KR100795934B1 - 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로 - Google Patents

태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR100795934B1
KR100795934B1 KR1020050036222A KR20050036222A KR100795934B1 KR 100795934 B1 KR100795934 B1 KR 100795934B1 KR 1020050036222 A KR1020050036222 A KR 1020050036222A KR 20050036222 A KR20050036222 A KR 20050036222A KR 100795934 B1 KR100795934 B1 KR 100795934B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
comparator
signal
voltage
circuit
Prior art date
Application number
KR1020050036222A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060114208A (ko
Inventor
최대섭
조영만
이귀복
Original Assignee
최대섭
조영만
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 최대섭, 조영만 filed Critical 최대섭
Priority to KR1020050036222A priority Critical patent/KR100795934B1/ko
Publication of KR20060114208A publication Critical patent/KR20060114208A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100795934B1 publication Critical patent/KR100795934B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K80/00Harvesting oysters, mussels, sponges or the like
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K73/00Drawn nets
    • A01K73/02Trawling nets

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로는 상기 상전에서 입력되는 교류전원의 위상을 검출하는 상전 위상 검출부; 연산증폭기 및 채터링을 방지하는 히스테리시스(hysteresis)용 고저항으로 이루어져 상기 검출된 신호를 기준으로 위상동기신호를 출력하는 위상동기신호 출력부; 상기 위상동기신호 출력부의 영점 오동작을 방지하기 위하여 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 형성된 오프셋회로부; 상기 위상동기신호의 출력을 안정화하는 출력강화부로 이루어지는 상전 위상 검출 및 변조회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로는 발전된 전류량을 측정하는 변류기; 상기 전류량을 전압으로 변환하는 검출기; 상기 검출된 전압을 필터링하는 저역통과필터(LPF); 상기 필터링된 전압이 기 설정된 기준 전압보다 높으면 로우(Low) 신호를 발생하는 제 1비교기; 발전된 전압이 기 설정된 기준 전압보다 낮으면 로우 신호를 발생하는 제 2비교기; 상기 제 1비교기와 제 2비교기의 출력값이 어느 하나라도 로우 신호가 발생하면 차단 스위치를 동작시키는 제 3비교기; 상기 차단 스위치가 동작되었을 때 복구하는 리셋 스위치로 이루어진 과전류 및 저전압 차단회로를 더 포함하여 이루어진다.
상전, 위상검출, 위상변조, 보호회로

