KR102614390B1 - 직류 전원을 공급받는 항전 장비의 파워 인터럽트 상태에서의 돌입 전류 제한 장치 및 이를 구비하는 전원 공급 장치 - Google Patents

직류 전원을 공급받는 항전 장비의 파워 인터럽트 상태에서의 돌입 전류 제한 장치 및 이를 구비하는 전원 공급 장치 Download PDF

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김영배
신동석
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한화시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 직류 전원의 공급 경로를 조절하여 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부; 및 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하고, 상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 장치 및 이를 구비하는 전원 공급 장치를 제시한다.

Description

직류 전원을 공급받는 항전 장비의 파워 인터럽트 상태에서의 돌입 전류 제한 장치 및 이를 구비하는 전원 공급 장치{Inrush current limiting apparatus for avionics equipment receiving DC power at power interrupt status and electric power supply having the same}
본 발명은 돌입 전류 제한 장치에 관한 것으로, 특히 파워 인터럽트(Power Interrupt) 상태에서 발생되는 돌입 전류를 제한하기 위한 돌입 전류 제한 장치 및 이를 구비하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
최근의 항공기는 다기능 및 고성능화가 요구되고 있으며, 이에 따라 항공기에 탑재되는 항공 전자 장치, 즉 항전 장치의 수가 증가하고 있다. 또한, 항전 장치는 항공기 내의 정해진 공간에 많은 수가 탑재되므로 매우 협소한 공간에 밀접하게 설치된다.
항전 장치에 필요한 전압을 공급하기 위해 전원 공급 장치(Power Supply)가 이용된다. 항전 장치의 전원 공급 장치는 입력 전원의 노이즈를 제거하는 필터와, 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부와, 리플 저감 및 항공 전원 규격을 만족하는 캐패시터를 포함할 수 있다. 이러한 전원 공급 장치로부터의 전원이 부하에 공급되어 전력을 소모하게 된다. 그런데, 장비 회로 구성에서 용량성 부하는 전원이 전원이 공급되는 순간 임피던스(impedence)가 0Ω이 되어 돌입 전류(inrush current)가 발생된다. 돌입 전류는 장비에 전원 공급 시 회로의 캐패시터에 전압이 충전되는 일시적인 피크 전류를 말한다. 이러한 돌입 전류에 의해 전원 공급 장치에 문제가 발생되고, 그에 따라 전력 시스템, 즉 항공 발전기에 오동작이 유발될 수 있다. 예컨데, 전원 라인, 스위치, 정류기 및 캐패시터 등의 내부 부품이 손상될 수 있다. 또한, 같은 전원을 사용하는 다른 장비와 간섭을 일으켜 고장을 발생시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 돌입 전류 제한 회로를 구성하여 돌입 전류에 의한 항공 발전기 및 장비 손상을 방지한다. 돌입 전류 제한 회로를 구비함으로써 전원 계통에 흐르는 돌입 전류를 제한할 수 있다. 예를 들어, 270VDC 입력 전압을 갖는 장비에서 돌입 전류 제한 회로를 구비하지 않으면 라인 임피던스(Line Impedance)가 1Ω일 경우 초기 기동 시 필터 내의 캐패시터 및 회로 내의 캐패시터의 영향으로 회로에 흐르는 돌입 전류는 270A가 발생한다. 그러나, 돌입 전류 제한 회로를 구비하면 이를 통해 회로의 임피던스(Impedance)가 100Ω일 경우 돌입전류는 2.7A로 제한된다.
한편, 항전 장치는 항공 전원(115VAC, 270VDC, 28VDC)을 입력 전원으로 공급받아 동작하며 항공 전원 규격(MIL-STD-704)을 만족해야 한다. 항공 발전기 2대 중 1대에 문제가 발생하여 1대로 항공기 전원을 절체하는 상황을 모사한 입력 전원 상태를 파워 인터럽트(Power Interrupt)라고 한다. 항공기 전원이 절체될 때 전원 공급이 중단되는 시간이 최대 50ms(0.05s)이기 때문에 항전 장치는 50ms의 전원 절체 상황을 가정하여 장비를 설계해야 한다.
