KR101945701B1 - 최대전력점 추적 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최대전력점 추적 장치 및 방법에 관한 것으로서, 제 1 클럭신호와 제 2 클럭신호를 인가받아 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압에 대응하여 연속적으로 생성되는 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 출력하는 비교 전압 출력부와, 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 제 1 비교기 및 제 2 비교기에 입력하여 비교하는 비교부와, 제 1 비교기 및 제 2 비교기의 출력값을 선택 신호에 대응하여 출력하는 출력부와, 선택 신호를 생성하여 출력부로 제공하고, 제 1 비교기 또는 제 2 비교기의 출력값이 동일한 연속 신호인지 판단하여 동일한 연속 신호가 생성되면 역제어를 수행하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 최대전력점이 계속 이동하는 상황에서 최대전력점 추적을 신속하게 수행함으로써, 발전효율을 향상시킬 수 있다.

Description

최대전력점 추적 장치{Apparatus for tracking maximum power point}
본 발명은 최대전력점 추적 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최대전력점 추적을 신속하게 수행할 수 있는 최대전력점 추적 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 급속한 고갈로 인하여 신ㆍ재생 에너지에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.
신ㆍ재생 에너지란 태양열, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지 8개 분야의 재생에너지와 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지 3개 분야의 신에너지를 지칭하는 말로, 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하여 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 말하는 것이다.
현재 국내에서는 지역적인 특성에 따른 제약으로 인하여 주로 태양광 발전 시스템이 신ㆍ재생 에너지에서 큰 비중을 차지하고 있다.
그러나, 설치비용이 크고 앞으로의 신ㆍ재생 에너지에 대한 수요를 모두 감당하기에는 역부족이기 때문에 새로운 신ㆍ재생 에너지에 대한 연구가 필요한 시점으로 최근에는 버려지는 폐열을 이용하여 발전하는 열전 발전 모듈을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다.
태양광 발전 시스템과 마찬가지로, 열전 발전 모듈은 열전소자 양단의 온도차에 따라 가변적으로 발전이 이루어지므로, 최대전력을 부하에 전달하기 위하여 최대전력점 추적(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 회로가 필요하다.
그런데, 지금까지의 최대전력점 추적은 주로 태양광 발전 시스템을 대상으로 연구가 되어 왔고, 태양광 발전 시스템의 발전특성과 열전 발전 모듈의 발전특성이 달라 태양광 발전 시스템의 최대전력점 추적을 열전 발전 모듈에 적용하기에는 무리가 있다. 이에 열전 발전 모듈을 포함한 신ㆍ재생 에너지를 위한 새로운 최대전력점 추적 방식을 필요로 하고 있다.
여기서, 일례로서 최대전력점 추적이 이루어지는 과정에 대해 간략하게 설명한다.
먼저, 최대 전압(Voc : Voltage Open Circuit) 지점에서 제어를 시작하여 단계적으로 전압을 강하시킨다. 이 때, 전력값의 변화를 측정하게 되는데, 현재 전력값과 이전 전력값의 차이를 비교하여 현재 전력값이 큰 경우에는 전압을 계속적으로 강하시킨다. 한편, 전압 강하는, 일례로서 부스트 컨버터의 PWM 스위칭 듀티비를 감소시키는 방법을 이용하여 이루어질 수 있다. 즉, 부스트 컨버터의 스위치를 온시키는 시간을 감소시켜 부하로 전달되는 전압을 감소시킨다.
한편, 현재 전력값과 이전 전력값의 차이를 비교하여 현재 전력값이 작은 경우에는 최대전력점을 지나친 경우이므로, PWM 스위칭의 듀티비를 증가시키는 역제어를 수행한다.
이와 같이, 현재 전력값과 이전 전력값의 차이를 비교하는 과정을 반복하는 계속적인 추적을 통해 최종적으로 최대전력점을 확인한다.
그런데, 이러한 반복 과정을 통해 최대전력점을 확인하게 되므로, 최대전력점을 신속하게 확인할 수 있는 방안이 필요하다.
즉, 태양광 발전 시스템 및 열전 발전 모듈 등을 포함한 신ㆍ재생 에너지의 부하 조건 또는 온도 변화 등에 따라서 최대전력점이 계속 이동하게 되므로 최대전력점을 추적이 계속 이루어져야 하며, 이에 신속하게 최대전력점을 확인하여 고정시키지 못할 경우에는 발전효율이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0075102호(공개일 2014.06.19), "에너지 변환 장치"
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 연속적으로 측정되는 전압간 비교를 통해 얻어지는 하이레벨 신호 또는 로우레벨 신호의 연속 신호를 검출하는 기법을 통해 최대전력점 추적을 신속하게 수행할 수 있도록 하는 최대전력점 추적 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 최대전력점 추적 장치는, 전압 변환부의 출력단에서 검출된 출력 전류와 출력 전압으로부터 현재 전력값과 이전 전력값의 차이를 비교하여 최대전력점을 추적할 수 있도록 하는 최대전력점 추적장치로서,
제 1 클럭신호와 제 2 클럭신호를 인가받아 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압에 대응하여 연속적으로 생성되는 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 출력하는 비교 전압 출력부; 상기 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 제 1 비교기 및 제 2 비교기에 입력하여 비교하는 비교부; 상기 제 1 비교기 및 제 2 비교기의 출력값을 선택 신호에 대응하여 출력하는 출력부; 및 상기 선택 신호를 생성하여 상기 출력부로 제공하고, 상기 제 1 비교기 또는 제 2 비교기의 출력값이 동일한 연속 신호인지 판단하여 동일한 연속 신호가 생성되면 역제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 출력부로는 멀티플렉서를 이용할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제 1 비교기 또는 제 2 비교기의 출력으로부터 동일 레벨의 연속 신호를 검출하는 연속 신호 검출부; 및 상기 연속 신호에 대응하여 선택 신호를 전환하는 신호 선택부를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 신호 선택부는, 상기 제 1 클럭신호가 제 1 입력단자로 입력되고, 상기 제 2 클럭신호가 제 2 입력단자로 입력되며, 상기 출력부로 선택 신호를 제공하는 멀티플렉서로 구성될 수 있다.
상기 비교 전압 출력부는, 상기 제 1 클럭신호에 대응하여 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압을 인가하는 제 1 스위치; 상기 제 1 스위치와 접지 사이에 형성된 제 1 캐패시터; 상기 제 2 클럭신호에 대응하여 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압을 인가하는 제 2 스위치; 및 상기 제 2 스위치와 접지 사이에 형성된 제 2 캐패시터를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 비교부는, 상기 제 1 스위치와 제 1 캐패시터 사이의 접점이 비반전단자에 접속되고, 상기 제 2 스위치와 제 2 캐패시터 사이의 접점이 반전단자에 접속되는 제 1 비교기; 및 상기 제 1 스위치와 제 1 캐패시터 사이의 접점이 반전단자에 접속되고, 상기 제 2 스위치와 제 2 캐패시터 사이의 접점이 비반전단자에 접속되는 제 2 비교기를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 최대전력점 추적 방법은, 전압이 상승하는 경우에는 MPPT를 위하여 스위칭 펄스의 듀티-업 신호를 발생시키고, 전압이 감소하는 경우에는 MPPT를 위하여 스위칭 펄스의 듀티-다운 신호를 발생시키는 신ㆍ재생 에너지에 대한 최대전력점 추적 방법으로서, 연속적으로 측정되는 샘플링 전압간 비교를 통해 얻어지는 하이레벨 신호 또는 로우레벨 신호의 연속 신호를 검출하여 역제어를 수행함으로써 최대전력점 추적 제어의 시간을 단축시키는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 최대전력점 추적 제어는, 제 1 클럭신호와 제 2 클럭신호를 인가받아 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압에 대응하여 연속적으로 생성되는 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 출력하는 단계; 상기 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 제 1 비교기 및 제 2 비교기에 입력하여 비교하는 단계; 및 상기 제 1 비교기 및 제 2 비교기의 출력값을 선택 신호에 대응하여 출력하는 단계;를 포함하며, 상기 제 1 비교기 또는 제 2 비교기의 출력값이 동일한 연속 신호인지 판단하여 동일한 연속 신호가 생성되면 역제어를 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 최대전력점 추적 장치 및 방법에 따르면, 최대전력점이 계속 이동하는 상황에서 최대전력점 추적을 신속하게 수행함으로써, 발전효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 열전 발전 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 최대전력점 추적 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 최대전력점 추적 장치의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 최대전력점 추적 방법의 흐름도이다.
도 6은 열전 발전 모듈의 출력 특성 그래프이다.
도 7은 온도 조건 변화에 따른 전력-전압 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 연속 신호 검출이 이루어지는 개념도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서는 신ㆍ재생 에너지 중에서 열전 발전 모듈을 이용한 최대전력점 추적에 대해 설명하기로 한다. 물론, 본 발명은 신ㆍ재생 에너지에 포함되는 모든 에너지에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 열전 발전 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 열전 발전 시스템은, 열전소자를 통한 발전이 이루어지는 열전 발전 모듈(thermoelectric generator module)(1)과, 열전 발전 모듈(1)로부터 전달된 전압을 최대전력점 전압으로 변환하는 전압 변환부(2)와, 최대 전력을 공급하거나 축적하는 부하 또는 배터리(3)와, 출력 전압 및 출력 전류를 설정된 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 주기마다 비교하여 MPPT 제어를 위한 출력 전압 변동 신호를 출력하는 MPPT 장치(4)를 포함한다.
여기서, 본 실시예에서는 열전 발전 시스템에 적용되는 경우이므로, 전압 변환부(2)에는 컨버터가 이용될 것이다. 한편, 태양광 발전 시스템에 적용될 경우에는 전압 변환부(2)에 인버터가 이용될 것이다.
한편, MPPT 장치(4)에서는, 전압이 상승하는 경우에는 MPPT를 위하여 스위칭 펄스의 듀티-업 신호를 발생시키고, 전압이 감소하는 경우에는 MPPT를 위하여 스위칭 펄스의 듀티-다운 신호를 발생시킨다.
이 때, MPPT 장치(4)에서는 연속적으로 측정되는 전압간 비교를 통해 얻어지는 하이레벨 신호 또는 로우레벨 신호의 연속 신호를 검출하여 역제어를 수행함으로써 최대전력점 추적을 신속하게 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 최대전력점 추적 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 최대전력점 추적 장치(4)는, 제 1 클럭신호와 제 2 클럭신호를 인가받아 전압 변환부(2)의 출력 전압에 대응하여 연속적으로 생성되는 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 출력하는 비교 전압 출력부(41)와, 연속적으로 생성되는 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 제 1 비교기 및 제 2 비교기에 입력하여 비교하는 비교부(42)와, 제 1 비교기 및 제 2 비교기의 출력값을 선택 신호에 대응하여 출력하는 출력부(43)와, 선택 신호를 생성하여 출력부(43)로 제공하고, 제 1 비교기 또는 제 2 비교기의 출력값이 동일한 연속 신호인지 판단하여 역제어를 수행하는 제어부(44)를 포함한다.
여기서, 출력부(43)로는 멀티플렉서를 이용할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 최대전력점 추적 장치(4)에서는, 제 1 클럭신호와 제 2 클럭신호가 비교 전압 출력부(41)로 인가되면, 비교 전압 출력부(41)에서는 일정 시간 간격을 갖고 제 1 비교 전압과 제 2 비교 전압을 생성하여 비교부(42)에 입력한다. 이에 제 1 비교기와 제 2 비교기에서는 비반전단자와 반전단자에 상보적으로 입력된 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 비교한 출력값을 각각 출력하여 출력부(43)로 입력한다. 이에 출력부(43)에서는 어느 하나의 출력값을 최종 출력한다. 이 때, 최종 출력값은 제어부(44)에서 제공한 선택 신호에 의해 결정된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제어부(44)는, 비교기의 출력으로부터 동일 레벨의 연속 신호를 검출하는 연속 신호 검출부(441)와, 연속 신호에 대응하여 선택 신호를 전환하는 신호 선택부(442)를 포함한다.
여기서, 신호 선택부(442)로는 멀티플렉서를 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 최대전력점 추적 장치의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 비교 전압 출력부(41)는, 제 1 클럭신호(CLKb)에 대응하여 전압 변환부(2)의 출력 전압(Vsample)을 인가하는 제 1 스위치(Q1)와, 제 1 스위치(Q1)와 접지(GND) 사이에 형성된 제 1 캐패시터(C1)와, 제 2 클럭신호(CLK)에 대응하여 전압 변환부(2)의 출력 전압(Vsample)을 인가하는 제 2 스위치(Q2)와, 제 2 스위치(Q2)와 접지(GND) 사이에 형성된 제 2 캐패시터(C2)를 포함한다.
비교부(42)는, 제 1 스위치(Q1)와 제 1 캐패시터(C1) 사이의 접점이 비반전단자에 접속되고, 제 2 스위치(Q2)와 제 2 캐패시터(C2) 사이의 접점이 반전단자에 접속되는 제 1 비교기(P1)와, 제 1 스위치(Q1)와 제 1 캐패시터(C1) 사이의 접점이 반전단자에 접속되고, 제 2 스위치(Q2)와 제 2 캐패시터(C2) 사이의 접점이 비반전단자에 접속되는 제 2 비교기(P2)를 포함한다.
출력부(43)는, 제 1 비교기(P1)의 출력이 제 1 입력단자에 접속되고, 제 2 비교기(P2)의 출력이 제 2 입력단자에 접속되며, 제 1 비교기(P1)의 출력 또는 제 2 비교기(P2)의 출력을 번갈아 출력하는 제 1 멀티플렉서(MUX1)를 포함한다.
제어부(44)는, 제 1 비교기(P1) 또는 제 2 비교기(P2)의 출력으로부터 동일 레벨의 연속 신호를 검출하는 연속 신호 검출부(441)와, 제 1 클럭신호(CLKb)를 제 1 입력단자로 입력하고, 제 2 클럭신호(CLK)를 제 2 입력단자로 입력하며, 연속 신호에 대응하여 출력을 전환하는 제 2 멀티플렉서(MUX2)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 최대전력점 추적 장치는, 전압 변환부(2)에서 검출된 출력 전류와 출력 전압(Vsample)으로부터 현재 전력값과 이전 전력값의 차이를 비교하여 최대출력점에 해당되는지 판단함으로써 최대전력점을 추적하게 된다. 그런데 이 때, 열전 발전 모듈의 양단 온도가 변화되는 경우, 제어부(44)에서는 이에 대응하여 MPPT 동작점을 이동하는 제어를 수행한다.
그러면, 여기서 상기와 같이 구성된 최대전력점 추적 장치를 이용한 본 발명의 최대전력점 추적 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 최대전력점 추적 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, MPPT 제어가 시작되면, 제 1 클럭신호(CLKb)가 제 1 스위치(Q1)로 공급되고, 제 2 클럭신호(CLK)가 제 2 스위치(Q2)로 공급된다(S1). 이 때, 제 1 클럭신호(CLKb)와 제 2 클럭신호(CLK)는 시간차를 갖는다. 이는 제어부(44)에 포함된 지연소자 등을 통해 수행될 수 있다.
제 1 스위치(Q1)의 턴온에 대응하여 전압 변환부(2)의 전압이 샘플링되어 제 1 캐패시터(C1)에 저장되고, 제 1 캐패시터(C1)의 전압인 제 1 비교 전압이 제 1 비교기(P1)의 비반전단자와 제 2 비교기(P2)의 반전단자에 입력된다(S2).
이어서, 시간차를 갖고 제 2 스위치(Q2)의 턴온에 대응하여 전압 변환부(2)의 전압이 샘플링되어 제 2 캐패시터(C2)에 저장되고, 제 2 캐패시터(C2)의 전압인 제 2 비교 전압이 제 1 비교기(P1)의 반전단자와 제 2 비교기(P2)의 비반전단자에 입력된다(S3).
이에, 제 1 비교기(P1) 및 제 2 비교기(P2)는 제1 비교 전압과 제 2 비교 전압을 비교하고, 제 1 비교기(P1) 및 제 2 비교기(P2)의 출력값은 제 1 멀티플렉서(MUX1)에 입력된다.
이 때, 제어부(44)의 연속 신호 검출부(441)에서 연속 신호가 검출되지 않을 경우에는(S4), 예를 들어 로우레벨 신호를 출력하여 제어부(44)의 제 2 멀티플렉서(MUX2)에서 제 1 클럭신호(CLKb)가 출력되도록 하여 제 1 클럭신호(CLKb)에 대응하여 제 1 비교기(P1)의 출력값과 제 2 비교기(P2)의 출력값이 번갈아 출력되게 된다. 즉, 하이레벨만 출력되거나, 로우레벨만 출력되게 된다. 즉, 어느 하나의 레벨 신호만 출력되게 된다. 한편, 이 경우는 계속적으로 전압이 증가하거나 감소하는 경우이므로, 설정시간 이후에는 역방향으로 MPPT 동작점을 임의로 이동하는 제어를 수행할 수 있다.
한편, 제어부(44)의 연속 신호 검출부(441)에서 연속 신호가 검출될 경우에는(S5), 예를 들어 하이레벨 신호를 출력하여 제어부(44)의 제 2 멀티플렉서(MUX2)에서 제 2 클럭신호(CLK)가 출력되도록 하여 제 2 클럭신호(CLK)에 대응하여 제 2 비교기(P2)의 출력값과 제 1 비교기(P1)의 출력값이 번갈아 출력되게 된다. 즉, 로우레벨만 출력되거나, 하이레벨만 출력되게 된다. 한편, 이 경우는 전압이 증가하다가 감소하거나, 감소하다가 증가하는 경우이므로, 전환이 이루어지는 전압을 최대전력점으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 연속 신호를 검출하는 기법을 이용하여 최대전력점을 신속하게 추적할 수 있다.
실시예
도 6에 도시된 바와 같이, ① 방향으로 최대전력점 추적이 이루어지는 과정은 통상의 과정을 통해 진행될 수 있다.
일례로서, 제 1 클럭신호(CLKb)에 의해 샘플링된 출력 전압(Vsample)이 3V라면, 제 1 비교기(P1)의 비반전단자와 제 2 비교기(P2)의 반전단자에 3V가 인가된다.
제 1 클럭신호(CLKb)에 측정된 후, 제 2 클럭신호(CLK)에 의해 샘플링된 출력 전압(Vsample)이 5V라면, 제 1 비교기(P1)의 반전단자와 제 2 비교기(P2)의 비반전단자에 5V가 인가된다.
제 1 비교기(P1)와 제 2 비교기(P2)의 반전단자와 비반전단자 중 하나의 단자를 기준으로 하이레벨(H)과 로우레벨(L)을 책정하면, 제 1 비교기(P1)로부터 HLHL [LHLH] 레벨 신호 순으로 출력값(Vsel)이 출력되며, 제 2 비교기(P2)로부터 LHLH [HLHL] 레벨 신호 순으로 출력값(Vselb)이 출력된다.
제 1 비교기(P1)의 출력값(Vsel)과 제 2 비교기(P2)의 출력값(Vselb)은 제 1 멀티플렉서(MUX1)에 입력되고, 이에 제 1 멀티플렉서(MUX1)에서는 제 1 클럭신호에 대응한 선택 신호(CLKb)에 따라 제 1 비교기(P1)의 출력값(Vsel)과 제 2 비교기(P2)의 출력값(Vselb)이 번갈이 출력된다. 이 경우에는 제 1 멀티플렉서(MUX1)에서는 H [L] 레벨 신호만 출력(OUT)되게 된다.
한편, ① 방향으로 제어를 수행하다가 ② 방향으로 역제어를 수행하여야 할 경우에 기존 기법에서는 최대전력점 추적에 어려움이 있었다. 이는 도 7을 통해 확인할 수 있으며, 도 7은 온도 변화에 따라 최대전력점이 이동되는 경우를 나타낸 그래프이다.
이에 본 발명에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 출력 전압(Vsample)이 1 ~ 4 구간까지 증가하다가 5 ~ 6 구간에서 감소하는 경우에, 하이레벨(H) 또는 로우레벨(L)이 연속되는 연속 신호가 발생하게 된다.
이 때, 연속 신호 검출부(441)에서는 제 2 멀티플렉서(442)로 전환 신호를 출력한다. 이에 제 2 멀티플렉서(442)에서는 기존 선택 신호가 제 1 클럭신호(CLKb)였다면, 제 2 클럭신호(CLK)으로 전환한다. 이에 제 2 멀티플렉서(442)에서는 제 2 클럭신호(CLK)를 선택 신호로 제 1 멀티플렉서(MUX1)로 공급한다. 결국, 제 1 멀티플렉서(MUX1)에서는 제 2 클럭신호(CLK)에 대응한 선택 신호에 따라 제 2 비교기(P2)의 출력값(Vselb)과 제 1 비교기(P1)의 출력값(Vsel)이 번갈이 출력된다. 이 경우에는 제 1 멀티플렉서(MUX1)에서는 H [L] 레벨 신호만 출력(OUT)되게 된다.
한편, 연속 신호에 대응하여 역제어의 반복을 통해 최대전력점 추적이 신속하게 이루어지게 된다.
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
1 : 열전 발전 모듈
2 : 전압 변환부
3 : 부하 또는 배터리
4 : MPPT 장치
41 : 비교 전압 출력부
42 : 비교부
43 : 출력부
44 : 제어부

Claims (8)

  1. 전압 변환부의 출력단에서 검출된 출력 전류와 출력 전압으로부터 현재 전력값과 이전 전력값의 차이를 비교하여 최대전력점을 추적할 수 있도록 하는 최대전력점 추적장치로서,
    제 1 클럭신호와 제 2 클럭신호를 인가받아 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압에 대응하여 연속적으로 생성되는 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 출력하는 비교 전압 출력부; 상기 제 1 비교 전압 및 제 2 비교 전압을 제 1 비교기 및 제 2 비교기에 입력하여 비교하는 비교부; 상기 제 1 비교기 및 제 2 비교기의 출력값을 선택 신호에 대응하여 출력하는 출력부; 및 상기 선택 신호를 생성하여 상기 출력부로 제공하고, 상기 제 1 비교기 또는 제 2 비교기의 출력값이 동일한 연속 신호인지 판단하여 동일한 연속 신호가 생성되면 역제어를 수행하는 제어부;를 포함하고,
    상기 비교 전압 출력부는,
    상기 제 1 클럭신호에 대응하여 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압을 인가하는 제 1 스위치;
    상기 제 1 스위치와 접지 사이에 형성된 제 1 캐패시터;
    상기 제 2 클럭신호에 대응하여 샘플링된 신ㆍ재생 에너지의 출력 전압을 인가하는 제 2 스위치; 및
    상기 제 2 스위치와 접지 사이에 형성된 제 2 캐패시터;를 포함하며,
    상기 비교부는,
    상기 제 1 스위치와 제 1 캐패시터 사이의 접점이 비반전단자에 접속되고, 상기 제 2 스위치와 제 2 캐패시터 사이의 접점이 반전단자에 접속되는 제 1 비교기; 및
    상기 제 1 스위치와 제 1 캐패시터 사이의 접점이 반전단자에 접속되고, 상기 제 2 스위치와 제 2 캐패시터 사이의 접점이 비반전단자에 접속되는 제 2 비교기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대전력점 추적 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 제 1 비교기(P1)의 출력이 제 1 입력단자에 접속되고, 상기 제 2 비교기(P2)의 출력이 제 2 입력단자에 접속되며, 상기 제 1 비교기(P1)의 출력 또는 상기 제 2 비교기(P2)의 출력을 번갈아 출력하는 제 1 멀티플렉서(MUX1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대전력점 추적 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 비교기(P1) 또는 제 2 비교기(P2)의 출력으로부터 동일 레벨의 연속 신호를 검출하는 연속 신호 검출부와, 제 1 클럭신호(CLKb)를 제 1 입력단자로 입력하고, 제 2 클럭신호(CLK)를 제 2 입력단자로 입력하며, 연속 신호에 대응하여 출력을 전환하는 제 2 멀티플렉서(MUX2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대전력점 추적 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110262327A (zh) * 2019-06-10 2019-09-20 上海空间电源研究所 一种电源系统自主切换mppt模式的控制电路及控制方法
US11513548B2 (en) 2020-10-06 2022-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for tracking maximum power

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KR101256433B1 (ko) * 2012-12-06 2013-04-23 주식회사 광명전기 Pv 전류를 이용한 최대 전력점 추적 방식의 태양광 발전 시스템

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