KR20150080818A - 멀티 출력 전력 변환 장치 - Google Patents

멀티 출력 전력 변환 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150080818A
KR20150080818A KR1020140000318A KR20140000318A KR20150080818A KR 20150080818 A KR20150080818 A KR 20150080818A KR 1020140000318 A KR1020140000318 A KR 1020140000318A KR 20140000318 A KR20140000318 A KR 20140000318A KR 20150080818 A KR20150080818 A KR 20150080818A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
output
power source
frequency
unit
Prior art date
Application number
KR1020140000318A
Other languages
English (en)
Inventor
김재한
송일근
김주용
채우규
조진태
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020140000318A priority Critical patent/KR20150080818A/ko
Publication of KR20150080818A publication Critical patent/KR20150080818A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A63H33/18—Throwing or slinging toys, e.g. flying disc toys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/005—Rockets; Missiles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/14—Starting or launching devices for toy aircraft; Arrangements on toy aircraft for starting or launching
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H29/00—Drive mechanisms for toys in general
    • A63H29/10—Driving mechanisms actuated by flowing media
    • A63H29/16—Driving mechanisms actuated by flowing media by steam or compressed air

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 수용가에 대해 직류 전원 및 교류 전원을 포함하는 멀티 출력 전력을 공급할 수 있는 멀티 출력 전력 변환 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치는, 입력 받은 제 1 직류 전원을 제 1 고주파 교류 전원으로 변환하는 제 1 인버터부; 제 1 고주파 교류 전원을 복수개의 전압 레벨을 갖는 제 2 고주파 교류 전원들로 분할하는 다출력 변압부; 제 2 고주파 교류 전원들 각각을 제 2 직류 전원들로 정류하는 컨버터부; 및 제 2 직류 전원들 중 교류 전원에 사용되는 교류 전원 출력단에 연결된 적어도 하나의 제 2 직류 전원을 제 3 고주파 교류 전원으로 변환하는 제 2 인버터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 출력 전력 변환 장치{APPARATUS FOR TRANSFORMING MULTI OUTPUT POWER}
본 발명은 수용가에 대해 직류 전원 및 교류 전원을 포함하는 멀티 출력 전력을 공급할 수 있는 멀티 출력 전력 변환 장치에 관한 것이다.
현재, 가정 내에서 IT 장비에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 IT 장비에 대한 부하들은 대부분 내부에서 직류를 이용한다. 하지만, 보통 가정 내에서는 전기를 공급받을 때 교류 전원을 수전 받으므로, 추가적인 전력 변환이 필요하게 된다. 이러한 점에 기인하여, 근래에는 저압 직류 배전 시스템에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이러한 직류를 수전 받는 수용가의 경우, 일반적으로 수전 받은 직류를 사용 가능한 레벨의 직류로 변환하기 위해, 별도의 컨버터 장치와, 직류를 교류로 변환하는 인버터 장치가 필요하다.
또한, 직류를 수전 받는 수용가의 경우, 모든 장비가 직류를 입력 받는 것은 아니므로, 직류를 교류로 변환하는 과정이 필요하다. 이러한 점에 기인하여, 교류 또는 직류 전원을 수전 받는 수용가에서는 입력 받은 전원을 교류 및 직류 전원으로 멀티 변환하는 장치가 있는 것이 바람직하다. 하지만, 직류 전원과 교류 전원을 동시에 공급하기 위해서는 복잡하고 사이즈가 큰 전력 변환 장치 또는 변압기가 필요한 문제점이 존재한다.
이에 관련하여, 발명의 명칭이 "멀티 출력 스위칭모드 전원공급장치"인 한국공개특허 제2012-0072659호가 존재한다. 이러한 한국공개특허 제2012-0072659호의 경우, 직류를 입력 받아 다양한 전압을 갖는 직류 전압을 출력하는 기술을 언급하고 있지만, 상술한 문제점에서 언급한 교류 전원 및 직류 전원 모두를 동시에 출력하는 기술을 전혀 개시하지 못하고 있고, 또한, 전력 변환 장치 또는 변압기가 복잡해지고 사이즈가 큰 문제점을 전혀 해소하지 못하고 있다.
