KR20220108430A - 이동형 비상전원장치 - Google Patents

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KR20220108430A
KR20220108430A KR1020210011427A KR20210011427A KR20220108430A KR 20220108430 A KR20220108430 A KR 20220108430A KR 1020210011427 A KR1020210011427 A KR 1020210011427A KR 20210011427 A KR20210011427 A KR 20210011427A KR 20220108430 A KR20220108430 A KR 20220108430A
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박종복
김규원
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충청대학교 산학협력단
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Abstract

개시되는 이동형 비상전원장치는, 외부의 전력 생산 수단으로부터 외부전력을 입력받는 입력부; 저장전력이 저장되는 배터리; 출력전력이 출력되는 출력부; 및 상기 외부전력 또는 상기 저장전력을 이용하여 상기 출력부에 상기 출력전력을 제공하는 관리부;를 포함한다.

Description

이동형 비상전원장치{Movable Emergency Power Apparatus}
본 발명(Disclosure)은, 이동형 비상전원장치에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명(Disclosure)은, 한전계통전력을 사용할 수 없는 장소 및 공간에서 다양한 전원소스를 제공할 수 있으며, 다양한 외부전력으로 충전 가능한 이동형 비상전원장치에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
최근에 이전에는 경험하지 못했던 대형 태풍이나 국지성 폭우 및 폭설과 같은 기상 기후에 따른 자연 재해 발생 빈도가 높아지고 있다. 이러한 재해 현장에서는, 거주민들이 수 시간에서 수 일 동안 고립되어 구조를 기다리는 긴박한 상황이 발생하기도 한다.
또한 최근에는 캠핑 또는 글램핑을 즐기는 사람들이 늘어나고 있는 추세이다. 이에 따라 다양한 기능의 관련 장비들이 판매되고 있다.
전자 제품의 성능 및 기능이 대폭 향상됨에 따라, 실외에서도 가정과 마찬가지의 생활을 하기에 큰 어려움이 없다.
전술한 바와 같이 재해 현장에서 고립된 상황이나, 야외 생활을 즐기는 상황에서 가장 중요한 에너지원은 바로 전력이다.
전력이 없으면 기본적인 생존이 어렵다고 할 정도로 현재의 우리는 거의 대부분의 생활을 전자제품과 함께한다.
이러한 기기들에 전력을 공급하기 위해서는, 근방에 한전계통전력이 공급되어야 한다.
그러나 예기치 못한 고립상태, 또는 야외 생활에서는 이러한 한전계통전력을 공급받기 어렵거나, 다양한 전자기기를 사용해야 하는 장소의 지근거리에서 한전계통전력을 공급받기 어려운 상황이 많다.
1. 한국등록특허공보 제10-2203941호
본 발명(Disclosure)은, 한전계통전력을 사용할 수 없는 장소 및 공간에서 다양한 전원소스를 제공할 수 있으며, 다양한 외부전력으로 충전 가능한 이동형 비상전원장치의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 이동형 비상전원장치는, 외부의 전력 생산 수단으로부터 외부전력을 입력받는 입력부; 저장전력이 저장되는 배터리; 출력전력이 출력되는 출력부; 및 상기 외부전력 또는 상기 저장전력을 이용하여 상기 출력부에 상기 출력전력을 제공하는 관리부;를 포함한다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이동형 비상전원장치에서, 상기 외부전력은, 220V 교류전력인 상용전력 및 직류전력을 포함하고, 상기 관리부는, 상기 상용전력을 직류로 변환하는 AC/DC 변환장치 및 상기 직류전력의 전압을 변환하는 DC/DC 변환장치;를 가질 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이동형 비상전원장치에서 상기 관리부는, 상기 상용전력을 상기 출력부로 바이패스 시키거나 또는 상기 AC/DC 변환장치로 전송하는 교류전력 분배기;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이동형 비상전원장치에서 상기 출력부는, 상기 관리부를 통하여 상기 저장전력을 전송받아 상기 상용전력으로 변환하는 인버터; 및 상기 교류전력 분배기로부터 전송된 상기 상용전력과 상기 인버터에서 변환된 상기 상용전력 중 어느 하나를 선택하는 상용전력 선택기;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이동형 비상전원장치에서 상기 배터리는, 상기 저장전력의 잔량의 측정하는 잔량 측정기;를 포함하고, 상기 교류전력 분배기 및 상기 상용전력 선택기는 상기 잔량 측정기에서 측정된 상기 저장전력의 잔량에 따라 작동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 교류 및 직류전력을 자유롭게 외부전력으로 사용함으로써, 다양한 환경에 대한 활용도가 높다.
본 발명에 따르면, 배터리 잔량에 따라 외부전력 및 저장전력을 선택하여 출력하므로, 배터리 관리를 자동화 하였다.
본 발명에 따르면, 교류전력 분배기를 이용함으로써, 교류전력을 사용한 전자기기 사용시 배터리 충전과 출력전력 사용을 동시에 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동형 비상전원장치의 제1 실시형태를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이동형 비상전원장치의 제2 실시형태를 보인 도면.
이하, 본 발명에 따른 이동형 비상전원장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이동형 비상전원장치의 제1 실시형태를 보인 도면이다.
도 1을 참조하면 본 실시형태에 따른 이동형 비상전원장치는, 입력부(100), 배터리(200), 출력부(300) 및 관리부(400)를 포함한다.
입력부(100)는 외부의 전력 생산 수단(1)으로부터 외부전력(11,12)을 입력 받는다.
외부의 전력 생산 수단(1)은 태양광, 풍력 및 소형 수력 또는 다앙한 연료를 이용한 발전기를 포함할 수 있다.
또한 외부전력(11,12)은 한전계통전력인 220V 교류를 사용하는 상용전력(11) 또는 직류전력(12)일 수 있다.
배터리(200)는 저장전력이 저장되며 저장전력은 상술한 외부전력(11,12)으로부터 변환된다.
출력부(300)는 출력전력(20)이 출력되며, 출력전력(20)은, 상용전력 또는 다양한 전압의 직류전력일 수 있다.
관리부(400)는 외부전력(11,12) 또는 저장전력을 이용하여 출력부(300)에 출력전력(20)을 제공한다.
이에 따라 본 실시형태에 따른 이동형 비상전원장치는, 교류 또는 직류전력을 모두 이용하여 배터리를 충전할 수 있으며, 또한 교류 또는 직류전력을 출력함으로써, 다양한 전자기기를 사용할 수 있다.
또한 최근 시설확충이 활발해지고 있는 태양광 또는 풍력발전 장치로부터 외부전력(11,12)을 공급받을 수 있기 때문에, 친환경적이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동형 비상전원장치의 제2 실시형태를 보인 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 이동형 비상전원장치는, 입력부(100), 배터리(200), 출력부(300) 및 관리부(400)를 포함하는 것은 도 1의 제1 실시형태와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태에 따른 이동형 비상전원장치에서, 외부전력(11,12)은 220V 교류전력인 상용전력(11) 및 직류전력(12)을 포함하고, 이때 관리부(400)는, 상용전력(11)을 직류로 변환하는 AC/DC 변환장치(410) 및 직류전력(12)의 전압을 변환하는 DC/DC 변환장치(420)를 가진다.
배터리(200)는, 바람직하게는, 리튬 인산철 배터리이며 4셀(cell) 직렬로 구성된다.
우선 AC/DC 변환장치(410) 상용전력(11)을 직류전력(12)으로 변환하여 배터리(200)에 저장 가능하도록 한다.
또한 DC/DC 변환장치(420)는 다양한 전압의 직류전력(12)을 배터리(200)에 저장하기 쉽도록 변압한다.
본 실시형태에 따른 이동형 비상전원장치에서, 관리부(400)는, 상용전력(11)을 출력부(300)로 바이패스 시키거나 또는 AC/DC 변환장치(410)로 전송하는 교류전력 분배기(430)를 더 포함할 수 있다.
상용전력(11)은 이미 대부분의 가전제품에서 사용하는 일반적인 전력형태이다. 따라서 상용전력(11)이 외부전력으로 입력되고, 이때 상용전력(11)을 사용하는 전자기기를 사용해야 할 경우에는 별도의 전력변환과정을 거칠 필요 없이 곧바로 출력부(300)로 전송되어 기기에 전력원으로써 사용되는 것이 바람직하다.
교류전력 분배기는 상용전력(11)으로 작동하는 전자기기를 사용할 때, 외부전력(11,12)으로 공급되는 상용전력(11)을 곧바로 사용할 수 있도록 함으로써, 본 이동형 비상전원장치를 전력 분배기 또는 중계기로 사용할 수도 있다.
이때 출력부는 다수의 상용전력 콘센트를 구비하는 것은 물론이다.
또한 본 실시형태에 따른 이동형 비상전원장치는, 상용전력으로 작동하는 전자기기 사용여부를 사용자가 직접 입력할 수 있는 입력부(미도시)를 가지거나, 또는 상용전원이 출력되는 출력부(300)의 단자의 접속여부를 감지하는 감지기(미도시)를 포함할 수 도 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 이동형 비상전원장치에서 출력부(300)는, 관리부(400)를 통하여 저장전력을 전송받아 상용전력(11)으로 변환하는 인버터(310) 및 교류전력 분배기(430)로부터 전송된 상용전력(11)과 인버터(310)에서 변환된 상용전력(11)중 어느 하나를 선택하는 상용전력 선택기(320)를 포함할 수 있다.
인버터(310)는 직류전력을 상용전력(11)으로 변환시키는 필수적 장치이다.
그런데 상술한 바와 같이 외부전력(11,12)으로 상용전력(11)이 입력되면 이를 직접 사용할 수도 있다. 상용전력 선택기(320)는 이 둘 중 어느 하나를 선택하게 함으로써, 상황에 따라 배터리의 저장전력 소모를 방지할 수 있다.
이때 배터리는, 저장전력의 잔량의 측정하는 잔량 측정기(210)를 포함하는 것이 바람직하며, 이에 따라 교류전력 분배기(430) 및 상용전력 선택기(320)는 잔량 측정기(210)에서 측정된 저장전력의 잔량에 따라 작동할 수 있다 .
즉 배터리(200)에 저장된 저장전력이 많지 않을 경우, 우선 교류전력 분배기에서 AC/DC 변환장치(410)로 전송되는 상용전력(11)의 비율을 높이거나 또는 상용전력 선택기(320)에 공급되는 상용전력(11)을 차단할 수 있다 .
이에 따라 배터리(200)를 우선 충전하거나, 또는 상용전력(11)으로 작동하는 전자기기를 사용하는 동안 배터리를 동시에 충전할 수도 있다 .
또한, 배터리에 저장된 저장전력이 많지 않으면, 상용전력 선택기(320)에서 외부전력(11,12)으로 입력된 상용전력(11)을 사용하게 함으로써 배터리(200)의 저장전력소모를 줄일 수 있다.
잔량 측정기(210)에서 측정된 저장전력의 잔량에 따른 교류전력 분배기(430) 및 상용전력 선택기(320)의 작동은 서로 동기화됨으로써, 배터리(200)의 저장전력 소모최소화 및 충전을 동시에 수행할 수 있다.
이때 출력부(300)는, 상용전력(11)으로 작동하는 전자기기가 사용하는 전력을 감지하는 상용전력 사용량 감지기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
이에 따라 상용전력 사용량을 감지하고, 배터리(200)의 저장전력의 잔량정보를 기반으로하여, 외부전력(11,12)으로 입력된 상용전력(11)을 우선 배터리 충전에 사용할지 또는 우선 전자기기 사용을 위히 출력부(300)로 전송할지의 우선순위를 결정할 수 있다.
상용전력(11)으로 작동하는 전자기기를 많이 사용할 때는 우선 전자기기를 운영해야 하니 외부전력(11,12)으로 공급된 사용전력을 출력부로 우선 전송하는 것이 바람직하다.
그러나 상용전력(11)으로 작동하는 전자기기의 수가 적거나 사용전력량이 적으면, 필요한 최소한의 상용전력만 출력부로 전송하여 즉시 사용하고, 나며지는 배터리(200) 충전에 사용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 외부의 전력 생산 수단으로부터 외부전력을 입력받는 입력부;
    저장전력이 저장되는 배터리;
    출력전력이 출력되는 출력부; 및
    상기 외부전력 또는 상기 저장전력을 이용하여 상기 출력부에 상기 출력전력을 제공하는 관리부;를 포함하는 이동형 비상전원장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부전력은,
    220V 교류전력인 상용전력 및 직류전력을 포함하고,
    상기 관리부는,
    상기 상용전력을 직류로 변환하는 AC/DC 변환장치 및 상기 직류전력의 전압을 변환하는 DC/DC 변환장치;를 가지는 이동형 비상전원장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 관리부는, 상기 상용전력을 상기 출력부로 바이패스 시키거나 또는 상기 AC/DC 변환장치로 전송하는 교류전력 분배기;를 더 포함하는 이동형 비상전원장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 출력부는, 상기 관리부를 통하여 상기 저장전력을 전송받아 상기 상용전력으로 변환하는 인버터; 및 상기 교류전력 분배기로부터 전송된 상기 상용전력과 상기 인버터에서 변환된 상기 상용전력 중 어느 하나를 선택하는 상용전력 선택기;를 포함하는 이동형 비상전원장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배터리는,
    상기 저장전력의 잔량의 측정하는 잔량 측정기;를 포함하고,
    상기 교류전력 분배기 및 상기 상용전력 선택기는 상기 잔량 측정기에서 측정된 상기 저장전력의 잔량에 따라 작동하는 이동형 비상전원장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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