KR101575773B1 - Micro convertor device using photovoltaic module - Google Patents
Micro convertor device using photovoltaic module Download PDFInfo
- Publication number
- KR101575773B1 KR101575773B1 KR1020130151132A KR20130151132A KR101575773B1 KR 101575773 B1 KR101575773 B1 KR 101575773B1 KR 1020130151132 A KR1020130151132 A KR 1020130151132A KR 20130151132 A KR20130151132 A KR 20130151132A KR 101575773 B1 KR101575773 B1 KR 101575773B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- control signal
- controller
- duty
- duty control
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 118
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
마이크로 컨버터의 핵심 기능을 SOC(system of chip)화하고, 하나의 SOC내부에 마이크로 컨버터 전용회로를 중복 배치하여 태양광 발전 시스템에 소요되는 마이크로컨버터 박스를 줄일 수 있도록 한 태양 광 모듈용 마이크로 컨버터 장치에 관한 것으로, 마이크로 컨버터 장치를 태양 광 모듈로부터 검출된 전압 및 전류로부터 추종한 최대전력점 기반 듀티 제어신호 또는 스트링 제어기로부터 전송받은 듀티 제어신호에 따라 전력 제어신호를 발생하는 디지털 처리부, 상기 디지털 처리부에 태양광 모듈로부터 검출된 전압을 제공하고, 상기 디지털 처리부로부터 발생한 전력 제어신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기로 구현한다.A micro converter device for a solar module that can reduce the number of microconverter boxes required for a photovoltaic power generation system by converting the core function of the microconverter into a system of chip (SOC) and arranging a dedicated microconverter circuit in one SOC A digital processor for generating a power control signal in accordance with a duty control signal received from a string controller or a maximum power point based duty control signal that follows a voltage and current detected from a solar module in a microconverter device, And an analog processing unit for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) according to a power control signal generated from the digital processing unit.
Description
본 발명은 태양광 모듈(photovoltaic module)용 마이크로 컨버터(micro convertor)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로 컨버터의 핵심 기능을 SOC(system of chip)화하고, 하나의 SOC내부에 마이크로 컨버터 전용회로를 중복 배치하여 태양광 발전 시스템에 소요되는 마이크로컨버터 박스를 줄일 수 있도록 한 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a microconverter for a photovoltaic module, and more particularly, to a microconverter for a photovoltaic module. The microconverter has a core function of an SOC (system of chip) And more particularly, to a micro converter device for a photovoltaic module capable of reducing the size of a micro converter box required for a photovoltaic power generation system.
일반적으로, 태양광 발전시스템은 무공해이면서 무한정의 태양 에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 시스템으로서, 근래 신 재생에너지로 각광받고 있다.Generally, a photovoltaic power generation system is a system that converts pollution-free and indefinite solar energy directly into electrical energy, and has recently attracted attention as a renewable energy.
이러한 태양광 발전시스템에는 필수적으로 태양광모듈(PhotoVoltaic Module; PV 모듈)이 구비되며, 태양광 발전 효율을 높이기 위해 중앙의 인버터에서 최대전력점 추종(MPPT)을 한다. 한 개의 인버터에는 수천 개까지의 태양광 모듈이 연결되는 데, 태양광 모듈 한 개의 출력 전압 및 전류가 작기 때문에 인버터에 연결되기까지 스트링(string) 단위로는 전압을 올리고, 스트링을 병렬로 연결하여 전류를 올리는 구조로 구성된다.The photovoltaic power generation system is equipped with a photovoltaic module (PV module), and the maximum power point tracking (MPPT) is performed in the central inverter in order to increase the solar power generation efficiency. There are thousands of solar modules connected to a single inverter. Because the output voltage and current of one solar module is small, the voltage is increased in string units until it is connected to the inverter, and the strings are connected in parallel And the current is increased.
이때 스트링 단위로 보면, 내부의 태양광 모듈들이 직렬로 연결되어 있기 때문에 어느 한 모듈의 특성이 떨어져서 전류를 주변의 다른 모듈에 비해 적게 내보내면 스트링 전체가 이 모듈의 전류 값으로 흐른다. 또한, 스트링들이 다수 개가 병렬로 연결이 되어있는 구조에서 스트링의 전압들이 일치하지 않을 때에도 가장 낮은 전압으로 전체가 낮아지는 문제가 발생한다. 이런 현상들은 중앙의 인버터에서 최대전력점 추종을 수행해도 그 효과가 그리 높지 않다.In this case, since the internal solar modules are connected in series, the characteristic of one module is lowered and the current flows to the current value of the module when the current is lower than the other modules. In addition, in a structure in which a plurality of strings are connected in parallel, there arises a problem that the total voltage is lowered to the lowest voltage even when the voltages of the strings do not coincide with each other. These phenomena are not very effective even if the maximum power point tracking is performed in the central inverter.
여기서 스트링 내부의 특정 모듈의 특성이 떨어지는 이유는 그림자, 먼지, 낙엽, 모듈 간의 열화에 의한 특성 변화 등 다양하고 필연적이다.Here, the characteristics of a specific module inside the string are inevitably degraded due to various characteristics such as shadows, dust, leaves, and degradation between modules.
근래에는 모듈 단위로 최대 전력점 추종(MPPT)을 수행하는 마이크로 컨버터가 상용화되고 있어서, 이를 장착하여 특정 모듈의 특성이 떨어지는 것을 어느 정도는 보상한다.2. Description of the Related Art In recent years, a micro converter for performing maximum power point tracking (MPPT) on a module basis has been commercialized.
한편, 태양광 모듈은 태양광의 일사량이 변함에 따라 도 1에 도시한 바와 같이, 전류-전압 및 전력(power)-전압 특성 곡선이 변한다.On the other hand, as shown in FIG. 1, the current-voltage and power-voltage characteristic curves of the solar module are changed as the solar radiation amount of the sunlight changes.
따라서 스트링 내부에 부분적으로 그림자가 질 경우 그림자가 진 태양광 모듈들은 이 특성 곡선에 따라서 전류 값이 떨어지고 가장 낮은 전류 값을 기준으로 스트링 전체의 전류가 결정이 된다. Therefore, when the shadow is partially shaded inside the string, the current value of the shadow photovoltaic module is decreased according to the characteristic curve, and the current of the entire string is determined based on the lowest current value.
태양광 모듈 내부에는 보통 세 개의 서브 모듈(SM)들이 직렬로 연결이 되어 있는 데, 이 서브 모듈의 어느 한 개가 그림자가 지면 전체적인 태양광 모듈의 전류가 떨어지게 된다.There are usually three submodules (SMs) connected in series inside a photovoltaic module. If one of the submodules is shadowed, the current of the entire photovoltaic module will drop.
도 2는 이런 직렬구조(Cascade 방식)에서 태양광 모듈에 MPPT장치 및 직류/직류 변환기를 설치한 마이크로 컨버터 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a micro converter system in which an MPPT device and a DC / DC converter are installed in a solar module in such a serial structure (cascade method).
여기서 참조부호 10은 하나의 태양광 모듈을 나타내고, 참조부호 11은 정션박스(J/B)를 나타내며, 참조부호 12는 정션 박스(11)와 일 대 일로 대응하는 마이크로 컨버터(PMU)를 나타낸다.Here,
마이크로 컨버터(12)는 태양광 모듈(10)의 출력 파워를 100% 받아서 MPP상태가 되도록 태양광 모듈의 전압을 조정하고, 그 파워를 스트링으로 내보내는 역할을 한다. 이때 마이크로 컨버터(12)에서 자체적으로 에너지를 2 ~ 3% 정도 소모하게 된다. 따라서 일사량이 높고 구름이 없으며 모듈 간에 열화가 없는 상황에서는 마이크로 컨버터를 장착하지 않았을 때보다 생산 전력이 떨어지게 되는 삽입 손실(Insertion loss)이 발생한다.The micro-converter 12 receives 100% of the output power of the
이러한 직렬구조형 마이크로 컨버터를 개선하기 위해서 근래에는 태양광 모듈간의 출력편차만을 처리함으로써, 보다 싼 소자를 사용할 수 있는 마이크로 컨버터 장치가 제안되었다. In order to improve such a series structured microconverter, a microconverter device capable of using a cheaper device by processing only an output deviation between solar modules has recently been proposed.
도 3은 출력편차만을 처리하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치의 구성도로서, 태양광 모듈(110), 정션 박스(Junction box)(120), 마이크로 컨버터(130) 및 스트링 제어기(140)를 포함한다.3 is a block diagram of a microconverter device for a solar module that processes only an output deviation and includes a
정션 박스(120)는 태양광 모듈(110)과 결합되어, 태양광 모듈(110)의 출력을 다른 태양광 모듈이나 기타 다른 기기에 출력하기 위한 인터페이스 역할을 한다. 마이크로 컨버터(PMU)(130)는 태양광 모듈(110)의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 역할을 한다. 이러한 마이크로 컨버터(130)는 상기 태양광 모듈(110)과 병렬로 연결되며, 복수의 태양광 모듈을 관장한다. 여기서 마이크로 컨버터(130)는 상기 정션 박스(120)와는 별개로 구성되는 것이 바람직하다. The
이렇게 구성된 출력편차 처리용 마이크로 컨버터 장치는, 태양광 모듈(110)의 출력은 직렬로 연결이 되어 있고, 이와 병행해서 마이크로 컨버터(130)가 연결이 되어 있다. 이는 태양광 모듈 간의 미스매치가 없는 높은 일조량 상황하에서는 태양광 모듈의 출력이 마치 마이크로 컨버터가 없는 것처럼 동작할 수 있게 하면서 마이크로 컨버터는 모듈간 생산 전력이 차이가 날 때, 그 차이만을 처리함으로써 기존 직렬구조의 문제점들을 개선한다. 즉, 스트링내 모든 태양광 모듈(PV)들이 같은 조건에서 최상의 전력을 내보내고 있어서, 전류가 서로 같을 경우에는 마이크로 컨버터는 전력 처리를 하지 않고, 셧 다운(shut down) 모드로 들어감으로써, 장치의 삽입 손실을 최소화하게 된다. 이와는 달리 스트링 내 모듈 간의 전력 출력에 차이가 발생할 경우에는 마이크로 컨버터들이 새로운 전류 패스를 만들어서 이를 처리하는 구조이다. In the thus configured output deviation processing micro-converter device, the outputs of the
한편, 마이크로 컨버터를 적용한 태양광 발전 장치에 대한 종래 기술이 하기의 <특허문헌 1> 대한민국 등록특허 등록번호 10-1245827호(2013.03.20. 공고)에 개시된다.On the other hand, a conventional technique for a photovoltaic device using a micro converter is disclosed in the following Patent Document 1: Korean Registered Patent Registration No. 10-1245827 (published on March 20, 2013).
