KR20200030971A - 오프라인 무정전 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

오프라인 무정전 전원 장치가 개시된다.
이 장치는 양방향 인버터 및 전원 스위치를 포함한다. 상기 양방향 인버터는 정상 모드시 부하로 공급되는 상용 전원을 직류 전원으로 변환하여 배터리를 충전하고, 비상 모드시 상기 배터리에서 방전되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 상기 부하로 공급한다. 전원 스위치는 마그네트 스위치로서, 상기 인버터와 상기 부하 사이의 전원 공급 방향에 따라 작동하여 상기 부하에 대한 상기 상용 전원의 공급을 단속한다. 여기서, 상기 전원 스위치는 상기 비상 모드시 상기 양방향 인버터로부터 상기 부하로 공급되는 전원에 의해 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단하도록 작동한다.

Description

오프라인 무정전 전원 장치 {OFFLINE UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY}
본 발명은 오프라인 무정전 전원 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply, UPS)는 전압이나 주파수 변동이 있는 곳에서 전압 및 주파수를 자동적으로 안정하게 조정하고, 정전 시에도 전원을 계속해서 부하(Load)에 안정적으로 공급하기 위한 장치이다.
건물 내 공조 시설 등에 사용되는 무정전 전원 장치는 정전시 공조 시설, 에어컨 등의 가동 중지에 따른 주요 시설 등의 온도 상승으로 주요 시설에 설치된 통신 시스템 등을 통한 통신 서비스 중단이 발생되지 않도록 하는 데 사용된다.
무정전 전원 장치 중 오프라인 무정전 전원 장치는 정상 상태에서는 상용 전원을 통해서만 부하에 전원을 공급하며 배터리를 통해서는 전원을 공급하지 않다가 정전 등에 의해 상용 전원에 장애가 발생한 것으로 판단되는 경우에 배터리로 전환하여 배터리의 전원을 부하로 공급하는 방식이다. 따라서, 부하에 공급되는 배터리의 전원으로의 전환에 절체 시간이 필요하게 된다.
정전으로 인한 공조 시설 등의 가동 중지에 의한 영향은 순간 정전없이 전원이동이 가능한 무순단을 요구하지 않기 때문에 오프라인 무정전 전원 장치가 사용될 수 있다.
이러한 오프라인 무정전 전원 장치가 사용되는 경우, 전원 충돌 문제, 돌입 전류 발생 문제, 무정전 전원 장치에 대한 효율적인 성능 시험 문제 등의 해결이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 오프라인 무정전 전원 장치의 문제점인 전원 충돌 사고를 방지하여 원하는 출력값이 발생하도록 하고, 또한 오동작에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 고장을 방지할 수 있는 오프라인 무정전 전원 장치를 제공하는 것이다
또한, 돌입성 부하 전류에 따른 과부하로 인한 무정전 전원 장치의 동작 정치 현상을 방지할 수 있는 오프라인 무정전 전원 장치를 제공하는 것이다.
또한, 상용 전원을 차단하지 않고도 무정전 전원 장치에 대한 시험이 가능하고, 무정전 전원 장치의 시험을 위해 운용자가 현장에 출동해야 하는 번거로움이 해소되는 오프라인 무정전 전원 장치를 제공하는 것이다.
또한, 외부 팬 고장으로 인한 실내 고온 상승의 위험을 해소시킬 수 있는 오프라인 무정전 전원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따른 무정전 전원 장치는,
오프라인 무정전 전원 장치로서, 정상 모드시 부하로 공급되는 상용 전원을 직류 전원으로 변환하여 배터리를 충전하고, 비상 모드시 상기 배터리에서 방전되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 상기 부하로 공급하는 양방향 인버터, 그리고 상기 인버터와 상기 부하 사이의 전원 공급 방향에 따라 작동하여 상기 부하에 대한 상기 상용 전원의 공급을 단속하는 전원 스위치를 포함하며, 상기 전원 스위치는 상기 비상 모드시 상기 양방향 인버터로부터 상기 부하로 공급되는 전원에 의해 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단하도록 작동한다.
여기서, 상기 비상 모드시 상기 전원 스위치가 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단한 후에 상기 양방향 인버터를 슬로우 스타트(slow start) 구동하는 인버터 제어부를 더 포함한다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 정상 모드에서 상기 비상 모드로 전환되는 경우, 상기 전원 스위치가 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단하도록 상기 양방향 인버터로부터 상기 부하로 전원이 공급되도록 초기 구동하고, 상기 초기 구동에 의한 상기 전원 스위치의 작동에 따라 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원이 차단된 후, 상기 양방향 인버터에 대한 정상적인 슬로우 스타트 구동을 수행시킨다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 양방향 인버터를 통해 공급되는 전원의 방향을 통해 상기 정상 모드 또는 상기 비상 모드를 판단하는 모드 판단부, 상기 전원 스위치의 작동 상태를 감지하는 상태 감지부, 그리고 상기 모드 판단부에 의해 상기 정상 모드에서 상기 비상 모드로 전환되는 것으로 판단되는 경우, 상기 양방향 인버터를 초기 구동시키고, 상기 상태 감지부에 의해 상기 전원 스위치가 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단한 상태인 것으로 감지되면, 상기 양방향 인버터에 대한 슬로우 스타트 구동을 수행하는 슬로우 스타트 구동부를 포함한다.
또한, 상기 인버터 제어부는,
상기 정상 모드시 상기 양방향 인버터의 작동을 중지시킨 후 상기 배터리의 방전 전압을 측정하고, 상기 방전 전압이 미리 설정된 임계 전압에 도달하였는지를 판단하며, 상기 방전 전압이 상기 임계 전압에 도달한 경우 상기 양방향 인버터를 정상작동시킨 후 상기 배터리의 방전 시험을 종료한다.
또한, 상기 인버터 제어부는 네트워크를 통해 외부의 시험 서버에 접속되며, 상기 시험 서버의 지시에 따라 상기 배터리의 방전 시험을 수행하고, 방전 시험 결과를 상기 시험 서버로 전달하는 원격 시험을 수행한다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 복수의 외부 팬에 각각 설치되어 상기 복수의 외부 팬의 작동 상태를 감지하는 복수의 외부 팬 센서에 각각 연결되고, 상기 복수의 외부 팬 센서로부터 감지되는 상기 복수의 외부 팬의 작동 상태를 판단하며, 상기 복수의 외부 팬의 작동 상태가 고장인 것으로 판단되는 경우 상기 네트워크를 통해 상기 시험 서버로 상기 외부 팬의 고장을 경보한다.
또한, 상기 인버터 제어부는,
상기 복수의 외부 팬 중 미리 설정된 임계 개수 이상의 외부 팬의 고장이 감지되는 경우 상기 복수의 외부 팬의 고장으로 판단한다.
또한, 상기 전원 스위치는 상기 전원 스위치를 통하는 전원의 방향에 따라 상기 상용 전원과 상기 부하 사이에 위치한 스위치를 단속하는 마그네트 스위치이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비상 모드시 상용 전원이 부하로 공급되지 않도록 상용 전원을 확실하게 차단함으로써, 오프라인 무정전 전원 장치의 문제점인 전원 충돌 사고를 방지하여 원하는 출력값이 발생하도록 할 수 있으며, 또한 오동작에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 고장을 방지할 수 있다.
또한, 상용 전원이 부하로 공급되지 않도록 확실하게 차단된 후에 양방향 인버터의 기동 전압을 서서히 증가시키는 슬로우 스타트 스위칭 작동을 수행함으로써 돌입성 부하 전류에 따른 과부하로 인한 무정전 전원 장치의 동작 정치 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상용 전원을 차단하지 않고도 무정전 전원 장치에 대한 시험, 즉 배터리 방전 시험이 가능하고, 무정전 전원 장치의 시험을 위해 운용자가 현장에 출동해야 하는 번거로움이 해소된다.
또한, 외부 팬의 고장을 감지하여 원격지의 운영자에게 경보함으로써 외부 팬 고장으로 인한 실내 고온 상승의 위험을 해소시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 인버터 제어부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치에서 양방향 인버터에 대한 소프르 스타트 동작에 따른 양방향 인버터 기동 전압의 그래프를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 인버터 제어부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 9는 도 8에 도시된 인버터 제어부의 구체적인 구성 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
먼저, 일반적인 오프라인 무정전 전원 장치에 대해 설명한다.
도 1은 일반적인 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 정상 모드시 교류 전원인 상용 전원이 부하(1)로 공급됨과 동시에 양방향 인버터(2)를 통해 직류로 변환되어 배터리(3)에 충전된다.
그리고, 정전 등으로 인해 상용 전원이 차단되게 되면, 배터리(3)에 충전된 직류 전원이 양방향 인버터(2)에서 교류 전원으로 변환되어 부하(1)로 공급됨으로써, 정전 등으로 인해 상용 전원에 장애가 발생하는 경우에도 부하(1)에는 정상적인 전원이 공급될 수 있다.
그런데, 오프라인 무정전 전원 장치의 경우 상용 전원의 장애 발생으로 인해 배터리(3)의 전원을 부하(1)로 공급해야 하는 경우, 특히 직류 전원을 부하(1)로 공급할 때 실리콘 제어 소자인 SCR(Silicon Controlled Rectifier)과 같은 고속의 반도체 스위치를 사용하는 경우, 상용 전원과의 상관 관계를 끊을 수가 없어서 전원 충돌 사고가 발생할 수 있고, 오프라인 무정전 전원 장치에서 순단이 주어지기 때문에 이러한 순단을 짧게 설계하는 경우 오히려 자기 계통 내에서의 내부 전류로 인해 돌입성 전류가 발생함으로써 원하는 출력값을 얻을 수 없다는 문제가 있다.
이하 상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(10)는 배터리(110), 양방향 인버터(120) 및 마그네트 스위치(130)를 포함한다.
배터리(110)는 직류 전원을 충전한다.
양방향 인버터(120)는 배터리(110)와 마그네트 스위치(130) 사이에 접속되어,정상 모드시 마그네트 스위치(130)를 통해 공급되는 상용 전원을 직류 전원으로 변환하여 배터리(110)로 공급하여 배터리(110)가 충전되도록 하고, 상용 전원의 장애로 인한 비상 모드시에는 배터리(110)에서 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 마그네트 스위치(130)를 통해 부하(200)로 공급한다.
마그네트 스위치(130)는 마그네트 스위치(130)를 통과하는 전류에 의해 상용 전원과 부하(200) 사이에 접속된 스위치(131)를 단속한다. 구체적으로, 마그네트 스위치(130)는 양방향 인버터(120)로부터 마그네트 스위치(130)를 통해 부하(200)로 전원이 공급되는 경우에만 상용 전원과 부하(200) 사이의 스위치(131)가 오프(OFF)되어 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않고 양방향 인버터(120)로부터 공급되는 전원이 부하(200)로 공급되도록 한다. 그러나, 그 외에는 마그네트 스위치(130)가 스위치(131)를 온(ON)시켜서 상용 전원이 부하(200)는 물론 양방향 인버터(120)로 공급되도록 한다. 즉, 마그네트 스위치(130)는 정상 모드시 상용 전원이 부하(200)와 양방향 인버터(120)로 공급되도록 스위치(131)를 온(ON)시고, 비상 모드시에는 양방향 인버터(120)로부터 교류 전원이 부하(200)로 공급됨으로 인해 스위치(131)를 오프시켜서 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 전원을 차단하여 양방향 인버터(120)에서 공급되는 전원만이 부하(200)로 공급되도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상용 전원의 장애로 인해 정전 등이 발생하여 비상 모드로 작동하여 배터리(110)에서 공급되는 전원이 양방향 인버터(120)를 통해 부하(200)로 공급되는 경우에는 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 상용 전원을 확실하게 차단함으로써, 오프라인 무정전 전원 장치(10)의 문제점인 전원 충돌 사고를 방지하여 원하는 출력값이 발생하도록 할 수 있으며, 또한 오동작에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(10)의 고장을 방지할 수 있다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(20)는 배터리(310), 양방향 인버터(320), 마그네트 스위치(330) 및 인버터 제어부(340)를 포함한다.
여기서, 배터리(310) 및 마그네트 스위치(330)의 기능 및 동작은 도 2를 참조하여 설명한 배터리(110) 및 마그네트 스위치(130)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 양방향 인버터(320)의 경우 기본적인 기능 및 동작은 도 2에서의 양방향 인버터(120)와 유사하므로 그 차이점에 대해서만 설명한다.
인버터 제어부(340)는 마그네트 스위치(330)의 구동 상태에 따라 양방향 인버터(320)의 구동을 제어한다. 구체적으로, 인버터 제어부(340)는 비상 모드시 양방향 인버터(320)를 초기 구동하여 배터리(310)로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환시켜서 마그네트 스위치(330)로 공급되도록 하고, 마그네트 스위치(330)가 양방향 인버터(320)를 통해 부하(200)로 공급되는 전원에 의해 스위치(331)를 오프시켜서 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 차단한 상태가 감지되면, 그 후에 양방향 인버터(320)의 기동 전압을 서서히 증가시키셔 정상 상태의 전원이 공급되도록 제어하는 슬로우 스타트 스위칭(slow start switching) 제어를 수행한다. 선택적으로, 인버터 제어부(340)는 양방향 인버터(320)로부터 마그네트 스위치(330)로 일정 레벨의 전류가 공급되는 경우를 감지하는 것에 의해 슬로우 스타트 스위칭 제어를 수행하도록 할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 인버터 제어부(340)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 인버터 제어부(340)는 모드 판단부(341), 상태 판단부(342) 및 슬로우 스타트 구동부(343)를 포함한다.
모드 판단부(341)는 마그네트 스위치(330)로부터 양방향 인버터(320)로 공급되는 전원 상태에 의해 모드를 판단한다. 구체적으로, 모드 판단부(341)는 마그네트 스위치(330)로부터 양방향 인버터(320)로 상용 전원이 정상적으로 공급되면 정상 모드로 판단하고, 상용 전원이 공급되지 않거나 또는 임계 전압 이하로 공급되는 경우 비상 모드로 판단한다. 여기서, 임계 전압은 본 발명의 실시예에 따른 무정전 전원 장치(20)가 공급하는 전원으로 공조 시설 등이 정상적으로 가동될 수 없는 상태의 기준이 되는 전압으로 미리 설정될 수 있다.
상태 감지부(342)는 마그네트 스위치(330)의 작동 상태를 감지한다. 구체적으로, 상태 감지부(342)는 마그네트 스위치(330)가 스위치(331)를 온시킨 상태인지 아니면 오프시킨 상태인지를 감지한다.
슬로우 스타트 구동부(343)는 모드 판단부(341)에 의해 정상 모드에서 비상 모드로 전환되는 경우, 양방향 인버터(320)가 배터리(310)에서 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 마그네트 스위치(330)로 공급하도록 작동하도록 초기 구동을 수행한다. 여기서 초기 구동은 부하(200)로 공급하는 정상 상태의 전원이 아니고 마그네트 스위치(330)가 스위치(331)를 오프 상태로 구동할 수 있는 정도의 초기 전원을 공급하기 위한 구동을 의미한다.
슬로우 스타트 구동부(343)는 상태 감지부(342)로부터 마그네트 스위치(330)가 스위치(331)를 오프시킨 상태가 감지되면 양방향 인버터(320)를 초기 구동 후의 본격적인 슬로우 스타트 구동하여 슬로우 스타트 스위칭 기법에 의해 정상 상태의 전원이 마그네트 스위치(330)를 통해 부하(200)로 공급되도록 한다.
한편, 슬로우 스타트 구동부(343)가 양방향 인버터(320)의 초기 구동을 통해 마그네트 스위치(330)를 작동시키는 것은 계단 형태의 일정 수준의 전압이 공급되도록 하는 초기 구동일 수 있으나, 이외에도 도 5에 도시된 바와 같이, 양방향 인버터(320)에서 출력되는 전압이 점차 증가하는 형태의 초기 구동(Vinc)일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 비상 모드시 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 상용 전원을 확실하게 차단함으로써, 오프라인 무정전 전원 장치(20)의 문제점인 전원 충돌 사고를 방지하여 원하는 출력값이 발생하도록 할 수 있으며, 또한 오동작에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(10)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 확실하게 차단된 후에 양방향 인버터(320)의 기동 전압을 서서히 증가시키는 슬로우 스타트 스위칭 작동을 수행함으로써 돌입성 부하 전류에 따른 과부하로 인한 무정전 전원 장치(20)의 동작 정지 현상을 방지할 수 있다.
한편, 기존의 무정전 전원 장치에서는 배터리의 성능 시험시 발생할 수 있는 배터리 불량시 부하 순단 또는 바이패스 절체 등의 위험이 상존하여 무정전 전원 장치의 작동 중 시험이 어려웠으므로 배터리 성능 시험을 위해 상용 전원을 차단한 후 진단을 수행하였다.
이하, 상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(30)는 배터리(410), 양방향 인버터(420), 마그네트 스위치(430), 인버터 제어부(440) 및 서비스 서버(450)를 포함한다.
여기서, 배터리(410) 및 마그네트 스위치(430)의 기능 및 동작은 도 3을 참조하여 설명한 배터리(310) 및 마그네트 스위치(330)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 양방향 인버터(320) 및 인버터 제어부(440)의 경우 기본적인 기능 및 동작은 도 3에서의 양방향 인버터(320) 및 인버터 제어부(440)와 유사하므로 그 차이점에 대해서만 설명한다.
인버터 제어부(440)는 정상 모드시 양방향 인버터(420)의 작동을 중지시킨 후 배터리(410)의 방전 전압을 측정할 수 있다. 이 때, 인버터 제어부(440)는 직접 배터리(410)의 방전 전압을 측정할 수 있으나, 본 예에서는 양방향 인버터(420)가 배터리(410)에 연결되어 있으므로 양방향 인버터(420)를 통해 배터리(410)의 방전 전압을 측정하고 이를 전달받는 것으로 한다.
인버터 제어부(440)는 배터리(410) 방전 시험을 위해 배터리(410)의 방전 시험을 통과할 수 있는 임계 전압을 미리 설정한다. 따라서, 인버터 제어부(440)는 배터리(410)의 방전 전압이 미리 설정된 임계 전압에 도달할 때까지 배터리(410) 방전 시험을 계속 수행한다. 구체적으로, 인버터 제어부(440)는 배터리(410) 방전 전압이 임계 전압에 도달할 때까지 양방향 인버터(420)의 작동을 중지시킨 후 배터리(410)의 방전 전압을 측정하는 과정을 반복 수행한다. 이와 같이, 배터리(410)의 방전 전압을 측정하는 과정을 배터리 방전 시험이라고 한다. 즉, 배터리 방전 시험은 배터리(410)의 방전 전압이 임계 전압에 도달하는 경우에 완료될 수 있고, 그 후부터 무정전 전원 장치(30)가 정상적으로 작동하게 된다.
시험 서버(450)는 네트워크(500)를 통해 인버터 제어부(440)에 연결되며, 시험 서버(450)를 통해 인버터 제어부(440)를 원격으로 제어하여 무정전 전원 장치(30)에 대한 원격 시험, 구체적으로는 배터리(410) 방전 시험을 원격으로 수행할 수 있다. 여기서, 시험 서버(450)가 네트워크(500)를 통해 인버터 제어부(440)에 연결되는 방식은 다양한 형태의 유무선 통신 방식을 통해 수행될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 인버터 제어부(440)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 인버터 제어부(440)는 모드 판단부(441), 상태 판단부(442), 슬로우 스타트 구동부(443), 시험부(444) 및 네트워크 인터페이스(445)를 포함한다.
여기서, 모드 판단부(441), 상태 판단부(442) 및 슬로우 스타트 구동부(443)의 기능 및 동작은 도 4를 참조하여 설명한 인버터 제어부(340)의 모드 판단부(341), 상태 판단부(342) 및 슬로우 스타트 구동부(343)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
시험부(444)는 모드 판단부(441)에 의해 정상 모드로 판단되는 경우에만 동작한다. 시험부(444)는 입출력 장치를 통해 직접 접속되거나 또는 네트워크 인터페이스(445)를 통해 연결되는 시험 서버(450)를 통해 접속되는 운영자에 의해 본 발명의 실시예에 따른 무정전 전원 장치(30)에 대한 시험을 수행한다. 이러한 시험은 배터리(410)의 방전 시험이 해당될 수 있다. 구체적으로, 시험부(444)는 양방향 인버터(420)의 작동을 중지시킨 후 배터리(410)의 방전 전압이 미리 설정된 임계 전압에 도달하였는지를 확인하고, 만약 배터리(410)의 방전 전압이 임계 전압에 도달한 것으로 확인되면 배터리(410) 방전 시험을 종료한다. 그러나, 배터리(410)의 방전 전압이 임계 전압에 도달하지 않은 것으로 확인되면 양방향 인버터(420)의 작동을 다시 시작시킨 후 일정 시간 후에 상기한 배터리(410)의 방전 시험을 재개한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 비상 모드시 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 상용 전원을 확실하게 차단함으로써, 오프라인 무정전 전원 장치(30)의 문제점인 전원 충돌 사고를 방지하여 원하는 출력값이 발생하도록 할 수 있으며, 또한 오동작에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(30)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 확실하게 차단된 후에 양방향 인버터(420)에 대한 슬로우 스타트 스위칭 작동을 수행함으로써 돌입성 부하 전류에 따른 과부하로 인한 무정전 전원 장치(30)의 동작 정치 현상을 방지할 수 있다. 또한, 무정전 전원 장치(30)에 상용 전원을 차단하지 않고도 무정전 전원 장치(30)에 대한 시험, 즉 배터리(410) 방전 시험이 가능하고, 무정전 전원 장치(30)의 시험을 위해 운용자가 현장에 출동해야 하는 번거로움이 해소된다.
다음, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무정전 전원 장치에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(40)는 배터리(610), 양방향 인버터(620), 마그네트 스위치(630), 인버터 제어부(640) 및 서비스 서버(650)를 포함한다.
여기서, 배터리(610), 양방향 인버터(620) 및 마그네트 스위치(630)의 기능 및 동작은 도 6을 참조하여 설명한 배터리(410), 양방향 인버터(420) 및 마그네트 스위치(430)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 인버터 제어부(640)가 슬로우 스타트 동작을 수행하고 배터리 방전 시험을 수행하는 내용에 대해서는 도 6에서의 인버터 제어부(440)와 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 공조 시설용으로 내부 환기를 위해 설치된 복수의 외부 팬 각각에는 외부 팬의 작동 상태를 감지하는 외부 팬 센서(700)가 외부 팬 각각에 설치된다.
그리고, 인버터 제어부(640)는 복수의 외부 팬에 설치된 외부 팬 센서(700)와 각각 연결되어 외부 팬의 작동 상태를 감지할 수 있다.
인버터 제어부(640)는 외부 팬 센서(700)를 통해 외부 팬의 고장이 감지되는 경우 외부 팬 고장으로 인한 통신실 등의 실내 고온 상승을 방지하기 위해 외부 팬 고장에 대한 경보를 네트워크(500)를 통해 시험 서버(650)로 전달하여 운영자가 알 수 있도록 한다. 여기서, 외부 팬의 고장 감지는 복수의 외부 팬 중 미리 설정된 임계 개수의 외부 팬 고장이 감지되는 경우에 해당될 수 있거나, 또는, 운영자에 의해 미리 지정된 외부 팬의 고장이 감지되는 경우에 해당될 수 있다.
따라서, 운용자는 외부 팬 고장에 대한 경보를 통해 외부 팬의 이상 발생에대한 조치를 신속히 수행할 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 인버터 제어부(640)의 구체적인 구성 블록도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 인버터 제어부(640)는 모드 판단부(641), 상태 판단부(642), 슬로우 스타트 구동부(643), 시험부(644), 네트워크 인터페이스(645), 고장 판단부(646) 및 경보부(647)를 포함한다.
여기서, 모드 판단부(641), 상태 판단부(642), 슬로우 스타트 구동부(643) 및 시험부(644)의 기능 및 동작은 도 7을 참조하여 설명한 인버터 제어부(440)의 모드 판단부(441), 상태 판단부(442), 슬로우 스타트 구동부(443) 및 시험부(444)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
고장 판단부(646)는 복수의 외부 팬 센서(700)에 연결되어 복수의 외부 팬 각각의 작동 상태를 감지한다. 특히, 고장 판단부(646)는 미리 설정된 임계 개수 이상의 외부 팬이 고장으로 감지되거나, 또는 운영자에 의해 미리 지정된 외부 팬이 고장으로 감지되는 경우에 외부 팬의 고장으로 판단한다.
경보부(647)는 고장 판단부(646)에 의해 외부 팬의 고장이 판단되는 경우 외부 팬 고장에 대한 경보를 네트워크 인터페이스(645)를 통해 시험 서버(650)로 전달하여 운영자가 외부 팬의 고장 사실을 알 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 비상 모드시 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 상용 전원을 확실하게 차단함으로써, 오프라인 무정전 전원 장치(40)의 문제점인 전원 충돌 사고를 방지하여 원하는 출력값이 발생하도록 할 수 있으며, 또한 오동작에 따른 오프라인 무정전 전원 장치(40)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 상용 전원이 부하(200)로 공급되지 않도록 확실하게 차단된 후에 양방향 인버터(620)에 대한 슬로우 스타트 스위칭 작동을 수행함으로써 돌입성 부하 전류에 따른 과부하로 인한 무정전 전원 장치(40)의 동작 정치 현상을 방지할 수 있다. 또한, 무정전 전원 장치(40)에 상용 전원을 차단하지 않고도 무정전 전원 장치(40)에 대한 시험, 즉 배터리(610) 방전 시험이 가능하고, 무정전 전원 장치(40)의 시험을 위해 운용자가 현장에 출동해야 하는 번거로움이 해소된다. 또한, 외부 팬의 고장을 감지하여 원격지의 운영자에게 경보함으로써 외부 팬 고장으로 인한 실내 고온 상승의 위험을 해소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 오프라인 무정전 전원 장치로서,
    정상 모드시 부하로 공급되는 상용 전원을 직류 전원으로 변환하여 배터리를 충전하고, 비상 모드시 상기 배터리에서 방전되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 상기 부하로 공급하는 양방향 인버터, 그리고
    상기 인버터와 상기 부하 사이의 전원 공급 방향에 따라 작동하여 상기 부하에 대한 상기 상용 전원의 공급을 단속하는 전원 스위치
    를 포함하며,
    상기 전원 스위치는 상기 비상 모드시 상기 양방향 인버터로부터 상기 부하로 공급되는 전원에 의해 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단하도록 작동하는,
    무정전 전원 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 비상 모드시 상기 전원 스위치가 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단한 후에 상기 양방향 인버터를 슬로우 스타트(slow start) 구동하는 인버터 제어부
    를 더 포함하는, 무정전 전원 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 정상 모드에서 상기 비상 모드로 전환되는 경우, 상기 전원 스위치가 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단하도록 상기 양방향 인버터로부터 상기 부하로 전원이 공급되도록 초기 구동하고,
    상기 초기 구동에 의한 상기 전원 스위치의 작동에 따라 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원이 차단된 후, 상기 양방향 인버터에 대한 정상적인 슬로우 스타트 구동을 수행시키는,
    무정전 전원 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 양방향 인버터를 통해 공급되는 전원의 방향을 통해 상기 정상 모드 또는 상기 비상 모드를 판단하는 모드 판단부,
    상기 전원 스위치의 작동 상태를 감지하는 상태 감지부, 그리고
    상기 모드 판단부에 의해 상기 정상 모드에서 상기 비상 모드로 전환되는 것으로 판단되는 경우, 상기 양방향 인버터를 초기 구동시키고, 상기 상태 감지부에 의해 상기 전원 스위치가 상기 부하로 공급되는 상기 상용 전원을 차단한 상태인 것으로 감지되면, 상기 양방향 인버터에 대한 슬로우 스타트 구동을 수행하는 슬로우 스타트 구동부
    를 포함하는, 무정전 전원 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 정상 모드시 상기 양방향 인버터의 작동을 중지시킨 후 상기 배터리의 방전 전압을 측정하고,
    상기 방전 전압이 미리 설정된 임계 전압에 도달하였는지를 판단하며,
    상기 방전 전압이 상기 임계 전압에 도달한 경우 상기 양방향 인버터를 정상작동시킨 후 상기 배터리의 방전 시험을 종료하는,
    무정전 전원 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 인버터 제어부는 네트워크를 통해 외부의 시험 서버에 접속되며, 상기 시험 서버의 지시에 따라 상기 배터리의 방전 시험을 수행하고, 방전 시험 결과를 상기 시험 서버로 전달하는 원격 시험을 수행하는,
    무정전 전원 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 인버터 제어부는,
    복수의 외부 팬에 각각 설치되어 상기 복수의 외부 팬의 작동 상태를 감지하는 복수의 외부 팬 센서에 각각 연결되고,
    상기 복수의 외부 팬 센서로부터 감지되는 상기 복수의 외부 팬의 작동 상태를 판단하며,
    상기 복수의 외부 팬의 작동 상태가 고장인 것으로 판단되는 경우 상기 네트워크를 통해 상기 시험 서버로 상기 외부 팬의 고장을 경보하는,
    무정전 전원 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 외부 팬 중 미리 설정된 임계 개수 이상의 외부 팬의 고장이 감지되는 경우 상기 복수의 외부 팬의 고장으로 판단하는,
    무정전 전원 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 전원 스위치는 상기 전원 스위치를 통하는 전원의 방향에 따라 상기 상용 전원과 상기 부하 사이에 위치한 스위치를 단속하는 마그네트 스위치인,
    무정전 전원 장치.
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