KR100225769B1 - Single-phase small uninterruptible power supply - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상용전원이 공급되는 정상상태에서는 전력을 부하로 직접 전달하면서, 배터리를 세류충전하고 입력역률을 개선하며, 정전시에는 상용 주파수의 출력전압을 유지하는 단상소형 무정전 전원장치에 관한 것으로서, 스위치(F1,F2,F3,F4)와 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)에 역방향으로 각각 병렬연결된 다이오드(D1,D2,D3,D4)와, 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)에 각각 병렬연결된 커패시터(C1,C2,C3,C4)로 구성된 인버터회로(110); 전력을 충전공급하는 배터리(4); 정전시에 제어신호를 인가받는 트라이악(Triac)(5); 상기 배터리(4)에 병렬연결된 커패시터(C); 인덕터(L2)와 커패시터(CP)로 구성되는 평활회로(120); 직류측의 전압과 전류를 검출하는 직류측 전압 전류 검출회로(10); 상기 배터리(4)의 충전을 조정하는 조정신호를 출력하는 직류측 제어회로(20); 전원전압 신호를 여파출력하는 전원여파기(70); 상기 여파된 신호의 주파수에 동기된 신호를 출력하는 위상동기회로(PLL)(80); 기준 전압신호를 출력하는 전원전류 제어회로(30); 특정 부하전압과의 차이에 따른 출력전류 기준신호를 생성하는 부하전압 제어회로(40); 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)를 개폐시키는 신호를 공급하는 개폐제어회로(50); 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)의 게이트를 구동시키는 구동회로(51); 정전을 검출하는 정전검출기(90); 및 정전검출시 기준신호를 교체시키는 제어부(100);를 포함하여 구성되어, 전원의 공급상태에서는 입력역률을 개선시키고 소형으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 영전압 스위칭을 구현함으로써 전력손실을 보다 절감할 수 있도록 한 매우 유용하고 경제적인 발명이라고 할 수 있다.The present invention relates to a single-phase small uninterruptible power supply that transfers power directly to a load in a normal state in which commercial power is supplied, trickle charges a battery and improves an input power factor, and maintains an output voltage at a commercial frequency during a power failure. Diodes D1, D2, D3, D4 connected in parallel to the switches F1, F2, F3, F4 and the switches F1, F2, F3, F4, respectively, and the switches F1, F2, F3, F4 An inverter circuit 110 composed of capacitors C1, C2, C3, and C4 connected in parallel with each other; A battery 4 for charging and supplying power; A triac 5 that receives a control signal at a power failure; A capacitor C connected in parallel with the battery 4; A smoothing circuit 120 composed of an inductor L2 and a capacitor C P ; A DC side voltage current detection circuit 10 for detecting the DC side voltage and current; A DC control circuit 20 for outputting an adjustment signal for adjusting the charging of the battery 4; A power filter 70 for filtering and outputting a power voltage signal; A phase synchronization circuit (PLL) 80 which outputs a signal synchronized with the frequency of the filtered signal; A power supply current control circuit 30 for outputting a reference voltage signal; A load voltage control circuit 40 generating an output current reference signal according to a difference from a specific load voltage; An opening and closing control circuit 50 for supplying a signal for opening and closing the switches F1, F2, F3, and F4; A driving circuit 51 for driving the gates of the switches F1, F2, F3, and F4; An outage detector 90 for detecting outage; And a control unit 100 for replacing the reference signal when the power failure is detected. In addition, the input power factor can be improved and manufactured in a compact state as well as power loss can be reduced by implementing zero voltage switching. It's a very useful and economic invention.

Description

단상소형 무정전 전원장치Single Phase Small Uninterruptible Power Supply

본 발명은 단상소형 무정전 전원장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용전원이 공급되는 정상상태에서는 전력을 부하로 직접 전달하면서 배터리를 세류충전하고, 부하의 무효전력을 공급함으로써 입력역률을 개선하며, 정전시에는 배터리의 충전전력을 부하에 공급하여 상용 주파수의 출력전압을 유지하는 단상소형 무정전 전원장치에 관한 것이다.The present invention relates to a single-phase small uninterruptible power supply, and more particularly, in a steady state in which commercial power is supplied, trickle-charge the battery while delivering power directly to the load, and improve the input power factor by supplying reactive power of the load. The present invention relates to a single-phase small uninterruptible power supply that maintains an output voltage at a commercial frequency by supplying charging power of a battery to a load during a power failure.

종래의 무정전 전원장치(Uninterruptible Power Supply)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상용전원으로 부터 직류를 얻는 정류회로(1); 상기 구해진 직류전원을 교류전력으로 변환하여 부하(3)에 공급하는 인버터회로(2); 및 상기 구해진 직류전원으로 부터 충전하는 배터리(4);를 포함하여 구성되어 있었다.A conventional uninterruptible power supply includes a rectifier circuit 1 for obtaining direct current from a commercial power source, as shown in FIG. An inverter circuit (2) converting the obtained DC power into AC power and supplying the load (3); And a battery 4 for charging from the obtained DC power source.

상기와 같이 구성되는 종래의 무정전 전원장치는, 상용전원으로 부터 전력이 공급되는 정상상태에서는 전력이 상기 정류회로(1)에 의해 직류로 변환된 후 상기 인버터회로(2)에 의해 다시 교류로 변환되어 상기 부하(3)로 직접 공급되고, 또한, 상기 정류회로(1)에 의해 직류로 변환된 전력은 상기 배터리(4)를 충전하게 되며, 정전상태에서는 상기 인버터회로(2)가 상기 배터리(4)에 충전되어 있는 직류전력을 교류로 변환하여 상기 부하(3)로 공급한다.In the conventional uninterruptible power supply device configured as described above, power is converted into direct current by the rectifier circuit 1 and then converted back into alternating current by the inverter circuit 2 in a normal state where power is supplied from a commercial power supply. And directly supplied to the load 3, and the electric power converted into direct current by the rectifier circuit 1 charges the battery 4, and in the power failure state, the inverter circuit 2 causes the battery ( The DC power charged in 4) is converted into AC and supplied to the load 3.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래의 무정전 전원장치에서는, 상기 정류회로(1)를 단순정류회로로 구성하여 상용전원을 직류로 변환시킬 수 있으나, 이 경우에는 입력측 역률이 나빠지게 되며, 별도의 충전기를 갖추어야 하는 문제점이 발생한다. 또한 상기 정류회로(1)를 능동소자로 구성하는 경우에는 충전기능과 역률개선을 동시에 달성할 수 있지만 장치의 부피가 커지게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional uninterruptible power supply that operates as described above, the rectifier circuit 1 may be configured as a simple rectifier circuit to convert commercial power into direct current, but in this case, the input power factor is deteriorated, and a separate charger The problem arises that must be equipped. In addition, when the rectifier circuit 1 is configured as an active element, the charging function and the power factor improvement can be achieved at the same time, but there is a problem that the volume of the device becomes large.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소시키기 위해서 창작된 것으로서, 별도의 정류기를 사용하지 않음으로써 소형의 구성이 가능하고, 상용전원이 공급되는 정상상태에서는 배터리를 충전하면서 입력전류의 고조파를 제거하여 입력역률을 개선하면서 배터리를 충전하고, 정전시에는 배터리에 충전되어 있는 전력을 공급하는 단상소형 무정전 전원장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and it is possible to make a compact structure by not using a separate rectifier, and to remove the harmonics of the input current while charging the battery in a normal state where commercial power is supplied. It is to provide a single-phase small uninterruptible power supply that charges the battery while improving the input power factor, and supplies the power charged in the battery in case of power failure.

