KR101829615B1 - 전원공급기 점검 보조장치 - Google Patents

전원공급기 점검 보조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교정의 대상이 되는 전원공급기와 점검장치의 연결을 용이하게 수행할 수 있으며, 자체적인 디스플레이 및 스위칭 장치를 사용해 교정에 사용되는 점검장치의 개수를 줄일 수 있는 전원공급기 점검 보조장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전원공급기 점검 보조장치는, 전원공급기의 내부회로를 점검하는 점검 보조장치에 있어서, 가변전압기에서 출력되는 공급전압이 인가되는 입력단자부와 입력단자부로 인가된 공급전압을 외부에 시현하는 디스플레이부와 전원공급기에 공급전압이 공급되어 전원공급기로부터 출력되는 출력전압이 인가되는 전압단자부와 출력전압이 션트저항체를 거쳐 변환된 출력전류가 인가되는 전류단자부와 전압단자부 또는 전류단자부로 인가된 출력전압 또는 출력전류를 외부로 출력하는 출력단자부 및 출력단자부에서 출력전압 또는 출력전류 중 어느 하나의 전기신호가 선택적으로 출력되도록 구비되는 스위치부를 포함하는 것일 수 있다.

Description

전원공급기 점검 보조장치{Auxiliary Device for Inspecting Power Supply}
본 발명은 전원공급기의 내부회로를 점검하기 위한 점검 보조장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전원공급기의 측정에 사용되는 멀티미터의 개수를 줄일 수 있으며, 점검장치들과 전원공급기를 전기적으로 연결하기 용이한 점검 보조장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
근래에 사용되는 첨단 항공기에는 다양한 전자장비들이 탑재되어, 항공운항을 보조하는 등 항공기가 보다 많은 임무를 수행할 수 있는 환경을 제공한다. 항공기에 탑재되는 전자장비는 안전한 항공기의 운항을 위해 정기적인 점검으로 정상동작 여부가 확인되어야 한다.
전자장비를 점검하기 위한 점검시스템에는 점검시스템을 구동하는 구동전력을 공급하는 전원공급기가 탑재되는 것이 일반적이다. 점검시스템은 전기적인 신호에 민감한 전자장비를 점검하여야 하므로, 전원공급기가 점검시스템에 공급하는 전력은 세밀하게 조절될 필요가 있다. 따라서 전원공급기는 정밀측정장비로 분류되어 장비종류별로 매 9~60개월 마다 교정작업을 수행하여야 한다.
전원공급기의 교정작업은 전원공급기 내부회로의 전압, 전류 등을 측정하여 수행될 수 있는데, 종래에는 측정을 위해 가변저항기, 가변전압기, 션트저항체 및 3개의 멀티미터(Multimeter)가 필요하였다.
전원공급기의 교정작업은 6개 또는 그 이상의 점검장치를 전기적으로 연결하여야 하므로, 점검자의 착오 또는 부주의로 인해 다수의 점검장치 사이의 전기적인 연결이 정확히 수행되지 않을 수 있다. 부정확한 연결 후의 교정동작은 장비 손상을 야기할 수 있으며, 부정확한 연결에 의한 누설전류가 점검자의 안전에 심각한 위협을 초래할 수 있다는 문제점이 존재한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 교정의 대상이 되는 전원공급기와 점검장치의 연결을 용이하게 수행할 수 있으며, 자체적인 디스플레이 및 스위칭 장치를 사용해 교정에 사용되는 점검장치의 개수를 줄일 수 있는 점검 보조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전원공급기 점검 보조장치는, 전원공급기의 내부회로를 점검하는 점검 보조장치에 있어서, 가변전압기에서 출력되는 공급전압이 인가되는 입력단자부와 입력단자부로 인가된 공급전압을 외부에 시현하는 디스플레이부와 전원공급기에 공급전압이 공급되어 전원공급기로부터 출력되는 출력전압이 인가되는 전압단자부와 출력전압이 션트저항체를 거쳐 변환된 출력전류가 인가되는 전류단자부와 전압단자부 또는 전류단자부로 인가된 출력전압 또는 출력전류를 외부로 출력하는 출력단자부 및 출력단자부에서 출력전압 또는 출력전류 중 어느 하나의 전기신호가 선택적으로 출력되도록 구비되는 스위치부를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 스위치부는 출력전압의 하이신호 또는 출력전류의 하이신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 출력단자부로 출력하는 제1스위치 및 출력전압의 로우신호 또는 출력전류의 로우신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 출력단자부로 출력하는 제2스위치를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 출력단자부에서 출력전압의 하이신호 및 출력전압의 로우신호가 모두 출력될 때 점등되는 전압표시등 및 출력단자부에서 출력전류의 하이신호 및 출력전류의 로우신호가 모두 출력될 때 점등되는 전류표시등을 포함하는 것일 수 있다.
