KR20210085512A - 직류전원 공급장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 기술은 직류전원 공급장치 및 방법에 관한 것이다. 본 기술의 구현 예에 따르면, 원거리의 부속기기에 직류전원을 공급하는 경우 원거리의 선로에서 발생한 이상 상황까지 정확히 감지하여 안전하게 전원을 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

직류전원 공급장치 및 방법{DC power supply and method}

직류전원 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원 공급장치가 원거리에 연결된 부속기기 등에 직류전원을 공급시 이상 상황을 감지하여 자동으로 전원을 차단할 수 있는 직류전원 공급장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 직류전원 공급장치는 쇼트가 발생할 경우 출력 전류를 감시하여 이상을 확인하고 차단한 후 일정 주기로 다시 공급을 시도한다.

그러나 직류전원 공급장치의 대용량화에 따라 과전류차단의 기준이 점점 높아지고 원거리에서 쇼트가 발생할 경우 선로의 저항으로 인해 사고를 감지하지 못하여 이 무감지 시간이 지속될 경우 화재로 발전하는 등 큰 사고와 연결되는 경우가 있다.

실제 현장에서 보조 전원장치에서 먼 곳으로부터 쇼트 이상이 화재로 발생하는 사례가 있었으며 부속기기가 장시간 쇼트로 소손되는 사례도 발생하였다.

이에 직류전원 공급장치에서 선로의 고장상태를 선로 거리에 무관하게 신속히 파악하고 전원공급을 차단함으로써 더 큰 사고로 발전하는 것을 막을 수 있는 직류전원 공급장치 및 방법이 필요하다.

1. 한국등록특허 제10-1147258호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 직류전원 공급장치가 원거리에 연결된 부속기기 등에 직류전원을 공급시, 전원공급장치로부터 원거리의 선로에서 이상 상황이 발생하더라도 안전하게 전원을 차단할 수 있는 직류전원 공급 차단장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직류전원 공급장치는 부속기기에 직류전원을 공급하는 전원공급부; 상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 설치되어 소정의 주파수 신호를 발생하는 주파수발생모듈; 및 상기 주파수발생모듈로부터 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 주파수검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 주파수발생모듈은 각 선로에 대하여 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고, 상기 주파수검출부는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 직류전원 공급방법은 부속기기에 직류전원을 공급하는 단계; 상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 소정의 주파수 신호를 발생하는 단계; 및 상기 주파수 신호 발생 단계에서 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 주파수 신호 발생 단계는 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고, 상기 제어신호를 발생하는 단계는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 전원공급장치로부터 원거리에 떨어진 선로 지점에 이상 상황이 발생하더라도 이상 상황을 감지하여 직류전원공급을 차단할 수 있는 직류전원 공급 차단장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치를 도시한다.
도 2는 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치가 단락을 감지하지 못하는 예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 다른 예를 도시한다.
도 6은 선로에 노이즈가 유입되어 단락을 감지하지 못하는 예를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 선로에 노이즈가 유입되어도 단락을 감지할 수 있으며 직류전원 공급장치에 다수의 부속기기가 연결된 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류전원 공급방법의 흐름도를 도시한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

도 1은 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치를 도시한다. 일반적인 직류전원 공급장치는 도 1과 같이 단락(쇼트) 이상이 발생할 경우 출력 전류를 감시하여 과전류 이상을 확인하고 차단한 후 일정주기로 다시 공급을 시도한다.

도 2는 과부하차단 장치를 포함한 종래의 직류전원 공급장치가 단락을 감지하지 못하는 경우를 도시한다. 도 2와 같이 원거리에서 단락 이상이 발생할 경우 선로의 저항으로 인하여 사고를 감지하지 못하고 무감지 시간이 지속될 경우 화재로 발전할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 블록도를 도시한다. 본 발명에 따른 직류전원 공급장치는 전원공급부(100), 주파수발생모듈(200), 주파수검출부(300)를 포함한다. 본 발명에 따른 직류전원 공급장치는 종래의 과부하차단 장치를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.

상기 전원공급부(100)는 직류전원을 공급받을 부속기기에 직류전원을 공급한다.

상기 주파수발생모듈(200)은 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 설치되어 소정의 주파수 신호를 발생한다. 상기 주파수발생모듈(200)은 각 선로에 대하여 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것일 수 있다.

상기 전원공급부(100)가 전원공급을 시작하면 부속기기와 주파수 발생장치는 전원을 공급받아 동작하고, 상기 주파수발생모듈(200)은 전원선에 일정한 주파수를 발생시킨다.

상기 주파수검출부(300)는 상기 주파수발생모듈(200)로부터 생성된 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 상기 전원공급부(100)에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생한다.

도 4는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 예를 도시한다. 전원공급부(100)와 가까운 선로에 단락이 발생하는 경우 종래의 과부하 검출 장치와 함께 주파수검출부(300)가 함께 작동하여 전원공급을 차단할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 전원공급 차단이 작동하는 다른 예를 도시한다. 전원공급부(100)로부터 먼 선로에 단락이 발생하여 전류가 흐르지만 과부하검출 장치가 작동하지 않을 경우에도 주파수 검출이 실패하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생시켜 전원공급을 차단한다.

도 6은 선로에 노이즈가 유입되어 단락을 감지하지 못하는 예를 도시한다.

만약 선로에 주파수발생모듈(200)과 노이즈가 유입되는 등 동일한 주파수가 인가될 경우 주파수검출부(300)는 주파수가 검출되어 전원공급을 차단하는 제어신호가 발생하지 못할 수 있다.

상기와 같이 전원공급을 차단하는 제어신호가 발생하지 못하는 경우를 위하여 주파수발생모듈(200)는 직류전원을 공급하는 전원공급부(100)와 부속기기를 연결하는 각 선로에 f1, f2 등의 각기 다른 주파수를 교대로 발생시키고, 주파수검출부(300)는 해당 주파수가 교대로 모두 검출될 때에만 정상상태로 판단한다. 이 경우 노이즈가 유입되더라도 정상적으로 이상을 판단할 수 있다. 이때 발생시키는 주파수는 상용전원 60Hz의 배수를 회피하여 선정하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치에 다수의 부속기기가 연결된 실시예를 도시한다. 노이즈가 유입되더라도 상술한 바와 같이 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생시킨다면 주파수검출부(300)가 선로의 이상을 놓치지 않고 감지할 수 있고 다수의 부속기기를 사용할 경우에도 하나의 주파수발생모듈(200)로 선로의 이상을 감시할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 단락뿐만 아니라 단선도 감지하여 전원공급을 차단할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류전원 공급방법의 흐름도를 도시한다.

먼저, 전원공급부(100)가 부속기기에 직류전원을 공급한다(S100). 이어서, 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 소정의 주파수 신호를 발생한다(S200). 이어서, S200단계에서 생성된 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생한다(S300).

이때, S200단계는 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것일 수 있고, S300단계는 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것일 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 전원공급부
200 : 주파수발생모듈
300 : 주파수검출부

Claims (4)

1. 부속기기에 직류전원을 공급하는 전원공급부;
   상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 설치되어 소정의 주파수 신호를 발생하는 주파수발생모듈; 및
   상기 주파수발생모듈로부터 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 주파수검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 주파수 발생모듈은 각 선로에 대하여 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고,
   상기 주파수검출부는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 상기 전원공급부에 대하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급장치.
3. 부속기기에 직류전원을 공급하는 단계;
   상기 부속기기가 위치한 선로의 종단 부근에 소정의 주파수 신호를 발생하는 단계; 및
   상기 주파수 신호 발생 단계에서 생성된 상기 소정의 주파수 신호를 검출하여 선로 이상 여부를 감지하면 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 주파수 신호 발생 단계는 각 선로에 각기 다른 주파수를 교대로 발생하는 것이고,
   상기 제어신호를 발생하는 단계는 상기 각기 다른 주파수가 교대로 모두 검출되지 않으면 선로 이상으로 판단하여 전원공급을 차단하는 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급방법.

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