상기 <특허문헌 1>은 태양광 발전시스템 분야에 대한 에너지 효율 향상 및 원가 절감을 개선하기 위해 각 태양광 모듈(PV모듈)에 마이크로 인버터 컨버터를 구비하고, 상기 마이크로 인버터 컨버터에서 실시간 모듈단위의 환경/상황요인에 대응, 전력/환경 감시를 수행한다.
In order to improve the energy efficiency and the cost reduction in the solar power generation system field, the above-mentioned
그러나 상기와 같은 종래기술들은 특정 모듈의 특성이 저하하는 것을 방지하기 위해서 마이크로 컨버터를 이용하는 데, 이때 마이크로 컨버터의 사용 개수가 많아 시스템 가격이 상승하는 문제점이 발생하였다.However, in the above conventional techniques, a micro converter is used in order to prevent the deterioration of the characteristics of a specific module. In this case, the number of micro converters is increased and the system price is increased.
예컨대, 1MW급 대규모 태양광 발전소의 경우, 250W급 태양광 모듈이 4000개 정도 사용이 된다. 이는 4000개의 마이크로 컨버터가 필요하다는 의미이다. 따라서 마이크로 컨버터가 시스템 코스트(cost)에 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있다.
For example, in the case of a 1 MW large scale solar power plant, about 4000 250W class solar modules are used. This means that 4000 micro converters are needed. Therefore, it can be seen that the microconverter has a very large effect on the system cost.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마이크로 컨버터의 핵심 기능을 SOC(system of chip)화하고, 하나의 SOC내부에 마이크로 컨버터 전용회로를 중복 배치하여 태양광 발전 시스템에 소요되는 마이크로 컨버터 박스를 줄일 수 있도록 한 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a microcomputer, which has a core function of a micro converter as a system of chip (SOC) And to provide a microconverter device for a solar module capable of reducing a microconverter box required for a power generation system.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치는 태양광 모듈에 구비되는 정션 박스와 연동하여 태양광 모듈의 전력을 제어하는 마이크로 컨버터 장치로서, 상기 마이크로 컨버터 장치는 태양광 모듈로부터 검출된 전압으로부터 추종한 최대전력점 기반 듀티 제어신호 또는 스트링 제어기로부터 전송받은 듀티 제어신호에 따라 전력 제어신호를 발생하는 디지털 처리부와 상기 디지털 처리부에 태양광 모듈로부터 검출된 전압을 제공하고, 상기 디지털 처리부로부터 발생한 전력 제어신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a micro-converter device for a solar module according to the present invention is a micro-converter device for controlling power of a solar module in cooperation with a junction box provided in the solar module, A digital processing unit for generating a power control signal in accordance with a duty control signal transmitted from a string controller or a maximum power point based duty control signal following a voltage detected from a solar module, And an analog processor for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) according to a power control signal generated from the digital processor.
상기 마이크로 컨버터 장치는 상기 디지털 처리부와 상기 아날로그 처리부를 포함하는 전력 제어기가 적어도 2개 이상 병렬로 배열된 것을 특징으로 한다.The micro-converter device is characterized in that at least two power controllers including the digital processor and the analog processor are arranged in parallel.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are characterized in that the power source and the ground are separated and operate independently.
상기에서 디지털 처리부는 상기 아날로그 처리부로부터 전달되는 태양광 모듈의 검출 전압 및 전류를 필터링하여 평균화하는 필터; 상기 스트링 제어기로부터 전송되는 듀티 제어신호를 수신하는 호스트 인터페이스기; 상기 필터에서 출력되는 태양광 모듈의 전압 및 전류로 전력을 계산하고, 계산한 전력을 기초로 최대전력점을 추종하여 태양광 모듈 전압 기준치를 발생하는 최대전력점 추종부; 상기 최대전력점 추종부로부터 발생한 태양광 모듈 전압 기준치와 실제 태양광 모듈 전압이 동일해지도록 듀티 제어신호를 출력하는 듀티 컨트롤러; 태양광 모듈의 모드에 따라 상기 호스트 인터페이스기에서 출력되는 듀티 제어신호와 상기 듀티 컨트롤러에서 출력되는 듀티 제어신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may include a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules transmitted from the analog processing unit. A host interface for receiving a duty control signal transmitted from the string controller; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기에서 디지털 처리부는 상기 필터에서 평균화된 전압 및 전류 데이터를 주기적으로 출력하는 타이머를 더 포함하고, 상기 호스트 인터페이스기는 상기 타이머에서 주기적으로 전달되는 태양광 모듈의 전압 및 전류 데이터를 상기 스트링 제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may further include a timer periodically outputting the voltage and current data averaged in the filter, and the host interface unit may transmit the voltage and current data of the solar module periodically transmitted in the timer to the string controller .
상기에서 아날로그 처리부는 태양광 모듈에서 검출한 아날로그 전압 및 전류를 디지털 전압 및 전류 데이터로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기; 상기 디지털 처리부에서 발생한 PWM신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 FET구동기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The analog processing unit may include an analog / digital (A / D) converter for converting analog voltage and current detected by the solar module into digital voltage and current data; And an FET driver for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) in accordance with the PWM signal generated in the digital processing unit.
또한, 본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치는 직렬로 연결되어 전력을 생산하는 복수의 태양광 모듈; 상기 복수의 태양광 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기를 포함하고, 상기 전력 제어기는 디지털 처리부와 아날로그 처리부를 포함하고, 적어도 2개 이상 병렬로 배열된 것을 특징으로 한다.Also, a microconverter device for a solar module according to the present invention includes: a plurality of solar modules connected in series to produce electric power; And a power controller for controlling an output power of the plurality of solar modules, wherein the power controller includes a digital processor and an analog processor, and is characterized in that at least two or more are arranged in parallel.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비된 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are provided in one micro converter box.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are characterized in that the power source and the ground are separated and operate independently.
상기에서 디지털 처리부는 상기 아날로그 처리부로부터 전달되는 태양광 모듈의 검출 전압 및 전류를 필터링하여 평균화하는 필터; 스트링 제어기로부터 전송되는 듀티 제어신호는 수신하는 호스트 인터페이스기; 상기 필터에서 출력되는 태양광 모듈의 전압 및 전류로 전력을 계산하고, 계산한 전력을 기초로 최대전력점을 추종하여 태양광 모듈 전압 기준치를 발생하는 최대전력점 추종부; 상기 최대전력점 추종부로부터 발생한 태양광 모듈 전압 기준치와 실제 태양광 모듈 전압이 동일해지도록 듀티 제어신호를 출력하는 듀티 컨트롤러; 태양광 모듈의 모드에 따라 상기 호스트 인터페이스기에서 출력되는 듀티 제어신호와 상기 듀티 컨트롤러에서 출력되는 듀티 제어신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may include a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules transmitted from the analog processing unit. The duty control signal transmitted from the string controller includes: a host interface unit for receiving the duty control signal; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기에서 디지털 처리부는 상기 필터에서 평균화된 전압 및 전류 데이터를 주기적으로 출력하는 타이머를 더 포함하고, 상기 호스트 인터페이스기는 상기 타이머에서 주기적으로 전달되는 태양광 모듈의 전압 및 전류 데이터를 상기 스트링 제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may further include a timer periodically outputting the voltage and current data averaged in the filter, and the host interface unit may transmit the voltage and current data of the solar module periodically transmitted in the timer to the string controller .
상기에서 아날로그 처리부는 태양광 모듈에서 검출한 아날로그 전압 및 전류를 디지털 전압 및 전류 데이터로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기; 상기 디지털 처리부에서 발생한 PWM신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 FET구동기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The analog processing unit may include an analog / digital (A / D) converter for converting analog voltage and current detected by the solar module into digital voltage and current data; And an FET driver for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) in accordance with the PWM signal generated in the digital processing unit.
또한, 본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치는 복수의 태양광 모듈; 태양광 모듈의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터를 포함하고,Also, a microconverter device for a solar module according to the present invention includes: a plurality of solar modules; And a micro converter for varying a current path according to a difference in production power of the solar module to compensate for a current deviation between the solar modules,
상기 마이크로 컨버터는 상기 복수의 태양광 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 제어신호를 수신하여 상기 전력 제어기에 전달하는 복수의 통신 모듈; 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the micro-converter comprises: a power controller for controlling output power of the plurality of solar modules; A plurality of communication modules for receiving the duty control signal transmitted from the string controller and transmitting the duty control signal to the power controller; And a plurality of current regulators for compensating the current deviation and setting the current path.
