KR20100005149U - Uninetrruptible smps power supply - Google Patents

Abstract

순간정전, 전압강하 보상을 위하여 많은 종류의 무정전 공급장치가 공급되고 있지만 산업현장에서 사용하는 설비들은 무정전 공급장치의 상용전원과 충전전원과의 릴레이 또는 반도체를 이용한 전원이 전환되는 짧은 시간에 자체 보호정지 또는 공급 전류부족으로 인하여 정지하고 있으며 고기능의 전기 장치들은 DC/DC 컨버터을 이용한 PWM 파형을 노이즈로 분류함으로 인하여 무정전 공급장치가 제 기능을 하지 못하는 것이 산업현장의 현재 현실이며 본 기능을 만족하는 무정전 전원장치는 고가의 수입장비가 대부분을 차지하고 있기 때문에 저렴하면서 효과적인 순간정전 보상장치를 고안하였다.Many types of uninterruptible power supplies are provided to compensate for instantaneous power interruptions and voltage drops, but the facilities used in industrial sites are self-protected in a short time when a commercial power supply of the uninterruptible power supply and a relay between the charging power supply or the power supply using a semiconductor are switched. It is stopped due to stop or lack of supply current, and high-performance electric devices are classified as noise by classifying PWM waveforms using DC / DC converter into noise. Since the power supply device is mostly made of expensive imported equipment, a cheap and effective momentary power compensation device was devised.

순간정전. 정전보상. 전압강하. SMPS. Momentary power failure. Power failure compensation. Voltage drop. SMPS.

Description

순간정전 보상장치{UNINETRRUPTIBLE SMPS POWER SUPPLY}Power failure compensation device {UNINETRRUPTIBLE SMPS POWER SUPPLY}

순간정전 보상장치Momentary power outage compensation device

(용어설명)(Glossary)

1. PLC(Programmable Logic Controller) - 산업용 프로그램 가능 제어 장치.Programmable Logic Controller (PLC)-Industrial programmable control unit.

2. SMPS(Switched Mode Power Supply) - AC85~AC440V(50/60Hz) 단상/삼상 전원을 입력받아서 DC전압으로 변환을 하는 반도체 소자를 이용한 회로 구성 방식.2. SMPS (Switched Mode Power Supply)-A circuit configuration method using a semiconductor device that converts DC voltage by receiving AC85 ~ AC440V (50 / 60Hz) single / three phase power.

3. AC 서보 드라이브(AC Servo Drive)- AC110V~440V(50/60Hz) 단상/삼상전원을 입력받아서 위치제어, 속도 제어를 하는 전기장치.3. AC Servo Drive-An electric device that performs position control and speed control by receiving AC110V ~ 440V (50 / 60Hz) single phase / three phase power.

4. AC 인버터(AC Inverter)- AC110V~440V(50/60Hz) 단상/삼상전원을 입력받아서 주파수, 전압을 변화하여서 삼상 모터를 구동하는 전기장치.4. AC Inverter-AC110V ~ 440V (50 / 60Hz) An electric device that drives a three-phase motor by changing frequency and voltage by receiving single-phase / three-phase power.

산업용 전원 장치 및 모터 구동용 AC 서보 드라이브, AC 인버터등의 장치가 고기능화, 컴팩트화, 저렴한 가격 때문에 전원부 회로를 SMPS 방식을 이용하여 제어용 전원을 사용하고 있다.Industrial power supplies, motor-driven AC servo drives, AC inverters, etc., because of their high functionality, compactness, and low price, use power supply circuits for control using SMPS.

SMPS방식을 이용한 전원회로는 AC/DC 입력 전원을 사용할 수 있도록 설계되 어 있다.The power supply circuit using the SMPS method is designed to use AC / DC input power.

교류 입력 전원을 전파 정류하여서 입력 전원 정상 일 때는 맥류 직류 전압을 공급하고 입력 전압 강하 또는 정전시에는 콘덴서에 충전된 DC 전압을 공급하여 순간정전, 전압강하를 보상한다.By rectifying AC input power, supplying pulsed DC voltage when input power is normal and supplying DC voltage charged to capacitor in case of input voltage drop or power failure to compensate for instantaneous interruption and voltage drop.

상용 제품은 정류부 -> 충전부 -> 정전 검출부 -> 승압부 -> 인버터부 -> 전원절체부 -> 출력부의 구성으로 되어 있지만, 본 고안은 정류부 -> 충전부 -> 출력부로 구성되어 있으면서 상용 무정전 전원장치와 동일한 성능을 가지고 있다.Commercial products are composed of rectifier-> charging part-> power failure detection part-> booster part-> inverter part-> power switching part-> output part, but the present invention is composed of rectifier part-> charging part-> output part It has the same performance as the device.

