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KR20140009914A - Apparatus and method of uninterruptable power supply - Google Patents

Apparatus and method of uninterruptable power supply Download PDF

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Publication number
KR20140009914A
KR20140009914A KR1020130023681A KR20130023681A KR20140009914A KR 20140009914 A KR20140009914 A KR 20140009914A KR 1020130023681 A KR1020130023681 A KR 1020130023681A KR 20130023681 A KR20130023681 A KR 20130023681A KR 20140009914 A KR20140009914 A KR 20140009914A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main power
load
power supply
battery
converter
Prior art date
Application number
KR1020130023681A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이홍기
정윤이
Original Assignee
우석대학교 산학협력단
정윤이
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 우석대학교 산학협력단, 정윤이 filed Critical 우석대학교 산학협력단
Publication of KR20140009914A publication Critical patent/KR20140009914A/en

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    • 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

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  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

An uninterruptible power supply apparatus is connected between a main power source and a load and supplies energy to the load. The uninterruptible power supply apparatus includes a battery which stores the energy, a bidirectional DC/AC converter which converts DC power into AC power or the AC power into the DC power according to a control signal, a current sensor of a main power source side which senses a current supplied from the main power source, and a management device which senses the normal state of the main power source based on current information transmitted from the current sensor of the main power source side and controls the bidirectional DC/AC converter to supply the energy from the battery to the load if the main power source is abnormal. [Reference numerals] (110) Battery; (170) Management device; (200) Main power; (300) Load

Description

무정전 전원 공급 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF UNINTERRUPTABLE POWER SUPPLY} Uninterruptible Power Supply and Method {APPARATUS AND METHOD OF UNINTERRUPTABLE POWER SUPPLY}

본 발명은 무정전 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an uninterruptible power supply and method.

무정전 전원 공급 장치(Uninterruptable Power Supply, UPS)는 주전원이 상실되었을 때 컴퓨터가 계속 동작할 수 있도록 하는 전원공급 장치이다. UPS는 부하에 전원을 공급하는 주전원이 상실되면, 부전원인 배터리로 절체하여 부하로 에너지를 공급한다. 그리고, UPS는 갑작스런 전압 상승 등으로부터 컴퓨터를 보호한다.An uninterruptable power supply (UPS) is a power supply that keeps your computer running when main power is lost. When the main power supplying power to the load is lost, the UPS transfers energy to the load by switching to a negative battery. The UPS protects the computer from sudden voltage surges.

도 1을 참고하면, 지금까지의 UPS(10)는 정지형 스위치(static switch) 또는 고속 릴레이 등의 절체 스위치(transfer switch)를 사용하여 정전 또는 복전 시 절체 기능을 수행한다. 그러나, 지금까지의 UPS(10)는 비록 짧은 시간이지만 절체 시간이 요구된다. UPS(10)는 소모품인 정지형 스위치나 고속 릴레이를 이용하므로, 정기적인 점검을 해야 한다. UPS(10)는 고가의 정지형 스위치나 고속 릴레이를 정기적으로 교체해야하므로 비용 부담이 있다. 또한, UPS(10)는 AC/DC 변환기와 DC/AC 변환기 모두를 사용하므로, 변환기 비용이 증가한다.Referring to FIG. 1, the UPS 10 up to now uses a transfer switch such as a static switch or a high-speed relay to perform a switching function during power failure or power recovery. However, the UPS 10 so far requires a switching time although it is a short time. Since the UPS 10 uses a stationary switch or a high speed relay which are consumables, it is necessary to check periodically. The UPS 10 is expensive because it requires regular replacement of expensive stationary switches or high-speed relays. In addition, since the UPS 10 uses both an AC / DC converter and a DC / AC converter, the converter cost increases.

본 발명이 해결하려는 과제는 양방향 DC/AC 변환기를 이용하여 정전 시, 배터리로부터 부하로 에너지를 공급하는 무정전 전원 공급 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an uninterruptible power supply and method for supplying energy from a battery to a load during a power failure using a bidirectional DC / AC converter.

