KR101403868B1 - 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너 - Google Patents

정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 관한 것으로 특히, 공지된 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 있어서, 승압 초퍼를, 상호 직렬 연결된 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 양 단자가 각각 연결된 두 전원공급선 사이에 상호 직렬 연결된 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)를 설치함과 동시에 제 1 및 제 2 보조 다이오드(D1, D2)와 공진 인덕터(Lr) 및 스너버 커패시터(Cs)를 상호 직렬 연결하여 설치하되, 상기 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 공통 연결점 및 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공통 연결점 사이에는 승압 에너지 저장용 인덕터(Lc)를 설치하고, 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 제 1 보조 다이오드(D1)와 제 2 보조 다이오드(D2)의 공통 연결점 사이에는 공진 커패시터(Cr)를 설치하며, 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 공진 인덕터(Lr)과 스너버 커패시터(Cs)의 공통 연결점 사이에는 제 3 보조 다이오드(D3)를 연결하고, 상기 두 전원공급선 사이에는 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)를 병렬로 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 스위칭 손실을 억제할 수 있고, 또 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)로 극성을 가진 전해 커패시터가 아닌 무극성의 일반 커패시터를 사용함으로써 파워 컨디셔너 자체를 소형화 및 경량화를 꾀할 수 있을 뿐만 아니라, 회로의 수명을 연장할 수 있고 손실을 대폭 저감할 수 있어 제품 자체의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너{Development of PV Power Conditioners for sinusoidal modulation PWM boost chopper}
본 발명은 정현파 펄스 폭 변조(PWM) 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 관한 것으로 보다 구체적으 로는 직류 입력 전압(Vs)에 대해 Vs보다 높은 실효값을 갖는 교류 출력 전압을 생성할 수 있도록 하여, 전력 변환부의 고효율화와, 고주파화에 의한 고기능화, 소형 및 경량화를 목표로 향후 예상되는 신 에너지를 이용한 계통연계 분산전원 시스템의 실용화와 발전에 기여할 수 있도록 발명한 것이다.
즉, 승압 초퍼(Boost Chopper)에서 사용한 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)에서 펄스 폭 변조(PWM) 동작시에는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부의 스위징 소자를 고정시키고, 입력전압 이하의 출력 전압을 생성할 때에는 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)는 작동시키지 않는 방식을 통해 스위칭 손실을 억제할 수 있고, 또 직류(DC) 링크 버스 라인 커패시터(Cc)로 극성을 가진 전해 커패시터가 아닌 무극성의 일반 커패시터를 사용하여 파워 컨디셔너 자체를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 회로의 수명을 연장할 수 있고 손실을 대폭 저감할 수 있도록 발명한 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 관한 것이다.
근래, 지구 환경 보호의 관점에서, 환경에의 영향이 적은 태양전지, 연료전지 등에 의한 발전 시스템의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 발전 시스템에서는, 태양전지 등의 발전을 행한 직류 전력원으로부터의 직류전력을, 파워 컨디셔너에 의해 계통에 연계한 상용 주파수의 교류 전력으로 변환함과 동시에, 변환 후의 교류 전력을, 상용 전력 계통에 접속되어 있는 가정 내 부하에 공급하는 한편으로, 그러한 전력원이 발생하는 전력이 가정 내 부하의 소비 전력을 상회하는 경우에는 잉여 전력을 계통 측으로 역(逆)조류(潮流)하도록 한 것이 있다.
이때, 상기 태양광 발전은 태양 에너지로부터 직접 전기를 발생시키는 데 일조를 얻을 수 있는 곳이라면 발전할 수 있다는, 장점 외에, 미래의 에너지 자원으로 다른 시스템에서는 생각할 수 없는 몇 가지 독특한 특징을 가지고 있는데, 이를 정리해 보면 다음과 같다.
첫째 소음이 나오지 않고, 둘째 발전 중 CO2를 발생하지 않으며, 셋째 유지가 간단하고 자동 무인운전이 용이하며, 넷째 규모의 대소에 관계없이 일정한 효율로 발전하고, 다섯째 모듈구조로 구성되어 있기 때문에 양산성이 풍부해 규모가 크며, 여섯째 전력 수요 피크시인 주간에 발전을 한다.
상기 발전 시스템에 이용한 파워 컨디셔너는, 일반적으로 태양전지 등으로 발전한 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터와, 계통 연계를 위한 보호 장치를 구비하고 있다.
한편, 태양광 발전 시스템에서 얻어지는 전력은 직류 전력인데 반해, 전력 회사에서 공급되는 전력은 교류이기 때문에, 태양 전지와 전력 계통 사이에 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 장치, 이른바 파워 컨디셔너가 필요하다. 이 전력변환장치는 규정 및 고성능화 등의 요구를 충족하기 위해 다음과 같은 특징 및 성능을 가져야한다.
