KR20180098844A - 인버터 출력의 온오프 제어를 활용한 스위치부의 핫스왑 기능을 가진 유피에스 시스템 - Google Patents

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Abstract

유피에스 시스템이 개시된다. 본 유피에스 시스템은, 특히 스위치부의 장애 시, 복수의 전자접촉기를 이용하여 스위치부를 절체하여 부하에 전원 공급을 끊지 않고, 스위치부를 교체 혹은 수리할 수 있다.

Description

인버터 출력의 온오프 제어를 활용한 스위치부의 핫스왑 기능을 가진 유피에스 시스템{UPS SYSTEM HAVING HOT-SWAP FUNCTION OF SWITCH BY USING ON-OFF CONTROL OF INVERTER OUTPUT}
본 발명은 유피에스 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 부하에 전원 공급을 중단함이 없이 스위치부를 교체할 수 있는 유피에스 시스템에 관한 것이다.
유피에스(UPS) 시스템은 상용 전원이 기기(예컨대, 컴퓨터, 응용 기기 등)의 부하에 공급되는 중간에 개재되어, 사용 전원의 순간 정전, 정전, 전압 변동, 주파수 변동, 전압 파형 일그러짐 등에 의한 기기의 오동작이나 정지 사고를 방지하기 위하여 사용되는 전원 장치이다. 즉, 상용 전원에서 위와 같은 사항들을 모두 흡수하여 부하에 안정된 교류 출력 전압과 전류 및 주파수를 공급한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국등록실용신안 제20-0355163호 2004년 06월 24일 등록 (명칭: ＳＩＣＳ용 ＵＰＳ)
본 발명의 목적은 유피에스 시스템의 스위치부의 장애 시, 부하에 전원 공급을 끊지 않고, 스위치부를 교체 혹은 수리할 수 있는 유피에스 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유피에스 시스템은 유피에스 시스템에 입력되는 교류 전원인 시스템 입력을 정전압 및 정주파수의 교류 전원인 인버터 출력으로 출력하는 전력부와, 상기 전력부와 인버터 출력 라인을 통해 직렬로 연결되며, 상기 인버터 출력 라인으로 통해 입력되는 상기 인버터 출력 및 상기 전력부를 바이패스하는 제1 바이패스 라인을 통해 입력되는 상기 시스템 입력 중 어느 하나를 선택하여 시스템 출력 라인을 통해 시스템 출력으로 출력하는 스위치부와, 상기 제1 바이패스 라인 상에 설치되어 상기 인버터 출력이 온되면 단락되며 상기 인버터 출력이 오프되면 개방되는 제1 전자접촉기와, 상기 전력부와 상기 스위치부 사이에 개재되어 상기 인버터 출력이 온되면 단락되며 상기 인버터 출력이 오프되면 개방되는 제2 전자접촉기와, 상기 시스템 출력 라인에 설치되어 상기 인버터 출력이 온되면 단락되며 상기 인버터 출력이 오프되면 개방되는 제3 전자접촉기와, 상기 시스템 입력이 상기 전력부 및 상기 스위치부를 바이패스하여 시스템 출력으로 출력되도록 하는 제2 바이패스 라인 상에 배치되어 상기 인버터 출력이 온되면 개방되며 상기 인버터 출력이 오프되면 단락되는 릴레이를 포함한다.
상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이 내부의 코일 여자 전원은 상기 인버터 출력 라인 R상-N상에 연결되며, 상기 인버터 출력 라인에서 인버터 출력이 온 되면, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이 내부의 코일이 여자되어, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기 및 상기 제3 전자접촉기는 단락되고 상기 릴레이는 개방되며, 상기 인버터 출력이 오프되면, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이 내부의 코일이 소자되어, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기 및 상기 제3 전자접촉기는 개방되고, 상기 릴레이는 단락되는 것을 특징으로 한다.
상기 전력부는 교류 전원인 상기 시스템 입력을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 정류기와, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환한 후, 상기 인버터 출력으로 출력하는 인버터를 포함한다.
