KR101965162B1 - 재생 에너지 전력 제어 장치 - Google Patents

재생 에너지 전력 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101965162B1
KR101965162B1 KR1020180122409A KR20180122409A KR101965162B1 KR 101965162 B1 KR101965162 B1 KR 101965162B1 KR 1020180122409 A KR1020180122409 A KR 1020180122409A KR 20180122409 A KR20180122409 A KR 20180122409A KR 101965162 B1 KR101965162 B1 KR 101965162B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
down signal
input
input source
voltage
Prior art date
Application number
KR1020180122409A
Other languages
English (en)
Inventor
박정용
Original Assignee
박정용
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박정용 filed Critical 박정용
Priority to KR1020180122409A priority Critical patent/KR101965162B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101965162B1 publication Critical patent/KR101965162B1/ko
Priority to PCT/KR2019/012345 priority patent/WO2020080688A1/ko
Priority to US17/040,354 priority patent/US11374495B2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

재생 에너지 전력 제어 장치가 개시된다. 입력 소스(100)를 입력받아 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하는 부스트 컨버터(300); 및 출력단(200)의 샘플링 전압으로 출력단(200)을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하고, 입력 소스(100)의 샘플링 전압으로 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 최적 전력을 제공하도록 제어하는 제어부(400)를 구성한다. 따라서 입력 소스에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈이 입력 소스의 전원을 이용할 수 있고, 출력단이 기준 전압 이하로 떨어지지 않으면서 구동되고, 입력 소스에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈 또한 구동되는 장점이 있고, 출력단이 기준 전압 범위에서 움직이고 입력 소스를 다른 모듈이 사용하도록 부스트 컨버터를 제어해서 재생 에너지를 활용할 수 있다.

Description

재생 에너지 전력 제어 장치{RENEWABLE ENERGY POWER CONTROL DEVICE}
본 발명은 재생 에너지 전력 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재생 에너지 전력을 활용하는 재생 에너지 전력 제어 장치에 관한 것이다.
재생 에너지 전력 제어 장치는 입력 소스(100)를 입력받아 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하는 부스트 컨버터(300); 및 출력단(200)의 샘플링 전압으로 출력단(200)을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하는 제어부(400)를 포함한다. 제어부(400)가 출력단(200)이 기준 전압 이하로 떨어지지 않도록 부스트 컨버터(300)를 제어한다. 제어부(400)는 입력 소스(100)를 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하기 위해 부스트 컨버터(300)를 제어한다. 종래 재생 에너지 전력 제어 장치는 출력단(200)이 기준 전압 이하로 떨어지지 않도록 부스트 컨버터(300)를 제어함에 따라 입력 소스(100)가 다른 모듈에 공급되지 못하는 문제점이 있다. 입력 소스(100)는 출력단(200)인 부하만을 구동하는데 사용되며 다른 모듈에서 이용하지 못함에 따라 입력 소스(100)가 부하를 구동하고 남은 전력은 낭비되는 문제점이 있다.
공개번호 제10-2000-0014436호, 부스트타입 충전시스템의 효율을 개선하기 위한 장치 및 방법 등록번호 제10-1302541호, 전력 추출기 회로 공개번호 제10-2015-0091419호, 부하 조건의 영역에 있어서 효율적으로 작동하는 전력 변환기 시스템
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 출력단을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하고, 입력 소스에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 최적 전력을 제공하도록 제어하는 재생 에너지 전력 제어 장치를 제공하는데 있다.
또한, 입력 소스의 유동에 따른 출력단의 전력 곡선에 기반하여 부스트 컨버터를 PWM 제어하는 재생 에너지 전력 제어 장치를 제공하는데 있다.
또한, 전력 곡선에서 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 재생 에너지 전력 제어 장치를 제공하는데 있다.
또한, 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 음이면 출력 업/다운 신호가 PWM 먹싱 신호로 출력하고, 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 양이면 입력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력하는 재생 에너지 전력 제어 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력 소스(100)를 입력받아 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하는 부스트 컨버터(300); 및 출력단(200)의 샘플링 전압으로 출력단(200)을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하고, 입력 소스(100)의 샘플링 전압으로 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 최적 전력을 제공하도록 제어하는 제어부(400)를 포함한다.
