KR20140051147A - Power-supply feeding system - Google Patents
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Abstract
심플하고 고신뢰성이며 저렴하면서 또한 고효율인 전원 공급 시스템을 실현한다.
3상 교류를 정류해서 정류 전위를 출력하는 정류부와, 정류부의 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과, 고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고, 2차 전지군의 전위는 순방향 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 정류부의 전위 출력단에 인가되도록 구성되고, 전위 출력단에 있어서의 정류부로부터의 전위가 2차 전지군의 전위에 의해 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 전위 출력단에 있어서의 정류부로부터의 전위를 직류 전압 변환 장치에 인가하고, 전위 출력단에 있어서의 정류부로부터의 전위가 2차 전지군의 전위에 의해 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 전위 출력단에 있어서의 2차 전지군의 전위를 직류 전압 변환 장치에 인가하는 구성.A power supply system that is simple, highly reliable, inexpensive and highly efficient is realized.
A rectifying section for rectifying the three-phase alternating current to output a rectifying potential, a secondary battery group in which a plurality of secondary batteries for outputting a potential equal to or lower than the lower limit value of the potential of the rectifying section are connected in series, DC voltage converting device, and the potential of the secondary battery group is applied to the potential output terminal of the rectifying section through the rectifying element connected in series in the forward direction, and the potential from the rectifying section at the potential output terminal is connected to the potential of the secondary battery group The potential from the rectifying section at the potential output stage is applied to the DC voltage converting apparatus and the potential from the rectifying section at the potential output stage is shifted to the potential output stage by the potential of the secondary battery group, The potential of the secondary battery group at the potential output terminal is applied to the DC / DC converter.
Description
본 발명은 데이터 센터 등에 설비되는 무정전·고신뢰성·고효율로 직류 전력, 특히 저전압 대전류 직류 전력을 서버 등의 부하에 공급하는 전원 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래부터, 데이터 센터 등에 있어서의 전원 장치는 정전시에 구비하고, 무정전 전원 장치를 설비하고 있다. 이 방식은 컨버터에 의해 상용 교류를 직류로 변환하고, 이 직류에 의해 2차 전지를 플로팅 충전하면서, 인버터에 의해 이 직류를 교류로 재변환하여 부하에 교류 전력(전압: 100V, 200V 등)을 공급하고 있다.BACKGROUND ART Conventionally, a power supply unit in a data center or the like is provided at the time of a power failure, and an uninterruptible power supply unit is provided. In this method, a commercial alternating current is converted into a direct current by a converter, and the alternating current is converted into an alternating current by the inverter while the secondary battery is charged by the direct current, and alternating current power (voltage: 100 V, 200 V, etc.) .
따라서, 정전이 발생해도 2차 전지로부터 부하에 급전하고, 그 사이에 발전기를 기동시킨다. 그러나, 이 방식에서는 컨버터와 인버터에 의해 전력손실이 발생해 효율이 악화한다.Therefore, even if a power failure occurs, power is supplied from the secondary battery to the load, and the generator is started therebetween. However, in this method, efficiency is deteriorated due to power loss caused by the converter and the inverter.
최근, 전력의 효율적 사용, 배출 CO2 삭감의 관점으로부터 부하에 교류 전력을 공급하는 방식에서 직류 전력을 공급하는 방식이 검토되고 있다.Recently, a method of supplying DC power in a method of supplying AC power to a load from the viewpoint of efficient use of power and reduction of CO 2 emissions has been studied.
이것은 부하인 서버 등의 장치는 원래 직류로 동작하는 것이기 때문에, 직류/교류 변환시키지 않고 직접 직류를 공급하여 전력 효율을 개선하자고 하는 생각이다.This is because the device such as a server, which is a load, originally operates with direct current, it is thought that power efficiency is improved by directly supplying direct current without DC / AC conversion.
또한, 서버 내부의 반도체 소자를 동작시키는 전압은 처리 속도의 고속화, 반도체 소자에서 소비되는 전력 삭감 및 소비 전력에서 기인하는 발열을 억제하기 위해서 매년 저하(1V 정도)하고 있고, 저전압 직류(예를 들면, 직류 12V)로 급전되는 서버가 일반화되고 있다.The voltage for operating the semiconductor elements in the server is lowered (about 1 V) every year in order to suppress the heat generated due to the speed-up of the processing speed, the power consumption consumed in the semiconductor element, and the power consumption. , DC 12V) are becoming common.
따라서, 서버 자체에 종래 기술의 교류 전력(전압: 100V, 200V 등)을 급전할 필요는 없다. 단, 서버에 급전하기 직전까지의 전류로는 여기서 발생하는 전력 손실을 억제하기 위해서 고압 직류 급전이 바람직하다.Therefore, it is not necessary to feed AC power (voltage: 100 V, 200 V, etc.) of the prior art to the server itself. However, in order to suppress the power loss occurring here, it is preferable to supply a high-voltage DC power to the current just before the power supply to the server.
특허문헌 1에서는 컨버터에 의해 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원에 의해 2차 전지를 플로팅 충전하면서 부하에 직류 전원을 공급하는 것이다. 정전시는 2차 전지로부터 부하에 전력을 공급한다.In
특허문헌 1에서는 컨버터의 출력을 인버터를 통하지 않고 직접 부하에 공급함으로써 인버터 손실을 없앤다고 하고 있다. 그러나, 항상 컨버터를 동작시켜 부하에 전력을 공급하기 때문에, 이 컨버터 전력 손실도 크다.In
컨버터는 단지 정류 회로가 아니라, 출력 전압의 안정화 정밀도를 높이기 위해서 제어 회로를 필요로 하고 고가이며 전력손실도 크다.The converter is not only a rectifying circuit, but also requires a control circuit to increase the stabilization accuracy of the output voltage, and is expensive and has a large power loss.
특허문헌 1에서는 컨버터의 출력 전압을 부하 요구 전압 및 2차 전지의 플로팅 충전 전압과 일치시킬 필요가 있고, 고밀도한 2차 전지 전압 관리를 위한 컨버터 전압 제어가 필요하여, 더욱 고가가 된다.In
이상의 현재의 상태를 감안하여 본 발명은 컨버터도 인버터도 필요로 하지 않는 전원 시스템을 실현한다. 따라서, 전력 손실이 매우 작고 가격도 매우 저렴하다. 또한, 정전시에도 무순단(상용 교류 전원과 2차 전지 전원의 전환 스윗치 없음)으로 부하에 전력을 공급한다.In view of the above-described present situation, the present invention realizes a power supply system that neither a converter nor an inverter is required. Therefore, the power loss is very small and the price is very cheap. In addition, even when a power failure occurs, power is supplied to the load in a step-by-step manner (no commercial AC power supply and no switching of the secondary cell power supply switch).
또한, 데이터 센터 등에서 사용되는 서버에 있어서, 특히 저압 대전류 직류 입력 서버에 바람직한 전원을 공급하는 시스템을 실현한다.Further, in a server used in a data center or the like, a system for supplying a preferable power source to a low-voltage large-current direct-current input server is realized.
상기의 목적을 실현하기 위해 본 발명은 이하의 구성으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(1) 청구항 1에 따른 전원 공급 시스템은(1) The power supply system according to
외부의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 정류부와,And a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external three-phase alternating current to output a rectifying potential,
상기 정류부의 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the rectification potential of the rectifying unit,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 정류부의 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,Wherein an output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal of the rectifying unit through a rectifying element connected in series in a forward direction to a potential polarity of the secondary battery group,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is set to the direct current Voltage converter,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is lower than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential of the secondary battery group at the potential output terminal is set to the direct current Voltage conversion apparatus according to the present invention.
(2) 청구항 2에 따른 전원 공급 시스템은(2) The power supply system according to claim 2,
외부의 제 1의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 1 정류부와,A first rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external first three-phase alternating current to output a rectifying potential,
외부의 제 2의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external second three-phase alternating current to output a rectifying potential,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the combined rectification potential of the first rectifying section and the second rectifying section,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기 합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,And the output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied through a rectification element connected in series in the forward direction to the potential polarity of the secondary battery group And,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기 합성 정류 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, The combined rectification potential of the first rectifying part and the second rectifying part is applied to the DC voltage converting device,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기 합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal is less than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, And the output potential of the battery group is applied to the DC / DC converter.
(3) 청구항 3에 따른 전원 공급 시스템은(3) The power supply system according to claim 3,
외부의 단상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 정류부와,A rectifying section including a rectifying circuit which performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external single-phase alternating current to output a rectifying potential,
상기 정류부의 전위 출력단에 병렬 접속된 용량 소자와,A capacitive element connected in parallel to the potential output terminal of the rectifying section,
상기 전위 출력단의 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,A secondary battery group in which a plurality of secondary batteries are connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the rectification potential of the potential output terminal,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,The output potential of the secondary battery group is applied to the potential output terminal through a rectifying element connected in series in a forward direction to the potential polarity of the secondary battery group,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is set to the direct current Voltage converter,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is lower than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential of the secondary battery group at the potential output terminal is set to the direct current Voltage conversion apparatus according to the present invention.
(4) 청구항 4에 따른 전원 공급 시스템은(4) The power supply system according to claim 4,
3상을 초과하는 외부의 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 정류부와,A rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external poly-phase alternating current exceeding three phases to output a rectifying potential,
상기 정류부의 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the rectification potential of the rectifying unit,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 정류부의 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,Wherein an output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal of the rectifying unit through a rectifying element connected in series in a forward direction to a potential polarity of the secondary battery group,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부에서의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,When the output potential of the rectifying section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential from the rectifying section at the potential outputting end is referred to as the direct current Voltage converter,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is lower than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential of the secondary battery group at the potential output terminal is set to the direct current Voltage conversion apparatus according to the present invention.
(5) 청구항 5에 따른 전원 공급 시스템은(5) The power supply system according to claim 5,
외부의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 정류부와,And a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external three-phase alternating current to output a rectifying potential,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 정류부의 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.And the potential of the potential output terminal of the rectifying unit is applied to the DC / DC converter.
(6) 청구항 6에 따른 전원 공급 시스템은(6) The power supply system according to claim 6,
외부의 제 1의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 1 정류부와,A first rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external first three-phase alternating current to output a rectifying potential,
외부의 제 2의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external second three-phase alternating current to output a rectifying potential,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.And the potential of the potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied is applied to the DC / DC converter.
(7) 청구항 7에 따른 전원 공급 시스템은(7) The power supply system according to claim 7,
외부의 단상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 정류부와,A rectifying section including a rectifying circuit which performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external single-phase alternating current to output a rectifying potential,
상기 정류부의 전위 출력단에 병렬 접속된 용량 소자와,A capacitive element connected in parallel to the potential output terminal of the rectifying section,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.And the potential of the potential output terminal is applied to the DC / DC converter.
(8) 청구항 8에 따른 전원 공급 시스템은(8) The power supply system according to claim 8,
3상을 초과하는 외부의 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 정류부와,A rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external poly-phase alternating current exceeding three phases to output a rectifying potential,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 정류부의 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.And the potential of the potential output terminal of the rectifying unit is applied to the DC / DC converter.
(9) 청구항 9에 따른 전원 공급 시스템은(9) The power supply system according to claim 9,
외부의 제 1의 3상을 초과하는 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 1 정류부와,A first rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the first external three phases to output a rectifying potential,
외부의 제 2의 3상을 초과하는 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the second external three phases to output a rectifying potential,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the combined rectification potential of the first rectifying section and the second rectifying section,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,And the output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied through a rectification element connected in series in the forward direction to the potential polarity of the secondary battery group And,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 제 1 정류부와 제 2 정류부의 상기합성 정류 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, The combined rectification potential of the rectification part and the second rectification part is applied to the DC voltage conversion device,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal is less than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, And the output potential of the group is applied to the DC / DC converter.
(10) 청구항 10에 따른 전원 공급 시스템은(10) The power supply system according to claim 10,
외부의 제 1의 3상을 초과하는 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 1 정류부와,A first rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the first external three phases to output a rectifying potential,
외부의 제 2의 3상을 초과하는 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the second external three phases to output a rectifying potential,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 한다.And the potential of the potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied is applied to the DC / DC converter.
(11) 청구항 11에 따른 전원 공급 시스템은 청구항 1, 3, 4, 5, 7 또는 8 중 어느 하나에 있어서,(11) The power supply system according to claim 11 is the power supply system according to any one of
상기 정류부에 포함되는 상기 정류 회로의 정류 소자에는 인덕터를 통하여 외부의 교류가 공급되어 정류되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.And an external AC is supplied to the rectifying element of the rectifying circuit included in the rectifying part through an inductor and is rectified.
(12) 청구항 12에 따른 전원 공급 시스템은 청구항 2, 6, 9 또는 10 중 어느 하나에 있어서,(12) The power supply system according to claim 12 is the power supply system according to any one of claims 2, 6, 9,
상기 제 1 정류부 및 상기 제 2 정류부에 포함되는 상기 정류 회로의 정류 소자에는 인덕터를 통하여 외부의 교류가 급전되어 정류되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.And the rectifying element of the rectifying circuit included in the first rectifying part and the second rectifying part is configured to be supplied with an external alternating current through the inductor and rectified.
(13) 청구항 13에 따른 전원 공급 시스템은 청구항 1∼12 중 어느 하나에 있어서,(13) The power supply system according to claim 13 is the power supply system according to any one of
상기 전위 출력단과 상기 2차 전지군을 접속하는 전류로 사이에 역률 보정 장치를 삽입하는 것을 특징으로 한다.And the power factor correcting device is inserted between the potential output terminal and the current path connecting the secondary battery group.
(14) 청구항 14에 따른 전원 공급 시스템은 청구항 1∼13 중 어느 하나에 있어서,(14) The power supply system according to claim 14 is the power supply system according to any one of
상기 직류 전압 변환 장치의 출력 전력은 돌입 전류 방지 장치를 통하여 외부의 부하에 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.And the output power of the direct current voltage converter supplies power to an external load through the inrush current preventing device.
(15) 청구항 15에 따른 전원 공급 시스템은 청구항 1∼14 중 어느 하나에 있어서,(15) The power supply system according to claim 15 is the power supply system according to any one of
제 1 저항 소자와 제 2 저항 소자를 더 구비하고, Further comprising a first resistance element and a second resistance element,
상기 전위 출력단, 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단 또는 상기 전위 출력단과 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단을 접속하는 전류로에 상기 제 1저항 소자와 상기 제 2 저항 소자의 직렬 접속 회로가 병렬 접속되고, 상기 제 1 저항 소자와 상기 제 2 저항 소자의 접속부가 접지 가능한 것을 특징으로 한다.The series connection circuit of the first resistance element and the second resistance element is connected in parallel to the potential output terminal, the potential input terminal of the DC / DC converter, or the current path connecting the potential output terminal and the potential input terminal of the DC / And a connection portion of the first resistance element and the second resistance element is grounded.
(16) 청구항 16에 따른 전원 공급 시스템은 청구항 1∼15 중 어느 하나에 있어서,(16) The power supply system according to claim 16 is the power supply system according to any one of
제 1 과전압 보호 소자와 제 2 과전압 보호 소자를 더 구비하고,Further comprising a first overvoltage protection element and a second overvoltage protection element,
상기 전위 출력단, 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단 또한 상기 전위 출력단과 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단을 접속하는 전류로에 상기 제 1 과전압 보호 소자와 상기 제 2 과전압 보호 소자의 직렬 접속 회로가 병렬 접속되고, 상기 제 1 과전압 보호 소자와 상기 제 2 과전압 보호 소자의 접속부가 접지되어 있는 것을 특징으로 한다.The series connection circuit of the first overvoltage protection element and the second overvoltage protection element is connected in parallel to the potential output terminal, the potential input terminal of the DC voltage converter, and the current path connecting the potential output terminal and the potential input terminal of the DC / And the connection portion of the first overvoltage protection element and the second overvoltage protection element is grounded.
(발명의 효과)(Effects of the Invention)
(A-1) 본 발명의 전원 공급 시스템은 정류부가 교류 전압을 정류하여 맥류 직류 전위를 출력한다.(A-1) In the power supply system of the present invention, the rectification section rectifies the AC voltage to output the pulsating DC potential.
(A-2) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 이 맥류 직류 전위를 직류/교류 변환하는 인버터를 통과시키지 않고 직접 DC/DC 컨버터에 입력하고, 상기 DC/DC 컨버터는 부하의 요구하는 전위를 출력한다.(A-2) In the configuration of the power supply system of the present invention, the pulsating direct current potential is directly input to the DC / DC converter without passing through an inverter for DC / AC conversion, And outputs a potential.
(A-3) 이 때문에, 인버터에 있어서 소비되는 전력 손실이 없다.(A-3) Therefore, there is no power loss consumed in the inverter.
(B-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 절연형의 강압 DC/DC 컨버터를 사용할 수 있다.(B-1) In the configuration of the power supply system of the present invention, an isolation type step-down DC / DC converter can be used.
(B-2) 상기 맥류 직류 전위의 맥류 부분의 중간 전위를 강압 DC/DC 컨버터에서 정격 입력 전위로서 설정할 수 있다.(B-2) The intermediate potential of the pulsating current portion of the pulsating current direct-current potential can be set as the rated input potential in the step-down DC / DC converter.
(B-3) 상기한 바와 같이 설정한 경우, 상기 DC/DC 컨버터에 있어서 전력 손실이 매우 작다.(B-3) When set as described above, the power loss in the DC / DC converter is very small.
(B-4) 따라서, 매우 효율이 좋은 전원 공급 시스템을 구성할 수 있다.(B-4) Therefore, a highly efficient power supply system can be constructed.
(B-5) 절연형 DC/DC 컨버터를 사용해도, 상기의 인버터를 사용하지 않으므로 전원 공급 시스템의 효율이 좋아진다.(B-5) Even if an insulated DC / DC converter is used, the efficiency of the power supply system is improved because the above inverter is not used.
(C-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 일반적으로 AC/DC 컨버터에 구비되는 정류부 시의 고조파 억제를 위한 PFC(Power Factor Correction) 회로에 상기 정류 전류를 통과시키지 않기 때문에 PFC 회로에 있어서 소비되는 전력손실이 없다.(C-1) In the configuration of the power supply system of the present invention, since the rectified current is not passed through the PFC (Power Factor Correction) circuit for suppressing the harmonics at the rectifying part provided in the AC / DC converter, There is no power loss consumed.
(D-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 주요 구성에 있어서, PFC 회로를 구비하지 않지만 고조파는 억제된다.(D-1) In the main configuration of the power supply system of the present invention, the PFC circuit is not provided, but the harmonics are suppressed.
(E-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 2차 전지군을 구비할 경우, 교류 전원의 정전시나 교류 전원 전위의 이상 저하에 대해서는 시간을 요하지 않고, 또한 자동적으로 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 DC/DC 컨버터에 전원을 공급한다.(E-1) In the configuration of the power supply system according to the present invention, when the secondary battery group is provided, time is not required for the AC power supply or the AC power supply voltage to drop abnormally, To the DC / DC converter by the output potential of the DC / DC converter.
(E-2) 따라서, 부하로의 전력 공급은 끊어지지 않는다.(E-2) Therefore, the power supply to the load is not interrupted.
(F-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 2차 전지군의 충전은 일반 용법인 컨버터가 출력하는 전위에 의한 플로팅 충전에 의해 행해지는 것이 아니기 때문에, 정류부의 출력 전위의 변동 자유도는 높다.(F-1) In the configuration of the power supply system according to the present invention, since the charging of the secondary battery group is not performed by floating charging by the potential output from the converter which is a general usage method, Is high.
(G-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 맥류 직류 전류를 급전하는 전류로의 양 전극 사이에 접속된 제 1 저항 소자와 제 2 저항 소자의 직렬 접속 회로에 있어서의 제 1 저항 소자와 제 2 저항 소자의 접속부가 접지되어 있기 때문에, 상기 직류 전류를 급전하는 전류로의 전위가 상승하는 사상을 억제할 수 있다.(G-1) In the configuration of the power supply system according to the present invention, the first resistance in the series connection circuit of the first resistance element and the second resistance element connected between both electrodes of the current path supplying the pulsating current Since the connecting portion of the element and the second resistance element is grounded, the event that the electric potential of the current supplying the direct current rises can be suppressed.
(G-2) 이 맥류 직류 전류를 급전하는 전류로 중 어느 하나가 접지되어도 상기 접지에서 기인하는 접지 전류는 상기 제 1 저항 소자 또는 상기 제 2 저항 소자에 의해 제한되어 안전하다.Even if any one of the currents supplying the pulsating direct current is grounded, the ground current caused by the ground is limited by the first resistive element or the second resistive element.
(H-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 맥류 직류 전류를 급전하는 전류로의 양 전극 사이에 접속된 제 1 과전압 보호 소자와 제 2 과전압 보호 소자의 직렬 접속 회로에 있어서의 제 1 과전압 보호 소자와 제 2 과전압 보호 소자의 접속부가 접지되어 있기 때문에, 상기 직류 전류를 급전하는 전류로에 큰 전위가 인가된 경우에도, 상기 직류 전류를 급전하는 전류로의 전위가 크게 상승하는 사상을 저지한다.(H-1) In the configuration of the power supply system according to the present invention, in the series connection circuit of the first overvoltage protection element and the second overvoltage protection element connected between both electrodes of the current path supplying the pulsating current, Even when a large potential is applied to the current path for supplying the direct current, since the connection portion between the first overvoltage protection element and the second overvoltage protection element is grounded, the potential of the current to be fed with the direct current largely rises Lt; / RTI >
(I-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 인덕터를 통하여 정류부에 존재하는 정류 소자에 급전함으로써 상기 정류 소자를 흐르는 전류와 다른 정류부에 존재하는 상기 정류 소자에 병렬 접속된 정류 소자에 흐르는 전류의 밸런스를 잡을 수 있어 정류 소자가 파괴되지 않는다.(I-1) In the configuration of the power supply system according to the present invention, by supplying power to the rectification element existing in the rectification element through the inductor, the rectification element connected in parallel to the rectification element existing in the rectification part different from the current flowing in the rectification element The flowing current can be balanced and the rectifying element is not broken.
(I-2) 따라서, 단일 교류 전원으로부터 전원이 공급되는 정류부는 단일 정류출력단에 복수 병렬 접속되고, 각각의 정류부의 정류 출력 전류를 가산하는 것이 가능하다.(I-2) Therefore, a plurality of rectification sections to which power is supplied from a single AC power source are connected in parallel to a single rectification output stage, and it is possible to add the rectification output currents of the rectification sections.
(I-3) 따라서, 전력 수요의 증대에 따라, 정류부를 병렬 접속해서 증설할 수 있어 공급 전력을 증대할 수 있다.(I-3) Therefore, with the increase of the electric power demand, the rectifying sections can be connected in parallel and can be expanded, so that the supply power can be increased.
(I-4) 또한, 상기 인덕터는 정류부에 있어서 발생할 가능성이 있는 고조파를 억제할 수 있어 전원 공급 시스템의 회로의 공진을 억제하는 효과가 있다.(I-4) Further, the inductor is capable of suppressing harmonics that may occur in the rectifying section, thereby suppressing resonance of the circuit of the power supply system.
(J-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, PFC 회로를 구비하고, 또한 고조파를 억제할 수 있지만, 간이한 동작을 하는 PFC 회로를 사용하는 것으로 충분하다. 이 간이한 PFC 회로는 일반적으로 구비되는 PFC 회로 보다 소비되는 전력 손실이 적다.(J-1) In the configuration of the power supply system of the present invention, it is sufficient to use a PFC circuit having a PFC circuit and suppressing harmonics but performing a simple operation. This simple PFC circuit consumes less power than the conventional PFC circuit.
(K-1) 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서, 2차 전지군을 구비하는 경우, 2차 전지군은 다이오드를 통하여 직류 전류로에 접속되어 있고, 정류부로부터 출력하는 전위에 의해 충전되지 않기 때문에 2차 전지군의 출력 전위 설정 및 정류부의 출력 전위 설정의 자유도가 매우 높다.(K-1) In the configuration of the power supply system of the present invention, when the secondary battery group is provided, the secondary battery group is connected to the direct current path through the diode, and is not charged by the potential output from the rectifying portion The degree of freedom of the output potential setting of the secondary battery group and the output potential setting of the rectifying section is very high.
(K-2) 또한, 2차 전지군을 맥류 직류 전류로에 병렬 접속하는 2차 전지군의 수에 제한이 없다.(K-2) Further, there is no limit to the number of secondary battery groups in which the secondary battery group is connected in parallel to the pulsating current path.
