KR20010011174A - Uninterrupted Power Supply - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무정전 전원 공급장치(Uninterrupted Power Supply : 이하, "UPS"라 약칭함)에 관한 것으로, 특히 낙뢰에 의해 고압이 인입되어도 영향을 받지 않고 정상적으로 전원 공급이 가능토록 한 무정전 전원 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to an uninterrupted power supply (hereinafter, abbreviated as "UPS"), and more particularly, to an uninterruptible power supply that is capable of supplying power normally without being affected by a high voltage introduced by a lightning strike. will be.
일반적으로, UPS는 상용전원의 정전, 순간전압 강하, 서지, 과전압 등의 불안정한 상태에서도 필요로 하는 부하에 적합하게 중단 없이 안정된 전원을 공급하는 장치이다.In general, a UPS is a device that supplies stable power without interruption to a load required even in an unstable state such as power failure, instantaneous voltage drop, surge, and overvoltage of commercial power.
이러한 UPS는 직류를 교류로 전환시켜 정전압 정주파수의 양질 전원을 공급하는 인버터에 안정된 사인파를 인가시켜야만 양질의 전원을 획득할 수 있다.Such a UPS can obtain high-quality power only when a stable sine wave is applied to an inverter that converts direct current into alternating current and supplies high-quality power with a constant voltage and constant frequency.
첨부한 도면 도 1은 종래 무정전 전원 공급장치의 일 실시 예를 보인 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a conventional uninterruptible power supply.
도 1에 도시된 종래의 무정전 전원 공급장치는, 교류/직류 변환기(10)에서 입력 교류전원을 직류 전원으로 변환하여 인버터(20)에 인가하고, 인버터(20)의 출력 전압은 트랜스(30)를 통해 후단 부하에 인가된다. 이때 비교기(40)에서 상기 트랜스(30)의 이차측 출력 전압과 기준 전압을 비교하게 되고, 전압 비교 결과 상기 출력 전압이 기준 전압보다 높을 경우에만 상기 제어부(50)에 신호를 인가하게 된다. 그러면 제어부(50)는 상기 비교기(40)로부터 신호가 인가되는 경우에는 전압 이상으로 판단하고, 인버터(20)로 인가하는 구동신호를 증감 또는 차단함으로써, 부하에 안정적인 전원을 공급하도록 동작한다.In the conventional uninterruptible power supply shown in FIG. 1, an AC / DC converter 10 converts an input AC power into DC power and applies the same to the inverter 20, and the output voltage of the inverter 20 is converted into a transformer 30. Is applied to the downstream load via In this case, the comparator 40 compares the secondary side output voltage of the transformer 30 with a reference voltage, and applies a signal to the controller 50 only when the output voltage is higher than the reference voltage as a result of the voltage comparison. Then, when the signal is applied from the comparator 40, the controller 50 determines that the voltage is higher and operates to supply stable power to the load by increasing or decreasing the driving signal applied to the inverter 20.
그러나 이러한 종래의 무정전 전원 공급장치는, 입력 전압에 이상이 있을 경우에는 어느 정도의 안정적인 제어가 이루어져 부하에 공급되는 전원을 안정화시킬 수 있지만, 낙뢰에 의해 부하에 전원을 공급해주는 출력단에서 큰 폭의 전압 변동이 발생한 경우에는 트랜스 및 비교기 등이 파손되는 문제점을 발생하였다.However, in the conventional uninterruptible power supply, when there is an error in the input voltage, some stable control can be performed to stabilize the power supplied to the load, but a large amount of output is supplied to the load by lightning. When voltage fluctuation occurred, the transformer and comparator were damaged.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 무정전 전원 공급장치에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Therefore, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the conventional uninterruptible power supply as described above,
본 발명의 목적은, 낙뢰에 의해 고압이 인입되어도 영향을 받지 않고 정상적으로 전원 공급이 가능토록 한 무정전 전원 공급장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply device capable of supplying power normally without being affected even when a high pressure is introduced by a lightning strike.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명(장치)은,The present invention (apparatus) for achieving this object,
무정전 전원 공급 장치에 있어서,In the uninterruptible power supply,
입력되는 교류 전원을 전파 정류하여 직류 전원으로 만드는 제1정류부와;A first rectifying unit for full-wave rectifying the input AC power to make the DC power;
상기 제1정류부에서 얻어지는 직류 전원으로 구동하고 무정전 전원 공급을 위한 전체 동작을 제어하는 제어부와;A control unit which drives the DC power obtained from the first rectifying unit and controls the overall operation for supplying the uninterruptible power;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1정류부에서 얻어지는 직류 전원을 충전 전원으로 공급하는 충전부와;A charging unit for supplying the DC power obtained from the first rectifying unit to the charging power under the control of the controller;