Description

태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로{circuit for automatically modulating phase of solar power inverter and protecting thereof}
도 1은 본 발명에 따른 상전 위상 검출 및 변조회로를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 상전 위상 검출 및 변조회로의 출력파형을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 과전류 및 저전압 차단회로의 구성을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 상전 위상 검출부 200: 위상동기신호출력부
201: 연산증폭기 300: 오프셋회로부
400: 출력강화부 401,402: 인버터
500: 과전류 차단회로 600: 저전압 차단회로
본 발명은 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로에 관한 것으로, 특히 상용전원(이하, 편의상 "상전"이라 함)의 교류신호의 위상을 검출하여 그에 따른 위상동기신호를 생성하고, 과전류 및 저전압 차단 회로를 구성함으로써 상전에 연결되는 발전기 또는 인버터의 손상을 방지하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로에 관한 것이다.
기존의 전기를 발생시키는 각종 발전기 및 인버터 등은 독립적으로 그 자체에서 발전되는 전기만을 사용자에게 공급해 왔다. 그러나, 전기를 사용하는 사용자의 수요가 많거나 발전기의 발전량이 부족한 경우에는 상전에서 그 부족한 양만큼의 전기를 공급받아 사용해야만 한다. 반면, 상기 발전기의 발전량이 수요를 초과할 경우에는 그 초과한 전기를 상전에 공급하여 에너지의 낭비를 줄일 필요가 있다.
이러한 기능을 위해서는 상전과 발전기에서 발전된 전기의 위상을 동일하게 해주어야 하는데, 종래의 발전기에 구비되는 위상 변조기는 설정된 고정 위상으로 발전하기 때문에 상전과의 위상차가 발생한다. 이는 상전의 위상이 부하에 따라 법정 허용 오차 범위 내에서 계속 변화하기 때문이다.
상기 상전과 발전기 사이의 위상차는 발전기나 상전의 변압기 등에 무리를 주게 되고, 이로 인한 과열로 고장을 유발하여 단락사고를 가져온다. 또한 세계의 각 국가는 자국의 법령이 정하는 위상과 오차범위를 가지므로, 발전기 등의 수출 시, 해당 국가의 상전 위상을 미리 조사하여 일일히 설정만 주어야 하는 번거로움이 따른다.
그리고, 발전된 전기의 전류 및 전압이 너무 높거나 낮으면 상기 발전기에 위험을 가져올 수 있으므로, 기준 전압을 초과하거나 미달하면 적절히 차단시킬 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 상전의 교류신호의 위상을 검출하여 그에 따른 위상동기신호를 생성하고, 과전류 및 저전압 차단회로를 구성함으로써 상전에 연결되는 발전기 또는 인버터의 손상을 방지하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로는 상기 상전에서 입력되는 교류전원의 위상을 검출하는 상전 위상 검출부; 연산증폭기 및 채터링을 방지하는 히스테리시스(hysteresis)용 고저항으로 이루어져 상기 검출된 신호를 기준으로 위상동기신호를 출력하는 위상동기신호 출력부; 상기 위상동기신호 출력부의 영점 오동작을 방지하기 위하여 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 형성된 오프셋회로부; 상기 위상동기신호의 출력을 안정화하는 출력강화부로 이루어지는 상전 위상 검출 및 변조회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상전 위상 검출부는 입력 교류전원을 정류하는 다이오드 및 상기 다이오드에 직렬로 연결되는 포토커플러로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 출력강화부는 상기 연산증폭기의 출력단에 두 개의 인버터가 직렬로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로는 발전된 전류량을 측정하는 변류기; 상기 전류량을 전압으로 변환하는 검출기; 상기 검출된 전압을 필터링하는 저역통과필터(LPF); 상기 필터링된 전압이 기 설정된 기 준 전압보다 높으면 로우(Low) 신호를 발생하는 제 1비교기; 발전된 전압이 기 설정된 기준 전압보다 낮으면 로우 신호를 발생하는 제 2비교기; 상기 제 1비교기와 제 2비교기의 출력값이 어느 하나라도 로우 신호가 발생하면 차단 스위치를 동작시키는 제 3비교기; 상기 차단 스위치가 동작되었을 때 복구하는 리셋 스위치로 이루어진 과전류 및 저전압 차단회로를 더 포함하여 이루어진다.
상기 저역통과필터와 제 1비교기 사이에는 다음 신호가 들어올 때까지 해당 신호를 유지하는 래치(Latch) 회로부가 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3비교기는 포토 커플러를 통해 차단 스위치를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 상전 위상 검출 및 변조회로를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 상전 위상 검출 및 변조회로는 크게 상전 위상 검출부(100), 위상동기신호출력부(200), 오프셋회로부(300), 출력강화부(400)로 구성된다.
먼저, 상전에서 발생된 교류전원(AC)은 상전 위상 검출부(100)를 통해 위상 신호가 검출된다. 즉, 상기 교류전원의 위상 신호는 다이오드(D1)에 의해 정류된 후 노이즈를 방지하고 상이한 전원의 간섭을 제거하기 위해서 포토커플러(PC)에 의 해 검출한다.
상기 포토커플러(PC)의 컬렉터단에서 측정된 상전의 위상 신호의 파형은 도 2(a)에 도시된 바와 같다.
다음, 상기 상전 위상 검출부(100)에서 검출된 상전의 위상 신호는 연산증폭기(201)의 비반전입력단자에 입력되어 비교 연산된 후, 도 2(b)에 도시된 것과 같은 파형의 위상동기신호로 출력된다.
여기서, 상기 연산증폭기(201)의 반전 입력단자에는 상기 위상동기신호의 안정성을 위하여 영점 오동작을 방지하는 오프셋 회로부(300)가 접속된다. 상기 오프셋 회로부(300)는 상기 연산증폭기(201)의 반전입력단자에 연결된 저항(R4)이 1㏀ 가변저항에 병렬로 연결되어 구성된다.
그리고, 상기 연산증폭기(201)의 비반전 입력단자와 출력단 사이에는 접점의 진동으로 생기는 채터링(chattering)을 방지하기 위하여 히스테리시스(hysteresis)용 고저항(R3)을 연결한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 히스테리시스용 고저항(R3)으로 1㏁ 저항을 사용하였다.
이어서, 상기 연산증폭기(201)를 통하여 출력된 위상동기신호는 상기 연산증폭기(201)의 출력단에 직렬로 연결되어 있는 두 개의 인버터(401, 402)에 의해 증폭되어 더 안정화된 파형으로 출력된다. 상기 인버터(401, 402)를 통해 최종 출력된 위상동기신호는 도 2(c)에 도시된 바와 같다.
이와 같이, 본 발명에 따른 상전 위상 검출 및 변조회로는 상전과 연결하는 발전기 및 대체에너지 발전설비의 위상을 검출하는 장치로 활용될 수 있다. 특히 태양광발전 시스템의 인버터, 풍력발전 시스템의 인버터, 무정전 전원장치의 인버터 전압 발생을 위한 위상 검출에 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 과전류 및 저전압 차단회로의 구성을 나타낸 도면이다.
먼저, 회로 상단의 과전류 차단 회로(Over Current Relay)(500)를 설명하면 다음과 같다.
발전된 전기의 전류량이 변류기(Current transformer)(501)에 의해 측정되고, 상기 변류기(501)에 연결된 검출기(502)가 상기 전류량을 전압으로 변환한다.
상기 검출된 전압은 저역통과필터(LPF)(503)에 의해 필터링되어 제 1비교기(505)에 입력된다.
상기 제 1비교기(505)는 필터링된 전압이 기 설정된 기준 전압보다 높으면 로우(Low) 신호를 발생하고 기준 전압보다 낮으면 하이(High) 신호를 발생한다.
여기서, 상기 저역통과필터(503)와 제 1비교기(505) 사이에는 다음 신호가 들어올 때까지 해당 신호를 유지하기 위해 저항과 다이오드로 구성되는 래치(Latch) 회로부(504)가 연결된다.
다음, 회로 하단의 저전압 차단 회로(Under Voltage Relay)(600)를 설명하면 다음과 같다.
발전된 DC 전압(601)은 제 2비교기(602)에 의해 연산된다. 즉, 제 2비교기(602)는 발전된 DC 전압이 기 설정된 기준 전압보다 낮으면 로우 신호를 출력하고, 기준 전압보다 높으면 하이 신호를 출력한다.
이어서, 상기 제 1비교기(505)와 제 2비교기(602)의 출력값은 제 3비교기(604)에 입력되는데, 어느 하나라도 로우 신호가 입력되면 제 3비교기는 로우 신호를 출력한다.
그리고, 제 3비교기(604)에서 출력된 로우 신호는 포토 커플러(미 도시)를 통해 차단 스위치(605)를 동작시킨다.
또한 리셋 스위치(603)를 누르면, 제 3비교기(604)에서 하이 신호가 출력되어 차단 스위치(605)의 동작이 복구된다.
이와 같이, 본 발명의 과전류 및 저전압 차단회로는 간단한 구성으로 태양광 인버터를 보호하는 회로로 동작한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
본 발명에 따른 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로는 상전의 위상과 발전기의 위상을 동일하게 변조하여 출력함으로써 상전과 발전기의 과열로 인한 고장의 위험을 방지하고, 상전의 위상이 제각기 다른 전 세계 어느 나라에서도 상기 상전 위상 검출 및 변조회로를 해당 국가의 상전에 연결함으로써 상전의 위상신호를 계측하여 변조 발전시킬수 있는 효과가 있다. 또한 간단한 소자들을 이용하여 과전류 및 저전압 차단회로를 구성함으로써 발전되는 전기의 전류 및 전압이 너무 높거나 낮을 경우 발생할 수 있는 위험을 차단하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 상용전원의 위상 검출 및 변조회로를 포함하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로에 있어서.
    상기 상용전원의 위상 검출 및 변조회로는
    상용전원에서 입력되는 교류전원의 위상을 검출하는 상용전원 위상 검출부,
    연산증폭기 및 채터링을 방지하는 히스테리시스(hysteresis)용 고저항으로 이루어져 상기 검출된 신호를 기준으로 위상동기신호를 출력하는 위상동기신호 출력부,
    상기 위상동기신호 출력부의 영점 오동작을 방지하기 위하여 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 형성된 오프셋회로와
    상기 위상동기신호의 출력을 안정화하는 출력강화부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상용전원 위상 검출부는 입력 교류전원을 정류하는 다이오드 및 상기 다이오드에 직렬로 연결되는 포토 커플러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 출력강화부는 상기 연산증폭기의 출력단에 두 개의 인버터가 직렬로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회 로.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    과전류 및 저전압 차단회로를 더 포함하고,
    상기 과전류 및 저전압 차단회로는
    발전된 전류량을 측정하는 변류기,
    상기 전류량을 전압으로 변환하는 검출기,
    상기 검출된 전압을 필터링하는 저역통과필터(LPF),
    상기 필터링된 전압이 기 설정된 기준 전압보다 높으면 로우(Low) 신호를 발생하는 제 1비교기,
    상기 필터링된 전압이 기 설정된 기준 전압보다 낮으면 로우 신호를 발생하는 제 2비교기,
    상기 제 1비교기와 제 2비교기의 출력값이 어느 하나라도 로우 신호가 발생하면 차단 스위치를 동작시키는 제 3비교기와
    상기 차단 스위치가 동작되었을 때 복구하는 리셋 스위치로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 저역통과필터와 제 1비교기 사이에는 다음 신호가 들어올 때까지 해당 신호를 유지하는 래치(Latch) 회로부가 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 3비교기는 포토 커플러를 통해 차단 스위치를 동작시키는 것을 특징으로 하는 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로.
KR1020050036222A 2005-04-29 2005-04-29 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로 KR100795934B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050036222A KR100795934B1 (ko) 2005-04-29 2005-04-29 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050036222A KR100795934B1 (ko) 2005-04-29 2005-04-29 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2005-0012312U Division KR200389782Y1 (ko) 2005-05-02 2005-05-02 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060114208A KR20060114208A (ko) 2006-11-06
KR100795934B1 true KR100795934B1 (ko) 2008-01-22

Family

ID=37652013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050036222A KR100795934B1 (ko) 2005-04-29 2005-04-29 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100795934B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102451644B1 (ko) * 2022-03-31 2022-10-06 주식회사 비앤아이테크 태양광 발전시스템의 접속함과 접속함의 회로 제어방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106058813A (zh) * 2016-07-08 2016-10-26 国家电网公司 一种三相异步电动机电源保护装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004184300A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Tm T & D Kk 交流信号位相検出装置
US20040164232A1 (en) * 2003-02-24 2004-08-26 Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. Photocurrent-to-binary signal conversion apparatus capable of suppressing waveform distortion
KR100568538B1 (ko) * 2004-04-09 2006-04-07 삼성전자주식회사 자기 바이어스 위상 동기 루프

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004184300A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Tm T & D Kk 交流信号位相検出装置
US20040164232A1 (en) * 2003-02-24 2004-08-26 Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. Photocurrent-to-binary signal conversion apparatus capable of suppressing waveform distortion
KR100568538B1 (ko) * 2004-04-09 2006-04-07 삼성전자주식회사 자기 바이어스 위상 동기 루프

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102451644B1 (ko) * 2022-03-31 2022-10-06 주식회사 비앤아이테크 태양광 발전시스템의 접속함과 접속함의 회로 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060114208A (ko) 2006-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6181587B1 (en) Analog signal detecting circuit, and AC side current detector of semiconductor power conversion device
GB2160722A (en) Uninterruptible power supply
CN103208782B (zh) 一种工频和变频电源的综合检测和用电保护装置
TW201126174A (en) Ground fault circuit interrupter and method
US6084785A (en) Electric power converter
KR100795934B1 (ko) 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로
KR101878669B1 (ko) 계통 연계형 태양광 발전 장치 및 이의 구동 방법
JP3474984B2 (ja) 直流成分検出装置
US7339806B2 (en) Adjustment device for adjusting wave shape of output of a DC-AC inverter
KR200389782Y1 (ko) 태양광 인버터용 자동위상 변환 및 보호 회로
JPH11122819A (ja) 直流地絡検出装置
KR200193053Y1 (ko) 누전 차단기의 단락과 누전사고 구분 표시장치
KR101390306B1 (ko) 풍력 발전기
JP4118259B2 (ja) 直流地絡検出装置
JP6318227B2 (ja) 太陽光電圧制御装置
JPS638715B2 (ko)
JPS58120170A (ja) 交流電流検出回路
CN211577382U (zh) 短路检测装置及充电设备
JP2017093237A (ja) 漏電遮断器用半導体集積回路
KR100904665B1 (ko) 저항성 누전전류로 작동되는 누전차단기
JP2000023470A (ja) トランスレスインバータの保護装置
JP3605963B2 (ja) 継電装置
GB1496061A (en) Electrical converter and fault detecting circuit therefor
CN107345989B (zh) 一种三相输入电源缺相检测电路
KR20170123096A (ko) 누전 차단기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121031

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131029

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141030

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee