WO2021085759A1 - 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈 - Google Patents

무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈 Download PDF

Info

Publication number
WO2021085759A1
WO2021085759A1 PCT/KR2020/003679 KR2020003679W WO2021085759A1 WO 2021085759 A1 WO2021085759 A1 WO 2021085759A1 KR 2020003679 W KR2020003679 W KR 2020003679W WO 2021085759 A1 WO2021085759 A1 WO 2021085759A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
silicon
power supply
converter
output terminal
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/003679
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이지헌
윤동진
김도현
김지홍
박민준
도원석
Original Assignee
엘에스일렉트릭㈜
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스일렉트릭㈜ filed Critical 엘에스일렉트릭㈜
Priority to US17/772,632 priority Critical patent/US11967858B2/en
Priority to JP2022522758A priority patent/JP2022552534A/ja
Priority to CN202080075916.7A priority patent/CN114667660A/zh
Publication of WO2021085759A1 publication Critical patent/WO2021085759A1/ko
Priority to JP2024038602A priority patent/JP2024075630A/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters

Definitions

  • the present invention relates to an uninterruptible power supply (UPS) module, and more particularly, to a static transfer switch (STS) that can be applied to a UPS module.
  • UPS uninterruptible power supply
  • STS static transfer switch
  • the UPS module supplies alternative power using a battery. Therefore, there is a problem that power supply to the load is stopped when all the current charged in the battery is discharged.
  • a UPS module has emerged that further includes a path connected to not only a battery but also a spare power (hereinafter referred to as bypass power) and can receive power through the spare power.
  • bypass power a spare power
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems and other problems, and an object thereof is to provide a stepless power supply control device and a UPS module capable of performing switching of a power supply path at a higher speed.
  • the present invention is to provide a non-stop power supply control device and a UPS module capable of receiving current from a spare power source and transferring it to a load in a shorter time when power supplied from a commercial power source and a battery is interrupted. do.
  • a switch in order to achieve the above or other objects, includes one semiconductor rectifying element connected to any one of the positive end and the negative end of the DC power supply, and the semiconductor rectifying element To bypass, a bypass converter connecting the input terminal and the output terminal of the semiconductor rectifier device, a circuit breaker that opens or closes the bypass converter, and when a preset conduction signal is received, controlling the semiconductor rectifying device to conduct current, and And a control unit controlling the circuit breaker so that the bypass converter is closed, and when the bypass converter is closed by the circuit breaker, the semiconductor rectifying element is controlled so that conduction of current is stopped.
  • the semiconductor rectifier device is a silicon controlled rectifier device.
  • the control unit controls the silicon-controlled rectifier element and the circuit breaker at the same time according to the conduction signal, and the current first flows through the silicon-controlled rectifier element due to a difference in operating speed between the silicon-controlled rectifier element and the breaker
  • the control unit When conducting, it is characterized in that it detects whether the bypass converter is closed, and controls the silicon control rectifying element so that conduction of current is stopped according to a detection result.
  • the second semiconductor rectifying device is connected to an extreme end of the DC power supply to which the semiconductor rectifying device of claim 1 and the bypass converter are connected, and the second semiconductor rectifying device to bypass the second semiconductor rectifying device.
  • a second bypass circuit connecting the input terminal and the output terminal of the semiconductor rectifying element, and a second circuit breaker that opens or closes the second bypass circuit and is controlled by the controller, wherein the controller receives the conduction signal.
  • the second semiconductor rectifying element is controlled so that current is conducted, and the second circuit breaker is controlled so that the second bypass circuit is closed, and when the second bypass circuit is closed by the second circuit breaker, the current is conducted.
  • the semiconductor rectifying element is further controlled so that this is stopped.
  • the semiconductor rectifying element and the second semiconductor rectifying element are arranged such that a forward current direction coincides with a current direction of the DC power supply, and are arranged in different directions according to the polarity of the connected DC power supply. It is characterized.
  • control unit determines whether the bypass circuit is closed based on a feedback signal received from the circuit breaker or a voltage change of the current supplied through the bypass converter or the semiconductor rectifier. It is characterized.
  • an apparatus for controlling a non-stepping power supply includes an AC-DC converter for converting an AC current supplied from a preset AC power into a DC current. (Converter), first and second semiconductor rectifying elements respectively connected to the positive and negative electrodes of the output terminals of the AC-DC converter, and the first and second semiconductor rectifying elements to bypass the first and second semiconductor rectifying elements.
  • the first and second circuit breakers When the first and second bypass circuits connecting the input terminals and the output terminals of each element, the first and second circuit breakers to open or close the first and second bypass circuits, and a preset conduction signal are received, the first And a first path through a second semiconductor rectifying element or a second path through the first and second bypass converters, so that currents at the anode and the cathode of the output terminal of the AC-DC converter are conducted.
  • a control unit for controlling the first and second semiconductor rectifying elements or the first and second circuit breakers.
  • each of the first and second semiconductor rectifier devices is a silicon controlled rectifier device.
  • the control unit when the conduction signal is received, turns on the first and second silicon control rectifying elements so that current is conducted, and the first and second bypass converters are The first and second circuit breakers are controlled to be closed, and current is first conducted through the first and second silicon controlled rectifying elements according to the difference in operating speed between the silicon controlled rectifying element and the circuit breaker, and the first and second silicon When the first and second bypass converters are closed in a state in which current is conducted to the control rectifying element, the first and second silicon controlled rectifying elements are turned off.
  • control unit includes a feedback signal from the first and second circuit breakers, or a current supplied through the first and second bypass converters or the first and second silicon controlled rectifying elements. It is characterized in that it is determined whether the first and second bypass converters are closed based on a voltage change of.
  • the positive and negative electrodes of the AC-DC converter output terminals are connected through the first path.
  • the AC when current is output and current is conducted to the first and second silicon control rectifying elements, when the first and second bypass converters are closed, the AC through both the first path and the second path -When the first and second silicon controlled rectification elements are turned off while the positive and negative currents of the DC converter output terminal are output, and the first and second bypass converters are closed, the AC -It is characterized in that the current of the positive and negative poles of the DC converter output terminal is output.
  • the AC-DC converter includes a rectifying element bridge including a plurality of rectifying elements, and the rectifying element is a diode or a silicon controlled rectifying element.
  • the preset AC power is a spare power supplying power to a load through a path different from the commercial power
  • the preset conduction signal controls the controller to output a current supplied from the spare power.
  • a signal characterized in that it is received from another power supply control device connected to the commercial power supply.
  • the UPS module includes a first AC-DC converter for converting and outputting an AC current supplied from a commercial power source into a DC current.
  • a second power supply control module including a first power supply control module that converts a DC current supplied from the battery into a DC current of a stabilizing or other voltage and outputs the DC current supplied from the battery, and an AC current supplied from the spare power
  • a third power supply control module including a second AC-DC converter that converts and outputs DC current, and output terminals of the first to third power supply control modules are formed by being connected to each other, and the first to third And a common output terminal for supplying a DC current output from any one of the power supply control modules to the load, and the third power supply control module includes the second AC- The output terminal of the DC converter and the common output terminal are connected in parallel, and in the circuit breaker and the silicon-controlled rectifier element paired with each other, one circuit breaker and the silicon-controlled rectifier element
  • the third power supply control module the second AC-DC converter output terminal positive and negative, respectively, and a third connecting the positive output terminal and the negative output terminal of each of the third power supply control module.
  • First and second bypass converters connecting the input terminals and output terminals of each silicon-controlled rectifier element to bypass the first and second silicon-controlled rectifier elements, and the first and second silicon-controlled rectifier elements, respectively, and the first and second silicon-controlled rectifier elements.
  • first and second circuit breakers Turn on the first and second circuit breakers to open or close the bypass converter, and the first and second silicon controlled rectifying elements to conduct current when a preset conduction signal is received, and the first And controlling the first and second circuit breakers so that the second bypass circuit is closed, and in a state in which current is first conducted through the first and second silicon controlled rectifying elements according to a difference in operating speed between the silicon controlled rectifying element and the circuit breaker.
  • a switch including a switch controller for turning off the first and second silicon controlled rectifying elements is provided.
  • the conduction signal is received from the first control unit of the first power supply control module, the first control unit, when both the power supply of the commercial power and power supply from the battery are stopped. And transmitting the preset conduction signal to the switch control unit.
  • the first and second circuit breakers close the first and second bypass circuits according to the control of the switch control unit in an initial state in which the first and second bypass circuits are opened.
  • the first and second silicon controlled rectifying elements are turned on according to the control of the switch controller in an initial state of being turned off.
  • each of between the commercial power supply and the common output terminal, and between the battery and the common output terminal includes a plurality of circuit breakers, the plurality of circuit breakers, between the commercial power supply and the common output terminal or the In an initial state formed to connect between the battery and the common output terminal, it is formed to cut off between the commercial power supply and the common output terminal or between the battery and the common output terminal when an overcurrent flows from the commercial power supply or the battery. do.
  • the UPS module is connected to a commercial power supply and a battery, and converts an AC current supplied from the commercial power into a DC current.
  • 1 AC-DC converter and a DC-DC converter for converting DC current supplied from the battery into a stabilized or other voltage DC current, and an output of the first AC-DC converter and an output of the DC-DC converter
  • a first module that outputs any one of a current supplied from the commercial power source and a current supplied from the battery through the first output terminal connected to each other, and the AC current supplied from the spare power source is converted into DC current and output
  • a second module including a second AC-DC converter, and the first output terminal and the output terminal of the second module are formed by being connected to each other, and the DC current output from any one of the first module and the second module And a second output terminal supplied to a load, wherein the second module is connected in parallel between an output terminal of the second AC-DC converter and the second output terminal through a circuit