추가적으로, 전압표시등, 전류표시등 및 디스플레이부에 전력을 공급하도록 외부전원과 연결되는 전원부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 교정에 필요한 점검장치와 전원공급기를 전기적으로 연결하기 용이하여 점검자의 실수를 최소화할 수 있으며, 부정확한 연결을 최소화함으로써 누설전류에 의한 감전사고의 위험 및 장비의 파손가능성을 줄일 수 있다.
또한, 하나의 멀티미터를 통해 전원공급기의 내부회로 특성을 파악할 수 있어 측정의 편의성이 제고된다.
도 1은 종래의 교정작업에 필요한 장치들의 연결관계를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기 점검 보조장치의 전체사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기 점검 보조장치의 정면도 및 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기 점검 보조장치의 내부회로도이다.
도 5는 개선된 교정작업에 필요한 장치들의 연결관계를 나타낸 회로도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 토대로 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 종래의 교정작업에 필요한 장치들의 연결관계를 나타낸 회로도이다.
전원공급기(10)의 교정(Calibration)작업은 전원공급기(10)에서 출력되는 전기적인 신호를 측정하여 이루어진다. 이러한 교정작업을 통해 전원공급기(10)의 정상동작여부를 판단할 수 있으며, 전원공급기(10)의 정비 또는 수리 필요여부를 판단할 수 있다.
전원공급기(10)에 전압을 공급하기 위해 가변전압기(VARIAC, 20)가 구비되며, 가변전압기(20)는 바람직하게는 105 ~ 125V의 범위의 전압을 가변하여 공급하는 것일 수 있다. 멀티미터(70)는 가변전압기(20)에서 전원공급기(10)로 공급되는 공급전압을 인가받아 아날로그 또는 디지털 형태로 공급전압의 수치를 표기한다.
전원공급기(10)는 가변전압기(20)에서 공급되는 공급전압을 인가받아 출력전압을 출력하며, 표면에 구비되는 출력조절부(미도시)에 의해 출력전압이 조절될 수 있다. 전원공급기(10)는 자체적으로 구비되는 디스플레이(미도시)에 의해 출력전압의 수치를 표기할 수도 있다. 멀티미터(70)는 전원공급기(10)에서 출력되는 출력전압을 인가받아 아날로그 또는 디지털 형태로 출력전압의 수치를 표기하되, 전원공급기(10)의 디스플레이에서 표기되는 수치보다 정확한 정도로 표기할 수 있다. 점검자는 출력전압이 전원공급기(10)의 디스플레이에 표기되는 수치와 멀티미터(70)에서 측정된 수치를 비교하여 출력전압의 정상여부를 판단한다. 전원공급기(10) 출력전압의 정상여부는 그 차이값이 미리 정해진 오차범위 내인 경우 정상이며, 오차범위를 벗어나는 경우 비정상으로 판단될 수 있다.
가변저항(30)은 전원공급기(10) 출력의 공급대상이 되는 부하(Load)를 제공하며, 션트저항체(60)는 전원공급기(10)에서 출력되는 출력전류를 측정하기 위한 저(低)저항체를 포함한다. 션트저항체(60)와 전기적으로 연결된 멀티미터(70)는 션트저항체(60)의 양단의 전압차 및 션트저항체(60) 내부 저저항체의 저항값을 기초로 옴의 법칙(Ohm's law)을 통해 저저항체에 흐르는 출력전류의 수치를 아날로그 또는 디지털 형태로 표기할 수 있다. 전원공급기(10) 출력전류의 정상여부는 그 차이값이 미리 정해진 오차범위 내인 경우 정상이며, 오차범위를 벗어나는 경우 비정상으로 판단될 수 있다.
전술한 내용을 정리하면, 점검자는 가변전압기(20)를 통해 공급전압을 전원공급기(10)에 공급하고, 가변전압기(20)와 연결된 멀티미터(70)로 공급전압을 측정한다. 또한, 전원공급기(10)의 출력조절부를 조작하여 출력전압을 가변저항(30)에 공급하고, 전원공급기(10)의 출력과 전기적으로 연결되는 멀티미터(70)로 출력전압의 수치를 측정한다. 점검자는 출력전류를 측정하기 위해 션트저항체(60)와 멀티미터(70)를 전기적으로 연결하여 션트저항체(60)의 저저항체에 흐르는 출력전류를 측정한다.
종래의 교정작업은 위와 같이 가변전압기(20), 가변전압기(20)의 공급전압을 측정하는 멀티미터(70), 전원공급기(10)의 출력전압을 측정하는 멀티미터(70), 가변저항(30), 션트저항체(60), 션트저항체(60)에 흐르는 출력전류를 측정하는 멀티미터(70) 등 6개의 점검장치(또는 표준기)의 연결이 요구되었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기 점검 보조장치의 전체사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기 점검 보조장치의 정면도 및 배면도이다.
점검 보조장치(100)는 케이스(40)의 내부에 회로기판(미도시)을 구비하고, 회로기판의 상단에 회로소자들을 구비하여 전기신호를 입출력하는 장치이다.
입력단자부(120)는 가변전압기(20)에서 출력되는 공급전압을 입력받는 입력채널이다. 입력단자부(120)는 디스플레이부(110)와 전기적으로 연결되며, 디스플레이부(110)는 입력단자부(120)를 통해 인가된 공급전압을 외부에 시현한다. 디스플레이부(110)는 공급전압을 아날로그미터의 눈금으로 시현할 수도 있으나, 보다 바람직하게는 숫자의 형태로 시현하는 디지털미터인 것일 수 있다. 디지털미터로 구비되는 디스플레이부(110)는 후술할 전원부(180)를 통해 숫자를 시현하기 위한 구동전력을 공급받을 수 있다.
전압단자부(130)는 전원공급기(10)에 공급전압이 공급됨에 따라 전원공급기(10)로부터 출력되는 출력전압을 입력받는 입력채널이다. 전압단자부(130)는 전원공급기(10)의 출력채널과 전기적으로 연결되어 전원공급기(10)의 출력전압을 입력받아 후술할 출력단자부(150)에 전달한다.
전류단자부(140)는 전원공급기(10)로부터 출력되는 출력전압이 션트저항체(60)를 거쳐 변환된 출력전류를 입력받는 입력채널이다. 여기서 션트저항체(60)를 거쳐 변환된 출력전류라 함은, 션트저항체(60)의 저(低)저항체 양단의 전압차와 저저항체의 저항값을 기초로 옴의 법칙(Ohm's law)에 의해 계산된 전류값을 의미한다. 전류단자부(140)는 션트저항체(60)의 출력채널과 전기적으로 연결되어 출력전류를 입력받아 후술할 출력단자부(150)에 전달한다.
출력단자부(150)는 전압단자부(130) 또는 전류단자부(140)로 인가된 출력전압 또는 출력전류를 외부로 출력하는 출력채널이다. 출력단자부(150)는 전압단자부(130) 또는 전류단자부(140)와 전기적으로 연결되어, 전압단자부(130) 또는 전류단자부(140)로 인가된 출력전압 또는 출력전류를 외부 점검장치로 출력하는 출력채널이다. 출력단자부(150)와 연결되는 외부 점검장치는 멀티미터(70)인 것일 수 있으나, RMS Voltmeter 또는 Oscilloscope 등의 점검장치가 연결될 수도 있다.
스위치부(160)는 출력단자부(150)에서 출력전압 또는 출력전류 중 어느 하나의 전기신호가 선택적으로 출력되도록 구비된다. 스위치부(160)를 조작하여 출력전압 또는 출력전류 중 어느 하나의 전기신호를 선택적으로 출력하면 하나의 멀티미터(70)만으로도 측정모드(Mode)를 변경하여 출력전압 또는 출력전류를 모두 측정할 수 있다.
스위치부(160)는 제1스위치(161) 및 제2스위치(163)로 구비될 수도 있다.
제1스위치(161)는 출력전압의 하이신호 또는 출력전류의 하이신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 출력단자부(150)의 하이채널로 출력하며, 제2스위치(163)는 출력전압의 로우신호 또는 출력전류의 로우신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 출력단자부(150)의 로우채널로 출력한다. 출력단자부(150)에서 정상적인 출력전압 또는 출력전류가 출력되기 위해서는, 각 출력의 하이신호 및 로우신호가 모두 출력단자부(150)에서 출력되어야 한다. 출력단자부(150)에서 출력전압을 출력하기 위해서는 제1스위치(161) 및 제2스위치(163) 모두 상향으로 조작되어 '전압'을 선택하여야 하며, 출력전류를 출력하기 위해서는 제1스위치(161) 및 제2스위치(163) 모두 하향으로 조작되어 '전류'를 선택하여야 한다. 스위치부(160)가 제1스위치(161) 및 제2스위치(163)로 구비되면, 정상적인 출력을 위해 제1스위치(161) 및 제2스위치(163) 모두 같은 방향으로 조작되어야 하므로, 부정확한 선택에 의한 출력을 방지할 수 있다.