첫째 고효율이면서 소형, 경량이어야 하고, 둘째 태양 전지 모듈을 항상 최대 전력으로 사용하기 위한 MPPT(최대 전력 추종)제어를 내장하고 있어야 하며, 셋째 상용 전원과 연계하기 위한 각종 보호기능이 내장되어 있어야 하고, 넷째 고품질의 교류 출력 전류를 제공해야 한다.
이상의 요청에 대해 소용량의 파워 컨디셔너로 단상 전압형 PWM 파워 컨디셔너 및 단상 전류형 PWM 파워 컨디셔너 모두 실현할 수 있지만, 전류형 파워 컨디셔너는 직류(DC) 리액터가 커져 실제 기계에서는 별로 사용되지 않고, 소형, 경량, 저비용 등을 이유로 단상 전압형 PWM 파워 컨디셔너를 주류 사용하고 있다.
또, 계통연계형 파워 컨디셔너의 회로 방식에는 크게 다음과 같이 3가지로 나눌 수 있다.
첫째로는 저주파(상용) 변압기를 이용한 저주파 절연 방식이고, 둘째로는 고주파 변압기를 이용한 고주파 절연 방식이며, 셋째로는 변압기 리스(비절연) 방식이다.
도 1의 (a)(b)는 상기한 계통연계형 파워 컨디셔너의 회로 방식 중 저주파 절연 변압기 방식의 시스템 구성도와 회로도를 도시한 것으로, 이와 같은 저주파 절연 변압기 방식은 상용 주파수 변압기에 의해 전력 계통과 태양 전지 어레이 측을 절연하는 방식이다. 이 방식은 회로 구성이 간단하고 변압기 기생 매개 변수를 필터로 사용할 수 있는 장점도 있지만, 변압기의 중량이나 크기가 크고 가격도 비싼 것이 단점이다.
또한, 도 2의 (a)(b)는 고주파 절연 변압기 방식(DC 링크 방식)으로 DC-DC 컨버터로 동작하는 평활 DC 링크 회로와 고주파 절연형 변압기가 혼합된 방식의 회로도이며, 도 3의 (a)~(c)는 고주파 절연 변압기 방식(비평형 DC 링크 방식)의 시스템 구성도와 사인파 순시값 제어가 가능한 DC-DC 컨버터로 동작하는 비평활 DC 링크 회로 및 고주파 절연형 변압기가 혼합된 방식의 회로도이다.
도 1의 (a)(b)에 도시한 저주파 절연형 변압기 방식과 비교하면, 고주파 스위칭을 위한 파워 컨디셔너의 소형화 및 경량화가 가능하며, 비용면에서도 저렴한 반면, 부품의 수가 많아 회로 구성이 약간 복잡하다.
도 3의 (c)에 도시한 회로 방식은 고주파 절연형 누설 변압기를 포함한 1석 부분 공진형 SPWM(Sinusoidal PWM) 파워 컨디셔너와 고주파 반파 배압정류 회로, 극성 절환 풀-브리지 회로, 저역 통과 필터로 구성된다.
이때, 상기 도 3의 (c)에 도시한 회로 방식을 도 7의 (b)에 도시한 회로 방식과 비교하면, 1석 부분공진을 이용한 입력단의 SPWM 파워 컨디셔너는 부품의 수를 줄여 간단하면서 저가로 회로를 구성할 수 있으며, 부분공진 동작에 의해 ZVS(Zero Voltage Switching)동작을 할 수 있다. 또한 태양전지와 계통 사이에 고주파 절연 형 변압기를 사용함으로써 전체 시스템으로서의 안전성을 높이는 동시에 고장시의 사고 파급 확대화를 막을 수 있다.
또한, 도 4의 (a)(b)는 변압기 리스 방식을 나타낸 것으로, 변압기 리스 방식은 저주파 절연형 변압기 또는 고주파 절연형 변압기를 사용하지 않고 직접 상용 계통과 연계하는 방식인데, 이와 같은 변압기 리스 방식은 저주파 고주파 절연형 변압기 방식보다 효율이 높고 소형화 및 경량화 등 여러 가지 면에서도 우위가 있다.
그러나 상용 전원과의 사이는 비절연이며, 변압기 방식과 동일한 기능과 안전성을 보장하기 위해 다양한 제어 회로 및 감지 회로가 포함되어 있어 복잡하다는 단점이 있다.
종래 대부분의 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너는 교류 전압을 생성하기 위하여 승압 초퍼를 수시로 PWM 동작시켜 초퍼으 두 출력단자 사에에 설치된 전해 커패시터(Cc)를 이용하여 전압을 일정하게 유지하면서 풀-브리지(Faul-Bridge) 파워 컨디셔너를 PWM 동작시키며 교류 출력 전압을 만들어 낸다.
그러나 이와 같은 구성을 갖는 종래 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에서는 순간 출력 전압이 입력 전압(Vs)보다 낮은 때도 전해 커패시터(Cc)에 높은 전압이 항상 걸려 있는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 전해 커패시터를 사용함으로써 회로가 대형화화 되는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1132102호(2012년 03월 23일) 대한민국 등록특허공보 10-1218953호(2012년 12월 28일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 직류 입력 전압(Vs)에 대해 Vs보다 높은 실효값을 갖는 교류 출력 전압을 생성할 수 있도록 하여 전력 변환부의 고효율화와, 고주파화에 의한 고기능화, 소형 및 경량화를 목표로 향후 예상되는 신 에너지를 이용한 계통연계 분산전원 시스템의 실용화와 발전에 기여할 수 있고, 특히 승압 초퍼(Boost Chopper)에서 사용한 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)에서 펄스 폭 변조(PWM) 동작시킬 때에는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부의 스위징 소자를 고정시키고, 입력전압 이하의 출력 전압을 생성할 때에는 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)는 작동시키지 않음으로써 스위칭 손실을 억제할 수 있고, 또 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)로 극성이 있는 전해 커패시터가 아닌 무극성의 일반 커패시터를 사용함으로써 파워 컨디셔너 자체를 소형화 및 경량화를 꾀할 수 있을 뿐만 아니라, 회로의 수명을 연장할 수 있고 손실을 대폭 저감할 수 있어 제품 자체의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 태양전지에서 입력되는 낮은 직류전압을 정현파 PWM 제어를 통해 정해진 높은 직류전압으로 승압시켜 주는 승압 초퍼와; 각각 스위칭 소자 보호용 다이오드가 구비된 복수의 스위칭 소자가 브릿지 형태로 연결된 구성을 갖고 상기 승압 초퍼에서 출력되는 직류전압을 부하의 구동에 필요한 교류전압으로 변환시켜 주는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부와; 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부의 두 출력단자에 각각 직렬 연결되는 두개의 필터 인덕터와 부하와 병렬 연결되는 필터 커패시터를 구비하고 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부에서 출력되는 교류전압 속에 포함되어 있는 각종 고주파신호 중 저주파 대역만 통과시켜 주는 저주파통과필터;를 포함하는 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 있어서, 상기 승압 초퍼를, 상호 직렬 연결된 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 양 단자가 각각 연결된 두 전원공급선 사이에 상호 직렬 연결된 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)를 설치함과 동시에 제 1 및 제 2 보조 다이오드(D1, D2)와 공진 인덕터(Lr) 및 스너버 커패시터(Cs)를 상호 직렬 연결하여 설치하되, 상기 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 공통 연결점 및 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공통 연결점 사이에는 승압 에너지 저장용 인덕터(Lc)를 설치하고, 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 제 1 보조 다이오드(D1)와 제 2 보조 다이오드(D2)의 공통 연결점 사이에는 공진 커패시터(Cr)를 설치하며, 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 공진 인덕터(Lr)과 스너버 커패시터(Cs)의 공통 연결점 사이에는 제 3 보조 다이오드(D3)를 연결하고, 상기 두 전원공급선 사이에는 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)를 병렬로 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 승압 초퍼 내의 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)와 승압 초퍼 다이오드(Dc), DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 전압원(VDC)을 구성하고, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 제 1 내지 제 3 보조 다이오드(D1~D3) 및 스너버 커패시터(Cs)는 소프트 스위칭 회로를 구성하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 극성이 없는 커패시터인 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 의하면, 직류 입력 전압(Vs)에 대해 Vs보다 높은 실효값을 갖는 교류 출력 전압을 생성할 수 있도록 하여 전력 변환부의 고효율화와, 고주파화에 의한 고기능화, 소형 및 경량화를 목표로 향후 예상되는 신 에너지를 이용한 계통연계 분산전원 시스템의 실용화와 발전에 기여할 수 있고, 특히 승압 초퍼(Boost Chopper)에서 사용한 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)에서 펄스 폭 변조(PWM) 동작할 때에는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부의 스위징 소자를 고정시키고, 입력전압 이하의 출력 전압을 생성할 때에는 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)는 작동시키지 않음으로써 스위칭 손실을 억제할 수 있고, 또 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)로 극성을 가진 전해 커패시터가 아닌 무극성의 일반 커패시터를 사용함으로써 파워 컨디셔너 자체를 소형화 및 경량화를 꾀할 수 있을 뿐만 아니라, 회로의 수명을 연장할 수 있고 손실을 대폭 저감할 수 있어 제품 자체의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1의 (a)(b)는 종래 저주파 절연 변압기 방식의 계통연계형 파워 컨디셔너 시스템 구성도 및 회로도.
도 2의 (a)(b)는 종래 고주파 절연 변압기 방식(DC 링크 방식)의 파워 컨디셔너 시스템 구성도 및 회로도.
도 3의 (a)~(c)는 종래 고주파 절연 변압기 방식(비평형 DC 링크 방식)의 파워 컨디셔너 시스템 구성도 및 두 유형의 회로도.
도 4의 (a)(b)는 종래 변압기 리스 방식의 파워 컨디셔너 시스템 구성도 및 회로도.