  • the second module, the first and second silicon control connecting between each of the positive and negative output terminals of the second AC-DC converter, each of the positive output terminal and the negative output terminal of the second module
  • First and second bypass converters connecting input terminals and output terminals of each silicon-controlled rectifier element to bypass the thyristor and the first and second silicon-controlled rectifier elements, respectively, and the first and second bypass converters
  • the first and second circuit breakers for controlling the opening or closing of the first and second circuit breakers, and the first and second silicon control rectifying elements to conduct current when a preset conduction signal is received, and the first and The first and second circuit breakers are controlled so that the second bypass circuit is closed, and current is first conducted through the first and second silicon controlled rectifying elements according to a difference in operating speed between the silicon controlled rectifying element and the circuit breaker.
  • a switch controller configured to turn off the first and second silicon controlled rectifying elements when the first and second bypass converters are closed in a state in which current is conducted to the first and second silicon controlled rectifying elements.
  • the first module is controlled by a first control unit, and the first control unit transmits the preset conduction signal when both power supply of the commercial power supply and power supply from the battery are stopped. It characterized in that the transmission to the switch control unit.
  • the present invention receives a DC current, and the input DC current through any one of a silicon controlled rectifier element and a bypass converter bypassing the silicon controlled rectifier element.
  • the present invention is provided with an AC-DC converter at the front end of the non-sequential power supply control device, so that the AC current supplied from the spare power supply is a DC current having a voltage of a certain level. And the converted DC current is supplied to the non-sequential power supply control device, so that the non-sequential power supply control device connects one of a silicon-controlled rectifier element and a bypass converter that bypasses the silicon-controlled rectifier element.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling a non-stop power supply according to the present invention.
  • 2 to 4 are examples for explaining a process of supplying a current of a spare power to a load through a silicon-controlled rectifying element or a bypass circuit under the control of the controller 100 in the non-sequential power supply control apparatus according to the present invention. It's dodle.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a UPS module having a non-sequential power supply control device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of a UPS module having an apparatus for controlling an uninterrupted power supply according to the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a non-stop power supply control device (STS: Static Transfer Switch) 10 according to the present invention.
  • STS Static Transfer Switch
  • the non-sequential power supply control device 10 related to the present invention may include a control unit 100 and a switch 130 controlled by the control unit 100, and input AC current It may be provided with an AC-DC converter (Converter, 120) that can convert the DC current.
  • the positive end and the negative end of the switch 130 may be connected to the positive output terminal (P) and the negative output terminal (N) of the non-sequential power supply control device 10, respectively.
  • the DC current converted by the AC-DC converter 120 may be output through the output terminals (positive output terminal P and negative output terminal N) of the non-stepless power supply control device 10.
  • the AC-DC converter 120 may convert an input polyphase AC current into a DC current.
  • the AC-DC converter 120 may include a bridge rectifying circuit in which a plurality of rectifying elements are connected.
  • the rectifying elements may be a diode or a silicon controlled rectifying element (SCR). However, in the following description, it is assumed that the rectifying element is a diode.
  • Diodes provided in the AC-DC converter 120 may be wired in a bridge shape as shown in FIG. 1.
  • the input AC current is an AC current 110 of three phases (R phase, S phase, T phase)
  • the AC-DC converter 120 converts the three phase AC current 110 into a DC current.
  • it may include six diodes D1 to D6 wired in a bridge shape as shown in FIG. 1.
  • each phase voltage (R-phase voltage / S-phase voltage / T-phase voltage) is applied to each diode of the AC-DC converter 120 Can be.
  • the R-phase voltage may be applied to the first and second diodes D1 and D2
  • the S-phase voltage may be applied to the third and fourth diodes D3 and D4.
  • a T-phase voltage may be applied to the fifth and sixth diodes D5 and D6.
  • each diode can full-wave rectify a voltage corresponding to each phase.
  • the AC-DC converter 120 may sequentially output the full-wave rectified phase voltage (Vr/Vs/Vt). Therefore, the output voltage is subjected to a smoothing action, and thus the three-phase AC current input to the AC-DC converter 120 may be converted into a DC current and output.
  • a molded circuit breaker (MCCB) or air circuit (ACB) to protect the circuit of the non-stepless power supply control device 10 from overcurrent or arc.
  • a breaker 112 such as (breaker) and at least one may be provided.
  • the switch 130 may connect the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-sequential power supply control device 10 in parallel through a semiconductor rectifying element and a circuit breaker.
  • the semiconductor rectifying device may be a high-speed, high-current, high-voltage switching device having a response speed and an operation speed greater than or equal to a preset speed, a large power control, and a semi-permanent life.
  • An example of such a semiconductor rectifying device may be a silicon controlled rectifier (SCR).
  • SCR silicon controlled rectifier
  • the switch 130 is a first silicon controlled rectification element 133 disposed between the positive end of the output terminal of the AC-DC converter 120 and the positive output terminal P of the non-sequential power supply control device 10. ) Can be included.
  • the first silicon-controlled rectifying element 133 may be arranged such that a forward current direction coincides with a current direction of an anode current of the output terminal of the AC-DC converter 120, that is, a current direction of the anode current.
  • the switch 130 connects the input terminal and the output terminal of the first silicon-controlled rectification element 133, bypassing the first silicon-controlled rectification element 133, and the positive end of the output terminal of the AC-DC converter 120 and the A first electric circuit 131 connecting the positive output terminal P of the non-stepless power supply control device 10 and a first circuit breaker for controlling the opening or closing of the first bypass circuit 131 ( 135).
  • the anode end of the AC-DC converter 120 is the first silicon controlled rectifying element 133 or the first bypass converter 131 (when the first bypass converter 131 is closed). It may be connected to the positive output terminal (P) of the stepless power supply control device 10.
  • the switch 130 is a second silicon-controlled rectifying element 134 disposed between the negative terminal of the output terminal of the AC-DC converter 120 and the negative output terminal N of the stepless power supply control device 10 It may include.
  • the second silicon-controlled rectifying element 134 may be arranged such that the forward current direction coincides with the current direction of the cathode current of the output terminal of the AC-DC converter 120, that is, the cathode current.
  • the switch 130 connects the input terminal and the output terminal of the second silicon-controlled rectifier element 134, bypassing the second silicon-controlled rectification element 134, and the negative terminal of the output terminal of the AC-DC converter 120
  • a second bypass converter 132 connecting the negative output terminal N of the non-stepless power supply control device 10 and a second circuit breaker 136 for controlling the opening or closing of the second bypass circuit 132 Can include.
  • the negative end of the AC-DC converter 120 is through either the second silicon controlled rectifying element 134 or the second bypass converter 132 (when the second bypass converter 132 is closed). It may be connected to the negative output terminal (N) of the stepless power supply control device 10.
  • the first and second 2 DC reactors 141 and 142 may be further disposed.
  • the first and second DC reactors 141 and 142 are inductive reactors between the DC output and the load, and may limit fault current or control the pulsation of the load.
  • the control unit 100 controls the output terminal of the AC-DC converter 120 and the non-stop power supply control device 10 through any one of each silicon-controlled rectifying element or each bypass converter.
  • the first and second silicon controlled rectifying elements 133 and 134 and the first and second circuit breakers 135 and 136 may be controlled so that the output terminal is conducted.
  • the three-phase AC current 110 may be a preset spare power (bypass power).
  • the control unit ( 100) may be a signal transmitted.
  • the control unit 100 receiving the conduction signal is the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-sequential power supply control device 10 within the time required for the non-sequential power supply (for example, 4 ms).
  • the switch 130 may be controlled to conduct this. Accordingly, when the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-sequential power supply control device 10 are conducted, the AC current supplied from the spare power is output in the form of a DC current and a load (connected to the load Power converter).
  • the silicon-controlled rectifying elements 133 and 134 have a very fast response speed (operation speed) due to the characteristics of the device, so the output terminals (positive and negative ends) of the AC-DC converter 120 and the non-stop power supply within a very short time.
  • the output terminals (positive output terminal P and negative output terminal N) of the supply control device 10 can be connected.
  • it since it is a semiconductor device, if the time for the current to conduct is prolonged, heat generation may occur accordingly, and circuit damage due to heat generation may occur.
  • the control unit 100 first turns on the silicon-controlled rectifying element capable of high-speed switching so that the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-stepless power supply control device 10 can be connected. do. And, when the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-stepless power supply control device 10 are conducted through a bypass converter, the silicon control rectifier element is turned off, and the silicon control rectifier element is Make sure that the conduction of the current through it is stopped.
  • control unit 100 allows the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-sequential power supply control device 10 to be connected within the time required for the non-sequential power supply, while the silicon-controlled rectifier element It is possible to prevent damage from occurring due to heat generation.
  • the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-stop power supply control device 10 may be maintained in a state not connected to each other. That is, the first and second silicon control rectifying elements 133 and 134 may be in a turned-off state, and the first and second bypass converters 131 and 132 are opened. And it may be in a state opened by the second circuit breaker (135, 136).
  • the control unit 100 simultaneously controls the first and second silicon controlled rectifying elements 133 and 134 and the first and second circuit breakers 135 and 136. Accordingly, the first and second silicon control rectifying elements 133 and 134 may be turned on, and the first and second circuit breakers 135 and 136 may be closed. In this case, control signals (turn-on signals) for turning on the first and second silicon control rectifying elements 133 and 134 and for closing the first and second circuit breakers 135 and 136 Control signals (close signals) may be simultaneously output and input to the switch 130 (200).
  • the turn-on signals and the close signals may be simultaneously received by the first and second silicon control rectifying elements 133 and 134 and the first and second breakers 135 and 136, respectively.
  • the first and second silicon-controlled rectifying elements 133, before the first and second circuit breakers 135 and 136 are closed. 134) can be turned on.
  • the output terminal of the AC-DC converter 120 and the non-stop power supply through the turned-on first and second silicon controlled rectifying elements 133 and 134 The output terminal of the supply control device 10 may be conducted. Accordingly, as shown in the current output paths 210 and 220 of FIG. 2, through the silicon control rectifying elements 133 and 134, the AC current supplied from the preliminary power is output in the form of a direct current and a load It can be supplied to (power converter connected to the load).