본 발명의 한 실시예에 따른 주전원과 부하 사이에 연결되어 상기 부하로 에너지를 공급하는 무정전 전원 공급 장치로서, 에너지가 저장되는 배터리, 제어 신호에 따라 DC 전력을 AC 전력으로 변환하거나 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 양방향 DC/AC 변환기, 상기 주전원에서 공급하는 전류를 감지하는 주전원측 전류감지기, 그리고 상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원의 정상 여부를 감지하고, 상기 주전원이 비정상 상태인 경우, 상기 배터리에서 상기 부하로 에너지를 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하는 관리장치를 포함한다.An uninterruptible power supply device connected between a main power supply and a load according to an embodiment of the present invention to supply energy to the load, wherein the battery stores energy, converts DC power into AC power or AC power according to a control signal. A bidirectional DC / AC converter converting power into electric power, a main power side current sensor sensing current supplied from the main power source, and detecting whether the main power source is normal based on current information transmitted from the main power side current sensor, And a management device that controls the bidirectional DC / AC converter to supply energy from the battery to the load in an abnormal state.

상기 무정전 전원 공급 장치는 상기 부하로 공급되는 전류를 감지하는 부하측 전류감지기를 더 포함할 수 있다.The uninterruptible power supply may further include a load side current sensor for sensing a current supplied to the load.

상기 관리장치는 상기 주전원이 정상 상태인 경우, 상기 부하측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 부하 전력을 계산하고, 상기 부하 전력보다 적은 일정 크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어할 수 있다.The management apparatus calculates load power based on current information transmitted from the load side current sensor when the main power is in a normal state, and supplies the energy from the battery to the load with a predetermined amount of energy less than the load power. DC / AC converters can be controlled.

상기 관리장치는 상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태로 복전되는지 감지하고, 상기 주전원이 복전된 경우, 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 에너지를 줄이도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어할 수 있다.The management device detects whether the main power is restored to a normal state based on the current information transmitted from the main power side current sensor, and when the main power is restored, the bidirectional DC to reduce energy supplied from the battery to the load. Can control the / AC converter.

상기 무정전 전원 공급 장치는 상기 주전원에 연결된 스위치를 더 포함하고, 상기 관리장치는 상기 주전원이 비정상 상태인 경우, 상기 스위치를 열어 상기 주전원과 상기 양방향 DC/AC 변환기의 연결을 차단할 수 있다.The uninterruptible power supply may further include a switch connected to the main power, and the management device may open the switch to cut off the connection between the main power and the bidirectional DC / AC converter when the main power is in an abnormal state.

상기 관리장치는 상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태로 복전되는지 감지하고, 상기 주전원이 복전된 경우, 상기 스위치를 닫아서 상기 주전원과 상기 양방향 DC/AC 변환기를 연결할 수 있다.The management device detects whether the main power is restored to a normal state based on current information transmitted from the main power side current sensor, and when the main power is restored, closes the switch to connect the main power and the bidirectional DC / AC converter. Can be.

상기 관리장치는 상기 배터리의 상태 정보를 모니터링하고, 상기 상태 정보를 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 판단하고, 충전하는 경우, 상기 주전원에서 상기 배터리로 에너지를 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어할 수 있다.The management device monitors the state information of the battery, determines whether the battery is charged based on the state information, and controls the bidirectional DC / AC converter to supply energy from the main power to the battery when charging. can do.

본 발명의 다른 실시예에 따른 주전원과 부하 사이에 연결되는 무정전 전원 공급 장치가 상기 부하로 에너지를 공급하는 방법으로서, 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태인지 판단하는 단계, 상기 주전원이 비정상 상태인 경우, 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 배터리에서 상기 부하로 제1 크기의 에너지를 공급하는 단계, 상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태로 복전됐는지 판단하는 단계, 그리고 상기 주전원이 복전된 경우, 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 상기 제1크기보다 적은 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 단계를 포함한다.A method of supplying energy to the load by an uninterruptible power supply connected between a main power supply and a load according to another embodiment of the present invention, determining whether the main power is in a normal state based on current information transmitted from a main power supply current sensor. Step, when the main power supply is abnormal, controlling a bidirectional DC / AC converter to supply energy of a first magnitude from a battery to the load, wherein the main power supply is normal based on current information transmitted from the main power supply current sensor. Determining whether the power is restored to a state, and supplying energy of a second size smaller than the first size from the battery to the load by controlling the bidirectional DC / AC converter when the main power is restored.

