KR20100040207A - Power suppler with facility compensating voltage drop - Google Patents

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서경원
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Abstract

PURPOSE: A power supplier with a voltage compensation function is provided to supply power when a load requires an instant peak current by instantly discharging an instant power at a storage battery module. CONSTITUTION: A rectifier(20) rectifies an input alternate current(AC) power(10) to a direct current(DC) power. A DC/DC converter converts the DC power to a voltage which is used for a load(40). A storage battery module(50) is connected to the output terminal of the DC/DC converter. A discharge operation is performed based on the voltage change of the output terminal.

Description

전압보상기능을 갖는 전원공급장치{POWER SUPPLER WITH FACILITY COMPENSATING VOLTAGE DROP}Power supply with voltage compensation function {POWER SUPPLER WITH FACILITY COMPENSATING VOLTAGE DROP}

본 발명은 전압보상기능을 갖는 전원공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원공급장치에서 DC/DC 변환기를 통해 부하에 전원을 공급할 때 DC/DC 변환기의 입출력측에서 순간 전압강하가 발생하여 할 경우 축전지의 충방전을 통해 순간 전압강하를 보상하여 부하의 오동작을 방지할 수 있도록 한 전압보상기능을 갖는 전원공급장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power supply having a voltage compensation function, and more particularly, when a power supply is applied to a load through a DC / DC converter, an instantaneous voltage drop occurs at the input / output side of the DC / DC converter. In this case, the present invention relates to a power supply having a voltage compensation function capable of compensating for an instantaneous voltage drop through charging and discharging of a battery to prevent malfunction of a load.

자동화 시스템으로 이루어진 현대 산업현장에서 전력이 일정하게 공급되지 않을 경우 장비를 보호하고자 하는 자체 보호 시스템에 의해 생산 장비의 운전이 중지(shutdown)되는 사고가 발생하며, 이로 인해 작업의 신뢰성이 떨어지는 등 직 간접적으로 막대한 경제적 손실이 발생된다.In case of constant supply of electric power in modern industrial site with automated system, accidents that shut down operation of production equipment are caused by self-protection system to protect equipment. Indirectly, huge economic losses occur.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 장치들이 꾸준히 개발되고 있다. 그 중에서도 대표적인 것이 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply System: UPS)이다. UPS는 외부 전원과 부하장비 사이에 설치되는 장치로서 일정한 전원을 저장하는 배터리가 구비되어 전원장애가 발생할 경우 그 전원장애가 부하장비에 유입되지 않도록 배터리에서 전원을 보충하여 공급하는 장치이다. 이러한 UPS를 설치할 경우 자동화 설비에는 항상 일정한 전원이 공급되므로 전압강하로 인한 설비 중지 등의 피해를 방지할 수 있다.Therefore, devices for solving these problems are constantly being developed. Among them, a representative one is an uninterruptible power supply system (UPS). The UPS is a device installed between the external power and the load equipment, and is provided with a battery that stores a constant power supply and supplies power from the battery so that the power failure does not flow into the load equipment when a power failure occurs. When the UPS is installed, the automation equipment is always supplied with a constant power supply, thereby preventing damage such as equipment shutdown due to voltage drop.

또한 이러한 UPS 이외에도 설비에 공급되는 전압이 강하되는 것을 감지하여 강하된 만큼의 전압을 보상하여 줌으로써 설비에 항상 일정한 전원을 공급하는 장치들이 꾸준히 개발되고 있다.In addition to the UPS, devices that supply constant power to the facility by detecting voltage drops and compensating for the voltage drop are constantly being developed.

도 1은 종래 기술에 의한 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 1 is a block diagram showing a power supply according to the prior art.

여기에 도시된 바와 같이 전원공급장치는 입력 교류전원(10)을 직류전원으로 정류하는 정류부(20); 및 직류전원을 부하(40)에서 사용되는 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부(30)를 포함한다. As shown here, the power supply includes a rectifier 20 for rectifying the input AC power source 10 into a DC power source; And a DC / DC converter 30 for converting the DC power into the voltage used in the load 40.

이와 같이 정류부(20)에 의해 입력 교류전원(20)을 직류전원으로 정류한 후 DC/DC 변환부(30)를 통해 부하(40)에서 사용되는 전압으로 변환하여 부하(40)가 작동될 수 있는 전원을 공급한다. As such, the rectifier 20 rectifies the input AC power source 20 into a DC power source, and then converts the input AC power source 20 into a voltage used by the load 40 through the DC / DC converter 30 to operate the load 40. Power supply.

위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다. The technology described above refers to the background of the technical field to which the present invention belongs, and does not mean the prior art.

이러한 전원공급장치의 경우 정전을 비롯하여 입력 교류전원의 순간적인 변화와 부하의 순간적인 피크전류로 인해 입력 및 출력전압이 순간적으로 강하될 경우 강하된 전압으로 인해 부하가 오동작하는 문제점이 있다. Such a power supply has a problem in that the load malfunctions due to the dropped voltage when the input and output voltages are momentarily dropped due to the instantaneous change of the input AC power and the instantaneous peak current of the load.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 전원공급장치에서 DC/DC 변환기를 통해 부하에 전원을 공급할 때 DC/DC 변환기의 입출력측에서 순간 전압강하가 발생하여 할 경우 축전지의 충방전을 통해 순간 전압강하를 보상하여 부하의 오동작을 방지할 수 있도록 한 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and when the power supply to the load through the DC / DC converter in the instantaneous voltage drop occurs at the input and output side of the DC / DC converter when the charge of the battery It is an object of the present invention to provide a power supply having a voltage compensation function to compensate for an instantaneous voltage drop through discharge to prevent a malfunction of a load.

본 발명의 일 측면에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치는 입력 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부; 직류전원을 부하에서 사용되는 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부; 및 DC/DC 변환부의 출력단에 연결되어 충전된 후 출력단의 전압변화가 있을 경우 방전되는 축전지 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다. Power supply apparatus having a voltage compensation function according to an aspect of the present invention includes a rectifier for rectifying the input AC power source to the DC power source; A DC / DC converter converting a DC power into a voltage used in a load; And a battery module which is connected to the output terminal of the DC / DC converter and charged and discharged when there is a voltage change of the output terminal.

본 발명에서 축전지 모듈은 하나 이상의 축전지를 직렬, 병렬, 직병렬 중 어느 하나 이상의 배열로 구성되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the battery module is characterized in that the one or more batteries are configured in one or more arrangements of series, parallel, and parallel.

이때 축전지는 전해콘덴서, 전기이중층 커패시터, 슈퍼 커패시터 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. At this time, the storage battery is characterized in that any one or more of an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, a super capacitor.

본 발명의 다른 측면에 따른 전압 보상기능을 갖는 전원공급장치는 입력 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부; 직류전원을 부하에서 사용되는 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부; 및 DC/DC 변환부의 입력단에 연결되어 충전된 후 입력단의 전압변화가 있을 경우 방전되는 축전지 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다. Power supply having a voltage compensation function according to another aspect of the present invention includes a rectifier for rectifying the input AC power to DC power; A DC / DC converter converting a DC power into a voltage used in a load; And a battery module which is connected to an input terminal of the DC / DC converter and charged and discharged when there is a voltage change of the input terminal.

본 발명에서 축전지 모듈은 하나 이상의 축전지를 직렬, 병렬, 직병렬 중 어느 하나 이상의 배열로 구성되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the battery module is characterized in that the one or more batteries are configured in one or more arrangements of series, parallel, and parallel.

이때 축전지는 전해콘덴서, 전기이중층 커패시터, 슈퍼 커패시터 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. At this time, the storage battery is characterized in that any one or more of an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, a super capacitor.

상기한 바와 같이 본 발명은 전원공급장치에서 DC/DC 변환기를 통해 부하에 전원을 공급할 때 DC/DC 변환기의 입출력측에서 순간 전압강하가 발생하여 할 경우 축전지의 충방전을 통해 순간 전압강하를 보상하여 부하의 오동작을 방지할 수 있다. As described above, the present invention compensates the instantaneous voltage drop through charging and discharging of a battery when an instantaneous voltage drop occurs at the input / output side of the DC / DC converter when power is supplied to the load through the DC / DC converter. It can prevent the malfunction of load.

또한 부하에서 순간적인 피크전류를 필요로 할 경우에도 순간적인 전원이 축전지 모듈에서 순간방전되면서 전원을 공급할 수 있다. In addition, instantaneous power can be supplied as the instantaneous power is discharged from the battery module even when the load requires instantaneous peak current.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소 의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a power supply having a voltage compensation function according to the present invention. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a power supply apparatus having a voltage compensation function according to a first embodiment of the present invention.

여기에 도시된 바와 같이 입력 교류전원(10)을 직류전원으로 정류하는 정류부(20); 직류전원을 부하(40)에서 사용되는 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부(30); 및 DC/DC 변환부(30)의 출력단에 연결되어 충전된 후 출력단의 전압변화가 있을 경우 방전되는 축전지 모듈(50);을 포함한다. As shown here, the rectifier 20 for rectifying the input AC power source 10 into a DC power source; A DC / DC converter 30 for converting DC power into a voltage used in the load 40; And a battery module 50 connected to the output terminal of the DC / DC converter 30 and then discharged when there is a voltage change in the output terminal.

이때 축전지 모듈(50)은 고용량 콘덴서인 전해콘덴서, 전기이중층 커패시터(EDLC ; Electric Double Layer Capacitor), 슈퍼 커패시터(Super Capacitor) 들의 축전지를 직렬, 병렬, 또는 직병렬로 배열하여 긴수명, 우수한 안정성, 순간충전, 순간방전이 가능하도록 구성한다. At this time, the battery module 50 is arranged in series, parallel, or in parallel with the battery of the high-capacity capacitor electrolytic capacitor, electric double layer capacitor (EDLC), super capacitor (Super Capacitor), long life, excellent stability, It is configured to enable instant charging and instant discharge.

따라서, 축전지 모듈(50)은 DC/DC 변환부(30)의 출력전압 크기만큼 순간충전되어 만료된다. 이때 DC/DC 변환부(30)의 입력단에서 순간전압강하가 발생하여 출력전압이 변화하거나 부하(40)의 순간적인 피크전류에 의해 출력단에서 순간전압강하가 발생할 경우 축전지 모듈(50)이 순간방전되면서 일정시간동안 출력전압을 보상하여 전압이 강하되는 것을 방지함으로써 부하(40)의 오동작을 방지하게 된다. Therefore, the battery module 50 is instantaneously charged and expires as much as the output voltage of the DC / DC converter 30. At this time, when the instantaneous voltage drop occurs at the input terminal of the DC / DC converter 30 and the output voltage changes or the instantaneous voltage drop occurs at the output terminal due to the instantaneous peak current of the load 40, the battery module 50 discharges instantaneously. By compensating the output voltage for a predetermined time while preventing the voltage from dropping, the malfunction of the load 40 is prevented.

한편, 부하(40)에서 순간적인 피크전류를 필요로 할 경우에도 순간적인 전원 이 축전지 모듈(50)에서 순간방전되면서 공급된다. On the other hand, even when a momentary peak current is required in the load 40, the instantaneous power is supplied while the momentary discharge from the battery module 50.

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 3 is a block diagram showing a power supply having a voltage compensation function according to a second embodiment of the present invention.

여기에 도시된 바와 같이 DC/DC 변환부(30)의 출력단에 배터리(60)가 연결된 전원공급장치인 경우 축전지 모듈(50)은 배터리(60)와 병렬로 연결되어 배터리 충전회로(70)에 의한 배터리(60)의 전압으로 충전된 후 부하(40)의 순간적인 피크전류에 의해 출력단에서 순간전압강하가 발생하여 배터리(60)의 전압이 강하될 때 축전지 모듈(50)이 순간방전되면서 일정시간동안 출력전압을 보상하여 전압이 강하되는 것을 방지함으로써 부하(40)의 오동작을 방지하게 된다. As shown here, when the battery 60 is connected to the output terminal of the DC / DC converter 30, the battery module 50 is connected to the battery 60 in parallel to the battery charging circuit 70. After the battery 60 is charged to the voltage of the battery 60 by the instantaneous peak current of the load 40, a momentary voltage drop occurs at the output terminal, when the voltage of the battery 60 drops, the battery module 50 is discharged momentarily, By compensating the output voltage for a period of time to prevent the voltage from falling, the malfunction of the load 40 is prevented.

도 4는 본 발명의 제 3실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. Figure 4 is a block diagram showing a power supply having a voltage compensation function according to a third embodiment of the present invention.

여기에 도시된 바와 같이 입력 교류전원(10)을 직류전원으로 정류하는 정류부(20); 직류전원을 부하에서 사용되는 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부(30); 및 DC/DC 변환부(30)의 입력단에 연결되어 충전된 후 입력단의 전압변화가 있을 경우 방전되는 축전지 모듈(50);을 포함한다. As shown here, the rectifier 20 for rectifying the input AC power source 10 into a DC power source; A DC / DC converter 30 converting a DC power into a voltage used in a load; And a battery module 50 connected to the input terminal of the DC / DC converter 30 and then discharged when there is a voltage change of the input terminal.

이때 축전지 모듈(50)은 고용량 콘덴서인 전해콘덴서, 전기이중층 커패시터(EDLC ; Electric Double Layer Capacitor), 슈퍼 커패시터(Super Capacitor) 들의 축전지를 직렬, 병렬, 또는 직병렬로 배열하여 긴수명, 우수한 안정성, 순간충전, 순간방전이 가능하도록 구성한다. At this time, the battery module 50 is arranged in series, parallel, or in parallel with the battery of the high-capacity capacitor electrolytic capacitor, electric double layer capacitor (EDLC), super capacitor (Super Capacitor), long life, excellent stability, It is configured to enable instant charging and instant discharge.

따라서, 축전지 모듈(50)은 DC/DC 변환부(30)의 입력전압 크기만큼 순간충전되어 만료된다. 이때 DC/DC 변환부(30)의 입력단에서 순간정전 등에 의한 순간전압강하가 발생하거나 부하(40)의 순간적인 피크전류에 의해 입력단에서 순간전압강하가 발생할 경우 축전지 모듈(50)이 순간방전되면서 일정시간동안 출력전압을 보상하여 전압이 강하되는 것을 방지함으로써 부하(40)의 오동작을 방지하게 된다. Therefore, the battery module 50 is instantaneously charged and expires as much as the input voltage of the DC / DC converter 30. At this time, when the instantaneous voltage drop occurs at the input terminal of the DC / DC converter 30 by a momentary power interruption or the instantaneous voltage drop occurs at the input terminal due to the instantaneous peak current of the load 40, the battery module 50 is instantaneously discharged. By compensating the output voltage for a predetermined time to prevent the voltage from dropping, the malfunction of the load 40 is prevented.

도 5는 본 발명의 제 4실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 5 is a block diagram illustrating a power supply apparatus having a voltage compensation function according to a fourth embodiment of the present invention.

여기에 도시된 바와 같이 DC/DC 변환부(30)의 입력단에 배터리(60)가 연결된 전원공급장치인 경우 축전지 모듈(50)은 배터리(60)와 병렬로 연결되어 배터리 충전회로(70)에 의한 배터리(60)의 전압으로 충전된 후 입력단에서 순간정전 등에 의한 순간전압강하가 발생하여 배터리(60)의 전압이 강하될 때 축전지 모듈(50)이 순간방전되면서 일정시간동안 입력전압을 보상하여 전압이 강하되는 것을 방지함으로써 부하(40)의 오동작을 방지하게 된다. As shown here, when the battery 60 is connected to the input terminal of the DC / DC converter 30, the battery module 50 is connected to the battery 60 in parallel to the battery charging circuit 70. After the battery 60 is charged with the voltage of the battery 60 by the instantaneous voltage drop at the input terminal occurs when the voltage of the battery 60 drops, the battery module 50 is discharged momentarily to compensate for the input voltage for a certain time By preventing the voltage from dropping, the malfunction of the load 40 is prevented.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. I will understand. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

도 1은 종래 기술에 의한 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 1 is a block diagram showing a power supply according to the prior art.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a power supply apparatus having a voltage compensation function according to a first embodiment of the present invention.

도 3는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 3 is a block diagram showing a power supply apparatus having a voltage compensation function according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 3실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. Figure 4 is a block diagram showing a power supply having a voltage compensation function according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 4실시예에 따른 전압보상기능을 갖는 전원공급장치를 나타낸 블록구성도이다. 5 is a block diagram illustrating a power supply apparatus having a voltage compensation function according to a fourth embodiment of the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -   -Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

10 : 교류전원10: AC power

20 : 정류부20: rectifier

30 : DC/DC 변환부30: DC / DC converter

40 : 부하40: load

50 : 축전지 모듈50: battery module

60 : 배터리60: battery

70 : 배터리 충전회로70: battery charging circuit

Claims (6)

입력 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부; A rectifier for rectifying the input AC power into a DC power source; 상기 직류전원을 부하에서 사용되는 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부; 및 A DC / DC converter converting the DC power into a voltage used in a load; And 상기 DC/DC 변환부의 출력단에 연결되어 충전된 후 상기 출력단의 전압변화가 있을 경우 방전되는 축전지 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압보상기능을 갖는 전원공급장치. And a battery module which is connected to the output terminal of the DC / DC converter and charged and discharged when there is a voltage change of the output terminal. 제 1항에 있어서, 상기 축전지 모듈은 하나 이상의 축전지를 직렬, 병렬, 직병렬 중 어느 하나 이상의 배열로 구성되는 것을 특징으로 하는 전압보상기능을 갖는 전원공급장치.According to claim 1, wherein the battery module is a power supply having a voltage compensation function, characterized in that one or more of the storage battery is configured in one or more arrangements of series, parallel, or parallel. 제 2항에 있어서, 상기 축전지는 전해콘덴서, 전기이중층 커패시터, 슈퍼 커패시터 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전압보상기능을 갖는 전원공급장치.The power supply apparatus of claim 2, wherein the storage battery is any one or more of an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, and a super capacitor. 입력 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부; A rectifier for rectifying the input AC power into a DC power source; 상기 직류전원을 부하에서 사용되는 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부; 및 A DC / DC converter converting the DC power into a voltage used in a load; And 상기 DC/DC 변환부의 입력단에 연결되어 충전된 후 상기 입력단의 전압변화가 있을 경우 방전되는 축전지 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압보상기능을 갖는 전원공급장치.And a battery module which is connected to the input terminal of the DC / DC converter and charged and discharged when there is a voltage change of the input terminal. 제 4항에 있어서, 상기 축전지 모듈은 하나 이상의 축전지를 직렬, 병렬, 직병렬 중 어느 하나 이상의 배열로 구성되는 것을 특징으로 하는 전압보상기능을 갖는 전원공급장치.The power supply device of claim 4, wherein the battery module comprises at least one battery in an array of at least one of series, parallel, and parallel. 제 5항에 있어서, 상기 축전지는 전해콘덴서, 전기이중층 커패시터, 슈퍼 커패시터 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전압보상기능을 갖는 전원공급장치.The power supply apparatus of claim 5, wherein the storage battery is any one or more of an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, and a super capacitor.
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