  • first and second bypass converters 131 and 132 are first and second silicon controlled rectifying elements 133 and 134 according to the difference in operating speed between the silicon-controlled rectifying element and the circuit breaker.
  • the output terminal of 120 and the output terminal of the non-sequential power supply control device 10 may be closed in a conductive state.
  • the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-stepless power supply control device 10 are not only the first and second silicon controlled rectifying elements 133, 134, but also the first. It may be conducted through the first and second bypass converters 131 and 132. Therefore, as shown in FIG. 3, not only the paths 210 and 220 passing through the first and second silicon controlled rectifying elements 133 and 134, but also the first and second bypass converters 131 and 132
  • the alternating current supplied from the preliminary power through the passing paths 310 and 320 may be output in the form of a direct current and supplied to a load (a power converter connected to the load). Meanwhile, as the path through which current is supplied to the load increases, the voltage of the first conductive path (paths 210 and 220 through which current is supplied via the first and second silicon control rectifier elements 133 and 134) decreases. I can.
  • the controller 100 may detect that the first and second bypass circuits 131 and 132 are closed (300). For example, the controller 100 may determine that the first and second breakers 135 and 136 are closed by receiving a feedback signal from the first and second breakers 135 and 136. Or whether the first and second bypass converters 131 and 132 are closed through a voltage change in the paths 210 and 220 through which current is supplied via the first and second silicon controlled rectifying elements 133 and 134 Can be detected. Alternatively, it may be detected whether the first and second bypass converters 131 and 132 are closed based on voltages sensed from the first and second bypass converters 131 and 132.
  • the controller 100 may transmit a turn-off signal to the first and second silicon controlled rectifying elements 133 and 134. Then, the first and second silicon-controlled rectifier elements 133 and 134 that have received this may be converted to a turn-off state, and accordingly, conduction of current through the first and second silicon-controlled rectifier elements 133 and 134 This can be stopped.
  • the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-sequential power supply control device 10 are conducted through only the closed first and second bypass converters 131 and 132. I can. Accordingly, the AC current supplied from the preliminary power may be output through the first and second bypass converters 131 and 132 in the form of a direct current.
  • the present invention allows the silicon-controlled rectifier element and the breaker to be connected in parallel, and when a preset conduction signal is received, the spare power is connected through the silicon-controlled rectifier element before the breaker. , It allows power to be supplied to the load without interruption of the power supply (no interruption).
  • the connection of the spare power through the silicon-controlled rectifier element is cut off, thereby preventing heat generation due to current conduction in the silicon-controlled rectifying element equipped with a semiconductor element. Can be prevented.
  • the non-sequential power supply control device 10 connects the AC-DC converter 120 to a preliminary power supply for supplying the multi-phase AC current so that the multi-phase AC current is converted into a DC current.
  • the switch 130 is turned off in a state in which the converted DC current is input to the switch 130.
  • the voltage of the input terminal of the blocking unit () is maintained above a predetermined level until a predetermined conduction signal is received.
  • the switch 130 when the switch 130 is controlled by the control unit 100 so that the output terminal of the AC-DC converter 120 and the output terminal of the non-sequential power supply control device 10 are conducted, the current of the spare power flows to the load, the DC current for maintaining voltage may be directly supplied to the load (or a power converter connected to the load) through the switch 130. Therefore, the converted DC current can be immediately output without time required for current conversion (AC-DC conversion), and accordingly, when the supply of current through the commercial power supply and the battery is stopped, the current of the spare power supply is uninterruptedly loaded. Can be supplied with.
  • the non-sequential power supply control device 10 of the present invention is a device that receives DC current and controls supplying the input DC current to a load, as shown in FIGS. 1 to 4, wherein one circuit breaker is It may have a structure that is connected in parallel with one silicon controlled rectifying element.
  • the internal structure of the stepless power supply control device 10 can be further simplified through one circuit breaker and one silicon-controlled rectifying element forming a pair. It is possible to further shorten the time until it is supplied to.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a UPS module including the non-sequential power supply control device 10 according to the present invention.
  • a UPS module may be divided into a power-side power conversion unit and a load-side power conversion unit.
  • the power-side power conversion unit includes a plurality of power supply sources, and may convert and output power supplied from each of the plurality of power supply sources into DC power.
  • the load-side power conversion unit may include a plurality of loads, and may convert DC power output from the power-side power conversion unit into driving power and supply them to each of the plurality of loads.
  • the power-side power conversion unit may include a plurality of power supply control modules 510, 520, and 530 whose outputs are connected to each other.
  • the first power supply control module 510 may convert power supplied from the commercial power source 511 into DC power and output it.
  • the second power supply control module 520 may output power supplied from the battery 521.
  • the third power supply control module 510 is a module that converts power supplied from the preliminary power supply 531 to DC power and outputs the AC-DC converter 120 and switch 130 described in FIGS. 1 to 4. It may include a non-stop power supply control device 10 including ).
  • the load-side power conversion unit may include at least one load 560 and at least one conversion unit 550 that converts DC power supplied from the power-side power conversion unit into driving power.
  • the conversion unit 550 converts DC power into AC power or an inverter that converts DC power into AC power depending on whether the load 60 is a load driven by AC power or a load driven by DC power. It may include at least one inverter.
  • each inverter is connected to each load, and power converted through the connected inverter may be supplied to each load as driving power.
  • each of the power supply control modules 510, 520, and 530 constituting the power-side power conversion unit may be connected to each other to form one common output terminal.
  • the load-side power converter may be connected to the common output terminal to convert a DC current supplied through the common output terminal into driving power and supply it to the load.
  • the first power supply control module 510 connected to the commercial power 511 and receiving power from the commercial power 511, the commercial power ( A first AC-DC converter 513 for converting the AC current input from 511 to DC current may be provided.
  • a 1-1 circuit breaker 512 for protecting the first AC-DC converter 513 from overcurrent and arc generated from the commercial power supply 511 is provided with the first AC-DC converter 513 It may be disposed between the commercial power supply 511.
  • a 1-2 circuit breaker 514 for protecting an internal system including the common output terminal may be included.
  • a first control unit 515 for controlling the overall operation of the first power supply control module 510 and each component of the first power supply control module 510 may be included.
  • the 1-1 circuit breaker 512 and the 1-2 circuit breaker 514 have a closed state as a default state, and are closed (circuit connected state) unless an abnormal current such as an overcurrent occurs. I can keep it.
  • the second power supply control module 520 connected to the battery 521 and receiving power from the battery 521 stabilizes the DC current input from the battery 521 or converts it into a DC current of a different voltage.
  • the DC-DC converter 523 may be provided.
  • a 2-1 circuit breaker 522 for protecting the DC-DC converter 523 when an abnormal voltage or abnormal current occurs may be disposed between the DC-DC converter 523 and the battery 521.
  • a 2-2 circuit breaker 524 for protecting an internal system including the common output terminal may be included.
  • a second control unit 525 may be included to control the overall operation of the second power supply control module 520 and each component of the second power supply control module 520.
  • the 2-1 circuit breaker 522 and the 2-2 circuit breaker 524 have a closed state as a default state, and are closed (circuit connected state) unless an abnormal current such as an overcurrent occurs. I can keep it.
  • the third power supply control module 510 connected to the spare power source 531 and receiving power from the spare power source 531 is configured to convert an AC current input from the spare power source 531 into a DC current.
  • 2 AC-DC converter 120 may be provided.
  • a third circuit breaker 532 for protecting the second AC-DC converter 120 from overcurrent and arc generated from the spare power source 531 is provided with the second AC-DC converter 120 It may be disposed between the power sources 531.
  • the third circuit breaker 532 has a closed state as a default state, and may maintain a closed state as long as an abnormal current such as an overcurrent does not occur.
  • a switch 130 in which a silicon controlled rectifying element and a circuit breaker are connected in parallel may be included.
  • a third control unit 535 for controlling the switch 130 may be included.
  • the third control unit 535 may be the control unit 100 of the non-junctional power supply device 10 according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the second AC-DC converter 120, the switch 130, and the third control unit 535 are the non-stop power supply device 10 according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4. ) Can be configured.
  • the open state of the switch 130 is a default state, and the open state (circuit connection is blocked state) may be maintained unless the state is changed by the third control unit 535.
  • the power-side power conversion unit by the control units 515, 525, 535 of each of the power supply control modules 510, 520, 530, allows any one power supply control module to supply DC current through the common output terminal. Can be controlled.
  • the first control unit 515 of the first power supply control module 510 connected to the commercial power supply 511 may be a main control unit, and in this case, any one power supply control according to the control of the main control unit
  • the module may supply DC current through the common output terminal.
  • the first control unit 515 may first control power to be supplied through the first power supply control module. Therefore, the AC current supplied from the commercial power source 511 can be converted into a DC current through the first AC-DC converter 513, and the converted DC current can be supplied to the load-side power converter through the common output terminal. .
  • the commercial power supply 511 when an abnormality occurs in the power system of the commercial power supply 511, for example, when an overcurrent occurs, the commercial power supply 511 is opened while the 1-1 circuit breaker 512 or the 1-2 circuit breaker 514 is opened. ) And the common output terminal may be disconnected.
  • power may be supplied to the load-side power conversion unit through the second power supply control module 520 or the third power supply control module 530 connected to the common output terminal.
  • the switch 130 is in a state in which the default state is open and the circuit is not connected, the DC current supplied from the battery 512 through the second power supply control module 520 is supplied to the load-side power converter. Can be.
  • the first control unit 515 is The commercial power source 511 may be reconnected by closing the 1-2 breaker 514 again. Then, the current supplied from the commercial power source 511 may be supplied to the load-side power converter through the common output terminal.
  • the second control unit 525 transmits a feedback signal notifying the discharge of the battery 511 to the first control unit 515, which is the main control unit. I can. Then, the first control unit 515 transmits a preset conduction signal to the third control unit 535, and the third control unit 535 controls the switch 130 to connect the output terminal of the second AC-DC converter 120
  • the common output terminals may be connected to each other.
  • the third control unit 535 switches a control signal (eg, a turn-on signal for a silicon-controlled rectifier element, a close signal for a breaker) for simultaneously connecting a circuit to the parallel-connected silicon-controlled rectifier element and a breaker. ) Can be entered. Then, the control signal may be simultaneously input to the silicon control rectifying element and the circuit breaker.
