KR20110090320A - 무정전 전원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고효율, 고역률 및 소형화된 무정전 전원장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 배터리부, 외부 입력 전원으로 배터리부를 충전하기 위한 배터리 충전회로부, 외부 입력 전원을 정류하는 정류부 및 정류부에서 정류된 전원을 교류 전원으로 변환시키는 인버터부를 포함하는 서브 무정전 전원 장치부; 서브 무정전 전원 장치부에 직렬로 연결된 제 1 스위치; 서브 무정전 전원 장치부 및 제 1 스위치에 병렬로 연결되며, 서브 무정전 전원 장치부와 동일한 임피던스로 제어되는 가변 임피던스부; 서브 무정전 전원 장치부 및 제 1 스위치에 병렬로 연결되어 있으며, 가변 임피던스부와 직렬로 연결되어 있는 제 2 스위치; 및 가동 모드, 평상 모드, 정전 모드에 따라 제 1 스위치와 제 2 스위치를 제어하는 제어부를 포함하는 무정전 전원장치를 개시한다.

Description

무정전 전원장치{UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY}
본 발명은 무정전 전원장치에 관한 것이다.
무정전 전원장치는 상용 전원의 정전, 순간 전압 및 주파수 변동 등의 전원 장애가 있을 때, 양질의 전원을 부하기기에 중단 없이 공급하기 위한 장치이다. 이러한, 무정전 전원장치는 크게 온라인과 오프라인 방식으로 분류될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 종래의 오프라인 무정전 전원장치는 평상시에는 상용전원(1)을 바이패스 라인(2)을 통해 부하기기(6)에 전원을 공급한다. 그리고, 종래의 오프라인 무정전 전원장치는 정전시에는 절환 스위치(S1)가 바이패스 라인(2)에서 인버터부(5)로 절환된다. 그리고, 충전부(3)에 의하여, 배터리부(4)에 충전된 직류 전원(DC)을 인버터부(5)를 통해 부하기기(6)에 교류 전원(AC)으로 공급한다. 다만, 종래의 오프라인 무정전 전원장치는 평상시에서 정전시로의 무정전 전원장치의 모드 전환 즉, 절환 스위치(S1)의 제어에 시간이 걸려서, 전원 공급이 단절되는 시간이 존재하는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 오프라인 무정전 전원장치는 출력 전원이 불규칙하기 때문에, 안정된 출력 전압과 주파수를 요구하는 정밀기기에는 그 사용이 적합하지 않았다.
도 1b를 참조하면, 종래의 온라인 무정전 전원장치는 평상시에는 스위치(S2)가 열려있고, 절환 스위치(S3)는 A 단자에 접속되어 있어서, 정류부(7), 인버터부(8) 및 충전부(9)가 항상 작동한다. 그리고, 종래의 온라인 무정전 전원장치는 정전시에는 상용 전원(1)이 공급될 수 없는 상태이므로, 정류부(7)와 충전부(9)가 작동하지 않게 되고, 절환 스위치(S3)가 B 단자에 접속되어, 배터리부(10)와 인버터부(5)의 동작으로 부하기기(6)에 전원을 공급한다. 다만, 종래의 온라인 무정전 전원장치는 평상시에 상용전원(1)의 100%가 무정전 전원장치를 통하여 부하기기(6) 측에 공급되어 무정전 전원장치에서의 손실을 감안해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 무정전 전원장치는 입력신호 대 출력신호를 1:1로 출력 제어하지 못하여, 출력단 변압기(미도시)가 필요하였다. 그러나, 출력단 변압기는 전력 손실 및 낮은 직류전압에 의한 스위치의 도통 전류 증가를 야기하여, 전체적인 시스템의 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 고효율, 고역률 및 소형화된 무정전 전원장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무정전 전원장치는 배터리부, 외부 입력 전원으로 상기 배터리부를 충전하기 위한 배터리 충전회로부, 외부 입력 전원을 정류하는 정류부 및 상기 정류부에서 정류된 전원을 교류 전원으로 변환시키는 인버터부를 포함하는 서브 무정전 전원장치부; 상기 서브 무정전 전원장치부에 직렬로 연결된 제 1 스위치; 상기 서브 무정전 전원장치부 및 상기 제 1 스위치에 병렬로 연결되며, 상기 서브 무정전 전원장치부와 동일한 임피던스로 제어되는 가변 임피던스부; 상기 서브 무정전 전원장치부 및 상기 제 1 스위치에 병렬로 연결되어 있으며, 상기 가변 임피던스부와 직렬로 연결되어 있는 제 2 스위치; 및 평상 모드, 정전 모드, 장치 이상 모드에 따라 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 서브 무정전 전원장치부는 상기 서브 무정전 전원장치부의 보호를 위한 휴즈부; 및 상기 인버터부의 출력단에 연결되어, 출력 필터의 역할을 하는 LC 필터부; 출력단의 교류 전류의 급격한 변화를 막기 위한 리액터부를 더 포함할 수 있다.
더불어, 상기 인버터부는 IGBT에 의한 순시 전압 제어 방식으로 동작할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 제어하는 스위치 제어부; 상기 서브 무정전 전원장치부와 상기 가변 임피던스부의 입력단 전압, 전류, 위상을 측정하는 입력단 측정부; 상기 서브 무정전 전원장치부와 상기 가변 임피던스부의 출력단 전압, 전류, 위상을 측정하는 출력단 측정부; 상기 입력단 측정부와 상기 출력단 측정부에서 측정된 값을 토대로 상기 가변 임피던스의 임피던스 값을 변화시키는 가변 임피던스 제어부; 상기 서브 무정전 전원장치부의 입력단 신호와 출력단 신호를 동기화하기 위한 신호를 발생시키는 PLL 회로부; 및 상기 PLL 회로부의 신호를 토대로 상기 서브 무정전 전원장치부의 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 서브 무정전 전원장치부의 전류 흐름을 감지하여 상기 서브 무정전 전원장치부의 이상을 판단하는 안전 장치부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 평상 모드시에는 상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제 1 스위치는 닫혀 있고, 상기 제 2 스위치도 닫혀 있어, 상기 외부 입력 전원이 상기 서브 무정전 전원장치부와 상기 가변 임피던스부를 거쳐 부하기기에 전달될 수 있다.
또한, 상기 정전 모드시에는 상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제 1 스위치는 닫혀 있고, 상기 제 2 스위치는 열려 있어, 상기 서브 무정전 전원장치부의 배터리부의 전원이 부하기기에 전달될 수 있다.
또한, 상기 장치 이상 모드시에는 상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제 1 스위치는 열려 있고, 상기 제 2 스위치는 닫혀 있어, 상기 외부 입력 전원이 상기 가변 임피던스부를 거쳐 부하기기에 전달될 수 있다.
상기와 같이 하여, 온라인 무정전 전원장치가 상용 전원의 100%를 무정전 전원장치를 통하여 부하기기에 전달하는 것과 비교하여, 본 발명에 따른 무정전 전원장치는 평상시에 상용 전원의 50%만이 무정전 전원장치를 통과하여 부하기기에 도달되어, 무정전 전원장치에서 필연적으로 발생되는 전력 전달 손실이 감소하게 된다.
그리고, 오프라인 무정전 전원장치에서 평상시에서 정전시로의 모드 변환시 절체 시간이 걸리는 것과 비교하여, 본 발명에 따른 무정전 전원장치는 모드 변환에 절체 시간이 존재하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 무정전 전원장치는 트랜스를 사용하지 않고, 서브 무정전 전원장치의 출력을 조절 가능하여, 전력 전달 손실이 적고 효율이 좋다.
또한, 본 발명에 따른 무정전 전원장치는 평상시에는 전력의 절반은 서브 무정전 전원장치부를 통과하고, 나머지 절반은 가변 임피던스부를 통과하므로, 부하기기에 전달될 용량의 절반의 용량 크기의 서브 무정전 전원장치부를 사용 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 무정전 전원장치는 서브 무정전 전원장치부의 입·출력단의 위상 동기화가 정확히 이루어지고, 리액터부를 포함하고 있어서, 서브 무정전 전원장치부의 모듈러 형식 즉, 병렬 연결에 유리하며, 고역률의 운영이 가능하다.
도 1a는 종래의 오프라인 무정전 전원장치를 간략히 도시한 블럭도이다.
도 1b는 종래의 온라인 무정전 전원장치를 간략히 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무정전 전원장치를 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 서브 무정전 전원장치부를 상세히 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 서브 무정전 전원장치부의 일 실시예에 대한 회로도 및 서브 무정전 전원장치부에 대한 제어부의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 안전장치부의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 동작원리에 대하여 설명하도록 한다. 그리고, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 되어 있는 경우도 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 무정전 전원장치를 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무정전 전원장치(100)는 서브 무정전 전원장치부(120), 제 1 스위치(SW1), 가변 임피던스부(130), 제 2 스위치(SW2) 및 제어부(140)를 포함하여 형성된다. 그리고, 본 발명에 따른 무정전 전원장치는 입력 필터부(110)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기의 구성들에 의해, 본 발명에 따른 무정전 전원장치(100)는 평상 모드, 정전 모드 및 장치 이상 모드의 세 가지 동작을 하게 된다.
입력 필터부(110)는 상용전원(1)측에 연결되어 있다. 그리고, 입력 필터부(110)는 상용전원(1) 즉, 교류(AC) 전원의 전기적 노이즈를 필터링한다.
서브 무정전 전원장치부(120)는 상용전원(1) 측에 연결되어 있다. 그리고, 서브 무정전 전원장치부(120)에는 입력 필터부(110)를 통과한 전원이 입력될 수 있다. 또한, 서브 무정전 전원장치부(120)는 제 1 스위치(SW1)와 직렬로 연결되어 있다. 또한, 서브 무정전 전원 장치부(120)는 상용전원(1)에 이상이 생겼을 경우, 자체적으로 부하기기(6)에 전원을 공급하는 장치로 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
가변 임피던스부(130)는 서브 무정전 전원장치부(120) 및 제 1 스위치(SW1)에 병렬로 연결되어 있다. 그리고, 가변 임피던스부(130)에는 제 2 스위치(SW2)가 직렬로 연결되어 있다. 또한, 가변 임피던스부(130)는 서브 무정전 전원장치부(120)와 동일한 임피던스로 제어된다.
제어부(140)는 평상 모드, 정전 모드 및 장치 이상 모드에 따라 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)를 제어한다. 이하, 각 모드에 따른 제어부(140)의 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)의 구체적 제어에 대하여 설명하도록 한다.
평상 모드는 상용전원(1)과 서브 무정전 전원장치부(120) 모두 이상 없이 동작할 때의 모드이다. 평상 모드시에는 제어부(140)의 제어에 의하여, 제 1 스위지(SW1)가 닫히고, 제 2 스위치(SW2)도 닫혀 있게 된다. 따라서, 상용전원(1)은 서브 무정전 전원장치부(120)와 가변 임피던스부(130)를 거쳐 부하기기(6)에 전달된다. 서브 무정전 전원장치부(120)와 가변 임피던스부(130)는 임피던스가 같게 유지되므로, 각각에 흐르는 전류(Ia, Ib)는 같게 된다. 그리고, 부하기기에 전달되는 전류(Ic)는 무정전 전원장치(120)를 통과한 전류(Ia)와 가변 임피던스부(130)를 통과한 전류(Ib)의 합이 된다.
정전 모드는 서브 무정전 전원장치부(120)는 정상이고, 상용전원(1)이 공급되지 않는 때의 모드이다. 정전 모드시에는 제어부(140)의 제어에 의하여, 제 1 스위치(SW1)는 닫히고, 제 2 스위치(SW2)는 열리게 된다. 그리고, 서브 무정전 전원장치부(120)의 후술하는 배터리에 저장된 전원이 부하기기(6)에 공급된다. 이에 의하여, 정전 시에도 부하기기(6)는 지속적인 전원의 공급을 받을 수 있다.
장치 이상 모드는 상용전원(1)이 정상적으로 공급되고, 서브 무정전 전원장치부(120)에 이상이 생겼을 때의 동작 모드이다. 장치 이상 모드시에는 제어부(140)의 제어에 의하여, 제 1 스위치(SW1)는 열리고, 제 2 스위치(SW2)는 닫히게 된다. 따라서, 상용전원(1)은 가변 임피던스부(130)를 거쳐 부하기기(6)에 전달된다. 즉, 가변 임피던스부(130)FMF 흐르는 전류(Ib)와 부하기기에 전달되는 전류(Ic)는 같게 된다.
상기와 같이 제어부(140)의 제어에 의하여 병렬로 연결된 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)의 제어가 가능하여, 모드 전환 때 절체 시간이 존재하지 않는다. 제어부(140)의 상세한 구성 및 동작에 대해서는 후술하도록 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 서브 무정전 전원장치부의 구성 및 동작에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 서브 무정전 전원장치부를 상세히 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 서브 무정전 전원장치부(120)는 정류부(122), 인버터부(123), 배터리 충전회로부(126) 및 배터리부(127)를 포함하여 형성된다. 또한, 서브 무정전 전원장치부(120)는 휴즈부(121), LC 필터부(124) 및 리액터부(125)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
휴즈부(121)는 휴즈(fuse)로 형성될 수 있다. 그리고, 휴즈부(121)는 서브 무정전 전원장치부(120)에 이상이 발생되었을 때, 끊어져서 서브 무정전 전원장치부(120)에 더 이상 전원이 공급되지 않게 할 수 있다.
정류부(122)는 입력되는 교류 형태의 상용전원을 직류 전원으로 정류한다.
인버터부(123)는 평상 모드시에는 정류부(122)를 거친 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 그리고, 인버터부(123)는 정전 모드시에는 배터리부(127)에 축적된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하기기 측으로 전달하게 된다.
LC 필터부(124)는 인버터부(123)와 부하기기 사이에 연결될 수 있다. 그리고, LC 필터부(124)는 인버터부(123)를 통과한 전원의 노이즈를 제거한다.
리액터부(125)는 인버터부(123)와 부하기기 사이에 연결될 수 있다. 리액터부(125)는 큰 유도성인 리액턴스를 갖는 리액터로 이루어질 수 있다. 리액터부(125)는 출력단 전류의 급격한 변화를 상쇄하기 위한 것으로, 특히, 서브 무정전 전원장치부(120)를 모듈러 형식으로 병렬 연결하게 될 때 유용할 수 있다.
배터리 충전회로부(126)는 상용전원과 배터리부(127) 사이에 연결된다. 그리고, 배터리 충전회로부(126)는 상용 전원의 공급 중단 등에 대비하여, 상용 전원을 배터리부(127)에 충전하는 회로이다.
배터리부(127)는 다수개의 배터리로 형성될 수 있다. 그리고, 배터리부(127)에는 상용 전원의 공급 중단 등에 대비하여, 배터리 충전회로부(126)를 통해 전원이 충전되어 있다. 정전시에는 배터리부(127)는 인버터부(123)를 통해 부하기기에 전원을 공급하게 된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 무정전 전원장치부의 구성 및 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 무정전 전원장치부에 대한 제어부의 동작을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 무정전 전원장치를 도시한 블럭도이다. 도 4는 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 서브 무정전 전원장치부의 일 실시예에 대한 회로도 및 서브 무정전 전원장치부에 대한 제어부의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다. 그리고, 도 4는 출력 Line 단자 및 출력 Neutral 단자에 대한 입력 Line 단자 및 입력 Neutral 단자의 서브 무정전 전원장치부의 일 실시예이다. 또한, 도 3의 서브 무정전 전원장치부와 동일 유사한 부분은 동일한 도면 부호를 사용하였으며, 이하에서는 도 3의 서브 무정전 전원장치부와의 차이점에 대하여만 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 무정전 전원장치부(120)는 입력측에 연결되는 휴즈부(121), 휴즈부(121)의 출력측에 연결되는 정류부(122), 정류부(122)의 출력측에 연결되는 인버터부(123), 인버터부(123)의 출력측에 연결되는 LC 필터부(124), LC 필터부(124)의 출력측에 연결되는 리액터부(125)를 포함하여 형성된다. 그리고, 입력 Line 및 입력 Neutral에 연결되며 인버터부(123)의 입력단에 병렬 연결되는 배터리 충전회로(126) 및 배터리(127)를 포함하여 형성된다.
정류부(122)는 제 1 커패시터(C1)와 제 2 커패시터(C2)를 입력 Neutral 단자에 대해 병렬로 연결하고, 제 1 커패시터(C1)과 직렬 연결된 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 커패시터(C2)와 직렬 연결된 제 2 다이오드(D2)를 입력 Line 단자에 대해 병렬 연결함으로써 형성될 수 있다. 상기와 같은 구조의 정류부(122)에 의해, 입력 전원은 반파 정류된다.
인버터부(123)는 다수개의 직병렬 연결된 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)들을 포함하여 형성될 수 있다. 그리고, 인버터부(123)는 IGBT에 의한 순시 전압 제어 방식으로 동작할 수 있다. 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)의 게이트 단자에는 후술하는 제어부(140)의 인버터 제어부(147)의 신호가 전달되어 입력측과 동기화된 교류 출력을 만들어 낼 수 있다.
LC 필터부(124)는 인버터부(123)에 대하여 직렬로 연결된 제 2 인덕터(L2)와 제 2 인덕터(L2)에 대하여 병렬로 연결된 제 3 커패시터(C3)를 포함하여 형성될 수 있다.
리액터부(125)는 LC 필터부(124)의 제 2 인덕터(L2)와 직렬 연결된 리액터(L3)로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제어부(140)는 스위치 제어부(141), 입력단 측정부(142), 출력단 측정부(143), 가변 임피던스 제어부(144), 안전 장치부(145), PLL 회로부(146) 및 인버터 제어부(147)를 포함하여 형성될 수 있다. 도 4에서는 제어부(140)가 서브 무정전 전원장치부(120)에 연결되어 있는 것만을 도시하였지만, 제어부(140)는 가변 임피던스부(130)와 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)에도 연결되어 있다.
스위치 제어부(141)는 후술하는 입력단 측정부(142), 출력부 측정부(143) 및 안전 장치부(145)에서 측정된 값에 따라, 평상 모드, 정전 모드, 장치 이상 모드를 구별하여 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)의 열고 닫음을 제어한다.
입력단 측정부(142)는 서브 무정전 전원장치부(120)의 입력단과 가변 임피던스부(130)의 입력단에 연결되어 있다. 그리고, 입력단 측정부(142)는 서브 무정전 전원장치부(120)의 입력단과 가변 임피던스부(130)의 입력단의 전압, 전류, 위상을 측정한다.
출력단 측정부(143)는 서브 무정전 전원장치부(120)의 출력단과 가변 임피던스부(130)의 출력단에 연결되어 있다. 그리고, 출력단 측정부(143)는 서브 무정전 전원장치부(120)의 출력단과 가변 임피던스부(130)의 출력단의 전압, 전류, 위상을 측정한다.
입력단 측정부(142) 및 출력단 측정부(143)에서 측정된 값은 상기의 스위치 제어부(141)에 전달되어, 스위치 제어부(141)에서 평상 모드, 정전 모드 및 장치 이상 모드를 구별하게 된다.
가변 임피던스 제어부(144)는 입력단 측정부(142) 및 출력단 측정부(143)에서 측정한 수치를 토대로 서브 무정전 전원장치부(120)의 임피던스 값을 계산하고, 가변 임피던스부(130)의 임피던스 값을 서브 무정전 전원장치부(120)의 임피던스 값과 동일하게 제어한다.
안전 장치부(145)는 서브 무정전 전원장치부(120)의 이상을 감지한다. 안전 장치부(145)에 의해 서브 무정전 전원장치부(120)의 이상이 감지되면, 안전장치부(145)는 장치 이상 모드임을 스위치 제어부(141)에 전달하게 된다. 그리고, 스위치 제어부(141)는 제 1 스위치(SW1)를 닫고, 제 2 스위치(SW2)를 열게 된다. 안전 장치부(145)의 회로 구성에 대해서는 도 5와 함께 후술하도록 한다.
PLL 회로부(146)는 입력단 측정부(142)에서 측정된 입력 위상을 기준으로 이에 동기화시킨 인버터 기준 주파수 신호 및 반송파 신호를 발생시킨다.
인버터 제어부(147)는 서브 무정전 전원장치(120)의 입력측과 출력측의 신호의 동기화를 위하여, PLL 회로부(146)에서 발생된 인버터 기준 주파수 신호 및 반송파 신호를 인버터부(123) 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)의 게이트 단자에 전달한다. 상기의 PLL 회로부(146) 및 인버터 제어부(147)의 동작에 의하여, 입력 위상과 출력 위상은 동기화된다. 특히, 본 발명은 PLL 회로부(146) 및 인버터 제어부(147)의 동작에 의하여, 입력 위상과 출력 위상을 정확히 동기화시켜 서브 무정전 전원장치부(120)를 모듈러 형식으로 병렬 연결할 때 유용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 안전 장치부의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 서브 무정전 전원장치부의 일 실시예에 대한 회로도 및 서브 무정전 전원장치부에 대한 제어부의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다. 도 5는 본 발명에 따른 무정전 전원장치의 안전 장치부의 일 실시예를 도시한 회로도이다. 도 5는 출력 Line 단자 및 출력 Neutral 단자에 대한 입력 Line 단자 및 입력 Neutral 단자의 안전 장치부(145)의 일 실시예이다.
도 4 및 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 안전 장치부(145)는 서브 무정전 전원 장치(120)의 입력단의 일측에 병렬 연결되어 있을 수 있다. 안전 장치부(145)는 서브 무정전 전원장치부(120)에 장애가 발생하여, 서브 무정전 전원장치부(120)의 내부 회로에서 발생할 수 있는 화재 등의 위험을 예방하는 역할을 한다. 구체적으로, 안전 장치부(145)는 PWM IN 단자에서 스위칭 소자(Qp1)를 단락하도록 신호를 출력한다. 그리고, 스위칭 소자(Qp1)를 통과하여 CT 소자를 통과한 전류를 전류감지 단자에서 검출하게 된다. 평상 모드 즉, 서브 무정전 전원장치부(120)가 정상적으로 작동하는 경우에는 전류감지 단자에서는 전류가 검출되어 서브 무정전 전원장치부(120)의 정상 작동을 확정짓는다. 그리고, 장치 이상 모드 즉, 서브 무정전 전원장치부(120)에 장애가 발생하여 휴즈부(121)가 끊어졌을 경우에는 전류감지 단자에서는 전류가 감지되지 않음을 확인하고, 서브 무정전 전원장치부(120)의 이상을 스위치 제어부(141)에 전달하여, 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 제어하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100; 무정전 전원장치
110; 입력 필터부
120; 서브 무정전 전원장치부
130; 가변 임피던스부
140; 제어부

Claims (8)

  1. 배터리부, 외부 입력 전원으로 상기 배터리부를 충전하기 위한 배터리 충전회로부, 외부 입력 전원을 정류하는 정류부 및 상기 정류부에서 정류된 전원을 교류 전원으로 변환시키는 인버터부를 포함하는 서브 무정전 전원장치부;
    상기 서브 무정전 전원장치부에 직렬로 연결된 제 1 스위치;
    상기 서브 무정전 전원장치부 및 상기 제 1 스위치에 병렬로 연결되며, 상기 서브 무정전 전원장치부와 동일한 임피던스로 제어되는 가변 임피던스부;
    상기 서브 무정전 전원장치부 및 상기 제 1 스위치에 병렬로 연결되어 있으며, 상기 가변 임피던스부와 직렬로 연결되어 있는 제 2 스위치; 및
    평상 모드, 정전 모드, 장치 이상 모드에 따라 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 무정전 전원장치부는
    상기 서브 무정전 전원장치부의 보호를 위한 휴즈부; 및
    상기 인버터부의 출력단에 연결되어, 출력 필터의 역할을 하는 LC 필터부;
    출력단의 교류 전류의 급격한 변화를 막기 위한 리액터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인버터부는 IGBT에 의한 순시 전압 제어 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 제어하는 스위치 제어부;
    상기 서브 무정전 전원장치부와 상기 가변 임피던스부의 입력단 전압, 전류, 위상을 측정하는 입력단 측정부;
    상기 서브 무정전 전원장치부와 상기 가변 임피던스부의 출력단 전압, 전류, 위상을 측정하는 출력단 측정부;
    상기 입력단 측정부와 상기 출력단 측정부에서 측정된 값을 토대로 상기 가변 임피던스의 임피던스 값을 변화시키는 가변 임피던스 제어부;
    상기 서브 무정전 전원장치부의 입력단 신호와 출력단 신호를 동기화하기 위한 신호를 발생시키는 PLL 회로부; 및
    상기 PLL 회로부의 신호를 토대로 상기 서브 무정전 전원장치부의 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 서브 무정전 전원장치부의 전류 흐름을 감지하여 상기 서브 무정전 전원장치부의 이상을 판단하는 안전 장치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 평상 모드시에는
    상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제 1 스위치는 닫혀 있고, 상기 제 2 스위치도 닫혀 있어, 상기 외부 입력 전원이 상기 서브 무정전 전원장치부와 상기 가변 임피던스부를 거쳐 부하기기에 전달되는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 정전 모드시에는
    상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제 1 스위치는 닫혀 있고, 상기 제 2 스위치는 열려 있어, 상기 서브 무정전 전원장치부의 배터리부의 전원이 부하기기에 전달되는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 장치 이상 모드시에는
    상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제 1 스위치는 열려 있고, 상기 제 2 스위치는 닫혀 있어, 상기 외부 입력 전원이 상기 가변 임피던스부를 거쳐 부하기기에 전달되는 것을 특징으로 하는 무정전 전원장치.
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