상기 충전부에서 얻어지는 직류 전원을 충전하고 상기 입력 교류 전원이 차단된 경우 장치에 그 충전 전원을 공급해주는 복수개의 밧데리로 이루어진 밧데리부와;A battery unit comprising a plurality of batteries for charging the DC power obtained from the charging unit and supplying the charging power to the device when the input AC power is cut off;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1정류부에서 얻어지는 직류 전원을 인버팅하여 교류 전원으로 변환하는 인버터와;An inverter for inverting the DC power obtained from the first rectifying unit and converting the AC power into AC power under the control of the controller;
상기 인버터에서 얻어지는 교류 전원을 1차측으로 입력받고 그 1차측 입력 전원을 2차측으로 유도하여 장치 구동 전원을 출력하는 트랜스와;A transformer configured to receive the AC power obtained from the inverter to the primary side and guide the primary input power to the secondary side to output the device driving power;
상기 인버터와 상기 트랜스의 사이에 개재되어 낙뢰에 의해 고압이 상기 트랜스 및 인버터로 인입된 경우 이를 1차적으로 흡수하는 1차 고압 흡수부와;A first high pressure absorbing part interposed between the inverter and the transformer and primarily absorbing the high pressure into the transformer and the inverter due to lightning;
상기 1차 고압 흡수부에서 흡수하지 못한 잔여 고압을 흡수하여 인입된 고압이 장치에 영향을 주는 것을 방지하는 2차 고압 흡수부로 구성됨을 특징으로 한다.The secondary high pressure absorbing unit is configured to absorb the remaining high pressure that is not absorbed by the primary high pressure absorbing unit to prevent the high pressure introduced from affecting the device.
상기 본 발명에 의한 무정전 전원 공급 장치는, 상기 제어부의 제어에 따라 무정전 전원 공급 장치의 전원 공급 상태, 밧데리의 충전 상태 및 장치의 동작 상황을 시각적으로 표시해주는 표시부와, 상기 입력 교류 전원을 전파 정류하여 장치에서 필요로 하는 다수개의 직류 전원으로 만들어 공급해주는 제2 정류부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The uninterruptible power supply device according to the present invention includes a display unit for visually displaying a power supply state of the uninterruptible power supply device, a charge state of a battery, and an operation state of the device under control of the controller, and full-wave rectification of the input AC power. It further comprises a second rectifying unit for supplying made by supplying a plurality of DC power required by the device.
상기에서, 인버터는 풀 브리지 방식 또는 하프 브릿지 방식으로 입력되는 직류 전원을 교류 전원으로 인버팅하는 것을 특징으로 한다.In the above, the inverter is characterized in that inverting the DC power input to the AC power input in a full bridge method or a half bridge method.
상기에서, 풀 브릿지 방식으로 인버터를 구현할 경우 상기 인버터는, 상기 제어부에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작을 제어하는 제1 스위치 제어기와, 상기 제1 스위치 제어기의 제어에 의해 상기 제1정류부에서 출력되는 직류 전원을 스위칭 하는 제1 및 제2 IGBT로 이루어진 제1스위칭부와; 상기 제어부에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작을 제어하는 제2 스위치 제어기와, 상기 제2 스위치 제어기의 제어에 의해 상기 제1정류부에서 출력되는 직류 전원을 스위칭 하는 제3 및 제4 IGBT로 이루어진 제2스위칭부로 구성됨을 특징으로 한다.In the above, when the inverter is implemented in a full bridge manner, the inverter may include a first switch controller for controlling a switching operation according to a switching control signal output from the controller, and the first rectifying unit under control of the first switch controller. A first switching unit including first and second IGBTs for switching the output DC power; A second switch controller for controlling a switching operation according to a switching control signal output from the controller, and third and fourth IGBTs for switching a DC power output from the first rectifying unit under control of the second switch controller. It is characterized by consisting of a second switching unit.
또한, 상기 1차 고압 흡수부는, 낙뢰에 의해 상기 트랜스의 일차측에 고압이 발생된 경우 그 고압이 인버터 측으로 전달되는 것을 차단하는 쵸크 코일과, 상기 트랜스의 일차측에 인입된 고압을 흡수하여 접지 시키는 콘덴서로 구성됨을 특징으로 한다.The primary high pressure absorber may include a choke coil that blocks the transmission of the high pressure to the inverter side when a high pressure is generated on the primary side of the transformer due to a lightning strike, and absorbs and grounds the high pressure introduced to the primary side of the transformer. It is characterized by consisting of a capacitor to.
