KR20130097966A - 이중화 전원공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중화 전원공급장치에 관한 것으로서, 평상시 DC 입력전원이 정상적으로 입력되면 이를 처리하여 원하는 레벨의 DC 출력전원을 공급하지만, 그렇지 않은 경우에는 이를 스스로 감지하여 배터리의 전원이 DC 출력전원으로 공급될 수 있도록 한다. 이와 같은 이중화 처리를 통해 더욱 안정적으로 전원을 공급할 수 있으므로, 중요 설비나 부하의 오동작을 방지할 수 있고, 전원 불안정에 따른 시스템의 치명적인 피해를 줄일 수 있게 된다.

Description

이중화 전원공급장치{ Apparatus for Dual Power Supplying }
본 발명은 이중화 전원공급장치에 관한 것으로서, 입력전원이 정상적으로 공급되지 않는 경우 배터리의 전원이 공급될 수 있도록 처리하여, 불안정한 전원 공급으로 인해 각종 장치에 발생할 수 있는 위험을 방지한다.
전원공급장치를 통해 공급되는 전원을 이용하여 동작하는 각종 장치는 전원의 공급이 중단되거나 고장이 발생하면 정상 동작을 할 수 없다.
예를 들자면, 공장 자동화의 핵심 요소로 널리 사용되는 피엘시(PLC: Programmable Logic Controller) 시스템에는 외부 장치와 통신하여 부하를 제어하는 리모트 통신 모듈이 사용되는데, 리모트 통신 모듈에 전원이 공급되지 않으면 외부 장치의 상태 파악과 제어가 모두 실패하게 된다.
이와 같이 비정상적인 전원공급으로 인해 각종 장치들이 올바로 동작할 수 없게 되면, 해당 장치의 종류에 따라 큰 위험을 초래하거나 치명적인 결과를 야기할 수도 있다.
그러므로 각종 장치가 더욱 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위해서는 비정상적인 상황에서도 안정적으로 전원이 공급될 수 있도록 해 줄 필요가 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 평상시 전원이 정상적으로 공급되지 않는 경우 배터리를 통해 전원을 공급할 수 있도록 하여 더욱 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 이중화 전원공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이중화 전원공급장치는 DC 입력전원을 DC 출력전원으로 변환하여 공급하는 전원공급장치로서, 상기 DC 입력전원이 인가되고 있는지의 여부에 따라 출력단이 하이 상태 또는 로우 상태로 변동하는 입력전원감지부; 독자적으로 상기 DC 출력전원을 공급하는 배터리; 및 상기 입력전원감지부의 출력단 상태에 따라 상기 배터리의 전원을 상기 DC 출력전원으로 공급하는 출력전원공급부를 포함하여 이루어진다.
상기 입력전원감지부는, 기준전원(Vcc)과 연결되고 상기 DC 입력전원이 인가되고 있는지의 여부에 따라 도통 상태가 결정되는 포토 커플러; 상기 포토 커플러로 인가되는 전류를 제한하는 저항소자; 및 상기 DC 입력전원이 일정한 전압 이하일 때 상기 포토 커플러가 온(ON) 되지 못하도록 하는 저항소자를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 출력전원공급부는 상기 포토 커플러의 출력과 상기 배터리의 전원이 입력으로 연결된 낸드 게이트 소자; 및 콜렉터가 상기 배터리의 전원에 연결되고, 게이트가 상기 낸드 게이트 소자의 출력과 연결되는 스위칭 트랜지스터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전원공급장치로 평상시 전원이 정상 공급되지 않는 상태가 되는 경우 자동적으로 배터리 전원을 공급하게 된다.
이와 같은 이중화 처리를 통해 더욱 안정적으로 전원을 공급할 수 있으므로, 중요 설비나 부하의 오동작을 방지할 수 있고, 전원 불안정에 따른 시스템의 치명적인 피해를 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 이중화 전원공급장치의 개요,
도 2는 본 발명에 따른 이중화 전원공급장치의 일 실시예,
도 3은 본 발명에 따른 이중화 전원공급장치의 구체적인 실시예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 이중화 전원공급장치(10)는 제1전원공급장치(11)와 제2전원공급장치(12)로 이중화된 구조를 가지고 있다.
제1전원공급장치(11)는 DC 입력전원이 정상적으로 공급될 때 DC 입력전원을 DC 출력전원으로 변환하여 공급하며 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예컨대 제1전원공급장치(11)는 DC 전원의 레벨을 변환하는 스위칭 집적회로(IC)를 사용하여 구성될 수 있다.
DC 입력전원과 DC 출력전원의 레벨은 얼마든지 다양하게 설정될 수 있다. 일 예로서 DC 입력전원은 24V이고, DC 출력전원은 12V일 수 있다.
이중화 전원공급장치(10)의 DC 출력전원을 이용하여 동작하는 장치(15)는 얼마든지 다양할 수 있는 것으로서, 피엘시(PLC) 시스템의 리모트 통신 모듈을 하나의 예로 들 수 있다.
리모트 통신 모듈은 피엘시 시스템의 다른 모듈이나 타 장치와 통신하고, 통신 결과에 따라 센서나 리미트 스위치 등 각종 부하를 제어하는데 그 동작을 위해 DC 출력전원이 필요하다. 그러나 DC 입력전원이 차단되어 DC 출력전원이 공급되지 않으면 정상적으로 동작할 수 없다.
이와 같이 DC 입력전원이 정상적으로 공급되지 않으면, 제2전원공급장치(12)가 동작하여 배터리로부터 DC 출력전원을 공급한다.
즉, 이중화 전원공급장치(10)는 DC 입력전원이 정상적으로 공급되면 제1전원공급장치(11)를 통해 DC 출력전원을 공급하지만, 그렇지 않을 때는 이를 스스로 감지하여 배터리로부터 DC 출력전원을 공급한다.
도 2를 참조하자면, 이중화 전원공급장치(10)의 제2전원공급장치(12)는 입력전원감지부(12-1), 독자적으로 DC 출력전원을 공급하는 배터리(12-2), 및 출력전원공급부(12-3)를 포함하여 이루어진다.
입력전원감지부(12-1)는 이중화 전원공급장치(10)의 입력단에 DC 입력전원이 인가되고 있는지의 여부에 따라 출력단이 하이(High) 상태 또는 로우(Low) 상태로 변동하도록 구성될 수 있다.
배터리(12-2)는 독자적으로 DC 출력전원을 공급하며, 출력전원공급부(12-3)는 입력전원감지부(12-1)의 출력단 상태에 따라 배터리(12-2)의 전원을 DC 출력전원으로 공급한다.
예컨대 출력전원공급부(12-3)는 입력전원감지부(12-1)의 출력단이 하이 상태이면 배터리(12-2)의 전원이 DC 출력전원으로 공급되지 않도록 차단하고, 입력전원감지부(12-1)의 출력단이 로우 상태이면 배터리(12-2)의 전원이 DC 출력전원으로 공급되도록 처리한다.
도 3은 제2전원공급장치(12)에 관한 구체적인 실시예를 도시한 것이다.
입력전원감지부(12-1)는 저항소자 R1, R2, R3, R4, 포토 커플러(PC), 발광 다이오드(LED: Light-Emitting Diode) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
저항소자 R1은 포토 커플러(PC)로 인가되는 전류를 제한하고, 저항소자 R2는 DC 입력전원이 일정한 전압 이하일 때 포토 커플러(PC)가 온(On)되지 못하도록 보장하는 역할을 한다.
저항소자 R1의 저항값은 "저항소자 R1에 걸리는 전압 ÷ 입력 전류"로 결정되고, 저항소자 R2는 "6 × [ R2 ÷ (R1 + R2)] < 포토커플러의 최소 전압"이 되도록 설정할 수 있다.
정상적으로 DC 입력전원이 인가되는 경우 포토 커플러(PC)의 발광 다이오드(L1,L2)에 전류가 흘러 빛을 발하고, 이에 따라 포토 커플러(PC)의 트랜지스터 TR1은 온(On) 상태가 되며, 기준 전원 Vcc로부터 전류가 흐를 수 있는 통로가 형성된다.
그러나 DC 입력전원이 일정 값 이하로 떨어지면 포토 커플러(PC)는 오프(Off) 상태가 되며, 기준 전원 Vcc로부터 전류가 흐를 수 있는 통로가 차단된다.
포토 커플러(PC)와 기준 전원 Vcc 사이에 연결된 저항소자 R4와 발광 다이오드 L3은 포토 커플러(PC)가 온 상태가 되었을 때 빛을 발함으로써, 현재 DC 입력전원이 정상적으로 인가되고 있음을 사용자에게 알려 준다.
Vcc가 5V이고, 발광 다이오드 L3을 구동하기 위한 전류가 1mA라면, 저항소자 R4의 저항값은 "5V ÷ 1mA"로 구할 수 있다. 또한, 저항소자 R3과 R4의 합은 "Vcc ÷ (포토커플러에 흐르는 전류)"이므로 저항소자 R3의 저항값도 구할 수 있다.
출력전원공급부(12-3)는 포토 커플러(PC)의 출력과 배터리(12-2)의 전원이 입력으로 연결되는 낸드(NAND) 게이트 소자(ND), 전류 제한용 소자 R5, 스위칭 트랜지스터(TR2)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때 스위칭 트랜지스터 TR2는 콜렉터가 배터리(12-2)의 전원에 연결되고, 게이트가 낸드 게이트 소자(ND)의 출력과 연결되며, 에미터가 이중화 전원공급장치(10)의 DC 출력전원단과 연결된다.
포토 커플러(PC)의 출력은 DC 입력전원이 정상적으로 공급될 때 하이 상태이고, 그렇지 않을 때 로우 상태이며, 배터리(12-2)는 상시 연결되어 있다.
그러므로 낸드 게이트 소자(ND)의 출력은 DC 입력전원이 정상적으로 공급되지 않을 때는 하이 상태가 되고, DC 입력전원이 정상적으로 공급될 때는 로우 상태가 된다.
낸드 게이트 소자(ND)의 출력이 하이 상태(DC 입력전원이 정상 공급되지 않을 때)인 경우에는 스위칭 트랜지스터 TR2가 턴 온되어 배터리(12-2)의 전원이 이중화 전원공급장치(10)의 DC 출력전원으로 공급된다.
낸드 게이트 소자(ND)의 출력이 로우 상태(DC 입력전원이 정상 공급될 때)인 경우에는 스위칭 트랜지스터 TR2가 턴 오프되어 배터리(12-2)의 전원은 이중화 전원공급장치(10)의 DC 출력전원으로 공급되지 않는다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
10: 이중화 전원공급장치 11: 제1전원공급장치
12: 제2전원공급장치 12-1: 입력전원감지부
12-2: 배터리 12-3: 출력전원공급부
R1,R2,R3,R4,R5: 저항소자 L3: 발광 다이오드
PC: 포토 커플러 ND: 낸드 게이트 소자
TR2: 스위칭 트랜지스터

Claims (3)

  1. DC 입력전원을 DC 출력전원으로 변환하여 공급하는 전원공급장치로서,
    상기 DC 입력전원이 인가되고 있는지의 여부에 따라 출력단이 하이 상태 또는 로우 상태로 변동하는 입력전원감지부;
    독자적으로 상기 DC 출력전원을 공급하는 배터리; 및
    상기 입력전원감지부의 출력단 상태에 따라 상기 배터리의 전원을 상기 DC 출력전원으로 공급하는 출력전원공급부를 포함하는 이중화 전원공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력전원감지부는, 기준전원(Vcc)과 연결되고 상기 DC 입력전원이 인가되고 있는지의 여부에 따라 도통 상태가 결정되는 포토 커플러;
    상기 포토 커플러로 인가되는 전류를 제한하는 저항소자; 및
    상기 DC 입력전원이 일정 전압 이하일 때 상기 포토 커플러가 온(ON) 되지 못하도록 하는 저항소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중화 전원공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력전원공급부는 상기 포토 커플러의 출력과 상기 배터리의 전원이 입력으로 연결된 낸드 게이트 소자; 및
    콜렉터가 상기 배터리의 전원에 연결되고, 게이트가 상기 낸드 게이트 소자의 출력과 연결되는 스위칭 트랜지스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중화 전원공급장치.
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KR102464632B1 (ko) 2021-11-29 2022-11-10 인터콘시스템스 주식회사 모듈형 구조의 이중화 전원 공급 장치

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