KR20020033532A - 전원 시스템 - Google Patents

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Abstract

부하에 접속된 전원 시스템은 유닛 정격 전류치(IU)가 각각 제공되며 목표치에 따라 유닛 전류를 출력하는 다수의 DC 전원 유닛이 병렬로 접속된 DC 전원 공급 장치와, 상기 부하에 소요되는 용량치(IS)를 제공하는 소요의 부하 용량 공급 장치와, DC 전원 유닛 중에 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛의 갯수(m)을 검출하는 동작 상태 검출기와, 상기 용량치(IS)를 상기 갯수(m)로 나누어 구해진 값을 계산하고 상기 계산된 값(IS/m)을 목표치로 해서 각각 동작하는 DC 전원 유닛에 각각 공급하는 목표치 계산기를 포함한다.

Description

전원 시스템{POWER SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 목표치에 따라 각각의 전원 유닛의 유닛 전류를 조절할 수 있으며 유닛 정격 전류치(IU)가 제공된 다수의 DC 전원 유닛이 병렬로 접속된 DC 전원 공급 장치, 및 상기 DC 전원 유닛에 목표치를 제공하기 위한 제어기로 구성된 전원 시스템에 관한 것이다.
유닛 정격 전류치(IU)가 제공된 다수의 DC 전원 공급 유닛이 병렬로 접속된 DC 전원 공급 장치, 및 동작 유닛의 수를 조절하기 위한 제어기로 구성된 전원 시스템에 의해 소요의 부하 용량(IS)의 부하에 전력이 공급되는 종래 기술이 공지되어 있다. 상기 종래의 전원 시스템에 따르면, 동작 유닛의 갯수 제어기에 의해 선택된동작 유닛의 갯수 m과 유닛 정격 전류치(IU)의 곱(product)에 의해 구해진 전류(m ×IU)는 부하 전류로서 부하에 공급된다.
전술한 종래 전원 시스템에서, 예컨대 4개의 DC 전원 유닛은 병렬로 접속되어 소요의 부하 용량(IS)의 부하에 부하 전류(4IU)를 공급한다. 만일 하나의 DC 전원 유닛이 정지되면, 남은 3개의 DC 전원 유닛이 전력을 공급하기 위해 사용되어 전류(3IU)는 부하에 공급된다. 즉, 공급되는 전류는 4/3으로 크게 감소된다. 2개의 DC 전원 유닛에 의해 전류는 2IU또는 정상 상태의 절반까지 떨어하고, 그로 인해 소요의 부하 용량(IS)의 부하를 동작하는 것이 불가능하다. 이와 같이, 동작 유닛의 갯수가 제어되는 정격 전원 시스템은 DC 전원 유닛의 유닛 정격 전류치의 단계마다 부하에 공급하는 전류만을 단지 조절하고, 그 결과 소요의 부하 용량에 적합한 전력이 공급될 수 없다는 문제점이 존재한다.
DC 공급 장치를 구성하는 전원 유닛을 더 많이 제공하면 동작 도중에 DC전원 유닛이 중단되는 경우에 공급 전류가 크게 감소하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 소요의 부하 용량(IS)은 용이하게 변경될 수 있다. 그러나, DC 전원 유닛의 갯수가 늘어나면 그에 따라 DC 전원 시스템의 비용이 상승한다는 문제점이 존재한다. 간략히 말하면, 종래 전원 시스템은 여러 소요 부하 용량(IS)에 적합치 않는 문제점이 존재했다. 또한, 부하 용량 각각의 AC 입력 차단기에 대한 전체적인 전원 시스템의 용량에 따른 용량을 준비할 필요성이 존재하였다.
또한, 상용 전원이 정전되는 경우에 엔진 발전기가 사용될 수 있다. 상기에서, 전원 시스템이 엔진 발전기에 의해 기동되는 경우에 엔진 발전기의 출력 용량 이상의 과도한 전류가 흘러 엔진 발전기가 노킹(knocking)되어 출력 전력 상태가 악화되고 최악의 경우에는 엔진 발전기가 정지하는 문제점이 존재한다.
상기 상태를 방지하기 위해서는 소요의 부하 전력보다 더 큰 용량을 갖고 전원 시스템에 흐르는 과도한 전류를 출력할 수 있는 엔진 발전기가 준비되고 또는 전원 유닛의 갯수는 최소 부하 전류치를 공급할 수 있는 유닛의 갯수까지 제한된다.
그러나, 엔진 발전기의 용량이 증가되면 설치비가 높아지고, 또는 유닛의 갯수가 제한되면 전원 유닛이 어떠한 이유로 인해 동작중에 정지되는 경우에 최소 부하 전류가 공급되지 않게 되어 그 결과 신뢰성이 떨어진다는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 소요 부하 용량에 적합한 부하 전류가 공급될 수 있는 전원 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라 부하에 접속된 전원 시스템은,
유닛 정격 전류치(IU)가 각각 제공되며 목표치에 따라 유닛 전류를 출력하는 다수의 DC 전원 유닛이 병렬로 접속된 DC 전원 공급 장치와,
상기 부하에 소요되는 용량치(IS)를 제공하는 소요의 부하 용량 공급 장치와,
DC 전원 유닛 중에 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛의 갯수(m)을 검출하는 동작 상태 검출기와,
상기 용량치(IS)를 상기 갯수(m)로 나누어 구해진 값을 계산하고 상기 계산된 값(IS/m)을 목표치로 해서 작동하는 DC 전원 유닛에 각각 공급하는 목표치 계산기를 포함한다.
상기 목표치 계산기가 상기 계산된 값(IS/m)이 상기 유닛 정격 전류치(IU)를 초과하는 경우에 유닛 정격 전류치(IU)를 제공하면 양호하다.
전술한 구성에서, 소요의 부하 용량에 적합한 전류가 상기 부하에 공급될 수 있다.
상기 전원 시스템이 각각의 DC 전원 유닛과 병렬로 상기 DC 전원 공급 장치의 입력측에 접속된 AC 입력 차단기를 포함하면 양호하다. 여기서, 상기 AC 입력 차단기의 용량은 상기 용량치(IS)와 같다.
상기 구성에서, 정격 전원 시스템용으로 사용된 용량보다 적은 용량을 갖는 AC 입력 차단기가 사용될 수 있고, 그에 따라 전원 시스템의 비용은 낮아질 수 있다.
또한, 엔진 발전기가 사용되는 경우에도 전원 유닛의 갯수를 제한할 필요도 없고 그에 따라 전원 시스템은 준비된 유닛의 갯수내에서 항상 동작할 수 있다. 따라서, 엔진 발전기의 용량을 크게 할 필요가 없고 신뢰성이 높은 상태가 되어 설치비가 낮아진다.
본 발명에 따르면, 전원 시스템으로부터 부하에 공급된 전력을 제어하는 방법이 또한 제공되는데, 상기 방법은,
부하에 소요되는 용량치(IS)를 제공하는 단계와,
병렬로 상기 부하에 접속된 다수의 DC 전원 유닛 중에 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛의 갯수(m)을 검출하는 단계와,
상기 용량치(IS)를 상기 갯수(m)로 나누어 구해진 값을 계산하는 단계와,
상기 계산된 값(IS/m)을 목표치로서 작동하는 DC 전원 유닛 각각에 공급하는 단계와,
상기 목표치에 일치시키기 위해 작동하는 DC 전원 유닛 각각으로부터 출력된 유닛 전류를 조절하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제어 방법이 상기 계산된 값(IS/m)이 DC 전원 유닛의 유닛 정격 전류치를 초과하는지의 여부을 판단하는 단계와,
상기 계산된 값(IS/m)이 상기 유닛 정격 전류치(IU)를 초과하는 경우에 목표치로서 상기 값(IU)을 제공하는 단계를 포함하면 양호하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전원 시스템의 구성을 도시하는 블럭도.
도 2는 상기 전원 시스템의 동작의 흐름의 하나의 예를 도시하는 플로우차트.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전원 시스템은 도 1의 블럭도에 도시된 바와 같이 DC 전원 공급 장치(10)와 제어기(20)로 구성된다. AC 입력 차단기(31)는 DC 전원 공급 장치(10)의 입력측에 제공되고 DC 입력 차단기(32)는 그 출력측에 제공된다. 본 발명의 전원 시스템은 소요의 전력을 DC 입력 차단기(32)를 통해 부하(50)에 공급한다. 주목할 점은 보조 전원으로서의 배터리(40)는 DC 입력 차단기(32)의 출력측에 제공된다는 점이다.
DC 전원 공급 장치(10)는 병렬로 접속된 다수의 DC 전원 유닛(11, 12, 13, 14)을 구비한다. 각각의 DC 전원 유닛(11, 12, 13, 14)에는 유닛 정격 전류치(IU)가 제공된다. DC 전원 공급 장치(10)는 목표치에 따라 각각의 DC 전원 유닛에 흐르는 유닛 전류를 조절할 수 있다.
제어기(20)는 소요의 부하 용량 공급 장치(21), 동작 상태 검출기(22) 및 목표치 계산기(23)를 구비한다. 소요의 부하 용량 공급 장치(21)는 본 발명의 전원 시스템에 대한 소요의 부하 용량(IS)을 목표치 계산기(23)에 공급한다. 동작 상태 검출기(22)는 다수의 DC 전원 유닛(11, 12, 13, 14)의 동작 상태를 검출하여 동작 가능한 유닛의 갯수를 지정하고 그 유닛 개수를 목표치 계산기(23)에 입력한다. 목표치 계산기(23)는 이하에서 설명된 바와 같이 소정의 계산을 실행하여 그 계산값을 다수의 DC 전원 유닛(11, 12, 13, 14)에 목표치로서 제공한다. 제어기(20)는 다양한 연산 동작 및 제어 동작을 실행하는 CPU, 제어 프로그램을 저장한 ROM , 및 다양한 종류의 데이터를 저장한 RAM을 구비한다.
전술한 바와 같이 구성된 전원 시스템은 도 2의 플로우차트에 따라 동작한다. 즉, 목표치 계산기(23)는 소요의 부하 용량 공급 장치(21)에 의해 부하(50)의 소요의 부하 용량(IS)이 제공되도록 한다(단계 101). 시스템 작동자는 소요의 부하 용량 공급 장치(21)를 작동시켜 소요의 부하 용량(IS)의 설정을 실행한다. 반면에, 동작 상태 검출기(22)는 다수의 DC 전원 유닛(11, 12, 13, 14)을 항상 모니터하여 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛(동작 유닛의 갯수(m))을 지정하고 목표치 계산기(23)에 상기 값(m)을 입력한다(단계 102).
목표치 계산기(23)는 소요의 용량이 작동하는 DC 전원 유닛의 갯수에 의해 나누어진 값(IS/m)을 계산한다(단계 103). 그 후, 상기 계산 결과의 값(IS/m)이 유닛 정격 전류치(IU) 이하인지를 판단한다(단계 104). 만일 그 답이 YES이면 상기 값(IS/m)은 목표치로서 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛에 제공된다(단계 105). 만일 그 답이 NO이면 유닛 정격 전류치(IU)는 목표치로서 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛에 제공된다(단계 106).
예컨대, 유닛 정격 전류치(IU)가 100A이면 부하(50)의 소요의 부하 용량(IS)은 270A이고 4개의 DC 전원 유닛(11, 12, 13, 14) 모두는 동작 상태하에 있고, 목표치는 270A/4 = 676.5가 된다. 상기 목표치에 따라 각각의 DC 전원 유닛은 유닛 전류 67.5A를 공급하고 그에 따라 4개의 DC 전원 유닛은 270A 또는 소요의 부하 용량에 달하는 부하 전류를 공급한다. 만일 4개의 DC 전원 유닛의 하나가 정지되면목표치는 270A/3 = 90이 된다. 그 후, 각각의 DC 전원 유닛이 상기 목표치에 따라 유닛 전류 90A를 공급하고 그에 따라 3개의 DC 전원 유닛은 270A 또는 소요의 부하 용량에 달하는 부하 전류를 공급한다. 이와 같이 4개 또는 3개의 DC 전원 유닛이 270A의 소요의 부하 용량(IS)으로 전력을 부하(50)에 공급하는데 사용되는 경우에, 공급되는 부하 전류는 소요의 부하 용량에 적합하다. 즉, 상기 구성에서, 전원 시스템으로서 최적화된 전원 상태가 연속적으로 유지된다.
만일 두개의 DC 전원 유닛이 정지되면 IS/m의 값은 135A이고 그 값은 유닛 정격 전류값 100A를 초과한다. 상기 경우에 제어기(20)는 동작 상태하에 있는 두개의 DC 전원 유닛에 목표치로서 정력 전류값에 동등한 100A를 공급한다. 그리고, 상기 목표치에 따라 각각의 DC 전원 유닛은 유닛 전류 100A를 공급하고, 그에 따라 2개의 DC 전원 유닛은 부하(50)에 200A를 공급할 수 있다. 상기 값은 소요의 부하 용량 270A의 단지 75% 이상이지만 복귀까지 단시간 내에 전력을 공급하기에 충분할 정도로 크다.
그런데, 동작하는 전원 유닛 갯수의 제어에 의한 종래 기술에 의한 전원 시스템은 작동하는 DC 전원 유닛의 갯수(m)와 유닛 정격 전류값(IU)의 곱(product)에 달하는 AC 입력 용량을 준비할 필요성이 있고, 따라서 상기 AC 입력 용량에 대응하는 용량을 갖는 AC 입력 차단기가 필요하게 된다. 예컨대, m이 4이고 IU는 100A인 경우에 400A의 AC 입력 용량을 준비할 필요가 있다. 반면에, 본 실시예에 따르면 DC 전원 유닛의 갯수(m)와 유닛 정격 전류값의 곱(product)에 달하는 AC 입력 용량만을 준비하면 된다. 상기 유닛 전류는 제어기(20)로부터 DC 전원 유닛에 제공된 목표치, 즉 IS/m이다. IS가 270A이고 m이 4인 전술한 예에서 유닛 전류는 67.5A에 동등하다. 따라서, 본 발명에서 67.5A의 4배인 270A를 준비할 필요성이 있다. 즉, 소요의 부하 용량(IS)에 대응하는 용량을 갖는 AC 입력 차단기를 준비하면 양호하다. 상기 값은 종래의 400A에 대응하는 종래의 AC 입력 용량보다 훨씬 적은 값이다. 따라서, 종래 시스템보다 적은 용량을 갖는 AC 입력 차단기를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 부하 전류는 소요의 부하 용량에 대응하게 되므로, 예컨대 엔진 발전기기 사용되어 전력의 정전 상태에서 전원 시스템을 기동하는데 사용되는 경우에 과도한 전류가 거의 흐르지 않는다. 따라서 종래 시스템과 같이 동작 유닛의 갯수를 한정할 필요성이 없다.
