KR200487355Y1 - 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치에 관한 고안으로, 플라스틱 케이싱의 내부에 시험유닛을 탑재하고 마스터 보드(M)를 탈착하는 본체(110)와, 본체(110)를 개폐하고 제어유닛을 탑재하는 커버(120)로 이루어지고; 시험유닛은 외부 공급 전원의 교류를 직류로 변환하는 회로를 탑재하는 정류모듈(111)과, 정류모듈(111)에서 출력되는 승압 또는 강압된 전류를 충전하는 충전지를 구비하는 충전모듈(112)과, 상기 충전모듈(112)에서 공급받은 전압을 승압 또는 강압하는 회로를 탑재하여 서로 다른 전압의 전류를 출력하는 변환모듈(113)과, 시험 대상인 마스터 보드(M)를 장착하여 변환모듈(113)과 연결하는 마운팅모듈(114)를 구비하고; 제어유닛은 마스터 보드(M)의 입력소켓에 접속하여 시험용 제어 신호를 입력하는 키패드모듈(121)과, 출력소켓에 접속하여 시험 데이터를 화면에 표시하는 디스플레이모듈(122)을 구비하는 것을 포함하여 구성함에 따라 무정전 전원장치에서 핵심 부품인 마스터 보드를 단독으로 시험할 수 있는 경량, 소형의 휴대용 시험장치를 구성하는 것이 특징이다.

Description

도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치{CIRCUIT CARD TEST DEVICE FOR UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY}

본 고안은 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치에 관한 고안으로, 더욱 상세하게는 도시철도 운영을 위한 각종 설비에 안정적인 전원 공급이 이루어지도록 구비하는 무정전 전원장치에서 핵심 부품인 마스터 보드를 단독으로 시험할 수 있는 경량, 소형의 휴대용 시험장치를 구성함으로써 점검 작업을 효율화하는 것을 특징으로 한다.

도시철도 운영 시스템은 통신관제, 신호제어설비 등 주요 시스템 전반에 있어 안정적인 전원 공급이 필수적으로 이루어져야 한다. 예컨대, 정전 사고나 기기 이상에 따른 전압 변동 등 각종 전원 장애의 발생 시에도 각 시스템의 운영을 안정적으로 지속해야 하며, 이를 위해서 무정전 전원장치를 이용한다.

무정전 전원장치(UPS)는 한전에서 공급하는 상용전원이나 예비 발전기 전원에 장애 발생 시 시스템을 구성하는 각종 부하 장비에 일정 시간 동안 전원을 중단 없이 공급하여 기능을 지속적으로 수행하도록 하는 장치이다.

통상적인 무정전 전원장치의 일례로서 한국등록특허 제 10 - 1613497 호에는 축전지와, 내부에 상기 축전지를 수납하도록 구성된 단위 케이스와, 상기 단위 케이스의 일 측에 배치되며 축전지의 상태에 관한 데이터를 나타내는 전기적인 신호를 외부와 주고받을 수 있도록 구성된 데이터 통신 단자와, 상기 단위 케이스의 타 측에 배치되며 상기 축전지의 충전 및 방전을 위하여 외부와 전기적으로 연결되도록 구성된 충,방전 단자부를 포함하여 구성하는 단위 UPS모듈을 구비하는 무정전 전원장치를 공지한 바 있다.

한편, 상기와 같은 무정전 전원장치는 예고 없이 발생하는 각종 전원 장애에 대응하여 안정적으로 시스템을 운영하도록 하는 비상수단에 해당하므로, 무정전 전원장치의 정상적인 작동 여부를 정기적으로 면밀하게 점검하는 작업을 필수적으로 실시한다.

이와 관련한 기술의 일례로서 한국공개특허 제 10 - 1998 - 0054675 호에는 무정전 전원공급장치의 점검 방법에 관한 구성이 공지된 바 있다. 무정전 전원공급장치가 배터리의 전압을 체크하는 배터리 전압 체크단계와, 배터리의 전압이 정상이면 정상 메시지를 생성하고, 배터리 전압이 정상이 아니면 이상 메시지를 생성하는 메시지 생성단계와, 상기 생성된 메시지를 랜 선로를 통해 전송하고 상기 과정을 소정시간마다 반복하는 단계를 순차적으로 수행하여 무정전 전원공급장치의 배터리 전압상태를 확인할 수 있도록 구성한다.

한국등록특허 제 10 - 1613497 호 (2016.04.20) 한국공개특허 제 10 - 1998 - 0054675 호 (1998.09.25) 한국등록특허 제 10 - 0345025 호 (2002.07.24) 한국등록특허 제 10 - 0913824 호 (2009.08.26)

상기와 같은 종래 기술이 적용되는 무정전 전원장치의 점검 방법은 네트워크를 통해 온라인 상에서 무정전 전원장치에 제어신호를 전송하여 배터리 전압을 체크하는 구성으로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 점검 방식은 부하에 공급되는 배터리 전압의 정상 여부 정도를 단순 점검하는 수준에 그친다. 따라서 배터리 전압에 문제가 탐지되더라도 사실상 그 구체적인 원인을 정밀하게 파악하기 위해서는 무정전 전원장치 전반에 대한 점검을 실시하여야 하는 문제점이 있다.

특히, 무정전 전원장치에 탑재되는 입력부, 인버터 등의 각 모듈들은 마스터 보드에 의해 작동 전반의 제어가 이루어지므로, 모듈의 기계적 이상과는 별도로 마스터 보드의 제어 기능 이상에 의한 문제 유발 가능성을 배제할 수 없음에도 불구하고 종래의 기술에서는 마스터 보드의 성능을 단독으로 시험하기 위한 구성을 전혀 마련하고 있지 않은 실정에 있다.

따라서, 종래에는 무정전 전원장치에 이상 발생이 탐지되면 별도의 외주 수선 업체에 의뢰하여 도시철도의 운행이 중단되는 심야시간에 장치 전체를 수선 의뢰하고 있는 실정에 있으므로 이와 같은 비효율적인 점검 체계의 개선이 시급하다.

이에 본 고안에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로서,
정전 또는 전압변동 시 도시철도 운영 시스템의 설비에 전원을 중단없이 공급하도록 구비하는 무정전 전원장치의 작동을 제어하는 마스터 보드를 단독으로 성능을 시험하도록 본체(110)에 탑재하는 시험유닛과 커버(120)에 탑재하는 제어유닛을 포함하는 휴대용 마스터 보드 시험장치(100)에 있어서;
상기 시험유닛은, 무정전 전원장치의 운영과 별개로 단독으로 마스터 보드(M)를 장착하여 전원을 공급하도록 이루어지되,
외부 공급 전원의 교류를 직류로 변환하는 회로를 탑재하는 정류모듈(111)과,
상기 정류모듈(111)에서 출력되는 직류를 충전하는 충전지와, 개별 충전지의 작동 상태를 표시하는 LCD(115)와, 서로 다른 전압의 전류 출력을 전환하는 스위치(116)를 구비하는 충전모듈(112)과,
상기 충전모듈(112)에서 공급받은 직류 전압을 승압 또는 강압하는 회로를 탑재하여 서로 다른 전압의 전류를 출력하는 변환모듈(113)과,
시험 대상인 마스터 보드(M)를 장착하여 변환모듈(113)과 연결하는 마운팅모듈(114)을 구비하고;
상기 제어유닛은, 마스터 보드(M)에 시험용 제어 신호를 입력하고 계측 데이터를 출력하여 마스터 보드(M)의 제어 성능의 정상작동 여부를 확인하도록 이루어지되,

마스터 보드(M)의 입력소켓에 접속하여 시험용 제어 신호를 입력하는 키패드모듈(121)과, 출력소켓에 접속하여 시험 데이터를 화면에 표시하는 디스플레이모듈(122)을 구비하는 것을 포함하여 구성함으로써 무정전 전원장치에서 핵심 부품인 마스터 보드를 단독으로 시험할 수 있는 경량, 소형의 휴대용 시험장치를 제공할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

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본 고안은 도시철도 운영 시스템의 전자기기류 설비에 안정적인 전원 공급이 이루어지도록 구비하는 무정전 전원장치의 핵심 부품인 제어용 마스터 보드의 기능을 단독으로 시험할 수 있는 휴대용 시험장치를 제공하는 효과가 있다.

특히, 본 고안은 마스터 보드를 시험장치 내부에 장착하여 시험 시 무신호 상태에서도 설정치의 확인 및 고장점 정밀 탐지가 가능하므로 종래의 점검 방식과 같이 신호제어설비와의 연동 시험 중 예기치 않은 장애의 발생 가능성을 배제할 수 있고 주간 및 수시 점검이 가능하여 작업시간 개선할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 무정전 전원장치에 이상 발생 시 구체적인 원인 분석이 가능하여 자체 수리를 통한 기술력 확보에 용이하며 종래의 외주 수선 대비 자체 수선에 따른 예산 절감 효과를 기대할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 고안은 플라스틱 외부 케이싱으로 이루어진 시험장치를 구성하여 경량 및 소형화를 통해 휴대성 및 사용성을 향상함으로써 유지보수 업무의 효율성을 제고하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치의 사시도.
도 2는 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치의 내부 구조를 도시한 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치의 내구 구조를 도시한 평면도.
도 4는 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치 외부를 도시한 평면도.

이하, 본 고안의 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치의 사시도, 도 2는 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치의 내부 구조를 도시한 사시도, 도 3은 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치의 내구 구조를 도시한 평면도, 도 4는 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치 외부를 도시한 평면도로서 함께 설명한다.

본 고안의 기술이 적용되는 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치(100)는 도시철도 운영 시스템의 신호제어설비, 통신관제 등 전자기기류 설비의 운용에 있어서 외부 전원 장애 발생 시에 안정적인 전원 공급이 이루어지도록 구비하는 무정전 전원장치를 시험하는 장치를 구성하되, 장치의 작동 전반을 제어하는 핵심 부품인 마스터 보드(M)를 단독으로 기능 시험할 수 있는 휴대용 시험장치(100)에 관한 것임을 주지한다.

이를 위하여 본 고안은 무정전 전원장치의 작동을 제어하는 마스터 보드(M)를 탈착하여 정전 또는 전압변동 시 정상작동 여부를 시험하는 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치(이하, 시험장치)를 구성하며, 구체적으로는 하기와 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안의 시험장치(100)는 ABS 플라스틱 재질을 이용해 소형, 경량화된 외부 케이싱으로써 본체(110)와 커버(120)를 구성하여 휴대성을 확보한다.

상기 본체(110)는 내부에 시험유닛을 탑재하고 무정전 전원장치의 마스터 보드(M)를 탈착하여 시험유닛과 연동한다.

상기 본체(110)의 일측에는 외부 전원 공급용 케이블을 접속하고 ON/OFF 스위치를 구비한다. 본체(110) 내부에는 저면에서 일정 높이로 소정의 마운팅패널(미부호)을 장착하여 저부를 구획한다.

도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 마운팅패널의 상측에는 상기 시험유닛을 구성하는 각 모듈 및 마스터 보드(M)를 탈착하기 위한 다수의 소켓과 케이블 유도홀을 배치에 따라 형성한다. 따라서 각 모듈에 연결된 각종 케이블을 마운팅패널의 저부에 수납하여 정리한다.

상기 시험유닛은 마스터 보드(M)의 기능 시험이 이루어지도록 정류모듈(111)과, 충전모듈(112)과, 변환모듈(113)과 마운팅모듈(114)을 포함하여 구성한다.

상기 정류모듈(111)은 본체(110)에 접속된 외부 전원의 양측 단자를 인입하여 교류를 직류로 변환하는 회로를 탑재한다. 상기 정류모듈(111)은 반도체 정류기 및 회로 소자를 이용하여 회로를 구성하는 기판으로 이루어지며 마운팅패널에 장착하여 구비한다.

상기 충전모듈(112)은 정류모듈(111)의 출력 측과 연결하여 정류모듈(111)에서 출력되는 직류를 충전하는 충전지를 구비한다. 상기 충전지는 외부 전원을 사용할 경우에 충전되며, 외부 전원을 사용하지 않을 경우에는 충전된 전류를 변환모듈(113)로 공급하도록 작동한다.

즉, 상기 충전모듈(112)은 시험장치(100)에 외부 공급 전원을 미사용 시 충전지에 충전된 전류를 변환모듈(113)에 공급하여 상기 마스터 보드(M)와 키패드모듈(121)과 디스플레이모듈(122)이 작동하도록 한다.