종래에는 캐패시터 성분에 의한 초기 돌입 전류를 제한하기 위해 돌입 전류 제한 회로를 구성한다. 돌입 전류 제한 회로는 다양한 형태로 마련될 수 있는데, 예를 들어 입력 전원과 필터 사이에 마련될 수 있고, 저항, 스위치, 캐패시터로 구성될 수 있다. 여기서, 저항과 스위치는 전원과 필터 사이에 병렬 연결되고 보조 전원용 정류부의 출력과 스위치 사이에 저항, 캐패시터로 R/C 지연 회로를 구비하여 캐패시터의 충전 및 방전에 의해 스위치를 구동시킴으로써 돌입 전류를 제한할 수 있다. 이러한 돌입 전류 제한 회로가 적용되면 전원 인가 초기에 저항을 통해 전원이 공급되며, 돌입 전류가 발생되면 R/C 지연 회로의 캐패시터가 충전되고 그에 따라 스위치를 온시켜 스위치를 통해 전원이 공급된다. 즉, 전원 인가 시 스위치는 턴오프 상태를 유지하므로 저항을 통해 전원이 공급되고, 돌입 전류가 발생되면 R/C 지연 회로의 캐패시터가 충전되어 캐패시터의 충전 전압에 따라 스위치가 턴온되어 이후 인가되는 전원은 스위치를 통해 인가된다. 그리고, 입력 공급이 중단되면 R/C 지연 회로의 캐패시터가 방전하면서 캐패시터 전압(Vcap)을 감소시켜 스위치를 오프시킨다.
그러나, 파워 인터럽트 상태인 50ms의 시간은 스위치의 오프(off) 전압까지 R/C 지연 회로의 캐패시터 전압(Vcap)을 방전시키기에 부족한 시간이다. 따라서, 50ms 입력 전원 중단 동안에도 스위치는 오프되지 않고 온 상태를 유지한다. 이 상태에서 부하는 50m동안 메인 정류부의 캐피시터로부터 에너지를 충당하고 다시 전원이 공급될 때 방전된 캐패시터의 전압차(ΔVcap)에 의해 돌입 전류가 발생한다. 이때, 스위치가 온 상태이기 때문에 돌입 전류가 제한되지 않고 흘러 항공 발전기 및 항전 장치에 심각한 손상을 줄 수 있다.
따라서, 파워 인터럽트가 발생했을 때 스위치를 오프시킬 수 있도록 돌입 전류 제한 회로의 캐패시터를 방전시킬 필요가 있다.
한국등록특허 제10-1538232호 한국등록특허 제10-1837205호
본 발명은 파워 인터럽트가 발생했을 때 돌입 전류 제한 회로의 스위치를 오프시킬 수 있도록 R/C 지연 회로의 캐패시터를 방전시킬 수 있는 돌입 전류 제한 장치를 제공한다.
본 발명은 돌입 전류 제한부의 캐패시터를 방전시켜 돌입 전류 제한부를 리셋시킬 수 있는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하는 돌입 전류 제한 장치를 제공한다.
본 발명은 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하는 돌입 전류 제한 장치를 구비하는 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 돌입 전류 제한 장치는 직류 전원의 공급 경로를 조절하여 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부; 및 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하고, 상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시킨다.
상기 돌입 전류 제한부는, 상기 직류 전원에 연결된 스위치; 상기 직류 전원에 연결되며, 상기 스위치와 병렬 연결된 저항; 및 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함한다.
상기 스위치 제어부는 상기 직류 전원으로부터의 전하가 충전되는 충전부를 포함한다.
상기 스위치 제어부는 상기 충전부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 턴온시킨다.
상기 돌입 전류 제한부는 돌입 전류 발생 시 상기 저항을 통해 전원이 공급되고, 상기 전원에 의해 상기 스위치 제어부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 통해 전원이 공급된다.
상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 충전부를 방전시킨다.
