[go: up one dir, main page]

KR101849901B1 - Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current - Google Patents

Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current Download PDF

Info

Publication number
KR101849901B1
KR101849901B1 KR1020180012837A KR20180012837A KR101849901B1 KR 101849901 B1 KR101849901 B1 KR 101849901B1 KR 1020180012837 A KR1020180012837 A KR 1020180012837A KR 20180012837 A KR20180012837 A KR 20180012837A KR 101849901 B1 KR101849901 B1 KR 101849901B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
control
output
converter
voltage
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020180012837A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김봉무
Original Assignee
주식회사 온누리이엔지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 온누리이엔지 filed Critical 주식회사 온누리이엔지
Priority to KR1020180012837A priority Critical patent/KR101849901B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101849901B1 publication Critical patent/KR101849901B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02M2003/1586
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

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.

Figure R1020180012837
Figure R1020180012837

Description

저전압-대전류 방식에 적합한 3상 인터리브드 태양광 컨버터{Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-phase interleaved solar converter suitable for low voltage,

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 "Patent Document 1"). Patent Document 1 discloses a technique in which an interleaved flyback converter and an LLC resonant converter are combined to transfer electric energy generated from a solar cell having a wide input range to a load, DC converter for generating a DC voltage.

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 Patent Documents 1 and 2, an interleaved converter system has been proposed, but the energy generated in the solar cell can not be optimized for a low-voltage-large current system.

[특허문헌1] 대한민국 등록특허공보 제10-1304777호, 공고일 2013. 09. 05.[Patent Document 1] Korean Registered Patent No. 10-1304777, Published on March 23, 2013. [특허문헌2] 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0003122호, 공개일 2018.01.09.[Patent Document 2] Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0003122, publication date 2018.01.09. [특허문헌3] 대한민국 등록특허공보 제10-1500206호, 공고일 2015. 03. 06.[Patent Document 3] Korean Registered Patent No. 10-1500206, Published Date 2015. 03. 06.

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 magnetic coupling 44 composed of a single core has the advantage that, , The number of inductors used in the circuit is reduced to a minimum. Third, a low-voltage, large-current method capable of stable current control through the most optimal current control by introducing an average current and maximum current control method And to provide a suitable three-phase interleaved solar converter.

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 magnetic coupling 44 composed of a single core is used, the number of cores is minimized. Third, the average current and maximum current variable control method Stable current control is possible through the most optimal current control. Fourth, stable output can be achieved even at high current output of several tens [A] to several hundred [A] through introduction of precise current and voltage controller. Fifth, (DC) load 59, that is, a load whose heavy load is equal to or more than 50% of the rated current, the first to third converters 31, The first to third converters 31 to 33 can balance the current as a whole and the DC (DC) load 59 does not require a large amount of current , That is, a load whose light load is less than 50% of the rated current] has an increased effect of operating in the maximum current mode.

