KR20170100096A - 겸용 직류전원공급 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 겸용 직류전원공급 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 삼상 교류 입력 전원을 사이리스터 정류 및 리액터, 평활 콘덴서를 통해 사용가에 원하는 직류 전원을 공급할 수 있도록 하는 제어장치이며, 동시에 교류 입력이 정전이 되었을 때 사용가에 직류전원이 끊기지 않도록 백업용 배터리를 충전할 수 있도록 하며, 삼상 교류 입력 전원을 사이리스터 위상 제어를 통해 사용가의 전압 레벨에 맞도록 전압 조정을 할 수 있으며, 사용가의 전압에 따라 DC 110V 출력과 DC 24V 출력을 내부의 간단한 변경을 통해 2가지로 공급할 수 있도록 하는 겸용 직류전원공급 제어장치에 관한 것이다.
본 발명을 통해 선박 분야의 사용가가 요구하는 DC110V 및 DC24V 직류전원을 제어장치 내부의 간단한 변경만으로 하나의 설계 사양에 출력 DC110V 및 DC24V 전압이 호환 적용이 가능하도록 하는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 하나의 설계사양에 출력 DC110V 및 DC24V 전압을 호환 적용이 가능하도록 함으로써, 제조사의 관리비용을 대폭 절감할 수 있으며, 생산단가 역시 대폭감소시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

겸용 직류전원공급 제어장치{combined power supply Control device}

본 발명은 겸용 직류전원공급 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 삼상 교류 입력 전원을 사이리스터 정류 및 리액터, 평활 콘덴서를 통해 사용가에 원하는 직류 전원을 공급할 수 있도록 하는 제어장치이며, 동시에 교류 입력이 정전이 되었을 때 사용가에 직류전원이 끊기지 않도록 백업용 배터리를 충전할 수 있도록 하며, 삼상 교류 입력 전원을 사이리스터 위상 제어를 통해 사용가의 전압 레벨에 맞도록 전압 조정을 할 수 있으며, 사용가의 전압에 따라 DC 110V 출력과 DC 24V 출력을 내부의 간단한 변경을 통해 2가지로 공급할 수 있도록 하는 겸용 직류전원공급 제어장치에 관한 것이다.

종래에는 사용가의 전압에 따라 전원공급장치의 모델을 구분하여 관리하는 번거로움이 있었다.

특히, 선박 분야에서 사용하는 출력 DC110V와 DC 24V 전압에 따라 전원공급장치의 설계 사양 및 제어장치의 설계가 별도로 제작되어야 하므로 제조사 측에서 생산비용 및 관리비용이 증가하는 현상이 발생하였다.

따라서, 사용가가 요구하는 전압에 상관없이 제어장치의 간단한 변경만으로 전원공급장치의 설계 사양을 일체화시키고, 출력 전압이 호환이 가능하도록 한다면 제조사 측에서는 관리비용을 대폭 절감할 수 있으며, 생산 수량이 증가할수록 생산단가 역시 대폭 감소할 수 있으므로 상기 기술을 요구하게 되었다.

대한민국등록특허공보 10-0659364호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 삼상 교류 입력 전원을 사용가가 요구하는 DC 110V 및 DC 24V 직류 전원을 제어 장치 내부의 간단한 변경만으로 하나의 설계 사양에 출력 DC 110V 및 DC 24V 전압이 호환 적용이 가능하도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 겸용 직류전원공급 제어장치는,

사용가의 전압인 DC110V전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행하기 위하여 사이리스터 위상제어를 수행하기 위한 사이리스터위상제어부(100)와;

사용가의 전압을 DC110V 에서 DC24V로 변경하기 위한 사용가전압레벨변경부(215)를 포함하며, 사이리스터 정류 및 리액터, 평활 콘덴서를 통해 나온 출력 직류전압을 피드백받기 위한 출력전압검출부(210)와,

사용가의 전압인 DC110V 전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행할 수 있도록 전원공급장치의 사용가 출력 전압을 설정하기 위한 출력전압 조정부(220)와,

출력전압검출부(210)와 출력전압조정부(220)의 신호를 비교하여 전원공급장치(300)의 출력전압을 제어 및 안정시키도록 하기 위해 위상제어부(100)에 피드백 신호레벨을 제공하도록 하는 비교회로및피드백제어부(230)를 포함하여 구성되는 전압제어부(200);를 포함하여 구성함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명에 따른 겸용 직류전원공급 제어장치는,

선박 분야의 사용가가 요구하는 DC110V 및 DC24V 직류전원을 제어장치 내부의 간단한 변경만으로 하나의 설계 사양에 출력 DC110V 및 DC24V 전압이 호환 적용이 가능하도록 하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 하나의 설계사양에 출력 DC110V 및 DC24V 전압을 호환 적용이 가능하도록 함으로써, 제조사의 관리비용을 대폭 절감할 수 있으며, 생산단가 역시 대폭감소시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 겸용 직류전원공급 제어장치의 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 겸용 직류전원공급 제어장치의 회로도이다.