상기 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 단계는 부하측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 부하 전력을 계산하고, 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 상기 부하 전력보다 적은 상기 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급할 수 있다.The supplying the second magnitude of energy from the battery to the load may include calculating a load power based on current information transmitted from a load side current sensor, and controlling the bidirectional DC / AC converter so that the first power is less than the load power. Two magnitudes of energy may be supplied from the battery to the load.

상기 무정전 전원 공급 방법은 상기 주전원이 정상 상태인 경우, 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 상기 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The uninterruptible power supply method may further include supplying energy of the second size from the battery to the load by controlling the bidirectional DC / AC converter when the main power is in a normal state.

상기 무정전 전원 공급 방법은 상기 배터리의 상태 정보를 모니터링하는 단계, 상기 상태 정보를 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 배터리를 충전하는 경우, 상기 주전원에서 상기 배터리로 에너지를 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.The uninterruptible power supply method includes monitoring state information of the battery, determining whether the battery is charged based on the state information, and when charging the battery, supplying energy from the main power source to the battery. The method may further include controlling the bidirectional DC / AC converter.

본 발명의 실시예에 따르면 정전 시, 주전원에서 부전원으로 전력을 절체할 때 정지형 스위치나 고속 릴레이 등을 사용하지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 절체 시간을 줄이고 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 정지형 스위치와 같은 고가의 소모품을 사용하지 않으므로, 유지 보수가 간편하고 경제적이다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 양방향 DC/AC 변환기를 사용하므로, AC/DC 변환기와 DC/AC 변환기 모두를 사용하는 종래 기술에 비해 시스템 구성 간단하고 비용이 적게 든다.According to the embodiment of the present invention, when switching power from the main power supply to the sub power supply in case of power failure, do not use a stationary switch or a high speed relay. Therefore, according to the embodiment of the present invention, there is an effect of reducing the transfer time and increasing the reliability. According to the embodiment of the present invention, since no expensive consumables such as a stationary switch are used, maintenance is simple and economical. In addition, according to the embodiment of the present invention, since a bidirectional DC / AC converter is used, the system configuration is simple and inexpensive as compared with the prior art using both the AC / DC converter and the DC / AC converter.

도 1은 종래의 무정전 전원 공급 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 충전 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무정전 전원 공급 방법의 흐름도이다.1 is a view for explaining a conventional uninterruptible power supply.
2 is a block diagram of an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an uninterruptible power supply according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a charging method of an uninterruptible power supply device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of an uninterruptible power supply method according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

이제 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.An uninterruptible power supply and method according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 무정전 전원 공급 장치(100)는 주전원(200)과 부하(300) 사이에 위치한다. 주전원(200)이 정상적으로 부하(300)로 에너지를 공급하지 못하는 경우, 무정전 전원 공급 장치(100)는 신속히 저장된 에너지를 부하(300)로 공급하여 부하(300)의 정상 동작을 유지한다. 여기서 주전원(200)은 계통 전원일 수 있다.Referring to FIG. 2, the uninterruptible power supply 100 is located between the main power source 200 and the load 300. When the main power source 200 does not normally supply energy to the load 300, the uninterruptible power supply 100 quickly supplies stored energy to the load 300 to maintain normal operation of the load 300. Here, the main power source 200 may be a system power source.

무정전 전원 공급 장치(100)는 배터리(110), 양방향 DC/AC 변환기(130), 주전원측 전류감지기(150), 부하측 전류감지기(160), 그리고 이들을 관리하는 관리장치(170)를 포함한다. 무정전 전원 공급 장치(100)는 주전원측과의 연결을 차단하는 스위치(180)를 더 포함할 수 있다. 스위치(180)는 마그네틱 스위치일 수 있다.The uninterruptible power supply 100 includes a battery 110, a bidirectional DC / AC converter 130, a main power side current sensor 150, a load side current sensor 160, and a management device 170 for managing them. The uninterruptible power supply 100 may further include a switch 180 to block the connection to the main power side. The switch 180 may be a magnetic switch.

배터리(110)는 에너지가 저장된다. 배터리(110)는 관리장치(170)의 제어에 따라 에너지를 충전하고, 방전한다.The battery 110 stores energy. The battery 110 charges and discharges energy under the control of the management device 170.

