KR20210085512A - DC power supply and method - Google Patents

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Abstract

The present technology relates to a direct current power supply device and a method thereof. According to an embodiment of the present technology, there is an effect of safely shutting off power by accurately detecting even an abnormal situation that occurred in a remote line when direct current power is supplied to an accessory device at a remote place.

Description

직류전원 공급장치 및 방법{DC power supply and method} DC power supply and method

직류전원 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원 공급장치가 원거리에 연결된 부속기기 등에 직류전원을 공급시 이상 상황을 감지하여 자동으로 전원을 차단할 수 있는 직류전원 공급장치 및 방법에 관한 것이다.To a DC power supply device and method, and more particularly, to a DC power supply device and method capable of automatically shutting off power by detecting an abnormal situation when the power supply supplies DC power to an accessory device connected remotely .

일반적으로 직류전원 공급장치는 쇼트가 발생할 경우 출력 전류를 감시하여 이상을 확인하고 차단한 후 일정 주기로 다시 공급을 시도한다.In general, when a short circuit occurs, the DC power supply monitors the output current, checks the abnormality, cuts it, and then tries to supply it again at a certain period.

그러나 직류전원 공급장치의 대용량화에 따라 과전류차단의 기준이 점점 높아지고 원거리에서 쇼트가 발생할 경우 선로의 저항으로 인해 사고를 감지하지 못하여 이 무감지 시간이 지속될 경우 화재로 발전하는 등 큰 사고와 연결되는 경우가 있다.However, as the DC power supply increases in capacity, the standard for overcurrent cut-off is getting higher, and when a short circuit occurs at a distance, the accident cannot be detected due to the resistance of the line. there is

실제 현장에서 보조 전원장치에서 먼 곳으로부터 쇼트 이상이 화재로 발생하는 사례가 있었으며 부속기기가 장시간 쇼트로 소손되는 사례도 발생하였다.In actual field, there was a case where a short-circuit abnormality occurred in a fire far from the auxiliary power supply, and there was also a case in which an accessory device was damaged by short-circuit for a long time.

이에 직류전원 공급장치에서 선로의 고장상태를 선로 거리에 무관하게 신속히 파악하고 전원공급을 차단함으로써 더 큰 사고로 발전하는 것을 막을 수 있는 직류전원 공급장치 및 방법이 필요하다.Accordingly, there is a need for a DC power supply device and method that can quickly detect the fault state of a line in the DC power supply device regardless of the line distance and prevent the development of a bigger accident by cutting off the power supply.

1. 한국등록특허 제10-1147258호1. Korean Patent No. 10-1147258

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 직류전원 공급장치가 원거리에 연결된 부속기기 등에 직류전원을 공급시, 전원공급장치로부터 원거리의 선로에서 이상 상황이 발생하더라도 안전하게 전원을 차단할 수 있는 직류전원 공급 차단장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve the above problems, and when a DC power supply device supplies DC power to an accessory device connected at a distance, even if an abnormal situation occurs in a line remote from the power supply device, the DC power can be safely cut off An object of the present invention is to provide a power supply interrupter and method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직류전원 공급장치는 부속기기에 직류전원을 공급하는 전원공급부; 상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 설치되어 소정의 주파수 신호를 발생하는 주파수발생모듈; 및 상기 주파수발생모듈로부터 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 주파수검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A DC power supply apparatus of the present invention for achieving the above object includes a power supply unit for supplying DC power to an accessory device; a frequency generating module installed near the end of the line in which the accessory device is located to generate a predetermined frequency signal; and a frequency detection unit that detects the predetermined frequency signal generated from the frequency generating module and generates a control signal for cutting off power supply to the power supply unit when detecting whether a line is abnormal.

바람직하게는 상기 주파수발생모듈은 각 선로에 대하여 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고, 상기 주파수검출부는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것이다.Preferably, the frequency generating module alternately generates different frequencies for each line, and if the different frequencies are not detected alternately, the frequency detection unit determines that the line is abnormal and supplies power to the power supply unit. It generates a blocking control signal.

본 발명의 다른 실시예에 따른 직류전원 공급방법은 부속기기에 직류전원을 공급하는 단계; 상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 소정의 주파수 신호를 발생하는 단계; 및 상기 주파수 신호 발생 단계에서 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for supplying DC power according to another embodiment of the present invention includes the steps of supplying DC power to an accessory device; generating a predetermined frequency signal near the end of the line in which the accessory device is located; and detecting the predetermined frequency signal generated in the step of generating the frequency signal and generating a control signal to cut off the power supply when detecting whether a line is abnormal.

바람직하게는 상기 주파수 신호 발생 단계는 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고, 상기 제어신호를 발생하는 단계는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것이다.Preferably, the step of generating the frequency signal alternately generates different frequencies on each line, and the step of generating the control signal determines that the line is abnormal and cuts off the power supply if the different frequencies are not detected alternately. to generate a control signal.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 전원공급장치로부터 원거리에 떨어진 선로 지점에 이상 상황이 발생하더라도 이상 상황을 감지하여 직류전원공급을 차단할 수 있는 직류전원 공급 차단장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is effective to provide a DC power supply interrupting device and method capable of blocking the DC power supply by detecting an abnormal situation even if an abnormal situation occurs at a line point far away from the power supply device.

도 1은 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치를 도시한다.
도 2는 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치가 단락을 감지하지 못하는 예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 다른 예를 도시한다.
도 6은 선로에 노이즈가 유입되어 단락을 감지하지 못하는 예를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 선로에 노이즈가 유입되어도 단락을 감지할 수 있으며 직류전원 공급장치에 다수의 부속기기가 연결된 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류전원 공급방법의 흐름도를 도시한다.1 shows a conventional DC power supply including an overload cut-off device.
2 shows an example in which a conventional DC power supply including an overload cut-off device does not detect a short circuit.
3 shows a block diagram of a DC power supply device according to the present invention.
4 shows an example in which the power supply cutoff of the DC power supply device according to the present invention operates.
5 shows another example in which the power supply cutoff of the DC power supply device according to the present invention operates.
6 illustrates an example in which a short circuit is not detected because noise is introduced into the line.
7 shows an example in which a short circuit can be detected even when noise is introduced into the line according to the present invention and a plurality of accessory devices are connected to the DC power supply.
8 is a flowchart illustrating a DC power supply method according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings, the advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, are described below with the accompanying drawings. It will become clear with reference to examples. Prior to this, it should be noted that, when it is determined that a detailed description of a known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted.

도 1은 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치를 도시한다. 일반적인 직류전원 공급장치는 도 1과 같이 단락(쇼트) 이상이 발생할 경우 출력 전류를 감시하여 과전류 이상을 확인하고 차단한 후 일정주기로 다시 공급을 시도한다.1 shows a conventional DC power supply including an overload cut-off device. As shown in FIG. 1, when a short circuit (short) abnormality occurs in a general DC power supply device, the output current is monitored, the overcurrent abnormality is checked, cut off, and then the supply is attempted again at a predetermined period.

도 2는 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치가 단락을 감지하지 못하는 경우를 도시한다. 도 2와 같이 원거리에서 단락 이상이 발생할 경우 선로의 저항으로 인하여 사고를 감지하지 못하고 무감지 시간이 지속될 경우 화재로 발전할 수 있다.2 illustrates a case in which a conventional DC power supply including an overload cut-off device does not detect a short circuit. As shown in FIG. 2 , when a short circuit abnormality occurs at a long distance, an accident may not be detected due to the resistance of the line, and if the non-detection time continues, a fire may develop.

도 3은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 블록도를 도시한다. 본 발명에 따른 직류전원 공급장치는 전원공급부(100), 주파수발생모듈(200), 주파수검출부(300)를 포함한다. 본 발명에 따른 직류전원 공급장치는 종래의 과부하차단 장치를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.3 shows a block diagram of a DC power supply device according to the present invention. The DC power supply device according to the present invention includes a power supply unit 100 , a frequency generation module 200 , and a frequency detection unit 300 . The DC power supply device according to the present invention may or may not include a conventional overload cut-off device.

상기 전원공급부(100)는 직류전원을 공급받을 부속기기에 직류전원을 공급한다.The power supply unit 100 supplies DC power to an accessory device to be supplied with DC power.

상기 주파수발생모듈(200)은 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 설치되어 소정의 주파수 신호를 발생한다. 상기 주파수발생모듈(200)은 각 선로에 대하여 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것일 수 있다.The frequency generating module 200 is installed near the end of the line in which the accessory device is located to generate a predetermined frequency signal. The frequency generating module 200 may alternately generate different frequencies for each line.

상기 전원공급부(100)가 전원공급을 시작하면 부속기기와 주파수 발생장치는 전원을 공급받아 동작하고, 상기 주파수발생모듈(200)은 전원선에 일정한 주파수를 발생시킨다.When the power supply unit 100 starts supplying power, the accessory device and the frequency generator receive power and operate, and the frequency generator module 200 generates a constant frequency in the power line.

상기 주파수검출부(300)는 상기 주파수발생모듈(200)로부터 생성된 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 상기 전원공급부(100)에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생한다.The frequency detection unit 300 detects a predetermined frequency signal generated from the frequency generation module 200 and generates a control signal for cutting off the power supply to the power supply unit 100 when detecting whether a line is abnormal.

도 4는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 예를 도시한다. 전원공급부(100)와 가까운 선로에 단락이 발생하는 경우 종래의 과부하 검출 장치와 함께 주파수검출부(300)가 함께 작동하여 전원공급을 차단할 수 있다.4 shows an example in which the power supply cutoff of the DC power supply device according to the present invention operates. When a short circuit occurs in a line close to the power supply unit 100 , the frequency detection unit 300 works together with the conventional overload detection device to cut off the power supply.

도 5는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 다른 예를 도시한다. 전원공급부(100)로부터 먼 선로에 단락이 발생하여 전류가 흐르지만 과부하검출 장치가 작동하지 않을 경우에도 주파수 검출이 실패하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생시켜 전원공급을 차단한다.5 shows another example in which the power supply cutoff of the DC power supply device according to the present invention operates. Even when a short circuit occurs in a line far from the power supply unit 100 and a current flows, but the overload detection device does not operate, the frequency detection fails and a control signal to cut off the power supply is generated to cut off the power supply.

도 6은 선로에 노이즈가 유입되어 단락을 감지하지 못하는 예를 도시한다.6 illustrates an example in which a short circuit is not detected because noise is introduced into the line.

만약 선로에 주파수발생모듈(200)과 노이즈가 유입되는 등 동일한 주파수가 인가될 경우 주파수검출부(300)는 주파수가 검출되어 전원공급을 차단하는 제어신호가 발생하지 못할 수 있다.If the same frequency as that of the frequency generating module 200 is applied to the line, such as noise is introduced, the frequency detection unit 300 may not generate a control signal for cutting off the power supply because the frequency is detected.

상기와 같이 전원공급을 차단하는 제어신호가 발생하지 못하는 경우를 위하여 주파수발생모듈(200)는 직류전원을 공급하는 전원공급부(100)와 부속기기를 연결하는 각 선로에 f1, f2 등의 각기 다른 주파수를 교대로 발생시키고, 주파수검출부(300)는 해당 주파수가 교대로 모두 검출될 때에만 정상상태로 판단한다. 이 경우 노이즈가 유입되더라도 정상적으로 이상을 판단할 수 있다. 이때 발생시키는 주파수는 상용전원 60Hz의 배수를 회피하여 선정하는 것이 바람직하다.For the case where the control signal for blocking the power supply cannot be generated as described above, the frequency generating module 200 is configured to provide a different type of f1, f2, etc. The frequency is generated alternately, and the frequency detection unit 300 determines that the frequency is in a normal state only when the corresponding frequencies are all alternately detected. In this case, even if noise is introduced, an abnormality can be normally determined. At this time, it is desirable to select the frequency generated by avoiding a multiple of 60Hz of commercial power.

도 7은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치에 다수의 부속기기가 연결된 실시예를 도시한다. 노이즈가 유입되더라도 상술한 바와 같이 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생시킨다면 주파수검출부(300)가 선로의 이상을 놓치지 않고 감지할 수 있고 다수의 부속기기를 사용할 경우에도 하나의 주파수발생모듈(200)로 선로의 이상을 감시할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 단락뿐만 아니라 단선도 감지하여 전원공급을 차단할 수 있다.7 shows an embodiment in which a plurality of accessory devices are connected to the DC power supply according to the present invention. Even if noise is introduced, if different frequencies are alternately generated on each line as described above, the frequency detection unit 300 can detect the abnormality of the line without missing a line, and even when a plurality of accessory devices are used, one frequency generating module 200 ) to monitor the abnormality of the line. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to cut off the power supply by detecting not only a short circuit but also a disconnection.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류전원 공급방법의 흐름도를 도시한다.8 is a flowchart illustrating a DC power supply method according to another embodiment of the present invention.

먼저, 전원공급부(100)가 부속기기에 직류전원을 공급한다(S100). 이어서, 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 소정의 주파수 신호를 발생한다(S200). 이어서, S200단계에서 생성된 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생한다(S300).First, the power supply unit 100 supplies DC power to the accessory device (S100). Next, a predetermined frequency signal is generated near the end of the line in which the accessory device is located (S200). Next, when the predetermined frequency signal generated in step S200 is detected and the line abnormality is detected, a control signal for cutting off the power supply is generated (S300).

이때, S200단계는 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것일 수 있고, S300단계는 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것일 수 있다.At this time, step S200 may be to alternately generate different frequencies in each line, and step S300 may be to generate a control signal to cut off the power supply by determining that the line is abnormal if all different frequencies are not detected alternately. have.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although described and illustrated in relation to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention above, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as such, and deviates from the scope of the technical idea. It will be appreciated that many changes and modifications may be made to the present invention without reference to the invention. Accordingly, all such suitable alterations and modifications and equivalents are to be considered as falling within the scope of the present invention.

100 : 전원공급부
200 : 주파수발생모듈
300 : 주파수검출부100: power supply
200: frequency generation module
300: frequency detection unit

Claims (4)

부속기기에 직류전원을 공급하는 전원공급부;
상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 설치되어 소정의 주파수 신호를 발생하는 주파수발생모듈; 및
상기 주파수발생모듈로부터 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 주파수검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급장치.a power supply unit for supplying DC power to accessory devices;
a frequency generating module installed near the end of the line in which the accessory device is located to generate a predetermined frequency signal; and
and a frequency detection unit that detects the predetermined frequency signal generated from the frequency generation module and generates a control signal for cutting off power supply to the power supply unit when detecting whether a line is abnormal. . 제1항에 있어서,
상기 주파수 발생모듈은 각 선로에 대하여 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고,
상기 주파수검출부는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급장치.According to claim 1,
The frequency generating module is to alternately generate different frequencies for each line,
The frequency detection unit determines that the line is abnormal when the different frequencies are not detected alternately and generates a control signal to cut off the power supply to the power supply unit. 부속기기에 직류전원을 공급하는 단계;
상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 소정의 주파수 신호를 발생하는 단계; 및
상기 주파수 신호 발생 단계에서 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급방법.supplying DC power to the accessory device;
generating a predetermined frequency signal near the end of the line in which the accessory device is located; and
and detecting the predetermined frequency signal generated in the frequency signal generating step and generating a control signal to cut off the power supply when detecting whether a line is abnormal. 제3항에 있어서,
상기 주파수 신호 발생 단계는 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고,
상기 제어신호를 발생하는 단계는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급방법.4. The method of claim 3,
The frequency signal generating step is to alternately generate different frequencies on each line,
The generating of the control signal comprises generating a control signal for cutting off the power supply by judging that the line is abnormal when all of the different frequencies are not detected alternately.
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