또한, 제어부(400)는 출력단(200)을 기준 전압 이상으로 유지하면서 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 최적 전력을 제공하도록 입력 소스(100)의 유동에 따른 출력단(200)의 전력 곡선에 기반하여 부스트 컨버터(300)를 PWM 제어한다.
또한, 제어부(400)는 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 최대값과 출력 업/다운 신호를 출력하고, 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 입력 업/다운 신호를 출력하는 출력부(410); 및 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 먹스(420)를 포함한다.
또한, 제어부(400)는 출력단(200)을 샘플링하는 출력 샘플링부(411); 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 출력 업/다운 신호를 출력하는 출력 업/다운 신호부(413); 출력 업/다운 신호를 시프트 연산하여 최대값을 출력하는 시프트부(412); 입력 소스(100)를 샘플링하는 입력 샘플링부(414); 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 입력 업/다운 신호를 출력하는 입력 업/다운 신호부(415); 및 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 먹스(420)를 포함한다.
또한, 먹스(420)는 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 음이면 출력 업/다운 신호가 PWM 먹싱 신호로 출력하고, 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 양이면 입력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력한다.
또한, 부스트 컨버터(300)가 입력 소스(100)를 입력받아 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하는 단계; 제어부(400)가 출력단(200)의 샘플링 전압으로 출력단(200)을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하는 단계; 및 제어부(400)가 입력 소스(100)의 샘플링 전압으로 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부하에 최적 전력을 제공하도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 제어부(400)는 입력 소스(100)의 유동에 따른 출력단(200)의 전력 곡선에 기반하여 부스트 컨버터(300)를 PWM 제어하는 단계를 더 포함한다.
또한, 제어 단계는 제어부(400)가 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 최대값과 출력 업/다운 신호를 출력하고, 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 입력 업/다운 신호를 출력하는 단계; 및 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 상기 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 재생 에너지 전력 제어 장치를 이용할 경우에는 입력 소스에 연결된 충전 모듈 또는 부하가 입력 소스의 전원을 이용할 수 있다.
또한, 출력단이 기준 전압 이하로 떨어지지 않으면서 구동되고, 입력 소스에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈 또한 구동되는 장점이 있다.
또한, 출력단이 기준 전압 범위에서 움직이고 입력 소스를 다른 모듈이 사용하도록 부스트 컨버터를 제어해서 재생 에너지를 활용할 수 있다.
또한, 고사양 프로세서를 사용하지 않고 저사양 하드웨어 구성으로 전원 이용을 제어할 수 있다.
도 1은 재생 에너지 전력 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 제어부(400)의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 제어부(400)의 다른 구성을 보인 블록도이다.
도 4는 재생 에너지 전력 제어 장치의 실시예를 보인 회로도이다.
도 5은 출력 업/다운 신호부(413)를 보인 예시도이다.
도 6은 입력 업/다운 신호부(415)를 보인 예시도이다.
도 7은 PWM 생성기를 보인 예시도이다.
도 8은 제어 파형을 보인 예시도이다.
도 9는 제어 구간을 설명한 그래프이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 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.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
재생 에너지 전력 제어 장치는 출력단을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하고, 입력 소스에 연결된 충전 모듈 또는 부하에 최적 전력을 제공하도록 제어하고, 입력 소스의 유동에 따른 출력단의 전력 곡선에 기반하여 부스트 컨버터를 PWM 제어할 수 있다. 여기서, 재생 에너지 전력 제어 장치는 전력 곡선에서 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하고, 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 음이면 출력 업/다운 신호가 PWM 먹싱 신호로 출력하고, 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 양이면 입력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력한다.
도 1은 재생 에너지 전력 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.
재생 에너지 전력 제어 장치는 입력 소스(100)를 입력받아 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하는 부스트 컨버터(300); 및 출력단(200)의 샘플링 전압으로 출력단(200)을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하고, 입력 소스(100)의 샘플링 전압으로 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 최적 전력을 제공하도록 제어하는 제어부(400)를 포함한다. 이때, 부가 모듈은 부하일 수 있다. 그리고 최적 전력이란 부하에 전달되는 전압이 기준 전압 이상이면서 입력 전력은 최대가 되게 하는 전력이다.
제어부(400)는 출력단(200)을 기준 전압 이상으로 유지하면서 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 최적 전력을 제공하도록 부스트 컨버터(300)를 제어한다.
도 2는 제어부(400)의 구성을 보인 블록도이다.
제어부(400)는 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 최대값과 출력 업/다운 신호를 출력하고, 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 입력 업/다운 신호를 출력하는 출력부(410); 및 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 먹스(420)를 포함한다. 여기서, 입력 소스(100) 또는 출력단(200)에 대해 전압이 샘플링되나, 전류 샘플링도 가능하다. 예를 들어, 재생 에너지 중 태양광 같은 경우 입력 전압이 큰 변동 없이 일정하게 출력되므로 제어부(400)가 전류 샘플링을 통해 입력 전력의 변동을 가늠할 수 있다.
도 3은 제어부(400)의 다른 구성을 보인 블록도이다.
제어부(400)는 출력단(200)을 샘플링하는 출력 샘플링부(411); 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 출력 업/다운 신호를 출력하는 출력 업/다운 신호부(413); 출력 업/다운 신호를 시프트 연산하여 최대값을 출력하는 시프트부(412); 입력 소스(100)를 샘플링하는 입력 샘플링부(414); 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 입력 업/다운 신호를 출력하는 입력 업/다운 신호부(415); 및 출력 업/다운 신호와 및 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 먹스(420)를 포함한다.
먹스(420)는 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 음이면 출력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력하고, 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 양이면 입력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력한다.
도 4는 재생 에너지 전력 제어 장치의 실시예를 보인 회로도이다.
재생 에너지 전력 제어 장치의 구성을 신호 흐름에 따라 설명하면, 출력 업/다운 신호부(413)는 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 출력 업/다운 신호를 출력한다.
시프트부(412)는 출력 업/다운 신호를 시프트 연산하여 최대값을 출력한다. 시프트 연산은 출력 업/다운 신호를 업 또는 다운한다. 업 또는 다운이 반복되는 경우 최대값에 근접한 것으로 판단될 수 있다. 시프트부(412)에 연결된 난드 게이트는 두 비트로 구성된 출력 업/다운 신호를 난드 연산해서 최대값 비트를 출력한다. 예를 들어, 출력 업/다운 신호가 11일 때 PWM 듀티를 넓히도록 동작하는데 이때에는 난드 게이트가 0을 출력해서 동작하지 않고, 출력 업/다운 신호가 10, 01, 00일 때 난드 게이트의 출력이 출력 샘플링 전압의 레벨에 따라 먹스에 입력되어 입력 업/다운 신호의 출력에 의해 PWM 듀티를 조절해서 부하의 전압 게인을 낮추더라도 입력 소스의 전력을 높이도록 제어 구간을 가질 수 있다.
도 9는 제어 구간을 설명한 그래프로서, PWM 듀티에 따라 이상적인 전압 게인 곡선(91)과 실제 전압 게인 곡선(92)이 도시되며, 입력 소스의 전력(93)은 PWM 듀티가 증가할수록 점점 증가한다. 실제 전압 게인 곡선(92)의 최대값 우측 구간은 제어 구간(94)에 해당하며, 전압 게인이 낮아지더라도 입력 소스의 전력(93)이 높아지는 구간이다. 부하의 전압을 일정 레벨 이상으로 유지하면서 입력 소스의 전력(93)이 최적 전력을 출력할 수 있도록 재생 에너지 전력 제어 장치가 동작해야 한다. 이러한 제어 구간(94)에서 PWM 듀티를 조절하는 제어 신호가 출력 업/다운 신호부(413), 시프트부(412), 입력 업/다운 신호부(415), 먹스(420)에 의해 조합되어 만들어진다. 도 4의 실시예는 이러한 조합을 예시한다.
