly it detects a power failure state and converts the AC voltage supplied to the load into the AC voltage converted by the inverter at a fast response speed.

이러한 UPS는 온라인 방식 또는 오프라인 방식 UPS 등으로 구분되며, 어떠한 방식의 UPS라 하더라도 상용전원이 정상적으로 입력될 때 상기 상용전원을 정류기로 컨버팅(Converting)한 직류전압을 내부 배터리에 충전하고, 상용전원의 차단(정전) 또는 전압변동이 검출될 때 배터리에 충전된 직류전압을 인버터(Inverter)를 통해 교류로 변환하여 부하로 공급하도록 구성되어 있다. 이러한 UPS의 종래 기술은 아래 특허문헌에 기재된 특허 제0923333호를 예로 들 수 있다. Such a UPS is classified into an online type or an offline type UPS, etc., and in any type of UPS, when commercial power is normally input, the DC voltage converted by the rectifier is charged in the internal battery, and the commercial power is It is configured to convert the DC voltage charged in the battery into AC through an inverter and supply it to the load when a cutoff (power failure) or voltage fluctuation is detected. The prior art of such a UPS can be exemplified by Patent No. 0923333 described in the following patent documents.

그러나 위 특허문헌에 기재된 것을 포함하여 대수의 종래 기술은 상용 교류 라인(배전라인)으로 입력되는 교류 전압의 정전 또는 전압변동의 유무를 검출하는 기술적 구성이 200~380VAC 60Hz 교류전압의 1 사이클의 유무 및 변동 상태를 검출함으로써 정전 또는 전압 변동에 신속하게 전원을 UPS의 출력으로 스위칭 할 수 없었다. However, in a large number of conventional technologies, including those described in the above patent documents, the technical configuration for detecting the presence or absence of a power outage or voltage fluctuation of the AC voltage input to the commercial AC line (distribution line) is the presence or absence of one cycle of 200 ~ 380VAC 60Hz AC voltage and by detecting the fluctuating state, it was not possible to quickly switch the power to the output of the UPS in case of a power outage or voltage fluctuation.

우리나라의 경우, 상용 전압을 60Hz의 주파수를 가지는데, 통상 1 사이클의 영점(zero crossing)을 검출하여 정전 또는 전압변동을 검출함으로써 적어도 16.666ms의 시간이 소요된다. In Korea, a commercial voltage has a frequency of 60 Hz, and it takes at least 16.666 ms by detecting a power outage or voltage fluctuation by detecting a zero crossing of one cycle.

컴퓨터, 5G 네트워크 가입자 통신망의 동작 주파수는 점점 고속으로 되는데다가 UPS내 인버터의 스위칭 주파수도 안정된 교류전압의 출력, 부품의 소형·경량화를 위해 수십 내지 수백 KHz로 높아지고 있는데, 정전 검출을 교류전압의 1사이클로 함으로서 정전 검출이 늦어 매우 안정된 교류전압의 입력을 요하는 장치는 고도로 개발된 프로그램 작동 방식의 고가의 전원장치를 사용할 수밖에 없었다. The operating frequency of computers, 5G networks, and subscriber communication networks is getting higher and higher, and the switching frequency of inverters in UPS is also increasing to tens to hundreds of KHz for stable output of AC voltage and miniaturization and light weight of parts. As a cycle, power failure detection is slow, and devices that require very stable AC voltage input have no choice but to use expensive power supplies with a highly developed program operation method.

또한, UPS를 이중화하여 사용하는 경우, 정전에 의해 활성화되어 부하에 인버팅된 교류전압을 공급하는 UPS의 출력전압 차단상태를 신속하게 검출할 수 없어 비활성화된 UPS가 늦게 작동되어 UPS에서 또 다른 UPS로 절환 시 적시에 교류전압이 부하에 공급되지 않아 부하가 오동작 하는 등의 문제가 발생하였다. In addition, when using redundant UPSs, it is not possible to quickly detect the output voltage cutoff state of the UPS that is activated by power failure and supplies inverted AC voltage to the load. When switching to , AC voltage was not supplied to the load in a timely manner, causing problems such as malfunction of the load.

이에 본 발명자는 간단한 하드웨어의 구성에 의해 정전상태를 신속하게 검출하여 부하에 안정된 교류전압을 빠르게 공급할 수 있는 UPS를 제공하고자 한다. Accordingly, the inventors of the present invention intend to provide a UPS capable of rapidly supplying a stable AC voltage to a load by quickly detecting a power outage state through a simple hardware configuration.

등록특허공보 10-0923333 B1(2009.10.16. 등록)Registered Patent Publication No. 10-0923333 B1 (registered on October 16, 2009)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부하로 공급되는 교류전압의 1/2 사이클의 전압 레벨 변화로서 정전상태를 신속하게 검출하고, 빠르게 배터리의 전압을 인버팅(inverting)한 교류전압을 부하에 공급하는 UPS를 제공한다. The present invention has been made to solve the above problems, and the power failure state is quickly detected as a voltage level change of 1/2 cycle of the AC voltage supplied to the load, and the AC voltage is quickly inverted. Provide a UPS supplying voltage to the load.

본 발명의 다른 목적은 교류전압의 영점신호에 동기한 적어도 240Hz 이상의 클록으로 상기 교류전압의 전파정류 파형을 샘플링 하여 미리 설정된 제1기준전압과 비교를 통해 첨두 전압 유무를 검출하고, 상기 검출된 첨두 전압과 상기 영점신호의 논리덧셈 신호를 필터링하여 그 레벨을 제2기준전압과 비교하여 영점과 첨두 전압 검출의 유무에 의해 정전 상태를 고속으로 검출하는 정전 검출기를 구비하여 고속으로 전원을 스위칭 하는 UPS를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to sample the full-wave rectified waveform of the AC voltage with a clock of at least 240 Hz synchronized with the zero-point signal of the AC voltage, detect the presence or absence of a peak voltage through comparison with a preset first reference voltage, and detect the detected peak A UPS that switches power at high speed with a power failure detector that filters the voltage and the logical addition signal of the zero signal, compares the level with the second reference voltage, and detects the power failure state at high speed by the presence or absence of zero and peak voltage detection. is in providing

본 발명의 또 다른 목적은 적어도 두 개의 UPS를 병렬 접속하여 운전 시, UPS의 교류전압 출력 우선순위를 결정할 수 있으며, 선순위로 설정된 UPS의 출력이 없을 때 자동으로 후순위로 설정된 UPS를 활성화시켜 부하로 끊임없이 인버텅된 교류전압·를 제공하는 UPS를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to determine the priority of the AC voltage output of the UPS when operating at least two UPSs connected in parallel, and to automatically activate the UPS set to the lower priority when there is no output from the UPS set as the priority to load. It is to provide a UPS that continuously provides an inverted AC voltage.