본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명인 겸용 직류전원공급 제어장치는,

사용가의 전압인 DC110V전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행하기 위하여 사이리스터 위상제어를 수행하기 위한 사이리스터위상제어부(100)와;

사용가의 전압을 DC110V 에서 DC24V로 변경하기 위한 사용가전압레벨변경부(215)를 포함하며, 사이리스터 정류 및 리액터, 평활 콘덴서를 통해 나온 출력 직류전압을 피드백받기 위한 출력전압검출부(210)와,

사용가의 전압인 DC110V 전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행할 수 있도록 전원공급장치의 사용가 출력 전압을 설정하기 위한 출력전압 조정부(220)와,

출력전압검출부(210)와 출력전압조정부(220)의 신호를 비교하여 전원공급장치(300)의 출력전압을 제어 및 안정시키도록 하기 위해 위상제어부(100)에 피드백 신호레벨을 제공하도록 하는 비교회로및피드백제어부(230)를 포함하여 구성되는 전압제어부(200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 사용가전압레벨변경부(215)는,

분배 전압의 설정값을 사용가 전압 DC110V에서 DC24V로 호환 혹은 변경 가능하도록 하는 쇼트회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명인 겸용 직류전원공급 제어장치는,

사용가의 전압에 따라 DC 110V 출력과 DC 24V 출력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 출력전압검출부(210)는,

교류 입력이 정전이 되었을 때 이를 감지하여 사용가에 직류전원이 끊기지 않도록 전원공급장치에 구성되는 백업용 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 겸용 직류전원공급 제어장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 겸용 직류전원공급 제어장치의 제어 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 겸용 직류전원공급 제어장치의 회로도이다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명인 겸용 직류전원공급 제어장치는 사용가의 전압에 따라 DC 110V 출력과 DC 24V 출력을 제어할 수 있는 특징으로 가지고 있다.

이를 위하여, 크게, 사이리스터위상제어부(100)와; 전압제어부(200); 및 전원공급장치(300)를 포함하여 구성하게 된다.

구체적인 동작 관계를 설명하자면, 본 발명인 겸용 직류전원공급 제어장치는,

사용가의 전압인 DC110V전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행하기 위하여 사이리스터 위상제어를 수행하기 위한 사이리스터위상제어부(100)와;

사용가의 전압을 DC110V 에서 DC24V로 변경하기 위한 사용가전압레벨변경부(215)를 포함하며, 사이리스터 정류 및 리액터, 평활 콘덴서를 통해 나온 출력 직류전압을 피드백받기 위한 출력전압검출부(210)와,

사용가의 전압인 DC110V 전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행할 수 있도록 전원공급장치의 사용가 출력 전압을 설정하기 위한 출력전압 조정부(220)와,

출력전압검출부(210)와 출력전압조정부(220)의 신호를 비교하여 전원공급장치(300)의 출력전압을 제어 및 안정시키도록 하기 위해 위상제어부(100)에 피드백 신호레벨을 제공하도록 하는 비교회로및피드백제어부(230)를 포함하여 구성되는 전압제어부(200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 사이리스터위상제어부(100)는 삼상 교류입력 전원을 사이리스터 정류기(SCR) 및 리액터(L), 콘덴서(C) 등을 통해 사용가에 원하는 직류전원을 공급하는 기능을 수행하는 전원공급장치(300)에서 제공하는 사용가의 전압인 출력 DC110V 나 DC24V에 대하여 ±10%의 전압 제어가 가능하도록 사이리스터 위상제어를 담당하는 제어장치의 회로부이다.

한편, 상기 전압제어부(200)는 전원공급장치에서 사용가의 전압인 DC110V나 DC24V의 전압레벨을 피드백 받아서 출력전압의 ±10%이내에서 원하는 설정 전압으로 유지하도록 사이리스터위상제어부(100)에 신호를 제공하는 제어장치의 회로부이다.

다음은 상기 구성수단들의 전체 상세 동작을 설명하도록 하겠다.

전원공급장치(300)의 사용가 전압이 DC110V일 경우, 삼상 교류 전원 인가 시 초기 제어장치의 출력전압조정부(220)의 설정값에 의해 비교회로및피드백제어부(230)에 신호를 전달하고, 교류 전원 초기 인가시의 출력전압검출부(210)와의 신호를 비교하여, 출력전압조정부(220)의 값이 클 경우에는 사이리스터위상제어부(100)에 0 레벨(LOW)의 신호를 전달한다.

그러면, 사이리스터위상제어부(100)에서는 기준 레벨인 삼각파 레벨과 비교하여 전압제어부(200)의 비교회로및피드백제어부(230)에서 전달받은 신호보다 큰 레벨을 읽어서 사이리스터 정류기(SCR)를 제어, 삼상 교류입력 전원의 도통각을 크게 해서 사용가의 전압인 출력 DC 전압을 상승시킨다.

다시 출력전압검출부(210)에서는 출력 DC 전압레벨을 읽어들인 신호와 출력전압조정부(220)의 신호를 비교회로및피드백제어부(230)에서 비교하되, 출력전압검출부(210)의 신호가 출력전압조정부(220)의 신호보다 클 때까지 계속 사이리스터위상제어부(100)에 LOW 신호를 전달한다.

사이리스터위상제어부(100)는 출력전압조정부(220)에서 설정한 값이 될 때까지 전원공급장치의 사이리스터의 도통각을 크게 하여 사용가의 전압인 DC 전압을 상승시키다가, 마침내 사용가의 출력 DC 전압이 출력전압조정부(220)에서 설정한 값을 초과할 경우, 출력전압검출부(210)의 신호가 출력전압조정부(220)보다 크게 되어 비교회로및피드백제어부(230)에 의해 사이리스터위상제어부(100)에 +레벨(HIGH) 신호를 전달하여, 전원공급장치의 사이리스터 도통각을 감소시켜 사용가의 전압인 출력 DC 전압을 하강시킨다.

상기와 같은 동작을 계속 반복함으로서, 제어장치 내부의 출력전압조정부의 설정값에 맞춰 전원공급장치의 사용가 출력 DC 전압을 제어하게 되는 것이다.

또한, 상기 출력전압검출부(210)는,

교류 입력이 정전이 되었을 때 이를 감지하여 사용가에 직류전원이 끊기지 않도록 전원공급장치에 구성되는 백업용 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 한다.

즉, 정전 발생시, 이를 감지하여 사용가에 공급되는 전원이 끊기지 않도록 백업용 배터리를 충전시키게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서 설명하고 있는 하나의 설계 사양에 출력 DC110V 및 DC 24V 전압이 호환 가능하도록 처리하는 기능을 다음과 같다.

종래에는 사용가의 전압인 출력 DC110V 나 DC24V에 대해 전원공급장치의 설계 사양과 전원공급제어장치가 출력 전압별로 제작, 적용되는 부분이 있었으나, 전압제어부(200)의 출력전압검출부(210)를 통해 사용가의 전압에 상관없이 하나의 제어장치로 호환할 수 있도록 하였다.

전원공급장치의 출력전압 기준을 DC110V로 두고, 여기에 맞춰 출력전압 제어를 위한 출력전압검출부(210) 내부의 전압분배 저항값을 설정한다.

그러다 전원공급장치의 출력전압 기준을 DC24V로 낮춰 적용할 경우, 출력전압검출부(210) 내부의 전압분배 저항의 설정값을 출력전압 DC24V 제어가 가능하도록 쇼트회로가 적용된 전압레벨변경부(215)를 추가적으로 구성함으로써, 전원공급제어장치 내부에서 간단히 쇼트 핀으로 사용가 출력 전압 DC110V을 DC24V로 변경 및 호환 적용할 수 있도록 한다.

이를 구현하기 위하여, 출력전압검출부(210) 내부의 저항값은 쇼트핀이 적용되었을 때는 사용가 출력 DC24V 제어가 가능하도록 하고, 쇼트핀이 적용되지 않았을 때는 사용가 출력 DC110V 제어가 가능하도록 설정한다.

상기와 같은 구성 및 동작을 통해, 삼상 교류 입력 전원을 사용가가 요구하는 DC110V 및 DC24V 직류 전원으로 제공하도록 함으로써, 하나의 설계 사양에 출력 DC110V 및 DC24V 전압이 호환 적용이 가능하게 되는 것이다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 사이리스터위상제어부
200 : 전압제어부
210 : 출력전압검출부
220 : 출력전압조정부
230 : 비교회로및피드백제어부

Claims (4)

1. 겸용 직류전원공급 제어장치에 있어서,
   사용가의 전압인 DC110V전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행하기 위하여 사이리스터 위상제어를 수행하기 위한 사이리스터위상제어부(100)와;
   사용가의 전압을 DC110V 에서 DC24V로 변경하기 위한 사용가전압레벨변경부(215)를 포함하며, 사이리스터 정류 및 리액터, 평활 콘덴서를 통해 나온 출력 직류전압을 피드백받기 위한 출력전압검출부(210)와,
   사용가의 전압인 DC110V 전압에 대하여 ±10%의 전압제어를 수행할 수 있도록 전원공급장치의 사용가 출력 전압을 설정하기 위한 출력전압 조정부(220)와,
   출력전압검출부(210)와 출력전압조정부(220)의 신호를 비교하여 전원공급장치(300)의 출력전압을 제어 및 안정시키도록 하기 위해 위상제어부(100)에 피드백 신호레벨을 제공하도록 하는 비교회로및피드백제어부(230)를 포함하여 구성되는 전압제어부(200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 겸용 직류전원공급 제어장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사용가전압레벨변경부(215)는,
   분배 전압의 설정값을 사용가 전압 DC110V에서 DC24V로 호환 혹은 변경 가능하도록 하는 쇼트회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 겸용 직류전원공급 제어장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 겸용 직류전원공급 제어장치는,
   사용가의 전압에 따라 DC 110V 출력과 DC 24V 출력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 겸용 직류전원공급 제어장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   출력전압검출부(210)는,
   교류 입력이 정전이 되었을 때 이를 감지하여 사용가에 직류전원이 끊기지 않도록 전원공급장치에 구성되는 백업용 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 겸용 직류전원공급 제어장치.
   
   

Images