  • a control signal eg, a turn-on signal for a silicon-controlled rectifier element, a close signal for a breaker
  • the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal are first connected through a silicon-controlled rectifier element, and the current supplied from the preliminary power supply 531 through the silicon-controlled rectifier element is the common. It can be supplied to the load-side power converter through the output terminal. Accordingly, when all of the batteries 512 are discharged, the current of the preliminary power source 531 may be supplied without a step.
  • the circuit breaker of the switch 130 that has received the control signal may connect the circuit later than the silicon control rectifying element according to a difference in operation speed. Accordingly, the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal may be connected to each other through the circuit breaker.
  • the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal may be connected through both a first path through the silicon controlled rectifying element and a second path through the circuit breaker.
  • the current supplied from the preliminary power source 531 may be supplied to the load-side power converter through the common output terminal through the first path and the second path.
  • the third control unit 535 transmits a control signal for turning off the silicon control rectifying element to the switch 130. You can enter.
  • the silicon-controlled rectifying element is turned off, and as a result, the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal may be connected through only one second path through a circuit breaker. Accordingly, the current supplied from the preliminary power source 531 via the second path may be supplied to the load-side power converter through a common output terminal.
  • the power supply control module (first power supply control module) connected to the commercial power source 511 and the power supply control module (second power supply control module) connected to the battery 521 are independent modules. Although it has been described as an example, the first power supply control module and the second power supply control module may be integrated into one module.
  • FIG. 6 shows an example of a UPS module according to the second embodiment of the present invention in which a power supply control module receiving power from the commercial power source 511 and a power supply control module receiving power from the battery 521 are integrated. There is.
  • the UPS module according to the second embodiment the integrated module 600 receiving power from the commercial power supply 601 and the battery 611 Including a power-side power conversion unit including a spare module 630 that is supplied with power from the power supply 531 and a load-side power conversion unit including at least one load 560 and at least one conversion unit 550 Can be configured.
  • the output terminals of the integrated module 600 and the spare module 630 of the power-side power conversion unit may be connected to each other to form one common output terminal.
  • the load-side power converter may be connected to the common output terminal to convert a DC current supplied through the common output terminal into driving power and supply it to the load.
  • the integrated module 600 includes a commercial power 601 and a first AC-DC converter 603 for converting an AC current input from the commercial power 601 into a DC current, and the commercial power (
  • a first circuit breaker 602 for protecting the first AC-DC converter 603 from overcurrent and arc generated from the 601 may be included.
  • the integrated module 600 includes a DC-DC converter 613 for stabilizing the DC current input from the battery 611 and the battery 611 or converting it into another DC current, and an overcurrent generated from the battery 611 And a second circuit breaker 612 for protecting the DC-DC converter 613 from arc.
  • output terminals of the first AC-DC converter 603 and the DC-DC converter 613 may be connected to each other to form one output terminal.
  • an integrated circuit breaker for protecting an internal system including the common output terminal between one output terminal formed by connecting the output terminals of the first AC-DC converter 603 and the DC-DC converter 613 and the common output terminal. It may include 620.
  • the first circuit breaker 602, the second circuit breaker 612, and the integrated circuit breaker 620 have a closed state as a default state, and may maintain a closed state as long as an abnormal current such as an overcurrent does not occur.
  • the preliminary module 630 may include a second AC-DC converter 120 for converting an AC current input from the preliminary power source 531 into a DC current.
  • a third circuit breaker 532 for protecting the second AC-DC converter 120 from overcurrent and arc generated from the spare power source 531 is provided with the second AC-DC converter 120 It may be disposed between the power sources 531.
  • the third circuit breaker 532 has a closed state as a default state, and may maintain a closed state as long as an abnormal current such as an overcurrent does not occur.
  • a switch 130 in which a silicon controlled rectifying element and a circuit breaker are connected in parallel may be included.
  • a second control unit 655 for controlling the switch 130 may be included.
  • the second control unit 655 may be the control unit 100 of the non-junctional power supply device 10 according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the second AC-DC converter 120, the switch 130, and the third control unit 655 are the non-stop power supply device 10 according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4. ) Can be configured.
  • the open state of the switch 130 is a default state, and may maintain an open state (circuit connection disconnected state) unless the state is changed by the second control unit 535.
  • the first control unit 640 converts the AC current supplied from the commercial power source 601 into a DC current through the first AC-DC converter 513.
  • the converted DC current may be converted and supplied to the load-side power converter through the common output terminal.
  • the first circuit breaker 602 is opened and the connection between the commercial power source 511 and the common output terminal may be cut off. Then, DC current from the battery 512 of the integrated module 600 may be supplied to the load-side power converter through the common output terminal.
  • the first control unit 650 may transmit a preset conduction signal to the second control unit 655. Then, the second controller 655 may control the switch 130 to make the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal conductive with each other.
  • the third control unit 535 switches a control signal (eg, a turn-on signal for a silicon-controlled rectifier element, a close signal for a breaker) for simultaneously connecting a circuit to the parallel-connected silicon-controlled rectifier element and a breaker. ) Can be entered. Then, the control signal may be simultaneously input to the silicon control rectifying element and the circuit breaker.
  • a control signal eg, a turn-on signal for a silicon-controlled rectifier element, a close signal for a breaker
  • the silicon-controlled rectifier which has a much faster operating speed, can then connect the circuit before the breaker. Accordingly, the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal are first connected through a silicon-controlled rectifier element, and the current supplied from the preliminary power supply 531 through the silicon-controlled rectifier element is the common. It can be supplied to the load-side power converter through the output terminal. Accordingly, when all the batteries 611 are discharged, the current of the preliminary power source 531 may be supplied without a step.
  • the circuit breaker of the switch 130 that has received the control signal may connect the circuit later than the silicon control rectifying element according to a difference in operation speed. Accordingly, the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal may be connected to each other through the circuit breaker.
  • the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal may be connected through both a first path through the silicon controlled rectifying element and a second path through the circuit breaker.
  • the current supplied from the preliminary power source 531 may be supplied to the load-side power converter through the common output terminal through the first path and the second path.
  • the second control unit 655 transmits a control signal for turning off the silicon control rectifying element to the switch 130. You can enter. Then, the silicon-controlled rectifying element is turned off, and as a result, the output terminal of the second AC-DC converter 120 and the common output terminal may be connected through only one second path through a circuit breaker. Accordingly, the current supplied from the preliminary power source 531 via the second path may be supplied to the load-side power converter through a common output terminal.
  • the present invention described above can be implemented as a computer-readable code on a medium on which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAM, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, etc.
  • HDDs hard disk drives
  • SSDs solid state disks
  • SDDs silicon disk drives
  • ROMs read-only memory
  • RAM compact disc drives
  • CD-ROMs compact discs
  • magnetic tapes magnetic tapes
  • floppy disks optical data storage devices
  • optical data storage devices etc.
  • carrier wave for example, transmission over the Internet
  • the computer may include at least one of the control unit 100 of the uninterrupted power supply control device or each power supply control module of the UPS module.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 UPS(Uninterruptible Power Supply) 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 UPS 모듈에 적용될 수 있는 무순단 전원 공급 장치(STS, Static Transfer Switch)에 관한 것으로, 직류 전원의 양극단과 음극단 중 어느 하나에 연결되는 하나의 반도체 정류 소자와, 상기 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 우회 전로와, 상기 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 우회 전로가 폐로되도록 상기 차단기를 제어하며, 상기 차단기에 의해 상기 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어하는 제어부를 구비하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 UPS 모듈
본 발명은 UPS(Uninterruptible Power Supply) 모듈에 대한 것으로, 보다 상세하게는 UPS 모듈에 적용될 수 있는 무순단 전원 공급 장치(STS, Static Transfer Switch)에 관한 것이다.
현재는 기술의 발달에 따라 산업 시스템이 고도화되는 추세에 있으며, 이러한 고도화된 산업 시스템에 따라 자동화 및 고속화된 산업 기기들이 운용되고 있다.
이러한 산업 기기들의 자동화 및 고속화에 따라 상기 산업 기기들의 전력을 공급하는 전력 계통에 문제가 발생하는 경우, 정전에 따른 막대한 피해가 발생할 수 있다. 또한 상기 전력 계통의 문제는 전력을 공급받는 산업 기기들 자체의 손상을 가져올 수 있으므로 그 피해는 더욱 커질 수 있다. 따라서 이러한 갑작스러운 정전 또는 이상 전류 등과 같은 전력 계통의 문제가 발생하는 경우에, 일정량의 전류가 충전된 배터리를 이용하여 부하, 즉 산업 기기들에 대체 전력을 공급하는 UPS 모듈을 도입함으로써, 상용 전원의 전력 계통에 이상이 발생하는 경우에도 안정적인 전력이 공급될 수 있도록 한다.
그런데, 통상적으로 UPS 모듈은 배터리를 이용하여 대체 전력을 공급한다. 따라서 배터리에 충전된 전류가 모두 방전되는 경우 부하로의 전력 공급이 중단된다는 문제가 있었다.
이처럼 통상적인 UPS 장치는 배터리의 충전 용량에 따라 대체 전력의 공급 시간이 한정되므로, 보다 높은 충전 용량을 가지는 배터리가 요구되었다. 그러나 배터리의 경우 충전 용량에 따라 가격이 결정되므로, 배터리의 충전 용량에 따라 UPS 장치의 가격이 상승한다는 문제가 있다.　
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 배터리 뿐만 아니라 예비 전원(이하 Bypass 전원)과 연결되는 경로를 더 구비하고, 상기 예비 전원을 통해 전력을 공급받을 수 있도록 하는 UPS 모듈이 등장하였다. 이러한 UPS 모듈의 경우 배터리가 모두 방전된 이후에도 예비 전원으로부터 전력을 공급받아 부하에 전력을 공급할 수 있으므로, 배터리가 모두 방전되는 경우에도 부하에 전력이 공급될 수 있도록 하는 장점이 있다.