전압표시등(171)은 출력단자부(150)에서 출력전압의 하이신호 및 출력전압의 로우신호가 모두 출력될 때 점등되어, 출력전압이 정상적으로 출력 가능한 상태임을 나타낸다. 전류표시등(173)은 출력단자부(150)에서 출력전류의 하이신호 및 출력전류의 로우신호가 모두 출력될 때 점등되어, 출력전류가 정상적으로 출력 가능한 상태임을 나타낸다.
전원부(180)는 전압표시등(171), 전류표시등(173) 및 디스플레이부(110)에 전력을 공급하도록 외부전원과 연결된다. 전압표시등(171), 전류표시등(173) 및 디스플레이부(110)의 내부에 구비되는 광원은 외부전원으로부터 공급되는 전력에 의해 점등될 수 있다. 전압표시등(171), 전류표시등(173) 및 디스플레이부(110)의 내부에 구비되는 광원은 바람직하게는 LED인 것일 수 있다.
전원스위치(190)는 전원부(180)에서 전압표시등(171), 전류표시등(173) 및 디스플레이부(110)에 공급되는 전력을 차단 또는 공급하도록 구비된다. 전원스위치(190)는 온/오프 동작을 통해 회로를 단락 또는 개방하여 전력을 공급 또는 차단한다. 전원스위치(190) 내부에는 전력이 공급될 때 점등하는 광원이 포함되어 전력의 공급여부를 즉각적으로 파악할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기 점검 보조장치의 내부회로도이며, 도 5는 개선된 교정작업에 필요한 장치들의 연결관계를 나타낸 회로도이다.
전술한 점검 보조장치의 구성요소들을 토대로 점검 보조장치를 포함한 개선된 교정작업을 설명하면 다음과 같다.
점검자가 외부전원을 전원부(180)에 연결하고 전원스위치(190)를 동작(단락, ON)하면, 외부전원은 디스플레이부(110), 전압표시등(171) 및 전류표시등(173)에 전력을 공급할 수 있다. 외부전원이 교류전압을 공급하는 경우 디스플레이부(110)는 외부전원과 직접 연결될 수 있으나, 전압표시등(171) 및 전류표시등(173)은 컨버터(50)에 의해 직류전압으로 변환되어 공급될 필요가 있다.
가변전압기(20)에서 공급되는 공급전압은 전원공급기(10)에 공급되며, 가변전압기(20)의 공급전압은 입력단자부(120)를 통해 점검 보조장치(100)에도 인가된다. 디스플레이부(110)는 가변전압기(20)로부터 인가된 공급전압의 수치를 시현할 수 있으며, 디스플레이부(110)가 디지털미터인 경우 외부전원으로부터 공급되는 전력에 의해 숫자의 형태로 공급전압을 시현할 수도 있다.
전원공급기(10)는 가변전압기(20)에서 공급되는 공급전압에 기해 출력전압을 생성하며, 출력전압의 크기는 전원공급기(10)의 출력조절부를 점검자가 조작하여 조절할 수 있다. 전원공급기(10)의 출력전압은 전압단자부(130)를 통해 점검 보조장치(100)에도 인가된다.
가변저항(30)은 전원공급기(10)의 출력에 대한 부하를 제공하며, 가변저항(30)을 조절하여 전원공급기(10)의 출력전압에 대한 출력전류의 크기를 조절할 수도 있다. 전원공급기(10)의 출력전류는 션트저항체(60)에 포함되는 저저항체의 양단의 전압차와 저저항체의 저항값을 계산하여 정확히 측정할 수 있다. 전원공급기(10)의 출력전류는 션트저항체(60)의 출력부와 전기적으로 연결되는 전류단자부(140)를 통해 점검 보조장치(100)에도 인가된다.
전원공급기(10)의 출력전압 또는 출력전류는 각각 하이신호와 로우신호를 포함하며, 출력전압의 하이신호와 로우신호 또는 출력전류의 하이신호와 로우신호가 출력단자부(150)로 출력되어야 출력전압 또는 출력전류를 정확히 측정할 수 있다.