상기 마이크로 컨버터는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러에서 발생하는 듀티 제어신호의 레벨을 조절하는 복수의 레벨 천이기; 상기 메인 컨트롤러 및 레벨 천이기에서 발생한 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 태양광 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The micro-converter includes: a communication module for receiving the duty data transmitted from the string controller; A main controller for generating a duty control signal according to the duty data received from the communication module; A plurality of level shifters for adjusting a level of a duty control signal generated in the main controller; A power controller for controlling the output power of the plurality of solar modules according to the duty controller signal generated in the main controller and the level shifter; And a plurality of current controllers for compensating the current deviation under the control of the power controller and setting the current path.
상기 전력 제어기는 디지털 처리부와 아날로그 처리부를 포함하고, 적어도 2개 이상 병렬로 배열된 것을 특징으로 한다.The power controller includes a digital processor and an analog processor, and is characterized in that at least two of the processors are arranged in parallel.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비된 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are provided in one micro converter box.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are characterized in that the power source and the ground are separated and operate independently.
상기에서 디지털 처리부는 상기 아날로그 처리부로부터 전달되는 태양광 모듈의 검출 전압 및 전류를 필터링하여 평균화하는 필터; 상기 스트링 제어기로부터 전송되는 듀티 제어신호는 수신하는 호스트 인터페이스기; 상기 필터에서 출력되는 태양광 모듈의 전압 및 전류로 전력을 계산하고, 계산한 전력을 기초로 최대전력점을 추종하여 태양광 모듈 전압 기준치를 발생하는 최대전력점 추종부; 상기 최대전력점 추종부로부터 발생한 태양광 모듈 전압 기준치와 실제 태양광 모듈 전압이 동일해지도록 듀티 제어신호를 출력하는 듀티 컨트롤러; 태양광 모듈의 모드에 따라 상기 호스트 인터페이스기에서 출력되는 듀티 제어신호와 상기 듀티 컨트롤러에서 출력되는 듀티 제어신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may include a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules transmitted from the analog processing unit. Wherein the duty control signal transmitted from the string controller comprises: a host interface unit for receiving the duty control signal; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기에서 디지털 처리부는 상기 필터에서 평균화된 전압 및 전류 데이터를 주기적으로 출력하는 타이머를 더 포함하고, 상기 호스트 인터페이스기는 상기 타이머에서 주기적으로 전달되는 태양광 모듈의 전압 및 전류 데이터를 상기 스트링 제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may further include a timer periodically outputting the voltage and current data averaged in the filter, and the host interface unit may transmit the voltage and current data of the solar module periodically transmitted in the timer to the string controller .
상기에서 아날로그 처리부는 태양광 모듈에서 검출한 아날로그 전압 및 전류를 디지털 전압 및 전류 데이터로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기; 상기 디지털 처리부에서 발생한 PWM신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 FET구동기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The analog processing unit may include an analog / digital (A / D) converter for converting analog voltage and current detected by the solar module into digital voltage and current data; And an FET driver for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) in accordance with the PWM signal generated in the digital processing unit.
또한, 본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치는 직렬로 연결되어 전력을 생산하는 복수의 서브 모듈; 상기 서브 모듈의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 서브 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터를 포함하고,Also, a micro converter device for a solar module according to the present invention includes a plurality of sub modules connected in series to produce electric power; And a micro converter that varies a current path according to a difference in production power of the sub-module to compensate for a current deviation between the sub-modules,
상기 마이크로 컨버터는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러에서 발생하는 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The micro-converter includes: a communication module for receiving the duty data transmitted from the string controller; A main controller for generating a duty control signal according to the duty data received from the communication module; A power controller for controlling an output power of the plurality of submodules according to a duty control signal generated by the main controller; And a plurality of current controllers for compensating the current deviation under the control of the power controller and setting the current path.
상기 마이크로 컨버터는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러에서 발생하는 듀티 제어신호의 레벨을 조절하는 복수의 레벨 천이기; 상기 메인 컨트롤러 및 레벨 천이기에서 발생한 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The micro-converter includes: a communication module for receiving the duty data transmitted from the string controller; A main controller for generating a duty control signal according to the duty data received from the communication module; A plurality of level shifters for adjusting a level of a duty control signal generated in the main controller; A power controller for controlling the output power of the plurality of submodules according to the duty controller signal generated in the main controller and the level shifter; And a plurality of current controllers for compensating the current deviation under the control of the power controller and setting the current path.
상기 전력 제어기는 디지털 처리부와 아날로그 처리부를 포함하고, 적어도 2개 이상 병렬로 배열된 것을 특징으로 한다.The power controller includes a digital processor and an analog processor, and is characterized in that at least two of the processors are arranged in parallel.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비된 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are provided in one micro converter box.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are characterized in that the power source and the ground are separated and operate independently.
상기에서 디지털 처리부는 상기 아날로그 처리부로부터 전달되는 태양광 모듈의 검출 전압 및 전류를 필터링하여 평균화하는 필터; 상기 스트링 제어기로부터 전송되는 듀티 제어신호는 수신하는 호스트 인터페이스기; 상기 필터에서 출력되는 태양광 모듈의 전압 및 전류로 전력을 계산하고, 계산한 전력을 기초로 최대전력점을 추종하여 태양광 모듈 전압 기준치를 발생하는 최대전력점 추종부; 상기 최대전력점 추종부로부터 발생한 태양광 모듈 전압 기준치와 실제 태양광 모듈 전압이 동일해지도록 듀티 제어신호를 출력하는 듀티 컨트롤러; 태양광 모듈의 모드에 따라 상기 호스트 인터페이스기에서 출력되는 듀티 제어신호와 상기 듀티 컨트롤러에서 출력되는 듀티 제어신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may include a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules transmitted from the analog processing unit. Wherein the duty control signal transmitted from the string controller comprises: a host interface unit for receiving the duty control signal; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기에서 디지털 처리부는 상기 필터에서 평균화된 전압 및 전류 데이터를 주기적으로 출력하는 타이머를 더 포함하고, 상기 호스트 인터페이스기는 상기 타이머에서 주기적으로 전달되는 태양광 모듈의 전압 및 전류 데이터를 상기 스트링 제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may further include a timer periodically outputting the voltage and current data averaged in the filter, and the host interface unit may transmit the voltage and current data of the solar module periodically transmitted in the timer to the string controller .
상기에서 아날로그 처리부는 태양광 모듈에서 검출한 아날로그 전아 및 전류를 디지털 전압 및 전류 데이터로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기; 상기 디지털 처리부에서 발생한 PWM신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 FET구동기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The analog processor may include an analog / digital (A / D) converter for converting the analog signal and the current detected by the solar module into digital voltage and current data; And an FET driver for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) in accordance with the PWM signal generated in the digital processing unit.
또한, 본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치는 복수의 서브 모듈이 직렬로 연결되어 전력을 생산하는 태양광 모듈; 상기 복수의 서브 모듈 간의 생산 전력의 차이에 따라 서브 모듈 간의 출력을 제어하는 마이크로 컨버터를 포함하고,According to another aspect of the present invention, there is provided a microconverter device for a solar module, comprising: a solar module module in which a plurality of submodules are connected in series to produce electric power; And a microcontroller for controlling an output between submodules according to a difference in production power between the plurality of submodules,
상기 마이크로 컨버터는 복수의 서브 모듈의 감시를 위한 통신 및 제어모듈; 서브 모듈로부터 검출한 전압 및 전류에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류를 조절하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the micro-converter comprises: a communication and control module for monitoring a plurality of sub-modules; A power controller for controlling the output power of the plurality of submodules according to the voltage and current detected from the submodule; And a plurality of current controllers for controlling the current according to the control of the power controller.
상기 전력 제어기는 디지털 처리부와 아날로그 처리부를 포함하고, 적어도 2개 이상 병렬로 배열된 것을 특징으로 한다.The power controller includes a digital processor and an analog processor, and is characterized in that at least two of the processors are arranged in parallel.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비된 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are provided in one micro converter box.
상기 2개 이상의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.The two or more power controllers are characterized in that the power source and the ground are separated and operate independently.
상기에서 디지털 처리부는 상기 아날로그 처리부로부터 전달되는 태양광 모듈의 검출 전압 및 전류를 필터링하여 평균화하는 필터; 상기 스트링 제어기로부터 전송되는 듀티 제어신호는 수신하는 호스트 인터페이스기; 상기 필터에서 출력되는 태양광 모듈의 전압 및 전류로 전력을 계산하고, 계산한 전력을 기초로 최대전력점을 추종하여 태양광 모듈 전압 기준치를 발생하는 최대전력점 추종부; 상기 최대전력점 추종부로부터 발생한 태양광 모듈 전압 기준치와 실제 태양광 모듈 전압이 동일해지도록 듀티 제어신호를 출력하는 듀티 컨트롤러; 태양광 모듈의 모드에 따라 상기 호스트 인터페이스기에서 출력되는 듀티 제어신호와 상기 듀티 컨트롤러에서 출력되는 듀티 제어신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may include a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules transmitted from the analog processing unit. Wherein the duty control signal transmitted from the string controller comprises: a host interface unit for receiving the duty control signal; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기에서 디지털 처리부는 상기 필터에서 평균화된 전압 및 전류 데이터를 주기적으로 출력하는 타이머를 더 포함하고, 상기 호스트 인터페이스기는 상기 타이머에서 주기적으로 전달되는 태양광 모듈의 전압 및 전류 데이터를 상기 스트링 제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.The digital processing unit may further include a timer periodically outputting the voltage and current data averaged in the filter, and the host interface unit may transmit the voltage and current data of the solar module periodically transmitted in the timer to the string controller .
상기에서 아날로그 처리부는 태양광 모듈에서 검출한 아날로그 전압 및 전류를 디지털 전압 및 전류 데이터로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기; 상기 디지털 처리부에서 발생한 PWM신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 FET구동기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The analog processing unit may include an analog / digital (A / D) converter for converting analog voltage and current detected by the solar module into digital voltage and current data; And an FET driver for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) in accordance with the PWM signal generated in the digital processing unit.
