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KR101211815B1 - Single and muti channel regeneration type electronic load device for electric energy saving - Google Patents

Single and muti channel regeneration type electronic load device for electric energy saving Download PDF

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KR101211815B1
KR101211815B1 KR1020110091787A KR20110091787A KR101211815B1 KR 101211815 B1 KR101211815 B1 KR 101211815B1 KR 1020110091787 A KR1020110091787 A KR 1020110091787A KR 20110091787 A KR20110091787 A KR 20110091787A KR 101211815 B1 KR101211815 B1 KR 101211815B1
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KR
South Korea
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power
load
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unit
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Inventor
이춘일
임혁순
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임혁순
이춘일
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Abstract

본 발명은 전자부하(Electronics LOAD)에 관한 것으로서, 상세하게는 컴퓨터, TV, 냉장고, 전자렌지, 세탁기, 에어컨 등 생활가전제품뿐만 아니라 각종 산업용 기계장비, 통신장비, 자동차, 항공우주장비 등에 다양하게 사용되고 있는 직류전원공급기의 부하 신뢰성을 테스트하기 위해 사용되는 전자 부하기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 정전압 모드로 동작하는 AC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 AC/DC 컨버터의 입력단으로 입력되는 교류전력을 안정된 직류전력으로 변환하여 출력단으로 출력하는 전원부와, 상기 직류전력을 입력받아 구동하는 시료부와, 정전류 모드로 동작하는 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 시료부로부터 출력되는 전력을 상기 전원부의 출력단과 상기 시료부의 입력단으로 귀환시키는 재순환 부하부와, 상기 재순환 부하부에서 출력되는 귀환전력을 입력받고, 상기 시료부와 상기 재순환 부하부에서 각각 소비되는 전력을 감지하여 상기 시료부의 구동에 필요한 전력에서 부족한 전력을 산출한 후 산출된 부족분을 상기 전원부로부터 공급받아 상기 재순환 부하부로부터 출력되는 귀환전력에 가산하여 상기 시료부로 공급하는 가산 제어부를 포함하는 에너지 절약형 전자 부하기를 제공한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 종래기술에 따른 전자 부하기에서 100%로 열로 소비되는 전력의 80% 이상을 시료의 입력측으로 귀환시켜 줌으로써 불필요하게 소비되는 전력을 방지하고, 전자 부하기의 열을 획기적으로 낮추어 기존 전자 부하기의 발열로 인하여 추가적인 공조 시스템을 구축해야 하는 문제점을 원천적으로 방지할 수 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electronic load, and more specifically, to various household machinery such as computers, TVs, refrigerators, microwave ovens, washing machines, air conditioners, as well as various industrial machinery, communication equipment, automobiles, aerospace equipment, and the like. An electronic load is used to test the load reliability of a DC power supply being used.
To this end, the present invention includes an AC / DC converter operating in the constant voltage mode, and converts the AC power input to the input terminal of the AC / DC converter into a stable DC power output to the output terminal, and receives the DC power input And a recirculating load section for driving a sample section for driving, a DC / DC converter operating in a constant current mode, and returning the power output from the sample section to an output terminal of the power supply section and an input terminal of the sample section; The feedback power is input, the power consumption is sensed by each of the sample unit and the recirculating load unit, and the insufficient power is calculated from the power required to drive the sample unit. An addition control unit for adding to the feedback power output from the supply unit and supplying the feedback power to the sample unit; To provide energy-saving electronic parts.
Therefore, according to the present invention, by returning 80% or more of the power consumed as heat to 100% in the electronic load according to the prior art to the input side of the sample to prevent unnecessary consumption of power, and dramatically reduce the heat of the electronic load By lowering the temperature, it is possible to fundamentally prevent the problem of building an additional air conditioning system due to the heat generation of the existing electronic load.

Description

전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기{SINGLE AND MUTI CHANNEL REGENERATION TYPE ELECTRONIC LOAD DEVICE FOR ELECTRIC ENERGY SAVING}SINGLE AND MUTI CHANNEL REGENERATION TYPE ELECTRONIC LOAD DEVICE FOR ELECTRIC ENERGY SAVING}

본 발명은 전자부하(Electronics LOAD)에 관한 것으로서, 상세하게는 컴퓨터, TV, 냉장고, 전자렌지, 세탁기, 에어컨 등 생활가전제품뿐만 아니라 각종 산업용 기계장비, 통신장비, 자동차, 항공우주장비 등에 다양하게 사용되고 있는 직류전원공급기의 부하 신뢰성을 테스트하기 위해 사용되는 전자 부하기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electronic load, and more specifically, to various household machinery such as computers, TVs, refrigerators, microwave ovens, washing machines, and air conditioners, as well as various industrial machinery, communication equipment, automobiles, aerospace equipments, and the like. An electronic load is used to test the load reliability of a DC power supply being used.

일반적으로 컴퓨터, TV, 냉장고, 전자렌지, 세탁기, 에어컨 등 생활가전제품뿐만 아니라 각종 산업용 기계, 통신장비, 자동차, 항공 우주 장비 등에는 전원을 공급하기 위한 다양한 직류전원공급기가 사용되고 있다. 이러한 직류전원공급기들은 점점 고성능화, 고신뢰화, 대용량화 되어감에 따라 좀더 다양하고 정확한 시험을 필요로 한다. 이를 위해서는 다양한 시험이 가능한 부하가 필수적으로 요구되고 있다. In general, various DC power supplies are used to supply power not only to household appliances such as computers, TVs, refrigerators, microwave ovens, washing machines, air conditioners, but also various industrial machines, communication equipment, automobiles, and aerospace equipment. These DC power supplies require more diverse and accurate tests as they become increasingly high performance, high reliability, and large in capacity. To this end, loads capable of various tests are essential.

이러한 직류전원공급기의 신뢰성과 품질평가를 위해서 가장 일반적으로 행해지는 방법으로는 직류전원 공급기에 전원을 공급하고 출력에 저항 부하기를 연결하는 능동형 저항부하(Passive Resister LOAD) 방식이 사용되고 있다. 저항부하는 전술한 바와 같이 가장 널리 사용되고 있지만 부하를 임의로 가변할 수 없고, 선형부하 시험밖에는 할 수 없는 단점이 있다. 또한, 부하로 유입되는 에너지는 전량을 열로 소모시키기 때문에 대용량의 경우에는 에너지 손실이 심한 문제점을 안고 있다. In order to evaluate the reliability and quality of the DC power supply, the most commonly used method is a passive resistive load method that supplies power to a DC power supply and connects a resistive load to an output. Resistance load is the most widely used as described above, but the load can not be arbitrarily varied, there is a disadvantage that can only be a linear load test. In addition, since the energy flowing into the load consumes the entire amount of heat, energy loss is severe in the case of a large capacity.

이러한 저항부하의 단점을 개선하기 위해서 전자부하(Electronics LOAD)가 개발되어 널리 사용되고 있다. 전자부하는 주로 반도체 트랜지스터를 선형동작영역에서 동작시켜서 기부전류(Base Current)를 조절함으로써 부하전류를 제어하는 방식이며, 부하전류를 연속으로 가변할 수는 있지만 정전류 부하, 정전력 부하 외에 다양한 부하전류를 생성하는데 한계가 있다. 또한, 저항부하와 마찬가지로 부하로 유입되는 에너지는 트랜지스터에서 열로 소모되어 저항부하와 같은 단점을 가지고 있다. In order to improve the disadvantage of the resistance load, an electronic load (Electronics LOAD) has been developed and widely used. The electronic load is a method of controlling the load current by controlling the base current by operating the semiconductor transistor in the linear operating region.Although the load current can be continuously changed, various load currents in addition to the constant current load and the constant power load can be obtained. There is a limit to generating. In addition, like the resistive load, energy flowing into the load is consumed as heat in the transistor, and thus has the same disadvantage as the resistive load.

실제로 산업현장에서는 무정전 전원공급장치(Uninterruptible Power Supply, UPC), 직류전원장치, 발전기 등과 같은 직류전원공급기의 생산라인에서는 제품의 출고 전에 신뢰성 검사를 위해 전부하(Full load)로 24시간 이상 번인(Burn-in) 및 에이징(Aging) 시험을 하고 있는데, 이들 생산라인에서는 대부분 저항부하를 사용하고 있어서 막대한 양의 전력이 소모되고 있고, 많은 공간을 필요로 하는 실정이다. In fact, in the industrial field, the production line of DC power supply such as Uninterruptible Power Supply (UPC), DC power supply, generator, etc., burns in full load for more than 24 hours to check reliability before the product is shipped. Burn-in and aging tests are conducted. Most of these production lines use resistive loads, which consumes a great amount of power and requires a lot of space.

도 1은 일반적인 전원공급기의 부하시험 방법을 설명하기 위하여 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a load test method of a general power supply.

도 1을 참조하면, 일반적인 부하시험기는 전원부(1)와, 시료부(2)와, 저항부하(3)로 이루어진다. Referring to FIG. 1, a general load tester includes a power supply unit 1, a sample unit 2, and a resistance load 3.

