KR101357826B1 - 태양광 ｍｉｃ 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

태양광 ｍｉｃ 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 MIC 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 태양광을 이용하여 전압을 발생시키는 태양전지부; 및 상기 전압을 인가 받아 플라이백 컨버터를 통해 상기 전압을 승압시켜 전달하는 컨버터부;를 포함하며, 상기 플라이백 컨버터는 메인 스위치를 온 시켜 변압기 1 차측 자화 인덕턴스 및 누설 인덕턴스에 에너지를 저장하고, 메인 스위치가 오프 되면, 자화 인덕턴스에 저장된 에너지가 변압기 2 차측에 변압기의 듀티비에 따라 승압시키며, 상기 메인 스위치가 오프되기 전, 보조 스위치를 온 시켜, 상기 누설 인덕턴스에서 발생되는 전압 스파이크를 스너버 커패시터에 충전시키되, 상기 보조 스위치는 상기 메인 스위치가 다시 온 되기 전 오프 되는 것을 특징으로 하는, 액티브 클램프 스위칭을 위한 장치와 이의 스위칭 방법이 제공된다.

Description

태양광 ＭＩＣ 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법 및 장치{Apparatus and method for Active Clamp switching in photovoltaic Module Intergrated Converter}
본 발명은 스위칭 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 태양광 MIC(Module Intergrated Converter) 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 신재생에너지에 대한 관심이 많아지면서 계통 연계가 가능한 소용량 태양광 모듈형 전력 변환 장치인 MIC(Module Intergrated Converter)의 연구가 활발히 진행되고 있다.
하나의 태양전지에 모듈화 시킨 소용량 MIC는 크기 제한 및 신뢰성, 고효율이 가장 큰 문제가 되고 있다. 이러한 문제로 MIC는 태양 전지의 높이에 맞게 설계하기 위해 변압기 코어와 컨버터 스위칭 손실을 감소시켜야 한다.
종래의 기술은 변압기 1 차측의 누설 인덕턴스 성분에 의해 발생되는 전압 스파이크로 인해 스위치에 손상을 줄 수 있기 때문에 이런 전압스파이크를 제거해주기 위해 스너버 회로를 구성함에 있어 액티브 타입의 스너버를 사용 하였으며, 액티브 타입의 스너버는 스위치 소자를 이용하여 저항에 의한 손실 없이 전압 스파이크를 제거할 수 있는 구조이다.
그러나 액티브 타입의 보조 스위치가 온 되는 동안 누설 인덕턴스와 스너버 커패시터 사이에 공진이 발생하고 이로 인해 스위치와 변압기에 손실이 발생하며, 온도 상승의 문제를 동반하고 있다.
상술한 바와 같은 점을 고려한 본 발명의 목적은 액티브 클램프(Active Clamp) 방식의 인터리브드 플라이백 컨버터를 적용하여 소형화 및 스위칭 손실을 줄일 수 있는 고효율의 MIC(Module Intergrated Converter)를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 액티브 클램프 스위칭 기법을 이용하여 변압기 누설 인덕턴스에 의한 전압 스파이크를 제거하여 스위칭 손실을 저감할 수 있는 스위칭 방법 및 장치를 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 플라이백 컨버터를 병렬로 연결하여 입력 전류 분배 및 스위칭 주파수의 증가로 소형 경량화 할 수 있는 인터리브드 플라이백 컨버터를 적용한 고효율 MIC를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 MIC 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 장치는, 태양광을 이용하여 전압을 발생시키는 태양전지부; 및 상기 전압을 인가 받아 플라이백 컨버터를 통해 상기 전압을 승압시켜 전달하는 컨버터부;를 포함하며, 상기 플라이백 컨버터는 메인 스위치를 온 시켜 변압기 1 차측 자화 인덕턴스 및 누설 인덕턴스에 에너지를 저장하고, 메인 스위치가 오프 되면, 자화 인덕턴스에 저장된 에너지가 변압기 2 차측에 변압기의 듀티비에 따라 승압시키며, 상기 메인 스위치가 오프되기 전, 보조 스위치를 온 시켜, 상기 누설 인덕턴스에서 발생되는 전압 스파이크를 스너버 커패시터에 충전시키되, 상기 보조 스위치는 상기 메인 스위치가 다시 온 되기 전 오프 되는 것을 특징으로 한다.
상기 보조 스위치는 수학식
Figure 112012102685166-pat00001
에 따른 공진 주파수에 따라 의 오프 시간이 정해지는 것을 특징으로 한다.
상기 보조 스위치는 상기 스너버 커패시터에 흐르는 전류의 공진 첫 주기에 대한 2 사분면과 3 사분면 사이에서 오프 되는 것을 특징으로 한다.
상기 플라이백 컨버터는 복수이며, 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 MIC 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법은, 태양전지부가 태양광을 이용하여 전압을 발생시키는 단계; 컨버터부가 상기 전압을 인가 받아 메인 스위치를 온 시켜 변압기 1 차측 자화 인덕턴스(Lm: Lm1, Lm2) 및 누설 인덕턴스에 에너지를 저장하는 단계; 상기 컨버터부가 상기 메인 스위치가 오프되기 전, 보조 스위치를 온 시키는 단계; 상기 컨버터부가 상기 메인 스위치가 오프 시켜 자화 인덕턴스에 저장된 에너지를 변압기의 듀티비에 따라 승압시켜 변압기 2 차측에 전달시키며, 상기 누설 인덕턴스에서 발생되는 전압 스파이크를 스너버 커패시터에 충전시키는 단계; 및 상기 컨버터부가 상기 메인 스위치가 다시 온 되기 전 상기 보조 스위치를 오프 시키는 단계;를 포함한다.
상기 보조 스위치를 오프 시키는 단계는 수학식
Figure 112012102685166-pat00002
에 따른 공진 주파수에 따라 의 오프 시간이 정해지는 것을 특징으로 한다.
상기 보조 스위치를 오프 시키는 단계는 상기 스너버 커패시터에 흐르는 전류의 공진 첫 주기에 대한 2 사분면과 3 사분면 사이에서 오프 되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨버터부는 복수의 플라이백 컨버터가 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지부로부터 인가되는 저전압을 승압하는 과정에서 액티브 클램프 기법을 사용하여 스위칭에 따른 전압 스파이크를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 보조 스위치를 메인 스위치가 다시 온 되기 전 오프 함으로써, 누설 인덕턴스와 스너버 커패시터간 공진을 방지할 수 있으며, 스위치와 변압기에 온도 상승으로 인한 손실을 방지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 스위칭 손실을 억제할 수 있어, 태양광 MIC 시스템의 고효율화를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 MIC(Module Integrated Converter) 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 액티브 클램프 스위칭의 문제를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 클램프 스위칭 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 MIC 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 종래의 일반적인 플라이백 컨버터의 파형을 도시하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 클램프 스위칭 기법을 적용한 플라이백 컨버터의 파형을 도시하는 도면이다.
도 7은 액티브 클램프 스위칭 기법을 적용한 MIC 출력 파형을 도시하는 그래프이다.
도 8은 액티브 클램프 스위칭 기법을 적용한 MIC 효율을 도시하는 도표이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 MIC(Module Integrated Converter) 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 시스템은 태양전지(photovoltaic cell)부(10), 컨버터부(20), 인버터부(30) 및 필터부(40) 및 계통(50)을 포함한다.
태양전지부(10)는 기본적으로 태양광을 이용하여 전압을 발생시킨다. 즉, 태양전지부(10)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 태양전지부(10)는 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합 영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생한다. N형 반도체, P형 반도체 각각 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류전류를 취할 수 있다. 상술한 바와 같이, 태양전지부(10)는 광전 효과를 통해 전압(예컨대, DC 저전압)을 발생시키며, 태양전지부(10)에서 발생된 전압은 컨버터부(20)에 인가된다.
컨버터부(20)는 인터리브드(Interleaved) 방식의 플라이백 컨버터(flyback convert)가 될 수 있다. 이러한 컨버터부(20)는 태양전지부(10)에서 인가된 전압을 승압시킨다. 컨버터부(20)는 병렬로 연결된 플라이백 컨버터(21, 22)를 포함하며, 태양전지부(10)로부터 입력되는 전류는 병렬로 연결된 플라이백 컨버터(21, 22)에 각각 분배되기 때문에, 소자의 전류 정격 및 전류 스트레스가 감소되며, 변압기 코어의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 병렬로 연결된 플라이백 컨버터(21, 22)로 인하여 스위칭 주파수의 증가로 출력 전압, 전류의 리플이 감소하여, 필터 설계시 용이하고, 커패시터의 수명을 증가시키는 이점이 있다.
컨버터부(20)로부터 출력되는 전류는 맥동 전류(DC)가 되도록 제어된다. 또한, 컨버터부(20)에서 출력된 전류는 인버터부(30)에 입력된다. 인버터부(30)는 사이리스터(SCR)와 트랜지스터(MOSFET)를 포함한다. 컨버터부(20)에서 출력된 전류는 인버터(30)를 통해 계통(50)과 동위상으로 동작되며, 언폴딩(Unfolding)하여 정현파로 제어된다.
또한, 필터부(40)는 인버터부의 출력에서 고주파수를 제거하여 계통(50)으로 공급한다.
도 2는 종래의 기술에 따른 액티브 클램프 스위칭의 문제를 설명하기 위한 그래프이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 클램프 스위칭 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
종래의 기술에 따른 태양광 마이크로 인버터의 경우, 전압 스파이크를 제거하기 위해 메인 스위치(Sp)가 오프(off) 되기 전, 보조 스위치(Sa)를 미리 구동하여 메인 스위치(Sp)가 오프 시, 누설 인덕턴스(Lk)에 저장된 에너지를 스너버 커패시터(Cclamp)에 충전시켜 발생되는 전압 스파이크를 제거한다. 이러한 종래의 기술에 따른 액티브 클램프 스위치의 이론적인 파형이 도 2에 도시되었다.
도시된 바와 같이, 메인 스위치(Sp)는 t0 및 t4에서 온 되며, t2에서 오프 된다. 이렇게 메인 스위치(Sp)가 t2에서 오프 되면, 전압 스파이크가 발생한다. 이러한 전압 스파이크를 제거하기 위하여, 메인 스위치(Sp)가 t2에서 오프 되기 전, 보조 스위치(Sa)를 t1에서 온 시킨다. 그러면, 누설 인덕턴스(Lk)에 저장된 에너지를 스너버 커패시터(Cclamp)에 충전시켜 발생되는 전압 스파이크가 제거된다.
하지만, 종래의 기술에 따른 방법으로 전압 스파이크를 제거할 때, 액티브 타입의 보조 스위치(Sa)가 온 되는 동안 누설 인덕턴스(Lk)와 스너버 커패시터(Cclamp) 사이에 공진이 발생한다. 이러한 공진으로 인해 스위치와 변압기에 손실을 야기하며 온도가 상승되는 문제가 있다.
상술한 종래의 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예는 보조 스위치의 오프 시간을 제어하여 공진을 억제하고 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 액티브 클램프 스위치의 파형이 도 3에 도시되었다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 컨버터부(20), 즉, 플라이백 컨버터에서 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 온 되면, 변압기 1 차측 자화 인덕턴스(magnetizing inductance)(Lm: Lm1, Lm2) 및 누설 인덕턴스(Leakage Inductance)(Llk: Llk1, Llk2)에 전류가 증가하며 에너지가 저장되고, 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 오프 되면, 자화 인덕턴스(Lm: Lm1, Lm2)에 저장된 에너지가 변압기 2 차측에 전달되어 변압기 및 듀티비에 따라 승압된다.
메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)는 to 및 t4에서 온 되며, t2에서 오프 된다. 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 t2에서 오프 되면, 변압기 1 차측의 누설 인덕턴스 성분에 의해 전압 스파이크가 발생한다. 태양광 MIC는 소용량임으로, 적은 전력 손실만으로도 효율에 크게 영향을 주며, 인버터는 60[Hz]로 스위칭하기 때문에 고주파 스위칭을 하는 플라이백 컨버터에서 스위칭 손실이 많이 발생된다. 즉, 전압 스파이크로 인해 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)에 손상을 줄 수 있으며, 이러한 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)로 높은 Vds 범위의 MOSFET을 사용하는 경우 온-저항(Ron)이 커져 스위칭 손실이 더 커진다. 이런 전압 스파이크를 제거해주기 위해 스너버 회로를 구성하였다. 스너버는 패시브(Passive) 타입과 액티브(Active) 타입으로 구분할 수 있다. 패시브 타입은 스너버 커패시터로 누설 인덕턴스의 에너지를 충전시켜 저항으로 방전시키는 것으로 저항에 의한 손실이 발생한다. 하지만 액티브 타입의 스너버는 스위치 소자를 이용하여 저항에 의한 손실 없이 전압 스파이크를 제거할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 전압 스파이크를 방지하기 위하여, 액티브 타입의 스너버 회로를 구성하고, 액티브 타입의 스너버 회로에서, 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)는, 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 t2에서 오프 되기 전, t1에서 온 된다.
그리고 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 t2에서 오프 되면, 누설 인덕턴스(Llk: Llk1, Llk2)에 저장된 에너지를 스너버 커패시터(Cclamp: Cclamp1, Cclamp2)에 충전시켜 발생되는 전압 스파이크를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 도 2의 t2 내지 t4와 같이 보조 스위치(Sa)가 온 되는 동안 누설 인덕턴스(Llk)와 스너버 커패시터(Cclamp) 사이에 발생하는 공진을 제거하기 위하여, 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)는, t3에서 오프 된다. 즉, 발생되는 공진 첫 주기의 2, 3 사분면 사이에 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)를 오프 시키면 더 이상 공진이 발생되지 않는다.
상술한 바와 같은 공진을 제거하기 위한 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)의 오프 시간은 다음의 <수학식 1>의 공진 주파수를 통해 정해지며, 스너버 커패시터(Cclamp: Cclamp1, Cclamp2)에 흐르는 전류의 공진 첫 주기에 대한 2 사분면과 3 사분면 사이에서 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)를 오프 한다.
Figure 112012102685166-pat00003
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)는 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 다시 온 되기 전 데드 타임을 주어 오프 해줌으로써, 누설 인덕턴스(Llk: Llk1, Llk2)와 스너버 커패시터(Cclamp: Cclamp1, Cclamp2)간 공진을 방지할 수 있으며, 스위치와 변압기의 온도 상승으로 인한 손실을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 MIC 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
태양전지부(10)는 태양광을 이용하여 전압을 발생시킨다. 즉, 태양전지부(10)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 태양전지부(10)는 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합 영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생한다. 발생된 전압은 컨버터부(20)에 인가된다. 그러면, 컨버터부(20)는 인가된 전압을 변압기를 통해 승압시켜 변압기의 2차 측으로 전달하고, 전달된 전압은 인버터부(30) 및 필터부(40)를 거쳐 계통(50)에 제공된다. 컨버터부(20)에서 승압이 일어날 때, 다음과 같은 액티브 클램프 스위칭이 반복된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 컨버터부(20)는 태양전지부(10)로부터 전압을 인가 받아 S410 단계에서 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)를 온 시켜 변압기 1 차측 자화 인덕턴스(Lm: Lm1, Lm2) 및 누설 인덕턴스(Llk: Llk1, Llk2)에 에너지를 저장한다.
그런 다음, 컨버터부(20)는 S415 단계에서 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 오프되기 전, 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)를 온 시킨다.
이어서, 컨버터부(20)는 S420 단계에서 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)를 오프 시켜 자화 인덕턴스(Lm: Lm1, Lm2)에 저장된 에너지를 변압기의 듀티비에 따라 승압시켜 변압기 2 차측에 전달시킨다. 이러한 S420 단계에서 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)를 오프될 때 누설 인덕턴스(Llk: Llk1, Llk2)에서 전압 스파이크가 발생할 수 있지만, 앞서 S415 단계에서 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)가 온 되었기 때문에, 누설 인덕턴스(Llk: Llk1, Llk2)에서 발생되는 전압 스파이크는 스너버 커패시터(Cclamp: Cclamp1, Cclamp2)에 충전된다.
컨버터부(20)는 S425 단계에서 메인 스위치(Sp: Sp1, Sp2)가 다시 온 되기 전 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)를 오프 시킨다. 이에 따라, 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)가 온 되는 동안 누설 인덕턴스와 스너버 커패시터 사이에 발생할 수 있는 공진이 제거된다. 공진을 제거하기 위한 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)의 오프 시간은 상술한 <수학식 1>의 공진 주파수를 통해 정해지며, 스너버 커패시터(Cclamp: Cclamp1, Cclamp2)에 흐르는 전류의 공진 첫 주기에 대한 2 사분면과 3 사분면 사이에서 보조 스위치(Sa: Sa1, Sa2)를 오프 한다.
본 발명에 따르면 상술한 바와 같은 스위칭 기법에 따라 누설 인덕턴스(Llk: Llk1, Llk2)와 스너버 커패시터(Cclamp: Cclamp1, Cclamp2)간 공진을 방지하고, 스위치와 변압기의 온도 상승으로 인한 손실을 방지하여 스위칭 손실을 억제한다. 따라서, 태양광 MIC 시스템의 고효율화를 달성할 수 있다.
이하로는, 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 방법을 적용한 실제 실험 결과에 대해서 설명하기로 한다.
다음의 표 1은 본 발명의 예시적인 실험에 적용된 파라미터를 나타낸다.
태양광셀 용량 195[W] 변압기 턴수비 1:12
입력 전압 25-55[V] 누설 인덕턴스 200[nH]
스위칭 주파수 90[kHz] 스너버 커패시터 12.2[nF]
도 5는 종래의 일반적인 플라이백 컨버터의 파형을 도시하는 그래프이다. 도 5에서 위쪽의 파형은 게이트 신호이며, 아래쪽 파형은 메인 스위치 양단 전압을 나타낸다. 보인 바와 같이, 액티브 클램프가 없는 경우 메인 스위치 양단에 전압 스파이크가 나타남을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 클램프 스위칭 기법을 적용한 플라이백 컨버터의 파형을 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 스위치 양단 전압에서 전압 스파이크 및 공진이 나타나지 않음을 알 수 있다.
도 7은 액티브 클램프 스위칭 기법을 적용한 MIC 출력 파형을 도시하는 그래프이며, 도 8은 액티브 클램프 스위칭 기법을 적용한 MIC 효율을 도시하는 도표이다. 도시된 바와 같이, 계통 전압과 출력 전류가 동위상임을 확인할 수 있으며, 제안한 스위칭 기법을 적용한 효율을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 인터리브드 방식으로 입력전류 분배 및 스위칭 주파수를 증가시켜, 증가로 MIC를 소형화시킬 수 있으며, 스위칭 손실을 최소화하기 위해 액티브 클램프 스위칭 기법을 이용하여 전압 스파이크를 제거하여 스위칭 손실을 최소화 할 수 있다. 게다가, 보조 스위치의 오프 시간을 조절함으로써, 누설 인덕터와 스너버 커패시터 간에 공진을 제거할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
10: 태양전지부
20: 컨버터부
30: 인버터부
40: 필터부
50: 계통

Claims (8)

  1. 태양광 MIC 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 장치에 있어서,
    태양광을 이용하여 전압을 발생시키는 태양전지부; 및
    상기 전압을 인가 받아 플라이백 컨버터를 통해 상기 전압을 승압시켜 전달하는 컨버터부;를 포함하며,
    상기 플라이백 컨버터는 메인 스위치를 온 시켜 변압기 1 차측 자화 인덕턴스 및 누설 인덕턴스에 에너지를 저장하고, 메인 스위치가 오프 되면, 자화 인덕턴스에 저장된 에너지가 변압기 2 차측에 변압기의 듀티비에 따라 승압시키며,
    상기 메인 스위치가 오프되기 전, 보조 스위치를 온 시켜, 상기 누설 인덕턴스에서 발생되는 전압 스파이크를 스너버 커패시터에 충전시키되,
    상기 보조 스위치는 상기 메인 스위치가 다시 온 되기 전, 상기 스너버 커패시터에 흐르는 전류의 공진 첫 주기에 대한 2 사분면과 3 사분면 사이에서 오프 되는 것을 특징으로 하는 액티브 클램프 스위칭을 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조 스위치는
    수학식
    Figure 112012102685166-pat00004
    에 따른 공진 주파수에 따라 의 오프 시간이 정해지는 것을 특징으로 하는 액티브 클램프 스위칭을 위한 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 플라이백 컨버터는
    복수이며, 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 액티브 클램프 스위칭을 위한 장치.
  5. 태양광 MIC 시스템에서 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법에 있어서,
    태양전지부가 태양광을 이용하여 전압을 발생시키는 단계;
    컨버터부가 상기 전압을 인가 받아 메인 스위치를 온 시켜 변압기 1 차측 자화 인덕턴스(Lm: Lm1, Lm2) 및 누설 인덕턴스에 에너지를 저장하는 단계;
    상기 컨버터부가 상기 메인 스위치가 오프되기 전, 보조 스위치를 온 시키는 단계;
    상기 컨버터부가 상기 메인 스위치가 오프 시켜 자화 인덕턴스에 저장된 에너지를 변압기의 듀티비에 따라 승압시켜 변압기 2 차측에 전달시키며, 상기 누설 인덕턴스에서 발생되는 전압 스파이크를 스너버 커패시터에 충전시키는 단계; 및
    상기 컨버터부가 상기 메인 스위치가 다시 온 되기 전 상기 보조 스위치를 상기 스너버 커패시터에 흐르는 전류의 공진 첫 주기에 대한 2 사분면과 3 사분면 사이에서 오프 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보조 스위치를 오프 시키는 단계는
    수학식
    Figure 112012102685166-pat00005
    에 따른 공진 주파수에 따라 의 오프 시간이 정해지는 것을 특징으로 하는 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 컨버터부는
    복수의 플라이백 컨버터가 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 액티브 클램프 스위칭을 위한 방법.
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CN107515320A (zh) * 2017-10-18 2017-12-26 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电能质量二次侧用的防脱落测试工具
KR20230139857A (ko) 2022-03-23 2023-10-06 중앙대학교 산학협력단 액티브 클램프 컨버터의 출력 전압 맥동 저감을 위한 제어장치 및 제어방법

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IEEE 논문(제목: Active Clamp Interleaved Flyback Converter with Single-Capacitor Turn-off Snubber for Stunning Poultry Applications), 논문발표 2007년 *
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