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 방식
Fig. 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 solar cell 100 connected in parallel is located, and the solar cell 100 connected in parallel is connected to the first through fifth (+) Terminals of the first to fifth solar battery cells (Cells) 11 to 15 are connected in parallel to each other, and the first to fifth reverse voltage protection circuits Diodes 21 to 25 are disposed.
The output of the solar cell 100 connected in parallel is smoothed by the input capacitor 27 and output through the first to third converters 31 to 33 controlled in an interleaved manner DC) load 59. In this way, The main control unit 70 receives the first to third currents 31 to 33 from the first to third current sensors 51 to 53 which respectively detect the output currents of the first to third converters 31 to 33, And controls the switches S1, S2 and S3 of the first to third converters 31 to 33 by detecting the output voltage information from the output voltage detector 58 .
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 solar cell 100 connected in parallel is disposed, and the solar cell 100 connected in parallel is connected to the first through fifth (+) Terminals of the first to fifth solar battery cells (Cells) 11 to 15 are connected in parallel to each other, and the first to fifth reverse voltage protection circuits Diodes 21 to 25 are disposed.
The output of the solar cell 100 connected in parallel is smoothed by the input capacitor 27 and output through the first to third converters 31 to 33 controlled in an interleaved manner DC) load 59. In this way, The main control unit 70 receives the first to third currents 31 to 33 from the first to third current sensors 51 to 53 which respectively detect the output currents of the first to third converters 31 to 33, And is input to the current detection unit 72 of the main control unit 70. [ The main control unit 70 detects the output voltage information from the output voltage detector 58 and amplifies the first and second control gains Z1 and Z2 60 and 61 so that the voltage of the main control unit 70 Is input to the detection unit (73).
The main control unit 70 controls each switch of the three-phase interleaved power conversion circuit unit 300 in the main switch driving unit 71 through a three-phase interleaved solar converter controller (FIG. 3).
In the present invention, in order to minimize the number of inductors (cores) and reduce the output current ripple, the first to third inductors 41 to 43 have a magnetic coupling 44 in one core. do. Since the magnetic coupling 44 composed of a single core is used, there is an increased effect of minimizing the number of cores.
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 solar cell 100 connected in parallel is located, and the solar cell 100 connected in parallel is connected to the first through fifth (+) Terminals of the first to fifth solar battery cells (Cells) 11 to 15 are connected in parallel to each other, and the first to fifth reverse voltage protection circuits Diodes 21 to 25 are disposed.
The output of the solar cell 100 connected in parallel is smoothed by the input capacitor 27 and output through the first to third converters 31 to 33 controlled in an interleaved manner DC) load 59. In this way, The main control unit 70 receives the first to third currents 31 to 33 from the first to third current sensors 51 to 53 which respectively detect the output currents of the first to third converters 31 to 33, And is input to the current detection unit 72 of the main control unit 70. [ The main control unit 70 detects the output voltage information from the output voltage detector 58 and amplifies the first and second control gains Z1 and Z2 60 and 61 so that the voltage of the main control unit 70 Is input to the detection unit (73).
In the detailed circuit diagram (FIG. 4) of the three-phase interleaved solar converter, first to third currents from the first to third current sensors 51 to 53, which are outputs of the first to third converters 31 to 33, The detection information of the currents io1 to io3 is compared with the reference current value iref through the current control unit 220 through the current detection unit 72. [ The first current comparator 221 compares the first output current io1 with the reference current iref and the second current comparator 222 compares the second output current io2 with the reference current iref, And the third current comparator 223 compares the third output current io1 with the reference current value iref.
The voltage detected through the first and second voltage detecting resistors 54 and 55 through the output voltage Vo is amplified through the amplification of the first and second control gains Z1 and Z2 (60 and 61) Is input to the voltage detector (73) of the microcomputer (70). The voltage control unit 210 outputs the control voltage Vc through amplification of the first and second control gains Z1 and Z2 60 and 61 in comparison with the reference voltage Vref1 for output control.
The gate signal generator 240 receives the control voltage Vc output from the voltage controller 210 and the outputs of the first through third current comparators 221 through 223. The first, third and fifth control comparators of the gate signal generator 240 compare the control voltage Vc output from the voltage controller 210 with the outputs of the first through third current comparators 221 through 223 do.
The second control comparator compares the output of the first current comparator 221 with the first converter reference current value IrefA and the fourth control comparator compares the output of the second current comparator 222 with the output of the second converter comparator 222. [ And the sixth control comparator compares the output of the third current comparator 223 with the third converter reference current value IrefC.
The first control OR gate 247 outputs the output of the first control comparator 241 and the output of the second control comparator 242 under the OR condition and the second control OR gate 248 outputs the output of the second control comparator 242, The third control OR gate 249 outputs the output of the fourth control comparator 246 and the output of the fourth control comparator 246 as an OR condition, Is outputted as an OR condition, and a gate signal is generated.
The outputs of the first to third control OR gates 247 to 249 of the gate signal generator 240 for each switch control of the first to third converters 31 to 33 are input to the RS flip- The first RS flip-flop 261 receives the output of the first OR gate 247 and the first oscillator pulse PH1 to output a gate signal at the first RS flip-flop 261, The second RS flip-flop 262 receives the output of the second OR gate 248 and the second oscillator pulse PH2 to output a gate signal to the second RS flip-flop 261, and the third RS flip- 3 OR gate 249 and the third oscillator pulse PH3 are input and the third RS flip-flop 263 outputs a gate signal. In addition, the gate signals drive the switches of the first to third converters 31 to 33 through the gate driver 270.