본 발명에 실시 예에 따른 이중화된 무정전 전원장치는, 상용전압(2)과 부하(3) 사이에 접속되어 상기 상용전압(2)을 부하(3)로 공급하고, 정전검출신호에 응답하여 차단되는 교류스위치(40)와; 상기 상용전압(2)을 전파정류 하여 직류전압으로 컨버팅하는 컨버터(10)와, 상기 컨버터(10)로부터 출력되는 전압이 없거나 전압레벨의 변동이 검출될 때 상기 정전검출신호를 활성화시키는 정전검출기(90)와, 상기 직류전압에 의해 충전되고 충전전압의 차단에 의해 방전되는 배터리(20)와, 상기 배터리(20)로부터의 직류전압을 스위칭 주파수에 따라 일정한 주파수의 교류전압으로 출력하는 인버터(30)와, 상기 인버터(30)와 상기 부하(3) 사이에 연결되고 상기 정전검출신호에 응답하여 상기 인버터(30)의 교류전압을 상기 부하(3)로 공급하는 교류스위치(50)와, 상기 컨버터(10)와 상기 배터리(20)의 사이에 접속된 과충전 방지스위치(70)와, 상기 배터리(20)의 전압이 미리 설정된 기준전압(OVREF)을 초과시에 상기 과충전 방지스위치(70)를 차단하는 과충전 검출기(80)와, 상기 인버터(30)와 상기 교류스위치(50)의 사이에 접속되고 활성모드에 의해 도통되고 비활성모드에 의해 차단되어 상기 인버터(30)의 출력을 스위칭하는 모드스위치(100)를 포함하는 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B)와; 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1i : 여기서 i는 1A와 1B중 어느 하나)의 교류스위치(50)로부터 출력되는 인버트 교류전압의 유무 및 주파수의 간격으로 인버트 교류전압의 정전을 검출하여 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 비활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1j : 여기서 j는 1A와 1B중 어느 하나이며, j≠j 임.)의 동작모드를 활성모드로 전환하는 UPS정전검출기를 포함하여 구성된다. The redundant uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention is connected between a commercial voltage (2) and a load (3), supplies the commercial voltage (2) to the load (3), and cuts off in response to a power failure detection signal. AC switch 40 to be; A converter 10 that converts the commercial voltage 2 to a DC voltage by full-wave rectification, and a power failure detector that activates the power failure detection signal when there is no voltage output from the converter 10 or a change in voltage level is detected ( 90), a battery 20 that is charged by the DC voltage and discharged by blocking the charging voltage, and an inverter 30 that outputs the DC voltage from the battery 20 as an AC voltage of a constant frequency according to the switching frequency ) and an AC switch 50 connected between the inverter 30 and the load 3 and supplying the AC voltage of the inverter 30 to the load 3 in response to the power failure detection signal, An overcharge prevention switch 70 connected between the converter 10 and the battery 20, and the overcharge prevention switch 70 is blocked when the voltage of the battery 20 exceeds a preset reference voltage OVREF An overcharge detector 80 that is connected between the inverter 30 and the AC switch 50 and is conducted by the active mode and cut off by the inactive mode to switch the output of the inverter 30 (mode switch ( 100) and two or more uninterruptible power supplies (1A, 1B) including; Presence of an inverted AC voltage output from the AC switch 50 of the UPS (1i: where i is any one of 1A and 1B) set to the active mode among the two or more UPS (1A, 1B) and frequency interval The operation of the UPS (1j: where j is any one of 1A and 1B, and j≠j) set to the inactive mode among the two or more UPS (1A, 1B) by detecting the power failure of the inverted AC voltage. It consists of a UPS power outage detector that switches the mode to an active mode.

상기 UPS정전검출기는 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1i : 여기서 i는 1A와 1B중 어느 하나)의 인버터로부터 출력되는 인버트 교류전압의 영점을 검출하여 영점신호를 출력하는 영점검출기와, 상기 출력된 영점신호에 동기하여 적어도 상기 교류전압 주파수의 2배의 주파수를 갖는 샘플링 클록을 생하는 위상동기발진기와, 상기 전파정류된 파형을 상기 샘플링 클록에 의해 스위칭 되어 샘플링된 신호를 출력하는 샘플러와, 상기 샘플링 된 신호와 적어도 상기 전파정류 된 파형의 1/2로 설정된 제1기준전압과 비교하여 정현파의 첨두 전압을 검출하는 첨두전압 검출기와, 상기 검출된 첨두 전압과 상기 출력된 영점신호를 논리 덧셈한 후 적분하여 필터링하고, 이를 상기 제1기준전압 보다 높게 설정된 제2기준전압과 비교하여 상기 적분된 전압의 레벨이 상기 제2기준전압 이하일 때 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 비활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1j : 여기서 j는 1A와 1B중 어느 하나이며, j≠j 임.)의 동작모드를 활성모드로 전환한다. The UPS power failure detector detects the zero point of the inverted AC voltage output from the inverter of the uninterruptible power supply (1i: where i is any one of 1A and 1B) set to the active mode among the two or more uninterruptible power supplies (1A, 1B) A zero detector outputting a zero signal; a phase-locked oscillator generating a sampling clock having a frequency at least twice the frequency of the AC voltage in synchronization with the output zero signal; A sampler for outputting a switched sampled signal; a peak voltage detector for detecting a peak voltage of a sine wave by comparing the sampled signal with a first reference voltage set to at least 1/2 of the full-wave rectified waveform; The peak voltage and the output zero point signal are logically added, integrated, and filtered, and compared with a second reference voltage set higher than the first reference voltage. When the level of the integrated voltage is less than or equal to the second reference voltage, The operation mode of the uninterruptible power supply (1j: where j is any one of 1A and 1B, and j≠j) set to the inactive mode among the above uninterruptible power supply devices (1A, 1B) is switched to the active mode.

본 발명의 실시 예에 따른 무정전 전원장치는 상용 전압을 전파정류한 파형을 상용 전압의 주파수보다 높은 샘플링 주파수로 샘플링하여 전파정류한 파형의 첨두전압을 검출하고, 상기 첨두전압과 상용 전압의 영점신호를 논리덧셈하여 상용 전압의 영점전압과 첨두전압의 유무로써 정전과 전압의 불안정상태를 검출하므로, 정전에 보다 빠른 응답 특성을 갖고 부하로 공급되는 전원을 상용 전압으로부터 인버터의 교류전압으로 절환할 수 있다. An uninterruptible power supply device according to an embodiment of the present invention samples a waveform obtained by full-wave rectification of a commercial voltage at a sampling frequency higher than the frequency of the commercial voltage, detects the peak voltage of the full-wave rectified waveform, and obtains a zero signal of the peak voltage and the commercial voltage It detects power failure and voltage instability by the presence or absence of the zero point voltage and peak voltage of the commercial voltage by logical addition, so it has faster response to power failure and can switch the power supplied to the load from the commercial voltage to the AC voltage of the inverter. there is.

또한 적어도 둘 이상의 무정전 전원장치를 병렬로 접속하여 운전 시 순위를 설정하고, 선순위의 무정전 전원장치의 출력이 순간 없거나 불안정할 때 이웃하는 하순위의 무정전 전원장치를 활성화시켜 부하로 교류전압을 안정되게 공급할 수 있어 이중화 무정전 전원장치의 신뢰성을 보다 높일 수 있다. In addition, at least two or more UPS are connected in parallel to set the priority during operation, and when the output of the higher priority UPS is instantaneous or unstable, the neighboring lower priority UPS is activated to stabilize the AC voltage to the load. The reliability of the redundant uninterruptible power supply can be further increased.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무정전 전원장치의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 정전검출기의 상세회로도.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 동작 파형도로서, 도 3a로부터 도 3b의 순서로 작성되어 있고 이들을 합하여 도 3이라 간략히 칭함.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중화된 무정전 전원장치의 블록도.
1 is a block diagram of an uninterruptible power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a detailed circuit diagram of the power failure detector shown in FIG. 1;
3a and 3b are operational waveform diagrams of FIG. 2, which are prepared in the order of FIG. 3a to FIG. 3b and collectively referred to as FIG. 3.
4 is a block diagram of a redundant uninterruptible power supply according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

아래 발명을 설명함에 있어서 본 발명이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 가능한 적게 기술하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 발명의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.In the following description of the invention, the detailed description of the components widely known and used in the technical field to which the present invention belongs or does not belong will be described as little as possible, which is the gist of the present invention along with omitting unnecessary descriptions. to convey more clearly.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실 시예에 무정전 전원장치(1)는 크게 교류전압인 상용 전압(AVC)(2)을 전파정류하고 필터링하여 안정된 직류전압을 출력하는 컨버터(10), 직류전압을 충전하거나 방전하는 배터리(20), 상기 배터리(20)로부터 출력되는 직류전압을 스위칭 주파수에 의해 스위칭하여 미리 설정된 주파수의 교류전압으로 출력하는 인버터(30), 상기 상용 전압(2)과 부하(3) 사이와 상기 인버터(30)와 상기 부하(3) 사이에 각각 연결되고 상용 전압이 차단 시 활성화(논리 '로우'로)되는 정전검출신호(PD)에 각각 응답하여 서로 배타적으로 스위칭 되는 2개의 교류스위치(40, 50)를 포함한다. Referring to FIG. 1, in an embodiment of the present invention, the uninterruptible power supply 1 includes a converter 10 that outputs a stable DC voltage by full-wave rectifying and filtering a commercial voltage (AVC) 2, which is largely an AC voltage, and a DC voltage A battery 20 that charges or discharges, an inverter 30 that switches the DC voltage output from the battery 20 by a switching frequency and outputs it as an AC voltage of a preset frequency, the commercial voltage 2 and the load ( 3) and connected between the inverter 30 and the load 3, respectively, and switched exclusively in response to the power failure detection signal PD, which is activated (to logic 'low') when the commercial voltage is cut off 2 It includes two AC switches (40, 50).

상기 배터리(20)와 상기 인버터(30) 사이에는 직류 스위치(60)가 연결되며, 상기 직류 스위치(60)는 상기 정전검출신호(PD)에 응답하여 상기 배터리(20)의 전압을 상기 인버터(30)로 공급한다. A DC switch 60 is connected between the battery 20 and the inverter 30, and the DC switch 60 changes the voltage of the battery 20 to the inverter in response to the power failure detection signal PD. 30) is supplied.

상기 무정전 전원장치(1)는 상기 컨버터(10)의 출력단과 상기 배터리(20)의 단자 사이에 과충전 방지스위치(70)가 연결되며, 상기 과충전 방지스위치(70)는 상기 배터리(20)의 전압이 미리 설정된 과충전 기준전압(OVREF)을 초과 시 과충전 방지신호를 출력하는 과충전검출기(80)의 출력에 의해 차단됨을 특징으로 한다. In the UPS 1, an overcharge prevention switch 70 is connected between an output terminal of the converter 10 and a terminal of the battery 20, and the overcharge prevention switch 70 controls the voltage of the battery 20 It is characterized in that it is blocked by the output of the overcharge detector 80 that outputs an overcharge prevention signal when the preset overcharge reference voltage OVREF is exceeded.

본 발명의 무정전 전원장치(1)는 정전 또는 전압 이상 상태를 교류주파수의 1/2사이클 보다 짧은 시간에 신속 검출하여 정전검출신호(PD)를 출력하는 정전검출기(90)를 포함한다. 상기 정전검출기(90)은 상기 컨버터(10)의 출력단자와 상기 두개의 교류스위치(40, 50)의 제어단자 사이에 연결되어 있다. The uninterruptible power supply 1 of the present invention includes a power failure detector 90 that quickly detects a power failure or abnormal voltage in a time shorter than 1/2 cycle of an AC frequency and outputs a power failure detection signal PD. The power failure detector 90 is connected between the output terminal of the converter 10 and the control terminals of the two AC switches 40 and 50.

상기 정전검출기(90)는 정전 검출시에는 논리 "로우"로 활성화되고 정상시에는 논리 "하이"로 비활성화된 정전검출신호(PD)를 출력하며, 상기 교류스위치(40, 50) 및 직류스위치(60)는 제어단자로 논리 '하이'의 신호가 입력 시에만 '턴온'된다. The power failure detector 90 outputs a power failure detection signal PD activated as logic “low” when power failure is detected and deactivated as logic “high” when normal, and the AC switches 40 and 50 and the DC switch ( 60) is a control terminal and is 'turned on' only when a logic 'high' signal is input.

