KR101695526B1 - Voltage stabilizing device and voltage stabilizing method for battery discharging circuit, and battery discharging system including the voltage stabilizing device - Google Patents
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Abstract
DC 마이크로 그리드의 전압과 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교하는 전압 비교부, DC 마이크로 그리드 및 배터리 사이에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터, 전압 간의 차이를 기초로, 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 제어부, 및 제어 신호에 따라 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터와 DC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스(bypass)시키는 적어도 하나의 스위치를 포함하는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치를 제공할 수 있다.A voltage comparator for comparing the difference between the voltage of the DC microgrid and the discharge voltage of the battery, at least one additional DC-DC converter connected between the DC microgrid and the battery, at least one additional DC- DC converter according to the control signal, and at least one additional DC-DC converter is connected or bypassed between the DC-DC converter and the AC-DC converter included in the DC micro-grid according to the control signal bypassing the voltage stabilization device of the battery discharge circuit.
Description
배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치 및 방법, 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템이 개시된다.
A battery discharge system including a voltage stabilization device and method of a battery discharge circuit, and a voltage stabilization device is disclosed.
기술의 빠른 진보에 따라 DC(Direct Current) 마이크로 그리드 회로(Micro-Grid Circuit)에서는 하나의 마이크로 그리드 망보다는 다수의 마이크로 그리드 망이 사용된다. 이때, 다수의 마이크로 그리드 망에서 발생하는 DC 전압의 변화는 기기의 오작동을 유발시킬 수 있다. In the DC (Direct Current) micro-grid circuit, a number of micro-grid networks are used rather than one micro-grid network. At this time, a change in DC voltage occurring in a plurality of micro grid networks may cause malfunction of the device.
즉, 마이크로 그리드 망에는 일정한 전압이 인가되어야 하지만, 다수의 마이크로 그리드 망을 사용하는 DC 마이크로 그리드 시스템의 경우에 배터리의 방전 수량이 증가할수록 전력 수요 또한 증가한다. 때문에, DC 마이크로 그리드 시스템의 경우, 전압이 불안정하게 되거나, 오버슛(Overshoot) 현상이 발생할 수 있다. That is, although a certain voltage should be applied to the micro grid network, in the case of a DC micro grid system using a plurality of micro grid networks, the electric power demand also increases as the discharge amount of the battery increases. Therefore, in the case of a DC micro-grid system, voltage may become unstable or an overshoot phenomenon may occur.
본 발명의 배경이 되는 기술은 다음 2건 특허 문헌들에 개시되어 있다.Techniques that constitute the background of the present invention are disclosed in the following two patent documents.
(1) 한국 공개 특허 공보 제2011-0140923호 (2011-12-23)(1) Korean Patent Laid-Open No. 2011-0140923 (2011-12-23)
(2) 한국 공개 특허 공보 제2013-0011073호 (2013-01-31)
(2) Korean Laid-Open Patent Publication No. 2013-0011073 (2013-01-31)
일실시예에 따르면, 배터리의 방전 전압과 부하 전압 간의 차이에 기초하여, 배터리의 방전 전압을 부가 DC-DC 컨버터를 통해 승압 시키거나, 스위치를 통해 직접 바이패스 시킴으로써 에너지 손실을 최소화하고, 배터리의 방전 시간 및 효율을 최대화할 수 있다.
According to one embodiment, on the basis of the difference between the discharge voltage of the battery and the load voltage, the discharge voltage of the battery is boosted through the additional DC-DC converter or bypassed directly through the switch to minimize energy loss, Discharge time and efficiency can be maximized.
일실시예에 따르면, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치는 부하 전압과 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교하는 전압 비교부; DC 마이크로 그리드 및 상기 배터리 사이에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(Direct Current-Direct Current Converter); 상기 전압 간의 차이를 기초로, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 제어부; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터(Alternating Current-Direct Current Converter)와 DC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스(bypass) 시키는 적어도 하나의 스위치를 포함한다. According to one embodiment, a voltage stabilization device of a battery discharge circuit includes: a voltage comparison unit comparing a difference between a load voltage and a discharge voltage of the battery; At least one additional DC-DC converter (Direct Current-Direct Current Converter) connected between the DC microgrid and the battery; A control unit for generating, based on the difference between the voltages, a control signal for controlling connection of the at least one additional DC-DC converter; And connecting or bypassing the at least one additional DC-DC converter according to the control signal between an AC-DC converter (Alternating Current-Direct Current Converter) included in the DC micro-grid and a DC-DC converter And at least one switch.
상기 부하 전압은 상기 AC-DC 컨버터의 입력 전압일 수 있다. The load voltage may be an input voltage of the AC-DC converter.
상기 제어부는, 상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The control unit may generate a control signal for bypassing the at least one additional DC-DC converter when the difference between the voltages is equal to or greater than a predetermined value.
상기 제어부는, 상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The control unit may generate a control signal for connecting the at least one additional DC-DC converter when the difference between the voltages is less than a predetermined value.
상기 DC 마이크로 그리드는 AC-DC 컨버터 및 DC-DC 컨버터를 포함하고, 상기 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 부가 DC-DC 컨버터의 입력으로 인가되고, 상기 부가 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 AC-DC 컨버터의 입력으로 인가될 수 있다. Wherein the DC microgrid includes an AC-DC converter and a DC-DC converter, the output of the DC-DC converter being applied as an input to the additional DC-DC converter, DC converter.
상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 개수는, 상기 배터리의 방전 전압 효율에 기초하여 결정될 수 있다. The number of the at least one additional DC-DC converter may be determined based on the discharge voltage efficiency of the battery.
일실시예에 따르면, 배터리 방전 시스템은 AC-DC 컨버터, 및 DC-DC 컨버터를 포함하는 DC 마이크로 그리드; 부하를 위한 전압 안정화 장치; 및 상기 전압 안정화 장치를 통해, 상기 부하로 방전 전압을 출력하는 배터리를 포함하고, 상기 전압 안정화 장치는, 상기 부하의 전압과 상기 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교하는 전압 비교부; 상기 배터리에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터; 상기 전압 간의 차이를 기초로, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 제어부; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터와 DC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스 시키는 적어도 하나의 스위치를 포함한다. According to one embodiment, a battery discharge system includes a DC microgrid comprising an AC-DC converter and a DC-DC converter; Voltage stabilization devices for loads; And a battery for outputting a discharge voltage to the load through the voltage stabilizer, wherein the voltage stabilizer includes: a voltage comparator for comparing a difference between a voltage of the load and a discharge voltage of the battery; At least one additional DC-DC converter connected to the battery; A control unit for generating, based on the difference between the voltages, a control signal for controlling connection of the at least one additional DC-DC converter; And at least one switch for connecting or bypassing the at least one additional DC-DC converter in accordance with the control signal between the AC-DC converter and the DC-DC converter included in the DC micro-grid.
상기 전압 비교부는, 상기 부하의 전압과 상기 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교할 수 있다. The voltage comparator may compare the difference between the voltage of the load and the discharge voltage of the battery.
상기 제어부는, 상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The control unit may generate a control signal for bypassing the at least one additional DC-DC converter when the difference between the voltages is equal to or greater than a predetermined value.
상기 제어부는, 상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The control unit may generate a control signal for connecting the at least one additional DC-DC converter when the difference between the voltages is less than a predetermined value.
상기 DC 마이크로 그리드에서 상기 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 부가 DC-DC 컨버터의 입력으로 인가되고, 상기 부가 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 AC-DC 컨버터의 입력으로 인가될 수 있다. In the DC microgrid, the output of the DC-DC converter is applied to the input of the additional DC-DC converter, and the output of the additional DC-DC converter is applied to the input of the AC-DC converter.
상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 개수는, 상기 배터리의 방전 전압 효율에 기초하여 결정될 수 있다. The number of the at least one additional DC-DC converter may be determined based on the discharge voltage efficiency of the battery.
일실시예에 따르면, 배터리 방전 시스템은 AC-DC 컨버터 및 제1 DC-DC 컨버터를 포함하는 DC 마이크로 그리드; 상기 AC-DC 컨버터와 상기 제1 DC-DC 컨버터 사이에 연결되는 제2 DC-DC 컨버터; 상기 배터리의 방전 전압과 부하의 전압 간의 제1 차이를 비교하는 제1 전압 비교부; 상기 전압 간의 제1 차이를 기초로 상기 제2 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제1 제어 신호를 발생시키는 제1 제어부; 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 제2 DC-DC 컨버터를 상기 제1 DC-DC 컨버터에 연결 또는 바이패스 시키는 제1 스위치; 상기 제2 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터 사이에 연결되는 제3 DC-DC 컨버터; 상기 제2 DC-DC 컨버터의 출력 전압과 배터리의 방전 전압 간의 제2 차이를 비교하는 제2 전압 비교부; 상기 전압 간의 제2 차이를 기초로 상기 제3 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제2 제어 신호를 발생시키는 제2 제어부; 및 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 제3 DC-DC 컨버터를 상기 제2 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스 시키는 제2 스위치를 포함하고, 상기 배터리는, 상기 제1 DC-DC 컨버터, 상기 제2 DC-DC 컨버터 및 제3 DC-DC 컨버터 중 적어도 하나를 통해, 상기 방전 전압을 출력한다. According to one embodiment, a battery discharge system includes a DC microgrid comprising an AC-DC converter and a first DC-DC converter; A second DC-DC converter connected between the AC-DC converter and the first DC-DC converter; A first voltage comparator comparing a first difference between a discharge voltage of the battery and a voltage of the load; A first control unit for generating a first control signal for controlling the connection of the second DC-DC converter based on a first difference between the voltages; A first switch for connecting or bypassing the second DC-DC converter to the first DC-DC converter in accordance with the first control signal; A third DC-DC converter connected between the second DC-DC converter and the AC-DC converter; A second voltage comparator comparing a second difference between an output voltage of the second DC-DC converter and a discharge voltage of the battery; A second control unit for generating a second control signal for controlling the connection of the third DC-DC converter based on a second difference between the voltages; And a second switch for connecting or bypassing the third DC-DC converter between the second DC-DC converter and the AC-DC converter in accordance with the second control signal, DC converter, the DC-DC converter, the second DC-DC converter, and the third DC-DC converter.
상기 제1 제어부는, 상기 전압 간의 제1 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 제2 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시키고, 상기 전압 간의 제1 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 제2 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The first control unit generates a control signal for connecting the second DC-DC converter when the first difference between the voltages is equal to or greater than a predetermined value, and when the first difference between the voltages is less than a predetermined value , It may generate a control signal to bypass the second DC-DC converter.
상기 제2 제어부는, 상기 전압 간의 제2 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 제3 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시키고, 상기 전압 간의 제2 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 제3 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The second controller generates a control signal for connecting the third DC-DC converter when the second difference between the voltages is equal to or greater than a preset value, and when the second difference between the voltages is less than a predetermined value , It may generate a control signal that bypasses the third DC-DC converter.
