KR100664083B1 - Output voltage control apparatus for fuel cell system - Google Patents

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KR100664083B1
KR100664083B1 KR1020050112584A KR20050112584A KR100664083B1 KR 100664083 B1 KR100664083 B1 KR 100664083B1 KR 1020050112584 A KR1020050112584 A KR 1020050112584A KR 20050112584 A KR20050112584 A KR 20050112584A KR 100664083 B1 KR100664083 B1 KR 100664083B1
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fuel cell
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구본관
이현재
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엘지전자 주식회사
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Abstract

An output voltage control apparatus for a fuel cell system is provided to enhance a driving efficiency thereof by adding an AC filter to a power line of output terminal of an inverter to eliminate DC factors. In an output voltage control apparatus for a fuel cell system, a DC/DC converting unit(20) boosts a DC voltage generated from a fuel cell(10). An inverter(30) transforms the DC voltage generated from the DC/DC converting unit(20) into an AC voltage. A DC removing unit(40) eliminates DC factors from the AC voltage generated from the inverter(30).

Description

연료전지 시스템의 출력전압 제어장치{OUTPUT VOLTAGE CONTROL APPARATUS FOR FUEL CELL SYSTEM}Output voltage control device of fuel cell system {OUTPUT VOLTAGE CONTROL APPARATUS FOR FUEL CELL SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for an output voltage control apparatus of a fuel cell system according to the prior art.

도 2는 본 발명 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치에 대한 일실시 예의 구성을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of an output voltage control device of the fuel cell system of the present invention.

도 3은 도 2에 있어서,제어유닛의 구성을 보인 블록도.3 is a block diagram showing the configuration of a control unit in FIG. 2;

도 4는 본 발명 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치에 대한 다른 실시 예의 구성을 보인 블록도.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the output voltage control device of the fuel cell system of the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10:연료전지 20:직류/직류변환유닛10: fuel cell 20: DC / DC conversion unit

30:인버터 40:직류제거유닛30: Inverter 40: DC removal unit

50:제어유닛50: control unit

본 발명은 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치에 관한 것으로, 특히 인버 터에서 출력되는 교류전압에 포함된 직류성분을 제거하여 안정적인 교류 전원을 생성할 수 있도록 한 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an output voltage control apparatus of a fuel cell system, and more particularly, to an output voltage control apparatus of a fuel cell system capable of generating stable AC power by removing a DC component included in an AC voltage output from an inverter. will be.

현재 건물에서 사용하고 있는 전기에너지는 발전소에서 화력이나 수력 등에 의해 발전을 일으켜 발생 되는 것이다. 그리고 발전소에서 발전 된 전기에너지는 송전선을 통해 각 지역의 건물, 즉 가정으로 공급되며 그 공급되는 전기에너지로 텔레비전, 형광등, 냉장고, 에어컨 등을 작동하여 생활을 편리하고 유익하게 하고 있다. The electric energy currently used in buildings is generated by power generation in the power plant by thermal power or hydroelectric power. In addition, the electric energy generated by the power plant is supplied to buildings in each region, that is, homes, through power transmission lines. The electric energy is used to operate televisions, fluorescent lamps, refrigerators, and air conditioners to make life convenient and beneficial.

그런데 현재 사용 중인 전기에너지를 발전소에서 얻기 위하여 발전소에서 기름이나 석탄을 연소시켜 그 열에너지를 전기에너지로 변환시켜 전기에너지를 얻게 되므로 사용되는 연료 에너지에 비해 발전 효율이 매우 낮고, 또한 그 발전소에서 발전된 전기에너지를 각 지역의 건물에 송전선을 통해 공급하는 과정에서 손실이 크게 발생되어 연료 에너지의 소모에 비해 각 건물에서 사용되는 전기에너지의 효율이 매우 낮다. 즉, 각 건물에서 사용하는 전기에너지를 얻기 위해 과다하게 많은 연료 에너지가 소모된다. 또한, 이로 인하여 많은 기름이나 석탄 등의 연료 에너지를 연소시키면서 발생되는 오염 물질에 의해 환경 오염을 유발시키게 되는 문제점이 있다.However, in order to obtain the electric energy currently used in the power plant, the oil or coal is burned in the power plant to convert the thermal energy into electric energy to obtain the electric energy. Therefore, the generation efficiency is very low compared to the fuel energy used, and the electricity generated in the power plant In the process of supplying energy to buildings in each region through transmission lines, losses are large, and the efficiency of electric energy used in each building is very low compared to the consumption of fuel energy. That is, excessive amount of fuel energy is consumed to obtain the electric energy used in each building. In addition, there is a problem that causes environmental pollution by pollutants generated while burning a lot of fuel energy, such as oil or coal.