In the overvoltage and overcurrent protection unit 230, when the output voltage or the output current through the overvoltage and overcurrent protection comparator 231 is equal to or higher than the reference voltage Vref2 for overvoltage and overcurrent control, the first to third converters 31 to 33 ), Thereby increasing the efficiency of protecting the three-phase interleaved solar converter suitable for the low-voltage-current scheme.
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 third inductors 41 to 43 form a magnetic coupling 44 do.
6 to 8 show the first to third voltage controller types.
6, the first control gain Z1 60 is a first control resistance R1 and the second control gain Z2 61 is an eleventh control resistance R11. And an eleventh control capacitor C11 are connected in series and a twelfth control capacitor C12 is formed in parallel with the eleventh control resistance R11 and the eleventh control capacitor C11.
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 control resistance Z2 61 is constituted by the first capacitor C1 and the second control resistor R2 in series and the eleventh control resistor R11 and the eleventh control capacitor C11 are connected in series .
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 control gain Z2 61 is connected to the eleventh control resistor R11 and the eleventh control capacitor C11 in series and the control gain R11 and the eleventh control capacitor C11 are connected in parallel to the eleventh control resistance R11 and the eleventh control capacitor C11. And a twelfth control capacitor C12.
9 shows an average current control method of a three-phase interleaved solar converter.
The first to third converters 31 to 33 output first to third currents from the first to third current sensors 51 to 53 respectively detecting the output currents of the first to third converters 31 to 33, The currents io1 to io3 are detected and shared to form a shared voltage bus 307. [
The output of the three-phase interleaved solar converter 200 outputs the first parallel operation control voltage Vc1 from the current sensor 50 through the parallel operation current monitor unit 303 of the specific converter, A parallel operation resistor 304 is disposed between a voltage bus line 307 and the parallel operation current monitor 303 and a voltage of both ends of the parallel operation resistor 304 is connected to a parallel operation current comparator 303. [ The error is detected by sensing the error signal 306. Since the parallel operation current comparator 306 detects and reduces the error between the shared bus voltage Vbus and the first parallel operation control voltage Vc1, the average current control method of the three-phase interleaved solar converter .
In addition, the parallel operation adder 301 outputs the error of the parallel operation current comparator 306 and the parallel operation reference voltage Vref3, and finally outputs the three-phase interleaved solar light And controls the converter (200).
10 shows a maximum current control method of a three-phase interleaved solar converter.
The first to third converters 31 to 33 output first to third currents from the first to third current sensors 51 to 53 respectively detecting the output currents of the first to third converters 31 to 33, The currents io1 to io3 are detected and shared to form a shared voltage bus 307. [
The output of the three-phase interleaved solar converter 200 outputs the first parallel operation control voltage Vc1 from the current sensor 50 through the parallel operation current monitor unit 303 of the specific converter, A parallel operation diode 305 is arranged between a voltage bus line 307 and a parallel operation current monitoring unit 303 and the voltage of the parallel operation diode 305 is connected to a parallel operation current comparator 306 And the error is detected through sensing. Since the parallel operation current comparator 306 always detects and reduces the maximum error of the shared bus voltage Vbus and the first parallel operation control voltage Vc1 and is controlled based on the maximum current, It is said to be the maximum current control method of solar photovoltaic converter.
In addition, the parallel operation adder 301 outputs the error of the parallel operation current comparator 306 and the parallel operation reference voltage Vref3, and finally outputs the three-phase interleaved solar light And controls the converter (200).
11 shows an average current and maximum current variable control scheme of the proposed three-phase interleaved solar converter.
The first to third converters 31 to 33 output first to third currents from the first to third current sensors 51 to 53 respectively detecting the output currents of the first to third converters 31 to 33, The currents io1 to io3 are detected and shared to form a shared voltage bus 307. [
The output of the three-phase interleaved solar converter 200 outputs the first parallel operation control voltage Vc1 from the current sensor 50 through the parallel operation current monitor unit 303 of the specific converter, A parallel operation diode 305 is disposed between a voltage bus line 307 and the parallel operation current monitor unit 303. The parallel operation diode 305 and the parallel operation resistance 304 and the N- (311) are connected in parallel.
11 shows that the shared bus voltage Vbus is detected by the first and second parallel operation feedback resistors 314 and 315 and the output voltage of the regulator 312 to the reference voltage. The regulator 312 uses a device of TL431 and operates at a reference voltage of 2.5 [V].
The anode of the regulator 312 is input to the control unit power supply Vcc and when the shared bus voltage Vbus is equal to or higher than the reference voltage, the regulator 312 is made conductive from the anode to the cathode The voltage is applied to the regulator connection resistor 313 and the N type transistor 311 is turned on so that the parallel operation resistance 304 becomes conductive and operates in the average current mode.
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 third converters 31 to 33 at a load of 50% or more of the first to third converters 31 to 33, , And operates in the maximum current mode when the DC (DC) load 59 does not require much current, that is, when the light load is less than 50% of the rated current. As a technical feature.
The voltage of the parallel operation diode 305 or the parallel operation resistance 304 is sensed in the parallel operation current comparator 306 to detect the error. The parallel operation current comparator 306 is a method of always detecting and reducing the maximum error or average error of the shared bus voltage Vbus and the first parallel operation control voltage Vc1, The average current and maximum current control method of the three-phase interleaved solar converter is referred to as a control method.
In addition, the parallel operation adder 301 outputs the error of the parallel operation current comparator 306 and the parallel operation reference voltage Vref3, and finally outputs the three-phase interleaved solar light And controls the converter (200).
If a large amount of current is required in the DC (DC) load 59, that is, in the heavy load, the currents are controlled on average on the first to third converters 31 to 33, The first to third converters 31 to 33 can balance the current and when the DC (DC) load 59 does not require a large amount of current, that is, in the light load, Effect is generated.