상기 돌입 전류 제한부는 상기 전원 공급의 중단을 감지하는 입력 센싱부와, 상기 입력 센싱부의 제어 신호에 따라 상기 충전부를 방전시키는 방전부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예들에 따른 전원 공급 장치는 직류 전원의 공급 경로를 조절하여 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부; 상기 돌입 전류 제한부를 통한 직류 전원의 노이즈를 제거하는 입력 필터; 상기 입력 필터를 통한 직류 전원을 변환하는 DC/DC 컨버터; 및 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하고, 상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 전원 공급의 중단을 감지하여 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시킨다.
상기 돌입 전류 제한부는, 상기 직류 전원에 연결된 스위치; 상기 입력 전원에 연결되며, 상기 스위치와 병렬 연결된 저항; 및 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함한다.
상기 스위치 제어부는 상기 입력 전원으로부터의 전하가 충전되는 충전부를 포함하며, 상기 스위치 제어부는 상기 충전부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 턴온시킨다.
상기 돌입 전류 제한부는 돌입 전류 발생 시 상기 저항을 통해 전원이 공급되고, 상기 전원에 의해 상기 스위치 제어부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 통해 전원이 공급된다.
상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 전원 공급의 중단을 감지하여 상기 충전부를 방전시켜 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시킨다.
상기 돌입 전류 제한부는 상기 전원 공급의 중단을 감지하는 입력 센싱부와, 상기 입력 센싱부의 제어 신호에 따라 상기 충전부를 방전시키는 방전부를 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 돌입 전류 제한 장치는 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부와, 전원 공급 중단을 감지하여 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함할 수 있다. 즉, 돌입 전류 제한 리셋부는 전원 공급 중단을 감지하여 돌입 전류 제한부에 충전된 전하를 방전시키고, 그에 따라 돌입 전류 제한부의 스위치를 오프시킨다. 따라서, 돌입 전류 제한 리셋부를 이용하여 파워 인터럽트 후 돌입 전류가 제한되어 회로가 정상 동작할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한 장치를 구비하는 전원 공급 장치의 블럭도 및 회로도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한 장치를 구비하는 전원 공급 장치의 구동을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 종래 방식에 따라 발생되는 돌입 전류를 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한 장치를 구비하는 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블럭도 및 회로도이다. 즉, 도 1 및 도 2는 3상 입력 전원에 따른 돌입 전류 제한 장치와 이를 구비하는 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블럭도 및 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부(100)와, 직류 입력 전원의 노이즈를 제거하는 입력 필터(200)와, DC/DC 컨버터(300)와, 돌입 전류 제한부(100)를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 돌입 전류 제한부(100) 및 돌입 전류 제한 리셋부(400)가 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한 장치를 구성하고, 입력 필터(200) 및 DC/DC 컨버터(300)를 포함하여 전원 공급 장치를 구성한다. 그리고, 전원 공급 장치를 통해 전원을 공급받는 부하 등이 항전 장치를 구성한다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한부(100) 및 돌입 전류 제한 리셋부(400)를 포함하는 돌입 전류 제한 장치 및 이를 구비하는 전원 공급 장치를 각 구성별로 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 돌입 전류 제한부
돌입 전류 제한부(100)는 항전 장비 기동 시 발생하는 돌입 전류를 제한한다. 돌입 전류 제한부(100)는 직류 전원과 입력 필터(200) 사이에 마련될 수 있다. 이러한 돌입 전류 제한부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 직류 전원에 연결된 스위치(110)와, 스위치(110)와 병렬 연결된 저항(120)과, 스위치(110)를 온(on)/오프(off) 제어하는 스위치 제어부(131, 132, 133; 130)를 포함할 수 있다. 또한, 스위치 제어부(130)는 RC 지연 회로로 구성될 수 있다. 즉, 스위치 제어부(130)는 직류 전압을 분배하는 전압 분배부(131)와, 전압 분배부(131)에 의한 분배 전압에 의해 충전되는 충전부(132)와, 충전부(132)의 충전 전압을 유지하도록 하는 다이오드(133)를 포함할 수 있다. 여기서, 전압 분배부(131)는 제 1 및 제 2 저항(R11, R12)으로 이루어질 수 있으며, 충전부(132)는 캐패시터로 이루어질 수 있고, 다이오드(133)는 제너 다이오드로 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 노드(Q11)와 제 2 노드(Q12) 사이에 연결된 제 1 저항(R11)과, 제 2 노드(Q12)와 제 3 노드(Q13) 사이에 연결된 제 2 저항(R12)이 전압 분배부(131)를 이루고, 제 2 노드(Q12)와 제 3 노드(Q13) 사이에 캐패시터 충전부(132) 및 다이오드(133)가 병렬 연결된다. 또한, 충전부(132)의 충전 전압에 의해 구동되는 스위치(120)가 제 3 노드(Q13)와 제 4 노드(Q14) 사이에 연결되고, 제한 저항(110)이 제 3 노드(Q13)와 제 4 노드(Q14) 사이에 스위치(110)와 병렬 연결된다.
