KR20130078964A

KR20130078964A - 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치

Info

Publication number: KR20130078964A
Application number: KR1020120000157A
Authority: KR
Inventors: 김원상; 박해진
Original assignee: 주식회사 디씨파워시스템
Priority date: 2012-01-02
Filing date: 2012-01-02
Publication date: 2013-07-10
Also published as: KR101323788B1

Abstract

이상 설명한, 본 발명에 따른 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치에 의하면, DC전원공급을 공급할 때 RELAY가 동작하지 않으면 INDUCTOR의 동손, MOSFET의 스위칭 손실, DIODE의 순방향 전압강하 손실이 발생하는데, 본 발명에 따른 AC전원 및 DC전원 판단회로를 통해 DC전원 공급시 RELAY가 동작함으로써 상기의 여러 가지 손실이 제거되어 전원장치의 효율을 높일 수 있다.
DC 전원 공급시 MOSFET ,DIODE ,PFC구동 제어기가 동작하지 않으면 제품의 수명, 고장율, 신뢰성, EMI등에 효과를 볼 수 있다

Description

전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치{AC/DC SERVER POWER APPARATUS FOR ENHANCING EFFICIENCY OF POWER SUPPLY}

본 발명은 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 통상의 AC전원은 물론, DC전원을 공급받아 동작할 때, AC전원을 공급받아 동작하는 서버전원 공급장치를 DC전원으로 공급할 때 안정적인 PFC(역률보정회로) 동작제한을 위하여 간단한 AC전원 및 DC전원 판단회로를 구성함으로써, INDUCTOR, MOSFET, DIODE의 작동으로 인한 여러 가지 손실이 제거되어 전원장치의 효율을 높일 수 있는 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 통상의 서버전원 공급장치는 AC전원을 공급 받아 PFC(역률보정회로)를 통해 DC 전원을 만들고, DC 전원을 DC/DC 변환회로를 통해 서버 컴퓨터가 필요한 각종 전원을 만들어 사용한다. (도 1 참조)

통상의 서버전원 공급장치에 DC전원을 공급할 때 INDUCTOR, MOSFET, DIODE가 동작되어 서버전원 공급장치의 효율을 감소시키는 문제점이 있었다.

따라서, 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치가 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 통상의 AC전원을 공급받아 동작하는 서버전원 공급장치에 DC전원을 공급할 때 안정적인 PFC(역률보정회로) 동작제어를 위하여 간단한 AC전원 및 DC전원 판단회로를 구성하여 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

전원을 공급받아 역률보정회로(PFC)를 통해 DC전원을 만들고, DC전원을 DC/DC 변환회로를 통해 서버 컴퓨터가 필요한 각종 전원을 만들어 사용하는 교류 및 직류 겸용 서버전원 장치에 있어서,

AC전원 및 DC전원 판단회로를 구비하여, DC전원 공급시 RELAY가 동작하도록

하되, 상기 AC 전원 및 DC 전원 판단회로는, 각각의 일단부가 퓨즈 EMI 필터 출력측에 연결된 정류부의 일단에 병렬 연결된 DC 차단부의 콘덴서 C1A,C1B; 상기 DC 차단부의 콘덴서 하단부에 연결된 AC 고압분압부의 저항 R1, R2; 상기 AC 고압분압부의 저항 R1,R2의 양단에 병렬연결된 AC/DC 변환부의 D1,C2; 상기 AC/DC 변환부에 병렬연결된 체터링제거부의 IC U1A(51),U1B; 상기 체터링제거부의 2개의 IC중 하나에 연결된 초기동작제한부의 R3,C3; 상기 초기동작제한부에 병렬연결된 RELAY구동부의 TR Q2; 상기 RELAY구동부의 TR Q2의 컬렉터단에 연결된 DC절환 RELAY릴레이 구동코일; 상기 정류부의 타단과 DC/DC트랜스포머 입력단에 연결되어 상기 DC절환 RELAY구동부(70)의 동작에 따라 회로를 ON/OFF하는 DC절환 RELAY접점; 상기 체터링제거부의 IC중 나머지 하나에 연결되고 역률보정회로(PFC)와 연결된 PFC(AC/DC)제어부; 상기 DC/DC 변환회로의 DC/DC트랜스포머측에 연결된 출력동작 ON/OFF SW;를 포함하는 교류 및 직류 겸용 서버전원 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 스위치 SW는 ON되면 후단의 DC/DC 트랜스포머의 출력을 OFF 시키는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한, 본 발명에 따른 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치에 의하면, DC전원공급을 공급할 때 RELAY가 동작하지 않으면 INDUCTOR의 동손, MOSFET의 스위칭 손실, DIODE의 순방향 전압강하 손실이 발생하는데, 본 발명에 따른 AC전원 및 DC전원 판단회로를 통해 DC전원 공급시 RELAY가 동작함으로써 상기의 여러 가지 손실이 제거되어 전원장치의 효율을 높일 수 있다.

DC 전원 공급시 MOSFET ,DIODE ,PFC구동 제어기가 동작하지 않으면 제품의 수명, 고장율, 신뢰성, EMI등에 효과를 볼 수 있다

도 1은 종래의 AC전용 서버전원장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AC 및 DC 겸용 서버전원장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블럭도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 DC전원 입력시와, AC전원 입력시의 플로차트이다.

이하에서는 본 발명에 따른 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치에 대한 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.

이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해 되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치는,

EMI필터의 출력부에 연결된 정류부의 일단에 연결된 DC차단부(20)의 콘덴서 C1A(21) 및 C1B(22)와, 상기DC차단부(20)에 연결된 AC고압분압부(30)의 저항 R1(31) 및 R2(32)와, 상기 AC고압분압부(30)에 연결된 AC/DC변환부(40)의 D1(41) 및 C2(42)와, 상기AC/DC변환부(40)에 연결된 체터링제거부(50)의 IC U1A(51) 및 U1B(52)와, 상기 체터링제거부(50)의 IC U1B(52)에 연결된 초기동작제어부(60)의 저항 R3(61) 및 콘덴서 C3(62)와, 상기 초기동작제어부(60)에 연결된 DC절환 RELAY구동부(70)의 TR Q2(70)와, 상기 DC절환 RELAY구동부(70)에 연결된 DC절환 릴레이 RELAY구동코일(80)과, 상기 RELAY구동코일(80)의 구동에 의하여 ON/OFF되는 RELAY접점(81)과, 상기 체터링제거부(50)의 IC U1A(51)에 연결되어 역율보정회로(PFC)를 제어하는 PFC제어부(10)와, DC/DC트랜스포머(90)에 연결되어 출력동작을 제어하는 출력동작 ON/OFF 스위치SW(91)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 동작은, AC전원일 때는 C1A(21),C1B(22)을 통해 AC전원이 도통하고 고전압을 R1(31), R2(32)를 IC에 손상이 가지 않는 저전압으로 분압된다. 분압된 전압은 D1(41),C2(42)를 통해 정류되어 DC전압으로 변환된다. 채터링제거IC U1B(52)에 전압이 나타나면 채터링제거IC U1B(52)의 출력이 'L'이 되어 Q2(70)를 OFF시킨다. 따라서 RELAY구동코일(80)은 동작하지 않는다.

또한 채터링제거IC U1A(51)의 출력도 'L'이 되어 PFC(AC/DC)제어기(10)가 정상동작 한다.

DC전원일 때는 C1A(21) 및 C1B(22)를 통해 DC전원이 도통하지 못하기 때문에 R1(31),R2(32)에 걸리는 전압도 없다. 따라서 채터링제거IC U1A(51), U1B(52)의 입력이 'L'이 되고 출력전압은 'H'가 된다. 채터링제거IC U1B(52)의 출력이 'H'이면 Q2(70)가 도통하여 RELAY구동코일(80)이 동작하여 RELAY접점(81)이 ON상태로 된다. 또한 채터링제거IC U1A(51)의 출력도 'H'가 되어 PFC제어기(10)가 동작하지 않는다.

초기동작제한RC의 R3(61) 및 C3(62)의 동작은 초기에 C2(42)의 전압이 'L'이기 때문에 채터링제거IC U1B(52)의 출력이 H'가 되어 Q2(70)가 ON되어 RELAY구동코일(80)이 오동작할 수 있다. 이에 대하여 R3(61) 및 C3(62)는 채터링제거IC U1B(52)의 출력을 적분하여 순간적인 RELAY구동코일(80)의 동작을 제한한다. RELAY구동코일(80)이 동작하면 RELAY접점(81)이 ON상태로 되고 PFC구동소자인 INDUCTOR(11), MOSFET(12), D2(13)가 제거되어 입력의 DC전원이 PFC회로를 거치지 않고 후단의 DC/DC 트랜스포머(90)에 공급된다.

또한 SW(91)를 ON하면 후단의 DC/DC트랜스포머(90)의 출력이 OFF된다. 상기 SW(91)가 ON되면 AC 및 DC 겸용 서버전원 장치에 공급된 DC전원을 제거하여 입력 콘넥터 또는 스위치의 소손이 방지된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플로차트로서 D/C전원 및 A/C전원 입력시 PFC(AC/DC)제어기(10) 및 RELAY(80,81)의 동작 과정을 보여준다.

본 발명에 따른 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치에 의하면, DC전원공급을 공급할 때 RELAY(80, 81)가 동작하지 않으면, INDUCTOR(11)의 동손, MOSFET(12)의 스위칭 손실, DIODE(D2)(13)의 순방향 전압강하 손실이 발생하는데, 본 발명에 따른 AC전원 및 DC전원 판단회로를 통해 DC전원 공급시 RELAY(80, 81)가 동작함으로써 여러 가지 손실이 제거되어 전원장치의 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 전원장치 효율을 개선하기 위한 교류/직류 겸용 서버전원장치에 의하면, INDUCTOR의 동손, MOSFET의 스위칭 손실, DIODE의 순방향 전압강하 손실발생을 방지하게 되고, 이러한 발명은 서버전원장치에 적용하게 됨으로써 전원장치의 효율을 높일 수 있어 산업이용가능성이 우수한 발명이라고 할 수 있다.

10 : PFC (AC/DC) 제어기 11 : INDUCTOR
12 : MOSFET 13 : DIODE 2
20 : DC차단부 21 : C1A (차단 콘덴서) 22 : C1B (차단콘덴서) 30 : AC 고압분압부
31 : R1 (AC 고압분압저항) 32 : R2 (AC 고압분압저항)
40 : AC/DC변환부 41 : D1 (AC/DC 변환부) 42 : C2 (AC/DC 변환부) 50 : 채터링제거부
51 : U1A (체터링제거 IC) 52 : U1B (체터링제거 IC)
60 : 초기동작제한부 61 : R3 (초기동작제한부) 62 : C3 (초기동작제한부) 70 : Q2 (RELAY구동부,TR) 80 : RELAY구동코일 (DC절환) 81 : RELAY접점 (DC절환)
90 : DC/DC트랜스포머 91 : SW (출력동작 ON/OFF 스위치)

Claims

전원을 공급받아 역률보정회로(PFC)를 통해 DC전원을 만들고, DC전원을 DC/DC 변환회로를 통해 서버 컴퓨터가 필요한 각종 전원을 만들어 사용하는 교류 및 직류 겸용 서버전원 장치에 있어서,
AC전원 및 DC전원 판단회로를 구비하여, DC전원 공급시 RELAY가 동작하도록 하되,
상기 AC 전원 및 DC 전원 판단회로는,
각각의 일단부가 퓨즈 EMI 필터 출력측에 연결된 정류부의 일단에 병렬 연결된 DC 차단부(20)의 콘덴서 C1A(21),C1B(22);
상기 DC 차단부(20)의 콘덴서 하단부에 연결된 AC 고압분압부(30)의 저항 R1(31), R2(32);
상기 AC 고압분압부(30)의 저항 R1(31),R2(32)의 양단에 병렬연결된 AC/DC 변환부(40)의 D1(41),C2(42);
상기 AC/DC 변환부(40)에 병렬연결된 체터링제거부(50)의 IC U1A(51),U1B(52);
상기 체터링제거부(50)의 2개의 IC중 하나에 연결된 초기동작제한부(60)의 R3(61),C3(62);
상기 초기동작제한부(60)에 병렬연결된 RELAY구동부(70)의 TR Q2(70);
상기 RELAY구동부(70)의 TR Q2(70)의 컬렉터단에 연결된 DC절환 RELAY릴레이 구동코일(80);
상기 정류부의 타단과 DC/DC트랜스포머(90) 입력단에 연결되어 상기 DC절환 RELAY구동부(70)의 동작에 따라 회로를 ON/OFF하는 DC절환 RELAY접점(81);
상기 체터링제거부(50)의 IC중 나머지 하나에 연결되고 역률보정회로(PFC)와 연결된 PFC(AC/DC)제어부(10);
상기 DC/DC 변환회로의 DC/DC트랜스포머(90)측에 연결된 출력동작 ON/OFF SW(91);를 포함하는 교류 및 직류 겸용 서버전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치 SW(91)가 ON되면 후단의 DC/DC 트랜스포머(90)의 출력을 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 교류 및 직류 겸용 서버전원 장치.