KR200389712Y1 - 컴퓨터의 무정전 전원장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 AC전원(10)을 다수의 부하(11)(12)에 필요한 전원으로 상시 공급하는 컴퓨터의 무정전 전원장치에 있어서: 상기 AC전원(10)을 정류하는 AC-DC 컨버터(20); 상기 AC-DC 컨버터(20)의 출력단 일측에 트랜스포머(30)와 필터(35)를 개재하여 연결되는 DC-DC 컨버터(40); 상기 AC-DC 컨버터(20)의 출력단 타측에 연결되고, 과충전을 방지하는 회로를 지니는 충전기(50); 및 상기 충전기(50)와 DC-DC 컨버터(40) 사이에 다이오드(65)를 개재하여 연결되는 배터리(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 DC-DC 컨버터(40)는 +3.3V, +5V, +12V, -5V, -12V, +5VSB로 출력하는 전원회로(45)를 구비한다.

이에 따라, 컴퓨터의 정보를 보호하면서 여유전력을 컴퓨터 외부의 다른 장치에서도 공급하여 개별적인 어댑터 사용시 소비되는 누설전력의 소비를 줄이고 전원의 표준화를 통해 외부 단말기의 전원 표준화를 유도할 수 있다.

Description

컴퓨터의 무정전 전원장치 {Uninterruptible power supply for computer}

본 고안은 무정전 전원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데스크탑이나 노트북 컴퓨터의 전원공급기에 정보 보호를 목적으로 ups 기능을 추가하는 컴퓨터의 무정전 전원장치에 관한 것이다.

각종 산업장비, 네트워크 장비, 컴퓨터들을 예기치 못한 정전으로부터 보호하기 위한 비상전원 장치는 하드웨어는 물론 귀중한 소프트웨어(데이터)를 보호하는 용도로 수요가 확산되고 있다. 근래에는 단순한 전원백업 기능에서 탈피하여 기기의 사용환경에 부합되는 맞춤식 개발에 초점을 두고 있다.

대한민국 공개실용신안공보 공개번호 제20-1995-0007465호의 "무정전전원장치"에 의하면 『상용 교류전원 및 소정전압의 직류전원을 동시에 사용하는 시스템의 전원장치에 있어서, 입력되는 교류전원을 시스템에 사용되는 직류전원으로 변환하기 위한 정류기, 평상시 상기 정류기로부터 출력되는 직류전원을 충전하였다가 정전시에 시스템으로 공급하는 축전지; 정전시에 상기 축전지로부터 공급되는 직류전원을 교류전원으로 변환하여 출력하는 인버터; 평상시에 입력 교류전원과 상기 정류기의 출력전원을 시스템으로 공급하고, 정전시에 스위칭되어 상기 축전지로부터 공급되는 직류전원과 인버터의 교류전원을 시스템으로 공급하는 스위칭수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.』가 개시된다.

그러나 이는 하나의 축전지를 사용하여 직류와 교류를 공급하는 장치로 소개하고 있기는 하지만 프린터, 스캐너 등 외부의 다른 장치에 전원을 공급하는 별도의 어댑터(adapter)가 필요하다.

이에 따라 본 고안은 데스크탑이나 노트북 컴퓨터의 전원공급기에 정보 보호를 목적으로 ups 기능을 추가하면서 여유전력을 컴퓨터 외부의 다른 장치에서도 공급하여 개별적인 어댑터 사용시 소비되는 누설전력의 소비를 줄이고 전원의 표준화를 통해 외부 단말기의 전원 표준화를 유도하기 위한 컴퓨터의 무정전 전원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은,

AC전원을 다수의 부하에 필요한 전원으로 상시 공급하는 컴퓨터의 무정전 전원장치에 있어서: 상기 AC전원을 정류하는 AC-DC 컨버터; 상기 AC-DC 컨버터의 출력단 일측에 트랜스포머와 필터를 개재하여 연결되는 DC-DC 컨버터; 상기 AC-DC 컨버터의 출력단 타측에 연결되고, 과충전을 방지하는 회로를 지니는 충전기; 및 상기 충전기와 DC-DC 컨버터 사이에 다이오드를 개재하여 연결되는 배터리;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 특징으로서, 상기 DC-DC 컨버터는 +3.3V, +5V, +12V, -5V, -12V, +5VSB로 출력하는 전원회로를 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 장치의 요부를 나타내는 블록도이다.

본 고안은 AC전원(10)을 다수의 부하(11)(12)에 필요한 전원으로 상시 공급하는 컴퓨터의 무정전 전원장치에 관련된다. 무정전 전원장치는 전압 변동, 주파수 변동, 순간 정전, 과도 전압 등의 전원 이상을 방지하고 항상 안정된 전원을 공급하는 기능을 기본으로 한다. 내부부하(11)는 데스크탑 또는 노트북 컴퓨터의 전원을 포함하고, 외부부하(12)는 기타 외부장치의 전원을 포함한다.

본 고안에 따르면 상기 AC전원(10)을 정류하는 AC-DC 컨버터(20)가 구비된다. AC-DC 컨버터(20)는 상용 전원인 AC 220/110V 전원을 부하(11)(12)가 사용하는 소정의 전원으로 변환하는 소스로 활용된다. 통상 220V 교류 전원의 정류시 311V 정도의 직류 전압이 생성되나, 경우에 따라 DC 24V를 생성하도록 구성하여도 충분하다. 이를 위해 AC-DC 컨버터(20)에는 입력전압을 맥류 전압파형으로 만들기 위한 전파정류용 브리지다이오드 회로를 사용할 수 있다.

또, 본 고안에 따르면 상기 AC-DC 컨버터(20)의 출력단 일측에 트랜스포머(30)와 필터(35)를 개재하여 DC-DC 컨버터(40)가 연결된다. DC-DC 컨버터(40)는 DC 24V를 변환하여 컴퓨터 및 외부 장치에서 소요되는 전원을 제공한다. MOSFET, LM1084 등의 소자와 다수의 캐패시터를 사용할 수 있다. 일예로, 공급된 DC 전압을 1차 전압으로 구형파 형태의 AC로 변환하고, 이어서 반파정류를 거쳐 캐패시터와 연계한 스위칭 속도에 제어로 일정 크기의 DC 전원을 생성한다.

이때, 트랜스포머(30)는 캐패시터와 코일을 조합한 평활회로로 구성되며 AC-DC 컨버터(20)에 의한 맥류(Ripple)를 안정된 직류로 유지한다. 필터(35)는 통상의 것처럼 신호를 선택적으로 차단 및 통과시킬 수 있는 회로이며, 전자파장애(EMI)의 방지 기능도 수행하도록 구성하는 것이 좋다.

또, 본 고안에 따르면 과충전을 방지하는 회로를 지니는 충전기(50)가 상기 AC-DC 컨버터(20)의 출력단 타측에 연결된다. 충전기(50)는 DC 24V를 후술하는 배터리(60)의 용량에 적합하게 전압강하(대략 23.6V)하여 구형파 발생하는 충전회로를 구비한다. 충전시간을 단축하기 위해 구형파 주파수를 10Hz 범위로 유지하는 것이 좋다. 이외에도 충전기(50)는 충전상태 회로를 구비하여 배터리(60)의 충전상태를 확인하고 만충전 시에 충전 전류를 차단한다.

또, 본 고안에 따르면 상기 충전기(50)와 DC-DC 컨버터(40) 사이에 배터리(60)가 다이오드(65)를 개재하여 연결된다. 배터리(60)는 NI-CD 축전지 또는 동등 이상의 성능을 지닌 것이 적절한데, 충방전 반응을 되풀이할 수 있는 2차전지로서 납축전지, 알칼리축전지 등을 포함한다. 설계의 일예로 4.2v/1700mA의 규격품을 직렬로 16개를 연결하여 전체적인 용량을 16.7V/1700mA로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 장치의 출력부를 나타내는 블록도이다.

본 고안에 따른 DC-DC 컨버터(40)는 +3.3V, +5V, +12V, -5V, -12V, +5VSB로 출력하는 전원회로(45)를 구비한다. DC-DC 컨버터(40)로 입력되는 DC 24V 전원이 전원회로(45)를 거쳐 +3.3V, +5V, +12V, -5V, -12V, +5VSB로 변환되므로 컴퓨터에서 사용하는 전원 외에 외부로 전원의 공급이 가능하다. 여기서 5VSB는 전원 스위치 대신 키보드나 마우스에 의한 소프트웨어적 시동에 있어 활용된다. 물론 리플과 잡음이 없는 직류 신호를 생성하기 위해 전원회로(45)에 저대역 통과 필터를 추가로 구비하는 것이 좋다.

작동에 있어서, 정상전원 공급시 DC-DC 컨버터(40)로 직결되는 메인라인에서는 AC-DC 컨버터(20)의 전류가 흐르고 그로 인해 배터리(60) 측의 보조라인으로 전류가 제한적으로 흐르거나 차단된다. 정전시 메인라인에 흐르는 전류가 소실되면 즉시 배터리(60)에서 제공되는 전류가 자동으로 부하(11)(12)에 전달되며, 잠시후에 전원이 재개되면 다시 초기의 상태로 복귀한다.

이때, 트랜스포머(30), 필터(35), 다이오드(65)는 교류 입력 라인의 잡음이 파워 내부로 흘러 들어가는 것을 차단하고, 반대로 파워 내부의 스위칭 잡음이 교류 입력 라인으로 유입되는 것도 차단한다.

이와 같은 본 고안의 구성에 의하면 전압 변동이 심한 지역이나 일정한 전압을 필요로 하는 곳에서 사용이 가능한 것을 물론 이중적인 보호를 요하는 곳에서 병렬운전하기 위한 용도 또는 각종 산업현장에서 비상전원으로 확대 적용하는 것이 가능하다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 고안은 데스크탑 또는 노트북 컴퓨터의 정보를 보호할 수 있고 외부 정보단말기로 전력을 공급하여 단말기별 사용되는 별도의 어댑터가 불필요하며 그 만큼의 소비전력을 절감하는 효과가 있다.

또한, 향후 개발되는 각종 정보단말기들의 전원 부분에 대한 표준화를 유도할 수 있다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 장치의 요부를 나타내는 블록도,

도 2는 본 고안에 따른 장치의 출력부를 나타내는 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: AC전원 11, 12: 부하

20: AC-DC 컨버터 30: 트랜스포머

35: 필터 40: DC-DC 컨버터

45: 전원회로 50: 충전기

60: 배터리 65: 다이오드

Claims (2)

1. AC전원(10)을 다수의 부하(11)(12)에 필요한 전원으로 상시 공급하는 컴퓨터의 무정전 전원장치에 있어서:

   상기 AC전원(10)을 정류하는 AC-DC 컨버터(20);

   상기 AC-DC 컨버터(20)의 출력단 일측에 트랜스포머(30)와 필터(35)를 개재하여 연결되는 DC-DC 컨버터(40);

   상기 AC-DC 컨버터(20)의 출력단 타측에 연결되고, 과충전을 방지하는 회로를 지니는 충전기(50); 및

   상기 충전기(50)와 DC-DC 컨버터(40) 사이에 다이오드(65)를 개재하여 연결되는 배터리(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 무정전 전원장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 DC-DC 컨버터(40)는 +3.3V, +5V, +12V, -5V, -12V, +5VSB로 출력하는 전원회로(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 무정전 전원장치.