KR101849901B1 - Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 3상 인터리브드 태양광 컨버터에 있어서, 태양광을 받아서 전기(電氣)에너지를 발생시키는 태양전지 셀(Cell)(100); 상기 태양전지 셀(Cell)(100)로부터 발생된 전압을 공급받아 전력을 변환시키는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33); 상기 제1 컨버터(31)는 상기 제1 컨버터(31)의 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)의 접점에 연결된 제1 인덕터(41); 상기 제2 컨버터(32)는 상기 제2 컨버터(32)의 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)의 접점에 연결된 제2 인덕터(42); 상기 제3 컨버터(33)는 상기 제3 컨버터(33)의 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)의 접점에 연결된 제3 인덕터(43); 상기 제1 인덕터(41), 제2 인덕터(42) 및 제3 인덕터(43)는 하나의 코어(Core)에 자기적인 결합(44)을 형성하며; 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53); 상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)와 기준 전류값(iref)을 비교하는 전류 제어부(220)의 제1 내지 제3 전류 비교기(221 내지 223); 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 출력전압(Vo)을 검출하는 제1,2 전압검출 저항(54,55); 상기 출력전압(Vo)과 기준 전압(Vref1)을 비교하여 제어전압(Vc)을 출력하는 전압 제어부(210); 상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제1 제어 비교기(241); 상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제3 제어 비교기(243); 상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제5 제어 비교기(245); 상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 상기 제1 컨버터(31) 기준 전류값(IrefA)과 비교하는 제2 제어 비교기(242); 상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 상기 제2 컨버터(32) 기준 전류값(IrefB)과 비교하는 제4 제어 비교기(244); 상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 상기 제3 컨버터(33) 기준 전류값(IrefC)과 비교하는 제6 제어 비교기(246); 상기 제1 제어 비교기(241)의 출력과 상기 제2 제어 비교기(242)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제1 컨버터(31)의 게이트 신호를 생성하는 제1 제어 OR 게이트(247); 상기 제3 제어 비교기(243)의 출력과 상기 제4 제어 비교기(244)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제2 컨버터(32)의 게이트 신호를 생성하는 제2 제어 OR 게이트(248); 상기 제5 제어 비교기(245)의 출력과 상기 제6 제어 비교기(246)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제3 컨버터(33)의 게이트 신호를 생성하는 제3 제어 OR 게이트(249)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터를 제안한다.A three-phase interleaved solar converter according to the present invention includes: a solar cell (100) for receiving solar light to generate electricity; First to third converters 31 to 33 that receive a voltage generated from the solar cell 100 and convert the power; The first converter 31 is composed of an upper switch 31-1 and a lower switch 31-2 of the first converter 31. The upper switch 31-1 and the lower switch 31-2 A first inductor 41 connected to a contact of the first inductor 41; The second converter 32 is composed of an upper switch 32-1 and a lower switch 32-2 of the second converter 32. The upper switch 32-1 and the lower switch 32-2 A second inductor 42 connected to a contact of the second inductor 42; The third converter 33 is composed of an upper switch 33-1 and a lower switch 33-2 of the third converter 33. The upper switch 33-1 and the lower switch 33-2 A third inductor 43 connected to a contact of the first inductor 43; The first inductor 41, the second inductor 42, and the third inductor 43 form a magnetic coupling 44 on one core; First to third current sensors 51 to 53 for detecting the first to third output currents io1 to io3 of the first to third converters 31 to 33; First to third current comparators 221 to 223 of a current controller 220 for comparing the first to third output currents io1 to io3 with a reference current value iref; First and second voltage detecting resistors (54, 55) for detecting an output voltage (Vo) of the three-phase interleaved solar converter; A voltage controller 210 for comparing the output voltage Vo with a reference voltage Vref1 and outputting a control voltage Vc; A first control comparator 241 for comparing an output of the first current comparator 221 with a control voltage Vc of the voltage controller 210; A third control comparator 243 for comparing the output of the second current comparator 222 with the control voltage Vc of the voltage controller 210; A fifth control comparator 245 for comparing the output of the third current comparator 223 with the control voltage Vc of the voltage controller 210; A second control comparator (242) for comparing the output of the first current comparator (221) with the reference current value (IrefA) of the first converter (31); A fourth control comparator 244 for comparing the output of the second current comparator 222 with the reference current value IrefB of the second converter 32; A sixth control comparator (246) for comparing the output of the third current comparator (223) with the reference current value (IrefC) of the third converter (33); A first control OR gate 247 for generating a gate signal of the first converter 31 by ORing the output of the first control comparator 241 and the output of the second control comparator 242; A second control OR gate 248 for generating a gate signal of the second converter 32 by ORing the output of the third control comparator 243 and the output of the fourth control comparator 244; And a third control OR gate 249 for generating a gate signal of the third converter 33 by ORing the output of the fifth control comparator 245 and the output of the sixth control comparator 246 Phase interleaved photovoltaic converter.
Description
전 세계적으로 또는 국가적으로 무공해(無公害)의 전력생산에 대한 요구가 증대되고 있으며, 원자력 및 화력 발전을 대체하는 방안으로 태양광 발전에 대한 관심이 증대되고 있다. 본 발명은 태양전지에서 생산된 전력을 저전압-대전류의 직류(DC) 부하(Load)에 전달하기 위한 태양광 전력변환 장치에 관한 것이며, 대전류 방식에서 직류(DC) 부하(Load)의 전압 리플을 저감시키며, 효율을 개선시키기 위하여 3상 인터리브드(Interleaved) 방식의 태양광 컨버터에 관한 것이다.There is a growing demand for pollution-free power generation globally or nationally, and there is growing interest in photovoltaic power generation as a substitute for nuclear power and thermal power generation. The present invention relates to a solar photovoltaic power conversion apparatus for transferring power generated in a solar cell to a low-voltage high-current direct current (DC) load, and a voltage ripple of a direct current (DC) And a three-phase interleaved solar light converter for improving efficiency.
최근 신재생 에너지에 대한 관심이 증대되며, 태양광 패널(Solar Panel)은 태양 빛을 전기적인 에너지로 변화시키는 기능을 수행하는 장치이다.In recent years, interest in renewable energy has increased, and a solar panel is a device that functions to convert sunlight into electrical energy.
도 1은 태양광 발전의 원리를 나타낸다. 태양광 패널(Solar Panel)이란 광전효과(光電效果)를 이용하여 태양 빛을 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자를 나타낸다. 상기 광전효과(光電效果)는 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 p-n 전합에 태양 빛을 받으면, 반도체 중에 전자(電子)와 정공(正孔)이 형성된다. 상기 전자는 전면전극으로 이동하며, 상기 정공은 후면전극으로 이동하게 된다. 이를 통하여 상기 전면전극과 상기 후면전극은 전압 차가 생성되며, 전기부하로 상기 전자 및 전공은 이동하게 된다. 일반적으로 전류의 흐름은 정공의 이동방향으로 규정되어 있기 때문에, 전기적으로 후면전극을 (+)전압이 발생하며, 전면전극을 (-)전압이 발생하게 된다.Fig. 1 shows the principle of solar power generation. A solar panel refers to a semiconductor device that converts sunlight into electrical energy using photoelectric effect. When the photovoltaic effect receives solar light on the contact surface of the metal and the semiconductor or the p-n junction of the semiconductor, electrons and holes are formed in the semiconductor. The electrons move to the front electrode, and the holes move to the rear electrode. Thereby, a voltage difference is generated between the front electrode and the rear electrode, and the electrons and the electrons move to the electric load. Generally, since the current flow is defined as the direction of the hole movement, the (+) voltage is generated electrically at the back electrode and the (-) voltage is generated at the front electrode.
태양전지 또는 직류전원으로부터 전력을 변환시키는 방식에 대하여 기존에 다양한 발명이 진행되었다.Various inventions have conventionally been conducted on a method of converting power from a solar cell or a DC power source.