이러한 돌입 전류 제한부(100)는 전원이 공급되면 제한 저항(120)을 통해 전류가 흐르고, 돌입 전류가 발생되면 스위치 제어부(130)의 충전부(132)가 충전된 후 충전부(132)의 충전 전압에 의해 스위치(110)가 턴온됨으로써 공급되는 전원은 스위치(110)를 통해 흐르게 된다. 이러한 돌입 전류 제한부(100)의 구동을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 직류 전원으로부터 전원이 공급되면 회로의 캐패시턴스 성분에 의해 돌입 전류가 발생될 수 있고, 발생된 돌입 전류는 제한 저항(120)에 의해 제한될 수 있다. 즉, 돌입 전류는 저항(120)에 의해 제한되어 흐를 수 있다. 저항(120)에 의해 제한된 전류는 회로를 흐르며 제 1 캐패시터(C11)와 충전부(132)를 충전시킨다. 충전부(132)에 충전된 전압이 스위치(110)의 문턱 전압보다 높으면 스위치(110)를 구동시키게 된다. 즉, 회로에 흐르는 전류가 RC 지연되어 스위치 제어부(130)의 충전부(132)를 충전시키고, 충전부(132)의 충전 전압이 스위치(110)의 구동 전압보다 높으면 스위치 제어부(130)는 스위치(110)를 구동시킨다. 스위치 제어부(130)의 제어에 따라 스위치(110)가 온되면 직류 전원으로부터의 전류가 저항(120)이 아닌 스위치(110)를 통해 흐르면서 부하에 전원을 공급한다. 이때, 파워 인터럽트 상태, 즉 전원 공급이 중단되는 50ms 동안에 제 1 캐패시터(C11)에 충전된 전하는 부하에 전원을 공급하고, 충전부(132)에 충전된 전하는 스위치(110)를 온 상태로 유지한다. 그런데, 50ms 이후 전원을 재공급할 때 제 1 캐패시터(C11)의 ΔV만큼 충전하려는 충전 전류가 발생하며, 충전부(132)의 충전 전압이 스위치의 문턱 전압 이하로 떨어지지 않기 때문에 스위치(110)는 오프되지 않고 제한되지 않은 돌입 전류가 발생할 수 있다. 즉, 충전부(132)에 의해 스위치(110)가 온 상태를 유지하므로 돌입 전류가 스위치(110)를 통해 흘러 돌입 전류가 제한되지 않고 부하로 공급될 수 있다.
2. 입력 필터
입력 필터(200)는 직류 전원으로부터의 노이즈를 제거한다. 이러한 입력 필터(200)는 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터를 포함할 수 있다.
3. DC/DC 컨버터
DC/DC 컨버터(300)는 입력 필터(200)를 통한 직류를 변환시킨다. 즉, 항전 장치를 구성하는 복수의 모듈은 각각 동작 가능한 전압 범위가 다르므로 각각에 적합한 전압을 생성할 필요가 있고, 이를 위해 DC/DC 컨버터(300)가 마련된다. DC/DC 컨버터(300)는 입력 필터(200)를 통한 직류 전원을 이용하여 적어도 하나 이상의 직류 전원을 생성하며, 바람직하게는 복수의 직류 전원을 생성한다. DC/DC 컨버터(300)는 원래 전압보다 낮은 전압을 생성하는 강압 컨버터와, 원래 전압보다 높은 전압을 생성하는 승압 컨버터를 포함할 수 있다. 이때, DC/DC 컨버터(300)는 예를 들어 적어도 하나의 강압 컨버터와, 적어도 하나의 승압 컨버터를 포함할 수 있다.