또한, 상기 전력부는 상기 직류 전원에 의해 충전되며, 상기 시스템 입력의 공급이 중단되면, 충전된 직류 전원을 상기 인버터에 인가하는 축전지를 더 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유피에스 시스템은 유피에스 시스템에 입력되는 교류 전원인 시스템 입력이 인가되면 정전압 및 정주파수의 교류 전원으로 변환하여 인버터 출력으로 출력하는 전력부와, 상기 인버터 출력이 전달되는 인버터 출력 라인을 통해 상기 전력부와 직렬로 연결되는 제2 전자접촉기와, 상기 인버터 출력이 전달되는 인버터 출력 라인을 통해 상기 제2 전자접촉기와 연결되는 동시에 상기 시스템 입력이 상기 전력부를 바이패스하여 전달되는 제1 바이패스 라인에 연결되어 상기 인버터 출력 및 상기 시스템 입력 중 어느 하나를 선택적으로 전달하는 스위치부와, 상기 스위치부와 직렬로 연결되어 상기 인버터 출력을 시스템 출력으로 선택적으로 전달하는 제3 전자접촉기와, 상기 제1 바이패스 라인 상에 배치되어 상기 전력부와 병렬로 연결되며 상기 스위치부와 직렬로 연결되는 제1 전자접촉기와, 상기 시스템 입력이 상기 전력부 및 상기 스위치부를 바이패스하여 시스템 출력으로 출력되도록 하는 제2 바이패스 라인 상에 배치되어 상기 전력부 및 상기 스위치부와 병렬로 연결되는 릴레이를 포함한다. 여기서, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기 및 상기 제3 전자접촉기는 상기 인버터 출력이 오프되면 개방되며, 상기 릴레이는 상기 인버터 출력이 오프되면 단락되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이 내부의 코일 여자 전원은 상기 인버터 출력이 전달되는 상기 인버터 출력 라인 R상-N상에 연결되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 인버터 출력 라인의 인버터 출력이 온되면, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이의 코일이 여자되면, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기 및 상기 제3 전자접촉기가 단락되고, 상기 릴레이가 개방된다.
그리고 상기 인버터 출력이 오프되면, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이의 코일이 소자되어 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기 및 상기 제3 전자접촉기가 개방되고, 상기 릴레이가 단락되는 것을 특징으로 한다.
상기 전력부는 교류 전원인 상기 시스템 입력을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 정류기와, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환한 후, 상기 인버터 출력으로 출력하는 인버터를 포함한다.
또한, 상기 전력부는 상기 직류 전원에 의해 충전되며, 상기 시스템 입력의 공급이 중단되면, 충전된 직류 전원을 상기 인버터에 인가하는 축전지를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템은 스위치부의 장애 시, 복수의 전자접촉기를 이용하여 스위치부를 절체하여 부하에 전원 공급을 끊지 않고, 스위치부를 교체 혹은 수리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템 중 전력부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템 중 스위치부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템(10)의 바이패스 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 유피에스(UPS) 시스템의 구성을 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템 중 전력부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템 중 스위치부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유피에스(UPS) 시스템은 제어부(100), 전력부(200), 스위치부(300), 제1 전자접촉기(MC1: Magnetic Contactor 1: 410), 제2 전자접촉기(MC2: 420), 제3 전자접촉기(MC3: 430) 및 릴레이(RL: Relay: 500)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 유피에스 시스템(10)에 인가되는 전원을 시스템 입력(SI)이라고 하고, 유피에스 시스템을 통해 부하에 제공되는 전원을 시스템 출력(SO)이라고 칭하기로 한다. 또한, 전력부(200)의 출력은 인버터 출력(IO)이라고 칭하기로 한다.
도시된 바와 같이, 시스템 입력(SI) 및 시스템 출력(SO) 관점에서, 전력부(200), 제2 전자접촉기(420), 스위치부(300) 및 제3 전자접촉기(430)는 순차로 직렬로 연결된다. 그리고 제1 전자접촉기(410)는 전력부(200) 및 제2 전자접촉기(420)에 병렬로 연결된다. 또한, 릴레이(500)는 전력부(200), 제2 전자접촉기(420), 스위치부(300) 및 제3 전자접촉기(430)와 병렬로 연결된다.