입력 업/다운 신호부(415)는 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 입력 업/다운 신호를 출력한다.
먹스(420)는 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력한다.
먹스(420)는 출력 업/다운 신호와 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 최대값의 논리곱으로 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력한다.
먹스(420)는 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 음이면 출력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력하고, 비교한 결과와 최대값의 논리곱이 양이면 입력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력한다.
PWM 생성기(421)는 PWM 먹싱 신호를 클럭에 OR 연산해서 부스트 컨버터(300)에 PWM 신호를 출력한다.
도 5은 출력 업/다운 신호부(413)를 보인 예시도이다.
출력 업/다운 신호부(413)는 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 출력 업/다운 신호를 출력한다. 출력단(200)의 전력 곡선에서 상승 또는 하강에 따라 출력 업/다운 신호가 생성된다.
출력 업/다운 신호부(413)는 출력단(200)의 샘플링된 전압을 이전 시간과 다음 시간에 각각 비교기를 통해 비교해서 출력 업/다운 신호를 생성한다. 출력 업/다운 신호는 먹스(420)로 입력된다.
도 6은 입력 업/다운 신호부(415)를 보인 예시도이다.
입력 업/다운 신호부(415)는 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 입력 업/다운 신호를 출력한다. 입력 소스(100)의 전력 곡선에서 상승 또는 하강에 따라 입력 업/다운 신호가 생성된다.
입력 업/다운 신호부(415)는 입력 소스(100) 이전 샘플링된 전압(Vtem_c)과 다음 샘플링된 전압(Vtem_v)을 멀티플라이어로 곱셈하고 비교기를 통해 입력 업/다운 신호를 생성한다. 입력 업/다운 신호는 먹스(420)에 입력된다. Vtem_c는 입력 전류를 센싱하여 전압으로 변환한 전압이고, Vtem_v는 입력 전압으로 즉, 곱셈기(멀티플리아이어)를 거쳐 전력으로 계산되고, 입력전력이 측정되어 입력 업/다운 신호가 만들어진다.
도 7은 PWM 생성기를 보인 예시도이다.
PWM 생성기(421)는 PWM 먹싱 신호를 업/다운 카운터, 래치, 딜레이를 통해 클럭에 OR 연산해서 부스트 컨버터(300)에 PWM 신호를 출력한다. PWM 먹싱 신호는 업/다운 카운터를 거치고 래치된 다음 딜레이가 부여된 후 클럭과 OR 연산되어 PWM 신호가 생성된다.
도 8은 제어 파형을 보인 예시도이다.
제어 사이클 Tcycle 동안 V1와 V2 전압 샘플링이 발생하고, 업/다운 신호에 따른 PWM 신호가 생성된다. V1와 V2 전압 샘플링은 입력 소스(100) 또는 출력단(200)에서 업/다운 신호를 생성하도록 타이밍을 제공하고, 먹스(420)에 의한 업/다운 신호의 선택에 따라 부스트 컨버터(300)를 제어하는 PWM 신호가 생성된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 입력 소스 200: 출력단
300: 부스트 컨버터 400: 제어부
410: 출력부 411: 출력 샘플링부
412: 시프트부 413: 출력 업/다운 신호부
414: 입력 샘플링부 415: 입력 업/다운 신호부
420: 먹스

Claims (8)

  1. 입력 소스(100)를 입력받아 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하는 부스트 컨버터(300); 및
    상기 출력단(200)의 샘플링 전압으로 상기 출력단(200)을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하고, 상기 입력 소스(100)의 샘플링 전압으로 상기 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 전력을 제공하도록 제어하는 제어부(400)를 포함하고,
    상기 제어부(400)는 상기 출력단(200)을 기준 전압 이상으로 유지하면서 상기 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 전력을 제공하도록 상기 입력 소스(100)의 유동에 따른 상기 출력단(200)의 전력 곡선에 기반하여 상기 부스트 컨버터(300)를 PWM 제어하고,
    상기 제어부(400)는 상기 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값과 상기 출력 업/다운 신호를 출력하고, 상기 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 입력 업/다운 신호를 출력하는 출력부(410); 및
    상기 출력 업/다운 신호와 상기 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 상기 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값의 논리곱으로 상기 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 먹스(420)를 포함하는 재생 에너지 전력 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(400)는 상기 출력단(200)을 샘플링하는 출력 샘플링부(411);
    상기 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 상기 출력 업/다운 신호를 출력하는 출력 업/다운 신호부(413);
