KR200209497Y1 - 통신장치용 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 통신장비 등에 전원을 공급하는 장치에 관한 것으로, 특히 정전 시에도 비교적 장시간 안정적으로 전원을 공급하여 통신의 중단 및 장애가 발생되는 일이 없게 하는 무정전(AC 및 DC 포함) 전원공급장치에 관한 것이다.

통신장치에 대한 종래의 전원공급장치는 UPS(무정전 전원장치) 및 정류기를 별도로 설치하여 구성시켰다. 따라서 종래의 전원 공급장치는 정전시 축전지의 전압이 저하되면 장비의 출력이 감소되므로, 이를 보상하기 위한 부스터 콘버터를 사용하였으나 그리하더라도 통신기기 등에 안정적인 정격전압을 제공하지 못하는 결점이 있었다.

이에 본 고안은, 직류변환장치와 축전지를 병렬로 구성하여 정전시 축전지에 충전된 전압이 방전하여 통신 장치에 안정적으로 전원을 공급하도록 하고, 축전지의 출력에 정전압을 제공하는 DC/DC 콘버터와 DC/AC 인버터를 설치함으로서, 축전지 방전에 의한 전압강하를 비교적 장시간 정격전압으로 공급할 수 있게 하였으며, 축전지를 설치함에 있어서도, 종래에 콘버터와 인버터에 각각 개별로 설치하여 2개조로 운용하던 종래의 방식을 1개조로 사용할 수 있게 개량한 것이다.

Description

통신장치용 전원공급장치{Uninterrupted power supply system for Communication system}

본 고안은 PCS(Personal Communication Service)기지국, 무인 교환국사, 중계기지국, 인터넷 사업자 등의 통신장치 및 통신장비에 전원을 공급하는 장치에 관한 것으로, 특히 정전 시에도 비교적 장시간 안정적으로 전원을 공급하여 통신이 중단되는 일이 없게 하는 전원공급장치에 관한 것이다.

무선통신시장의 급속한 발전으로 인하여 전 국토가 기지국화 되었으며, 기지국 운용에 필요한 전력공급 시스템 또한 양적인 발전을 하여 왔다. 그러나 각각의 기기는 질적인 발전을 거듭하여 소형화되고 경량화 되었으며, 그 성능이 크게 향상되어 왔으나, 전체적인 전력공급 시스템에 있어서는 고전적인 방식에서 탈피하지 못하고 있는 실정에 있다.

즉, 통신장치에 대한 종래에 있어서의 전원공급장치는 UPS(Uninterrupted Power Supply : 무정전 전원장치)와 정류기를 별도의 장치로 수용하여, 정전시 UPS는 축전지의 직류전원을 교류로 변환하여 전원을 공급하고, 정류기는 평상시 교류 입력전원을 직류변환장치와 축전지를 병렬 설치하여 직류를 공급하다가 정전시 축전지의 방전에 의하여 통신장치에 안정적으로 전원을 공급하도록 구성되어 있었다. 따라서 종래의 전원 공급장치는 축전지의 전압이 점차로 저하되면 기지국의 송수신기 출력이 감소되어 서비스영역이 좁아지므로, 이를 보상하기 위한 부스터 콘버터방식을 사용하고 있으나 안정적인 전원을 통신기기 등에 정격전압으로 제공하지 못하는 결점이 있었다.

기지국은 교류(AC)를 수전하고 있으며, 교류입력의 이상전압 및 정전사고가 발생하더라도 기지국의 운용에 중단이 있어서는 아니 되므로, 종래 이러한 전원 공급장치들은 무정전 전원장치(UPS)와 정류기를 각각의 시스템으로 구성하여 축전지도 각각의 설치로 사용하여 운용되고 있으며, 직류전원을 공급하는 정류기의 부하용량 증가 및 고장에 대비하여 전원공급장치를 병렬로 연결 설치하여야 하므로, 공간 및 설치면적의 확보가 이중구조의 설치가 필요토록 구성되어 있는 불필요함이 있다. 이와 같은 종래의 전원 공급장치가 첨부된 도면 도 1의 (가), (나), (다)로 도시되어 있다.

도 1의 (가)에 도시된 종래의 전원 공급장치는 정전 또는 정상적인 운용상태에서는 정류기 출력전압이 항상 일정하여 송수신기의 출력을 항상 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있으나, UPS가 대용량으로 구성되어 있어 고장시 기지국 전체의 통신기능이 마비되는 결점이 발생되어 현재는 이를 사용하지 않고 있다.

도 1의 (나)에 도시된 전원공급장치는 UPS와 정류기가 별도의 시스템으로 구성되어 있어, 2조의 축전지를 필요로 하며, AC 입력이 정전되고 일정 시간이 지나면 정류기측 축전지 전압이 저하되어 송수신기의 출력이 감소되며 따라서 기지국의 서비스 영역이 좁아지게 되는 결점이 있다.

도 1의 (다)에 도시된 전원공급장치는 도 1의 (나)에 도시된 단점을 개선하기 위하여, 축전지 전압이 저하되더라도 송수신기의 DC 입력전압을 일정하게 유지하기 위하여 축전지 출력에 부스터콘버터를 설치한 것으로, 도 1의 (나)에 도시된 방법보다는 개선되었지만 안정적인 전원공급에는 결점을 가진다.

이에 본 고안은 AC 전원을 입력받아 정류하고 소정의 충전전압을 출력하는 정류 및 충전부와, 상기 정류 및 충전부에서 출력되는 DC전압을 인가 받아 충전되는 축전지와, 상기 축전지로부터 출력되는 전압을 인가받아 소정레벨의 직류전압으로 변환시켜 송수신기로 출력하되, 적어도 하나 이상의 DC/DC 콘버터로 이루어진 DC/DC 콘버터부와, 상기 축전지로부터 출력되는 전압을 인가받아 소정레벨의 교류 전압으로 변환시켜 기타기기로 출력하되, 적어도 하나 이상의 DC/AC 인버터로 이루어진 DC/AC 인버터부를 포함시켜 기타 운용기기에 AC 전원을 공급할 수 있도록 함에 그 기술적 목적이 있다.

도 1의 (가), (나), (다)는 종래의 전원 공급장치를 설명하는 구성도

도 2는 본 고안에 따른 통신장치용 전원공급장치의 제어블럭도

도 3은 도 2의 상세 전기 결선도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11. ----------------- 정류 및 충전부

12. ----------------- 축전지

13. ----------------- DC/DC 콘버터부

14. ----------------- DC/DC 인버터부

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 설명한다. 도 1 은 본 고안에 따른 통신장치용 전원 공급장치의 제어블럭도이며, 도 2는 상기 도 1 의 상세 회로 결선도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 전원 공급장치(1O)는 AC전원을 입력받아 정류 및 충전하는 충전부(11)에 AC/DC 콘버터를 내장하고, 그 출력에 부하의 용량으로 선정된 수량의 축전지(12)를 병렬로 설치하여 충전하고, 충전된 DC 전압을 공급원으로 하여 DC/DC 콘버터부(13)와 DC/AC 인버터(14)부에 병렬로 전원을 공급 할 수 있도록 구성된다.

상기 콘버터부(13)에서는 적어도 1개(1+n)이상의 DC/DC 콘버터(13a)를 소형화 모듈(Module)로 실장하여 DC 24V 또는 48V의 정격 직류전압이 통신장비인 송수신기(5)로 출력되도록 하며, 또한 상기 인버터부(14)에서도 적어도 1개(1+n)이상의 DC/AC 인버터(14a)를 소형화 모듈(Module)로 실장하여 AC 220V 정격 교류전압이 기타 운용기기(이하'기타기기(30)'라 함) 및 부대장비에 출력되도록 구성한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 전원공급장치(10)는 정류 및 충전부(11)가 AC전원을 직류로 변환시키고, 축전지(12)의 전압과 동일한 전압으로 출력하게 되고, 출력전압은 축전지(12)를 충전시킴과 동시에 그 전압이 DC/DC 콘버터부(13)와 DC/AC 인버터부(14)에 공급된다.

그리고 상기 DC/DC 콘버터부(13)는 입력되는 직류전압을 24V 또는 48V의 정격전압으로 변환시키어 송수신기(20)에 공급시키며, 상기 DC/AC 인버터부(14)는 직류전원을 220V의 교류로 변환시키어 기타 기기(30)에 출력하게 된다. 특히 본 고안에 있어서는 교류입력 정전시 축전지(12)의 전압이 저하되더라도 복수개의 콘버터(13a)와 인버터(14a)가 정격전압으로 통신장비 및 기타 운용기기에 전원을 장시간 공급할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 종래의 전원공급장치처럼 정전 등에 의하여 교류 전원이 차단되면 축전지에 의하여 보조전원이 공급되어 출력되는 방식과는 달리, 충전된 축전지의 전원을 주 공급원으로 하여 콘버터나 인버터가 소기의 전압으로 변환하여 공급하게 됨으로서, 종래에 비하여 장시간 송수신기 및 기타 운용기기에 정격전압을 송출할 수 있게 하여, 전원공급장치의 운용자로 하여금, 정전등의 사고를 처리할 충분한 시간을 가지게 할뿐 만 아니라, 교류입력의 정전시에 축전지전압이 저하되어도, DC/DC 콘버터부에서 일정한 출력전압을 송수신기로 공급 할 수 있으며, DC/DC 콘버터부의 고장으로 인한 시스템 정지를 방지하기 위하여 적어도 1개 이상(1+n)의 병렬운전 방식을 채택하였으며, 교류 출력도 인버터부에 적어도 1개 이상(1+n)의 병렬운전으로 인하여 시스템의 신뢰도를 향상시킨다. 또한 축전지를 2조에서 1조로 줄일 수 있으며, 축전지 전압저하로 인한 별도의 부스터콘버터가 필요 없고, 축전지의 수량도 부하시설의 용량에 따라 설정할 수 있으며, 부하의 방전량도 축전지의 DC 전압을 높은 전압으로 설정하면, 축전지셀(Cell)당 단위 용량이 적어지므로 정전시 기존의 제품보다도 안정적으로 장시간 공급할 수 있는 성능이 발생되며, 기기 및 축전지의 설치면적을 절반으로 줄일 수 있으므로 주어진 공간의 상면확보의 유리한 장점과 축전지 1조의 설치비용을 절감할 수 있음과 동시에에너지 절약을 추진할 수 있게 된다.

이와 같은 본 고안의 전원공급장치와 종래의 전원공급장치의 작용 효과를 대비하면 아래의 표와 같다.

[기존제품과 본 고안의 제품의 성능 비교표]

Claims (1)

1. AC 전원을 입력받아 정류하고 소정의 충전전압을 출력하는 정류 및 충전부와, 상기 정류 및 충전부에서 출력되는 DC전압을 인가 받아 충전되는 축전지와, 상기 축전지로부터 출력되는 전압을 인가받아 소정레벨의 직류전압으로 변환시켜 송수신기로 출력하되, 적어도 하나 이상(1+n)의 DC/DC 콘버터로 이루어진 DC/DC 콘버터부와, 상기 축전지로부터 출력되는 전압을 인가받아 소정레벨의 교류전압으로 변환시켜 기타기기로 출력하되, 적어도 하나 이상(1+n)의 DC/AC 인버터로 이루어진 DC/AC 인버터부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 통신장치용 전원공급장치.