4. 돌입전류 제한 리셋부
돌입 전류 제한 리셋부(400)는 돌입 전류 제한부(100)를 리셋시키기 위해 마련될 수 있다. 즉, 전원 공급이 중단되는 파워 인터럽트 상태 후 50ms 이후 전원을 재공급할 때 충전부(132)의 충전 전압이 스위치의 문턱 전압 이하로 떨어지지 않기 때문에 스위치(110)는 오프되지 않고 제한되지 않은 돌입 전류가 발생할 수 있는 데, 이러한 문제를 해결하기 위해 돌입 전류 제한 리셋부(400)가 돌입 전류 제한부(100)를 리셋시킨다. 이러한 돌입 전류 제한 리셋부(400)는 돌입 전류 제한부(100)를 방전시키는 방전부(410)와, 전원 입력을 센싱하여 방전부(410)를 제어하는 입력 센싱부(420)를 포함할 수 있다. 방전부(410)는 도 2에 도시된 바와 같이 포토 커플러(Photo Coupler)를 포함할 수 있고, 돌입 전류 제한부(400)의 충전부(132)를 방전시킨다. 그러나, 방전부(410)는 IGBT, FET, BJT 등 입력 센싱부(420)의 제어에 따라 스위치 동작하는 다양한 부품이 이용될 수 있다. 입력 센싱부(420)는 입력 전원을 센싱하여 방전부(410)를 제어한다. 입력 센싱부(420)는 전원 공급 중단을 감지하여 방전부(410)를 동작시킨다. 즉, 입력 센싱부(420)가 전원 공급 중단을 감지하면 방전부(410)를 구동시키기 위한 소정 레벨의 제어 신호를 생성하고, 방전부(410)는 입력 센싱부(420)의 제어 신호에 따라 구동되어 돌입 전류 제한부(100)의 충전부(132), 즉 캐패시터에 충전된 전하를 방전시킨다. 따라서, 충전부(132)에 의한 충전 전압(Vcap)이 스위치(110)의 구동 전압보다 낮아져 돌입전류 제한부(100)의 스위치(110)를 오프시킬 수 있다. 이렇게 돌입 전류 제한 리셋부(400)를 이용하여 파워 인터럽트 후 돌입 전류가 제한되어 회로가 정상 동작할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한 장치를 구비하는 전원 공급 장치의 구동 방법을 도 3 내지 도 5를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한 장치를 구비하는 전원 공급 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 돌입 전류 제한부(100)의 스위치(110)가 오프된 초기 상태에서 직류 입력 전원으로부터 전원이 공급되면 저항(120)을 통해 전류가 흐르게 된다. 이때, 회로의 캐패시턴스 성분에 의해 돌입 전류가 발생될 수 있고, 발생된 돌입 전류는 저항(120)에 의해 제한될 수 있다. 즉, 돌입 전류는 저항(120)에 의해 제한되어 흐를 수 있다. 돌입 전류 제한부(100)의 저항(120)을 통해 흐르는 전류는 입력 필터(200)에 의해 노이즈가 제거된 후 제 1 캐패시터(C11)를 충전시키고 DC/DC 컨버터(300)를 통해 부하에 공급된다. 또한, 직류 전원은 전압 분배부(131)을 통해 충전부(132)를 충전시킨다.