전술한 바와 같이, 연결됨에 따라 시스템 입력(SI)이 시스템 출력(SO)로 출력되는 3개의 경로가 존재한다. 기본 경로에 따르면, 시스템 입력(SI)이 전력부(200)에 인가되면, 전력부(200)는 인가된 시스템(SI)을 인버터 출력(IO)으로 출력하며, 인버터 출력(IO)은 제2 전자접촉기(420), 스위치부(300) 및 제3 전자접촉기(430)를 순차로 거쳐 시스템 출력(SO)으로 출력된다. 정리하면, 시스템 입력(SI)은 전력부(200), 제2 전자접촉기(420), 스위치부(300) 및 제3 전자접촉기(430)를 순차로 거쳐 시스템 출력(SO)으로 출력된다.
전술한 기본 경로 외에 2개의 경로, 즉, 바이패스 라인(BL1, BL2)이 존재한다. 제1 바이패스 라인(BL1)은 전력부(200)를 바이패스하기 위한 경로이며, 제2 바이패스 라인(BL2)은 전력부(200) 및 스위치부(300)를 바이패스하기 위한 경로이다. 제1 바이패스 라인(BL1)에서 시스템 입력(SI)은 제1 전자접촉기(410), 스위치부(300) 및 제3 전자접촉기(430)를 거쳐 시스템 출력(SO)으로 출력된다. 또한, 제2 바이패스 라인(BL2)에서 시스템 입력(SI)은 릴레이(500)를 거쳐 시스템 출력(SO)으로 출력된다.
그러면, 유피에스(UPS) 시스템의 구성 요소 각각에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 전력부(200)에 대해서 설명하기로 한다. 전력부(200)는 교류 전원인 시스템 입력 전원을 입력 받아, 소정 주파수 및 소정 전압을 가지는 교류 전원을 출력하기 위한 것이다. 이를 위하여, 전력부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 정류기(210) 및 인버터(220)를 포함하며, 축전지(B)를 더 포함한다. 정류기(210)와 인버터(220)는 직렬로 연결되며, 정류기(210)와 인버터(220) 중간에 축전지(B)가 병렬로 연결된다.
전력부(200)는 정전이 아닌 정상 상태에서 시스템 입력(SI)을 인버터 출력(IO)으로 출력하거나, 정전 시에 축전지(B) 전원을 인버터 출력(IO)으로 출력한다. 시스템 입력(SI)은 교류 전원이며, 정상 상태에서 정류기(210)는 시스템 입력(SI)인 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 변환된 직류 전원은 축전지(B)를 충전함과 동시에 인버터(220)에 인가된다. 그러면, 인버터(220)는 직류 전원을 교류 전원으로 변환한 후, 인버터 출력(IO)으로 출력한다. 정전 시에는, 시스템 입력(SI)인 교류 전원의 공급이 중단되면, 축전지(B)의 직류 전원이 인버터(220)에 인가되며, 인버터(220)는 축전지(B)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 인버터 출력(IO)으로 출력한다. 여기서, 전력부(200)는, 도 4에서 보듯이, 복수개가 병렬로 연결될 수 있으며, 각각의 전력부(200)는 모듈형태로 제작되어 필요에 따라 교체 가능하도록 구비될 수 있다.
도 3을 참조하면, 스위치부(300)는 제1 바이패스 라인(BL1)을 통해 입력되는 시스템 입력(SI) 및 인버터 출력(IO) 중 어느 하나를 선택하여 스위치 출력(WO)으로 출력한다. 즉, 스위치부(300)는 제어부(100)의 제어에 따라 제1 바이패스 라인(BL1)을 통해 입력되는 시스템 입력(SI)을 스위치 출력(WO)으로 출력하거나, 인버터 출력(IO)을 스위치 출력(WO)으로 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템(10)은 4개의 모드로 동작할 수 있으며, 4개의 모드는 인버터 모드, 축전지 모드, 제1 바이패스 모드 및 제2 바이패스 모드를 포함한다.
