KR20100090009A - 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치 - Google Patents

전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시켜 전원 필요 장치로 공급할 수 있도록 한 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치에 관한 것으로, 전력 링크로부터 AC 전류를 유도하는 전류 유도부와; 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류를 DC 전원으로 변환시키는 AC-DC 변환부와; 상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원을 저장하는 전원 저장부와; 상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 DC 정격 전압을 갖도록 변환시켜 DC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-DC 변환부와; 상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 AC 정격 전압 및 주파수를 갖도록 변환시켜 AC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-AC 변환부와; 전류를 소모하는 전류 소모부와; 스위칭 동작을 수행하여 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류를 상기 전류 소모부 또는 상기 AC-DC 변환부로 전달하는 스위치부와; 상기 전류 유도부에 의해 이상 전류가 유도되는지 여부에 따라 상기 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어짐으로써, 전력 링크에 흐르는 전류가 차단되는 경우에도 전원 필요 장치로의 전원 공급을 안정적으로 유지할 수 있으며, 전원 필요 장치로의 과전류에 의해 발생된 전원 공급을 차단하여 안전성을 높일 수 있으며, 요구하는 입력 전원의 크기 및 형태가 각기 다른 다양한 종류의 전원 필요 장치로 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.

Description

전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치{Power Supply Based on Current Inductive technology}
본 발명은 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치에 관한 것으로, 특히 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시켜 전원 필요 장치로 공급할 수 있도록 한 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치는 전력선, 나(裸)도체 배선 또는 부스 바(Bus Bar) 등과 같이 대용량 전류가 흐르는 전력 링크에 설치되어 전력 링크로부터 전류를 유도하고, 그 유도된 전류를 이용하여 전원을 발생시켜 전원 필요 장비의 작동 전원으로 공급한다.
종래의 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 링크(1)로부터 AC 전류를 유도하는 변류기(Current Transformer)(3)와, 변류기(3)로부터 유도된 AC 전류를 DC 전원으로 변환시켜 전원 필요 장치로 전달하는 정류기(Rectifier)(5)를 포함하여 이루어진다.
그러나, 종래의 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치는 전력 링크(1)의 고 장, 교체 또는 수리시 전력 링크(1)에 흐르는 전류가 차단되기 때문에, 전류를 유도할 수 없어 전원 필요 장비로 전원을 공급할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 변류기(3)에 의한 과전류 유도시 그에 따라 발생되는 전원이 그대로 전원 필요 장비로 인가되기 때문에, 전원 필요 장비의 수명에도 악 영향을 미치는 문제점이 있다.
또한, 전원 필요 장비로의 전원 공급시 전원 필요 장비에서 요구하는 입력 전원의 크기에 상응하는 크기의 전원을 공급해야 하기 때문에, 전력 링크(1)로부터 전원 필요 장비에서 요구하는 입력 전원의 크기에 상응하는 크기의 전류를 유도하도록 변류기(3) 제작하여 사용하게 되는데, 이로 인해 요구하는 입력 전원의 크기가 다른 전원 필요 장비에는 사용할 수 없어 그 실효성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 요구하는 입력 전원의 형태가 서로 다른, 즉 AC 및 DC 전원을 각각 요구하는 여러 전원 필요 장비로의 전원 공급을 위해서는 AC 전원 공급을 위한 전원 공급 장치와 DC 전원 공급을 위한 전원 공급 장치를 별도로 구축해야만 하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시켜 전원 필요 장치로 공급하되, 발생된 전원을 저장하고, 필요시 저장된 전원을 전원 필요 장치로 공급함으로써, 전력 링크에 흐르는 전류가 차단되는 경우에도 전원 필요 장치로의 전원 공급을 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전력 링크로부터 과전류가 유도되면, 과전류를 차단함과 동시에 소정의 부하를 통해 소비시킴으로써, 전원 필요 장치로의 과전류에 의해 공급되는 전원을 차단하여 안전성을 높일 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시키고, 발생된 전원을 전원 필요 장치에서 필요로 하는 크기의 AC/DC 전원으로 변환시킴으로써, 요구하는 입력 전원의 크기 및 형태가 각기 다른 다양한 종류의 전원 필요 장치로 전원을 공급할 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치는, 전력 링크로부터 AC 전류를 유도하는 전류 유도부와; 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류를 DC 전원으로 변환시키 는 AC-DC 변환부와; 상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원을 저장하는 전원 저장부와; 상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 DC 정격 전압을 갖도록 변환시켜 DC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-DC 변환부와; 상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 AC 정격 전압 및 주파수를 갖도록 변환시켜 AC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-AC 변환부와; 전류를 소모하는 전류 소모부와; 스위칭 동작을 수행하여 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류를 상기 전류 소모부 또는 상기 AC-DC 변환부로 전달하는 스위치부와; 상기 전류 유도부에 의해 이상 전류가 유도되는지 여부에 따라 상기 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 전류 유도부는, 각각 전력 링크에 설치되어 AC 전류를 유도하는 복수 개의 변류기와; 상기 각 변류기로부터 유도된 AC 전류를 수집하여 상기 스위치부로 전달하는 정션 박스(Junction Box)를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전원 저장부는, 상기 AC-DC 변환부로부터 DC 전원을 인가받으면, 인가받은 DC 전원을 저장하고, AC-DC 변환부로부터 인가되던 DC 전원이 차단되면, 저장된 DC 전원을 방전하여 DC-DC 변환부 및 DC-AC 변환부로 인가하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 스위치부를 통해 상기 전류 유도부로부터 상기 AC-DC 변환부로 전달되는 AC 전류의 크기를 측정하는 전류 계측 모듈과; 상기 AC-DC 변환부, 상기 DC-DC 변환부 및 상기 DC-AC 변환부의 동작을 제어하며, 상기 전 류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나는지 여부에 따라 상기 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나는 경우, 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류가 상기 전류 소모부로 흐르도록 상기 스위치부를 스위칭시키는 한편, 상기 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나지 않는 경우에는, 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류가 상기 AC-DC 변환부로 흐르도록 상기 스위치부를 스위칭시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치에 의하면, 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시켜 전원 필요 장치로 공급하되, 발생된 전원을 저장하고, 필요시 저장된 전원을 전원 필요 장치로 공급함으로써, 전력 링크에 흐르는 전류가 차단되는 경우에도 전원 필요 장치로의 전원 공급을 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전력 링크로부터 과전류가 유도되면, 과전류를 차단함과 동시에 소정의 부하를 통해 소비시킴으로써, 전원 필요 장치로의 과전류에 의해 공급되는 전원을 차단하여 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시키고, 발생된 전원을 전원 필요 장치에서 필요로 하는 크기의 AC/DC 전원으로 변환시킴으로써, 요구하는 입력 전원의 크기 및 형태가 서로 각기 다양한 종류의 전원 필요 장치로 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치는, 전력 링크(1)로부터 AC 전류를 유도하는 전류 유도부(10)와, 전류 유도부(10)에 의해 유도된 AC 전류를 DC 전원으로 변환시키는 AC-DC 변환부(20)와, AC-DC 변환부(20)에 의해 변환된 DC 전원을 저장하는 전원 저장부(30)와, AC-DC 변환부(20)에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부(30)에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 DC 정격 전압을 갖도록 변환시켜 DC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-DC 변환부(40)와, AC-DC 변환부(20)에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부(30)에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 AC 정격 전압 및 주파수를 갖도록 변환시켜 AC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-AC 변환부(50)와, 전류를 소모하는 전류 소모부(60)와, 스위칭 동작을 수행하여 전류 유도부(10)에 의해 유도된 AC 전류를 전류 소모부(60) 또는 AC-DC 변환부(20)로 전달하는 스위치부(70)와, 전류 유도부(10)에 의해 이상 전류가 유도되는지 여부에 따라 스위치부(70)의 스위칭 동작을 제어하는 제어 부(80)를 포함하여 이루어진다.
전류 유도부(10)는 각각 전력 링크(1)에 설치되어 AC 전류를 유도하는 복수 개의 변류기(3) 및 각 변류기(3)로부터 유도된 AC 전류를 수집하여 스위치부(70)로 전달하는 정션 박스(Junction Box)(7)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
전원 저장부(30)는 AC-DC 변환부(20)로부터 DC 전원을 인가받으면, 인가받은 DC 전원을 저장하고, AC-DC 변환부(20)로부터 인가되던 DC 전원이 차단되면, 저장된 DC 전원을 방전하여 DC-DC 변환부(40) 및 DC-AC 변환부(50)로 인가한다. 예를 들어, 전원 저장부(30)는 슈퍼 커패시터 또는 충전식 배터리 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
전류 소모부(60)는 전류를 소모하기 위한 부하 크기를 갖는 로드 등으로 이루어질 수 있다.
제어부(80)는 도면에는 도시되지 않았지만, 스위치부(70)를 통해 전류 유도부(10)로부터 AC-DC 변환부(20)로 전달되는 AC 전류의 크기를 측정하는 전류 계측 모듈과, AC-DC 변환부(20), DC-DC 변환부(40) 및 DC-AC 변환부(50)의 동작을 제어하며, 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나는지 여부에 따라 스위치부(70)의 스위칭 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하여 이루어진다.
여기서, 제어 모듈은 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나는 경우, 전류 유도부(10)에 의해 유도된 AC 전류가 전류 소모부(60)로 흐르도록 스위치부(70)를 스위칭시키는 한편, 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전 류의 크기가 기준치를 벗어나지 않는 경우, 즉 기준치 이내에 해당하는 경우에는, 전류 유도부(10)에 의해 유도된 AC 전류가 AC-DC 변환부(20)로 흐르도록 스위치부(70)를 스위칭시키는 것이 바람직하다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, DC 전원 필요 장비는 일정 크기의 DC 정격 전압을 갖는 DC 전원에 의해 작동되는 장비이고, AC 전원 필요 장비는 일정 크기의 AC 정격 전압 및 주파수를 갖는 AC 전원에 의해 작동되는 장비이다.
예를 들어, DC 전원 필요 장비 또는 AC 전원 필요 장비는 전력 링크 이상 유무 감시/진단 장치, 전력 링크(1)에서 발생하는 부분방전을 측정하는 부분방전 측정 장치, 전력 링크(1)가 설치되어 있는 작업 환경에서의 유해 가스를 측정하는 가스 측정 장치, 전력 링크(1)가 설치되어 있는 작업 환경에서의 조도를 측정하는 조도 측정 장치, 상용 계측 장치(오실로스코프 또는 스펙트럼분석기 등) 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치에 의하면, 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시켜 전원 필요 장치로 공급하되, 발생된 전원 을 저장하고, 필요시 저장된 전원을 전원 필요 장치로 공급함으로써, 전력 링크에 흐르는 전류가 차단되는 경우에도 전원 필요 장치로의 전원 공급을 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 전력 링크로부터 과전류가 유도되면, 과전류를 차단함과 동시에 소정의 부하를 통해 소비시킴으로써, 전원 필요 장치로의 과전류에 의해 발생된 전원 공급을 차단하여 안전성을 높일 수 있다.
또한, 전력 링크로부터 전류를 유도하여 전원을 발생시키고, 발생된 전원을 전원 필요 장치에서 필요로 하는 크기의 AC/DC 전원으로 변환시킴으로써, 요구하는 입력 전원의 크기 및 형태가 각기 다른 다양한 종류의 전원 필요 장치로 전원을 공급할 수 있다.
도 1은 종래의 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치의 구성을 도시한 도면.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1: 전력 링크 3: 변류기
5: 정류기 7: 정션 박스
10: 전류 유도부 20: AC-DC 변환부
30: 전원 저장부 40: DC-DC 변환부
50: DC-AC 변환부 60: 전류 소모부
70: 스위치부 80: 제어부

Claims (5)

  1. 전력 링크로부터 AC 전류를 유도하는 전류 유도부와;
    상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류를 DC 전원으로 변환시키는 AC-DC 변환부와;
    상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원을 저장하는 전원 저장부와;
    상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 DC 정격 전압을 갖도록 변환시켜 DC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-DC 변환부와;
    상기 AC-DC 변환부에 의해 변환된 DC 전원 또는 전원 저장부에 저장된 DC 전원을 일정 크기의 AC 정격 전압 및 주파수를 갖도록 변환시켜 AC 전원 필요 장비로 인가하는 DC-AC 변환부와;
    전류를 소모하는 전류 소모부와;
    스위칭 동작을 수행하여 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류를 상기 전류 소모부 또는 상기 AC-DC 변환부로 전달하는 스위치부와;
    상기 전류 유도부에 의해 이상 전류가 유도되는지 여부에 따라 상기 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 유도부는,
    각각 전력 링크에 설치되어 AC 전류를 유도하는 복수 개의 변류기와;
    상기 각 변류기로부터 유도된 AC 전류를 수집하여 상기 스위치부로 전달하는 정션 박스(Junction Box)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원 저장부는,
    상기 AC-DC 변환부로부터 DC 전원을 인가받으면, 인가받은 DC 전원을 저장하고, AC-DC 변환부로부터 인가되던 DC 전원이 차단되면, 저장된 DC 전원을 방전하여 DC-DC 변환부 및 DC-AC 변환부로 인가하는 것을 특징으로 하는 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스위치부를 통해 상기 전류 유도부로부터 상기 AC-DC 변환부로 전달되는 AC 전류의 크기를 측정하는 전류 계측 모듈과;
    상기 AC-DC 변환부, 상기 DC-DC 변환부 및 상기 DC-AC 변환부의 동작을 제어하며, 상기 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나는지 여부에 따라 상기 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나는 경우, 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류가 상기 전류 소모부로 흐르도록 상기 스위치부를 스위칭시키는 한편, 상기 전류 계측 모듈에 의해 측정된 AC 전류의 크기가 기준치를 벗어나지 않는 경우에는, 상기 전류 유도부에 의해 유도된 AC 전류가 상기 AC-DC 변환부로 흐르도록 상기 스위치부를 스위칭시키는 것을 특징으로 하는 전류 유도 방식 기반의 전원 공급 장치.
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