제1도는 종래의 무정전 전원장치의 개괄적인 구성을 도시한 것이고,1 shows a general configuration of a conventional uninterruptible power supply,

제2도는 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치의 구성을 도시한 것이고,2 shows the configuration of a single phase small uninterruptible power supply according to the present invention,

제3a도는 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치의 인버터회로가 요구된 전류를 공급하는 파형을 도시한 것이고,Figure 3a shows a waveform for supplying the current required by the inverter circuit of the single-phase small uninterruptible power supply according to the present invention,

제3b도는 인버터회로가 영전압 스위칭을 이루게 되는 파형을 도시한 것이고,FIG. 3b shows waveforms in which the inverter circuit achieves zero voltage switching.

제4도는 정상상태에서의 입력 전류전압 및 부하 전류전압의 페이저도이고,4 is a pager diagram of an input current voltage and a load current voltage in a steady state,

제5도는 제2도의 무정전 전원장치의 각 구성별 회로도로서,FIG. 5 is a circuit diagram of each component of the uninterruptible power supply of FIG.

제5a도는 동기신호용 전원여파기의 회로도이고,5A is a circuit diagram of a power filter for a synchronous signal,

제5b도는 위상동기회로를 중심으로 한 기준신호 발생회로의 회로도이고,5B is a circuit diagram of a reference signal generation circuit centering on a phase synchronization circuit,

제5c도는 절환논리회로의 회로도이고,5c is a circuit diagram of a switching logic circuit,

제5d도는 직류측 제어회로의 회로도이고,5d is a circuit diagram of a direct-side control circuit,

제5e도는 전원전류 제어회로의 회로도이고,5e is a circuit diagram of a power supply current control circuit,

제5f도는 정현파 부하전압을 얻기 위한 제어회로의 회로도이고,5f is a circuit diagram of a control circuit for obtaining a sine wave load voltage,

제5g도는 인버터 전류지령 변환회로의 회로도이고,5g is a circuit diagram of an inverter current command converting circuit,

제6도는 제2도의 무정전 전원장치의 정전시와 회복시의 전환과정에 대한 파형도이고,6 is a waveform diagram of the switching process between the power failure and the recovery of the uninterruptible power supply of FIG.

제7도는 부하시의 모드별 파형을 도시한 것으로서,7 shows waveforms for each mode at the time of load.

제7a도는 백업모드의 동작파형이고,7A is an operating waveform of the backup mode,

제7b도는 바이패스모드의 동작파형이고,7b is an operating waveform of the bypass mode,

제8도는 제2도의 인버터회로의 스위칭 동작시의 전압과 전류의 파형을 나타낸 것이다.8 shows waveforms of voltage and current during the switching operation of the inverter circuit of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 정류회로 2, 110 ; 인버터회로1: rectifier circuit 2, 110; Inverter circuit

3 : 부하 4 : 배터리3: load 4: battery

5 : 트라이악(Triac) 10 : 직류측 전압전류 검출회로5: Triac 10: DC side voltage current detection circuit

20 : 직류측 제어회로 30 : 전원전류 제어회로20: DC side control circuit 30: power current control circuit

40 : 부하전압 제어회로 50 : 개폐제어회로40: load voltage control circuit 50: switching control circuit

51 : 구동회로 70 : 전원여파기51: drive circuit 70: power filter

80 : 위상동기회로(Phase-Locked Loop) 90 : 정전검출기80: phase-locked loop 90: power failure detector

100 : 제어부 120 : 평활회로100: control unit 120: smoothing circuit

301 : 곱셈기(multiplier) 401 : 절환스위치301: multiplier 401: switch

501 : 비교부 801 : 전압제어발진기501: comparison unit 801: voltage controlled oscillator

901 : 정전검출기의 상단회로 902 : 구간(window)비교기901: Upper circuit of the electrostatic detector 902: Window comparator

903 : 비교기903: Comparator

C, CP, C1, C2, C3, C4 : 커패시터 D1, D2, D3, D4 : 4다이오드C, C P , C1, C2, C3, C4: Capacitors D1, D2, D3, D4: 4 Diodes

F1, F2, F3, F4 : 스위치F1, F2, F3, F4: Switch

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치는, 상용전원 및 부하의 연결점과 배터리 간의 단속(斷續)적 전력경로를 형성하는 인버터회로; 상기 인버터회로와 상기 부하 사이에 연결된 평활회로; 상용전원의 정전유무를 감지하는 감지수단; 상기 감지수단의 정전 감지시에 상용전력 공급경로를 차단시키는 전류제어소자; 상기 감지수단의 정전감지 유무에 따라 상이한 기준신호를 생성하는 기준신호 발생수단; 및 자체 생성하는 일정주파수의 출력전류 제어신호를 상기 기준신호와 비교하고 그에 따라 상기 인버터회로의 전력경로를 단속하는 제어수단;를 포함하여 구성되는 것에 특징이 있는 것이다.Single phase uninterruptible power supply device according to the present invention for achieving the above object, the inverter circuit for forming an intermittent power path between the commercial power source and the connection point of the load and the battery; A smoothing circuit connected between the inverter circuit and the load; Sensing means for detecting the presence or absence of power failure of commercial power; A current control element for blocking a commercial power supply path when the sensing means detects a power failure; Reference signal generating means for generating a different reference signal according to whether the sensing means detects a power outage; And control means for comparing an output current control signal of a predetermined frequency generated with the reference signal and controlling the power path of the inverter circuit accordingly.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치에서는, 먼저 상기 감지수단이 상용전원의 정전유무를 감지하게 되고, 상기 전류제어소자는 상기 감지수단이 정전을 감지하게 되면 상용전력 공급경로를 차단하게 된다. 상기 기준신호 발생수단은 상기 감지수단의 정전유무 감지에 따라 각기 상이한 기준신호를 발생시키게 되는데, 상용전원 공급시에 발생되는 기준신호는 부하전류에서 발생되는 무효전류와 고조파성분에 상응하는 신호이고, 정전시에 발생되는 신호는 상용주파수의 정현파신호이다. 상기 제어수단은 상기 발생되는 기준신호와 자체 생성하는 일정주파수의 상기 인버터의 출력전류를 제어하는 신호를 비교하여, 증가와 감소를 반복하는 상기 인버터 전류의 포락선이 상기 기준신호와 동일하게 되도록 상기 인버터회로를 개폐시켜 상기 배터리와 부하간의 전력경로를 단속하게 된다.In the single phase small uninterruptible power supply according to the present invention configured as described above, first, the sensing means detects the presence or absence of a power failure of the commercial power supply, and the current control element detects the power failure to determine the commercial power supply path. Will be blocked. The reference signal generating means generates a different reference signal according to the detection of the presence or absence of the power outage of the detection means, the reference signal generated when the commercial power supply is a signal corresponding to the reactive current and harmonic components generated from the load current, The signal generated at the time of power failure is a sine wave signal of commercial frequency. The control means compares the generated reference signal with a signal for controlling the output current of the inverter of a constant frequency generated by itself, so that the envelope of the inverter current repeating the increase and decrease is equal to the reference signal. The circuit is opened and closed to interrupt the power path between the battery and the load.