제1스위치(161)는 출력전압의 하이신호 또는 출력전류의 하이신호 중 어느 하나를 선택하여 출력단자부(150)의 하이채널로 인가한다. 동시에, 제1스위치(161)는 출력전압의 하이신호 또는 출력전류의 하이신호 중 어느 하나를 선택하여 전압표시등(171) 또는 전류표시등(173)에 인가할 수도 있다. 제2스위치(163)는 출력전압의 로우신호 또는 출력전류의 로우신호 중 어느 하나를 선택하여 출력단자부(150)의 로우채널로 인가한다. 동시에, 제2스위치(163)는 출력전압의 로우신호 또는 출력전류의 로우신호 중 어느 하나를 선택하여 전압표시등(171) 또는 전류표시등(173)에 인가한다. 따라서 제1스위치(161) 및 제2스위치(163)가 출력전압 또는 출력전류 중 어느 하나의 전기신호의 하이신호와 로우신호를 모두 선택하여야 출력단자부(150)에서 출력전압 또는 출력전류가 정상적으로 출력될 수 있으며, 전압표시등(171) 또는 전류표시등(173)이 정상적으로 점등될 수 있다.
출력단자부(150)에서 출력되는 출력전압 또는 출력전류는 출력단자부(150)와 전기적으로 연결되는 멀티미터(70)에 의해 측정될 수 있다. 점검자는 제1스위치(161) 및 제2스위치(163)를 조작해 출력단자부(150)의 출력신호를 출력전압 또는 출력전류로 선택하고, 멀티미터(70)의 측정모드를 변경하거나 계산식을 이용해 출력전압 또는 출력전류를 하나의 멀티미터(70)만으로도 정확히 측정할 수 있다.
전원공급기(10) 출력의 리플(Ripple)노이즈 정도를 측정하기 위해 RMS Voltmeter 또는 Oscilloscope가 출력단자부(150)와 연결될 수도 있다. 점검자는 제1스위치(161) 및 제2스위치(163)를 조작해 출력신호를 변경하여 각 출력신호의 리플노이즈 정도를 측정해 추가적인 교정작업을 수행할 수도 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 전원공급기 20 : 가변전압기
30 : 가변저항 40 : 케이스
50 : 컨버터 60 : 션트저항체
70 : 멀티미터 100 : 점검 보조장치
110 : 디스플레이부 120 : 입력단자부
130 : 전압단자부 140 : 전류단자부
150 : 출력단자부 160 : 스위치부
161 : 제1스위치 163 : 제2스위치
171 : 전압표시등 173 : 전류표시등
180 : 전원부 190 : 전원스위치

Claims (4)

  1. 전원공급기의 내부회로를 점검하는 점검 보조장치에 있어서,
    가변전압기에서 출력되어 상기 전원공급기에 공급되는 공급전압을 인가받도록 마련된 입력단자부;
    상기 입력단자부로 인가된 상기 공급전압을 외부에 시현하는 디스플레이부;
    상기 전원공급기에 상기 공급전압이 공급되어 상기 전원공급기로부터 출력되는 출력전압이 인가되는 전압단자부;
    상기 출력전압이 션트저항체를 거쳐 변환된 출력전류가 인가되는 전류단자부;
    상기 전압단자부 또는 상기 전류단자부로 인가된 상기 출력전압 또는 상기 출력전류를 외부로 출력하는 출력단자부; 및
    상기 출력단자부에서 상기 출력전압 또는 상기 출력전류 중 어느 하나의 전기신호가 선택적으로 출력되도록 구비되는 스위치부를 포함하되,
    상기 스위치부는 상기 출력전압의 하이신호 또는 상기 출력전류의 하이신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 상기 출력단자부로 출력하는 제1스위치;
    상기 출력전압의 로우신호 또는 상기 출력전류의 로우신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 상기 출력단자부로 출력하는 제2스위치;
    상기 출력단자부에서 상기 출력전압의 하이신호 및 상기 출력전압의 로우신호가 모두 출력될 때 점등되는 전압표시등; 및
    상기 출력단자부에서 상기 출력전류의 하이신호 및 상기 출력전류의 로우신호가 모두 출력될 때 점등되는 전류표시등을 포함하는 전원공급기 점검 보조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압표시등, 상기 전류표시등 및 상기 디스플레이부에 전력을 공급하도록 외부전원과 연결되는 전원부를 더 포함하는 전원공급기 점검 보조장치.
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