인버터 모드는 통상적인 동작으로, 정전이 아닌 상태에서 교류 전원인 시스템 입력(SI)이 유피에스 시스템(10)에 인가되었을 때 동작하는 모드이다. 이때, 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)는 온(ON) 상태이며, 릴레이(500)는 오프(OFF) 상태이다. 인버터 모드에서, 시스템 입력(SI)이 전력부(200)에 인가되면, 제어부(100)의 제어에 따라 정류기(210)와 인버터(220)를 통해 정주파수, 정전압의 인버터 출력(IO)을 출력한다. 그리고 제어부(100)의 제어에 따라 스위치부(300)는 인버터 출력(IO)을 입력으로 선택하고, 그에 따라 인버터 출력(IO)이 스위치 출력(WO)으로 출력되며, 이러한 스위치 출력(WO)은 시스템 출력(SO)으로 출력되어, 부하에 인가된다.
축전지 모드는 인버터 모드에서 정전이 발생되면 전환되는 모드이다. 인버터 모드와 마찬가지로, 축전지 모드에서도, 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)는 온(ON) 상태이며, 릴레이(500)는 오프(OFF) 상태이다. 인버터 모드 동작 시 상용 입력 전원의 정전이 발생했을 경우, 축전지 모드로 전환되며, 정류기(210)와 인버터(200) 사이의 직류 라인을 통해 축전지(B)가 전력을 공급하는 동작을 수행한다. 즉, 정전이 발생하면, 축전지(B)는 인버터(220)에 전원(직류 전원)을 공급하며, 이러한 축전지(B)의 전원은 인버터 출력(IO)으로 출력되고, 스위치부(300)를 거쳐 시스템 출력(SO)로 출력된다.
제1 바이패스 모드는 예컨대, 과전류 등으로 인한 전력부(200)의 장애가 발생했을 때, 동작하는 모드이다. 인버터 모드 및 축전지 모드와 마찬가지로, 제1 바이패스 모드에서도, 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)는 온(ON) 상태이며, 릴레이(500)는 오프(OFF) 상태이다. 인버터 모드에서 전력부(200) 장애가 발생하면, 제어부(100)의 제어에 따라, 인버터 출력(IO)을 선택하고 있던 스위치부(300)는 제1 바이패스 라인(BL1)을 선택한다. 이에 따라, 시스템 입력(SI)은 스위치부(300)를 거쳐 시스템 출력(SO)이 된다. 따라서 제1 바이패스 모드를 통해 전력부(200)에 장애가 발생한 경우에도 상용 전원인 시스템 입력(SI)이 그대로 시스템 출력(SO)을 통해 부하에 인가된다. 이와 같이, 스위치부(300)는 제어부(100)의 제어에 따라 인버터 모드에서 제1 바이패스 모드로 절체(switchover)할 수 있다. 이러한 제1 바이패스 모드에서 스위치부(300)가 제1 바이패스 라인(BL1)을 선택하고 있어 전력부(200)에는 전류가 흐르지 않기 때문에 유피에스 시스템(10)의 운영자는 감전의 위험이 적어 인버터 모드일 때보다 전력부(200)를 교체 혹은 수리하는데 있어서 안전하다. 이에 따라, 제1 바이패스 모드에서 전력부(200)의 장애가 해소되면, 제어부(100)의 제어에 따라, 제1 바이패스 라인(BL1)을 선택하고 있던 스위치부(300)는 인버터 출력(IO)을 선택한다. 이에 따라, 유피에스 시스템(10)은 제1 바이패스 모드에서 인버터 모드로 절체된다.