상기와 같은 동작에 의해, 상기 인버터회로의 전류는 정상상태에서는 부하의 무효전력과 고조파전력을 보상하게 되고 정전시에는 상기 배터리로 부터 부하에 전력을 공급하게 된다. 또한, 정상상태에서 상기 기준신호 발생수단이 발생시키는 기준신호는 상기 인버터회로에 유효전력이 흐르도록 조정되고, 이에 따라 상용전원으로 부터 부하에서 필요한 전류보다 더 큰 전류가 유입되어 그 차분의 전류가 상기 배터리를 세류충전하게 된다.By the above operation, the current of the inverter circuit compensates for the reactive power and the harmonic power of the load in a normal state, and supplies power to the load from the battery during a power failure. In addition, in the steady state, the reference signal generated by the reference signal generating means is adjusted so that the effective power flows in the inverter circuit. Accordingly, a current larger than the current required by the load is introduced from the commercial power supply so that the difference current is increased. The battery is trickle charged.

이하, 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치의 바람직한 실시예의 구성 및 동작에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of a single phase small uninterruptible power supply according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 것으로서, 전계효과트랜지스터(FET : Field Effect Transistor)가 풀 브릿지 형태로 연결구성되어 전력전달을 개폐하는 제1, 제2, 제3, 제4스위치(F1,F2,F3,F4)와, 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)에 역방향으로 각각 병렬연결된 제1, 제2, 제3, 제4다이오드(D1,D2,D3,D4)와, 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)에 각각 병렬연결된 제1, 제2, 제3, 제4커패시터(C1,C2,C3,C4)로 구성된 인버터회로(110); 전력을 충전공급하는 배터리(4); 1개의 제어전극(게이트)가 2개의 주전극으로 구성되어 정전시에 제어신호를 인가받는 트라이악(Triac)(5); 상기 배터리(4)에 병렬연결된 커패시터(C); 상기 인버터회로(110)의 출력전력을 평활시키는 인덕터(L2)와 커패시터(CP)로 구성되는 평활회로(120); 직류측의 전압과 전류를 검출하는 직류측 전압전류 검출회로(10); 상기 검출된 직류전압과 전류로 부터 상기 배터리(4)의 충전을 조정하는 조정신호를 출력하는 직류측 제어회로(20); 전원전압 신호를 여파출력하는 전원여파기(70); 상기 여파된 신호의 주파수에 동기된 신호를 출력하는 위상동기회로(PLL)(80); 상기 동기된 신호와 상기 조정신호를 기준으로 하여 입력전류의 위상 및 크기를 제어하기 위한 기준 전압신호를 출력하는 전원전류 제어회로(30); 정전유무에 따라 상기 기준 전압신호를 달리 선택하여 특정 부하전압과의 차이에 따른 출력전류 기준신호를 생성하는 부하전압 제어회로(40); 상기 출력전류 기준신호를 자체 생성하는 일정주파수의 삼각파신호와 비교하여 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)를 개폐시키는 신호를 공급하는 개폐제어회로(50); 상기 개폐 신호를 전력증폭하여 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)의 게이트를 구동시키는 구동회로(51); 기준전압과 입력전압의 차를 정류하여 그 크기로 정전을 검출하는 정전검출기(90); 및 상기 정전검출기(90)의 정전상태 검출에 따라 상기 트라이악(5)의 게이트신호 제거와 기준신호를 교체하도록 각 구성요소를 제어하는 제어부(100);를 포함하여 구성되어 있다.Figure 2 shows the configuration of a preferred embodiment of a single phase small uninterruptible power supply according to the present invention, the field effect transistor (FET: Field Effect Transistor) is configured in the form of a full bridge connected to open and close the power transmission And third, fourth, and fourth switches F1, F2, F3, and F4, and the first, second, third, and fourth diodes D1, respectively, connected in parallel to the switches F1, F2, F3, and F4 in reverse directions, respectively. Inverter circuit 110 including D2, D3, and D4 and first, second, third, and fourth capacitors C1, C2, C3, and C4 connected in parallel to the switches F1, F2, F3, and F4, respectively. ); A battery 4 for charging and supplying power; A triac (5) in which one control electrode (gate) is composed of two main electrodes and receives a control signal at the time of power failure; A capacitor C connected in parallel with the battery 4; A smoothing circuit (120) comprising an inductor (L2) and a capacitor (C P ) for smoothing the output power of the inverter circuit (110); A DC side voltage current detection circuit 10 for detecting the DC side voltage and current; A DC side control circuit 20 for outputting an adjustment signal for adjusting the charging of the battery 4 from the detected DC voltage and current; A power filter 70 for filtering and outputting a power voltage signal; A phase synchronization circuit (PLL) 80 which outputs a signal synchronized with the frequency of the filtered signal; A power supply current control circuit 30 for outputting a reference voltage signal for controlling a phase and a magnitude of an input current based on the synchronized signal and the adjustment signal; A load voltage control circuit 40 for generating an output current reference signal according to a difference from a specific load voltage by differently selecting the reference voltage signal according to whether there is a power failure; An opening / closing control circuit (50) for supplying a signal for opening and closing the switches (F1, F2, F3, F4) by comparing the output current reference signal with a triangular wave signal having a predetermined frequency; A driving circuit 51 driving the gates of the switches F1, F2, F3, F4 by amplifying the open / close signal; An electrostatic detector (90) for rectifying the difference between the reference voltage and the input voltage and detecting the electrostatic power by the magnitude thereof; And a controller 100 for controlling each component to remove the gate signal of the triac 5 and replace the reference signal according to the detection of the power failure state of the electrostatic detector 90.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치의 전체적인 동작을 먼저 설명하면, 본 장치는 크게 바이패스(by-pass)모드와 백업(backup)모드의 두가지 동작모드를 갖게 되는데, 바이패스 모드에서는 상기 트라이악(5)은 온(ON) 상태에 있고 전력은 전원에서 부하(3)로 거의 직접 전달되고, 본 장치는 이후에 상세히 설명되는 전원전류 파형 개선과 상기 배터리(4)의 충전을 하게 되며 이 모드에서의 출력전압(V2)은 전원전압(V1)에 의해 결정된다. 그러나, 백업모드에서는 상기 트라이악(5)은 오프(OFF) 상태에 있게 되고 본 장치는 상기 배터리(4)로 부터 직류전력을 공급받아 부하(3)에 교류전력을 공급하게 되고 이때의 출력전압은 일정주파수의 일정전압을 유지하게 된다.Referring to the overall operation of the single-phase small uninterruptible power supply according to the present invention configured as described above, the device has two operation modes, largely bypass mode and backup mode, bypass mode. In which the triac 5 is in the ON state and power is delivered almost directly from the power supply to the load 3, the device being capable of improving the power supply current waveform and charging of the battery 4 as described in detail later. In this mode, the output voltage (V 2 ) is determined by the power supply voltage (V 1 ). However, in the backup mode, the triac 5 is in an OFF state and the device receives DC power from the battery 4 to supply AC power to the load 3 at this time. Maintains a constant voltage at a constant frequency.

전력이 공급되고 있는 바이패스모드에서는 도 2의 단상소형 무정전 전원장치가 전원측에 흐르는 전류(i1)가 전압(V1)과 동상이며 정현파가 되도록 제어하게 되는데, 기본파분만을 고려하여 도시한 도 4의 페이저선도를 참조하여 그 원리를 설명하면 다음과 같다.In the bypass mode in which power is supplied, the single-phase small uninterruptible power supply of FIG. 2 controls the current (i 1 ) flowing on the power supply side to be in phase and sinusoidal with the voltage (V 1 ). Referring to the pager diagram of FIG. 4, the principle is as follows.

상기 배터리(4)가 미세충전(trickle charge) 상태에 있고, 이 미세충전 전류는 상대적으로 작아서 무시하게 되면 전원측에서 유입된 전력은 모두 부하(3)측에 전달되므로 입력전류(i1)는 다음식과 같은 크기를 갖게 된다.When the battery 4 is in a trickle charge state and the microcharge current is relatively small and neglected, all of the power introduced from the power supply side is transferred to the load 3 side, so that the input current i 1 is It will have the same size as the expression.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

전원측에는 무효전력이 흐르지 않도록 하기 위해서 도 4의 페이저도에 도시된 바와 같이, 부하(3)의 무효전류성분(I2sinθ)과 인턱터(L1)에 필요한 무효전류성분(I2sinφ)의 합에서 커패시터(CP)에 흐르는 전류의 차 전류가 상기 인버터회로(110)에 흐르도록 상기 부하전압 제어회로(40)에서 출력전류 기준신호를 생성하게 된다.In order to prevent the reactive power from flowing to the power supply side, as shown in the pager diagram of FIG. 4, the sum of the reactive current component I 2 sinθ of the load 3 and the reactive current component I 2 sinφ necessary for the inductor L1. In the load voltage control circuit 40 generates an output current reference signal so that the difference current of the current flowing through the capacitor C P flows in the inverter circuit 110.

상기 배터리(4)를 충전상태에 두기 위해서는 부하(3)에 사용되는 전력보다 공급전력이 더 커야 하므로, 즉 V1I1=V2I2cosφ+충전전력이므로 이때 공급되는 전원전류는 식(1) 보다 커야 하며 그 값은 다음과 같이 주어진다.In order to put the battery 4 in a charged state, the power supply must be greater than the power used for the load 3, that is, V 1 I 1 = V 2 I 2 cosφ + charge power, so that the power supply current supplied is 1) must be greater than the value given by

Figure kpo00003
Figure kpo00003

따라서, 도 2의 단상소형 무정전 전원장치는 별도의 충전기가 없어도 입력전류(i1)의 크기를 제어하여 상기 배터리(4)의 충전전류를 조절하게 되는데, 이는 상기 직류측 제어회로(20)에 의한 조정신호를 반영한 상기 전원전류 제어회로(30)의 기준 전압신호의 변동에 의해 입력전류의 크기가 제어됨으로써 달성된다.Therefore, the single phase small uninterruptible power supply of FIG. 2 controls the charging current of the battery 4 by controlling the magnitude of the input current i 1 even without a separate charger, which is applied to the DC side control circuit 20. This is achieved by controlling the magnitude of the input current by the variation of the reference voltage signal of the power supply current control circuit 30 reflecting the adjustment signal.

상기와 같은 제어가 정상적으로 이루어지면 입력측 전류(i1)는 정현파가 되며 부하(3)측의 고조파중 차수가 낮은 것은 상기 인버터회로(110)에서 공급되고 높은 고조파 전류는 상기 병렬 커패시터(CP)에서 공급되며, 상기 인버터회로(110)의 스위칭 동작중 발생하는 고조파 전류도 상기 커패시터(CP)로 흐르게 됨으로써 능동전력여파기(Active Power Filter)로 동작하여 고조파성분을 제거하게 된다.If the above control is normally performed, the input side current i 1 becomes a sine wave, and the lower order of harmonics on the load 3 side is supplied from the inverter circuit 110 and the high harmonic current is the parallel capacitor C P. The harmonic current generated during the switching operation of the inverter circuit 110 also flows to the capacitor C P to operate as an active power filter to remove harmonic components.

이하에서는 도 2의 단상소형 무정전 전원장치의 동작을 구성별 회로도를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the single-phase small uninterruptible power supply of FIG. 2 will be described in detail with reference to circuit diagrams for each component.

먼저, 상기 전원여파기(70)는 도 5a와 같이 구성되어 전원에서 유입되는 잡음을 제거하여 후단의 상기 위상동기회로(80)에 전원 동기신호를 제공하게 되는데, 여파과정이 수행됨으로써, 보통 전원의 영전압점을 검출하여 사용하게 되는 동기신호의 검출오류를 방지한다. 도5a의 전원여파기(70)에서 전단의 저항-커패시터회로와 차동증폭기는 입력신호를 각각 45[deg] 지연시키게 되고 상기에서 구해진 동기신호(SYNCH)는 상기 도 5b의 위상동기회로(80)에 인가되는데, 상기 위상동기회로(80) 내의 전압제어발진기(VCO : Voltage Controlled Ocillator)(801)는 상기 인가된 동기신호(SYNCH)에 동기된 신호를 출력한다.First, the power filter 70 is configured as shown in Figure 5a to remove the noise flowing from the power source to provide a power synchronization signal to the phase synchronization circuit 80 of the rear stage, the filtering process is performed, the normal power The detection error of the synchronization signal used to detect the zero voltage point is prevented. In the power filter 70 of FIG. 5A, the resistor-capacitor circuit and the differential amplifier of the front end delay the input signal by 45 [deg], respectively. The synchronous signal SYNCH obtained above is applied to the phase synchronization circuit 80 of FIG. Although applied, the voltage controlled oscillator (VCO) 801 in the phase synchronization circuit 80 outputs a signal synchronized with the applied synchronization signal SYNCH.

상기 전압제어발진기(801)의 출력신호는 직류성분을 포함하고 있으므로 교류결합증폭기를 거쳐 직류분이 제거되고, 다시 저역여파기를 거쳐 잡음이 제거되면서 45[deg] 위상지연되어 기준신호(Sine)로서 출력된다. 상기 기준신호(Sine)는 백업모드에서의 전압지령을 위하여 다시 45[deg] 지연됨으로써 전원과 총 180°의 위상지연이 생기게 되어 전원에 동기된 신호로서 사용되고, 바이패스모드에서의 전원전류 지령을 위해서는 이후에 설명되는 곱셈기(multiplier)를 통한 후 45[deg] 지연되어 전원과 동기된 신호로서 사용된다.Since the output signal of the voltage controlled oscillator 801 includes a DC component, the DC component is removed through the AC coupling amplifier, and the noise is removed through the low pass filter, and the phase is delayed by 45 [deg] and output as the reference signal (Sine). do. The reference signal (Sine) is delayed by 45 [deg] again for the voltage command in the backup mode, resulting in a phase delay of 180 ° with the power supply, and is used as a signal synchronized with the power supply. To this end, a delay of 45 [deg] through a multiplier described later is used as a signal synchronized with a power supply.

상기 전원여파기(70)에서 여파된 신호와 상기 위상동기회로(80)의 출력신호는 상기 도 5c에서와 같이 회로 연결된 정전검출기(90)에 입력되어 공급전원의 정전여부를 판별하는데도 사용되는데, 상단의 회로(901)는 기준전압과 입력전압의 차를 정류하여 그 크기로 정전을 판정하게 된다. 상기 두 전압의 차를 구할 때는 순시치를 사용하므로 위상이 벗어나 있을 때에도 정전으로 판정되는데, 이는 정전후 복귀시 상기 위상동기회로(80)가 완전히 동기에 들어간 후에 정상적인 회복절차를 수행하도록 하기 위해서이다. 상기 회로(901)는 전압의 차가 규정전압의 15％를 벗어나면 정전으로 판정되도록 회로 소자값이 설정되어 있으며, 하단의 구간(window)비교기(902)는, 전압의 제로크로싱(zero crossing) 부근에서는 그 값이 작아 판정에 오류가 있을 수 있으므로 제로크로싱 부근을 배제하여 판정구간을 설정하여 상기 제어부(100)에 인가된다. 또한, 상기 정전검출기(90) 내의 비교기(903)는 상기 제어부(100)의 절환이 기준신호(Vref2)의 제로크로싱 때 동기되어 일어나도록 제로크로싱에 동기된 동기클럭을 상기 제어부(100)에 제공하게 된다.The signal filtered by the power filter 70 and the output signal of the phase synchronizing circuit 80 are input to the circuit-connected electrostatic detector 90 as shown in FIG. 5C and used to determine whether the power supply is out of power. Circuit 901 rectifies the difference between the reference voltage and the input voltage and determines the power failure by the magnitude thereof. Since the instantaneous value is used to determine the difference between the two voltages, it is determined that the power failure is performed even when the phase is out of order. In the circuit 901, a circuit element value is set so as to be determined as a power failure when the voltage difference is outside 15% of the specified voltage, and the window comparator 902 at the bottom is near zero crossing of the voltage. Since the value is small and there may be an error in the determination, the determination section is set to exclude the near zero crossing and is applied to the controller 100. In addition, the comparator 903 in the electrostatic detector 90 provides the control unit 100 with a synchronous clock synchronized to zero crossing so that switching of the control unit 100 occurs in synchronization with zero crossing of the reference signal V ref2 . Will be provided.

상기 제어부(100)는, 상기 동기클럭이 입력되는 순간 상기 정전검출기(90)의 상단회로(901)의 판정값에 따라 정전으로 판정되면, 상기 트라이악(5)의 게이트신호를 즉시 제거하고 출력전압을 정전압 정주파수로 유지하도록 상기 부하전압 제어회로(40)의 기준전압을 절환시키게 되고, 정전에서 회복되면 상기 트라이악(5)의 게이트신호를 동기 투입하고 입력전압을 제어하도록 상기 부하전압 제어회로(40)의 기준전압을 동기 재 절환시키게 된다.The control unit 100 immediately removes the gate signal of the triac 5 when the synchronization clock is input and determines that the power failure is determined according to the determination value of the upper circuit 901 of the electrostatic detector 90. The reference voltage of the load voltage control circuit 40 is switched to maintain the voltage at a constant voltage constant frequency, and when the power is recovered from power failure, the load voltage control is performed to synchronize the gate signal of the triac 5 and control the input voltage. The reference voltage of the circuit 40 is synchronously switched again.

한편, 상기 직류측 전압전류 검출회로(10)는 상기 배터리(4)의 전압(Eb)을 저항분압기를 이용하여 구하고, 전류는 저항에 의한 전압강하를 이용하여 검출한 다음 이를 상기 전원전류 제어회로(30)에 인가하게 된다. 도 5d와 같이 구성되는 상기 전원전류 제어회로(30)는 궤환되는 직류전압(Vfb)과 전류(Ifb)에 의한 전압을 합산하여 다이오드(D6)에 의해 조정된 기준전압과 비교하여 그에 따른 조정신호(I*)를 출력함으로써, 궤환전압(Vfb)에 의한 상기 배터리(4)의 충전과 궤환직류전류(Ifb)에 의한 세류충전(Floating Charge)의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 상기 전원전류 제어회로(30)에 지시하게 된다.Meanwhile, the DC-side voltage current detection circuit 10 obtains the voltage E b of the battery 4 by using a resistance divider, and detects the current by using a voltage drop caused by a resistance, and then controls the power current. Applied to the circuit 30. The power supply current control circuit 30 configured as shown in FIG. 5D sums the voltages of the feedback DC voltage V fb and the current I fb and compares them with the reference voltage adjusted by the diode D6. By outputting the adjustment signal I *, the charging of the battery 4 by the feedback voltage V fb and the function of the floating charge by the feedback DC current I fb can be simultaneously performed. The power supply current control circuit 30 is instructed.

도 5e와 같이 구성되는 전원전류 제어회로(30)는 두 개의 기준전압(Vref, Vref2)을 출력하게 되는데, 하나의 신호는 상기 위상동기회로(80)에서 정전시에 일정주파수로 자유발진하는 신호를, 신호의 위상동기를 위해 45° 지연시켜 출력하는 신호(Vref2)이고, 다른 하나의 신호는, 배터리(4)의 충전을 위해 식(2)에 따라 조정되는 조정신호(I*)에, 상기 위상동기회로(80)의 출력신호(Sine)가 곱셈기(301)에 의해 곱해진 다음, 전원과 위상동기를 위해 상기 위상동기회로(80)의 설명에서 언급한 바와 같이 다시 45° 지연된 신호(Vref)이다.The power supply current control circuit 30 configured as shown in FIG. 5E outputs two reference voltages V ref and V ref2 , and one signal is freely oscillated at a constant frequency at the time of power failure in the phase synchronization circuit 80. Is a signal V ref2 delayed by 45 ° for phase synchronization of the signal, and the other signal is an adjustment signal I * adjusted according to equation (2) for charging the battery 4. ), The output signal Sine of the phase synchronization circuit 80 is multiplied by the multiplier 301, and then again 45 ° as mentioned in the description of the phase synchronization circuit 80 for power and phase synchronization. Delayed signal (V ref ).

상기 두 개의 신호(Vref, Vref2)는 각각 상기 부하전압 제어회로(40)에 인가되고, 상기 제어부(100)의 정전유무에 따른 제어신호에 의해 선택되어, 기준전압으로써 사용되게 된다.The two signals V ref and V ref2 are applied to the load voltage control circuit 40, respectively, and are selected by a control signal according to the presence or absence of a power failure of the controller 100, and are used as reference voltages.

상기 두 개의 기준전압(Vref, Vref2)는 상기 부하전압 제어회로(40)에 인가되어 각각 상이한 검출전압의 목표치로 작용하게 되는데, 도 5f에 도시된 바와 같이 무정전시의 기준전압으로 사용되는 전압(Vref)은 전원전류가 흐르는 인덕터(L1)의 양단전압(Vser)과 비교되고, 정전시의 기준전압으로 사용되는 전압(Vref2)은 평활용 커패시터(CP)의 양단전압(Vser2)과 비교된다.The two reference voltages V ref and V ref2 are applied to the load voltage control circuit 40 to serve as target values of different detection voltages, respectively. As shown in FIG. 5F, the two reference voltages V ref and V ref2 are used as reference voltages during uninterruption. The voltage V ref is compared with the voltage V ser at both ends of the inductor L1 through which the power current flows, and the voltage V ref2 used as the reference voltage at the time of power failure is the voltage at both ends of the smoothing capacitor C P ( V ser2 ).

상기 제어부(100)의 정전 판별신호에 의해, 회로 내의 절환스위치(401)가 비교대상의 쌍(Vser, Vref또는 Vser2, Vref2)을 결정하게 되고, 비교대상의 쌍이 결정되면 후단의 회로는 검출전압(인덕터(L1) 양단전압 또는 커패시터(CP) 양단전압)이 기준전압(Vref, Vref2)에 근접되도록 하기 위해 인버터회로(110)에서 제공해야 할 출력전류 기준신호(Iref)를 생성하여 개폐제어회로(50)에 인가하게 된다.By the power failure determination signal of the control unit 100, the switching switch 401 in the circuit determines the pair (V ser , V ref or V ser2 , V ref2 ) to be compared, and when the pair to be compared is determined, The circuit includes an output current reference signal I to be provided by the inverter circuit 110 in order for the detection voltage (voltage across the inductor L1 or voltage across the capacitor C P ) to approach the reference voltages V ref and V ref2 . ref ) is generated and applied to the open / close control circuit 50.

상기 출력전류 기준신호(Iref)가 도5g와 같이 구성된 개폐제어회로(50)에 입력되면 다이오드(D1, D2)에 의해 양과 음의 일정전압으로 클램프된 후, 양(+) 전압이 존재하는 구간에서는 양 전압신호가 상위 제한신호(U_limit)로 출력되고 음의 일정전압은 하위 제한신호(L_limit)로 출력되며, 음 전압이 존재하는 구간에서는 양의 일정전압이 상위 제한신호로 출력되고 음 전압 신호가 하위 제한신호로 출력된다. 도 3a는 상기의 회로 동작에 따른 상위 제한신호와 하위 제한신호가 출력되는 예를 도시한 것이다.When the output current reference signal I ref is input to the open / close control circuit 50 configured as shown in FIG. 5G, the output current reference signal I ref is clamped to a positive and negative constant voltage by the diodes D1 and D2, and then a positive voltage is present. In the section, the positive voltage signal is output as the upper limit signal (U_limit) and the negative constant voltage is output as the lower limit signal (L_limit) .In the section where the negative voltage is present, the positive constant voltage is output as the upper limit signal and the negative voltage The signal is output as the lower limit signal. 3A illustrates an example in which an upper limit signal and a lower limit signal are output according to the above circuit operation.

상기와 같이 구해지는 상위 제한신호(U_limit) 및 하위 제한신호(L_limit)가 회로 내의 비교부(501)에 입력되면 상기 비교부(501)는, 원하는 스위칭주파수와 동일한 주파수를 갖는, 자체 생성되는 삼각파신호(Ri)와 상기 제한신호(U_limit, L_limit)와의 비교결과에 따라 상기 인버터회로(110) 내의 스위치(F1,F2,F3,F4)를 개폐하기 위한 개폐신호를 출력하고, 상기 개폐신호는 상기 구동회로(51)에 의해 전력증폭되어 상기 스위치(F1,F2,F3,F4)의 게이트에 인가되게 된다. 상기의 개폐동작은 영전압 스위칭을 이루게 되는데, 이하에서는 영전압 스위칭 과정을 상세히 설명한다.When the upper limit signal U_limit and the lower limit signal L_limit obtained as described above are input to the comparator 501 in the circuit, the comparator 501 has a self-generated triangle wave having the same frequency as the desired switching frequency. signal (R i) and the restriction signal switch (F1, F2, F3, F4) for outputting a switching signal for opening and closing the on-off signals in the inverter circuit 110 in accordance with the comparison result between (U_limit, L_limit) is The power is amplified by the driving circuit 51 and applied to the gates of the switches F1, F2, F3, and F4. The opening and closing operation is to achieve a zero voltage switching, a zero voltage switching process will be described in detail below.

먼저, 상기 스위치(F1,F2,F3,F4) 중 제1 및 제4스위치(F1,F4)가 턴온(Turn-On)되어 있는 상태라고 가정한다. 이 상태에서는 전술한 동작에 의해 상기 인버터회로(110)는 부하(3)에 무효전력과 고조파를 공급하거나 상용주파수의 상기 일정전력을 상기 배터리(4)로 부터 부하(3)에 공급하게 된다. 상기 제1 및 제4스위치(F1, F4)가 턴온상태에서는 자체 생성되는 삼각파신호(Ri)가 증가하는 구간인데, 이때 상기 인버터회로(110)의 출력전류(ia)도 증가하게 된다. 상기 증가하는 삼각파신호(Ri)의 크기가 전술한 상위 제한신호(U_limit)를 초고하게 되면 상기 삼각파신호(Ri)는 그 즉시 감소하게 되고, 상기 비교부(501)는 상기 제1스위치(F1)와 제4스위치(F4)의 게이트신호를 제거하여 해당 스위치를 턴오프(Turn-Off)시킨다(t1). 상기 제1스위치(F1)와 제4스위치(F4)의 양단에는 각각 제1커패시터(C1)와 제4커패시터(C4)가 연결되어 있으므로 전압은 급격히 변하지 않게 되어 상기 제1스위치(F1)와 제4스위치(F4)는 영전압에서 턴오프된다.First, it is assumed that the first and fourth switches F1 and F4 of the switches F1, F2, F3, and F4 are turned on. In this state, the inverter circuit 110 supplies reactive power and harmonics to the load 3 or the constant power of a commercial frequency from the battery 4 to the load 3 by the above-described operation. Inde period in which the triangular wave signal (R i) in the first and fourth switches (F1, F4) is turned-ON state is generated themselves increase, this time will increase output current (i a) of the inverter circuit 110. When ultra-high the upper limit signal (U_limit) a size above the increasing triangular wave signal (R i) to said triangular wave signal (R i) is reduced immediately, the comparison unit 501 the first switch ( The gate signals of F1) and the fourth switch F4 are removed to turn the switch off (t1). Since the first capacitor C1 and the fourth capacitor C4 are connected to both ends of the first switch F1 and the fourth switch F4, the voltage does not change rapidly so that the first switch F1 and the first switch F1 and the fourth switch F4 are connected. The four switch F4 is turned off at zero voltage.

상기 제1스위치(F1)와 제4스위치(F4)가 턴오프된 이후에도 평활용 인덕터(L2)를 흐르는 인버터전류(ia)는 제1 및 제4커패시터(C1,C4)를 서서히 충전시키면서 흐르게 되고, 이때 제2 및 제3스위치(F2,F3)의 병렬 커패시터(C2,C3)의 양단전압은 동일비율로 감소하게 된다. 상기 제2 및 제3커패시터(C2,C3)가 완전히 방전하여 양단전압이 0이 되면 상기 인덕터(L2)를 흐르던 전류는 상기 제2 및 제3스위치(F2,F3)에 역방향으로 연결된 상기 제2 및 제3다이오드(D2,D3)를 도통시켜 흐르게 되어(t2) 상기 제2 및 제3스위치(F2,F3)의 양단전압을 0으로 만들게 된다. 상기 제2 및 제3다이오드(D2,D3)가 도통된 후에는 인버터전류(ia)가 급히 감소하게 되는데, 상기 제2 및 제3다이오드(D2,D3)의 도통 후 부터 감소하는 전류가 극성을 바꾸는 시점까지의 기간(Ta) 내에 상기 제2 및 제3스위치(F2,F3)의 게이트에 턴온전압을 인가하게 되고 이에 따라 상기 제2 및 제3스위치(F2,F3)는 영전압에서 턴온하게 된다.After the first switch F1 and the fourth switch F4 are turned off, the inverter current i a flowing in the smoothing inductor L2 flows while gradually charging the first and fourth capacitors C1 and C4. At this time, the voltages across the parallel capacitors C2 and C3 of the second and third switches F2 and F3 are reduced by the same ratio. When the second and third capacitors C2 and C3 are completely discharged and the voltage at both ends thereof becomes zero, the current flowing through the inductor L2 is reversely connected to the second and third switches F2 and F3. And the third diodes D2 and D3 are conducted to flow (t2) so that the voltages between both ends of the second and third switches F2 and F3 are zero. After the second and third diodes D2 and D3 are turned on, the inverter current i a decreases rapidly, and the current decreasing after the second and third diodes D2 and D3 are turned on is polarized. The turn-on voltage is applied to the gates of the second and third switches F2 and F3 within a period Ta until the change point, so that the second and third switches F2 and F3 turn on at zero voltage. Done.

한편, 상기 인버터전류(ia)가 감소하고 있는 동안 상기 삼각파신호(Ri)도 일정비율의 감소를 유지하다가 그 극성을 바꾸어 상기 하위 제한신호(L_limit)에 이르게 되면 상기 제2 및 제3스위치(F2,F3)를 다시 턴오프시키게 되고, 상기 삼각파신호(Ri)는 그 즉시 증가하게 되며, 이와 같은 동작이 반복되면서 상기 인버터회로(110)는 영전압 스위칭을 이루면서 출력전류(ia)의 포락선을 상기 부하전압 제어회로(40)에서 요구하는 출력전류 기준신호(Iref)형태로 출력하게 되는 것이다.On the other hand, when the triangular wave signal (R i) also while keeping a decrease in a percentage change of the polarity which leads to the lower limit signal (L_limit) the second and third switch while reducing the said drive current (i a) (F2, F3) is turned off again, and the triangular wave signal (R i ) is immediately increased, and as the above operation is repeated, the inverter circuit 110 performs zero voltage switching and output current (i a ). Is enveloped in the form of an output current reference signal (I ref ) required by the load voltage control circuit 40.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치에 대한 실험결과 파형으로서, 단순 정류회로를 부하로서 사용하여 구한 것이다. 도 6은 본 발명의 단상소형 무정전 전원장치의 정전시와 회복시의 전환과정을 보여주기 위한 파형도로서, 출력전압의 위상이 변화되지 않으면서 모드간 동작전환이 이루어지고 있음을 보여주고 있으며, 도 7은 부하시의 모드별 파형을 측정한 것으로서, 백업모드인 경우는 부하전류를 모두 인버터회로에서 제공하고 있는 것을 보여주며, 바이패스모드인 경우에는 부하전류의 무효성분과 고조파성분을 인버터회로에서 제공함으로써 전원전류는 깨끗한 정현파임을 보여 주고 있다.6 to 8 are waveforms of experimental results of the single phase small uninterruptible power supply according to the present invention, obtained by using a simple rectifier circuit as a load. FIG. 6 is a waveform diagram illustrating a switching process between power failure and recovery of the single-phase small uninterruptible power supply of the present invention, and shows that operation switching between modes is performed without changing the phase of the output voltage. 7 shows waveforms for each mode at the time of load. In the backup mode, all the load currents are provided by the inverter circuit. In the bypass mode, the invalid and harmonic components of the load current are shown in the inverter circuit. The power supply current shows a clean sine wave.

또한, 도 8은, 최상단의 스위치(F2) 양단전압이 게이트신호가 제거된 후 2초 동안 서서히 감소하고, 다른 스위치(F1)에는 양단전압이 0이 된 후 게이트신호가 인가됨으로써 인버터회로의 스위칭동작이 영전압에서 이루어지고 있음을 보여주고 있다.In addition, FIG. 8 shows that the voltage across the switch F2 at the uppermost level is gradually decreased for 2 seconds after the gate signal is removed, and the gate signal is applied to the other switch F1 after the voltage at both ends is 0, thereby switching the inverter circuit. It shows that the operation is at zero voltage.

따라서, 상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명에 따른 단상소형 무정전 전원장치는, 전원의 공급상태에서는 부하전류의 무효성분과 고조파성분을 공급함으로써 입력역률을 개선시키고, 별도의 정류기, 충전기와 변압기를 사용하지 않으므로 소형으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 스위칭손실을 줄이는 영전압 스위칭을 구현함으로써 전력손실을 보다 절감할 수 있도록 한 매우 유용하고 경제적인 발명이라고 할 수 있다.Therefore, the single-phase small uninterruptible power supply according to the present invention configured and operated as described above improves the input power factor by supplying an reactive component and a harmonic component of a load current in a power supply state, and provides a separate rectifier, a charger and a transformer. It is a very useful and economical invention that can reduce power loss by implementing zero voltage switching that reduces switching loss.

Claims (7)

상용전원 및 부하의 연결점과 배터리 간의 단속(斷續)적 전력경로를 형성하는 인버터회로; 상기 인버터회로와 상기 부하 사이에 연결된 평활회로; 상용전원의 정전유무를 감지하는 감지수단; 상기 감지수단의 정전 감지시에 상용전력 공급경로를 차단시키는 전류제어소자; 상기 감지수단의 정전감지 유무에 따라 상이한 기준신호를 생성하는 기준신호 발생수단; 및 자체 생성하는 일정주파수의 출력전류 제어신호를 상기 기준신호와 비교하고 그에 따라 상기 인버터회로의 전력경로를 단속하는 제어수단;를 포함하여 구성되는 단상소형 무정전 전원장치.An inverter circuit for forming an intermittent power path between a connection point of a commercial power supply and a load and a battery; A smoothing circuit connected between the inverter circuit and the load; Sensing means for detecting the presence or absence of power failure of commercial power; A current control element for blocking a commercial power supply path when the sensing means detects a power failure; Reference signal generating means for generating a different reference signal according to whether the sensing means detects a power outage; And control means for comparing an output current control signal of a predetermined frequency with the reference signal and controlling the power path of the inverter circuit accordingly. 제1항에 있어서, 상기 인버터회로는, 풀 브릿지(Full Bridge)로 구성되어 상기 제어수단에 의해 개폐제어되는 4개의 스위칭소자; 상기 스위칭소자와 역방향으로 각각 병렬연결된 4개의 정류소자; 및 상기 스위칭소자와 각각 병렬연결된 4개의 용량성소자;로 구성되는 것을 특징으로 하는 단상소형 무정전 전원장치.The inverter circuit of claim 1, further comprising: four switching elements configured as a full bridge and controlled to be opened and closed by the control means; Four rectifying elements connected in parallel with the switching element in parallel; And four capacitive elements connected to the switching element in parallel with each other. 제2항에 있어서, 상기 기준신호 발생수단은, 상기 감지수단의 정전감지 유무에 따라 부하전압과 공급전류 중 하나를 선택하여 그에 따른 목표신호를 출력하는 목표신호 출력수단; 및 상기 목표신호의 반전시에, 출력하는 상위 제한신호와 하위 제한신호를 반전시켜 상하위 제한신호로 출력하는 제한신호 출력수단;을 포함하여 구성되되, 상기 제어수단은 자체 생성하는 일정주파수의 삼각파신호가 상기 상위 제한신호 또는 하위 제한신호를 초과할 때 단락된 한 쌍의 스위칭소자를 개방시키고, 상기 개방된 스위칭소자에 병렬연결된 용량성소자가 충전완료된 후 상기 인버터회로에 흐르는 전류가 반전되기 전에 다른 한 쌍의 스위칭소자를 단락시키는 것을 특징으로 하는 단상소형 무정전 전원장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the reference signal generating means comprises: a target signal output means for selecting one of a load voltage and a supply current and outputting a target signal according to whether the sensing means detects an outage; And limit signal output means for inverting the upper limit signal and the lower limit signal to be output as upper and lower limit signals when the target signal is inverted, wherein the control means is a triangular wave signal having a constant frequency generated by itself. When the upper limit signal or the lower limit signal is exceeded, a shorted pair of switching elements are opened, and after the capacitive element connected in parallel to the open switching element is charged, the current flowing through the inverter circuit is reversed. Single phase small uninterruptible power supply, characterized in that for shorting the pair of switching elements. 제3항에 있어서, 상기 상위 제한신호와 하위 제한신호는 값이 변동하는 상기 목표신호 및 일정값의 직류신호의 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 단상소형 무정전 전원장치.4. The single phase small uninterruptible power supply according to claim 3, wherein the upper limit signal and the lower limit signal are composed of a pair of the target signal and a DC signal having a constant value. 제3항에 있어서, 상기 목표신호 출력수단은 비정전시에 부하 전류보다 큰 전원전류가 흐르도록 하는 목표신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 단상소형 무정전 전원장치.4. The single phase small uninterruptible power supply according to claim 3, wherein the target signal outputting means outputs a target signal that allows a power current larger than a load current to flow during an uninterruption. 제3항에 있어서, 상기 목표신호 출력수단은 무정전시에 부하전류의 무효성분에 상응하는 목표신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 단상소형 무정전 전원장치.4. The single phase small uninterruptible power supply according to claim 3, wherein said target signal output means outputs a target signal corresponding to an invalid component of a load current during uninterruption. 상용전원 및 부하의 연결점과 배터리 간의 단속(斷續)적 전력경로를 형성하는 인버터회로; 상기 인버터회로와 상기 부하 사이에 연결된 평활회로; 전원전압을 여파출력하는 전원여파기; 상기 여파된 신호의 주파수에 동기된 신호를 출력하는 위상동기회로; 상기 동기된 신호와 입력전압의 차를 정류하고 그 크기로 정전을 판단하며 상기 동기된 신호에 동기하여 판별신호를 출력하는 정전검출기; 상기 판별신호에 따라 상용전력 경로를 유지/차단시키는 전류제어소자; 상기 배터리의 전압과 전류를 검출하는 직류측 전압전류 검출회로; 상기 검출된 직류전압과 전류로 부터 상기 배터리의 충전을 조정하는 조정신호를 출력하는 직류측 제어회로; 상기 동기된 신호와 상기 조정신호를 기준으로 하여 입력전류의 위상 및 크기를 제어하기 위한 기준 전압신호와, 상기 위상동기 회로에서 자유발진하는 신호를 위상조정한 기준 전압신호를 각각 출력하는 전원전류 제어회로; 상기 판별신호에 따라 상기 양 기준전압 중 하나를 선택하여 특정 부하전압과의 차이에 따른 출력전류 기준신호를 생성하는 부하전압 제어회로; 및 상기 출력전류 기준신호를 자체 생성하는 일정주파수의 삼각파신호와 비교하여 상기 인버터회로를 개폐시키는 개폐제어회로;를 포함하여 구성되는 단상소형 무정전 전원장치.An inverter circuit for forming an intermittent power path between a connection point of a commercial power supply and a load and a battery; A smoothing circuit connected between the inverter circuit and the load; A power filter for filtering the power supply voltage; A phase synchronization circuit for outputting a signal synchronized with the frequency of the filtered signal; A power failure detector which rectifies the difference between the synchronized signal and the input voltage, determines the power failure by the magnitude thereof, and outputs a determination signal in synchronization with the synchronized signal; A current control element which maintains / blocks a commercial power path according to the determination signal; A DC side voltage current detection circuit for detecting a voltage and a current of the battery; A DC side control circuit for outputting an adjustment signal for adjusting the charging of the battery from the detected DC voltage and current; Power supply current control for outputting a reference voltage signal for controlling the phase and magnitude of an input current based on the synchronized signal and the adjustment signal, and a reference voltage signal for phase-adjusting a signal that is freely oscillated in the phase synchronization circuit. Circuit; A load voltage control circuit for selecting one of the reference voltages according to the determination signal and generating an output current reference signal according to a difference from a specific load voltage; And an opening and closing control circuit configured to open and close the inverter circuit by comparing the output current reference signal with a triangular wave signal having a predetermined frequency.
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