■ UPS설비

3. 무정전 전원장치의 구성과 원리
2) 원리
입력전원 정상시 상용전원은 정류부 및 충전기부의 반도체소자에 의해 교류전원을 직류전원으로 변환해 축전지에 부동충전을 시키는 동시에 인버터부로 공급되고, 인버터부는 직류전원을 교류전원으로 변환해 부하에 공급한다.

입력전원에 정전 또는 전압변동시 상용전원이 정상적으로 UPS의 입력측에 전달되지 않을 때, 즉 정전이나 순간정전, 입력 측의 과전압 혹은 저전압시 인버터부의 전원을 축전지 방전허용시간 동안 축전지로부터 공급을 받아 정밀부하에 무수단으로 안정된 전압과 주파수를 공급하게 된다.

입력전원이 복전 및 전압 안정시 상용전원이 정상적으로 UPS의 입력측에 정상적으로 전달되지 않고 있다가 정상적으로 입력 측에 전달될 때, 즉 복전이 되면 축전지로부터 전력은 중단되고 상용전원은 순화부에 공급돼 방전된 축전지를 재충전시킨다. 또 인버터부에 직류전원을 공급해 인버터로부터 안정된 전압과 주파수를 정밀하게 공급하게 한다.

■ 정지형 UPS
(1) 정지형 UPS의 기본적인 구성요소의 직류전원부는 순변환장치, 충전기, 직류스위치 및 축전지로, 역변환부는 승압초퍼(Chopper) 및 역변환장치로 각각 구성되며 또한 역변환장치의 고장시나 과부하시 등에 상용전원으로 백업하기 위한 교류스위치가 설치된다. 이 구성은 직류 스위치 방식의 구성으로 순변환장치는 다이오드 정류기로 되나 부동충전방식의 경우에는 직류전압제어기능을 구비한 순변환장치가 이용된다. 또 승압초퍼는 역변환 장치에 사용되는 반도체 디바이스의 전압 이용률을 높이기 위해 자주 사용되고 있다.

각 변환장치의 회로구성에는 여러 가지의 방식이 있다. 반도체 스위칭 디바이스의 진보와 더불어 개량·개발이 진전되고 특히 소용량의 장치에서는 고주파 스위칭화에 의한 소형화와 고성능화가 급속히 추진되고 이 기술에 개량을 가해 대용량의 장치로 넓혀가고 있다.
UPS 구성상 중요한 역할을 하는 UPS 스위치는 시스템 신뢰성을 높이기 위해 없어서는 안 되는 중요한 요소다.

스위칭 그 자체의 구성법에도 기계식에서부터 반도체식에 이르기까지 여러 종류가 있어 목적에 따라서 가장 적합하게 선택되며 변환장치의 고장시나 과부하시의 출력 신뢰성을 높이기 위해 여러 가지 사용방법이 제안돼 실용화되고 있다.

(2) 정지형 UPS의 동작원리
정지형 UPS는 상용전원의 순단(순전정전), 정전, 전압변동, 주파수 변동, 전압파형 일그러짐 등에 의한 컴퓨터 응용기기에 정전압·정주파의 교류전력을 안정되게 공급하기 위한 전원장치다.

건축물관리실무 Ⅴ.전기관리실무
건축물관리연구원장 임정달