KR200273745Y1 - 직렬 연결된 충전지의 자동 진단 및 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정전 시 재난 대비용으로 사용되는 충전지(2)들의 이상유무를 검출하고 자동으로 충전할 수 있도록 하는 회로구성과 이러한 시스템에 적합한 통신방식 구현을 위한 시스템 구조에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 직렬 연결된 충전지들(2)의 이상유무 검출 및 자동 충전시스템 구현에 있어서 각각의 충전지(2)에 검출 제어부(10) 및 통신부(14)로 구성된 검출장치(4)를 장착하고 충전지 플러스 단자(6)와 마이너스 단자(8)에 검출 제어부(10) 연결단자를 연결한다. 각 검출장치(4)의 검출 제어부(10)는 입력되는 충전지(2) 단자의 전압을 연산하여 통신부(14)에 전달하고 통신부(14)에서는 단일 통신선로(18)를 통하여 각 충전지(2)의 상태를 통신 주 제어장치(16)에 전송한다. 통신 주 제어장치(16)는 각 검출장치(4)들의 신호를 취합하고, 각 충전지(2)들의 상태를 연산한다. 또한 통신 주 제어장치(16)는 관리 컴퓨터(22)와 연결되어 관리자에게 필요한 정보를 전달하며 관리 컴퓨터(22)의 명령을 받아서 충전 시스템을 제어한다.

본 고안에서는 직렬 연결된 충전지(2)들의 전위차로 인한 시스템 구현의 어려움을 접지 분리형 2극 트랜스포머(24)와 포토 커플러(26) 회로를 이용하여 검출장치(4)간의 접지를 분리하고 통신부(14)와 통신 주 제어장치(16)의 전위를 일치시킴으로서 전위 차이가 있는 충전지들(2)의 효율적인 검출 및 제어를 예시하였다.

Description

직렬 연결된 충전지의 자동 진단 및 충전 시스템{System of automatic diagnosis and recharge for series batteries.}

본 고안은 직렬 연결된 충전지(2)의 자동 진단 및 충전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원공급 차단 시를 대비하여 주요 기반시설에 설치되어 있는 충전지(2)들의 상태를 점검하고 통제하는 시스템의 한 방법을 고안한 것이다. 이러한 재난 방지용 충전지(2)들은 직렬로 연결되어 있는데 일반적으로 이러한 충전지(2)들의 상태를 검출하기 위해서는 검출장치(4)에 아날로그 디지털 변환기(28)를 사용해야 한다. 그러나 직결로 연결된 충전지(2)에 각각의 검출장치(4)를 연결할 경우 충전지(2) 각각의 기준 전위는 서로 상이한데 검출장치(4)의 기준 전위는 동일하므로 충전지(2)와 검출장치(4)의 연결이 불가능하게 된다. 또한 검출 제어부(10)와 통신부(14)로 구성된 검출장치(4)들과 통신 주 제어장치(16)간의 단일 통신선로(18) 통신망을 구성함에 있어서도 검출 제어부(10)와 통신부(14)의 전위를 분리하지 않으면 결국 통신망 구성에 있어서 검출장치(4)들의 전위가 동일하게 되는 결과를 초래하여 서로 상이한 충전지(2)의 전위 때문에 시스템 구성이 불가능해 진다.

본 고안에서는 검출 제어부(10)의 구성에 있어서 접지 분리형 2극 트랜스포머(24)를 이용한 회로구성을 함으로써 각 검출장치(4) 간의 검출 제어부(10) 전위를 분리하고, 검출 제어부(10)와 통신부(14)간에는 포토커플러(26)를 이용하여 신호를 분리함으로서 각 통신부(14)와 통신 주 제어장치(16)를 연결한 통신선로(18)를 단일 전위로 사용할 수 있게 함으로써 일반적인 구현 방식인 충전지(2) 병렬 제어하는 방식에 비하여 간단하고 효율적으로 충전지(2)들과 정류기(12)의 상태를 검출하고 제어할 수 있는 편의를 제공한다.

본 고안의 목적은 직렬로 연결된 충전지(2)들과 정류기(12)를 제어함에 있어서 일반적인 구현 방법인 충전지(2) 병렬 제어 방식에 비하여 시스템 구성의 복잡성을 낮추고 설치, 유지보수를 손쉽게 할 수 있는 것이다. 또한 본 고안에서는 충전지(2)의 접지를 각각 분리하고 검출된 신호를 단일 통신망을 구성하여 제어하는 방식을 고안함으로서 제조단가를 낮출 수 있고 시스템 설치에 있어서도 작업효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 직렬 연결 충전지(2)들의 상태검출 및 자동 충전 시스템의 구성도

도 2는 충전지(2)들의 검출제어부(10)와 통신부(14)간에 사용된 접지 분리형 2극 트랜스포머(24) 사용 예시도

도 3은 검출 제어부(10)와 통신부(14)간의 신호 분리를 위한 포토 커플러(26) 회로 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2. 충전지 4. 검출장치

