KR101625401B1 - 컨버터모듈 및 컨버터시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템의 일 컨버터모듈에 있어서, 입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서와 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기와 제2드룹게인과 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기와 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호 및 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지를 포함하는 컨버터모듈에 관한 것이다.

Description

컨버터모듈 및 컨버터시스템{CONVERTER MODULE AND CONVERTER SYSTEM}
본 발명은 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템에 관한 것이다.
부하의 요구전력이 증가하면서 DC-DC 변환기를 이용한 분산 전력 구조로 이를 대응하기에는 분산 전력 구조 시스템의 비용, 복잡성 등이 현저하게 증가되는 문제점이 있다.
이에, 부하의 출력조정 및 전압강하를 구성하는 부하(Load)부분과 전단의 전압강하를 구성하는 전단(Front-end)부분으로 나눈 중간 버스 구조(Intermediate Bus Architecture)가 대두되고 있다.
통상적인 중간 버스 구조 시스템은 48[VDC]의 입력 버스를 분리된 12[VDC] 중간 버스로 강하시키는 중간 버스 컨버터(Intermediate Bus Converter, IBC)로 구성될 수 있으며, 중간 버스 컨버터는 출력의 제어 여부에 따라 “제어되는 중간 버스 컨버터(Regulated IBC)” 또는 “제어되지 않는 중간 버스 컨버터(Unregulated IBC)”로 나눌 수 있다.
제어되는 중간 버스 컨버터는 입력 전압에 상관없이 출력 전압을 제어할 수 있기 때문에 넓은 입력 전압을 요구하는 분야에서 사용할 수 있는 장점이 있는 반면, 제어기 설계에 따른 부피 증가, 복잡화 및 가격 증가의 단점이 있다.
이와 달리, 제어되지 않는 중간 버스 컨버터는 고정 시비율을 통해 입력 전압과 출력 전압의 관계를 설정하기 때문에 좁은 입력 전압을 요구하는 분야에 한정되는 단점이 있는 반면, 제어기의 불필요에 따른 부피 감소, 단순화 및 가격 감소의 장점이 있다. 또한, 최적의 비율에서 고정되어 동작할 수 있기 때문에 효율 증가의 장점이 있다.
이러한 특징이 있는 제어되지 않는 중간 버스 컨버터에서 병렬 운전하기 위해 드룹제어 방식이 이용되지만, 드룹제어 방식은 출력 전압의 제어 특성과 모듈간 전류 분배 특성에서 트레이드 오프(Trade Off) 관계가 존재하여, 출력 전압의 제어 특성과 모듈간 전류 분배 특성을 절충하여 설계해야 하는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 드룹게인이 변동되는 드룹제어 방식을 이용하여 중간 버스 컨버터를 병렬 운전할 수 있는 컨버터에 관한 기술을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템의 일 컨버터모듈에 있어서, 입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서와 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기와 제2드룹게인과 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기와 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호 및 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지를 포함하는 컨버터모듈을 제공한다.
다른 일 측면에서, 본 발명은 드룹제어되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템의 일 컨버터모듈에 있어서, 입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서와 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 드룹게인을 감소시키는 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지를 포함하는 컨버터모듈을 제공한다.
또 다른 일 측면에서, 본 발명은 서로 병렬 연결되어 있으면서 계통전압을 포함하는 교류(Alternating Current, AC)전압을 제1직류(Direct Current, DC)전압으로 변환하는 역률 보상 회로 모듈들과 서로 병렬 연결되어 있으면서 제1직류전압을 제2직류전압으로 변환하는 복수의 제1컨버터모듈들 및 제2직류전압을 부하전압으로 변환하는 제2컨버터모듈들을 포함하고, 복수의 제1컨버터모듈 각각은 입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서와 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기와 제2드룹게인과 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기와 복수의 제1컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호 및 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 드룹게인이 변동되는 드룹제어 방식을 이용하여 출력 전압의 제어 특성과 모듈간 전류 분배 특성에서 트레이드 오프 관계를 극복할 수 있다.
도 1은 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 8은 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 동작파형 및 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 동작파형을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 계통전압에서 부하전압까지의 시스템을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
일반적으로 복수의 컨버터모듈들이 아닌 단일 컨버터모듈로 구성할 경우, 부하가 요구하는 출력 전력 혹은 출력 전류를 만족시키기 어렵고 추가적으로 부하가 증가하면 단일 컨버터모듈을 설계, 제작 및 시험을 다시 수행하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 단일 컨버터모듈은 대용량화됨에 따라 하드웨어 구현이 어려울 수 있으며, 전류 용량이 큰 스위칭 소자의 사용에 의한 효율감소 및 출력 전압 제어의 특성이 악화되며, 열원의 집중에 의해 시스템의 고장 및 부피증가가 초래되는 문제점이 추가 발생될 수 있다.
전술한 문제점은 전력시스템뿐만 아니라, 컴퓨터시스템 또는 통신시스템에서도 발생될 수 있으며, 이러한 이유에 의해 도시한 도 1과 같은 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템이 주로 사용된다.
도 1은 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템을 도시한 도면이다.
일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 입력전압원(10), 부하(20) 및 입력전압원(10)과 부하(20) 사이에 병렬연결되어 입력전압원(10)의 전압을 부하(20)가 요구하는 전압으로 변환하는 복수의 컨버터모듈들(100, 105)을 포함하며, 일 컨버터모듈(100)은 입력전압원(10)의 전력을 부하(20)의 요구전력으로 제어하기 위한 전류센서(110), 전압센서(120), 신호출력기(130), 스위칭 신호 생성부(140) 및 벅-타입(Buck-type) 또는 부스트-타입(Boost-type)의 컨버터인 파워스테이지(Power stage, 150)를 포함할 수 있다.
일 예를 들어, 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈(100)은 전류센서(110)의 센싱값에 대해 신호 출력기(130)의 드룹게인(Droop-gain)을 곱한 값과 전압 센서(120)의 센싱값을 입력으로 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부(140)가 파워스테이지(150)를 동작시킴으로써, 입력전압원(10)의 전력을 부하(20)의 요구전력으로 변환할 수 있다. 또한, 일 컨버터모듈(100)과 동일한 다른 컨버터모듈(105)을 병렬 운전함으로써 전류 용량이 작은 스위칭 소자를 사용할 수 있고, 이에 따라 효율증가 및 출력 전압 제어 특성이 개선될 수 있다. 또한, 열원의 분산에 의해 시스템의 고장 예방 및 방열판(heat sink)제거에 따른 부피감소의 효과를 얻을 수 있다.
전술한 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈(100)의 출력 파형은 다음 도 2와 같을 수 있다.
도 2는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
드룹방법에 의해 제어되는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 다음 수학식 1의 관계를 가질 수 있다.
단, Vo (n)은 컨버터모듈의 출력전압을 의미하며, Vsp (n)은 각 모듈의 무부하 시 출력전압 설정치를 의미하며, k는 드룹게인을 의미하며, I(n)은 각 모듈의 출력 출력전류를 의미한다.
[수학식 1]
Vo (n) = Vsp (n) - k * I(n)
여기서, 각 모듈의 출력은 연결되어 있으므로 각 모듈은 동일한 출력전압을 가지며, 각 모듈의 출력전류 합은 부하 전류와 같을 수 있다. 따라서, 무부하 시 출력전압 설정치(Vsp (n)) 및 드룹게인(k)이 정해지면 도 2의 파형에 따라 각 모듈의 출력전류(I(n))가 결정될 수 있다.
도 2를 참조하면, 드룹방법에 의해 제어되는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템에서 드룹게인(k)이 크게 설정(k1)되면, 각 모듈 간의 부하 전류 분배 특성이 개선되는 장점이 있으나, 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위가 넓어지는 단점이 있다.
이와 달리, 드룹방법에 의해 제어되는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템에서 드룹게인(k)이 작게 설정(k2)되면, 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위가 감소되는 장점이 있으나, 각 모듈 간의 부하 전류 분배 특성이 나빠지는 단점이 있다.
전술한 설명에서 각 모듈 간의 부하 전류 분배 특성의 개선은 동일한 출력전압에서 각 모듈의 출력전류의 차이가 감소함을 의미하며, 각 모듈 간의 부하 전류 분배 특성이 나빠짐은 동일한 출력전압에서 각 모듈의 출력전류의 차이가 증가함을 의미할 수 있다.
부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위는 동일한 출력전류에서 각 모듈의 무부하 시 출력전압의 차이에 의해 결정되는 것으로서, 각 모듈의 무부하 시 출력전압의 차이가 클수록 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위가 증가될 수 있으며, 각 모듈의 무부하 시 출력전압의 차이가 작을수록 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위가 감소됨을 의미한다.
다시 말해, 드룹방법에 의해 제어되는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 각 모듈 간의 부하 전류 분배 특성과 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위 특성은 트레이드 오프(Trade Off) 관계가 성립하기 때문에 각 모듈 간의 부하 전류 분배 특성과 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위 특성을 절충하여 설계한다.
도 2에 도시한 바와 같이 드룹게인(k)이 고정된 드룹게인(k1 or k2)이 아닌 변동되는 드룹게인(k1 에서 k2로 변동)을 갖도록 제어할 수만 있다면, 전술한 트레이드 오프의 한계를 극복할 수 있을 것이다.
이러한 점에 착안하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈은 드룹게인(k)이 크게 설정(k1)되어 동작하는 각각의 컨버터모듈의 출력전류를 측정하고, 모든 컨버터모듈에서 출력전류가 감지되면 상기 드룹게인(k)을 작게 설정(k2)하여 동작하도록 함으로써, 전술한 트레이드 오프의 한계를 극복할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈은 도 3과 같은 파형으로 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 제1드룹게인(k1)으로 각각의 컨버터모듈을 동작시키고 모든 컨버터모듈에서 출력전류가 흐르면, 제2드룹게인(k2)으로 작게 설정하여 동작할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 각 컨버터모듈의 출력전류의 차이가 dI(n)으로 감소되며, 각 모듈의 출력전압의 차이가 dVo (n)으로 감소될 수 있다.
즉, 도 1 내지 도 2에서 설명한 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 트레이드 오프의 한계를 극복하여 각 모듈 간의 부하 전류 분배 특성과 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위 특성을 동시에 개선시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터시스템을 이하 도 4 내지 도 8에 기초하여 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 입력전압원(10)과 부하(20) 사이에 접속되어 병렬 운전하는 복수의 컨버터모듈들(400, 405)을 포함하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈(400)은 출력 전류를 측정하는 전류센서(410), 출력 전압을 측정하는 전압센서(420), 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 상기 전류센서(410)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기(430), 제2드룹게인과 전류센서(410)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기(435), 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서(410) 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호, 제2신호 및 전압센서(420)의 센싱값을 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서(410) 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호 및 전압센서(420)의 센싱값을 애드한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부(440) 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지(450)을 포함할 수 있다.
전류센서(410)는 도시된 바와 같이 저항을 이용하여 전류를 센싱(Sensing)할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 비접촉식인 변압기 원리를 이용한 CT(Current Transformer) 측정센서, Hall effect효과를 이용한 hall IC 측정센서, 자기저항효과를 이용한 MR(Magneto Resistive)센서를 이용하여 전류를 측정할 수도 있다.
또한, 전압센서(420)도 도시된 바와 같이 둘 이상의 저항을 이용하여 전압을 측정할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 전압에 따라 변동되는 특성을 이용하여 측정할 수 있는 모든 장치를 포함할 수 있다. 일 예를 들어, 외부로부터 가해지는 전계에 의해 변화하는 광학물질의 굴절률을 이용한 전계센서 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터모듈(400)의 제1신호 출력기(430) 및 제2신호 출력기(435)는 각각 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이(K1 - K2)에 해당하는 게인과 제2드룹게인(K2)을 가지도록 설계된 증폭기를 이용하여 각각 제1신호 및 제2신호를 출력할 수 있다.
즉, 제1신호 출력기(430) 및 제2신호 출력기(435)는 OP앰프(550, 555)를 활용한 증폭기로 구성하되, 드룹게인을 결정하는 저항(530 and 540, 535 and 545)을 달리 사용함으로써 각각 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이에 해당하는 게인과 제2드룹게인(K2)을 가지도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이에 해당하는 드룹게인을 결정하는 저항(530 and 540)은 제2드룹게인을 결정하는 저항(535 and 545)보다 크게 설계될 수 있다. 단, 드룹게인과 무관한 저항(510, 515, 520, 525)은 동일한 값으로 설계될 수 있다.
또한, 제1신호 출력기(430) 및 제2신호 출력기(435) 모두 전류센서(410)의 출력을 입력받아 제1신호 출력기(430)는 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서(410)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하며, 제2신호 출력기(435)는 제2드룹게인과 전류센서(410)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터모듈(400)의 스위칭 신호 생성부(440)는 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호, 제2신호 및 전압센서의 센싱값을 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호 및 전압센서의 센싱값을 애드한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 스위치 신호 생성부(440)는 전류센싱값들을 이용하여 스위칭 신호를 생성할 수 있으나, 도 5에 도시한 바와 같이 제2드룹게인과 전류센서의 센싱값을 곱한 값인 제2신호를 제2설정값과 비교하여 스위칭 신호를 생성할 수도 있다. 이 경우, 제2설정값은 제1설정값과 제2드룹게인의 곱이 될 수 있다.
예를 들어, 스위칭 신호 생성부(440)는 ADC회로(560), 앤드게이트(570), 신호 컨버터(Signal converter, 580) 및 PWM출력기(590)으로 구성될 수 있다.
자세히 설명하면, ADC회로(560)는 각각의 전류센서 센싱값들이 제1설정값을 초과하는 것으로 판단되면 로직하이(Logic High, 1)인 로직신호들을 출력하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 제1설정값이하인 것으로 판단되면 로직로우(Logic Low, 0)인 로직신호들을 출력할 수 있다.
또는, ADC회로(560)는 각각의 제2신호들(EN1 내지 ENn)이 제2설정값을 초과하는 것으로 판단되면 로직하이인 로직신호들을 출력하고, 각각의 제2신호들이 제2설정값이하인 것으로 판단되면 로직로우인 로직신호들을 출력할 수 있다.
