KR102376048B1 - Apparatus for tracking maximum power point - Google Patents

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Abstract

전력 손실을 최소화하면서 최대 전력 점을 추적할 수 있는 최대 전력 점 추적 장치에 관한 것으로, 에너지원의 출력 전압으로부터 최대 전력 점 전압을 추출하는 것으로, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부와, 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부와, 기준 전압 생성부로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부를 제어하는 제어부를 포함하고, 최대 전력 점 전압 추출부는, 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 제어부의 제어 신호에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 선택된 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출할 수 있다.It relates to a maximum power point tracking device capable of tracking a maximum power point while minimizing power loss, by extracting a maximum power point voltage from an output voltage of an energy source, and a maximum power point voltage extraction unit for extracting the maximum power point voltage and a reference voltage generator for generating a reference voltage for extracting the maximum power point voltage, and a controller for controlling the maximum power point voltage extractor based on the reference voltage generated from the reference voltage generator, wherein the maximum power point voltage extraction unit includes: , divide the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, select one of the divided voltages according to a control signal of the controller, and extract the selected voltage as the maximum power point voltage.

Description

최대 전력 점 추적 장치{APPARATUS FOR TRACKING MAXIMUM POWER POINT}MAXIMUM POWER POINT {APPARATUS FOR TRACKING MAXIMUM POWER POINT}

본 발명은 에너지 수집 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 전력 손실을 최소화하면서 최대 전력 점을 추적할 수 있는 최대 전력 점 추적 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy collecting device, and more particularly, to a maximum power point tracking device capable of tracking a maximum power point while minimizing power loss.

일반적으로, 화석 연료의 고갈로 인하여 에너지 문제가 심각해짐에 따라, 태양광 등과 같은 신 재생 에너지원으로부터 에너지를 수집하여 발전시키는 에너지 수집 장치의 개발이 가속화되고 있다.In general, as the energy problem becomes serious due to the depletion of fossil fuels, the development of an energy collecting device for collecting and generating energy from a new renewable energy source such as sunlight is accelerating.

이러한 에너지 수집 장치는, 에너지원의 출력 특성 곡선이 최대 전력 점에 도달할 때, 최대 전력을 얻을 수 있다.Such an energy collecting device can obtain maximum power when the output characteristic curve of the energy source reaches the maximum power point.

하지만, 최대 전력 점은, 에너지원의 환경에 따라 가변하는 값이므로, 환경 변화에 따라 가변하는 최대 전력 점을 찾아내야 최대 효율을 얻을 수 있다.However, since the maximum power point is a value that varies according to the environment of the energy source, the maximum efficiency can be obtained only by finding the maximum power point that varies according to the environment change.

따라서, 에너지 수집 장치는, 최대 전력 점을 추적할 수 있는 최대 전력 점 추적 장치(Maxium Power Point Tracking; MPPT)를 필요로 한다.Therefore, the energy collecting device requires a maximum power point tracking (MPPT) capable of tracking the maximum power point.

최대 전력 점 추적 장치는, 에너지원에서 발생하는 전력을 입력받아서 최대 전력 점 전압을 주기적으로 일정 시간 동안 추출하는 역할을 수행할 수 있다.The maximum power point tracking device may perform a role of receiving power generated from an energy source and periodically extracting the maximum power point voltage for a predetermined time.

기존의 최대 전력 점 추적 장치는, 전압이 출력되는 에너지원의 출력단에 저항을 직접 연결하는 방식을 이용하여, 최대 전력 점을 얻기 위한 기준 전압을 추출하고 있다.The conventional maximum power point tracking device extracts a reference voltage for obtaining the maximum power point by using a method of directly connecting a resistor to an output terminal of an energy source from which a voltage is output.

하지만, 이러한 방식은, 에너지원에서 저항으로 누설 전류가 발생할 수 있고, 누설 전류가 클 경우에는 에너지 수집 효율이 저하되고 최대 전력 점 전압의 정확도도 저하되는 문제들이 발생할 수 있다.However, in this method, a leakage current may occur from the energy source to the resistor, and when the leakage current is large, the energy collection efficiency may decrease and the accuracy of the maximum power point voltage may also decrease.

누설 전류를 최소화하기 위해서 저항값이 높은 저항을 배치하는 방식이 사용되기도 하였지만, 이러한 방식은, PCB 상의 열화 및 플럭스(FLUX) 등에 의한 기생 성분의 영향에 민감하게 되어, 오동작을 유발할 수 있다.Although a method of arranging a resistor having a high resistance value has been used to minimize leakage current, this method is sensitive to deterioration on the PCB and the influence of parasitic components caused by flux, etc., and may cause malfunction.

또한, 저항값이 높은 저항을 배치하는 방식은, 최대 전력 점을 샘플링하는 시간도 길어지게 되어 에너지 수집 시간도 길어지게 되는 문제가 있다.In addition, the method of arranging a resistor having a high resistance value has a problem in that the time for sampling the maximum power point becomes longer and the energy collection time also becomes longer.

따라서, 향후 전력 손실을 최소화하면서도 최대 전력 점을 추적할 수 있는 최대 전력 점 추적 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for the development of a maximum power point tracking device capable of tracking the maximum power point while minimizing power loss in the future.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부와 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하여 생성된 기준 전압에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출함으로써, 전력 손실을 최소화하면서도 최대 전력 점을 추적할 수 있는 최대 전력 점 추적 장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems. Another object is to divide the output voltage of the reference voltage generator generating the reference voltage and the energy source into a plurality of voltages and extract one of the divided voltages according to the generated reference voltage as the maximum power point voltage. , to provide a maximum power point tracking device that can track the maximum power point while minimizing power loss.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able

본 발명의 일실시예에 의한 최대 전력 점 추적 장치는, 에너지원의 출력 전압으로부터 최대 전력 점 전압을 추출하는 것으로, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부와, 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부와, 기준 전압 생성부로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부를 제어하는 제어부를 포함하고, 최대 전력 점 전압 추출부는, 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 제어부의 제어 신호에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 선택된 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출할 수 있다.The maximum power point tracking device according to an embodiment of the present invention is to extract the maximum power point voltage from the output voltage of an energy source, and a maximum power point voltage extractor for extracting the maximum power point voltage, and the maximum power point voltage extraction a reference voltage generator generating a reference voltage for It is possible to divide the voltages into a plurality of voltages, select one of the divided voltages according to a control signal of the controller, and extract the selected voltage as the maximum power point voltage.

여기서, 최대 전력 점 추출부는, 에너지원의 출력 전압을 입력받아 인에이블 신호에 따라 출력하는 제1 버퍼부와, 제1 버퍼부로부터 출력되는 전압을 다수의 전압들로 분배하는 전압 분배부와, 제어부의 제어 신호에 따라 전압 분배부로부터 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하는 선택부와, 선택부로부터 선택된 전압을 저장하고 스위칭 신호에 따라 저장된 전압을 최대 전력 점 전압으로 출력하는 저장부를 포함할 수 있다.Here, the maximum power point extraction unit includes a first buffer unit that receives the output voltage of the energy source and outputs it according to an enable signal, and a voltage divider that divides the voltage output from the first buffer unit into a plurality of voltages; A selection unit for selecting one of the voltages divided from the voltage division unit according to a control signal of the control unit, and a storage unit for storing the voltage selected from the selection unit and outputting the stored voltage according to the switching signal as the maximum power point voltage can do.

또한, 최대 전력 점 추출부는, 선택부로부터 선택된 전압을 일정 시간 저장하여 저장부로 출력하는 제2 버퍼부를 더 포함할 수 있다.In addition, the maximum power point extraction unit may further include a second buffer unit for storing the voltage selected by the selection unit for a predetermined time and outputting it to the storage unit.

또한, 최대 전력 점 추출부는, 저장부에 저장된 전압을 소정 시간에 출력되도록 스위칭하는 스위칭부를 더 포함할 수도 있다.In addition, the maximum power point extraction unit may further include a switching unit for switching the voltage stored in the storage unit to be output at a predetermined time.

여기서, 스위칭부는, 저장부에 선택부로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 저장부에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)될 수 있다.Here, the switching unit may be turned off during a time during which the voltage selected from the selection unit is stored in the storage unit, and may be turned on during a time during which the voltage stored in the storage unit is output.

경우에 따라, 스위칭부는, 에너지원과 상기 제1 버퍼부 사이의 노드에 연결되어 상기 에너지원으로부터 입력되는 전압의 출력을 스위칭하는 제1 스위치와, 저장부와 선택부 사이의 노드에 연결되어 저장부에 저장된 전압의 출력을 스위칭하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.In some cases, the switching unit may include a first switch connected to a node between an energy source and the first buffer unit to switch an output of a voltage input from the energy source, and a node connected to a node between the storage unit and the selection unit for storage It may include a second switch for switching the output of the voltage stored in the unit.

이어, 기준 전압 생성부는, 제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항일 수 있다.Next, the reference voltage generator may be a division resistor in which a first resistor and a second resistor are connected in series to generate a reference voltage.

여기서, 기준 전압 생성부는, 내부 전원 전압이 입력되는 입력단과, 입력단에 연결되어 내부 전원 전압이 입력되는 제1 저항과, 제1 저항에 일측이 연결되고 타측이 그라운드되는 제2 저항과, 제1 저항과 제2 저항 사이의 노드에 연결되어 제1 저항과 제2 저항의 분배 저항에 의해 생성된 기준 전압을 제어부로 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.Here, the reference voltage generator includes an input terminal to which an internal power supply voltage is input, a first resistor connected to the input terminal to receive an internal power supply voltage, a second resistor having one end connected to the first resistor and the other end grounded, and a first It may include an output terminal connected to the node between the resistor and the second resistor to output a reference voltage generated by the division resistor of the first resistor and the second resistor to the controller.

경우에 따라, 기준 전압 생성부는, 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고, 제어부의 요청에 따라 저장된 다수의 기준 전압값들 중 제어부의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공할 수 있다.In some cases, the reference voltage generator may store a plurality of preset reference voltage values and provide a reference voltage value corresponding to the request of the controller from among the plurality of stored reference voltage values according to a request of the controller.

여기서, 제어부는, 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부에 미리 설정된 다수의 기준 전압값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수 있다.Here, the controller may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with a plurality of reference voltage values preset in the reference voltage generator.

다른 경우로서, 기준 전압 생성부는, 제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항을 포함하는 제1 기준 전압 생성기와, 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고 제어부의 요청에 따라 저장된 다수의 기준 전압값들 중 제어부의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공하는 제2 기준 전압 생성기를 포함할 수 있다.In another case, the reference voltage generator includes a first reference voltage generator including a divider resistor in which a first resistor and a second resistor are connected in series to generate a reference voltage, and stores a plurality of preset reference voltage values and receives a request from the controller A second reference voltage generator may be included to provide a reference voltage value corresponding to a request of the controller from among the plurality of reference voltage values stored in accordance with .

여기서, 제어부는, 에너지원의 출력 전압과 제1, 제2 기준 전압 생성기로부터 입력되는 다수의 기준 전압값들을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수 있다.Here, the controller may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with a plurality of reference voltage values input from the first and second reference voltage generators.

또 다른 경우로서, 기준 전압 생성부는, 외부에서 입력되는 외부 기준 전압값들을 저장하고, 제어부의 요청에 따라 저장된 외부 기준 전압값을 제공할 수 있다.As another case, the reference voltage generator may store external reference voltage values input from the outside, and may provide the stored external reference voltage value according to a request of the controller.

여기서, 제어부는, 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부에 저장된 외부 기준 입력값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수 있다.Here, the controller may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with an external reference input value stored in the reference voltage generator.

다음, 제어부는, 기준 전압 생성부로부터 생성된 기준 전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함할 수 있다.Next, the controller may include an analog-to-digital converter that converts the reference voltage generated by the reference voltage generator into a digital signal.

그리고, 제어부는, 아날로그-디지털 변환부로부터 출력된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부를 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the maximum power point voltage extractor based on the reference voltage output from the analog-to-digital converter.

또한, 제어부는, 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부로부터 입력되는 기준 전압값을 비교하여 최적의 기준 전압을 추출하고, 추출된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부를 제어할 수도 있다.Also, the controller may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with a reference voltage value input from the reference voltage generator, and may control the maximum power point voltage extractor based on the extracted reference voltage.

본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the maximum power point tracking apparatus according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부와 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하여 생성된 기준 전압에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출함으로써, 전력 손실을 최소화하면서도 최대 전력 점을 추적할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, one voltage among the voltages divided according to the reference voltage generated by dividing the output voltage of the reference voltage generator generating the reference voltage and the energy source into a plurality of voltages By extracting the maximum power point voltage, the maximum power point can be tracked while minimizing power loss.

또한, 본 발명은, 기존의 에너지원 출력 전압 감지에서 발생하는 전류 누설 문제, 높은 외부 저항을 설정할 때 발생하는 PCB 기생 성분 문제, 긴 샘플링 시간 문제 등을 제거할 수 있다.In addition, the present invention can eliminate the problem of current leakage that occurs in the conventional sensing of an output voltage of an energy source, a problem of a PCB parasitic component that occurs when setting a high external resistance, a problem of a long sampling time, and the like.

또한, 본 발명은, MCU 등을 사용하지 않고 최대 전력 점을 추출하기 위한 기준 전압값을 시스템 효율에 맞게 다양화하여 제공함으로써, 보다 효율적으로 에너지를 수집할 수 있다.Also, according to the present invention, energy can be collected more efficiently by diversifying and providing a reference voltage value for extracting a maximum power point according to system efficiency without using an MCU or the like.

또한, 본 발명은, 모던 에너지 수집 장치에 적용할 수 있고, 에너지 수집 장치를 활용하는 다양한 전원 장치, 통신 장치, 그리고 복합 센서 장치에 적용할 수 있다.In addition, the present invention can be applied to a modern energy collection device, and can be applied to various power supply devices, communication devices, and complex sensor devices utilizing the energy collection device.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 포함하는 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명 제1 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 추출부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명 제2 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 추출부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명 제3 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 추출부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명 제1 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.
도 7은 본 발명 제2 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.
도 8은 본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 샘플링 시간을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 추출을 위한 기준 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명 제3 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.
도 11은 본 발명 제4 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.1 is a block diagram illustrating an energy collection device including a maximum power point tracking device according to the present invention.
2 is a block diagram for explaining the maximum power point tracking apparatus according to the present invention.
3 is a block diagram for explaining the maximum power point extraction unit of the maximum power point tracking apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is a block diagram for explaining the maximum power point extraction unit of the maximum power point tracking apparatus according to the second embodiment of the present invention.
5 is a block diagram for explaining the maximum power point extraction unit of the maximum power point tracking apparatus according to the third embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to the first embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to a second embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining the maximum power point sampling time of the maximum power point tracking apparatus according to the present invention.
9 is a view for explaining a reference voltage for extracting the maximum power point of the maximum power point tracking device according to the present invention.
10 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to a third embodiment of the present invention.
11 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 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.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 포함하는 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an energy collection device including a maximum power point tracking device according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지 수집 장치는, 하나 또는 다수의 에너지원(110)으로부터 최대 전력을 수집할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the energy collecting device according to the present invention may collect maximum power from one or more energy sources 110 .

여기서, 다수의 에너지원(110)은, 서로 다른 에너지원일 수 있다.Here, the plurality of energy sources 110 may be different energy sources.

일 예로, 다수의 에너지원(110)은, 태양광 에너지원과 같은 제1 에너지원, RF(Radio Frequency) 신호 에너지원과 같은 제2 에너지원, 진동 에너지원과 같은 제3 에너지원, 배터리와 같은 제4 에너지원 등을 포함할 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.For example, the plurality of energy sources 110 include a first energy source such as a solar energy source, a second energy source such as a radio frequency (RF) signal energy source, a third energy source such as a vibration energy source, a battery and It may include the same fourth energy source and the like, but is not limited thereto.

그리고, 에너지 수집 장치는, 최대 전력 점 추적 장치(100), 최대 전력 수집 장치(200), 그리고 저장 장치(300)를 포함할 수 있다.In addition, the energy collection device may include a maximum power point tracking device 100 , a maximum power collection device 200 , and a storage device 300 .

최대 전력 점 추적 장치(100)는, 에너지원으로부터 출력되는 출력 전압을 토대로 최대 전력 점 전압을 추출할 수 있다.The maximum power point tracking apparatus 100 may extract the maximum power point voltage based on the output voltage output from the energy source.

여기서, 최대 전력 점 추적 장치(100)는, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부, 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부, 그리고 기준 전압 생성부로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.Here, the maximum power point tracking device 100 is generated from the maximum power point voltage extractor for extracting the maximum power point voltage, the reference voltage generator for generating a reference voltage for extracting the maximum power point voltage, and the reference voltage generator It may include a control unit for controlling the maximum power point voltage extractor based on the reference voltage.

이때, 최대 전력 점 전압 추출부는, 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 제어부의 제어 신호에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 선택된 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출할 수 있다.At this time, the maximum power point voltage extraction unit divides the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, selects one of the divided voltages according to the control signal of the control unit, and extracts the selected voltage as the maximum power point voltage can do.

다음, 최대 전력 수집부(200)는, 에너지원의 출력 전압(102)과 최대 전력 점 추적 장치(100)로부터 추출된 최대 전력 점 전압(101)을 토대로 출력 전압을 최대 전력 점 전압으로 조절하여 최대 전력을 수집하고 수집된 최대 전력을 저장 장치(300)로 출력하여 저장 장치(300)에 저장할 수 있다.Next, the maximum power collection unit 200 adjusts the output voltage to the maximum power point voltage based on the output voltage 102 of the energy source and the maximum power point voltage 101 extracted from the maximum power point tracking device 100. The maximum power may be collected and the collected maximum power may be output to the storage device 300 and stored in the storage device 300 .

도 2는 본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.2 is a block diagram for explaining the maximum power point tracking apparatus according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 최대 전력 점 추적 장치(100)는, 에너지원의 출력 전압으로부터 최대 전력 점 전압을 추출하는 장치로서, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부(120), 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(140), 그리고 기준 전압 생성부(140)로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부(120)를 제어하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the maximum power point tracking device 100 according to the present invention is a device for extracting the maximum power point voltage from the output voltage of an energy source, and the maximum power point voltage extraction for extracting the maximum power point voltage The unit 120, the reference voltage generator 140 for generating a reference voltage for extracting the maximum power point voltage, and the maximum power point voltage extractor 120 based on the reference voltage generated from the reference voltage generator 140 It may include a control unit 130 to control.

여기서, 최대 전력 점 전압 추출부(120)는, 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 제어부(130)의 제어 신호에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 선택된 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출할 수 있다.Here, the maximum power point voltage extraction unit 120 divides the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, selects one of the divided voltages according to the control signal of the control unit 130, and selects the selected voltage. can be extracted as the maximum power point voltage.

일 예로, 최대 전력 점 추출부(120)는, 에너지원의 출력 전압을 입력받아 인에이블 신호에 따라 출력하는 제1 버퍼부와, 제1 버퍼부로부터 출력되는 전압을 다수의 전압들로 분배하는 전압 분배부와, 제어부의 제어 신호에 따라 전압 분배부로부터 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하는 선택부와, 선택부로부터 선택된 전압을 저장하고 스위칭 신호에 따라 저장된 전압을 최대 전력 점 전압으로 출력하는 저장부를 포함할 수 있다.For example, the maximum power point extraction unit 120 includes a first buffer unit that receives an output voltage of an energy source and outputs it according to an enable signal, and divides the voltage output from the first buffer unit into a plurality of voltages. A voltage divider, a selection unit that selects one of the voltages divided from the voltage divider according to a control signal of the control unit, stores the voltage selected from the selection unit, and converts the stored voltage according to the switching signal to the maximum power point voltage It may include a storage unit for outputting.

경우에 따라, 최대 전력 점 추출부(120)는, 선택부로부터 선택된 전압을 일정 시간 저장하여 저장부로 출력하는 제2 버퍼부를 더 포함할 수도 있다.In some cases, the maximum power point extraction unit 120 may further include a second buffer unit that stores the voltage selected by the selection unit for a predetermined time and outputs the stored voltage to the storage unit.

다른 경우로서, 최대 전력 점 추출부(120)는, 저장부에 저장된 전압을 소정 시간에 출력되도록 스위칭하는 스위칭부를 더 포함할 수도 있다.As another case, the maximum power point extraction unit 120 may further include a switching unit that switches the voltage stored in the storage unit to be output at a predetermined time.

일 예로, 스위칭부는, 저장부에 선택부로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 저장부에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)될 수 있다.For example, the switching unit may be turned off during a time during which a voltage selected from the selection unit is stored in the storage unit, and may be turned on during a time during which the voltage stored in the storage unit is output.

여기서, 스위칭부는, 에너지원과 제1 버퍼부 사이의 노드에 연결되어 에너지원으로부터 입력되는 전압의 출력을 스위칭하는 제1 스위치와, 저장부와 선택부 사이의 노드에 연결되어 저장부에 저장된 전압의 출력을 스위칭하는 제2 스위치를 포함할 수도 있다.Here, the switching unit includes a first switch connected to a node between the energy source and the first buffer unit to switch an output of a voltage input from the energy source, and a voltage stored in the storage unit connected to a node between the storage unit and the selection unit. It may include a second switch for switching the output of.

이때, 제1, 제2 스위치는, 서로 동시에 스위칭될 수 있다.In this case, the first and second switches may be switched simultaneously with each other.

즉, 제1, 제2 스위치는, 저장부에 선택부로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 저장부에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)될 수도 있다.That is, the first and second switches may be turned off during a time during which the voltage selected from the selection unit is stored in the storage unit, and may be turned on during a time during which the voltage stored in the storage unit is output.

또한, 기준 전압 생성부(140)는, 제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항일 수 있다.Also, the reference voltage generator 140 may be a division resistor in which a first resistor and a second resistor are connected in series to generate a reference voltage.

일 예로, 기준 전압 생성부(140)는, 내부 전원 전압이 입력되는 입력단과, 입력단에 연결되어 내부 전원 전압이 입력되는 제1 저항과, 제1 저항에 일측이 연결되고 타측이 그라운드되는 제2 저항과, 제1 저항과 제2 저항 사이의 노드에 연결되어 제1 저항과 제2 저항의 분배 저항에 의해 생성된 기준 전압을 제어부로 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.For example, the reference voltage generator 140 may include an input terminal to which an internal power voltage is input, a first resistor connected to the input terminal to receive an internal power voltage, and a second terminal having one end connected to the first resistor and the other end grounded. It may include a resistor and an output terminal connected to a node between the first resistor and the second resistor and outputting a reference voltage generated by the division resistor of the first resistor and the second resistor to the controller.

여기서, 기준 전압(Ref)은, Ref = X * {R2/(R1+R2)} (여기서, X는 분배 저항에 인가되는 전압값, R1은 제1 저항값, R2는 제2 저항값임)으로 정해진 수식에 의해 산출될 수 있다.Here, the reference voltage Ref is Ref = X * {R2/(R1+R2)} (where X is a voltage value applied to the divider resistor, R1 is a first resistance value, R2 is a second resistance value) It can be calculated by a predetermined formula.

경우에 따라, 기준 전압 생성부(140)는, 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고, 제어부(130)의 요청에 따라 저장된 다수의 기준 전압값들 중 제어부의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공할 수도 있다.In some cases, the reference voltage generator 140 stores a plurality of preset reference voltage values, and selects a reference voltage value corresponding to the request of the controller from among the plurality of stored reference voltage values according to the request of the controller 130 . may provide.

여기서, 제어부(130)는, 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부(140)에 미리 설정된 다수의 기준 전압값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수 있다.Here, the controller 130 may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with a plurality of reference voltage values preset in the reference voltage generator 140 .

다른 경우로서, 기준 전압 생성부(140)는, 제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항을 포함하는 제1 기준 전압 생성기와, 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고 제어부(130)의 요청에 따라 저장된 다수의 기준 전압값들 중 제어부(130)의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공하는 제2 기준 전압 생성기를 포함할 수도 있다.In another case, the reference voltage generator 140 includes a first reference voltage generator including a division resistor in which a first resistor and a second resistor are connected in series to generate a reference voltage, and a plurality of preset reference voltage values are stored. and a second reference voltage generator that provides a reference voltage value corresponding to the request of the controller 130 among a plurality of stored reference voltage values according to the request of the controller 130 .

여기서, 제어부(130)는, 에너지원의 출력 전압과 제1, 제2 기준 전압 생성기로부터 입력되는 다수의 기준 전압값들을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수도 있다.Here, the controller 130 may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with a plurality of reference voltage values input from the first and second reference voltage generators.

또 다른 경우로서, 기준 전압 생성부(140)는, 외부에서 입력되는 외부 기준 전압값들을 저장하고, 제어부(130)의 요청에 따라 저장된 외부 기준 전압값을 제공할 수도 있다.As another case, the reference voltage generator 140 may store external reference voltage values input from the outside and provide the stored external reference voltage value according to the request of the controller 130 .

여기서, 제어부(130)는, 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부(140)에 저장된 외부 기준 입력값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수도 있다.Here, the controller 130 may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with an external reference input value stored in the reference voltage generator 140 .

이어, 제어부(130)는, 기준 전압 생성부(140)로부터 생성된 기준 전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함할 수 있다.Next, the controller 130 may include an analog-to-digital converter that converts the reference voltage generated by the reference voltage generator 140 into a digital signal.

또한, 제어부(130)는, 아날로그-디지털 변환부로부터 출력된 기준 전압을 토대로, 최대 전력 점 전압 추출부(120)를 제어하는 제어 신호 생성부를 포함할 수 있다.Also, the controller 130 may include a control signal generator for controlling the maximum power point voltage extractor 120 based on the reference voltage output from the analog-to-digital converter.

경우에 따라, 제어부(130)는, 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부(140)로부터 입력되는 기준 전압값을 비교하여 최적의 기준 전압을 추출하고, 추출된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부(120)를 제어하는 제어 신호 생성부를 포함할 수 있다.In some cases, the controller 130 extracts an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with a reference voltage value input from the reference voltage generator 140 , and the maximum power point voltage based on the extracted reference voltage It may include a control signal generator for controlling the extractor 120 .

도 3은 본 발명 제1 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 추출부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.3 is a block diagram for explaining the maximum power point extraction unit of the maximum power point tracking apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 최대 전력 점 전압 추출부(120)는, 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 제어부의 제어 신호에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 선택된 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출할 수 있다.3, the maximum power point voltage extraction unit 120 divides the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, selects one of the divided voltages according to the control signal of the control unit, , the selected voltage can be extracted as the maximum power point voltage.

제1 실시예로서, 최대 전력 점 추출부(120)는, 제1 버퍼부(122), 전압 분배부(124), 선택부(126), 그리고, 저장부(128)를 포함할 수 있다.As a first embodiment, the maximum power point extraction unit 120 may include a first buffer unit 122 , a voltage divider 124 , a selection unit 126 , and a storage unit 128 .

여기서, 제1 버퍼부(122)는, 에너지원의 출력 전압을 입력받아 인에이블 신호에 따라 출력할 수 있다.Here, the first buffer unit 122 may receive the output voltage of the energy source and output it according to the enable signal.

이때, 제1 버퍼부(122)를 배치하는 이유는, 입력 임피던스가 매우 크기 때문에 에너지원에서 누설 전류 없이 내부로 에너지원의 전압을 전달할 수 있고, 출력 임피던스가 매우 작기 때문에 전압 분배부(124)에 사용되는 저항값을 자유롭게 설계할 수 있기 때문이다.At this time, the reason for disposing the first buffer unit 122 is that the voltage of the energy source can be transferred from the energy source to the inside without leakage current because the input impedance is very large, and the voltage divider 124 because the output impedance is very small. This is because the resistance value used for

전압 분배부(124)에 사용되는 저항값이 크더라도, 반도체 칩 내부에 연결된 저항이므로, PCB의 기생 성분에 영향을 받지 않을 수 있다.Even if the resistance value used in the voltage divider 124 is large, since it is a resistance connected inside the semiconductor chip, it may not be affected by a parasitic component of the PCB.

또한, 최대 전력 점 전압을 추출하는 경우에도 에너지원에서 누설 전류가 없기 때문에 정확한 전압 확보가 가능하다.In addition, even when the maximum power point voltage is extracted, since there is no leakage current from the energy source, it is possible to secure an accurate voltage.

