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KR930010425B1 - 무정전 전원장치 - Google Patents

무정전 전원장치 Download PDF

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KR930010425B1
KR930010425B1 KR1019900011246A KR900011246A KR930010425B1 KR 930010425 B1 KR930010425 B1 KR 930010425B1 KR 1019900011246 A KR1019900011246 A KR 1019900011246A KR 900011246 A KR900011246 A KR 900011246A KR 930010425 B1 KR930010425 B1 KR 930010425B1
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KR
South Korea
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power
battery
voltage
power supply
storage battery
Prior art date
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KR1019900011246A
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아끼오 히라따
요시아끼 미야자와
미찌로 야마자끼
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가부시끼가이샤 도시바
아오이 죠이찌
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Priority claimed from JP1252152A external-priority patent/JPH03118727A/ja
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Abstract

내용 없음.

Description

무정전 전원장치
제1도는 본 발명의 제1일실시예에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 개통도.
제2a 및 2b도는 제1도의 전원장치의 동작을 설명하기 위한 그래프.
제3~5도는 본 발명의 전원장치내의 축전지의 방전 용량을 진단하는 방식을 설명하는 그래프.
제6도는 본 발명의 전원장치내의 축전지의 방전용량을 진단하는 방식을 설명하기 위한 후로우챠트.
제7도는 본 발명의 제2실시예에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 개통도.
제8도는 본 발명의 제3실시예에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 개통도.
제9도는 본 발명의 제4실시예에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 개통도.
제10도는 본 발명의 제5실시예에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 개통도.
제11a 및 11b도는 제10도의 전원장치의 동작을 설명하기 위한 그래프.
제12도는 제10도의 실시예에서 정류기제어기의 구성을 나타내는 개통도.
제13도는 제10도의 실시예의 동작을 설명하기 위한 후로우 챠트.
제14도는 본 발명의 제6실시예에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 개통도.
본 발명은 AC전원 입력이 단시간 동안 정전일 때 안정된 출력을 공급할 수 있는 전원 장치에 관한 것으로, 특히 전원장치의 일부로서 축전지를 사용할 때 축전지의 용량을 진단하는 기능을 갖는 전원장치에 관한 것이다.
무정전 전원장치에 대해서는 도시바 리뷰지 Vol. 42, No. 11(1987년 11월) 877~880페이지등의 여러문헌에 기재되어 있다. 그러므로 그러한 장치의 동작과 기능에 대해서는 공지되어 있다. 이들 공지기술을 아래에 요약한다.
축전지와 인버터 유니트의 조합으로 구성된 무정전 전원장치는 AC 전원입력이 잠시동안 정전되더라도 축전지의 용량에 의해 결정되는 소정의 시간(예, 10 또는 30분)동안 부하에 안정된 AC 전력을 공급하도록 설계되어 있다.
AC 전원입력이 장기간 동안 정전되고, 부하가 공중의 편의를 위해 사용되는 컴퓨터라고 할 경우, 추가전원을 백업장치로서 설비하여 추가전원과 AC 전원 입력을 절환하여 추가전원으로부터 인버터 유니트를 통해 부하로 AC 전력을 공급하도록 한다. 이 전원 절환 기간동안 축전지에 의해 부하로의 전원공급이 보장되어야 한다.
상술한 바와 같이, 무정전 전원장치는 소정의 정전 시간동안 부하에 안정된 AC 전력을 연속하여 공급할 수 있다. 그러므로, 그들은 대규모 컴퓨터와 같은 고신뢰성을 요하는 부하용 전원장치로서 사용이 증가되고 있다.
그러나, 무정전 전원장치에서는 AC 전원입력의 정전시 백업시간이 축전지의 용량에 의해 결정된다. 축전지의 용량은 시스템 용량(무정전 전원장치의 부하용량)에 따라 선택된다. 그러나, 축전지는 시간경과에 따라 특성이 저하하는 경향이 있으며 또한 동작 온도등에 따라 용량이 변동된다.
그러므로, 종래의 무정전 전원장치에서는 AC 전원 입력이 실제로 정전되어 축전지가 방전되봐야만 시스템에서 필요로 하는 정전 백업시간을 축전지가 대신할 수 있을지의 여부를 알 수 있다. 이러한 이유때문에, 실제로 정전 백업시간의 부족을 당하지 않고서는 축전지의 용량이 감퇴하는 성향을 검출할 수 없다. 그밖에도 그러한 문제점이 발생하면 많은 불특정의 부하(컴퓨터 시스템)사용자에게 상당한 불편(예, 은향에서 온라인 시스템의 중단 또는 항공기의 카운터에서 동작 중단)을 야기시킨다. 즉, 고신뢰성을 요하는 전원 장치인 종래의 전원장치의 결점은 사용자가 항상 걱정을 하고 있어야 하는 것이다.
본 발명은 종래의 전원장치의 결점을 제거하기 위한 것으로, AC 전원입력이 정상동작하는 축전지의 용량을 진단할 수 있는 전원장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
축전지의 용량을 진단하기 위해, 본 발명은 축전지로부터의 방전전류와 방전동작중의 전압 변동을 탐지하기 위한 회로를 포함하고 있다. AC 전원입력이 정상적으로 동작하는 동안 인버터 유니트의 정류기를 소정의 기간동안 정지시키고, 축전지만을 또는 정류기와 축전지 둘다를 부하의 전원으로 사용하여 축전지를 방전시킨다.
축전지로부터의 방전전류와 이 방전동작중의 전압변동을 탐지하여 방전량과 전압 변동간의 관계에 준하여 축전지의 용량을 진단한다.
예를 들어 AC 전원 입력이 정상 동작하는 동안 축전지의 용량을 상술한 방식으로 주기적으로 진단하면, 동작온도 또는 경시적인 특성 저하로 인한 축전지의 용량 변동을 실제로 AC 전원입력의 정전사고가 발생하기 전에 미리 검출할 수 있다. 축전지의 용량은 일반적으로 ＂방전전류×방전시간(Ah)＂로 정의된다. 그러므로 만일 축전지를 소정의 기간동안 방전시켜 이 기간동안 축전지의 전압과 방전량 Ah를 탐지하면 축전지의 잔존용량 대 초기 설계값의 비를 축전지의 종별에 의해 결정되는 잔존용량과 축전지의 전압간의 공지관계를 기초로 하여 검출할 수 있다. 즉, 축전지의 용량을 방전량과 잔존용량간의 관계에 의해 진단할 수 있다.
본 발명의 기타 목적 및 장점들은 첨부도면을 참조하여 이하에 설명되는 양호한 실시예로부터 알 수 있다.
제1도는 본 발명의 일실시예를 나타낸다. 제1도에서, 참조번호 10은 AC 전원입력, 11은 인버터 유니트, 12는 정류기, 13은 DC필터 캐패시터, 14는 인버터, 15는 인버터 트랜스포머, 16은 AC 필터 캐패시터, 17은 부하, 18은 축전지, 19는 전류 검출기, 20은 전압 검출기, 21은 잔존용량 검출기를 나타낸다.
제1도의 구성에서, AC 전원입력 10이 정상상태일 경우, AC 전력은 인버터 유니트 11내의 정류기 12에 의해 DC전원으로 변환한 후 DC 필터 캐패시터 13에 의해 평활되어 인버터 14로 공급되는 한편 충전 전류로서 축전지 18에 공급된다. 인버터 14는 평활된 DC 전원을 AC전원으로 변환하여 인버터 트랜스포머 15를 통해 부하 17로 공급한다. 이때, 부하 17에 공급될 AC전력의 전압과 주파수는 공지의 PWM 제어를 사용하는 인버터 14에 의해 소정값으로 제어되므로 안정된 AC 전원을 공급할 수 있다. AC 필터 캐패시터 16은 이때 공급되는 AC 전력에 대한 리플 필터로서 설비된다.
AC 전원입력 10이 잠시동안 정전되면, 축전지 18로부터 DC 전원이 공급되어 상술한 방법으로 인버터 14를 통해 부하 17로 안정된 AC 전원이 공급될 수 있다. 위에서 설명한 동작에 의해 AC 전원입력이 10이 잠시동안 정전되더라도, 인버터 11과 축전지 18의 조합으로 구성된 무정전 전원장치는 축전지 18의 용량에 의해 결정되는 소정시간(예, 10 또는 30분)동안 안정된 AC 전력을 부하 17에 공급할 수 있다.