도 4에 도시된 바와 같이, 충전부(132)에 충전된 전압이 스위치(110)의 문턱 전압보다 높으면 스위치(110)를 구동시키게 된다. 즉, 회로에 흐르는 전류가 RC 지연되어 스위치 제어부(130)의 충전부(132)를 충전시키고, 충전부(132)의 충전 전압이 스위치(110)의 구동 전압보다 높으면 스위치 제어부(130)는 스위치(110)를 구동시킨다. 스위치 제어부(130)의 제어에 따라 스위치(110)가 온되면 직류 입력 전원으로부터의 전류가 저항(120)이 아닌 스위치(110)를 통해 흐르면서 부하에 전원을 공급한다. 이때, 파워 인터럽트 상태, 즉 전원 공급이 중단되는 50ms 동안에 제 1 캐패시터(C11)에 충전된 전하는 부하에 전원을 공급하고, 충전부(132)에 충전된 전하는 스위치(110)를 온 상태로 유지한다. 그런데, 50ms 이후 전원을 재공급할 때 제 1 캐패시터(C11)의 ΔV만큼 충전하려는 충전 전류가 발생하며, 충전부(132)의 충전 전압이 스위치의 문턱 전압 이하로 떨어지지 않기 때문에 스위치(110)는 오프되지 않고 제한되지 않은 돌입 전류가 발생할 수 있다. 즉, 충전부(132)에 의해 스위치(110)가 온 상태를 유지하므로 돌입 전류가 스위치(110)를 통해 흘러 돌입 전류가 제한되지 않고 부하로 공급될 수 있다.
그러나, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이, 돌입 전류 제한 리셋부(400)가 돌입 전류 제한부(100)를 리셋시킨다. 즉, 파워 인터럽트 상태, 즉 전원 공급이 중단되는 50ms 이후 전원을 재공급할 때 충전부(132)의 충전 전압이 스위치의 문턱 전압 이하로 떨어지지 않기 때문에 스위치(110)는 오프되지 않고 제한되지 않은 돌입 전류가 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위해 돌입 전류 제한 리셋부(400)가 돌입 전류 제한부(100)를 리셋시킨다. 이때, 입력 센싱부(420)는 전원 공급 중단을 감지하여 방전부(410)를 동작시킨다. 즉, 입력 센싱부(420)는 전원 공급이 중단되면 소정 레벨의 제어 신호를 생성하고 방전부(410)를 제어하여 방전부(410)를 동작시킨다. 입력 센싱부(420)의 제어 신호에 따라 방전부(410)는 충전부(132), 즉 캐패시터에 충전된 전하를 방전시키고 그에 따라 돌입 전류 제한부(100)의 스위치(110)를 오프시킨다. 즉, 방전부(410)는 충전부(132)와 연결되고 충전부(132)에 충전된 전하가 방전부(410)를 통해 방전됨으로써 돌입 전류 제한부(100)의 스위치(110)를 오프시킨다. 이렇게 돌입전류 제한 리셋부(400)를 이용하여 파워 인터럽트 후 돌입 전류가 제한되어 회로가 정상 동작할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 종래 방식에 따라 발생되는 돌입 전류를 비교한 그래프이다. 즉, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌입 전류 제한 장치와 종래의 돌입 전류 제한 장치를 대비하여 전원 공급 장치를 흐르는 전류를 비교한 표이다.
전원 인가 초기에는 라인 임피던스(Rline)와 돌입 전류 제한부(100)의 저항(Rlimit)에 의해 돌입 전류가 제한되어 수학식 1과 같은 전류(도 6의 11)가 흐르게 된다.
Figure 112022121662028-pat00001
파워 인터럽트 상태, 즉 전원 공급이 중단되는 50ms 동안에 제 1 캐패시터(C11)에 충전된 전하는 부하에 전원을 공급하고, 충전부(132)에 충전된 전하는 스위치(110)를 온 상태로 유지한다. 그런데, 종래에는 50ms 이후 전원을 재공급할 때 제 1 캐패시터(C11)의 ΔV만큼 충전하려는 충전 전류가 발생하며, 충전부(132)의 충전 전압이 스위치의 문턱 전압 이하로 떨어지지 않기 때문에 스위치(110)는 오프되지 않고 제한되지 않은 돌입 전류가 수학식 2와 같이 발생할 수 있다(도 6의 12). 즉, 충전부(132)에 의해 스위치(110)가 온 상태를 유지하므로 돌입 전류가 스위치(110)를 통해 흘러 돌입 전류가 제한되지 않고 부하로 공급될 수 있다. 돌입 전류에 의해 전원 공급 장치에 문제가 발생되고, 그에 따라 후단의 시스템, 즉 항전 장치에 오동작이 유발될 수 있다. 예컨데, 전원 라인, 스위치, 정류기 및 캐패시터 등의 내부 부품이 손상될 수 있다. 또한, 같은 전원을 사용하는 다른 장비와 간섭을 일으켜 고장을 발생시키는 원인이 될 수 있다.