2개의 교류스위치(40, 50)가 서로 배타적으로 동작하기 위하여 상기 정전검출기(90)로부터 출력되는 정전검출신호(PD)를 반전하는 위상 반전기(INV)의 출력단자가 직류 스위치(60) 및 교류스위치(50)의 제어단자에 접속되어 있다. In order for the two AC switches 40 and 50 to operate exclusively with each other, the output terminal of the phase inverter INV inverting the power failure detection signal PD output from the power failure detector 90 is connected to the DC switch 60 and the AC switch 60. It is connected to the control terminal of the switch 50.

상기 교류스위치(40, 50)는 정전검출신호(PD)에 의해 접점이 온/오프되는 릴레이 또는 가동접점을 갖지 않는 정적 스위치(static switch)를 사용할 수 있다. The AC switches 40 and 50 may use relays whose contacts are turned on/off by the power failure detection signal PD or static switches that do not have movable contacts.

도 1에서 미설명된 참조부호 100은 인버터(30)에서 생성된 교류전압을 교류 스위치(50)로 연결하는 것을 설정하는 모드설정 스위치로, 이는 두 개의 UPS(1)를 병렬로 이중화할 때 사용한다. 평상시 하나의 UPS(1)을 단독으로 사용하는 경우나 두 개의 UPS(1)가 병렬로 접속된 경우 선순위로 설정된 경우에만 '턴온' 상태로 있게 되도록 설정되어 있고, 후순위인 경우 '오프'로 비활성모드이다. Reference numeral 100 not described in FIG. 1 is a mode setting switch that sets the connection of the AC voltage generated by the inverter 30 to the AC switch 50, which is used when two UPSs 1 are redundant in parallel. do. When one UPS(1) is used alone or two UPS(1) are connected in parallel in normal times, it is set to be ‘turned on’ only when set to priority, and deactivated to ‘off’ when set to lower priority. it's a mode

도 1과 같이 구성된 무정전 전원장치(1)는, 정전검출기(90)가 컨버터(10)에서 전파정류된 파형의 첨두전압과 상용전원의 주파수의 영점을 검출하여 논리덧셈을 통해 교류신호의 영점과 영점 사이에 위치된 첨두전압이 지속적으로 검출되지 않을 때에만 정전검출신호(PD)를 활성화시킨다. 즉 정전검출신호를 출력한다. 이러한 정전검출기(90)의 상세한 구성과 그 동작은 도 2와 도 3을 참조하여 후술된다. In the uninterruptible power supply 1 configured as shown in FIG. 1, the power failure detector 90 detects the peak voltage of the waveform full-wave rectified by the converter 10 and the zero point of the frequency of the commercial power supply, and through logical addition, the zero point of the AC signal and The power outage detection signal PD is activated only when the peak voltage located between the zero points is not continuously detected. That is, a power failure detection signal is output. The detailed configuration and operation of the blackout detector 90 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3 .

상용 전압(2)가 정상적으로 입력되는 경우 정전검출기(90)로 부터 출력되는 정전검출신호(PD)는 논리 "하이"이다. 이때, 교류스위치(40)는 턴온되어 상용 전압(2)을 부하(3)로 공급하여 상기 부하(3)가 상용 전압에 의해 동작되도록 한다. 물론 상기 정전검출신호(PD)는 위상반전기(INV)에 의해 논리 '로우'로 반전되어 인버터(30)의 출력단자와 부하(3) 사이에 연결된 교류 스위치(50)의 제어단자로 제공된다. When the commercial voltage 2 is normally input, the power failure detection signal PD output from the power failure detector 90 is logic "high". At this time, the AC switch 40 is turned on to supply the commercial voltage 2 to the load 3 so that the load 3 is operated by the commercial voltage. Of course, the power failure detection signal PD is inverted to logic 'low' by the phase inverter INV and provided to the control terminal of the AC switch 50 connected between the output terminal of the inverter 30 and the load 3 .

이때, 상기 교류 스위치(50)는 턴오프되어 인버터(30)로부터 생성되는 교류전압은 부하(3)로 공급되지 않다. 그리고, 배터리(20)와 인버터(30) 사이에 연결된 직류스위치(60)는 오프되어 배터리(20)의 전압이 인버터(30)로 공급되는 것을 차단하여 상용 전압이 정상인 경우 배터리(20)의 전류소모를 방지한다. At this time, the AC switch 50 is turned off and the AC voltage generated from the inverter 30 is not supplied to the load 3. In addition, the DC switch 60 connected between the battery 20 and the inverter 30 is turned off to block the voltage of the battery 20 from being supplied to the inverter 30, so that when the commercial voltage is normal, the current of the battery 20 prevent wear and tear

이와 같은 상태에서 과충전검출기(80)는 배터리(20)의 전압이 미리 설정된 과충전 기준전압(OVre)을 초과 시 과충전 방지신호를 출력한다. 과충전 방지신호는 컨버터(10)의 출력단과 상기 배터리(20)의 단자 사이에 연결된 과충전 방지스위치(70)를 턴오프 시킨다. In this state, the overcharge detector 80 outputs an overcharge prevention signal when the voltage of the battery 20 exceeds the preset overcharge reference voltage OVre. The overcharge prevention signal turns off the overcharge prevention switch 70 connected between the output terminal of the converter 10 and the terminal of the battery 20 .

상기 상용 전압(2)이 정전되거나 불안정하여 올바른 정현파가 아닌 경우 이를 입력하는 정전검출기(90)가 로우 상태의 정전검출신호(PD)를 출력하며, 이에 의해 직류스위치(60)는 턴온, 교류스위치(40)는 턴오프, 교류스위치(50)는 턴온된다. If the commercial voltage 2 is not a correct sine wave due to power failure or unstable, the power failure detector 90 that inputs it outputs a power failure detection signal PD in a low state, whereby the DC switch 60 turns on, AC switch (40) is turned off, and the AC switch (50) is turned on.