SMPS 방식의 전원 변환 회로를 사용하는 DC 전원 공급기, PLC, AC 서보 드라이브, AC 인버터 등의 전기 장치에 순간정전 또는 입력전압 저하시 정상적으로 운전을 할 수 있도록 전기를 공급하는 저렴한 순간정전 보상장치의 개발.Development of an inexpensive instantaneous power failure compensation device that supplies electricity to DC power supply, PLC, AC servo drive, AC inverter, etc. using SMPS type power conversion circuit so that it can operate normally when momentary power failure or input voltage drops .

도 1의 AC콘덴서(C1)을 통하여 입력 AC전원의 노이즈를 차단한다.The noise of the input AC power source is cut through the AC capacitor C1 of FIG. 1.

도 1의 브릿지다이오드(D1)을 통하여 AC전원을 전파정류한다.The AC power is full-wave rectified through the bridge diode D1 of FIG. 1.

도 1의 쵸크코일(L1)을 통하여서 과도전압을 억제하면서 맥류 DC전압을 출력단에 연결된 부하에 공급한다.Through the choke coil L1 of FIG. 1, the pulsed DC voltage is supplied to the load connected to the output terminal while suppressing the transient voltage.

도 1의 저항(R1)을 통하여서 콘덴서(C2,C3)에 전압을 충전한다.Voltage is charged to the capacitors C2 and C3 through the resistor R1 of FIG.

도 1의 다이오드(D2)을 통하여서 입력 전압이 콘덴서의 충전된 전압보다 작을 경우 충전된 전압을 출력측에 공급한다.When the input voltage is smaller than the charged voltage of the capacitor through the diode D2 of FIG. 1, the charged voltage is supplied to the output side.

도 1의 저항(R2)와 포토다이오드(D3)을 통하여서 충전 상태를 표시한다.The state of charge is displayed through the resistor R2 and the photodiode D3 of FIG. 1.

도 1의 저항(R1) 값을 충분히 크게 설계하여서 전원 처음 투입시에 과도전류가 흐르지 못하도록 방지를 한다.The resistance R1 of FIG. 1 is designed to be sufficiently large to prevent a transient current from flowing when the power is first turned on.

순간정전 발생시 DC 전원 공급기 및 PLC, AC 서보 드라이브, AC 인버터의 순간정전 대처 능력은 보상하지 않은 상태에서 0.05초 이내에 운전이 정지되어서 생 산 제품 손상이 발생하였다.In case of momentary power failure, DC power supply, PLC, AC servo drive, and AC inverter's ability to cope with power failure stop operation within 0.05 seconds without compensating for product damage.

본 고안된 장치를 사용하였을 때 0.5~4초의 반복된 정전 발생 시험에서 DC전원 공급 장치(DC24V), PLC, AC 서보 드라이브, AC 인버터가 부하가 걸린 운전 시험에서 정상적으로 작동이 되었다.In the repeated 0.5 ~ 4 second power failure test, the DC power supply (DC24V), PLC, AC servo drive, and AC inverter operated normally during the load test.

1. 본 고안된 장치에 AC85 ~ 220V 입력, 출력 DC24/3.2A 전원 장치를 부착한 뒤에 DC24V 전원을 사용하는 터치스크린, PLC, 전자릴레이 등을 부착한 후 콘덴서(C2,C3)에 합성 정전용량 400V/4700uF을 선정하였을 때 3초간의 정전 시험에서 정상적으로 동작이 되었다.1. After attaching AC85 ~ 220V input, output DC24 / 3.2A power supply device to the designed device, attach touch screen, PLC, electronic relay, etc. using DC24V power supply, and then synthesize capacitance 400V on the capacitors (C2, C3). When / 4700uF was selected, it operated normally during the 3 second power failure test.

2. 본 고안된 장치에 AC220V 입력, 출력 400W 서보 모터 드라이브를 연결하고 콘덴서(C2,C3)에 합성 정전용량 400V/4700uF을 선정하였을 때 4초간의 정전 시험에서 정상적으로 동작이 되었다.2. When the AC220V input, output 400W servo motor drive is connected to the designed device, and the synthetic capacitance 400V / 4700uF is selected for the capacitors (C2, C3), it operated normally in the blackout test for 4 seconds.

