KR101196435B1 - 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예인 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는, 태양광 발전용 태양전지 모듈의 고장이나 이상 동작으로 인한 발전량이 급격하게 저하되는 현상을 보정시키기 위한 것이다. 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 모듈의 일부가 고장 등으로 이상 동작하는 경우, 이상 모듈그룹을 확인 후, 제어기는 일측에서 선택된 태양광 모듈들에 의해 공급되는 전력을 변환하여 이상 동작이 발생한 태양광 모듈이 있는 타측에 보상 전압을 공급하는 전력변환부와, 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 일정한 전력을 확보하기 위해 모듈의 개수를 정하여 저하된 전력을 보상하도록 제어하는 제 1, 2 입력선택부로 구성된, 발전량이 급격하게 저하되는 현상을 방지하기 위한 전압보상용 스위칭 전원장치에 관한 것이다.

Description

태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치 {Switching Power Supply apparatus for Voltage Compensation of Solar Power Generator}
본 발명은 태양광 발전용 제어 회로에 관한 것으로 특히 태양전지 모듈의 일부가 고장 등으로 이상 동작하는 경우 발전량이 급격하게 저하되는 현상을 방지하기 위한 전압보상 회로용 스위칭 전원장치에 관한 것에 관한 것이다.
태양광 발전 장치는 태양전지 모듈을 직렬로 연결한 모듈그룹들을 복수개 병렬로 연결하여 충분한 전압과 전류를 가진 직류 전력을 만들고, 이들을 인버터를 통해 교류로 변환하는 구성을 포함한다.
이러한 태양전지 모듈은 시간이 경과함에 따른 성능의 저하나, 일부 모듈의 이상에 의해서 발전 능력이 저하된다. 직렬 연결된 태양전지 모듈에서 한 개 혹은 단지 일부의 모듈들에 이상이 발생한 경우에도, 그 모듈의 전압의 저하로 인해 해당 모듈그룹 전체가 발전에 기여하지 못하게 된다.
금오공과대학에 의해 2009년08월21일 특허출원 제2009-0077657호로 출원되어 2011년08월31일자 등록된 특허 제1,063,057호에는 태양광 모듈과 전체 직렬 연결 구조 사이에 직류-직류 변환기를 연결하여 스위칭 제어함으로써, 그 태양광 모듈의 이상이 발생할 경우 그로 인한 발전량 저하를 보상하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래의 방법은 태양광 모듈의 개수만큼의 전압 보상용 전원장치가 필요하기 때문에 회로구성이 복잡하고 높은 비용이 초래된다.
따라서 본 발명의 목적은 적은 비용으로 태양광 모듈의 이상 동작에 대응할 수 있는 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 이상이 발생한 태양광 모듈을 검출하여 대응책을 제공함으로써 효율적으로 태양광 모듈의 이상 동작에 대응할 수 있는 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 간단한 회로의 부가를 통해 태양광 모듈의 일측에서 발생한 이상 전압 부족분을 태양광 모듈의 타측에서 발전된 전력을 이용하여 보상함으로써, 별도의 전원 공급이 필요 없는 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치를 제공하는 데 있다.
일 양상에 따르면, 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 1 태양광 모듈그룹과, 제 1 태양광 모듈그룹과 병렬 연결되고, 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 2 태양광 모듈그룹과, 제 1 태양광 모듈그룹 및 제 2 태양광 모듈그룹의 출력을 입력받아 교류 전력으로 변환하는 인버터를 포함하는 태양광 발전기에 연결될 수 있다. 일 양상에 따라, 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 그 태양광 모듈들 중 적어도 하나의 이상 동작으로 인한 전압 부족분을 보상할 수 있다.
일 양상에 따른 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 제 1 입력선택부와, 제 2 입력선택부와, 전력변환부와, 제어기를 포함할 수 있다. 제 1 입력선택부는 일 단자가 제 1 태양광 모듈그룹의 태양광 모듈들 중 하나의 일측 단자에 연결되고, 타 단자는 공통 노드로 연결되는 다수의 스위치를 포함할 수 있다. 제 2 입력선택부는 일 단자가 제 2 태양광 모듈그룹의 태양광 모듈들 중 하나의 일측 단자에 연결되고, 타 단자는 공통 노드로 연결되는 다수의 스위치를 포함할 수 있다. 전력변환부는 제 1 입력단이 제 1 입력선택부에 연결되고, 제 2 입력단은 제 2 입력선택부와 연결되고, 제 2 출력단은 제 1 태양광 모듈그룹의 일단에 연결되고, 제 1 출력단은 제 2 태양광 모듈그룹의 일단에 연결된다. 일 양상에 따른 전력변환부는 일측에서 선택된 태양광 모듈들에 의해 공급되는 전력을 변환하여 이상 동작이 발생한 태양광 모듈이 있는 타측에 보상 전압을 공급할 수 있다. 제어기는 각 모듈그룹들의 출력을 감지하는 그룹 전류 감지센서의 출력으로부터 하나 혹은 복수의 모듈그룹의 이상을 감지하면, 그에 따라 해당 모듈그룹에 보상 전압을 공급하도록 제 1, 2 입력선택부 및 전력변환부의 스위칭을 제어한다.