6. 충전지 플러스 단자 8. 풍전지 마이너스 단자

10. 검출 제어부 12. 정류기

14. 통신부 16. 통신 주 제어장치

18. 통신선로 20. 구동장치

22. 컴퓨터 24. 접지 분리형 2극 트랜스포머

26. 포토 커플러 28. 아날로그 디지털 변환기

30 마이콤 32. 메모리

34 통신칩

본 고안에 따른 구성을 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 본 고안은 직렬 연결된 충전지(2)의 자동 진단 및 충전시스템에 관한 것으로서, 도 1에서 도시한 것과 같이 직렬 연결된 충전지(2)들 각각에 검출 제어부(10)와 통신부(14)로 구성된 검출장치(4)를 장착하고, 충전지(2)의 플러스 단자(6)와 마이너스 단자(8)를 검출장치(4)의 검출 제어부(10)에 연결한다. 검출 제어부(10)에서는 아날로그 디지털 변환기(28) 회로를 구성하여 충전지(2)의 전압을 검출한다. 검출 제어부(10)에서 획득한 충전지(2)의 전압은 마이콤(30)에서 기준전압에 따른 디지털 값으로 연산하여 그 값을 검출 제어부(10)메모리(32)에 저장한다. 통신부(14)에서는 통신 주 제어장치(16)의 통신요구에 의하여 검출장치(4)의 식별자와 저장된 충전지(2) 전압의 디지털 값을 통신칩(34)을 통하여 전송한다. 이러한 검출장치(4)의 구성에 있어서 도2에 도시한 것과 같이 검출 제어부(10)와 통신부(14)의 전원을 접지 분리형 2극 트랜스포머(24)를 이용하여 분리함으로써 각 충전지(2)들의 전압을 동시에 검출할 수 있다.

또한 도 3에서 도시한 것과 같이 포토 커플러(26)를 이용한 검출 제어부(10)와 통신부(14)의 신호 분리로 인하여 검출장치(4) 내의 모든 통신부(14)와 통신주 제어장치(16)의 전위를 동등하게 할 수 있고 이로 인하여 단일 통신선로(18) 구성을 가능케 한다. 이러한 회로구성은 전체 시스템 내에서 검출 제어부(10)는 각각의 독립된 전위를 사용하게되고 통신부(14)와 통신 주 제어장치(16)는 동일한 레벨의 전위를 갖게 하는 결과를 얻을 수 있다. 이러한 시스템 구성은 병렬 통신선로 연결 방식에 비하여 설치 및 유지보수에도 큰 강점이 있다.

통신 주 제어장치(16)는 각 검출장치(4)들의 식별자와 충전지(2)의 출력전압을 전송 받아서 전체 충전지(2) 중에서 방전, 오동작, 불량인 충전지(2)를 검색하고 이러한 데이터를 관리 컴퓨터(22)에 전송한다. 또한 충전지(2) 상태를 엘씨디 등의 표시장치에 출력하며 에러 발생 시에는 스피커를 통해 경고음을 제공한다. 또한 통신 주 제어장치(16)는 관리 컴퓨터(22)에서 입력되는 각종 제어신호, 충전상태 절환명령 등을 받아서 정류기(12) 및 검출장치(4)를 제어하고 비상 시 수동으로 충전상태를 절환 할 수 있는 절환 스위치를 내장한다.

관리 컴퓨터(22)는 통신 주 제어장치(16)에서 입력되는 데이터를 분석하여그 상태를 모니터에 표시하며 이상 발생 시에는 이를 모니터에 표시하며, 스피커를 통하여 경고음을 출력한다. 또한 시스템의 설정값을 세팅할 수 있고 시스템 전체를 제어하며 수집된 각종 데이터를 보고서로 작성하여 프린터를 통해 출력한다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 충전지(2)의 이상유무를 자동으로 검침하여 충전지(2)의 교체시기, 고장 등의 경고신호를 발생하고, 자동으로 충전상태를 절환할 수 있으므로 정류기(12) 관리자로 하여금 수십에서 수백개에 이르는 충전지(2)를 일일이 검침하는 번거로움을 덜어준다.

일반적으로 본 고안이 적용되어지는 충전지(2)들은 철도, 발전소, 탄광, 지하철, 공장, 빌딩, 놀이공원 등에서 비상시 안전에 필수적인 구동장치(20)들에 공급되는 중요한 용도이며, 현재까지는 충전지(2)들의 점검이 적절히 이루어지지 않고 있다. 본 고안이 적용되면 충전지(2)의 오동작 및 불량으로 인해 발생되는 위험을 미연에 방지할 수 있으므로 안전한 충전지(2) 시설을 확보할 수 있다.

현재까지는 이러한 충전지(2) 제어 방식의 부재로 인하여 충전지(2) 상태의 정확한 파악 없이 수동으로 충전상태를 절환하고 있다. 충전지(2)의 상태를 파악하지 못하게 되면 충전지(2) 폭발의 위험성 때문에 충전지(2) 규격에 맞는 정격전압을 공급하지 못하게 되고 이로 인하여 충전지(2) 수명이 짧아지게 된다. 본 고안이 적용되면 충전지(2) 상태를 정확하게 점검, 제어할 수 있으므로 충전지(2) 수명 연장, 시스템 구성의 복잡성 해소, 충전지(2) 오동작 및 불량으로 인한 사고 예방 등이 개선되어 현재 실시하고 있는 방법의 단점을 보완 할 수 있다.

Claims (2)

1. 직렬 연결된 충전지(2)의 자동 진단 및 충전 시스템을 구현함에 있어서 각 충전지(2)마다 검출장치(4)를 장착하여 이 검출장치(4)들과 통신 주 제어장치(16)를 단일 통신망으로 구성하며, 통신 주 제어장치(16)는 관리 컴퓨터(22)와 연동할 수 있도록 구성하는 충전지 제어 시스템.
2. 검출장치(4) 내에 접지 분리형 2극 트랜스포머(24)를 사용한 회로구성을 통하여 검출 제어부(10)의 전원을 독립적으로 사용하게 하고 검출 제어부(10)와 통신부(14)의 신호를 포토 커플러(26)로 절연하여 단일 통신망을 구성할 수 있게 해주는 검출제어장치.