제2 바이패스 모드는 예컨대, 스위치부(300)에 장애가 발생한 경우 동작하는 모드이다. 제2 바이패스 모드에서는 인버터 모드, 축전지 모드 및 제1 바이패스 모드와는 달리, 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)가 온 상태에서 오프(OFF) 상태로 전환되며, 릴레이(500)는 오프(OFF) 상태에서 온(ON) 상태로 전환된다. 이와 같이, 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)가 온 상태에서 오프(OFF) 상태로 전환됨에 따라 전력부(200) 및 스위치부(300)에 대해 어떠한 전원도 인가되지 않으며, 릴레이가 온 상태이기 때문에 시스템 입력(SI)은 제2 바이패스 라인(BL2)을 통해서 시스템 출력(SO)으로 출력된다. 이와 같이, 제2 바이패스 모드에서 상용 전원인 시스템 입력(SI)은 제2 바이패스 라인(BL)을 통해 시스템 출력(SO)으로 출력되어 부하에 인가된다. 이러한 제2 바이패스 모드에서 스위치부(300)에 전원이 인가되지 않기 때문에 유피에스 시스템(10)의 운영자는 감전의 위험 없이 스위치부(300)를 수리 혹은 교체할 수 있다.
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템(10)의 바이패스 동작에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템(10)의 바이패스 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전력부(200)는 시스템 입력(SI)을 입력받아 인버터 출력 라인을 통해 인버터 출력을 출력한다. 전력부(200), 제2 전자접촉기(420), 스위치부(300) 및 제3 전자접촉기(430)는 순차로 직렬 연결된다. 즉, 전력부(200)의 출력 측, 즉 인버터 출력 라인을 통해 제2 전자접촉기(420) 및 스위치부(300)가 순차로 전력부(200)와 직렬 연결된다. 그리고 제1 전자접촉기(410)는 제1 바이패스 라인(BL1) 상에서 전력부(200) 및 제2 전자접촉기(420)와 병렬로 연결된다. 또한, 릴레이(500)는 제2 바이패스 라인(BL2) 상에서 전력부(200), 제2 전자접촉기(420), 스위치부(300) 및 제3 전자접촉기(430)와 병렬로 연결된다.
제1 전자접촉기(410)는 제1 바이패스 라인(BL1) 상에 설치되어 제1 바이패스 라인(BL1)을 선택적으로 차단하기 위한 것이며, 인버터 출력(IO)이 온(ON)되면 단락되며 상기 인버터 출력(IO)이 오프(OFF)되면 개방된다. 제2 전자접촉기(420)는 전력부(200)와 스위치부(300) 사이의 인버터 출력 라인(IL)에 개재되어 인버터 출력 라인(IL)을 선택적으로 차단하기 위한 것이고, 인버터 출력(IO)이 온(ON)되면 단락되며, 상기 인버터 출력(IO)이 오프(OFF)되면 개방된다. 제3 전자접촉기(430)는 시스템 출력 라인(SL) 상에서 스위치부(300)와 직렬로 연결되어 시스템 출력 라인(SL)을 선택적으로 차단하기 위한 것이다. 제3 전자접촉기(430)는 인버터 출력(IO)이 온(ON)되면 단락되며, 상기 인버터 출력(IO)이 오프(OFF)되면 개방된다. 또한, 릴레이(500)는 시스템 입력(SI)이 전력부(200) 및 스위치부(300)를 바이패스하여 시스템 출력(SO)으로 출력되도록 하는 제2 바이패스 라인(BL2) 상에 배치되어 스위치부(300)를 바이패스하여 부하에 전력을 공급하기 위한 것이다. 릴레이(500)는 인버터 출력이 온(ON) 되면 개방되며, 인버터 출력이 오프되면 단락된다.
기본적으로, 전력부(200)가 시스템 입력을 인버터 출력으로 출력하면, 스위치부(300)는 인버터 출력 라인(IL)으로 통해 입력되는 인버터 출력(IO) 및 전력부(300)를 바이패스하는 제1 바이패스 라인을 통해 입력되는 시스템 입력(SI) 중 어느 하나를 선택하여 시스템 출력 라인(SL)을 통해 시스템 출력(SO)으로 출력한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 전자접촉기(410), 제2 전자접촉기(420) 및 제3 전자접촉기(430)는 내부 코일이 여자되면 온(ON) 상태로 동작하며, 릴레이(500)는 내부 코일이 여자되면 오프(OFF) 상태로 동작한다. 도시된 바와 같이, 제1 전자접촉기(410), 제2 전자접촉기(420), 제3 전자접촉기(430) 및 릴레이(500)를 구동시키기 위해 내부 코일 여자 전원(CC)은 모두 인버터 출력 라인 R상-N상에서 공급된다. 따라서 인버터 출력 라인에 전원이 인가되지 않고 오프(OFF)되면, 즉, 인버터 출력이 오프되면, 제1 전자접촉기(410), 제2 전자접촉기(420), 제3 전자접촉기(430) 및 릴레이(500)를 구동하는 코일 전원들도 모두 소자된다. 따라서 인버터 출력 라인이 오프(OFF)되면, 제1 전자접촉기(410), 제2 전자접촉기(420) 및 제3 전자접촉기(430)는 오프(OFF) 상태로 전환되며, 릴레이(500)는 온(ON) 상태로 전환된다.
그러면, 보다 상세히 제2 바이패스 모드의 동작에 대해서 설명하기로 한다. 인버터 동작 상태에서는 인버터 출력 라인의 전압이 온(ON) 상태이므로 인버터 출력 라인 R상-N상에 인가되어 있는 제1 전자접촉기(410), 제2 전자접촉기(420), 제3 전자접촉기(430) 및 릴레이(500)의 코일은 여자되어 있는 상태이다. 따라서 1 전자접촉기(410), 제2 전자접촉기(420) 및 제3 전자접촉기(430)는 온 상태, 즉, 단락되어 있으며, 릴레이(500)는 오프 상태, 즉, 개방된 상태로 인버터 모드로 동작한다. 구체적으로, 제어부(100)를 통해 인버터의 동작을 오프시키면, 먼저 스위치부(300) 내부에서 인버터 모드에서 제1 바이패스 모드로 절체된 후, 소정 시간(예컨대, 3 내지 4초) 후에 인버터 출력 라인의 전압이 오프된다. 이와 같이, 인버터 출력 라인이 오프(OFF)되면, 인버터 출력 라인의 R상-N상에 인가되어 있는 제1 전자접촉기(410), 제2 전자접촉기(420), 제3 전자접촉기(430) 및 릴레이(500)의 코일이 소자되고, 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)는 오프(OFF) 상태로 전환되며, 릴레이(500)는 온(ON) 상태, 즉, 단락된다. 이에 따라, 유피에스 시스템(10)은 제2 바이패스 모드로 절체된다. 이러한 제2 바이패스 모드에서 상용 전원인 시스템 입력(SI)은 제2 바이패스 라인(BL)을 통해 시스템 출력(SO)으로 출력되어 부하에 인가된다. 스위치부(300)에 전원이 인가되지 않기 때문에 유피에스 시스템(10)의 운영자는 감전의 위험 없이 스위치부(300)를 수리 혹은 교체할 수 있다.
스위치부(300)의 교체 혹은 수리가 완료되면, 제어부(100)를 통해 인버터 모드로 절체한다. 이에 따라, 인버터 출력 라인의 전압이 온(ON) 상태가 되고, 인버터 출력 라인에 연결된 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430) 및 릴레이(500)의 코일이 여자되어 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)는 온(단락)되고, 릴레이(500)는 오프(개방)되며, 스위치부(300)를 통해 제1 바이패스 모드로 시스템 출력(SO)을 부하에 공급한다. 그런 다음, 위상 동기가 이루어지면 스위치부(300)는 인버터 출력 라인을 선택하여 인버터 모드로 절체한다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유피에스 시스템(10)은 스위치부(300)에 장애가 발생한 경우, 이를 수리 혹은 교체하는 경우에도 유피에스 시스템 전체 전원을 끄지 않으면서도 중단 없이 부하에 전원을 공급할 수 있다.
종래의 기술에 따르면 스위치부는 시스템 입력, 인버터 출력, 시스템 출력의 전력 라인과 직접적으로 연결되어 있어, 스위치부의 점검 또는 교체를 위해서는 유피에스 시스템 전원 자체를 오프(OFF)시켜야 하는 문제가 있었다. 이러한 점을 감안하여 본 발명은 스위치부(300)의 교체를 위해 우선적으로 시스템 입력, 인버터 출력, 시스템 출력에 해당하는 각 라인의 활선을 1차적으로 끊을 수 있도록 하는 차단 장치, 즉, 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430)을 도입한다. 이때, 출력 공급을 대체하기 위해 대체용 제2 바이패스 라인을 통해 선택적으로 시스템 입력이 시스템 출력으로 출력되도록 제2 바이패스 라인(BL2) 상에 릴레이(500)를 도입한다. 또한, 이러한 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430) 및 릴레이(500)는 유피에스 시스템(10)의 동작에 장애를 발생시키지 않는 범위 내에서 동작할 수 있도록 하는 동작 체계가 필요하다. 이를 위하여, 본 발명은 제1 내지 제3 전자접촉기(410, 420, 430) 및 릴레이(500)의 코일 여자 전원을 인버터 출력에 연결하여 인버터 출력에 따라 동작하도록 한다.
일반적인 유피에스 시스템은 활선 상태에서 스위치부에 장애가 발생하여 교체가 필요한 경우, 시스템 입력을 차단하고, 전력부를 정지시킨 후, 스위치부를 교체하거나 수리해야한다. 전원이 차단된 상태에서 스위치부를 교체하기 때문에 전원 공급이 중단되는 문제점이 존재한다. 본 발명의 실시예에 따르면 전력부(200) 및 스위치부(300) 장애 또는 점검 시 시스템 입력과 시스템 출력을 오프시키지 않으면서도 안전하게 수리 혹은 교체가 가능하다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100: 제어부
200: 전력부
300: 스위치부
410: 제1 전자접촉기
420: 제2 전자접촉기
430: 제3 전자접촉기
500: 릴레이

Claims (2)

  1. 유피에스 시스템에 있어서,
    유피에스 시스템에 입력되는 교류 전원인 시스템 입력을 정전압 및 정주파수의 교류 전원인 인버터 출력으로 출력하는 전력부;
    상기 전력부와 인버터 출력 라인을 통해 직렬로 연결되며, 상기 인버터 출력 라인으로 통해 입력되는 상기 인버터 출력 및 상기 전력부를 바이패스하는 제1 바이패스 라인을 통해 입력되는 상기 시스템 입력 중 어느 하나를 선택하여 시스템 출력 라인을 통해 시스템 출력으로 출력하는 스위치부;
    상기 제1 바이패스 라인 상에 설치되어 상기 인버터 출력이 온되면 단락되며 상기 인버터 출력이 오프되면 개방되는 제1 전자접촉기;
    상기 전력부와 상기 스위치부 사이에 개재되어 상기 인버터 출력이 온되면 단락되며 상기 인버터 출력이 오프되면 개방되는 제2 전자접촉기;
    상기 시스템 출력 라인에 설치되어 상기 인버터 출력이 온되면 단락되며 상기 인버터 출력이 오프되면 개방되는 제3 전자접촉기; 및
    상기 시스템 입력이 상기 전력부 및 상기 스위치부를 바이패스하여 시스템 출력으로 출력되도록 하는 제2 바이패스 라인 상에 배치되어 상기 인버터 출력이 온되면 개방되며 상기 인버터 출력이 오프되면 단락되는 릴레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유피에스 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이 내부의 코일 여자 전원은 상기 인버터 출력 라인 R상-N상에 연결되며,
    상기 인버터 출력 라인에서 인버터 출력이 온 되면, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이 내부의 코일이 여자되어, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기 및 상기 제3 전자접촉기는 단락되고 상기 릴레이는 개방되며,
    상기 인버터 출력이 오프되면, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기, 상기 제3 전자접촉기 및 상기 릴레이 내부의 코일이 소자되어, 상기 제1 전자접촉기, 상기 제2 전자접촉기 및 상기 제3 전자접촉기는 개방되고, 상기 릴레이는 단락되는 것을 특징으로 하는 유피에스 시스템.
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