그러나 고도화된 산업 기기들의 경우 무순단 전력 공급이 요구되며, 이에 예비 전원이 연결되는 경우, 매우 짧은 시간 안에 상기 예비 전원이 연결된 경로로 전력 공급 경로의 스위칭이 이루어져야 한다는 문제가 있다. 따라서 상기 예비 전원으로의 전력 공급 경로 스위칭을 보다 짧은 시간 동안에 수행할 있도록 하는 방안들이 현재 활발하게 연구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 전원 공급 경로의 스위칭을 보다 고속으로 수행할 수 있도록 하는 무순단 전원 공급 제어 장치 및 UPS 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 상용 전원과 배터리로부터 공급되는 전력이 중단되는 경우, 보다 짧은 시간 안에 예비 전원으로부터 전류를 공급받아 부하로 전달할 수 있는 무순단 전원 공급 제어 장치 및 UPS 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 스위치는, 직류 전원의 양극단과 음극단 중 어느 하나에 연결되는 하나의 반도체 정류 소자와, 상기 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 우회 전로와, 상기 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 우회 전로가 폐로되도록 상기 차단기를 제어하며, 상기 차단기에 의해 상기 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반도체 정류 소자는 실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도통 신호에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자와 상기 차단기를 동시에 제어하고, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 의해 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 전류가 먼저 도통되면, 상기 우회 전로의 폐로 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 전류의 도통이 중단되도록 상기 실리콘 제어 정류 소자를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1항의 반도체 정류 소자 및 상기 우회 전로가 연결된 상기 직류 전원의 극단과 다른 극단에 연결되는 제2 반도체 정류 소자와, 상기 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제2 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제2 우회 전로 및, 상기 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하며 상기 제어부에 의해 제어되는 제2 차단기를 더 구비하며, 상기 제어부는, 상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제2 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제2 차단기를 제어하며, 상기 제2 차단기에 의해 상기 제2 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 더 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반도체 정류 소자와 상기 제2 반도체 정류 소자는, 순방향 전류 방향이 상기 직류 전원의 전류 방향과 일치하도록 배치되어, 연결되는 직류 전원의 극성에 따라 서로 다른 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는,　상기 차단기로부터 수신된 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 우회 전로 또는 반도체 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 제어 장치는, 기 설정된 교류 전원으로부터 공급된 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 교류-직류 컨버터(Converter)와, 상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극에 각각 연결되는 제1 및 제2 반도체 정류 소자와, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 각각의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로와, 상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기 및 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 경유하는 제1 경로 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로를 경유하는 제2 경로 중 어느 하나를 통해, 상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극의 전류가 도통되도록 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 또는 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자는, 각각 실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on) 및, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 차단기로부터의 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로 또는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 제1 및 제2 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되기 전에 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되면, 상기 제1 경로를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통된 상태에서, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 경로 및, 상기 제2 경로 모두를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되며, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로된 상태에서, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자가 턴 오프되면, 상기 제2 경로만을 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 교류-직류 컨버터는, 복수의 정류 소자를 포함하는 정류 소자 브릿지를 포함하며, 상기 정류 소자는, 다이오드 또는 실리콘 제어 정류 소자임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기 설정된 교류 전원은, 상용 전원과 다른 경로로 부하에 전력을 공급하는 예비 전원이며, 상기 기 설정된 도통 신호는, 상기 예비 전원으로부터 공급되는 전류가 출력되도록 상기 제어부를 제어하는 신호로서, 상기 상용 전원과 연결된 다른 전원 공급 제어 장치로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제1 교류-직류 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급 제어 모듈과, 배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급 제어 모듈과, 예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제3 전원 공급 제어 모듈 및, 상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들의 출력단들이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 공통 출력단을 포함하며, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈은, 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는, 하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈은, 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자와, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로와, 상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통된 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 도통 신호는, 상기 제1 전원 공급 제어 모듈의 제1 제어부로부터 수신되며, 상기 제1 제어부는, 상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 차단기는, 상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로한 초기(default) 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 우회 전로를 폐로하며, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자는, 턴 오프(turn off) 된 초기 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 턴 온(turn on) 되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 및, 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이 각각은 복수의 회로 차단기를 포함하며, 상기 복수의 회로 차단기는, 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 연결하도록 형성된 초기 상태에서, 상기 상용 전원 또는 상기 배터리로부터 과전류가 유입되는 경우 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 차단하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 상용 전원 및 배터리와 연결되며, 상기 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 제1 교류-직류 컨버터와, 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하는 직류-직류 컨버터를 포함하며, 상기 제1 교류-직류 컨버터의 출력과 상기 직류-직류 컨버터의 출력이 서로 연결되어 형성되는 제1 출력단을 통해 상기 상용 전원으로부터 공급되는 전류 및 상기 배터리로부터 공급되는 전류 중 어느 하나를 출력하는 제1 모듈과, 예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제2 모듈 및, 상기 제1 출력단과 상기 제2 모듈의 출력단이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 모듈과 제2 모듈 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 제2 출력단을 포함하며, 상기 제2 모듈은, 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는, 하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 모듈은, 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제2 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(thyristor)와, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로와, 상기 제1 및 제2 우회 전로의 개로 또는 폐로를 제어하는 제1 및 제2 차단기 및, 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 모듈은 제1 제어부에 의해 제어되며, 상기 제1 제어부는, 상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 무순단 전원 공급 제어 장치가 적용된 UPS 모듈의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 직류 전류를 입력받고, 하나의 실리콘 제어 정류 소자(thyristor) 및 상기 실리콘 제어 정류 소자를 우회하는 우회 전로 중 어느 하나를 통해 상기 입력된 직류 전류가 공급되도록 함으로써, 구비되는 실리콘 제어 정류 소자의 개수를 줄이고, 부하에 전류가 공급될 때까지의 소요 시간을 보다 단축할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 무순단 전원 공급 제어 장치의 전단에, 교류-직류 컨버터(Converter)를 구비하여 예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류가 일정 수준의 전압을 가지는 직류 전류로 변환되도록 하고, 변환된 직류 전류가 무순단 전원 공급 제어 장치로 공급되도록 함으로써, 상기 무순단 전원 공급 제어 장치가 하나의 실리콘 제어 정류 소자와 그 실리콘 제어 정류 소자를 우회하는 우회 전로 중 어느 하나를 통해 상기 예비 전원의 전류를 부하에 공급할 수 있도록 한다는　효과가 있다.
도 1은 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치에서, 제어부(100)의 제어에 따라 실리콘 제어 정류 소자 또는 우회 전로를 통해 예비 전원의 전류가 부하로 공급되는 과정을 설명하기 위한 예시도들이다.　
도 5는 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치를 구비하는 UPS 모듈의 실시 예를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치를 구비하는 UPS 모듈의 다른 실시 예를 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
먼저 도 1은 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(STS : Static Transfer Switch, 10)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명과 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(10)는 제어부(100)와 상기 제어부(100)에 의해 제어되는 스위치(130)를 구비할 수 있으며, 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환할 수 있는 교류-직류 컨버터(Converter, 120)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 스위치(130)의 양극단과 음극단은 각각 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단(양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N))을 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)에서 변환된 직류 전류가 출력될 수 있다.
여기서 교류-직류 컨버터(120)는 입력되는 다상의 교류 전류를 직류 전류로 변환할 수 있다. 이를 위해 교류-직류 컨버터(120)는 정류 소자들이 복수개 연결되는 브리지(bridge) 정류 회로를 포함할 수 있다. 상기 정류 소자들은 다이오드(diode) 또는 실리콘 제어 정류 소자(SCR)일 수 있다. 그러나 이하의 설명에서는 상기 정류 소자가 다이오드임을 가정하여 설명하기로 한다.
상기 교류-직류 컨버터(120)에 구비된 다이오드들은 도 1에서 보이고 있는 바와 같이 브리지(bridge) 형상으로 배선될 수 있다. 이 경우 입력되는 교류 전류가 3상(R상, S상, T상)의 교류 전류(110)인 경우라면, 상기 교류-직류 컨버터(120)는 상기 3상의 교류 전류(110)를 직류 전류로 변환하기 위해 도 1에서 보이고 있는 바와 브리지 형상으로 배선된 6개의 다이오드(D1 내지 D6)를 포함할 수 있다.
그리고 도 1에서 보이고 있는 바와 같이, 3상의 교류 전류(110)가 입력되는 경우, 각 상 전압(R상 전압/S상 전압/T상 전압)이 교류-직류 컨버터(120)의 각 다이오드에 인가될 수 있다. 보다 자세하게 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)에는 R상 전압이 인가되고, 제3 및 제4 다이오드(D3, D4)에는 S상 전압이 인가될 수 있다. 그리고 제5 및 제6 다이오드(D5, D6)에는 T상 전압이 인가될 수 있다. 그리고 각 다이오드는 각 상에 대응하는 전압을 전파 정류시킬 수 있다.
그리고 상기 교류-직류 컨버터(120)는 전파 정류된 각 상 전압(Vr/Vs/Vt)을 순차적으로 출력시킬 수 있다. 그러므로 출력되는 전압은 평활 작용을 받게 되고, 이에 교류-직류 컨버터(120)로 입력된 3상의 교류 전류는 직류 전류로 변환되어 출력될 수 있다.
한편 상기 3상의 교류 전류(110)와 교류-직류 컨버터(120) 사이에는 과전류 또는 아크로부터 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 회로를 보호할 수 있도록 MCCB(Molded CirCuit Breaker) 또는 ACB(Air Circuit Breaker)와 같은 차단기(112)를 및 적어도 하나 구비할 수 있다.　
그리고 스위치(130)는 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단 각각을 반도체 정류 소자와 차단기를 통해 병렬로 연결할 수 있다.
상기 반도체 정류 소자는 응답 속도 및 동작 속도가 기 설정된 속도 이상이며, 큰 전력을 제어할 수 있으며, 수명이 반영구적인 고속의 대전류, 고전압 스위칭 소자일 수 있다. 이러한 반도체 정류 소자의 예로 실리콘 제어 정류 소자(SCR : Silicon Controlled Rectifier, thyristor)를 들 수 있다. 이하의 설명에서는 상기 반도체 정류 소자로서 실리콘 제어 정류 소자가 구비되는 것을 가정하여 설명하기로 한다.
보다 자세하게, 상기 스위치(130)는 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 양극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P) 사이에 배치되는 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)는 순방향 전류 방향이, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 양극단 전류, 즉 양극 전류의 전류 방향에 일치하도록 배치될 수 있다.
그리고 스위치(130)는 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)의 입력단과 출력단을 연결하여, 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133)를 우회하여 상기 교류-직류 컨버터(120) 출력단의 양극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P)을 연결하는 제1 우회 전로(electric circuit)(131) 및, 상기 제1 우회 전로(131)의 개로 또는 폐로를 제어하는 제1 차단기(135)를 포함할 수 있다.
따라서 상기 교류-직류 컨버터(120)의 양극단은 상기 제1 실리콘 제어 정류 소자(133) 또는 상기 제1 우회 전로(131)(제1 우회 전로(131)가 폐로된 경우) 중 어느 하나를 통해 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P)과 도통될 수 있다.
또한 상기 스위치(130)는 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 음극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 음극 출력단(N) 사이에 배치되는 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)는 순방향 전류 방향이, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단의 음극단 전류, 즉 음극 전류의 전류 방향에 일치하도록 배치될 수 있다.
그리고 스위치(130)는 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)의 입력단과 출력단을 연결하여, 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134)를 우회하여 상기 교류-직류 컨버터(120) 출력단의 음극단과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 음극 출력단(N)을 연결하는 제2 우회 전로(132) 및, 상기 제2 우회 전로(132)의 개로 또는 폐로를 제어하는 제2 차단기(136)를 포함할 수 있다.
따라서 상기 교류-직류 컨버터(120)의 음극단은 상기 제2 실리콘 제어 정류 소자(134) 또는 상기 제2 우회 전로(132)(제2 우회 전로(132)가 폐로된 경우) 중 어느 하나를 통해 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 음극 출력단(N)과 도통될 수 있다.
그리고 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134) 출력단 각각과 상기 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N) 각각의 사이에는, 제1 및 제2 DC 리액터(reacter)(141, 142)가 더 배치될 수 있다. 여기서 제1 및 제2 DC 리액터(reacter)(141, 142)는 직류 출력과 부하 사이의 유도 리액터로서, 고장 전류를 제한하거나 부하의 맥동을 제어할 수 있다.
한편 제어부(100)는 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 각 실리콘 제어 정류 소자또는 각 우회 전로 중 어느 하나를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되도록, 상기 제1, 2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134) 및 제1, 2 차단기(135, 136)를 제어할 수 있다.
여기서 상기 3상의 교류 전류(110)는 기 설정된 예비 전원(Bypass 전원)일 수 있다. 이 경우 상기 도통 신호는 상용 전원의 전력 계통에 발생한 문제로 인해, 배터리를 통해 대체 전력이 부하로 공급되는 상태에서 전력 공급이 중단되는 경우, 상기 예비 전원의 전력을 부하로 공급하기 위해 상기 제어부(100)로 전송되는 신호일 수 있다.　
이러한 경우 상기 도통 신호를 수신한 제어부(100)는 무순단 전원 공급을 위해 요구되는 시간(예 : 4ms) 이내에 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되도록 스위치(130)를 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되면, 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가, 직류 전류의 형태로 출력되어 부하(부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다.　
한편 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)는 소자의 특성상, 매우 빠른 응답 속도(동작 속도)를 가지므로 매우 짧은 시간 안에 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단(양극단 및 음극단)과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단(양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N))을 도통시킬 수 있다. 반면 반도체 소자이므로, 전류가 도통되는 시간이 길어지는 경우 그에 따른 발열이 발생할 수 있으며, 발열로 인한 회로 손상이 발생할 수 있다.　
한편 차단기(135,136)의 경우, 발열이 발생하지 않는다는 장점이 있으나, 응답 속도(동작 속도)가 느리므로 무순단 전원 공급을 위해 요구되는 시간 내에 교류-직류 컨버터(120)의 출력단(양극단 및 음극단)과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단(양극 출력단(P) 및 음극 출력단(N))을 도통시키기 어렵다는 단점이 있다.
따라서 제어부(100)는 먼저 고속 스위칭이 가능한 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)시켜 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단을 도통시킬 수 있도록 한다. 그리고 우회 전로를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되면 상기 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하여, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통한 전류의 도통이 중단되도록 한다.
이에 따라 제어부(100)는 상기 무순단 전원 공급을 위해 요구되는 시간 내에 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통되도록 하면서도, 상기 실리콘 제어 정류 소자의 발열에 따라 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(10)에서, 제어부(100)의 제어에 따라 실리콘 제어 정류 소자또는 우회 전로를 통해 예비 전원의 전류가 부하로 공급되는 과정을 보다 자세히 설명하기 위한 예시도들이다.
먼저, 기 설정된 도통 신호가 수신되지 않은 경우, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단은 서로 연결되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)는 턴 오프(turn off)된 상태일 수 있으며, 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)는 오픈(open)된 제1 및 제2 차단기(135, 136)에 의하여 개로된 상태일 수 있다.
이러한 상태에서, 상기 기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)와 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)를 동시에 제어하여 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 턴 온(turn on) 시키고, 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)를 클로즈(close) 시킬 수 있다. 이 경우 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 턴 온 시키기 위한 제어 신호(턴 온 신호)들과 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)를 클로즈(close) 시키기 위한 제어 신호(클로즈 신호)들이 동시에 출력되어 스위치(130)로 입력될 수 있다(200).　
그러면 상기 턴 온 신호들과 클로즈 신호들은 각각 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)와 제1 및 제2 차단기(135, 136)에 동시에 수신될 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 실리콘 제어 정류 소자의 동작 속도가 차단기의 동작 속도보다 훨씬 빠르므로, 제1 및 제2 차단기(135, 136)가 클로즈되기 전에 먼저 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)가 턴 온 될 수 있다.
따라서 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)가 폐로 되기 전에, 턴 온된 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통될 수 있다. 이에 따라 도 2의 전류 출력 경로들(210, 220)에서 보이고 있는 바와 같이, 실리콘 제어 정류 소자들(133, 134)을 통해, 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가 직류 전류의 형태로 출력되어 부하(부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다.　
한편 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)는 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라, 먼저 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통된 상태에서 폐로될 수 있다.
이 경우 도 3에서 보이고 있는 바와 같이, 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단은 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134) 뿐만 아니라 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)를 통해 도통될 수 있다. 따라서 도 3에서 보이고 있는 바와 같이, 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 경유하는 경로들(210, 220) 뿐만 아니라, 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)를 경유하는 경로들(310, 320)을 통해 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가 직류 전류의 형태로 출력되어 부하(부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다. 한편 부하로 전류가 공급되는 경로가 증가됨에 따라, 먼저 도통된 경로(제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 경유하여 전류가 공급되는 경로(210, 220))의 전압이 낮아질 수 있다.
