KR200193674Y1

KR200193674Y1 - 모듈식 무정전 전원 공급장치

Info

Publication number: KR200193674Y1
Application number: KR2020000008007U
Authority: KR
Inventors: 조세현
Original assignee: 주식회사에이치피에스
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2000-08-16

Abstract

본 고안은 다수의 모듈 전원을 병렬로 연결하여 구성된 무정전 전원공급장치에 관한 것으로, 전원 공급원으로부터 제공되는 전원을 축전하고 전원 공급이 차단될 때, 전기 사용장치에 저장된 전원을 제공하는 무정전 전원 공급장치에 있어서; 전원 공급원으로부터 제공되는 전기를 저장하는 다수의 모듈형 축전장치와, 상기 모듈형 축전장치를 서로 병렬로 연결하기 위한 결합수단과, 상기 전기사용장치에 사용될 전원을 선택적으로 제공하기 위한 제어장치를 포함하여 구성된다.

Description

모듈식 무정전 전원 공급장치{A modular uninterrupted power supply}

본 고안은 무정전 전원 공급 장치에 관한 것으로, 특히 다수개의 모듈 전원을 병렬로 연결하여 구성된 무정전 전원공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터는 작업 중인 데이터를 휘발성 기억소자인 램(Random Access Memory)에 저장하고 있다. 따라서, 작업 중에 전원 공급이 중단되면 많은 데이터들이 사라져 버리며, 이들 데이터를 복원할 수 있는 방법이 없으므로 재 작업을 하여야 하는 불편이 있다. 그래서 대형 컴퓨터와 같이 중요한 작업을 하는 컴퓨터 시스템에서는 무정전 전원공급장치(Uninterrupted Power Supply: 이하 UPS라 함)를 설치하여 인 전원내의 변동에 무관한 전원을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 전력회사로부터의 전원이 공급 중단되는 경우가 발생되어도 컴퓨터에는 계속 전원이 공급될 수 있도록 하고 있다.

무정전 전원 장치의 전력 조절 능력은 자체에 접속되는 전기 장치의 전력 소모와 일치되어야 하고, 전기 장치가 업그레이드되거나 추가되는 경우 약간의 어려움을 야기할 수도 있다. 예를 들어, 무정전 전원 장치가 1 KW의 전력을 필요로 하는 국소 지역 네트워크(LAN) 서버를 구동중인 컴퓨터 응용에 있어서, 무정전 전원 장치는 1,200 va의 용량을 갖도록 선택될 수도 있다. LAN 서버가 1.5 KW의 전력을 필요로 하는 모델로 업그레이드된 경우, UPS는 추가의 전력 조절 능력을 갖는 것으로 대체될 필요가 있다.

종래의 무정전 전원공급장치의 결점으로는 상용 교류 전원이 정상일 경우에도 전력 인버터는 항상 작동하고 있기 때문에 정류기 손실이 커서 전력 효율이 높지 않다는 점과, 전력 정류기와 전지 충전기가 같이 조합되어 있어 장치의 부피가 크고 생산비용이 많이 든다는 점을 들 수 있다.

본 고안은 부피가 작은 다수의 에너지 저장 장치로 구성되는 무정전 전원 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 서로 병렬을 이루고 결합되는 다수개의 모듈을 가진 무정전 전원 공급장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 무정전 전원 공급장치의 구성상의 특징은 에너지 저장장치가 슬라이딩 방식으로 서로 병렬로 결합될 수 있는 다수 개의 모듈로 구성된 점이다.

본 고안의 다른 구성상의 특징은 전원 공급원으로부터 제공되는 전원을 축전하고 전원 공급이 차단될 때, 전기 사용장치에 저장된 전원을 제공하는 무정전 전원 공급장치에 있어서; 전원 공급원으로부터 제공되는 전기를 저장하는 다수의 모듈형 축전장치와, 상기 모듈형 축전장치를 서로 병렬로 연결하기 위한 결합수단과, 상기 전기사용장치에 사용될 전원을 선택적으로 제공하기 위한 제어장치를 포함하여 이루어진 점이다.