제1도를 참조하면, AC 전력이 AC 전원입력 10으로부터 인버터 유니트 11을 통해 부하 17로 공급될때 축전지 18의 용량을 점검하기 위해서는 정류기 12를 소정기간동안 정지시키고 축전지 18의 전하를 인버터 14를 통해 부하 17로 공급한다.
이때의 축전지 18로부터의 방전전류와 전압을 제2a 및 2b도에 나타낸다. 제2a도는 축전지 18의 전압 E20를 나타낸다. 제2b도는 방전전류 I19를 나타낸다. 정류기 12는 시간 t1에서 정지하고 시간 t4에서 다시 시작한다. 축전지 18의 전압 E20은 내부 임피던스로 인해 시간 t1으로부터 시간 t3로 급격히 감소되지만 처음 레벨로 서서히 복원된다. 축전지 18이 방전할 때 축전지 18의 전압 E20은 전체적으로 제2a도에 보인 바와 같이 변동한다.
축전지 18로부터의 방전전류 I19(제2b도에 보임)는 전류 검출기 19에 의해 검출되어 잔존 용량 검출기 21로 입력된다. 그밖에도 전압 E20이 전압검출기 20에 의해 검출되어 잔존 용량 검출기 21로 입력된다. 잔존 용량 검출기 21은 시간 t1으로부터 시간 t4까지 축전지 18로부터의 방전량을 암페어 아워(Ah) 단위로 검출한다. 이 Ah-단위 방전중 시간 t4에서 전압검출기 20에 의해 검출된 전압과 축전지 18의 초기 설계전압을 비교하여 축전지 18의 용량을 쉽게 점검할 수 있다.
상술한 소정의 Ah-단위 방전후 축전지의 유형에 따라 축전지 전압 E20의 변동에 기초하여 축전지 18의 잔존용량을 계산할 수 있다. 좀더 구체적으로, 잔존 용량 검출기 21에 의해 방전량과 전압 변동간의 관계를 계산하면 축전지의 18의 정밀한 잔존 용량을 검출할 수 있으며 또한 경시적인 특성저하 또는 설치환경으로 인한 축전지 18의 용량 감소를 검출할 수 있다.
상술한 잔존 용량 검출은 마이크로컴퓨터 등을 사용하여 쉽게 행할 수 있다. 축전지 18의 용량은 다음과 같은 방식으로 더욱 간단히 검출할 수 있다. 축전지 18의 초기 설계값에 대한 용량 감소는 제2도의 시간 t1과 시간 t4간의 시간 간격을 고정(예 10분)하고, 이 시간 간격에서 방전을 행하면서 초기 설계전압(새로운 축전지 18의 전압)을 시간 t4에서 검출전압(사용된 축전지 18의 전압)과 비교해야만 알 수 있다.
축전지 18은 무정전 전원장치의 중요한 구성요소이다. 만일 축전지 18의 용량이 초기 설계값과 일치하지 않을 경우, AC 전력입력 10이 정전시 소정시간동안 부하 17에 안정된 전력이 공급될 수 없다. 그러나, 제1도에 보인 장치에 의하면, AC 전원입력 10이 정상 동작하는 동안 축전지 18의 용량을 진단할 수 있다. 그러므로, 주기적인 검사 결과에 따라 축전지 18을 미리 수선 또는 교체할 수 있으므로 신뢰성이 높은 무정전 전원장치가 제공될 수 있다.
제3~5도는 제1도의 전원장치내의 축전지의 방전용량을 진단하는 방식을 설명하는 그래프이다. 축전지18이 새것일때, 파라메터로서 사용되는 방전전류 Id와 방전시간의 함수인 기전력 E20의 변동은 제3도에서 곡선 A(기전력 E20이 전압 하한치 V2에 도달하는 전원공급기간은 Ta＋Tb＋Tc로 주어진다)로서 주어진다. 축전지 18의 용량이 시간경과에 따라 감소될 때 이때 실제의 기전력 변동곡선은 제3도의 곡선 B로서 주어진다(전원 공급기간은 Ta＋Tb로 주어진다).
축전지 18이 새것일 때, 제3도의 시간 t4에서의 잔존용량은 전원공급기간에 의해 Tb＋Tc에 해당한다. 그러나 그후 축전지 18이 강하되면 시간 t4에서의 잔존용량은 Tb에 해당한다.
잔존용량의 그러한 감소는 기전력 E20이 초기전압 V1으로부터 전압 하한치 V2까지 저하될 때까지 축전지 18을 방전시킴이 없이 방전개시후 소정의 짧은 시간 Ta(예 10분)가 경과됐을 때의 시간(t4)에서 검출된 전압 감소분 △E로부터 판정될 수 있다.
제6도는 상술한 판정 즉 잔존 용량 검출기에 의해 축전지의 방전용량을 진단하는 방법을 설명하기 위한 후루우 챠트이다.
축전지 18의 방전은 제3도의 시간 t1에서 소정의 방전전류(Id)의 방전과 더불어 시작된다. 이때, 방전전류가 소정값(ST61)에 유지되는가를 점검한다.
소정전류의 방전이 개시된 후 소정시간(Ta)이 경과되면, 이때의 기전력 E20과 방전초기값 V1(ST62)으로부터 축전지 전압 감소분 △E(=V1-E20)를 계산할 수 있다. 전압 감소분 △E가 얻어지면 방전동작은 정지된다(ST63)
전압 감소분 △E에서의 방전전류(Id)를 파라메터로서 사용하면 설정된 활성 잔존용량 AH와 전압감소분 △E간의 관계를 각각의 축전지 18에 대해 사전에 실험적으로 얻을 수 있다(함수 f(△E, Id)에 의해 AH가 주어져서 얻어진 여러 데이타는 데이타 베이스내에 기억된다). △E와 AH간의 상관관계는 예를 들어 제4도에서 곡선으로 나타낸다.
만일 제6도의 단계 ST61에서 점검된 방전 전류 Id=(Id*)와 단계 ST62에서 점검된 전압 감소분 △E(=△E*)를 제4도의 그래프에 적용하면, 현재 점검된 활성 잔존용량 AH=(AH*)를 추정할 수 있다(ST64).
만일 활성 잔존용량 AH를 다음식(1)로 나타낸 바와 같이 실제의 부하용량에 사응하는 방전전류 IL로 나누면 용량 추정시간(용량계수)K이 얻어진다.
Figure kpo00001
만일 예를 들어 AH=10(암페어 아워)와 IL=20(암페어)일 경우, k는 0.5시간(30분)이다. 만일 제5도에 보인 용량추정시간 K와 T간의 상호 관계가 각각의 축전지 18의 종별에 대해 사전에 구해지면, 점검된 축전지 18의 실제 방전 가능시간(정전 사고 백업시간) Tx를 식(1)에서 얻은 K값으로부터 구할 수 있다. 축전지 18의 용량은 Tx를 근거로 진단할 수 있다(ST65).
제7도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 제7도를 참조하면, 참조번호 22는 축전지 18용 충전기를 나타내며, 23A와 23B는 다이오드를 나타낸다. 제7도내의 다른 회로구성은 제1도의 것과 동일하기 때문에, 그에 관한 설명은 생략한다. 제7도를 참조하면, 2인버터 유니트 11A와 11C를 AC 전원입력 10에 접속하고 인버터 유니트 11A와 11B의 출력단자는 부하 17에 병렬로 접속되어 있어 그에 안정 전력을 공급한다. 축전지 18은 2인버터 유니트 11A와 11B에 공통으로 배치된다. 특수 충전기 22는 축전지 18용으로 설비되며, 다이오드 23A와 23B는 인버터 유니트 11A와 11B의 정류기를 12A와 12N의 장애를 방지하도록 추가로 설비된다. 제7도에 보인 구성을 갖는 무정전 전원장치에서는 축전지 18의 용량을 진단할때, 2정류기 12A와 12B를 동시에 정지시키거나 또는 하나만 정지시킬 수도 있다.
본 발명에 의하면, AC 전원입력이 10이 정상상태이면, 부하 17에 공급되는 전력의 일부를 축전지 18로부터 공급하여 축전지 18의 용량을 진단한다. 그러나, 정류기 12A와 12B중 하나만 또는 둘다를 동시에 정지할 수도 있다.
제1 및 7도를 참조하여 설명한 실시예들에서는 정류기 12를 정지시키고 축전지 18을 방전시킨다. 그러나 축전지 18과 정류기 12가 병렬로 동작되더라도 상술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있으며 또한 부하 17에 공급되는 전력의 일부를 축전지 18로부터 공급하여 잔존용량 검출기 21을 사용하여 축전지 18의 잔존용량을 검출할 수 있다.
제8도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 제8도에서 동일한 참조번호는 제1도에서와 동일한 부분을 나타내므로 그에 대한 설명을 생략한다.
제8도를 참조하면, 참조번호 210은 전류 검출기 18와 전압검출기 20으로부터의 출력에 기초하여 축전기 18의 용량을 진단하기 위한 정전사고 백업시간 진단기를 나타낸다. 그밖에도, 진단기 210은 부하 17의 실제 용량 또는 초기진단 부하 용량을 검출하기 위한 전류검출기 24로부터의 출력신호 I24에 기초하여 정전하고 백업시간 Tx를 검출한다. AC 전원입력 10으로 인버터 유니트 11을 통해 부하 17로 AC 전력을 공급하는 동안 소정의 시간동안 정류기 12를 정지시키고 또한 축전지 18의 전하를 인버터 14를 통해 부하 17로 공급하여 축전지 18의 용량을 점검한다. 제11a 및 11b는 이때의 방전전류와 축전지의 전압을 나타낸다.
축전지 18로부터의 방전전류 I19(제2b도)는 전류검출기 19에 의해 검출된 후 정전사고 백업시간 진단기 210으로 입력된다. 축전지 18로부터의 전압 E20도 전압검출기 20에 의해 검출된 후 정전사고 백업시간 진단기 210으로 입력된다. 정전사고 백업시간 진단기 210은 시간 t1에서 t4까지 축전지 18로부터의 방전량을 Ah 단위로 검출한다. 축전지 18의 용량은 이 Ah단위 방전중 시간 t4에서 전압검출기 20에 의해 검출된 전압과 축전지 18의 초기 설계전압을 비교하여 구한다.
축전지 18의 용량을 진단하면, 전류검출기(19 또는 24)로부터의 출력 또는 초기 설계부하 용량에 기초하여 진단할때 판정된 부하용량에 대하여 축전지 18의 정전사고 백업 시간 Tx를 계산할 수 있다. 시간 Tx는 제3-제6도를 참조하며 설명된 것과 동일한 방법으로 계산될 수도 있다. 일반적으로, 대규모 컴퓨터 또는 그의 주변장치등의 부하 17를 사용하는 사용자는 무정전 전원장치의 부하량을 잘 알지 못한다. 그러나, 본 발명에서와 같이, 실제로 동작되는 장치의 정전사고 백업시간을 진단하면, 사용자가 필요한 무정전 전원공급기능이 보장될 수 있는지 여부를 쉽게 할 수 있다.
제9도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 제9도를 참조하면, 참조번호 22는 축전지 18에 대한 충전기를 나타내며, 23A와 23B는 다이오드를 나타낸다. 제9도의 다른 회로 소자는 제8도의 것들과 동일하므로 그에 관한 설명은 생략한다. 제9도에 보인 구성을 갖는 무정전 전원장치에서는 축전지 18의 용량을 진단할때, 2정류기 12A와 12B를 동시에 또는 하나만 정지시킨다. 본 발명에 의하면, AC 전원 입력 10이 정상 상태에 있을 동안 부하 17로 공급되는 전력의 일부를 축전지 18로부터 공급하여 축전지 18의 용량을 진단한다. 부하 17로 공급되는 전력은 전류검출기 24A와 24B로부터의 출력 12A와 12B에 의해 검출할 수 있다.
제10도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 제10도에서 동일한 참조번호는 제1도에서와 동일 부분을 나타내므로 그에 관한 설명은 생략한다.
부하 17에 대한 축전지 18의 백업용량은 제10도에 보인 구성으로 진단할 수 있다. 진단 결과에 따라 정류기 제어기 25에 의해 정류기 12를 제어하여 축전지 18의 용량에 따라 균등 충전을 자동으로 행하므로 축전지 18의 백업 용량의 감소를 방지할 수 있다. 제10도에서의 제어기 25가 소정의 기간동안 축전지 18의 균등 충전을 수행한 후 충전모드를 부동충전모드로 복원시키도록 정류기 12를 제어하면 다음과 같은 동작을 행할 수 있다.
무정전 전원 장치에서는 AC 전원입력 10으로부터 인버터 유니트 11을 통해 부하 17로 AC 전력을 공급하는 동안 축전지 18의 용량을 점검하기 위해 정류기 12를 제어기 25에 의해 제어하여 소정기간 동안 충전모드를 수행한후 부동 충전모드로 복원된다. 이때, 축전지 18의 전하는 인버터 14를 통해 부하 17로 공급된다. 제11a 및 11b도는 이때의 축전지 18의 전압 E20과 방전전류 I19를 나타낸다. 제11a도는 축전지 18의 전압 E20을 나타내며 제11b도는 방전전류 I19를 나타낸다.
제어기 25는 시간 t0에서 균등 충전모드를 시작하고 또한 시간 t1에서 충전모드를 부동충전모드로 절환한다. 축전지 18의 전압 E20을 내부 임피던스로 인해 시간 t1으로부터 시간 t2까지는 급격히 감소된다. 그후(시간 t2후), 전압 E20은 초기 레벨로 점진적으로 복원된다. 축전지 18이 방전하면, 축전지 18의 전압 E20은 잠시동안 제11a도에 의해 나타낸 바와 같이 감소된 다음 종국에는 부동전압 레벨로 복귀한다.
축전지 18로부터의 방전전류 I19(제11b도에 보임)는 전류 검출기 19에 의해 검출되어 잔존 용량 검출기 21로 입력된다. 그밖에도, 전압 E20이 전압검출기 20에 의해 검출되어 잔존 용량 검출기 21로 입력된다.
잔존용량 검출기 21은 시간 t1으로부터 소망하는 시간 t3까지 축전지 18로부터의 방전량을 Ah 단위로 검출한다. 이 Ah단위 방전중 시간 t3에서 전압검출기 20에 의해 검출된 전압과 축전지 18의 초기설계 전압을 비교하여 축전지 18의 용량을 구할 수 있다.
제12도는 제10도에 보인 실시예에서의 정류기 제어기의 구성을 나타내는 개통도이다. 제13도는 제10도에 보인 실시예의 동작을 설명하기 위한 후로우 챠트이다.
제10도내의 검출기 21은 제11a도에서 균등전압에 상당하는 비교전압 EEref를 갖는 비교기를 포함한다. 검출기 21의 비교기는 비교전압 EEref와 축전지 18의 전압 E20을 비교하여 E20＞EEref이면 논리 ＂1＂의 비교출력 E21을 발생한다(계속적인 충전모드 : 제13도에서 단계 ST131에서 ＂예＂임).
비교출력 E21은 제12도에서 전자스위치 251에 공급된다. 출력 E21이 논리 ＂1＂이면 스위치 251은 계속적인 충전을 위한 기준전압 EE를 선택한다(단계 ST132).
선택된 기준전압 E251(=EE)이 비교기 252에 입력된다. 비교기 252는 입력된 기준전압 E251을 정류기 I2로부터의 출력전압 E12와 비교한다. 이 비교예 의해 구한 에러 E252는 에로증폭기 253에 의해 증폭되어 게이트 펄스 발생기 254에 입력된다.
입력된 에러신호 E253에 의해 발생기 254는 정류기 12내의 싸이리스터를 온/오프 제어하여 정류기 12로부터의 출력전압을 균등충전을 위한 기준전압 EE과 일치시킨다. 이 동작으로서, 소정기간(제11a도에서 t0~t3)동안 균등충전이 수행된다(단계 ST133에서 ＂아니오＂).
소정기간이 경과하여(단계 ST133에서 ＂예＂) E20＞EEref 이면, 검출기 21내의 비교기는 논리 ＂0＂(부동충전모드)의 비교출력 E21을 발생시킨다. 출력 E21이 논리 ＂0＂이기 때문에, 전자스위치 251은 부동충전을 위한 기준전압 EF를 선택한다(단계 ST134). 선택된 기준전압 E251=(EF)은 비교기 252에 입력된다.
비교기 252는 입력된 기준전압 E251과 정류기 12로부터 출력전압 E12에 상당하는 전압을 비교한다. 입력된 에러신호 E253에 의하면, 게이트 펄스발생기 254는 정류기 12내의 싸이리스터를 온/오프 제어항 정류기 12로부터의 출력전압을 부동충전을 위한 기준전압 EF와 일치시킨다. 이 동작으로서, 제11a도에서 시간 t3후 부동충전이 수행된다.
제14도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 제14도를 참조하면, 참조번호 22는 축전지 18에 대한 충전기를 나타내며, 26은 충전기 22의 충전기 동작 제어기를 나타낸다. 제14도내의 다른 회로 구성요소는 제7도의 것과 동일하므로 그에 대한 설명을 생략한다. 제14도에 보인 구성을 갖는 무정전 전원장치에서는 축전지 18의 용량을 진단할때 2정류기 12A와 12B를 동시에 또는 하나만 정지시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 AC 전원입력 10이 정상상태에 있는 동안 축전지 18로 하여금 부하 17에 공급되는 전력의 일부를 공급하도록 함으로서 축전지 18의 용량을 진단한다.
검출기 21이 축전기 18의 전압 E20이 제11a도에서 부동전압(EEref)보다 높음을 검출하면 제어기 26은 검출기 21로부터의 출력 E21에 응답하여 충전지 22를 균등 충전모드로 설정한다. 만일 전압 E20이 부동전압과 일치하면, 제어기 26은 충전기 22를 부동충전 모드로 설정한다.
중요한 부하에 전력을 공급하기 위해 이러한 식으로 축전지를 사용하여 백업동작을 수행하는 전원장치를 무정전전원 장치로서 사용하기 때문에, 신뢰성이 높아야 한다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
(1) 축전지 용량을 사전에 진단할 수 있다. 이 진단 결과에 의해 주기적인 검사를 행하여 축전지를 수리할 수 있다. 그러므로, 전원장치의 신뢰성이 크게 향상될 수 있다.
(2) 발레리의 감퇴를 검출하도록 축전지의 용량진단을 주기적으로 행할 수 있다. 그밖에도 축전지의 용량을 사전에 진단할 수 있기 때문에 전원장치의 사용자는 불필요한 조치를 할 필요가 없다.
(3) 축전지의 진단결과에 따라 부하의 전원사고 백업 시간을 진단하기 때문에, 사용자는 축전지가 필요한 전원사고 백업시간을 보장할 수 있을지를 쉽게 판단할 수 있으므로 전원장치의 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.
(4) 균등충전이 일시적으로 수행된후 부동충전모드가 복원되어야 검출된 특성으로부터 축전지의 용량을 진단하기 때문에, 축전지가 방전시 낭비되지 않는다.
(5) 부하에 대한 축전지의 백업용량이 진단되어 자동으로 균등충전이 수행되기 때문에 백업용량이 일정레벨에 유지될 수 있다. 그러므로, 정전사고시 소정기간동안 부하로의 전원공급이 확실하게 보장될 수 있다.
(6) 축전지의 용량 진단결과에 따라 균등충전을 행하기 때문에, 과잉 또는 불충분한 충전을 방지할 수 있다. 즉, 충전을 효율적으로 행할 수 있다.
본 발명과 관련된 기술들은 다음의 미국특허 공보에 기재되어 있다.
(1) 1982, 7, 20일에 미야자와에게 허여된 미국특허 제 4, 340, 823호 ＂비중단 전원장치＂
(2) 1987, 2, 3일에 미야자와에게 허여된 미국특허 제 4, 641, 042호 ＂전원장치 및 그의 제어방법＂
상술한 미국특허 공보에 기재된 내용이 본 발명의 명세서에 포함되어 있다.
기타 장점 및 변형예를 본 분야에 숙련된 자는 쉽게 실시할 수 있다. 따라서 본 발명은 지금까지 설명한 실시예에 국한되지 않고, 청구범위에서 벗어나지 않는 범위내에서 여러 수정 변경 가능하다.

Claims (9)

  1. 외부전원(10)과 축전지(18)중 적어도 하나에 의해 동력화되고 또한 부하(17)에 전력을 공급하는 전원장치(11)에 있어서, 축전지(18)에 의해 발생된 전압(E20)을 검출하기 위한 수단(20)과, 전원장치(11)이 축전지(18)에 의해 동력화될 때 축전지(18)로부터 방전된 전하들의 양을 검출하기 위한 수단(19 또는 24)과, 외부전원(10)이 정전 사고가 없을 때 축전지의 전압(E20)의 변동(△E)에 따라 축전지(18)의 잔존용량(Tb)을 감출하기 위한 수단(21 또는 210)을 포함하며, 상기 축전지의 전압변동(△E)은 축전지(18)가 소정기간(Ta)동안 소정의 전류(Id 또는 I19)에 의해 방전될 때 얻은 축전지(18)의 활성전압(t4에서 V1-△E)과 축전지(18)의 초기전압(t1에서 V1)간의 차인 것이 특징인 무정전 전원장치.
  2. 제1항에서, 상기 잔존용량 검출수단(21)은 상기 소정 전류(Id)를 인출하기 위한 수단(21내의 CPU)과, 상기 축전지의 전압변동(△E)을 인출하기 위한 수단(21 내지 CPU)과 상기 축전지(18)의 전압 변동(△E)과 활성용량(AH)간의소정의 관계에 기초하여 상기 소정의 전류(Id=Id*)와 축전지의 전압변동(△E=△E*)으로부터 상기 축전지(18)의 활성용량(AH*)을 계산하기 위한 수단(21 내의 CPU)을 포함하는 것이 특징인 무정전 전원장치.
  3. 제2항에서, 상기 잔존용량 검출수단(21)은 축전지(18)의 실제 방전시간(Tx)과 상기 부하(17)의 전류(IL)대 계산된 활성용량(AH*)의 비간의 소정의 관계에 따라 상기 잔존 용량(Tb)을 진단하기 위한 수단(21 내의 CPU)을 더 포함하는 것이 특징인 무정전 전원장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 축전지(18)를 충전시키기 위한 수단(22)을 더 포함하는 것이 특징인 무정전 전원장치.
  5. 제4항에서, 소정의 조건(E251)에 따라 상기 축전지(18)의 충전을 제어하기 위한 수단(25)을 더 포함하며, 상기 소정의 조건(E251)을 축전지의 전압(E20)이 소정의 기준을 초과할때 상기 충전조건(EE, EF)중 하나(EE)가 선택되고 또한 축전지의 전압(E20)이 소정의 기준에 미달하면 상기 충전조건(EE, EF)중 다른 것(EF)이 선택되도록 복수의 충전조건으로부터 선택되는 것이 특징인 무정전 전원장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전원장치(11)는 상기 외부전력(10)으로부터 입력된 AC 전력(E10)을 제1DC전력(E124A)으로 변환하기 위한 제1정류기(12A)과, 상기 제1DC전력(E12A)를 상기 부하(17)에 공급되는 출력 AC전력(E11)으로 변환하기 위한 제1인버터(14A, 15A)를 갖는 제1AC-AC파워콘버터(11A)와, 상기 입력된 AC전력(E10)을 제2DC전력(E12B)으로 변환시키기 위해 제2정류기(12B)와 상기 제2DC전력(E12B)를 상기 출력되는 AC전력(E11)로 변환하기 위한 제2인버터(14B, 15B)를 갖는 제2AC-AC 파워콘버터(11B)를 포함하는 것이 특징인 무정전 전원장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 외부전원(10)으로부터 얻은 에너지에 의해 상기 축전지(18)을 충전시키기 위한 수단(22)을 더 포함하는 것이 특징인 무정전 전원장치.
  8. 제7항에서, 발레리전압(E20)이 소정의 기준을 초과할때 제1충전조건(EE)를 선택하고, 발레리전압(E20)이 소정의 기준 이하일때 제2충전조건(EF)를 선택하도록 상기 충전수단(22)을 제어하기 위한 수단(26)을 더 포함하는 것이 특징인 무정전 전원장치.
  9. 제1항에서, 상기 전원장치(11)는 상기 외부전원(10)으로부터 입력된 AC전력(E10)을 제1DC전력(E12)으로 변환하기 위한 제1정류기(12A)와, 상기 제1DC전력(E12A)을 상기 부하(17)로 공급되는 출력전력(E11)으로 변화하기 위한 제1인버터 수단(14A＜15A)를 갖는 제1파워 콘버터(11A)와, 상기 입력된 AC전력(E10)을 제2DC전력(E12B)으로 변환하기 위해 제2정류기(12B)와, 상기 제2DC전력(E12B)을 상기 출력 AC전력(E11)으로 변환하기 위한 제2인버터수단(14B, 15B)을 갖는 제2파워 콘버터(11B)와, 상기 축전지(18)로부터 DC전력(E20)을 상기 제1 및 제2수단(14A/B, 15A/B)을 포함하는 것이 특징인 무정전 전원장치.
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