또한, 상기 충전모듈(112)에는 충전지의 충전 상태를 표시하는 LCD(115)와, 서로 다른 전압의 전류 출력을 선택하는 개별 스위치(116)를 구비한다.

상기 변환모듈(113)은 충전모듈(112)의 출력 측과 연결하여 전류를 공급받아 전압을 변환하여 출력된 전류를 마스터 보드(M)에 공급한다. 상기 변환모듈(113)은 직류를 트랜지스터 및 변압기를 이용하여 전압을 승압 또는 강압하는 회로를 구성하는 기판으로 이루어지며 마운팅패널에 장착하여 구비한다.

본 고안의 바람직한 실시 예에서는 상기 변환모듈(113)을 통해 +5V 직류와 -15V 직류를 출력하도록 구성한다.

상기 마운팅모듈(114)은 시험 대상인 마스터 보드(M)를 장착하여 변환모듈(113)과 연결한다. 상기 마운팅모듈(114)은 통상의 무정전 전원장치에 탑재되는 마스터 보드(M)의 규격을 고려하여 마운팅패널 상에 탈부착 가능한 소켓을 일정 높이로 장착하여 구비한다.

한편, 상기 커버(120)는 본체(110)를 개폐하되 내부에는 시험유닛을 제어하는 제어유닛을 탑재하여 커버(120) 외측에서 작업자에 의한 제어가 이루어지도록 구비한다. 상기 커버(120)가 본체(110)에 잠금 작동될 수 있도록 각각의 상응하는 위치에 소정의 잠금수단(미부호)를 구비한다.

상기 제어유닛은 마스터 보드(M)의 작동 모드별 성능 시험을 제어하고 상태를 표시하기 위하여 키패드모듈(121)과 디스플레이모듈(122)을 포함하여 구성한다.

상기 키패드모듈(121)은 마스터 보드(M)의 입력소켓에 케이블 접속하여 시험용 제어 신호를 입력한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 키패드모듈(121)에는 기본적으로 화면의 스크롤, 메뉴 취소, 상위 메뉴 복귀, 데이터 입력, 제어 및 계측 정보 확인을 위한 화살표버튼, 취소 버튼, 확인 버튼, 제어 버튼, 계측 버튼을 구비한다.

또한, 상기 키패드모듈(121)에는 경보내역에 대한 정보를 표시하는 경보내역 버튼, 경보음이 발생할 경우 경보음을 정지시키는 경보정지 버튼을 포함한다. 이와 같은 키패드모듈(121)의 구성은 마스터 보드(M)를 단독으로 시험 시 마스터 보드(M)의 펌웨어에 의해 구현되는 작동을 제어할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 디스플레이모듈(122)은 마스터 보드(M)의 출력소켓에 접속하여 시험 데이터를 화면에 표시한다. 본 고안의 바람직한 실시 예에서는 시험장치(100)의 경량화를 고려하여 LCD 디스플레이모듈(122)과 소프트 터치방식 키패드모듈(121)을 커버(120)에 장착하여 제어유닛을 구성하였으나 양 구성을 터치스크린 방식으로 통합하여 구성할 수도 있을 것이다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 기술이 적용된 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치(100)의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

우선, 본 고안의 시험장치(100)를 무정전 전원장치가 설치된 곳에 휴대하여 임시 비치하고 본체(110)의 커버(120)를 개방하여 마스터 보드(M)를 시험유닛의 마운팅모듈(114)에 장착한다.

상기 마스터 보드(M)에는 각각 입, 출력소켓이 구비되며 이들을 커버(120)의 내측에 구비된 제어유닛에 연결한다. 케이블을 이용해 입력소켓과 키패드모듈(121), 출력소켓과 디스플레이모듈(122)을 상호 접속한 후 커버(120)를 폐쇄한다.

본체(110)의 일측에 마련된 외부 전원 공급 스위치를 통해 본체(110) 및 커버(120)에 구비된 시험모듈과 제어모듈을 작동하며 무정전 전원장치의 규격, 등록정보, 계측 초기치, 통신 등의 각종 설정치를 마스터 보드(M)에 입력한다.

정류모듈(111)에서 외부 전원으로부터 교류를 입력받아 직류로 변환하여 충전모듈(112)의 충전지를 충전시키고 충전모듈(112)의 출력 전압을 개별 스위치를 통해서 변환모듈(113)로 입력시켜 변환된 +5V 직류와 15V 직류를 마스터 보드(M)에 연결하고 키패드모듈(121), 디스플레이모듈(122)을 이용해 무정전 전원의 각종 설정치를 입력하는 과정이 이루어진다.

변환모듈(113)의 출력 +5V 직류는 마스터 보드(M)과 키패드모듈(121)을 작동시키고 출력 15V 직류는 디스플레이모듈(122)을 작동시킨다.

아울러, 상기 작동 시험 중 이상 발생 시에는 마스터 보드(M)에 내장된 스피커를 통해 경보음을 발생하므로 작업자는 마스터 보드(M)에서의 고장점을 확인하고 경보정지버튼을 통해 경보를 정지할 수 있다.

상기와 같은 본 고안에 따른 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치(100)는 무정전 전원장치의 핵심 부품인 제어용 마스터 보드(M)의 기능을 단독으로 시험할 수 있는 휴대용 시험장치(100)를 제공하는 효과가 있다.

특히, 본 고안은 마스터 보드(M)를 시험장치(100) 내부에 장착하여 무신호 상태에서도 각종 설정치의 확인 및 고장점의 탐지가 가능하므로 구체적인 원인 분석이 가능하며 자체 수리를 통한 기술력 확보에 용이한 이점이 있다.

따라서, 종래에 무정전 전원장치의 고장 시 외주 수선에 의존했던 것에 비해 자체 수선에 따른 예산 절감 효과를 기대할 수 있으며 유지보수 업무의 효율성을 제고할 수 있는 이점이 있다. 아울러 본 고안을 동일 무정전 전원장치를 운용중인 유관기관에 적용하여 활용할 수 있으므로 산업상 이용 가능성 역시 매우 클 것으로 기대된다.

100: 시험장치
110: 본체
111: 정류모듈
112: 충전모듈
113: 변환모듈
114: 마운팅모듈
115: LCD
116: 스위치
120: 커버
121: 키패드모듈
122: 디스플레이모듈
M: 마스터 보드

Claims (4)

1. 정전 또는 전압변동 시 도시철도 운영 시스템의 설비에 전원을 중단없이 공급하도록 구비하는 무정전 전원장치의 작동을 제어하는 마스터 보드를 단독으로 성능을 시험하도록 본체(110)에 탑재하는 시험유닛과 커버(120)에 탑재하는 제어유닛을 포함하는 휴대용 마스터 보드 시험장치(100)에 있어서;
   상기 시험유닛은, 무정전 전원장치의 운영과 별개로 단독으로 마스터 보드(M)를 장착하여 전원을 공급하도록 이루어지되,
   외부 공급 전원의 교류를 직류로 변환하는 회로를 탑재하는 정류모듈(111)과,
   상기 정류모듈(111)에서 출력되는 직류를 충전하는 충전지와, 개별 충전지의 작동 상태를 표시하는 LCD(115)와, 서로 다른 전압의 전류 출력을 전환하는 스위치(116)를 구비하는 충전모듈(112)과,
   상기 충전모듈(112)에서 공급받은 직류 전압을 승압 또는 강압하는 회로를 탑재하여 서로 다른 전압의 전류를 출력하는 변환모듈(113)과,
   시험 대상인 마스터 보드(M)를 장착하여 변환모듈(113)과 연결하는 마운팅모듈(114)을 구비하고;
   상기 제어유닛은, 마스터 보드(M)에 시험용 제어 신호를 입력하고 계측 데이터를 출력하여 마스터 보드(M)의 제어 성능의 정상작동 여부를 확인하도록 이루어지되,
   마스터 보드(M)의 입력소켓에 접속하여 시험용 제어 신호를 입력하는 키패드모듈(121)과, 출력소켓에 접속하여 시험 데이터를 화면에 표시하는 디스플레이모듈(122)을 구비하고;
   상기 변환모듈(113)은,
   출력 +5V 직류는 마스터 보드(M)과 키패드모듈(121)에 공급하여 작동시키고, 출력 -15V 직류는 디스플레이모듈(122)에 공급하여 작동시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 도시철도 무정전 전원장치용 휴대용 마스터 보드 시험장치.
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