KR20020022750A

KR20020022750A - The built-on PC UPS using MICOM

Info

Publication number: KR20020022750A
Application number: KR1020020012669A
Authority: KR
Inventors: 김동완
Original assignee: 김동완
Priority date: 2002-03-09
Filing date: 2002-03-09
Publication date: 2002-03-27

Abstract

PURPOSE: A computer built-in type non-interrupting power device using a microcomputer is provided to satisfy various user requests, supply a stable power and to prevent the information loss by using a main CPU and GUI(Graphic User Interface). CONSTITUTION: The device comprises a microcomputer controller(240), a charger(200), a transformer(210), an inverter, a synchronizing switch(220) and a GUI interface. The microcomputer controller controls the signal to supply a conventional power to a load in case of regular state and to cut off the conventional electric power by contacting the and supply the power of a charged storage battery to the load in case of the electricity interruption. The charger consists of a charging state detector, a storage battery of 12V, a rectifier for electric power and a switch, and charges the storage battery by using the rectifier until a regular voltage in case of supplying of conventional power source. The GUI interface displays the operation state of the non-interrupting power device on a windows screen by receiving an accurate signal from the microcomputer controller using a Fuzzy method.

Description

Built-in PC UPS using MICOM

본 발명은 마이컴을 이용한 컴퓨터 내장형 무정전 전원장치의 개발에 관한 것으로, 컴퓨터 전원의 정전 사고시에 정해진 동작시간동안 컴퓨터를 정상적으로 운전하기 위해 정상적인 상용전원 인입시에 직접 상용전원을 공급하고 정전시에는UPS를 운전하여 컴퓨터의 본체와 모니터 및 주변 기기에 전원을 공급할 수 있는 컴퓨터에 있는 기존의 전원공급장치에 내장하는 컴퓨터 내장형 무정전 전원장치이다.The present invention relates to the development of a computer built-in uninterruptible power supply using a microcomputer, to supply the commercial power directly at the time of normal commercial power supply in order to operate the computer normally for a predetermined operating time in the event of power failure of the computer power supply and UPS in case of power failure It is a computer built-in uninterruptible power supply that is built into an existing power supply in a computer that can drive and supply power to the computer's body, monitors, and peripherals.

첫째 기존의 아날로그방식의 무정전 전원장치는 컴퓨터 외장형이며, 정전검출과 동기절체 등을 아날로그 방식으로 함으로 짧은 시간에 정전 검출을 하기 힘들고 상용전원의 정전 후 UPS로부터 같은 동기신호로 부하에 전원을 공급하는데에 어려움이 있다. 둘째 기존의 디지털 방식을 사용하는 마이컴은 주로 인텔사의 80계열이나 모토롤라사의 68000계열 등을 사용하므로 마이컴의 특성상 저장용량과 입출력단자의 포트수와 출력전류의 크기때문에 외부단자에 부하제어용 컨트롤러 소자를 사용해야 하므로 부피가 크고 가격이 비싸지는 단점이 있다. 그리고 기존의 디지털형은 UPS의 동작표시를 소리, LED, LCD액정으로 표시하므로 컴퓨터 사용자가 UPS의 동작상태를 정확히 감지하기 어려운 점이 있다.First, the conventional analog type uninterruptible power supply is external to the computer, and it is difficult to detect power failure in a short time by using the analog method of power failure detection and synchronous transfer, and supplies power to the load with the same synchronization signal from the UPS after the power failure of commercial power. There is a difficulty. Second, microcomputer using existing digital method mainly uses 80 series of Intel company or 68000 series of Motorola company. Therefore, load control controller should be used for external terminal because of the storage capacity, the number of ports of input / output terminals and the size of output current. As a result, they are bulky and expensive. In addition, the existing digital type displays the operation indication of the UPS by sound, LED, LCD liquid crystal, so that it is difficult for a computer user to accurately detect the operation state of the UPS.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 먼저 마이컴과 지능제어기법(Fuzzy기법)을 사용하여 정전검출 및 동기절체를 함으로서 짧은 시간내에 정전검출, 정확한 동기절체가 가능하다. 또한, 저가격용 마이컴인 PIC계열 중 AD변환기 (AD입력 : 8개)와 디지털 입출력단자 24개를 가지고 있는 PIC16C74A를 이용하여 가격면에서나 제어기의 부피면 및 노이즈에 강한 마이컴을 이용한 제어기를 개발한 다. 그리고 그래픽 사용자 인터페이스를 이용하여 컴퓨터 화면상에 UPS의 동작상태를 표시함으로서 사용자가 효율적으로 UPS상태를 알 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention first detects power outage and synchronizes by using a microcomputer and an intelligent control technique (Fuzzy). In addition, we develop a controller using a microcomputer that is resistant to volume and noise of the controller in terms of price and price by using PIC16C74A which has AD converter (AD input: 8) and 24 digital input / output terminals among PIC series, which is a low-cost microcomputer. . And by using the graphical user interface to display the operation status of the UPS on the computer screen, the user can efficiently know the UPS status.