이때 인버터(30)는 직류스위치(60)를 통해 입력되는 배터리(20)의 전압을 스위칭 주파수(PWM)에 의해 스위칭 변환하여 미리 설정된 주파수의 교류전압, 예를 들면 상용 전압과 전압 및 주파수가 동일한 전압을 발생하여 교류스위치(50)로 공급함으로써 부하(3)는 끊임이 없는 교류전압을 입력하게 된다. At this time, the inverter 30 switches and converts the voltage of the battery 20 input through the DC switch 60 by switching frequency (PWM) to an AC voltage of a preset frequency, for example, a commercial voltage and the same voltage and frequency. By generating a voltage and supplying it to the AC switch 50, the load 3 continuously inputs the AC voltage.

도 2는 도 1에 도시된 정전검출기(90)의 구체적 실시예의 도면이고, 도 3은 도 2의 각부의 동작 파형도의 예시이다. 도 3을 참조하여 도 2에 도시된 정전검출기(90)의 구체적인 동작을 설명한다. 2 is a diagram of a specific embodiment of the power failure detector 90 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an example of an operating waveform diagram of each part of FIG. Referring to FIG. 3, a detailed operation of the blackout detector 90 shown in FIG. 2 will be described.

도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 컨버터(10)를 구성하는 일부품인 전파정류기(91)는 도 3의 W1와 같은 파형의 상용 전압(220VAC)(2)을 전파 정류하여 도 3의 W2와 같이 전파정류된 파형의 전압을 출력한다. Referring to FIG. 2, the full-wave rectifier 91, which is a part constituting the converter 10 shown in FIG. 1, full-wave rectifies the commercial voltage (220VAC) 2 of the same waveform as W1 in FIG. It outputs the voltage of the full-wave rectified waveform like W2.

상기 전파정류기(91)로부터 출력되는 전파정류된 파형 W2의 전압은 포토다이오드(93)와 포토트랜지스터(94)로 구성된 포토커플러(92)를 통해 절연된 상태로 샘플러(95)를 구성하는 스위칭 트랜지스터(96)의 이미터로 공급된다. The voltage of the full-wave rectified waveform W2 output from the full-wave rectifier 91 is insulated through a photocoupler 92 composed of a photodiode 93 and a phototransistor 94, and a switching transistor constituting the sampler 95. is supplied to the emitter of (96).

영점검출기(97)와 위상동기발진기(98)로 구성된 샘플링 클록 발생기는 도 3의 W1과 같은 교류신호의 영점을 검출하여 도 3의 W3과 같은 영점신호에 위상 동기된 샘플링 클록을 도 3의 W4와 같이 출력한다. 이와 같은 영점검출기(97)와 위상동기발진기(98)는 당업계에서 널리 사용되는 공지의 회로를 사용할 수 있다. The sampling clock generator composed of the zero detector 97 and the phase-locked oscillator 98 detects the zero point of the AC signal, such as W1 in FIG. output like For the zero detector 97 and the phase-locked oscillator 98, well-known circuits widely used in the art may be used.

상기 위상동기발진기(98)에서 출력되는 클록의 주파수는 상용 전압의 주파수(60Hz)보다 2배 빠른 주파수, 바람직하기론 4배정도 빠른 주기로 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 샘플링 클록 주파수를 교류전압 주파수보다 빠르게 하는 것은 도 3의 W2와 같이 전파정류 된 1/2주기 맥류의 첨두 전압을 검출하기 위함이며, 클록 주파수가 빠르게 할수록 첨두 전압의 검출 폭은 커지기 때문에 정전상태 또는 전압 불안정 상태를 보다 빠르게 감지할 수 있다. The frequency of the clock output from the phase-locked oscillator 98 is preferably twice as fast as the frequency of the commercial voltage (60 Hz), preferably four times as fast. In this way, setting the sampling clock frequency faster than the AC voltage frequency is to detect the peak voltage of the full-wave rectified 1/2 cycle pulsating current as shown in W2 of FIG. condition or voltage instability can be detected more quickly.

도 3의 W4와 같은 샘플링 주파수를 베이스로 입력하는 스위칭 트랜지스터(96)는 샘플링 클록의 주파수에 따라 온/오프되어 콜렉터로 입력된 전파정류된 파형의 전압을 샘플링하여 이미터에 접속된 저항(R)를 통해 도 3의 W5와 같은 파형을 제1비교기(99)의 비반전단자로 공급한다. The switching transistor 96, which inputs the same sampling frequency as W4 in FIG. 3 as a base, is turned on/off according to the frequency of the sampling clock to sample the voltage of the full-wave rectified waveform input to the collector, and the resistor (R) connected to the emitter ) through which a waveform such as W5 in FIG. 3 is supplied to the non-inverting terminal of the first comparator 99.

제1비교기(99)는 첨두전압 검출기로서, 도 3의 W5와 같이 샘플링된 파형의 전압과 적어도 상기 전파정류 된 파형의 1/2로 설정된 제1기준전압(Vref1)을 비교하여 상기 상기 샘플링 된 파형의 전압이 상기 제1기준전압(Vref1)보다 높을 때 도 3의 W6과 같은 첨두전압 검출 신호를 논리 덧셈기(101)의 일측 입력단자로 공급한다. The first comparator 99, as a peak voltage detector, compares the voltage of the sampled waveform as shown in W5 of FIG. 3 with a first reference voltage Vref1 set to at least 1/2 of the full-wave rectified waveform to obtain When the voltage of the waveform is higher than the first reference voltage Vref1, a peak voltage detection signal such as W6 of FIG. 3 is supplied to one input terminal of the logic adder 101.

이때, 상기 논리덧셈기(101)의 또 다른 입력단자에는 영점검출기(97)에서 도 3의 W3과 같이 출력되는 영점신호가 입력되므로, 상기 논리덧셈기(101)는 도 3의 W7과 같이 영점과 영점, 그리고 영점과 영점 사이의 첨두 전압 검출신호가 합하여진 펄스열들이 출력된다. At this time, since the zero point signal output from the zero detector 97 as shown in W3 in FIG. , and pulse trains in which the peak voltage detection signals between zero points are added are output.

상기 논리덧셈기(101)로부터 출력된 도 3의 W7의 펄스열은 적분회로(102)에 입력되어 도 3의 W8과 같이 톱니파 레벨링되어 제2비교기(103)의 비반전 단자로 입력된다. 상기 제2비교기(103)의 반전단자에는 제1기준전압(Vref1)보다 낮거나 높게 설정된 제2기준전압(Vref2)이 입력되고 있다. 바람직하기론 상기 제2기준전압(Vref2)은 제1기준전압(Vref1) 보다 낮게 설정하는 것이 좋다. The pulse train of W7 in FIG. 3 output from the logic adder 101 is input to the integrator 102, leveled with a sawtooth wave like W8 in FIG. 3, and then input to the non-inverting terminal of the second comparator 103. A second reference voltage Vref2 set lower or higher than the first reference voltage Vref1 is input to the inverting terminal of the second comparator 103 . Preferably, the second reference voltage Vref2 is set lower than the first reference voltage Vref1.