이러한 부하시험기를 이용한 부하시험방법을 설명하면, 먼저 전원부(1)를 통해 110W의 전력을 시료부(2)에 공급한다. 시료부(2)에 공급된 110W의 전력은 시료부(2)의 자체 전력 소비분인 10W의 전력이 소비된 후 100W의 전력을 저항부하(3)로 출력한다. 이에 따라, 저항부하(3)에는 100W의 전력이 걸리고 저항부하(3)에 걸린 100W의 전력은 100% 열로 소비하게 된다. Referring to the load test method using the load tester, first supplying 110W of power through the power supply unit (1) to the sample unit (2). The 110W of power supplied to the sample unit 2 outputs 100W of power to the resistive load 3 after 10W of the power consumption of the sample unit 2 is consumed. Accordingly, the resistance load 3 takes 100W of power, and the power of 100W applied to the resistance load 3 consumes 100% of heat.

이와 같이 종래기술에 따른 전원공급기의 부하시험방법은 100%의 출력전력을 저항부하(3)에서 열로 소비하기 때문에 전력소모가 발생할 수밖에 없다. 특히, 시료(2)를 전부하로 12시간, 24시간 혹은 48시간 이상의 장기간의 신뢰성 검사를 수행해야 하기 때문에 전력소비는 그만큼 증가하게 된다. 또한, 종래기술에서는 입력 전원공급용 전원공급기의 전력용량을 크게 설계하여야 하는 단점이 있다. 또한, 저항부하(또는 전자부하)에서 발생하는 열을 배출하기 위한 추가적인 비용이 발생하게 된다. As described above, the load test method of the power supply according to the related art consumes 100% of the output power as heat at the resistive load 3, thereby inevitably causing power consumption. In particular, since the long-term reliability test of 12 hours, 24 hours or 48 hours or more must be performed with the sample 2 at full load, the power consumption is increased accordingly. In addition, the prior art has a disadvantage in that the power capacity of the power supply for input power supply must be designed large. In addition, there is an additional cost for dissipating heat generated from the resistance load (or the electronic load).

이러한 문제점을 해결하기 위하여 부하의 에너지를 열로 소모시키지 않으면서 전력계통으로 회생시키는 기술이, 예를 들어 대한민국 공개특허 제2004-94552호(공개일 : 2004.11.10), 대한민국 등록실용신안 제20-0228970호(공고일 : 2001. 07. 19), 일본 공개특허 평09-325823호(공개일 : 1997. 12. 16) 등이 제안된 바 있다. In order to solve this problem, a technique for regenerating a power system without consuming energy of a load as heat is disclosed, for example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-94552 (published on Nov. 10, 2004), Republic of Korea Utility Model No. 20- 0228970 (published date: July 19, 2001), Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-325823 (published date: December 16, 1997) and the like have been proposed.

대한민국 공개특허 제2004-94552호는 2개의 전압원 인버터의 직류(DC)측을 공통으로 하여 서로 마주보게 연결하고, 교류(AC)측의 한쪽은 부하입력으로 하고 다른 한쪽은 전력계통에 연계하여 구성되며, PWM(Pulse Width Modulation)에 의한 스위칭 방식으로 입력측 인버터를 제어하여 원하는 부하전류를 만들어 주고 부하로 유입되는 에너지는 전력계통에 연계된 인버터에 의해서 계통으로 회생하는 방식이다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-94552 is configured to connect the DC side of two voltage source inverters in common and to face each other, one side of the AC side as a load input and the other side to be connected to a power system. It controls the input side inverter by switching by PWM (Pulse Width Modulation) to make the desired load current and the energy flowing into the load is regenerated into the system by the inverter connected to the power system.

대한민국 등록실용신안 제20-0228970호는 설정된 부하에 의해 열로 소비될 전기 에너지를 인닥터(inductor)를 포함하는 회생 출력부에 임시 저장한 후 외부공급전원에 공급하고, 이를 통해 전자부하 시험기 가동에 따라 소비될 에너지를 회생함으로써 에너지 손실을 줄이고, 또한 전자부하 시험기의 열 부하도 감소시킬 수 있다.The Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0228970 temporarily stores the electrical energy to be consumed as heat by the set load to the regenerative output including the inductor and supplies it to the external supply power, thereby operating the electronic load tester. Thus, by regenerating the energy to be consumed, it is possible to reduce the energy loss and also reduce the heat load of the electronic load tester.

일본 공개특허 평09-325823호는 보조전원 또는 인버터를 이용하여 부하로서 정전류 또는 정저항 동작을 하면서 시험용 전력을 피시험 전원장치의 입력측 또는 원전원에 되돌리는 방식을 제안하였다. 구체적으로, 피시험 전원장치의 입력에 전원을 접속하고, 전원으로 전압 밸런스를 잡아 전력을 귀환시킬 때 피시험 전원장치의 출력전류를 조정하기 위해서 피시험 전원장치의 출력단자측에 보조전원을 접속하여 전원과 보조전원 간의 전압차를 임피던스 소자에 인가되도록 접속하였다. 이를 통해 피시험 전원장치의 시험전력을 소비하지 않고 그 대부분을 피시험 전원장치의 입력측 또는 원전원에 회생하므로 전기의 재이용이 가능한 부하장치를 제공할 수 있다. Japanese Patent Laid-Open No. 09-325823 proposes a method of returning the test power to the input side or the original power source of a power supply under test while operating a constant current or a constant resistance as a load using an auxiliary power source or an inverter. Specifically, a power supply is connected to the input of the power supply under test, and an auxiliary power supply is connected to the output terminal side of the power supply under test in order to adjust the output current of the power supply under test when the power is returned by balancing the voltage with the power supply. The voltage difference between the power supply and the auxiliary power supply was connected to the impedance element. This can provide a load device that can reuse electricity because most of the power is regenerated at the input side or the original power source of the power device under test without consuming the test power of the power device under test.

그러나, 이러한 선행문헌들에서 제안된 종래기술들은 피시험 전원장치에 공급되어 출력되는 전력을 인버터를 이용하여 전력을 되돌리는 방식으로 부하장치에서 최종 출력되는 전력이 교류이기 때문에 이를 입력측에 접속하여 사용하는 경우 실제 산업현장에서 상당한 위험(전력상승, 급변동, 쏠림 등)을 내포하고 있어 상용전력에 접속하는 것은 극히 제한적이다. 실제로 한국전력에서는 상용전력에 접속하는 것에 대한 제한 및 접속규정을 별도로 정해놓고 있기 때문에 상용화에 제한적일수 밖에 없다. However, the related arts proposed in these prior arts are connected to the input side because the final power output from the load device is an alternating current by returning the power supplied to the power source apparatus under test by using an inverter. In this case, access to commercial power is extremely limited because there are considerable risks (power rise, sudden fluctuation, tilting, etc.) in actual industrial sites. In fact, KEPCO has limited restrictions on access to commercial power and its connection regulations, so it is limited to commercialization.

또한, 일본 공개특허 평09-325823호는 우선 피시험 전원장치에서 최종 출력되는 전력을 인버터를 이용하여 입력으로 되돌리는 것으로 자체 발열 등으로 소비되는 전력을 보조하기 위해 인버터를 승압하거나 추가로 보조전력을 사용해야 한다. 또한, 일본 공개특허 평09-325823호는 AC/DC 컨버터 및 AC/AC 인버터를 이용하여 부하시험을 할 수 있는 피시험 전원장치는 입력전압에 따라서 결정된다. 즉, 입력전압이 220V일 경우, 220V의 입력전압을 필요로 하는 피시험 전원장치만을 시험할 수밖에 없도록 고정되어 있기 때문에 다양한 전원장치에 대한 부하시험이 사실상 어렵다. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-325823 firstly returns power finally output from a power supply under test to an input using an inverter to boost the inverter or boost auxiliary power in order to assist power consumed by self-heating. Should be used. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 09-325823 discloses that a power supply under test that can be subjected to a load test using an AC / DC converter and an AC / AC inverter is determined according to an input voltage. In other words, when the input voltage is 220V, it is difficult to test loads on various power supplies because it is fixed to test only the power supply under test requiring the input voltage of 220V.

[문헌1] KR 10-2004-94552 A, 2004. 11. 10. 4-6쪽, 도면 1[Document 1] KR 10-2004-94552 A, 2004. 11.10. 4-6, drawing 1 [문헌2] KR 20-228970 Y1, 2001. 07. 19. 3-쪽, 도면 3[Document 2] KR 20-228970 Y1, July 19, 2001, p. 3-, drawing 3 [문헌3] JP 평09-325823 A, 1997. 12. 16. 2-3쪽, 도면 1b~1e[JP 3] JP H 09-325823 A, Dec. 16, 1997, pp. 2-3, drawings 1b-1e.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has the following objectives.

첫째, 본 발명은 전원공급기의 부하 신뢰성을 검사하는 부하검사시, 피검사 전원장치에 안정화된 전원을 지속적으로 공급하는 동시에 에너지 사용의 효율성을 향상시키고 발열에 따르는 주변온도 상승을 방지하여 열 배출을 위한 냉방기, 덕트 설치 등의 부가비용 또한 절약할 수 있는 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기를 제공하는데 그 목적이 있다.First, the present invention, during the load test to check the load reliability of the power supply, while continuously supplying the stabilized power to the power supply to be tested to improve the efficiency of energy use and to prevent the rise of the ambient temperature due to heat generation heat emission It is an object of the present invention to provide single and multi-channel regenerative electronic loads for saving electric energy, which can also save additional costs such as air conditioners and ducts.

둘째, 본 발명은 전원공급기의 부하 신뢰성을 검사하는 부하검사시, 피검사 전원장치로부터 출력된 전력을 위험성 없이 안정적으로 피검사 전원장치로 귀환(feedback)시킬 수 있는 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기를 제공하는데 다른 목적이 있다. Second, the present invention is a single and multiple for saving the electrical energy that can be fed back to the power supply under test at the time of load test to check the load reliability of the power supply, the power output from the power supply under test without any risk stably. Another object is to provide a channel regenerative electronic load.

셋째, 본 발명은 PSU(Power Supply Unit)의 부하 신뢰성을 검사하는 부하검사시, PSU로부터 출력되는 다양한 출력, 예를 들면 3.3V, 5V, 12V와 같이 다채널(Multi Channel)을 입력받아 검사할 수 있는 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기를 제공하는데 다른 목적이 있다.Third, when the load test to check the load reliability of the power supply unit (PSU), the various outputs output from the PSU, for example, 3.3V, 5V, 12V input such as multi-channel (Multi Channel) to be tested Another purpose is to provide single and multi-channel regenerative electronic loads for the reduction of electrical energy.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 정전압 모드로 동작하는 AC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 AC/DC 컨버터의 입력단으로 입력되는 교류전력을 안정된 직류전력으로 변환하여 출력단으로 출력하는 전원부와, 상기 직류전력을 입력받아 구동하는 시료부와, 정전류 모드로 동작하는 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 시료부로부터 출력되는 전력을 상기 전원부의 출력단과 상기 시료부의 입력단으로 귀환시키는 재순환 부하부와, 상기 재순환 부하부에서 출력되는 귀환전력을 입력받고, 상기 시료부와 상기 재순환 부하부에서 각각 소비되는 전력을 감지하여 상기 시료부의 구동에 필요한 전력에서 부족한 전력을 산출한 후 산출된 부족분을 상기 전원부로부터 공급받아 상기 재순환 부하부로부터 출력되는 귀환전력에 가산하여 상기 시료부로 공급하는 가산 제어부를 포함하는 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an AC / DC converter operating in a constant voltage mode, and converts AC power input to an input terminal of the AC / DC converter into a stable DC power and outputs the output terminal. A recirculation load including a power supply unit, a sample unit for receiving and driving the DC power, and a DC / DC converter operating in a constant current mode, and returning the power output from the sample unit to an output terminal of the power source unit and an input terminal of the sample unit; The unit receives the return power output from the recirculating load unit, detects power consumed by the sample unit and the recirculating load unit, and calculates insufficient power from the power required to drive the sample unit. The sample part by being added to the feedback power supplied from the power supply part and outputted from the recirculating load part; It provides for single and multi-channel electron-regenerative unit for supplying electric energy saving comprising a control unit for the addition.

바람직하게, 상기 AC/DC 컨버터는 역률 보상용 컨버터로, PFC(Power Factor Correction)와 전류제어 모드형 DC/DC 컨버터가 직렬 연결된 2단 구성으로 이루어질 수 있다. Preferably, the AC / DC converter is a power factor correction converter, and may have a two-stage configuration in which a power factor correction (PFC) and a current control mode type DC / DC converter are connected in series.

바람직하게, 상기 시료부로는 단일 전압 또는 복수의 전압을 출력하는 전원공급장치를 시험할 수 있다. Preferably, the sample unit may test a power supply for outputting a single voltage or a plurality of voltages.

바람직하게, 상기 복수의 전압을 출력하는 전원공급장치는 PSU(Power Supply Unit)일 수 있다. Preferably, the power supply device for outputting the plurality of voltages may be a power supply unit (PSU).

바람직하게, 상기 DC/DC 컨버터는 다단 직렬 연결된 컨버터로 이루어지며, 각 단을 구성하는 변압기는 상기 PSU(Power Supply Unit)로부터 출력되는 복수의 전압에 각각 대응하여 서로 다른 변환비율로 설계되어 다채널로 동작할 수 있다. Preferably, the DC / DC converter is composed of a multi-stage series connected converter, and the transformers constituting each stage are designed with different conversion ratios corresponding to a plurality of voltages output from the power supply unit (PSU), respectively. It can work as

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다. As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 본 발명에 따르면, 종래기술에 따른 전자 부하기에서 100%로 열로 소비되는 전력의 80% 이상을 시료의 입력측으로 귀환시켜 줌으로써 불필요하게 소비되는 전력을 방지하고, 전자 부하기의 열을 획기적으로 낮추어 기존 전자 부하기의 발열로 인하여 추가적인 공조 시스템을 구축해야 하는 문제점을 원천적으로 방지할 수 있다. First, according to the present invention, by returning 80% or more of the power consumed as heat to 100% in the electronic load according to the prior art to the input side of the sample to prevent unnecessary consumption of power, and dramatically reduce the heat of the electronic load By lowering the temperature, it is possible to fundamentally prevent the problem of building an additional air conditioning system due to the heat generation of the existing electronic load.

둘째, 본 발명에 따르면, 종래기술에 따른 전자 부하기를 이용한 전부하 시험에서는 시료와 부하의 전체 용량보다 큰 제품을 사용하여야 하나, 본 발명에 따른 전자 부하기는 AC/DC 컨버터가 초기 구동전력과 손실분에 대한 전력만을 보충해주는 역할을 하기 때문에 기존에 비해 1/3 이상 용량을 작게 설계할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. Second, according to the present invention, in the full load test using the electronic load according to the prior art, a product larger than the total capacity of the sample and the load should be used. As it only supplements the power for the excess and the loss, it is possible to design more than 1/3 of the capacity smaller than before.

셋째, 본 발명에 따르면, 종래기술에서는 상용전력으로 회생하는데 문제점이 있으나, 본 발명에 따른 전자 부하기는 시료로부터 출력되는 전력이 낮은 직류전압일 경우 시료의 입력전력 기준에 맞추어 출력전력을 시료의 입력전압에 해당하는 전력으로 변환하여 시료에 공급한다. 즉, 시료의 입력전압이 교류 110V, 220V, 380V 등 또는 DC 직류전압 등일 경우 출력전력을 시료의 입력전압에 해당되는 전력으로 변환하여 시료에 공급하는 구조를 가지며, 특히, 귀환되는 전력이 상용전력에 연결되지 않고 전자 부하기 내부의 AC/DC 컨버터의 출력단으로 연결되어 전력이 귀환되기 때문에 상용전력에 대한 문제가 발생되지 않는다. Third, according to the present invention, in the prior art, there is a problem in regenerating to commercial power, but the electronic load device according to the present invention output power according to the input power standard of the sample when the power output from the sample is a low DC voltage. It converts into electric power corresponding to input voltage and supplies it to EUT. That is, when the input voltage of the sample is 110V, 220V, 380V, etc. or DC DC voltage, etc., the output power is converted into the power corresponding to the input voltage of the sample to supply the sample, and in particular, the returned power is commercial power. Since the power is fed back to the output of the AC / DC converter inside the electronic load, there is no problem with commercial power.

넷째, 본 발명에 따르면, 전자 부하기의 내부전원이 300V로 책정되어 있기 때문에 AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터의 구동이 가능하다. 예를 들어, 교류 220V를 직류로 전환했을 때 311V가 되기 때문에 AC/DC 컨버터를 구성하는 정류기의 필터부를 포함한 브리지 다이오드 부분까지를 제거하고 전력을 공급할 수 있고, 이에 따라 시료인 AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터를 별도의 장치없이 바로 시험을 할 수 있다.Fourth, according to the present invention, since the internal power supply of the electronic load is set at 300V, the AC / DC converter and the DC / DC converter can be driven. For example, when AC 220V is converted to DC, the voltage becomes 311V, so that the bridge diode portion including the filter part of the rectifier constituting the AC / DC converter can be removed and supplied with power. The DC / DC converter can be tested directly without any equipment.

도 1은 일반적인 DC/DC 컨버터의 부하시험 방법을 설명하기 위하여 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기를 설명하기 위하여 도시한 구성도.
도 3은 도 3은 도 2에 도시된 전자 부하기의 전원부(10)를 구체화하여 도시한 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 PFC(11)의 내부 회로도를 설명하기 위하여 도시한 회로도.
도 5는 도 3에 도시된 DC/DC 컨버터(12)의 내부 회로도를 설명하기 위하여 도시한 회로도.
도 6은 도 2에 도시된 재순환 부하부(30)의 내부회로를 설명하기 위하여 도시한 회로도.
도 7은 실제 구현된 본 발명에 따른 전자 부하기의 전면을 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 주 제어부(50)를 설명하기 위하여 도시한 블럭도.
1 is a conceptual diagram illustrating a load test method of a general DC / DC converter.
2 is a block diagram illustrating a single and multi-channel regenerative electronic load for reducing electrical energy according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram showing the power supply unit 10 of the electronic load shown in FIG. 2 in detail.
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining the internal circuit diagram of the PFC 11 shown in FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the internal circuit diagram of the DC / DC converter 12 shown in FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the internal circuit of the recirculating load unit 30 shown in FIG. 2.
7 is a view showing the front of the electronic load according to the present invention actually implemented.
8 is a block diagram illustrating the main control unit 50 according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. In this specification, the embodiments are provided so that the disclosure of the present invention may be completed and the scope of the present invention may be completely provided to those skilled in the art. And the present invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. In addition, like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In addition, the terms used (discussed) herein are for the purpose of describing the embodiments are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a single and multi-channel regenerative electronic load for reducing the electrical energy according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자 부하기는 전원부(10)와, 피시험 전원장치(이하, 시료부라 함)(20)와, 재순환 부하부(30)와, 가산 제어부(40)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the electronic load device according to the embodiment of the present invention includes a power supply unit 10, a power supply device under test (hereinafter referred to as a sample unit) 20, a recirculating load unit 30, and an addition control unit ( 40).

전원부(10)는 정전압(Constant Voltage)모드의 정류기인 AC/DC 컨버터를 포함하고, 입력되는 상용전원(교류전력)을 안정된 직류전력으로 변환하여 시료부(20)로 출력한다. 예를 들어, 220V의 상용전원을 입력받아 300VDC/1A의 직류전력으로 변환하여 출력한다.The power supply unit 10 includes an AC / DC converter which is a rectifier in a constant voltage mode, and converts the commercial power input (AC power) into a stable DC power and outputs it to the sample unit 20. For example, 220V commercial power is input and converted into DCVDC of 300VDC / 1A and output.

도 3은 도 2에 도시된 전자 부하기의 전원부(10)를 구체화하여 도시한 구성도이다. 3 is a configuration diagram illustrating the power supply unit 10 of the electronic load illustrated in FIG. 2 in detail.

전원부(11)는 도 3에 도시된 바와 같이 PFC(Power Factor Correction, 11), DC/DC 컨버터(12)를 포함한다. 즉, PFC(11)와 DC/DC 컨버터(12)가 직렬 연결된 2단으로 구성된다. The power supply unit 11 includes a PFC (Power Factor Correction) 11 and a DC / DC converter 12 as shown in FIG. 3. That is, the PFC 11 and the DC / DC converter 12 are configured in two stages connected in series.

잘 알려진 바와 같이, 스위칭형 전원공급장치의 입력부는 브리지 다이오드와 필터 커패시터로 구성되어 입력 교류전압(AC)을 약간의 리플을 갖는 직류전압(DC)으로 변환하는데, 이 경우 입력 커패시터의 영향으로 입력 전류 파형이 정현파가 아닌 좁은 펄스폭을 갖는 높은 피크 전류가 흐르게 되어 역률이 0.5~0.65 정도로 낮아지게 되며 입력 전류의 고조파 성분이 증가하며, 많은 노이즈와 EMI가 발생되고 교류 선간 전압 파형이 왜곡되어 같은 라인에 연결된 다른 전기 장치들에 나쁜 영향을 미치게 되며, 낮은 역률 때문에 무효 전력이 증가하여 많은 전류가 흐르게 된다.As is well known, the input of a switched power supply consists of a bridge diode and a filter capacitor to convert the input alternating current (AC) into a direct current voltage (DC) with some ripple, in which case the input is affected by the input capacitor. High peak current with narrow pulse width instead of sinusoidal current flows, resulting in low power factor of 0.5 ~ 0.65, increasing harmonic content of input current, generating a lot of noise and EMI, and distorting the AC line voltage waveform. It will adversely affect other electrical devices connected to the line, and the low power factor will increase the reactive power, causing a lot of current to flow.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 전원부(10)에 사용되는 AC/DC 컨버터는 AC/DC 변환시 역률을 향상시키고 입력 전류의 하모닉 성분을 감소시키기 위하여 역률 보상용 AC/DC 컨버터를 사용한다. 이러한 역률 보상용 AC/DC 컨버터는 다이오드 브리지 정류기인 PFC(111)와 전류제어 모드형 DC/DC 컨버터(112)를 사용하여 입력 전류를 입력 전압과 동상인 정현파로 제어함으로서 단일 역률을 얻을 수 있다. In order to solve these problems, the AC / DC converter used in the power supply unit 10 according to the present invention uses a power factor correction AC / DC converter to improve the power factor and reduce the harmonic component of the input current. The AC / DC converter for power factor correction uses a diode bridge rectifier PFC 111 and a current control mode type DC / DC converter 112 to obtain a single power factor by controlling the input current to a sinusoidal wave in phase with the input voltage. .

또한, 본 발명에 따른 역률 보상용 AC/DC 컨버터에 사용되는 DC/DC 컨버터(112)는 승압형(Boost) 컨버터, 강압형(Buck) 및 승, 강압형(Flyback) 컨버터가 사용되나 전류 제어의 용이성, 노이즈 및 EMI 발생 특성 등을 고려하여 승압형 컨버터가 주로 사용되고 있는데, 본 발명에 따른 AC/DC 컨버터는 승압형 컨버터 방식을 사용하였다. In addition, the DC / DC converter 112 used in the AC / DC converter for power factor correction according to the present invention uses a boost converter, a buck and a boost, and a flyback converter, but controls current. Step-up converter is mainly used in consideration of the ease of use, noise and EMI generation characteristics, AC / DC converter according to the present invention used a step-up converter method.

도 4는 도 3에 도시된 PFC(11)의 내부 회로도를 설명하기 위하여 도시한 회로도이다. FIG. 4 is a circuit diagram for explaining the internal circuit diagram of the PFC 11 shown in FIG.

도 4를 참조하면, PFC(11)는 ST사에서 출시한 L4981 PFC 칩(IC)을 사용한 능동 부스트 PFC CCM(active boost Continuous Current Mode type)을 사용하였다. 그 동작특성을 살펴보면, PFC 칩이 트랜지스터(MosFET, Q)를 턴-온(turn-ON)시키면, 인덕터(L)에 전류가 흐르고, 이에 따라 인덕터(L)에는 에너지가 축적되게 된다. 이런 상태에서 트랜지스터(Q)가 턴-오프(turn-OFF)될 때 인덕터(L)에 흐르던 전류가 다이오드(D)를 통해 출력되어 콘덴서(Co)에 전압을 축적하는 부스트 업(boost up) 컨버터 동작을 한다. 이때, 다이오드(D)는 트랜지스터(Q)가 고속 스위칭을 할 때 고속으로 스위칭 동작을 수행할 수 있도록 고속 복구 다이오드(Fast recovery diode)를 사용하는 것이 바람직하며, 이를 통해 변환효율 저하 및 역률 저하를 막을 수 있다.Referring to FIG. 4, the PFC 11 used an active boost continuous current mode type (CCM) using an L4981 PFC chip (IC) released by ST. Looking at the operation characteristics, when the PFC chip turns on the transistors (MosFET, Q), a current flows through the inductor (L), thereby accumulating energy in the inductor (L). In this state, when the transistor Q is turned off, a boost up converter in which current flowing in the inductor L is output through the diode D to accumulate voltage in the capacitor Co is accumulated. It works. At this time, the diode (D) is preferably using a fast recovery diode (fast recovery diode) to perform a switching operation at a high speed when the transistor (Q) is a high-speed switching, thereby reducing the conversion efficiency and power factor reduction You can stop it.

이러한 PFC(11)는 전파정류 전압을 기준파형으로 사용하기 때문에 정현파 형태로 전류를 만들어 주는 동작을 수행하는데, 우선 트랜지스터(Q)가 턴-온되면 인덕터(L)에 흐르는 전류는 선형으로 증가하게 되는데, 이때 증가되는 전류를 감지저항(Rsense)을 통해 검출하여 기준 정현파에 도달하면 트랜지스터(Q)는 턴-오프된다. Since the PFC 11 uses the full-wave rectified voltage as a reference waveform, the PFC 11 generates a current in the form of a sine wave. First, when the transistor Q is turned on, the current flowing in the inductor L increases linearly. In this case, when the increased current is detected through the sensing resistor Rsense and the reference sine wave is reached, the transistor Q is turned off.

트랜지스터(Q)의 스위칭 전후, 인덕터(L)를 흐르는 전류는 연속이 되어야 하므로 인덕터(L)의 출력단 전압은 다이오드(D)를 턴-온 시킬 수 있도록 상승된다. 이에 따라 다이오드(D)를 통해 콘덴서(Co)에 전압이 충전되어 인덕터(L)의 전류는 선형으로 방전된다. 감지저항(Rsense)은 인덕터(L)의 전류가 모두 방전되는 순간을 감지하고, 인덕터(L)의 전류가 모두 방전되는 순간 트랜지스터(Q)는 인덕터(L)의 전류가 "0"이 될 때 턴-온된다. 이러한 동작으로 인해 인덕터(L)에 흐르는 전류는 정현파를 그리게 된다. Before and after switching of the transistor Q, the current flowing through the inductor L must be continuous, so that the output terminal voltage of the inductor L is raised to turn on the diode D. Accordingly, a voltage is charged in the capacitor Co through the diode D, and the current of the inductor L is linearly discharged. The sense resistor Rsense senses the moment when all the current in the inductor L is discharged, and when the current in the inductor L is all discharged, the transistor Q becomes the zero value of the inductor L. Is turned on. Due to this operation, the current flowing through the inductor L draws a sine wave.

본 발명에 따른 PFC(11)의 장점은 소프트 스위칭 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching, ZVS)로 스위칭 손실을 크게 줄일 수 있으며, 0.99의 높은 역률 구현, 5% 미만의 낮은 왜율, 저잡음감지성(Low Noise Sensitivity), 과전압 보호(Over Voltage Protection), 과전류 보호(Over Current Protection) 등 다양한 기능이 부가되어 있다. Advantages of the PFC 11 according to the present invention can be greatly reduced switching loss by soft switching zero voltage switching (ZVS), high power factor of 0.99, low distortion of less than 5%, low noise detection (Low) Various functions such as noise sensitivity, over voltage protection, and over current protection are added.

한편, PFC 드라이버의 구동용 보조전원으로 Fairchild사 KA5L0380을 사용하여 강압형(Flyback) 컨버터 회로를 더 구성할 수 있으며, 이를 통해 온도변화에 따라 능동적으로 동작되는 팬(Fan)을 구동하기 위하여 MIC502를 사용하였는데, 제품의 온도가 40℃가 넘으면 가동을 시작해서 3단계로 회전의 속도가 변화하도록 할 수 있다. Meanwhile, Fairchild's KA5L0380 can be used to further configure a flyback converter circuit as an auxiliary power source for driving a PFC driver, and through this, MIC502 is used to drive a fan that is actively operated according to temperature change. When the temperature of the product exceeds 40 ℃, it can be started and the speed of rotation can be changed in three stages.

도 5는 도 3에 도시된 DC/DC 컨버터(12)의 내부 회로도를 설명하기 위하여 도시한 회로도이다. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the internal circuit diagram of the DC / DC converter 12 shown in FIG. 3.

도 5를 참조하면, DC/DC 컨버터(12)는 위상 천이 풀 브리지 컨버터(Phase Shifted Full-Bridge Converter)를 사용한다. 위상 천이 풀 브리지 컨버터는 부가적인 회로 없이 변압기의 누설 인덕턴스, 커패시턴스, 그리고 스위치의 출력 커패시턴스의 공진을 이용하여 영전압 스위칭(ZVS)이 가능하다. 이에 따라, 스위칭 손실이 적으므로 고주파 스위칭 동작이 가능하여 전력 밀도 및 효율을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있어서 대용량의 고립(Isolated) DC/DC 컨버터로 많이 적용되고 있다.Referring to FIG. 5, the DC / DC converter 12 uses a phase shifted full-bridge converter. Phase-shifted full-bridge converters allow zero voltage switching (ZVS) using the resonance of the transformer's leakage inductance, capacitance, and the switch's output capacitance without additional circuitry. Accordingly, the switching loss is small, so that the high frequency switching operation is possible, and thus the power density and the efficiency can be greatly improved, and thus, a large capacity isolated DC / DC converter has been applied.

위상 천이 풀 브리지 컨버터에서 영전압 스위칭(ZVS) 동작이 이루어지기 위해서는 진상 레그(leg)들과 지상 레그 들 간의 정확한 스위칭 타이밍과 진상 레그와 지상 레그의 정확한 위상 천이(Phase Shift) 타이밍을 요구한다. 기존의 영전압 스위칭(ZVS)의 기능이 내장된 상용 PWM 컨트롤러는 주파수, 부하 및 입력 전압의 변동, 소자 특성 등과 같은 영향에 의해, 이러한 영전압 스위칭(ZVS) 요구 조건을 만족시키지 못하는 경우가 발생하게 된다. 이러한 단점은 디지털 프로세서를 사용하는 디지털 제어기를 이용하여 정확한 타이밍의 고속 스위칭을 함으로써 개선할 수 있다. Zero-voltage switching (ZVS) operation in a phase-shifted full bridge converter requires accurate switching timing between the leading and ground legs and accurate phase shift timing of the leading and ground legs. Conventional PWM controllers with built-in zero-voltage switching (ZVS) functions do not meet these zero-voltage switching (ZVS) requirements due to effects such as frequency, load and input voltage variations, and device characteristics. Done. This shortcoming can be improved by using high speed switching with accurate timing using a digital controller using a digital processor.

구체적으로, 위상 천이 풀 브리지 컨버터는 도 5에 도시된 바와 같이 풀 브리지단, 출력단, DSP(Digital Signal Processor)를 포함한 디지털 제어기를 포함한다. Specifically, the phase shift full bridge converter includes a digital controller including a full bridge stage, an output stage, and a digital signal processor (DSP) as shown in FIG. 5.

이러한 위상 천이 풀 브리지 컨버터의 회로 동작을 살펴보면, 우선 디지털 제어기를 통해 영전압 스위칭(ZVS)을 위해 필요한 트랜지스터의 게이트 신호를 발생하여 풀 브리지단의 진상 레그(Q1 또는 Q3)와 지상 레그(Q2 또는 Q4)을 제어한다. Referring to the circuit operation of the phase shift full bridge converter, first, the gate signal of the transistor required for zero voltage switching (ZVS) is generated through a digital controller, so that the forward leg (Q1 or Q3) and the ground leg (Q2 or Q4) is controlled.

디지털 제어기는 출력단으로부터 출력되는 출력전압(Voltage)과 출력전류(Current)를 입력받고, 출력전압(Voltage)과 출력전류(Current)를 제어하는 알고리즘을 수행하며, 그에 대응하여 DSP와 드라이버(Driver)를 통해 게이트 신호를 생성한다. DSP는 출력전압(Voltage)과 출력전류(Current)의 피드백을 위해 A/D 변환기를 포함한다. The digital controller receives an output voltage (Voltage) and an output current (Current) output from the output stage, performs an algorithm for controlling the output voltage (Voltage) and output current (Current), and correspondingly DSP and driver Generate a gate signal through. The DSP includes an A / D converter for feedback of the output voltage (Voltage) and output current (Current).

그리고, 변압기(L2)의 누설 인덕턴스, 기생 커패시턴스, 트랜지스터(Q1~Q4)의 출력 커패시턴스의 충/방전하는 에너지의 공진에 의해서 영전압 스위칭(ZVS)이 이루어진다. 예를 들어, 한쪽 진상 레그(Q1 또는 Q3)가 턴-오프되어 출력 커패시턴스는 충전을 하고, 다른 쪽 진상 레그(Q3 또는 Q1)는 방전을 한다. 이때 변압기(L2)의 누설 인덕턴스와 2차측 에너지 전달에 의해 트랜지스터(Q1~Q4)와 역방향 접속된 병렬 다이오드(D1~D4)가 도통되어 양단 전압은 0V가 되고 이때 영전압 스위칭(ZVS)이 이루어진다. Then, zero voltage switching (ZVS) is performed by resonance of energy to charge / discharge the leakage inductance of the transformer L2, the parasitic capacitance, and the output capacitances of the transistors Q1 to Q4. For example, one fastening leg Q1 or Q3 is turned off so that the output capacitance charges and the other fastening leg Q3 or Q1 discharges. At this time, the parallel diodes D1 to D4 connected to the transistors Q1 to Q4 are connected to each other by the leakage inductance of the transformer L2 and the secondary energy transfer, so that the voltage at both ends thereof becomes 0V, and zero voltage switching (ZVS) is performed. .

위상 천이 풀 브리지 컨버터를 제어하기 위해서는 데드 타임과 레그 간의 위상 천이가 용이한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호가 발생되어야 한다. 기존의 아날로그 PWM 칩들은 다양한 부하조건에서 영전압 스위칭(ZVS) 특성을 만족시키기 어렵다. To control the phase-shifted full bridge converter, a pulse width modulation (PWM) signal is generated that facilitates phase shifting between dead time and legs. Conventional analog PWM chips are difficult to meet zero voltage switching (ZVS) characteristics under various load conditions.

따라서, 본 발명에서는 DSP에 내장된 EV(Event Manager)를 이용하여 게이트 신호를 생성하여 프로그래밍에 의해 데드 타임과 레그 간의 위상을 제어하였다. Therefore, in the present invention, the gate signal is generated using an EV (Event Manager) built in the DSP to control the phase between the dead time and the leg by programming.

이와 더불어, 저가형 제품을 구현하기 위한 상용 IC인 위상 천이 풀 브리지 컨버터 UCC3895를 이용하여 위상 천이 PWM 컨트롤러와 마이콤(Micom) AVR128을 이용하여 디지털 제어기를 구성할 수도 있다. UCC3895 PWM 컨트롤러에서는 영전압 스위칭(ZVS)을 위해 필요한 게이트 신호를 발생하고, 출력전압과 출력전류를 제어하는 알고리즘이 수행된다. 또한, 마이콤에는 A/D 변환기가 내장되어 있으며, 이 A/D 변화기를 이용하여 출력전압과 출력전류를 피드백한다. In addition, a digital controller can be configured using a phase shift PWM controller and a Micom AVR128 using a phase shift full bridge converter UCC3895, which is a commercial IC for low cost products. In the UCC3895 PWM controller, an algorithm is generated to generate the gate signal required for zero voltage switching (ZVS) and to control the output voltage and output current. In addition, microcomputer has built-in A / D converter, and feeds back output voltage and output current by using this A / D converter.

또한, 본 발명에서는 정류기의 안정적인 동작을 위하여 각각의 보호기능을 갖는 다양한 보호회로들이 탑재될 수 있는데, 예를 들면, OVP(Over Voltage Protection), OCP(Over Current Protection), OTP(Over Temperature Protection), 파워 트랜지스터(power MosFET)의 단락 보호(Short Protection) 등이 탑재될 수 있다. 또한, UCC3895 PWM 드라이버 칩에 전원을 공급하기 위한 보조전원으로 강압형(Flyback) 컨버터 회로가 더 탑재될 수 있다. 이러한 보호회로들과 UCC3895 PWM 컨트롤러 및 드라이버 칩은 보드에 함께 실장되어 제작된다. In addition, in the present invention, various protection circuits having respective protection functions may be mounted for stable operation of the rectifier. For example, OVP (Over Voltage Protection), OCP (Over Current Protection), and OTP (Over Temperature Protection) And short protection of a power transistor (power MosFET). In addition, a flyback converter circuit may be further mounted as an auxiliary power supply for supplying power to the UCC3895 PWM driver chip. These protection circuits and the UCC3895 PWM controller and driver chip are mounted together on the board.