도 1은 본 고안의 실시에 따른 모듈형 UPS의 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 모듈형 UPS의 구체적 회로도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 구성과 그에 따른 작용에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 고안에 따른 모듈식 무정전 전원 공급장치의 사시도이다. 도시된 바와 같이, UPS(2)는 장치 내에 분리 가능 가능한 다수의 무정전 전원 모듈(6)을 수용할 수 있는 케이스(Case 또는 하우징)(4)로 구성된다. 이 하우징(4)은 UPS 모듈(6)을 각각 수용할 수 있는 크기인 복수의 도킹 베이를 가지며, 각 전원모듈은 결합수단에 의해 서로 병렬로 결합된다.

전원공급원으로부터 UPS(2)로 전원이 공급되고, 결합수단(도시되지 않음)에 의해 서로 병렬로 접속된 각 UPS 모듈(6)들에 의해 전원이 축전된다. 전원공급원으로부터 정상적으로 전원이 제공되는 경우, 전원은 바이패스되어 전기사용장치에 공급된다. 만일 전원공급원으로부터 제공되는 전원이 차단되는 경우, 이때 UPS 모듈(6)들은 UPS 모듈(6)들 내에 장치된 배터리와 같은 에너지 저장 장치로부터 전기 장치에 전기를 공급하게 된다. 따라서, 정상적으로 전원이 공급되는 동안 UPS 모듈(6)들은 에너지를 충전하게 된다.

도 2는 UPS(2)의 주요 소자를 나타내는 블록도이다. 하우징(4)은 내부의 입력 및 출력 전원 버스(14,16)에 각각 연결된 전원 입력(10)과 전원 출력(12)을 갖는다. 바이패스 회로(11)는 입력 및 출력 전원 버스(14,16)를 연결하고, 이 입력 및출력 전원 버스가 바이패스 회로를 통해 연결되지 않는 상태가 정상상태이다. 바이패스 회로(11)는 이 회로(11)를 상기입력 및 출력 전원 버스가 직접 연결시키는 상태로 스위칭하여 모듈(6)들을 바이패스 하도록 사용자에 의해 동작 가능한 하우징의 모든 모듈(6)들이 제거되었을 때 동작되는 스위치를 갖는다. 예를 들어, 각 도킹 베이는 UPS 모듈이 제거되었을 때 작동되는 감지 스위치와, 모든 모듈(6)들이 제거되었을 때 바이패스 회로가 작동될 수 있는 연속하여 연결된 감지 스위치들을 구비할 수 있다.

UPS 모듈(6)을 하우징(4)에 설치하고, 입력 전원 버스(14)를 UPS 모듈 내의 AC/DC 컨버터에 연결한다. 이 AC/DC 컨버터(30)는 AC 전기 신호(대략 50Hz 240볼트)인 상기 입력 전원 버스(14)로부터 전기를 수신하여, 라인(31)상에 상대적으로높은 전압 DC를 출력한다. 고전압 라인(31)은 전원이 버스(18)에서 라인(31)으로 통과할 수 있도록 다이오드를 경유하여 하우징(4) 내의 고전압 버스(18)에 다시 연결된다. 고전압 버스(18)에 연결되면, 고전압 전원은 추가적인 백업 시간동안 배터리 모듈(도시되지 않음)로부터 모듈(6)에 제공될 수 있다. DC/AC 인버터(40)는 UPS 모듈(6)에 공급되고, 라인(31)으로부터의 고전압 DC 전기를 입력으로 갖으며, 입력 전원 버스(14)상의 AC 전기에 동기하는 출력 AC 전기 신호를 생성하게된다. DC/AC 인버터(40)의 출력은 하우징(4)의 출력 전원 버스(16)로 다시 연결된다. DC/AC 인버터(40)는 마이크로 제어기의 형태로 제어 수단(38)에 의해 작동되는 펄스 폭 변조 회로(42)를 경유하여 제어된다. 상기 마이크로 제어기는 저장된 명령 코드를 제어하여 작동되지만, 제어 수단(38)으로 전용 커스텀 또는 세미-커스텀 논리 어레이 회로와 같은 모든 적절한 처리 회로를 사용할 수 있다. 메인 전원 입력부(10)에 공급된 전기가 신호 레벨을 유지하는 동안, 전원은 입력전원 버스(14)에서 AC/DC 컨버터(30), DC/AC 인버터(40)를 통해 출력 전원 버스(16)로 통과한다. 이러한 작동은 병렬 방식으로 하우징(4) 내에 설치된 각 UPS 모듈(6)들에서 발생된다.

UPS 모듈(6)은 배터리(32) 형태의 에너지 저장 장치를 갖는다. 충전 회로(34)는 입력 전원 버스(14)로부터 전원을 수신하도록 연결되고, 스위치(44)를 통해 배터리(32)에 연결되어, 필요시 정상 신호 레벨이 입력 전원 버스(14)상에 유지될때, 전원이 충전기(34)에 의해 배터리(32)에 저장되도록 한다. DC/DC 전압 레벨 충전 회로(36)는 배터리와 고전압 라인(31)을 연결한다. 배터리(32)는 대체로 납축전지에 사용되는 것처럼 대략 12볼트 DC 레벨일 때 작동하며, 반면에 고전압라인(31)은 350볼트 DC가 될 수 있다. 따라서, 충전기(34)는 배터리(32)와 호환가 능하도록 고전압 라인(31)으로부터 DC전압을 낮추고, 반면에 AC/DC 전압 컨버터(36)는 배터리로부터 DC 전압을 높인다. 만일 전원 변동이 입력 전원 버스(14)에 제공된 메인 전원에서 발생하게 되면, 마이크로제어기(38)에 의해 검출되고, 하우징(4)의 제어 라인 버스(20)상에 제어 신호를 출력한다. 제어 라인 버스(20)는 제어 신호 처리 회로(24)에 연결되고 다른 제어 버스(22)에 연결된다. 제어신호 처리 회로(24)는 하우징(4)에 설치된 각 UPS 모듈(6)의 마이크로제어기로부터 제어 신호를 수신하여, 각 모듈(6)로부터 수신된 신호에 기초하여 제어 버스(22)상에 출력 제어 신호를 생성한다. 만일 복수의 마이크로제어기(38)가 메인전원 변동을 나타내는 제어 버스(20)상에 신호를 출력하면, 버스(22)상의 결과 신호는 각 UPS 모듈(6)의 마이크로제어기(38)가 충전기(34)로부터 배터리(32)를 단락시키도록 각 스위치를 제어하게 된다. 만일 소수의 마이크로제어기(38)가 버스(20)상에 전원 변동 신호를 출력하게 되면, 버스(22)상의 신호 결과는 전원이 배터리에서 제공될 필요가 없는 것을 마이크로제어기에 지시하고, 메인 전원은 계속해서 출력 전원 버스를 공급할 것이다. 따라서, 메인 전원 소스 변동이나 정전동안 전원은 배터리(32)로부터 AC/DC 전압 컨버터(36)를 경유하여 고전압 라인(31)으로 제공되고, 결과적으로 각 설치된 UPS 모듈(6)의 DC/AC 인버터(40)를 통해 출력 전원 버스에 공급한다.

비록 도 1과 도 2에 도시된 무정전 전원 장치(2)는 단지 3개의 UPS 모듈을 갖는 하우징으로 구성되지만, 하우징은 6개 또는 더 많은 UPS 모듈을 구비하는 구조가 될 수 있고, 모든 UPS 모듈(6)은 병렬로 작동하며, 마이크로제어기(38)는 상기 약술한 것처럼 처리되는 다수의 규칙으로 작동한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 전기 사용장치의 전력 사용량 또는 용도에 따라 모듈을 착탈하여 부피와 용량을 용이하게 가변시킬 수 있는 특징으로 갖는다.

Claims

전원 공급원으로부터 제공되는 전원을 축전하고 전원 공급이 차단될 때, 전기 사용장치에 저장된 전원을 제공하는 무정전 전원 공급장치에 있어서;

전원 공급원으로부터 제공되는 전기를 저장하는 다수의 모듈형 축전장치와,

상기 모듈형 축전장치를 서로 병렬로 연결하기 위한 결합수단과,

상기 전기사용장치에 사용될 전원을 선택적으로 제공하기 위한 제어장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모듈식 무정전 전원공급장치.
제 1 항에 있어서,

상기 축전장치는 슬라이딩 방식으로 하우징내에 결착됨을 특징으로 하는 모듈식 무정전 전원공급장치.