또다른 양상에 따르면, 전력변환부는 두 개씩 짝을 이루어 서로 대칭으로 이루어진 4개의 스위치를 포함하고 각각의 태양광 모듈그룹에 전압을 보상하는 양방향 승강압 (Boost-Buck) 컨버터를 포함할 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 제어기는 전류 감지 센서의 출력으로부터 두 모듈그룹의 출력의 차이가 일정 이상인 경우, 출력이 높은 모듈그룹의 태양광 모듈들 중 복수개를 선택하도록 제 1 입력선택부 또는 제 2 입력선택부 중 어느 하나의 스위칭을 제어하고, 전력변환부가 그 입력으로부터 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 그 스위칭을 제어할 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 제어기는 출력이 높은 모듈그룹에서, 전력변환부의 입력으로 선택되는 태양광 모듈의 개수를 점차 늘여가면서, 전력변환부의 입력과 출력의 크기에 따라 승압(Boost-converter) 혹은 강압(Buck-converter) 모드로 동작하여 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 전력변환부를 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 태양광 모듈의 이상에 따른 발전량 감소를 방지하고, 각각의 태양광 모듈의 모듈그룹마다 부가되는 회로를 간단하게 함으로써, 전체적인 보상 전원장치의 비용을 줄일 수 있다.
또한 본 발명은 전체적인 필요 전력을 공급하는 스위칭 전원 장치와, 이상이 발생한 모듈그룹에서 필요한 전원을 공급하는 구성을 분리함으로써, 효율적이고 적은 비용으로 모듈 이상에 따른 보상을 수행할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 본 발명은 이러한 구조를 통해 발전 효율을 개선하고, 제조가격을 낮출 수 있으며, 발전 단가가 낮아져 있어, 경쟁력 있는 태양광 발전 모듈을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개략적인 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 또다른 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 구성을 도시한 회로도이다.
도 3 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기의 회로도이다.
도 4a 는 태양광 발전기 전압보상 회로용 스위칭 전원장치 일 실시예의 전력변환부가 승압형(Boost) 컨버터로 동작할 때의 흐름도이다.
도 4b 는 태양광 발전기 전압보상 회로용 스위칭 전원장치 일 실시예의 전력변환부가 강압형(Buck) 컨버터로 동작할 때의 흐름도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들을 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예들을 통하여 상세히 설명한다. 실시예들은 설명의 편의를 위해 여러 가지 구성요소들이 포함된 것으로 도시되었으나, 본 발명은 기술적인 모순이 없는 한 이들 간의 다양한 조합을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서는 이러한 다양한 조합을 포괄하도록 의도되었다. 범용성이 있는 구성요소들은 설명의 편의를 위해 간략히 기능을 언급하는 정도로 설명되었다.
도 1 은 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치를 포함하는 태양광 발전 시스템의 일 실시예의 개략적인 구성을 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 1 태양광 모듈그룹(11)과, 제 1 태양광 모듈그룹(11)과 병렬 연결되고, 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 2 태양광 모듈그룹(12)과, 제 1 태양광 모듈그룹(11) 및 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 출력을 입력받아 교류 전력으로 변환하는 인버터(50)를 포함하는 태양광 발전기에 연결될 수 있다. 일 양상에 따라, 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 그 태양광 모듈들 중 적어도 하나의 이상 동작으로 인한 전압 부족분을 보상할 수 있다.
일 양상에 따른 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 제 1 입력선택부(21)와, 제 2 입력선택부(22)와, 전력변환부(30)와, 제어기(40)를 포함할 수 있다.
제 1 입력선택부(21)는 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들(SMa1, SMan) 중 전력변환부(30)로 입력을 공급할 태양광 모듈들을 선택한다. 제 1 입력선택부(21)는 일 단자가 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 태양광 모듈들 중 하나의 일측 단자에 연결되고, 타 단자는 공통 노드(CN1)로 연결되는 다수의 스위치(Ma1...Man)를 포함한다. 일 양상에 따르면, 제 1 입력선택부(21)는 다수의 스위치(Ma1...Man) 중 단지 하나만을 '온'시킴에 의해, 기준이 되는 태양광 모듈에서 그 스위치에 직접 연결된 태양광 모듈까지의 직렬 연결을 전력변환부(30)의 입력으로 선택할 수 있다.
제 2 입력선택부(22)는 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들(SMb1..SMbn) 중 전력변환부(30)로 입력을 공급할 태양광 모듈들을 선택한다. 제 2 입력선택부(22)는 일 단자가 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 태양광 모듈들 중 하나의 일측 단자에 연결되고, 타 단자는 공통 노드(CN2)로 연결되는 다수의 스위치를 포함한다. 일 양상에 따르면, 제 2 입력선택부(22)는 다수의 스위치(Mb1...Mbn) 중 단지 하나만을 '온'시킴에 의해, 기준이 되는 태양광 모듈에서 그 스위치에 직접 연결된 태양광 모듈까지의 직렬 연결을 전력변환부(30)의 입력으로 선택할 수 있다.
도시된 바와 같이, 전력변환부(30)는 제 1 입력단이 제 1 입력선택부(21)에 연결되고, 제 2 입력단은 제 2 입력선택부(22)와 연결되고, 제 2 출력단은 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 일단에 연결되고, 제 1 출력단은 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 일단에 연결된다. 전력변환부(30)는 일측에서 선택된 태양광 모듈들에 의해 공급되는 전력을 변환하여 이상 동작이 발생한 태양광 모듈이 있는 타측에 보상 전압을 공급한다. 도시된 바와 같이, 전력변환부(30)는 제 1 태양광 모듈그룹(11)과 제 2 태양광 모듈그룹(12) 중 이상이 발생한 태양광 모듈그룹이 어느 쪽인지를 감지하고, 또 부족한 출력이 어느 정도인지를 정량적으로 산출하기 위해 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 출력을 검출하는 전류 센서(CTsa)와, 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 출력을 검출하는 전류 센서(CTsb)에 연결될 수 있다.
도 2 는 또다른 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 구성을 도시한 회로도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 1 태양광 모듈그룹(11)과, 제 1 태양광 모듈그룹(11)과 병렬 연결되고, 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 2 태양광 모듈그룹(12)과, 제 1 태양광 모듈그룹(11) 및 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 출력을 입력받아 교류 전력으로 변환하는 인버터(50)를 포함하는 태양광 발전기에 연결될 수 있다. 일 양상에 따라, 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 그 태양광 모듈들 중 적어도 하나의 이상 동작으로 인한 전압 부족분을 보상할 수 있다.
제 1 태양광 모듈그룹(11)은 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들(SMa1,...SMan)을 포함한다. 제 1 태양광 모듈그룹(11)은 n 개의 태양광 모듈들이 직렬로 연결된다. 하나의 태양광 모듈그룹에 연결된 태양광 모듈들의 개수는 출력 전압에 따라 결정될 수 있다. 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 직렬 연결된 태양전지 모듈의 하단에 역전류 방지용 다이오드(Da1)가 배치되어 있고, 그 하단에는 직렬모듈들의 전류를 감지하는 전류변압기(CTsa)가 구성되어 있을 수 있다.
제 1 태양광 모듈그룹(11)과 병렬 연결되는 제 2 태양광 모듈그룹(12)은 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들(SMb1,...SMbn)을 포함한다. 제 2 태양광 모듈그룹(12)은 n 개의 태양광 모듈들이 직렬로 연결된다. 하나의 태양광 모듈그룹에 연결된 태양광 모듈들의 개수는 출력 전압에 따라 결정될 수 있다. 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 직렬 연결된 태양전지 모듈의 하단에 역전류 방지용 다이오드(Db1)가 배치되어 있고, 그 하단에는 직렬모듈 전류를 감지하는 전류변압기(CTsb)가 구성되어 있을 수 있다.
도시된 실시예는 단지 두 개의 태양광 모듈그룹들(11, 12)이 병렬로 연결되었으나, 태양광 발전기의 용량에 따라 더 많은 태양광 모듈그룹들이 병렬로 연결될 수 있다. 인버터(50)는 제 1 태양광 모듈그룹(11) 및 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 출력을 입력받아 교류 전력으로 변환한다. 인버터(50)는 복수의, 예를 들면 4개의 스위치를 포함하며, 입력 직류 전압을 스위칭하고 출력 구형파를 정현파로 변형하여 상용 교류 전력에 가까운 전력 신호를 출력한다.
일 양상에 따른 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 도시된 바와 같이 태양광 발전기에 연결되어 그 태양광 모듈들 중 적어도 하나의 이상 동작으로 인한 전압 부족분을 보상할 수 있다. 일 양상에 따른 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치는 제 1 입력선택부(21)와, 제 2 입력선택부(22)와, 전력변환부(30)와, 제어기(40)를 포함할 수 있다.
제 1 입력선택부(21)는 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들(SMa1...SMan) 중 전력변환부(30)로 입력을 공급할 태양광 모듈들을 선택한다. 제 1 입력선택부(21)는 일 단자가 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 태양광 모듈들(SMa1...SMan) 중 하나의 일측 단자, 도시된 실시예에 있어서는 각각의 태양광 모듈들의 양극 단자 중 하나에 연결되고, 타 단자는 공통 노드(CN1)로 연결되는 다수의 스위치(Ma1...Man)를 포함한다.
일 양상에 따르면, 제 1 입력선택부(21)는 다수의 스위치(Ma1...Man) 중 단지 하나만을 '온'시킴에 의해, 기준이 되는 태양광 모듈에서 그 스위치에 직접 연결된 태양광 모듈까지의 직렬 연결을 전력변환부(30)의 입력으로 선택할 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 제 1 입력선택부(21)는 다수의 스위치 중 단지 하나만을 '온'시킴에 의해, 기준이 되는 태양광 모듈인 태양광 모듈(SMa1)의 음극 단자에서 그 스위치에 직접 연결된 태양광 모듈, 예를 들면 스위치 Ma2가 온되고 나머지 스위치들은 모두 오프된 경우 태양광 모듈 SMa2의 양극 단자까지의 직렬 연결을 전력변환부(30)의 입력으로 선택할 수 있다.
제 1 스위치(Ma1)의 드레인(drain) 단자는 제 1 태양광 모듈(SMa1)의 양극 출력단자에 연결되고, 제 1 스위치(Ma1)의 쏘오스(source) 단자는 제 1 공통 노드(CN1)로 연결된다. 제 2 스위치(Ma2)의 드레인(drain) 단자는 제 2 태양광 모듈(SMa2)의 양극 출력단자에 연결되고, 제 2 스위치(Ma2)의 쏘오스(source) 단자는 제 1 공통 노드(CN1)로 연결된다. 유사하게, 제 n 스위치(Man)의 드레인(drain) 단자는 제 n 태양광 모듈(SMan)의 양극 출력단자에 연결되고, 제 n 스위치(Man)의 쏘오스(source) 단자는 제 1 공통 노드(CN1)로 연결된다. 제 1 스위치(Ma1) 내지 제 n 스위치(Man) 중 단지 하나의 스위치만 닫혀질 수 있다.
제 2 입력선택부(22)는 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들(SMb1...SMbn) 중 전력변환부(30)로 입력을 공급할 태양광 모듈들을 선택한다. 제 2 입력선택부(22)는 일 단자가 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 태양광 모듈들(SMb1..SMbn) 중 하나의 일측 단자, 도시된 실시예에 있어서는 각각의 태양광 모듈들의 양극 단자 중 하나에 연결되고, 타 단자는 공통 노드(CN2)로 연결되는 다수의 스위치(Mb1...Mbn)를 포함한다.
일 양상에 따르면, 제 2 입력선택부(22)는 다수의 스위치(Mb1...Mbn) 중 단지 하나만을 '온'시킴에 의해, 기준이 되는 태양광 모듈에서 그 스위치에 직접 연결된 태양광 모듈까지의 직렬 연결을 전력변환부(30)의 입력으로 선택할 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 제 2 입력선택부(22)는 다수의 스위치 중 단지 하나만을 '온'시킴에 의해, 기준이 되는 태양광 모듈인 태양광 모듈(SMb1)의 음극 단자에서 그 스위치에 직접 연결된 태양광 모듈, 예를 들면 스위치 Mb2가 온되고 나머지 스위치들은 모두 오프된 경우 태양광 모듈 SMb2의 양극 단자까지의 직렬 연결을 전력변환부(30)의 입력으로 선택할 수 있다.
제 1 스위치(Mb1)의 드레인(drain) 단자는 제 1 태양광 모듈(SMb1)의 양극 출력단자에 연결되고, 제 1 스위치(Mb1)의 쏘오스(source) 단자는 제 2 공통 노드(CN2)로 연결된다. 제 2 스위치(Mb2)의 드레인(drain) 단자는 제 2 태양광 모듈(SMb2)의 양극 출력단자에 연결되고, 제 2 스위치(Mb2)의 쏘오스(source) 단자는 제 2 공통 노드(CN2)로 연결된다. 유사하게, 제 n 스위치(Mbn)의 드레인(drain) 단자는 제 n 태양광 모듈(SMbn)의 양극 출력단자에 연결되고, 제 n 스위치(Mbn)의 쏘오스(source) 단자는 제 2 공통 노드(CN2)로 연결된다. 제 1 스위치(Mb1) 내지 제 n 스위치(Mbn) 중 단지 하나의 스위치만 닫혀질 수 있다.
도시된 바와 같이, 전력변환부(30)는 제 1 태양광 모듈그룹(11)과 제 2 태양광 모듈그룹(12) 중 이상이 발생한 태양광 모듈그룹이 어느 쪽인지를 감지하고, 또 부족한 출력이 어느 정도인지를 정량적으로 산출하기 위해 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 출력을 검출하는 전류 센서(CTsa)와, 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 출력을 검출하는 전류 센서(CTsb)에 연결될 수 있다.
전력변환부(30)는 제 1 입력단이 제 1 입력선택부(21)에 연결되고, 제 2 입력단은 제 2 입력선택부(22)와 연결되고, 제 2 출력단은 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 일단에 연결되고, 제 1 출력단은 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 일단에 연결된다.
일 양상에 따른 전력변환부(30)는 일측에서 선택된 태양광 모듈들에 의해 공급되는 전력을 변환하여 이상 동작이 발생한 태양광 모듈이 있는 타측에 보상 전압을 공급할 수 있다.
제어기(40)는 각 모듈그룹들의 출력을 감지하는 그룹 전류 감지센서의 출력으로부터 하나 혹은 복수의 모듈그룹의 이상을 감지하면, 그에 따라 해당 모듈그룹에 보상 전압을 공급하도록 제 1, 2 입력선택부(21, 22) 및 전력변환부(30)의 스위칭을 제어한다.
일 실시예에 있어서, 제 1 태양광 모듈그룹(11)에 포함된 태양광 모듈들 중 적어도 하나의 태양광 모듈의 출력에 이상이 발생한 경우, 제 2 태양광 모듈그룹(12)에서 선택된 태양광 모듈들에 의해 공급되는 전력을 변환하여 이상 동작이 발생한 태양광 모듈이 있는 제 1 태양광 모듈그룹(11)에 보상 전압을 공급할 수 있다.
제 1 태양광 모듈그룹(11)에 속한 태양광 모듈들 중 일부가 이상이 발생할 경우, 예를 들면 노후화 혹은 고장으로 인한 출력 전압의 강하가 발생한 경우, 전력변환부(30)의 제 2 입력단은 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 공통 노드(CN2)가 되고 제 2 출력단은 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 일단인 공통 노드(CN1)가 된다.
이때, 제 2 입력선택부(22)가 활성화되어 제 1 스위치(Mb1) 내지 제 n 스위치(Mbn) 중 단지 하나의 스위치가 닫혀진다. 이때, 제 1 입력선택부(21)는 비활성화되어, 제 1 스위치(Ma1) 내지 제 n 스위치(Man)는 모두 열려져 있다. 이때, 제 2 입력선택부(22)에서 닫혀진 스위치에 연결된 태양광 모듈과, 도면 2에서 그 아래에 직렬로 연결된 태양광 모듈들의 직렬 출력 전압이 그 닫혀진 스위치에 의해 전력변환부(30)의 입력으로 공급된다. 즉, 전력변환부(30)의 입력은 노드(1b)로부터 노드(CN2) 사이에 걸린 전압이 된다. 전력변환부(30)는 입력된 전압을 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 전압 부족분을 보상하기에 충분한 전압이 되도록 승압 혹은 강압시켜 제 1 태양광 모듈그룹(11)으로 공급한다.
전력변환부(30)는 제 2 입력선택부(22)로부터 입력된 전력을 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 부족한 출력 전압을 보상하기에 적절한 전압을 가진 전력으로 변환하여 제 1 태양광 모듈그룹(11)으로 공급한다. 제어기(40)는 제 2 입력선택부(22)의 선택, 즉 스위칭을 제어하고, 전력변환부(30)의 직류-직류 변환 동작을 제어한다.
예를 들어 제 2 태양광 모듈그룹(12)에 포함된 태양광 모듈들 중 적어도 하나의 태양광 모듈의 출력에 이상이 발생한 경우, 예를 들면 노후화 혹은 고장으로 인한 출력 전압의 강하가 발생한 경우, 제 1 태양광 모듈그룹(11)에서 선택된 태양광 모듈들에 의해 공급되는 전력을 변환하여 이상 동작이 발생한 태양광 모듈이 있는 제 2 태양광 모듈그룹(12)에 보상 전압을 공급할 수 있다.
제 2 태양광 모듈그룹(12)에 속한 태양광 모듈들 중 일부가 이상이 발생할 경우 전력변환부(30)의 제 1 입력단은 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 공통 노드(CN1)가 되고 제 1 출력단은 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 일단인 공통 노드(CN2)가 된다.
이때, 제 1 입력선택부(21)가 활성화되어 제 1 스위치(Ma1) 내지 제 n 스위치(Man) 중 단지 하나의 스위치가 닫혀진다. 이때, 제 2 입력선택부(22)는 비활성화되어, 제 1 스위치(Mb1) 내지 제 n 스위치(Mbn)는 모두 열려져 있다. 이때, 제 1 입력선택부(21)에서 닫혀진 스위치에 연결된 태양광 모듈과, 도면 2에서 그 아래에 직렬로 연결된 태양광 모듈들의 직렬 출력 전압이 그 닫혀진 스위치에 의해 전력변환부(30)의 입력으로 공급된다. 즉, 전력변환부(30)의 입력은 노드(1a)로부터 노드(CN1) 사이에 걸린 전압이 된다. 전력변환부(30)는 입력된 전압을 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 전압 부족분을 보상하기에 충분한 전압이 되도록 승압 혹은 강압시켜 제 2 태양광 모듈그룹(12)으로 공급한다.
전력변환부(30)는 두 개씩 짝을 이루어 서로 대칭으로 이루어진 4개의 스위치(MaH, MaL, MbL, MbH)를 포함하고 각각의 태양광 모듈그룹에 전압을 보상하는 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터를 포함할 수 있다. 일 양상에 의하면, 전력변환부(30)는 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)에 연결되어 모듈그룹 중 적어도 하나 이상의 모듈이 이상이 있을 때에 모듈그룹의 전력을 서로 승강압하면서 일정한 레벨의 전력을 보상하는 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터를 포함하며, 이 양방향 승강압 컨버터는 전류 필터용 인덕터(Lab)를 중심으로 대칭으로 구성되어 동작하는 4개의 스위치(MaH, MaL, MbL, MbH)를 포함할 수 있다. 일 양상에 따르면, 인덕터(Lab)의 일측 단자는 제 1 입력선택부(21)의 일 단자와 연결되며, 타측 단자는 제 2 입력선택부(22)의 일 단자와 연결될 수 있다.
일 양상에 있어서, 제 1 태양광 모듈그룹(11)에 이상이 생겼을 때, 전력변환부(30)가 승압용(Boost) 컨버터로 동작한다면, 전력변환부(30)의 스위치(MaH, MaL)는 닫히고 스위치(MbL, MbH)는 열릴 수 있다. 또한 제 2 입력선택부(22)의 스위치(Mbn)가 닫히며, 제 1 태양광 모듈그룹(11)을 보상할 만큼의 충분한 전압확보를 위해 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 수(n)가 제 2 입력선택부(22)에 의해 정해지며, 부족한 출력 전압을 보상하기에 적절한 전압을 가진 전력으로 변환하여 제 2 태양광 모듈그룹(12)에서 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 부족 전압을 보상할 수 있다.
또 다른 양상에 있어서, 제 2 태양광 모듈그룹(12)에 이상이 생겼을 때, 전력변환부(30)가 승압용(Boost) 컨버터로 동작한다면, 전력변환부(30)의 스위치(MbH, MbL)는 닫히고 스위치(MaL, MaH)는 열릴 수 있다. 또한 제 1 입력선택부(21)의 스위치(Man)가 닫히며, 제 2 태양광 모듈그룹(12)을 보상할 만큼의 충분한 전압확보를 위해 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 수(n)가 제 1 입력선택부(21)에 의해 정해지며, 부족한 출력 전압을 보상하기에 적절한 전압을 가진 전력으로 변환하여 제 1 태양광 모듈그룹(11)에서 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 부족 전압을 보상할 수 있다.
또 다른 양상에 있어서, 제 1 태양광 모듈그룹(11)에 이상이 생겼을 때, 전력변환부(30)가 강압용(Buck) 컨버터로 동작한다면, 전력변환부(30)의 스위치(MaH, MbL)는 닫히고 스위치(MaL, MbH)는 열릴 수 있다. 또한 제 2 입력선택부(22)의 스위치(Mbn)가 닫히며, 제 1 태양광 모듈그룹(11)을 보상할 만큼의 충분한 전압확보를 위해 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 수(n)가 제 2 입력선택부(22)에 의해 정해지는데, 일정 전압을 초과하는 경우, 강압용(Buck) 컨버터에 의해 출력 전압을 보상하기에 적절한 전압을 가진 전력으로 변환하여 제 2 태양광 모듈그룹(12)에서 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 부족 전압을 보상할 수 있다.
또 다른 양상에 있어서, 제 2 태양광 모듈그룹(12)에 이상이 생겼을 때, 전력변환부(30)가 강압용(Buck) 컨버터로 동작한다면, 전력변환부(30)의 스위치(MaL, MbH)는 닫히고 스위치(MaH, MbL)는 열릴 수 있다. 또한 제 1 입력선택부(21)의 스위치(Man)가 닫히며, 제 2 태양광 모듈그룹(12)을 보상할 만큼의 충분한 전압확보를 위해 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 수(n)가 제 1 입력선택부(21)에 의해 정해지는데, 일정 전압을 초과하는 경우, 강압용(Buck) 컨버터에 의해 출력 전압을 보상하기에 적절한 전압을 가진 전력으로 변환하여 제 1 태양광 모듈그룹(11)에서 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 부족 전압을 보상할 수 있다.
도 3 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기의 회로도이다.
제어기(40)는 각 모듈그룹들의 출력을 감지하는 그룹 전류 감지센서의 출력으로부터 하나 혹은 복수의 모듈그룹의 이상을 감지하면, 그에 따라 해당 모듈그룹에 보상 전압을 공급하도록 제 1, 2 입력선택부(21, 22) 및 전력변환부(30)의 스위칭을 제어한다.
또 다른 양상에 따르면, 제어기(40)는, 전류 감지 센서의 출력으로부터 두 모듈그룹의 출력의 차이가 일정 이상인 경우, 출력이 높은 모듈그룹의 태양광 모듈들 중 복수개를 선택하도록 제 1 입력선택부(21) 또는 제 2 입력선택부(22) 중 어느 하나의 스위칭을 제어하고, 또한 전력변환부(30)가 그 입력으로부터 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 그 스위칭을 제어할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 제어기(40)는 출력이 높은 모듈그룹에서, 전력변환부(30)의 입력으로 선택되는 태양광 모듈의 개수를 점차 늘여가면서, 전력변환부(30)의 입력과 출력의 크기에 따라 승압(Boost-converter) 혹은 강압(Buck-converter) 모드로 동작하여 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 전력변환부(30)를 제어할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 제어기(40)는 서로 마주보고 있는 직렬연결 된 태양광 발전 모듈 한 쌍의 각 직렬모듈의 전류(Ia, Ib)를 측정하여 변환된 직렬모듈의 전류-전압(Vka, Vkb)과, 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터에 위치하는 전류 평활용 인덕터(Lab)의 전류를 측정한 인덕터 전류-전압(Vkab)과 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터의 양쪽 전압(Vao, Vbo)과, 그리고 서로 마주보고 있는 직렬연결 된 태양광 발전 모듈 한 쌍의 합산전류(ISM)와, 제어회로 동작을 정지시키는 외부제어신호(SD)를 입력으로 한다. 또한, 제어기(40)는 게이트 구동신호(GaH, GaL, GbH, GbL)를 출력하여 승압(Boost) 컨버터 혹은 강압(Buck) 컨버터 모드로 동작하여 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 전력변환부(30)의 4개의 스위치(MaH, MaL, MbH, MbL)를 적절하게 동작하도록 제어하고, 출력이 높은 모듈그룹에서, 전력변환부(30)의 입력으로 선택되는 태양광 모듈의 개수를 점차 늘여가도록 스위칭하는 제 1, 2 입력선택부(21, 22)의 스위치(Ma1...Man, Mb1...Mbn)를 적절하게 구동하도록 게이트 구동신호(Ga1...Gan, Gb1... Gbn)를 출력하여 제 1, 2 입력선택부(21, 22)를 제어할 수 있다. 제어기(40)의 스위칭 동작은 일반적으로 스위칭 전원장치에서 사용되는 펄스폭변조(PWM) 기술을 이용하여 제어될 수 있다.
도 4a 는 태양광 발전기 전압보상 회로용 스위칭 전원장치 일 실시예의 전력변환부(30)가 승압형(Boost) 컨버터로 동작할 때의 흐름도이다.
도시된 바와 같이 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예는 처음에 직렬연결된 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)의 각각의 직렬모듈의 전류(Vka, Vkb)와 좌우 대칭인 4개의 스위치(MaH, MaL, MbH, MbL)를 갖는 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터의 양쪽 전압(Vao, Vbo)을 측정할 수 있다(S100). 이후에 기준 오차값(EI)과, 태양광 모듈의 제 1, 2 입력선택부(21, 22)의 스위치 초기값 n을 설정하고(S200), 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류(Vka, Vkb)의 차이값(Vk)을 계산한다(S300). 만약 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 적은 경우에는 태양광 모듈의 상태가 정상으로 판단되고 제어회로의 스위치는 모두 오프가 될 수 있다(S400). 그리고 동작단계는 처음단계(S100)로 돌아가 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예가 작동될 수 있다.
일 양상에 따르면, 만약 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)의 직렬 모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 큰 경우에는 태양광 모듈의 상태가 비정상으로 판단하고, 비정상 직렬 모듈 쪽을 판단하기 위해 다음 단계에서 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)의 직렬 모듈의 전류의 차이값(Vk)의 부호를 판별할 수 있다(S500).
일 양상에 따르면, 만약 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)의 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 0보다 작으면, 직렬모듈 전류(Ib)가 다른 쪽 직렬모듈 전류(Ia)보다 큰 것을 의미하고, 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 출력 직렬모듈 전류(Ia)가 원활하게 흐를 수 있도록 양방향 승강압 컨버터를 동작시켜서 전압(Vao)을 보상하기 위하여 제어기(40)의 구동신호가 적정하게 동작할 수 있다. 이때 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터는 입력전압보다 출력전압이 커지는 승압형(Boost) 모드로 동작할 수 있으며, 스위치(MbL)가 오프되고, 스위치(MaH, MaL)가 스위칭되고, 스위치(MbH)가 오프되고 스위치(Mbn)이 선택되어 전압을 보상해 줄 수 있다(S501). 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예는 전압(Vbo)을 입력으로 하고, 제 2 입력선택부(22)의 스위치 초기값(n)이 0이 되고, 단계적으로 스위치의 초기값(n)이 높아지면서 직렬모듈의 개수가 증가하여 승강압 컨버터의 입력전압이 충분히 확보되고, 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 적어질 때까지(S502) 위와 같은 동작을 지속할 수 있다. 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 작아지면, 동작단계는 다시 처음단계(S100)로 돌아가 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예가 작동할 수 있다.
일 양상에 따르면, 만약 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)의 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 0보다 크면, 직렬모듈 전류(Ib)가 다른 쪽 직렬모듈 전류(Ia)보다 작은 것을 의미하고, 제 2 태양광 모듈그룹의 출력 직렬모듈 전류(Ib)가 원활하게 흐를 수 있도록 제어기(40)의 구동신호가 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터를 적정하게 동작시켜서 전압(Vbo)을 보상하도록 할 수 있다. 이때 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터는 입력전압보다 출력전압이 커지는 승압형(Boost) 모드로 동작하며, 스위치(MaL)가 오프되고, 스위치(MbH, MbL)가 스위칭되고, 스위치(MaH)가 오프되고 스위치(Man)이 선택되어 전압을 보상해 줄 수 있다(S503). 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예는 전압(Vbo)을 입력으로 하고, 제 1 입력선택부의(21) 스위치 초기값(n)이 0이 되고, 단계적으로 스위치의 초기값(n)이 높아지면서 직렬모듈의 개수가 증가하여 승강압 컨버터의 입력전압이 충분히 확보되고, 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 적어질 때까지(S504) 위와 같은 동작을 지속할 수 있다. 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 작아지면, 동작단계는 다시 처음단계(S100)로 돌아가 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예가 작동할 수 있다.
도 4b 는 태양광 발전 전압보상 회로용 스위칭 전원장치 일 실시예의 전력변환부(30)가 강압형(Buck) 컨버터로 동작할 때의 흐름도이다.
S400의 동작단계까지는 도 4a 에서 설명한 내용과 같으므로 이에 대한 설명은 생략하고, S500 동작단계부터 설명한다.
일 양상에 따르면, 만약 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)의 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 0보다 작으면, 직렬모듈 전류(Ib)가 다른 쪽 직렬모듈 전류(Ia)보다 큰 것을 의미하고, 제 1 태양광 모듈그룹(11)의 출력 직렬모듈 전류(Ia)가 원활하게 흐를 수 있도록 제어기(40)의 구동신호가 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터를 적정하게 동작시켜서 전압(Vao)을 보상하도록 할 수 있다. 이때 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터는 입력전압보다 출력전압이 작아지는 강압형(Buck) 컨버터 모드로 동작할 수 있으며, 스위치(MaL, MbH)가 오프되고, 스위치(MbL,Mbn)가 스위칭되고, 스위치(MaH)가 온되고 스위치(Mbn)이 선택되어 전압을 보상해 줄 수 있다(S505). 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예는 전압(Vbo)을 입력으로 하고, 제 2 입력선택부(22)의 스위치 초기값(n)이 0이 되고, 단계적으로 스위치의 초기값(n)이 높아지면서 직렬모듈의 개수가 증가하여 승강압 컨버터의 입력전압이 충분히 확보되고, 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 적어질 때까지(S506) 위와 같은 동작을 지속할 수 있다. 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 작아지면, 동작단계는 다시 처음단계(S100)로 돌아가 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예가 작동할 수 있다.
일 양상에 따르면, 만약 제 1, 2 태양광 모듈그룹(11, 12)의 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 0보다 크면, 직렬모듈 전류(Ib)가 다른 쪽 직렬모듈 전류(Ia)보다 작은 것을 의미하고, 제 2 태양광 모듈그룹(12)의 출력 직렬모듈 전류(Ib)가 원활하게 흐를 수 있도록 제어기(40)의 구동신호가 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터를 적정하게 동작시켜서 전압(Vbo)을 보상하도록 할 수 있다. 이때 양방향 승강압(Boost-Buck) 컨버터는 입력전압보다 출력전압이 작아지는 강압형(Buck) 컨버터 모드로 동작할 수 있으며, 스위치(MbL, MaH)가 오프되고, 스위치(MaL, Man)가 스위칭되고, 스위치(MbH)가 온되고 스위치(Man)이 선택되어 전압을 보상해 줄 수 있다(S507). 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예는 전압(Vao)을 입력으로 하고, 제 1 입력선택부(21)의 스위치 초기값(n)이 0이 되고, 단계적으로 스위치의 초기값(n)이 높아지면서 직렬모듈의 개수가 증가하여 승강압 컨버터의 입력전압이 충분히 확보되고, 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 적어질 때까지(S508) 위와 같은 동작을 지속할 수 있다. 직렬모듈의 전류의 차이값(Vk)이 기준오차값(EI)보다 작아지면, 동작단계는 다시 처음단계(S100)로 돌아가 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치의 일 실시예가 작동할 수 있다.
11: 제 1 태양광 모듈그룹 12: 제 2 태양광 모듈그룹
21: 제 1 입력선택부 22: 제 2 입력선택부
30: 전력변환부 40: 제어기
50: 인버터
S100: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 전류(Vka, Vkb) 값과 좌우 대칭인 4개의 스위치(MaH, MaL, MbH, MbL)를 갖는 양방향 승강압 컨버터의 양쪽 전압(Vao, Vbo) 값을 측정하는 단계.
S200: 직렬모듈의 기준오차값(EI)을 설정, 제 1, 2 입력선택부의 스위치 초기값 n을 설정하는 단계.
S300: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류(Vka, Vkb)의 차이값(Vk)을 계산하는 단계.
S400: 직렬 모듈의 전류의 차이값(Vk)과 기준오차값(EI)을 비교하는 단계.
S500: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 각 직렬 모듈의 차이값(Vk)의 부호를 판별하는 단계.
S501: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)이 음수이고, 직렬모듈의 전류(Ia)의 값이 다른 직렬모듈 전류(Ib)보다 작을 때, 입력전압보다 출력전압이 커지도록 하는 승압형(Boost) 모드로 동작하는 단계.
S502: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)과 기준오차값(EI)을 비교하는 단계.
S503: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)이 양수이고, 직렬모듈의 전류(Ia) 값이 다른 직렬모듈의 전류(Ib)보다 클 때, 입력전압보다 출력전압이 커지도록 하는 승압형(Boost) 모드로 동작하는 단계.
S504: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)과 기준오차값(EI)을 비교하는 단계.
S505: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)이 음수이고, 직렬모듈의 전류(Ia) 값이 다른 직렬모듈 전류(Ib) 값보다 작을 때, 입력전압보다 출력전압이 작아지도록 하는 강압형(Buck) 컨버터 모드로 동작하는 단계.
S506: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)과 기준오차값(EI)을 비교하는 단계.
S507: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)이 양수이고, 직렬모듈의 전류(Ia) 값이 다른 직렬모듈 전류(Ib) 값보다 클 때, 입력전압보다 출력전압이 작아지도록 하는 강압형(Buck) 컨버터 모드로 동작하는 단계.
S508: 제 1, 2 태양광 모듈그룹의 직렬모듈의 전류 차이값(Vk)과 기준오차값(EI)을 비교하는 단계.

Claims (4)

  1. 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 1 태양광 모듈그룹과,
    제 1 태양광 모듈그룹과 병렬 연결되고, 직렬 연결된 다수의 태양광 모듈들을 포함하는 제 2 태양광 모듈그룹과,
    제 1 태양광 모듈그룹 및 제 2 태양광 모듈그룹의 출력을 입력받아 교류 전력으로 변환하는 인버터를 포함하는 태양광 발전기에 연결되어 그 태양광 모듈들 중 적어도 하나의 이상 동작으로 인한 전압 부족분을 보상하는 전압 보상용 스위칭 전원장치에 있어서,
    일 단자가 제 1 태양광 모듈그룹의 태양광 모듈들 중 하나의 일측 단자에 연결되고, 타 단자는 공통 노드로 연결되는 다수의 스위치를 포함하는 제 1 입력선택부와;
    일 단자가 제 2 태양광 모듈그룹의 태양광 모듈들 중 하나의 일측 단자에 연결되고, 타 단자는 공통 노드로 연결되는 다수의 스위치를 포함하는 제 2 입력선택부와;
    제 1 입력단이 제 1 입력선택부에 연결되고, 제 2 입력단은 제 2 입력선택부와 연결되고, 제 2 출력단은 제 1 태양광 모듈그룹의 일단에 연결되고, 제 1 출력단은 제 2 태양광 모듈그룹의 일단에 연결되어, 　일측에서 선택된 태양광 모듈들에 의해 공급되는 전력을 변환하여 이상 동작이 발생한 태양광 모듈이 있는 타측에 보상 전압을 공급하는 전력변환부와;
    각 모듈그룹들의 출력을 감지하는 그룹 전류 감지센서의 출력으로부터 하나 혹은 복수의 모듈그룹의 이상을 감지하면, 그에 따라 해당 모듈그룹에 보상 전압을 공급하도록 제 1, 2 입력선택부 및 전력변환부의 스위칭을 제어하는 구동신호를 보내는 제어기;
    를 포함하는 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 전력변환부는 두 개씩 짝을 이루어 서로 대칭으로 이루어진 4개의 스위치를 포함하고 각각의 태양광 모듈그룹에 전압을 보상하는 양방향 승강압 (Boost-Buck) 컨버터;를 포함하는 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 제어기가 :
    전류 감지 센서의 출력으로부터 두 모듈그룹의 출력의 차이가 일정 이상인 경우, 출력이 높은 모듈그룹의 태양광 모듈들 중 복수개를 선택하도록 제 1 입력선택부 또는 제 2 입력선택부 중 어느 하나의 스위칭을 제어하고, 전력변환부가 그 입력으로부터 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 그 스위칭을 제어하는 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 제어기가 :
    출력이 높은 모듈그룹에서, 전력변환부의 입력으로 선택되는 태양광 모듈의 개수를 점차 늘여가면서, 전력변환부의 입력과 출력의 크기에 따라 승압(Boost-converter) 혹은 강압(Buck-converter) 모드로 동작하여 출력이 낮은 모듈그룹의 부족한 출력분을 보상하도록 전력변환부를 제어하는 태양광 발전기 전압보상용 스위칭 전원장치.

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