비록 본 발명은 특정한 양호한 실시예에 따라 도시 및 기술되었지만, 그 여러 변경 및 수정 등은 본 분야의 당업자에게는 다양할 것이다. 상기와 같은 변경 및 수정은 첨부된 청구항에서와 같이 본 발명의 본질 및 범위내에 해당될 것이다.
전술한 바와 같이, 종래 시스템보다 적은 용량을 갖는 AC 입력 차단기를 사용하는 것이 가능하다.
상기 구성에서, 정격 전원 시스템용으로 사용된 용량보다 적은 용량을 갖는AC 입력 차단기가 사용될 수 있으므로 그에 따라 전원 시스템의 비용은 낮아질 수 있다.
또한, 부하 전류는 소요의 부하 용량에 대응하게 되므로, 예컨대 엔진 발전기기 사용되어 전력의 정전 상태에서 전원 시스템을 기동하는데 사용되는 경우에 과도한 전류가 거의 흐르지 않는다. 따라서 종래 시스템과 같이 동작 유닛의 갯수를 한정할 필요성이 없고 그에 따라 전원 시스템은 준비된 유닛의 갯수내에서 항상 동작할 수 있다. 따라서, 엔진 발전기의 용량을 크게 할 필요가 없고 신뢰성이 높은 상태가 되어 설치비가 낮아진다.
비록 본 발명은 특정한 양호한 실시예에 따라 도시 및 기술되었지만, 그 여러 변경 및 수정 등은 본 분야의 당업자에게는 다양할 것이다. 상기와 같은 변경 및 수정은 첨부된 청구항에서와 같이 본 발명의 본질 및 범위내에 해당될 것이다.

Claims (5)

  1. 부하에 접속된 전원 시스템에 있어서,
    유닛 정격 전류치(IU)가 각각 제공되며 목표치에 따라 유닛 전류를 각각 출력하는 다수의 DC 전원 유닛이 병렬로 접속된 DC 전원 공급 장치와,
    상기 부하에 소요되는 용량치(IS)를 제공하는 소요의 부하 용량 공급 장치와,
    상기 DC 전원 유닛 중에 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛의 갯수(m)를 검출하는 동작 상태 검출기와,
    상기 용량치(IS)를 상기 갯수(m)로 나누어 구해진 값을 계산하고 상기 계산된 값(IS/m)을 동작중인 DC 전원 유닛에 목표치로서 각각 공급하는 목표치 계산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하에 접속된 전원 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    각각의 상기 DC 전원 유닛과 병렬로 상기 DC 전원 공급 장치의 입력측에 접속된 AC 입력 차단기를 더 포함하고,
    상기 AC 입력 차단기의 용량은 상기 용량치(IS)와 동등한 것을 특징으로 하는 부하에 접속된 전원 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 목표치 계산기는 상기 계산된 값(IS/m)이 상기 유닛 정격 전류치(IU)를 초과하는 경우에 유닛 정격 전류치(IU)를 제공하는 것을 특징으로 하는 부하에 접속된 전원 시스템.
  4. 전원 시스템으로부터 부하에 공급되는 전력을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 부하에 소요되는 용량치(IS)를 제공하는 단계와,
    병렬로 상기 부하에 접속된 다수의 DC 전원 유닛 중에서 동작 상태하에 있는 DC 전원 유닛의 갯수(m)을 검출하는 단계와,
    상기 용량치(IS)를 상기 갯수(m)로 나누어 구해진 값을 계산하는 단계와,
    상기 계산된 값(IS/m)을 동작중인 DC 전원 유닛 각각에 목표치로서 공급하는 단계와,
    상기 목표치에 일치되도록 동작중인 DC 전원 유닛 각각으로부터 출력된 유닛 전류를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템으로부터 부하에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 계산된 값(IS/m)이 각각의 DC 전원 유닛의 유닛 정격 전류치를 초과하는지의 여부를 판단하는 단계와,
    상기 계산된 값(IS/m)이 상기 유닛 정격 전류치(IU)를 초과하는 경우에 상기 값(IU)을 목표치로서 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템으로부터 부하에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
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