양방향 DC/AC 변환기(130)의 AC측은 주전원(200)과 부하(300) 사이의 에너지 이동 경로의 한 지점에 연결된다. 양방향 DC/AC 변환기(130)의 DC측은 배터리(110)에 연결된다. 양방향 DC/AC 변환기(130)는 관리장치(170)의 제어에 따라, 주전원(200)의 에너지를 변환하여 배터리(110)로 전달한다. 양방향 DC/AC 변환기(130)는 관리장치(170)의 제어에 따라, 배터리(110)의 에너지를 변환하여 부하(300)로 전달한다. The AC side of the bidirectional DC / AC converter 130 is connected to one point of the energy migration path between the main power source 200 and the load 300. The DC side of the bidirectional DC / AC converter 130 is connected to the battery 110. The bidirectional DC / AC converter 130 converts energy of the main power source 200 and transmits the energy to the battery 110 under the control of the management device 170. The bidirectional DC / AC converter 130 converts energy of the battery 110 and transmits the energy to the load 300 under the control of the management device 170.

주전원측 전류감지기(150)는 주전원(200)에서 공급하는 전류를 감지한다. 주전원측 전류감지기(150)는 감지한 전류 정보를 관리장치(170)로 전달한다.The main power supply side current sensor 150 senses a current supplied from the main power supply 200. The main power side current sensor 150 transmits the detected current information to the management device 170.

부하측 전류감지기(160)는 부하(300)로 공급되는 전류를 감지한다. 부하측 전류감지기(160)는 감지한 전류 정보를 관리장치(170)로 전달한다.The load side current sensor 160 senses a current supplied to the load 300. The load side current sensor 160 transmits the detected current information to the management device 170.

관리장치(170)는 배터리(110)의 용량(state of charge, SOC), 전압, 온도, 방전 전류 등을 포함하는 배터리 상태 정보를 모니터링한다. 그리고, 관리장치(170)는 배터리(110)의 과전압, 과전류, 이상 온도 등을 감지하여 배터리(110)의 보호 조치를 취한다. 관리장치(170)는 배터리(110)가 만충전되지 않은 경우 또는 배터리(110)의 용량이 기준값 이하로 떨어진 경우, AC 전력을 DC 전력으로 변환하도록 양방향 DC/AC 변환기(130)를 제어한다. 그러면, 주전원(200)의 에너지가 배터리(110)로 전달되어, 배터리(110)는 충전된다. 배터리(110)가 충전되는 경우, 부하(300)는 필요한 모든 전력을 주전원(200)으로부터 공급받는다. The management device 170 monitors battery state information including a state of charge (SOC), a voltage, a temperature, and a discharge current of the battery 110. In addition, the management device 170 detects an overvoltage, an overcurrent, an abnormal temperature, etc. of the battery 110 and takes protective measures of the battery 110. The management device 170 controls the bidirectional DC / AC converter 130 to convert AC power into DC power when the battery 110 is not fully charged or when the capacity of the battery 110 falls below a reference value. Then, energy of the main power source 200 is transferred to the battery 110, and the battery 110 is charged. When the battery 110 is charged, the load 300 receives all necessary power from the main power source 200.

관리장치(170)는 주전원측 전류감지기(150)로부터 전송된 전류 정보를 기초로 주전원(200)이 정상인지 판단한다. 즉, 관리장치(170)는 주전원측 전류감지기(150)로부터 전송된 전류 정보를 기초로 계통 전원이 정전인지 판단한다. The management device 170 determines whether the main power supply 200 is normal based on the current information transmitted from the main power supply current sensor 150. That is, the management device 170 determines whether the system power supply is outage based on the current information transmitted from the main power supply side current sensor 150.