실험 결과 실용적인 산업용 무정전공급장치 AC220V 단상 1,000VA(사인파형 출력 형식) 급 가격의 1/5의 가격으로 동일한 효과를 얻을 수 있었다.As a result, the same effect can be obtained at the price of 1/5 of the practical industrial uninterruptible power supply unit AC220V single phase 1,000VA (sine wave output type) price.

일반적인 무정전전원장치의 고주파 변환 회로가 없기 때문에 노이즈 발생이 거의 없으며 복잡한 전기 회로가 적기 때문에 고장 발생율이 거의 없다(전기적 수명 8년).Since there is no high frequency conversion circuit of a typical uninterruptible power supply, there is little noise generation, and since there are few complicated electric circuits, there is little failure rate (electrical life of 8 years).

산업용 DC 전원을 공급하는 대부분의 전원공급장치가 SMPS 방식을 사용하고 있기 때문의 대부분의 전원 공급 장치에 적용 가능하다.Most power supplies that supply industrial DC power use SMPS, so they can be applied to most power supplies.

소용량형 AC 서보 드라이브 및 AC 인버터의 전원 회로에 SMPS 방식을 사용하고 있기 때문에 대부분의 AC 서보 모터 드라이브 및 AC 인버터에 적용 가능하다.SMPS method is used for power supply circuit of small capacity AC servo drive and AC inverter, so it can be applied to most AC servo motor drive and AC inverter.

일부 PLC(LS 산전 제품)에서는 노이즈 차단을 하기 위하여 주파수 검출 회로가 내장되어 있기 때문에 DC 전원 형식의 전원 모듈을 사용하면 적용 가능하다.Some PLCs (LS products) have a built-in frequency detection circuit to cut off noise, so it is possible to use a DC power supply module.

기계설비의 모든 전기 장치에 전원을 공급하여야 하는 설비에서는 적용을 할 수 없지만 대다수의 기계는 반드시 전원이 필요한 장치와 정전이 되어도 이상이 없는 장치가 있기 때문에 전기 장치별로 분류하여서 저렴한 비용으로 순간정전 예방을 할 수 있다. Although it is not applicable to the equipment that needs to supply power to all electrical devices of the mechanical equipment, most machines have devices that require power and devices that do not fail even if there is a power failure. can do.

도 1은 SMPS(Switched Mode Power Supply) 전원 회로에 전원을 공급하는 순간정전 전원보상 전기 회로도.1 is a circuit diagram of an instantaneous power supply compensation for supplying power to a switched mode power supply (SMPS) power circuit.

도 2은 도 1 회로의 동작 설명도.2 is an operation explanatory diagram of the circuit of FIG. 1;

Claims (3)

도 1의 회로 방식을 이용하여 AC전원을 입력받아서 브릿지 다이오드(D1)를 이용하여 전파정류를 한 뒤 쵸크코일(Choke Coil)(L1)을 이용하여서 SMPS(Switched Mode Power Supply) 방식을 사용하는 전기장치에 상용 전원을 공급하고 저항(R1)을 통하여 과도전류를 억제하면서 콘덴서(C2,C3)에 전기를 충전한 뒤 입력 전압 강하시 정류다이오드(D2)를 이용하여 SMPS(Switched Mode Power Supply) 전원 회로에 전기를 공급하는 도 1의 회로를 이용하는 SMPS 전원 순간정전 보상장치.After the AC power is input using the circuit method of FIG. 1, the full wave rectification is performed using the bridge diode D1, and the electric power using the switched mode power supply (SMPS) method using the choke coil (L1). Switched mode power supply (SMPS) power supply using a rectifier diode (D2) when the input voltage drops, supplying commercial power to the device, suppressing the transient current through the resistor (R1), charging electricity to the capacitors (C2, C3). SMPS power supply interruption compensation device using the circuit of Figure 1 for supplying electricity to the circuit. 청구항 1에 있어서 쵸크코일(Choke Coil)(L1)을 제거한 도 1의 회로를 이용하는 SMPS 전원 순간정전 보상장치.The SMPS power supply momentary power compensation device using the circuit of FIG. 1 from which the choke coil L1 was removed. 청구항 1에 있어서 도 1의 회로를 이용하여 입력 AC전압 조정 및 콘덴서 용량 가/감을 위하여 콘덴서를 직렬, 병렬 변경하여 연결 사용하는 SMPS 전원 순간정전 보상장치.The method of claim 1, SMPS power instantaneous power failure compensation device using a capacitor connected in series and parallel to the input AC voltage adjustment and capacitor capacity increase / decrease using the circuit of FIG.

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