(K-3) 즉, 2차 전지군을 병렬 접속함으로써 전류 용량을 제한없이 증설할 수 있기 때문에, 부하의 전력 용량의 증대에 용이하게 추종 가능하다(교류 전원 정전 대응).(K-3) That is, by connecting the secondary battery groups in parallel, the current capacity can be increased without limitation, so that it is possible to easily follow the increase in the power capacity of the load (AC power interruption).
(K-4) 종래 기술에 의한 2차 전지군을 플로팅 충전하는 회로에서는 2차 전지군끼리의 횡류가 발생하거나, 2차 전지의 충전이 불균일해지기 때문에, 병렬 접속할 수 있는 2차 전지군수는 최대라도 3군이다.(K-4) In the circuit for floating charging the secondary battery group according to the related art, transverse flows occur between the secondary battery groups or the charging of the secondary battery becomes uneven, so that the number of secondary batteries capable of being connected in parallel is At most, it is group 3.
(K-5) 또한, 본 발명에서는 개시하지는 않지만, 본 발명의 전원 공급 시스템의 구성에 있어서는 2차 전지군의 충전은 별도 구비하는 전용 충전기로 충전할 수 있는 자유도가 있고, 2차 전지 수명도 연장된다.(K-5) Although not disclosed in the present invention, in the configuration of the power supply system of the present invention, charging of the secondary battery group has a degree of freedom to be charged by a dedicated charger provided separately, .
(K-6) 또한, 2차 전지군의 충전은 별도 구비하는 전용 충전기로 충전할 수 있기 때문에, 본 발명의 전원 공급 시스템에 사용되는 정류부의 출력 전위의 변동은러프해도 된다.(K-6) Further, since charging of the secondary battery group can be performed by using a dedicated charger, variation of the output potential of the rectifying unit used in the power supply system of the present invention may be rough.
(K-7) 종래 기술에 의한 전원 공급 시스템에서는 2차 전지를 플로팅 충전하므로, 컨버터에 구비되는 DC/DC 컨버터의 출력 전위 제어는 고밀도가 요구된다. 따라서, 고가인 것이 된다.(K-7) In the power supply system according to the related art, since the secondary battery is charged in a floating state, the output potential control of the DC / DC converter provided in the converter requires high density. Therefore, it becomes expensive.
도 1은 본 발명에 의한 전원 공급 시스템의 제 1 실시형태를 나타내는 시스템의 회로 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 전원 공급 시스템의 제 2 실시형태를 나타내는 시스템의 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 전원 공급 시스템의 제 3 실시형태를 나타내는 시스템의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 전원 공급 시스템의 제 4 실시형태를 나타내는 시스템의 회로 구성도이다.
도 5는 본 발명에 의한 전원 공급 시스템의 강압 DC/DC 컨버터를 사용한 전위 구성도이다.
도 6은 본 발명에 의한 전원 공급 시스템의 제 1∼제 5 실시형태 및 그 밖의 실시형태에서 공통되는 회로의 발췌도이다.
도 7은 종래 기술과 본 발명의 대비도이다.1 is a circuit configuration diagram of a system showing a first embodiment of a power supply system according to the present invention.
2 is a circuit configuration diagram of a system showing a second embodiment of the power supply system according to the present invention.
3 is a circuit configuration diagram of a system showing a third embodiment of the power supply system according to the present invention.
4 is a circuit configuration diagram of a system showing a fourth embodiment of the power supply system according to the present invention.
5 is a potential configuration diagram using a step-down DC / DC converter of the power supply system according to the present invention.
6 is an excerpt of a circuit common to the first to fifth embodiments of the power supply system according to the present invention and other embodiments.
FIG. 7 is a contrast diagram of the prior art and the present invention.
(1) 제 1 실시형태(1) First Embodiment
(1-1) 시스템의 회로 구성(1-1) Circuit configuration of the system
도 1은 본 발명에 의한 제 1 실시형태를 나타내는 전원 공급 시스템의 기본적 회로 구성도이다. 본 발명에서 기본적으로 관계되지 않는 요소는 생략되어 있다.1 is a basic circuit configuration diagram of a power supply system according to a first embodiment of the present invention. Elements which are basically unrelated in the present invention are omitted.
3상 교류 전원을 정류 소자인 다이오드(Dr1)부터 (Dr6)로 구성되는 3상 브리지 정류 회로에 입력하고, 이 3상 브리지 정류 회로에서 3상 교류 전류를 전파 정류 하고, 6상 전위파형의 맥류 직류 전위를 얻기 위한 3상 브리지 정류 회로를 포함하는 정류부(Rect1)가 존재한다. 3상 교류 전원은 본 발명에 포함되지 않는 외부의 존재이다.Phase AC power is input to a three-phase bridge rectifier circuit composed of diodes Dr1 to Dr6 serving as rectifying elements, full-wave rectification of a three-phase alternating current is performed in this three-phase bridge rectifying circuit, There is a rectifier Rect1 including a three-phase bridge rectifier circuit for obtaining a DC potential. The three-phase alternating current power source is an external presence not included in the present invention.
또한, 도 1에 있어서, 정류부(Rect1)에 존재하는 정류 회로는 전파 정류하는 브리지 정류 회로의 예를 나타냈지만, 반파 정류하는 반파 정류 회로라도 된다.In FIG. 1, the rectifying circuit existing in the rectifying part Rect1 is an example of a bridge rectifying circuit for full-wave rectification, but it may be a half-wave rectifying circuit for half-wave rectification.
정류부(Rect1)의 전위 출력단으로부터의 출력 전위는 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)에 의해 직류 전압 변환 장치인 복수의 DC/DC 컨버터부(Conv(1∼n+1))에 공급된다. 즉, 이 정류부(Rect1)의 전위를 출력하는 전위 출력단으로부터 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)을 통해서 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 전력이 제공된다.The output potential from the potential output terminal of the rectification section Rect1 is supplied to the plurality of DC / DC converter sections Conv (1 to n + 1) which are DC voltage conversion devices by the power line Line1 and the power line Line2 . That is, power is supplied to the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) from the potential output terminal for outputting the potential of the rectifying section Rect1 through the power supply line Line1 and the power supply line Line2.
여기서, 전위 출력단이란 정류부(Rect1)의 정류 소자인 각각의 다이오드의 애노드, 캐소드 사이를 말하고, 캐소드에 정극 전위, 애노드에 부극 전위가 출력된다. 이것은 정류부(Rect2), 정류부(Rect3)도 동일하고, 각 정류부가 병렬 접속되어 있어도 동일하다. 이것은 다른 실시형태에서도 동일하다.Here, the potential output terminal is between the anode and the cathode of each diode which is a rectifying element of the rectifying part Rect1, and the positive electrode potential is outputted to the cathode and the negative electrode potential is outputted to the anode. This also applies to the rectification part Rect2 and the rectification part Rect3, and the same is true even if the rectification parts are connected in parallel. This is the same in other embodiments.
도 1의 예에서는 전원선(Line1)이 정극이고, 전원선(Line2)이 부극이다. 이것을 역극성으로 하여도 된다.In the example of Fig. 1, the power line Line1 is a positive electrode and the power line Line2 is a negative electrode. This may be reversed.
직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터부(Conv(1∼n+1))는 강압 전용이고, 입력된 고압 맥류 직류 전위를 강압하여 일정 전위, 예를 들면 12V를 출력하고, 이 출력 전위를 돌입 전류 방지 장치에 입력해서 부하에 공급하는 구성이다.DC voltage converter DC / DC converter unit Conv (1 to n + 1) is dedicated to step-down, and outputs a constant potential, for example, 12V by stepping down the input high-voltage pulsating DC voltage, And then supplied to the load.
또한, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 존재하고, 이것은 복수의 2차 전지가 직렬 접속되어서 구성되는 2차 전지군이 복수 병렬 접속된 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)으로 구성되다. There are secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1), which are a plurality of secondary battery groups B1, B2, Bk, B2 to Bk + 1).
즉, 2차 전지군은 각각 B1, B2∼Bk+1이고, 이들은 2차 전지가 직렬 접속된 것이고, 2차 전지부(Batt)는 2차 전지군이 정류 소자인 다이오드(D1, D2∼Dj+1)를 통하여 병렬 접속된 것이다.That is, the secondary battery group is B1, B2 to Bk + 1, and the secondary batteries are connected in series, and the secondary battery Batt is connected to the diodes D1, D2 to Dj +1).
이것은 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))와 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))를 구비하는 다른 실시형태를 포함하여 공통되는 사항이다.This is common to other embodiments including the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the diode section D (D1, D2 to Dj + 1).
정류 소자로 구성되는 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 정류 소자의 애노드의 각각은 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위에 대하여 순방향이 되도록, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 정극의 각각에 접속된다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))는 상기 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위가 정류부(Rect1)의 출력 전위와 동일 극성으로서 인가되도록, 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 캐소드 각각을 통하여 전원선(Line1), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)의 부극은 각각 전원선(Line2) 사이에 병렬 접속된다. 또한, 다이오드부(D)는 각각 다이오드(D1, D2∼Dj+1)로 구성되다.Each of the anodes of the rectifying elements of the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) constituted by the rectifying elements has a forward direction with respect to the output potential of the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1) Is connected to each of the positive electrodes of the secondary battery units (Batt (B1, B2 to Bk + 1)). The output voltage of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is equal to the output voltage of the rectifying section Rect1 and the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) B1 of the secondary battery Batt (B1, B2 to Bk + 1) through the cathodes of the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) , B2 to Bk + 1) are connected in parallel between the power lines (Line 2). The diode portion D is composed of diodes D1 and D2 to Dj + 1, respectively.
정류부(Rect1)에 있어서, 정류 소자인 다이오드(Dr1)로부터 (Dr3)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr4)로부터 (Dr6)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에서 3상 교류 전선이 접속되어, 3상 교류 전원이 입력된다. 다이오드(Dr1∼Dr3)의 캐소드는 전원선(Line1)에 접속되고, 다이오드(Dr4∼Dr6)의 애노드는 전원선(Line2)에 접속된다.In the rectifying section Rect1, the respective anodes of the diodes Dr1 to Dr3 as the rectifying elements are connected to the respective cathodes of the diodes Dr4 to Dr6, and three-phase alternating current wires are connected So that three-phase AC power is input. The cathodes of the diodes Dr1 to Dr3 are connected to the power line Line1 and the anodes of the diodes Dr4 to Dr6 are connected to the power line Line2.
도 1의 예에서는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 접속되는 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))에 존재하는 다이오드(D1, D2∼Dj+1)의 애노드는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 2차 전지의 정극에 접속되고, 캐소드는 전원선(Line1)에 접속된다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 부극은 전원선(Line2)에 접속된다. 또한, 다이오드(D1, D2∼Dj+1)는 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)의 부극측에 접속해도 된다.In the example of Fig. 1, the diodes D1, D2 to Dj + 1 (D1, D2 to Dj + 1) existing in the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) connected to the secondary battery portions Batt Is connected to the positive electrode of the secondary battery of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1), and the cathode is connected to the power line Line1. The negative electrode of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is connected to the power line Line2. The diodes D1 and D2 to Dj + 1 may be connected to the negative electrode sides of the secondary battery groups B1 and B2 to Bk + 1.
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전위는 정류부(Rect1)로부터 출력되는 맥류 전위의 하한값과 같거나 또는 3상 교류 전원 전위의 저하 변동을 고려해서 낮게 설정해둔다. 이것은 상시, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 불필요하게 방전시키지 않기 위해서이다.The potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to be lower than the lower limit value of the pulsating potential output from the rectifying section Rect1 or lower in consideration of the lowering variation of the three-phase ac power source potential. This is to avoid unnecessary discharge of the secondary battery unit (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) at all times.
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))내에 존재하는 2차 전지군은 k+1군 존재하고, 이들에 접속되는 다이오드는 j+1개 존재하고, 2차 전지군의 수와 다이오드의 수는 동일하다. 즉, j+1=k+1.There are j + 1 diodes connected to the secondary battery groups (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) in the k + 1 group, and the number of secondary batteries And the number of diodes is the same. That is, j + 1 = k + 1.
직류 전압 변환 장치인 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 1부터 n+1대까지 존재한다.DC / DC converters (Conv (1 to n + 1)), which are DC voltage converters, exist from 1 to n + 1.
여기서, 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1)), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)), 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 수를 각각 j+1, k+1, n+1이라 나타냈지만 일례(도 1)이고, 수를 문제로는 하지 않고 있다. 데이터 센터를 구성하는 경우의 예이고, 병렬 접속함으로써, 부하 전력 용량의 증대에 대응하는 것을 나타내고 있다. 이와 함께 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))는 3상 교류 전원의 정전시에 대응(해당). 단, j+1, k+1, n+1의 「+1」은 부하가 요구하는 전력의 예비이다. j, k, n은 부하가 요구하는 전력에 상응한 값이고, 「+1」을 예비로 함으로써 이들의 일부에 고장이 발생해도 자동적으로 「+1」이 전원 공급에 참가한다.Here, the diode sections D (D1, D2 to Dj + 1), the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1), the DC voltage converter DC / DC converters Conv ) Are denoted by j + 1, k + 1, and n + 1, respectively, but it is an example (FIG. It is an example of a case where a data center is constituted, and it shows that the parallel connection makes it possible to cope with an increase in the load power capacity. In addition, the secondary battery (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) responds to a three-phase AC power failure. However, "+1" of j + 1, k + 1, n + 1 is a reserve of the power required by the load. j, k, and n are values corresponding to the power required by the load. By setting "+1" as a reserve, "+1" automatically participates in the power supply even if some of them fail.
도 1에 있어서의 정류부(Rect1)의 브리지 정류 회로도, 이 브리지 정류 회로단위, 즉, 정류부(Rect1) 단위로 병렬 접속하고, 부하의 전력 수요에 따라서 증설함으로써 전력 용량을 늘 수 있다. 단, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이들 정류 회로의 다이오드를 병렬 접속하는 경우, 각각의 다이오드와 직렬로 인덕터(L1∼L6)를 각각 삽입할 필요가 있다. 또한, 부하가 요구하는 전력에 상응한 값에 정류부(Rect1) 단위에 +1(1정류부 가산)함으로써 예비로서도 사용할 수 있다.The bridge rectification circuit of the rectification part Rect1 in Fig. 1 is connected in parallel in units of the bridge rectification circuit, that is, the rectification part (Rect1), and the power capacity can be increased by expanding it in accordance with the power demand of the load. However, as shown in Fig. 4, when the diodes of these rectifying circuits are connected in parallel, it is necessary to insert the inductors L1 to L6 in series with the respective diodes. It can also be used as a reserve by adding +1 (one rectifying part) to the value corresponding to the power required by the load in units of the rectifying part (Rect1).
도 4의 정류부(Rect1)에 있어서, 다이오드(Dr1)로부터 (Dr3)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr4)로부터 (Dr6)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에 각각 인덕터(L1∼L3)의 일단이 접속되고, 타단에는 3상 교류 전선이 접속된다.4, each of the anodes of the diodes Dr1 to Dr3 is connected to each of the cathodes of the diodes Dr4 to Dr6, and three inductors L1 to L3 And the other end thereof is connected to the three-phase alternating current line.
동일하게 정류부(Rect2)에 있어서, 다이오드(Dr7)로부터 (Dr9)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr10)로부터 (Dr12)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에 각각 인덕터(L4∼L6)의 일단이 접속되고, 타단에는 3상 교류 전선이 접속된다.Likewise, in the rectification part Rect2, the respective anodes of the diodes Dr7 to Dr9 are connected to the respective cathodes of the diodes Dr10 to Dr12, and the inductors L4 to L6 are connected to three connection points, Phase AC wire is connected to the other end.
도 4에 있어서, 인덕터(L1∼L6) 없이 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)를 병렬 접속한 경우, 정류부(Rect1)에 존재하는 다이오드(Dr1∼Dr6)와 정류부(Rect2)에 존재하는 다이오드(Dr7∼Dr12)가 각각 대응해서 병렬 접속되고, 각 다이오드의 순방향 전압 강하의 편차에 의해, 다이오드의 전류 밸런스가 붕괴되고, 일부의 다이오드에 전류가 집중해서 다이오드가 파괴된다. 따라서, 인덕터(L1∼L6)를 3상 교류 전원선과 정류용 다이오드(Dr) 사이에 직렬 접속하고, 다이오드의 전류 밸런스를 잡아서 다이오드의 파괴를 방지한다.4, when the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 are connected in parallel without the inductors L1 to L6, the diodes Dr1 to Dr6 existing in the rectification part Rect1 and the diodes Dr1 to D6 existing in the rectification part Rect2 Dr7 to Dr12 are connected in parallel corresponding to each other. Due to the deviation of the forward voltage drop of each diode, the current balance of the diode is collapsed, and the diode is broken due to the concentration of current in some diodes. Therefore, the inductors L1 to L6 are connected in series between the three-phase AC power supply line and the rectifying diode Dr to balance the current of the diode to prevent the diode from being destroyed.
또한, 인덕터(L1∼L6)는 고조파 억제 효과, 전원 공급 시스템내의 회로의 공진을 억제하는 효과가 있다.In addition, the inductors L1 to L6 have an effect of suppressing the harmonic suppression effect and suppressing the resonance of the circuit in the power supply system.
도 4에 있어서, 정류부(Rect1)의 파선 범위내의 다이오드(Dr1∼Dr3)는 도 4를 정시해서 좌로부터 순차적으로 Dr1, Dr2, Dr3으로 배열된다. 동일하게, 정류부(Rect1)의 파선 범위내의 다이오드(Dr4∼Dr6)는 도 4를 정시해서 좌로부터 순차적으로 Dr4, Dr5, Dr6으로 배열된다.In Fig. 4, the diodes Dr1 to Dr3 in the broken line range of the rectifying part Rect1 are arranged in order of Dr1, Dr2, and Dr3 sequentially from the left in Fig. Likewise, the diodes Dr4 to Dr6 within the broken line range of the rectifying part Rect1 are arranged in order of Dr4, Dr5, and Dr6 sequentially from the left in Fig.
정류부(Rect2)의 파선 범위내의 다이오드(Dr7∼Dr9), 다이오드(Dr10∼Dr12)도 정류부(Rect1)와 동일하게 배열된다.The diodes Dr7 to Dr9 and the diodes Dr10 to Dr12 in the broken line range of the rectification part Rect2 are arranged in the same manner as the rectification part Rect1.
이들은 도 1 및 도 2도 동일하고, L1∼L3, L4∼L6을 삽입할 수 있다.These are the same in Fig. 1 and Fig. 2, and L1 to L3 and L4 to L6 can be inserted.
이들 다이오드의 병렬 접속의 관계는 이하와 같다.The relation of the parallel connection of these diodes is as follows.
정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1)와 정류부(Rect2) 다이오드(Dr7)가 병렬 접속 되고, 이하, 다이오드의 병렬 접속에 대해서는 이것을 일반식으로 나타내면, 다이오드(Dru)와 다이오드(Drv)가 병렬 접속된다.The diode Dr1 of the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 diode Dr7 are connected in parallel and the diode Dru and the diode Drv are connected in parallel when the parallel connection of the diodes is expressed by a general expression .
단, u는 1 이상의 정수이고, v는 v = u + 6이다.However, u is an integer of 1 or more, and v is v = u + 6.
정류부(Rect1)가 병렬 접속되면, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)는 동일 구성이기 때문에, 정류부(Rectm)(단, m은 도 3에 있어서의 정류부(Rect3)의 m=3을 제외한 정수임)로서 정류부는 증설된다. 정류부의 증설에 따라서 인덕터(L)의 수도 1정류부에 대하여, 3개 증설된다.When the rectifying part Rect1 is connected in parallel, the rectifying part Rect1 and the rectifying part Rect2 have the same configuration. Therefore, the rectifying part Rectm (where m is an integer excluding m = 3 of the rectifying part Rect3 in Fig. 3) And the rectification part is expanded. Three of the inductors L are added to one rectifying section in accordance with the extension of the rectifying section.
이렇게 다이오드가 추가된 경우, 인덕터는 L1∼L(w/2), L(w/2+1)∼L(x/2)의 구성이 된다.When the diode is added in this way, the inductors have the configurations of L1 to L (w / 2) and L (w / 2 + 1) to L (x / 2).
w≥6, x≥12이고, 6의 배수이다. 이들은 제 1, 제 2, 제 4 실시형태에 공통이다.w? 6, x? 12, and is a multiple of 6. These are common to the first, second, and fourth embodiments.
또한, 특허 청구 범위에서 사용하는 「정류 소자」 및 「정류부의 정류 회로에 사용되는 정류 소자」는 명세서에서는 다이오드로 설명하고 있다. 단, 명세서에서 말하는 다이오드는 실시형태의 일례이고, 2단자 소자에 한하지 않고 3단자의 제어단이 부착된 소자이어도 되고, 제어단에 전압을 인가/비인가함으로써, 정류 작용/비정류 작용을 행하게 하는 것도 포함한다. 예를 들면, FET에 의해 정류되는 것도 포함한다. FET쪽이 ON 저항이 적어 바람직한 경우가 있다. 이것은 다른 실시형태에서도 동일. 사이리스터에 의한 경우도 동일.The "rectifying element" and the "rectifying element used in the rectifying circuit of the rectifying part" used in the claims are described in the specification as diodes. However, the diode referred to in the specification is an example of the embodiment, and may be an element having a control terminal of three terminals instead of the two-terminal element, and by applying / not applying a voltage to the control terminal, the rectifying / non- . For example, rectified by a FET. There is a case where the ON resistance is small and the FET is preferable. This is the same in other embodiments. The same is true for thyristors.
도 6은 도 1의 전원선(Line1)과 전원선(Line2) 사이에, 제 1 저항 소자인 저항 소자(R1)와 제 2 저항 소자인 저항 소자(R2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부를 접지한 회로를 나타낸다. 이 접지는 스윗치(SW)에 의해 접지를 해제할 수 있다.Fig. 6 is a circuit diagram of a series connection circuit of a resistance element R1 as a first resistance element and a resistance element R2 as a second resistance element connected in parallel between a power supply line Line1 and a power supply line Line2 in Fig. 1, And shows a circuit in which the connection portion of the resistance element R1 and the resistance element R2 is grounded. This ground can be released by the switch (SW).
또한, 도 6은 상기 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 회로에, 또한 추가적으로 제 1 과전압 보호 소자인 배리스터(Var1)과 제 2 과전압 보호 소자인 배리스터(Var2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 배리스터(Var1)와 배리스터(Var2)의 접속부를 접지한 회로도 나타낸다. 도 6은 전체 실시형태에서 공통해서 사용할 수 있다.6 shows a series connection circuit of a varistor Var1 as a first overvoltage protection element and a varistor Var2 as a second overvoltage protection element in parallel to the circuit of the resistance element R1 and the resistance element R2 And a connection portion of the varistor Var1 and the varistor Var2 is grounded. Fig. 6 can be used in common in all the embodiments.
도 1에 있어서, 복수의 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 전력 입력부(도시하지 않음. 도 1을 정시해서 Conv(1∼n+1)의 상부)는 정극 전류로(Line1), 부극 전류로(Line2) 사이에 복수개 접속되어 있다.1, a power input portion (not shown, not shown) of the plurality of DC / DC converters Conv (1 to n + 1) (at the top of Conv (1 to n + 1) Line 1) and the negative electrode current line (Line 2).
직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 전력 출력부(도시하지 않음, 도 1을 정시해서 Conv(1∼n+1)의 하부)는 전류 용량이 큰 버스라인(B1)(타원형 파선으로 도시)에 접속되어 있다.DC voltage converter The power output unit (not shown, the lower portion of Conv (1 to n + 1) in FIG. 1) of the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) (Shown by an elliptical dashed line).
도 1에 있어서, 복수의 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))의 전력 입력부(도시않음. 도 1을 정시해서 Res(1∼p)의 상부)는 전류 용량이 큰 버스라인(B2)(타원형파선으로 도시)에 접속되어 있다.1, the power input part (not shown in FIG. 1) of the plurality of inrush current prevention devices Res (1 to p) is connected to the bus line B2 having a large current capacity, (Shown by an elliptical broken line).
도 1에 있어서, 복수의 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))의 전력 출력부(도시하지 않음. 도 1을 정시해서 Res(1∼p)의 하부)는 부하(Lo(1∼q))의 전력 입력부 (도시하지 않음, 도 1을 정시해서 Lo(1∼q)의 상부)에 접속되어 있다.1, the power output unit (not shown in the drawing) of the plurality of inrush current prevention devices Res (1 to p) is connected to the load Lo (1 to q ) (Not shown, upper portion of Lo (1 to q) in response to the timing of Fig. 1).
이들의 구성은 도 1∼도 4 및 도 7(B)에 공통되고 있다.These structures are common to Figs. 1 to 4 and Fig. 7 (B).
직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1)), 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p)), 부하(Lo(1∼q)), 버스라인(B1), 버스라인(B2)은 1대의 랙 중에 수용되어 있다. 랙은 복수 준비되어 있다.DC voltage converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1), inrush current prevention devices Res (1 to p), loads Lo (1 to q), bus lines B1, (B2) are housed in one rack. Multiple racks are available.
정류부(Rect1)로부터 랙까지는 고압 맥류 직류 전위로 공급된다.The rectification part (Rect1) to the rack is supplied to the high voltage pulsating DC potential.
이들, 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1)), 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p)), 부하(Lo(1∼q)), 버스라인(B1, B2)은 파선으로 둘러싸인 CRL로 나타내어진다. CRL은 랙의 내부라고 생각해도 된다. 다른 실시형태에서도 동일하다.These DC / DC converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1), inrush current prevention devices Res (1 to p), loads Lo (1 to q) ) Is represented by a CRL surrounded by a dashed line. The CRL can be thought of as the interior of the rack. The same is true in other embodiments.
<종래 기술과 본 발명의 대비>≪ Contrast between the prior art and the present invention &
도 7의 (B)는 본 발명의 전원 공급 시스템의 도 1을 모식적으로 나타낸 것이고, 도 1의 시스템의 회로 구성과 동일하다. 도 1의 정류부(Rect1), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)), 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1)), 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1)), 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))의 각각이 도 7의 (B)의 전원부(정류부(전파 정류 회로)), 2차 전지부, 다이오드(D), 고압 입력·저압 출력 DC/DC 컨버터, 돌입 전류 방지 장치에 각각 대응한다.Fig. 7 (B) is a schematic diagram of the power supply system of the present invention shown in Fig. 1, and is the same as the circuit configuration of the system of Fig. The rectifier Rect1, the secondary battery Batt (B1, B2 to Bk + 1), the diode D (D1, D2 to Dj + 1), the DC voltage converter DC / DC converter Conv (Rectification section (full-wave rectification circuit)), the secondary battery section, the diode D, and the inrush current prevention devices Res (1 to p) , High-voltage input / low-voltage output DC / DC converter, and inrush current prevention device.
또한 도 6의 저항 소자(R1) 및 저항 소자(R2)에 의한 접지 회로가 도 7의 (B)의 저항 소자(R1) 및 저항 소자(R2)의 접지 회로에 대응한다. 도 7의 (B)에 도 6의 Var1 및 Var2에 의한 접지 회로를 구비하는 것도 바람직하다. 또한, 통상은 도 6 및 도 7의 (B)의 저항 소자(R1) 및 저항 소자(R2)에 의한 접지 회로에 구비된 스윗치(SW)는 닫고 있다. 중점 접지 방식이다.The grounding circuit by the resistive element R1 and the resistive element R2 in Fig. 6 corresponds to the ground circuit of the resistive element R1 and the resistive element R2 in Fig. 7B. It is also preferable that a grounding circuit based on Var1 and Var2 in Fig. 6 is provided in Fig. 7 (B). Normally, the switch SW provided in the ground circuit by the resistance element R1 and the resistance element R2 in Figs. 6 and 7B is closed. It is a midpoint grounding system.
도 7의 (A)는 종래부터 구성되어 있는 직류 48V계의 통신용 전원에 설비되어 있는 시스템이다. 도 7의 (A)에 있어서, 전원부(컨버터)에는 적어도 전파 정류 회로, PFC 회로, DC/DC 컨버터가 구비된다.FIG. 7A is a system equipped with a communication power source of a DC 48V system which is conventionally constructed. In Fig. 7A, at least a full-wave rectification circuit, a PFC circuit, and a DC / DC converter are provided in the power supply unit (converter).
도 7의 (A)의 전원부의 PFC(Power Factor Correction) 회로는 상기 전파 정류 회로에서 발생하는 고조파를 억제하기 위한 필수 요소이고 생략 불가능하다.The PFC (Power Factor Correction) circuit of the power supply unit of FIG. 7A is an essential element for suppressing the harmonics generated in the full-wave rectification circuit and is not possible to be omitted.
또한, 후단에 구비되는 2차 전지부의 2차 전지를 정밀도가 높은 일정 전위로 플로팅 충전함과 아울러, 부하 정격 입력 전위의 일정 전위를 발생시키기 위해서 구비되는 DC/DC 컨버터도 필수 요소이고 생략 불가능하다. 따라서, 도 7의 (A)에 나타내는 고밀도 일정 전위의 출력 전위파형(A)이 전원부(컨버터)로부터 출력된다.In addition, a DC / DC converter provided to charge the secondary battery of the secondary battery provided at the subsequent stage by floating at a constant high potential and generate a constant potential of the load rated input potential is also an essential element. Do. Therefore, the output potential waveform A having the high density constant potential shown in Fig. 7A is outputted from the power supply section (converter).
부하 정격 입력 전위에는 ±5% 정도의 변동 허용값을 가지게 하고 있기 때문에 전원부(컨버터)에 구비되는 DC/DC 컨버터의 출력 전위도 본래 이 허용값을 만족시키면 충분한 바, 이 DC/DC 컨버터의 출력을 2차 전지의 플로팅 충전과 공유하기 때문에, 이 DC/DC 컨버터의 출력 전위는 2차 전지의 수명의 관점으로부터 매우 고밀도한 충전용 전위를 요구한다. 연축 전지의 1셀당의 전압에 있어서, 트리클 충전 전압은 소수점 이하 제 3 자리까지의 정밀도가 필요하다.The output voltage of the DC / DC converter provided in the power supply section (converter) satisfies the permissible value as long as the load rated input potential has a variation allowable value of about 5% Is shared with the floating charge of the secondary battery, the output potential of the DC / DC converter requires a very high charging potential from the viewpoint of the life of the secondary battery. With respect to the voltage per one cell of the spark-ignition cell, the trickle charging voltage requires precision up to the third decimal place.
또한, 전류로와 2차 전지부를 직접 접속하고 있기 때문에, 전원부(컨버터)로부터의 출력 전위가 약간이라도 2차 전지부의 출력 전위보다 저하하면, 2차 전지부의 방전이 발생해서 과도하게 2차 전지의 수명을 단축한다. 이러한 상태를 방치하면, 2차 전지의 방전 능력이 저하하고, 교류 전원이 정전했을 때, 2차 전지가 도움이 되지 않는 사태가 발생한다.In addition, since the current path is directly connected to the secondary battery section, if the output potential from the power source section (converter) is slightly lower than the output potential of the secondary battery section, the secondary battery section is discharged, Shortening the life of the battery. When such a state is left unattended, the discharging ability of the secondary battery is lowered, and when the AC power source is out of order, the secondary battery is not helpful.
직류 48V계 전원은 전류로의 한쪽이 접지되어 있기 때문에, 전류로의 다른 쪽이 사고 등에 의해 접지되었을 때, 전류로가 단락되어서 대전류가 흐른다. 이러면 통신용 부하가 다운하는 정도에서 그치지 않고, 전원부(컨버터)도 고장나고, 또한 화재 발생도 일어날 수 있다. 즉, 매우 위험한 접지 방법이다.Since one side of the current path is grounded, when the other side of the current path is grounded due to an accident or the like, the current path is short-circuited and a large current flows. In this case, the power supply unit (converter) may also fail, and a fire may occur. That is, it is a very dangerous grounding method.
또한, 48V계 전원에서는 전류로의 정극이 접지되어 있는 것이 통례이지만, 본 발명과의 비교에 있어서 본질적인 차이는 없다.In the case of the 48V system power source, it is usual that the positive electrode of the current path is grounded, but there is no essential difference in comparison with the present invention.
통상, 정류 회로의 출력측에 평활 콘덴서를 접속하면 큰 고조파가 발생한다.즉, 평활 콘덴서에는 정류 회로로부터의 출력 전압이 충전되어 있기 때문에, 교류 전압이 이 평활 콘덴서의 전압을 초과하는 부분에만 있어서 정류 회로에 전류가 흐른다. 이 전류가 고조파 전류이고, 고조파를 발생시킨다. 종래 기술의 전원부(컨버터)에는 평활 콘덴서가 내장되어 있다. 따라서, 도 7의 (A)에서 나타내는 바와 같이, 고조파 억제를 위한 PFC 회로가 필수가 된다.In other words, since the smoothed capacitor is charged with the output voltage from the rectifying circuit, only the part where the AC voltage exceeds the voltage of the smoothing capacitor is rectified Current flows through the circuit. This current is a harmonic current and generates harmonics. A smoothing capacitor is incorporated in a power supply unit (converter) of the prior art. Therefore, as shown in Fig. 7A, a PFC circuit for harmonic suppression becomes essential.
PFC 회로는 통상 90% 정도의 효율이고, PFC 회로를 전력이 통과함으로써, 10% 정도의 전력이 손실된다. 이 전력의 직접 손실과 이 전력의 손실에 의한 발열에 의해 데이터 센터 등에 있어서의 냉각용 전력 손실이 부차적으로 발생한다.The PFC circuit is usually about 90% efficient, and power is passed through the PFC circuit, so that about 10% of power is lost. The power loss for cooling in the data center or the like occurs due to the direct loss of the power and the heat generated by the loss of the power.
도 7의 (B)에서 나타내는 본 발명의 전원 공급 시스템에서는 PFC 회로는 본질적으로 불필요하다. 이것은 평활 콘덴서를 사용하지 않기 때문이다.In the power supply system of the present invention shown in FIG. 7 (B), the PFC circuit is essentially unnecessary. This is because the smoothing capacitor is not used.
DC/DC 컨버터의 출력측에는 대용량의 평활 콘덴서가 접속되어 있지만, 상기DC/DC 컨버터가 강압을 위한 스위칭 동작을 하고 있을 경우, 상기 평활 콘덴서의 존재는 외부로부터는 전기적으로 관측되지 않는다. 즉, 상기 평활 콘덴서는 DC/DC 컨버터의 입력측으로부터 보아서 용량성 소자로서의 기능을 하지 않는다. 따라서, 평활 콘덴서가 존재하지 않는 상태와 동등하다. 따라서, 본 발명의 시스템에서는 고조파가 발생하지 않기 때문에 PFC 회로는 불필요하다.Although a large-capacity smoothing capacitor is connected to the output side of the DC / DC converter, the presence of the smoothing capacitor is not electrically observed from outside when the DC / DC converter is performing switching operation for step-down. That is, the smoothing capacitor does not function as a capacitive element when viewed from the input side of the DC / DC converter. Therefore, it is equivalent to a state in which no smoothing capacitor is present. Therefore, the PFC circuit is unnecessary in the system of the present invention because harmonics are not generated.
본 발명의 시스템에서는 PFC 회로가 불필요하고, 종래 기술에서 필수인 사상을 뒤집어서, 불필요라고 하는 것은 중요한 기술 혁신이며 의미가 있는 발명이다.In the system of the present invention, the PFC circuit is unnecessary, and it is an important technical innovation and meaningful invention that it is necessary to overturn the necessity in the prior art and to be unnecessary.
도 7의 (B)에서 나타내는 본 발명의 시스템에서는 전원부(정류부)에 있어서 교류의 전파 정류파형을 그대로 출력하고 있다. 이것이 출력 전위파형(B)에 의해 나타내어진다. 본 발명에 있어서, 2차 전지부는 다이오드(D)를 통하여 전원부(정류부)의 출력 전위를 전송하는 전원선(Line1)과 (Line2)의 사이에 접속된다. 따라서, 전원부(정류부)의 출력 전위가 2차 전지부의 출력 전위보다 고전위라도 2차 전지는 충전되지 않는다.In the system of the present invention shown in Fig. 7 (B), the full-wave rectified waveform of AC is directly output in the power supply section (rectifying section). This is represented by the output potential waveform (B). In the present invention, the secondary battery unit is connected between a power line (Line 1) and a line (Line 2) through which the output potential of the power supply unit (rectifying unit) is transmitted via the diode (D). Therefore, even if the output potential of the power supply section (rectifying section) is higher than the output potential of the secondary battery section, the secondary battery is not charged.
반대로, 교류 전원의 전압 변동에 의해 전원부(정류부)의 출력 전위가 저하하고, 2차 전지가 빈번히 방전되지 않도록 전원부(정류부)의 출력 전위를 2차 전지부의 출력 전위보다 상당히 높게 전원부(정류부)의 출력 전위를 설정할 수 있다.교류 전원의 정전시나 교류 전원이 매우 저하했을 때만 2차 전지부의 2차 전지를 방전시킨다.On the other hand, the output potential of the power supply section (rectification section) is lowered due to the voltage fluctuation of the AC power supply and the output potential of the power supply section (rectification section) is set higher than the output potential of the secondary battery section so that the secondary battery is not discharged frequently, It is possible to discharge the secondary battery of the secondary battery only when the AC power supply is interrupted or when the AC power is greatly reduced.
여기서, 전위는 전원선(Line2)을 기준으로 한 전원선(Line1)의 전위를 의미한다.Here, the potential means the potential of the power line (Line 1) with reference to the power line (Line 2).
2차 전지부는 다이오드(D)를 통하여 전원선(Line1, Line2) 사이에 접속되기 때문에, 이 다이오드(D)와 2차 전지부의 셋트를 병렬 접속하는 병렬 접속 셋트의 수에 제한이 없다.Since the secondary battery section is connected between the power lines (
종래 기술인 다이오드(D)를 통하지 않고 2차 전지부를 전원선(Line1), (Line2) 사이에 병렬 접속하는 방식에서는 2차 전지부 사이에 횡류가 발생하거나 충전이 불균일해지기 때문에, 2차 전지부의 병렬 접속부수는 3부가 한계이다. 따라서, 부하의 전력 용량이 클 경우, 2차 전지부 1부당의 2차 전지 용량을 크게 하지 않으면 안된다.In the system in which the secondary battery unit is connected in parallel between the power lines Line1 and Line2 without passing through the diode D of the related art, a cross flow occurs between the secondary battery units and the charging becomes uneven, The number of parallel connections is three. Therefore, when the power capacity of the load is large, the capacity of the secondary battery per one secondary battery unit must be increased.
본 발명에서는 다이오드(D)에 의해 2차 전지부간의 횡류가 저지되어 병렬 접속 셋트수에 제한이 없다. 따라서, 2차 전지부 1부당의 2차 전지 용량을 작게 해서, 부하의 전력 용량의 증대에 따라 다이오드(D)와 2차 전지부의 셋트수를 얼마든지 증설할 수 있으므로, 초기 설비 투자의 부담이 경감된다.In the present invention, the transverse flow between the secondary battery sections is blocked by the diode (D), so that there is no limit to the number of parallel connection sets. Therefore, the capacity of the secondary battery per one secondary battery unit can be reduced, and the number of sets of the diode D and the secondary battery unit can be increased as the load capacity of the load increases, .
교류 전원이 정전하고, 2차 전지부의 2차 전지가 방전하고, 발전기로부터의 전력 공급이 개시되었을 때, 또는 교류 전원이 복전(정전의 회복)되었을 때, 종래 기술인 도 7의 (A)에서는 전원부(컨버터)가 부하에 급전함과 아울러, 2차 전지부의 2차 전지에도 충전 전류를 공급한다. 이것은 전원부(컨버터)로의 과대한 부담을 강요하는 것이 되고, 전원부(컨버터)의 전력 용량을 크게 해서 설비할 필요가 있다. 또한, 발전기도 전력 용량을 크게 하지 않으면 안된다.When the alternating-current power source is out of order, the secondary battery of the secondary battery unit is discharged, and the power supply from the generator is started, or when the alternating-current power source is restored (recovery of power failure) The power supply (converter) feeds the load and also supplies the charging current to the secondary battery of the secondary battery. This imposes an excessive burden on the power supply (converter), and it is necessary to increase the power capacity of the power supply (converter). In addition, the generator must also have a large power capacity.
본 발명에서는 상기와 같을 때, 도시하지 않았지만 별도로 구비하는 충전기로 2차 전지를 충전할 수 있기 때문에 전원부(정류부)로의 부담은 발생하지 않는다.According to the present invention, since the secondary battery can be charged by a charger (not shown) provided separately, the burden on the power source unit (rectifying unit) does not occur.
또한, 발전기로부터의 전력 공급이 개시되었을 때, 즉시, 발전기로부터의 전력에 의해, 2차 전지부의 2차 전지를 충전할 필요도 없고, 교류 전원이 복전되었을 때, 이 교류 전원으로부터 충전하는 것으로 충분하므로 발전기로의 부담도 없다.Further, when the power supply from the generator is started, there is no need to immediately charge the secondary battery of the secondary battery unit by the electric power from the generator, and when the AC power supply is charged, charging from the AC power supply There is no burden on the generator.
종래 기술의 시스템 구성에서는 부하로의 급전시에 2차 전지에 충전되는 것이 회피될 수 없다.In the system configuration of the prior art, it is not possible to avoid charging the secondary battery to the load on the load.
또한, 본 발명인 도 7의 (B)의 구성에서는 2차 전지전용 충전기를 사용해서 고밀도의 트리클 충전이 가능해서, 2차 전지의 수명을 연장할 수 있다.Further, in the configuration of Fig. 7 (B) of the present invention, high-density trickle charging can be performed by using a charger dedicated to the secondary battery, so that the life of the secondary battery can be extended.
도 7의 (B)에 있어서, 전원부(정류부)의 출력 전위는 고압 입력·저압 출력DC/DC 컨버터에 의해 강압되어 부하에 공급된다. 교류 전원의 정전시 또는 교류 전원 전압의 이상 저하시에는 2차 전지부의 출력 전위는 DC/DC 컨버터에 의해 강압되어 부하에 공급된다. 도 7의 (B)의 출력 전위파형(C)은 이것을 나타내고, 일정 전위의 부하 정격 입력 전압을 부하에 공급할 수 있다.In Fig. 7 (B), the output potential of the power supply section (rectifying section) is lowered by the high-voltage input / low-voltage output DC / DC converter and supplied to the load. When the AC power supply is interrupted or when the AC power supply voltage abnormally drops, the output potential of the secondary battery is lowered by the DC / DC converter and supplied to the load. The output potential waveform (C) of Fig. 7 (B) shows this and a load-rated input voltage of a constant potential can be supplied to the load.
본 발명의 시스템에서는 DC/DC 컨버터의 출력 전위에 의해 2차 전지를 충전하지 않기 때문에 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전위는 고밀도를 요구하지 않는다.In the system of the present invention, since the secondary battery is not charged by the output potential of the DC / DC converter, the output potential of the DC / DC converter does not require high density.
도 7의 (B)에 있어서, 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 직렬 접속 회로의 양 단이 전원선(Line1), (Line2) 사이에 접속되고, 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부가 접지되어 있다. 따라서, 전원선(Line1) 및 (Line2)의 양 전위가 상승하고자 하여도 이 접지 회로에 의해 전위 상승이 억제된다.7 (B), both ends of the series connection circuit of the resistance element R1 and the resistance element R2 are connected between the power source lines Line1 and Line2, (R2) is grounded. Therefore, even if the potentials of the power lines Line1 and Line2 are to be increased, the rise of the potential is suppressed by this grounding circuit.
또한, 전원선(Line1), (Line2) 중 어느 하나가 사고 등에 의해 접지되었을 때, 접지 전류로는 저항 소자(R1) 또는 저항 소자(R2)를 통하므로 미소 전류밖에 흐르지 않는다. 즉, 전원선(Line1)이 접지되었을 때, Line1→접지점→저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부→저항 소자(R2)→Line2의 경로의 전류가 흐르지만, 저항 소자(R2)의 저항에 의해 전류가 제한된다. 또한, 전원선(Line2)이 접지되었을 때, Line2→접지점→저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부→저항 소자(R1)→Line1의 경로의 전류가 흐르지만, 저항 소자(R1)의 저항에 의해 전류가 제한된다.When either one of the power lines Line1 and Line2 is grounded due to an accident or the like, only a small current flows through the resistor R1 or the resistor R2 through the grounding current. That is, when the power supply line Line1 is grounded, a current flows in the path of Line1 → ground point → connection point of the resistance element R1 and the resistance element R2 → resistance element R2 → Line2, The current is limited by the resistance of the resistor. When the power line Line2 is grounded, a current flows in the path of Line2 → ground point → connection point of the resistance element R1 and the resistance element R2 → resistance element R1 → Line1, The current is limited by the resistance of the resistor.
따라서, 인체가 전원선(Line1) 또는 (Line2)에 접촉해서 감전되었다고 하여도, 감전한 사실을 확인할 수 있는 정도로, 즉시 자기에서 접촉을 회피할 수 있으므로 인신 사고는 방지할 수 있다.Therefore, even if the human body touches the power line (Line 1) or (Line 2) and the electric shock occurs, it is possible to avoid the contact immediately at the magnetic body to such an extent that the fact that the electric shock can be confirmed can be prevented.
또한, 도전체(전선 등)에 의해 접지되었다고 하여도, 미소 전류가 흐르는 정도이기 때문에, 부하, 전원부로의 영향은 없고, 또한 화재 등의 발생은 없다.Furthermore, even if the power source is grounded by a conductor (electric wire or the like), there is no influence on the load and the power source, and there is no occurrence of fire or the like.
도시하지 않지만, 이 접지 사상은 별도로 구비하는 누전 검출기에 의해 검출되고, 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부를 스윗치(SW)에 의해 접지점으로부터 분리함으로써, 누전을 차단할 수 있다.Although not shown, this grounding fault is detected by a separately provided leak detector, and the connection between the resistor element R1 and the resistor element R2 is separated from the grounding point by means of the switch SW, so that the leakage current can be cut off.
(1-2) 시스템의 회로 동작(1-2) Circuit operation of the system
도 1을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태인 전원 공급 시스템의 회로 동작을 설명한다.The circuit operation of the power supply system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.
정류부(Rect1)는 상기 정류부(Rect1)에 입력된 3상 교류 전원의 전류를 전파 정류하고, 이 정류부(Rect1)의 전위를 출력하는 전위 출력단으로부터 6상 파형의 맥류 직류 전위를 전원선(Line1), 전원선(Line2) 사이에 출력한다.The rectifying part Rect1 performs full wave rectification of the current of the three-phase AC power inputted to the rectifying part Rect1 and the pulse direct current potential of the six-phase waveform from the potential output terminal for outputting the potential of the rectifying part Rect1 to the power line Line1. , And the power line (Line 2).
정류부(Rect1)에 입력되는 3상 교류 전원 전압의 실효값(이하, 단지 3상 교류 전원 전압이라고 한다)을 Vi라 하고, 전원선(Line2)의 전위를 기준 전위로 한 전원선(Line1)의 전위에 있어서, 맥류 부분의 전위의 상한값(파고값)을 Vhig, 맥류부분의 전위의 하한값(파저값)을 Vlow라고 하면, 이하 (1), (2)식이 성립된다.(Hereinafter, simply referred to as a three-phase AC power supply voltage) of the three-phase AC power supply voltage input to the rectification part Rect1 is Vi and the potential of the power supply line Line1 with the potential of the power supply line Line2 as the reference potential (1) and (2) are established when the upper limit value (peak value) of the potential of the pulsating current portion is Vhig and the lower limit value (fauge value) of the potential of the pulsating portion is Vlow.
(1) Vhig = Vi×√2(1) Vhig = Vi 占 2
(2) Vlow = Vhig × Sin60°(2) Vlow = Vhig x Sin 60
이상의 계산에서는 정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1∼Dr6)의 순방향 전압 강하를 무시하고 있다. 다른 실시형태에서도 동일). 이 맥류 직류 전위가 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 입력되고, 상기 DC/DC 컨버터에 의해, 강압되고 DC/DC 컨버터 Conv(1∼n+1)로부터 맥류 없이 일정 전위가 출력된다. 이 전력이 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))를 통하여 부하(Lo(1∼q))에 공급된다.The above calculation ignores the forward voltage drop of the diodes Dr1 to Dr6 of the rectifier Rect1. The same in other embodiments). This pulse direct current potential is input to the DC / DC converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1), and the DC voltage is supplied from the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) A constant potential is output without pulsating current. This electric power is supplied to the loads Lo (1 to q) through the inrush current preventing devices Res (1 to p).
예를 들면, 상한값(Vhig)과 하한값(Vlow)의 전위의 중간 전위(평균 전위가 아님)을 V0로 하면 식(3)이 성립된다.For example, when the intermediate potential (not the average potential) of the potentials of the upper limit value Vhig and the lower limit value Vlow is V0, equation (3) is established.