한편 제1 및 제2 차단기(135, 136)가 클로즈됨에 따라, 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)가 폐로되었음을 감지할 수 있다(300). 예를 들어 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)로부터 피드백(Feedback) 신호를 수신하여 상기 제1 및 제2 차단기(135, 136)가 클로즈되었음을 판단할 수 있다. 또는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 경유하여 전류가 공급되는 경로(210, 220)의 전압 변화를 통해 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)의 폐로 여부를 감지할 수 있다. 또는 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)로부터 감지되는 전압에 근거하여 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)의 폐로 여부를 감지할 수도 있다.
그리고 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)의 폐로가 감지되면 제어부(100)는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)에 턴 오프 신호를 전송할 수 있다. 그러면 이를 수신한 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)는 턴 오프 상태로 전환될 수 있고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(133, 134)를 통한 전류의 도통이 중단될 수 있다.
따라서 도 4에서 보이고 있는 바와 같이, 폐로된 제1 및 제2 우회 전로(131, 132) 만을 통해 상기 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 출력단이 도통될 수 있다. 따라서 상기 예비 전원으로부터 공급된 교류 전류가 직류 전류의 형태로, 상기 제1 및 제2 우회 전로(131, 132)를 통해 출력될 수 있다.　
도 2 내지 도 4에서 보이고 있는 바와 같이, 본 발명은 실리콘 제어 정류 소자와 차단기가 병렬로 연결될 수 있도록 하고, 기 설정된 도통 신호가 수신되면 차단기보다 먼저 실리콘 제어 정류 소자를 통해 예비 전원이 연결되도록 함으로써, 전력 공급의 중단 없이(무순단), 부하에 전력이 공급될 수 있도록 한다. 또한 동작 속도의 차이에 따라 차단기를 통해 예비 전원이 연결되면, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통한 예비 전원의 연결을 차단함으로써, 반도체 소자를 구비한 실리콘 제어 정류 소자에서 전류 도통에 따른 발열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 제어 장치(10)는 다상의 교류 전류를 공급하는 예비 전원에, 교류-직류 컨버터(120)를 연결하여 상기 다상의 교류 전류가 직류 전류로 변환될 수 있도록 한다. 또한 실리콘 제어 정류 소자가 턴 오프되고, 차단기가 오픈된 상태를 스위치(130)의 초기 상태로 유지되도록 함으로써, 상기 변환된 직류 전류가 상기 스위치(130)에 입력되는 상태에서 상기 스위치(130)를 통해 상기 부하로 전류가 흐르는 것을 차단하여, 기 설정된 도통 신호가 수신될 때까지 상기 차단부()의 입력단의 전압을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있도록 한다.
따라서 제어부(100)에 의해 스위치(130)가 제어되어 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 무순단 전원 공급 제어 장치(10) 출력단이 도통되어, 상기 예비 전원의 전류가 부하로 흐르게 되면, 상기 전압이 유지되는 직류 전류가 스위치(130)를 통해 바로 부하(또는 부하에 연결된 전력변환장치)로 공급될 수 있다. 따라서 전류 변환(교류-직류 변환)에 소요되는 시간 없이 변환된 직류 전류가 바로 출력될 수 있으며, 이에 따라 상용 전원 및 배터리를 통한 전류의 공급이 중단되는 때에 무순단으로 상기 예비 전원의 전류를 부하로 공급할 수 있다.
이처럼 본 발명의 무순단 전원 공급 제어 장치(10)는, 직류 전류를 입력받고 입력된 직류 전류를 부하에 공급하는 것을 제어하는 장치로서, 도 1 내지 도 4에서 보이고 있는 바와 같이, 하나의 차단기가 하나의 실리콘 제어 정류 소자와 병렬 연결되는 구조를 가질 수 있다. 이처럼 서로 쌍(Pair)을 이루는 하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자를 통해 무순단 전원 공급 제어 장치(10)의 내부 구조를 보다 단순화시킬 수 있으며, 단순화된 구조에 따라 예비 전원의 전류가 부하로 공급될 때까지의 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
한편 도 5는 상술한 본 발명에 관련된 무순단 전원 공급 제어 장치(10)를 구비하는 UPS 모듈의 실시 예를 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 전원측 전력 변환부와 부하측 전력 변환부로 구분될 수 있다.
여기서 전원측 전력 변환부는, 복수의 전원 공급원을 포함하며, 상기 복수의 전원 공급원 각각으로부터 공급된 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 그리고 부하측 전력 변환부는 복수의 부하를 포함하며, 상기 전원측 전력 변환부에서 출력된 직류 전원을 구동 전원으로 변환하여 복수의 부하 각각에 공급할 수 있다.
먼저 전원측 전력 변환부는, 출력이 서로 연결된 복수의 전원 공급 제어 모듈(510, 520, 530)을 포함할 수 있다. 여기서 제1 전원 공급 제어 모듈(510)은 상용 전원(511)으로부터 공급되는 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 그리고 제2 전원 공급 제어 모듈(520)은 배터리(521)으로부터 공급되는 전원을 출력할 수 있다. 그리고 제3 전원 공급 제어 모듈(510)은 예비 전원(531)으로부터 공급되는 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 모듈로서, 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 교류-직류 컨버터(120)와 스위치(130)를 포함하는 무순단 전원 공급 제어 장치(10)를 포함할 수 있다.
한편 부하측 전력 변환부는 적어도 하나의 부하(560) 및, 상기 전원측 전력 변환부로부터 공급받은 직류 전원을 구동 전원으로 변환하는 적어도 하나의 변환부(550)를 포함할 수 있다. 여기서 변환부(550)는 상기 부하(60)가 교류 전원으로 구동되는 부하인지 직류 전원으로 구동되는 부하인지 여부에 따라 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 또는 직류 전원을 다른 전압의 직류 전원으로 변환하는 인버터를 적어도 하나 포함할 수 있다. 그리고 각각의 인버터는 각각의 부하에 연결되어, 연결된 인버터를 통해 변환된 전원이 구동 전원으로 각 부하에 공급될 수 있다.
한편 전원측 전력 변환부를 구성하는 각 전원 공급 제어 모듈들(510, 520, 530)의 출력단들은 서로 연결되어 하나의 공통 출력단을 형성할 수 있다. 그리고 상기 부하측 전력 변환부는 상기 공통 출력단에 연결되어, 상기 공통 출력단을 통해 공급되는 직류 전류를 구동 전원으로 변환하여 부하에 공급할 수 있다.
전원측 전력 변환부를 구성하는 전원 공급 제어 모듈들을 보다 자세히 살펴보면, 먼저 상용 전원(511)에 연결되어, 상기 상용 전원(511)으로부터 전원을 공급받는 제1 전원 공급 제어 모듈(510)은, 상용 전원(511)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제1 교류-직류 컨버터(513)를 구비할 수 있다.
그리고 상기 상용 전원(511)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 제1 교류-직류 컨버터(513)를 보호하기 위한 제1-1 차단기(512)가 상기 제1 교류-직류 컨버터(513)와 상용 전원(511) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 상기 공통 출력단과 상기 제1 교류-직류 컨버터(513) 사이에, 상기 공통 출력단을 포함하는 내부 시스템을 보호하기 위한 제1-2 차단기(514)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 전원 공급 제어 모듈(510)의 전반적인 동작 및 상기 제1 전원 공급 제어 모듈(510)의 각 구성부를 제어하기 위한 제1 제어부(515)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1-1 차단기(512) 및 제1-2 차단기(514)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태(회로가 연결된 상태)를 유지할 수 있다.
그리고 배터리(521)에 연결되어, 상기 배터리(521)로부터 전원을 공급받는 제2 전원 공급 제어 모듈(520)은, 배터리(521)로부터 입력되는 직류 전류를 안정화하거나 다른 전압의 직류 전류로 변환하기 위한 직류-직류 컨버터(523)를 구비할 수 있다.
그리고 이상 전압 또는 이상 전류의 발생시 상기 직류-직류 컨버터(523)를 보호하기 위한 제2-1 차단기(522)가 상기 직류-직류 컨버터(523)와 배터리(521) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 상기 공통 출력단과 상기 직류-직류 컨버터(523) 사이에, 상기 공통 출력단을 포함하는 내부 시스템을 보호하기 위한 제2-2 차단기(524)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2 전원 공급 제어 모듈(520)의 전반적인 동작 및 상기 제2 전원 공급 제어 모듈(520)의 각 구성부를 제어하기 제2 제어부(525)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제2-1 차단기(522) 및 제2-2 차단기(524)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태(회로가 연결된 상태)를 유지할 수 있다.
한편 예비 전원(531)에 연결되어, 상기 예비 전원(531)으로부터 전원을 공급받는 제3 전원 공급 제어 모듈(510)은, 예비 전원(531)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제2 교류-직류 컨버터(120)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 예비 전원(531)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)를 보호하기 위한 제3 차단기(532)가 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 예비 전원(531) 사이에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제3 차단기(532)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
그리고 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단 사이에, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기가 병렬로 연결되는 스위치(130)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 스위치(130)를 제어하기 위한 제3 제어부(535)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제3 제어부(535)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)의 제어부(100)일 수 있다. 이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 상기 스위치(130), 그리고 상기 제3 제어부(535)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)를 구성할 수 있다.
따라서 상기 스위치(130)는 오픈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 제3 제어부(535)에 의해 상태가 변경되지 않는 이상 개방된 상태(회로 연결이 차단된 상태)를 유지할 수 있다.
한편 전원측 전력 변환부는, 각 전원 공급 제어 모듈들(510, 520, 530)의 제어부들(515, 525, 535)에 의해, 어느 하나의 전원 공급 제어 모듈이 상기 공통 출력단을 통해 직류 전류를 공급하도록 제어될 수 있다.
보다 바람직하게, 상용 전원(511)에 연결된 상기 제1 전원 공급 제어 모듈(510)의 제1 제어부(515)가 메인 제어부일 수 있으며, 이 경우 상기 메인 제어부의 제어에 따라 어느 하나의 전원 공급 제어 모듈이 상기 공통 출력단을 통해 직류 전류를 공급할 수 있다.
보다 자세하게, 제1 제어부(515)는 먼저 제1 전원 공급 제어 모듈을 통해 전원이 공급되도록 제어할 수 있다. 따라서 상용 전원(511)에서 공급되는 교류 전류가 제1 교류-직류 컨버터(513)를 통해 직류 전류로 변환될 수 있으며, 변환된 직류 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
이러한 상태에서 상용 전원(511)의 전력 계통에 이상이 발생하는 경우, 예를 들어 과전류가 발생하는 경우 제1-1 차단기(512) 또는 제1-2 차단기(514)가 오픈되면서 상용 전원(511)과 상기 공통 출력단과의 연결이 차단될 수 있다.
이 경우 공통 출력단에 연결된 제2 전원 공급 제어 모듈(520) 또는 제3 전원 공급 제어 모듈(530)을 통해 부하측 전력 변환부에 전원이 공급될 수 있는데, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈(530)의 경우 스위치(130)는 디폴트 상태가 오픈된 상태로서, 상기 회로가 연결되지 않은 상태이므로, 제2 전원 공급 제어 모듈(520)을 통해 배터리(512)로부터 공급되는 직류 전류가 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.　
한편 이처럼 배터리(512)의 직류 전류가 부하측 전력 변환부에 공급되는 상태에서, 상기 상용 전원(511)이 복구되는 경우, 제1 제어부(515)는 오픈된 제1-1 차단기(512) 또는 제1-2 차단기(514)를 다시 클로즈하여 상기 상용 전원(511)을 다시 연결할 수 있다. 그러면 다시 상용 전원(511)으로부터 공급되는 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
그런데, 상용 전원(511)이 복구되기 전에 배터리(512)가 모두 방전되는 경우, 제2 제어부(525)는 배터리(511)의 방전을 알리는 피드백 신호를 메인 제어부인 제1 제어부(515)에 전송할 수 있다. 그러면 제1 제어부(515)는 기 설정된 도통 신호를 제3 제어부(535)에 전송하고, 제3 제어부(535)는 스위치(130)를 제어하여 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단을 서로 도통시킬 수 있다.
이 경우 제3 제어부(535)는 상기 병렬 연결된 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 회로를 연결하기 위한 제어 신호(예 : 실리콘 제어 정류 소자에 대한 턴 온 신호, 차단기에 대한 클로즈 신호)를 스위치(130)에 입력할 수 있다. 그러면 상기 제어 신호는 상기 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 입력될 수 있다.
한편 비록 제어 신호가 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 수신되는 경우라고 할지라도, 동작 속도가 훨씬 빠른 실리콘 제어 정류 소자가 차단기보다 먼저 회로를 연결할 수 있다. 이에 1차적으로 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통되고, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다. 따라서 상기 배터리(512)가 모두 방전되는 경우에 무순단으로 상기 예비 전원(531)의 전류가 공급될 수 있다.
한편 제어 신호를 수신한 스위치(130)의 차단기는, 동작 속도의 차이에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자 보다 늦게 회로를 연결할 수 있다. 따라서 2차적으로 상기 차단기를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통될 수 있다.
이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 상기 실리콘 제어 정류 소자를 경유하는 제1 경로 및, 상기 차단기를 경유하는 제2 경로 모두를 통해 연결될 수 있다. 이 경우 상기 제1 경로 및 제2 경로를 경유하여, 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
한편 제3 제어부(535)는 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이, 상기 제2 경로를 통해 연결된 경우 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프하는 제어 신호를 스위치(130)에 입력할 수 있다.
그러면 실리콘 제어 정류 소자는 턴 오프 되고, 결과적으로 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 차단기를 경유하는 제2 경로 하나만을 통해 연결될 수 있다. 이에 상기 제2 경로를 경유하여 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
한편 상술한 도 5의 설명에서는 상용 전원(511)과 연결된 전원 공급 제어 모듈(제1 전원 공급 제어 모듈)과 배터리(521)와 연결된 전원 공급 제어 모듈(제2 전원 공급 제어 모듈)이 각각 독립된 모듈로 구비되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 제1 전원 공급 제어 모듈과 제2 전원 공급 제어 모듈은 하나의 모듈로 통합될 수도 있음은 물론이다.
도 6은 이처럼 상용 전원(511)으로부터 전원을 공급받는 전원 공급 제어 모듈과 배터리(521)로부터 전원을 공급받는 전원 공급 제어 모듈이 통합된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈의 예를 보이고 있는 것이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈을 살펴보면, 상기 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈은, 상용 전원(601) 및 배터리(611)로부터 전원을 공급받는 통합 모듈(600)과 예비 전원(531)으로부터 전원을 공급받는 예비 모듈(630)을 포함하는 전원측 전력 변환부 및, 적어도 하나의 부하(560) 및 적어도 하나의 변환부(550)를 포함하는 부하측 전력 변환부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 상기 전원측 전력 변환부의 통합 모듈(600) 및 예비 모듈(630)의 출력단들은 서로 연결되어 하나의 공통 출력단을 형성할 수 있다. 그리고 상기 부하측 전력 변환부는 상기 공통 출력단에 연결되어, 상기 공통 출력단을 통해 공급되는 직류 전류를 구동 전원으로 변환하여 부하에 공급할 수 있다.
이를 자세히 살펴보면, 먼저 통합 모듈(600)은 상용 전원(601)과 상기 상용 전원(601)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제1 교류-직류 컨버터(603), 그리고 상기 상용 전원(601)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 제1 교류-직류 컨버터(603)를 보호하기 위한 제1 차단기(602)를 포함할 수 있다.
또한 통합 모듈(600)은 배터리(611)와 상기 배터리(611)로부터 입력되는 직류 전류를 안정화하거나 다른 직류 전류로 변환하기 위한 직류-직류 컨버터(613), 그리고 상기 배터리(611)로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc)로부터 직류-직류 컨버터(613)를 보호하기 위한 제2 차단기(612)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1 교류-직류 컨버터(603)와 상기 직류-직류 컨버터(613)의 출력단은 서로 연결되어 하나의 출력단을 형성할 수 있다. 그리고 상기 제1 교류-직류 컨버터(603)와 상기 직류-직류 컨버터(613)의 출력단이 연결되어 형성된 하나의 출력단과 상기 공통 출력단 사이에, 상기 공통 출력단을 포함하는 내부 시스템을 보호하기 위한 통합 차단기(620)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1 차단기(602), 제2 차단기(612) 및 통합 차단기(620)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
한편 상기 예비 모듈(630)은, 예비 전원(531)으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 제2 교류-직류 컨버터(120)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 예비 전원(531)으로부터 발생하는 과전류 및 아크(arc) 로부터 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)를 보호하기 위한 제3 차단기(532)가 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 예비 전원(531) 사이에 배치될 수 있다.
여기서 상기 제3 차단기(532)는 클로즈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 과전류 등 이상 전류가 발생하지 않는 한 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
그리고 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단 사이에, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기가 병렬로 연결되는 스위치(130)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 스위치(130)를 제어하기 위한 제2 제어부(655)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제2 제어부(655)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)의 제어부(100)일 수 있다. 이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)와 상기 스위치(130), 그리고 상기 제3 제어부(655)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 무순단 전원 공급 장치(10)를 구성할 수 있다.
따라서 상기 스위치(130)는 오픈된 상태가 디폴트(default) 상태로서, 제2 제어부(535)에 의해 상태가 변경되지 않는 이상 개방된 상태(회로 연결이 차단된 상태)를 유지할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 UPS 모듈의 동작 과정을 살펴보면, 먼저 제1 제어부(640)는 상용 전원(601)에서 공급되는 교류 전류를 제1 교류-직류 컨버터(513)를 통해 직류 전류로 변환하고, 변환된 직류 전류를 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급할 수 있다.
이러한 상태에서 상용 전원(601)의 전력 계통에 이상이 발생하는 경우, 제1 차단기(602)가 오픈되면서 상용 전원(511)과 상기 공통 출력단과의 연결이 차단될 수 있다. 그러면 상기 통합 모듈(600)의 배터리(512)로부터 직류 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부로 공급될 수 있다.
한편 상용 전원(601)이 복구되기 전에 배터리(602)가 모두 방전되는 경우, 제1 제어부(650)는 기 설정된 도통 신호를 제2 제어부(655)에 전송할 수 있다. 그러면 제2 제어부(655)는 스위치(130)를 제어하여 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단을 서로 도통시킬 수 있다.
이 경우 제3 제어부(535)는 상기 병렬 연결된 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 회로를 연결하기 위한 제어 신호(예 : 실리콘 제어 정류 소자에 대한 턴 온 신호, 차단기에 대한 클로즈 신호)를 스위치(130)에 입력할 수 있다. 그러면 상기 제어 신호는 상기 실리콘 제어 정류 소자와 차단기에 동시에 입력될 수 있다.
그러면 동작 속도가 훨씬 빠른 실리콘 제어 정류 소자가, 차단기보다 먼저 회로를 연결할 수 있다. 이에 1차적으로 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통되고, 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다. 따라서 상기 배터리(611)가 모두 방전되는 경우에 무순단으로 상기 예비 전원(531)의 전류가 공급될 수 있다.
한편 제어 신호를 수신한 스위치(130)의 차단기는, 동작 속도의 차이에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자 보다 늦게 회로를 연결할 수 있다. 따라서 2차적으로 상기 차단기를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 도통될 수 있다.
이 경우 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 상기 실리콘 제어 정류 소자를 경유하는 제1 경로 및, 상기 차단기를 경유하는 제2 경로 모두를 통해 연결될 수 있다. 이 경우 상기 제1 경로 및 제2 경로를 경유하여, 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 상기 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
한편 제2 제어부(655)는 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단이 상기 제2 경로를 통해 연결된 경우, 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프하는 제어 신호를 스위치(130)에 입력할 수 있다. 그러면 실리콘 제어 정류 소자는 턴 오프 되고, 결과적으로 상기 제2 교류-직류 컨버터(120)의 출력단과 상기 공통 출력단은 차단기를 경유하는 제2 경로 하나만을 통해 연결될 수 있다. 이에 상기 제2 경로를 경유하여 상기 예비 전원(531)에서 공급된 전류가 공통 출력단을 통해 부하측 전력 변환부에 공급될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 무순단 전원 공급 제어 장치의 제어부(100) 또는 UPS 모듈의 각 전원 공급 제어 모듈들 중 적어도 하나의 제어부를 포함할 수 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (21)

  1. 직류 전원의 양극단과 음극단 중 어느 하나에 연결되는 하나의 반도체 정류 소자;
    상기 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 우회 전로;
    상기 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 차단기; 및
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 우회 전로가 폐로되도록 상기 차단기를 제어하며, 상기 차단기에 의해 상기 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 정류 소자는
    실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 하는 스위치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 도통 신호에 따라 상기 실리콘 제어 정류 소자와 상기 차단기를 동시에 제어하고, 실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 의해 상기 실리콘 제어 정류 소자를 통해 전류가 먼저 도통되면, 상기 우회 전로의 폐로 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 전류의 도통이 중단되도록 상기 실리콘 제어 정류 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 스위치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1항의 반도체 정류 소자 및 상기 우회 전로가 연결된 상기 직류 전원의 극단과 다른 극단에 연결되는 제2 반도체 정류 소자;
    상기 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제2 반도체 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제2 우회 전로; 및,
    상기 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하며 상기 제어부에 의해 제어되는 제2 차단기;를 더 구비하며, 상기 제어부는,
    상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제2 반도체 정류 소자를 제어 및, 상기 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제2 차단기를 제어하며, 상기 제2 차단기에 의해 상기 제2 우회 전로가 폐로되면, 전류의 도통이 중단되도록 상기 반도체 정류 소자를 더 제어하는 것을 특징으로 하는 스위치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 정류 소자와 상기 제2 반도체 정류 소자는,
    순방향 전류 방향이 상기 직류 전원의 전류 방향과 일치하도록 배치되어, 연결되는 직류 전원의 극성에 따라 서로 다른 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,　
    상기 차단기로부터 수신된 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 우회 전로 또는 반도체 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스위치.
  7. 기 설정된 교류 전원으로부터 공급된 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 교류-직류 컨버터(Converter);
    상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극에 각각 연결되는 제1 및 제2 반도체 정류 소자;
    상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 우회하도록, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 각각의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로;
    상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기; 및
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자를 경유하는 제1 경로 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로를 경유하는 제2 경로 중 어느 하나를 통해, 상기 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극의 전류가 도통되도록 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자 또는 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반도체 정류 소자는,
    각각 실리콘 제어 정류(Silicon Controlled rectifier) 소자임을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 도통 신호가 수신되는 경우, 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on) 및, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며,
    실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 및 제2 차단기로부터의 피드백(Feedback) 신호, 또는 상기 제1 및 제2 우회 전로 또는 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 공급되는 전류의 전압 변화에 근거하여 상기 제1 및 제2 우회 전로의 폐로 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되기 전에 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되면, 상기 제1 경로를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되고,
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통된 상태에서, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 경로 및, 상기 제2 경로 모두를 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되며,
    상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로된 상태에서, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자가 턴 오프되면, 상기 제2 경로만을 통해 상기 교류-직류 컨버터 출력단 양극 및 음극의 전류가 출력되는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 교류-직류 컨버터는,
    복수의 정류 소자를 포함하는 정류 소자 브릿지를 포함하며,
    상기 정류 소자는,
    다이오드 또는 실리콘 제어 정류 소자임을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 기 설정된 교류 전원은,
    상용 전원과 다른 경로로 부하에 전력을 공급하는 예비 전원이며,
    상기 기 설정된 도통 신호는,
    상기 예비 전원으로부터 공급되는 전류가 출력되도록 상기 제어부를 제어하는 신호로서, 상기 상용 전원과 연결된 다른 전원 공급 제어 장치로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 무순단 전원 공급 제어 장치.
  14. 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제1 교류-직류 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급 제어 모듈;
    배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급 제어 모듈;
    예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제3 전원 공급 제어 모듈; 및,
    상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들의 출력단들이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 내지 제3 전원 공급 제어 모듈들 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 공통 출력단을 포함하며,
    상기 제3 전원 공급 제어 모듈은,
    서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　
    상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는,
    하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 공통 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 하는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 모듈.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈은,
    상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제3 전원 공급 제어 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자;
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로;
    상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로 또는 폐로하는 제1 및 제2 차단기; 및,
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며,
    실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통된 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 도통 신호는,
    상기 제1 전원 공급 제어 모듈의 제1 제어부로부터 수신되며,
    상기 제1 제어부는,
    상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 차단기는,
    상기 제1 및 제2 우회 전로를 개로한 초기(default) 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 우회 전로를 폐로하며,
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자는,
    턴 오프(turn off) 된 초기 상태에서, 상기 스위치 제어부의 제어에 따라 턴 온(turn on) 되는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 및, 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이 각각은 복수의 회로 차단기를 포함하며,
    상기 복수의 회로 차단기는,
    상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 연결하도록 형성된 초기 상태에서, 상기 상용 전원 또는 상기 배터리로부터 과전류가 유입되는 경우 상기 상용 전원과 상기 공통 출력단 사이 또는 상기 배터리와 상기 공통 출력단 사이를 차단하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  19. 상용 전원 및 배터리와 연결되며, 상기 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 제1 교류-직류 컨버터와, 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전류를 안정화 또는 다른 전압의 직류 전류로 변환하는 직류-직류 컨버터를 포함하며, 상기 제1 교류-직류 컨버터의 출력과 상기 직류-직류 컨버터의 출력이 서로 연결되어 형성되는 제1 출력단을 통해 상기 상용 전원으로부터 공급되는 전류 및 상기 배터리로부터 공급되는 전류 중 어느 하나를 출력하는 제1 모듈;
    예비 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하는 제2 교류-직류 컨버터를 포함하는 제2 모듈; 및,
    상기 제1 출력단과 상기 제2 모듈의 출력단이 서로 연결되어 형성되며, 상기 제1 모듈과 제2 모듈 중 어느 하나에서 출력되는 직류 전류를 부하로 공급하는 제2 출력단을 포함하며,
    상기 제2 모듈은,
    서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자를 통해 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이가 병렬로 연결되며,　
    상기 서로 쌍을 이루는 차단기 및 실리콘 제어 정류 소자는,
    하나의 차단기와 하나의 실리콘 제어 정류 소자가 서로 쌍을 이루어 상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단과 상기 제2 출력단 사이를 병렬로 연결하는 것을 특징으로 하는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 모듈.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 모듈은,
    상기 제2 교류-직류 컨버터의 출력단 양극 및 음극 각각과, 상기 제2 모듈의 양극 출력단 및 음극 출력단 각각의 사이를 연결하는 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자(thyristor);
    상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 각각 우회하도록 각 실리콘 제어 정류 소자의 입력단과 출력단을 연결하는 제1 및 제2 우회 전로;
    상기 제1 및 제2 우회 전로의 개로 또는 폐로를 제어하는 제1 및 제2 차단기; 및,
    기 설정된 도통 신호가 수신되는 경우 전류가 도통되도록 상기 제1, 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 온(turn on)하고, 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되도록 상기 제1 및 제2 차단기를 제어하며,
    실리콘 제어 정류 소자와 차단기의 동작 속도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 통해 먼저 전류가 도통되고, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자에 전류가 도통되는 상태에서 상기 제1 및 제2 우회 전로가 폐로되면, 상기 제1 및 제2 실리콘 제어 정류 소자를 턴 오프(turn off)하는 스위치 제어부를 포함하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 모듈은 제1 제어부에 의해 제어되며,
    상기 제1 제어부는,
    상기 상용 전원의 전원 공급 및 상기 배터리로부터의 전원 공급이 모두 중단되는 경우 상기 기 설정된 도통 신호를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 UPS 모듈.
PCT/KR2020/003679 2019-10-30 2020-03-18 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈 WO2021085759A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/772,632 US11967858B2 (en) 2019-10-30 2020-03-18 Static transfer switch, and ups module to which static transfer switch is applied
JP2022522758A JP2022552534A (ja) 2019-10-30 2020-03-18 無瞬断電源供給制御装置及びその電源供給制御装置が適用されたｕｐｓモジュール
CN202080075916.7A CN114667660A (zh) 2019-10-30 2020-03-18 不间断电源供应控制装置及应用该电源供应控制装置的ups模块
JP2024038602A JP2024075630A (ja) 2019-10-30 2024-03-13 無瞬断電源供給制御装置及びその電源供給制御装置が適用されたｕｐｓモジュール