따라서, 근래에는 에너지 효율이 우수할 뿐만 아니라 환경 친화적으로 전기에너지를 발생시키는 연료전지가 개발되고 있다. 이와 같은 연료전지는 외부로부터 연속적으로 공급되는 연료와 공기의 전기화학반응을 통하여 연료가 가진 화학 에너지를 직접 전기에너지로 발전시키는 장치이다.Therefore, in recent years, fuel cells which are excellent in energy efficiency and environmentally friendly to generate electric energy have been developed. Such a fuel cell is a device for directly generating chemical energy of fuel directly into electrical energy through an electrochemical reaction between fuel and air continuously supplied from the outside.

도 1은 종래 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치의 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an output voltage control apparatus of a conventional fuel cell system.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료전지(1),직류/직류변환기(2),인버터(3),트랜스포머(4)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, a fuel cell 1, a DC / DC converter 2, an inverter 3, and a transformer 4 are formed.

상기 연료전지(1)는, 연료 극과 공기 극을 구비하여 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 전기를 생성하는 스택(미도시)을 포함하여, 그 스택(미도시)에서 직류전압을 발생한다.The fuel cell 1 includes a stack (not shown) including a fuel pole and an air pole to generate electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and generates a DC voltage in the stack (not shown).

상기 직류/직류변환기(2)는 상기 직류전압을 교류전압으로 변환하고, 그 변환된 교류전압을 승압 또는 강압시킨 다음, 다시 정류하여 직류전압으로 출력한다.The DC / DC converter 2 converts the DC voltage into an AC voltage, boosts or steps down the converted AC voltage, and rectifies again to output the DC voltage.

상기 인버터(3)는 상기 직류/직류변환기(2)에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하여 출력한다.The inverter 3 converts the DC voltage output from the DC / DC converter 2 into an AC voltage and outputs the AC voltage.

상기 트랜스포머(4)는 상기 인버터(3)에서 출력되는 교류전압에 포함된 직류성분을 제거하여 상용전원 라인으로 출력한다.The transformer 4 removes the DC component included in the AC voltage output from the inverter 3 and outputs it to the commercial power line.

즉, 상기 상용전원 라인으로 공급되어, 각 가정이나 공공시설의 상용전원으로 사용되기 위하여, 상기 인버터에서 출력되는 교류전압에는 직류성분이 없어야 하는데, 이에 따라 상기 종래 연료전지 시스템에서는 트랜스포머를 인버터의 출력단에 장착하여 교류전압에 포함된 직류성분을 제거하였다.That is, in order to be supplied to the commercial power line and to be used as a commercial power source for each home or public facility, the AC voltage output from the inverter should not have a DC component. Accordingly, in the conventional fuel cell system, the transformer is connected to the output terminal of the inverter. DC component included in AC voltage was removed by

그러나, 상기 트랜스포머는 크기가 크고 중량이 무거운 관계로 인하여, 종래 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치의 소형화에 어려움이 있었다. However, due to the large size and heavy weight of the transformer, it is difficult to miniaturize the output voltage control device of the conventional fuel cell system.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 인버터에서 출력되는 교류전압에 포함된 직류성분을 제거하여 안정적인 교류전원을 생성할 수 있도록 한 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치를 제공함에 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention, the output voltage of the fuel cell system to generate a stable AC power source by removing the DC component included in the AC voltage output from the inverter In providing a control device.

본 발명의 다른 목적은, 인버터의 출력단의 전원 라인에 AC필터를 추가하여 교류전압에 포함된 직류성분을 제거하여 안정적인 교류전압을 생성할 수 있도록 한 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an output voltage control apparatus of a fuel cell system in which an AC filter is added to a power line of an output terminal of an inverter to remove a DC component included in an AC voltage to generate a stable AC voltage. .

본 발명의 다른 목적은, 인버터의 출력단의 상용 전원 라인에 커패시터를 직렬로 연결하여, 그 커패시터에 직류성분을 축적하여 교류전압에 포함된 직류성분을 제거함과 아울러, 상기 커패시터에 축적된 직류성분을 인버터에서 보상함으로써 연료전지 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to connect a capacitor in series to a commercial power supply line of the output terminal of the inverter, accumulate a DC component in the capacitor to remove the DC component included in the AC voltage, and also to store the DC component accumulated in the capacitor. The present invention provides an apparatus for controlling output voltage of a fuel cell system to compensate for an inverter so as to improve the stability of the fuel cell system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치는, In order to achieve the above object, the output voltage control apparatus of the fuel cell system according to the present invention,

연료전지에서 출력되는 직류전압을 승압하는 직류/직류변환유닛과;DC / DC conversion unit for boosting the DC voltage output from the fuel cell;

상기 직류/직류변환유닛에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터와;An inverter for converting a DC voltage output from the DC / DC conversion unit into an AC voltage;

상기 인버터에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 제거하는 직류제거유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.And a direct current removal unit for removing a direct current component from the AC voltage output from the inverter.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 연료전지 시스 템의 출력전압 제어장치는,In addition, in order to achieve the above object, the output voltage control device of the fuel cell system according to the present invention,

연료전지에서 출력되는 직류전압을 승압하는 직류/직류변환유닛과;DC / DC conversion unit for boosting the DC voltage output from the fuel cell;

상기 직류/직류변환유닛에서 출력되는 직류전압을, 제어신호에 의해 교류전압으로 변환하는 인버터와;An inverter for converting the DC voltage output from the DC / DC conversion unit into an AC voltage by a control signal;

상기 인버터에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 축적하여 제거하는 직류제거유닛과;A direct current removing unit for accumulating and removing a direct current component from an AC voltage output from the inverter;

상기 직류제거유닛에 축적된 직류전압을 소정 신호처리하고, 그 신호 처리결과에 근거하여 상기 인버터의 출력전압을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다. And a control unit which processes a DC signal accumulated in the DC removing unit by a predetermined signal and outputs a control signal for controlling the output voltage of the inverter based on the signal processing result.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치에 대한 제1 실시예의 구성을 보인 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the output voltage control apparatus of the fuel cell system according to the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명은 연료전지(10), 직류/직류변환유닛(20),인버터(30),직류제거유닛(40), 제어유닛(50)을 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 2, the present invention includes a fuel cell 10, a DC / DC conversion unit 20, an inverter 30, a DC removal unit 40, and a control unit 50.

상기 연료전지(10)는, 연료 극과 공기 극을 구비하여 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 전기를 생성하는 스택(미도시)을 포함하여, 그 스택(미도시)에서 직류전압을 발생한다.The fuel cell 10 includes a stack (not shown) including a fuel pole and an air pole to generate electricity by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen, and generates a DC voltage in the stack (not shown).

상기 직류/직류변환기(20)는 상기 직류전압을 교류전압으로 변환하고, 그 변환된 교류전압을 승압 또는 강압시킨 다음, 다시 정류하여 직류전압으로 출력한다.The DC / DC converter 20 converts the DC voltage into an AC voltage, boosts or steps down the converted AC voltage, and rectifies again to output the DC voltage.

상기 인버터(30)는 상기 직류/직류변환기(20)에서 출력되는 직류전압을, 제어신호에 의해 교류전압으로 변환하여 출력한다.The inverter 30 converts the DC voltage output from the DC / DC converter 20 into an AC voltage by a control signal and outputs the AC voltage.

상기 직류제거유닛(40)은, 상기 인버터(30)에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 축적하여 제거한다.The DC removal unit 40 accumulates and removes a DC component from an AC voltage output from the inverter 30.

상기 직류 제거유닛(40)은, 상기 인버터(30)의 출력단과 상용 전원단을 연결하는 전원 라인마다 장착되고, 바람직한 실시예로 상기 직류제거수단(40)은 커패시터로 이루어져 상기 인버터(3)의 출력단에 직렬로 연결된다.The DC removing unit 40 is mounted for each power line connecting the output terminal of the inverter 30 and the commercial power supply terminal. In a preferred embodiment, the DC removing unit 40 is formed of a capacitor. It is connected in series with the output.

상기 제어유닛(50)은, 상기 직류제거유닛(40)에 축적된 직류전압을 소정 신호처리하고, 그 신호 처리결과에 근거하여 상기 인버터(30)의 출력전압을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.The control unit 50 processes a DC signal accumulated in the DC removing unit 40 by a predetermined signal, and outputs a control signal for controlling the output voltage of the inverter 30 based on the signal processing result. .

상기 제어유닛(50)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 저역 통과 필터(51),피아이 제어기(52),비교기(53),전류제어기(54),PWM신호발생기(55)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 3, the control unit 50 includes a low pass filter 51, a PIA controller 52, a comparator 53, a current controller 54, and a PWM signal generator 55. do.

상기 저역통과 필터(51)는 상기 직류 제거 유닛(40)의 출력전압을 필터링하여 직류전압을 통과시킨다.The low pass filter 51 filters the output voltage of the direct current removing unit 40 and passes the direct current voltage.

상기 피아이 제어기(52)는 상기 저역통과 필터(51)의 직류전압을 비례 적분 제어하고, 그 제어결과에 근거한 전류치를 생성한다.The eye controller 52 proportionally integrates and controls the DC voltage of the low pass filter 51 and generates a current value based on the control result.

상기 비교기(53)는, 상기 피아이 제어기(52)에서 출력되는 전류치와 인버터 전류 명령치를 비교하고 그 비교결과에 근거한 차이신호를 출력한다.The comparator 53 compares the current value output from the eye controller 52 with the inverter current command value and outputs a difference signal based on the comparison result.

상기 전류 제어기(54)는 상기 비교기(53)에서 출력되는 차이신호에 해당되는 전압지령치를 생성한다.The current controller 54 generates a voltage command value corresponding to the difference signal output from the comparator 53.

상기 PWM신호발생기(55)는 상기 전압 지령치에 해당되는 PWM신호를 발생한다. 상기 PWM신호 발생기(55)는 실험에 의해, 상기 전압 지령치에 해당 PWM신호의 듀티비가 기저장되는 메모리(56)를 포함하여 구성한다.The PWM signal generator 55 generates a PWM signal corresponding to the voltage command value. The PWM signal generator 55 includes a memory 56 in which the duty ratio of the corresponding PWM signal is pre-stored in the voltage command value by experiment.

이와 같이 구성한 본 발명의 동작을 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.

먼저, 연료전지(10)의 스택(미도시)은 연료 극과 공기 극을 구비하여 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 전기를 생성하여 그에 따른 직류전압을 직류/직류변환유닛(20)에 인가한다.First, the stack (not shown) of the fuel cell 10 includes a fuel pole and an air pole to generate electricity by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen, and apply a DC voltage according to the DC / DC conversion unit 20 accordingly. .

이에 따라, 상기 직류/직류변환유닛(20)는 상기 연료전지(10)에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환한 다음, 그 변환된 교류전압을 승압 또는 강압처리하고, 그 승압 또는 강압처리된 교류전압을 직류전압으로 정류하여 인버터(30)에 인가한다.Accordingly, the DC / DC conversion unit 20 converts the DC voltage output from the fuel cell 10 into an AC voltage, and then boosts or steps down the converted AC voltage, and the boosted or stepped down process is performed. The AC voltage is rectified to a DC voltage and applied to the inverter 30.

이에 따라, 상기 인버터(30)는 상기 직류/직류변환기에서 출력되는 직류전압을, 제어신호에 의해 소정 레벨의 교류전압으로 변환하여 출력한다.Accordingly, the inverter 30 converts the DC voltage output from the DC / DC converter into an AC voltage having a predetermined level by a control signal and outputs the AC voltage.

이때, 상기 직류 제거 유닛(40)은 상기 인버터(30)에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 제거하는데, 즉 상기 직류 제거 유닛(40)은 커패시터로 이루어져서, 인버터(30)에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 축적하여 제거한다.At this time, the DC removal unit 40 removes the DC component from the AC voltage output from the inverter 30, that is, the DC removal unit 40 is composed of a capacitor, at the AC voltage output from the inverter 30 Accumulate and remove direct current components.

즉, 상기 커패시터는 리액턴스에 의한 현상에 의해, 주파수가 높으면 커패시터의 교류에 대한 임피던스가 낮아져서 작아져서 교류는 통과되고, 주파수가 낮으면 임피던스는 높아지며, 이에 따라 주파수가 '0'인 직류에 대해서는 절연체로 동작한다.In other words, due to a phenomenon caused by reactance, the capacitor has a high frequency, and thus the impedance of the capacitor becomes low due to a decrease in the alternating current, and when the frequency is low, the impedance becomes high. It works as

이때, 상기 커패시터에는 직류성분이 일정 레벨 축적되는데, 본 발명 제1 실시예에서는 상기 커패시터에 축적된 직류성분을 조정하기 위하여, 상기 제어 유닛(50)이 상기 직류 제거유닛(40)의 축적된 직류성분을 검출하고, 그 검출된 직류 성분만큼의 오프셋을 두어 직류성분을 제거한다.In this case, the DC component is accumulated at a predetermined level in the capacitor. In the first embodiment of the present invention, in order to adjust the DC component accumulated in the capacitor, the control unit 50 stores the accumulated DC of the DC removing unit 40. The component is detected and the DC component is removed by offsetting the detected DC component.

여기서, 상기 커패시터에 축적된 직류성분의 제거과정을 설명한다.Here, the removal process of the DC component accumulated in the capacitor will be described.

우선, 상기 제어유닛(50)의 저역 통과 필터(51)는 상기 커패시터에 축적된 직류전압을 통과시켜 피아이 제어기(52)에 인가하고, 이에 의해 상기 피아이 제어기(52)는 상기 직류전압을 비례 적분 제어하여 그에 따른 전류치를 생성한다.First, the low pass filter 51 of the control unit 50 passes the DC voltage accumulated in the capacitor and applies it to the eye controller 52, whereby the PI controller 52 proportionally integrates the DC voltage. Control to generate the current value accordingly.

그 다음, 비교기(53)는 상기 전류치와 초기 인버터 전류 명령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 차이신호를 전류제어기(54)에 인가하고, 이에 의해 상기 전류제어기(54)는 상기 비교기(53)의 차이신호에 근거한 전압 지령치를 PWM신호발생기(55)에 인가한다.Then, the comparator 53 compares the current value with the initial inverter current command value, and applies a difference signal based on the comparison result to the current controller 54, whereby the current controller 54 causes the comparator 53 to be compared. The voltage command value based on the difference signal of is applied to the PWM signal generator 55.

이에 따라, 상기 PWM신호 발생기(55)는, 상기 전압지령치에 해당되는 듀티비를 메모리(56)에서 선택하고, 그 선택된 듀티비에 해당되는 PWM신호를 상기 인버터(30)에 인가하며, 이에 따라 상기 인버터(30)는 상기 PWM신호에 의해 스위칭되어 상기 직류/직류변환유닛(20)에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 가변하여 출력한다.Accordingly, the PWM signal generator 55 selects the duty ratio corresponding to the voltage command value from the memory 56 and applies the PWM signal corresponding to the selected duty ratio to the inverter 30. The inverter 30 is switched by the PWM signal and outputs the DC voltage output from the DC / DC conversion unit 20 to an AC voltage.

도4는 본 발명 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치에 대한 제2 실시예의 구성을 보인 블록도이다.4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the output voltage control device of the fuel cell system of the present invention.

도4에 도시한 바와같이, 연료전지(100)에서 출력되는 직류전압을 승압하는 직류/직류변환유닛(200)과; 상기 직류/직류변환유닛(200)에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터(300)와; 상기 인버터(300)에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 제거하는 AC필터(400)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 4, a DC / DC conversion unit 200 for boosting the DC voltage output from the fuel cell 100; An inverter 300 for converting a DC voltage output from the DC / DC conversion unit 200 into an AC voltage; It comprises an AC filter 400 for removing a DC component from the AC voltage output from the inverter 300.

이와 같이 구성한 본 발명의 제2 실시예는, 종래의 트랜스포머 대신에, AC필터(400)를 사용하여 인버터(200)에서 출력되는 교류전압에 포함된 직류성분을 제거한다.In the second embodiment of the present invention configured as described above, the DC component included in the AC voltage output from the inverter 200 is removed using the AC filter 400 instead of the conventional transformer.

즉, 본 발명의 제2 실시예는, 종래에 트랜스포머에 비하여 크기가 작고 가벼운 AC필터를 사용함으로써, 시스템의 구성을 간편화할 수 있도록 한 것이다.That is, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to simplify the configuration of the system by using an AC filter which is smaller in size and lighter than the conventional transformer.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치는, 인버터의 출력단의 전원 라인에 AC필터를 추가하여 교류전압에 포함된 직류성분을 제거하여 안정적인 교류전압을 생성함으로써, 시스템의 운전효율을 상승시키는 효과가 있다.As described above, the output voltage control apparatus of the fuel cell system according to the present invention, by adding an AC filter to the power line of the output terminal of the inverter to remove the DC component included in the AC voltage to generate a stable AC voltage, the system There is an effect of increasing the operating efficiency of.

또한, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치는,인버터의 출력단의 전원 라인에 커패시터를 직렬로 연결하여, 그 커패시터에 직류성분을 축적 하여 교류전압에 포함된 직류성분을 제거함과 아울러, 상기 커패시터에 축적된 직류성분을 인버터에서 보상함으로써 시스템의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the output voltage control apparatus of the fuel cell system according to the present invention, by connecting a capacitor in series to the power line of the output terminal of the inverter, accumulate the DC component in the capacitor to remove the DC component included in the AC voltage, Compensating the DC component accumulated in the capacitor in the inverter has an effect of improving the stability of the system.

Claims (7)

연료전지에서 출력되는 직류전압을 승압하는 직류/직류변환유닛과;DC / DC conversion unit for boosting the DC voltage output from the fuel cell; 상기 직류/직류변환유닛에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터와;An inverter for converting a DC voltage output from the DC / DC conversion unit into an AC voltage; 상기 인버터에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 제거하는 직류제거유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치.And a DC removing unit for removing a DC component from the AC voltage output from the inverter. 제1 항에 있어서, 직류제거 유닛은,The method of claim 1, wherein the direct current removal unit, 상기 인버터의 출력단에 직렬로 연결된 AC필터인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치.And an AC filter connected in series with the output terminal of the inverter. 연료전지에서 출력되는 직류전압을 승압하는 직류/직류변환유닛과;DC / DC conversion unit for boosting the DC voltage output from the fuel cell; 상기 직류/직류변환유닛에서 출력되는 직류전압을, 제어신호에 의해 교류전압으로 변환하는 인버터와;An inverter for converting the DC voltage output from the DC / DC conversion unit into an AC voltage by a control signal; 상기 인버터에서 출력되는 교류전압에서 직류성분을 축적하여 제거하는 직류제거유닛과;A direct current removing unit for accumulating and removing a direct current component from an AC voltage output from the inverter; 상기 직류제거유닛에 축적된 직류전압을 소정 신호처리하고, 그 신호 처리결과에 근거하여 상기 인버터의 출력전압을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 출력전압 제어장 치.And a control unit which outputs a control signal for controlling the output voltage of the inverter based on a signal processing result of the DC voltage accumulated in the DC removing unit. Output voltage control device. 제3 항에 있어서, 직류 제거 유닛은,The direct current removing unit of claim 3, 상기 인버터의 출력단과 상용 전원단을 연결하는 전원 라인마다 장착되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치.The output voltage control device of the fuel cell system, characterized in that mounted on each power line connecting the output terminal and the commercial power terminal of the inverter. 제3 항에 있어서, 직류 제거 유닛은,The direct current removing unit of claim 3, 상기 인버터의 출력단과 직렬로 연결된 커패시터인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치.And a capacitor connected in series with the output terminal of the inverter. 제3 항에 있어서, 제어유닛은,The method of claim 3, wherein the control unit, 상기 직류제거유닛의 출력전압을 필터링하여 직류전압을 통과시키는 저역통과 필터와;A low pass filter for filtering the output voltage of the DC removing unit and passing the DC voltage; 상기 저역통과 필터의 직류전압을 비례 적분 제어하고, 그 제어결과에 근거한 전류치를 생성하는 피아이 제어기와;A eye controller for proportionally integral controlling the DC voltage of the low pass filter and generating a current value based on the control result; 상기 피아이 제어기의 전류치와 인버터 전류 명령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 차이신호를 출력하는 비교기와;A comparator for comparing the current value of the eye controller with the inverter current command value and outputting a difference signal based on the comparison result; 상기 비교기의 차이신호에 해당되는 전압 지령치를 발생하는 전류제어기와;A current controller for generating a voltage command value corresponding to the difference signal of the comparator; 상기 전압 지령치에 해당되는 PWM신호를 발생하는 PWM신호 발생기를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치.And a PWM signal generator for generating a PWM signal corresponding to the voltage command value. 제6 항에 있어서, 제어유닛은,The method of claim 6, wherein the control unit, 실험에 의해, 전압 지령치에 해당 PWM신호의 듀티비가 기저장되는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 출력전압 제어장치.Experimentally, the output voltage control device for a fuel cell system, characterized in that it further comprises a memory in which the duty ratio of the PWM signal is pre-stored in the voltage command value.
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