본 발명에 따르면 마이크로 컨버터의 핵심 기능을 SOC(system of chip)화하고, 하나의 SOC내부에 마이크로 컨버터 전용회로를 중복 배치함으로써, 태양광 발전 시스템에 소요되는 마이크로 컨버터 박스를 줄일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that a micro converter box required for a solar power generation system can be reduced by making the core function of the microconverter a system of chip (SOC) and arranging a microconverter exclusive circuit in one SOC .
또한, 태양광 발전 시스템에 소요되는 마이크로 컨버터 박스의 최소화로 전체 태양광 발전 시스템의 구축 비용도 줄일 수 있는 장점이 있다.
In addition, the miniaturization of the micro converter box required for the photovoltaic power generation system has the advantage of reducing the construction cost of the entire photovoltaic power generation system.
도 1은 일사량 변화시 일반적인 태양광 모듈의 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선도,
도 2는 종래 태양광 발전 시스템에 적용된 직렬구조형 마이크로 컨버터장치의 구성도,
도 3은 종래 태양광 발전 시스템에 적용된 전력편차처리형 마이크로 컨버터장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 컨버터 장치의 구성도,
도 5는 도 4의 실시 예 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 직렬구조형 마이크로 컨버터 장치에 적용한 실시 예 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제1 실시 예 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제2 실시 예 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제1 실시 예 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제2 실시 예 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 직렬구조형 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 실시 예 구성도.FIG. 1 is a current-voltage and power-voltage characteristic curve diagram of a general solar module in the case of a change in irradiation dose,
2 is a configuration diagram of a series structure type micro-converter device applied to a conventional solar power generation system,
3 is a configuration diagram of a power deviation processing type micro-converter device applied to a conventional photovoltaic generation system,
4 is a configuration diagram of a microconverter device according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a configuration diagram of the embodiment of Fig. 4,
6 is a block diagram of an embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a series structured microconverter device.
FIG. 7 is a block diagram of a first embodiment in which a microconverter according to the present invention is applied to a power converter microcomputer. FIG.
8 is a block diagram of a second embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a power converter microcomputer,
FIG. 9 is a block diagram of a first embodiment in which a microconverter according to the present invention is applied to a microconverter unit of a power deviation processing type submodule unit. FIG.
10 is a block diagram of a second embodiment in which a microconverter according to the present invention is applied to a microconverter unit of a power deviation processing submodule unit.
11 is a view showing an embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a microconverter device of a unit of a serially structured submodule.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a microconverter device for a solar module according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a micro-converter device for a solar module according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치(200)는 제1 내지 제3 전력 제어기(201 ~ 203)를 포함한다. 여기서 제1 내지 제3 전력 제어기(201 ~ 203)는 일반적인 태양광 발전 시스템에 적용되는 마이크로 컨버터의 구성 중 최대전력점을 추종하고, 추종한 최대전력점 기반으로 듀티를 제어하여 태양광 모듈의 출력을 일정하게 유지하도록 하는 부분을 SOC화한 것이다.The
여기서 제1 내지 제3 전력 제어기(201 ~ 203)의 내부 구성은 모두 동일하며, 작용 역시 동일하므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 전력 제어기(201)에 대해서만 설명하기로 한다.Here, the internal configurations of the first to
여기서 본 발명에 따른 마이크로 컨버터(200)는 3개의 전력 제어기로 구성된 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 태양광 발전 시스템의 설계자나 태양광 발전시 시스템의 비용(cost) 등을 종합적으로 고려하여, 전력 제어기의 개수를 결정하는 것이 바람직하다. 그리고 결정된 전력 제어기의 개수가 복수일 경우는 병렬로 배열하는 것이 바람직하다.Here, the
이때, 각각의 전력 제어기는 전원과 그라운드(G)를 각각 분리하여, 독립적으로 동작한다. 이렇게 전력 제어기마다 전원과 그라운드를 분리하여 독립적으로 동작시키게 되면, 실제 제품에 적용할 경우 태양 광 모듈의 연결 개수를 자유롭게 조정할 수 있게 된다. 예컨대, 전력 제어기를 최대로 이용할 경우 3개의 태양광 모듈과 결합이 가능하고, 2개의 전력 제어기를 이용할 경우 2개의 태양광 모듈과 결합이 가능해지게 되는 것이다.At this time, each of the power controllers separates the power source and the ground G, and operates independently. If the power supply and the ground are separated and operated independently for each power controller, the number of solar modules connected to the actual product can be freely adjusted. For example, when the power controller is used at the maximum, it can be combined with three solar modules, and when two power controllers are used, it becomes possible to couple with two solar modules.
상기 제1전력 제어기(201)는 태양광 모듈로부터 검출된 전압으로부터 추종한 최대전력점 기반 듀티 제어신호 또는 스트링 제어기로부터 전송받은 듀티 제어신호에 따라 전력 제어신호를 발생하는 제1디지털 처리부(210), 상기 제1디지털 처리부(210)에 태양광 모듈로부터 검출된 전압을 제공하고, 상기 제1디지털 처리부(210)로부터 발생한 전력 제어신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 제1아날로그 처리부(240)를 포함한다.The
도 4에서 참조부호 220은 제2디지털 처리부를 나타내고, 참조부호 230은 제3디지털 처리부를 나타내며, 참조부호 250은 제2아날로그 처리부를 나타내고, 참조부호 260은 제3아날로그 처리부를 나타낸다.4,
상기 제1디지털 처리부(210)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1아날로그 처리부(240)로부터 전달되는 태양광 모듈의 검출 전압(v1) 및 전류(i1)를 필터링하여 평균화하는 필터(211); 상기 스트링 제어기로부터 전송되는 듀티 제어신호를 수신하는 호스트 인터페이스기(213); 상기 필터(211)에서 출력되는 태양광 모듈의 전압 및 전류로 전력을 계산하고, 계산한 전력을 기초로 최대전력점(MPP)을 추종하여 태양광 모듈 전압 기준치(PV전압 기준치)를 발생하는 최대전력점 추종부(214); 상기 최대전력점 추종부(214)로부터 발생한 태양광 모듈 전압 기준치와 실제 태양광 모듈 전압이 동일해지도록 듀티 제어신호를 출력하는 듀티 컨트롤러(215); 태양광 모듈의 모드(Mode)에 따라 상기 호스트 인터페이스기(213)에서 출력되는 듀티 제어신호와 상기 듀티 컨트롤러(215)에서 출력되는 듀티 제어신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서(216); 상기 멀티플렉서(216)에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM신호 발생기(217); 상기 필터(211)에서 평균화된 전압 및 전류 데이터를 주기적으로 출력하는 타이머(212)를 포함한다.5, the first
상기 호스트 인터페이스기(213)는 상기 타이머(212)에서 주기적으로 전달되는 태양광 모듈의 전압 및 전류 데이터를 상기 스트링 제어기로 전송하는 역할을 한다.The
또한, 상기 제1아날로그 처리부(240)는 도 5에 도시한 바와 같이, 태양광 모듈에서 검출한 아날로그 전압 및 전류를 디지털 전압 및 전류 데이터로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기(241); 상기 제1디지털 처리부(210)에서 발생한 PWM신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호(D, /D)를 생성하는 FET구동기(242)를 포함한다.5, the first
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the microconverter device for a solar module according to the present invention will now be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 태양광 모듈용 마이크로 컨버터(200)는 종래 직렬구조형 마이크로 컨버터 장치 및 전력편차처리형 마이크로 컨버터에 모두 적용이 가능하다. 따라서 적용되는 태양광 모듈 시스템의 형태가 무엇인지를 마이크로 컨버터(200)에 알려 주어야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 모드(Mode)라는 신호를 이용하여, 도 2와 같은 직렬구조형과 도 3과 같은 전력편차처리형을 선택하도록 하였다. 여기서 모드 신호는 전력편차처리형일 경우 "1", 직렬구조형일 경우 "0"이라는 신호가 될 수 있다.First, the
상기 모드가 직렬구조형일 경우, 듀티 제어신호를 외부에서 획득한 값(즉, 스트링 제어기로부터 전송된 값)을 이용하는 것이 아니고, 내부적으로 생성한 듀티 제어신호를 이용한다. 즉, 제1아날로그 처리부(240)의 아날로그/디지털 변환기(241)는 태양광 모듈로부터 검출한 아날로그 전압(Vpv) 및 전류(Ipv)를 그에 대응하는 디지털 전압 데이터 및 전류 데이터로 변환을 하여, 제1디지털 처리부(210)에 전달한다.When the mode is of the serial structure type, the duty control signal generated internally is used instead of using the externally obtained value (i.e., the value sent from the string controller). That is, the analog-to-
상기 제1디지털 처리부(210)의 필터(211)는 전달되는 전압 데이터 및 전류 데이터를 필터링하여 평균화하고, 그 평균화된 전압 데이터 및 전류 데이터를 타이머(212), 최대전력점 추종부(214) 및 듀티 컨트롤러(215)에 전달한다.The
타이머(212)는 입력되는 전압 데이터 및 전류 데이터를 해당 태양광 모듈의 전압 및 전류 측정치로 간주하고, 주기적으로 이를 호스트 인터페이스기(213)에 전달한다. 호스트 인터페이스기(213)는 주기적으로 전달되는 전압 및 전류 데이터를 통신을 통해 스트링 제어기로 전송한다.The
아울러 최대전력점 추종부(214)는 입력되는 전압 및 전류로 전력을 계산하고, 최대전력점 추종을 위해 통상적으로 사용되는 P&0와 같은 최대전력점 추종 알고리즘을 이용하여 최대전력점을 추종한다. 그리고 추종한 최대전력점을 기초로 태양광 모듈의 전압 기준치를 변경하여 듀티 컨트롤러(215)에 전달한다.In addition, the maximum power
듀티 컨트롤러(215)는 상기 최대전력점 추종부(214)로부터 전달되는 전압 기준치와 태양광 모듈의 전압 값을 비교하여, 태양광 모듈의 전압 기준치와 실재 태양광 모듈의 전압이 같아지도록 듀티 값을 산출한다. 그리고 산출한 듀티 값을 듀티 제어신호(Duty2)로 멀티플렉서(216)에 전달한다.The
이때, 멀티플렉서(216)에는 모드 신호로서 직렬구조형 모드 선택 신호가 입력되므로, 상기 듀티 컨트롤러(215)에서 출력되는 듀티 제어신호를 선택하여 PWM신호 발생기(217)에 전달한다. PWM신호 발생기(217)는 전달되는 듀티 제어신호에 대응하는 PWM신호를 발생하여 제1아날로그 처리부(240)의 FET구동기(242)에 전달한다. 이에 따라 FET구동기(242)는 외부 FET스위치의 게이트를 제어하기 위한 게이트 구동신호를 생성하여, 상기 외부 FET스위치를 제어하게 되고, 이로써 태양광 모듈의 전압이 조정된다. 여기서 태양광 모듈의 조정은 기존 태양광 발전 시스템에 적용된 마이크로 컨버터에서 하는 동작과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.At this time, since the serial structured mode selection signal is input as the mode signal to the
한편, 상기 모드가 전력편차처리형일 경우, 내부에서 듀티 제어신호를 생성하지 않고, 외부의 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 제어 값을 그대로 이용한다. 즉, 호스트 인터페이스기(213)로부터 수신한 듀티 값은 멀티플렉서(216)에 전달된다.On the other hand, when the mode is the power deviation processing type, the duty control value transmitted from the external string controller is used as it is without generating the duty control signal internally. That is, the duty value received from the
이때, 멀티플렉서(216)에는 모드 신호로서 전력편차처리형 모드 선택 신호가 입력되므로, 상기 호스트 인터페이스기(213)로부터 전달되는 듀티 제어신호를 선택하여 PWM신호 발생기(217)에 전달한다. PWM신호 발생기(217)는 전달되는 듀티 제어신호에 대응하는 PWM신호를 발생하여 제1아날로그 처리부(240)의 FET구동기(242)에 전달한다. 이에 따라 FET구동기(242)는 외부 FET스위치의 게이트를 제어하기 위한 게이트 구동신호를 생성하여, 상기 외부 FET스위치를 제어하게 되고, 이로써 태양광 모듈의 전압이 조정된다. 여기서 태양광 모듈의 조정은 기존 태양광 발전 시스템에 적용된 마이크로 컨버터에서 하는 동작과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.At this time, since the power deviation processing mode selection signal is input as the mode signal to the
도 6은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터(200)를 직렬구조형 마이크로 컨버터 장치에 적용한 실시 예 구성도이다.6 is a block diagram of an embodiment in which the
직렬로 연결되어 전력을 생산하는 복수의 태양광 모듈(PV1, PV2, PV2); 상기 복수의 태양광 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기(200)를 포함하는 마이크로 컨버터(150)로 구성된다.A plurality of solar modules (PV1, PV2, PV2) connected in series to produce electric power; And a microcontroller (150) including a power controller (200) for controlling the output power of the plurality of solar modules.
여기서 마이크로 컨버터(150)는 디지털 처리부와 아날로그 처리부로 구성된 전력 제어기가 적어도 2개 이상 병렬로 배열된다. 그리고 상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비된다. 이때, 2개 이상의 전력 제어기는 상기와 같이 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작한다.The micro-converter 150 includes at least two power controllers each including a digital processor and an analog processor. And the two or more power controllers are provided in one micro-converter box. At this time, the power source and the ground are separated and operated independently as described above.
도 6에서 참조부호 210은 제1디지털 처리부, 220은 제2디지털 처리부, 230은 제3디지털 처리부, 240은 제1아날로그 처리부, 250은 제2아날로그 처리부, 260은 제3아날로그 처리부를 각각 나타낸다. 아울러 참조부호 271 ~ 273은 전압 조정부를 각각 나타낸다. 여기서 제1디지털 처리부(210) 내지 제3디지털 처리부(230), 제1아날로그 처리부(240) 내지 제3아날로그 처리부(260)의 구성 및 동작은 첨부한 도 5의 구성 및 동작과 동일하므로, 중복 설명을 회피하기 위해서 생략하기로 한다.In FIG. 6,
이러한 도 6과 같은 마이크로 컨버터 장치는 한 개의 마이크로 컨버터(150)에 마이크로 컨버터 역할을 하는 3개의 전력 제어기가 구비된 형태로서, 3개의 태양광 모듈을 관장할 수 있다. 따라서 태양광 발전 시스템의 구성시 마이크로 컨버터 박스 수를 1/3로 줄일 수 있으므로, 태양광 발전 시스템의 전체 가격을 낮출 수 있게 되는 것이다.The microconverter device as shown in FIG. 6 has three power controllers acting as microconverters in one
도 7은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제1 실시 예 구성도이다.FIG. 7 is a block diagram of a first embodiment in which a microconverter according to the present invention is applied to a power converter microcomputer.
도 4와 같은 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터에 적용할 경우, 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치는 복수의 태양광 모듈(310 ~ 330), 복수의 태양광 모듈(310 ~330)의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터(400)로 구성된다.When a microconverter as shown in FIG. 4 is applied to a power converter microcomputer, a microconverter device for a solar module includes a plurality of
이때, 마이크로 컨버터(400)는 상기 복수의 태양광 모듈(310 ~ 330)의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기(200); 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 제어신호를 수신하여 상기 전력 제어기(200)에 전달하는 복수의 통신 모듈(410 ~ 430); 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부(440 ~ 460)를 포함한다.At this time, the micro-converter 400 includes a
이 경우에도 상기 전력 제어기(200)는 하나의 디지털 처리부와 하나의 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기를 적어도 2개 이상 병렬로 배열하여 구성된다. 그리고 상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비되며, 각각의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작한다.Also in this case, the
도 7에서 참조부호 210은 제1디지털 처리부, 220은 제2디지털 처리부, 230은 제3디지털 처리부, 240은 제1아날로그 처리부, 250은 제2아날로그 처리부, 260은 제3아날로그 처리부를 각각 나타낸다. 아울러 참조부호 440 ~ 460은 전압 조정부를 각각 나타낸다. 여기서 제1디지털 처리부(210) 내지 제3디지털 처리부(230), 제1아날로그 처리부(240) 내지 제3아날로그 처리부(260)의 구성 및 동작은 첨부한 도 5의 구성 및 동작과 동일하므로, 중복 설명을 회피하기 위해서 생략하기로 한다.In FIG. 7,
이렇게 구성되는 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터에 적용할 경우, 태양광 모듈의 전압 조정을 위한 듀티 제어 값을 스트링 제어기로부터 제1 내지 제3 통신 모듈(410 ~ 430)을 통해 전달받는다. 그리고 전력 제어기(200)는 상기 제1 내지 제3 통신 모듈(410 ~ 430)을 통해 수신한 듀티 제어 값 또는 내부 태양광 모듈로부터 검출한 전압, 전류 값을 기초로 생성한 듀티 제어 값을 이용하여 태양광 모듈의 전압을 조정하게 된다.When the microconverter configured as described above is applied to the power converter microcomputer, the duty control value for adjusting the voltage of the solar module is received from the string controller through the first to
예컨대, 제1 내지 제3 전류 조절부(440 ~ 460)은 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하여, 전류를 조정하게 된다.For example, the first to third
즉, 하나의 전류 조절부(440)는 전류 편차 보상을 위한 인덕터(L)와 상기 인덕터(L)의 일단에 설치되어 전류 경로를 설정하는 스위치(d1, )를 구비하고, 입력되는 제어데이터에 대응하게 상기 스위치(d1, )를 제어하여, 태양광 모듈의 전압을 조정하게 된다.That is, one
도 7와 같은 구성은 한 개의 마이크로 컨버터 박스가 4개의 태양광 모듈을 관장할 수 있는 구조이다. 따라서 태양광 발전 시스템의 구성시 마이크로 컨버터 박스 수를 1/4로 줄일 수 있으므로, 태양광 발전 시스템의 전체 가격을 더욱 낮출 수 있게 되는 것이다.7 is a structure in which one micro-converter box can control four solar modules. Therefore, the number of micro-converter boxes can be reduced to 1/4 in the configuration of the photovoltaic power generation system, so that the total price of the photovoltaic power generation system can be further reduced.
도 8은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제2 실시 예 구성도이다.FIG. 8 is a block diagram of a second embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a power converter microcomputer.
도 4와 같은 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터에 적용할 경우, 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치는 복수의 태양광 모듈(310 ~ 330), 복수의 태양광 모듈(310 ~330)의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터(500)로 구성된다.When a microconverter as shown in FIG. 4 is applied to a power converter microcomputer, a microconverter device for a solar module includes a plurality of
이때, 마이크로 컨버터(500)는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈(510); 상기 통신 모듈(510)로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러(520); 상기 메인 컨트롤러(520)에서 발생하는 듀티 제어신호의 레벨을 조절하는 복수의 레벨 천이기(530)(540); 상기 메인 컨트롤러(520) 및 레벨 천이기(530)(540)에서 발생한 듀티 제어신호에 따라 복수의 태양광 모듈(310 ~ 330)의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기(200); 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부(550 ~ 570)를 포함한다.At this time, the micro-converter 500 includes a
이 경우에도 상기 전력 제어기(200)는 하나의 디지털 처리부와 하나의 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기를 적어도 2개 이상 병렬로 배열하여 구성된다. 그리고 상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비되며, 각각의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작한다.Also in this case, the
도 8에서 참조부호 210은 제1디지털 처리부, 220은 제2디지털 처리부, 230은 제3디지털 처리부, 240은 제1아날로그 처리부, 250은 제2아날로그 처리부, 260은 제3아날로그 처리부를 각각 나타낸다. 여기서 제1디지털 처리부(210) 내지 제3디지털 처리부(230), 제1아날로그 처리부(240) 내지 제3아날로그 처리부(260)의 구성 및 동작은 첨부한 도 5의 구성 및 동작과 동일하므로, 중복 설명을 회피하기 위해서 생략하기로 한다.In FIG. 8,
이렇게 구성되는 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터에 적용할 경우, 태양광 모듈의 전압 조정을 위한 듀티 제어 값을 스트링 제어기로부터 통신 모듈(510)을 통해 전달받는다. When the microconverter configured as described above is applied to the micro-converter of the power deviation type, the duty control value for adjusting the voltage of the solar module is received from the string controller through the
그리고 메인 컨트롤러(520)는 상기 통신 모듈(510)로부터 수신한 듀티 제어 값에 따라 상기 전력 제어기(200)에 듀티 제어신호를 전달한다. 이때 전력 제어기(200)에는 3개의 전력 제어기로 구성되므로, 1개의 전력 제어기는 상기 메인 컨트롤러(520)에서 출력되는 듀티 제어신호(Cd3, v3, i3)를 이용한다. 그리고 나머지 전력 제어기는 제1레벨 천이기(530)에서 상기 메인 컨트롤러(520)로부터 출력되는 듀티 제어신호와 레벨을 동기화한 듀티 제어신호(Cd2, v2, i2) 및 제2레벨 천이기(540)에서 상기 메인 컨트롤러(520)로부터 출력되는 듀티 제어신호와 레벨을 동기화한 듀티 제어신호(Cd1, v1, i1)를 이용한다.The
이후, 제1 내지 제3 전류 조절부(550 ~ 570)은 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하여, 전류를 조정하게 된다.Thereafter, the first to third current regulators 550 to 570 compensate for the current deviation under the control of the
즉, 하나의 전류 조절부(550)는 전류 편차 보상을 위한 인덕터(L)와 상기 인덕터(L)의 일단에 설치되어 전류 경로를 설정하는 스위치(d1, )를 구비하고, 입력되는 제어데이터에 대응하게 상기 스위치(d1, )를 제어하여, 태양광 모듈의 전압을 조정하게 된다.That is, one current regulator 550 includes an inductor L for current deviation compensation, switches d1 and d2 provided at one end of the inductor L to set a current path, ), And the switches d1, d2 corresponding to input control data, To control the voltage of the solar module.
도 8과 같은 구성은 한 개의 마이크로 컨버터 박스가 4개의 태양광 모듈을 관장할 수 있는 구조이다. 따라서 태양광 발전 시스템의 구성시 마이크로 컨버터 박스 수를 1/4로 줄일 수 있으므로, 태양광 발전 시스템의 전체 가격을 더욱 낮출 수 있게 되는 것이다.8 is a structure in which one micro-converter box can control four solar modules. Therefore, the number of micro-converter boxes can be reduced to 1/4 in the configuration of the photovoltaic power generation system, so that the total price of the photovoltaic power generation system can be further reduced.
도 9는 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제1 실시 예 구성도이다.FIG. 9 is a block diagram of a first embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a microconverter unit of a submodule unit.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제1 실시 예는, 하나의 태양광 모듈에 구비되는 복수의 서브 모듈(610 ~ 630)이 연결되어 전력을 생산하고, 마이크로 컨버터(600)가 상기 서브 모듈(610 ~ 630)의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하게 된다.9, in the first embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a microconverter unit of a submodule unit, a plurality of
이때, 상기 마이크로 컨버터(600)는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈(610); 상기 통신 모듈(610)로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러(620); 상기 메인 컨트롤러(620)에서 발생하는 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 서브 모듈(610 ~ 630)의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기(200); 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부(630, 640)를 포함한다.In this case, the micro-converter 600 includes a
이 경우에도 상기 전력 제어기(200)는 하나의 디지털 처리부와 하나의 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기를 적어도 2개 이상 병렬로 배열하여 구성된다. 그리고 상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비되며, 각각의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작한다.Also in this case, the
도 9에서 참조부호 210은 제1디지털 처리부, 220은 제2디지털 처리부, 230은 제3디지털 처리부, 240은 제1아날로그 처리부, 250은 제2아날로그 처리부, 260은 제3아날로그 처리부를 각각 나타낸다. 여기서 제1디지털 처리부(210) 내지 제3디지털 처리부(230), 제1아날로그 처리부(240) 내지 제3아날로그 처리부(260)의 구성 및 동작은 첨부한 도 5의 구성 및 동작과 동일하므로, 중복 설명을 회피하기 위해서 생략하기로 한다.In FIG. 9,
이렇게 구성되는 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터의 서브 모듈에 적용할 경우, 태양광 모듈의 전압 조정을 위한 듀티 제어 값을 스트링 제어기로부터 통신 모듈(610)을 통해 전달받는다.When the microconverter configured as described above is applied to the sub module of the power deviation type micro converter, the duty control value for adjusting the voltage of the solar module is received from the string controller through the
그리고 메인 컨트롤러(620)는 상기 통신 모듈(610)로부터 수신한 듀티 제어 값(Cdr, Cdl, v3, i3, v2, i2)에 따라 상기 전력 제어기(200)에 듀티 제어신호를 전달한다. 이때 전력 제어기(200)에는 3개의 전력 제어기로 구성되며, 2개의 전력 제어기만 동작하여 3개의 서브 모듈(610 ~ 630)의 듀티를 제어한다.The
이후, 제1 및 제2 전류 조절부(630)(640)은 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하여, 전류를 조정하게 된다.Thereafter, the first and second
즉, 하나의 전류 조절부(630)는 전류 편차 보상을 위한 인덕터(L)와 상기 인덕터(L)의 일단에 설치되어 전류 경로를 설정하는 스위치(d1, )를 구비하고, 입력되는 제어데이터에 대응하게 상기 스위치(d1, )를 제어하여, 태양광 모듈의 전압을 조정하게 된다.That is, one
한 개의 태양광 모듈은 대부분 그 내부에 3개의 서브 모듈들이 직렬로 연결이 되어 있어서, 서브 모듈 단위로 마이크로 컨버터를 장착할 수가 있다. Most of the solar modules are internally connected with three sub modules in series, so that a micro converter can be mounted on a sub module basis.
도 9는 내부적으로 2개의 전력편차처리형 마이크로 컨버터가 3개의 서브 모듈 사이에 위치하고, 스트링 제어기와 같은 역할을 하는 제어기가 내부에 있어서 마치 외부에서 보면 한 개의 직렬구조(cascade)형 마이크로 컨버터인 것처럼 동작을 하는 하이브리드(Hybrid) 구조이다. 이 경우 전력 제어기는 내부 3개의 전력편차처리 모듈 중에 2개만 사용한다.Fig. 9 is a diagram showing a case in which two power deviation microcomputers are internally located between three submodules, and a controller acting as a string controller is internally as if it is a cascade type microconverter from the outside And is a hybrid structure that operates. In this case, the power controller uses only two of the three internal power deviation processing modules.
도 10은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제2 실시 예 구성도이다.10 is a block diagram of a second embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a microconverter unit of a submodule unit.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 제2 실시 예는, 하나의 태양광 모듈에 구비되는 복수의 서브 모듈(610 ~ 630)이 연결되어 전력을 생산하고, 마이크로 컨버터(700)가 상기 서브 모듈(610 ~ 630)의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하게 된다.10, in the second embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a microconverter unit of a submodule unit, a plurality of
이때, 상기 마이크로 컨버터(700)는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈(710); 상기 통신 모듈(710)로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러(720); 상기 메인 컨트롤러(720)에서 발생하는 듀티 제어신호의 레벨을 조절하는 복수의 레벨 천이기(730)(740); 상기 메인 컨트롤러(720) 및 레벨 천이기(730)(740)에서 발생한 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기(200); 상기 전력 제어기(2000의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부(750 ~ 770)를 포함한다.In this case, the micro-converter 700 includes a
이 경우에도 상기 전력 제어기(200)는 하나의 디지털 처리부와 하나의 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기를 적어도 2개 이상 병렬로 배열하여 구성된다. 그리고 상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비되며, 각각의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작한다.Also in this case, the
도 10에서 참조부호 210은 제1디지털 처리부, 220은 제2디지털 처리부, 230은 제3디지털 처리부, 240은 제1아날로그 처리부, 250은 제2아날로그 처리부, 260은 제3아날로그 처리부를 각각 나타낸다. 여기서 제1디지털 처리부(210) 내지 제3디지털 처리부(230), 제1아날로그 처리부(240) 내지 제3아날로그 처리부(260)의 구성 및 동작은 첨부한 도 5의 구성 및 동작과 동일하므로, 중복 설명을 회피하기 위해서 생략하기로 한다.In FIG. 10,
이렇게 구성되는 마이크로 컨버터를 전력편차처리형 마이크로 컨버터의 서브 모듈에 적용할 경우, 태양광 모듈의 전압 조정을 위한 듀티 제어 값을 스트링 제어기로부터 통신 모듈(710)을 통해 전달받는다.When the microconverter configured as described above is applied to the submodule of the power deviation type microcontroller, the duty control value for adjusting the voltage of the solar module is received from the string controller through the
그리고 메인 컨트롤러(720)는 상기 통신 모듈(710)로부터 수신한 듀티 제어 값(Cdl, v1, i1)를 출력하여 상기 전력 제어기(200)에 전달한다. 이때 전력 제어기(200)에는 3개의 전력 제어기로 구성되므로, 1개의 전력 제어기는 상기 메인 컨트롤러(720)에서 출력되는 듀티 제어신호(Cd1, v1, i1)를 이용한다. 그리고 나머지 전력 제어기는 제1레벨 천이기(730)에서 상기 메인 컨트롤러(720)로부터 출력되는 듀티 제어신호와 레벨을 동기화한 듀티 제어신호(Cd2, v2, i2) 및 제2레벨 천이기(740)에서 상기 메인 컨트롤러(720)로부터 출력되는 듀티 제어신호와 레벨을 동기화한 듀티 제어신호(Cd1, v1, i1)를 이용한다.The
이후, 제1 내지 제3 전류 조절부(750 ~ 770)는 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하여, 전류를 조정하게 된다.Thereafter, the first to third
즉, 하나의 전류 조절부(750)는 전류 편차 보상을 위한 인덕터(L)와 상기 인덕터(L)의 일단에 설치되어 전류 경로를 설정하는 스위치(d1, )를 구비하고, 입력되는 제어데이터에 대응하게 상기 스위치(d1, )를 제어하여, 태양광 모듈의 전압을 조정하게 된다.That is, one
한 개의 태양광 모듈은 대부분 그 내부에 3개의 서브 모듈들이 직렬로 연결이 되어 있어서, 서브 모듈 단위로 마이크로 컨버터를 장착할 수가 있다. Most of the solar modules are internally connected with three sub modules in series, so that a micro converter can be mounted on a sub module basis.