관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1304777호, 공고일 2013. 09. 05.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 넓은 입력전압 제어범위를 갖는 직류-직류 컨버터를 공개하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 넓은 입력범위를 갖는 태양전지에서 발생된 전기에너지를 부하에 전달하기 위하여 인터리브드 플라이백 컨버터(Interleaved Flyback Converter)와 LLC 공진형 컨버터를 결합시켜 넓은 입력전압 범위에서 안정적인 출력 전압을 생성시키는 직류-직류 컨버터를 공개하였다.As a related prior art, a DC-DC converter having a wide input voltage control range has been disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1304777, Publication Date 2013. 09. 05 (hereinafter referred to as "
또 다른 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0003122호, 공개일 2018.01.09.(이하 [특허문헌2]이라함)에서는 인터리브드 LLC 공진형 컨버터 및 그 제어방법을 제안하였다. 상기 [특허문허2]에서는 풀브리지 회로로 구성된 LLC 공진형 컨버터가 N개 병렬로 운전하며, 전력을 부하에 공급하는 공진형 컨버터 및 그 제어방식에 대하여 공개하였다.As another prior art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0003122, Publication Date 2018.01.09 (hereinafter referred to as "Patent Document 2") proposes an interleaved LLC resonant converter and a control method thereof. [Patent Reference 2] discloses a resonant converter that operates in parallel with N LLC resonant converters constituted by a full bridge circuit and supplies power to a load, and a control method thereof.
하지만, 기존의 상기 [특허문헌1] 및 [특허문헌2]에서는 인터리브드 컨버터 방식을 제안하였지만, 태양전지에서 생성된 에너지를 저전압-대전류 방식에 최적화 되지 못하는 문제점이 있었다.However, in the above-described
본 발명에서는 태양전지에서 생산된 전력을 저전압-대전류의 직류(DC) 부하(Load)에 전달하기 위한 태양광 전력변환 장치를 제안하고자 한다. 저전압-대전류의 출력에 적합하기 위하여 3상 인터리브드 방식을 적용하였다. 더불어 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 안정적인 제어를 위하여 6개의 스위치로 구성되며, 단일 코어(Core)로 구성된 자기적인 결합(44)을 이용하여 안정적인 정류 공급을 수행하며, 새롭게 제안하는 평균전류 및 최대전류 가변제어 방식을 이용하여 태양전지에서 생산된 전력을 저전압-대전류의 직류(DC) 부하(Load)에 가장 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.The present invention proposes a solar power conversion apparatus for transferring power generated in a solar cell to a low-voltage-high current direct current (DC) load. The three-phase interleaved method is applied to meet the low-voltage-current output. In addition, it is composed of six switches for stable control of three-phase interleaved solar converters. It performs stable rectification supply by using a magnetic coupling (44) composed of a single core, and newly proposed average current and maximum The present invention provides a device capable of supplying power generated in a solar cell to a DC (DC) load of a low voltage, a large current, using the current variable control method most stably.
본 발명에서는 저전압-대전류 방식에 적합한 3상 인터리브드 태양광 컨버터를 위하여, 첫째, 6개의 스위치로 구성된 3상 인터리브드 회로를 제안하였다. 3상 인터리브드 회로는 3개의 전원장치가 교번(交番)으로 동작하여 전력을 공급하며, 출력전류 리플을 최대한 저감시키는 장점을 지니고 있으며, 둘째, 단일 코어(Core)로 구성된 자기적인 결합(44)을 이용하기 때문에 회로에서 사용되는 인덕터(Inductor)의 수를 최소로 저감시키며, 셋째, 평균전류 및 최대전류 가변제어 방식을 도입하여 가장 최적의 전류제어를 통하여 안정적인 전류제어가 가능한 저전압-대전류 방식에 적합한 3상 인터리브드 태양광 컨버터를 제공하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The present invention proposes a three-phase interleaved circuit composed of six switches for a three-phase interleaved solar converter suitable for a low-voltage-current system. The three-phase interleaved circuit has the advantage that the three power supplies operate alternately to supply power and reduce the output current ripple as much as possible. Second, the
본 발명에서는 제안하는 저전압-대전류 방식에 적합한 3상 인터리브드 태양광 컨버터를 통하여 첫째, 3상 인터리브드 회로는 3개의 전원장치가 교번(交番)으로 동작하여 전력을 공급하며, 출력전류 리플을 최대한 저감시키는 효과가 있으며, 둘째, 단일 코어(Core)로 구성된 자기적인 결합(44)을 이용하였기 때문에 코어(Core)의 수를 최소로 하는 효과가 있으며, 셋째, 평균전류 및 최대전류 가변제어 방식을 도입하여 가장 최적의 전류제어를 통하여 안정적인 전류제어가 가능하며, 넷째, 정밀한 전류 및 전압제어기의 도입을 통하여 수십[A] 내지 수백[A]의 대전류 출력에서도 안정적인 출력이 가능하며, 다섯째, 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 필요한 경우, 즉 중부하[Heavy Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 이상이 되는 부하]에서 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)에 전류가 평균적으로 제어가 수행되며, 전체적으로 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)에서 전류의 균형을 맞출 수 있으며, 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 요구되지 않는 경우, 즉 경부하[Light Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 미만이 되는 부하]에서는 최대전류 모드로 동작하는 상승된 효과가 있다.In the present invention, the three-phase interleaved circuit through the three-phase interleaved solar converter suitable for the low-voltage and high current method proposed in the present invention operates by alternating the three power supplies to supply power, Second, since the
도 1은 태양광 발전 원리
도 2는 3상 인터리브드 태양광 컨버터 개념도
도 3은 3상 인터리브드 태양광 컨버터 회로도
도 4는 3상 인터리브드 태양광 컨버터 세부 회로도
도 5는 단일 코어를 이용한 자기적인 결합
도 6은 제1 전압제어기 형태
도 7은 제2 전압제어기 형태
도 8은 제3 전압제어기 형태
도 9는 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 평균전류제어 방식
도 10은 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 최대전류제어 방식
도 11은 제안된 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 평균전류 및 최대전류 가변제어 방식Fig. 1 is a view showing a solar power generation principle
FIG. 2 is a conceptual diagram of a three-phase interleaved solar light converter
3 is a schematic diagram of a three-phase interleaved solar converter circuit
4 is a detailed circuit diagram of a three-phase interleaved solar converter
FIG. 5 is a cross-
Figure 6 shows a first voltage controller type
Figure 7 shows a second voltage controller type
Figure 8 shows a third voltage controller type
9 is a graph showing the average current control method of a three-phase interleaved solar converter
Fig. 10 is a graph showing the maximum current control method of a three-phase interleaved solar converter
11 is a graph showing the average current and maximum current variable control method of the proposed three-phase interleaved solar converter
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에서 3상 인터리브드 태양광 컨버터 개념도를 나타낸다.
상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터 개념도(도 3)에서는 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)이 위치되어 있으며, 상기 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)은 제1 내지 제5 태양전지 셀(Cell)(11 내지 15)이 모두 병렬로 연결되어 있으며, 상기 제1 내지 제5 태양전지 셀(Cell)(11 내지 15)의 (+) 단자에서는 제1 내지 제5 역전압 방지 다이오드(21 내지 25)가 배치되어 있다.
상기 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)의 출력은 입력 커패시터(27)에 의해서 평활되며, 인터리브드(Interleaved) 방식으로 제어되는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)를 통하여 직류(DC) 부하(59)에 전력을 전달한다. 주 제어부(70)는 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 출력전류를 각각 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 전류 정보를 검출받으며, 상기 출력전압 검출부(58)로부터 출력 전압 정보를 검출받아서 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 스위치(S1,S2,S3)를 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 3은 3상 인터리브드 태양광 컨버터 회로도를 나타낸다.
상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터 회로도(도 3)에서는 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)이 위치되어 있으며, 상기 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)은 제1 내지 제5 태양전지 셀(Cell)(11 내지 15)이 모두 병렬로 연결되어 있으며, 상기 제1 내지 제5 태양전지 셀(Cell)(11 내지 15)의 (+) 단자에서는 제1 내지 제5 역전압 방지 다이오드(21 내지 25)가 배치되어 있다.
상기 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)의 출력은 입력 커패시터(27)에 의해서 평활되며, 인터리브드(Interleaved) 방식으로 제어되는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)를 통하여 직류(DC) 부하(59)에 전력을 전달한다. 주 제어부(70)는 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 출력전류를 각각 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 전류 정보를 검출받아서 주 제어부(70)의 전류 검출부(72)로 입력된다. 또한 상기 주 제어부(70)는 출력전압 검출부(58)로부터 출력 전압 정보를 검출받아서 제1,2 제어이득(Z1,Z2)(60,61)의 증폭을 통하고, 주 제어부(70)의 전압 검출부(73)로 입력된다.
상기 주 제어부(70)는 3상 인터리브드 태양광 컨버터 제어기(도 3)를 통하여 주 스위치 구동부(71)에서 3상 인터리브드 전력변환 회로부(300)의 각 스위치를 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.
무엇보다 본 발명에서는 인덕터(코어)의 수를 최소화 하며, 출력 전류리플을 저감시키기 위하여 제1 내지 제3 인덕터(41 내지 43)는 하나의 코어에 자기적인 결합(44)을 하는 것을 기술적 특징으로 한다. 단일 코어(Core)로 구성된 자기적인 결합(44)을 이용하였기 때문에 코어(Core)의 수를 최소로 하는 상승된 효과가 있다.
도 4는 3상 인터리브드 태양광 컨버터 세부 회로도를 나타낸다.
상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터 회로도(도 4)에서는 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)이 위치되어 있으며, 상기 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)은 제1 내지 제5 태양전지 셀(Cell)(11 내지 15)이 모두 병렬로 연결되어 있으며, 상기 제1 내지 제5 태양전지 셀(Cell)(11 내지 15)의 (+) 단자에서는 제1 내지 제5 역전압 방지 다이오드(21 내지 25)가 배치되어 있다.
상기 병렬로 연결된 태양전지 셀(Cell)(100)의 출력은 입력 커패시터(27)에 의해서 평활되며, 인터리브드(Interleaved) 방식으로 제어되는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)를 통하여 직류(DC) 부하(59)에 전력을 전달한다. 주 제어부(70)는 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 출력전류를 각각 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 전류 정보를 검출받아서 주 제어부(70)의 전류 검출부(72)로 입력된다. 또한 상기 주 제어부(70)는 출력전압 검출부(58)로부터 출력 전압 정보를 검출받아서 제1,2 제어이득(Z1,Z2)(60,61)의 증폭을 통하고, 주 제어부(70)의 전압 검출부(73)로 입력된다.
상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터 세부 회로도(도 4)에서 상기 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 출력인 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출정보는 전류 검출부(72)를 통하여 전류 제어부(220)을 통하여 기준 전류값(iref)과 비교된다. 상기 전류 제어부(220)에서 상기 제1 전류 비교기(221)는 제1 출력전류(io1)와 기준 전류값(iref)을 비교하며, 상기 제2 전류 비교기(222)는 제2 출력전류(io2)와 기준 전류값(iref)을 비교하며, 제3 전류 비교기(223)는 제3 출력전류(io1)와 기준 전류값(iref)을 비교한다.
또한, 출력전압(Vo)를 제1,2 전압검출 저항(54,55)를 통하여 검출된 전압은 제1,2 제어이득(Z1,Z2)(60,61)의 증폭을 통하고, 주 제어부(70)의 전압 검출부(73)로 입력된다. 전압 제어부(210)는 출력제어를 위한 기준 전압(Vref1)과 비교하여 제1,2 제어이득(Z1,Z2)(60,61)의 증폭을 통하여 제어전압(Vc)을 출력된다.
게이트 신호 생성부(240)는 상기 전압 제어부(210)에서 출력된 제어전압(Vc) 및 제1 내지 제3 전류 비교기(221 내지 223)의 출력이 입력된다. 상기 게이트 신호 생성부(240)의 제1, 제3, 제5 제어 비교기는 전압 제어부(210)에서 출력된 제어전압(Vc)과 제1 내지 제3 전류 비교기(221 내지 223)의 출력과 비교한다.
또한, 제2 제어 비교기는 제1 전류 비교기(221)의 출력과 제1 컨버터 기준 전류값(IrefA)을 비교하며, 상기 제4 제어 비교기는 제2 전류 비교기(222)의 출력과 제2 컨버터 기준 전류값(IrefB)을 비교하며, 상기 제6 제어 비교기는 제3 전류 비교기(223)의 출력과 제3 컨버터 기준 전류값(IrefC)을 비교한다.
또한, 제1 제어 OR 게이트(247)는 제1 제어 비교기(241)의 출력과 제2 제어 비교기(242)의 출력을 OR 조건으로 출력하며, 제2 제어 OR 게이트(248)는 제3 제어 비교기(243)의 출력과 제4 제어 비교기(244)의 출력을 OR 조건으로 출력하며, 제3 제어 OR 게이트(249)는 제5 제어 비교기(245)의 출력과 제6 제어 비교기(246)의 출력을 OR 조건으로 출력함을 통하여 게이트 신호를 생성하게 됨을 기술적 특징으로 한다.
제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 각 스위치 제어를 위하여 상기 게이트 신호 생성부(240)의 상기 제1 내지 제3 제어 OR 게이트(247 내지 249)의 출력은 RS 플립플롭(260)에서 제1 RS 플립플롭(261)은 제1 OR 게이트(247)의 출력과 제1 발진기 펄스(PH1)가 입력되어 상기 제1 RS 플립플롭(261)에서 게이트 신호가 출력되며, 제2 RS 플립플롭(262)은 제2 OR 게이트(248)의 출력과 제2 발진기 펄스(PH2)가 입력되어 상기 제2 RS 플립플롭(261)에서 게이트 신호가 출력되며, 제3 RS 플립플롭(263)은 제3 OR 게이트(249)의 출력과 제3 발진기 펄스(PH3)가 입력되어 상기 제3 RS 플립플롭(263)에서 게이트 신호가 출력된다. 또한, 상기 게이트 신호들은 게이트 구동부(270)를 통하여 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 각 스위치를 구동하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 과전압 및 과전류 보호부(230)에서는 과전압 및 과전류 보호 비교기(231)을 통하여 출력전압 또는 출력전류가 과전압 및 과전류 제어를 위한 기준 전압(Vref2) 이상인 경우 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 모든 스위치 오프(off)시키는 FAULT 신호를 생성시키므로 상기 저전압-대전류 방식에 적합한 3상 인터리브드 태양광 컨버터를 보호하는 상승된 효과가 있다.
도 5는 단일 코어를 이용한 자기적인 결합을 나타낸다.
단일 코어를 이용한 자기적인 결합(도 5)에서는 각각의 코어 레그(Lag)에 권선을 감으며, 제1 내지 제3 인덕터(41 내지 43)가 자기적인 결합(44)를 형성시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 6 내지 도 8은 제1 내지 제3 전압제어기 형태를 나타낸다.
상기 제1 전압제어기(도 6)는 제1 제어이득(Z1)(60)은 제1 제어저항(R1)으로 구성되며, 제2 제어이득(Z2)(61)은 제11 제어저항(R11) 및 제11 제어 커패시터(C11)가 직렬로 연결되며 상기 제11 제어저항(R11) 및 제11 제어 커패시터(C11)와 병렬로 제12 제어 커패시터(C12)가 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 전압제어기(도 7)는 제1 제어이득(Z1)(60)은 제1 제어저항(R1) 및 제1 커패시터(C1)가 병렬로 연결되며, 상기 제1 제어저항(R1) 및 제1 커패시터(C1)와 직렬로 제2 제어저항(R2)로 구성되며, 제2 제어이득(Z2)(61)은 제11 제어저항(R11)과 제11 제어 커패시터(C11)가 직렬로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제3 전압제어기(도 8)는 제1 제어이득(Z1)(60)은 제1 제어저항(R1)과 병렬로 제2 제어저항(R2) 및 제1 커패시터(C1)로 구성되며, 제2 제어이득(Z2)(61)은 제11 제어저항(R11)과 제11 제어 커패시터(C11)가 직렬로 연결되며, 상기 제11 제어저항(R11)과 제11 제어 커패시터(C11)와 병렬로 제12 제어 커패시터(C12)가 배치되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 9는 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 평균전류제어 방식을 나타낸다.
제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 출력전류를 각각 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하고, 공유함을 통하여 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)을 형성하게 된다.
3상 인터리브드 태양광 컨버터(200)의 출력은 전류센서(50)로부터 특정(特定) 컨버터의 병렬운전 전류 모니터부(303)를 통하여 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)을 출력하며, 상기 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)과 상기 병렬운전 전류 모니터부(303) 사이에 병렬운전 저항(304)를 배치하고, 상기 병렬운전 저항(304)의 양단저항의 전압을 병렬운전 전류 비교부(306)를 센싱함을 통하여 그 오차를 검출하게 된다. 상기 병렬운전 전류 비교부(306)는 상기 공유버스 전압(Vbus)과 상기 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)의 오차를 검출하여 저감하는 방식이기 때문에 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 평균전류제어 방식이라고 한다.
또한 병렬운전 덧셈부(301)에서 상기 병렬운전 전류 비교부(306)와 병렬운전 기준전압(Vref3)의 오차를 출력하며, 병렬운전 전압 비교부(302)를 통하여 최종적으로 3상 인터리브드 태양광 컨버터(200)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
도 10은 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 최대전류제어 방식을 나타낸다.
제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 출력전류를 각각 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하고, 공유함을 통하여 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)을 형성하게 된다.
3상 인터리브드 태양광 컨버터(200)의 출력은 전류센서(50)로부터 특정(特定) 컨버터의 병렬운전 전류 모니터부(303)를 통하여 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)을 출력하며, 상기 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)과 병렬운전 전류 모니터부(303) 사이에 병렬운전 다이오드(305)를 배치하고, 상기 병렬운전 다이오드(305)의 전압을 병렬운전 전류 비교부(306)를 센싱함을 통하여 그 오차를 검출하게 된다. 상기 병렬운전 전류 비교부(306)는 상기 공유버스 전압(Vbus)과 상기 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)의 최대 오차를 항상 검출하여 저감하는 방식이며, 최대 전류 기준으로 제어되기 때문에 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 최대전류제어 방식이라고 한다.
또한 병렬운전 덧셈부(301)에서 상기 병렬운전 전류 비교부(306)와 병렬운전 기준전압(Vref3)의 오차를 출력하며, 병렬운전 전압 비교부(302)를 통하여 최종적으로 3상 인터리브드 태양광 컨버터(200)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
도 11은 제안된 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 평균전류 및 최대전류 가변제어 방식을 나타낸다.
제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 출력전류를 각각 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하고, 공유함을 통하여 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)을 형성하게 된다.
3상 인터리브드 태양광 컨버터(200)의 출력은 전류센서(50)로부터 특정(特定) 컨버터의 병렬운전 전류 모니터부(303)를 통하여 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)을 출력하며, 상기 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)과 상기 병렬운전 전류 모니터부(303) 사이에 병렬운전 다이오드(305)를 배치하고, 상기 병렬운전 다이오드(305)와 병렬운전 저항(304) 및 N형 트랜지스터(311)의 직렬회로가 병렬로 연결되어 있다.
무엇보다 제안된 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 평균전류 및 최대전류 가변제어 방식(도 11)은 공유버스 전압(Vbus)을 제1,2 병렬운전 피드백 저항(314,315)에 의해서 검출하며, 레귤레이터(312)에 기준전압(Reference Voltage)에 입력된다. 상기 레귤레이터(312)는 TL431의 소자가 사용되며 2.5[V]의 기준전압에서 동작하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 레귤레이터(312)의 애노드(Anode)는 제어부 전원(Vcc)에 입력되며, 공유버스 전압(Vbus)이 기준전압 이상이면, 상기 레귤레이터(312)는 애노드(Anode)에서 캐소드(Cathode)로 도통하게 되며, 레귤레이터 연결저항(313)에 전압이 인가되며, N형 트랜지스터(311)이 도통(on)하게 되므로 상기 병렬운전 저항(304)가 도통하고 평균전류 모드로 동작하게 된다.
따라서 상기 공유버스 전압(Vbus)이 기준전압(Reference Voltage) 이하이면, 최대전류 모드로 동작하고, 상기 공유버스 전압(Vbus)이 기준전압(Reference Voltage) 이상이면, 평균전류 모드로 동작하는 것을 기술적 특징으로 한다.
즉, 경부하[Light Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 미만이 되는 부하]에서는 최대전류 모드로 동작하고, 중부하[Heavy Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 이상이 되는 부하]에서는 평균전류 모드로 동작하는 것을 기술적 특징으로 하며, 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 필요한 경우, 즉 중부하[Heavy Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 이상이 되는 부하]에서 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)에 전류가 평균적으로 제어가 수행되며, 전체적으로 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)에서 전류의 균형을 맞출 수 있으며, 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 요구되지 않는 경우, 즉 경부하[Light Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 미만이 되는 부하]에서는 최대전류 모드로 동작하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 병렬운전 다이오드(305) 또는 병렬운전 저항(304)의 전압을 병렬운전 전류 비교부(306)를 센싱함을 통하여 그 오차를 검출하게 된다. 상기 병렬운전 전류 비교부(306)는 상기 공유버스 전압(Vbus)과 상기 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)의 최대 오차 또는 평균 오차를 항상 검출하여 저감하는 방식이며, 최대 전류 기준 또는 평균 전류 기준으로 제어되기 때문에 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 평균전류 및 최대전류 가변제어 방식이라고 한다.
또한 병렬운전 덧셈부(301)에서 상기 병렬운전 전류 비교부(306)와 병렬운전 기준전압(Vref3)의 오차를 출력하며, 병렬운전 전압 비교부(302)를 통하여 최종적으로 3상 인터리브드 태양광 컨버터(200)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이를 통하여 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 필요한 경우, 즉 중부하(Heavy Load)에서 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)에 전류가 평균적으로 제어가 수행되며, 전체적으로 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)에서 전류의 균형을 맞출 수 있으며, 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 요구되지 않는 경우, 즉 경부하(Light Load)에서는 최대전류 모드로 동작하는 상승된 효과가 발생한다.
따라서 본 발명에서는 3상 인터리브드 태양광 컨버터에 있어서, 태양광을 받아서 전기(電氣)에너지를 발생시키는 태양전지 셀(Cell)(100); 상기 태양전지 셀(Cell)(100)로부터 발생된 전압을 공급받아 전력을 변환시키는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33); 상기 제1 컨버터(31)는 상기 제1 컨버터(31)의 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)의 접점에 연결된 제1 인덕터(41); 상기 제2 컨버터(32)는 상기 제2 컨버터(32)의 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)의 접점에 연결된 제2 인덕터(42); 상기 제3 컨버터(33)는 상기 제3 컨버터(33)의 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)의 접점에 연결된 제3 인덕터(43); 상기 제1 인덕터(41), 제2 인덕터(42) 및 제3 인덕터(43)는 하나의 코어(Core)에 자기적인 결합(44)을 형성하며; 상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53); 상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)와 기준 전류값(iref)을 비교하는 전류 제어부(220)의 제1 내지 제3 전류 비교기(221 내지 223); 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 출력전압(Vo)을 검출하는 제1,2 전압검출 저항(54,55); 상기 출력전압(Vo)과 기준 전압(Vref1)을 비교하여 제어전압(Vc)을 출력하는 전압 제어부(210); 상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제1 제어 비교기(241); 상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제3 제어 비교기(243); 상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제5 제어 비교기(245); 상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 상기 제1 컨버터(31) 기준 전류값(IrefA)과 비교하는 제2 제어 비교기(242); 상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 상기 제2 컨버터(32) 기준 전류값(IrefB)과 비교하는 제4 제어 비교기(244); 상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 상기 제3 컨버터(33) 기준 전류값(IrefC)과 비교하는 제6 제어 비교기(246); 상기 제1 제어 비교기(241)의 출력과 상기 제2 제어 비교기(242)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제1 컨버터(31)의 게이트 신호를 생성하는 제1 제어 OR 게이트(247); 상기 제3 제어 비교기(243)의 출력과 상기 제4 제어 비교기(244)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제2 컨버터(32)의 게이트 신호를 생성하는 제2 제어 OR 게이트(248); 상기 제5 제어 비교기(245)의 출력과 상기 제6 제어 비교기(246)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제3 컨버터(33)의 게이트 신호를 생성하는 제3 제어 OR 게이트(249)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터를 제안하고자 한다.
상기 제1 전류 비교기(221)의 출력, 상기 제2 전류 비교기(222)의 출력 및 상기 제3 전류 비교기(223)의 출력을 더하는 전류 덧셈기(225); 상기 전류 덧셈기(225)의 출력과 과전압 및 과전류 제어를 위한 기준 전압(Vref2)을 비교하여 과전류(Over Current)발생 시 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 모든 스위치를 오프(FAULT)시키는 신호를 발생시키는 과전압 및 과전류 보호 비교기(231)를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 상기 출력전압(Vo)과 과전압 및 과전류 제어를 위한 기준 전압(Vref2)을 비교하여 과전압(Over Voltage) 발생 시 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 모든 스위치를 오프(FAULT)시키는 신호를 발생시키는 과전압 및 과전류 보호 비교기(231)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
게이트 신호 생성부(240)의 상기 제1 내지 제3 제어 OR 게이트(247 내지 249)의 출력과 제1 내지 제3 발진기 펄스(PH1 내지 PH3)가 입력되어 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 스위치를 온(on) 또는 오프(off)시키는 게이트 호를 생성시키는 RS 플립플롭(260)을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 공유하는 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307);상기 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53) 중에서 특정(特定) 전류센서를 통하여 특정(特定) 컨버터의 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)을 출력하는 병렬운전 전류 모니터부(303); 상기 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)과 상기 병렬운전 전류 모니터부(303) 사이에 위치한 병렬운전 다이오드(305); 상기 병렬운전 다이오드(305)와 병렬로 배치된 병렬운전 저항(304) 및 N형 트랜지스터(311)를 포함하는 병렬운전 제어기를 사용함으로 인하여 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 필요한 중부하[Heavy Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 이상이 되는 부하]에서 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)에 전류가 평균적으로 제어가 수행되며, 직류(DC) 부하(59)에 전류가 많이 요구되지 않는 경부하[Light Load: 출력전류가 정격(政格) 전류의 50% 미만이 되는 부하]에서는 최대전류 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터를 제안하고자 한다.
본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 저전압-대전류 방식에 적합한 3상 인터리브드 태양광 컨버터에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
2 is a conceptual diagram of a three-phase interleaved solar light converter according to the present invention.
In the conceptual diagram of the three-phase interleaved solar light converter (FIG. 3), a
The output of the
3 shows a circuit diagram of a three-phase interleaved solar converter.
In the circuit diagram of the three-phase interleaved solar converter (FIG. 3), a
The output of the
The
In the present invention, in order to minimize the number of inductors (cores) and reduce the output current ripple, the first to
4 shows a detailed circuit diagram of a three-phase interleaved solar converter.
In the circuit diagram of the three-phase interleaved solar converter (FIG. 4), a
The output of the
In the detailed circuit diagram (FIG. 4) of the three-phase interleaved solar converter, first to third currents from the first to third
The voltage detected through the first and second
The
The second control comparator compares the output of the first
The first control OR
The outputs of the first to third control OR
In the overvoltage and
Figure 5 shows magnetic coupling using a single core.
In a magnetic coupling using a single core (FIG. 5), winding is wound around each core leg and the first to
6 to 8 show the first to third voltage controller types.
6, the first
The first control resistor R1 and the first capacitor C1 are connected in parallel and the first control resistor R1 and the second control resistor R1 are connected in parallel, And the second
8) includes a second control resistor R2 and a first capacitor C1 in parallel with the first control resistor R1, and the first control resistor Z1 (60) The second
9 shows an average current control method of a three-phase interleaved solar converter.
The first to
The output of the three-phase interleaved
In addition, the
10 shows a maximum current control method of a three-phase interleaved solar converter.
The first to
The output of the three-phase interleaved
In addition, the
11 shows an average current and maximum current variable control scheme of the proposed three-phase interleaved solar converter.
The first to
The output of the three-phase interleaved
11 shows that the shared bus voltage Vbus is detected by the first and second parallel
The anode of the
Therefore, if the shared bus voltage Vbus is less than or equal to the reference voltage, it operates in the maximum current mode. If the shared bus voltage Vbus is equal to or greater than the reference voltage, .
That is, in light load (load where the output current is less than 50% of the rated current), it operates in the maximum current mode, and heavy load [output load] is 50 (DC) load 59 requires a large amount of current, that is, when a heavy load (load current) is applied to a rated current The currents are controlled on average from the first to
The voltage of the
In addition, the
If a large amount of current is required in the DC (DC)
Accordingly, in the present invention, a three-phase interleaved solar converter includes: a solar cell (100) that receives solar light to generate electricity; First to
A current adder (225) for adding the output of the first current comparator (221), the output of the second current comparator (222) and the output of the third current comparator (223); The output of the
The output voltage Vo is compared with a reference voltage Vref2 for overvoltage and overcurrent control to generate a signal to turn off all the switches of the three-phase interleaved solar converter when an overvoltage occurs And an overcurrent protection comparator (231).
The output of the first to third control OR
A shared
The present invention can be applied to a three-phase interleaved solar photoconductor suitable for a low-voltage-high current system by various modifications by a person skilled in the art, As a result of this.
11 : 제1 태양전지 셀(Cell)
12 : 제2 태양전지 셀(Cell)
13 : 제3 태양전지 셀(Cell)
14 : 제4 태양전지 셀(Cell)
15 : 제5 태양전지 셀(Cell)
21 : 제1 역전압 방지 다이오드
22 : 제2 역전압 방지 다이오드
23 : 제3 역전압 방지 다이오드
24 : 제4 역전압 방지 다이오드
25 : 제5 역전압 방지 다이오드
27 : 입력 커패시터
31 : 제1 컨버터
31-1 : 제1 컨버터의 상부 스위치
31-2 : 제1 컨버터의 하부 스위치
32 : 제2 컨버터
32-1 : 제2 컨버터의 상부 스위치
32-2 : 제2 컨버터의 하부 스위치
33 : 제3 컨버터
33-1 : 제3 컨버터의 상부 스위치
33-2 : 제3 컨버터의 하부 스위치
41 : 제1 인덕터
42 : 제2 인덕터
43 : 제3 인덕터
44 : 자기적인 결합
50 : 전류센서
51 : 제1 전류센서
52 : 제2 전류센서
53 : 제3 전류센서
54 : 제1 전압검출 저항
55 : 제2 전압검출 저항
57 : 출력 커패시터
58 : 출력전압 검출부
59 : 직류(DC) 부하
60 : 제1 제어이득(Z1)
61 : 제2 제어이득(Z2)
70 : 주 제어부
71 : 주 스위치 구동부
72 : 전류 검출부
73 : 전압 검출부
100 : 태양전지 셀(Cell)
200 : 3상 인터리브드 태양광 컨버터
201 : 제1 제어부 저항
202 : 제1 제어부 커패시터
203 : 제2 커패시터
204 : 제2 저항
205 : 제3 커패시터
206 : 제3 저항
207 : 제4 저항
208 : 제5 저항
209 : 제4 커패시터
210 : 전압 제어부
211 : 전압 비교기
220 : 전류 제어부
221 : 제1 전류 비교기
222 : 제2 전류 비교기
223 : 제3 전류 비교기
225 : 전류 덧셈기
230 : 과전압 및 과전류 보호부
231 : 과전압 및 과전류 보호 비교기
232 : 3.3[V] 기준전압 생성부
233 : 제1 과전압 보호부 저항
234 : 제2 과전압 보호부 저항
240 : 게이트 신호 생성부
241 : 제1 제어 비교기
242 : 제2 제어 비교기
243 : 제3 제어 비교기
244 : 제4 제어 비교기
245 : 제5 제어 비교기
246 : 제6 제어 비교기
247 : 제1 제어 OR 게이트
248 : 제2 제어 OR 게이트
249 : 제3 제어 OR 게이트
260 : RS 플립플롭
261 : 제1 RS 플립플롭
262 : 제2 RS 플립플롭
263 : 제3 RS 플립플롭
270 : 게이트 구동부
271 : 제1 컨버터의 게이트 구동부
271-1 : 제1 컨버터의 상부 게이트 버퍼(Buffer)
271-2 : 제1 컨버터의 하부 게이트 Not 게이트
272 : 제2 컨버터의 게이트 구동부
272-1 : 제2 컨버터의 상부 게이트 버퍼(Buffer)
272-2 : 제2 컨버터의 하부 게이트 Not 게이트
273 : 제3 컨버터의 게이트 구동부
273-1 : 제3 컨버터의 상부 게이트 버퍼(Buffer)
273-2 : 제3 컨버터의 하부 게이트 Not 게이트
280 : 발진부
282 : 발진기 저항
300 : 3상 인터리브드 전력변환 회로부
301 : 병렬운전 덧셈부
302 : 병렬운전 전압 비교부
303 : 병렬운전 전류 모니터부
304 : 병렬운전 저항
305 : 병렬운전 다이오드
306 : 병렬운전 전류 비교부
307 : 공유전압 버스 라인(Share Bus)
311 : N형 트랜지스터
312 : 레귤레이터
313 : 레귤레이터 연결저항
314 : 제1 병렬운전 피드백 저항
315 : 제2 병렬운전 피드백 저항
A : 제1 컨버터의 상부 및 하부 스위치의 접점
B : 제2 컨버터의 상부 및 하부 스위치의 접점
C : 제3 컨버터의 상부 및 하부 스위치의 접점
C1 : 제1 제어 커패시터
C11 : 제11 제어 커패시터
C12 : 제12 제어 커패시터
FAULT : 스위치 오프(off)
io1 : 제1 출력전류
io2 : 제2 출력전류
io3 : 제3 출력전류
Iref : 기준 전류값
OSC : 오실레이터(발진기)
PH1 : 제1 발진기 펄스
PH2 : 제2 발진기 펄스
PH3 : 제3 발진기 펄스
R1 : 제1 제어저항
R2 : 제2 제어저항
R11 : 제11 제어저항
S1 : 제1 컨버터의 주 스위치(상부 및 하부스위치)
S2 : 제2 컨버터의 주 스위치(상부 및 하부스위치)
S3 : 제3 컨버터의 주 스위치(상부 및 하부스위치)
T : 직류(DC) 부하의 (+) 단자
Vc : 제어전압
Vcc : 제어부 전원
Vc1 : 제1 병렬운전 제어전압
Vc2 : 제2 병렬운전 제어전압
Vref1 ; 출력제어를 위한 기준 전압
Vref2 : 과전압 및 과전류 제어를 위한 기준 전압
Vref3 : 병렬운전 기준전압
IrefA : 제1 컨버터 기준 전류값
IrefB : 제2 컨버터 기준 전류값
IrefC : 제3 컨버터 기준 전류값
Z1 : 제1 제어이득
Z2 : 제2 제어이득11: First solar cell (Cell)
12: Second solar cell (Cell)
13: Third Solar Cell (Cell)
14: Fourth solar cell (Cell)
15: fifth solar cell (Cell)
21: first reverse voltage prevention diode
22: a second reverse voltage prevention diode
23: a third reverse voltage prevention diode
24: fourth reverse-blocking diode
25: fifth reverse-blocking diode
27: Input capacitor
31: First converter
31-1: upper switch of the first converter
31-2: Lower switch of the first converter
32: second converter
32-1: upper switch of the second converter
32-2: Lower switch of the second converter
33: Third converter
33-1: upper switch of the third converter
33-2: Lower switch of the third converter
41: first inductor
42: Second inductor
43: third inductor
44: magnetic coupling
50: Current sensor
51: first current sensor
52: second current sensor
53: third current sensor
54: first voltage detecting resistor
55: second voltage detecting resistor
57: Output capacitor
58: Output voltage detector
59: DC (DC) load
60: first control gain (Z1)
61: second control gain (Z2)
70:
71: Main switch driving part
72: current detector
73: Voltage detector
100: Solar cell (Cell)
200: Three-phase interleaved solar converter
201: first control unit resistance
202: first control capacitor
203: second capacitor
204: second resistance
205: third capacitor
206: Third resistance
207: fourth resistor
208: fifth resistor
209: fourth capacitor
210:
211: Voltage comparator
220:
221: first current comparator
222: second current comparator
223: a third current comparator
225: current adder
230: Overvoltage and overcurrent protection
231: Overvoltage and Overcurrent Protection Comparator
232: 3.3 [V] reference voltage generator
233: Resistance of the first overvoltage protector
234: Second Overvoltage Protection Resistance
240: Gate signal generator
241: first control comparator
242: second control comparator
243: third control comparator
244: fourth control comparator
245: fifth control comparator
246: sixth control comparator
247: first control OR gate
248: second control OR gate
249: third control OR gate
260: RS flip-flop
261: first RS flip-flop
262: second RS flip-flop
263: third RS flip-flop
270: Gate driver
271: Gate driver of the first converter
271-1: Upper gate buffer of the first converter
271-2: the lower gate of the first converter, Not gate
272: Gate driver of the second converter
272-1: Upper gate buffer of the second converter
272-2: the lower gate of the second converter, Not gate
273: Gate driver of the third converter
273-1: Upper gate buffer of the third converter
273-2: Lower gate of third converter Not gate
280:
282: Oscillator Resistance
300: Three-phase interleaved power conversion circuit section
301: Parallel operation adder
302: Parallel operation voltage comparing unit
303: Parallel operation current monitor section
304: Parallel operation resistance
305: Parallel operation diode
306: Parallel operation current comparator
307: Shared Voltage Bus Line (Share Bus)
311: N-type transistor
312: Regulator
313: Regulator connection resistance
314: 1st parallel operation feedback resistance
315: 2nd parallel operation feedback resistance
A: Contact points of the upper and lower switches of the first converter
B: contacts of the upper and lower switches of the second converter
C: contacts of the upper and lower switches of the third converter
C1: first control capacitor
C11: Eleventh control capacitor
C12: Twelfth control capacitor
FAULT: switch off (off)
io1: 1st output current
io2: Second output current
io3: Third output current
Iref: reference current value
OSC: Oscillator (Oscillator)
PH1: first oscillator pulse
PH2: second oscillator pulse
PH3: third oscillator pulse
R1: first control resistance
R2: second control resistance
R11: eleventh control resistance
S1: Main switch of the first converter (upper and lower switches)
S2: the main switch of the second converter (upper and lower switches)
S3: Main switch of the third converter (upper and lower switches)
T: (+) terminal of DC (DC) load
Vc: Control voltage
Vcc: Control power
Vc1: First parallel operation control voltage
Vc2: second parallel operation control voltage
Vref1; Reference voltage for output control
Vref2: Reference voltage for overvoltage and overcurrent control
Vref3: Parallel operation reference voltage
IrefA: first converter reference current value
IrefB: second converter reference current value
IrefC: third converter reference current value
Z1: first control gain
Z2: second control gain
Claims (12)
태양광을 받아서 전기(電氣)에너지를 발생시키는 태양전지 셀(Cell)(100);
상기 태양전지 셀(Cell)(100)로부터 발생된 전압을 공급받아 전력을 변환시키는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33);
상기 제1 컨버터(31)는 상기 제1 컨버터(31)의 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)의 접점에 연결된 제1 인덕터(41);
상기 제2 컨버터(32)는 상기 제2 컨버터(32)의 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)의 접점에 연결된 제2 인덕터(42);
상기 제3 컨버터(33)는 상기 제3 컨버터(33)의 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)의 접점에 연결된 제3 인덕터(43);
상기 제1 인덕터(41), 제2 인덕터(42) 및 제3 인덕터(43)는 하나의 코어(Core)에 자기적인 결합(44)을 형성하며;
상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53);
상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)와 기준 전류값(iref)을 비교하는 전류 제어부(220)의 제1 내지 제3 전류 비교기(221 내지 223);
상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 출력전압(Vo)을 검출하는 제1,2 전압검출 저항(54,55);
상기 출력전압(Vo)과 기준 전압(Vref1)을 비교하여 제어전압(Vc)을 출력하는 전압 제어부(210);
상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제1 제어 비교기(241);
상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제3 제어 비교기(243);
상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제5 제어 비교기(245);
상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 상기 제1 컨버터(31) 기준 전류값(IrefA)과 비교하는 제2 제어 비교기(242);
상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 상기 제2 컨버터(32) 기준 전류값(IrefB)과 비교하는 제4 제어 비교기(244);
상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 상기 제3 컨버터(33) 기준 전류값(IrefC)과 비교하는 제6 제어 비교기(246);
상기 제1 제어 비교기(241)의 출력과 상기 제2 제어 비교기(242)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제1 컨버터(31)의 게이트 신호를 생성하는 제1 제어 OR 게이트(247);
상기 제3 제어 비교기(243)의 출력과 상기 제4 제어 비교기(244)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제2 컨버터(32)의 게이트 신호를 생성하는 제2 제어 OR 게이트(248);
상기 제5 제어 비교기(245)의 출력과 상기 제6 제어 비교기(246)의 출력을 OR 연산함을 통하여 상기 제3 컨버터(33)의 게이트 신호를 생성하는 제3 제어 OR 게이트(249)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터A three-phase interleaved solar converter comprising:
A solar cell 100 that receives solar light to generate electricity;
First to third converters 31 to 33 that receive a voltage generated from the solar cell 100 and convert the power;
The first converter 31 is composed of an upper switch 31-1 and a lower switch 31-2 of the first converter 31. The upper switch 31-1 and the lower switch 31-2 A first inductor 41 connected to a contact of the first inductor 41;
The second converter 32 is composed of an upper switch 32-1 and a lower switch 32-2 of the second converter 32. The upper switch 32-1 and the lower switch 32-2 A second inductor 42 connected to a contact of the second inductor 42;
The third converter 33 is composed of an upper switch 33-1 and a lower switch 33-2 of the third converter 33. The upper switch 33-1 and the lower switch 33-2 A third inductor 43 connected to a contact of the first inductor 43;
The first inductor 41, the second inductor 42, and the third inductor 43 form a magnetic coupling 44 on one core;
First to third current sensors 51 to 53 for detecting the first to third output currents io1 to io3 of the first to third converters 31 to 33;
First to third current comparators 221 to 223 of a current controller 220 for comparing the first to third output currents io1 to io3 with a reference current value iref;
First and second voltage detecting resistors (54, 55) for detecting an output voltage (Vo) of the three-phase interleaved solar converter;
A voltage controller 210 for comparing the output voltage Vo with a reference voltage Vref1 and outputting a control voltage Vc;
A first control comparator 241 for comparing an output of the first current comparator 221 with a control voltage Vc of the voltage controller 210;
A third control comparator 243 for comparing the output of the second current comparator 222 with the control voltage Vc of the voltage controller 210;
A fifth control comparator 245 for comparing the output of the third current comparator 223 with the control voltage Vc of the voltage controller 210;
A second control comparator (242) for comparing the output of the first current comparator (221) with the reference current value (IrefA) of the first converter (31);
A fourth control comparator 244 for comparing the output of the second current comparator 222 with the reference current value IrefB of the second converter 32;
A sixth control comparator (246) for comparing the output of the third current comparator (223) with the reference current value (IrefC) of the third converter (33);
A first control OR gate 247 for generating a gate signal of the first converter 31 by ORing the output of the first control comparator 241 and the output of the second control comparator 242;
A second control OR gate 248 for generating a gate signal of the second converter 32 by ORing the output of the third control comparator 243 and the output of the fourth control comparator 244;
And a third control OR gate 249 for generating a gate signal of the third converter 33 by ORing the output of the fifth control comparator 245 and the output of the sixth control comparator 246 Phase interleaved solar converter < RTI ID = 0.0 >
태양광을 받아서 전기(電氣)에너지를 발생시키는 태양전지 셀(Cell)(100);
상기 태양전지 셀(Cell)(100)로부터 발생된 전압을 공급받아 전력을 변환시키는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33);
상기 제1 컨버터(31)는 상기 제1 컨버터(31)의 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(31-1) 및 하부 스위치(31-2)의 접점에 연결된 제1 인덕터(41);
상기 제2 컨버터(32)는 상기 제2 컨버터(32)의 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(32-1) 및 하부 스위치(32-2)의 접점에 연결된 제2 인덕터(42);
상기 제3 컨버터(33)는 상기 제3 컨버터(33)의 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)로 구성되며, 상기 상부 스위치(33-1) 및 하부 스위치(33-2)의 접점에 연결된 제3 인덕터(43);
상기 제1 인덕터(41), 제2 인덕터(42) 및 제3 인덕터(43)는 하나의 코어(Core)에 자기적인 결합(44)을 형성하며;
상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53);
상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)와 기준 전류값(iref)을 비교하는 전류 제어부(220)의 제1 내지 제3 전류 비교기(221 내지 223);
상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 출력전압(Vo)을 검출하는 제1,2 전압검출 저항(54,55);
상기 출력전압(Vo)과 기준 전압(Vref1)을 비교하여 제어전압(Vc)을 출력하는 전압 제어부(210);
상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제1 제어 비교기(241);
상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제3 제어 비교기(243);
상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제5 제어 비교기(245);
상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 상기 제1 컨버터(31) 기준 전류값(IrefA)과 비교하는 제2 제어 비교기(242);
상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 상기 제2 컨버터(32) 기준 전류값(IrefB)과 비교하는 제4 제어 비교기(244);
상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 상기 제3 컨버터(33) 기준 전류값(IrefC)과 비교하는 제6 제어 비교기(246)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터A three-phase interleaved solar converter comprising:
A solar cell 100 that receives solar light to generate electricity;
First to third converters 31 to 33 that receive a voltage generated from the solar cell 100 and convert the power;
The first converter 31 is composed of an upper switch 31-1 and a lower switch 31-2 of the first converter 31. The upper switch 31-1 and the lower switch 31-2 A first inductor 41 connected to a contact of the first inductor 41;
The second converter 32 is composed of an upper switch 32-1 and a lower switch 32-2 of the second converter 32. The upper switch 32-1 and the lower switch 32-2 A second inductor 42 connected to a contact of the second inductor 42;
The third converter 33 is composed of an upper switch 33-1 and a lower switch 33-2 of the third converter 33. The upper switch 33-1 and the lower switch 33-2 A third inductor 43 connected to a contact of the first inductor 43;
The first inductor 41, the second inductor 42, and the third inductor 43 form a magnetic coupling 44 on one core;
First to third current sensors 51 to 53 for detecting the first to third output currents io1 to io3 of the first to third converters 31 to 33;
First to third current comparators 221 to 223 of a current controller 220 for comparing the first to third output currents io1 to io3 with a reference current value iref;
First and second voltage detecting resistors (54, 55) for detecting an output voltage (Vo) of the three-phase interleaved solar converter;
A voltage controller 210 for comparing the output voltage Vo with a reference voltage Vref1 and outputting a control voltage Vc;
A first control comparator 241 for comparing an output of the first current comparator 221 with a control voltage Vc of the voltage controller 210;
A third control comparator 243 for comparing the output of the second current comparator 222 with the control voltage Vc of the voltage controller 210;
A fifth control comparator 245 for comparing the output of the third current comparator 223 with the control voltage Vc of the voltage controller 210;
A second control comparator (242) for comparing the output of the first current comparator (221) with the reference current value (IrefA) of the first converter (31);
A fourth control comparator 244 for comparing the output of the second current comparator 222 with the reference current value IrefB of the second converter 32;
And a sixth control comparator (246) for comparing the output of the third current comparator (223) with the reference current value (IrefC) of the third converter (33)
상기 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 공유하는 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307);
상기 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53) 중에서 특정(特定) 전류센서를 통하여 특정(特定) 컨버터의 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)을 출력하는 병렬운전 전류 모니터부(303);
상기 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)과 상기 병렬운전 전류 모니터부(303) 사이에 위치한 병렬운전 다이오드(305);
상기 병렬운전 다이오드(305)와 병렬로 배치된 병렬운전 저항(304) 및 N형 트랜지스터(311)를 포함하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터The method according to claim 1 or 2,
A shared voltage bus line (Share Bus) 307 sharing the first to third output currents io1 to io3 from the first to third current sensors 51 to 53;
A parallel operation current monitor unit 303 for outputting the first parallel operation control voltage Vc1 of the specific converter through the specific current sensor among the first to third current sensors 51 to 53;
A parallel operation diode 305 disposed between the shared voltage bus line 307 and the parallel operation current monitor unit 303;
A three-phase interleaved solar converter 309 comprising a parallel operating resistor 304 and an N-type transistor 311 arranged in parallel with the parallel operating diode 305,
상기 제1 전류 비교기(221)의 출력, 상기 제2 전류 비교기(222)의 출력 및 상기 제3 전류 비교기(223)의 출력을 더하는 전류 덧셈기(225);
상기 전류 덧셈기(225)의 출력과 과전압 및 과전류 제어를 위한 기준 전압(Vref2)을 비교하여 과전류(Over Current)발생 시 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 모든 스위치를 오프(FAULT)시키는 신호를 발생시키는 과전압 및 과전류 보호 비교기(231)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터The method according to claim 1 or 2,
A current adder (225) for adding the output of the first current comparator (221), the output of the second current comparator (222) and the output of the third current comparator (223);
The output of the current adder 225 is compared with a reference voltage Vref2 for overvoltage and overcurrent control to generate a signal to turn off all switches of the three-phase interleaved solar converter at the time of over current occurrence Wherein the over-voltage and over-current protection comparator (231)