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190136834A KR102276024B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈
KR10-2019-0136834 2019-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021085759A1 true WO2021085759A1 (ko) 2021-05-06

Family

ID=75716395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/003679 WO2021085759A1 (ko) 2019-10-30 2020-03-18 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11967858B2 (ko)
JP (2) JP2022552534A (ko)
KR (1) KR102276024B1 (ko)
CN (1) CN114667660A (ko)
WO (1) WO2021085759A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114301156A (zh) * 2021-11-29 2022-04-08 科华数据股份有限公司 电源及电源***

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102627415B1 (ko) * 2021-06-01 2024-01-19 (주)신아이엔지 독립적인 바이패스 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치
CN117220242B (zh) * 2023-11-08 2024-04-12 荣耀终端有限公司 一种控制电源电路稳定的方法、电路及相关装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050184592A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-25 Marwali Mohammad N. Static transfer switch device and method
JP2005354781A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Fuji Electric Holdings Co Ltd 無停電電源装置
KR20080104102A (ko) * 2007-10-31 2008-12-01 주식회사 케이티 선택스위치 장치, 이를 이용한 전원공급장치 및 그 스위칭 방법
JP2009148008A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Toshiba Corp 無停電電源システム
KR20180083931A (ko) * 2015-11-27 2018-07-23 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4618906A (en) * 1984-07-16 1986-10-21 Westinghouse Electric Corp. Hybrid solid state/mechanical switch with failure protection
JPS62250835A (ja) * 1986-04-22 1987-10-31 三菱電機株式会社 無停電電源装置
JP3142849B2 (ja) * 1988-11-21 2001-03-07 富士通株式会社 バッテリーのバックアップ方式
JP3929449B2 (ja) * 2004-03-29 2007-06-13 日新電機株式会社 無停電電源装置、及び停電補償システム
DE102008020030B4 (de) 2008-04-21 2022-05-19 Aeg Power Solutions Gmbh Schaltungsanordnung mit einem Gleichrichter und einer Schaltung zum Schutz zumindest eines an die Schaltungsanordnung anschließbaren Gleichstromnetzes mit Gleichstromverbrauchern gegen Überspannung
JP5886732B2 (ja) * 2012-12-04 2016-03-16 東芝三菱電機産業システム株式会社 電源切換装置
JP5947270B2 (ja) * 2013-09-26 2016-07-06 Kddi株式会社 電力供給システム
JP6378900B2 (ja) * 2014-02-28 2018-08-22 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ 給電システム、給電システムにおける給電制御方法、及びプログラム
US9876354B2 (en) 2014-05-21 2018-01-23 Eaton Corporation UPS systems and methods using coordinated static switch and inverter operation for generator walk-in
CN204271747U (zh) 2014-12-23 2015-04-15 深圳市柏盛科技有限公司 一种sts静态开关
CN104485734A (zh) 2015-01-21 2015-04-01 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 一种三相交流复合型静态转换开关
CN107332339B (zh) * 2016-04-28 2020-05-15 鸿富锦精密电子(天津)有限公司 供电切换电路及装置
CN205960785U (zh) 2016-08-24 2017-02-15 青岛艾迪森科技股份有限公司 新型静态开关
CN106253461B (zh) 2016-08-24 2019-04-05 青岛艾迪森科技股份有限公司 新型静态开关的控制方法
CN205921457U (zh) 2016-08-30 2017-02-01 江西省电力设计院 一种微电网控制***
KR102299604B1 (ko) * 2017-08-10 2021-09-07 엘에스일렉트릭(주) 에너지 저장 시스템
CN108649688B (zh) 2018-06-15 2023-08-04 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种ups外置旁路切换装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050184592A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-25 Marwali Mohammad N. Static transfer switch device and method
JP2005354781A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Fuji Electric Holdings Co Ltd 無停電電源装置
KR20080104102A (ko) * 2007-10-31 2008-12-01 주식회사 케이티 선택스위치 장치, 이를 이용한 전원공급장치 및 그 스위칭 방법
JP2009148008A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Toshiba Corp 無停電電源システム
KR20180083931A (ko) * 2015-11-27 2018-07-23 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114301156A (zh) * 2021-11-29 2022-04-08 科华数据股份有限公司 电源及电源***

Also Published As

Publication number Publication date
US11967858B2 (en) 2024-04-23
JP2022552534A (ja) 2022-12-16
CN114667660A (zh) 2022-06-24
KR20210051491A (ko) 2021-05-10
KR102276024B1 (ko) 2021-07-12
JP2024075630A (ja) 2024-06-04
US20230034870A1 (en) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021085759A1 (ko) 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈
WO2014104848A1 (ko) 전력용 컨버터
WO2015053484A1 (ko) 고압 직류 전류 차단 장치 및 방법
WO2014061933A1 (ko) 부하에 직류전원을 끊김 없이 공급하는 무정전 직류전원장치
WO2023153651A1 (ko) 배터리 충방전 장치
WO2018079905A1 (ko) 단일형 컨버터의 출력전압 제어 장치 및 그 방법
WO2018016735A1 (ko) 배터리 시스템
WO2019031686A1 (ko) 에너지 저장 시스템
WO2022149958A1 (ko) 배터리 제어 장치, 배터리 시스템, 전원 공급 시스템 및 배터리 제어 방법
WO2015069010A1 (ko) 무정전 직류전원장치
WO2020101320A1 (ko) 모듈러 멀티레벨 컨버터 서브모듈의 커패시터 전압 조정 방법 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체
WO2018216850A1 (ko) 전력 변환 장치
WO2020130258A1 (ko) 과전류 보호 전원 절체 스위치
WO2018216899A1 (ko) 군용 마이크로그리드 시스템
WO2018105875A1 (ko) 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 무정전 전원 공급 장치
WO2020122605A1 (ko) 무정전 전력 공급 마이크로그리드 시스템
WO2018093149A1 (ko) Dc-dc 전압 컨버터를 부스트 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템
WO2022103183A1 (ko) 배터리 활성화를 위한 직류 배전 기반의 충방전 시스템
WO2020022693A1 (ko) 전원 절체 스위치
WO2019245155A1 (ko) 독립형 마이크로그리드 운용 시스템
WO2021095999A1 (ko) Ups 모듈 및 그 ups 모듈의 제어 방법
WO2014017713A1 (ko) 무정전 전원 공급 시스템
WO2021241871A1 (ko) 고체 절연 스위치
WO2022255712A1 (ko) 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법
WO2016108597A1 (ko) Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈용 전원제어장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20880673

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022522758

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20880673

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1