(3) V0 = (Vhig + Vlow)/2(3) V0 = (Vhig + Vlow) / 2
여기서, 도 5를 참조하여 강압을 행하는 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))를 사용한 예를 설명한다.Here, an example in which the DC / DC converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1) for stepping down are used will be described with reference to FIG.
도 5는 강압 전용(이하, 강압이라고 한다.) 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))를 사용했을 경우의 각 부의 전위 관계를 나타낸다. 또한, 이들의 전위는 도 1에 있어서의 전원선(Line2)을 기준으로 한 전원선(Line1)의 전위이다.5 shows the potential relationship of each part when DC / DC converters DC / DC converters (Conv (1 to n + 1)) dedicated to step-down (hereinafter referred to as step-down) DC voltage converters are used. These potentials are potentials of the power supply line Line1 with reference to the power supply line Line2 in Fig.
도 5에 있어서, V0는 정류부(Rect1)∼정류부(Rect3) 중 어느 하나의 출력 전위의 상한, 하한의 중간값이고, 엄밀하게는 평균 전위가 아니고, 실효값이 아니다. 임시로, 정류부의 정격 출력 전위라고 칭하기로 한다.In Fig. 5, V0 is an intermediate value between the upper and lower limits of the output potentials of any one of the rectifying portions Rect1 to Rect3, and is not an average potential but an effective value. And is referred to as a rated output potential of the rectifying section temporarily.
정류부(Rect1) 출력 전위인 V1은 3상 교류 전원이 정상인 상태에서 변동하는 전위의 상한값(맥류 전위의 파고값), 정류부(Rect1) 출력 전위인 V2는 3상 교류 전원이 정상인 상태에서 변동하는 전위의 하한값(맥류 전위의 최저 전위(파저값))을 나타낸다. 상기의 설명에서 사용한 기호, Vhig, Vlow는 이후의 설명에 있어서, 각각 V1, V2라고 한다. 즉, V1 = Vhig, V2 = Vlow이다.V1, which is the output potential of the rectification part (Rect1), is the upper limit value (peak value of the pulsating potential) fluctuating in a state where the three-phase AC power is normal, V2 which is the output potential of the rectification part (Rect1) (Minimum potential of the pulsating potential (parasite value)). The symbols Vhig and Vlow used in the above description are referred to as V1 and V2 in the following description, respectively. That is, V1 = Vhig and V2 = Vlow.
도 5에 있어서, V0는 정류부(Rect1)의 변동하는 출력 전위의 중간적 전위이고, V0 = (V1 + V2)/2이다.In Fig. 5, V0 is the intermediate potential of the fluctuating output potential of the rectifying section Rect1, and V0 = (V1 + V2) / 2.
상기 V1∼V2 사이의 전위 변동은 정류부의 정류에 의해 발생하는 맥류에 의한 전위 변동을 포함하지만, 이외에 3상 교류 전원의 공급원으로부터 발생하는 정상인 범위에서의 전위 변동도 포함한다.The potential fluctuation between V1 and V2 includes a potential fluctuation caused by pulsation generated by the rectification of the rectifying section but also includes a potential fluctuation in a normal range generated from a source of the three-phase AC power source.
도 5는 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))를 사용한 일례이다.Fig. 5 shows an example using DC / DC converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1).
DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 강압 전용이기 때문에, 정류부(Rect1)의 출력 전위에 있어서의 V1, V2, V0 및 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 출력하는 전위(Vb)는 모두 부하 정격 입력 전위(VLo) 보다 고전위로 설정한다.Since the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) are dedicated to step-down, V1, V2 and V0 at the output potential of the rectification part Rect1 and the secondary battery parts Batt (B1, B2 to Bk + 1 ) Are all set higher than the load rated input potential VLo.
즉, 이 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 정류부의 출력 전위 또는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위를 항상 강압해서 부하에 부하 정격 입력 전위(VLo)를 공급한다.That is, the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) constantly lower the output potential of the rectifying section or the output potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) And supplies the input potential VLo.
일례로서, 부하(특히, 인터넷 통신용 서버) 정격 입력 전압은 저압이고, 12V 급전으로 할 수 있다. 이 정도의 전압이 서버에 있어서 바람직하지만, 이것에 한정하지 않는다.As an example, the rated input voltage of a load (particularly, a server for Internet communication) is low and can be supplied at 12V. This level of voltage is preferable for the server, but the present invention is not limited to this.
3상 교류 전원의 정전시 또는 3상 교류 전원이 매우 저하했을 때, 즉, V2 < Vb일 때, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 직류 전압 변환 장치DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 입력되고, DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위를 강압하고, 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))에 공급하고, 돌입 전류를 억제하고, 상기 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))는 부하에 급전한다.The output potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is lower than the output potential of the secondary battery section B3 when the three-phase alternating-current power source is in a power failure state or when the three- DC-DC converters Conv (1 to n + 1) are supplied to the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) The inrush current prevention device Res (1 to p) feeds the load. The inrush current prevention device Res (1 to p) supplies the load to the inrush current prevention devices Res (1 to p).
이상, 강압 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))를 사용하는 도 5에 있어서의 전위 관계는 V1 > V0 > V2> Vb > VLo가 된다.The potential relationship in FIG. 5 using the step-down DC / DC converters Conv (1 to n + 1) is V1> V0> V2> Vb> VLo.
또한, 상기, 도 5에 있어서의 V1∼V2 사이의 전위 변동은 정류부(Rect1)의 정류에 의해 발생하는 맥류에 의한 전위 변동을 포함하지만, 이외에 3상 교류 전원의 공급원으로부터 발생하는 정상인 범위에서의 전위 변동도 포함한다.5 includes the potential fluctuations due to the pulsation generated by the rectification of the rectifying section Rect1, but the potential fluctuations in the normal range generated from the sources of the three-phase ac power supply Potential variations are also included.
상기에 있어서 설명한 도 5의 전위 구성은 다른 실시형태에서도 동일하게 적용된다.The potential configuration of FIG. 5 described above is applied to the other embodiments as well.
또한, 도 5의 설명에 있어서, 3상 교류 전원을 예로 했지만, 도 1∼도 4에 있어서의 다른 실시형태에서 취급하는 도 2의 3상 교류 전원(Y(3상 교류 스타 결선))과 3상 교류 전원(△(3상 교류 델타 결선))의 합성 전원, 도 3의 단상 교류 전원, 도 4의 3상 교류 전원, 도시하지 않은 다상 교류 전원의 경우에도, 이 설명은 적용할 수 있다.Although the three-phase alternating current power source is taken as an example in the description of Fig. 5, the three-phase alternating current power source (Y (three-phase alternating current star connection)) of Fig. 2 handled in another embodiment of Figs. Phase alternating current power source (DELTA (three-phase alternating-current delta connection)), the single-phase alternating-current power source shown in Fig. 3, the three-phase alternating-current power source shown in Fig. 4 and the multiphase alternating-current power source not shown.
단, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 설비하지 않는 다른 실시형태에서는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)를 생각하지 않는다.However, in another embodiment in which the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is not provided, the output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) I never do that.
(1-A) 3상 교류 전원 전압이 정상인 경우(1-A) When the three-phase AC power supply voltage is normal
즉, 도 1의 시스템을 도 5의 전위 배분에 의해 동작시킨다. 일례로서, 도 1에 있어서의 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))가 효율 97%를 갖는 절연형 강압 DC/DC 컨버터인 경우, 이 DC/DC 컨버터를 본 발명의 시스템에 적용했을 때의 상기 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 전압 변환 효율을 구한다.That is, the system of Fig. 1 is operated by the potential distribution of Fig. As an example, when the DC / DC converter (Conv (1 to n + 1) in FIG. 1) is an insulation type step-down DC / DC converter having an efficiency of 97%, the DC / DC converter (Conv (1 to n + 1)) when it is applied to the system of Fig.
전압 변환 효율(E)는 하기 식으로 구해진다.The voltage conversion efficiency (E) is obtained by the following equation.
E = 0.97E = 0.97
E에 의한 경우, 전력 손실률은 「1 - 0.97 = 0.03」. 수치 0.03은 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 효율이 97%인 경우의 전력 손실률이다.E, the power loss rate is "1 - 0.97 = 0.03". The value 0.03 is the power loss rate when the efficiency of the DC / DC converter DC / DC converter (Conv (1 to n + 1)) is 97%.
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)와 3상 교류 전원 전압의 관계를 구한다.The relationship between the output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the three-phase AC power source voltage is obtained.
2차 전지를 상시에 있어서 방전시키지 않기 위해서는 도 5의 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)를 정류부(Rect1)가 출력하는 전위의 하한값(V2) 보다 저전위로 할 필요가 있다. 3상 교류 전원 전압의 실효값을 Vi라고 하면 하한값(V2)은 하기 식으로 나타내어진다.The output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) in Fig. 5 is set to the lower limit value V2 of the potential output from the rectification section Rect1 in order not to discharge the secondary battery at all times, There is a need to be more conservative. Assuming that the effective value of the three-phase AC power source voltage is Vi, the lower limit value V2 is expressed by the following equation.
V2 = √2Vi·Sin60° 이것은 상술의 하기 식에 의한다.V2 = √2Vi 揃 Sin60 ° This is based on the following equation.
(1) Vhig = Vi × √2(1) Vhig = Vi 占 2
(2) Vlow = Vhig × Sin60°(2) Vlow = Vhig x Sin 60
또한, 정류부(Rect1)로부터 출력되는 정격 전위(V0)는 3상 교류 전원 전압의 실효값을 Vi라고 하면 하기 식으로 나타내어진다.The rated potential V0 output from the rectifying section Rect1 is expressed by the following equation when Vi is the effective value of the three-phase AC power source voltage.
V0 = √2Vi(1 + Sin60°)／2V0 =? 2Vi (1 + Sin60 degrees) / 2
이 식을 Vi의 식으로 변형하면 하기 식으로 나타내어진다.This equation is transformed by the equation of Vi and can be expressed by the following equation.
Vi = √2V0/(1 + Sin60°)Vi = V2V0 / (1 + Sin60)
따라서, 하한값(V2)은 하기 식으로 나타내어진다.Therefore, the lower limit value V2 is represented by the following equation.
V2 = 2V0·Sin60°／(1 + Sin60°)V2 = 2V0 Sin60 / (1 + Sin60)
정류부의 정격 출력 전위(V0)를 일례로서, 340V로 하면 V2, Vi는 이하와 같다.Assuming that the rated output potential V0 of the rectifying section is 340V, for example, V2 and Vi are as follows.
V2 = 316V, Vi = 258VV2 = 316V, Vi = 258V
따라서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 300V 정도 이하로 한다. 이상의 계산에 있어서, 정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1∼Dr6), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 접속되는 다이오드(D1∼Dj)의 순방향 전압 강하를 무시하고 있다.Therefore, the output potential of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is set to about 300 V or less. The forward voltage drop of the diodes D1 to Dj connected to the diodes Dr1 to Dr6 and the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) of the rectifying unit Rect1 is ignored .
또한, 3상 교류 전원 전압(Vi)의 맥류 이외의 변동을 고려하면, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위를 더 낮은 값으로 설정해서 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))로부터의 무용한 방전을 회피한다. 맥류 이외의 변동이란 3상 교류 전원 전압의 정상인 범위에 있어서 3상 교류 전원의 공급원으로부터 발생하는 변동이다.Considering the fluctuations of the three-phase AC power supply voltage Vi other than the pulsating current, the output potential of the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to a lower value, Batt (B1, B2 to Bk + 1)). The fluctuation other than the pulsating current is a fluctuation occurring from the source of the three-phase alternating current power supply in the normal range of the three-phase ac power supply voltage.
(1-B) 3상 교류 전원의 전압 변동이 있는 경우(1-B) When voltage fluctuation occurs in three-phase AC power
3상 교류 전원 전압에, 변동률(±α)이 있는 경우, 도 5에 있어서, 상한값(V1)은 상승하고, 하한값(V2)은 하강한다. 이들을 식으로 나타내면 이하와 같이 된다.5, the upper limit value V1 is increased and the lower limit value V2 is lowered when the three-phase alternating-current power supply voltage has a variation rate (占). These are expressed as follows.
V1 = √2Vi(1 + α)V1 =? 2Vi (1 +?)
V2 = √2Vi(1 - α)Sin60°V2 = √2Vi (1 - α) Sin 60 °
3상 교류 전원 전압(Vi)의 변동률을 5%로 하고, 상기 식에 목표로 하는 전원선(Line1) 정격 전위 = 340V, α = 0.05, Vi = 257.677V( ≒ 258V)을 대입하면, 이하의 값이 된다.When the variation rate of the three-phase AC power supply voltage Vi is set to 5% and the target electric potential of the power line Line1 of interest is 340V,? = 0.05 and Vi = 257.677V (? 258V) Lt; / RTI >
V1 = 383VV1 = 383V
V2 = 300VV2 = 300V
따라서, 3상 교류 전원 전압의 정상 전압 변동의 범위내에서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 비방전의 안전성을 고려해서 280V 정도로 설정한다.Therefore, the output potentials of the secondary battery units (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) are set to about 280 V in consideration of the safety of non-discharge within the range of the steady voltage fluctuation of the three-
이상의 계산에 있어서, 정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1∼Dr6), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 접속되는 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 전압 강하를 무시하고 있다.In the above calculation, the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) connected to the diodes Dr1 to Dr6 and the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1) Is ignored.
상기한 바와 같은 통상 발생할 수 있는 경미한 3상 교류 전원 전압 변동에 있어서는 정류부(Rect1)가 정격 출력 전위(V0)를 발생시켜, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 방전되지 않도록, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)와 정류부(Rect1)의 출력 전위의 하한값(V2)을 설정한다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 280V 정도의 전위가 되도록 2차 전지의 직렬 개수를 정할 필요가 있다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 연축 전지로 구성되어 있는 경우, 140개 정도의 직렬 접속이 된다.The rectified part Rect1 generates the rated output potential V0 and the secondary battery Batt (B1, B2 to Bk + 1) is discharged as a result of the normal three-phase AC power supply voltage variation, The output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the lower limit value V2 of the output potential of the rectification section Rect1 are set. It is necessary to determine the number of the secondary batteries in series so that the output potential of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is a potential of about 280V. If the secondary battery unit (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is composed of a pneumatic battery, there are about 140 series connections.
상기에 있어서, 3상 교류 전원 전압(Vi)의 전압 변동률(α)을 ±5%정도라 상정했지만, 더 큰 전압 변동에서도 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))가 부하(Lo(1∼q)) 정격 입력 전위(VL0)를 발생시키도록 설정하고, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 상기의 계산값 보다 떨어지고, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 방전시키지 않도록 한다. 이것은 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 방전에 의한 수명을 단축시키지 않기 위해서이다.Although DC voltage converters (Conv (1 to n + 1)) of the DC voltage converter DC voltage converters are assumed to be about 5% The output potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to be lower than the above calculated value, Do not discharge the secondary battery (Batt (B1, B2 to Bk + 1)). This is so as not to shorten the service life due to the discharge of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)).
일례로서, 정류부(Rect1)의 정격 출력 전위(V0)는 V1과 V2의 산술 평균으로 하고, V0 = (V1 + V2)/2로 하고 있다.As an example, the rated output potential V0 of the rectification part Rect1 is an arithmetic average of V1 and V2, and V0 = (V1 + V2) / 2.
(1-C) 3상 교류 전원이 이상인 경우(1-C) 3-phase AC power is abnormal
3상 교류 전원이 정전되거나, 매우 저하됐을 경우, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전력으로 부하를 동작시킨다. 도 5에 있어서, V2 > Vb의 조건을 만족시키지 않을 경우, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))는 방전된다.If the three-phase AC power is cut off or is severely degraded, operate the load with the power from the secondary battery (Batt (B1, B2 to Bk + 1)). In Fig. 5, when the condition of V2 > Vb is not satisfied, the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) are discharged.
V2 > Vb의 조건을 만족시키지 않는 (V2 < Vb) 경우, 2차 전지는 방전되고, 무순단으로 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전력 공급으로 스위칭한다. 이 때, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 존재하는 2차 전지군의 전위는 도 5에 있어서, 전원선(Line1)에 전위(Vb)를 출력한다.When the condition of V2 > Vb is not satisfied (V2 < Vb), the secondary battery is discharged and switches to the power supply of the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) at the endless stage. At this time, the potential of the secondary battery group present in the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) outputs the potential Vb to the power supply line Line1 in Fig.
도 5에 있어서, Vb > VLo이기 때문에, 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 의해 강압되어 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))를 통하여 부하 정격 입력 전위(VLo)를 출력한다.5, Vb is lowered by the DC / DC converter (Conv (1 to n + 1)) and supplied to the load rating input (Res And outputs the potential VLo.
도 1에서는 2차 전지를 충전하는 기능은 생략하고 있다. 도 1의 회로에서는 2차 전지는 충전되지 않는다. 이 때문에, 충전기를 별도 준비할 필요는 있지만, 본 발명의 범위 외이다.1, the function of charging the secondary battery is omitted. In the circuit of Fig. 1, the secondary battery is not charged. For this reason, it is necessary to separately prepare a charger, but it is outside the scope of the present invention.
3상 교류를 전파 정류하면 정류 후의 맥류 하한값이 비교적 높기 때문에, 평활 콘덴서가 불필요하고, 이 평활 콘덴서로의 돌입 전류가 발생하지 않는다.When the three-phase alternating current is subjected to full-wave rectification, the lower limit value of the pulsating current after rectification is relatively high, so that a smoothing capacitor is unnecessary and an inrush current to the smoothing capacitor is not generated.
(2) 제 2 실시형태(2) Second Embodiment
(2-1) 시스템의 회로 구성(2-1) Circuit configuration of the system
도 2는 본 발명에 의한 제 2 실시형태를 나타내는 전원 공급 시스템의 기본적 회로 구성도이다. 본 발명에 관계되지 않는 요소는 생략되어 있다.2 is a basic circuit configuration diagram of a power supply system according to a second embodiment of the present invention. Elements not relating to the present invention are omitted.
스타 결선 3상 교류 전원(도 2에 있어서 3상 교류 전원: Y로 표시)을 입력하고, 정류 소자인 다이오드(Dr1)로부터 (Dr6)로 구성되는 3상 브리지 정류 회로에서 3상 교류를 전파 정류하여 6상 파형의 맥류 직류를 얻기 위한 정류부(Rect1)가 존재한다.3-phase AC power source (indicated by Y in FIG. 2) is input and a three-phase bridge rectifier circuit composed of diodes Dr1 to Dr6, which are rectifying elements, There is a rectification part Rect1 for obtaining a pulsating current of a six-phase waveform.
또한, 델타 결선 3상 교류 전원(도 2에 있어서 3상 교류 전원:△로 표시)을 입력하고, 정류 소자인 다이오드(Dr7)로부터 (Dr12)로 구성되는 3상 브리지 정류 회로에서 3상 교류를 전파 정류하고, 스타 결선 3상 교류 전원과 위상이 30°상위하는 6상 파형의 맥류 직류를 얻기 위한 정류부(Rect2)가 존재한다.The three-phase bridge rectifier circuit composed of diodes Dr7 to Dr12, which are rectifying elements, receives three-phase alternating current (hereinafter referred to as " three-phase alternating current " There is a rectification part (Rect2) for full wave rectification and obtaining a pulsating direct current of 6 phase waveform which is 30 degrees out of phase with the star connection three-phase AC power.
정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 출력 전위는 정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 정류 전위 출력부가 병렬 접속된 전위 출력단으로부터 상기 출력 전위의 극성이 동일하게 되도록 구성된다.The respective output potentials of the rectification sections Rect1 and Rect2 are configured such that the polarities of the output potentials are the same from the potential output terminals to which the rectified potential output sections of the rectification sections Rect1 and Rect2 are connected in parallel.
즉, 스타 결선 3상 교류 전원으로부터의 제 1 정류부인 정류부(Rect1)와 델타 결선 3상 교류 전원으로부터의 제 2 정류부인 정류부(Rect2)의 합성 정류 전위가 전위 출력단에 출력되는 구성이다.That is, the combined rectification potential of the rectification part Rect1 which is the first rectification part from the star-connected three-phase AC power source and the rectification part Rect2 which is the second rectification part from the delta connection three-phase ac power supply is outputted to the potential output terminal.
이 정류부(Rect1, Rect2)의 전위를 출력하는 전위 출력단으로부터 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)을 통해서 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 전력이 제공된다.Power is supplied to the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) from the potential output terminals for outputting the potentials of the rectification sections Rect1 and Rect2 through the power supply line Line1 and the power supply line Line2.
여기서, 전위 출력단이란 정류부(Rect1)의 정류 소자인 각각의 다이오드의 애노드, 캐소드 사이를 말하고, 캐소드에 정극 전위, 애노드에 부극 전위가 출력된다.이것은 정류부(Rect2), 정류부(Rect3)도 동일하고, 각 정류부가 병렬 접속되어 있어도 동일하다. 이것은 다른 실시형태도 동일하다.Here, the potential output terminal is between the anode and the cathode of each diode which is a rectifying element of the rectifying part Rect1, and the positive electrode potential is outputted to the cathode and the negative electrode potential is outputted to the anode. , And the same is true even if the rectifying sections are connected in parallel. This is also the same in other embodiments.
이, 델타 결선 3상 교류 전원을 전파 정류하는 다이오드(Dr7)로부터 (Dr12)로 구성되는 3상 브리지 정류 회로는 제 1 실시형태인 도 1에 더 추가된 회로이고, 이 회로 이외는 도 1과 동일하기 때문에, 도 2에 있어서도 도 1과 동일한 부호를 붙여서 도 1에 있어서의 설명을 원용하고 중복되는 설명을 생략한다.The three-phase bridge rectifier circuit composed of the diodes Dr7 to Dr12 for full-wave rectification of the delta connection three-phase AC power supply is a circuit added to the first embodiment which is further added to Fig. The same reference numerals as in Fig. 1 are attached to Fig. 2, so that the description of Fig. 1 is omitted and redundant explanations are omitted.
3상 교류 전원 Y, △은 본 발명에 포함되지 않는 외부의 존재이다.The three-phase alternating-current power supplies Y and DELTA are exteriors not included in the present invention.
정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)는 병렬 접속 되기때문에, 스타 결선 3상 교류 전원의 전위와 델타 결선 3상 교류 전원의 전위는 거의 동일해지도록 한다.Since the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 are connected in parallel, the potential of the three-phase starter-phase AC power source and the three-phase AC power source of the delta connection are made almost equal.
또한, 도 2에 있어서, 정류부(Rect1) 및 정류부(Rect2)에 존재하는 정류 회로는 전파 정류하는 브리지 정류 회로의 예를 게시했지만, 반파 정류하는 반파 정류 회로라도 된다.In Fig. 2, the rectifying circuit existing in the rectifying part Rect1 and the rectifying part Rect2 is an example of a bridge rectifying circuit for full-wave rectification, but it may be a half-wave rectifying circuit for half-wave rectification.
정류부(Rect1) 및 정류부(Rect2)에 존재하는 정류 회로가 전파 정류하는 브리지 정류 회로인 경우, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)의 병렬 접속 회로는 12상파형의 맥류 직류 전위를 출력하고, 정류부(Rect1) 및 정류부(Rect2)에 존재하는 정류 회로가 반파 정류하는 정류 회로인 경우, 정류부(Rect1)과 정류부(Rect2)의 병렬 접속 회로는 6상 파형의 맥류 직류 전위를 출력한다.When the rectification circuit existing in the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 is a bridge rectification circuit for full wave rectification, the parallel connection circuit of the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 outputs the pulsating current direct current of 12 phase waveform, The parallel connection circuit of the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 outputs the pulse current DC potential of the six-phase waveform when the rectification circuit existing in the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 is a half-wave rectification circuit.
정류부(Rect1)와 (Rect2)은 병렬 접속되기 때문에 정류부(Rect1)과 (Rect2)의 출력 전위는 합성되고, 이 합성 출력 전위는 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)에 의해, 제 1 실시형태와 같이 직류 전압 변환 장치인 복수의 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 공급된다.Since the rectifying sections Rect1 and Rect2 are connected in parallel, the output potentials of the rectifying sections Rect1 and Rect2 are synthesized and the combined output potential is supplied to the first DC converter (Conv (1 to n + 1)), which is a DC voltage converting device.
도 2의 예에서는 전원선(Line1)이 정극이고, 전원선(Line2)이 부극이다. 이 극성은 반대이어도 상관없다.In the example of Fig. 2, the power line Line1 is a positive electrode, and the power line Line2 is a negative electrode. This polarity may be reversed.
이 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 강압을 전용으로 행하는 DC/DC 컨버터이다. 이 DC/DC 컨버터는 입력된 맥류 직류 전위를 강압해서 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))에 출력한다.The DC / DC converters Conv (1 to n + 1) are DC / DC converters dedicated to stepping down. This DC / DC converter down-converts the inputted pulse current direct current and outputs it to the inrush current preventing device (Res (1 to p)).
이것에 입력된 전력은 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))에 의해 부하(Lo(1∼q))로의 돌입 전류를 억제하고, 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))는 출력 전력을 부하(Lo(1∼q))에 공급하는 구성이다.The input power suppresses the inrush current to the loads Lo (1 to q) by the inrush current prevention devices Res (1 to p) and the inrush current prevention devices Res (1 to p) And power is supplied to the loads Lo (1 to q).
또한, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 존재하고, 이것은 복수의 2차 전지가 직렬 접속되어서 구성되는 2차 전지군이 복수 병렬 접속된 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)으로 구성되다.There are secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1), which are a plurality of secondary battery groups B1, B2, Bk, B2 to Bk + 1).
정류 소자인 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))에 존재하는 다이오드(D1, D2∼Dj+1)의 각각은 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위에 대하여 순방향이 되도록 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 각각의 2차 전지에 접속된다.Each of the diodes D1, D2 to Dj + 1 present in the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) serving as rectifying elements is connected to the secondary battery Batt (B1, B2 to Bk + 1) (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) so as to be in the forward direction with respect to the output potential.
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))는 상기 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)의 출력 전위가 정류부(Rect1)의 출력 전위와 동일 극성으로서 인가되도록, 다이오드(D1, D2∼Dj)를 통하여 전원선(Line1), 전원선(Line2) 사이에 병렬 접속된다. 2차 전지(B1)는 필요 개수 직렬 접속된 것을 말하는 1개의 군이다. B2∼Bk+1도 동일하게 직렬 접속된 것을 말하고, 다른 실시형태도 동일하다.The secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) are controlled so that the output potentials of the secondary battery groups B1, B2 to Bk + 1 are applied with the same polarity as the output potential of the rectifying unit Rect1, Are connected in parallel between the power line (Line 1) and the power line (Line 2) through the power lines (D1, D2 to Dj). The secondary battery (B1) is one group which means that the required number of the secondary batteries (B1) are connected in series. B2 to Bk + 1 are also connected in series, and the other embodiments are also the same.
정류부(Rect1)에 있어서, 정류 소자인 다이오드(Dr1)로부터 (Dr3)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr4)로부터 (Dr6)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에 3상 교류 전선이 접속되어 스타 결선 3상 교류 전원이 입력된다. 다이오드(Dr1∼Dr3)의 캐소드는 전원선(Line1)에 접속되고, 다이오드(Dr4∼Dr6)의 애노드는 전원선(Line2)에 접속된다.In the rectifying section Rect1, the respective anodes of the diodes Dr1 to Dr3 as rectifying elements are connected to the respective cathodes of the diodes Dr4 to Dr6, and three-phase alternating current wires are connected The three-phase AC power supply is connected to the star wiring. The cathodes of the diodes Dr1 to Dr3 are connected to the power line Line1 and the anodes of the diodes Dr4 to Dr6 are connected to the power line Line2.
정류부(Rect2)에 있어서, 정류 소자인 다이오드(Dr7)로부터 (Dr9)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr10)로부터 (Dr12)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에 3상 교류 전선이 접속되어 델타 결선 3상 교류 전원이 입력된다. 다이오드(Dr7)로부터 (Dr9)의 캐소드는 전원선(Line1)에 접속되고, 다이오드(Dr10)로부터 (Dr12)의 애노드는 전원선(Line2)에 접속된다.In the rectifying part Rect2, the respective anodes of the rectifying elements Dr7 to Dr9 are connected to the respective cathodes of the diodes Dr10 to Dr12, and three-phase alternating current wires are connected Delta wiring 3 phase AC power is input. The cathodes of the diodes Dr7 to Dr9 are connected to the power line Line1 and the anodes of the diodes Dr10 to Dr12 are connected to the power line Line2.
도 2의 예에서는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 각각에 접속되는 정류 소자인 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 애노드는 2차 전지군의 2차 전지의 정극에 접속되고, 캐소드는 전원선(Line1)에 접속된다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 있어서의 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)의 부극은 전원선(Line2)에 접속된다. 또한, 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 부극측에 접속되어도 된다.In the example of Fig. 2, the anode of the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1), which are rectifying elements connected to each of the secondary batteries Batt (B1, B2 to Bk + 1) And the cathode is connected to the power line (Line 1). The negative electrodes of the secondary battery groups B1, B2 to Bk + 1 in the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1) are connected to the power source line Line2. Further, the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) may be connected to the negative electrode side of the secondary battery portion Batt (B1, B2 to Bk + 1).
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전위는 정류부(Rect1)로부터 출력되는 맥류 전위의 하한값과 같거나 또는 3상 교류 전원 전압의 저하 변동을 고려해서 낮게 설정해둔다. 이것은 상시, 2차 전지를 불필요하게 방전시키지 않기 위해서이다.The potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to be lower than the lower limit value of the pulsating potential output from the rectifying section Rect1 or lower in consideration of the fluctuation fluctuation of the three-phase ac power supply voltage. This is to avoid unnecessary discharge of the secondary battery at all times.
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)) 중에 존재하는 2차 전지군은 k+1군 존재하고, 이들에 접속되는 다이오드는 j+1개 존재하고, 2차 전지군의 수와 다이오드의 수는 동일하다. 즉, k + 1 = j + 1.There are j + 1 diodes connected to the secondary battery groups (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) in the k + 1 group, and the number of secondary batteries And the number of diodes is the same. That is, k + 1 =
DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 1부터 n+1대 존재한다. +1은 예비기로서 존재한다.There are 1 to n + 1 DC / DC converters (Conv (1 to n + 1)). +1 is present as a reserve.
여기서, 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1)), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)), DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 존재하는 각각의 수를 각각 j+1, k+1, n+1로 나타냈지만, 일례(도 2)이고, 수를 문제로는 하지 않고 있다. 데이터 센터를 구성하는 경우의 예이고, 병렬 접속함으로써, 부하 전력 용량의 증대에 대응(j+1, k+1은 3상 교류 전원의 정전시 대응)하는 것을 나타내고 있다.In this case, it is assumed that there exist the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1), the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the DC / DC converters Conv J + 1, k + 1, and n + 1, respectively. However, it is an example (FIG. 2), and the number is not considered as a problem. (J + 1, k + 1 corresponds to a power failure of a three-phase AC power source) corresponding to an increase in load power capacity by parallel connection.
j+1, k+1, n+1의 각각의 +1은 예비이다. 이들 j, k, n은 초기 설비로부터, 부하 전력 용량의 증대에 대응해서 수를 늘린다.Each +1 of j + 1, k + 1, n + 1 is spare. These j, k, n increase the number from the initial facility in response to the increase of the load power capacity.
도 2에 있어서, 정류부(Rect1)의 브리지 정류 회로도 이 브리지 정류 회로 단위, 즉, 정류부(Rect1) 단위로 병렬 접속하고, 부하의 전력 수요에 따라 증설함으로써 전력 용량을 늘릴 수 있다. 단, 도 4에 나타내는 바와 같이 이들 정류 회로의 다이오드를 병렬 접속하는 경우, 각각의 다이오드와 직렬로 인덕터(L1∼L6)를 각각 삽입할 필요가 있다.In Fig. 2, the bridge rectification circuit diagram of the rectification part Rect1 can be connected in parallel in units of the bridge rectification circuit, that is, the rectification part (Rect1), and the power capacity can be increased by expanding it according to the power demand of the load. However, when the diodes of these rectifying circuits are connected in parallel as shown in Fig. 4, it is necessary to insert the inductors L1 to L6 in series with the respective diodes.
정류부(Rect1)에 있어서, 다이오드(Dr1)로부터 (Dr3)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr4)로부터 (Dr6)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에 각각 인덕터(L1∼L3)의 일단이 접속되고, 인덕터의 타단에는 3상 교류 전선이 접속된다.In the rectifying section Rect1, the respective anodes of the diodes Dr1 to Dr3 are connected to the respective cathodes of the diodes Dr4 to Dr6, and three ends of the inductors L1 to L3 Phase AC wire is connected to the other end of the inductor.
도시하지 않지만, 3상 전원 : Y부터 전원을 공급하는 상기와 같은 구성의 증설된 정류부(Rect1)에 있어서, 다이오드(Dr1)로부터 (Dr3)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr4)로부터 (Dr6)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에 각각 인덕터(L4∼L6)의 일단이 접속되고, 인덕터의 타단에는 3상 교류 전선이 접속된다.Although not shown, each of the anodes of the diodes Dr1 to Dr3 in the extended rectifier Rect1 configured as described above for supplying power from the three-phase power source Y is connected between the diodes Dr4 and Dr6 One end of each of the inductors L4 to L6 is connected to the three connection points of the respective cathodes, and the other end of the inductor is connected to the three-phase AC wire.
도시하지 않았지만, 3상 전원: △로부터 전원을 공급하는 정류부(Rect2)에 있어서도 동일하게 다이오드(Dr7)로부터 (Dr9)의 애노드, 다이오드(Dr10)로부터 (Dr12)의 캐소드의 각각의 접속부에 인덕터(L)7∼(L9)(도시하지 않음)를 통하여 3상 전원선을 접속한다.Although not shown, also in the rectifying part Rect2 for supplying power from the three-phase power source:?, The anode of the diode Dr7 to the anode of Dr9, and the inductor of each of the diodes Dr10 to Dr12, L) 7 to (L9) (not shown).
도시하지 않았지만, 3상 교류 전원 △로부터 전원을 공급하는 상기와 같은 구성의 증설된 정류부(Rect2)에 있어서도 동일하고, 인덕터는 L10∼L12(도시하지 않음)이 된다.Although not shown, the same applies to the additional rectifying section Rect2 having the above-described configuration for supplying power from the three-phase AC power source DELTA, and the inductors are L10 to L12 (not shown).
도 2에 있어서도, 도 4에 나타내는 인덕터(L1∼L6) 없이 정류부(Rect1)와 다른 1개의 정류부(Rect1)를 병렬 접속한 경우, 정류부(Rect1)에 존재하는 다이오드(Dr1∼Dr6)와 다른 1개의 정류부(Rect1)에 존재하는 다이오드(Dr1∼Dr6)가 각각 대응해서 병렬 접속되고, 각 다이오드의 순방향 전압 강하의 편차에 의해, 다이오드의 전류 밸런스가 무너지고, 일부의 다이오드에 전류가 집중해 다이오드가 파괴된다. 따라서, 인덕터(L1∼L6)를 3상 교류 전원선과 정류용 다이오드(Dr) 사이에 직렬 접속하고, 다이오드의 전류 밸런스를 잡아서 다이오드의 파괴를 방지한다.2, when the rectification part Rect1 and the other rectification part Rect1 are connected in parallel without the inductors L1 to L6 shown in FIG. 4, the diodes Dr1 to Dr6 existing in the rectification part Rect1 are different from the The diodes Dr1 to Dr6 present in the rectification part Rect1 are connected in parallel to each other and the balance of the current of the diode is broken due to the deviation of the forward voltage drop of each diode and the current is concentrated in some diodes, Is destroyed. Therefore, the inductors L1 to L6 are connected in series between the three-phase AC power supply line and the rectifying diode Dr to balance the current of the diode to prevent the diode from being destroyed.
또한, 인덕터(L1∼L6)는 고조파 억제 효과, 전원 공급 시스템내의 회로의 공진을 억제하는 효과가 있다.In addition, the inductors L1 to L6 have an effect of suppressing the harmonic suppression effect and suppressing the resonance of the circuit in the power supply system.
이들 다이오드의 병렬 접속의 관계는 이하와 같다.The relation of the parallel connection of these diodes is as follows.
정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1)와 증설된 정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1)가 병렬 접속된다.The diode Dr1 of the rectification part Rect1 and the diode Dr1 of the added rectification part Rect1 are connected in parallel.
정류부(Rect2)의 다이오드(Dr7)와 증설된 정류부(Rect2)의 다이오드(Dr7)가 병렬 접속된다.The diode Dr7 of the rectification part Rect2 and the diode Dr7 of the added rectification part Rect2 are connected in parallel.
정류부(Rect1)가 병렬 접속되면, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)는 동일 구성이기 때문에, 정류부(Rectm)(단, m은 도 3에 있어서의 정류부(Rect3)의 m=3을 제외하는 정수이다)로서 정류부는 증설된다. 정류부의 증설에 따라 인덕터(L)의 수도 1정류부에 대하여, 3개 증설된다.When the rectification part Rect1 is connected in parallel, the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 have the same configuration. Therefore, the rectification part Rectm (where m is an integer excluding m = 3 of the rectification part Rect3 in Fig. ), And the rectification part is expanded. Three of the inductors (L) are added to one rectifying part in accordance with the extension of the rectifying part.
이렇게 다이오드가 추가된 경우, 인덕터는 L1∼L(w/2), L(w/2+1)∼L(x/2)의 구성이 된다.When the diode is added in this way, the inductors have the configurations of L1 to L (w / 2) and L (w / 2 + 1) to L (x / 2).
w ≥ 6, x ≥ 12이고, 6의 배수이다. 이들은 제 1, 제 2, 제 4 실시형태에서 공통이다.w ≥ 6, x ≥ 12, and is a multiple of 6. These are common to the first, second, and fourth embodiments.
즉, 1개의 정류부(Rect1) 또는 정류부(Rect2)에 대하여, 인덕터(L)는 3개 필요하다. 도 2에 있어서는 초기부터 인덕터(L)는 6개 필요하기 때문에, 이러한 계산식이 된다. 이것은 다른 실시형태에서도 준용된다.That is, three inductors L are required for one rectifier Rect1 or rectifier Rect2. In Fig. 2, since six inductors L are required from the beginning, this calculation formula is obtained. This also applies to other embodiments.
도 2에서는 스타 결선과 델타 결선의 3상 교류 전원이 병렬 접속되어 있지만, 제 1 실시형태에서 도 4를 참조해서 설명한 바와 같이, 스타 결선내에 있어서 인덕터(L1∼L6)를 접속하고, 델타 결선내에 있어서 동일한 인덕터(L1∼L6)를 접속한다.In FIG. 2, the three-phase alternating-current power supply of the star connection and the delta connection is connected in parallel. However, as described with reference to FIG. 4 in the first embodiment, the inductors L1 to L6 are connected in the star connection, The same inductors L1 to L6 are connected.
상기의 설명에 있어서, 도시하지 않았지만, 도 2에 있어서도 정류부(Rect1), 정류부(Rect2)의 증설은 도 2와 도 4의 조합에 의해 인덕터(L1∼L6)의 증설을 실시할 수 있다.Although not shown in the above description, the inductors L1 to L6 can be expanded by the combination of FIG. 2 and FIG. 4 in addition to the rectifying unit Rect1 and the rectifying unit Rect2 in FIG.
도 6은 도 2의 전원선(Line1)과 전원선(Line2)의 사이에, 제 1 저항 소자인 저항 소자(R1)와 제 2 저항 소자인 저항 소자(R2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부를 접지한 회로를 나타낸다. 이 접지는 스윗치(SW)에 의해 접지 또는 해제할 수 있다.6 is a circuit diagram of a series connection circuit of a resistance element R1 as a first resistance element and a resistance element R2 as a second resistance element connected in parallel between a power line Line1 and a power line Line2 in Fig. And a connection portion of the resistance element R1 and the resistance element R2 is grounded. This ground can be grounded or released by the switch SW.
또한, 도 6은 상기 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 회로에, 또한 추가적으로 제 1 과전압 보호 소자인 배리스터(Var1)와 제 2 과전압 보호 소자인 배리스터(Var2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 배리스터(Var1)와 배리스터(Var2)의 접속부를 접지한 회로도 나타낸다.6 shows a series connection circuit of a varistor Var1 as a first overvoltage protection element and a varistor Var2 as a second overvoltage protection element in parallel to the circuits of the resistance element R1 and the resistance element R2 And a connection portion of the varistor Var1 and the varistor Var2 is grounded.
또한, 제 2 실시형태에 있어서의 「종래 기술과 본 발명의 대비」에 대해서는 제 1 실시형태에서 설명한 내용과 동일하다.The " contrast between the prior art and the present invention " in the second embodiment is the same as that described in the first embodiment.
(2-2) 시스템의 회로 동작(2-2) Circuit operation of the system
도 2를 참조해서 본 발명에 의한 제 2 실시형태인 전원 공급 시스템의 회로 동작을 설명한다.The circuit operation of the power supply system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.
정류부(Rect1) 및 (Rect2)은 Y, △ 결선 3상 교류 전원의 전류를 정류하고, 정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 출력 전위는 정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 정류 전위 출력부가 병렬 접속된 전위 출력단으로부터 전위가 동일 극성이 되도록 구성된다.The rectifying sections Rect1 and Rect2 rectify the currents of the Y and delta wiring three-phase AC power sources and the respective output potentials of the rectifying sections Rect1 and Rect2 are connected to the rectifying potential output sections of the rectifying sections Rect1 and Rect2, And the potentials from the potential output terminals become the same polarity.
정류부(Rect1), 정류부(Rect2)가 전파 정류 회로의 경우, 각각이 6상 맥류 직류 파형이고, 정류부(Rect1, Rect2)로부터 각각 출력되는 맥류 직류가 30°의 위상차로 합성되어, 12상 파형의 맥류 직류 전위를 전원선(Line1) 및 (Line2)에 출력한다.In the case of the full-wave rectification circuit, the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 are six-phase pulsating current direct current waveforms and the pulsating direct currents respectively outputted from the rectification parts Rect1 and Rect2 are synthesized with a phase difference of 30 degrees, And outputs the pulsating DC potential to the
즉, 정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 출력 전위는 정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 정류 전위 출력부가 병렬 접속된 전위 출력단으로부터 12상 파형의 맥류 전위를 전원선(Line1) 및 (Line2)에 출력한다.That is, the output potentials of the rectifying sections Rect1 and Rect2 are set such that the pulsating potentials of the twelve-phase waveform from the potential output terminals to which the rectifying potential output sections of the rectifying sections Rect1 and Rect2 respectively are connected in parallel to the power source lines Line1 and Line2 Output.
정류부(Rect1)와 (Rect2)에 존재하는 정류 회로가 반파 정류 회로인 경우, 정류부(Rect1) 및 (Rect2)은 3상 교류 전원의 전류를 반파 정류하고, 정류부(Rect1) 및 (Rect2)로부터 각각 출력되는 3상 파형의 전위가 60°위상차로 전위 출력단에서 합성되어, 6상 파형의 맥류 전위를 전원선(Line1) 및 (Line2)에 출력한다.When the rectifying circuits existing in the rectifying sections Rect1 and Rect2 are half-wave rectifying circuits, the rectifying sections Rect1 and Rect2 are subjected to half-wave rectification of the currents of the three-phase AC power source and rectified by the rectifying sections Rect1 and Rect2 The output of the three-phase waveform is synthesized at a potential output terminal with a phase difference of 60 degrees, and a pulse current of a six-phase waveform is output to the power lines Line1 and Line2.
이하, 정류부(Rect1)와 (Rect2)에 존재하는 정류 회로가 전파 정류 회로인 경우의 예에서 설명한다.Hereinafter, a rectifying circuit existing in the rectifying sections Rect1 and Rect2 will be described as an example of a full-wave rectifying circuit.
정류부(Rect1) 및 정류부(Rect2)에 입력되는 3상 교류 전원 전압의 실효값 (이하, 단지 3상 교류 전원 전압이라고 함)을 Vi로 하고 전원선(Line2)의 전위를 기준 전위로 한 전원선(Line1)의 전위에 있어서, 맥류 부분의 전위의 상한값(파고값)을 Vhig, 맥류 부분의 전위의 하한값(파저값)을 Vlow로 하면, 이하 (1), (2)식이 성립된다.(Hereinafter referred to simply as the three-phase AC power supply voltage) of the three-phase AC power supply voltage inputted to the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 is Vi and the potential of the power supply line Line2 is the reference potential (1) and (2) are established when Vhig is the upper limit value (peak value) of the potential of the pulse current portion and V0low is the lower limit value (fauge value) of the potential of the pulse portion at the potential of the pulse current portion Line1.
Vi는 제 1 실시형태와 같이, Vi = 257.677V로 한다.Vi is set to Vi = 257.677 V as in the first embodiment.
(1) Vhig = Vi×√2(1) Vhig = Vi 占 2
(2) Vlow = Vhig × Sin75°(2) Vlow = Vhig x Sin75
이상의 계산에서는 정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1∼Dr6)의 순방향 전압 강하를 무시하고 있는 다른 실시형태에서도 동일. 이 맥류 직류 전위가 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 입력되어, 상기 DC/DC 컨버터에 의해 강압되고, 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))의 입력부에 입력되어 맥류 없이 일정 전위가 출력되어서 부하(Lo(1∼q))에 공급된다.The above calculation is also the same in the other embodiments in which the forward voltage drop of the diodes Dr1 to Dr6 of the rectification part Rect1 is ignored. DC voltage converter DC / DC converter (Conv (1 to n + 1)), the DC voltage is lowered by the DC / DC converter, and the inrush current prevention devices Res Is input to the input section, and a constant potential is output without pulsating current and supplied to the load (Lo (1 to q)).
예를 들면, 강압 동작을 행하는 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에, 상한값(Vhig)과 하한값(Vlow)의 전위의 중간 전위(평균 전위가 아님)를 정류부(Rect1) 및 정류부(Rect2)로부터 출력되는 정격 출력 전위(V0)로서 설정하면, 이것이 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 입력된다. 식(3)이 성립한다.(Not an average potential) of the potentials of the upper limit value Vhig and the lower limit value Vlow to the DC / DC converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1) (1) to (n + 1)) is set as the rated output potential V0 output from the rectifier Rect1 and rectifier Rect2. Equation (3) holds.
(3) V0 = (Vhig + Vlow)/2(3) V0 = (Vhig + Vlow) / 2
(2-A) 3상 교류 전원 전압이 정상인 경우(2-A) When the three-phase AC power supply voltage is normal
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)와 3상 교류 전원 전압의 실효값(Vi)의 관계를 구한다. 이하, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)의 합성 정류 전위를 정류부(Rect12)의 출력(정류부(Rect12) = 정류부(Rect1) + 정류부(Rect2))으로 한 경우, 2차 전지를 상시에 있어서 방전시키지 않기 위해서는 도 5에 있어서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)를 정류부(Rect12)가 출력하는 전위의 하한값(V2) 보다 저전위로 할 필요가 있다. 하한값(V2)은 다음 식으로 나타내어진다.The relationship between the output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the effective value Vi of the three-phase AC power source voltage is obtained. Hereinafter, when the combined rectification potential of the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 is set to the output of the rectification part Rect12 (rectification part Rect1 = rectification part Rect1 + rectification part Rect2), the secondary battery is always discharged The output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) needs to be lower than the lower limit value V2 of the potential output from the rectifying section Rect12 have. The lower limit value V2 is expressed by the following formula.
V2 = √2Vi·Sin75°V2 = √2Vi · Sin75 °
또한, 정류부(Rect12)의 정격 출력 전위(V0)는 3상 교류 전원 전압의 실효값을 Vi이라고 하면 다음 식으로 나타내어진다.Further, the rated output potential V0 of the rectifying section Rect12 is expressed by the following equation when Vi is the effective value of the three-phase AC power source voltage.
V0 = √2Vi(1 + Sin75°)／2V0 = 2Vi (1 + Sin75) / 2
이 식을 Vi의 식으로 변형하면 다음 식으로 나타내어진다.When this equation is transformed into the equation of Vi, it is expressed by the following equation.
Vi = √2V0/(1 + Sin75°)Vi = 2V0 / (1 + Sin75)
따라서, 하한값(V2)은 다음 식으로 나타내어진다.Therefore, the lower limit value V2 is expressed by the following equation.
V2 = 2V0·Sin75°／(1 + Sin75°)V2 = 2V0 Sin75 / (1 + Sin75)
정류부(Rect12)의 정격 출력 전위(V0)를 일례로서, 340V로 하면 V2는 이하와 같다.Assuming that the rated output potential V0 of the rectifying section Rect12 is, for example, 340 V, V2 is as follows.
V2 = 334VV2 = 334V
따라서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 300V정도로 한다. 이상의 계산에 있어서, 정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1∼Dr6), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 접속되는 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 전압 강하를 무시하고 있다.Therefore, the output potential of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is set to about 300V. In the above calculation, the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) connected to the diodes Dr1 to Dr6 and the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1) Is ignored.
또한, 3상 교류 전원 전압(Vi)의 맥류 이외의 변동을 고려하면, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위를 더 낮은 값으로 설정하고, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))로부터의 무용한 방전을 회피한다. 맥류 이외의 변동이란 3상 교류 전원의 공급원으로부터 발생하는 변동이다.Further, considering the fluctuations of the three-phase AC power supply voltage Vi other than the pulsating current, the output potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to a lower value, (Batt (B1, B2 to Bk + 1)). Variations other than pulsation are fluctuations occurring from sources of three-phase alternating current power.
(2-B) 3상 교류 전원의 전압 변동이 있는 경우(2-B) When there is voltage fluctuation of 3-phase AC power
3상 교류 전원 전압에 변동률±α이 있는 경우, 도 5에 있어서, 상한값(V1)은 상승하고, 하한값(V2)은 하강한다. 이들을 식으로 나타내면 이하와 같이 된다.In the case where the three-phase alternating-current power supply voltage has a variation rate of +/- alpha, the upper limit value V1 is increased and the lower limit value V2 is lowered in Fig. These are expressed as follows.
V1 = √2Vi(1 + α)V1 =? 2Vi (1 +?)
V2 = √2Vi(1 - α)Sin75°V2 = √2Vi (1 - α) Sin75 °
3상 교류 전원 전압(Vi)의 변동률을 최대 5%로 하고, 상기 식에 전원선(Line1)의 전위(V0) = 340V, α = 0.05을 대입하면, 이하의 값이 된다.Assuming that the variation rate of the three-phase AC power supply voltage Vi is 5% at maximum and substituting the potential V0 = 340 V,? = 0.05 of the power supply line Line1 into the above equation, the following values are obtained.
V1 = 383VV1 = 383V
V2 = 334VV2 = 334V
따라서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 300V 정도 이하로 하는 것이 바람직하다. 이상의 계산에 있어서, 정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1∼Dr6), 정류부(Rect2)의 다이오드(Dr7∼Dr12), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 접속되는 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 전압 강하를 무시하고 있다.Therefore, the output potential of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is preferably set to about 300 V or less. In the above calculations, the diodes Dr1 to Dr6 of the rectification part Rect1, the diodes Dr7 to Dr12 of the rectification part Rect2, and the diode part connected to the secondary battery part Batt (B1, B2 to Bk + 1) (D (D1, D2 to Dj + 1)) is ignored.
본 발명 외의 부하는 저압(직류 12V정도로 동작하는 전제가 있고, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 더욱 저압이어도 좋지만, 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)을 흐르는 전류에 의한 전압 강하를 고려하면, 상기 V2의 변동을 감안한 점에서 되도록이면 고압이 바람직하다. 이것은 다른 실시형태에서도 동일하다.The output of the secondary battery Batt (B1, B2 to Bk + 1) may be lower than the voltage of the secondary battery Batt (B1, B2 to Bk + 1) Line 2, it is preferable that the voltage is as high as possible in consideration of the variation of V2. This is also true in other embodiments.
상기한 바와 같은 통상 발생할 수 있는 경미한 전압 변동에 있어서는 정류부(Rect12)가 정격 출력 전위(V0)를 발생시켜, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 방전되지 않도록 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)와 정류부(Rect12)의 출력 전위 즉, 합성 정류 전위의 하한값(V2)을 설정한다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 300V 보다 낮은 전위가 되도록 2차 전지의 직렬 개수를 정할 필요가 있다.The rectifying section Rect12 generates the rated output potential V0 and the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is discharged in the secondary The output potential Vb of the battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the output potential of the rectifying section Rect12, that is, the lower limit value V2 of the combined rectification potential are set. It is necessary to determine the serial number of the secondary batteries so that the output potential of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is lower than 300V.
상기에 있어서, 3상 교류 전원 전압(Vi)의 전압 변동률(α)을 ±5% 정도로 상정했지만, 더 큰 전압 변동에서도 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 방전시키지 않도록 안전을 더 고려하여 280V 정도로 하는 것이 바람직하다. 이것은 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 수명을 단축시키지 않기 위해서이다.In the above description, the voltage variation rate alpha of the three-phase AC power supply voltage Vi is assumed to be about 5%, but the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) It is preferable to set the voltage to about 280 V in consideration of safety. This is to avoid shortening the life of the secondary battery (Batt (B1, B2 to Bk + 1)).
도 5에 나타내는 바와 같이, 정류부(Rect12)(상술한 바와 같이, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)의 병렬 접속 회로로 함)의 정격 출력 전위(V0), 정류부(Rect12)의 출력 전위의 상한값(V1), 하한값(V2), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)의 관계는 다음 식과 같다.5, the rated output potential V0 of the rectification section Rect12 (referred to as a parallel connection circuit of the rectification section Rect1 and the rectification section Rect2 as described above), the upper limit value of the output potential of the rectification section Rect12 (V1), the lower limit value (V2), and the output potential (Vb) of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) are as follows.
V1 > V0 > V2> Vb > VLoV1> V0> V2> Vb> VLo
상기 식으로부터, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 방전시키지 않기 위한 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb), 3상 교류 전원 전압(Vi)을 구한다. 정류부(Rect12)의 출력 전위(V0)가 먼저 결정되기 때문에, Vb, Vi를 V0로 표현하는 식으로 나타낸다. 단, δ1은 V2부터 Vb을 감한 V2과 Vb의 차전위(δ1 = V2 - Vb)로 한다. δ1은 상시에 있어서 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 과도하게 방전시키지 않기 위해서 설정해야 할 임의의 값의 전압이다.The output potential Vb of the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) for not discharging the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) The AC power supply voltage Vi is obtained. Since the output potential V0 of the rectification part Rect12 is determined first, Vb and Vi are expressed by the expression V0. However, δ1 is the difference potential (δ1 = V2 - Vb) between V2 and Vb obtained by subtracting Vb from V2.
V2 = Vb + δ1V2 = Vb +
3상 교류 전원 전압(Vi)이 결정하고, 3상 교류 전원(Vi)에 ±α의 전압 변동이 있는 경우의 Vb는 Vb = √2Vi(1 - α)Sin75°- δ1.Vb = √2Vi (1 - α) Sin 75 ° - δ1 when the three-phase AC power source voltage Vi is determined and the voltage variation of ± α is present in the three-phase AC power source Vi.
(2-C) 3상 교류 전원이 이상인 경우(2-C) 3-phase AC power is abnormal
3상 교류 전원이 정전되거나 또는 매우 저하했을 경우, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전력으로 부하를 동작시킨다. 도 5에 있어서, V2 > Vb의 조건을 만족시키지 않는 경우, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))는 방전된다.When the three-phase AC power supply is interrupted or very low, the load is operated by the power of the secondary battery (Batt (B1, B2 to Bk + 1)). In Fig. 5, when the condition of V2 > Vb is not satisfied, the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) are discharged.
V2 > Vb의 조건을 만족시키지 않는 (V2 < Vb)경우, 2차 전지는 방전되고, 무순단으로 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전력 공급으로 스위칭된다. 이 때, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 존재하는 2차 전지군의 전위는 도 5에 있어서, Vb > VLo이기 때문에, 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 의해 강압되어, 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))를 통하여 부하 정격 입력 전위(VLo)를 출력한다.When the condition of V2 > Vb is not satisfied (V2 < Vb), the secondary battery is discharged and switched to the power supply of the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) Since the potential of the secondary battery group existing in the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) at this time is Vb> VLo in FIG. 5, the DC voltage converter DC / (1 to n + 1)) and outputs the load rated input potential VLo through the inrush current prevention device (Res (1 to p)).
도 2에서는 2차 전지를 충전하는 기능은 생략하고 있다. 도 2의 회로에서는 2차 전지는 충전되지 않는다. 이 때문에, 충전기를 별도 준비할 필요는 있지만, 본 발명의 범위외이다.In Fig. 2, the function of charging the secondary battery is omitted. In the circuit of Fig. 2, the secondary battery is not charged. For this reason, it is necessary to separately prepare a charger, but it is outside the scope of the present invention.
3상 교류를 전파 정류하면 정류 후의 맥류 하한값이 높기 때문에, 평활 콘덴서가 불요하고, 이 평활 콘덴서로의 돌입 전류가 발생하지 않는다.When the three-phase alternating current is subjected to full-wave rectification, the lower limit value of the pulsating current after rectification is high, so that a smoothing capacitor is unnecessary and no inrush current to the smoothing capacitor is generated.
(3) 제 3 실시형태(3) Third Embodiment
(3-1) 시스템 구성(3-1) System configuration
도 3은 본 발명에 의한 제 3 실시형태를 나타내는 시스템 기본적 회로 구성 도이다. 본 발명에 관계되지 않는 기본적 요소는 생략하고 있다.3 is a system basic circuit configuration diagram showing a third embodiment according to the present invention. Basic elements not relating to the present invention are omitted.
단상 교류 전원을 정류 소자인 다이오드(Dr13, Dr23, Dr33, Dr43)로 구성되는 단상 브리지 정류 회로에 입력하고, 이 단상 브리지 정류 회로로 단상 교류 전류를 전파 정류하고, 맥류 직류를 얻기 위한 정류부(Rect3)가 존재한다. 단상 교류 전원은 본 발명에 포함되지 않는 외부의 존재이다.Phase AC power source is inputted to a single-phase bridge rectifier circuit composed of diodes Dr13, Dr23, Dr33 and Dr43 which are rectifying elements, full-wave rectification of single-phase alternating current is carried out by this single-phase bridge rectifier circuit, ). Single-phase AC power is an external presence not included in the present invention.
도 3의 예에서는 정류부(Rect3)는 전파 정류 회로이지만, 단상 교류를 반파 정류하는 반파 정류 회로로 정류부(Rect3)를 구성해도 좋다.In the example of Fig. 3, the rectification part Rect3 is a full-wave rectification circuit, but the rectification part Rect3 may be constituted by a half-wave rectification circuit for half-wave rectification of single-phase alternating current.
정류부(Rect3)의 전위 출력단으로부터의 출력 전위는 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)에 의해 직류 전압 변환 장치인 복수의 DC/DC 컨버터부(Conv(1∼n+1))에 공급된다.The output potential from the potential output terminal of the rectification section Rect3 is supplied to the plurality of DC / DC converter sections Conv (1 to n + 1) which are DC voltage conversion devices by the power line Line1 and the power line Line2 .
도 3의 예에서는 전원선(Line1)이 정극이고, 전원선(Line2)이 부극이다. 이것을 역극성으로 해도 된다.In the example of Fig. 3, the power line Line1 is a positive electrode and the power line Line2 is a negative electrode. This may be reversed.
도 3에 있어서, 정류부(Rect3)의 전위 출력단에는 용량 소자인 평활 콘덴서(C)가 병렬 접속되고, 출력 전위를 평활한다. 평활 후의 맥류 직류 전위는 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)에 의해 직류 전압 변환 장치인 복수의 DC/DC 컨버터부(Conv(1∼n+1))에 공급된다.In Fig. 3, a smoothing capacitor C, which is a capacitive element, is connected in parallel to the potential output terminal of the rectification part Rect3, and the output potential is smoothed. The pulsating DC potential after smoothing is supplied to a plurality of DC / DC converter units Conv (1 to n + 1) which are DC voltage converters by a power line (Line 1) and a power line (Line 2).
또한, 도 3에 있어서, 단상 교류를 정류하는 정류 회로를 포함하는 정류부(Rect3) 및 평활 콘덴서(C) 이외는 도 1과 동일하고, 도 3에 있어서도 도 1과 동일한 부호를 붙인다.3, the components other than the rectifying section Rect3 and the smoothing capacitor C including the rectifying circuit for rectifying the single-phase alternating current are the same as those in Fig. 1, and the same reference numerals as in Fig. 1 are attached to Fig.
Conv(1∼n+1)은 강압을 전용으로 행하는 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))이다.Conv (1 to n + 1) are DC voltage converter DC / DC converters (Conv (1 to n + 1)) dedicated to stepping down.
강압 전용의 DC/DC 컨버터는 입력된 맥류 직류 전위를 강압하고, 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))를 통하여 일정 전위를 출력하고, 이 출력 전위는 부하(Lo(1∼q))에 공급되는 구성이다.The DC / DC converter for step-down only steps down the inputted pulse current direct current and outputs a constant potential through the inrush current prevention device (Res (1 to p)). This output potential is supplied to the load Lo (1 to q) Respectively.
또한, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 존재하고, 이것은 복수의 2차 전지가 직렬 접속되어서 구성되는 2차 전지군이 복수 병렬 접속된 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)으로 구성되다.There are secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1), which are a plurality of secondary battery groups B1, B2, Bk, B2 to Bk + 1).
정류 소자인 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 각각은 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위에 대하여 순방향이 되도록 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)의 각각에 접속된다. 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)은 상기 2차 전지군(B1, B2∼Bk+1)의 출력 전위가 정류부(Rect3)의 출력 전위와 동일 극성으로서 인가되도록, 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))에 존재하는 다이오드(D1, D2∼Dj+1)를 통하여 전원선(Line1), 전원선(Line2) 사이에 병렬 접속된다.Each of the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) serving as the rectifying elements is connected to the secondary battery group B1 (B1, B2 to Bk + 1) so as to be in the forward direction with respect to the output potential of the secondary battery Batt , B2 to Bk + 1). The secondary battery group B1, B2 to Bk + 1 is connected to the diode unit D (D) so that the output potential of the secondary battery group (B1, B2 to Bk + 1) is applied with the same polarity as the output potential of the rectifying unit (D1, D2 to Dj + 1) existing in the power lines (D1, D2 to Dj + 1)
정류부(Rect3)에 있어서, 정류 소자인 다이오드(Dr13, Dr23)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr33, Dr43)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 2점에 단상 교류 전선이 접속되고, 단상 교류 전원이 입력된다. 다이오드(Dr13, Dr23)의 캐소드는 전원선(Line1)에 접속되어, 다이오드(Dr33, Dr43)의 애노드는 전원선(Line2)에 접속된다.In the rectifying section Rect3, the respective anodes of the diodes Dr13 and Dr23 as the rectifying elements are connected to the cathodes of the diodes Dr33 and Dr43, the single-phase ac power line is connected to two points of the diodes Dr33 and Dr43, . The cathodes of the diodes Dr13 and Dr23 are connected to the power line Line1 and the anodes of the diodes Dr33 and Dr43 are connected to the power line Line2.
도 3의 예에서는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 각각에 접속되는 다이오드(D1, D2∼Dj+1)의 애노드는 2차 전지군의 정극에 접속되고, 캐소드는 전원선(Line1)에 접속된다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 부극은 전원선(Line2)에 접속된다. 또한, 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))는 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 부극측에 접속되어도 좋다.3, the anode of the diodes D1 and D2 to Dj + 1 connected to each of the secondary batteries Batt (B1, B2 to Bk + 1) is connected to the positive electrode of the secondary battery group, Is connected to the power line Line1. The negative electrode of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is connected to the power line Line2. The diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) may be connected to the negative electrode sides of the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1).
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전위는 정류부(Rect3)로부터 출력되어 콘덴서(C)에 의해 평활된 맥류 전위의 하한값 미만으로 설정해둔다. 이것은 상시, 2차 전지를 불필요하게 방전시키지 않기 위해서이다.The potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to be less than the lower limit value of the pulsating current outputted from the rectifying section Rect3 and smoothed by the capacitor C. This is to avoid unnecessary discharge of the secondary battery at all times.
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)) 중에 존재하는 2차 전지군은 k+1군 존재하고, 이들에 접속되는 다이오드는 j+1개 존재하고, 2차 전지군의 수와 다이오드의 수는 동일하다. 즉, k + 1 = j + 1.There are j + 1 diodes connected to the secondary battery groups (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) in the k + 1 group, and the number of secondary batteries And the number of diodes is the same. That is, k + 1 =
DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 1부터 n+1대 존재한다. There are 1 to n + 1 DC / DC converters (Conv (1 to n + 1)).
여기서, 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1)), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)), DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 존재하는 각각의 수를 각각 j+1, k+1, n+1이라 나타냈지만 일례(도 3)이고, 수를 문제로는 하지 않고 있다. 데이터 센터를 구성하는 경우의 예이고, 병렬 접속함으로써, 부하 전력 용량의 증대에 대응(j+1, k+1은 단상 교류 전원의 정전시 대응)하는 것을 나타내고 있다.In this case, it is assumed that there exist the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1), the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the DC / DC converters Conv J + 1, k + 1, and n + 1, respectively, but the number is not considered as a problem (FIG. 3). (J + 1, k + 1 corresponds to a power failure of a single-phase AC power supply) corresponding to an increase in the load power capacity by parallel connection.
j+1, k+1, n+1의 각각의 +1은 예비이다. 이들 j, k, n은 초기 설비로부터 부하 전력 용량의 증대에 대응해서 수를 늘릴 수 있다.Each +1 of j + 1, k + 1, n + 1 is spare. These j, k, and n can increase the number corresponding to the increase of the load power capacity from the initial facility.
정류부(Rect3)의 브리지 정류 회로도 이 브리지 정류 회로 단위, 즉, 정류부(Rect3) 단위로 병렬 접속하고, 부하의 전력 수요에 따라 증설함으로써 전력 용량을 늘릴 수 있다. 단, 도 4에 나타내는 바와 같이 이들 정류 회로의 다이오드를 병렬 접속하는 경우, 각각의 다이오드와 직렬로 인덕터(L1∼L6)를 각각 삽입할 필요가 있다. 단, 도 4는 3상 교류 전원을 사용한 예이기 때문에, 단상 교류를 전원으로 하는 도 3에 적용하는 경우, 인덕터(L)는 하나의 정류부(Rect3)당 2개(인덕터(L1, L2))가 된다.The bridge rectification circuit diagram of the rectification part Rect3 can be connected in parallel in units of the bridge rectification circuit, that is, the rectification part (Rect3), and the power capacity can be increased by expanding it in accordance with the power demand of the load. However, when the diodes of these rectifying circuits are connected in parallel as shown in Fig. 4, it is necessary to insert the inductors L1 to L6 in series with the respective diodes. 3, in which a single-phase AC is used as an electric power source, the inductor L is divided into two pieces (inductors L1 and L2) for one rectifying part Rect3, .
도 4에 있어서, 인덕터(L1∼L6) 없이 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)를 병렬 접속했을 경우, 정류부(Rect1)에 존재하는 다이오드(Dr1∼Dr6)와 정류부(Rect2)에 존재하는 다이오드(Dr7∼Dr12)가 각각 대응해서 병렬 접속되고, 각 다이오드의 순방향 전압 강하의 편차에 의해, 다이오드의 전류 밸런스가 붕괴되어, 일부 다이오드에 전류가 집중해서 다이오드가 파괴된다. 따라서, 인덕터(L1∼L6)를 3상 교류 전원선과 정류용 다이오드(Dr) 사이에 직렬 접속하고, 다이오드의 전류 밸런스를 잡아서 다이오드의 파괴를 방지한다.4, when the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 are connected in parallel without the inductors L1 to L6, the diodes Dr1 to Dr6 existing in the rectification part Rect1 and the diodes Dr1 to D6 existing in the rectification part Rect2 Dr7 to Dr12 are connected in parallel corresponding to each other. Due to the deviation of the forward voltage drop of each diode, the current balance of the diode is collapsed, and current is concentrated on some diodes, and the diode is destroyed. Therefore, the inductors L1 to L6 are connected in series between the three-phase AC power supply line and the rectifying diode Dr to balance the current of the diode to prevent the diode from being destroyed.
또한, 인덕터(L1∼L6)는 고조파 억제 효과, 전원 공급 시스템내의 회로의 공진을 억제하는 효과가 있다.In addition, the inductors L1 to L6 have an effect of suppressing the harmonic suppression effect and suppressing the resonance of the circuit in the power supply system.
도 3에 있어서, 이들 다이오드(Dr)의 병렬 접속의 관계는 이하와 같다.In Fig. 3, the parallel connection of these diodes Dr is as follows.
정류부(Rect3)에 다이오드(Dr13, Dr23, Dr33, Dr43)를 사용하고, 도시하지 않았지만, 동일하게 증설 정류부(Rect3)에 다이오드(Dr53, Dr63, Dr73, Dr83)를 사용하고, 이하, 순차적으로 병렬 접속하는 경우, 이것을 일반식으로 나타내면, 다이오드(Dru3)와 다이오드(Drv3)가 병렬 접속된다.The diodes Dr13, Dr23, Dr33 and Dr43 are used in the rectification part Rect3 and the diodes Dr53, Dr63, Dr73 and Dr83 are used in the extension rectification part Rect3, In the case of connection, when expressed in a general formula, the diode Dru3 and the diode Drv3 are connected in parallel.
단, u는 1 이상의 정수이며, v는 v = u + 4이다.However, u is an integer of 1 or more, and v is v = u + 4.
정류부(Rect3)가 병렬 접속되면 정류부는 증설된다. 정류부의 증설에 따라 인덕터(L)의 수도 1정류부에 대하여, 2개 증설된다.When the rectification part (Rect3) is connected in parallel, the rectification part is enlarged. Two of the inductors L are added to one rectifying section in accordance with the extension of the rectifying section.
이 실시형태에서는 정류부(Rect3)를 1개에 대해서 2개의 인덕터(L)가 필요한 것을 나타낸다.This embodiment shows that two inductors L are required for one rectifier Rect3.
도 6은 도 3의 전원선(Line1)과 전원선(Line2) 사이에, 제 1 저항 소자인 저항 소자(R1)와 제 2 저항 소자인 저항 소자(R2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부를 접지한 회로를 나타낸다. 이 접지는 스윗치(SW)에 의해 접지를 해제할 수 있다.Fig. 6 is a circuit diagram showing a configuration in which a series connection circuit of a resistance element R1 as a first resistance element and a resistance element R2 as a second resistance element is connected in parallel between a power supply line Line1 and a power supply line Line2 in Fig. 3, And shows a circuit in which the connection portion of the resistance element R1 and the resistance element R2 is grounded. This ground can be released by the switch (SW).
또한, 도 6은 상기 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 회로에, 또한 추가적으로 제 1 과전압 보호 소자인 배리스터(Var1)와 제 2 과전압 보호 소자인 배리스터(Var2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 배리스터(Var1)와 배리스터(Var2)의 접속부를 접지한 회로도 나타낸다.6 shows a series connection circuit of a varistor Var1 as a first overvoltage protection element and a varistor Var2 as a second overvoltage protection element in parallel to the circuits of the resistance element R1 and the resistance element R2 And a connection portion of the varistor Var1 and the varistor Var2 is grounded.
(3-2) 시스템의 회로 동작(3-2) Circuit operation of the system
도 3을 참조해서 제 3 실시형태인 전원 공급 시스템의 회로 동작을 설명한다.The circuit operation of the power supply system according to the third embodiment will be described with reference to Fig.
도 3에서는 단상 교류를 전파 정류하는 예를 게시했지만, 반파 정류 회로를 사용할 수도 있다.In Fig. 3, an example of full-wave rectification of a single-phase alternating current is disclosed, but a half-wave rectifying circuit may also be used.
이하의 회로 동작 설명에서는 전파 정류 회로를 사용한 예로 설명한다.In the following description of the circuit operation, a full-wave rectifying circuit is used as an example.
정류부(Rect3)는 단상 교류 전원의 전류를 전파 정류하고, 평활 콘덴서(C)는 이 출력 전위를 평활한다. 평활된 맥류 직류 전위는 전원선(Line1) 및 (Line2)에 출력된다.The rectification part Rect3 subjects the current of the single-phase AC power source to full-wave rectification, and the smoothing capacitor C smoothes the output potential. The smoothed pulsating DC potential is output to power lines (Line 1) and (Line 2).
정류부(Rect3)에 입력되는 단상 교류 전원 전압의 실효값(이하, 단지 단상 교류 전원 전압이라고 함)을 Vi로 해서 전원선(Line2)의 전위를 기준 전위로 한 전원선(Line1)의 전위에 있어서, 맥류 부분의 전위의 상한값(파고값)을 Vhig, 맥류 부분의 전위의 하한값(파저값)을 Vlow로 하면, 이하 (1), (2)식이 성립된다.(Hereinafter, simply referred to as a single-phase AC power supply voltage) input to the rectification part Rect3 is Vi and the potential of the power supply line Line1 having the potential of the power supply line Line2 as a reference potential (1) and (2) are established when the upper limit value (peak value) and the lower limit value (peak value) of the potential of the pulsation portion are set to Vlow and Vlow, respectively.