그리고, 필요시에는 적절한 전류를 공급할 수 있는 제2 버퍼부를 두어 저장부(128)에 저장하는 시간(샘플링 시간)을 최소화하여 에너지 수집 시간을 더 많이 확보할 수 있다.In addition, if necessary, a second buffer unit capable of supplying an appropriate current may be provided to minimize the time (sampling time) for storing in the storage unit 128 , thereby securing more energy collection time.

다음, 전압 분배부(124)는, 제1 버퍼부(122)로부터 출력되는 전압을 일정 비율만큼 다수의 전압들로 분배할 수 있다.Next, the voltage divider 124 may divide the voltage output from the first buffer unit 122 into a plurality of voltages by a predetermined ratio.

이어, 선택부(126)는, 제어부의 제어 신호에 따라 전압 분배부(124)로부터 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택할 수 있다.Next, the selector 126 may select one of the voltages divided from the voltage divider 124 according to the control signal of the controller.

그리고, 저장부(128)는, 선택부(126)부터 선택된 전압을 저장하고 스위칭 신호에 따라 저장된 전압을 최대 전력 점 전압으로 출력할 수 있다.In addition, the storage unit 128 may store the voltage selected by the selection unit 126 and output the stored voltage as the maximum power point voltage according to the switching signal.

도 4는 본 발명 제2 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 추출부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.4 is a block diagram for explaining the maximum power point extraction unit of the maximum power point tracking apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 최대 전력 점 추출부(120)는, 선택부(126)로부터 선택된 전압을 일정 시간 저장하여 저장부(128)로 출력하는 제2 버퍼부(127)를 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 4 , the maximum power point extraction unit 120 may further include a second buffer unit 127 that stores the voltage selected by the selection unit 126 for a predetermined time and outputs it to the storage unit 128 . may be

여기서, 제2 버퍼부(127)는, 필요시에 적절한 전류를 공급할 수 있어, 저장부(128)에 저장하는 시간(샘플링 시간)을 최소화하여 에너지 수집 시간을 더 많이 확보할 수 있다.Here, the second buffer unit 127 may supply an appropriate current when necessary, thereby minimizing the storage time (sampling time) in the storage unit 128 to secure more energy collection time.

제2 실시예로서, 최대 전력 점 추출부(120)는, 제1 버퍼부(122), 전압 분배부(124), 선택부(126), 제2 버퍼부(127), 그리고 저장부(128)를 포함할 수 있다.As a second embodiment, the maximum power point extraction unit 120 includes the first buffer unit 122 , the voltage divider 124 , the selection unit 126 , the second buffer unit 127 , and the storage unit 128 . ) may be included.

여기서, 제1 버퍼부(122)는, 에너지원의 출력 전압을 입력받아 인에이블 신호에 따라 출력할 수 있다.Here, the first buffer unit 122 may receive the output voltage of the energy source and output it according to the enable signal.

이때, 제1 버퍼부(122)를 배치하는 이유는, 입력 임피던스가 매우 크기 때문에 에너지원에서 누설 전류 없이 내부로 에너지원의 전압을 전달할 수 있고, 출력 임피던스가 매우 작기 때문에 전압 분배부(124)에 사용되는 저항값을 자유롭게 설계할 수 있기 때문이다.At this time, the reason for disposing the first buffer unit 122 is that the voltage of the energy source can be transferred from the energy source to the inside without leakage current because the input impedance is very large, and the voltage divider 124 because the output impedance is very small. This is because the resistance value used for

다음, 전압 분배부(124)는, 제1 버퍼부(122)로부터 출력되는 전압을 일정 비율만큼 다수의 전압들로 분배할 수 있다.Next, the voltage divider 124 may divide the voltage output from the first buffer unit 122 into a plurality of voltages by a predetermined ratio.

이어, 선택부(126)는, 제어부의 제어 신호에 따라 전압 분배부(124)로부터 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택할 수 있다.Next, the selector 126 may select one of the voltages divided from the voltage divider 124 according to the control signal of the controller.

또한, 제2 버퍼부(127)는, 선택부(126)로부터 선택된 전압을 일정 시간 저장하여 저장부(128)로 출력할 수 있다.Also, the second buffer unit 127 may store the voltage selected by the selection unit 126 for a predetermined time and output it to the storage unit 128 .

그리고, 저장부(128)는, 선택부(126)부터 선택된 전압을 저장하고 스위칭 신호에 따라 저장된 전압을 최대 전력 점 전압으로 출력할 수 있다.In addition, the storage unit 128 may store the voltage selected by the selection unit 126 and output the stored voltage as the maximum power point voltage according to the switching signal.

도 5는 본 발명 제3 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치의 최대 전력 점 추출부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.5 is a block diagram for explaining the maximum power point extraction unit of the maximum power point tracking apparatus according to the third embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 최대 전력 점 추출부(120)는, 저장부에 저장된 전압을 소정 시간에 출력되도록 스위칭하는 스위칭부(129)를 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 5 , the maximum power point extraction unit 120 may further include a switching unit 129 that switches the voltage stored in the storage unit to be output at a predetermined time.

일 예로, 스위칭부(129)는, 저장부(128)에 선택부(126)로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 저장부(128)에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)될 수 있다.For example, the switching unit 129 is turned off during a time when the voltage selected from the selection unit 126 is stored in the storage unit 128 , and is turned on during a time when the voltage stored in the storage unit 128 is output. on) can be

여기서, 스위칭부(129)는, 에너지원과 제1 버퍼부(122) 사이의 노드에 연결되어 에너지원으로부터 입력되는 전압의 출력을 스위칭하는 제1 스위치(129a)와, 저장부(128)와 선택부(126) 사이의 노드에 연결되어 저장부(128)에 저장된 전압의 출력을 스위칭하는 제2 스위치(129b)를 포함할 수도 있다.Here, the switching unit 129 includes a first switch 129a connected to a node between the energy source and the first buffer unit 122 to switch the output of a voltage input from the energy source, the storage unit 128 and A second switch 129b connected to the node between the selection units 126 to switch the output of the voltage stored in the storage unit 128 may be included.

이때, 제1, 제2 스위치(129a, 129b)는, 서로 동시에 스위칭될 수 있다.In this case, the first and second switches 129a and 129b may be switched simultaneously with each other.

즉, 제1, 제2 스위치(129a, 129b)는, 저장부(128)에 선택부(126)로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 저장부에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)될 수도 있다.That is, the first and second switches 129a and 129b are turned off during a time during which the voltage selected from the selection unit 126 is stored in the storage unit 128 , and are turned off during a time during which the voltage stored in the storage unit is output. may be turned on.

제3 실시예로서, 최대 전력 점 추출부(120)는, 제1 버퍼부(122), 전압 분배부(124), 선택부(126), 제2 버퍼부(127), 저장부(128), 그리고 스위칭부(129)를 포함할 수 있다.As a third embodiment, the maximum power point extraction unit 120 includes the first buffer unit 122 , the voltage divider 124 , the selection unit 126 , the second buffer unit 127 , and the storage unit 128 . , and a switching unit 129 may be included.

여기서, 제1 버퍼부(122)는, 에너지원의 출력 전압을 입력받아 인에이블 신호에 따라 출력할 수 있다.Here, the first buffer unit 122 may receive the output voltage of the energy source and output it according to the enable signal.

이때, 제1 버퍼부(122)를 배치하는 이유는, 입력 임피던스가 매우 크기 때문에 에너지원에서 누설 전류 없이 내부로 에너지원의 전압을 전달할 수 있고, 출력 임피던스가 매우 작기 때문에 전압 분배부(124)에 사용되는 저항값을 자유롭게 설계할 수 있기 때문이다.At this time, the reason for disposing the first buffer unit 122 is that the voltage of the energy source can be transferred from the energy source to the inside without leakage current because the input impedance is very large, and the voltage divider 124 because the output impedance is very small. This is because the resistance value used for

다음, 전압 분배부(124)는, 제1 버퍼부(122)로부터 출력되는 전압을 일정 비율만큼 다수의 전압들로 분배할 수 있다.Next, the voltage divider 124 may divide the voltage output from the first buffer unit 122 into a plurality of voltages by a predetermined ratio.

이어, 선택부(126)는, 제어부의 제어 신호에 따라 전압 분배부(124)로부터 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택할 수 있다.Next, the selector 126 may select one of the voltages divided from the voltage divider 124 according to the control signal of the controller.

또한, 제2 버퍼부(127)는, 선택부(126)로부터 선택된 전압을 일정 시간 저장하여 저장부(128)로 출력할 수 있다.In addition, the second buffer unit 127 may store the voltage selected by the selection unit 126 for a predetermined time and output it to the storage unit 128 .

그리고, 저장부(128)는, 선택부(126)부터 선택된 전압을 저장하고 스위칭 신호에 따라 저장된 전압을 최대 전력 점 전압으로 출력할 수 있다.In addition, the storage unit 128 may store the voltage selected by the selection unit 126 and output the stored voltage as the maximum power point voltage according to the switching signal.

다음, 스위칭부(129)는, 저장부(128)에 저장된 전압을 소정 시간에 출력되도록 스위칭할 수 있다.Next, the switching unit 129 may switch the voltage stored in the storage unit 128 to be output at a predetermined time.

도 6은 본 발명 제1 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.6 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to the first embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명 제1 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치(100)는, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부(400), 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(600), 그리고 기준 전압 생성부(600)로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부(400)를 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the maximum power point tracking apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a maximum power point voltage extraction unit 400 for extracting a maximum power point voltage, a maximum power point voltage extraction unit for extracting the maximum power point voltage. It may include a reference voltage generator 600 that generates a reference voltage, and a controller 500 that controls the maximum power point voltage extractor 400 based on the reference voltage generated by the reference voltage generator 600 .

여기서, 최대 전력 점 전압 추출부(400)는, 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 제어부(500)의 제어 신호에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 선택된 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출할 수 있다.Here, the maximum power point voltage extraction unit 400 divides the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, selects one of the divided voltages according to the control signal of the control unit 500, and selects the selected voltage can be extracted as the maximum power point voltage.

일 예로, 최대 전력 점 추출부(120)는, 에너지원의 출력 전압을 입력받아 인에이블 신호에 따라 출력하는 제1 버퍼부(402)와, 제1 버퍼부(402)로부터 출력되는 전압을 다수의 전압들로 분배하는 전압 분배부(401)와, 제어부(500)의 제어 신호에 따라 전압 분배부(401)로부터 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하는 선택부(403)와, 선택부(403)로부터 선택된 전압을 저장하고 스위칭 신호에 따라 저장된 전압을 최대 전력 점 전압으로 출력하는 저장부(404)를 포함할 수 있다.For example, the maximum power point extraction unit 120 includes a first buffer unit 402 that receives an output voltage of an energy source and outputs it according to an enable signal, and a plurality of voltages output from the first buffer unit 402 . a voltage divider 401 that divides the voltages of It may include a storage unit 404 for storing the voltage selected from 403 and outputting the stored voltage as the maximum power point voltage according to the switching signal.

그리고, 최대 전력 점 추출부(400)는, 선택부(403)로부터 선택된 전압을 일정 시간 저장하여 저장부(404)로 출력하는 제2 버퍼부(405)를 더 포함할 수도 있다.In addition, the maximum power point extraction unit 400 may further include a second buffer unit 405 for storing the voltage selected by the selection unit 403 for a predetermined time and outputting it to the storage unit 404 .

또한, 최대 전력 점 추출부(400)는, 저장부(404)에 저장된 전압을 소정 시간에 출력되도록 스위칭하는 스위칭부를 더 포함할 수도 있다.In addition, the maximum power point extraction unit 400 may further include a switching unit for switching the voltage stored in the storage unit 404 to be output at a predetermined time.

일 예로, 스위칭부는, 저장부에 선택부로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 저장부에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)될 수 있다.For example, the switching unit may be turned off during a time during which a voltage selected from the selection unit is stored in the storage unit, and may be turned on during a time during which the voltage stored in the storage unit is output.

여기서, 스위칭부는, 에너지원과 제1 버퍼부 사이의 노드에 연결되어 에너지원으로부터 입력되는 전압의 출력을 스위칭하는 제1 스위치와, 저장부와 선택부 사이의 노드에 연결되어 저장부에 저장된 전압의 출력을 스위칭하는 제2 스위치를 포함할 수도 있다.Here, the switching unit includes a first switch connected to a node between the energy source and the first buffer unit to switch an output of a voltage input from the energy source, and a voltage stored in the storage unit connected to a node between the storage unit and the selection unit. It may include a second switch for switching the output of.

이때, 제1, 제2 스위치는, 서로 동시에 스위칭될 수 있다.In this case, the first and second switches may be switched simultaneously with each other.

즉, 제1, 제2 스위치는, 저장부에 선택부로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 저장부에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)될 수도 있다.That is, the first and second switches may be turned off during a time during which the voltage selected from the selection unit is stored in the storage unit, and may be turned on during a time during which the voltage stored in the storage unit is output.

또한, 기준 전압 생성부(600)는, 제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항일 수 있다.Also, the reference voltage generator 600 may be a division resistor in which a first resistor and a second resistor are connected in series to generate a reference voltage.

일 예로, 기준 전압 생성부(600)는, 내부 전원 전압이 입력되는 입력단(601)과, 입력단(601)에 연결되어 내부 전원 전압이 입력되는 제1 저항(602)과, 제1 저항(602)에 일측이 연결되고 타측이 그라운드되는 제2 저항(603)과, 제1 저항(602)과 제2 저항(603) 사이의 노드에 연결되어 제1 저항(602)과 제2 저항(603)의 분배 저항에 의해 생성된 기준 전압을 제어부(500)로 출력하는 출력단(604)을 포함할 수 있다.For example, the reference voltage generator 600 includes an input terminal 601 to which an internal power supply voltage is input, a first resistor 602 connected to the input terminal 601 to receive an internal power supply voltage, and a first resistor 602 . ) and a second resistor 603 having one end connected to the ground and the other end connected to a node between the first resistor 602 and the second resistor 603, the first resistor 602 and the second resistor 603 It may include an output terminal 604 for outputting the reference voltage generated by the division resistor to the controller 500 .

여기서, 기준 전압(Ref)은, Ref = X * {R2/(R1+R2)} (여기서, X는 분배 저항에 인가되는 전압값, R1은 제1 저항값, R2는 제2 저항값임)으로 정해진 수식에 의해 산출될 수 있다.Here, the reference voltage Ref is Ref = X * {R2/(R1+R2)} (where X is a voltage value applied to the divider resistor, R1 is a first resistance value, R2 is a second resistance value) It can be calculated by a predetermined formula.

이어, 제어부(500)는, 아날로그-디지털 변환부(502)와, 제어 신호 생성부(501)를 포함할 수 있다.Next, the controller 500 may include an analog-to-digital converter 502 and a control signal generator 501 .

여기서, 아날로그-디지털 변환부(502)는, 기준 전압 생성부(600)로부터 생성된 기준 전압을 디지털 신호로 변환할 수 있다.Here, the analog-to-digital converter 502 may convert the reference voltage generated by the reference voltage generator 600 into a digital signal.

그리고, 제어 신호 생성부(501)는, 아날로그-디지털 변환부(502)로부터 출력된 기준 전압을 토대로, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 선택부(403)를 제어할 수 있다.In addition, the control signal generator 501 may control the selector 403 of the maximum power point voltage extractor 400 based on the reference voltage output from the analog-to-digital converter 502 .

경우에 따라, 제어 신호 생성부(501)는, 출력 신호(503)를 일정 시간 저장하는 기능을 포함할 수도 있다.In some cases, the control signal generator 501 may include a function of storing the output signal 503 for a predetermined time.

도 7은 본 발명 제2 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.7 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to a second embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명 제2 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치(100)는, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부(400), 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(600), 그리고 기준 전압 생성부(600)로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부(400)를 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the maximum power point tracking apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention includes a maximum power point voltage extraction unit 400 for extracting a maximum power point voltage, a maximum power point voltage extraction unit for extracting the maximum power point voltage. It may include a reference voltage generator 600 that generates a reference voltage, and a controller 500 that controls the maximum power point voltage extractor 400 based on the reference voltage generated by the reference voltage generator 600 .

여기서, 최대 전력 점 전압 추출부(400)는, 본 발명 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the maximum power point voltage extraction unit 400 is the same as the first embodiment of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

또한, 기준 전압 생성부(700)는, 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고, 제어부(800)의 요청에 따라 저장된 다수의 기준 전압값들 중 제어부(800)의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공할 수도 있다.In addition, the reference voltage generator 700 stores a plurality of preset reference voltage values, and a reference voltage value corresponding to the request of the controller 800 among a plurality of stored reference voltage values according to the request of the controller 800 . may also provide

여기서, 제어부(800)는, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 제1 버퍼부(402)의 출력단으로부터 입력되는 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부(700)에 미리 설정된 다수의 기준 전압값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수 있다.Here, the control unit 800, the output voltage of the energy source input from the output terminal of the first buffer unit 402 of the maximum power point voltage extraction unit 400, and a plurality of reference voltages preset in the reference voltage generation unit 700 By comparing the values, it is possible to extract an optimal reference voltage.

이어, 제어부(800)는, 제어 신호 생성부를 포함할 수 있는데, 제어 신호 생성부는, 기준 전압 생성부(700)로부터 제공되는 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 토대로, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 선택부(403)를 제어할 수 있다.Next, the control unit 800 may include a control signal generation unit, the control signal generation unit, based on a plurality of preset reference voltage values provided from the reference voltage generation unit 700, the maximum power point voltage extractor 400 ) of the selection unit 403 can be controlled.

경우에 따라, 제어 신호 생성부는, 출력 신호(803)를 일정 시간 저장하는 기능을 포함할 수도 있다.In some cases, the control signal generator may include a function of storing the output signal 803 for a predetermined time.

이와 같이, 본 발명 제2 실시예는, 에너지 수집 장치의 특성을 고려하여 최대 전력을 수집할 수 있는 장치이다.As such, the second embodiment of the present invention is a device capable of collecting maximum power in consideration of the characteristics of the energy collecting device.

에너지 수집 장치는, 에너지원의 출력 전압을 일정 비율로서 최대 전력 점 전압을 결정할 수 있는데, 그 비율은 다음과 같이 설정될 수 있다.The energy collecting device may determine the maximum power point voltage using the output voltage of the energy source as a constant ratio, and the ratio may be set as follows.

에너지 수집 장치에서 출력되는 전력은 하기 수식 1과 같다.The power output from the energy collecting device is as shown in Equation 1 below.

Pout = (k · Voc) · (1-k)Voc/Rs · Havester control efficiency P out = (k V oc ) (1-k)V oc /Rs Havester control efficiency

= k(1-k)V2 oc/Rs · Havester control efficiency ------- (1)= k(1-k)V 2 oc /Rs Havester control efficiency ------- (1)

여기서, k는 최대 전력 점 전압 비율, Rs는 에너지원의 내부 저항을 나타낸다.where k is the maximum power point voltage ratio and Rs is the internal resistance of the energy source.

그리고, 에너지 수집 장치의 효율은, 도 9에 도시된 바와 같이, 두 개의 영역으로 나뉠 수 있는데, 에너지원의 출력 전압 Voc가 기준 전압 VIN_P보다 작은 영역으로서 효율이 Voc에 비례하는 영역 (111)과, 에너지원의 출력 전압 Voc가 기준 전압 VIN_P보다 큰 영역으로서 효율이 Voc와 관계 없는 포화 영역 (112)으로 나뉠 수 있다.In addition, the efficiency of the energy collecting device may be divided into two regions, as shown in FIG. 9 , in which the output voltage V oc of the energy source is smaller than the reference voltage VIN_P, and the efficiency is proportional to V oc 111 ) and a region in which the output voltage V oc of the energy source is greater than the reference voltage VIN_P, and the efficiency may be divided into a saturation region 112 irrespective of V oc .

효율이 Voc에 비례하는 영역 (111)에서 에너지 수집 장치의 효율은, 하기 수식 2와 같고, 효율이 Voc와 관계 없는 포화 영역 (112)에서 에너지 수집 장치의 효율은, 하기 수식 3과 같다.The efficiency of the energy collection device in the region 111 where the efficiency is proportional to V oc is the same as Equation 2 below, and the efficiency of the energy collection device in the saturation region 112 where the efficiency is not related to V oc is the following Equation 3 .

Havester control efficiency = α · k · Voc ------- (2)Havester control efficiency = α k V oc ------- (2)

Havester control efficiency = A ------- (3)Havester control efficiency = A ------- (3)

여기서, α와 A는 상수를 나타낸다.Here, α and A represent constants.

수식 2와 3으로 수식 1을 다시 나타내면, 하기 수식 4와 6이 되고, 이 수식으로부터 최대 전력 전압 점 비율 k값을 구하면 수식 5와 7이 될 수 있다.If Equation 1 is expressed again with Equations 2 and 3, the following Equations 4 and 6 are obtained, and if the maximum power voltage point ratio k value is obtained from this Equation, Equations 5 and 7 can be obtained.

