KR200332953Y1 - 전원 전환장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전원라인의 입력전압을 각기 다른 다수의 기준전압과 비교하여, 전원라인의 상태를 보다 민감하게 검출할 수 있으며, 회로의 간소화 및 제조원가의 절감을 이룰 수 있도록 된 전원 전화장치에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 복수의 전원라인(100)을 사용하는 시스템이 안정된 전원라인을 유지하도록 하는 전원 전환장치에 있어서, 복수의 전원라인(100)중 어느 하나의 전원라인(100)을 선택하여 시스템에 연결하는 스위칭부(10)와, 각각의 전원라인(100)에 연결되어 각 전원라인(100)의 입력전압을 정류하는 변환부(15)와, 상기 변환부(15)에 연결되며 각기 다르게 설정되는 기준전압과 각 전원라인(100)의 입력전압을 비교하는 적어도 둘 이상의 비교기(20)로 구성되는 비교부(25)와, 상기 비교부(25)에 연결되어 비교부(25)의 출력파형에 따라 전원라인(100)의 현재 상태를 판별하고 전원라인(100)의 상태가 불량하면 양호한 전원라인(100)으로 전환을 명령하는 컨트롤러(30)와, 상기 컨트롤러(30)에 연결되어 컨트롤러(30)의 출력에 따라 상기 스위칭부(10)를 구동시키는 스위치구동부(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 전환장치가 제공된다.

Description

전원 전환장치{Power switching apparatus}

본 고안은 전원 전환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 전원라인을 사용하는 시스템에서 전원라인의 상태에 민감하게 반응하여, 정전뿐 아니라 상태가 불량한 전원라인에 대해서도 즉각적인 전환을 실시할 수 있으며, 제조원가의 절감과 회로의 간소화를 이룰 수 있도록 된 전원 전환장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전원 전환장치는 대형 서버 시스템이나 기타 정전이 허락되지 않는 시스템에 사용되는 것으로서, 각기 다른 경로로 인입되는 복수의 전원라인을 구축한 환경에서, 정전이거나 저전압 등 상태가 불량한 전원라인을 검출하여 상태가 양호한 전원라인으로 전환하는 장치이다. 이러한 전원 전환장치는 대개 전원라인을 전환하는 스위칭부와, 전원라인의 상태를 검출하는 검출부와, 현재 시스템에 연결된 전원라인의 상태를 디스플레이하는 표시부 등으로 구성된다.

종래의 전원 전환장치에서 상기 검출부는 대개 A/D 컨버터를 이용하여 전원라인의 상태를 디지털 신호로 변환하여 처리하였다. 이처럼 A/D 컨버터를 이용한 검출부는 정전뿐 아니라, 전압레벨이 불안정하거나 기타 전원라인의 상태가 불량한지 여부를 민감하게 검출할 수 있어, 전원라인이 불량하여 발생되는 대형 서버 시스템의 오작동을 미연에 방지할 수 있게 한다. 그러나, A/D 컨버터를 이용한 회로구성이 복잡하며, 고가의 부품을 사용함에 따라 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 최근에는 전원라인의 입력전압을 전파정류하고, 이를 소정의 기준전압과 비교하여 펄스파형으로 변조하여, 변조된 파형으로 전원라인의 상태를 검출하는 방식이 실시되고 있다. 하지만, 이러한 방식은 기준전압이 정해져 있는 상태에서, 급변하는 입력전압의 파형에 대해 민감한 검출이 이루어지지 않는 단점이 있다. 즉, 정전이나 기준전압 이하의 저전압에 대해서는 명확하게 검출할 수 있으나, 입력전압이 미세하게 변하는 전원라인에 대한 검출이 제대로 이루어지지 않게 된다. 그리고, 상태가 불량한 전원라인이 유지됨으로 인하여, 대형 서버 시스템이 자주 다운되거나 치명적인 에러가 발생되는 등의 문제점이 있다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 복수의 전원라인을 사용하는 시스템에서, 각각의 전원라인에 대해 서로 다른 복수의 기준전압을 이용하여, 전원라인의 상태를 민감하게 검출할 수 있으며, 종래 A/D 컨버터를 이용하는 방식에 비해 제조원가를 절감하면서 회로의 간소화를 이룰 수 있도록 된 전원 전환장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 전원 전환장치를 개념적으로 도시한 블록도

도 2는 본 고안에 따른 비교부 회로구성의 일예를 보인 회로도

도 3은 본 고안에 따른 비교부의 출력파형을 보인 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 스위칭부 15. 변환부

20. 비교기 25. 비교부

30. 컨트롤러 35. 스위치구동부

40. 표시부 100. 전원라인

본 고안에 따르면, 복수의 전원라인(100)을 사용하는 시스템이 안정된 전원라인을 유지하도록 하는 전원 전환장치에 있어서, 복수의 전원라인(100)중 어느 하나의 전원라인(100)을 선택하여 시스템에 연결하는 스위칭부(10)와, 각각의 전원라인(100)에 연결되어 각 전원라인(100)의 입력전압을 정류하는 변환부(15)와, 상기 변환부(15)에 연결되며 각기 다르게 설정되는 기준전압과 각 전원라인(100)의 입력전압을 비교하는 적어도 둘 이상의 비교기(20)로 구성되는 비교부(25)와, 상기 비교부(25)에 연결되어 비교부(25)의 출력파형에 따라 전원라인(100)의 현재 상태를 판별하고 전원라인(100)의 상태가 불량하면 양호한 전원라인(100)으로 전환을 명령하는 컨트롤러(30)와, 상기 컨트롤러(30)에 연결되어 컨트롤러(30)의 출력에 따라 상기 스위칭부(10)를 구동시키는 스위치구동부(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 전환장치가 제공된다.

본 고안의 다른 특징에 따르면, 상기 컨트롤러(30)에 연결되어 시스템에 연결된 전원라인(100)의 현재 상태를 디스플레이하는 표시부(40)가 더 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 전환장치가 제공된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 고안에 따른 전원 전환장치를 개념적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 고안에 따른 비교부 회로구성의 일예를 보인 회로도이며, 도 3은 본 고안에 따른 비교부의 출력파형을 보인 그래프이다.

이를 참조하면, 상기 전원 전환장치는 복수의 전원라인(100)을 시스템에 연결하는 스위칭부(10)와, 각 전원라인(100)의 입력전압을 정류하는 변환부(15)와, 각기 다르게 설정되는 기준전압과 변환부(15)에서 출력되는 입력전압을 비교하는 적어도 둘 이상의 비교기(20)로 구성되는 비교부(25)와, 비교부(25)에서 출력되는 파형에 따라 전원라인(100)의 상태를 판별하여 스위칭부(10)의 전환 명령을 출력하는 컨트롤러(30)와, 컨트롤러(30)의 출력에 따라 스위칭부(10)를 구동시키는 스위치구동부(35)로 구성된다.

도 1은 본 고안에 따른 전원 전환장치를 개념적으로 보인 것으로서, 본 실시예에서 전원라인(100)은 제1 전원라인(100-1)과 제2 전원라인(100-2), 두 개의 전원라인(100)을 사용하는 시스템을 예를 들었으며, 전원라인(100)의 수는 둘 이상으로 구성될 수도 있다. 그리고, 제1 전원라인(100-1)과 제2 전원라인(100-2)은 각기 다른 변전소를 경유하여 시스템에 연결된다. 상기 변환부(15)는 각 전원라인(100)을 통해 입력되는 교류전원을 정류하는 것으로서, 제1 전원라인(100-1)에 제1 변환부(15a), 제2 전원라인(100-2)에 제2 변환부(15b)가 연결된다. 변환부(15)의 상세한 회로구성은 도 2의 회로도에 나와 있으며, 각 변환부(15a,15b)는 크게 입력전압을 다운시키는 변압기(T1,T2)와 교류전원을 전파정류하기 위한 다이오드(D1,D2,D3,D4) 등으로 구성된다. 변환부(15)를 통과한 입력전압은 도 3에 도시된 바와 같은 파형을 갖는다.

상기 비교부(25)는 각기 다르게 설정되는 기준전압과 변환부(15)에서 출력되는 전원라인(100)의 입력전압을 비교하여 전원라인(100)의 상태를 검출하는 것이다. 비교부(25)는 전원라인(100)의 수에 매치되어, 제1 변환부(15a)에 제1비교부(25a)가, 제2 변환부(15b)에 제2 비교부(25b)가 연결된다. 각각의 비교부(25)는 다시 적어도 둘 이상의 비교기(20)로 구성된다. 도면의 실시예에서는 4개의 비교기(20)가 사용되는 것을 예시하였다. 각 비교기(20)의 비반전단자에는 변환부(15)를 통해 변환된 전원라인(100)의 입력전압이 연결되며, 반전단자에는 각기 다른 기준전압이 연결된다. 각 비교기(20)의 기준전압은 최상단에 위치한 비교기A(20a)에서 비교기D(20d)까지 순차적으로 연결된 저항에 의해 전압강하된다. 따라서, 비교부(25)에서는 폭이 서로 다른 다수의 펄스파형이 출력된다. 비교부(25)에서 출력되는 펄스는 컨트롤러(30)로 전송되며, 컨트롤러(30)에서는 비교부(25)의 출력파형을 판별하여 전원라인(100)이 현재 정전인지, 전압레벨이 불안정한지를 판별한다. 컨트롤러(30)로는 바람직하게 89C51, 89C52 등과 같은 마이크로 프로세서가 사용될 것이다. 컨트롤러(30)에서 현재 전원라인(100)이 불안정한 것으로 판별되면, 전원라인(100)을 전환할 것을 명령하며, 이 명령에 따라 스위치구동부(35)가 스위칭부(10)의 전환을 시도한다. 예를 들어, 시스템에서 제1 전원라인(100-1)을 사용하다가, 제1 비교부(25a)의 출력파형 중, 즉 제1 비교부(25a)내 다수의 비교기(20) 중 어느 하나의 출력파형이 불안정하다면, 컨트롤러(30)는 즉각 안정된 다른 전원라인(100-2)으로 전환을 시도할 것이다. 이때, 컨트롤러(30)에는 현재 시스템에 연결된 전원라인(100)의 상태를 표시하는 표시부(40)가 더 연결될 수 있으며, 표시부(40)는 전원라인(100)의 평균전압과 현재 시스템에 연결된 전원라인(100)의 번호를 표시하는 디스플레이 수단 및 전원라인(100)의 전환 또는 비상상황을 알리는 부저 등으로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 비교부의 출력파형을 보인 그래프이다. 본 실시예에서 비교부(25)는 네 개의 비교기(20a,20b,20c,20d)로 구성되며, 각 비교기(20a,20b,20c,20d)의 비반전단자에는 현재 시스템에 연결된 전원라인(100)의 입력전압이 연결되며, 반전단자에는 각기 다른 기준전압이 연결된다. 이러한 비교부(25)는 도면에서와 같이, 각기 다른 폭을 갖는 네 개의 펄스파형을 출력하며, 이에 따라 전원라인(100)을 보다 민감하게 검출할 수 있게 된다. 한편, 비교부(25)를 구성하는 비교기(20)의 개수는 본 실시예에 한정되는 것은 아니며, 설계자에 의해 가감될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 고안의 전원 전환장치는 각기 다른 기준전압과 전원라인(100)의 입력전압을 비교하는 복수의 비교기(20)를 사용하여, 전원라인(100)을 보다 민감하게 검출함으로써, 정전이나 저전압뿐 아니라 전원라인(100)의 미세한 불량에 대해서도 검출할 수 있어, 전원라인(100)의 상태가 불량함으로 인한 시스템 에러를 없앨 수 있다. 또한, 비교적 원가가 저렴한 비교기(20)를 여러개 사용하여 전원라인(100)을 민감하게 검출함에 따라, 종래 A/D 컨버터를 사용함에 따라 회로구성이 복잡해지고 제조원가가 상승되는 문제점을 해결하여, 회로의 간소화 및 제조원가의 절감을 이룰 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 복수의 전원라인을 사용하는 시스템에서, 다수의 비교기를 사용하여 각기 다른 기준전압과 전원라인의 입력전압을 비교하여, 다양한 폭의 펄스파형으로 전원라인의 상태를 검출함으로써, 전원라인의 상태를 보다 민감하게 검출하여 전원라인의 불량으로 발생되는 시스템 에러를 대폭 줄일 수 있으며, 종래 A/D 컨버터를 이용한 방식과 동등한 효과를 이루면서 회로를 간소화하고 제조원가를 절감할 수 있도록 된 전원 전환장치를 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 복수의 전원라인(100)을 사용하는 시스템이 안정된 전원라인을 유지하도록 하는 전원 전환장치에 있어서, 복수의 전원라인(100)중 어느 하나의 전원라인(100)을 선택하여 시스템에 연결하는 스위칭부(10)와, 각각의 전원라인(100)에 연결되어 각 전원라인(100)의 입력전압을 정류하는 변환부(15)와, 상기 변환부(15)에 연결되며 각기 다르게 설정되는 기준전압과 각 전원라인(100)의 입력전압을 비교하는 적어도 둘 이상의 비교기(20)로 구성되는 비교부(25)와, 상기 비교부(25)에 연결되어 비교부(25)의 출력파형에 따라 전원라인(100)의 현재 상태를 판별하고 전원라인(100)의 상태가 불량하면 양호한 전원라인(100)으로 전환을 명령하는 컨트롤러(30)와, 상기 컨트롤러(30)에 연결되어 컨트롤러(30)의 출력에 따라 상기 스위칭부(10)를 구동시키는 스위치구동부(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 전환장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤러(30)에 연결되어 시스템에 연결된 전원라인(100)의 현재 상태를 디스플레이하는 표시부(40)가 더 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 전환장치.