일실시예에 따르면, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법은 부하 전압과 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교하는 단계; 상기 전압 간의 차이를 기초로, 상기 DC 마이크로 그리드 및 상기 배터리 사이에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 단계; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터와 DC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스 시키는 단계를 포함한다.According to one embodiment, a method for stabilizing the voltage of a battery discharge circuit includes comparing a difference between a load voltage and a discharge voltage of the battery; Generating a control signal to control connection of at least one additional DC-DC converter connected between the DC microgrid and the battery based on the difference between the voltages; And connecting or bypassing the at least one additional DC-DC converter in accordance with the control signal between an AC-DC converter and a DC-DC converter included in the DC micro-grid.
상기 부하 전압은 상기 AC-DC 컨버터의 입력 전압일 수 있다. The load voltage may be an input voltage of the AC-DC converter.
상기 제어 신호를 발생시키는 단계는, 상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시키고, 상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the generating of the control signal comprises generating a control signal to connect the at least one additional DC-DC converter if the difference between the voltages is greater than or equal to a preset value, And if so, generating a control signal to bypass the at least one additional DC-DC converter.
상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 개수는, 상기 배터리의 방전 전압 효율에 기초하여 결정될 수 있다.
The number of the at least one additional DC-DC converter may be determined based on the discharge voltage efficiency of the battery.
본 발명의 일 측에 따르면, 배터리의 방전 전압과 부하 전압 간의 차이에 기초하여, 배터리의 방전 전압을 부가 DC-DC 컨버터를 통해 승압 시키거나, 스위치를 통해 직접 바이패스 시킴으로써 에너지 손실을 최소화하고, 배터리의 방전 시간 및 효율을 개선할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to minimize the energy loss by boosting the discharge voltage of the battery through the additional DC-DC converter, or bypassing it directly through the switch, based on the difference between the discharge voltage of the battery and the load voltage, The discharge time and efficiency of the battery can be improved.
본 발명의 일 측에 따르면, 다중의 부가 DC-DC 컨버터를 연결함으로써 전압 차이를 감쇄시켜 신호 품질을 개선할 수 있다.
According to one aspect of the present invention, the signal quality can be improved by attenuating the voltage difference by connecting multiple additional DC-DC converters.
도 1은 일실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치 및 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치 및 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템의 블록도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치 및 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템의 블록도이다.
도 4은 일실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.1 is a view for explaining a battery discharge system including a voltage stabilizing device and a voltage stabilizing device of a battery discharge circuit according to an embodiment.
2 is a block diagram of a battery discharge system including a voltage stabilization device and a voltage stabilization device of a battery discharge circuit according to another embodiment.
3 is a block diagram of a battery discharge system including a voltage stabilizing device and a voltage stabilizing device of a battery discharge circuit according to another embodiment.
4 is a flowchart showing a voltage stabilization method of a battery discharge circuit according to an embodiment.
5 is a flowchart showing a voltage stabilization method of a battery discharge circuit according to another embodiment.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various modifications may be made to the embodiments described below. It is to be understood that the embodiments described below are not intended to limit the embodiments, but include all modifications, equivalents, and alternatives to them.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the embodiments. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. In the following description of the embodiments, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the embodiments may be unnecessarily blurred.
도 1은 일실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치 및 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a battery discharge system including a voltage stabilizing device and a voltage stabilizing device of a battery discharge circuit according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 배터리 방전 시스템(100)은 DC 마이크로 그리드(110), 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치(이하, '전압 안정화 장치')(130) 및 배터리(150)를 포함한다. 1, a
DC 마이크로 그리드(110)는 3상(3-Phase) 교류 전원(111), AC-DC 컨버터(Alternating Current-Direct Current Converter)(113), 및 DC-DC 컨버터(Direct Current-Direct Current Converter)(115)를 포함한다.
3상 교류 전원(111)은 3개의 서로 다른 교류 전원들을 포함할 수 있다. 3개의 서로 다른 교류 전원들은 서로 병렬로 연결되어 AC-DC 컨버터(113)에 교류 전원을 인가할 수 있다. The three-phase
AC-DC 컨버터(113)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다. The AC-
DC-DC 컨버터(115)는 전압 안정화 장치(130)를 거쳐 AC-DC 컨버터(113)와 연결될 수 있다. The DC-
DC-DC 컨버터(115)의 출력은 전압 안정화 장치(130)의 부가 DC-DC 컨버터(139)의 입력으로 인가될 수 있다. 부가 DC-DC 컨버터(139)의 출력은 부하(Load), 다시 말해 3상 교류 전원(111) 측으로 인가될 수 있다. The output of the DC-
일실시예에서 AC-DC 컨버터(113)와 DC-DC 컨버터(115)는 양방향(bidirectional) 컨버터일 수 있다. 방전 모드로 동작하는 경우에는 배터리(150)의 에너지는 3상 교류 전원(111)에서 소모되므로 3상 교류 전원(111) 측 또는 AC-DC 컨버터(113)의 입력 측이 부하(Load)가 될 수 있다. 도 1에 표시된 화살표는 에너지가 공급되는 방향을 나타낸다. 일실시예에 따른 방전 시에는 배터리(150)에서 DC 마이크로 그리드(110)의 AC-DC 컨버터(113)의 입력 측의 부하의 방향으로 에너지가 공급되므로, 방전 시스템(100)의 각 구성 요소에서 에너지가 인가되는 (배터리) 방향을 '입력'으로, 에너지가 나가는 (부하) 방향을 '출력'으로 표현하기로 한다. In one embodiment, the AC-
전압 안정화 장치(130)는 전압 비교부(131), 제어부(133), 스위치(135, 137), 및 부가 DC-DC 컨버터(139)를 포함한다. The
전압 비교부(131)는 DC 마이크로 그리드(110)의 AC-DC 컨버터(113)의 입력 측의 부하 전압과 배터리(150)의 방전 전압 간의 차이를 비교한다. The
제어부(133)는 부하 전압과 배터리(150)의 방전 전압 간의 차이를 기초로, 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시킨다. The
제어부(133)는 부하 전압과 배터리(150)의 방전 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 미리 설정된 값은 필요에 따라 적절하게 조절될 수 있다. The
일실시예에서는 전압 간의 차이가 큰 경우, 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)를 사용하여 배터리(150)의 방전 전압을 승압 시킴으로써 부하가 요구하는 전압을 빠른 시간에 제공할 수 있다. In one embodiment, when the difference between the voltages is large, the at least one additional DC-
제어부(133)는 DC 마이크로 그리드(110)의 전압과 배터리(150)의 방전 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The
일실시예에서는 전압 간의 차이가 작은 경우, 배터리(150)에서 방전된 직류 전압을 바로 부하 측으로 연결시킴으로써 에너지 손실을 최소화할 수 있다. In one embodiment, when the difference between the voltages is small, the energy loss can be minimized by directly connecting the discharged DC voltage from the
스위치(135, 137)는 제어부(133)의 제어 신호에 따라 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)를 DC 마이크로 그리드(110)와 배터리(150) 사이(보다 구체적으로는 AC-DC 컨버터(113)와 DC-DC 컨버터(115) 사이)에 연결 또는 바이패스 시킨다. The
스위치(135, 137)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)이거나 MOSFET(MOS field-effect transistor)일 수 있다. 스위치(135, 137)는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)의 양단 전압 간에 각각 병렬로 연결될 수 있다. The
적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)는 DC 마이크로 그리드(110) 및 배터리(150) 사이에 연결될 수 있다. At least one additional DC-
적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)의 개수는 1개 이상일 수 있다. 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)의 개수는 배터리(150)의 방전 전압 효율에 기초하여 결정될 수 있다. 부가 DC-DC 컨버터(139)의 개수가 복수 개인 경우, 부가 DC-DC 컨버터(139)들은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(139)는 배터리(150)와 직렬로 연결될 수 있다. The number of at least one additional DC-
배터리(150)는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 배터리(150)는 다수 개의 배터리 모듈로 구성된 배터리 셀일 수도 있다.
The
도 2는 다른 실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치 및 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템의 블록도이다. 2 is a block diagram of a battery discharge system including a voltage stabilization device and a voltage stabilization device of a battery discharge circuit according to another embodiment.
도 2를 참조하면, 하나의 전압 비교부(231) 및 제어부(232)에 의해 스위치들(233, 234, 236, 237) 및 2 개의 부가 DC-DC 컨버터들(235,238)을 제어하는 전압 안정화 장치(230) 및 전압 안정화 장치(230)를 포함하는 배터리 방전 시스템(200)이 도시된다. Referring to FIG. 2, a
일실시예에 따른 배터리 방전 시스템(200)은 DC 마이크로 그리드(210), 부하를 위한 전압 안정화 장치(230) 및 배터리(250)를 포함한다. The
DC 마이크로 그리드(210)는 3상 교류 전원(211), AC-DC 컨버터(213), 및 DC-DC 컨버터(215)를 포함한다. The DC micro-grid 210 includes a three-phase
여기서, DC 마이크로 그리드(210)의 각 구성 요소들에 대한 설명은 DC 마이크로 그리드(110)에 대한 설명과 동일하므로 해당 부분의 설명을 참조하기로 한다. Here, the description of each component of the
전압 안정화 장치(230)는 전압 비교부(231), 제어부(232), 스위치들(233, 234. 236, 237), 제1 부가 DC-DC 컨버터(235), 및 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 포함한다. The
전압 비교부(231)는 배터리(250)의 방전 전압과 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)의 출력 전압 및 AC-DC 컨버터(213)의 입력 전압(즉, 부하의 전압) 간의 차이를 비교할 수 있다. The
제어부(232)는 배터리(250)의 방전 전압과 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)의 출력 전압 간의 차이 및 배터리(250)의 방전 전압과 AC-DC 컨버터(213)의 입력 전압(부하의 전압) 간의 차이를 기초로, 각각 제1 부가 DC-DC 컨버터(235) 및 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The
예를 들어, 배터리(250)의 방전 전압과 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)의 출력 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 제어부(232)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. For example, when the difference between the discharge voltage of the
제어 신호에 의해 DC-DC 컨버터(215)를 거친 배터리(250)의 방전 전압은 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 통해 승압될 수 있다.The discharge voltage of the
제어부(232)는 배터리(250)의 방전 전압과 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)의 출력 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The
DC-DC 컨버터(215)를 거친 배터리(250)의 방전 전압은, 제어 신호에 의해 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 거치지 않고, 스위치(233,234)를 통해 직접 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)로 제공될 수 있다. The discharge voltage of the
또한, 제어부(232)는 배터리(250)의 방전 전압과 AC-DC 컨버터(213)의 입력 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. When the difference between the discharge voltage of the
제어 신호에 의해 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)와 직렬로 연결될 수 있다. 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 거친 배터리(250)의 방전 전압은 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 통해 다시 승압될 수 있다.The second additional DC-
제어부(232)는 배터리(250)의 방전 전압과 AC-DC 컨버터(213)의 입력 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 제어 신호에 의해 배터리(250)의 방전 전압은 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 거치지 않고, 스위치(236,237)를 통해 직접 부하로 제공될 수 있다. The
스위치(233, 234)는 제어부(232)의 제어 신호에 따라, 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 DC 마이크로 그리드(210)에 포함된 DC-DC 컨버터(215)와 AC-DC 컨버터(213) 사이에 연결 또는 바이패스 시킬 수 있다. 스위치(233, 234)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)의 양단 전압 간에 각각 병렬로 연결될 수 있다. The
또한, 스위치(236, 237)는 제어부(232)의 제어 신호에 따라 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)와 AC-DC 컨버터(213) 사이에 연결 또는 바이패스 시킬 수 있다. 스위치(236, 237)는 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)의 양단 전압 간에 각각 병렬로 연결될 수 있다.The
스위치들(233,234,236,237)은 IGBT 이거나 MOSFET 일 수 있다.The
제1 부가 DC-DC 컨버터(235)는 DC 마이크로 그리드(210)의 DC-DC 컨버터(215)와 AC-DC 컨버터(213) 사이에 연결되어 필요에 따라 배터리(250)의 방전 전압을 승압 시킬 수 있다. The first additional DC-
제2 부가 DC-DC 컨버터(238)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)와 AC-DC 컨버터(213) 사이에 연결되어 필요에 따라 배터리(250)의 방전 전압을 승압 시킬 수 있다. The second additional DC-
배터리(250)는 전압 안정화 장치(230)를 통해, 부하로 방전 전압을 출력한다.The
예를 들어, 배터리(250)의 방전 전압이 5V이고, 부하의 요구 전압이 20 V 라고 하자. For example, let assume that the discharge voltage of the
이때, 배터리(250)의 방전 전압과 부하의 요구 전압 간의 차이는 15 V이고, 미리 설정된 값이 5V 라고 하면, 제어부(232)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 제어 신호에 따라 스위치(233, 234)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 DC-DC 컨버터(215)에 연결시킬 수 있다. 이때, 배터리(250)의 방전 전압은 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 거쳐 10V 로 승압될 수 있다. At this time, if the difference between the discharge voltage of the
제어부(232)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)의 출력 전압(10V)과 배터리(250)의 방전 전압(5V)를 비교할 수 있다. 비교 결과, 제어부(232)는 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 제어 신호에 따라 스위치(236,237)는 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)에 연결시킬 수 있다. 배터리(250)의 방전 전압은 제2 부가 DC-DC 컨버터(235)를 거쳐 20V 로 승압될 수 있다. The
또한, 예를 들어, 배터리(250)의 방전 전압이 7.5V이고, 부하의 요구 전압이 3.5 V 라고 하자.For example, assume that the discharge voltage of the
이때, 배터리(250)의 방전 전압과 부하의 요구 전압 간의 차이는 4 V이고, 미리 설정된 값이 5V 라고 하면, 제어부(232)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. At this time, when the difference between the discharge voltage of the
제어 신호에 따라 스위치(233, 234)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)를 바이패스 시켜 배터리(250)의 방전 전압이 제2 부가 DC-DC 컨버터(238) 측으로 인가되도록 할 수 있다. 이때, 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)로 인가되는 배터리의 방전 전압은 DC-DC 컨버터(215)에 의해 일정 부분 강압될 수 있다. The
제어부(232)는 제1 부가 DC-DC 컨버터(235)의 출력 전압(7.5V 에서 일정 부분 강압된 전압)과 배터리(250)의 방전 전압(7.5V) 간의 차이를 비교할 수 있다. 비교 결과, 전압 간의 차이가 미리 설정된 값(5V) 보다 작으므로 제어부(232)는 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The
제어 신호에 따라 스위치(236, 237)는 제2 부가 DC-DC 컨버터(238)를 바이패스 시켜 DC-DC 컨버터(215)를 거친 배터리(250)의 방전 전압을 회생시킬수 있다. The
이때, 부가 DC-DC 컨버터들(235, 238)의 개수는 배터리(250)의 방전 전압 효율과 회로 증가로 인한 크기(부피), 신호 품질 및 비용 증가 간의 트레이드 오프(trade off)에 의해 결정될 수 있다.
The number of additional DC-
도 3은 다른 실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치 및 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템의 블록도이다. 3 is a block diagram of a battery discharge system including a voltage stabilizing device and a voltage stabilizing device of a battery discharge circuit according to another embodiment.
도 3을 참조하면, 각 채널 별 전압 안정화 장치를 포함하는 배터리 방전 시스템(300)이 도시된다. Referring to FIG. 3, a
일실시예에 따른 배터리 방전 시스템(300)은 DC 마이크로 그리드(310), 제1 전압 안정화 장치(330), 제2 전압 안정화 장치(350), 및 배터리(370)를 포함한다. The
DC 마이크로 그리드(310)는 3상 교류 전원(311), AC-DC 컨버터(313), 및 제1 DC-DC 컨버터(315)를 포함한다. 여기서, DC 마이크로 그리드(310)의 각 구성 요소들에 대한 설명은 도 1의 DC 마이크로 그리드(110)에 대한 설명과 동일하므로 해당 부분의 설명을 참조하기로 한다. The DC micro-grid 310 includes a three-phase
제1 전압 안정화 장치(330)는 제1 전압 비교부(331), 제1 제어부(333), 스위치들(335,337), 및 제2 DC-DC 컨버터(339)를 포함한다. The first
제1 전압 비교부(331)는 배터리(370)의 방전 전압과 부하의 전압 간의 제1 차이를 비교한다. The
제1 제어부(333)는 전압 간의 제1 차이를 기초로, 제2 DC-DC 컨버터(339)의 연결을 제어하는 제어하는 제1 제어 신호를 발생시킨다. The
제1 제어부(333)는 전압 간의 제1 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 제2 DC-DC 컨버터(339)를 연결시키는 제어 신호를 발생시키고, 전압 간의 제1 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 제2 DC-DC 컨버터(339)를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The
제1 스위치(335,337)는 제1 제어 신호에 따라 제2 DC-DC 컨버터(339)를 DC 마이크로 그리드(310)의 제1 DC-DC 컨버터(315)와 AC-DC 컨버터(313) 사이에 연결 또는 바이패스 시킨다. 제1 스위치(335,337)는 제2 DC-DC 컨버터(339)의 양단 전압 간에 각각 병렬로 연결될 수 있다. 제1 스위치(335,337)는 IGBT 이거나 MOSFET 일 수 있다.The first switches 335 and 337 connect the second DC-
제2 DC-DC 컨버터(339)는 AC-DC 컨버터(313)와 제1 DC-DC 컨버터(315) 사이에 연결되고, 제1 DC-DC 컨버터(315)와 직렬로 연결될 수 있다. The second DC-
또한, 제2 전압 안정화 장치(350)는 제2 전압 비교부(351), 제2 제어부(353), 스위치들(355,357), 및 제3 DC-DC 컨버터(359)를 포함한다. The second
제2 전압 비교부(351)는 제2 DC-DC 컨버터(339)의 출력 전압과 배터리(370)의 방전 전압 간의 제2 차이를 비교한다. The
제2 제어부(353)는 전압 간의 제2 차이를 기초로, 제3 DC-DC 컨버터(359)의 연결을 제어하는 제2 제어 신호를 발생시킨다. The
제2 제어부(353)는 전압 간의 제2 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 제3 DC-DC 컨버터(359)를 제2 DC-DC 컨버터(339)와 AC-DC 컨버터(313) 사이에 연결시키는 제어 신호를 발생시키고, 전압 간의 제2 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 제3 DC-DC 컨버터(359)를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
제2 스위치(355,357)는 제2 제어 신호에 따라, 제3 DC-DC 컨버터(359)를 제2 DC-DC 컨버터(339)와 AC-DC 컨버터(313) 사이에 연결 또는 바이패스 시킨다.The second switches 355 and 357 connect or bypass the third DC-
제2 스위치(355,357)는 제3 DC-DC 컨버터(359)의 양단 전압 간에 각각 병렬로 연결될 수 있다. 제2 스위치(355,357)는 IGBT 이거나 MOSFET 일 수 있다.The second switches 355 and 357 may be connected in parallel between the two terminals of the third DC-
제3 DC-DC 컨버터(359)는 제2 DC-DC 컨버터(339)의 출력단에 직렬로 연결될 수 있다.The third DC-
배터리(370)는 제1 DC-DC 컨버터(315), 제2 DC-DC 컨버터(339) 및 제3 DC-DC 컨버터(359) 중 적어도 하나를 통해 방전 전압을 출력한다.
The
도 4은 일실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 4 is a flowchart showing a voltage stabilization method of a battery discharge circuit according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 전압 안정화 장치는 부하 전압과 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교한다(410).Referring to FIG. 4, a voltage stabilization apparatus according to an embodiment compares the difference between a load voltage and a discharge voltage of a battery (410).
전압 안정화 장치는 단계(410)에서 비교한 전압 간의 차이를 기초로, DC 마이크로 그리드 및 배터리 사이에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시킨다(420).The voltage stabilizer generates 420 a control signal that controls the connection of at least one additional DC-DC converter coupled between the DC microgrid and the battery, based on the difference between the voltages compared at step 410.
전압 안정화 장치는 단계(420)에서 발생시킨 제어 신호에 따라, 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 DC 마이크로 그리드와 배터리 사이에 연결 또는 바이패스 시킨다(430). 이때, DC 마이크로 그리드와 배터리 사이에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 개수는 배터리의 방전 전압 효율에 기초하여 결정될 수 있다.
The voltage stabilizer connects or bypasses (430) at least one additional DC-DC converter between the DC micro-grid and the battery, according to the control signal generated in step 420. At this time, the number of at least one additional DC-DC converter connected between the DC microgrid and the battery may be determined based on the discharge voltage efficiency of the battery.
도 5는 다른 실시예에 따른 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 5 is a flowchart showing a voltage stabilization method of a battery discharge circuit according to another embodiment.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 전압 안정화 장치는 부하 전압과 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교한다(510). 이때, 전압 안정화 장치는 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터의 입력(또는 3상 교류 전원) 측의 부하 전압과 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교할 수 있다. Referring to FIG. 5, a voltage stabilization apparatus according to an embodiment compares a difference between a load voltage and a discharge voltage of a battery (510). At this time, the voltage stabilizer can compare the difference between the load voltage at the input (or three-phase AC power) side of the AC-DC converter included in the DC microgrid and the discharge voltage of the battery.
전압 안정화 장치는 단계(510)에서 비교한 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 크거나 같은지 판단할 수 있다(520).The voltage stabilizer may determine 520 whether the difference between the voltages compared in
단계(520)의 판단 결과, 비교한 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 크거나 같다면, 전압 안정화 장치는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다(530). If it is determined in
전압 안정화 장치는 단계(530)에서 발생한 제어 신호에 따라 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결시킬 수 있다(540). The voltage stabilizer may connect at least one additional DC-DC converter according to the control signal generated in step 530 (540).
단계(520)의 판단 결과, 비교한 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 전압 안정화 장치는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다(550).If it is determined in
전압 안정화 장치는 단계(550)에서 발생한 제어 신호에 따라 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 DC 마이크로 그리드와 배터리 사이에 바이패스 시킬 수 있다(560).
The voltage stabilizer may bypass (560) at least one additional DC-DC converter between the DC microgrid and the battery in accordance with the control signal generated in
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of a program command which can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.
100: 배터리 방전 시스템
110: DC 마이크로 그리드
111: 3상 교류 전원
113: AC-DC 컨버터(Alternating Current-Direct Current Converter)
115: DC-DC 컨버터(Direct Current-Direct Current Converter)
130: 전압 안정화 장치
131: 전압 비교부
135: 제어부
135, 137: 스위치
139: 부가 DC-DC 컨버터
150: 배터리100: Battery discharge system
110: DC microgrid
111: Three phase AC power source
113: Alternating Current-Direct Current Converter (AC-DC)
115: DC-DC Converter (Direct Current-Direct Current Converter)
130: Voltage stabilization device
131:
135:
135, 137: switch
139: Additional DC-DC Converter
150: Battery
Claims (20)
DC 마이크로 그리드 및 상기 배터리 사이에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터(Direct Current-Direct Current Converter);
상기 전압 간의 차이를 기초로, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 제어부; 및
상기 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터(Alternating Current-Direct Current Converter)와 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 DC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스(bypass) 시키는 적어도 하나의 스위치
를 포함하는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치.
A voltage comparator comparing a difference between a load voltage and a discharge voltage of the battery;
At least one additional DC-DC converter (Direct Current-Direct Current Converter) connected between the DC microgrid and the battery;
A control unit for generating, based on the difference between the voltages, a control signal for controlling connection of the at least one additional DC-DC converter; And
And connecting the at least one additional DC-DC converter in accordance with the control signal between an AC-DC converter (Alternating Current-Direct Current Converter) included in the DC micro-grid and a DC-DC converter included in the DC micro- At least one switch for bypassing
And the voltage stabilization device of the battery discharge circuit.
상기 부하 전압은
상기 AC-DC 컨버터의 입력 전압인, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치.
The method according to claim 1,
The load voltage
And the input voltage of the AC-DC converter.
상기 제어부는,
상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결 시키는 제어 신호를 발생시키는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
And generates a control signal to connect the at least one additional DC-DC converter when the difference between the voltages is equal to or greater than a preset value.
상기 제어부는,
상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시키는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
And generates a control signal to bypass the at least one additional DC-DC converter when the difference between the voltages is less than a preset value.
상기 DC 마이크로 그리드는
AC-DC 컨버터 및 DC-DC 컨버터를 포함하고,
상기 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 부가 DC-DC 컨버터의 입력으로 인가되고,
상기 부가 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 AC-DC 컨버터의 입력으로 인가되는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치.
The method according to claim 1,
The DC microgrid
An AC-DC converter and a DC-DC converter,
The output of the DC-DC converter is applied to the input of the additional DC-DC converter,
And an output of the additional DC-DC converter is applied to an input of the AC-DC converter.
상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 개수는,
상기 배터리의 방전 전압 효율에 기초하여 결정되는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the number of the at least one additional DC-
And the discharge voltage of the battery is determined based on the discharge voltage efficiency of the battery.
부하를 위한 전압 안정화 장치; 및
상기 전압 안정화 장치를 통해, 상기 부하로 방전 전압을 출력하는 배터리
를 포함하고,
상기 전압 안정화 장치는,
상기 부하의 전압과 상기 배터리의 방전 전압 간의 차이를 비교하는 전압 비교부;
상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터 사이에 연결되고, 상기 DC-DC 컨버터를 거쳐 상기 배터리에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터;
상기 전압 간의 차이를 기초로, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 제어부; 및
상기 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터와 DC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스 시키는 적어도 하나의 스위치
를 포함하는, 배터리 방전 시스템.
An AC-DC converter, and a DC-DC converter;
Voltage stabilization devices for loads; And
A voltage regulator for regulating the voltage of the battery,
Lt; / RTI >
The voltage stabilizing device includes:
A voltage comparator comparing a difference between the voltage of the load and the discharge voltage of the battery;
At least one additional DC-DC converter connected between the DC-DC converter and the AC-DC converter and connected to the battery via the DC-DC converter;
A control unit for generating, based on the difference between the voltages, a control signal for controlling connection of the at least one additional DC-DC converter; And
And at least one switch for connecting or bypassing the at least one additional DC-DC converter in accordance with the control signal between the AC-DC converter and the DC-DC converter included in the DC micro-grid.
And a battery.
상기 제어부는,
상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결 시키는 제어 신호를 발생시키는, 배터리 방전 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein,
And to generate a control signal connecting the at least one additional DC-DC converter if the difference between the voltages is greater than or equal to a preset value.
상기 제어부는,
상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시키는, 배터리 방전 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein,
And to generate a control signal to bypass the at least one additional DC-DC converter if the difference between the voltages is less than a predetermined value.
상기 DC 마이크로 그리드에서
상기 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 부가 DC-DC 컨버터의 입력으로 인가되고,
상기 부가 DC-DC 컨버터의 출력은 상기 AC-DC 컨버터의 입력으로 인가되는, 배터리 방전 시스템.
8. The method of claim 7,
In the DC microgrid
The output of the DC-DC converter is applied to the input of the additional DC-DC converter,
And an output of the additional DC-DC converter is applied to an input of the AC-DC converter.
상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 개수는,
상기 배터리의 방전 전압 효율에 기초하여 결정되는, 배터리 방전 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the number of the at least one additional DC-
Wherein the battery voltage is determined based on a discharge voltage efficiency of the battery.
상기 AC-DC 컨버터와 상기 제1 DC-DC 컨버터 사이에 연결되는 제2 DC-DC 컨버터;
배터리의 방전 전압과 부하의 전압 간의 제1 차이를 비교하는 제1 전압 비교부;
상기 전압 간의 제1 차이를 기초로 상기 제2 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제1 제어 신호를 발생시키는 제1 제어부;
상기 제1 제어 신호에 따라 상기 제2 DC-DC 컨버터를 상기 제1 DC-DC 컨버터에 연결 또는 바이패스 시키는 제1 스위치;
상기 제2 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터 사이에 연결되는 제3 DC-DC 컨버터;
상기 제2 DC-DC 컨버터의 출력 전압과 배터리의 방전 전압 간의 제2 차이를 비교하는 제2 전압 비교부;
상기 전압 간의 제2 차이를 기초로 상기 제3 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제2 제어 신호를 발생시키는 제2 제어부; 및
상기 제2 제어 신호에 따라 상기 제3 DC-DC 컨버터를 상기 제2 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스 시키는 제2 스위치
를 포함하고,
상기 배터리는,
상기 제1 DC-DC 컨버터, 상기 제2 DC-DC 컨버터 및 제3 DC-DC 컨버터 중 적어도 하나를 통해, 상기 방전 전압을 출력하는, 배터리 방전 시스템.
A DC microgrid comprising an AC-DC converter and a first DC-DC converter;
A second DC-DC converter connected between the AC-DC converter and the first DC-DC converter;
A first voltage comparing unit comparing a first difference between a discharge voltage of the battery and a voltage of the load;
A first control unit for generating a first control signal for controlling the connection of the second DC-DC converter based on a first difference between the voltages;
A first switch for connecting or bypassing the second DC-DC converter to the first DC-DC converter in accordance with the first control signal;
A third DC-DC converter connected between the second DC-DC converter and the AC-DC converter;
A second voltage comparator comparing a second difference between an output voltage of the second DC-DC converter and a discharge voltage of the battery;
A second control unit for generating a second control signal for controlling the connection of the third DC-DC converter based on a second difference between the voltages; And
And a second switch for connecting or bypassing the third DC-DC converter between the second DC-DC converter and the AC-DC converter in accordance with the second control signal.
Lt; / RTI >
The battery includes:
And the discharge voltage is output through at least one of the first DC-DC converter, the second DC-DC converter, and the third DC-DC converter.
상기 제1 제어부는,
상기 전압 간의 제1 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 제2 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시키고,
상기 전압 간의 제1 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 제2 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시키는, 배터리 방전 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the first control unit includes:
Generating a control signal to connect the second DC-DC converter when the first difference between the voltages is equal to or greater than a predetermined value,
And to generate a control signal to bypass the second DC-DC converter when the first difference between the voltages is less than a predetermined value.
상기 제2 제어부는,
상기 전압 간의 제2 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 제3 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시키고,
상기 전압 간의 제2 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 제3 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시키는, 배터리 방전 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the second control unit comprises:
And generates a control signal for connecting the third DC-DC converter when the second difference between the voltages is equal to or greater than a predetermined value,
And to generate a control signal to bypass the third DC-DC converter if the second difference between the voltages is less than a preset value.
상기 전압 간의 차이를 기초로, DC 마이크로 그리드 및 배터리 사이에 연결되는 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 연결을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 단계; 및
상기 제어 신호에 따라 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 AC-DC 컨버터와 상기 DC 마이크로 그리드에 포함된 DC-DC 컨버터 사이에 연결 또는 바이패스 시키는 단계
를 포함하는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법.
Comparing a difference between a load voltage and a discharge voltage of the battery;
Generating a control signal to control connection of at least one additional DC-DC converter connected between the DC microgrid and the battery, based on the difference between the voltages; And
Connecting or bypassing the at least one additional DC-DC converter according to the control signal between an AC-DC converter included in the DC micro-grid and a DC-DC converter included in the DC micro-grid
Wherein the voltage stabilization method comprises:
상기 부하 전압은
상기 AC-DC 컨버터의 입력 전압인, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법.
17. The method of claim 16,
The load voltage
Wherein the input voltage is the input voltage of the AC-DC converter.
상기 제어 신호를 발생시키는 단계는,
상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 연결시키는 제어 신호를 발생시키고,
상기 전압 간의 차이가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터를 바이패스 시키는 제어 신호를 발생시키는 단계
를 포함하는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법.
17. The method of claim 16,
Wherein generating the control signal comprises:
Generating a control signal to connect the at least one additional DC-DC converter if the difference between the voltages is equal to or greater than a predetermined value,
Generating a control signal to bypass the at least one additional DC-DC converter if the difference between the voltages is less than a predetermined value
Wherein the voltage stabilization method comprises:
상기 적어도 하나의 부가 DC-DC 컨버터의 개수는,
상기 배터리의 방전 전압 효율에 기초하여 결정되는, 배터리 방전 회로의 전압 안정화 방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the number of the at least one additional DC-
And determining the discharge voltage efficiency of the battery based on the discharge voltage efficiency of the battery.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020140194097A KR101695526B1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Voltage stabilizing device and voltage stabilizing method for battery discharging circuit, and battery discharging system including the voltage stabilizing device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020140194097A KR101695526B1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Voltage stabilizing device and voltage stabilizing method for battery discharging circuit, and battery discharging system including the voltage stabilizing device |
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---|---|
KR20160081024A KR20160081024A (en) | 2016-07-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020140194097A KR101695526B1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Voltage stabilizing device and voltage stabilizing method for battery discharging circuit, and battery discharging system including the voltage stabilizing device |
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KR20190045951A (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-07 | 주식회사 윈텍오토메이션 | DC autonomous distribution control system for efficient power transmission and distribution between loads in a micro grid and its operation method |
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JP2013017324A (en) | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Toyota Motor Corp | Power-supply system and method of controlling the same |
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