상기 ADC회로(560)은 OP앰프를 이용한 비교기로 구성될 수도 있다.
앤드게이트(570)는 ADC회로(560)의 출력들을 입력받아 ADC회로(560)의 출력이 모두 로직하이이면 로직하이를 출력하고, ADC회로(560)의 출력 중 하나 이상이 로직로우이면 로직로우를 출력할 수 있다.
신호 컨버터(580)는 앤드게이트(570)의 출력에 기초하여 앤드게이트(570)의 출력이 로직로우이면 입력받은 제1신호를 출력하고, 앤드게이트(570)의 출력이 로직하이이면 0을 출력할 수 있다. 신호 컨버터(580)는 멀티플랙서(Multiplexer) 또는 A/D 컨버터로 구성되어 동작할 수 있다.
멀티플랙서의 이용한 신호 컨버터(580)을 예로 들면, 상기 멀티플랙서의 제어단자에 앤드게이트(570)의 출력을 인가하고, 제1입력단자 및 제2입력단자에 제1신호 출력기의 출력 및 0전압을 인가함으로써, 멀티플랙서를 이용한 신호 컨버터(580)는 앤드게이트(570)의 출력이 로직로우이면 입력받은 제1신호를 출력하고, 앤드게이트(570)의 출력이 로직하이이면 0을 출력할 수 있다.
이로써, 복수의 컨버터모듈들 중 하나 이상에서 제1설정값 이상에 대응되는 전류보다 작게 흐르면 신호 컨버터(580)의 출력은 제1신호가 되고, 복수의 컨버터모듈들 모두 제1설정값 이상에 대응되는 전류보다 크게 흐르면 신호 컨버터(580)의 출력은 0이 될 수 있다.
PWM출력기(590)는 신호 컨버터(580)의 출력, 제2신호 출력기(435)의 출력 및 전압센서(420)의 출력 합에 기초하여 PWM신호를 출력할 수 있다.
자세히 설명하면, PWM출력기(590)는 입력받은 신호 컨버터(580)의 출력, 제2신호 출력기(435)의 출력 및 전압센서(420)의 출력 합을 직렬연결한 저항(591, 593)을 이용하여 일정배율(1이하 값)의 곱으로 출력하고, 제1 비교기(595)가 직렬연결한 저항(591, 593)의 출력된 값과 레퍼런스전압(Vref)을 비교하여 에러값을 출력하며, 제2 비교기(597)가 에러값과 톱니파(Sawtooth wave)를 비교하여 스위칭신호인 PWM을 출력할 수 있다. 전술한 일정배율을 1로 설정하는 경우 직렬연결한 저항(591, 593)은 사용되지 않을 수 있다.
파워스테이지(450)는 PWM출력기의 스위칭신호에 따라 입력전압원(10)의 전력을 부하(20)의 전력으로 변환할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터모듈은 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들 중 하나라도 제1설정값에 대응되는 전류보다 작은 전류가 흐르면, 제1드룹게인으로 동작할 수 있다. 이와 달리, 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들 모두 제1설정값에 대응되는 전류보다 큰 전류가 흐르면, 제2드룹게인으로 동작할 수 있다.
전술한 제1설정값이 0이면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터모듈을 포함하는 컨버터시스템은 도 3과 같은 파형으로 동작할 수 있다. 이와 달리, 전술한 제1설정값이 0을 초과하는 실수로 설정되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터모듈을 포함하는 컨버터시스템은 도 3의 파형과 달리, 제1드룹게인에서 제2드룹게인으로 변환되는 컨버터모듈의 출력전압은 감소될 수 있다.
출력전압이 제어되는 컨버터모듈들에서 적용되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터모듈을 도시한 도 4 및 도 5과 달리, 출력전압이 제어되지 않는 컨버터모듈들에서 적용되는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터모듈을 이하 도 6 및 도 7에서 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다.
병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템의 일 컨버터모듈에 있어서, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터모듈은 입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서와 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기와 제2드룹게인과 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기와 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호 및 상기 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 상기 제1설정값을 초과하면 제2신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 입력전압원(10)과 부하(20) 사이에 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들(401, 406)을 포함하는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈(401)은 입력 전류를 측정하는 전류센서(411), 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 상기 전류센서(411)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기(430), 제2드룹게인과 전류센서(411)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기(435), 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서(411) 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호 및 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서(411) 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부(441) 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지(450)을 포함할 수 있다.
전류센서(411)는 도 4 및 도 5에 도시한 전류센서(410)와 기능면에서 동일할 수 있다. 다만, 부하(20) 측에 설치되어 출력전류를 측정하는 전류센서(410)와 달리, 전류센서(411)는 입력전압원(10) 측에 설치되어 입력전류를 측정할 수 있다.
이는, 도 4 및 도 5의 컨버터시스템은 출력 전압이 제어됨에 따라 출력 전류가 안정되기 때문에 전류센서(410)를 부하(20) 측에 설치하여 출력전류를 센싱할 수 있다. 반면, 도 6 및 도 7의 컨버터시스템은 출력에서 센싱한 정보를 절연을 통해 입력 쪽에 전하는 것이 번거롭기 때문에 전류센서(411)을 입력전압원(10) 측에 설치하여 입력전류를 센싱할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터모듈(401)의 제1신호 출력기(430) 및 제2신호 출력기(435)는 각각 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이(K1 - K2)와 제2드룹게인(K2)을 가지도록 설계된 증폭기를 이용하여 각각 제1신호 및 제2신호를 출력할 수 있다.
즉, 제1신호 출력기(430) 및 제2신호 출력기(435)는 OP앰프(550, 555)를 활용한 증폭기로 구성하되, 드룹게인을 결정하는 저항(530 and 540, 535 and 545)을 달리 사용함으로써 각각 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이 및 제2드룹게인을 가지도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1신호 출력기(430)의 드룹게인을 결정하는 저항(530 and 540)은 제2신호 출력기(435)의 드룹게인을 결정하는 저항(535 and 545)보다 크게 설계될 수 있다. 단, 드룹게인과 무관한 저항(510, 515, 520, 525)은 동일한 값으로 설계될 수 있다.
또한, 제1신호 출력기(430) 및 제2신호 출력기(435) 모두 전류센서(411)의 출력을 입력받아 제1신호 출력기(430)는 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서(411)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하며, 제2신호 출력기(435)는 제2드룹게인과 전류센서(411)의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터모듈(401)의 스위칭 신호 생성부(441)는 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호 및 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 스위칭 신호 생성부(441)는 ADC회로(560), 앤드게이트(570), 신호 컨버터(580) 및 PWM출력기(710)으로 구성될 수 있다.
자세히 설명하면, ADC회로(560)는 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들을 제1설정값으로 비교하여 각각의 전류센서 센싱값들이 제1설정값을 초과하는 것으로 판단되면 로직하이(Logic High, 1)인 로직신호들을 출력하고, 제1설정값이하인 것으로 판단되면 로직로우(Logic Low, 0)인 로직신호들을 출력할 수 있다.
또는, ADC회로(560)가 제2신호들(EN1 내지 ENn)를 제2설정값과 비교하여 각각의 제2신호들이 제2설정값을 초과하는 것으로 판단되면 로직하이인 로직신호들을 출력하고, 제2설정값이하인 것으로 판단되면 로직로우인 로직신호들을 출력할 수 있다.
상기 ADC회로(560)은 OP앰프를 이용한 비교기로 구성될 수도 있다.
앤드게이트(570)는 ADC회로(560)의 출력들을 입력받아 ADC회로(560)의 출력이 모두 로직하이이면 로직하이를 출력하고, ADC회로(560)의 출력 중 하나 이상이 로직로우이면 로직로우를 출력할 수 있다.
신호 컨버터(580)는 앤드게이트(570)의 출력에 기초하여 앤드게이트(570)의 출력이 로직로우이면 입력받은 제1신호를 출력하고, 앤드게이트(570)의 출력이 로직하이이면 0을 출력하도록 설계될 수 있다. 일 예를 들어, 신호 컨버터(580)는 멀티플랙서(Multiplexer) 또는 8비트(bit) 이상의 A/D 컨버터로 구성되어 동작할 수 있다.
멀티플랙서의 이용한 신호 컨버터(580)는 멀티플랙서의 제어단자에 앤드게이트(570)의 출력을 인가하고, 제1입력단자 및 제2입력단자에 제1신호 출력기의 출력 및 0전압을 인가함으로써, 신호 컨버터(580)는 앤드게이트(570)의 출력이 로직로우이면 입력받은 제1신호를 출력하고, 앤드게이트(570)의 출력이 로직하이이면 0이 출력되도록 할 수 있다.
이로써, 복수의 컨버터모듈들 중 하나 이상에서 제1설정값 이상에 대응되는 전류가 하나라도 흐르지 않으면 신호 컨버터(580)의 출력은 제1신호가 되고, 복수의 컨버터모듈들 모두 제1설정값 이상에 대응되는 전류가 흐르면 신호 컨버터(580)의 출력은 0이 될 수 있다.
PWM출력기(710)는 신호 컨버터(580)의 출력, 제2신호 출력기(435)의 출력 합에 기초하여 PWM신호를 출력할 수 있다.
자세히 설명하면, PWM출력기(710)는 3개의 입력을 갖는 비교기(711)를 이용하여 신호 컨버터(580)의 출력 및 제2신호 출력기(435)의 출력 합을 고정된 듀티(Fixed duty)과 톱니파(Sawtooth wave)를 비교하여 스위칭신호인 PWM을 출력할 수 있다.
이는, 출력 전압이 고정되는 도 4와 도 5의 컨버터모듈들과 달리 도 6과 도 7의 컨버터모듈들은 출력 전압이 고정되지 않기 때문에 PWM출력기(710)는 레퍼런스전압이 아닌 고정된 듀티를 이용하여 스위칭신호를 생성한다.
도 8은 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 동작파형 및 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 동작파형을 도시한 도면이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 t1의 시간에서 복수의 컨버터모듈들 중 하나 이상의 컨버터모듈의 전류가 미리 설정된 제1설정값이하인 상황이며, t2을 포함한 이후의 시간에서 복수의 컨버터모듈의 전류가 모두 제1설정값을 초과한 상황 및 t1, t2, t3, t4 의 각각의 시간에서 다른 부하를 갖는 상황에 따른 파형을 도시한다.
전제한 상황에서 (A)는 드룹방법에 의해 제어되는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템에서 제1컨버터모듈의 입력전류(810) 및 평균입력전류(811)와 제2컨버터모듈의 입력전류(820) 및 평균입력전류(821)에 대한 파형을 도시하며, (B)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템에서 제1컨버터모듈의 입력전류(830) 및 평균입력전류(831)와 제2컨버터모듈의 입력전류(840) 및 평균입력전류(841)에 대한 파형을 도시한다.
전술한 입력전류(810, 830)는 일정면적으로 도시되었으나, 수십kHz의 주파수를 가지는 전류 파형이다.
도 8을 참조하면, 드룹방법에 의해 제어되는 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 각 컨버터모듈의 부하 전류 분배 특성과 부하 변동에 따른 출력전압의 변동 범위 특성을 고려하여 설계된 드룹게인(고정값)에 의해 운전되기 때문에, 도시한 (A)와 같이 부하의 스텝변동에 따라 제1컨버터모듈의 입력전류(810)와 제2컨버터모듈의 입력전류(820)의 차이는 t1, t2, t3, t4 의 각각의 시간에서 146[mA], 332[mA], 332[mA] 및 332[mA]이 될 수 있다.
이와 달리, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 각 컨버터모듈의 동작에 따라 변동하는 드룹게인에 의해 운전되기 때문에, 도시한 (B)와 같이 부하의 스텝변동에 따라 제1컨버터모듈의 입력전류(830)와 제2컨버터모듈의 입력전류(840)의 차이는 t1, t2, t3, t4 의 각각의 시간에서 146[mA], 13[mA], 13[mA], 13[mA]가 될 수 있다.
즉, 동일한 부하변동에 따른 출력 전압의 변동범위를 갖는 상황에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 전류분배 특성이 일반적인 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 전류분배 특성보다 향상됨을 알 수 있다.
전술한 바에서 (A)와 (B) 모두 t1의 시간에서 동일한 차이를 갖는 이유는, 스위칭신호 생성부가 일정시간 이후에 입력되는 전류센서 센싱값들을 이용하도록 설정되기 때문이다.
자세히 설명하면, 무부하 상태의 컨버터모듈에 부하가 인가되면 컨버터모듈은 과도상태(Transient state)인 시간을 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 정상상태(Steady state)가 되는 시각인 일정시간 이후에 동작함으로써, (A)와 (B) 모두 t1의 시간에서 동일한 차이를 가지게 된다.
이상의 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈 및 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈을 설명하였으나, 이하에서는 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 전류센서의 센싱값에 대한 전압센서의 센싱값의 크기 변화인 드룹게인을 감소시키는 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부를 포함하는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈을 설명한다.
이는, 도 3 내지 도 8에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈 및 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈과 동일하게 제1신호 출력기 및 제2신호 출력기를 사용하되, 각각의 전류센서 센싱값들에 기초하여 제1신호 출력기의 출력값을 제어할 수 있다.
또는, 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 컨버터시스템의 일 컨버터모듈은 하나의 신호 출력기를 사용하되, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 상기 신호 출력기의 드룹게인을 작은값으로 변환할 수 있다.
예를 들어, 신호 출력기의 드룹게인을 결정하는 소자의 값을 달리하여 드룹게인을 작을 값으로 변환할 수 있다.
자세히 설명하면, 드룹게인을 결정하는 저항에 직렬 연결된 추가 스위치와 추가저항을 병렬로 연결하고 상기 스위치를 각각의 전류센서 센싱값들에 기초하여 동작시킴으로써 신호 출력기의 드룹게인을 결정하는 소자의 값을 변환할 수 있다.
이는, 스위칭 신호 생성부가 센싱값들이 제1설정값을 초과하는 것으로 판단되면 로직하이(Logic High, 1)인 로직신호들을 출력하고, 센싱값들이 제1설정값이하인 것으로 판단되면 로직로우(Logic Low, 0)인 로직신호들을 출력하며, 출력된 로직신호들을 곱한 신호가 로직하이이면 추가 스위치를 온(ON)동작시키고, 로직신호들을 곱한 신호가 로직로우이면 추가 스위치를 오프(OFF)동작시킴으로써 신호 출력기의 드룹게인을 작은 값으로 변환할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 8을 이용하여 설명한 일 컨버터모듈인 제1컨버터모듈을 포함하며, 계통전압에서 부하전압을 포함하는 시스템에 대해서 간략하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 계통전압에서 부하전압까지의 시스템을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨버터시스템은 서로 병렬 연결되어 있으면서 계통전압을 포함하는 교류(Alternating Current, AC)전압(90[V] 내지 265[V], 910)을 제1직류(Direct Current, DC)전압(약 48[V], 930)으로 변환하는 복수의 영률 보상 회로 모듈들(920)과 서로 병렬 연결되어 있으면서 제1직류전압(930)을 제2직류전압(8[V] 내지 12[V], 950)으로 변환하는 복수의 제1컨버터모듈들(940) 및 제2직류전압(950)을 부하전압(5[V], 3.3[V], 2.5[V], 1.2[V])으로 변환하는 제2컨버터모듈들(960)을 포함하고, 복수의 제1컨버터모듈 각각은 입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서와 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기와 제2드룹게인과 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기와 복수의 제1컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호 및 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부 및 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
역률 보상 회로 모듈(921, 923)은 계통전압을 포함하는 교류전압을 직류전압으로 변환할 수 있는 장치로서, 풀브릿지(Full bridge) 또는 하프브릿지(Half bridge) 등의 장치가 사용될 수 있다.
제1컨버터모듈(941, 943) 및 제2컨버터모듈(961, 963, 965, 967)은 강압형 컨버터로서, 벅 컨버터(buck converter) 등의 장치가 사용될 수 있다. 다만, 제1컨버터모듈과 제2컨버터모듈은 부담하는 전력에 따라 장치의 크기 및 구성하는 소자의 정격이 결정된다.
제1컨버터모듈(941, 943)를 구성하는 전류센서는 저항센서, 비접촉식인 변압기 원리를 이용한 CT(Current Transformer) 측정센서, Hall effect효과를 이용한 hall IC 측정센서 및 자기저항효과를 이용한 MR(Magneto Resistive)센서를 이용하여 전류를 측정할 수도 있다.
제1컨버터모듈(941, 943)를 구성하는 제1신호 출력기 및 제2신호 출력기는 각각 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이(K1 - K2)에 해당하는 게인과 제2드룹게인(K2)을 가지도록 설계된 증폭기를 이용하여 각각 제1신호 및 제2신호를 출력할 수 있다.
즉, 제1신호 출력기 및 제2신호 출력기는 OP앰프를 활용한 증폭기로 구성하되, 드룹게인을 결정하는 저항을 달리 사용함으로써 각각 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이에 해당하는 게인과 제2드룹게인(K2)을 가지도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이에 해당하는 드룹게인을 결정하는 저항은 제2드룹게인을 결정하는 저항보다 크게 설계될 수 있다. 단, 드룹게인과 무관한 저항은 동일한 값으로 설계될 수 있다.
또한, 제1신호 출력기 및 제2신호 출력기는 모두 전류센서의 출력을 입력받아 제1신호 출력기는 제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하며, 제2신호 출력기는 제2드룹게인과 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력할 수 있다
제1컨버터모듈(941, 943)를 구성하는 스위칭 신호 생성부는 복수의 제1컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 제1신호, 제2신호 및 전압센서의 센싱값을 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 제2신호 및 전압센서의 센싱값을 애드한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
제1컨버터모듈(941, 943)를 구성하는 파워스테이지는 스위칭 신호 생성부 의 스위칭신호에 따라 제1직류전압(930)의 전력을 제2직류전압(950)의 전력으로 변환할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 계통전압에서 부하전압까지의 시스템의 제1컨버터모듈(941, 943)은 병렬 운전되는 복수의 제1컨버터모듈들(940) 중 하나라도 제1설정값에 대응되는 전류보다 적은 전류가 흐르면, 제1드룹게인으로 동작할 수 있다. 이와 달리, 병렬 운전되는 복수의 제1컨버터모듈들(940) 모두 제1설정값에 대응되는 전류보다 많은 전류가 흐르면, 제2드룹게인으로 동작할 수 있다.
이 외에도 본 발명의 일 실시 예에 따른 계통전압에서 부하전압까지의 시스템은 도 1 내지 도 8에 기초하여 설명한 본 발명의 컨버터모듈이 수행하는 각 동작을 모두 수행할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 병렬 운전되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템의 일 컨버터모듈에 있어서,
    입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서;
    제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 상기 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기;
    상기 제2드룹게인과 상기 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기;
    상기 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 상기 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 상기 제1설정값을 초과하면 상기 제2신호에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부; 및
    상기 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지
    를 포함하는 컨버터모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는,
    일정시간 이후에 입력되는 상기 각각의 전류센서 센싱값들을 이용하는 것을 특징으로 하는 컨버터모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는,
    상기 각각의 전류센서 센싱값들이 상기 제1설정값을 초과하는 것으로 판단되면 로직하이(Logic High, 1)인 로직신호들을 출력하고, 상기 각각의 전류센서 센싱값들이 상기 제1설정값이하인 것으로 판단되면 로직로우(Logic Low, 0)인 로직신호들을 출력하며, 상기 로직신호들을 곱한 신호가 로직로우이면 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 상기 로직신호들을 곱한 신호가 로직하이이면 상기 제2신호에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 컨버터모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    출력 전압을 측정하는 전압센서를 더 포함하고,
    상기 스위칭 신호 생성부는,
    상기 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 상기 제1신호, 상기 제2신호 및 상기 전압센서의 센싱값을 애드한 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고, 상기 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 상기 제1설정값을 초과하면 상기 제2신호 및 상기 전압센서의 센싱값을 애드한 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 컨버터모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는,
    상기 제1신호, 상기 제2신호 및 상기 전압센서의 센싱값을 애드한 신호, 레퍼런스전압 및 톱니파에 기초하거나 또는, 상기 제1신호 및 상기 전압센서의 센싱값을 애드한 신호, 상기 레퍼런스전압 및 상기 톱니파에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 컨버터모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는,
    상기 제1신호 및 상기 제2신호를 애드한 신호 또는 상기 제2신호를 고정된 듀티(duty) 및 톱니파에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 컨버터모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1신호 출력기는, 상기 제1드룹게인과 상기 제2드룹게인의 차이값에 해당하는 게인을 갖도록 설계된 제1증폭기의 입력단자에 상기 전류센서의 센싱값을 인가하여 상기 제1신호를 출력하고, 상기 제2신호 출력기는, 상기 제2드룹게인을 갖도록 설계된 제2증폭기의 입력단자에 상기 전류센서의 센싱값을 인가하여 상기 제2신호를 출력하는 컨버터모듈.
  8. 드룹제어되는 복수의 컨버터모듈들을 포함하는 컨버터시스템의 일 컨버터모듈에 있어서,
    입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서;
    상기 복수의 컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 제1설정값을 초과하면 드룹게인을 감소시키는 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부; 및
    상기 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지
    를 포함하는 컨버터모듈.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는,
    상기 전류센서 센싱값들 각각에 대해 상기 제1설정값과 비교하여 상기 센싱값들이 상기 제1설정값을 초과하는 것으로 판단되면 로직하이(Logic High, 1)인 로직신호들을 출력하고, 상기 제1설정값이하인 것으로 판단되면 로직로우(Logic Low, 0)인 로직신호들을 출력하며, 상기 로직신호들을 곱한 신호가 로직로우이면 상기 드룹게인을 유지하며, 상기 곱한 신호가 로직하이이면 상기 드룹게인을 감소시키는 컨버터모듈.
  10. 서로 병렬 연결되어 있으면서 계통전압을 포함하는 교류(Alternating Current, AC)전압을 제1직류(Direct Current, DC)전압으로 변환하는 역률 보상 회로 모듈들;
    서로 병렬 연결되어 있으면서 상기 제1직류전압을 제2직류전압으로 변환하는 복수의 제1컨버터모듈들; 및
    상기 제2직류전압을 부하전압으로 변환하는 제2컨버터모듈들을 포함하고,
    상기 복수의 제1컨버터모듈 각각은,
    입력 전류 혹은 출력 전류를 측정하는 전류센서;
    제1드룹게인과 제2드룹게인의 차이값에 상기 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제1신호를 출력하는 제1신호 출력기;
    상기 제2드룹게인과 상기 전류센서의 센싱값을 곱한 값에 대응되는 제2신호를 출력하는 제2신호 출력기;
    상기 복수의 제1컨버터모듈 각각의 전류센서 센싱값들 중 적어도 하나의 센싱값이 제1설정값이하이면 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 애드(Add)한 신호에 기초하여 스위칭 신호를 생성하고, 상기 각각의 전류센서 센싱값들이 모두 상기 제1설정값을 초과하면 상기 제2신호에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부; 및
    상기 스위칭 신호에 따라 전력을 변환하는 파워스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터시스템.
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