KR20020038617A - 무정전 전원부 착탈식 스위칭 모드 전원 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터 및 전자 통신 기기의 전원 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 스위칭 모드 전원 장치(SMPS)와 무정전 전원 장치(UPS)의 중복되는 기능과 구성을 최소화하여 두 가지의 기능과 성능을 동시에 구현하고 정전 및 전원 장애 대비 부분 즉, 무정전 전원 장치 부분을 착탈 가능하도록 하는 전원 장치에 관한 것으로 원가 절감 및 소형화 그리고 사용 상의 편리성과 효율을 극대화시켜 준다. 이를 위하여 스위칭 모드 전원 장치의 교류/직류 변환부에 무정전 기능을 위한 직류/교류 변환 회로를 구현하고 스위칭 모드 전원 장치의 직류/직류 변환부에서 충전 회로를 구현하여 무정전 전원 공급을 위한 회로의 구성을 최소화하여 부품을 줄여 원가를 절감한다. 동시에 본 발명은 무정전 전원 공급을 위한 부분을 스위칭 모드 전원 장치에 착탈 가능하도록 설계하여 필요시 기능의 가감이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

무정전 전원부 착탈식 스위칭 모드 전원 장치 { Modularized UPS attachable Switching Mode Power Supply }

본 발명은 무정전 전원 공급부 착탈식 스위칭 모드 전원 장치에 관한 것으로 스위칭 모드 전원 장치의 각 부분에 분리 가능하도록 무정전 기능을 위한 회로를 구현하여 회로 구성 및 부품을 최소화한 정전 및 전원 장애 대비 기능 가감형 전원 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스위칭 모드 전원 장치는 출력 직류 전압의 안정화 및 보호 회로를 충분히 구비하여 전원의 불안정을 제어할 수 있으나 전원이 차단되는 정전이나 다른 기기의 급격한 전원 사용 증가로 인한 입력 전압 강하나 상승에는 대처하지 못한다. 통상적인 스위칭 모드 전원 장치의 정전에 대한 대비책은 외장형 무정전 전원장치(UPS)를 별도로 사용하여 정전이나 입력 전원 장애을 극복한다. 그러나 외장형 무정전전원장치는 부피가 크고 별도의 설치 공간이 필요하며 가격이 비싸다는단점이 있다.

이에 대한 대비책으로 무정전 전원 공급 기능을 내장한 스위칭 전원 장치가 있으나 무정전 기능을 하는 회로와 스위칭 모드 전원 장치의 회로가 기본적으로 일체형으로 설계되어 있어서 외장형 무정전원장치와 달리 별도의 설치를 할 필요가 없어 편리성은 증대되나 무정전 전원 장치와 동일한 기능과 성능을 구현하기 위해서는 회로 구성이 복잡하고 제품의 소형화와 두 가지 기능 구현에 따른 기본적인 가격이 높아지는 단점이 있다. 또한 기본적인 설계 방식이 달라 일반적인 스위칭 모드 전원 장치에서 변경 응용하여 적용하는 것이 불가능하다는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 본 발명은 종래의 스위칭 모드 전원 장치와 무정전 전원 장치 회로에 있어서 스위칭 모드 전원 장치의 회로를 주회로로 하여 중복되는 기능 및 구성을 최소화하여 원가 절감과 소형화를 이루고 두 가지의 기기가 가지는 기능을 동시에 구현하는데 있으며 동시에 무정전 전원 장치 부분을 착탈이 가능하도록 하여 사용 상의 편리성과 효율을 극대화시켜 주며 선택적인 사용이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 스위칭 모드 전원 장치의 회로를 중심으로 하여 무정전 전원 장치의 회로 구성 부분을 착탈식으로 구현하는데 종래의 스위칭 모드 전원 장치의 일부 배선과 부품을 확장적으로 변경하여 무정전 전원부의 일부 기능을 분담하도록 한다. 특히 스위칭 모드 전원 장치가 마이크로프로세서의 제어를 받아 동작하도록 하며 컴퓨터에 전원 상태 제어값을 송수신 가능하도록 하고 스위칭 모드 전원 장치에서 무정전전원부의 회로를 내장하도록 하여 무정전 전원부 회로 구성을 최소화하고 크기를 줄인다.

도 1은 본 발명에 따른 무정전 전원부를 착탈식으로 구현한 스위칭 모드 전원 장치의 전체 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 무정전 전원부 착탈식 스위칭 모드 전원 장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무정전 전원부 착탈식 스위칭 모드 전원 장치의 내부 구성을 보인 상세도이다.

도면에서 보는 바와 같이 스위칭 모드 전원 장치의 각 부분에서 필요한 구성 및 변경을 통해 무정전 전원 공급 부분으로 연결되고 있다. 교류 전원이 교류 전원입력부(1)를 통하여 입력되고 EMI 필터부(2)를 거쳐 교류 제어부에(23)를 통해 브릿지 정류부에 공급된다. 교류 제어부(23)는 교류 전원입력부(1)를 통해 유입되는 교류 전원과 정전이나 전원 장애로 교류 입력 전원부(1)로 유입되는 전원이 비정상적일 경우 배터리(13)에 의해 생성된 교류 전원을 택일하여 브릿지 정류부(3)에 공급한다. 정류된 전원은 필터부(5)를 통해 전력변환부(6)에 공급되고 전력 변환부는 직류 전원을 전압 정류부(7)과 충전부(12)에 공급한다. 충전부(12)는 별도의 트랜스포머를 구현하여 충전 회로를 구성하여야 하는 기존 방식에 비하여 원가 절감 및 회로를 최소화한 충전 기능을 구현하기 위하여 일반 스위칭 모드 전원 장치의 전력 변환부(8)에 추가적으로 탭을 하나 더 내어서 충전 회로를 위한 변압 트랜스포머 부분을 구성하고 여기서 생성된 전원을 공급받아 배터리를 충전하기 적합하도록 정류하고 제어하여 배터리에 공급한다.

배터리(13)는 마이크로프로세서(18)과 배터리센서부(17)에 의해 제어되고 정전이나 전원 장애 발생 시에 직류/직류컨버터부(14)에 전원을 공급한다. 직류/직류 컨버터부(14) 및 출력피드백부(15), 과부하 제어부(16) 그리고 마이크로 프로세서 (18)에 의해 승압된 직류 전원은 다시 직류/교류 인버터부(22)를 거쳐 교류 출력 전압으로 변환되고 교류 제어부(23)에 공급된다.

전압 정류부(7)에 공급된 직류 전원은 PWM 제어부(11) 및 스위칭부(10)의 제어를 통하여 필터부(8)에 공급되고 필터링된 전원은 직류 전원으로 출력된다. 직류 출력(9)은 마이크로프로세서(18)가 동작제어부(20)을 통해 정전 시 무정전 전원부의 온/오프 제어를 하도록 한다. 통신부(21)을 통하여 컴퓨터에 전원 상태 신호를 보내고 제어 신호를 받을 수 있도록 하여 배터리 용량 이상으로 정전이 지속되는 경우의 피해를 막을 수 있도록 한다.

무정전 전원 공급 부분(100)은 일부 무정전 전원부 회로가 스위칭 모드 전원 장치에 구현되고 전력 반도체 소자와 마이크로프로세서 제어로 회로가 간소화되고 기능이 집적화되어 크기가 소형화된다.

교류 입력이 없는 환경에서 사용하고자 할 경우에 대응하도록 절체 스위치부 (4)를 절환하여 교류 입력부(1)과 EMI 필터부(2)에서 유입되는 입력을 차단하고 절체스위치부(25)를 절환하여 배터리(13)에서 유입되는 전원을 차단하고 이 부분에 외부 배터리나 차량의 배터리를 입력하도록 구성하여 교류 입력없이 배터리 전원 공급만으로 동작할 수 있게 하였다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무정전 전원부 착탈식 스위칭 모드 전원 장치에 의하면 무정전 전원 부분 중 일부를 종래의 스위칭 모드전원 장치에 부속시킴으로서 스위칭 모드 전원 장치의 일부 부품 변경만으로 간단하게 무정전 전원 공급 기능을 구현할 수 있으며 중복되는 회로 부품 수를 줄이고 회로의 크기를 소형화하고 마이크로프로세서에 의한 동작 제어로 안전도를 높일 수 있는 효과가 있다. 무정전 전원부가 착탈할 수 있는 구조이므로 필요 시에 따라 무정전 전원부 기능을 가감할 수 있어 외장형 무정전 전원 장치를 사용할 필요가 없어지므로 스위칭 모드 전원 장치의 선택 활용 범위가 넓어지는 효과가 있다. 또한 절체 스위치를 사용하여 교류가 사용 불가능한 지역에서도 차량이나 외부 배터리를 사용하여 동작할 수 있도록 구현하여 그 효용성을 높이는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 스위칭 전원 장치 부분을 주 회로로 하여 스위칭 전원 장치 부분에 무정전 전원부의 일부 회로를 부품 변경으로 구현하여 무정전 전원부 회로 구성을 최소화하고 무정전 전원부가 착탈식인 스위칭 모드 전원 장치
2. 제 1항에 있어서 절체 스위치를 사용하여 교류 입력없이 직류 입력만으로도 동작할 수 있도록 한 무정전 전원부 착탈식 스위칭 모드 전원 장치