Figure 112022121662028-pat00002
그러나, 본 발명은 돌입 전류 제한 리셋부(400)가 돌입 전류 제한부(100)를 리셋시킨다. 즉, 돌입 전류 제한 리셋부(400)는 전원 공급 중단을 감지하여 돌입 전류 제한부(100)에 충전된 전하를 방전시키고, 그에 따라 돌입 전류 제한부(100)의 스위치(110)를 오프시킨다. 따라서, 전원은 다시 저항(120)를 통해 공급되어 저항(Rlimit)에 의해 돌입 전류가 제한되므로 수학식 3과 같은 전류(도 6의 13)가 흐르게 된다. 이렇게 돌입전류 제한 리셋부(400)를 이용하여 파워 인터럽트 후 돌입 전류가 제한되어 회로가 정상 동작할 수 있다.
Figure 112022121662028-pat00003
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 돌입 전류 제한부(100)와 돌입전류 제한 리셋부(400)를 구비하여 파워 인터럽트 후 돌입전류 제한부(100)를 리셋시킬 수 있다. 즉, 돌입 전류 제한 리셋부(400)는 전원 공급 중단을 감지하여 돌입 전류 제한부(100)에 충전된 전하를 방전시키고, 그에 따라 돌입 전류 제한부(100)의 스위치(110)를 오프시킨다. 따라서, 돌입전류 제한 리셋부(400)를 이용하여 파워 인터럽트 후 돌입 전류가 제한되어 회로가 정상 동작할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 돌입 전류 제한부 200 : 입력 필터
300 : DC/DC 컨버터 400 : 돌입 전류 제한 리셋부

Claims (13)

  1. 직류 전원의 공급 경로를 조절하여 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부; 및
    상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하고,
    상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키고,
    상기 돌입 전류 제한부는,
    상기 직류 전원에 연결된 스위치;
    상기 직류 전원에 연결되며, 상기 스위치와 병렬 연결된 저항;
    상기 직류 전원으로부터의 전하가 충전되는 충전부를 포함하고, 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하며,
    돌입 전류 발생 시 상기 저항을 통해 전원이 공급되고,
    상기 충전부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치가 온되어 상기 스위치를 통해 전원이 공급되며,
    상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 충전부를 방전시켜 상기 복수의 스위치를 오프시키는 돌입 전류 제한 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치 제어부는 상기 충전부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 턴온시키는 돌입 전류 제한 장치.
  5. 직류 전원의 공급 경로를 조절하여 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부; 및
    상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하고,
    상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키고,
    상기 돌입 전류 제한부는,
    상기 직류 전원에 연결된 스위치;
    상기 직류 전원에 연결되며, 상기 스위치와 병렬 연결된 저항; 및
    상기 직류 전원으로부터의 전하가 충전되는 충전부를 포함하고, 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하며,
    상기 돌입 전류 제한부는 돌입 전류 발생 시 상기 저항을 통해 전원이 공급되고, 상기 전원에 의해 상기 스위치 제어부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 통해 전원이 공급되고, 상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 전원 공급의 중단을 감지하여 상기 스위치를 오프시켜 전원 공급 재개 시 상기 저항을 통해 전원이 공급되도록 하는 돌입 전류 제한 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 돌입 전류 제한부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하는 입력 센싱부와,
    상기 입력 센싱부의 제어 신호에 따라 상기 충전부를 방전시키는 방전부를 포함하는 돌입 전류 제한 장치.