본 발명은 직류 전원을 수전 받는 가정에서 하나의 장치만으로도 다양한 전압의 직류 및 교류 전원을 공급할 수 있는 멀티 출력 전력 변환 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치는, 입력 받은 제 1 직류 전원을 제 1 고주파 교류 전원으로 변환하는 제 1 인버터부; 제 1 고주파 교류 전원을 복수개의 전압 레벨을 갖는 제 2 고주파 교류 전원들로 분할하는 다출력 변압부; 제 2 고주파 교류 전원들 각각을 제 2 직류 전원들로 정류하는 컨버터부; 및 제 2 직류 전원들 중 교류 전원에 사용되는 교류 전원 출력단에 연결된 적어도 하나의 제 2 직류 전원을 제 3 고주파 교류 전원으로 변환하는 제 2 인버터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치에서, 제 2 직류 전원들의 전압은 서로 다를 수 있다.
또한, 제 2 인버터부는, 교류 전원의 출력이 필요한 출력단에 연결되어, 변환 과정을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치는 정전 시, 비상 전원 공급 기능을 수행하는 배터리부; 및 배터리부를 충전하는 배터리 충전부를 더 포함할 수 있다.
또한, 컨버터부는, 플라이백 컨버터를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제 1 인버터부는, FET(Field Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 스위칭 소자를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치에 따르면 직류 전원을 수전 받는 가정에서 하나의 장치만으로도 다양한 전압의 직류 및 교류 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치에 따르면, 여러 개의 출력단에 대한 제어를 한 개의 출력만을 검출하여 이용하므로, 피드백 회로의 구성이 간단해져서, 비용 감소가 큰 효과가 있다.
또한, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치에 따르면, 수용가마다 멀티 출력 전력 변환 장치가 설치될 수 있고, 수용가측에서 고장이 발생하더라도, 전력 변환 스위칭을 중지시켜, 상위로의 고장 파급을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치에 따르면, 배터리부를 통해 정전 시에도, 수용가에 대한 전력 공급이 중단되지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치가 적용된 수용가에 대한 일 예시의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치에 대한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치에 포함된 다출력 변압부의 일 예시에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치에 포함된 컨버터부에 대한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치에 포함된 제 2 인버터부에 대한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도 1을 참조로 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100, 200)가 적용된 일 예시에 대한 서술이 이루어진다. 도 1은 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치가 적용된 수용가(10)에 대한 일 예시의 블록도이다.
본 예시에서 수용가(10)는 2층 구성으로 이루어지고, 각 층마다 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100, 200)가 각 하나씩 구비되어있다고 가정한다. 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100, 200)는 AC 또는 DC 네트워크(11)를 통해 입력된 입력 전원 즉, 교류 전원 또는 직류 전원을 복수개의 직류 전원 및 교류 전원으로 출력할 수 있다. 여기서, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100, 200)에서 수행되는 입력 전원을 복수개의 직류 전원 및 교류 전원으로 출력하는 과정은 이하에서 도 2 내지 도 5를 참조로 상세히 이루어지므로, 여기서 추가적인 서술은 생략된다. 또한, 본 예시에서 멀티 출력 전력 변환 장치(100, 200)는 380V의 직류 전원, 48V의 직류 전원 그리고 220V의 교류 전원을 출력한다고 가정한다.
먼저, AC 또는 DC 네트워크(11)를 통해 수용가(10) 내로 전원이 공급된다. 이 때, 멀티 출력 전력 변환 장치(100, 200)는 이하의 도 2에서 언급되는 구성을 통해, 즉, 제 1 인버터부, 다출력 변압부, 컨버터부 및 제 2 인버터부를 이용하여, 380V의 직류 전원, 48V의 직류 전원 그리고 220V의 교류 전원을 출력한다. 여기서, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100, 200)에 포함 된 구성 즉, 제 1 인버터부, 다출력 변압부, 컨버터부 및 제 2 인버터부에 대한 서술은 도 2에서 상세히 언급되므로, 명세서의 명료함을 위해 이에 대한 서술은 생략된다.
이렇게 출력된 380V의 직류 전원은 예를 들어, LED 램프(52, 62) 및 TV(53, 63)으로, 48V의 직류 전원은 프린터(54, 64) 및 컴퓨터(55, 65)로, 그리고 220V의 교류 전원은 에어컨(56, 66) 및 냉장고(57, 67)로 각각 공급될 수 있다. 이러한 특징에 기인하여, 본 발명은 입력 전원에 대한 멀티 출력을 통해 수용가(10) 내에서 직류 전원만으로 작동 가능한 부하에는 직접 직류 전원을, 그리고 교류 전원만으로 작동 가능한 부하에는 교류 전원을 공급함으로써, 추가적인 변환 과정이 필요치 않으므로, 보다 효율적으로 이용될 수 있다.
이하, 도 2를 참조로, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치(100)에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치(100)에 대한 회로도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치(100)는 제 1 인버터부(110), 다출력 변압부(120), 컨버터부(130), 제 2 인버터부(140), 배터리 충전부(150) 및 배터리부(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 각 구성에 대한 서술은 이하에서 이루어진다. 또한, 이하의 서술에서, 출력단(dp1, dp2)은 직류 전원의 출력을 위한 것으로, 그리고 출력단(dp3)은 교류 전원의 출력을 위한 것으로 가정된다. 여기서, 출력단(dp1)은 예를 들어, 350V의 직류 전원 출력을, 출력단(dp2)은 48V의 직류 전원 출력을, 그리고 출력단(dp3)은 220V의 교류 전원 출력을 위한 것으로 가정된다.
제 1 인버터부(110)는 입력 받은 제 1 직류 전원을 제 1 고주파 교류 전원으로 변환하는 기능을 한다. 이를 위해, 제 1 인버터부(110)는 FET(Field Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 스위칭 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 고주파 교류 전원에 대한 주파수는 예를 들어, 수 kHz에서 수십 MHz로 스위칭될 수 있다.
여기서, 제 1 인버터부(110)를 통해 제 1 직류 전원을 수 kHz에서 수십 MHz의 제 1 고주파 교류 전원으로 변환하는 이유는 변압기 즉, 이하에서 언급되는 다출력 변압부(120)의 크기, 그리고 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100)의 크기를 소형화 시키기 위함이다. 즉, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100)는 제 1 고주파 교류 전원에 대한 주파수의 크기의 크기와 다출력 변압부의 크기가 반비례한다는 특징을 이용하여, 소형화가 가능하다는 장점을 갖는다.
다출력 변압부(120)는 제 1 고주파 교류 전원을 복수개의 전압 레벨을 갖는 제 2 고주파 교류 전원으로 분할하는 기능을 한다. 즉, 다출력 변압부(120)는 수용가의 환경에 따라 원하는 개수 및 원하는 전압 레벨의 제 2 고주파 교류 전원들로 제 1 고주파 교류 전원을 분할하는 기능을 한다. 이를 위해 다출력 변압부(120)는 1차 권선과 2차 권선을 포함하여 구성될 수 있고, 1차 권선과 2차 권선의 권선비를 이용하여 출력 전원의 전압을 조절할 수 있다. 이렇게 다출력 변압부(120)를 통해 분할된 3개의 고주파 교류 전원들은 각각 출력단(dp1, dp2, dp3)을 통해 출력된다.
또한, 도 2에서, 제 1 고주파 교류 전원은 3개의 제 2 고주파 교류 전원들로 분할된 것으로 도시되었지만, 이는 단지 예시일 뿐이고, 제 2 고주파 교류 전원들의 개수는 상황에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
또한, 앞서 언급한 것처럼, 다출력 변압부(120)의 크기는 제 1 인버터부(110)를 통해 스위칭된 주파수의 크기에 따라 소형으로 제작될 수 있다. 구체적으로, 다출력 변압부(120)의 크기는 일반적으로 사용하는 60Hz의 주파수를 이용하는 변압기에 비해 소형으로 제작될 수 있다.
컨버터부(130)는 복수개의 제 2 고주파 교류 전원들 각각을 제 2 직류 전원들로 정류하는 기능을 한다. 본 예시에서 제 1 고주파 교류 전원은 3개의 제 2 고주파 교류 전원들로 분할되었으므로, 이러한 3개의 제 2 고주파 교류 전원들 각각을 3개의 컨버터부(131, 132, 133)를 통해 제 2 직류 전원들로 정류하는 기능을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 컨버터부(131, 132, 133)는 각각 다이오드(d1, d2, d3)와 커패시터(c1, c2, c3)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 컨버터부(130)는 플라이백 컨버터를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 플라이백 컨버터는 입출력이 절연되고 부품수가 적은 회로에서 널리 사용되는 컨버터 회로이다. 즉, 컨버터부(130)는 자화 인덕턴스 성분을 부스트 인덕터(boost inductor)로 활용할 수 있다. 구체적으로, 컨버터부(130)는 스위치가 on되면, 다출력 변압부(120)의 자화 인덕턴스가 충전되고, 스위치가 off 되면, 자화 인덕턴스의 전류가 다출력 변압부(120)의 2차측으로 넘어가면서 출력 전압이 생성되게 된다.
제 2 인버터부(140)는 상술한 복수개의 제 2 직류 전원들 중 교류를 사용하는 부하에 전원을 공급할 수 있도록 교류화를 수행하는 기본적인 인버터이다. 즉, 제 2 인버터부(140)는 수용가에서 교류 전원을 이용하기 위해 복수개의 제 2 직류 전원들 중 적어도 하나를 제 3 고주파 교류 전원으로 변환하는 기능을 한다. 구체적으로, 제 2 인버터부(140)는 복수개의 제 2 직류 전원들 중 교류 전원에 사용되는 교류 전원 출력단(op3)에 연결되고, 적어도 하나의 제 2 직류 전원을 제 3 고주파 교류 전원으로 변환하는 기능을 한다. 이러한 제 2 인버터부(140)는 도 5에 도시된 예시와 같이 구현될 수 있다.
배터리부(160)는 정전 시, 비상 전원 공급 기능을 수행하는 기능을 하고, 배터리 충전부(150)는 배터리부(160)의 충전을 수행하는 기능을 한다. 본 예시에서, 배터리부(160)는 직류 전원의 출력 부분과 연결된 것으로 도시되었는데, 이는 교류 전원에 비해 직류 전원이 배터리부(160)와의 연계가 용이하기 때문이다. 구체적으로, 배터리부(160)가 직류 전원 부분과 연계되는 것은, 배터리부(160)에서 이용되는 배터리 또한 직류를 출력하기 때문에 교류를 연계할 때 복잡한 구조의 충방전기가 필요 없기 때문이다. 하지만 배터리부(160)에 대한 연계는 이에 제한되지 않고, 상황에 따라 교류 전원에 연결되어 활용될 수 있다. 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100)는 이러한 배터리부(160)를 포함하여, 간단한 구조로 UPS(Uninterruptible Power Supply, 무정전 전원 공급 장치) 기술을 구현할 수 있다.
상술한 것처럼, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100)는 직류 또는 교류 전원을 입력 받아, 상이한 전압 레벨의 복수개의 직류 또는 교류 전원을 출력할 수 있다. 이를 통해, 예를 들어, 350V를 출력하는 출력단(op1)을 통해선 LED 조명이나 컴퓨터 서버 등과 같은 주요 부하들에 전원을 공급하고, 48V를 출력하는 출력단(op2)을 통해선 컴퓨터, 프린터 및 팩스와 같은 디지털 부하에 전원을 직접적으로 공급할 수 있다. 이를 통해, 부하 내부에서 전력 변환을 위한 단수가 줄어들게 되므로, 전원 공급에 대한 효율성이 개선될 수 있다.
또한, 본 예시에서는 직류 전원이 입력된 것을 가정하여, 서술이 진행되었다. 여기서, 직류 전원 대신 교류 전원이 입력 전원으로 인가될 때, 제 1 인버터부는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 과정을 수행하지 않고, 입력된 교류 전원에 대해서 주파수를 증가시키는 기능을 수행할 수 있다. 이를 통해, 직류 전원이 입력되는 경우뿐만 아니라, 교류 전원이 입력되더라도, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100)는 상술한 기능들을 수행할 수 있다.
이하, 도 3을 참조로, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치(100)에 포함된 다출력 변압부(120)를 더 서술한다. 도 3은 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치에 포함된 다출력 변압부의 일 예시에 대한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다출력 변압부(120)는 코어(121), 절연부(122) 및 권선들(N1, N2, N3)을 포함하여 구성될 수 있다. 이하의 서술에서, 도 2를 참조로 언급한 사항과 중복되는 부분은 명세서의 명료함을 위해 생략한다.
즉, 도 3에서, 권선들(N1, N2, N3)에서, 권선(N1)은 입력 전원을 위한 권선이고, 권선(N2, N3)은 출력 전원을 위한 권선이다. 앞서 언급한 것처럼, 도 3의 예시에서의 권선에 대한 개수는 출력이 2개이지만, 도 2를 참조로 언급한 것처럼 필요한 경우 즉, 더 많은 출력 레벨이 필요하다면 권선의 수는 늘어날 수 있다. 또한, 이러한 권선들(N1, N2, N3)을 통해, 교류 전원은 권선들(N1, N2, N3) 간의 비율에 따라 전압이 용이하게 바뀔 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 것처럼, 권선들(N1, N2, N3) 사이에는 절연부(122)가 제공되어, 권선들(N1, N2, N3) 간의 절연 기능을 수행할 수 있다.
이하, 도 4를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치(100)에 포함된 컨버터부(131)에 대한 서술이 이루어진다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 장치(100)에 포함된 컨버터부(131)에 대한 회로도이다. 도 4는 도 2의 회로도에 도시된 3개의 컨버터부(131, 132, 133) 중 컨버터부(131)를 중심으로 서술이 이루어진다.
도 2를 참조로 언급한 것처럼, 출력단(dp1)을 통해, 제 1 인버터부와 다출력 변압부를 통해, 제 1 직류 전원이 원하는 전압 레벨의 제 2 고주파 교류 전원이 흐르게 된다. 이 때, 컨버터부(131)는 커패시터(c1)를 통해 제 2 고주파 교류 전원의 입력 전압을 평활화 시킨다. 앞서 언급한 것처럼, 컨버터부(131)는 플라이백 컨버터로 구성될 수 있고, 이는 자화 인덕턴스 성분을 부스트 인덕터로 활용할 수 있다. 구체적으로, 컨버터부(131)는 제어부(42)에 의해 제 1 인버터부 즉, 반도체 스위칭 소자가 on되면, 다출력 변압부의 자화 인덕턴스가 충전된다. 또한 제어부(42)에 의해, 반도체 스위칭 소자가 off 되면 먼저, 다출력 변압부의 1차 권선에 역전압이 생성되고 그 후, 자화 인덕턴스의 전류가 2차 권선으로 인가되면서, 다이오드에 의해 양의 전압이 출력 측에 전달되고, 그 후, 커패시터(c1)를 통해 평활된 전압 즉, 하기 수학식 1을 통해 도출 가능한 출력 전압이 생성되게 된다.
Figure pat00001
수학식 1에서, Voutput은 출력 전압을 나타내고, Vinput은 입력 전압을 나타내고, D는 스위치의 시비율을 나타내고, N은 변압기의 권선비 즉, 2차 권선 대 1차 권선의 권선비를 나타낸다.
또한, 여기서 제어부(42)를 통한 상술한 과정은, 본 발명의 복수개의 출력단 중 하나를 통해 이루어질 수 있다. 즉, 상술한 과정은 복수개의 출력단 모두가 아닌 어느 하나의 출력만을 검출하고 이를 제어에 이용하므로, 피드백 회로의 구성이 간단해지고, 부가적으로 비용 절감이 가능한 장점이 있다.
이하, 도 6을 참조로, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 방법에 대해 서술한다. 발명의 일 실시예에 따른 멀티 출력 전력 변환 방법에 대한 흐름도이다. 이하의 서술에서 도 2를 참조로 언급한 사항과 중복되는 사항은 명세서의 명료함을 위해 생략된다.
먼저, 제 1 인버터부에 의해, 제 1 직류 전원을 입력받고(S610), 입력 받은 제 1 직류 전원을 제 1 고주파 교류 전원으로 변환하는 단계(S620)가 수행된다. 상술한 바와 같이, S610 단계 및 S620 단계에서 이용되는 제 1 인버터부는 FET 및 IGBT 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 스위칭 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, S620 단계를 통해, 제 1 고주파 교류 전원에 대한 주파수는 예를 들어, 수 kHz에서 수십 MHz로 스위칭될 수 있다. 또한, 여기서 S620 단계가 수행되는 이유는, 직류 전원에 비해 교류 전원이 전압의 승압에 보다 용이하고, 변압기 즉, 이하의 다출력 변압부의 소형화가 가능하기 때문이다. 이러한 다출력 변압부의 소형화가 가능한 특징에 기인하여, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 장치 또한 소형화가 가능해진다. 이러한 소형화는, 제 1 고주파 교류 전원에 대한 주파수의 크기의 크기와 변압기의 크기가 반비례인 특징을 통해 가능하다.
그 후, 다출력 변압부에 의해, 제 1 고주파 교류 전원을 복수개의 전압 레벨을 갖는 제 2 고주파 교류 전원으로 분할하는 단계(S630)가 수행된다. 이러한 S630 단계를 통해, 수용가에서 필요한 전원들에 대한 전압의 크기가 결정될 수 있다. 구체적으로, S630 단계에서 이용되는 다출력 변압부는 1차 권선과 2차 권선을 포함하여 구성될 수 있고, 1차 권선과 2차 권선의 권선비를 이용하여 출력 전원의 전압에 대한 조절이 가능하다.
그 후, 컨버터부에 의해, 복수개의 제 2 고주파 교류 전원들 각각을 제 2 직류 전원들로 정류하는 단계(S640)가 수행된다. S640 단계에서 컨버터부는 플라이백 컨버터를 포함하여 구성될 수 있고, 이에 대한 서술은 도 2 및 도 3을 참조로 상세히 언급되었으므로, 이에 대한 추가적인 언급은 생략된다.
그 후, 교류 전원의 출력이 필요한지에 대해 판단하는 단계(S650)가 수행된다. 즉, S650 단계는 수용가 내에서 S640 단계에서 정류된 제 2 직류 전원들만으로 전원을 공급할지, 또는 교류 전원의 공급이 추가적으로 필요한지 판단하는 단계이다. S650 단계에서의 판단 결과, 교류 전원의 출력이 필요하다고 판단되면 제어는 S660 단계로 전달된다. 그렇지 않다면 제어는 종료 블록으로 전달된다.
S660 단계는 제 2 인버터부에 의해, 제 2 직류 전원들 중 교류 전원에 사용되는 교류 전원 출력단에 연결된 적어도 하나의 제 2 직류 전원을 제 3 고주파 교류 전원으로 변환하는 기능을 한다.
또한, 도면에 도시되진 않았지만, 본 발명의 멀티 출력 전력 변환 방법은 배터리 충전부에 의해, 배터리부를 충전하는 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다. 도 1을 참조로 언급한 것처럼, 본 발명은 배터리부를 포함하여 구성될 수 있고, 이를 통해, 정전이 발생하더라도 배터리부를 통한 전원 공급이 가능하여, 정전으로 인한 피해를 막을 수 있다.
본 발명의 멀티 출력 전력 변환 방법에 대한 상술한 과정을 거쳐, 입력된 제 1 직류 전원은 복수개의 직류 전원 및 교류 전원으로 변환되어 출력될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 300 : 멀티 출력 전력 변환 장치
110 : 제 1 인버터부 120 : 다출력 변압부
130 : 컨버터부 140 : 제 2 인버터부
310 : 센서부 320 : AD 컨버터부
330 : 디지털 신호 처리부 340 : 메모리부
350 : 디스플레이부 360 : 통신부

Claims (6)

  1. 입력 받은 제 1 직류 전원을 제 1 고주파 교류 전원으로 변환하는 제 1 인버터부;
    상기 제 1 고주파 교류 전원을 복수개의 전압 레벨을 갖는 제 2 고주파 교류 전원들로 분할하는 다출력 변압부;
    상기 제 2 고주파 교류 전원들 각각을 제 2 직류 전원들로 정류하는 컨버터부; 및
    상기 제 2 직류 전원들 중 교류 전원에 사용되는 교류 전원 출력단에 연결된 적어도 하나의 제 2 직류 전원을 제 3 고주파 교류 전원으로 변환하는 제 2 인버터부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 멀티 출력 전력 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 직류 전원들의 전압은 서로 다른 것을 특징으로 하는, 멀티 출력 전력 변환 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 인버터부는,
    교류 전원의 출력이 필요한 출력단에 연결되어, 변환 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는, 멀티 출력 전력 변환 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    정전 시, 비상 전원 공급 기능을 수행하는 배터리부; 및
    상기 배터리부를 충전하는 배터리 충전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 멀티 출력 전력 변환 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터부는,
    플라이백 컨버터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 멀티 출력 전력 변환 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 인버터부는,
    FET(Field Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 멀티 출력 전력 변환 장치.
KR1020140000318A 2014-01-02 2014-01-02 멀티 출력 전력 변환 장치 KR20150080818A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140000318A KR20150080818A (ko) 2014-01-02 2014-01-02 멀티 출력 전력 변환 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140000318A KR20150080818A (ko) 2014-01-02 2014-01-02 멀티 출력 전력 변환 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150080818A true KR20150080818A (ko) 2015-07-10

Family

ID=53792623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140000318A KR20150080818A (ko) 2014-01-02 2014-01-02 멀티 출력 전력 변환 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150080818A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9425703B2 (en) AC/DC converter circuit for common three-phase AC input voltages and method of operating such converter circuit
US7763990B2 (en) Hybrid green uninterruptible power system and bi-directional converter module and power conversion method thereof
US8698354B2 (en) System and method for bidirectional DC-AC power conversion
TWI536709B (zh) 電源系統及供電方法
US8351230B2 (en) Switching power supply with plural resonant converters and variable frequency
US10340808B2 (en) Redundant power supply apparatus
US9030049B2 (en) Alternating current (AC) to direct current (DC) converter device
US9343970B2 (en) Converter and method for reducing a voltage of node thereof
US9673715B2 (en) Switching element driving power supply circuit
WO2014010518A1 (ja) 受電機器及び電力伝送システム
US20220190638A1 (en) System to provide AC or DC power to electronic equipment
US7541691B2 (en) Standby power supply apparatus
CN113258642A (zh) 电子终端充电器
US8503193B2 (en) Open loop DC to DC converters with enable/disable circuits
WO2021190339A1 (zh) 一种充电电路、方法、系统、电池和电子设备
US10014765B2 (en) Single stage power factor correction converter
CN112994465B (zh) 电源供应装置及其控制方法
KR100997545B1 (ko) 전력 공급 장치
KR20150080818A (ko) 멀티 출력 전력 변환 장치
CN113228488B (zh) 整流器、逆变器及无线充电设备
CN114172377B (zh) 具有电压输出调变的电源转换器
JP2003061353A (ja) 電源ユニット
KR101454486B1 (ko) 다중 출력 전원 장치
US9667160B1 (en) Step-down direct current converter
US20200186053A1 (en) Power converter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application