도 5는 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너의 일 실시 예(단상 발전 시스템 적용)에 따른 상세 회로도.
도 6의 (a)~(d)은 본 발명 중 승압 초크의 모드별 등가 회로도.
도 7은 승압 초퍼가 각각의 모드에서 동작할 때 각각의 구성부품서 나타내는 파형과 스위칭 시퀀스도,
도 8은 본 발명이 적용한 파워 컨디셔너의 제어 설명도.
도 9의 (a)~(c)는 본 발명 중 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부 U상 위쪽의 스위칭 소자 게이트와, V상 위쪽 스위칭 소자 게이트 및 승압 초퍼 스위칭 소자의 게이트에 각각 인가되는 신호 파형도.
도 10은 출력 전압이 양의 반파시 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부의 동작 회로 도.
도 11의 (a)~(c)는 본 발명 중 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부에서 U상 위쪽 스위칭 소자의 게이트와 V상 위쪽 스위칭 소자의 게이트에 인가되는 신호 및 전체 동작 파형도.
도 12는 본 발명 중 승압 초퍼의 동작상태를 보인 회로도.
도 13은 본 발명 중 승압 초퍼 내 승압 초퍼 스위칭 소자의 게이트에 인가되는 신호 파형도.
도 14는 본 발명이 적용된 태양광 발전용 파워 컨디셔너와 종래 태양광 발전용 파워 컨디셔너를 파워 미터를 사용하여 효율 측정 결과 그래프.
도 15는 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너의 다른 실시 예(3상 발전 시스템 적용)에 따른 상세 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너의 일 실시 예(단상 발전 시스템 적용)에 따른 상세 회로도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은,
태양전지에서 입력되는 낮은 직류전압(Vs)을 정현파 PWM 제어를 통해 정해진 높은 직류전압으로 승압시켜 주는 승압 초퍼(1)와; 각각 스위칭 소자 보호용 다이오드(Du1, Du2, Dv1, Dv2)가 구비된 복수의 스위칭 소자(SWu1, SWu2, SWv1, SWv2)가 브릿지 형태로 연결된 구성을 갖고 상기 승압 초퍼(1)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 부하(Ro)의 구동에 필요한 교류전압으로 변환시켜 주는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)와; 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)의 두 출력단자에 각각 직렬 연결되는 두개의 필터 인덕터(Lf)와 부하(Ro)와 함께 병렬 연결되는 필터 커패시터(Cf)를 구비하고 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)에서 출력되는 교류전압 속에 포함되어 있는 각종 고주파신호 중 저주파 대역만 통과시켜 주는 저주파통과필터(3);를 포함하는 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 있어서,
상기 승압 초퍼(1)를,
상호 직렬 연결된 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 양 단자가 각각 연결된 두 전원공급선(L1, L2) 사이에 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)를 직렬로 설치함과 동시에 제 1 및 제 2 보조 다이오드(D1, D2)와 공진 인덕터(Lr) 및 스너버 커패시터(Cs)를 상호 직렬 연결하여 설치하되
상기 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 공통 연결점 및 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공통 연결점 사이에는 승압 에너지 저장용 인덕터(Lc)를 설치하고,
상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 제 1 보조 다이오드(D1)와 제 2 보조 다이오드(D2)의 공통 연결점 사이에는 공진 커패시터(Cr)를 설치하며,
상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 공진 인덕터(Lr)과 스너버 커패시터(Cs)의 공통 연결점 사이에는 제 3 보조 다이오드(D3)를 연결하고,
상기 두 전원공급선 사이에는 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)를 병렬로 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 승압 초퍼(1) 내의 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)와 승압 초퍼 다이오드(Dc), DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 전압원(VDC)을 구성하고, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 제 1 내지 제 3 보조 다이오드(D1~D3) 및 스너버 커패시터(Cs)는 소프트 스위칭 회로를 구성하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 극성이 없는 커패시터인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이, 승압 초퍼(1)와 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2) 및 저주파통과필터(3)를 구비한 공지의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 있어서, 태양전지에서 입력되는 낮은 직류전압(Vs)을 정현파 PWM 제어를 통해 정해진 높은 직류전압으로 승압시켜 주는 상기 승압 초퍼(1)를 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)와 승압 초퍼 다이오드(Dc), DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)로 구성되는 전압원(VDC)과; 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 제 1 내지 제 3 보조 다이오드(D1~D3) 및 스너버 커패시터(Cs)로 이루어진 소프트 스위칭 회로(Soft Switching Circuit; 11)를 포함하여 구성한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 공지된 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너 구성요소 중 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)는 각각 드레인과 소오스 사이에 스위칭 소자 보호용 다이오드(Du1, Du2, Dv1, Dv2)를 역방향으로 접속한 복수의 MOSFET 등으로 된 스위칭 소자(SWu1, SWu2, SWv1, SWv2)가 브릿지 형태로 연결된 구성을 갖고 상기 승압 초퍼(1)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 부하(Ro)의 구동에 필요한 교류전압으로 변환시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
또, 상기 저주파통과필터(3)는 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)의 두 출력단자에 각각 직렬 연결한 두개의 필터 인덕터(Lf)와 부하(Ro)와 함께 두 필터 인덕터(Lf)의 출력단자에 병렬 연결되는 필터 커패시터(Cf)로 구성된 형태를 갖고 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)에서 출력되는 교류전압 속에 포함되어 있는 각종 고주파신호 중 저주파 대역만 통과시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
한편, 상기 승압 초퍼(1) 내의 구성요소 중 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)는 상호 직렬 연결된 상태에서, 상호 직렬 연결된 상태를 갖는 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)과 마찬가지로 두 전원공급선(L1, L2) 사이에 병렬로 연결된 형태를 갖는다.
또, 제 1 및 제 2 보조 다이오드(D1, D2)와 공진 인덕터(Lr) 및 스너버 커패시터(Cs)도 상호 직렬 연결된 상태에서 두 전원공급선(L1, L2) 사이에 병렬로 연결된 형태를 갖는다.
또한, 상기 승압 에너지 저장용 인덕터(Lc)는 상기 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 공통 연결점 및 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공통 연결점 사이에 설치된 형태를 갖는다.
또, 상기 공진 커패시터(Cr)는 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 제 1 보조 다이오드(D1)와 제 2 보조 다이오드(D2)의 공통 연결점 사이에는 공진 커패시터(Cr)가 설치된 형태를 갖는다.
또한, 상기 제 3 보조 다이오드(D3)는 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 공진 인덕터(Lr)과 스너버 커패시터(Cs)의 공통 연결점 사이에는 설치된 형태를 갖는다.
뿐만 아니라, 극성이 없는 커패시터인 상기 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 상기 두 전원공급선 사이에는 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)를 병렬로 연결된 형태를 갖는다.
이와 같이 구성된 정현파 PWM 방식을 갖는 상기 승압 초퍼(1)의 동작 원리를 도 6의 (a)~(d)에 도시한 모드별 등가 회로를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
(1)모드 0(도 6의 (a) 참조)
모드 0은 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)가 "턴-오프"인 상태에서 승압 초퍼 인덕터(Lc)에 축적된 에너지가 승압 초퍼 다이오드(Dc)를 통해 직류 전압원(VDC)과 등가로 도시한 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)에 충전되는 모드이다.
(2)모드 1(도 6의 (b) 참조)
모드 1은 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)가 "턴-온"되는 모드로써 이때, 상기 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)가 "턴-온"가 되므로 인해 스너버 커패시터(Cs)에 축적된 전하가 공진 인덕터(Lr)와 제 2 보조 다이오드(D2)를 통해 방전하며 공진 커패시터(Cr)를 충전시키게 되고, 상기 공진 인덕터(Lr)와 스너버 커패시터(Cs)에 의해 전류는 정현파적으로 증가한다.
(3)모드 2(도 6의 (c) 참조)
모드 2는 공진 커패시터(Cr)에 걸리는 전압이 VDC에 도달되어 스너버 커패시터(Cs)의 전압이 제로가 되는 모드로써 이때, 제 2 보조 다이오드(D2)에 의해 전류의 흐름이 막혀, 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)에 흐르는 전류는 입력 전류원(IDC)이 된다.
(4)모드 3(도 6의 (d) 참조)
모드 3은 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)에 걸리는 전압이 제로가 된 시점에서 "턴-오프"되는 모드로써 이때, 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr)가 동시에 충전 및 방전을 하게 되며, 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)에 걸리는 전압은 스너버 커패시터(Cs)에 충전된 전압과 같지만, 상기 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr)가 상호 병렬로 연결된 형태를 갖게 되므로 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 역기전력(dv/dt)은 완만하게 제로 볼트 스위칭(ZVS) "턴-오프"가 실현된다.
(5)모드 4(=모드 0; 도 6의 (a) 참조))
모드 4는 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr)가 동시에 충ㆍ방전을 완료하면 승압 초퍼 다이오드(Dc)가 동시에 "턴-온"하고 모드 0 상태로 돌아가 모드 0 ~ 모드 3을 반복하게 되는데, 여기서 충전이 끝나는 시간과 방전 끝나는 시간을 동시에 하기 위해서 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr)를 용량이 같은 것을 사용한다.
또, 도 7은 승압 초퍼가 상기에서 설명한 바와 같이 각각의 모드에서 동작할 때 각각의 구성부품서 나타내는 파형과 스위칭 시퀀스도를 도시한 것이다.
한편, 본 발명이 적용된 상기 정현파 PWM형 승압 초퍼(1)의 매개 변수를 결정할 때, 스너버 커패시터(Cs), 공진 커패시터(Cr), 공진 인덕터(Lr)를 최적화하기 위해 초기 조건을 다음과 같이 미리 설정한다.
예를 들어 승압 에너지 저장용 인덕터(Lc) 400[mH]로 결정하고, DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 2.0[μF]로 결정한다.
이어 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr)의 관계를 설명하면, 상기 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr) 값의 변화에 따라, 먼저 Cs=Cr의 경우에는 모드 1과 모드3에서의 전하의 이동이 가장 원활하게 이루어지며, 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)는 ZVS "턴-오프"를 실현한다.
하지만, Cs>Cr의 경우에는 모드 1에서 스너버 커패시터(Cs)에 전하가 유지되므로 모드 3에서 루프 전체의 전압이 같은 전압이 되지 않고, 공진 커패시터(Cr)에 걸리는 전압이 모드 1에서 스너버 커패시터(Cs)에 남아 있던 전압이 방전하기까지 먼저 전류가 흐르게 됨에 따라, 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 dv/dt가 증가하여 ZVS "턴-오프" 할 수 없게 된다.
또한, Cs<Cr의 경우에는 모드 1에서 공진 커패시터(Cr)의 전압이 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)의 전압(VDC)까지 상승하게 되어 스너버 커패시터(Cs)의 전압이 공진 커패시터(Cr)의 전압과 전압원(VDC)의 전압 차까지 상승하게 되므로 스너버 커패시터(Cs)에 전류가 흘려 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 dv/dt는 증가하게 된다.
이로 인해 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)가 ZVS "턴-오프"를 할 수 없게 된다.
이러한 이유로 매개 변수는 Cs = Cr인 상태가 가장 바람직하다.
또, 본 발명이 적용된 승압 초크(1)에서 상기 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr) 사이의 dv/dt 관계를 살펴보면, 모드 3에서 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 dv/dt는 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)가 "턴-오프"될 때 입력 전류는 최대가 된다.
이 관계를 수식으로 나타내면 (식 1)과 같다.
dv/dt = i/C ------ (식 1)
상기 (식 1)에서 알 수 있듯이 스너버 커패시터(Cs)와 공진 커패시터(Cr) 값이 켜지면 dv/dt는 작아진다.
또한, 본 발명이 적용된 승압 초크(1)에서 공진 인덕터(Lr)와 di/dt의 관계를 살펴보면, 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 dv/dt는 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)가 "턴-온"될 때, 즉 스너버 커패시터(Cs)가 방전하고 공진 커패시터(Cr)가 충전될 때 최대가 된다.
이를 수식으로 표현하면 (식 2)와 같다.
dl/dt = v/L ------ (식 2)
상기 (식 2)에서 알 수 있듯이 공진 인덕터(Lr)의 값이 켜지면 di/dt는 작아진다.
또, 본 발명이 적용된 승압 초크(1)에서 공진 인덕터(Lr)의 전류 실효치와 회로의 손실 관계를 살펴보면, 공진 인덕터(Lr)는 저항 성분을 포함하고 있어 제안한 정현파 PWM형 승압 초퍼(1)의 동작 중 가장 에너지를 많이 소비하므로 공진 인덕터(Lr)에 흐르는 전류의 실효값은 회로 손실의 기준이 될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용된 승압 초크(1)에서 공진 주파수와 스위칭 주기의 관계를 살펴보면, 모드 1에서 알 수 있듯이 공진 주파수의 상승은 동작 속도를 올리고 스위칭주기 이내에 정확하게 모드 0에서 모드 4까지를 반복시키는 효과가 있다.
도 8은 본 발명에서 제시한 정현파 PWM형 승압 초퍼(1)를 적용한 파워 컨디셔너의 제어 설명도를 나타낸 것으로, 이에 따르면 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부와 승압 초퍼 제어부 두 개로 나누어져 있다.
이때, 상기 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 게이트는 PWM 제어를 하지만, PWM 동작은 정현파와 삼각파를 비교해서 ON/OFF하는 시간이 결정된다.
도 9의 (a)~(c)는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2) U상 위쪽의 스위칭 소자(SWu1)와, 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2) V상 위쪽의 스위칭 소자(SWv1)의 게이트 신호를 결정하기 위한 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 게이트에 인가되는 신호 파형을 나타낸 것이다.
도 9의 (a)에서 알 수 있듯이 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)의 U상 위쪽의 스위칭 소자(SWu1)에 입력되는 게이트 신호는 0.5를 기준으로 파고값 0.5 의 20[kHz] 삼각파와 영점을 기준으로
Figure 112014043198464-pat00001
의 파고값를 가진 60[Hz] 정현파의 두 신호를 비교하여 제어한다.
이때, 정현파 쪽이 높으면 상기 스위칭 소자(SWu1)의 게이트에 "ON" 신호를 보내고, V상 위쪽 스위칭 소자(SWv1)의 게이트 신호는 -0.5를 기준으로 파고값 0.5의 20[kHz] 삼각파와 영점을 기준으로
Figure 112014043198464-pat00002
의 파고값를 가진 60[Hz] 정현파의 두 신호를 비교하여 제어하며, U상과는 반대로 정현파가 삼각파보다 낮으면 스위칭 소자(SWv1)의 게이트 "ON" 신호를 보낸다.
또, 상기 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 제어는 전파 정류한 영점 기준을 가진
Figure 112014043198464-pat00003
의 파고값를 가진 60Hz 정현파가 1이상이 되면 듀티율(Duty Factor)을 계산하고, 듀티율을 바탕으로 PWM 동작을 한다.
한편, 도 10은 출력 전압이 양의 반파시 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)에서의 회로 동작을 나타낸 것이다.
상기 도 10에서 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)는 입력 전원에서 바이 패스 다이오드(Db)를 통해 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)에 전압을 일정하게 유지하면서, 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)를 PWM 동작시킴으로써 입력 전압보다 낮은 출력 전압을 생성한다.
이때, 상기 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)는 "OFF" 상태에 있다.
그런데 일반적인 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부에서는 Pattern(1)과 Pattern(2)를 반복하지만, 정현파 전압 출력의 극성 전환시에만 Pattern(3)이 발생한다.
여기서, Pattern(3)은 필터 커패시터(Cf)의 전압이 양(+)에서 음(-)으로 변화하려고 할 때, 필터 인덕터(Lf)의 전류는 이미 음으로 흐르고 있다는 현상에서 발생한다.
도 11의 (a)는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부에서 U상 위쪽 스위칭 소자(SWu1)의 게이트에 인가되는 신호를 나타낸 것이고, 도 11의 (b)는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부에서 V상 위쪽 스위칭 소자(SWv1)의 게이트에 인가되는 신호를 나타낸 것이며, 도 11의 (c)는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부의 전체 동작상태를 나타낸 것이다.
상기한 도 11의 (a)~(c)을 살펴보면, 정현파가 정(+)의 반파시에는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)의 U상 위쪽 스위칭 소자(SWu1)를 "ON/OFF"한다.
또한, 상기 U상 위쪽 스위칭 소자(SWu1)와 쌍대(雙對)되는 상기 V상 아래 스위칭 소자(SWv2)는 항상 "ON" 상태가 된다.
그리고 정현파가 부(-)의 반파시에는 V상 위쪽 스위치 소자(SWv1)를 "ON/OFF"하고, 상기 V상 위쪽 스위치 소자(SWv1)와 쌍대(雙對)되는 U상 아래쪽 스위치 소자(SWu2)는 항상 "ON" 상태가 된다.
뿐만 아니라, 상기 승압 초퍼(1)가 작동 중에는 각각 쌍대(雙對)되는 스위치 소자끼리를 모두 "ON"하여 파워 컨디셔너를 고정한다.
한편, 도 12는 승압 초퍼(1)의 회로 동작을 나타낸 것이다.
도 12에서 알 수 있듯이 승압 초퍼(1)에서 동작시에 승압 초퍼 인덕터(Lc) 에너지를 일시적으로 저장한다.
이렇게 축적된 에너지는 Pattern(4) 실행중에 DC 버스 라인 커패시터(Cc) 전압이 입력 전압과 같아질 때까지 감소하며, 바이패스 다이오드(Db)가 자연스럽게 "ON"하면 Pattern(5)가 시작된다.
Pattern(5)에서는 DC 버스 라인 커패시터(Cc)의 전압은 바이패스 다이오드(Db)의 연속성으로 최소 입력 전압 이상이 유지된다.
또한, 상기 승압 초퍼 인덕터(Lc)에 필요한 만큼의 에너지가 축적되면, 상기 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)가 "OFF"되어 Pattern(6)이 시작된다.
이때, 상기 승압 초퍼(1)에서는 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)를 고정시키고, 승압 초퍼(1)만의 제어에 의해 출력 전압을 발생시킨다.
도 13은 승압 초퍼 내 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 게이트에 인가되는 신호를 나타낸 것으로, 이를 살펴보면 다. 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 게이트 신호는 출력 전압이 입력 전압(Vs) 이상이 되었을 때, 출력 전압 파형의 최고점 부분을 형성하기 위한 PWM 동작을 함을 알 수 있다.
도 14는 본 발명이 적용된 태양광 발전용 파워 컨디셔너와 종래 태양광 발전용 파워 컨디셔너를 파워 미터를 사용하여 효율 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 14에서 알 수 있듯이 측정 전체 범위 내에서 본 발명이 적용된 태양광 발전용 파워 컨디셔너가 종래 태양광 발전용 파워 컨디셔너보다 효율 상승효과를 가짐을 알 수 있다.
한편, 지금까지의 설명은 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너를 단상 부하에 적용시킨 예를 중심으로 설명하였는데, 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너는 도 15와 같이 3상 발전 시스템에 적용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 도 15에서 알 수 있듯이 3상 발전 시스템에 적용하기 위한 본 발명의 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너는, 전술한 단상 발전 시스템과 마찬가지로, 승압 초버(1)와 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2) 및 저주파통과필터(3)로 구성된 형태를 갖는다.
이때, 상기 승압 초퍼(1)는 전술한 단상 발전 시스템에서 적용시킨 구성과 동일함은 물론 구성요소들의 작동상태 및 그에 따른 작용효과 역시 동일하다.
다만, 상기 승압 초퍼(1)에서 출력되는 직류전압(VDC)을 부하(Ro)의 구동에 필요한 교류전압으로 변환시켜 주는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)가 단상 발전 시스템에서와 달리, 3상에 대응하여 각각 6개의 스위칭 소자 보호용 다이오드(Du1, Du2, Dv1, Dv2, Dw1, Dw2)와 6개의 스위칭 소자(SWu1, SWu2, SWv1, SWv2, SWw1, SWw2)가 상호 브릿지 형태로 연결된 구성을 갖는다.
또한, 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)에서 출력되는 교류전압 속에 포함되어 있는 각종 고주파신호 중 저주파 대역만 통과시켜 주는 저주파통과필터(3)도 단상 발전 시스템에서와 달리, 3상에 대응하여 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)의 3개 출력단자에 각각 직렬 연결되는 3개의 필터 인덕터(Lfu, Lfv, Lfw)와, 상기 필터 인덕터(Lfu, Lfv, Lfw)사이에서 부하(Ro)와 함께 병렬 연결되는 3개의 필터 커패시터(Cfu, Cfv, Cfw)로 이루어진 구성을 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부(2)와 저주파통과필터(3)의 기능 역시 전술한 단상 부하 적용 예와 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 상세한 설명을 생략한다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
1 : 승압 초퍼 11 : 소프트 스위칭 회로
L1, L2 : 전원공급선
Vs : 입력 전압원
Db : 바이패스 다이오드
Dc : 승압 초퍼 다이오드
D1~D3 : 제 1 내지 제 3 보조 다이오드
Cc : DC 링크 버스 라인 커패시터
Cr : 공진 커패시터
Cs : 스너버 커패시터
Lc : 승압 에너지 저장용 인덕터
Lr : 공진 인덕터
SWc : 승압 초퍼 스위칭 소자
2 : 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부
Du1, Du2, Dv1, Dv2 : 스위칭 소자 보호용 다이오드
SWu1, SWu2, SWv1, SWv2 : 스위칭 소자
3 : 저주파통과필터
Cf : 필터 커패시터
Lf : 필터 인덕터
Ro : 부하

Claims (4)

  1. 태양전지에서 입력되는 낮은 직류전압을 정현파 PWM 제어를 통해 정해진 높은 직류전압으로 승압시켜 주는 승압 초퍼와; 상기 승압 초퍼에서 출력되는 직류전압을 부하의 구동에 필요한 교류전압으로 변환시켜 주는 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부와; 상기 풀-브리지 파워 컨디셔너 제어부에서 출력되는 교류전압 속에 포함되어 있는 각종 고주파신호 중 저주파 대역만 통과시켜 주는 저주파통과필터;로 구성된 태양광 발전용 파워 컨디셔너에 있어서,
    상기 승압 초퍼를,
    상호 직렬 연결된 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 양 단자가 각각 연결된 두 전원공급선 사이에 상호 직렬 연결된 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)를 설치함과 동시에 제 1 및 제 2 보조 다이오드(D1, D2)와 공진 인덕터(Lr) 및 스너버 커패시터(Cs)를 상호 직렬 연결하여 설치하되,
    상기 바이패스 다이오드(Db)와 입력 전압원(Vs)의 공통 연결점 및 상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공통 연결점 사이에는 승압 에너지 저장용 인덕터(Lc)를 설치하고,
    상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 제 1 보조 다이오드(D1)와 제 2 보조 다이오드(D2)의 공통 연결점 사이에는 공진 커패시터(Cr)를 설치하며,
    상기 승압 초퍼 다이오드(Dc)와 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)의 공동 연결점 및 공진 인덕터(Lr)과 스너버 커패시터(Cs)의 공통 연결점 사이에는 제 3 보조 다이오드(D3)를 연결하고,
    상기 두 전원공급선 사이에는 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)를 병렬로 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 승압 초퍼 내의 승압 초퍼 스위칭 소자(SWc)와 승압 초퍼 다이오드(Dc), DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 전압원(VDC)을 구성하고,
    공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 제 1 내지 제 3 보조 다이오드(D1~D3) 및 스너버 커패시터(Cs)는 소프트 스위칭 회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 DC 링크 버스 라인 커패시터(Cc)는 극성이 없는 커패시터인 것을 특징으로 하는 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너는 단상 및 3상 전력 시스템 중 어느 한 전력 시스템에 적용한 것을 특징으로 하는 정현파 펄스 폭 변조 승압 초퍼를 이용한 태양광 발전용 파워 컨디셔너.
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