도 2와 같이, 재순환 부하부(30)는 에너지 절감형 부하기의 기능을 하는 DC/DC 컨버터를 포함하며, 시료부(20)의 출력에서 나오는 전력을 소비하는 부하기로서의 기능을 담당하며, 기 설정된 시료부(20)의 출력값이 항상 일정하게 유지되도록 한다. 또한, 재순환 부하부(30)는 시료부(20)로부터 입력된 전력을 출력으로 내보내어, 이 전력이 다시 시료부(20)의 입력으로 유입되도록 하는 기능을 수행하게 된다. As shown in FIG. 2, the recirculating load unit 30 includes a DC / DC converter functioning as an energy-saving load, and serves as a load consuming power coming from the output of the sample unit 20. The output value of the preset sample unit 20 is always kept constant. In addition, the recirculation load unit 30 outputs the power input from the sample unit 20 to the output, so that this power is introduced again to the input of the sample unit 20.

도 6은 도 2에 도시된 재순환 부하부(30)의 내부회로를 설명하기 위하여 도시한 회로도이다. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the internal circuit of the recirculating load unit 30 shown in FIG. 2.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 재순환 부하부(30)는 4개의 DC/DC 컨버터를 직렬로 연결한 4단 구조로 구성되며, 정전류(Constant Current) 모드로 동작한다. Referring to FIG. 6, the recirculating load unit 30 according to the present invention has a four-stage structure in which four DC / DC converters are connected in series, and operates in a constant current mode.

본 발명에 따른 재순환 부하부(30)는 전술한 전원부(10)의 DC/DC 컨버터(12)와 마찬가지로 위상 천이 풀 브리지 컨버터 방식으로 설계되며, 특이한 사항은 시료부(20)로부터 낮은 전압을 입력받아 높은 전압으로 변환해야 하는데 이 경우 하나의 모듈로 회로를 구성할 경우 전압이나 전류의 흔들림이 많이 발생하여 전원기기의 불안정을 초래할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 4개의 DC/DC 컨버터를 직렬로 연결하여 4단 구조로 구성하여 안정적인 출력을 얻고자 하였다. The recirculating load unit 30 according to the present invention is designed in a phase shift full bridge converter method similarly to the DC / DC converter 12 of the power supply unit 10 described above, and a specific matter is to input a low voltage from the sample unit 20. In this case, if a circuit is composed of one module, a lot of voltage or current may be generated, which may cause instability of the power supply device. Accordingly, in the present invention, as described above, four DC / DC converters are connected in series to form a four-stage structure to obtain stable output.

재순환 부하부(30)는 낮은 전압을 높은 전압으로 변환하기 위하여 DC/DC 컨버터를 구성한다. 다만, 전원부(10)의 DC/DC 컨버터(12)와 다르게 정전류 모드로 제어한다. The recirculating load unit 30 configures a DC / DC converter to convert a low voltage into a high voltage. However, unlike the DC / DC converter 12 of the power supply unit 10 is controlled in the constant current mode.

재순환 부하부(30)는 낮은 전압과 대전류를 고전압 저전류로 변환해주기 때문에 전원부(10)에서 사용하는 AC/DC 컨버터에 비해서 열의 발생과 손실이 높게 발생할 수 있다. 이에 따라, 설계시 방열 문제와, 출력을 직렬로 연결하여 고압으로 출력을 내기 때문에 각각의 모듈에 대한 밸런스에 주의를 해야 한다. 이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 히트싱크와 4개의 DC 팬을 보드에 실장하여 방열을 하고, 각각의 DC/DC 컨버터 간의 밸런스가 흐트러지지 않도록 출력값을 감지하여 실시간으로 제어한다. Since the recirculating load unit 30 converts a low voltage and a high current into a high voltage low current, heat generation and loss may be higher than that of the AC / DC converter used in the power supply unit 10. Therefore, care must be taken in the design of the heat dissipation problem and the balance of each module because the output is output at high voltage by connecting the outputs in series. To this end, as shown in FIG. 7, heat sinks and four DC fans are mounted on a board to radiate heat, and an output value is sensed and controlled in real time so that the balance between each DC / DC converter is not disturbed.

실제로 본 발명의 실시예에서는 재순환 부하부(30)를 구성하는 4개의 DC/DC 컨버터 모듈의 전류용량은 100A 정도로 비교적 크기 때문에 부스바를 사용하여 작업하였다. 주 변압기(Main Transformer)로는 TDK사의 페어라이트 E150을 사용하였고, DC/DC 컨버터는 위상천이 풀 브리지 컨버터 UCC3895를 사용하였다. 전원부(10)의 DC/DC 컨버터(12)와 다른 것은 하나의 칩으로 4개의 DC/DC 컨버터를 구동하는 것이다. 즉, 4개의 DC/DC 컨버터를 UCC3895 하나로 제어하였으며, 이를 통해 각각의 DC/DC 컨버터 출력의 균일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 제어가 용이하고 유지 관리가 쉽다. Actually, in the embodiment of the present invention, since the current capacity of the four DC / DC converter module constituting the recirculating load unit 30 is relatively large, about 100A, the bus bar was used. TDK's Fairlight E150 was used as the main transformer, and the DC / DC converter used a phase shifted full bridge converter UCC3895. What is different from the DC / DC converter 12 of the power supply unit 10 is to drive four DC / DC converters with one chip. That is, four DC / DC converters are controlled by one UCC3895, which not only ensures uniformity of output of each DC / DC converter, but is also easy to control and easy to maintain.

재순환 부하부(30)는 시료인 전원장치의 출력전압에 따라 단채널 또는 다채널로 동작하도록 설계할 수 있다. 시료인 전원장치의 출력전압이 단일 전압인 경우 단채널로 동작하도록 설계하고, 전원장치의 출력전압이 복수 전압인 경우 다채널로 동작하도록 설계한다. 즉, 단채널로 동작하기 위해서 DC/DC 컨버터는 각 단의 변압기를 동일하게 설계하고, 다채널로 동작하기 위해서는 변환비율(승압비율)을 서로 다르게 설계하면 된다. The recirculating load unit 30 may be designed to operate in a single channel or in multiple channels according to the output voltage of the power supply device, which is a sample. If the output voltage of the power supply being a specimen is a single voltage, it shall be designed to operate in a single channel, and if the output voltage of the power supply is multiple voltages, it shall be designed to operate in multiple channels. In other words, the DC / DC converter has to design the transformer of each stage in the same way to operate in a single channel, and the conversion ratio (step-up ratio) may be designed differently in order to operate in the multi-channel.

단채널 동작의 경우, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 시료로 사용되는 전원장치의 출력이 12V이고, 재순환 부하부(30)의 DC/DC 컨버터가 300VDC를 출력하는 것으로 가정하면, 재순환 부하부(30)의 4개의 DC/DC 컨버터는 각각 12V를 입력받아 동일하게 75V로 변환하여 출력하고, 이렇게 출력된 전압은 가산되어 300VDC가 출력된다. In the case of short-channel operation, for example, as shown in FIG. 3, assuming that the output of the power supply used as the sample is 12V and the DC / DC converter of the recirculating load unit 30 outputs 300VDC, the recirculating load The four DC / DC converters of the unit 30 each receive 12V, convert the same to 75V, and output the same. The output voltage is added and 300VDC is output.

PSU(Power Supply Unit)는 잘 알려진 바와 같이 컴퓨터에 안정적인 전원을 공급하는 전원공급장치다. 이러한 PSU의 출력전압은 메인전압인 12V와 부전원인 5V, 3.3V로 복수의 전압이 출력된다. 예를 들어, 4단 직렬 연결된 DC/DC 컨버터 중 2개는 서로 동일한 입력전압에 대응하여 동일한 변환비율로 설계하고, 나머지 2개는 입력되는 전압에 대응하여 서로 다른 변환비율로 설계한다. 즉, 전원장치인 PSU로부터 출력되는 전압은 4개이고, DC/DC 컨버터는 4단으로 구성됨에 따라 이를 매칭시키기 위하여 DC/DC 컨버터 중 2개의 단은 입력되는 전압에 대응하여 서로 동일한 변환비율로 설계한다. Power Supply Units (PSUs), as is well known, are power supplies that provide stable power to computers. The output voltage of the PSU is 12V, which is the main voltage, and 5V, 3.3V, which is the sub-power. For example, two of the four-stage series-connected DC / DC converters are designed with the same conversion ratio in response to the same input voltage, and the other two are designed with different conversion ratios in response to the input voltage. That is, since the voltage output from the PSU, which is a power supply, is four, and the DC / DC converter is composed of four stages, two stages of the DC / DC converters are designed with the same conversion ratio in response to the input voltage to match them. do.

이와 같이, 4단 직렬 연결된 DC/DC 컨버터의 변압기의 변환비율을 조정함으로써 시료인 전원장치의 출력전압에 따라 단채널 또는 다채널 동작을 구현할 수 있다. 물론, 시료를 PSU로 사용하는 경우 4단 직렬 연결된 DC/DC 컨버터의 각 변압기의 변환비율 또한 고정되기 때문에 다른 단일 전압을 출력하는 전원장치시에는 교체 작업이 수행되어야 한다. As such, by adjusting the conversion ratio of the transformer of the 4-stage series-connected DC / DC converter, short-channel or multi-channel operation may be implemented according to the output voltage of the power supply which is a sample. Of course, when the sample is used as a PSU, the conversion ratio of each transformer of a four-stage series-connected DC / DC converter is also fixed, so a replacement operation must be performed for a power supply that outputs another single voltage.

도 2 및 도 3을 참조하면, 가산 제어부(40)는 전원부(10)의 출력과, 시료부(20)의 입력과, 재순환 부하부(30)의 출력을 회로로 결합한다. 부하시험 중, 시료부(20)와 재순환 부하부(30)에서 자체 손실되는 전력과 외부 환경으로 인하여 전력의 변동이 일어나게 되는데, 이러한 전력의 변동은 시료부(20)의 안정적인 기동을 방해할 수 있다. 따라서, 가산 제어부(40)는 시료부(20)의 안정적인 기동을 위해 시료부(20) 및 재순환 부하부(30)로부터 출력되는 전압 및 전류를 감지한 후 부족한 전력을 산출하고, 부족한 전력을 전원부(10)로부터 공급받아 시료부(20)로 공급함으로써 부하시험 중 항상 일정하고 안정적인 전력을 시료부(20)로 공급하게 된다.2 and 3, the addition control unit 40 combines the output of the power supply unit 10, the input of the sample unit 20, and the output of the recirculating load unit 30 into a circuit. During the load test, power fluctuations occur due to power lost in the sample part 20 and the recirculating load part 30 and the external environment. Such fluctuations in power may prevent stable starting of the sample part 20. have. Therefore, the addition control unit 40 detects the voltage and current output from the sample unit 20 and the recirculating load unit 30 to calculate the insufficient power for stable starting of the sample unit 20, and calculates the insufficient power, and supplies the insufficient power to the power supply unit. By receiving from the supply (10) to the sample unit 20 to supply a constant and stable power to the sample unit 20 at all times during the load test.

도 7은 실제 구현된 본 발명에 따른 전자 부하기의 전면을 촬영한 사진이다. 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 부하기의 전면 표시부쪽에는 ATMGA128를 사용하여 구동되게 하였는데 입력전압 및 전류, 전원부(10)인 AC/DC 컨버터의 출력전압과 전류, 재순환 부하부(30)인 DC/DC 컨버터의 입력전압과 전류를 표시하는 FND 6개와 감지값의 표시 및 설정, 수치 입력을 보기 위한 하나의 LDC창으로 구성하였다. 7 is a photograph of the front surface of the electronic load according to the present invention actually implemented. Referring to FIG. 7, the front display of the electronic load according to the present invention is driven using ATMGA128. The input voltage and current, the output voltage and current of the AC / DC converter, which is the power supply unit 10, and the recirculating load unit 30. It consists of six FNDs indicating input voltage and current of DC / DC converter, and one LDC window for displaying and setting the detected value and inputting numerical values.

입력 키는 6개로 구성하였는데 수치 입력을 위한 방향키와 전단계로 빠져 나오기 위한 "ESC Key", 실행을 위한 "ENT Key"로 구성하였으며, 추가적으로 시스템의 정상 상태(NORM)임을 표시하기 위한 녹색(Green) LED 다이오드, 각종 보호(OV(Over Voltage), OC(Over Current), OT(Over Temperature)) 확인을 위하여 적색(Red) LED 다이오드를 배치하였다. 이 밖에도 여러 대의 장비를 병렬 연결하기 위한 통신 포트로 RS-485 단자(Termianl) 2개가 장착되었으며, 주 제어부(Main Controller, 50)에 데이터를 업로드 하기 위한 데이터 링크 단자(Data Link Terminal)가 부가되어 있다. It consists of 6 input keys, consisting of direction keys for numeric input, "ESC Key" for exiting to the previous stage, and "ENT Key" for execution, and additionally green to indicate the normal state of the system (NORM). Red LED diodes are disposed to check LED diodes, various protections (OV (Over Voltage), OC (Over Current), and OT (Over Temperature)). In addition, two RS-485 terminals (Termianl) are installed as a communication port for parallel connection of multiple devices, and a Data Link Terminal (Data Link Terminal) for uploading data to the Main Controller (50) is added. have.

도 8에 도시된 바와 같이, 주 제어부(50)는 사용자와의 인터페이스를 제공하는 데이터 링크 단자를 통해 입력되는 데이터를 입력받아 전원부(10)의 AC/DC 컨버터, 시료부(20)의 DC/DC 컨버터, 재순환 부하부(30)의 DC/DC 컨버터를 제어하게 된다. 이를 위해, 주 제어부(50)는 32bit AT91SAM7S(LQPF) ARM 컨트롤러를 사용하였으며, 감지 데이터를 수집 및 가공하기 위해 2개의 8bit ATMGA Micom을 추가로 사용하였다. 주 제어부(50)는 선택키에 의해 재순환 부하부(30)의 DC/DC 컨버터를 제어, 즉 DC/DC 컨버터의 정전압, 정전류, 정저항, 정전력, 동적모드 등을 제어하여 필요한 전력을 출력할 수 있다. As shown in FIG. 8, the main controller 50 receives data input through a data link terminal that provides an interface with a user, and the AC / DC converter of the power supply unit 10 and the DC / DC of the sample unit 20. The DC converter and the DC / DC converter of the recirculating load unit 30 are controlled. For this purpose, the main controller 50 used a 32-bit AT91SAM7S (LQPF) ARM controller, and additionally used two 8-bit ATMGA Micom to collect and process the sensed data. The main controller 50 controls the DC / DC converter of the recirculating load unit 30 by using a selection key, that is, controls the constant voltage, constant current, constant resistance, constant power, dynamic mode, and the like of the DC / DC converter to output necessary power. can do.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전자 부하기의 작용 효과를 설명하기로 한다. 여기서는 시료부(20)(DUT(Device Under Test))는 DC/DC 컨버터를 예로 들어 설명하기로 한다. Hereinafter, an operation effect of the electronic load according to the present invention will be described with reference to FIG. 2. Here, the sample unit 20 (DUT (Device Under Test)) will be described by taking a DC / DC converter as an example.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 부하기는 정전압 모드로 동작하는 AC/DC 컨버터에서 최초 DUT를 동작시키기 위한 기동전력을 공급하면 DUT에서는 자체 열 소모 전력을 제외한 대부분의 전력을 출력하여 재순환 부하부인 DC/DC 컨버터로 출력한다. Referring to FIG. 2, when the electronic load according to the present invention supplies the starting power for operating the first DUT in the AC / DC converter operating in the constant voltage mode, the DUT outputs and recycles most of the power except for its own heat consumption. Output to DC / DC converter which is load part.

재순환 부하부인 DC/DC 컨버터는 정전류 모드로 동작하여 자체 열 소모 전력을 제외한 대부분의 전력을 DUT 입력단으로 귀환시킨다. 즉, DUT로부터 출력되는 전력에서 자체 열 소모 전력을 감산한 나머지 전력을 DUT의 입력단으로 귀환시킨다. The recirculating load, the DC / DC converter, operates in constant current mode, returning most of its power to the DUT input, except for its thermal power. That is, the power output from the DUT is subtracted from its own thermal power consumption and the remaining power is returned to the input terminal of the DUT.

가산 제어부(40)는 DUT와 재순환 부하부인 DC/DC 컨버터의 자체 손실분을 감지한 후, 부족한 전력을 산출하고, 부족한 전력을 AC/DC 컨버터로부터 공급받아 DUT로 공급함으로써 부하시험 중 항상 일정하고 안정적인 전력을 DUT로 공급하게 된다.The addition control unit 40 detects its own loss of the DUT and the DC / DC converter, which is the recirculating load unit, calculates insufficient power, receives the insufficient power from the AC / DC converter, and supplies it to the DUT to always be constant and stable during the load test. Power will be supplied to the DUT.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 100W의 DC/DC 컨버터를 전부하 시험시, DUT에 의한 자체 열 소모 전력은 10%, 재순환 부하부의 DC/DC 컨버터에 의한 자체 열 소모 전력은 10%라고 가정하면, 재순환 부하부를 통해 출력되는 전력은 80W가 된다. For example, as shown in FIG. 2, when the 100W DC / DC converter is fully loaded, the self-heat consumption by the DUT is 10%, and the self-heat consumption by the DC / DC converter of the recirculating load is 10. Assuming%, the power output through the recycle load is 80W.

따라서, 본 발명의 전자 부하기는 기존의 전자부하기에서 100%로 열로 소비되는 전력의 80% 이상을 시료의 입력측으로 귀환시켜 줌으로써 불필요하게 소비되는 전력을 방지하고, 전자 부하기의 열을 획기적으로 낮추어 기존 전자 부하기의 발열로 인하여 추가적인 공조 시스템을 구축해야 하는 문제점을 원천적으로 방지할 수 있다. Therefore, the electronic load machine of the present invention prevents unnecessary power consumption by returning 80% or more of the power consumed as heat to 100% of the existing electronic load to the input side of the sample and breaks down the heat of the electronic load. By lowering the temperature, it is possible to fundamentally prevent the problem of building an additional air conditioning system due to the heat generation of the existing electronic load.

또한, AC/DC 컨버터는 시료 및 재순환 부하인 DC/DC 컨버터에서 손실되는 손실분만을 충원해 주기 때문에 기존에 비해 1/3 이상 용량을 작게 설계할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 기존의 전자 부하기를 이용한 전부하 시험에서는 시료와 부하의 전체 용량보다 큰 제품을 사용하여야 하나, 본 발명에 따른 전자 부하기에서는 AC/DC 컨버터는 초기 구동전력과 손실분에 대한 전력만을 보충해주는 역할을 하기 때문에 기존에 비해 1/3 이상 용량을 작게 설계할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the AC / DC converter only covers the loss lost in the DC / DC converter, which is a sample and a recirculating load, it is possible to obtain an effect of designing a capacity smaller than 1/3 by weight. That is, in the full load test using the existing electronic load device, a product larger than the total capacity of the sample and the load should be used. However, in the electronic load according to the present invention, the AC / DC converter supplements only the initial driving power and the power for the loss. Because it plays a role, it is possible to obtain the effect of designing capacity smaller than 1/3 compared with existing.

하기 표 1은 단위모듈 용량으로 DUT인 DC/DC 컨버터가 12V/10A일 경우의 AC/DC 컨버터의 실제 입력요구전력을 나타낸 표이고, 표 2는 단일 랙 용량으로, DUT인 DC/DC 컨버터가 최대 100대를 실장할 경우 실제 입력요구전력을 나타낸 표이다. Table 1 is a table showing the actual input power requirements of the AC / DC converter when the DC / DC converter is a DUT unit unit capacity of 12V / 10A, Table 2 is a single rack capacity, DC / DC converter is a DUT The table shows the actual input power requirements when up to 100 units are mounted.

구분division DUT 출력용량DUT output capacity 재순환 부하 용량Recirculating Load Capacity 실제 입력요구전력Actual input demand power 용량Volume 120W(12V/10A)120 W (12 V / 10 A) 100W(η=90%)100 W (η = 90%) 24W(η=90%)24 W (η = 90%)

구분division DUT 출력용량DUT output capacity 재순환 부하 용량Recirculating Load Capacity 실제 입력요구전력Actual input demand power 용량Volume 120W*100EA=12KW120W * 100EA = 12KW 100W*100EA=10KW100W * 100EA = 10KW 24W*100=2.4KW24W * 100 = 2.4KW

상기 표에서 나타난 바와 같이, 부하의 효율이 90%일 경우 기존의 전자 부하기에서는 100W의 전력이 소비되는 반면에 본 발명에 따른 전자 부하기에서는 24W의 전력이 소비됨으로써 본 발명에 따른 전자 부하기를 사용할 경우 80W 정도의 전력 소비를 막을 수 있으며, DUT의 수량이 증가할 경우 전력 효율은 크게 향상될 수 있다.As shown in the above table, when the efficiency of the load is 90%, 100 W of power is consumed in the conventional electronic load, whereas 24 W of power is consumed in the electronic load according to the present invention. The power consumption can be prevented by about 80W, and the power efficiency can be greatly improved when the number of DUTs is increased.

본 발명에 따른 전자 부하기는 시료의 부하 신뢰성을 검사하는 부하검사시, 시료로부터 출력된 전력을 위험성 없이 안정적으로 피검사 전원장치로 귀환시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 종래기술에서는 상용전력으로 회생하는데 문제점이 있으나, 본 발명에 따른 전자 부하기는 DUT로부터 출력되는 전력이 직류전압일 경우 DUT의 입력전력 기준에 맞추어, 즉 입력전압이 교류 110V, 220V, 380V 등 또는 DC 직류전압 등일 경우, 출력전력을 DUT의 입력전압에 해당되는 전력으로 변환하여 DUT에 공급하는 구조를 가지고 있으며, 특히 귀환되는 전력이 상용전력에 연결되지 않고 전자 부하기 내부의 AC/DC 컨버터의 출력단으로 연결되어 전력이 귀환되기 때문에 상용전력에 대한 문제가 발생되지 않는다. The electronic load device according to the present invention can stably return the power output from the sample to the power under test without any risk during the load test for checking the load reliability of the sample. As described above, in the prior art, there is a problem in regenerating to commercial power, but the electronic load according to the present invention meets the input power standard of the DUT when the power output from the DUT is a DC voltage, that is, the input voltage is AC 110V, 220V. , 380V etc. or DC DC voltage, it converts the output power into the power corresponding to the input voltage of the DUT and supplies it to the DUT. Especially, the return power is not connected to the commercial power, but the AC inside the electronic load Since the power is returned by being connected to the output terminal of the / DC converter, there is no problem with commercial power.

또한, 본 발명에 따른 전자 부하기는 시료로 전원을 공급하는 전원부가 AC/DC 컨버터로 이루어짐에 따라 다양한 시료를 시험할 수 있다. 즉, 입력전압에 영향을 받지 않고 다양한 직류(정류기 및 DC/DC 컨버터) 부하장치를 시험할 수 있다. 예를 들어, 110V와 220V용 AC/DC 컨버터를 시험하는 경우, 통상적으로 회로내부에 라인 필터(line filter)를 거친 후 브리지 다이오드가 내장되어 교류를 직류로 변환하기 때문에 교류를 직류로 변환했을 경우의 피크치를 환산해보면 "AC 110V*√2 = DC 155V", "AC 220V*√v2 = DC 311V"로 변환된다. 따라서, 이에 대응되는 직류전원을 입력해 넣어주면 시료의 시험구동에는 아무런 문제가 발생하지 않는다.
In addition, the electronic load according to the present invention can test a variety of samples as the power supply unit for supplying power to the sample is made of an AC / DC converter. That is, various direct current (rectifier and DC / DC converter) load devices can be tested without being affected by the input voltage. For example, when testing AC / DC converters for 110V and 220V, when AC is converted to DC because a bridge diode is built-in and converts AC to DC after passing a line filter inside the circuit. The peak value of is converted into "AC 110V * √2 = DC 155V" and "AC 220V * √v2 = DC 311V". Therefore, if the corresponding DC power source is inputted, no problem occurs in the test drive of the specimen.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. As described above, the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, but the above-described preferred embodiments are for the purpose of description and not of limitation. As such, those skilled in the art may understand that various embodiments are possible through the combination of the embodiments of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

10 : 전원부
20 : 시료부
30 : 재순환 부하부
40 : 가산 제어부
10: power supply
20: sample part
30: recirculation load
40: addition control unit

Claims (5)

정전압 모드로 동작하는 AC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 AC/DC 컨버터의 입력단으로 입력되는 교류전력을 안정된 직류전력으로 변환하여 출력단으로 출력하는 전원부;
상기 직류전력을 입력받아 구동하는 시료부;
정전류 모드로 동작하는 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 시료부로부터 출력되는 전력을 상기 전원부의 출력단과 상기 시료부의 입력단으로 귀환시키는 재순환 부하부; 및
상기 재순환 부하부에서 출력되는 귀환전력을 입력받고, 상기 시료부와 상기 재순환 부하부에서 각각 소비되는 전력을 감지하여 상기 시료부의 구동에 필요한 전력에서 부족한 전력을 산출한 후 산출된 부족분을 상기 전원부로부터 공급받아 상기 재순환 부하부로부터 출력되는 귀환전력에 가산하여 상기 시료부로 공급하는 가산 제어부를 포함하는 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기.
A power supply unit including an AC / DC converter operating in a constant voltage mode, and converting AC power input to the input terminal of the AC / DC converter into a stable DC power and outputting the output to an output terminal;
A sample unit configured to receive and drive the DC power;
A recirculating load unit including a DC / DC converter operating in a constant current mode and returning power output from the sample unit to an output terminal of the power supply unit and an input terminal of the sample unit; And
After receiving the return power output from the recirculating load unit, sensing the power consumed by the sample unit and the recirculating load unit to calculate the insufficient power from the power required to drive the sample unit, and calculating the insufficient amount from the power supply unit. Single and multi-channel regenerative electronic load for electric energy savings including an addition control unit for receiving and adding to the feedback power output from the recirculating load unit to supply to the sample unit.
제 1 항에 있어서,
상기 AC/DC 컨버터는 역률 보상용 컨버터로, PFC(Power Factor Correction)와 전류제어 모드형 DC/DC 컨버터가 직렬 연결된 2단 구성으로 이루어진 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기.
The method of claim 1,
The AC / DC converter is a power factor correction converter, and includes a single-stage and multi-channel regenerative electronic load for electric energy saving, which consists of a two-stage configuration in which a power factor correction (PFC) and a current control mode type DC / DC converter are connected in series.
제 1 항에 있어서,
상기 시료부로는 단일 전압 또는 복수의 전압을 출력하는 전원공급장치를 시험하는 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기.
The method of claim 1,
Single and multi-channel regenerative electronic load for the electrical energy saving to test the power supply for outputting a single voltage or a plurality of voltages to the sample portion.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 전압을 출력하는 전원공급장치는 PSU(Power Supply Unit)인 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기.
The method of claim 3, wherein
The power supply device for outputting a plurality of voltages is a power supply unit (PSU) single and multi-channel regenerative electronic load for electrical energy saving.
제 4 항에 있어서,
상기 DC/DC 컨버터는 다단 직렬 연결된 컨버터로 이루어지며, 각 단을 구성하는 변압기는 상기 PSU(Power Supply Unit)로부터 출력되는 복수의 전압에 각각 대응하여 서로 다른 변환비율로 설계되어 다채널로 동작하는 전기 에너지 절감을 위한 단일 및 다채널 회생형 전자 부하기.
The method of claim 4, wherein
The DC / DC converter is composed of a multi-stage series connected converter, and the transformers constituting each stage are designed to have different conversion ratios corresponding to a plurality of voltages output from the power supply unit (PSU) to operate in multiple channels. Single and multichannel regenerative electronic loads for saving electrical energy.
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