도 11은 본 발명에 따른 마이크로 컨버터를 직렬구조형 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 실시 예 구성도이다.11 is a block diagram of an embodiment in which the microconverter according to the present invention is applied to a microconverter unit of a unit of a serially structured submodule.
도 11에 도시한 바와 같이, 마이크로 컨버터를 직렬구조형 서브 모듈 단위의 마이크로 컨버터 장치에 적용한 본 발명은, 직렬로 연결되어 전력을 생산하는 복수의 서브 모듈(610 ~ 630); 상기 복수의 서브 모듈(610 ~ 630) 간의 생산 전력의 차이에 따라 서브 모듈 간의 출력을 제어하는 마이크로 컨버터(800)를 포함한다.As shown in FIG. 11, the present invention in which a microconverter is applied to a microconverter device of a serially structured submodule unit includes a plurality of
상기 마이크로 컨버터(800)는 서브 모듈의 감시를 위한 통신 및 제어모듈(810); 복수의 서브 모듈로부터 검출한 전압 및 전류에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기(200); 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류를 조절하는 복수의 전류 조절부(271 ~ 273)를 포함한다.The micro-converter 800 includes a communication and
이 경우에도 상기 전력 제어기(200)는 하나의 디지털 처리부와 하나의 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기를 적어도 2개 이상 병렬로 배열하여 구성된다. 그리고 상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비되며, 각각의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작한다.Also in this case, the
도 11에서 참조부호 210은 제1디지털 처리부, 220은 제2디지털 처리부, 230은 제3디지털 처리부, 240은 제1아날로그 처리부, 250은 제2아날로그 처리부, 260은 제3아날로그 처리부를 각각 나타낸다. 여기서 제1디지털 처리부(210) 내지 제3디지털 처리부(230), 제1아날로그 처리부(240) 내지 제3아날로그 처리부(260)의 구성 및 동작은 첨부한 도 5의 구성 및 동작과 동일하므로, 중복 설명을 회피하기 위해서 생략하기로 한다.In FIG. 11,
이렇게 구성되는 마이크로 컨버터를 직렬구조형 마이크로 컨버터의 서브 모듈에 적용할 경우, 전력 제어기(200)에서 복수의 서브 모듈(610 ~ 630)의 출력 전압 및 전류를 검출하여 전력을 산출하고, 이를 기초로 전력 제어를 위한 듀티 제어 값을 산출한다.When the microconverter configured as described above is applied to the submodule of the serial structured micro-converter, the
그리고 산출한 듀티 제어 값으로 제1 내지 제3 전류 조절부(271 ~ 273)를 제어한다.Then, the first to third
이에 따라 제1 내지 제3 전류 조절부(271 ~ 273)는 상기 전력 제어기(200)의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하여, 전류를 조정하게 된다.Accordingly, the first to third
즉, 하나의 전류 조절부(271)는 전류 편차 보상을 위한 인덕터(L)와 상기 인덕터(L)의 일단에 설치되어 전류 경로를 설정하는 스위치(d1, )를 구비하고, 입력되는 제어데이터에 대응하게 상기 스위치(d1, )를 제어하여, 서브 모듈의 전압을 조정하게 된다.That is, one
이러한 본 발명은 전력 제어기를 직렬구조형 모드로 세팅하고 사용한다. 즉, 서브 모듈 단위의 부스트(Boost) 방식의 마이크로 컨버터를 구현한다. 각각의 부스트 컨버터는 독립적으로 동작을 한다.This invention sets and uses the power controller in a serial structured mode. That is, a microcomputer of a boost type in units of submodules is implemented. Each boost converter operates independently.
여기서 외부의 모니터링을 위해서 통신 및 제어모듈(810)은 복수의 서브 모듈의 전압 및 전류를 검출하고, 이를 기초로 서브 모듈의 상태 값을 생성하여 외부로 감시 데이터를 전송한다.Here, for external monitoring, the communication and
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
본 발명은 태양 광 발전 시스템에 적용된다. 특히, 태양 광 모듈의 전압을 조정하는 마이크로 컨버터의 주요 구성을 SOC화하여 구성하고, 하나의 SOC에 복수의 전력 제어기를 구현하여, 마이크로 컨버터 박스의 수를 최소화하기 위한 태양 광 발전 시스템에 적용할 수 있다.
The present invention is applied to a solar power generation system. Especially, the main configuration of the microconverter for adjusting the voltage of the solar module is configured by SOC, and a plurality of power controllers are implemented in one SOC to be applied to the photovoltaic power generation system for minimizing the number of microconverter boxes .
200: 마이크로 컨버터
201 ~ 203: 제1 내지 제3 전력 제어기
201 ~ 230: 제1 내지 제3 디지털 처리부
240 ~ 260: 제1 내지 제3 아날로그 처리부
211: 필터
212: 타이머
213: 호스트 인터페이스기
214: 최대전력점 추종부
215: 듀티 컨트롤러
216: 멀티플렉서
217: PWM신호 발생기
241: 아날로그/디지털 변환기
242: FET 구동기200: micro converter
201 to 203: First to third power controllers
201 to 230: First to third digital processing sections
240 to 260: First to third analog processing units
211: Filter
212: Timer
213: Host interface machine
214: maximum power point tracking unit
215: duty controller
216: Multiplexer
217: PWM signal generator
241: Analog-to-digital converter
242: FET driver
Claims (22)
상기 마이크로 컨버터 장치는 태양 광 모듈로부터 검출된 전압 및 전류로부터 추종한 최대전력점 기반 듀티 제어신호 또는 스트링 제어기로부터 전송받은 듀티 제어신호에 따라 전력 제어신호를 발생하는 디지털 처리부, 상기 디지털 처리부에 태양광 모듈로부터 검출된 전압을 제공하고, 상기 디지털 처리부로부터 발생한 전력 제어신호에 따라 외부 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 제어신호를 생성하는 아날로그 처리부로 이루어진 전력 제어기를 포함하고,
상기 마이크로 컨버터 장치는 상기 전력 제어기가 적어도 2개 이상 병렬로 배열되며, 2개 이상의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
A micro-converter device for controlling power of a solar module in cooperation with a junction box provided in the solar module,
The micro converter device includes a digital processing unit for generating a power control signal in accordance with a maximum power point-based duty control signal or a duty control signal transmitted from a string controller, which is followed by a voltage and a current detected from a solar module, And an analog processor for providing a voltage detected from the module and for generating a gate control signal of an external field effect transistor (FET) according to a power control signal generated from the digital processor,
Wherein at least two of the power controllers are arranged in parallel, and at least two power controllers are independently operated from a power source and a ground, respectively, in the micro-converter device.
The micro-converter device for a solar module according to claim 1, wherein the at least two power controllers are provided in one micro-converter box.
[2] The apparatus of claim 1, wherein the digital processing unit comprises: a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules transmitted from the analog processing unit; A host interface for receiving a duty control signal transmitted from the string controller; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기 복수의 태양 광 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기를 포함하고,
상기 전력 제어기는 디지털 처리부와 아날로그 처리부를 포함하며, 적어도 2개 이상 병렬로 배열되며,
상기 2개 이상의 전력 제어기는 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비되며, 각각의 전력 제어기는 전원과 그라운드가 각각 분리되어 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
A plurality of solar modules connected in series to produce electric power;
And a power controller for controlling output power of the plurality of solar modules,
The power controller includes a digital processor and an analog processor, wherein at least two are arranged in parallel,
Wherein the at least two power controllers are provided in a single micro-converter box, and each of the power controllers has a separate power source and ground and operates independently.
[7] The apparatus of claim 6, wherein the digital processing unit comprises: a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules delivered from the analog processing unit; The duty control signal transmitted from the string controller includes: a host interface unit for receiving the duty control signal; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
태양 광 모듈의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터를 포함하고,
상기 마이크로 컨버터는 상기 복수의 태양 광 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 제어신호를 수신하여 상기 전력 제어기에 전달하는 복수의 통신 모듈; 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
A plurality of solar modules;
And a micro converter for varying a current path according to a difference in production power of the solar module to compensate for a current deviation between the solar modules,
Wherein the micro-converter comprises: a power controller for controlling output power of the plurality of solar modules; A plurality of communication modules for receiving the duty control signal transmitted from the string controller and transmitting the duty control signal to the power controller; And a plurality of current regulators for compensating the current deviation and setting the current path.
태양 광 모듈의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 태양광 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터를 포함하고,
상기 마이크로 컨버터는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러에서 발생하는 듀티 제어신호의 레벨을 조절하는 복수의 레벨 천이기; 상기 메인 컨트롤러 및 레벨 천이기에서 발생한 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 태양광 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
A plurality of solar modules;
And a micro converter for varying a current path according to a difference in production power of the solar module to compensate for a current deviation between the solar modules,
The micro-converter includes: a communication module for receiving the duty data transmitted from the string controller; A main controller for generating a duty control signal according to the duty data received from the communication module; A plurality of level shifters for adjusting a level of a duty control signal generated in the main controller; A power controller for controlling the output power of the plurality of solar modules according to the duty controller signal generated in the main controller and the level shifter; And a plurality of current regulators for compensating for a current deviation and setting a current path under the control of the power controller.
상기 전력 제어기는 디지털 처리부와 아날로그 처리부를 포함하고, 적어도 2개 이상 병렬로 배열되며, 하나의 마이크로 컨버터 박스 내에 구비된 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
The method according to claim 9 or 10,
Wherein the power controller comprises a digital processing unit and an analog processing unit, wherein at least two of the power control units are arranged in parallel and are provided in one micro-converter box.
12. The micro-converter device for a solar module according to claim 11, wherein the two or more power controllers are independently operated from a power source and a ground.
12. The apparatus of claim 11, wherein the digital processing unit comprises: a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules delivered from the analog processing unit; The duty control signal transmitted from the string controller includes: a host interface unit for receiving the duty control signal; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기 서브 모듈의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 서브 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터를 포함하고,
상기 마이크로 컨버터는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러에서 발생하는 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
A plurality of sub-modules connected in series to produce power;
And a micro converter that varies a current path according to a difference in production power of the sub-module to compensate for a current deviation between the sub-modules,
The micro-converter includes: a communication module for receiving the duty data transmitted from the string controller; A main controller for generating a duty control signal according to the duty data received from the communication module; A power controller for controlling an output power of the plurality of submodules according to a duty control signal generated by the main controller; And a plurality of current regulators for compensating for a current deviation and setting a current path under the control of the power controller.
상기 서브 모듈의 생산 전력의 차이에 따라 전류의 경로를 가변하여 서브 모듈 간의 전류 편차를 보상하는 마이크로 컨버터를 포함하고,
상기 마이크로 컨버터는 스트링 제어기로부터 전송된 듀티 데이터를 수신하는 통신 모듈; 상기 통신 모듈로부터 수신한 듀티 데이터에 따라 듀티 제어신호를 발생하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러에서 발생하는 듀티 제어신호의 레벨을 조절하는 복수의 레벨 천이기; 상기 메인 컨트롤러 및 레벨 천이기에서 발생한 듀티 제어신호에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류 편차를 보상하고 전류 경로를 설정하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
A plurality of sub-modules connected in series to produce power;
And a micro converter that varies a current path according to a difference in production power of the sub-module to compensate for a current deviation between the sub-modules,
The micro-converter includes: a communication module for receiving the duty data transmitted from the string controller; A main controller for generating a duty control signal according to the duty data received from the communication module; A plurality of level shifters for adjusting a level of a duty control signal generated in the main controller; A power controller for controlling the output power of the plurality of submodules according to the duty controller signal generated in the main controller and the level shifter; And a plurality of current regulators for compensating for a current deviation and setting a current path under the control of the power controller.
The micro-converter device for a solar module according to claim 14 or 15, wherein the power controller includes a digital processing unit and an analog processing unit, and is arranged in at least two or more in parallel and is provided in one micro-converter box.
17. The micro-converter device for a solar module according to claim 16, wherein the at least two power controllers are independently operated from a power source and a ground.
17. The apparatus of claim 16, wherein the digital processing unit comprises: a filter for filtering and averaging detection voltages and currents of the photovoltaic modules delivered from the analog processing unit; The duty control signal transmitted from the string controller includes: a host interface unit for receiving the duty control signal; A maximum power point tracking unit for calculating power based on the voltage and current of the solar module output from the filter and generating a solar module voltage reference value by following the calculated maximum power point; A duty controller for outputting a duty control signal so that a photovoltaic module voltage reference value generated from the maximum power point follower becomes equal to an actual photovoltaic module voltage; A multiplexer for selectively outputting a duty control signal output from the host interface unit and a duty control signal output from the duty controller according to a mode of the solar module; And a PWM signal generator for generating a pulse width modulation (PWM) signal in accordance with the duty control signal output from the multiplexer.
상기 복수의 서브 모듈 간의 생산 전력의 차이에 따라 서브 모듈 간의 출력을 제어하는 마이크로 컨버터를 포함하고,
상기 마이크로 컨버터는 복수의 서브 모듈의 감시를 위한 통신 및 제어모듈; 서브 모듈로부터 검출한 전압 및 전류에 따라 상기 복수의 서브 모듈의 출력 전력을 제어하는 전력 제어기; 상기 전력 제어기의 제어에 따라 전류를 조절하는 복수의 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치.
A plurality of sub-modules connected in series to produce power;
And a microcontroller for controlling an output between submodules according to a difference in production power between the plurality of submodules,
Wherein the micro-converter comprises: a communication and control module for monitoring a plurality of sub-modules; A power controller for controlling the output power of the plurality of submodules according to the voltage and current detected from the submodule; And a plurality of current controllers for controlling current according to the control of the power controller.
The micro-converter device for a solar module according to claim 19, wherein the power controller includes a digital processing unit and an analog processing unit, and is arranged in at least two or more in parallel, and is provided in one micro-converter box.
21. The micro-converter device for a solar module according to claim 20, wherein the at least two power controllers are independently operated from a power source and a ground.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130151132A KR101575773B1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Micro convertor device using photovoltaic module |
PCT/KR2014/007905 WO2015030453A1 (en) | 2013-08-26 | 2014-08-26 | Micro converter apparatus for photovoltaic energy generation source and controlling method therefor |
CN201480047163.3A CN105556832B (en) | 2013-08-26 | 2014-08-26 | Microcolumn Gel immunlassay device and its control method for photovoltaic energy generating source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130151132A KR101575773B1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Micro convertor device using photovoltaic module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150066060A KR20150066060A (en) | 2015-06-16 |
KR101575773B1 true KR101575773B1 (en) | 2015-12-08 |
Family
ID=53514535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130151132A KR101575773B1 (en) | 2013-08-26 | 2013-12-06 | Micro convertor device using photovoltaic module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101575773B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102002106B1 (en) * | 2017-07-13 | 2019-07-19 | 공주대학교 산학협력단 | Photovoltaic power generation system and maximum power point tracking method ithereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012513186A (en) | 2008-12-18 | 2012-06-07 | セントレ ナショナル デ ラ レセルシュ シャンティフィク | Photovoltaic management system and photovoltaic power generator for photovoltaic cell |
-
2013
- 2013-12-06 KR KR1020130151132A patent/KR101575773B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012513186A (en) | 2008-12-18 | 2012-06-07 | セントレ ナショナル デ ラ レセルシュ シャンティフィク | Photovoltaic management system and photovoltaic power generator for photovoltaic cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150066060A (en) | 2015-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200358292A1 (en) | Enhanced system and method for string balancing | |
US10756545B2 (en) | Enhanced systems and methods for using a power converter for balancing modules in single-string and multi-string configurations | |
EP2957014B1 (en) | Method of controlling a solar power plant, a power conversion system, a dc/ac inverter and a solar power plant | |
JP6342535B2 (en) | Automatic voltage regulation for photovoltaic systems | |
US10673245B2 (en) | System and method for low-cost, high-efficiency solar panel power feed | |
US10312692B2 (en) | Systems and methods to reduce the number and cost of management units of distributed power generators | |
US8618456B2 (en) | Inverter for a three-phase AC photovoltaic system | |
KR101408855B1 (en) | Micro convertor device using photovoltaic module and control method thereof | |
GB2476508A (en) | Voltage compensation system for photovoltaic modules | |
CN101436833A (en) | Method and system to convert direct current (DC) to alternating current (AC) using a photovoltaic inverter | |
US20110044083A1 (en) | Adaptive Photovoltaic Inverter | |
GB2513868A (en) | High performance voltage compensation | |
CN102118122B (en) | Method for realizing maximum power point tracking, generating module, control module and system | |
WO2020133056A1 (en) | Central and distributed photovoltaic power plant and control system therefor | |
KR20210121588A (en) | Differential power conditioning system for improving performance of photovoltaic power generation system | |
KR101575773B1 (en) | Micro convertor device using photovoltaic module | |
KR102599736B1 (en) | Differential power processing unit with state of health and by-pass circuit for the serial connected pv module | |
CN105353821A (en) | Photovoltaic power optimizer and photovoltaic power generation system | |
KR101561640B1 (en) | Micro converter device using power deviation handling of needless high-voltage DC-DC converter and control method thereof | |
CN104113076A (en) | Distributed photovoltaic power generation grid-connected interface device | |
KR102175430B1 (en) | Apparatus for photovoltaic power generation | |
WO2020105031A1 (en) | A dc pullup system for optimizing solar string power generation systems | |
KR101147806B1 (en) | A system using a micro inverter | |
KR101278533B1 (en) | Module intergrated power regulator system | |
KR20140093355A (en) | Photovoltaic system that contains the string voltage booster |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181203 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191202 Year of fee payment: 5 |