주전원(200)이 정상인 경우, 관리장치(170)는 부하측 전류감지기(160)로부터 전송된 전류 정보를 기초로 부하 전력을 계산한다. 그리고, 관리장치(170)는 양방향 DC/AC 변환기(130)에서 부하가 사용하는 전력보다 적은 AC 전력을 출력하도록 양방향 DC/AC 변환기(130)를 제어한다. 즉, 주전원(200)이 정상인 경우, 부하(300)는 대부분의 에너지를 주전원(200)으로부터 공급받고, 배터리(110)로부터는 상대적으로 적은 에너지를 공급받는다. 이를 통해, 주전원(200)이 정상인 경우, 배터리(110)에서 주전원(200)으로 전류를 보내지 않는다. 이때, 관리장치(170)는 배터리(110)에서 부하(300)로 에너지를 공급하지 않을 수도 있다.When the main power source 200 is normal, the management device 170 calculates the load power based on the current information transmitted from the load side current sensor 160. In addition, the management device 170 controls the bidirectional DC / AC converter 130 to output less AC power than the power used by the load in the bidirectional DC / AC converter 130. That is, when the main power source 200 is normal, the load 300 receives most of the energy from the main power source 200, and receives relatively little energy from the battery 110. Through this, when the main power source 200 is normal, no current is sent from the battery 110 to the main power source 200. In this case, the management device 170 may not supply energy from the battery 110 to the load 300.

주전원(200)이 비정상인 경우, 즉 정전인 경우, 관리장치(170)는 부하(300)가 필요한 모든 전력을 배터리(110)에서 공급하도록 양방향 DC/AC 변환기(130)를 제어한다. DC 전력을 AC 전력으로 변환하도록 양방향 DC/AC 변환기(130)를 제어한다. 그러면, 배터리(110)의 에너지가 부하(300)로 전달된다. 이때, 또한, 관리장치(170)는 주전원측에 연결된 스위치(180)를 열어서, 배터리(110)의 에너지가 주전원(200)으로 역류하는 것을 막을 수 있다. When the main power source 200 is abnormal, that is, when there is a power failure, the management device 170 controls the bidirectional DC / AC converter 130 to supply all the power required by the load 300 from the battery 110. The bidirectional DC / AC converter 130 is controlled to convert DC power to AC power. Then, energy of the battery 110 is transferred to the load 300. At this time, also, the management apparatus 170 may open the switch 180 is connected to the main power source side, to prevent the energy of the battery 110 from flowing back to the main power supply 200.

관리장치(170)는 주전원측 전류감지기(150)로부터 전송된 전류 정보를 기초로 주전원(200)이 비정상에서 정상으로 돌아왔는지, 즉 복전됐는지 판단한다. 복전된 경우, 관리장치(170)는 스위치(180)를 닫고, 양방향 DC/AC 변환기(130)를 제어하여 부하(300)로 공급하는 에너지를 줄인다. 즉, 관리장치(170)는 계통 전원이 복전됐으므로, 계통 전원이 부하(300)로 에너지를 전달하도록 제어한다.The management device 170 determines whether the main power supply 200 has returned from normal to normal, ie, has been restored, based on the current information transmitted from the main power supply current sensor 150. If the power recovery, the management device 170 to reduce the energy to close the switch 180, by controlling the bi-directional DC / AC converter 130 is supplied to the load 300. That is, since the system power is restored, the management device 170 controls the system power to transfer energy to the load 300.

부하(300)에 복수의 무정전 전원 공급 장치(100)가 연결될 수 있다. 이 경우, 복수의 무정전 전원 공급 장치(100)를 통합 관리하는 장치는 최소한 한 개의 무정전 전원 공급 장치(100)의 배터리를 만충전 상태로 유지하도록 할 수 있다. 이 경우, 복수의 무정전 전원 공급 장치(100)를 통합 관리하는 장치는 각 무정전 전원 공급 장치(100)의 배터리의 충전 시간을 조절할 수 있다.A plurality of uninterruptible power supply devices 100 may be connected to the load 300. In this case, the integrated management apparatus of the plurality of uninterruptible power supply devices 100 may maintain the battery of at least one uninterruptible power supply device 100 in a fully charged state. In this case, the integrated management of the plurality of uninterruptible power supply devices 100 may adjust the charging time of the battery of each uninterruptible power supply device 100.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of an uninterruptible power supply according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 무정전 전원 공급 장치(100')는 무정전 전원 공급 장치(100)에 교류전원 안정화 장치(190)를 더 포함한다.Referring to FIG. 3, the uninterruptible power supply 100 ′ further includes an AC power stabilizer 190 in the uninterruptible power supply 100.

