제 46 회 전국과학전람회

전원 이상시 PC의 기능회복을 위한

전원공급장치 제작에 관한 연구

충청남도 연무대기계공업고등학교 교사 고길현, 유병덕

< 목 차 >

Ⅰ. 서론 ······························································································1

1. 연구동기 ·····································································································1

2. 연구목적 ·····································································································2

Ⅱ. 연구의내용 ··················································································2

1.이론적 배경 ·································································································2

2. 시스템장치 ·································································································9

3. 시스템 작동개요 ·····················································································15

Ⅲ. 결론 및 전망 ············································································15

참 고 문 헌 ·····················································································16

참고 Site ··························································································16

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Ⅰ. 서론

1. 연구동기

학교에서 CAD 수업 중에 갑작스런 정전으로 인하여 학생들이 작업하던 데이터를

모두 잃어버리는 것을 보고 무정전 전원공급장치의 필요성을 절감하게 되었다. 이

런 전기적인 문제로부터 데이터를 보호하기 위하여 UPS가 사용되고 있으나 모두

외장형이고 백업시간을 길게 하여 무겁고 가격이 높아 PC에 사용하기 부담이 되었

다. 이에 따라 학생들이 실습 중에 정전이 되면 신호를 주어 작업중인 데이터를 안

전하게 저장할 수 있으며, 내장형이면서 가격이 저렴한 장치를 연구하게되었다. 산

업, 경제는 물론 일반생활에 이르기까지 컴퓨터 중심의 정보화 사회로 점차 고도화

됨에 따라 컴퓨터에 의한 데이터 처리의 온라인화와 각종 사무자동화 및 공장 자동

화 시스템까지 여러 종류의 정보처리가 광범위한 분야에서 이루어지고 있다. 이러

한 시스템을 구성하는 기기는 대부분 전력회사로부터 공급되는 상용전원에 의해 가

동되기 때문에 정전, 전압변동, 외부 노이즈 등에 의하여 심각한 영향을 받는다. 이

런 전기적인 문제로부터 돈으로는 환산할 수 없는 중요한 데이터들을 완벽히 보호

하고 최적의 전원관리를 위하여 무정전 전원 공급장치(UPS)의 사용이 증가하고 있

다.

전력계통의 수준이 매우 높은 수준이라 하더라도 낙뢰에 의한 순간정전 및 사고에

의한 단시간의 전압저하 등은 피할 수 없는 상황이다. 이러한 상용전원의 장애가

있어도 항상 안정된 전원을 부하에 공급하는 전원설비가 필수적으로 필요하다.

무정전 전원장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)는 상용전원에서 발생 가능

한 전원장애를 극복하여 부하에 양질의 안정된 교류전력을 공급하는 장치로서 컴퓨

터의 보급확대와 더불어 그 수요가 급증하고 있다.

UPS는 양질의 전원을 공급하는 것이 첫 번째 목표이기 때문에 지금까지는 주로

입출력전압, 전류파형의 개선 등 주로 고성능화에 연구개발의 초점을 맞추어 왔다.

그러나 PC의 사용이 폭발적으로 늘어나고 PC의 용량이 커지면서 PC에 사용될 소

형 UPS의 수요가 증가하고 있으나 현재 쓰이고 있는 UPS는 소형의 것도 가격이

높고 PC외부에 설치되어 공간을 많이 차지하고 있다.

현재 학교현장에서 사용되고 있는 UPS는 대부분이 서버용으로서 이 UPS를 가지고

는 컴퓨터실습실에 있는 수십대의 컴퓨터에 무정전 전원공급을 할 수 없으며, 결

국은 컴퓨터 한대 당 한대의 UPS가 필요하나 이에는 막대한 예산이 소요된다. 그

러므로 학교 현장과 같이 많은 컴퓨터가 밀집되어 있는 곳에는 소형이면서, 작업중

인 파일을 안전하게 저장할 수 있고, 가격이 저렴한 무정전 전원공급장치가 필요하

여 본 작품을 연구하고 제작하게 되었다.

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2. 연구목적

예기치 못한 정전사고 발생 시 작업파일을 세이브 시키지 못하고 종료되는 한편

운영 프로그램도 안전하게 종료되지 못하는 관계로 데이터 손실과 컴퓨터 운영에

문제를 초래하게 되어 돈으로 환산하기 어려운 무형의 손실을 입게된다.

이를 방지하고자 UPS가 개발되어 있으나 기존 UPS는 가격이 비싸 대용량의 컴퓨

터에만 장착되는 실정이며 또한 소형UPS도 외장 형태로 되어 있어 소형의 퍼스널

컴퓨터에는 사용이 적합치 못하다.

그러나 개인용 컴퓨터의 용량이 증가되어 개인용 컴퓨터로 처리하는 데이터량이 많

아지고 또한 중요한 메모리를 수록하는 경우가 많아 개인용 컴퓨터도 정전사고로부

터 안전하게 메모리를 보호할 필요가 있는 것이다.

특히 학교현장에서와 같이 일정한 시간동안 주어진 과제를 수행하는데 있어서는 정

전시에 이를 감지하여 무정전 전원공급을 해주고 작업자에게는 정전임을 알려주는

경보신호를 주어 작업중인 파일을 저장한 후 컴퓨터를 ShutDown할 수 있는 장치

가 필요한 것이다.

이에 착안하여 본 연구에서는 무정전 전원공급장치를 다음과 같이 개발하고자 한

다.

가. PC의 Power Supply 회로에 백업용 Battery를 구비한 백업회로와 정전

경보장치를 개발하고자 한다.

나. PC내장형 무정전 전원공급장치를 개발하고자 한다.

다. 시리얼 포트를 통하여 이를 제어할 수 있는 PC전용의 메모리 보호용 전

원공급 장치를 개발하고자 한다.

라. 저렴한 가격에 최적의 전원관리시스템을 개발하고자 한다.

Ⅱ. 연구의내용

1.이론적 배경

가. 네트웤 다운타임의 주된 원인

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0 5 10 15 20 25 30 35 40

OtherSabotage

Software errorHVAC failureHuman error

Network outageEarthquake

Flood/WaterHardware error

Fire/explosionStorm damageSurge or spikePower Failure

6.70%1.30%1.50%

2.30%3.20%3.20%

5.50%6.70%6.70%

8.20%9.40%10.10%

35.20%

표1. 네트웤 다운타임의 주요원인

컴퓨터 사용 및 LAN, WAN 환경에서의 데이터 손실과 시스템오류 및 프로그램의

변형등 컴퓨터 운영에 영향을 주는 요인 중 54.7%가 시스템에 공급되는 전원의 불

안정 때문이다.

우리나라의 전원사정은 양질의 전원이기는 하지만 주변환경의 영향으로 인해 실제

사용하는 전원은 불안한 상태로 공급되는 경우가 많다.

나. 전원불안의 형태

그림1. 전원불안의 형태

(1) Blackouts : 일시적인 전원공급의 중단현상

(가) 순간정전 및 일시적인 정전 시

(나) 동일 배선상의 고전압용 전기장치 초기가동 시

(다) 전기적 합선 등에 의한 옥내 배선 자동차단기 동작 시

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(2) Brownouts : 일시적인 전원전압의 하강현상

(가) 컴퓨터 사용 중 다른 전기장치 및 기기 추가 가동 시

(나) 에어콘, 엘리베이터등과 동일 배선인 경우

(다) 지역환경의 전원공급의 불균형 시

(3)Surge : 정상적인 전원에 일정주기 동안 전압이 일시적으로 올라가는 현상

(가) 컴퓨터 사용 중 다른 전기장치들의 전원을 동시에 끌 때

(나) 낙뢰에 의한 경우

(4)Spike : 순간적인 고압의 전원 유기 현상

(가) 낙뢰 시 고압의 전류 유입

(나) 정전 후 전원이 복구될 때

(다) 컴퓨터와 연결된 장치 등을 끌 때

다. UPS의 원리와 구성

(1) 기본 UPS System의 구성

기본 UPS System은 교류를 직류로 변환하는 정류기와, 정전시에 무정전으로 전력

을 인버터에 공급하는 배터리와, 직류전력을 받아서 이것을 교류로 변환하는 인버

터로 구성된다. 즉 UPS는 입력 전원을 정류기에서 직류로 변환, 이를 인버터에 공

급하여 이것을 정전압, 정주파수의 정현파의 교류전압으로 변환하는 장치이다.중간

의 직류회로에는 배터리가 접속되어 있으며, 상시는 교류입력을 받아서 운전하고

있지만 정전이나 순단이 발생하면 배터리의 전력을 받아서 운전을 계속할 수 있기

때문에 용이하게 무정전화 할 수 있다. 단 배터리는 상시에 충전기/정류기에 의해서

충전되어 어느 때 정전이 발생해도 전력을 공급할 수 있도록 준비해둔다. 그림 2에

기본 UPS구성도를 나타낸다.

그림2. 기본 UPS구성도

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(2) 배터리의 접속방식

배터리는 상시 충전기로 충전해 둘 필요가 있고, UPS System은 배터리의 접속방

식에 따라 배터리 스위치방식과 Float방식의 2종류가 있다. 그림 3은 배터리 접속방

식에 의한 비교를 나타낸다.

인버터(사이리스터)

배터리스위치

정전시 ON복전시 OFF

배터리

충전기

입력

정류기(다이오드)

배터리

입력출력

충전기용정류기(사이리스터)

출력

인버터(트랜지스터)

(a)배터리 스위치방식 (b)Float방식

그림3. 배터리 접속방식에 의한 비교

(가) 배터리 스위치 방식

배터리 스위치방식은 그림3(a)와 같은 회로구성이고 배터리는 UPS시스템의 직류보

선에 배터리 스위치를 거쳐서 접속되어 있고 평상시 배터리 스위치는 OFF되어 있

다. 정전이 발생되면 즉시 도통해서 배터리는 방전을 개시한다. 이 경우 UPS의 정

류기는 전압제어 능력이 없는 다이오드를 이용할 수 있어 직류측에 맥동이 비교적

적고 교류입력측의 역률도 높다. 반면 배터리 전용의 충전기가 필요하게 된다. 이

방식에서는 정전이 발생하면 인버터의 출력에 순단이 발생하기 때문에 고속으로 배

터리 스위치를 ON하지 않으면 안된다. 이것을 즉시 ON시키기 위해서는 반도체

스위치를 이용하여 동작시킬 필요가 있으며 빠른 정전검출이 필요하다.

(나) Float방식

Float방식은 배터리 스위치방식의 다이오드 정류기를 사이리스터정류기로 대치한

방식이고 그림과 같이 배터리를 직접 UPS System의 직류모선에 접속할 수 있다.

사이리스터 정류기에 의해서 점호각을 제어함으로서 직류출력전압을 임의로 조정할

수 있다. 사이리스터정류기는 상시는 출력기준전압이 부동충전전압으로 설정되어

인버터와 배터리로 전력을 공급한다. 배터리의 필요에 따라서 균등충전전압으로 운

전된다. 이 방식의 특징은 정전시에 직류전압이 급변하지 않고 또한 복전시에도 정

류기가 낮은 전압부터 Soft start하기 때문에 직류전압의 과도변동이 작아서 정전,

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복전시에도 안정적인 것이 특징이다. 그러나 점호각에 의한 위상제어로 정전압제

어를 하다보니 이로 인한 교류의 역률이 나쁘고 또한 고조파가 함유되는 문제가 있

다.

(다) 배터리 접속방식의 비교

Float방식은 상시는 UPS System의 직류전압을 일정하게 제어하고, 교류입력의

전압 변동이 큰 계통에서도 안정하게 운전할 수 있기 때문에 구미에서는 대부분의

UPS System이 Float방식이다. 배터리 스위치방식은 다이오드 정류기가 사용되며,

다이오드는 복잡한 제어장치가 불필요하고, 사이리스타 정류기에 비하여 신뢰도가

높다. 반면, 전력계통에 발생하는 다양한 정전 Mode에 대해서도 배터리스위치가 확

실히 동작하는 상태의 시퀀스적 배려가 필요하고, 배터리 충전용에는 별도의 충전

기가 필요하며, UPS System의 시동 정지시의 시퀀스 등이 복잡하게된다. 표2에

두 방식을 비교하였다.

배터리스위치방식 Float방식

정류기 다이오드정류기 사이리스터정류기

회로구성 복잡 단순

신뢰도 약간 낮다 높다

입력용량(KVA) 작다 약간 크다

입력역률양호

(0.9-0.95지연)

약간나쁨

(0.75-0.85지연)

손실 큰차없다 큰차없다

입력고주파전류 약간작다 약간크다

파워워킹기능 없다 있다

정전,복전시의과도반응 크다 작다

배터리용량 큰차없다 큰차없다

표2. 배터리 접속방식의 비교

라. 무정전 전원 공급장치의 용도

(1) 교류전원을 무순단으로 사용하고자 하는 경우

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(가) 전산시스템을 사용하고자 할 때 : 전산기기의 순간적인 정전이나 입력

전원의 정전 시에 자료를 보호하기 위함이다.

(나) 공장자동화 시스템에 사용할 때 : 순간적인 정전에 막대한 손실을 입

는 회사나 공장 등

(2) 입력전원의 장해로 인해 직접적인 전원사용이 어려운 경우

(가) 입전되는 전원자체가 불안정한 회사나 공장 : 낙뢰나 기타 전원에 불

안정한 장비의 사용으로 전원환경이 열악한 상태

(나) 주위에 노이즈 발생이 많은 장비를 사용하는 회사나 공장

(다) 전력의 사용량이 많은 전기설비를 가동하다가 공장 휴식(점심시간, 저

녁시간, 야간등)으로 인해 전압이 갑자기 급상승하는 회사나 공장

(3) 교류전원에서 정확한 주파수를 사용하는 경우에 정전압정주파수(CVCF)장

비를 사용한다. 50HZ나 60HZ를 사용하여 제어나 시간을 필요로

하는 장비나 계측기가 있다.

(4) 교류입력이 없는 곳이나 상태에서 사용하고자 하는 경우

(가) 이동하면서 교류전원을 사용하는 경우 : 이동 새마을 금고-차량을 이

용하여 현금 입출금을 전산장비로 처리한다.

(5) 장시간(8시간 이상)동안 입력이 없는 상태에서 교류전원을 사용하는 경우

(가) 은행등 장시간동안 전기가 입전이 되지 않은 상태에서도 비상전원을

필요로 하는 경우도 있다.

마. 전기적 특성용어

(1) 용량표기- KVA : 무정전전원장치의 용량표기는 주로 피상전력이라는

"KVA" 라고 표기하며 이는 순수한 출력전류와 전압을 곱하는 방법

이다. 일반적으로 통용하는 " KW " 는 유효전력을 표시하며 이는 피

상전력에 역률을 곱한 것으로 출력의 부하성분에 따라 다르기 때문에

주로 " KVA " 로 표시한다.

(2) 전압안정도 : 출력의 최고 부하와 무부하 시의 전압 차를 말하며 수치가

적을수록 좋은 장비이다.

(3) 파형왜율 : 출력정현파의 찌그러짐을 표시하며 적은 수치가 좋은 파형이다.

%로 표시하며 보통 5%, 3%가 있다.

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(4) 과도 응답 전압 : 부하에 따라 출력전압의 출렁임을 말하며 이수치가 작을

수록 좋은 장비이다. 일반적으로 0～50%부하시 8%, 5% 등이며 부하를

50% 순간적으로 투입했을 때 변화한 전압비를 말한다.

(5) 과도 응답 속도 : 부하에 따라 출력전압의 출렁임의 시간을 말하며 이 수

치가 작을수록 좋은 장비다. 일반적으로 50, 80, 100, 200msec이며 순간

적인 부하변동 시 정격전압으로의 회복시간을 말한다.

(6) 효율 : 입력전력(KW)과 출력전력(KW)의 백분율한 값으로 수치가 높을수

록 좋은 장비이다. 일반적으로 75% ～ 90%이며 이보다 낮거나 높으면

(높을 만한 소자나 기술이 아직 개발되지 않았기 때문)좋은 장비라 할

수 없다. 용량이 커질수록 효율은 크다

(7) 소음 : 일반적으로 장비의 전방 1.5m, 상부 1.5m에서 측정하며 보통 45dB～65dB

이다.

바. 동작용어

(1) 인버터부(INVERTER)

직류전원을 교류전원으로 변화하는 과정부분. Battery의 직류전원을

반도체소자(IGBT, Transistor, FET등의 소자)로 변환하여 교류전원으로

만든다.

(2) 콘버터부(CONVERTER)

교류전원을 직류전원으로 변환하는 과정부분. 입력전원의 교류를 반도체

(SCR, Diode)로 정류하여 Battery를 충전하는 동시에 인버터부에 전원

을 공급한다. (ON-LINE방식에 사용함)

(3) 절체스위치(STATIC SWITCH)

상용전원(BYPASS 전원)에서 인버터로 전환하는 과정에서 출력의 끊어짐

이 없도록 하기 위해 반도체를 SWITCH로 사용한다.(주로 SCR등을 사용)

(4) 동기 절체

인버터의 고장이나 임의 조작에 의해 입력전원으로 절체 하는 경우에 서

로의 동기(위상차)를 맞추어야만 절체용 반도체 및 부하에 무리가 가지 않

으며 절체를 할 수가 있다. 절체시간이 짧은 전원장치가 좋으며 일반적인

절체시간은 4msec(0.004초), 2msec, 무순단(끊어짐이 없다)등이 있다.

(5) BACK-UP시간

정전이 되어서 Battery를 사용하여 정전보상하는 시간을 말한다. 일반

적인 시간은 10분, 30분, 1시간, 2시간, 5시간, 8시간 등이 있으며 이외에

세분화하거나 시간연장을 할 경우도 있다.

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사. 정전보상시간(Back-up) 계산 방법

정전보상시간의 계산방법은 축전지의 종류, 사용상태, 사용방법, 축전지방전종지

전압(최저로 허용되는 축전지 전압: 이 전압이하 까지 방전시킬 경우 재사용이 불가

능할수도 있다), 계산상수 등 여러 가지의 상태에 따라 달라지기 때문에 일반적인

계산이 불가능하다. 근접한 (ROUND방법)정도로의 계산식을 구하면 다음과 같다.

계산 기준 : 정전보상 시간을 설정하여 Battery의 용량을 구하는 방식

축전지 : 무보수 무누액 밀폐형, (K상수) 입력단상, 효율100%(실제는 80%～95%)

온도 25도 기준, Battery 종지전압(평균전압으로 대치)

(1) 계산식

UPS용량(VA) × K 상수

Battery 평균전압(DC전압) × 0.9(보수율)

※ K 상수

10분 Back-Up(정전 시 10분 동안 동작) - 0.7

20분 Back-Up(정전 시 20분 동안 동작) - 0.92

30분 Back-Up(정전 시 30분 동안 동작) - 1.15

45분 Back-Up(정전 시 45분 동안 동작) - 1.45

60분 Back-Up(정전 시 60분 동안 동작) - 1.77

100분 Back-Up(정전 시 100분 동안 동작) - 2.15

2. 시스템장치

가. 시스템구성

사진 1은 컴퓨터에 내장된 장치. 그림 4는 시스템의 장치도로서 전원부, 전원감시

및 전환장치부, 인버터, 스위칭부, 종료구동부 등으로 구성하였다.

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사진1. 컴퓨터에 내장된 장치

AC입력

Battery 인버터

전환장치부

전원감시 및

전원부

종료구동부

컴퓨터

스위칭부

그림4. 시스템 장치도

나. 시스템PC 사양

(1) CPU : PENTIUM 100

(2) Memory : 32M

(3) OS : Win95

다. 백업용 Battery

AC전원이 정상공급된 상태에서는 Battery에 전원을 충전시켜 Battery는 항시 완

충전 상태를 유지하도록 한다.

Battery 충전전원은 약 10분 정도 PC를 구동시킬 수 있는 양이고 PC의 정상종료에

는 약 3～5분 정도 소요되므로 Battery 전원을 보호하지 않으면 전원이 투입된 후

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또 다시 정전이 발생할 경우PC의 메모리를 보호할 수 없으므로 PC의 운영 프로그

램이 정상 종료되면 동작 정지용 스위치를 눌러 Battery전원 사용을 차단시킴으로

써 Battery 전원을 보호한다.

본 시스템에서는 안정적인 전원 공급을 위하여 무보수 축전지(MF : Maintenance

Free)를 사용하였다. 과거에 수시로 보액(증류수나 전해액)을 하여 사용되던 축전

지와는 달리 보수가 필요 없는 축전지이지만 사용빈도, 사용방법 등 축전지의 상태

에 따라 증류수 보충이나 전해액(묽은 황산)을 보충해야 하는 경우가 있으므로 완

전한 무보수라고 할 수 없다. 가장 일반적으로 사용하는 축전지이고 기울이거나 취

급부주의 하면 누액이 되는 경우가 있다.

라. 충전회로

Charger는 battery를 충전하며 동시에 inverter에 리플성분이 없는 안정된 직류 전

원을 공급하는 장치이다. charger가 갖추어야 할 기능으로는 첫째, 방전 후 회복 충

전기능, 둘째, 자기방전으로 인한 전압강하분을 보충하는 부동 충전기능, 셋째, 배터

리 각 셀의 전압, 비중의 편차를 보정하는 정기적 균등 충전기능이 있다. 충전기의

동작은 다음과 같다. 복전 후 충전개시부터는 일정전류로 충전하고(정전류 충전) 전

압이 설정전압에 도달하면 이후 일정전압으로 충전하여(정전압 충전), 회복충전이

끝나면 부동 충전상황이 된다. 충전개시 때에는 배터리 내부저항이 작아 과대한 충

전전류가 흐르기 때문에 일정전류로 충전한다. 정전압 충전에는 회복을 빠르게 하

기 위해 전압을 부동 충전전압보다 높게 한다. 또 부동충전중에 각 셀의 전압, 비중

이 차이나는 것을 보정하기 위해 설정전압을 정기적으로 일정시간동안 균등전압으

로 올리게 된다. 그림 5에 충전특성을 나타내었다.

그림5. Charge Curve

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마. Inverter 회로

DC 전압(Battery 전압)을 전력반도체 소자를 이용하여 교류로 만드는 부분이다.

인버터는 제어회로가 희망하는 기준 크기와 주파수의 정현파 기준 전류파형을 만들

고, 이것을 실제의 상전류와 순시 비교하는 hysteresis 제어방식에 의해 제어된다.

비선형 부하에서도 전압의 외형율을 좋게 하기 위해 출력전압 보상루틴을 삽입,

제어한다. 인버터의 고장이나 정전, 배터리의 방전으로 인한 절체가 필요한 때에는

인버터의 출력 전압과 바이패스 전원이 항상 동기되어 있어야 한다. 또 바이패스

전원이 기준 주파수에 설정된 범위를 벗어난 경우 인버터는 자체 발진에 의해 기준

주파수로 동작하여야 한다. 이후 다시 바이패스 전원이 정상 주파수대역에 들어오

면 인버터는 바이패스 주파수와 동기되어야 한다. 이때 주파수는 갑자기 바뀌어 오

는 것이 아니라 일정한 기울기를 가지며 변하게 된다. 그림 6은 이러한 주파수 동

기 과정을 나타내고 있다. 그림 7은 인버터 기본회로를 나타낸다.

그림6. Frequency Synchronisation

Fuse

Capacitor

IGBT

Isolation

Inverter

Transformer

Snubbe

rGate Driver

그림7. 인버터 기본회로

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바. 전원감시 및 전환장치부

정상적인 상용전원 인입시에는 직접 상용전원을 부하에 공급하고 있다가 정전시에

만 Inverter를 동작하여 부하에 공급하는 방식인 OFF-LINE 방식을 사용한다. 그

림 8은 전원감시 및 전환장치부의 회로도로 정상적인 AC전원 입력 시 AC전원을

전원부에 인가시키고 Battery 전원은 차단시키되 AC전원 입력을 감시하여 정전사

고 발생 시 Battery 전원을 인버터로 인가시키는 한편 정전감시신호를 발생시킨다.

AC 220V

Relay

INVERTOR +

-

HA17555

Relay 3

Relay 1

power supply종료구동부

ZD

1k

100

100k

0.1

100/250C1815

INVERTOR

스위칭부

-

+

BAT 12V

그림8. 전원감시 및 전환장치부의 회로도

사진2. 전원감시 및 전환장치부

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사. 종료 구동부

그림 9는 종료 구동부의 회로도로 전원감시 및 전환장치부의 정전감시신호를 인식

하여 정전사고 발생시 PC의 시리얼포트에 종료명령을 인가시키게 된다.

사진 3에는 종료구동부, 사진 4에 시리얼포트를 나타내었다.

그림9. 종료 구동부의 회로도

사진3. 종료구동부 사진4. 시리얼 포트

아. 정전신호부

정전이 되어 배터리가 작동하고 인버터가 구동되는 순간 작업자에게 정전되었음을 알리

기 위하여 부저음과 발광신호를 준다. 그림 10에 정전신호부의 회로를 나타내었다.

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그림10. 정전신호 회로

3. 시스템 작동개요

Battery는 재충전 사용할 수 있으며 AC전원은 상용전원을 사용한다. 전원감시 및

전환장치부는 정상적인 AC전원 입력시 AC전원을 전원부에 인가시키고 Battery 전

원은 차단시키되 AC전원 입력을 감시하여 정전사고 발생시 Battery 전원을 인버터

로 인가시키는 한편 정전감시신호를 발생시킨다.

전원감시 및 전환장치부에는 스위치를 설치하여 스위치 입력 시 Battery전원공급을

차단시켜 Battery 전원을 세이브 시키도록 한다. 전원부는 AC전원을 입력으로 하여

PC의 구동전원을 출력시키게 되고 인버터는 Battery 전원을 입력으로 하여 PC의

구동전원을 출력시키게 된다.

스위칭부는 인버터와 전원부의 출력을 선택하여 PC의 구동전원으로 인가시키게 되

고 전원감시 및 전환장치부의 정전감시 신호에 의하여 스위칭 동작이 선택되는 것

으로 AC전원이 정상적으로 입력되면 전원부의 출력을 선택하며 정전사고 발생 시

는 인버터의 출력을 선택하게 된다.

따라서 PC에는 정전 비정전에 관계없이 항시 전원이 공급되게 된다.

종료구동부는 전원감시 및 전환장치부의 전전감시신호를 인식하여 정전사고 발생

시 PC의 시리얼포트에 종료명령을 인가시키게 된다.

Ⅲ. 결론 및 전망

IBM의 연구에 의하면 일반 PC는 매달 평균 128회의 전원장애를 겪을 수 있습니

다. 실제로 데이터 손실의 경우 중 54.7%는 전원문제가 원인으로 이에 대한 대책이

필요한 것이다. 본 연구는 일반 컴퓨터의 Power Supply회로에 백업용 Battery를 구

비한 백업회로를 부착한 것을 특징으로 하는 퍼스널 컴퓨터의 메모리 보호용 전원

공급 장치로서 결론은 다음과 같다.

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1. 정전 시 PC의 전원을 그대로 유지하며, 사용자는 경보를 듣고 안전하게 작업

파일을 보존할 수 있다.

2. 본 전원공급장치는 내부의 Power Supply와 결합되어 있어 공간의 활용도가

매우 높다.

3. PC의 RS232C SerialPort로 종료명령을 인가시킬 수 있다.

4. 기존의 소형 UPS는 25만원 정도이나 본 전원공급장치는 Power Supply를 포

함하여 7-8만원 정도로 제작할 수 있으므로 매우 경제적이다.

이상과 같이 개발된 PC전용의 메모리 보호용 전원보호장치는 일반 PC에 장착되어

정전이 되었을 때 데이터를 안전하게 보호할 수 있으며, 경제적인 가격으로 일반PC

에 널리 보급될 수 있을 것이다.

참 고 문 헌

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1994.

8. B.K. Bose "Power Electronics & AC Drives", PRENTICE HALL, 1986.

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11. Muhammad H. Rashid, " Power Electronics", Prince Hall, 1988.

12. 황용하,“최신 무정전전원장치의 기술동향”. 전기학회지, Vol. 44, No. 11(Nov

1995), pp. 44-49

참고 Site

1. http://ups.pe.kr