또한, 상기 2차 고압 흡수부는, 상기 1차 고압 흡수부에서 흡수하지 못한 잔여 고압을 흡수하는 콘덴서로 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the secondary high pressure absorbing unit is characterized in that it is composed of a condenser that absorbs the remaining high pressure that is not absorbed by the primary high pressure absorbing unit.
상기에서, 하프 브릿지 방식으로 인버터를 구현할 경우 상기 인버터는, 상기 제어부에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작을 제어하는 제3 스위치 제어기와, 상기 제3 스위치 제어기의 제어에 의해 상기 제1정류부에서 출력되는 직류 전원을 스위칭 하는 제5 및 제6 IGBT로 이루어진 제3스위칭부로 구성됨을 특징으로 한다.When the inverter is implemented in the half bridge method, the inverter includes a third switch controller for controlling a switching operation according to a switching control signal output from the controller, and the first rectifying unit under control of the third switch controller. And a third switching unit including fifth and sixth IGBTs for switching the output DC power.
도 1은 종래 무정전 전원 장치의 일 실시 예를 보인 회로도이고,1 is a circuit diagram showing an embodiment of a conventional uninterruptible power supply,
도 2는 본 발명에 의한 무정전 전원 공급장치의 일 실시 예를 보인 블록 구성도이고,Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of an uninterruptible power supply according to the present invention,
도 3은 도 2의 각부 일 실시 예를 보인 회로도이고,3 is a circuit diagram illustrating an example of each part of FIG. 2;
도 4는 본 발명에 의한 무정전 전원 공급장치의 다른 실시 예를 보인 회로도이다.Figure 4 is a circuit diagram showing another embodiment of an uninterruptible power supply according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100, 1000 : 제1 및 제2 정류부100, 1000: first and second rectifier
200 : 제어부200: control unit
300 : 충전부300: charging unit
500 : 인버터500: inverter
600 : 트랜스600: trance
700, 800 : 1차 및 2차 고압 흡수부700, 800: 1st and 2nd high pressure absorption part
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention according to the technical spirit as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 무정전 전원 공급 장치의 블록 구성도를 보인 것이다.Figure 2 shows a block diagram of an uninterruptible power supply according to the present invention.
여기서, 참조부호 100은 입력되는 교류 전원(AC 전원)을 전파 정류하여 직류 전원으로 만드는 제1정류부이고, 200은 상기 제1정류부(100)에서 얻어지는 직류 전원(DC 전원)으로 구동하고 무정전 전원 공급을 위한 전체 동작을 제어하는 제어부이며, 300은 상기 제어부(200)의 제어에 따라 상기 제1정류부(100)에서 얻어지는 직류 전원을 충전 전원으로 공급하는 충전부이며, 400은 상기 충전부(300)에서 얻어지는 직류 전원을 충전하고 상기 입력 교류 전원이 차단된 경우 장치에 그 충전 전원을 공급해주는 복수개의 밧데리로 이루어진 밧데리부이다.Here, the reference numeral 100 is a first rectifying unit for full-wave rectifying the input AC power (AC power) to make a DC power, 200 is driven by a DC power (DC power) obtained from the first rectifying unit 100 and supplies an uninterruptible power supply Control unit for controlling the overall operation for, 300 is a charging unit for supplying the DC power obtained from the first rectifying unit 100 to the charging power under the control of the control unit 200, 400 is obtained from the charging unit 300 The battery unit is configured of a plurality of batteries that charge DC power and supply the charging power to the device when the input AC power is cut off.
또한, 참조부호 500은 상기 제어부(200)의 제어에 따라 상기 제1정류부(100)에서 얻어지는 직류 전원을 인버팅하여 교류 전원으로 변환하는 인버터이고, 600은 상기 인버터(500)에서 얻어지는 교류 전원을 1차측으로 입력받고 그 1차측 입력 전원을 2차측으로 유도하여 장치 구동 전원을 공급해주는 트랜스이다.In addition, the reference numeral 500 is an inverter for converting the DC power obtained by the first rectifying unit 100 to the AC power under the control of the control unit 200, 600 is an AC power obtained from the inverter 500. It is a transformer that inputs to the primary side and induces the primary input power to the secondary side to supply the device driving power.
또한, 참조부호 700은 상기 인버터(500)와 상기 트랜스(600)의 사이에 개재되어 낙뢰에 의해 고압이 상기 트랜스(600) 및 인버터(500)로 인입된 경우 이를 1차적으로 흡수하는 1차 고압 흡수부이고, 800은 상기 1차 고압 흡수부(700)에서 흡수하지 못한 잔여 고압을 흡수하여 인입된 고압이 장치에 영향을 주는 것을 방지하는 2차 고압 흡수부이다.In addition, the reference numeral 700 is interposed between the inverter 500 and the transformer 600, the first high pressure absorbs the first when the high pressure is introduced into the transformer 600 and the inverter 500 by a lightning strike Absorption unit 800 is a secondary high pressure absorption unit that absorbs the remaining high pressure that is not absorbed by the primary high pressure absorption unit 700 to prevent the incoming high pressure to affect the device.
또한, 참조부호 900은 상기 제어부(200)의 제어에 따라 무정전 전원 공급 장치의 전원 공급 상태, 밧데리의 충전 상태 및 장치의 동작 상황을 시각적으로 표시해주는 표시부이고, 1000은 상기 입력 교류 전원을 전파 정류하여 장치에서 필요로 하는 다수개의 직류 전원(DC24V, DC12V,...,DC5V)으로 만들어 공급해주는 제2 정류부이다.In addition, the reference numeral 900 is a display unit for visually displaying the power supply state of the uninterruptible power supply, the charge state of the battery and the operation state of the device under the control of the control unit 200, 1000 is full-wave rectification of the input AC power It is a second rectifier that supplies a plurality of DC power supply (24 VDC, 12 VDC, ..., DC 5V) required by the device.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 무정전 전원 공급 장치는, 먼저 제1 정류부(100)에서 입력되는 교류 전원(AC)을 브릿지 다이오드(D1 ~ D4)로 전파 정류하여 직류 전원(DC)을 만들어 상기 제어부(200), 충전부(300), 인버터(500)에 공급해준다.In the uninterruptible power supply according to the present invention configured as described above, the AC power AC input from the first rectifying unit 100 is first rectified by bridge diodes D1 to D4 to generate DC power DC to control the control unit ( 200), the charging unit 300, and supplies to the inverter 500.
상기 제어부(200)는 구동 전원이 공급되면 초기화 동작을 수행하고, 초기화 동작이 수행 완료된 경우에는 충전부(300)의 충전을 제어하게 되고, 인버터(500)의 인버팅 동작을 위한 스위칭 제어신호를 발생하게 되며, 장치 동작중에는 각 장치의 동작 상태 및 충전 상태 등을 표시하기 위해서 표시부(900)를 컨트롤하며, 또한 제2 정류부(1000)를 제어한다.The controller 200 performs an initialization operation when the driving power is supplied, and controls the charging of the charging unit 300 when the initialization operation is completed, and generates a switching control signal for the inverting operation of the inverter 500. During the operation of the device, the display unit 900 is controlled to display the operation state and the charging state of each device, and the second rectifier 1000 is also controlled.
다음으로, 상기 충전부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 다이오드 및 게이트 소자로 이루어져 상기 제어부(200)에서 얻어지는 충전 제어신호에 따라 상기 다수개의 게이트 소자가 제어되며, 그 게이트 소자의 제어에 따라 다수개의 다이오드를 통한 직류 전원을 밧데리부(400)에 충전 전원으로 공급한다.Next, the charging unit 300 is composed of a plurality of diodes and gate elements as shown in Figure 3 the plurality of gate elements are controlled according to the charge control signal obtained from the control unit 200, the control of the gate element According to the supply of DC power through a plurality of diodes to the battery unit 400 as a charging power.
그러면 밧데리부(400)는 상기 충전부(300)에서 공급되는 직류 전원을 내부의 다수개의 밧데리에 각각 충전을 하게되며, 상기 입력 교류 전원이 공급이 차단될 경우 그 밧데리에 충전된 전원을 장치에 공급해 준다.Then, the battery unit 400 charges each of a plurality of batteries inside the DC power supplied from the charging unit 300. When the input AC power is cut off, the battery 400 supplies the charged power to the device. give.
다음으로, 상기 인버터(500)는 상기 제어부(200)의 제어에 따라 스위칭이 제어되어 입력되는 직류 전원을 교류 전원으로 인버팅 하게 되는데, 여기서 인버터는 용량에 따라 풀 브릿지 방식과 하프 브릿지 방식으로 대별되게 구현할 수 있다.Next, the inverter 500 is switched under the control of the control unit 200 to invert the DC power input to the AC power, where the inverter is divided into full bridge method and half bridge method according to the capacity Can be implemented.
도 3에 도시된 인버터(500)는 대용량(5KW이상) 무정전 공급장치의 구성으로서, 이 경우에는 풀 브릿지 방식의 인버터가 구비된다.Inverter 500 shown in Figure 3 is a configuration of a large capacity (5KW or more) uninterruptible power supply, in this case is provided with a full bridge inverter.
그 구성을 살펴보면, 상기 제어부(200)의 제어에 따라 스위칭 제어신호를 발생하는 제1 스위치 제어기(510)와, 상기 제1 스위치 제어기(510)의 제어에 의해 상기 제1정류부(100)에서 출력되는 직류 전원을 스위칭 하는 제1 및 제2 IGBT(521)(522)로 이루어진 제1스위칭부(520)와; 상기 제어부(200)에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작을 제어하는 제2 스위치 제어기(530)와, 상기 제2 스위치 제어기(530)의 제어에 의해 상기 제1정류부(100)에서 출력되는 직류 전원을 스위칭 하는 제3 및 제4 IGBT(541)(542)로 이루어진 제2스위칭부(540)로 구성된다.Looking at the configuration, the first switch controller 510 for generating a switching control signal under the control of the control unit 200 and the output from the first rectifying unit 100 under the control of the first switch controller 510 A first switching unit 520 including first and second IGBTs 521 and 522 for switching a DC power source; A second switch controller 530 for controlling a switching operation according to a switching control signal output from the controller 200, and a direct current output from the first rectifying unit 100 under the control of the second switch controller 530. The second switching unit 540 includes a third and fourth IGBTs 541 and 542 for switching a power source.
이와 같이 구성된 인버터(500)는 먼저 제1스위치 제어기(510)의 동작에 의해 제1스위칭부(520)의 상측 IGBT인 제1IGBT(521)가 턴-온되면, 하측 IGBT인 제2IGBT(522)는 턴-오프되는 방식으로 스위칭이 제어된다.The inverter 500 configured as described above first turns on the first IGBT 521 of the upper IGBT of the first switching unit 520 by the operation of the first switch controller 510, and then the second IGBT 522 of the lower IGBT. The switching is controlled in such a way that it is turned off.
반대로, 상기 제1스위치 제어기(510)의 동작에 의해 제1스위칭부(520)의 상측 IGBT인 제1IGBT(521)가 턴-오프되면, 하측 IGBT인 제2IGBT(522)는 턴-온되는 방식으로 스위칭이 제어된다.On the contrary, when the first IGBT 521 that is the upper IGBT of the first switching unit 520 is turned off by the operation of the first switch controller 510, the second IGBT 522 that is the lower IGBT is turned on. Switching is controlled.
한편, 제2스위치 제어기(530)의 동작에 의해 제2스위칭부(540)의 상측 IGBT인 제3IGBT(541)가 턴-오프되면, 하측 IGBT인 제4IGBT(542)는 턴-온되는 방식으로 스위칭이 제어된다.Meanwhile, when the third IGBT 541 that is the upper IGBT of the second switching unit 540 is turned off by the operation of the second switch controller 530, the fourth IGBT 542 that is the lower IGBT is turned on. Switching is controlled.
반대로, 상기 제2스위치 제어기(530)의 동작에 의해 제2스위칭부(540)의 상측 IGBT인 제3IGBT(541)가 턴-온되면, 하측 IGBT인 제4IGBT(542)는 턴-오프는 방식으로 스위칭이 제어된다.On the contrary, when the third IGBT 541 that is the upper IGBT of the second switching unit 540 is turned on by the operation of the second switch controller 530, the fourth IGBT 542 that is the lower IGBT is turned off. Switching is controlled.
아울러 입력되는 직류 전원을 인버팅 하여 교류 전원으로 만들기 위해서는, 제1스위칭부(520)의 제1IGBT(521)가 턴-온되면, 제2스위칭부(540)의 제4IGBT(542)가 턴-온되며, 마찬가지로 상기 제1스위칭부(520)의 제2IGBT(522)가 턴-온되면, 상기 제2스위칭부(540)의 제3IGBT(541)가 턴-온되는 방식으로 전체 IGBT의 구동이 제어되어 입력되는 직류 전원을 교류 전원으로 인버팅 하게 된다.In addition, in order to convert the input DC power into AC power, when the first IGBT 521 of the first switching unit 520 is turned on, the fourth IGBT 542 of the second switching unit 540 is turned on. When the second IGBT 522 of the first switching unit 520 is turned on, the driving of the entire IGBT is turned on in such a manner that the third IGBT 541 of the second switching unit 540 is turned on. Inverted DC power to be controlled is converted to AC power.
다음으로, 상기 인버터(500)에서 출력되는 교류 전원은 트랜스(600)의 일차측으로 입력되며, 상기 트랜스(600)는 일차측으로 교류 전원이 입력되며 이를 2차측으로 유도하여 장치 내측에 구동 전원을 공급해주게 된다.Next, the AC power output from the inverter 500 is input to the primary side of the transformer 600, the transformer 600 is supplied with AC power to the primary side and guides it to the secondary side to supply the driving power to the inside of the device. You will.
아울러 제2 정류부(1000)는 상기 제어부(200)의 제어에 따라 상기 입력되는 교류 전원을 다수개의 정류 소자로 각각 정류한 후, 장치에서 필요로 하는 직류 전원(예를 들어, DC24V, DC12V,...등등)을 만들어 장치에 공급해 주게 된다.In addition, the second rectifying unit 1000 rectifies the input AC power by a plurality of rectifying elements under the control of the control unit 200, and then the DC power required by the device (eg, DC24V, DC12V,. ... and so on) and supply it to the device.
이렇게 동작하는 본 발명에 의한 무정전 전원 공급 장치에 있어서, 만약 낙뢰 등이 발생하게 되면 트랜스(600)의 일차측으로 고압이 인입된다.In the uninterruptible power supply according to the present invention operating as described above, if a lightning strike or the like occurs, a high pressure is introduced into the primary side of the transformer 600.
종래에는 이렇게 인입되는 고압을 제거하는 기능이 없어 낙뢰시 장치가 파손되는 문제점을 발생하였다.Conventionally, there is no function of removing the high pressure introduced in this way has caused a problem that the device is damaged during lightning.
그러나 본 발명은, 낙뢰에 의해 고압이 트랜스(600)의 일차측으로 인입되면, 1차 고압 흡수부(700)에 의해 상기 트랜스(600)의 일차측으로 인입되는 고압을 흡수하여 접지로 바이패스 시키게 된다.However, in the present invention, when the high pressure is drawn to the primary side of the transformer 600 by lightning, the high pressure absorbed by the primary high pressure absorber 700 to the primary side of the transformer 600 is absorbed and bypassed to the ground. .
여기서, 1차 고압 흡수부(700)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 낙뢰에 의해 상기 트랜스(600)의 일차측에 고압이 발생된 경우 그 고압이 인버터(500)측으로 전달되는 것을 차단하는 쵸크 코일(CH1)과, 상기 트랜스(600)의 일차측에 인입된 고압을 흡수하여 접지 시키는 콘덴서(C3)로 구성된다.Here, the primary high pressure absorbing unit 700, as shown in Figure 3, when the high pressure is generated on the primary side of the transformer 600 by lightning strikes to block the high pressure is transmitted to the inverter 500 side It consists of the choke coil CH1 and the capacitor C3 which absorbs and grounds the high voltage drawn in the primary side of the said transformer 600.
이렇게 구성된 1차 고압 흡수부(700)는 낙뢰에 의해 고압이 트랜스(600)의 일차측으로 인입되면, 상기 1차 고압 흡수부(700)내의 쵸크 코일(CH1)은 인입된 고압이 인버터(500)로 전달되어 인버터(500)가 파손되는 것을 일차적으로 차단하게 되며, 콘덴서(C3)는 상기 트랜스(600)의 일차측으로 인입된 고압을 흡수하여 접지로 바이패스 시키게 된다.When the high pressure absorbing part 700 configured as described above has the high pressure drawn to the primary side of the transformer 600 by lightning, the choke coil CH1 in the primary high pressure absorbing part 700 has the high pressure introduced by the inverter 500. It is transmitted to the first to block the damage to the inverter 500, the capacitor (C3) is to absorb the high pressure drawn into the primary side of the transformer 600 to bypass the ground.
이렇게 함으로써 낙뢰에 의해 고압이 인입된 경우에도 장치가 파손되는 것을 방지하면서 안정적으로 전원을 공급해 줄 수 있다.In this way, even when a high pressure is introduced by a lightning strike, it is possible to stably supply power while preventing the device from being damaged.
만약, 낙뢰에 의해 인입된 고압이 워낙 높아서 상기 1차 고압 흡수부(700)에서 이를 다 흡수하지 못하는 경우도 발생하게 되는데, 이럴 경우에는 2차 고압 흡수부(800)에서 상기 1차 고압 흡수부(700)에서 다 흡수하지 못한 잔여 고압을 흡수하게 된다.If the high pressure introduced by the lightning strike is too high, the primary high pressure absorbing unit 700 may not be able to absorb all of them. In this case, the secondary high pressure absorbing unit 800 may detect the primary high pressure absorbing unit. At 700, the remaining high pressure is not absorbed.
여기서, 상기 2차 고압 흡수부(800)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 1차 고압 흡수부(700)에서 흡수하지 못한 잔여 고압을 흡수하는 콘덴서(C1)로 구성되어, 상기 1차 고압 흡수부(700)내의 콘덴서(C3)에서 낙뢰에 인입된 고압을 다 흡수하지 못한 경우에는 잔여 고압을 콘덴서(C1)에서 흡수하게 되므로, 낙뢰에 장치가 파손되는 것을 방지함과 아울러 무척 안정적으로 전원을 공급해주게 되는 것이다.Here, the secondary high pressure absorbing unit 800, as shown in Figure 3, is composed of a capacitor (C1) for absorbing the remaining high pressure that is not absorbed in the primary high pressure absorbing unit 700, the primary When the capacitor C3 in the high pressure absorbing part 700 does not absorb all of the high pressure introduced into the lightning, the remaining high pressure is absorbed by the condenser C1, thereby preventing the device from being damaged by the lightning and making it very stable. It will supply power.
도 4는 본 발명에 의한 무정전 전원 공급 장치의 다른 실시 예를 보인 회로도이다.4 is a circuit diagram showing another embodiment of an uninterruptible power supply according to the present invention.
도 3과의 차이점은 도 4에 구현된 무정전 전원 공급 장치는, 5KW이하의 소용량 전원 공급 장치이며, 상기 인버터(500)가 하프 브릿지 방식으로 구현된 것이다.The difference from FIG. 3 is that the uninterruptible power supply of FIG. 4 is a small capacity power supply of 5KW or less, and the inverter 500 is implemented in a half bridge method.
또한, 2차 고압 흡수부(800)에 고압 흡수용 콘덴서를 하나더 추가한 경우이며, 제2 정류부(1000)에서 도 3과 같이 다수개의 직류 전원을 만들어 장치에 공급해줌은 물론, 부가적인 기능으로 도 3의 충전부(300)의 역할을 대신한다.In addition, the second high-pressure absorbing unit 800 is a case where one additional high-pressure absorbing capacitor is added, and the second rectifier 1000, as shown in Figure 3 to make a plurality of DC power supply to the device, as well as additional functions In place of the role of the charging unit 300 of FIG.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저 충전 동작에 있어서, 상기 제2 정류부(1000)에서 입력되는 교류 전원을 전파 정류하여 직류 전원으로 만들고, 이를 밧데리부(400)내의 다수개의 밧데리에 공급해주어 밧데리를 충전하게 된다. 상기 제2 정류부(1000)의 그 이외의 작용은 도 3의 제2 정류부(1000)의 동작과 동일하다.In more detail, first, in the charging operation, the AC power input from the second rectifier 1000 is full-wave rectified to make a DC power, and the batteries are supplied to a plurality of batteries in the battery unit 400. Will charge. The other action of the second rectifier 1000 is the same as the operation of the second rectifier 1000 of FIG. 3.
그리고, 인버터(500)는 하프 브릿지 방식으로 구현되면, 그 구성은, 상기 제어부(200)에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작을 제어하는 제3 스위치 제어기(550)와, 상기 제3 스위치 제어기(550)의 제어에 의해 상기 제1정류부(100)에서 출력되는 직류 전원을 스위칭 하는 제5 및 제6 IGBT(561)(562)로 구성된다.When the inverter 500 is implemented in a half bridge method, the configuration may include a third switch controller 550 for controlling a switching operation according to a switching control signal output from the controller 200, and the third switch controller. The control unit 550 includes fifth and sixth IGBTs 561 and 562 for switching the DC power output from the first rectifying unit 100.
이와 같이 구성된 하프 브릿지 방식의 인버터(500)는, 먼저 상기 제어부(200)에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 제3스위치 제어기(550)는 스위칭 제어 신호를 발생하여 제3스위칭부(560)내의 제5 및 제6 IGBT(561)(562)를 제어한다.In the half bridge type inverter 500 configured as described above, the third switch controller 550 generates a switching control signal in response to the switching control signal output from the controller 200. The fifth and sixth IGBTs 561 and 562 are controlled.
즉, 제3스위치 제어기(550)의 동작에 의해 제3스위칭부(560)의 상측 IGBT인 제5IGBT(561)가 턴-온되면, 하측 IGBT인 제6IGBT(562)는 턴-오프되는 방식으로 스위칭이 제어된다.That is, when the fifth IGBT 561 that is the upper IGBT of the third switching unit 560 is turned on by the operation of the third switch controller 550, the sixth IGBT 562 that is the lower IGBT is turned off. Switching is controlled.
반대로, 상기 제3스위치 제어기(550)의 동작에 의해 제3스위칭부(560)의 상측 IGBT인 제5IGBT(561)가 턴-오프되면, 하측 IGBT인 제6IGBT(562)는 턴-온되는 방식으로 스위칭이 제어된다.On the contrary, when the fifth IGBT 561 that is the upper IGBT of the third switching unit 560 is turned off by the operation of the third switch controller 550, the sixth IGBT 562 that is the lower IGBT is turned on. Switching is controlled.
따라서 상, 하측 IGBT가 교번으로 빠르게 스위칭 동작을 반복함으로써 입력되는 직류 전원을 사인파 형태의 교류 전원으로 인버팅 하게 되는 것이다.Therefore, the upper and lower IGBTs alternately rapidly switch operation to invert the DC power input to the sinusoidal AC power.
다음으로, 1차 고압 흡수부(700)의 동작은 도 3의 1차 고압 흡수부(700)의 동작과 동일하며, 2차 고압 흡수부(800)는 상기 1차 고압 흡수부(700)에서 미쳐 다 흡수하지 못한 잔여 고압을 흡수하는 기능은 주지한 도 3의 2차 고압 흡수부(8000)의 동작과 동일하나, 그 구성에 있어서 콘덴서가 두 개(C1)(C2)로 구성되어, 신속하게 상기 잔여 고압을 흡수하게 된다.Next, the operation of the primary high pressure absorber 700 is the same as the operation of the primary high pressure absorber 700 of FIG. 3, and the secondary high pressure absorber 800 is operated in the primary high pressure absorber 700. The function of absorbing the remaining high pressure that has not been absorbed is the same as the operation of the secondary high pressure absorbing unit 8000 of FIG. 3, but in the configuration, the capacitor is composed of two (C1) and (C2), To absorb the residual high pressure.
즉, 소용량 무정전 전원 공급 장치는 대용량에 비해 장치를 구성하는 소자의 용량이 상대적으로 작아서, 고압에 매우 민감하게 작용한다. 다시 말해 대용량 무정전 전원 공급 장치에 비해 장치의 구성 소자가 하드웨어적으로 약하다. 따라서 작은 고압에서도 장치가 파손되는 경우가 자주 발생하게 되는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 2차 고압 흡수부(800)는 콘덴서를 두 개(C1,C2) 사용하여 1차 고압 흡수부(700)에서 미쳐 흡수하지 못한 잔여 고압을 신속하게 흡수한다. 이러한 기능으로 낙뢰에 의해 고압이 인입된 경우에도 안정적으로 전원을 공급해 줄 수 있게 되는 것이다.That is, the small capacity uninterruptible power supply has a relatively small capacity of the elements constituting the device as compared with a large capacity, and therefore acts very sensitive to high pressure. In other words, the components of the device are weak in hardware compared to large uninterruptible power supplies. Therefore, the device is often broken even at a small high pressure. To solve this problem, the secondary high pressure absorber 800 uses two capacitors C1 and C2 in the primary high pressure absorber 700. Quickly absorbs residual high pressure that could not be absorbed. With this function, it is possible to stably supply power even when high voltage is drawn by lightning.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 낙뢰에 의해 고압이 인입된 경우에도 이를 흡수하여 제거할 수 있으므로, 낙뢰시에도 끊임없이 안정적으로 전원을 공급해 줄 수 있는 이점이 있다.According to the present invention described above, even when the high pressure is drawn by the lightning strike it can be absorbed and removed, there is an advantage that can provide a stable and continuous power supply even during a lightning strike.
또한, 대용량에서는 인버터를 풀 브릿지 방식으로 구현하고, 소용량에서는 하프 브릿지 방식으로 구현함으로써, 용량에 대응하게 무정전 전원 공급 장치를 구현해 줄 수 있는 효과가 있으며, 또한 직류 전원을 스위칭 하는 소자로써 IGBT를 사용하므로 써 불안정한 전압에서도 소자의 파손 없이 전원을 공급해 줄 수 있는 이점이 있다.In addition, the inverter is implemented in a full bridge method at a large capacity and a half bridge method at a small capacity, and thus an uninterruptible power supply device can be implemented according to the capacity. Also, an IGBT is used as a device to switch DC power. Therefore, there is an advantage that can supply power even without unstable voltage without damaging the device.
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