    상기 출력 업/다운 신호를 시프트 연산하여 상기 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값을 출력하는 시프트부(412);
    상기 입력 소스(100)를 샘플링하는 입력 샘플링부(414);
    상기 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 상기 입력 업/다운 신호를 출력하는 입력 업/다운 신호부(415); 및
    상기 출력 업/다운 신호와 상기 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 상기 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값의 논리곱으로 상기 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 먹스(420)를 포함하는 재생 에너지 전력 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 먹스(420)는 비교한 결과와 상기 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값의 논리곱이 음이면 상기 출력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력하고, 비교한 결과와 상기 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값의 논리곱이 양이면 상기 입력 업/다운 신호를 PWM 먹싱 신호로 출력하는 재생 에너지 전력 제어 장치.
  6. 부스트 컨버터(300)가 입력 소스(100)를 입력받아 부스트 업하여 출력단(200)에 공급하는 단계;
    제어부(400)가 상기 출력단(200)의 샘플링 전압으로 상기 출력단(200)을 기준 전압 이하로 떨어뜨리지 않도록 제어하는 단계; 및
    제어부(400)가 상기 입력 소스(100)의 샘플링 전압으로 상기 입력 소스(100)에 연결된 충전 모듈 또는 부가 모듈에 전력을 제공하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 제어부(400)가 상기 입력 소스(100)의 유동에 따른 상기 출력단(200)의 전력 곡선에 기반하여 상기 부스트 컨버터(300)를 PWM 제어하는 단계를 더 포함하고,
    상기 PWM 제어하는 단계는 상기 제어부(400)가 상기 출력단(200)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값과 상기 출력 업/다운 신호를 출력하고, 상기 입력 소스(100)의 샘플링된 전압으로 전력 곡선에서 입력 업/다운 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 출력 업/다운 신호와 상기 입력 업/다운 신호를 먹싱하고 기준 전압과 출력 샘플링 전압을 비교한 결과와 상기 출력 업/다운 신호가 시프트 연산된 상기 출력단(200)의 최대값의 논리곱으로 상기 부스트 컨버터(300)에 PWM 먹싱 신호를 선택 출력하는 단계를 포함하는 재생 에너지 전력 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020180122409A 2018-10-15 2018-10-15 재생 에너지 전력 제어 장치 KR101965162B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180122409A KR101965162B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 재생 에너지 전력 제어 장치
PCT/KR2019/012345 WO2020080688A1 (ko) 2018-10-15 2019-09-23 재생 에너지 전력 제어 장치
US17/040,354 US11374495B2 (en) 2018-10-15 2019-09-23 Renewable energy power control device including boost converter and control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180122409A KR101965162B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 재생 에너지 전력 제어 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101965162B1 true KR101965162B1 (ko) 2019-04-03

Family

ID=66165296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180122409A KR101965162B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 재생 에너지 전력 제어 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11374495B2 (ko)
KR (1) KR101965162B1 (ko)
WO (1) WO2020080688A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000014436A (ko) 1998-08-21 2000-03-15 김영환 부스트타입 충전시스템의 효율을 개선하기 위한 장치 및 방법
WO2012109426A2 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Solar Power Technologies, Inc. Regulation of inverter dc input voltage in photovoltaic arrays
KR101302541B1 (ko) 2004-07-01 2013-09-09 엑슬런트 에너지 테크놀로지스, 엘엘씨 전력 추출기 회로
JP2014203433A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 ダイヤモンド電機株式会社 太陽光発電用昇圧ユニット,太陽光発電用接続ユニット,及び,太陽光発電システム。
KR20150091419A (ko) 2008-03-25 2015-08-10 델타 일렉트로닉스, 인크. 부하 조건의 영역에 있어서 효율적으로 작동하는 전력 변환기 시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4119081B2 (ja) * 2000-11-29 2008-07-16 本田技研工業株式会社 太陽電池を備えた電力供給システム
EP1995656A1 (de) 2007-05-23 2008-11-26 SMA Solar Technology AG Verfahren zur Leistungsanpassung
JP2011188601A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Tabuchi Electric Co Ltd 移動体搭載二次電池の充電システムおよび電動車両
KR20180098379A (ko) * 2015-12-31 2018-09-03 엔싱크, 아이엔씨. 대체 에너지 소스 및 스토리지 디바이스 간의 전력 흐름을 관리하는 방법 및 장치
EP3659233A4 (en) * 2017-07-24 2021-05-12 Premier Energy Holdings, Inc. SOLAR PHOTOVOLTAIC SOURCE AND ALTERNATIVE CURRENT MIXING CONTROL DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000014436A (ko) 1998-08-21 2000-03-15 김영환 부스트타입 충전시스템의 효율을 개선하기 위한 장치 및 방법
KR101302541B1 (ko) 2004-07-01 2013-09-09 엑슬런트 에너지 테크놀로지스, 엘엘씨 전력 추출기 회로
KR20150091419A (ko) 2008-03-25 2015-08-10 델타 일렉트로닉스, 인크. 부하 조건의 영역에 있어서 효율적으로 작동하는 전력 변환기 시스템
WO2012109426A2 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Solar Power Technologies, Inc. Regulation of inverter dc input voltage in photovoltaic arrays
JP2014203433A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 ダイヤモンド電機株式会社 太陽光発電用昇圧ユニット,太陽光発電用接続ユニット,及び,太陽光発電システム。

Also Published As

Publication number Publication date
US11374495B2 (en) 2022-06-28
WO2020080688A1 (ko) 2020-04-23
US20210091666A1 (en) 2021-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102270430B (zh) 发光二极管驱动装置以及具备其的电子设备
US7411316B2 (en) Dual-input power converter and control methods thereof
US7501805B2 (en) Circuit and method for soft start from a residual voltage
CN102461332B (zh) 用于led组件的控制单元以及照明系统
CN101340142B (zh) 一种电源软启动的方法、装置及系统
US6696821B2 (en) DC-DC converter, duty-ratio setting circuit and electric appliance using them
US20110121755A1 (en) Method of controlling supply voltage, multi-channel light-emitting diode driving circuit and multi-channel system using the same
US9960680B1 (en) Control apparatus, switching power supply and control method for maintaining power conversion efficiency
JP2007300785A (ja) パルス幅変調利用の電圧調整器のためのバック−ブースト制御論理回路
CN108512538B (zh) 功率变换器及其控制电路和控制方法
US9667144B2 (en) DC-DC converter with reverse current detecting circuit
CN106788398A (zh) 时钟分频电路、控制电路以及电源管理集成电路
JP6556519B2 (ja) スイッチング電源回路、液晶駆動装置、液晶表示装置
TW200917632A (en) Comparator type DC-DC converter
US9287777B2 (en) Average current controller, average current control method and buck converter using the average current controller
CN101155449A (zh) 脉宽调制装置与其控制电路和方法
WO2013048623A1 (en) Multi-string led driving method and system
CN109474173B (zh) 电压转换器与电压转换器的操作方法
CN103595247A (zh) 光伏发电系统中dcdc变换器
US8963520B1 (en) System and method to soft-start synchronous buck converters
EP1700371B1 (en) Switched mode power supply
KR101965162B1 (ko) 재생 에너지 전력 제어 장치
KR101049972B1 (ko) Led 배면광 구동회로
CN103840656A (zh) 电荷泵浦模块及其电压产生方法
CN203827178U (zh) 一种开关电源装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant