KR200186662Y1 - A non-electrostatic electric power apparatus - Google Patents
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Abstract
본 고안은 무정전 전원장치에 관한 것으로, 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시키는 정류부를 통해 공급되는 DC전원을 배터리에 충전하는 충전변환부와,The present invention relates to an uninterruptible power supply, and a charge conversion unit for charging the battery to the DC power supplied through the rectifier for converting the input AC power into DC power, and
상기 정류부로부터 공급되는 DC전원을 정격전압으로 승압하는 승압변환부와,A boost converter converting the DC power supplied from the rectifier into a rated voltage;
상기의 승압변환부를 경유하여 공급되는 입력전압을 역변환하여 양질의 안정된 교류전원으로 출력하는 인버터부들로 구성함으로써,By inverting the input voltage supplied through the step-up conversion unit by the inverter unit for outputting a stable AC power of good quality,
입력되는 교류전원을 정류부에서 직류전원으로 변환하여 충전변환부로 공급하여 배터리에 각각 전원을 충전시키도록 하는 동시에, 승압변환부로 공급하여 다시 DC 800V 정도의 큰 전압으로 증폭시킨 후 인버터부를 거쳐 안정된 교류전원으로 출력하도록 함으로서 IGBT에 의한 순시전압 제어방식인 정현파 펄스폭 변조 방식으로 소형, 정밀화된 반도체소자에 전원공급의 불안정을 없애면서 부하기기의 오동작이나 데이터의 손실 및 파손으로 인한 피해를 없애도록 한 것이다.The AC power input is converted from the rectifier to DC power and supplied to the charging converter to charge the battery respectively.Then, it is supplied to the boost converter and amplified to a large voltage of about DC 800V. The sine wave pulse width modulation method, which is the instantaneous voltage control method by IGBT, eliminates the instability of the power supply to the small and precise semiconductor device while eliminating the damage caused by the malfunction of the load device or the loss or damage of data. .
Description
본 고안은 무정전 전원장치에 관한 것으로, 특히 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transitor)에 의한 순시전압 제어방식인 정현파 펄스폭 변조(Sine Wave Pulse Width Modulation) 방식으로 소형, 정밀화된 반도체소자에 전원공급의 불안정을 없애면서 부하기기의 오동작이나 데이터의 손실 및 파손으로 인한 피해를 없애도록 한 무정전 전원장치에 관한 것이다.The present invention relates to an uninterruptible power supply. In particular, the sine wave pulse width modulation method, which is an instantaneous voltage control method using an insulated gate bipolar transistor (IGBT), is used to reduce the instability of power supply to a small and precise semiconductor device. The present invention relates to an uninterruptible power supply which eliminates damage caused by a malfunction of a load device, loss of data, or damage.
일반적으로 많이 사용하는 소형, 정밀화된 반도체 소자를 이용한 컴퓨터와 같은 전자제품이나 통신기기 등의 경우에는 전원이 계속 공급되도록 하기 위하여 무정전 전원 공급장치를 설치하여 전압 및 주파수의 변동, 순시전압강하, 서지, 순간적인 정전 등의 전원 공급상의 불안정으로 인한 기기의 오동작이나 데이터의 유실을 방지하고 있다.In the case of electronic products such as computers and communication devices using small and precision semiconductor devices that are commonly used, an uninterruptible power supply is installed to continuously supply power, such as voltage and frequency variation, instantaneous voltage drop, and surge. This prevents equipment malfunction or data loss due to power supply instability such as instantaneous power failure.
그리고 종래의 무정전 전원 공급장치는 도 1에 도시한 것과 같이 DC스위치형이 제안되어 사용되고 있는 바,In addition, the conventional uninterruptible power supply is a DC switch type is proposed and used as shown in Figure 1,
이는 AC전원이 제 1 AC스위치(1)를 통하여 부하에 공급되는 통상의 전원공급 라인 외에 직렬로 접속된 AC-DC 컨버터(전력정류기)(2)와 DC-AC 컨버터(전력인버터)(3)가 통상의 교류전원 공급라인과 병렬로 접속되어 있고,This means that the AC-DC converter (power rectifier) 2 and the DC-AC converter (power inverter) 3 connected in series are connected in addition to the normal power supply line to which AC power is supplied to the load via the first AC switch 1. Is connected in parallel with a normal AC power supply line,
전지(4)는 상용 교류전원이 오프인 경우에만 닫히는 DC스위치(5)를 통하여 전력인버터(3)에 접속되고,The battery 4 is connected to the power inverter 3 through the DC switch 5, which is closed only when the commercial AC power is off,
정전압 전지충전기(6)가 상용 교류전원 공급라인과 전지간에 접속되어 전지(4)를 연속적으로 충전시키도록 하고,A constant voltage battery charger 6 is connected between the commercial AC power supply line and the battery to continuously charge the battery 4,
전력은 상용 교류전원이 정상일 경우에도 전력인버터(3)로부터 제 2 AC스위치(7)를 통해 공급되도록 하였다.Electric power was supplied from the power inverter 3 through the second AC switch 7 even when the commercial AC power was normal.
그러나 상기와 같은 종래의 DC스위치를 이용한 무정전 전원 공급장치는 상용 교류전원이 정상일 경우에도 전력인버터(3)가 항상 작동하여 전력정류기(2)의 손실이 커서 전력 효율이 높지 않게 되고, 전력정류기(2)와 전지충전기(6)가 같이 조합되어 있으므로 장치가 대형이 되어 생산원가가 많이 소요되는 단점이 있었다.However, in the uninterruptible power supply using the conventional DC switch as described above, even when the commercial AC power is normal, the power inverter 3 always operates, so that the loss of the power rectifier 2 is large, so that the power efficiency is not high. 2) and the battery charger 6 are combined together, so the apparatus becomes large and requires a lot of production cost.
그러므로 도 2에 개략적으로 도시한 것과 같이 충전용 배터리(11)는 충전전력을 공급하기 위하여 입력되는 교류 입력전원을 정류하여 충전전력을 발생하는 정전압 충전기(12)에 제 1 제어스위치(13)를 통하여 연결하여 교류전원이 정전압 충전기(12)에서 정류되어 배터리에 충전되도록 하고,Therefore, as shown schematically in FIG. 2, the rechargeable battery 11 applies the first control switch 13 to the constant voltage charger 12 generating the charging power by rectifying the AC input power input to supply the charging power. AC power is rectified in the constant voltage charger 12 to be charged through the battery,
상기 배터리(11)의 직류전원은 제 2 제어스위치(14)를 통하여 직류-교류 전력변환부(15)에 연결하여 충전중인 배터리(11)의 직류전원이 제 2 제어스위치(14)가 연결되는 동안 직류-교류 전력변환부(15)에서 교번전력으로 변환되어 출력되도록 하고,The DC power of the battery 11 is connected to the DC-AC power converter 15 through the second control switch 14 so that the DC power of the battery 11 being charged is connected to the second control switch 14. While the DC-AC power converter 15 is converted into alternating power and outputted,
상기 직류-교류 전력변환부(15)의 출력은 부하측에 제 3 제어스위치(16)를 통하여 연결하여 출력되도록 하고,The output of the DC-AC power converter 15 is connected to the load side via a third control switch 16 to be outputted,
상용 입력전원은 제 4 제어스위치(17)를 통하여 출력선에 연결하여 상기의 제 3 제어스위치(16)와 교호로 연결되도록 하여 정상적인 교류전원이 입력되는 중에는 제 4 제어스위치(17)를 통하여 교류전원을 출력하면서 정전이나 이상상태의 경우에는 제 4 제어스위치(17)는 차단되는 동시에 제 3 제어스위치(16)를 통한 전원이 출력되도록 하고,The commercial input power is connected to the output line through the fourth control switch 17 so as to be alternately connected to the third control switch 16, and AC is input through the fourth control switch 17 while the normal AC power is input. In the case of power failure or abnormal state while outputting power, the fourth control switch 17 is cut off and at the same time, the power through the third control switch 16 is outputted.
상용 교류전원의 상태를 체크하는 입력감시부(18)로부터 전원상태신호를 전달받으면서 입력교류전원의 파형을 분석하는 입력위상 검출부(19)로부터 전원의 위상각에 대한 입력위상신호를 전달받는 중앙제어부(20)에서는 직류-직류 전력변환부(15)와 제 1 내지 제 4 제어스위치(13)(14)(16)(17)를 제어하여 입력교류전원에 이상이 발생하면 배터리(11)의 직류전원을 교번전력으로 변환하여 출력시키는 전체적인 동작을 제어하도록 하고,The central control unit receives the input phase signal for the phase angle of the power supply from the input phase detection unit 19 which analyzes the waveform of the input AC power while receiving the power state signal from the input monitoring unit 18 that checks the state of the commercial AC power. In operation 20, the DC-DC power converter 15 and the first to fourth control switches 13, 14, 16, and 17 control the DC power of the battery 11 when an abnormality occurs in the input AC power supply. To control the overall operation of converting power to alternating power and outputting
상기의 직류-교류 전력변환부(15)는 중앙제어부(20)의 신호에 의해 위상을 동기시키면서 펄스의 폭을 조절하여 펄스폭변조신호를 발생하는 펄스폭변조부(21), 펄스폭변조신호를 수신하여 제 2 제어스위치(13)를 통하여 배터리(11)의 직류전력을 교류전력으로 변환하여 제 3 제어스위치(16)에 연결하는 인버터(22), 인버터(22)의 출력상태를 체크하여 그 상태를 상기의 중앙제어부(20)에 알리는 상태검출부(23) 및 인버터(22)에서 직류전원을 교번전력으로 변환할 때 발생하는 유기전력을 제어하는 서지제어회로(24)로 구성하였다.The DC-AC power converter 15 is a pulse width modulator 21 for generating a pulse width modulated signal by adjusting the width of the pulse while synchronizing the phase by the signal of the central controller 20, the pulse width modulated signal Receive and convert the DC power of the battery 11 into AC power through the second control switch 13 to check the output state of the inverter 22 and the inverter 22 connected to the third control switch 16 The state detection unit 23 for notifying the central control unit 20 of the state and the surge control circuit 24 for controlling the induced power generated when the DC power is converted into the alternating power by the inverter 22 are constituted.
그러나 상기와 같은 종래의 무정전 전원공급장치에 의하여서는 이는 입력되는 교류전원이 불안정한 상태에서 입력교류전력을 비례적으로 출력하는 상태이므로 출력전력도 불균일해지는 단점이 있으며 단상전원이 공급되는 경우와 삼상전원이 공급되는 경우에 공통으로 사용할 수 없음은 물론, 스위칭 방식이 전계효과 트랜지스터와 같이 일반적인 스위칭 소자를 사용함으로써 역률이 낮아지게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional uninterruptible power supply as described above, the input AC power is proportionally output in a state where the input AC power is unstable, so that the output power is also uneven, and the single-phase power supply and the three-phase power supply are uneven. In this case, the power factor cannot be used in common, but the switching method has a problem in that the power factor is lowered by using a general switching element such as a field effect transistor.
이에 따라 본 고안은 IGBT에 의한 순시전압 제어방식인 정현파 펄스폭 변조 방식으로 소형, 정밀화된 반도체소자에 전원공급의 불안정을 없애면서 부하기기의 오동작이나 데이터의 손실 및 파손으로 인한 피해를 없애도록 한 무정전 전원장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention eliminates the instability of the power supply to the small and precise semiconductor device by the sine wave pulse width modulation method, which is the instantaneous voltage control method by IGBT, to eliminate the damage caused by the malfunction of the load device or the loss and damage of data. It is an object of the present invention to provide an uninterruptible power supply.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시키는 정류부를 통해 공급되는 DC전원을 배터리에 충전하는 충전변환부와,The present invention for achieving the above object is a charge conversion unit for charging the battery to the DC power supplied through the rectifier for converting the AC power input to the DC power, and
상기 정류부로부터 공급되는 DC전원을 정격전압으로 승압하는 승압변환부와,A boost converter converting the DC power supplied from the rectifier into a rated voltage;
상기의 승압변환부를 경유하여 공급되는 입력전압을 역변환하여 양질의 안정된 교류전원으로 출력하는 인버터부들로 구성함으로써,By inverting the input voltage supplied through the step-up conversion unit by the inverter unit for outputting a stable AC power of good quality,
입력되는 교류전원을 정류부에서 직류전원으로 변환하여 충전변환부로 공급하여 배터리에 각각 전원을 충전시키도록 하는 동시에, 승압변환부로 공급하여 다시 AC 800V 정도의 큰 전압으로 증폭시킨 후 인버터부를 거쳐 안정된 교류전원으로 출력하도록 함으로서 IGBT에 의한 순시전압 제어방식인 정현파 펄스폭 변조 방식으로 소형, 정밀화된 반도체소자에 전원공급의 불안정을 없애면서 부하기기의 오동작이나 데이터의 손실 및 파손으로 인한 피해를 없애도록 한 것이다.The AC power input is converted from the rectifier to DC power and supplied to the charging converter to charge the battery respectively.Then, it is supplied to the boost converter and amplified to a large voltage of about 800V, and then stable AC power is passed through the inverter. The sine wave pulse width modulation method, which is the instantaneous voltage control method by IGBT, eliminates the instability of the power supply to the small and precise semiconductor device while eliminating the damage caused by the malfunction of the load device or the loss or damage of data. .
도 1 및 도 2는 종래 무정전 전원장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도.1 and 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional uninterruptible power supply.
도 3은 본 고안의 전체적인 구성을 나타낸 블럭도.3 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention.
도 4는 본 고안의 시스템 단선도를 나타낸 개략도.4 is a schematic diagram showing a system disconnection diagram of the present invention.
도 5는 본 고안의 전원공급상태를 나타낸 블록도.5 is a block diagram showing a power supply state of the present invention.
도 6은 본 고안 메인 콘트롤러의 구성을 나타낸 블럭도.Figure 6 is a block diagram showing the configuration of the subject innovation main controller.
도 7은 본 고안 인버터부의 구성을 나타낸 개략도.7 is a schematic view showing the configuration of the present invention inverter unit.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
31 : 정류부 32 : 충전변환부31: rectifier 32: charge converter
37 : 승압변환부 40 : 인버터부37 step-up converter 40: inverter
43 : 정류 콘트롤러 45 : 인버터 콘트롤러43: rectifier controller 45: inverter controller
44 : 메인 콘트롤러 47 : 마이크로 프로세서44: main controller 47: microprocessor
도 3은 본 고안의 정체적인 구성을 개략적으로 도시한 것으로,Figure 3 schematically shows the static configuration of the subject innovation,
입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시키는 정류부(31)와,A rectifier 31 for converting the input AC power into DC power;
상기 정류부(31)로부터 공급되는 DC전원을 정전압 다이오드(ZD1)(ZD2)와 코일(CO1)(CO2)과 정류 다이오드(D1)(D2) 및 배터리충전 콘트롤러(33)(34)의 제어를 받는 전계효과 트랜지스터(FET1)(FET2)를 경유하여 배터리(35)(36)에 전원을 충전하는 충전변환부(32)와,The DC power supplied from the rectifier 31 is controlled by the constant voltage diodes ZD1, ZD2, coils CO1, CO2, rectifier diodes D1, D2, and battery charge controllers 33, 34. A charge converter 32 for charging power to the batteries 35 and 36 via the field effect transistors FET1 and FET2;
상기 정류부(31)로부터 공급되는 DC전원을 코일(CO3)(CO4)과 승압 콘트롤러(38a)(38b)의 제어를 받는 IGBT(S1)(S2)를 경유하여 정격전압으로 승압하는 승압변환부(37)와,Step-up converter for boosting the DC power supplied from the rectifier 31 to the rated voltage via the coil (CO3) (CO4) and the IGBT (S1) (S2) under the control of the step-up controller (38a, 38b) ( 37),
상기의 승압변환부(37)를 경유하여 공급되는 입력전압을 인버터 콘트롤러(40a)(40b)의 제어를 받는 IGBT(S3)(S4)와 코일(CO5)(CO6)을 경유하는 중에 역변환하여 양질의 안정된 교류전원으로 출력하는 인버터부(39)들로 구성함으로써,The input voltage supplied through the step-up converter 37 is reversely converted while passing through the IGBT (S3) (S4) and the coil (CO5) (CO6) under the control of the inverter controllers (40a, 40b). By configuring the inverter unit 39 to output a stable AC power of,
입력되는 교류전원을 정류부(31)에서 직류전원으로 변환하여 충전변환부(32)로 공급하여 배터리(35)(36)에 각각 전원을 충전시키도록 하는 동시에, 승압변환부(37)로 공급하여 다시 AC 800V 정도의 큰 전압으로 증폭시킨 후 인버터부(39)를 거쳐 안정된 교류전원으로 출력하도록 한다.The AC power input is converted into DC power by the rectifier 31 to be supplied to the charge conversion unit 32 to charge the power to the battery 35, 36, respectively, and to the boost converter 37 After amplifying again to a large voltage of about 800V AC through the inverter unit 39 to output a stable AC power.
도 4는 본 고안의 정류부의 상세한 구성을 도시한 것으로서,4 shows a detailed configuration of the rectifying unit of the present invention,
전원선(R)(S)(T)(N)을 통하여 3상4선의 전원이 공급되는 상태에서 제 1선(R)을 통한 전원은 스위치(SW1)와 상태 스위치(S-SW1)를 거치도록 하고,The power supply through the first line R passes through the switch SW1 and the state switch S-SW1 while the three-phase four-wire power is supplied through the power lines R, S, and T. So that
상기 제 1 선(R), 제 2 선(S), 제 3 선(T) 및 제어신호(PE)는 스위치(SW2)(SW3)(SW4)를 거치고 충전변환부(32) 및 승압변환부(37) 및 상태 스위치(S-SW2)를 경유하도록 하고,The first wire R, the second wire S, the third wire T, and the control signal PE pass through a switch SW2, SW3, SW4, and the charge converter 32 and the boost converter. (37) and via the state switch (S-SW2),
상기의 두 상태 스위치(S-SW1)(S-SW2)를 경유한 전원이 상기 스위치(SW1)와 연동하는 스위치(SW5)를 선택적으로 경유하여 부하(Load)로 공급되도록 한 것이다.The power supply via the two state switches S-SW1 and S-SW2 is selectively supplied to the load via the switch SW5 interworking with the switch SW1.
도 5는 본 고안 3상의 전원중 하나의 공급상태를 제어하는 과정을 도시한 블록도로서,5 is a block diagram illustrating a process of controlling a supply state of one of three power supplies of the present invention;
전원선(R)에서 정류부(31)를 통해 공급되는 DC전원은 스위치(SW4)를 거쳐 필터(41)로 입력되도록 하고,DC power supplied from the power supply line (R) through the rectifier 31 is input to the filter 41 via the switch SW4,
상기 필터(41)로부터 제어신호를 전달받는 정류 콘트롤러(42)에서는 메인 콘트롤러(43)에 정류의 동작에 따른 정보신호를 출력하는 동시에 충전용 배터리에 충전시키는 동작을 제어하도록 하고,The rectifier controller 42 receiving the control signal from the filter 41 outputs an information signal according to the operation of the rectification to the main controller 43 and controls the charging operation of the rechargeable battery.
상기 필터(41)로부터 제어신호를 전달받는 인버터 콘트롤러(44)에서는 상기의 메인 콘트롤러(43)에 역변환의 동작에 따른 정보신호를 전달하면서 제어신호를 전달받도록 한다.The inverter controller 44 receiving the control signal from the filter 41 receives the control signal while transmitting the information signal according to the operation of the inverse transformation to the main controller 43.
도 6은 본 고안의 메인 콘트롤러의 내부 구성을 도시한 것으로서,Figure 6 shows the internal configuration of the main controller of the present invention,
입력전압, 출력전압, 출력전류, 바이패스 전압, DC 양의 전압, DC 음의 전압, 배터리 전압 및 배터리 전류에 따른 정보를 전달받는 멀티플렉서(46)에서는 이를 다중화하여 마이크로 프로세서(47)에 전달하여 동작에 따른 상태를 파악하도록 하고,In the multiplexer 46 receiving information on the input voltage, output voltage, output current, bypass voltage, DC positive voltage, DC negative voltage, battery voltage and battery current, the multiplexer 46 multiplexes them and delivers them to the microprocessor 47. To understand the state of the action,
비휘발성 메모리(48)에 입력시킨 제어의 방법과 순서에 따라 내부의 동작을 제어하는 상기 마이크로 프로세서(47)의 제어를 받는 통신포트(49)에서는 외부와 통신을 수행하도록 하고,The communication port 49 under the control of the microprocessor 47 for controlling the internal operation in accordance with the method and order of the control input to the nonvolatile memory 48 to communicate with the outside,
상기 마이크로 프로세서(47)의 제어를 받는 버퍼(50)에서는 오동작시 버저(51)를 통해 알려주는 동시에 직렬/병렬 변환기(52)를 통해 출력되는 병렬의 데이터로 발광 다이오드 표시부(53)로 기기 온, 라인 온, 배터리 온, 바이패스, 부하기능, 과부하, 과열, 알람 및 부저 등의 동작상태를 알려주도록 하고,In the buffer 50 under the control of the microprocessor 47, a malfunction is notified through the buzzer 51 and at the same time, the device is turned on to the LED display unit 53 as parallel data output through the serial / parallel converter 52. Inform the operation status of line on, battery on, bypass, load function, overload, overheat, alarm and buzzer,
상기 마이크로 프로세서(47)에서는 디지털/아날로그 변환기(54)(55)를 각각 경유하여 양의 전원의 승압이나 음의 전원의 승압을 위한 제어신호를 출력하도록 하고,The microprocessor 47 outputs a control signal for boosting the positive power or boosting the negative power via the digital / analog converters 54 and 55, respectively.
상기 마이크로 프로세서(47)에서는 래치 IC(56)를 거쳐 동작을 위한 제어신호를 출력하도록 한다.The microprocessor 47 outputs a control signal for operation through the latch IC 56.
도 7은 본 고안의 인버터부(39)의 내부 구성을 도시한 것으로서,7 shows the internal configuration of the inverter unit 39 of the present invention,
상기 마이크로 프로세서(47)로부터 제어신호를 전달받는 인에이블 회로(57)에서는 지연회로(58)로 동작을 위한 제어신호를 전달하고,The enable circuit 57 that receives the control signal from the microprocessor 47 transmits a control signal for operation to the delay circuit 58,
무부하시의 전류치가 가변저항(VR1)을 거쳐 일측으로 전달되는 전류비교기(59)의 타측에는 출력전류 설정부(60)로부터의 설정 전류치가 입력되어 그 출력이 상기의 지연회로(58)로 출력되도록 하고,On the other side of the current comparator 59, in which the current value at no load is transmitted to one side via the variable resistor VR1, the set current value from the output current setting unit 60 is input, and the output thereof is output to the delay circuit 58 described above. Make sure,
발진기(61)로부터 주파수를 전달받는 상기의 지연회로(58)에서는 제 1 드라이버(62)를 거쳐 수동용 증폭회로(64)의 IGBT(S3)로 출력하거나 제 2 드라이버(63)를 거쳐 수동용 증폭회로(64)의 IGBT(S4)로 출력하여 안정된 교류전원이 부하로 공급되도록 하고,In the delay circuit 58 which receives the frequency from the oscillator 61, the delay circuit 58 outputs to the IGBT S3 of the passive amplifier circuit 64 via the first driver 62 or passively via the second driver 63. Output to the IGBT (S4) of the amplifier circuit 64 so that a stable AC power is supplied to the load,
기본 파형인 60Hz의 기본파가 DC 발랜스 조정용 가변저항(VR2)을 거쳐 상기 두 IGBT(S3)(S4)의 출력과 와이어드 오아에 의해 합쳐진 후 전압비교기(65)의 양측으로 입력되어 그 출력이 상기 출력전류 설정부(60)로부터의 설정 전류치와 와이어드 오아에 의해 합쳐지도록 하고,A fundamental wave of 60 Hz, which is a basic waveform, is combined with the outputs of the two IGBTs (S3) and S4 through a DC balance adjusting resistor (VR2), and then inputted to both sides of the voltage comparator (65). The set current value from the output current setting unit 60 is combined with the wired ora;
상기 발진기(61)로부터 주파수가 각각 입력되는 게이트 드라이버(66)(68) 각각의 오아 게이트(67)(69)에는 상기의 마이크로 프로세서(47)에서 래치 IC(56)를 거쳐 출력되는 인버터 구동신호(Inverter Cont.)(Bypass Cont.)가 입력되도록 하여 상기 충전변환부(32)의 전계효과 트랜지스터(FET1)(FET2)를 선택적으로 구동시키도록 하여 인버터가 정상으로 동작할 때에는 인버터부(39)로 출력되도록 하면서 인버터가 비정상적으로 동작할 시에는 바이패스시키도록 한다.Inverter drive signals output through the latch ICs 56 from the microprocessor 47 to the OR gates 67 and 69 of the gate drivers 66 and 68, respectively, in which frequencies are input from the oscillator 61. Inverter Cont. (Bypass Cont.) Is inputted to selectively drive the field effect transistors FET1 and FET2 of the charge converter 32 so that the inverter unit 39 operates normally. If the inverter is operating abnormally, bypass it.
이와 같이 구성한 본 고안의 무정전 전원장치는 처음 동작을 시작하도록 하면, 마이크로 프로세서에서 내부를 초기화 상태가 되도록 하고, DC전원이 250V보다 큰 값으로 상승될 때까지 지연시킨 후 보조전원을 온시키고, 귀환용 릴레이를 온시키고, 동기화될 때까지 기다린 후 인버터부를 온시키고, 인버터 다이리스터들을 온시킨다.When the uninterruptible power supply of the present invention configured as described above starts to operate for the first time, the internal state is initialized by the microprocessor, the DC power is delayed until it rises to a value greater than 250V, and the auxiliary power is turned on, and the feedback is returned. Turn on the relay, wait until it is synchronized, turn on the inverter section, and turn on the inverter thyristors.
만약 바이패스가 인에이블되지 않은 상태에서 배터리 릴레이가 개방되고, 바이패스가 오프상태로 된 후에 배터리 충전기가 온상태로 되고, 인버터 다이리스터가 온되고, 인버터가 온되고, 정류기가 온상태이면 정상적인 동작상태로 판단한다.If the battery relay is open without bypass enabled, the battery charger is on after bypass is off, the inverter thyristor is on, the inverter is on, and the rectifier is on. Judging by the operation state.
상기의 정상적인 동작상태에서 모든 위상의 입력전압이 150V보다 크게 되거나, 과열상태가 아니고, 중성점 고장이 아니며, DC전압이 350V보다 큰 경우에는 충전변환부(32)의 변압기가 정상적으로 동작하는 것이 된다.In the normal operation state, the input voltage of all phases is greater than 150V, is not overheated, is not a neutral point failure, and if the DC voltage is greater than 350V, the transformer of the charging converter 32 is normally operated.
그리고 과열상태가 아니고, 중성점 고장이 아니며, DC전압이 350V보다 작은 경우이면서 배터리가 충전되지 않은 상태이면, 충전변환부(32)를 경유한 전원이 배터리(35)(36)에 충전된다.When the battery is not charged while the DC voltage is less than 350V and the battery is not charged, the battery 35 and the 36 are charged.
상기의 배터리(35)(36)은 렐레이가 닫힌 상태이고, 충전이 완료되지 않았으며, 바이패스가 오프이고, 인버터부(39)가 온상태이면 배터리(35)(36)에 DC전원이 정상적으로 충전된다.The batteries 35 and 36 are in a state in which the relay is closed, the charging is not completed, the bypass is off, and the inverter unit 39 is in the on state. It is charged normally.
바이패스 상태가 아니고, 과열이 아니면 충전변환부(32)를 경유한 전원이 배터리(35)(36)에 정상적으로 공급되면서 충전된다.If not in the bypass state and not overheated, the power supply via the charge conversion unit 32 is charged to the batteries 35 and 36 while being charged normally.
배터리(35)(36)에 충전을 수행하는 중에 스위치가 바이패스 전압이거나, 과열상태가 아니면서 고장에 의한 바이패스상태이거나, 충전변환부(32)의 배터리가 셧다운(shutdown)이거나, DC 오버전압이거나, DC전압이 210V보다 작은 경우이거나, 또는 인버터부(39)가 과열에 의해 셧다운되거나 정류부(31)가 과열에 의해 셧다운되면 충전변환부(32)에서 배터리에 충전중인 전원을 바이패스시킨다.While performing charging to the batteries 35 and 36, the switch is a bypass voltage, a bypass state due to a fault that is not an overheat state, the battery of the charge conversion unit 32 is shut down, or DC over. When the voltage or the DC voltage is less than 210V, or when the inverter unit 39 is shut down due to overheating or the rectifier 31 is shut down due to overheating, the charging converter 32 bypasses the power being charged to the battery. .
배터리 릴레이가 닫히거나, 배터리의 충전이 완료되거나, 바이패스상태이거나, 인버터부(39)의 다이리스터가 오프되거나 또는 정류부(31)가 오프되면 상기의 배터리 충전전압을 바이패스시키는 동작을 계속 수행하게 된다.When the battery relay is closed, the charging of the battery is completed, the bypass state, the thyristor of the inverter unit 39 is turned off or the rectifier 31 is turned off, the operation of bypassing the battery charging voltage is continued. Done.
상기의 바이패스가 고장에 의해 바이패스이거나 또는 DC전압이 330V보다 작은 경우에는 본 무정전 전원장치의 동작이 중지된다.If the bypass is bypassed by a fault or the DC voltage is less than 330V, the operation of the uninterruptible power supply is stopped.
상기의 정상적인 동작을 수행하는 중에 바이패스 스위치가 바이패스 전압이고 과열상태인 경우이거나, 충전변환기에서 배터리의 전압이 셧다운레벨이거나 DC오버 전압이거나 DC전압이 210V보다 작은 경우이면 충전변환기에서 배터리에 충전될 전원을 계속 바이패스시킨다.If the bypass switch is bypass voltage and overheating during normal operation, or if the battery voltage in the charge converter is in the shutdown level, the DC over voltage, or the DC voltage is less than 210V, the charge converter charges the battery. Bypass the power to be continued.
그리고 배터리 릴레이가 오픈된 상태에서 바이패스 상태이거나 인버터부의 다이리스터가 오프이거나 정류부가 높지않은 Dc전압에 의해 오프된 상태이면 계속 바이패스를 수행한다.If the battery relay is in the open state, the bypass operation is performed, the thyristor of the inverter unit is turned off, or the rectifier is turned off by the non-high Dc voltage.
상기의 바이패스가 수행되는 중에 모든 위상의 입력전압이 150V보다 낮거나, DC전압이 350V보다 큰 경우에는 계속 바이패스가 진행된다.While the bypass is performed, if the input voltage of all phases is lower than 150V or the DC voltage is higher than 350V, the bypass continues.
상기의 바이패스를 수행하는 중에 배터리 릴레이가 오프되고, 배터리 충전기가 오프되고, 바이패스가 계속 진행중이며, 인버터부의 다이리스터가 오프되고, 정류부가 오프되고, 피이드 백 릴레이가 오프된 상태를 계속 유지하면 본 무정전 전원장치의 동작을 중지한다.While performing the above bypass, the battery relay is turned off, the battery charger is turned off, the bypass is in progress, the thyristor of the inverter part is turned off, the rectifier is turned off, and the feed back relay is kept off. Stops the operation of this uninterruptible power supply.
따라서 본 고안의 무정전 전원장치에 의하여서는 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시키는 정류부를 통해 공급되는 DC전원을 배터리에 충전하는 충전변환부와,Therefore, by the uninterruptible power supply of the present invention, the charge conversion unit for charging the battery with the DC power supplied through the rectifier for converting the AC power input to the DC power, and
상기 정류부로부터 공급되는 DC전원을 정격전압으로 승압하는 승압변환부와,A boost converter converting the DC power supplied from the rectifier into a rated voltage;
상기의 승압변환부를 경유하여 공급되는 입력전압을 역변환하여 양질의 안정된 교류전원으로 출력하는 인버터부들로 구성함으로써,By inverting the input voltage supplied through the step-up conversion unit by the inverter unit for outputting a stable AC power of good quality,
입력되는 교류전원을 정류부에서 직류전원으로 변환하여 충전변환부로 공급하여 배터리에 각각 전원을 충전시키도록 하는 동시에, 승압변환부로 공급하여 다시 AC 800V 정도의 큰 전압으로 증폭시킨 후 인버터부를 거쳐 안정된 교류전원으로 출력하도록 함으로서 IGBT에 의한 순시전압 제어방식인 정현파 펄스폭 변조 방식으로 소형, 정밀화된 반도체소자에 전원공급의 불안정을 없애면서 부하기기의 오동작이나 데이터의 손실 및 파손으로 인한 피해를 없애도록 한 것이다.The AC power input is converted from the rectifier to DC power and supplied to the charging converter to charge the battery respectively.Then, it is supplied to the boost converter and amplified to a large voltage of about 800V, and then stable AC power is passed through the inverter. The sine wave pulse width modulation method, which is the instantaneous voltage control method by IGBT, eliminates the instability of the power supply to the small and precise semiconductor device while eliminating the damage caused by the malfunction of the load device or the loss or damage of data. .
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