상기 제2비교기(103)는 도 3의 W8과 같은 톱니파로 레벨링 된 전압과 제2기준전압(Vref2)을 비교하여 도 3의 W8과 같은 톱니파로 레벨의 전압이 제2기준전압(Vref2)보다 낮은 경우 정전검출신호(PD)를 '로우'로 활성화시켜 교류스위치(40)를 오프, 교류스위치(50)를 턴온시켜 인버터(30)에서 생성된 교류전압을 부하(3)로 공급한다. The second comparator 103 compares the second reference voltage Vref2 with the voltage leveled in the sawtooth wave, such as W8 in FIG. When low, the power outage detection signal PD is activated to 'low', the AC switch 40 is turned off, and the AC switch 50 is turned on to supply the AC voltage generated by the inverter 30 to the load 3.

즉, 순간 정전 또는 일시적인 전원전압의 불안정에 의해 컨버터(10)로 입력되는 상용 교류전압이 도 2의 W1의 P1과 같이 불안정하게 입력되면, 전파정류 된 파형의 첨두 전압의 레벨은 도 3의 W2와 같이 변환된다. 도 3의 W2의 P2와 같이 전파정류 된 파형의 전압이 감소되면, 이를 도 3의 W4와 같은 샘플링 클록으로 샘플링하는 샘플러(95)의 출력은 도 3의 W5와 P3과 같이 샘플링되어 제1비교기(99)로 입력된다. 따라서, 제1비교기(99)의 출력은 도 3의 W6과 같이 출력된다. That is, when the commercial AC voltage input to the converter 10 due to instantaneous power failure or temporary power voltage instability is input as unstable as P1 in W1 in FIG. 2, the level of the peak voltage of the full-wave rectified waveform is W2 in FIG. is converted as When the voltage of the full-wave rectified waveform is reduced like P2 of W2 of FIG. 3, the output of the sampler 95 that samples it with the sampling clock like W4 of FIG. 3 is sampled like W5 and P3 of FIG. It is entered as (99). Accordingly, the output of the first comparator 99 is output as shown in W6 of FIG. 3 .

이때, 논리덧셈기(101)는 상기 도 3의 W6과 같은 신호와 도 3의 W3와 같은 영점신호를 논리 덧셈하여 도 3의 W7과 같은 신호를 적분회로(102)로 제공한다. 즉, 이때 상기 상기 적분회로(102)는 도 3의 W7과 같이 온/오프 듀티가 상이한 펄스열을 적분함으로 전압이 불안정하게 입력된 구간의 펄스는 도 3의 W8과 같이 된다. 즉 저전압 또는 순간 정전(LD)에 의해 순간적으로 낮아지는 필터링 신호를 출력한다. At this time, the logic adder 101 logically adds the signal W6 of FIG. 3 and the zero signal W3 of FIG. 3 and provides the signal W7 of FIG. 3 to the integrator circuit 102 . That is, at this time, the integrating circuit 102 integrates pulse trains having different on/off duty as shown in W7 of FIG. That is, it outputs a filtering signal that is momentarily lowered by low voltage or momentary power failure (LD).

따라서 상기 적분회로(102)의 출력 W8과 제2기준전압(Vref2)를 비교하는 제2비교기(103)는 도 3의 W9와 같이 순간 정전(LD) 동안 정전검출신호(PD)를 '로우'로 출력한다. Therefore, the second comparator 103 that compares the output W8 of the integrating circuit 102 with the second reference voltage Vref2 sets the power failure detection signal PD to 'low' during the momentary power failure LD as shown in W9 of FIG. output as

위와 같은 동작에 의해 순간 정전 또는 일시적인 전원전압의 불안정에 의해 전파정류된 파형의 첨두 전압의 레벨 또는 영점이 검출되지 않는 경우 이를 신속 정확하게 검출하여 정전을 절환신호를 출력함으로써 전원장치의 신뢰성을 높일 수 있다. With the above operation, if the peak voltage level or zero point of the full-wave rectified waveform is not detected due to instantaneous power failure or temporary instability of the power supply voltage, it is quickly and accurately detected and a power failure switching signal is output, thereby increasing the reliability of the power supply device. there is.

예를 들어, 도 3에서 두 번째 전파정류 파형 전압의 전압레벨이 도 3의 P1과 같이 급격히 낮아지거나 정전 등으로 인하여 없는 경우, 샘플링 된 전압 레벨도 도 3의 W5와 같이 낮아지고, 제1비교기(99)는 도 3의 W6과 같이 구간에서는 논리 "로우"의 신호를 출력한다. For example, when the voltage level of the second full-wave rectified waveform voltage in FIG. 3 is rapidly lowered as shown in P1 of FIG. 3 or absent due to power failure, the sampled voltage level is also lowered as shown in W5 of FIG. 99 outputs a signal of logic "low" in the section as shown in W6 of FIG.

따라서, 적분회로(102)는 도 3의 W8의 LD와 같이 강하되며, 이를 제2기준전압(Vref2)와 비교하여 정전을 검출하는 제2비교기(103)의 출력은 도 3의 W9와 같이 정전상태를 나타내는 신호를 전술한 바와 같이 교류스위치(40), 위상반전기(INV) 및 직류스위치(60)로 출력한다. 이때, 정전검출신호(PD)는 논리 로우됨으로 교류스위치(40, 50)는 각각 오프 및 온상태 천이한다. Therefore, the integrator 102 drops as shown in the LD of W8 in FIG. 3, and the output of the second comparator 103 that detects a power failure by comparing it with the second reference voltage Vref2 is a blackout as shown in W9 of FIG. A signal representing the state is output to the AC switch 40, the phase shifter INV and the DC switch 60 as described above. At this time, since the power failure detection signal PD is logic low, the AC switches 40 and 50 transition to off and on states, respectively.

이와 같은 동작에 의해 교류신호의 1/4 주기내에 정전이 검출되는 경우 즉시 인버터(30)에서 생성된 인버트 교류전압이 부하(3)로 공급됨으로써 무정전 전원장치(1)의 품질을 신뢰할 수 있다. By this operation, when a power failure is detected within 1/4 cycle of the AC signal, the inverted AC voltage generated by the inverter 30 is immediately supplied to the load 3, so that the quality of the UPS 1 can be trusted.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중화된 무정전 전원장치의 블록도이다. 도 4에서 참조부호 1A, 1B는 도 1에 도시된 무정전 전원장치(1)의 구성에서 교류스위치(40)의 구성을 제외한 것과 같은 구성이다. 도 4에서, 무정전 전원장치(1A, 1B)내의 모드 스위치(100)는 동작 순서에 따라 온/오프되어 진다..4 is a block diagram of a redundant uninterruptible power supply according to a preferred embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numerals 1A and 1B represent the same configuration as the configuration of the uninterruptible power supply 1 shown in FIG. 1 except for the configuration of the AC switch 40. 4, the mode switch 100 in the uninterruptible power supplies 1A and 1B is turned on/off according to an operation sequence.

본 발명의 실시에에 따른 도 4에서는 무정전 전원장치(1A)내의 모드스위치(100)의 제어단자를 논리 "하이"로 하여 활성모드로 하고, 무정전 전원장치(1B)내의 모드스위치(100)의 제어단자는 무정전 전원장치(1A)에서 출력되는 인버트 교류신호의 정전상태, 즉, 에러상태를 검출하는 UPS정전검출기(90A)의 출력을 연결하였다. In FIG. 4 according to an embodiment of the present invention, the control terminal of the mode switch 100 in the uninterruptible power supply device 1A is set to a logic "high" to an active mode, and the mode switch 100 in the uninterruptible power supply device 1B The control terminal is connected to the output of the UPS power failure detector 90A that detects the power failure state of the inverted AC signal output from the uninterruptible power supply device 1A, that is, the error state.

도 4에 도시된 UPS정전검출기(90A)의 구성 또한 앞서 기술한 도 2의 구성과 같이 단지, 도 2의 구성을 도 4의 UPS정전검출기(90A)로 활용하는 경우 상용 전압(2)의 입력단자를 활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1A)의 출력에 연결하고, 정전검출신호(PD1)를 후순위 비활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1B)의 모드 스위치(100)의 제어단자에 연결한 것이다. The configuration of the UPS power failure detector 90A shown in FIG. 4 is also similar to the configuration of FIG. 2 described above, but when the configuration of FIG. 2 is used as the UPS power failure detector 90A of FIG. 4, input of commercial voltage 2 The terminal is connected to the output of the uninterruptible power supply 1A set to the active mode, and the power failure detection signal PD1 is connected to the control terminal of the mode switch 100 of the uninterruptible power supply 1B set to the lower priority inactive mode.

도 4에 도시된 두 개의 무정전 전원장치(1A)(1B) 중 무정전 전원장치(1A)는 활성모드로 설정되고 무정전 전원장치(1B)는 비활성모드로 모드스위치(100)가 설정되어 있다. Of the two UPS devices 1A and 1B shown in FIG. 4, the UPS 1A is set to an active mode and the mode switch 100 of the UPS 1B is set to an inactive mode.

위와 같은 설정모드에서 상용 전압(2)이 정상적으로 입력되는 경우라면 무정전 전원장치(1A, 1B)내의 정전검출기(90)로부터 출력되는 정전검출신호(PD)가 논리 '하이'로 출력되므로, 교류스위치(40)은 '턴온'이고, 무정전 전원장치(1A, 1B)내의 교류스위치(50)는 모두 오프 된다. 따라서, 상용 전압(2)이 교류스위치(40)를 통하 부하(3)로 직접 공급되는 상태이다. If the commercial voltage (2) is normally input in the above setting mode, the power failure detection signal (PD) output from the power failure detector 90 in the UPS (1A, 1B) is output as logic 'high', so the AC switch 40 is 'turn on', and all of the AC switches 50 in the UPS 1A and 1B are turned off. Therefore, the commercial voltage 2 is directly supplied to the load 3 through the AC switch 40.

상용 전압(2)이 정전상태이면, 활성모드로 된 UPS(1A)내의 정전검출기(90)가 전술한 바와 같이 정전상태를 검출하여 인버팅된 교류전압을 부하(3)로 공급한다. UPS(1A)내의 배터리(20)의 저전압 또는 방전에 의해 인버트된 교류전압이 불안정하여 지면, UPS정전검출기(90A)가 UPS(1A)의 출력이 정전상태임을 검출하여 정전검출신호(PD1)을 논리 "하이"로 출력하여 UPS(1B)내의 모드 스위치(100)를 활성화시킴으로써 UPS(1B)에서 생성된 인버트 교류전압이 부하(3)로 신속하게 공급된다. If the commercial voltage 2 is in a power failure state, the power failure detector 90 in the UPS 1A in active mode detects the power failure state as described above and supplies the inverted AC voltage to the load 3. When the inverted AC voltage becomes unstable due to the low voltage or discharge of the battery 20 in the UPS 1A, the UPS power failure detector 90A detects that the output of the UPS 1A is in a power failure state and generates a power failure detection signal PD1. By outputting logic "high" to activate mode switch 100 in UPS 1B, the inverted AC voltage generated in UPS 1B is quickly supplied to load 3.

상술한 바와 같이, 본 발명은 UPS를 병렬 연결하여 이중화하더라고 선순위의 UPS로부터 후순위 UPS로의 전압절환이 신속하게 이루어짐으로써 전원장치의 신뢰성을 가일층 높일 수 있다. As described above, according to the present invention, even if the UPSs are connected in parallel and redundant, voltage switching from a higher priority UPS to a lower priority UPS can be performed quickly, thereby further increasing the reliability of the power supply.

1, 1A, 1B 무정전 전원장치
2 상용 전압
3 부하
10 컨버터
11 전파정류기
20 배터리
30 인버터
40, 50 교류스위치
60 직류 스위치
70 과충전 방지스위치
80 과충전 검출기
90, 정전검출기
90A UPS정전검출기
91 전파정류기
92 포토커플러
95 샘플러
96 스위칭 트랜지스터
97 영점검출기
98 위상동기발진기
99 제1비교기
100 모드 스위치
101 논리덧셈기
102 적분회로
103 제2비교기
INV 위상반전기(Inverter gate)
1, 1A, 1B uninterruptible power supply
2 commercial voltage
3 loads
10 converter
11 full-wave rectifier
20 battery
30 inverter
40, 50 AC switch
60 DC switch
70 Overcharge prevention switch
80 overcharge detector
90, power failure detector
90A UPS power failure detector
91 full wave rectifier
92 Photocoupler
95 sampler
96 switching transistor
97 Zero Detector
98 phase-locked oscillator
99 first comparator
100 mode switch
101 Logical Adder
102 Integral circuit
103 second comparator
INV Inverter gate

Claims (2)

이중화된 무정전 전원장치에 있어서,
상용전압(2)과 부하(3) 사이에 접속되어 상기 상용전압(2)을 부하(3)로 공급하고, 정전검출신호에 응답하여 차단되는 교류스위치(40)와;
상기 상용전압(2)을 전파정류 하여 직류전압으로 컨버팅하는 컨버터(10)와, 상기 컨버터(10)로부터 출력되는 전압이 없거나 전압레벨의 변동이 검출될 때 상기 정전검출신호를 활성화시키는 정전검출기(90)와, 상기 직류전압에 의해 충전되고 충전전압의 차단에 의해 방전되는 배터리(20)와, 상기 배터리(20)로부터의 직류전압을 스위칭 주파수에 따라 일정한 주파수의 교류전압으로 출력하는 인버터(30)와, 상기 인버터(30)와 상기 부하(3) 사이에 연결되고 상기 정전검출신호에 응답하여 상기 인버터(30)의 교류전압을 상기 부하(3)로 공급하는 교류스위치(50)와, 상기 컨버터(10)와 상기 배터리(20)의 사이에 접속된 과충전 방지스위치(70)와, 상기 배터리(20)의 전압이 미리 설정된 기준전압(OVREF)을 초과시에 상기 과충전 방지스위치(70)를 차단하는 과충전 검출기(80)와, 상기 인버터(30)와 상기 교류스위치(50)의 사이에 접속되고 활성모드에 의해 도통되고 비활성모드에 의해 차단되어 상기 인버터(30)의 출력을 스위칭하는 모드스위치(100)를 포함하는 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B)와;
상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1i : 여기서 i는 1A와 1B중 어느 하나)의 교류스위치(50)로부터 출력되는 인버트 교류전압의 유무 및 주파수의 간격으로 인버트 교류전압의 정전을 검출하여 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 비활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1j : 여기서 j는 1A와 1B중 어느 하나이며, j≠j 임.)의 동작모드를 활성모드로 전환하는 UPS정전검출기를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 이중화된 무정전 전원장치.
In the redundant uninterruptible power supply,
an AC switch 40 connected between the commercial voltage 2 and the load 3 to supply the commercial voltage 2 to the load 3 and to be cut off in response to a power failure detection signal;
A converter 10 that converts the commercial voltage 2 to a DC voltage by full-wave rectification, and a power failure detector that activates the power failure detection signal when there is no voltage output from the converter 10 or a change in voltage level is detected ( 90), a battery 20 that is charged by the DC voltage and discharged by blocking the charging voltage, and an inverter 30 that outputs the DC voltage from the battery 20 as an AC voltage of a constant frequency according to the switching frequency ) and an AC switch 50 connected between the inverter 30 and the load 3 and supplying the AC voltage of the inverter 30 to the load 3 in response to the power failure detection signal, An overcharge prevention switch 70 connected between the converter 10 and the battery 20, and the overcharge prevention switch 70 is blocked when the voltage of the battery 20 exceeds a preset reference voltage OVREF An overcharge detector 80 that is connected between the inverter 30 and the AC switch 50 and is conducted by the active mode and cut off by the inactive mode to switch the output of the inverter 30 (mode switch ( 100) and two or more uninterruptible power supplies (1A, 1B) including;
Presence of an inverted AC voltage output from the AC switch 50 of the UPS (1i: where i is any one of 1A and 1B) set to the active mode among the two or more UPS (1A, 1B) and frequency interval The operation of the UPS (1j: where j is any one of 1A and 1B, and j≠j) set to the inactive mode among the two or more UPS (1A, 1B) by detecting the power failure of the inverted AC voltage. A redundant uninterruptible power supply comprising a UPS power failure detector that converts the mode to an active mode.
제1항에 있어서, 상기 UPS정전검출기는 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1i)의 인버터로부터 출력되는 인버트 교류전압의 영점을 검출하여 영점신호를 출력하는 영점검출기와, 상기 출력된 영점신호에 동기하여 적어도 상기 교류전압 주파수의 2배의 주파수를 갖는 샘플링 클록을 생하는 위상동기발진기와, 상기 전파정류된 파형을 상기 샘플링 클록에 의해 스위칭 되어 샘플링된 신호를 출력하는 샘플러와, 상기 샘플링 된 신호와 적어도 상기 전파정류 된 파형의 1/2로 설정된 제1기준전압과 비교하여 정현파의 첨두 전압을 검출하는 첨두전압 검출기와, 상기 검출된 첨두 전압과 상기 출력된 영점신호를 논리 덧셈한 후 적분하여 필터링하고, 이를 상기 제1기준전압 보다 높게 설정된 제2기준전압과 비교하여 상기 적분된 전압의 레벨이 상기 제2기준전압 이하일 때 상기 둘 이상의 무정전 전원장치(1A, 1B) 중 비활성모드로 설정된 무정전 전원장치(1j)의 동작모드를 활성모드로 전환함을 특징으로 하는 이중화된 무정전 전원장치.
The method of claim 1, wherein the UPS power failure detector detects a zero point of an inverted AC voltage output from an inverter of an uninterruptible power supply device (1i) set to an active mode among the two or more uninterruptible power supply devices (1A, 1B) and outputs a zero signal. a phase-locked oscillator that generates a sampling clock having a frequency at least twice the frequency of the AC voltage in synchronization with the output zero-point signal, and the full-wave rectified waveform is switched by the sampling clock and sampled A sampler for outputting a signal; a peak voltage detector for detecting a peak voltage of a sine wave by comparing the sampled signal with a first reference voltage set to at least 1/2 of the full-wave rectified waveform; The output zero signal is logically added and then integrated and filtered, compared to a second reference voltage set higher than the first reference voltage, and when the level of the integrated voltage is equal to or less than the second reference voltage, the two or more UPS Among (1A, 1B), the redundant uninterruptible power supply characterized in that the operation mode of the uninterruptible power supply (1j) set to the inactive mode is switched to the active mode.
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