교류전원 안정화 장치(190)는 주전원(200)의 AC전력을 부하(300)의 AC전력에 맞게 변환한다. 따라서, 부하(300)는 주전원(200)의 변화에 관계없이 항상 좋은 품질의 전력을 공급 받을 수 있다.The AC power stabilization device 190 converts the AC power of the main power source 200 to match the AC power of the load 300. Therefore, the load 300 may always be supplied with good quality power regardless of the change of the main power source 200.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 충전 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a charging method of an uninterruptible power supply device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 무정전 전원 공급 장치(100)는 배터리(110)의 상태를 모니터링한다(S110).Referring to FIG. 4, the uninterruptible power supply 100 monitors the state of the battery 110 (S110).

무정전 전원 공급 장치(100)는 모니터링 결과를 기초로 충전이 필요한 경우, 주전원(200)의 AC 전력을 DC 전력으로 변환하도록 양방향 DC/AC 변환기(130)를 제어한다(S120). 그러면, 주전원(200)의 에너지가 배터리(110)로 전달되어, 배터리(110)는 충전된다.The uninterruptible power supply 100 controls the bidirectional DC / AC converter 130 to convert AC power of the main power supply 200 into DC power when charging is required based on the monitoring result (S120). Then, energy of the main power source 200 is transferred to the battery 110, and the battery 110 is charged.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무정전 전원 공급 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of an uninterruptible power supply method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 무정전 전원 공급 장치(100)의 주전원측은 주전원(200)에 연결되고, 부하측은 부하(300)에 연결된다(S210).Referring to FIG. 5, the main power supply side of the uninterruptible power supply 100 is connected to the main power supply 200, and the load side is connected to the load 300 (S210).

무정전 전원 공급 장치(100)는 주전원측 전류감지기(150)로부터 전송된 전류 정보를 기초로 주전원(200)이 정상 상태인지 판단한다(S220). The uninterruptible power supply device 100 determines whether the main power supply 200 is in a normal state based on the current information transmitted from the main power supply current sensor 150 (S220).

무정전 전원 공급 장치(100)는 양방향 DC/AC 변환기(130)를 통해 부하가 사용하는 전력보다 적은 일정크기의 AC 전력을 부하(300)로 출력한다(S230). 즉, 주전원(200)이 정상인 경우, 부하(300)는 대부분의 에너지를 주전원(200)으로부터 공급받고, 배터리(110)로부터는 상대적으로 적은 에너지를 공급받는다. 이때, 무정전 전원 공급 장치(100)는 부하측 전류감지기(160)로부터 전송된 전류 정보를 기초로 부하 전력을 계산한다.The uninterruptible power supply 100 outputs AC power having a predetermined size smaller than that used by the load through the bidirectional DC / AC converter 130 to the load 300 (S230). That is, when the main power source 200 is normal, the load 300 receives most of the energy from the main power source 200, and receives relatively little energy from the battery 110. At this time, the uninterruptible power supply 100 calculates load power based on the current information transmitted from the load side current sensor 160.

주전원(200)이 비정상 상태, 예를 들면 정전인 경우, 주전원측에 연결된 스위치(180)를 오픈(open)한다(S240).The main power 200 is an abnormal condition, for example when the power failure, open (open) the switch 180 is connected to the main power supply side (S240).

무정전 전원 공급 장치(100)는 양방향 DC/AC 변환기(130)를 통해 부하(300)가 필요한 모든 전력을 배터리(110)에서 공급한다(S250). The uninterruptible power supply 100 supplies all the power required by the load 300 from the battery 110 through the bidirectional DC / AC converter 130 (S250).

무정전 전원 공급 장치(100)는 주전원측 전류감지기(150)로부터 전송된 전류 정보를 기초로 주전원(200)이 비정상에서 정상으로 돌아왔는지, 즉 복전됐는지 판단한다(S260).The uninterruptible power supply 100 determines whether the main power supply 200 has returned from normal to normal, based on the current information transmitted from the main power supply current sensor 150 (S260).

주전원(200)이 복전된 경우, 무정전 전원 공급 장치(100)는 스위치(180)를 닫는다(S270). 그리고 무정전 전원 공급 장치(100)는 주전원(200)이 정상인 경우와 같이 동작한다.When the main power supply 200, a power recovery, the uninterruptible power supply (100) closes the switch (180) (S270). The uninterruptible power supply 100 operates as if the main power source 200 is normal.

주전원(200)이 아직 정전상태인 경우, 무정전 전원 공급 장치(100)는 주전원(200)이 복전될 때까지 부하(300)가 필요한 모든 전력을 배터리(110)에서 공급한다(S280).When the main power source 200 is still in a power failure state, the uninterruptible power supply device 100 supplies all the power required by the load 300 from the battery 110 until the main power source 200 is restored (S280).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 정전 시, 주전원에서 부전원으로 전력을 절체할 때 정지형 스위치나 고속 릴레이 등을 사용하지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 절체 시간을 줄이고 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 정지형 스위치와 같은 고가의 소모품을 사용하지 않으므로, 유지 보수가 간편하고 경제적이다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 양방향 DC/AC 변환기를 사용하므로, AC/DC 변환기와 DC/AC 변환기 모두를 사용하는 종래 기술에 비해 시스템 구성 간단하고 비용이 적게 든다.As described above, according to the embodiment of the present invention, when switching power from the main power supply to the sub power supply in case of a power failure, a stop switch or a high speed relay is not used. Therefore, according to the embodiment of the present invention, there is an effect of reducing the transfer time and increasing the reliability. According to the embodiment of the present invention, since no expensive consumables such as a stationary switch are used, maintenance is simple and economical. In addition, according to the embodiment of the present invention, since a bidirectional DC / AC converter is used, the system configuration is simple and inexpensive as compared with the prior art using both the AC / DC converter and the DC / AC converter.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (11)

주전원과 부하 사이에 연결되어 상기 부하로 에너지를 공급하는 무정전 전원 공급 장치로서,
에너지가 저장되는 배터리,
제어 신호에 따라 DC 전력을 AC 전력으로 변환하거나 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 양방향 DC/AC 변환기,
상기 주전원에서 공급하는 전류를 감지하는 주전원측 전류감지기, 그리고
상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원의 정상 여부를 감지하고, 상기 주전원이 비정상 상태인 경우, 상기 배터리에서 상기 부하로 에너지를 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하는 관리장치
를 포함하는 무정전 전원 공급 장치.An uninterruptible power supply connected between a main power supply and a load to supply energy to the load,
Batteries where energy is stored,
Bidirectional DC / AC converter to convert DC power to AC power or AC power to DC power according to the control signal,
A main power supply side current sensor for sensing a current supplied from the main power supply, and
Management to detect whether the main power is normal based on the current information transmitted from the main power side current sensor, and to control the bidirectional DC / AC converter to supply energy from the battery to the load when the main power is abnormal Device
Uninterruptible power supply comprising a. 제1항에서,
상기 부하로 공급되는 전류를 감지하는 부하측 전류감지기를 더 포함하는 무정전 전원 공급 장치.In claim 1,
Uninterruptible power supply further comprises a load-side current sensor for sensing the current supplied to the load. 제2항에서,
상기 관리장치는
상기 주전원이 정상 상태인 경우, 상기 부하측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 부하 전력을 계산하고, 상기 부하 전력보다 적은 일정 크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하는 무정전 전원 공급 장치.3. The method of claim 2,
The management device
When the main power source is in a normal state, the load power is calculated based on the current information transmitted from the load side current sensor, and the bidirectional DC / AC converter is configured to supply a predetermined amount of energy less than the load power from the battery to the load. Uninterruptible power supply to control the. 제1항에서,
상기 관리장치는
상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태로 복전되는지 감지하고, 상기 주전원이 복전된 경우, 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 에너지를 줄이도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하는 무정전 전원 공급 장치.In claim 1,
The management device
The bidirectional DC / AC converter is configured to detect whether the main power is restored to a normal state based on the current information transmitted from the main power side current sensor, and to reduce energy supplied from the battery to the load when the main power is restored. Uninterruptible power supply to control. 제1항에서,
상기 주전원에 연결된 스위치를 더 포함하고,
상기 관리장치는
상기 주전원이 비정상 상태인 경우, 상기 스위치를 열어 상기 주전원과 상기 양방향 DC/AC 변환기의 연결을 차단하는 무정전 전원 공급 장치.In claim 1,
Further comprising a switch connected to the main power source,
The management device
And an uninterruptible power supply for opening the switch to cut off the connection between the main power and the bidirectional DC / AC converter when the main power is abnormal. 제5항에서,
상기 관리장치는
상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태로 복전되는지 감지하고, 상기 주전원이 복전된 경우, 상기 스위치를 닫아서 상기 주전원과 상기 양방향 DC/AC 변환기를 연결하는 무정전 전원 공급 장치.The method of claim 5,
The management device
An uninterruptible power supply for detecting whether the main power is restored to a normal state based on the current information transmitted from the main power supply current sensor, and if the main power is restored, by closing the switch to connect the main power and the bidirectional DC / AC converter. Device. 제5항에서,
상기 관리장치는
상기 배터리의 상태 정보를 모니터링하고, 상기 상태 정보를 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 판단하고, 충전하는 경우, 상기 주전원에서 상기 배터리로 에너지를 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하는 무정전 전원 공급 장치.The method of claim 5,
The management device
Uninterruptible power supply that monitors the status information of the battery, determines whether the battery is charged based on the status information, and controls the bidirectional DC / AC converter to supply energy from the main power to the battery when charging. Device. 주전원과 부하 사이에 연결되는 무정전 전원 공급 장치가 상기 부하로 에너지를 공급하는 방법으로서,
주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태인지 판단하는 단계,
상기 주전원이 비정상 상태인 경우, 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 배터리에서 상기 부하로 제1 크기의 에너지를 공급하는 단계,
상기 주전원측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 상기 주전원이 정상 상태로 복전됐는지 판단하는 단계, 그리고
상기 주전원이 복전된 경우, 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 상기 제1크기보다 적은 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 단계
를 포함하는 무정전 전원 공급 방법.A method of supplying energy to a load by an uninterruptible power supply connected between a main power supply and a load,
Determining whether the main power is in a normal state based on current information transmitted from the main power side current sensor;
Supplying energy of a first magnitude from a battery to the load by controlling a bidirectional DC / AC converter when the main power is abnormal;
Determining whether the main power is restored to a normal state based on current information transmitted from the main power supply current sensor, and
When the main power is restored, controlling the bidirectional DC / AC converter to supply energy of a second magnitude less than the first magnitude from the battery to the load
Uninterruptible power supply method comprising a. 제8항에서,
상기 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 단계는
부하측 전류감지기로부터 전송된 전류 정보를 기초로 부하 전력을 계산하고, 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 상기 부하 전력보다 적은 상기 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 무정전 전원 공급 방법.9. The method of claim 8,
Supplying the second amount of energy from the battery to the load
An uninterruptible power supply method for calculating load power based on current information transmitted from a load-side current sensor, and controlling the bidirectional DC / AC converter to supply energy of the second magnitude less than the load power from the battery to the load. . 제8항에서,
상기 주전원이 정상 상태인 경우, 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하여 상기 제2크기의 에너지를 상기 배터리에서 상기 부하로 공급하는 단계
를 더 포함하는 무정전 전원 공급 방법.9. The method of claim 8,
Controlling the bidirectional DC / AC converter to supply energy of the second magnitude from the battery to the load when the main power is in a normal state
Uninterruptible power supply method comprising more. 제8항에서,
상기 배터리의 상태 정보를 모니터링하는 단계,
상기 상태 정보를 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 판단하는 단계, 그리고
상기 배터리를 충전하는 경우, 상기 주전원에서 상기 배터리로 에너지를 공급하도록 상기 양방향 DC/AC 변환기를 제어하는 단계
를 더 포함하는 무정전 전원 공급 방법.9. The method of claim 8,
Monitoring status information of the battery;
Determining whether the battery is charged based on the state information, and
When charging the battery, controlling the bidirectional DC / AC converter to supply energy from the main power source to the battery
Uninterruptible power supply method comprising more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160007740A (en) * 2014-06-26 2016-01-21 에스케이이노베이션 주식회사 Dual power supply for energy storage system and method for controlling the same
US10868477B2 (en) 2016-12-09 2020-12-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Power conversion apparatus and uninterruptible power supply comprising same
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KR102614594B1 (en) * 2022-07-07 2023-12-15 한영전기기술 주식회사 System for controlling bidirectional converter

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