상기 출력전압(Vo)과 과전압 및 과전류 제어를 위한 기준 전압(Vref2)을 비교하여 과전압(Over Voltage) 발생 시 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 모든 스위치를 오프(FAULT)시키는 신호를 발생시키는 과전압 및 과전류 보호 비교기(231)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터The method according to claim 1 or 2,
And an overvoltage generating unit that generates a signal for turning off all the switches of the three-phase interleaved solar converter when the overvoltage is generated by comparing the output voltage Vo with a reference voltage Vref2 for controlling the overvoltage and the overcurrent, And an overcurrent protection comparator (231). The three-phase interleaved solar converter
게이트 신호 생성부(240)의 상기 제1 내지 제3 제어 OR 게이트(247 내지 249)의 출력과 제1 내지 제3 발진기 펄스(PH1 내지 PH3)가 입력되어 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 스위치를 온(on) 또는 오프(off)시키는 게이트 호를 생성시키는 RS 플립플롭(260)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터The method according to claim 1,
The output of the first to third control OR gates 247 to 249 and the first to third oscillator pulses PH1 to PH3 of the gate signal generator 240 are input to the switches of the three- And an RS flip-flop (260) for generating a gate signal to turn on or off the output of the three-phase interleaved solar converter
3상 인터리브드 태양광 컨버터의 전압제어기에서 제1 제어이득(Z1)(60)은 제1 제어저항(R1)으로 구성되며;
제2 제어이득(Z2)(61)은 제11 제어저항(R11) 및 제11 제어 커패시터(C11)가 직렬로 연결되며 상기 제11 제어저항(R11) 및 제11 제어 커패시터(C11)와 병렬로 제12 제어 커패시터(C12)를 구성하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터The method according to claim 1 or 2,
In the voltage controller of the three-phase interleaved solar converter, the first control gain (Z1) (60) consists of the first control resistor (R1);
The second control gain Z2 61 is a control gain which is obtained by connecting an eleventh control resistor R11 and an eleventh control capacitor C11 in series and in parallel with the eleventh control resistor R11 and eleventh control capacitor C11 And a twelfth control capacitor (C12). The three-phase interleaved solar converter
3상 인터리브드 태양광 컨버터의 전압제어기에서 제1 제어이득(Z1)(60)은 제1 제어저항(R1) 및 제1 커패시터(C1)가 병렬로 연결되며, 상기 제1 제어저항(R1) 및 제1 커패시터(C1)와 직렬로 제2 제어저항(R2)이 구성되며;
제2 제어이득(Z2)(61)은 제11 제어저항(R11) 및 제11 제어 커패시터(C11)가 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터The method according to claim 1 or 2,
In the voltage controller of the three-phase interleaved solar converter, the first control gain (R1) 60 is connected in parallel to the first control resistor R1 and the first capacitor C1, And a second control resistor (R2) in series with the first capacitor (C1);
The second control gain (Z2) 61 is obtained by connecting the eleventh control resistor R11 and the eleventh control capacitor C11 in series. The three-phase interleaved solar converter
3상 인터리브드 태양광 컨버터의 전압제어기에서 제1 제어이득(Z1)(60)은 제1 제어저항(R1)과 병렬로 제2 제어저항(R2) 및 제1 커패시터(C1)로 구성되며;
제2 제어이득(Z2)(61)은 제11 제어저항(R11) 및 제11 제어 커패시터(C11)가 직렬로 연결되며, 상기 제11 제어저항(R11) 및 제11 제어 커패시터(C11)와 병렬로 제12 제어 커패시터(C12)가 배치되는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터The method according to claim 1 or 2,
In the voltage controller of the three-phase interleaved solar converter, the first control gain (Z1) 60 is composed of the second control resistor R2 and the first capacitor C1 in parallel with the first control resistor R1;
The second control gain Z2 61 is connected in series with the eleventh control resistor R11 and the eleventh control capacitor C11 and is connected in parallel with the eleventh control resistor R11 and the eleventh control capacitor C11. , And a twelfth control capacitor (C12) is disposed at the output side of the three-phase interleaved solar converter
태양광을 받아서 전기(電氣)에너지를 발생시키는 태양전지 셀(Cell)(100);
상기 태양전지 셀(Cell)(100)로부터 발생된 전압을 공급받아 전력을 변환시키는 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33);
상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 상부 스위치 및 하부 스위치에 각각 연결된 제1 내지 제3 인덕터(41 내지 43);
상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)의 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 검출하는 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53);
상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)와 기준 전류값(iref)을 비교하는 전류 제어부(220)의 제1 내지 제3 전류 비교기(221 내지 223);
상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 출력전압(Vo)을 검출하는 제1,2 전압검출 저항(54,55);
상기 출력전압(Vo)과 기준 전압(Vref1)을 비교하여 제어전압(Vc)을 출력하는 전압 제어부(210);
상기 제1 전류 비교기(221)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제1 제어 비교기(241);
상기 제2 전류 비교기(222)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제3 제어 비교기(243);
상기 제3 전류 비교기(223)의 출력과 전압 제어부(210)의 제어전압(Vc)을 비교하는 제5 제어 비교기(245);
상기 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53)로부터 상기 제1 내지 제3 출력전류(io1 내지 io3)를 공유하는 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307);
상기 제1 내지 제3 전류센서(51 내지 53) 중에서 특정(特定) 전류센서를 통하여 특정(特定) 컨버터의 제1 병렬운전 제어전압(Vc1)을 출력하는 병렬운전 전류 모니터부(303);
상기 공유전압 버스 라인(Share Bus)(307)과 상기 병렬운전 전류 모니터부(303) 사이에 위치한 병렬운전 다이오드(305);
상기 병렬운전 다이오드(305)와 병렬로 배치된 병렬운전 저항(304) 및 N형 트랜지스터(311)를 포함하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터A three-phase interleaved solar converter comprising:
A solar cell 100 that receives solar light to generate electricity;
First to third converters 31 to 33 that receive a voltage generated from the solar cell 100 and convert the power;
First to third inductors 41 to 43 connected to upper and lower switches of the first to third converters 31 to 33, respectively;
First to third current sensors 51 to 53 for detecting the first to third output currents io1 to io3 of the first to third converters 31 to 33;
First to third current comparators 221 to 223 of a current controller 220 for comparing the first to third output currents io1 to io3 with a reference current value iref;
First and second voltage detecting resistors (54, 55) for detecting an output voltage (Vo) of the three-phase interleaved solar converter;
A voltage controller 210 for comparing the output voltage Vo with a reference voltage Vref1 and outputting a control voltage Vc;
A first control comparator 241 for comparing an output of the first current comparator 221 with a control voltage Vc of the voltage controller 210;
A third control comparator 243 for comparing the output of the second current comparator 222 with the control voltage Vc of the voltage controller 210;
A fifth control comparator 245 for comparing the output of the third current comparator 223 with the control voltage Vc of the voltage controller 210;
A shared voltage bus line (Share Bus) 307 sharing the first to third output currents io1 to io3 from the first to third current sensors 51 to 53;
A parallel operation current monitor unit 303 for outputting the first parallel operation control voltage Vc1 of the specific converter through the specific current sensor among the first to third current sensors 51 to 53;
A parallel operation diode 305 disposed between the shared voltage bus line 307 and the parallel operation current monitor unit 303;
A three-phase interleaved solar converter 309 comprising a parallel operating resistor 304 and an N-type transistor 311 arranged in parallel with the parallel operating diode 305,
게이트 신호 생성부(240)의 상기 제1 내지 제3 제어 OR 게이트(247 내지 249)의 출력과 제1 내지 제3 발진기 펄스(PH1 내지 PH3)가 입력되어 상기 3상 인터리브드 태양광 컨버터의 스위치를 온(on) 또는 오프(off)시키는 게이트 호를 생성시키는 RS 플립플롭(260)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터11. The method of claim 10,
The output of the first to third control OR gates 247 to 249 and the first to third oscillator pulses PH1 to PH3 of the gate signal generator 240 are input to the switches of the three- And an RS flip-flop (260) for generating a gate signal to turn on or off the output of the three-phase interleaved solar converter
상기 제1 내지 제3 컨버터(31 내지 33)는 중부하(Heavy Load)에서 평균전류 모드로 동작하며, 경부하(Light Load)에서는 최대전류 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터11. The method of claim 10,
The first to third converters 31 to 33 operate in an average current mode at a heavy load and operate in a maximum current mode at a light load. Converter
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