(1) Vhig = Vi ×√2(1) Vhig = Vi 占 2
(2) Vlow = Vhig × EXP(-t/CR)(2) Vlow = Vhig x EXP (-t / CR)
이상의 계산에서는 정류부(Rect3)의 다이오드(Dr13∼Dr43)의 순방향 전압 강하를 무시하고 있는 다른 실시형태에서도 동일In the above calculation, in the other embodiments in which the forward voltage drop of the diodes Dr13 to Dr43 of the rectification part Rect3 is ignored,
이 맥류 직류 전위가 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 입력되고, 강압되어 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))를 통하여 맥류 없이 일정 전위가 부하(Lo(1∼q))에 공급된다.The pulse direct current potential is input to the DC / DC converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1), and the fixed potential is supplied to the load Lo (1 to q).
여기서, 식(2)에 있어서의 C는 평활 콘덴서(C)의 용량을 나타내고, R은 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))를 포함한 부하계 전체의 순저항값을 나타내고, t는 평활 콘덴서(C)의 방전 시간을 나타낸다.Here, C in the equation (2) represents the capacity of the smoothing capacitor C, R represents the net resistance value of the entire sub-system including the DC / DC converters Conv (1 to n + 1) Represents the discharge time of the smoothing capacitor C.
우선, Vlow = Vhig × EXP(-t/CR)의 값의 전위와 전파 정류파형의 상반파 파형의 전위가 일치하는 시각을 계산한다. 따라서, EXP(-t/CR) = Sin(X 라디안)의 식을 푼다.First, the time at which the potential of the value of Vlow = Vhig x EXP (-t / CR) coincides with the potential of the half wave waveform of the full wave rectification waveform is calculated. Therefore, EXP (-t / CR) = Sin (X radian) is solved.
Vlow = Vhig × EXP(-t/CR)에 있어서, 시정수의 1/8의 시각 경과 즉, t/CR = 1/8에서의 전위(Vlow)는In Vlow = Vhig x EXP (-t / CR), the time lapse of one eighth of the time constant, that is, the potential Vlow at t / CR =
Vhig·EXP(-1/8) = Vhig × 0.8825.Vhig · EXP (-1/8) = Vhig x 0.8825.
이 전위는 3상 6파 정류에 있어서의 Vhig × Sin60°상당하지만, 정확하게는 61.95°이고, 이 때와 대략 입력 교류의 전위는 입력 교류 정현파가 X=1.0812라디안, 즉, 맥류 직류의 파고값으로부터 전위가 저하해서 다음 사이클에 의한 충전이 개시될 때까지의 시간, 3.442ms 경과시이다. 따라서, 시정수는 (5ms + 3.442ms) × 8 = 67.544ms가 된다.This potential corresponds to Vhig × Sin 60 ° in the three-phase six-wave rectification, but it is precisely 61.95 °. At this time and the potential of the input AC, the input AC sine wave is X = 1.0812 radians, that is, The time from when the potential drops to the start of charging by the next cycle is 3.442 ms elapsed. Therefore, the time constant is (5 ms + 3.442 ms) x 8 = 67.544 ms.
즉, CR = 67.544 × 10-3이면 된다. 또한, 5ms는 정현파의 0rad로부터 π/2rad까지의 시간. 단, 교류의 주파수는 50Hz로 한다.That is, CR = 67.544 × 10 -3 . Also, 5ms is the time from 0rad of the sine wave to pi / 2rad. However, the frequency of alternating current shall be 50Hz.
부하 저항(R)의 값에 의해 평활 콘덴서(C)의 용량 C을 정한다. 예를 들면, 하나의 정류부(Rect3)에 있어서 공급하는 전력이 10kw이고, 340V 급전하는 경우, 부하 저항(R)은 11.56Ω이기 때문에, 평활 콘덴서(C)의 용량은 5.84mF가 된다.The capacitance C of the smoothing capacitor C is determined by the value of the load resistance R. For example, when the power supplied to one rectifying part Rect3 is 10 kW and the load resistance R is 11.56? When feeding 340 V, the capacity of the smoothing capacitor C is 5.84 mF.
여기서, EXP는 지수 함수이다. 또한, Vhig1∼Vlow의 변동 폭이 커도 상관없는 경우에는 평활 콘덴서(C)의 용량을 작게 할 수 있다.Where EXP is an exponential function. If the variation width of Vhig1 to Vlow does not matter, the capacity of the smoothing capacitor C can be reduced.
이하, X=1.0812라디안을 60°에 근사하고, 부하계 전체의 저항값 R=11.56, 평활 콘덴서(C) = 5.84mF라 가정한 경우의 효율 등의 계산을 행한다.Hereinafter, the efficiency and the like in the case where X = 1.0812 radians are approximated to 60 degrees and the resistance value R = 11.56 and the smoothing capacitor (C) = 5.84 mF are all calculated.
따라서, EXP(-t/CR)=0.866(=Sin60°)이고,Therefore, EXP (-t / CR) = 0.866 (= Sin 60 °)
-t/CR = -0.14384이다.-t / CR = -0.14384.
단, X = 1.0812라디안, 즉, 61.95°쪽이 60°보다 Vlow의 전위가 높고, DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 효율, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 방전시키지 않는 안전면에서도 바람직하다.The efficiency of the DC / DC converters (Conv (1 to n + 1)) and the efficiency of the secondary battery units (Batt (B1 to B2) Bk + 1)) is not discharged.
예를 들면, 강압 동작을 행하는 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))를 사용한 경우, 상한값(Vhig)과 하한값(Vlow)의 전위의 중간 전위(평균 전위는 아님) 정류부(Rect3)를 정격 출력 전위(V0)로서 설정하면, 식(3)이 성립한다.For example, when DC / DC converters Conv (1 to n + 1) for performing the step-down operation are used, the intermediate potential (not the average potential) of the potentials of the upper limit value Vhig and the lower limit value Vlow, Is set as the rated output potential V0, equation (3) is established.
(3) VL = (Vhig + Vlow)/2(3) VL = (Vhig + Vlow) / 2
(3-A) 단상 교류 전원 전압이 정상인 경우(3-A) When the single-phase AC power supply voltage is normal
본 발명의 전원 공급 시스템의 제 3 실시형태를 도 3 및 도 5를 참조해서 설명한다.A third embodiment of the power supply system of the present invention will be described with reference to Figs. 3 and 5. Fig.
2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)와 단상 교류 전원 전압의 관계를 구한다.The relationship between the output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the single-phase AC power source voltage is obtained.
2차 전지를 상시에 있어서 방전시키지 않기 위해서는 도 5에 있어서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)를 정류부(Rect3)가 출력하는 전위의 하한값(V2)보다 저전위로 할 필요가 있다. 하한값(V2)은 다음 식으로 나타낸다.5, the output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to the lower limit value of the potential output from the rectification section Rect3 ( V2). The lower limit value V2 is expressed by the following equation.
V2 = √2Vi·EXP(-0.14384)V2 = √2Vi · EXP (-0.14384)
단상 교류 전원 전압의 실효값을 Vi로 하면 다음 식으로 나타내어진다.Assuming that the effective value of the single-phase AC power supply voltage is Vi, the following expression is obtained.
V0 = √2Vi(1 + EXP(-0.14384))/2V0 =? 2Vi (1 + EXP (-0.14384)) / 2
이 식을 Vi의 식으로 변형하면 다음 식으로 나타내어진다.When this equation is transformed into the equation of Vi, it is expressed by the following equation.
Vi = √2V0/(1 + EXP(-0.14384))Vi = 2V0 / (1 + EXP (-0.14384))
따라서, 하한값(V2)은 다음 식으로 나타내어진다.Therefore, the lower limit value V2 is expressed by the following equation.
V2 = 2VL·EXP(-0.14384)/(1 + EXP(-0.14384))V2 = 2VL · EXP (-0.14384) / (1 + EXP (-0.14384))
정류부(Rect3)의 정격 정류 전위(V0)를 일례로서 340V로 하면 V2, Vi는 이하와 같다.Assuming that the rated rectified potential V0 of the rectification part Rect3 is, for example, 340 V, V2 and Vi are as follows.
V2 = 316V, Vi = 257.677VV2 = 316V, Vi = 257.677V
따라서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 300V정도 이하로 한다.Therefore, the output potential of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is set to about 300 V or less.
이상의 계산에 있어서, 정류부(Rect3)의 다이오드(Dr13∼Dr43), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 접속되는 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 전압 강하를 무시하고 있다.In the above calculation, the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) connected to the diodes Dr13 to Dr43 of the rectification part Rect3 and the secondary battery parts Batt (B1, B2 to Bk + 1) Is ignored.
또한, 단상 교류 전원 전압(Vi)의 맥류 이외의 변동을 고려하면, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위를 더 낮은 값으로 설정하고, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))로부터의 무용한 방전을 회피한다. 맥류 이외의 변동이란 단상 교류 전원의 공급원으로부터 발생하는 변동이다.Considering the fluctuations of the single-phase AC power supply voltage Vi other than the pulsating current, the output potential of the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) is set to a lower value, Batt (B1, B2 to Bk + 1)). Variations other than pulsation are variations originating from sources of single-phase AC power.
(3-B) 단상 교류 전원의 전압 변동이 있는 경우(3-B) When there is voltage fluctuation of single-phase AC power
단상 교류 전원 전압(Vi)에 최대, ±α의 전압 변동률이 있는 것으로 한다.도 5에 있어서, 상한값(V1)은 상승하고, 하한값(V2)은 하강한다. 이들을 식으로 나타내면 이하와 같이 된다.It is assumed that the single-phase AC power supply voltage Vi has a maximum voltage variation rate of ±. In FIG. 5, the upper limit value V1 rises and the lower limit value V2 falls. These are expressed as follows.
V1 = √2Vi(1 + α)V1 =? 2Vi (1 +?)
V2 = √2Vi(1 - α)EXP(-0.14384)V2 = 2Vi (1 -?) EXP (-0.14384)
단상 교류 전원 전압(Vi)의 변동률을 5%로 하고, 상기의 식에 정격 정류 전위(V0)=340V, α=0.05을 대입하면, 이하의 값이 된다.Assuming that the rate of change of the single-phase AC power supply voltage Vi is 5% and the rated rectified potential V0 = 340 V and? = 0.05 is substituted into the above equation, the following values are obtained.
V1 = 383VV1 = 383V
V2 = 300VV2 = 300V
따라서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 280V정도 이하로 할 필요가 있다. 이상의 계산에 있어서, 정류부(Rect3)의 다이오드(Dr13∼Dr43), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))에 접속되는 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))의 전압 강하를 무시하고 있다.Therefore, the output potential of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) needs to be about 280 V or less. In the above calculation, the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) connected to the diodes Dr13 to Dr43 of the rectification part Rect3 and the secondary battery parts Batt (B1, B2 to Bk + 1) Is ignored.
상기한 바와 같은 통상 발생할 수 있는 경미한 전압 변동에 있어서는 강압 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))가 부하 정격 입력 전위(VLo)를 발생시켜, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))가 방전하지 않도록 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)와 정류부(Rect3)의 정류 전위의 하한값(V2)을 설정한다. 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위는 280V보다도 낮은 전위가 되도록 2차 전지의 직렬 개수를 정할 필요가 있다.(1) to (n + 1)) generates the load rated input potential VLo, and the secondary battery units Batt (B1, B2 The output potential Vb of the secondary battery section Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the lower limit value V2 of the rectification potential of the rectification section Rect3 are set so that the secondary battery section Batt (~Bk + 1) It is necessary to determine the number of the secondary batteries in series so that the output potential of the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is lower than 280V.
또, 상기에서는 단상 교류 전원 전압(Vi)의 전압 변동률(α)을 ±5% 정도로 상정했지만, 더 큰 전압 변동에서도, 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))가 부하 정격 입력 전위(VLo)를 발생시켜, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 방전시키지 않도록 한다. 이것은 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 수명을 단축시키지 않기 위해서이다.Although the voltage change rate alpha of the single-phase AC power source voltage Vi is assumed to be about 5%, the DC / DC converter Conv (1 to n + 1) The load rated input potential VLo is generated so as not to discharge the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1). This is to avoid shortening the life of the secondary battery (Batt (B1, B2 to Bk + 1)).
도 5에 나타내는 바와 같이, 정류부(Rect3)의 정격 정류 출력 전위(V0), 정류부(Rect3)의 정류 출력 전위의 상한값(V1), 하한값(V2), 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb)의 관계는 다음 식과 같다.5, the rated rectified output potential V0 of the rectifying section Rect3, the upper limit value V1 and the lower limit value V2 of the rectified output potential of the rectifying section Rect3, the secondary battery section Batt Bk + 1)) is expressed by the following equation.
V1 > V0 > V2 > Vb > VLoV1> V0> V2> Vb> VLo
상기 식으로부터, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 방전시키지 않기 위한 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 출력 전위(Vb), 단상 교류 전원 전압(Vi)를 구한다. 부하 정격 입력 전위(VL)가 먼저 결정되기 때문에, Vb, Vi를 VL로 나타내어지는 식으로 나타낸다.From the above equations, the output potential Vb of the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) for not discharging the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) The power supply voltage Vi is obtained. Since the load rated input potential VL is determined first, Vb and Vi are expressed by an expression represented by VL.
단, δ1은 V2부터 Vb을 감한 V2와 Vb의 차전위(δ1 = V2 - Vb)로 한다. δ1은 상시에 있어서 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))를 과도하게 방전시키지 않기 위해서 설정해야 할 임의의 값의 전압이다.However, δ1 is the difference potential (δ1 = V2 - Vb) between V2 and Vb obtained by subtracting Vb from V2.
V2 = Vb + δ1V2 = Vb +
V2 = √2Vi·EXP(-0.14384)V2 = √2Vi · EXP (-0.14384)
정격 출력 전위(VL)가 결정되면, 상기 식에 의해 단상 교류 전원 전압(Vi)이 결정되고, 하기 식에 단상 교류 전원 전압(Vi)를 대입하여 2차 전지군 전위(Vb)가 결정된다.When the rated output potential VL is determined, the single-phase AC power supply voltage Vi is determined by the above equation, and the single-phase AC power supply voltage Vi is substituted into the following equation to determine the secondary battery group potential Vb.
Vb = √2Vi·EXP(-0.14384) - δ1Vb =? 2Vi · EXP (-0.14384) -? 1
V2 = Vb + δ1V2 = Vb +
Vb = √2Vi(1 - α)EXP(-0.14384) - δ1Vb =? 2Vi (1 -?) EXP (-0.14384) -? 1
(3-C) 단상 교류 전원이 이상인 경우(3-C) When single-phase AC power is abnormal
단상 교류 전원이 정전하거나 또는 매우 저하한 경우, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전력으로 부하를 동작시킨다. 도 5에 있어서, V2 > Vb의 조건을 만족시키지 않을 경우, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))는 방전된다.When the single-phase AC power supply is out of order or very low, the load is operated by the power of the secondary battery (Batt (B1, B2 to Bk + 1)). In Fig. 5, when the condition of V2 > Vb is not satisfied, the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) are discharged.
V2 > Vb의 조건을 만족시키지 않는 (V2 < Vb) 경우, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))는 방전하고, 무순단으로 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))의 전력 공급으로 스위칭한다. 이 때, 2차 전지부(Batt)에 존재하는 2차 전지군(B)의 전위는 도 5에 있어서, Vb > VLo이기 때문에, 강압 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))에 의해 강압되어 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p))를 통하여 부하(Lo(1∼q))에 정격 입력 전위(VLo)를 출력한다.The secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) are discharged and the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) Bk + 1)). At this time, since the potential of the secondary battery group B existing in the secondary battery Batt is Vb> VLo in FIG. 5, the potential of the step-down DC / DC converter Conv (1 to n + 1) And outputs the rated input potential VLo to the loads Lo (1 to q) through the inrush current preventing devices Res (1 to p).
도 3에서는 2차 전지를 충전하는 기능은 생략하고 있다. 도 3의 회로에서는 2차 전지는 충전되지 않는다. 이 때문에, 충전기를 별도 준비할 필요는 있지만, 본 발명의 범위외이다.In Fig. 3, the function of charging the secondary battery is omitted. In the circuit of Fig. 3, the secondary battery is not charged. For this reason, it is necessary to separately prepare a charger, but it is outside the scope of the present invention.
(4) 제 4 실시형태(4) Fourth Embodiment
(4-1) 시스템의 회로 구성(4-1) Circuit configuration of the system
도 4는 본 발명에 의한 제 4 실시형태를 나타내는 전원 공급 시스템의 기본적 회로 구성도이다. 본 발명에 관계되지 않는 요소는 생략되어 있다.4 is a basic circuit configuration diagram of a power supply system according to a fourth embodiment of the present invention. Elements not relating to the present invention are omitted.
3상 교류 전원을 정류 소자인 다이오드(Dr1)로부터 (Dr6)로 구성되는 3상 브리지 정류 회로에 입력하고, 이 3상 브리지 정류 회로에서 3상 교류 전류를 전파 정류하고, 6상 전위파형의 맥류 직류 전위를 얻기 위한 3상 브리지 정류 회로를 포함하는 정류부(Rect1)가 존재한다.Phase AC power source is inputted to a three-phase bridge rectifier circuit composed of diodes Dr1 to Dr6 which are rectifying elements, full-wave rectification of the three-phase alternating current is performed in this three-phase bridge rectifying circuit, There is a rectifier Rect1 including a three-phase bridge rectifier circuit for obtaining a DC potential.
도 4에 있어서는 제 1 실시형태인 도 1의 전원 공급 시스템에, 다이오드(Dr7∼Dr12)로 구성되는 3상 전파 정류 회로를 포함하는 정류부(Rect2)를 부가하고, 정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 출력 전위는 정류부(Rect1, Rect2)의 각각의 정류 전위 출력부가 병렬 접속된 전위 출력단에 있어서 동상(同相)으로 합성한다.4, a rectification part Rect2 including a three-phase full-wave rectification circuit composed of diodes Dr7 to Dr12 is added to the power supply system of Fig. 1, which is the first embodiment, and rectifying parts Rect1 and Rect2 The output potentials of the rectifying sections Rect1 and Rect2 are synthesized in the same phase at the potential output terminals to which the rectifying potential output sections of the rectifying sections Rect1 and Rect2 are connected in parallel.
이것에 의해 정류부에서의 공급 전력을 증대시켜, 부하 전력 용량의 증대에 대응하는 것이다. 이 병렬 접속을 하기 위해서, 인덕터(L1∼L6)를 더 구비한다.As a result, the power supplied to the rectifying section is increased to cope with an increase in the load power capacity. In order to perform the parallel connection, the inductors L1 to L6 are further provided.
정류부(Rect1)와 (Rect2)의 전위 출력단에 있어서, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)의 전위는 거의 동일로 한다.The potentials of the rectification part Rect1 and rectification part Rect2 are made substantially equal at the potential output ends of the rectification parts Rect1 and Rect2.
3상 교류 전원은 본 발명에 포함되지 않는 외부의 존재이다.The three-phase alternating current power source is an external presence not included in the present invention.
또한, 도 4에 있어서, 정류부(Rect1)에 존재하는 정류 회로는 전파 정류하는 브리지 정류 회로의 예를 나타냈지만, 반파 정류하는 반파 정류 회로라도 된다.In Fig. 4, the rectifying circuit existing in the rectifying part Rect1 is an example of a bridge rectifying circuit for full-wave rectification, but it may be a half-wave rectifying circuit for half-wave rectification.
정류부(Rect1), 정류부(Rect2)의 전위 출력단으로부터의 출력 전위는 전원선(Line1) 및 전원선(Line2)에 의해 직류 전압 변환 장치인 복수의 DC/DC 컨버터부(Conv(1∼n+1))에 공급된다.The output potentials from the potential output terminals of the rectification section Rect1 and the rectification section Rect2 are supplied to the plurality of DC / DC converter sections Conv (1 to n + 1) by the power line Line1 and the power line Line2 ).
도 4의 예에서는 전원선(Line1)이 정극이고, 전원선(Line2)이 부극이다. 이것을 역극성으로 하여도 된다.In the example of Fig. 4, the power line Line1 is a positive electrode, and the power line Line2 is a negative electrode. This may be reversed.
도 4에 있어서의 정류부(Rect2) 및 인덕터(L1∼L6)는 제 1 실시형태인 도 1에 추가된 회로이고, 이 회로 이외는 도 1과 동일하기 때문에, 도 4에 있어서도 도 1과 동일한 부호를 붙이고, 도 1과 공통되는 시스템의 회로 구성의 설명은 도 1의 설명을 원용하여 중복을 생략한다.The rectification part Rect2 and the inductors L1 to L6 in Fig. 4 are the circuits added to Fig. 1 which is the first embodiment. Other than this circuit, the same reference numerals as those in Fig. 1 And the description of the circuit configuration of the system common to that of FIG. 1 will be omitted from duplication because the description of FIG. 1 is used.
또한, 정류부(Rect2)는 제 2 실시형태인 도 2의 것과 동일하기 때문에, 동일한 부호를 붙이고, 도 2의 설명을 원용해서 중복하는 회로 구성의 설명은 생략한다.Since the rectification part Rect2 is the same as that in Fig. 2 which is the second embodiment, the same reference numerals are used, and description of the circuit configuration overlapping with the explanation of Fig. 2 will be omitted.
정류부(Rect1)의 다이오드의 접속 형태는 제 1 실시형태인 도 1에 있어서 설명한 바와 같지만, 다이오드(Dr1)부터 (Dr3)의 각각의 애노드와 다이오드(Dr4)부터 (Dr6)의 각각의 캐소드의 접속부 3점에 인덕터(L1∼L3)의 일단이 접속되고, 이 인덕터(L1∼L3)의 타단은 3상 교류 전원선에 접속되어, 3상 교류 전원이 입력된다.Although the connection form of the diode of the rectification part Rect1 is the same as that described in the first embodiment which is shown in Fig. 1, the connection between the respective anodes of the diodes Dr1 to Dr3 and the cathodes of the diodes Dr4 to Dr6, One end of the inductors L1 to L3 is connected to three points, and the other ends of the inductors L1 to L3 are connected to the three-phase AC power supply line, and three-phase AC power is input.
제 4 실시형태인 도 4에 있어서 추가되어 있는 정류부(Rect2)에 있어서, 다이오드(Dr7)부터 (Dr9)의 각각의 애노드는 다이오드(Dr10)부터 (Dr12)의 각각의 캐소드에 접속되고, 이 접속부 3점에 인덕터(L4∼L6)의 일단이 접속되고, 이 인덕터(L4∼L6)의 타단은 3상 교류 전원선에 접속되어, 3상 교류 전원이 입력된다.In the rectifier Rect2 added in Fig. 4, which is the fourth embodiment, the respective anodes of the diodes Dr7 to Dr9 are connected to the respective cathodes of the diodes Dr10 to Dr12, One end of the inductors L4 to L6 is connected to three points, and the other ends of the inductors L4 to L6 are connected to a three-phase AC power supply line, and three-phase AC power is input.
다이오드(Dr7)부터 (Dr9)의 캐소드는 전원선(Line1)에 접속되고, 다이오드(Dr10)부터 (Dr12)의 애노드는 전원선(Line2)에 접속된다. 즉, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)는 병렬 접속된다.The cathodes of the diodes Dr7 to Dr9 are connected to the power line Line1 and the anodes of the diodes Dr10 to Dr12 are connected to the power line Line2. That is, the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 are connected in parallel.
도 4에 있어서, 인덕터(L1∼L6) 없이 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)를 병렬 접속했을 경우, 정류부(Rect1)에 존재하는 다이오드(Dr1∼Dr6)와 정류부(Rect2)에 존재하는 다이오드(Dr7∼Dr12)가 각각 대응해서 병렬 접속되고, 각 다이오드의 순방향 전압 강하의 편차에 의해, 다이오드의 전류 밸런스가 무너지고, 일부의 다이오드에 전류가 집중해서 다이오드가 파괴된다.4, when the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 are connected in parallel without the inductors L1 to L6, the diodes Dr1 to Dr6 existing in the rectification part Rect1 and the diodes Dr1 to D6 existing in the rectification part Rect2 Dr7 to Dr12 are connected in parallel corresponding to each other. Due to the deviation of the forward voltage drop of each diode, the current balance of the diode is collapsed, and the diode is destroyed due to the concentration of current in some diodes.
따라서, 상기한 바와 같이 인덕터(L1∼L6)를 3상 교류 전원선과 정류용 다이오드(Dr1∼Dr12)의 사이에 직렬 접속하여 다이오드(Dr1∼Dr12)의 전류 밸런스를 잡아서 다이오드(Dr1∼Dr12)의 파괴를 방지한다.Therefore, as described above, the inductors L1 to L6 are connected in series between the three-phase AC power supply line and the rectifying diodes Dr1 to Dr12 to balance the currents of the diodes Dr1 to Dr12, Prevent destruction.
또한, 인덕터(L1∼L6)는 고조파 억제 효과, 전원 공급 시스템내의 회로의 공진을 억제하는 효과가 있다.In addition, the inductors L1 to L6 have an effect of suppressing the harmonic suppression effect and suppressing the resonance of the circuit in the power supply system.
이들 다이오드의 병렬 접속 관계는 이하와 같다.The parallel connection relationship of these diodes is as follows.
정류부(Rect1)의 다이오드(Dr1)와 정류부(Rect2) 다이오드(Dr7)가 병렬 접속 되고, 이하, 다이오드의 병렬 접속에 대해서는 이것을 일반식으로 나타내면, 다이오드(Dru)와 다이오드(Drv)가 병렬 접속된다.The diode Dr1 of the rectification part Rect1 and the rectification part Rect2 diode Dr7 are connected in parallel and the diode Dru and the diode Drv are connected in parallel when the parallel connection of the diodes is expressed by a general expression .
단, u는 1 이상의 정수이고, v는 v = u + 6이다.However, u is an integer of 1 or more, and v is v = u + 6.
정류부(Rect1)가 병렬 접속되면, 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)는 동일 구성이기 때문에, 정류부(Rectm)(단, m은 3을 제외하는 정수이다)로서 정류부는 증설된다. 정류부의 증설에 따라 인덕터(L)의 수도 1정류부에 대하여, 3개 증설된다.When the rectifying part Rect1 is connected in parallel, the rectifying part Rect1 and the rectifying part Rect2 have the same configuration, and thus the rectifying part is added as the rectifying part Rectm (m is an integer excluding 3). Three of the inductors (L) are added to one rectifying part in accordance with the extension of the rectifying part.
도 6은 도 4의 전원선(Line1)과 전원선(Line2)의 사이에, 제 1 저항 소자인 저항 소자(R1)와 제 2 저항 소자인 저항 소자(R2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 접속부를 접지한 회로를 나타낸다. 이 접지는 스윗치(SW)에 의해 접지를 해제할 수 있다.6 is a circuit diagram of a series connection circuit of a resistance element R1 as a first resistance element and a resistance element R2 as a second resistance element in parallel between the power line Line1 and the power line Line2 in Fig. And a connection portion of the resistance element R1 and the resistance element R2 is grounded. This ground can be released by the switch (SW).
또한, 도 6은 상기 저항 소자(R1)와 저항 소자(R2)의 회로에, 또한 추가적으로 제 1 과전압 보호 소자인 배리스터(Var1)와 제 2 과전압 보호 소자인 배리스터(Var2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속하고, 배리스터(Var1)와 배리스터(Var2)의 접속부를 접지한 회로도 나타낸다.6 shows a series connection circuit of a varistor Var1 as a first overvoltage protection element and a varistor Var2 as a second overvoltage protection element in parallel to the circuits of the resistance element R1 and the resistance element R2 And a connection portion of the varistor Var1 and the varistor Var2 is grounded.
또한, 제 4 실시형태에 있어서의 「종래 기술과 본 발명의 대비」에 대해서는 제 1 실시형태에서 설명한 내용과 동일하다.The " contrast between the prior art and the present invention " in the fourth embodiment is the same as that described in the first embodiment.
(4-2) 시스템의 회로 동작(4-2) Circuit operation of the system
제 4 실시형태에 있어서, 다이오드(Dr1)의 애노드와 다이오드(Dr4)의 캐소드의 접속부에 인덕터(L)를 통하여 3상 교류 전원이 급전되고(이하, 다이오드(Dr2)의 애노드와 다이오드(Dr5)의 캐소드의 접속부에 인덕터(L)를 통하여 3상 교류 전원이 급전되고, 이하 동일하게 계속됨), 정류부(Rect1)와 (Rect2)가 병렬 접속되고 전원 공급 시스템의 공급 전력 용량이 증대한 것 이외에, 제 1 실시형태인 도 1의 회로 동작과의 차이점은 없고, 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 효율, 맥류 직류 전위의 하한값(V2)의 설정 등의 차이점도 없고, 제 1 실시형태인 도 1의 회로 동작을 인용하고, 중복하는 설명을 생략한다. 또한, 정류부(Rect)의 병렬 접속 개수에는 제한이 없다.Phase alternating-current power is supplied to the connection between the anode of the diode Dr1 and the cathode of the diode Dr4 via the inductor L (hereinafter, the anode of the diode Dr2 and the diode Dr5) Phase alternating-current power is supplied via the inductor L to the connection portion of the cathode of the rectifying unit Rect1 and the rectifying unit Rect2 are connected in parallel and the rectifying units Rect1 and Rect2 are connected in parallel and the power supply capacity of the power supplying system is increased, 1 except for the efficiency of the DC / DC converter (Conv (1 to n + 1)) and the setting of the lower limit value V2 of the pulsating DC electric potential And the circuit operation of FIG. 1, which is the first embodiment, will be referred to, and redundant description will be omitted. There is no limitation on the number of parallel connections of the rectifier Rect.
또한, 제 4 실시형태는 제 1 실시형태의 설명에 있어서도 설명했으므로, 이것을 원용해서 중복하는 설명은 생략한다.Since the fourth embodiment has been described in the description of the first embodiment, duplicate explanations thereof are omitted.
(5) 제 5 실시형태(5) Fifth Embodiment
(5-1) 시스템의 회로 구성(5-1) Circuit configuration of the system
도시하지 않았지만, 3상을 초과하는 다상 교류 전원을 입력으로 하고, 다상 교류 정류 회로를 구비한 전원 공급 시스템을 구성할 수 있다. 이것은 제 1, 제 2 및 제 4 실시형태인 도 1, 도 2 및 도 4에 적용할 수 있다.Although not shown, it is possible to constitute a power supply system including a polyphase ac rectification circuit by taking as input a polyphase ac power supply exceeding three phases. This can be applied to Figs. 1, 2, and 4, which are the first, second, and fourth embodiments.
예를 들면, 24상 교류 전원을 사용하는 경우, 제 1, 제 4 실시형태인 도 1, 도 4에 있어서 정류부(Rect1), 정류부(Rect2)의 각각은 1정류부당 48개의 정류용 다이오드를 구비한 전파 정류 회로를 포함하게 된다.For example, in the case of using a 24-phase AC power supply, in each of the first and fourth embodiments shown in Figs. 1 and 4, the rectifier Rect1 and the rectifier Rect2 each have 48 rectifier diodes One full-wave rectification circuit.
도 4에 있어서는 도 1에 있어서 정류부(Rect2)를 증설하고 있을 뿐이기 때문에, 도 1과 동일한 방식을 적용할 수 있다.In Fig. 4, since the rectifying section Rect2 is added only in Fig. 1, the same method as in Fig. 1 can be applied.
제 2 실시형태인 도 2에서는 스타 결선 Y, 델타 결선 △의 별도 계통 3상 교류 전원의 다상 교류를 정류하므로 정류부(Rect1)와 정류부(Rect2)에서 합계 96개의 정류용 다이오드를 구비한 전파 정류 회로를 포함하게 된다.2, which is the second embodiment, rectifies the multiphase alternating current of the separate-system three-phase AC power supply of the star wiring Y and the delta wiring DELTA, so that the rectifying part Rect1 and the rectifying part Rect2 are provided with a total of 96 rectifying diodes, .
또한, 다상 교류 전원에 있어서도 정류부(Rect1)∼정류부(Rectn)와 같이 다수 정류부를 병렬 접속할 수 있다.Also, in the multiphase AC power source, a plurality of rectifying portions such as the rectifying portions Rect1 to Rectn can be connected in parallel.
단, 도 4에 나타내는 바와 같이 인덕터(L)가 상수만큼 필요하다.However, as shown in Fig. 4, an inductor L is required as many as the constant.
전원 공급 시스템의 회로 구성의 상위하는 부분에 대해서는 상기한 바와 같고, 이외의 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)), 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1)) 및 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1)), 돌입 전류 방지 장치(Res(1∼p)) 및 부하(Lo(1∼q))의 구성에는 차이가 없기 때문에, 제 1∼제 4 실시형태에 있어서의 설명을 원용하고, 중복하는 설명을 생략한다.(Batt (B1, B2 to Bk + 1)) and the diode portions (D (D1, D2 to Dj + 1)) in the circuit configuration of the power supply system are as described above. And the DC voltage converter DC / DC converter Conv (1 to n + 1), the inrush current preventing device Res (1 to p) and the load Lo (1 to q) The description of the first to fourth embodiments will be omitted, and redundant description will be omitted.
(5-2) 시스템의 회로 동작(5-2) Circuit operation of the system
시스템의 회로 동작도, 제 1, 제 2 및 제 4 실시형태의 설명과 동일하다. 다상 교류 전원을 사용하기 위해서, 맥류 직류 전위의 맥류 부분이 매우 작아지고, DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 효율이 매우 좋아지는 것을 제외하고, 회로 동작은 동일하다.The circuit operation of the system is also the same as that of the first, second and fourth embodiments. Circuit operation is the same except that the pulsating current portion of the pulsating DC potential is very small and the efficiency of the DC / DC converters (Conv (1 to n + 1)) is improved to use a multiphase AC power source.
따라서, 제 1, 제 2 및 제 4 실시형태에 있어서의 회로 동작의 설명을 원용하고, 중복하는 설명을 생략한다.Therefore, the description of the circuit operation in the first, second, and fourth embodiments will be omitted, and redundant description will be omitted.
(6) 기타 실시형태(6) Other Embodiments
제 1∼제 5 실시형태에 있어서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)) 및 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))를 제거한 실시형태가 있다(도시하지 않음). 이하, 이것에 관하여 설명한다.There is an embodiment in which the secondary battery portions Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the diode portions D (D1, D2 to Dj + 1) are omitted in the first to fifth embodiments Not). Hereinafter, this will be described.
(6-1) 시스템의 회로 구성(6-1) Circuit configuration of the system
제 1∼제 4 실시형태인 도 1∼도 4, 및 도시하지 않았지만 다상 교류 전원을 입력으로 하는 다상 교류 정류 회로를 사용한 제 5 실시형태 중 어느 쪽의 전원 공급 시스템 회로에 있어서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)) 및 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))를 포함하지 않는 회로 구성이다.In any one of the power supply system circuits of the first to fourth embodiments, which is shown in Figs. 1 to 4, and the fifth embodiment in which a polyphase ac rectifier circuit using a polyphase ac power source is used, (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) and the diode portion (D (D1, D2 to Dj + 1)).
시스템의 회로 구성은 제 1∼제 4 실시형태인 도 1∼도 4에 있어서 설명한 바와 같고, 제 5 실시형태에 있어서는 제 1∼제 4 실시형태의 설명을 원용하고 있기 때문에, 이들의 설명을 원용하고, 중복하는 설명을 생략한다.The circuit configuration of the system is the same as that described in Figs. 1 to 4, which are the first to fourth embodiments. In the fifth embodiment, since the description of the first to fourth embodiments is used, And redundant explanation is omitted.
(6-2) 시스템의 회로 동작(6-2) Circuit operation of the system
제 1∼제 5 실시형태에 있어서, 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1)) 및 다이오드부(D(D1, D2∼Dj+1))를 구비하지 않기 때문에 3상 교류 전원, 단상 교류 전원 또는 다상 교류 전원이 정전했을 때나 좌기 교류 전원 전압이 매우 저하했을 때에도 2차 전지부(Batt(B1, B2∼Bk+1))부터의 전력의 공급이 행해지지 않는다.Since the secondary battery units Batt (B1, B2 to Bk + 1) and the diode units D (D1, D2 to Dj + 1) are not provided in the first to fifth embodiments, Power supply from the secondary battery section (Batt (B1, B2 to Bk + 1)) is not performed even when the single-phase AC power source or the polyphase AC power source is out of order or when the left-period AC power source voltage is greatly lowered.
즉, 상기 교류 전원의 정전시는 물론이지만, 좌기 교류 전원이 매우 저하하고, 직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))의 입력 전위가 허용 범위를 초과했을 때, DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 부하 정격 입력 전압(VLo)을 출력할 수 없기 때문에 부하는 동작하지 않는다.That is, when the AC power of the left-hand side is extremely lowered and the input potential of the DC-DC converter DC / DC converter (Conv (1 to n + 1)) exceeds the permissible range, / DC converter (Conv (1 to n + 1)) can not output the load rated input voltage (VLo), the load does not operate.
그러나, 본 발명의 본 실시형태인 전원 공급 시스템은 상기의 교류 전원이 정전하지 않는 한, 또한 상기 교류 전원이 매우 저하하지 않는 한, 종전 설명한 제 1∼제 5 시스템의 회로 동작과 동일한 동작을 행하여 부하에 전력을 공급할 수 있으므로 유용한 발명이다.However, the power supply system according to the present embodiment of the present invention performs the same operation as that of the circuit operations of the first to fifth systems described above unless the AC power supply is interrupted and the AC power supply is not significantly reduced It is a useful invention since power can be supplied to the load.
이와 같이, 본 실시형태는 제 1∼제 5 시스템의 회로 동작과 동일하기 때문에, 종전의 설명을 원용하고, 중복하는 설명을 생략한다.As described above, since the present embodiment is the same as the circuit operation of the first to fifth systems, the description of the prior art is omitted, and redundant description is omitted.
또한, 덧붙이면, 모든 부하에 있어서 무정전 동작이 요구되는 것은 아니다. 데이터 센터 등에 있어서의 서버 등의 부하는 무정전 동작이 필수적이지만, 장래적으로 실현될 것인 오피스 빌딩에서의 직류 급전 방식(직류 전압 변환 장치 DC/DC 컨버터(Conv(1∼n+1))는 12V 보다 높은 전위 출력을 요구하는 것이 생각되지만, 이것에도 적용 가능함)에 있어서, 오피스의 조명 기기, OA 기기 등은 특별한 수요가 없으면 정전이 용인된다. 또한, 일반 가정에 있어서도 직류 급전 방식이 실현되는 경우도 있다.Incidentally, uninterruptible operation is not required for all loads. Uninterruptible operation is indispensable for loads such as servers in a data center or the like. However, DC power supply systems (DC voltage converter DC / DC converters Conv (1 to n + 1)) in an office building, which will be realized in the future, It is considered that a potential output higher than 12V is required, but it is also applicable to this case), office lighting equipment, office automation equipment, etc. are allowed to be out of power without special demand. In addition, a DC power supply system may be realized in a general household.
종전 설명한 바와 같이, 직류 급전 방식은 교류 급전 방식에 비교해서 효율적인 전력의 공급이 우수하다.As described above, the DC power supply system is more efficient in supplying power than the AC power supply system.
따라서, 직류 급전되는 것으로 충분하다면, 무정전 동작이 요구되지 않는 부하에까지, 여분의 초기 투자와 2차 전지의 관리가 강요당하는 2차 전지를 설비하는 것은 비경제적인 행위이다. 경제적 관점으로부터 본 실시형태는 매우 우수한 구성이다.Therefore, it is uneconomical to provide a secondary battery in which the extra initial investment and the management of the secondary battery are forced to a load where uninterruptible operation is not required, provided that the DC supply is sufficient. From the economic point of view, the present embodiment is a very excellent structure.
CRL : 직류 전압 변환 장치, 돌입 전류 방지 장치, 외부의 부하를 구비한 구성
Rect1∼Rect3 : 정류부 Dr1∼Dr12 : 정류 소자
Batt(B1, B2∼Bk+1) : 2차 전지부 B1, B2∼Bk+1 : 2차 전지군
D(D1, D2∼Dj+1) : 다이오드부 D1, D2∼Dj+1 : 정류 소자
Dr13∼Dr43 : 정류 소자 Conv(1∼n+1) : 직류 전압 변환 장치
Res(1∼p) : 돌입 전류 방지 장치 L1∼L6 : 인덕터
Line1, Line12 : 전류로(전원선) B1, B2 : 버스라인
C : 용량소자 Lo(1∼q) : 외부의 부하CRL: DC voltage converter, inrush current protection, external load
Rect1 to Rect3: rectification parts Dr1 to Dr12:
Batt (B1, B2 to Bk + 1): secondary battery section B1, B2 to Bk + 1: secondary battery group
D (D1, D2 to Dj + 1): Diode part D1, D2 to Dj + 1:
Dr13 to Dr43: rectifying elements Conv (1 to n + 1): DC voltage converting device
Res (1 to p): Inrush current prevention device L1 to L6: Inductor
C: Capacitor Lo (1 to q): External load
Claims (16)
상기 정류부의 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 정류부의 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.And a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external three-phase alternating current to output a rectifying potential,
A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the rectification potential of the rectifying unit,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
Wherein an output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal of the rectifying unit through a rectifying element connected in series in a forward direction to a potential polarity of the secondary battery group,
When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is set to the direct current Voltage converter,
When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is lower than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential of the secondary battery group at the potential output terminal is set to the direct current Voltage conversion apparatus according to claim 1.
외부의 제 2의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기 합성 정류 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A first rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external first three-phase alternating current to output a rectifying potential,
A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external second three-phase alternating current to output a rectifying potential,
A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the combined rectification potential of the first rectifying section and the second rectifying section,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
And the output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied through a rectification element connected in series in the forward direction to the potential polarity of the secondary battery group And,
When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, The combined rectification potential of the first rectifying part and the second rectifying part is applied to the DC voltage converting device,
When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal is less than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, And the output potential of the battery group is applied to the DC / DC converter.
상기 정류부의 전위 출력단에 병렬 접속된 용량 소자와,
상기 전위 출력단의 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A rectifying section including a rectifying circuit which performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external single-phase alternating current to output a rectifying potential,
A capacitive element connected in parallel to the potential output terminal of the rectifying section,
A secondary battery group in which a plurality of secondary batteries are connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the rectification potential of the potential output terminal,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
The output potential of the secondary battery group is applied to the potential output terminal through a rectifying element connected in series in a forward direction to the potential polarity of the secondary battery group,
When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is set to the direct current Voltage converter,
When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is lower than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential of the secondary battery group at the potential output terminal is set to the direct current Voltage conversion apparatus according to claim 1.
상기 정류부의 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 정류부의 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 정류부로부터의 출력 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external poly-phase alternating current exceeding three phases to output a rectifying potential,
A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the rectification potential of the rectifying unit,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
Wherein an output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal of the rectifying unit through a rectifying element connected in series in a forward direction to a potential polarity of the secondary battery group,
When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is set to the direct current Voltage converter,
When the output potential from the rectifying section at the potential output terminal is lower than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, the output potential of the secondary battery group at the potential output terminal is set to the direct current Voltage conversion apparatus according to claim 1.
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 정류부의 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.And a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external three-phase alternating current to output a rectifying potential,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
And the potential of the potential output terminal of the rectifying section is applied to the DC / DC converter.
외부의 제 2의 3상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A first rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external first three-phase alternating current to output a rectifying potential,
A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external second three-phase alternating current to output a rectifying potential,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
And the potential of the potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied is applied to the DC / DC converter.
상기 정류부의 전위 출력단에 병렬 접속된 용량 소자와,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A rectifying section including a rectifying circuit which performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external single-phase alternating current to output a rectifying potential,
A capacitive element connected in parallel to the potential output terminal of the rectifying section,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
And the potential of the potential output terminal is applied to the DC / DC converter.
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 정류부의 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of an external poly-phase alternating current exceeding three phases to output a rectifying potential,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
And the potential of the potential output terminal of the rectifying section is applied to the DC / DC converter.
외부의 제 2의 3상을 초과하는 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위의 하한값 이하의 전위를 출력하는 복수의 2차 전지가 직렬 접속된 2차 전지군과,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 2차 전지군의 출력 전위는 상기 2차 전지군의 전위 극성에 순방향으로 직렬 접속된 정류 소자를 통하여 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 상기합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단에 인가되도록 구성되고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위를 초과할 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 제 1 정류부와 제 2 정류부의 상기합성 정류 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하고,
상기 전위 출력단에 있어서의 상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 상기 2차 전지군의 출력 전위에 의해 상기 전위 출력단에 인가되는 전위 미만일 때, 상기 전위 출력단에 있어서의 상기 2차 전지군의 출력 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A first rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the first external three phases to output a rectifying potential,
A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the second external three phases to output a rectifying potential,
A secondary battery group having a plurality of secondary batteries connected in series to output a potential equal to or lower than a lower limit value of the combined rectification potential of the first rectifying section and the second rectifying section,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
And the output potential of the secondary battery group is applied to a potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied through a rectification element connected in series in the forward direction to the potential polarity of the secondary battery group And,
When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal exceeds a potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, The combined rectification potential of the rectification part and the second rectification part is applied to the DC voltage conversion device,
When the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section at the potential output terminal is less than the potential applied to the potential output terminal by the output potential of the secondary battery group, And the output potential of the group is applied to the DC / DC converter.
외부의 제 2의 3상을 초과하는 다상 교류를 전파 정류하거나 또는 반파 정류하여 정류 전위를 출력하는 정류 회로를 포함하는 제 2 정류부와,
고압 직류 전압을 저압 직류 대전류로 변환하는 직류 전압 변환 장치를 구비하고,
상기 제 1 정류부와 상기 제 2 정류부의 합성 정류 전위가 인가되는 전위 출력단의 전위를 상기 직류 전압 변환 장치에 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.A first rectifying section including a rectifying circuit including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the first external three phases to output a rectifying potential,
A second rectifying section including a rectifying circuit that performs full-wave rectification or half-wave rectification of a polyphase alternating current exceeding the second external three phases to output a rectifying potential,
And a direct current voltage converter for converting the high voltage direct current voltage into the low voltage direct current high current,
And the potential of the potential output terminal to which the combined rectification potential of the first rectification section and the second rectification section is applied is applied to the DC / DC converter.
상기 정류부에 포함되는 상기 정류 회로의 정류 소자에는 인덕터를 통하여 외부의 교류가 공급되어 정류되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.The method according to any one of claims 1, 3, 4, 5, 7, and 8,
Wherein the rectifying element of the rectifying circuit included in the rectifying unit is configured to be supplied with an external AC through an inductor and rectified.
상기 제 1 정류부 및 상기 제 2 정류부에 포함되는 상기 정류 회로의 정류 소자에는 인덕터를 통하여 외부의 교류가 급전되어 정류되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.The method according to any one of claims 2, 6, 9, and 10,
Wherein the rectifying element of the rectifying circuit included in the first rectifying section and the second rectifying section is configured to rectify the external AC through the inductor.
상기 전위 출력단과 상기 2차 전지군을 접속하는 전류로 사이에 역률 보정 장치를 삽입하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.13. The method according to any one of claims 1 to 12,
And the power factor correcting device is inserted between the potential output terminal and the current path connecting the secondary battery group.
상기 직류 전압 변환 장치의 출력 전력은 돌입 전류 방지 장치를 통하여 외부의 부하에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.14. The method according to any one of claims 1 to 13,
And the output power of the direct current voltage converter supplies power to an external load through an inrush current preventing device.
제 1 저항 소자와 제 2 저항 소자를 더 구비하고,
상기 전위 출력단, 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단 또는 상기 전위 출력단과 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단을 접속하는 전류로에 상기 제 1 저항 소자와 상기 제 2 저항 소자의 직렬 접속 회로가 병렬 접속되고, 상기 제 1 저항 소자와 상기 제 2 저항 소자의 접속부가 접지 가능한 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.15. The method according to any one of claims 1 to 14,
Further comprising a first resistance element and a second resistance element,
The series connection circuit of the first resistance element and the second resistance element is connected in parallel to the potential output terminal, the potential input terminal of the DC / DC converter, or the current path connecting the potential output terminal and the potential input terminal of the DC / And a connection portion of the first resistance element and the second resistance element is grounded.
제 1 과전압 보호 소자와 제 2 과전압 보호 소자를 더 구비하고,
상기 전위 출력단, 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단 또는 상기 전위 출력단과 상기 직류 전압 변환 장치의 전위 입력단을 접속하는 전류로에 상기 제 1 과전압 보호 소자와 상기 제 2 과전압 보호 소자의 직렬 접속 회로가 병렬 접속되고, 상기 제 1 과전압 보호 소자와 상기 제 2 과전압 보호 소자의 접속부가 접지 되어 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 시스템.16. The method according to any one of claims 1 to 15,
Further comprising a first overvoltage protection element and a second overvoltage protection element,
The series connection circuit of the first overvoltage protection element and the second overvoltage protection element is connected in parallel to the potential output terminal, the potential input terminal of the DC / DC converter, or the current path connecting the potential output terminal and the potential input terminal of the DC / And the connection portion of the first overvoltage protection element and the second overvoltage protection element is grounded.
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