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 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.

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 And an overcurrent and overcurrent protection comparator (231).
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 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 signal.

A shared bus line 307 sharing the first through third output currents io1 through io3 from the first through third current sensors 51 through 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 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 parallel operation controller including a parallel operation resistor 304 and an N-type transistor 311 arranged in parallel with the parallel operation diode 305 is used to operate the DC (DC) Currents are controlled on average from the first to third converters 31 to 33 at a load of [Heavy Load: 50% or more of the rated current], and the DC (DC) load 59 Phase interleaved photovoltaic converter characterized in that it operates in the maximum current mode at a light load where the output current is less than 50% of the rated current, I would like to propose.

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 제어이득
11: 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)

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 컨버터
A 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 >
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)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인터리브드 태양광 컨버터
A 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)
청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
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 컨버터
The 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,
청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
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 컨버터
The 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)
청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
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 컨버터
The 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
청구항 제1항에 있어서,
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 컨버터
The 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
청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
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 컨버터
The 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
청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
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 컨버터
The 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
청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
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 컨버터
The 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
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 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 컨버터
A 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,
청구항 제10항에 있어서,
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 컨버터
11. 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
청구항 제10항에 있어서,
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 컨버터
11. 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
KR1020180012837A 2018-02-01 2018-02-01 Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current Active KR101849901B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180012837A KR101849901B1 (en) 2018-02-01 2018-02-01 Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180012837A KR101849901B1 (en) 2018-02-01 2018-02-01 Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180026765A Division KR102034726B1 (en) 2018-03-07 2018-03-07 Converting Apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101849901B1 true KR101849901B1 (en) 2018-04-17

Family

ID=62083079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180012837A Active KR101849901B1 (en) 2018-02-01 2018-02-01 Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101849901B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11444532B2 (en) * 2019-12-26 2022-09-13 Intel Corporation Non-linear clamp strength tuning method and apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050225307A1 (en) * 2004-04-12 2005-10-13 Tetsuo Sato Current sensing circuit for a multi-phase DC-DC converter
JP2012508546A (en) * 2008-11-07 2012-04-05 フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. Control circuit for DC-DC converter
US20130094261A1 (en) * 2011-04-08 2013-04-18 Greenray, Inc. Photovoltaic Power Converters
KR20130094064A (en) * 2012-02-15 2013-08-23 목포대학교산학협력단 Apparatus for power conversion modules in photovoltaic power system
KR20140040985A (en) * 2012-09-27 2014-04-04 삼성전기주식회사 Dc-ac power coverting apparatus and solar power supplying apparatus having the same
JP2016197994A (en) * 2016-08-18 2016-11-24 エーエムピーティー, エルエルシー High-efficiency interleaving solar power supply system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050225307A1 (en) * 2004-04-12 2005-10-13 Tetsuo Sato Current sensing circuit for a multi-phase DC-DC converter
US7466116B2 (en) * 2004-04-12 2008-12-16 Renesas Technology America, Inc. Current sensing circuit for a multi-phase DC-DC converter
JP2012508546A (en) * 2008-11-07 2012-04-05 フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. Control circuit for DC-DC converter
US20130094261A1 (en) * 2011-04-08 2013-04-18 Greenray, Inc. Photovoltaic Power Converters
KR20130094064A (en) * 2012-02-15 2013-08-23 목포대학교산학협력단 Apparatus for power conversion modules in photovoltaic power system
KR20140040985A (en) * 2012-09-27 2014-04-04 삼성전기주식회사 Dc-ac power coverting apparatus and solar power supplying apparatus having the same
JP2016197994A (en) * 2016-08-18 2016-11-24 エーエムピーティー, エルエルシー High-efficiency interleaving solar power supply system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jieli Li et al. "Coupled Inductor Design Optimization for Fast-Response Low-Voltage DC-DC Converters". IEEE. (발표일 : 2012.03.) *
Texas Instruments Application Report (발표일 : 2014.07.) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11444532B2 (en) * 2019-12-26 2022-09-13 Intel Corporation Non-linear clamp strength tuning method and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2450770T3 (en) Photovoltaic converter with maximum current limitation in discontinuous wiring current mode
US10608553B2 (en) Maximizing power in a photovoltaic distributed power system
Sullivan et al. A high-efficiency maximum power point tracker for photovoltaic arrays in a solar-powered race vehicle
US8670258B2 (en) Power supply device
US20150364918A1 (en) System and method of optimizing load current in a string of solar panels
US20100195361A1 (en) Photovoltaic power plant with distributed DC-to-DC power converters
KR20070033395A (en) String-based solar power control device
US20240022173A1 (en) Power conversion apparatus having multi-level structure
KR20140003520A (en) Relative efficiency measurement in a pulse width modulation system
KR100806686B1 (en) Switching power supply with output power control circuit
CA2757275C (en) Synchronous rectifier bi-directional current sensor
KR101849901B1 (en) Three Phase Interleaved Solar Converter Suitable for Low-Voltage High-Current
CN112532021A (en) Input parallel output series multi-converter switching power supply
Honarjoo et al. Analysis and implementation of a new single switch, high voltage gain DC-DC converter with a wide CCM operation range and reduced components voltage stress
JP2005312158A (en) Power converter, control method therefor, and solar power generator
US20150062990A1 (en) Circuit arrangement and method for converting and adapting a dc voltage, photovoltaic installation
KR102034726B1 (en) Converting Apparatus
Yaskiv et al. Modular High-Frequency MagAmp DC-DC Power Converter
EP4318910A1 (en) Power conversion device having multi-level structure
US20240171059A1 (en) Power conversion device having multi-level structure
Lodh et al. Highly efficient and compact Sepic-Boost-Flyback integrated converter with multiple outputs
KR20230050184A (en) power converting apparatus
US20240170961A1 (en) Power conversion device having multi-level structure
RU203529U1 (en) TWO-STAGE BATTERY CHARGE CONTROLLER WITH ADVANCED FUNCTIONAL CAPABILITIES
CN217282692U (en) BUCK-BOOST bidirectional DCDC converter and OCP circuit thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20180201

PA0201 Request for examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20180201

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180305

Patent event code: PE09021S01D

A107 Divisional application of patent
PA0107 Divisional application

Comment text: Divisional Application of Patent

Patent event date: 20180307

Patent event code: PA01071R01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20180314

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20180411

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20180411

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210412

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220405

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230411

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240411

Start annual number: 7

End annual number: 7