도 1 은 마이컴을 이용한 컴퓨터 내장형 무정전 전원장치의 구성도이고,1 is a block diagram of a computer built-in uninterruptible power supply using a microcomputer,

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 주제어부와 구성도이고,2 is a main control part and a configuration diagram according to an embodiment of the present invention,

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스부이고 ,3 is a user interface unit according to an embodiment of the present invention;

도 4 은 본 발명의 실시예에 따른 구조도이다.4 is a structural diagram according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>

200 : 충전부 210 : 승압 및 역변환부200: charging unit 210: boost and reverse converter

220 : 동기절체부 230 : 정전검출부220: synchronization switching unit 230: power failure detection unit

240 : 마이컴제어부(PIC16C74A)240: microcomputer control unit (PIC16C74A)

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 Power supply 내장형 무정전 전원장치는 정상시 운전시에는 직접 상용전원을 부하에 공급하게 하고 정전시에는 정전을 검출하여 상용전원을 차단하고 축전지에 충전된 축전지로 부터전원을 부하에 공급하게 하며 정전사고 회복시에는 자동으로 부하에 상용전원이 공급되고 방전된 축전지에 충전이 되도록 신호를 제어하는 마이컴 제어부와;Uninterruptible power supply built-in computer power supply according to the present invention for achieving the above object is to supply the commercial power directly to the load during normal operation and to detect the power failure during power failure to cut off the commercial power and charged in the battery A microcomputer control unit for supplying power to the load from the storage battery and controlling a signal to automatically supply commercial power to the load and charge the discharged battery when the power failure is recovered;

충전상태의 검출기, 12[v] 축전지, 전력용 정류기, 절체용 스위치로 구성되어 상용전원이 정상적으로 공급시에는 충전상태 검출기에서 축전지의 전압을 검출하여 정상전압이 될 때까지 전력용 정류기를 사용하여 축전지를 충전시키는 충전부와;It consists of charge detector, 12 [v] battery, power rectifier and switching switch. When commercial power is normally supplied, charge rectifier is used to detect the voltage of battery until normal voltage is reached. A charging unit for charging the storage battery;

12[v]축전지의 전압을 220[v]로 승압하는 승압장치부와;A booster unit for boosting the voltage of the 12 [v] battery to 220 [v];

직류전원을 교류전원으로 변환하기위한 스위칭 로직과 IGBT와 필터 등으로 구성되어 상용전원의 정상운전상태에서는 정전검출부에서 정상상태 신호에 의해 동작하지 않으며 정전사고시에는 정전상태 신호에 의해 60Hz 교류전원을 발생하게하는 인버터부와;It consists of switching logic, IGBT and filter for converting DC power into AC power.In normal operation state of commercial power supply, it does not operate by the steady state signal at the power failure detector and generates 60Hz AC power by the power failure signal in case of power failure. An inverter unit to make;

상용전원의 정상운전시에는 상용전원이 부하에 공급되고 정전시에는 무정전 전원장치의 전원이 부하에 공급되도록 하는 동기절체 스위치부와;A synchronous transfer switch unit for supplying the commercial power to the load in the normal operation of the commercial power and supplying the power of the uninterruptible power supply to the load in the case of power failure;

사용자에게 무정전 전원장치의 동작상태를 마이컴 제어부에서 Fuzzy제어기법에 의해 정확한 신호를 받아 윈도상의 화면에 표현하는 그래픽 사용자 인터페이스부를 포함하는 개인용 컴퓨터 POWER SUPPLY 내장용 무정전 전원장치로 구성되는 것에 특징이 있다.Characterized in that it consists of a personal computer POWER SUPPLY built-in uninterruptible power supply that includes a graphical user interface for expressing the operation state of the uninterruptible power supply to the user by the Fuzzy control technique from the microcomputer control unit.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 개인용 컴퓨터 POWER SUPPLY 내장용 무정전 전원장치는 정전상태의 검출을 Fuzzy제어기법에 의해 정확히 검출하여 무정전 전원장치를 동작시키고 200[W]에서 약 5분정도의 시간 동안 안정된 전원공급이 가능하여 중요 데이터의 저장이 가능하며, 이러한 상태를 사용자 인터페이스에 의해 관찰할 수 있으므로 정전에 의한 중요 자료의 손실로 인한 경제적 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한 저가의 제작이 가능하고 마이컴(PIC16C74A)의 사용으로 소형(폭8cm, 높이 5cm, 길이 12cm)제어보드의 제작이 가능하여 기존의 Power supply에 내장시켜 사용함으로서 기존 제품의 변형없이 사용할 수 있는 장점이 있다.The uninterruptible power supply for a built-in personal computer POWER SUPPLY according to the present invention configured as described above accurately detects a power failure state by a fuzzy control technique to operate the uninterruptible power supply and operates for about 5 minutes at 200 [W]. The stable power supply enables the storage of important data, and this state can be observed by the user interface, which has the advantage of preventing economic losses due to loss of important data due to power failure. In addition, it can be manufactured at low cost and can be manufactured as a small (8cm wide, 5cm high, 12cm long) control board by using the microcomputer (PIC16C74A). There is this.

이하 본 발명에 따른 개인용 컴퓨터 POWER SUPPLY 내장용 무정전 전원장치의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하겠다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, preferred embodiments of a personal computer POWER SUPPLY built-in uninterruptible power supply device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 개인용 컴퓨터 POWER SUPPLY 내장용 무정전 전원장치의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of an uninterruptible power supply for embedding a personal computer POWER SUPPLY according to the present invention.

도 2는 본 발명의 주 제어장치인 마이컴 제어부와 충전부, 승압부, 역변환부, 동기절체부, 정전검출부를 포함한 무정전 전원장치의 구성도이다. 정상전원이 입력 신호로 들어오면 평상시에는 동기절체부(220)를 통해 부하로 공급되면서 동시에 정류회로를 통해 충전부에서 축전지로 충전이 된다. 그러나 정전 또는 이와 유사한 순시정전이 발생하면 이를 정전검출부(230)에서 Fuzzy제어기법에 의해 정전여부를 정확히 검출하여 이를 마이컴 제어부(240)에 보내면 마이컴 제어부(240)는 스위칭으로 축전지의 방전이 시작되도록 지시한다. 이때 축전지의 직류 전압 12[v]는 승압부(210)에 의해 직류 전압 280[v]로 승압되고 역변환부(210)에 의해 교류형태의 펄스전압으로 변환된 후 필터를 거쳐 동기절체부(220)를 통해 부하인 컴퓨터에 정상적인 전원을 공급한다. 이때 마이컴 제어부인 PIC16C74A의 마이컴에 프로그램된 명령에 따라 무정전 전원장치의 정전검출에 따른 스위칭으로의 명령신호 전송과 역변환부에 의한 펄스형태의 전압발생을 명령하는 신호의 전송과 그래픽으로 무정전 전원장치의 동작상태를 표현하고 제어할 수 있는 신호의 통신이 이루어진다.2 is a block diagram of an uninterruptible power supply including a microcomputer control unit, a charging unit, a boosting unit, an inverting unit, a synchronous transfer unit, and an electrostatic detection unit, which are main control devices of the present invention. When the normal power comes in as an input signal, it is normally supplied to the load through the synchronous switching unit 220 and at the same time is charged from the charging unit to the storage battery through the rectifier circuit. However, when a power failure or similar instantaneous power failure occurs, the power failure detection unit 230 accurately detects the power failure by the Fuzzy control technique and sends it to the microcomputer control unit 240 so that the microcomputer control unit 240 starts the discharge of the battery by switching. Instruct. At this time, the DC voltage 12 [v] of the battery is boosted by the booster 210 to the DC voltage 280 [v] and converted by the inverse converter 210 into the pulse voltage of the AC type, and then through the filter synchronous switching unit 220. Supplies normal power to the load computer. At this time, according to the command programmed into the microcomputer of the microcontroller PIC16C74A, the command signal is transmitted to the switching according to the power failure detection of the uninterruptible power supply, and the signal is transmitted to command the voltage generation in the form of a pulse by the inverse converter. Communication of signals that represent and control the operating state is made.

도 3은 본 발명의 그래픽 사용자 인터페이스 부분으로서 축전지의 충전의 정도와 방전의 정도, 무정전 전원장치의 동작의 유무 등을 그래픽으로 나타내고 필요시에는 무정전 전원장치의 동작을 지시할 수 있는 기능을 가진 부분으로 그 정면도를 나타낸다.Figure 3 is a graphical user interface of the present invention graphically represents the degree of charging and discharging of the battery, the presence or absence of operation of the uninterruptible power supply, and a portion having a function of instructing the operation of the uninterruptible power supply if necessary. Its front view is shown.

도 4는 본 발명에 따른 개인용 컴퓨터 POWER SUPPLY 내장용 무정전 전원장치의 위치 및 크기를 나타내며, 기존의 Power supply와의 결합상태와 밧데리의 장착상태를 나타내는 구조도이다. 기존의 Power supply의 내부에 무정전 전원장치의 보드가 들어가며 밧데리는 외부에 장착되는 구조를 나타낸다.Figure 4 shows the position and size of the uninterruptible power supply for a built-in personal computer POWER SUPPLY according to the present invention, is a structural diagram showing a state of coupling with the existing power supply and the mounting state of the battery. The board of the uninterruptible power supply enters the existing power supply, and the battery shows the external mounting structure.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 Micro-processor에 의한 Main CPU(PIC17C74A:원칩 마이컴)와 GUI(그래픽 사용자 인터페이스)를 사용하여 개인용컴퓨터 POWER SUPPLY 내장용 무정전 전원장치를 구성함으로서 다양한 사용자의 요구에 대한 만족과 안정적인 전원 공급 및 정보의 손실 방지가 가능하여 효율성과 경제적인 활용이 가능하다.As described above, the present invention uses the main CPU (PIC17C74A: one chip microcomputer) and the GUI (graphical user interface) by the micro-processor to configure the uninterruptible power supply for the built-in personal computer POWER SUPPLY to meet the needs of various users. Satisfaction and stable power supply and loss of information can be achieved for efficiency and economic utilization.

또한 기존의 무정전 전원장치는 외장형이 대부분이며 크기가 대형이고 가격이 고가인 결점이 있느나, 본 발명은 원칩 마이컴을 사용하여 저가이며 소형인 제어보드를 설계 및 제작할 수 있으며 이의 사용의 편의를 위해 그래픽 사용자 인터페이스의 기능을 추가하고 정확한 동작을 위해 지능제어기법인 Fuzzy제어기법을 사용함으로서 저가이며, 소형인 내장형이고 정밀성을 가지고 편리한 기능이 부가된 개인용 컴퓨터 POWER SUPPLY 내장용 무정전 전원장치이다.In addition, the existing uninterruptible power supply is the most external type, the size is large and the price has a drawback, but the present invention can design and manufacture a low cost and small size control board using a one-chip microcomputer for the convenience of use It is a low-cost, small-sized, built-in, precision and convenient feature-added uninterruptible power supply for personal computers by adding the function of graphic user interface and using Fuzzy control technique, intelligent control technique.

Claims

A microcomputer control unit for detecting an outage and thereby sending an operation signal to the switching, controlling the synchronous switching unit to operate accordingly, and sending the signals through a graphical user interface;

A graphical user interface unit which graphically expresses an operation state, an operation state of the uninterruptible power supply, and a state of charge and discharge of the battery;

A boosting unit for boosting the DC voltage of 12 [v] charged in the charging unit to a DC voltage of 280 [v];

An inverting converter converting the boosted DC voltage into an AC voltage in the form of a pulse;

Attaching the board inside the power supply of the personal computer and mounting the battery outside the power supply;

According to claim 1, the microcomputer control unit outputs a control signal for operating the switching in accordance with the detection signal of the power failure detection unit, and the microcomputer control signal to perform a pulse conversion operation of the inverse conversion unit. And a control program and peripheral control circuit of the PIC16C74A for generating a control signal for transmitting such a signal to a graphical user interface;