  8. 직류 전원의 공급 경로를 조절하여 돌입 전류를 제한하는 돌입 전류 제한부;
    상기 돌입 전류 제한부를 통한 직류 전원의 노이즈를 제거하는 입력 필터;
    상기 입력 필터를 통한 직류 전원을 변환하는 DC/DC 컨버터; 및
    상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키는 돌입 전류 제한 리셋부를 포함하고,
    상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 돌입 전류 제한부를 리셋시키고,
    상기 돌입 전류 제한부는,
    상기 직류 전원에 연결된 스위치;
    상기 직류 전원에 연결되며, 상기 스위치와 병렬 연결된 저항; 및
    상기 직류 전원으로부터의 전하가 충전되는 충전부를 포함하고, 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함하며,
    상기 돌입 전류 제한 리셋부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하여 상기 충전부를 방전시키고,
    상기 돌입 전류 제한부는 돌입 전류 발생 시 상기 저항을 통해 전원이 공급되고, 상기 전원에 의해 상기 스위치 제어부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 통해 전원이 공급되며,
    전원 인가 초기에는 라인 임피던스(Rline)와 상기 돌입 전류 제한부의 저항(Rlimit)에 의해 돌입 전류가 제한되어 [수학식 1]과 같은 전류가 흐르고,
    상기 돌입 전류 제한 리셋부가 전원 공급 중단을 감지하면 상기 스위치를 오프시키고, 그에 따라 전원이 다시 저항을 통해 공급되어 저항(Rlimit)에 의해 돌입 전류가 제한되어 [수학식 2]와 같은 전류가 흐르는 전원 공급 장치.
    [수학식 1]

    [수학식 2]

    여기서, VIN은 입력 전압, Rline은 라인 임피던스, Rlimit은 돌입 전류 제한부의 저항, ΔV는 부하측 캐패시터의 충전 전압.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 스위치 제어부는 상기 직류 전원으로부터의 전하가 충전되는 충전부를 포함하며, 상기 스위치 제어부는 상기 충전부의 충전 전압이 상기 스위치의 문턱 전압보다 높을 경우 상기 스위치를 턴온시키는 전원 공급 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 돌입 전류 제한부는 상기 직류 전원의 공급 중단을 감지하는 입력 센싱부와,
    상기 입력 센싱부의 제어 신호에 따라 상기 충전부를 방전시키는 방전부를 포함하는 전원 공급 장치.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005251702A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Ntt Power & Building Facilities Inc 突入電流抑制機能付ヒューズ及びこれを用いた電流分配装置
JP2009189206A (ja) * 2008-02-08 2009-08-20 Nec Corp 突入電流防止回路
KR20100012878U (ko) * 2009-06-18 2010-12-28 (주)씨앤에스링크 Ｅｄｌｃ 충방전 회로
KR20110033485A (ko) * 2009-09-25 2011-03-31 (주)빅텍 돌입전류제한회로
KR101538232B1 (ko) 2013-11-28 2015-07-20 주식회사 포스코아이씨티 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 에너지 저장 시스템
KR101837205B1 (ko) 2012-12-31 2018-03-09 주식회사 포스코아이씨티 배터리 에너지 저장 시스템 및 그 제어 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005251702A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Ntt Power & Building Facilities Inc 突入電流抑制機能付ヒューズ及びこれを用いた電流分配装置
JP2009189206A (ja) * 2008-02-08 2009-08-20 Nec Corp 突入電流防止回路
KR20100012878U (ko) * 2009-06-18 2010-12-28 (주)씨앤에스링크 Ｅｄｌｃ 충방전 회로
KR20110033485A (ko) * 2009-09-25 2011-03-31 (주)빅텍 돌입전류제한회로
KR101837205B1 (ko) 2012-12-31 2018-03-09 주식회사 포스코아이씨티 배터리 에너지 저장 시스템 및 그 제어 방법
KR101538232B1 (ko) 2013-11-28 2015-07-20 주식회사 포스코아이씨티 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 에너지 저장 시스템

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