Pout = k(1-k)V2 oc/Rs · α · k · Voc ------- (4)P out = k(1-k)V 2 oc /Rs α k V oc ------- (4)

∂Pout/∂k = 0; k = 2/3 ------- (5)∂P out /∂k = 0; k = 2/3 ------- (5)

Pout = k(1-k)V2 oc/Rs · A ------- (6)P out = k(1-k)V 2 oc /Rs A ------- (6)

∂Pout/∂k = 0; k = 1/2 ------- (7)∂P out /∂k = 0; k = 1/2 ------- (7)

에너지원의 출력 전압 Voc이 특정 기준 전압 VIN_P보다 작을 때, 최대 전력 점은 2/3 * Voc이지만, 에너지원의 출력 전압 Voc이 특정 기준 전압 VIN_P보다 클 때, 최대 전력 점은 1/2 * Voc인 전압이 되어, 에너지 수집 장치의 효율 특성에 따라 최적의 최대 전력 점 전압이 달라지는 것을 알 수 있다.When the output voltage V oc of the energy source is less than the specified reference voltage VIN_P, the maximum power point is 2/3 * V oc , but when the output voltage V oc of the energy source is greater than the specified reference voltage VIN_P, the maximum power point is 1/ It becomes a voltage of 2 * V oc , and it can be seen that the optimal maximum power point voltage varies according to the efficiency characteristics of the energy collecting device.

따라서, 본 발명 제2 실시예는, 다수의 특정 기준 전압들을 미리 설정하여, 입력 받은 Voc을 미리 설정된 각 기준 전압과 비교하여 해당 영역 (에너지원의 출력 전압 Voc가 기준 전압 VIN_P보다 작은 영역 또는 에너지원의 출력 전압 Voc가 기준 전압 VIN_P보다 큰 영역)을 구별하고, 그에 따라 효율을 극대화할 수 있는 비율값 (에너지원의 출력 전압 Voc가 기준 전압 VIN_P보다 작은 영역에서 2/3 또는 에너지원의 출력 전압 Voc가 기준 전압 VIN_P보다 큰 영역에서 1/2)을 출력할 수 있다.Accordingly, the second embodiment of the present invention sets a plurality of specific reference voltages in advance, compares the input V oc with each preset reference voltage, and compares the corresponding region (the region in which the output voltage V oc of the energy source is smaller than the reference voltage VIN_P). Alternatively, a ratio value that can differentiate the region where the output voltage V oc of the energy source is greater than the reference voltage VIN_P, and thus maximize the efficiency (2/3 or in the region where the output voltage V oc of the energy source is smaller than the reference voltage VIN_P) 1/2) may be output in a region where the output voltage V oc of the energy source is greater than the reference voltage VIN_P.

도 10은 본 발명 제3 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.10 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to a third embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명 제3 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치(100)는, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부(400), 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(900), 그리고 기준 전압 생성부(900)로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부(400)를 제어하는 제어부(1100)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 10 , the maximum power point tracking device 100 according to the third embodiment of the present invention includes a maximum power point voltage extraction unit 400 for extracting a maximum power point voltage, a maximum power point voltage extraction unit for extracting the maximum power point voltage. It may include a reference voltage generator 900 that generates a reference voltage, and a controller 1100 that controls the maximum power point voltage extractor 400 based on the reference voltage generated by the reference voltage generator 900 .

여기서, 최대 전력 점 전압 추출부(400)는, 본 발명 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the maximum power point voltage extraction unit 400 is the same as the first embodiment of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

또한, 기준 전압 생성부(900)는, 제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항을 포함하는 제1 기준 전압 생성기(901, 902, 903, 904)와, 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고 제어부(1100)의 요청에 따라 저장된 다수의 기준 전압값들 중 제어부(1100)의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공하는 제2 기준 전압 생성기(905)를 포함할 수도 있다.In addition, the reference voltage generator 900 includes first reference voltage generators 901 , 902 , 903 , and 904 including a division resistor in which a first resistor and a second resistor are connected in series to generate a reference voltage, and a preset a second reference voltage generator 905 that stores a plurality of reference voltage values and provides a reference voltage value corresponding to the request of the controller 1100 among the plurality of stored reference voltage values according to the request of the controller 1100 may be

일 예로, 제1 기준 전압 생성기는, 내부 전원 전압이 입력되는 입력단(901)과, 입력단(901)에 연결되어 내부 전원 전압이 입력되는 제1 저항(902)과, 제1 저항(902)에 일측이 연결되고 타측이 그라운드되는 제2 저항(903)과, 제1 저항(902)과 제2 저항(903) 사이의 노드에 연결되어 제1 저항(902)과 제2 저항(903)의 분배 저항에 의해 생성된 기준 전압을 제어부(1100)로 출력하는 출력단(904)을 포함할 수 있다.For example, the first reference voltage generator includes an input terminal 901 to which an internal power supply voltage is input, a first resistor 902 connected to the input terminal 901 to receive an internal power supply voltage, and a first resistor 902 . A second resistor 903 to which one end is connected and the other end to ground is connected to a node between the first resistor 902 and the second resistor 903 to distribute the first resistor 902 and the second resistor 903 An output terminal 904 for outputting the reference voltage generated by the resistor to the controller 1100 may be included.

여기서, 제1 기준 전압 생성기의 기준 전압(Ref)은, Ref = X * {R2/(R1+R2)} (여기서, X는 분배 저항에 인가되는 전압값, R1은 제1 저항값, R2는 제2 저항값임)으로 정해진 수식에 의해 산출될 수 있다.Here, the reference voltage Ref of the first reference voltage generator is Ref = X * {R2/(R1+R2)} (where X is a voltage value applied to the divider resistor, R1 is the first resistance value, R2 is It is the second resistance value) and may be calculated by an equation determined.

또한, 제2 기준 전압 생성기(905)는, 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고, 제어부(1100)의 요청에 따라 저장된 다수의 기준 전압값들 중 제어부(1100)의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공할 수 있다.In addition, the second reference voltage generator 905 stores a plurality of preset reference voltage values, and a reference voltage corresponding to the request of the controller 1100 among a plurality of stored reference voltage values according to the request of the controller 1100 . You can provide a value.

여기서, 제어부(1100)는, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 제1 버퍼부(402)의 출력단으로부터 입력되는 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부(900)에 미리 설정된 다수의 기준 전압값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수 있다.Here, the control unit 1100, the output voltage of the energy source input from the output terminal of the first buffer unit 402 of the maximum power point voltage extraction unit 400, and a plurality of reference voltages preset in the reference voltage generation unit 900 By comparing the values, it is possible to extract an optimal reference voltage.

즉, 제어부(1100)는, 에너지원의 출력 전압과 제1, 제2 기준 전압 생성기로부터 입력되는 다수의 기준 전압값들을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수도 있다.That is, the controller 1100 may extract an optimal reference voltage by comparing the output voltage of the energy source with a plurality of reference voltage values input from the first and second reference voltage generators.

다음, 제어부(1100)는, 기준 전압 생성부(900)로부터 생성된 기준 전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(1102)를 포함할 수 있다.Next, the controller 1100 may include an analog-to-digital converter 1102 that converts the reference voltage generated by the reference voltage generator 900 into a digital signal.

또한, 제어부(1100)는, 아날로그-디지털 변환부(1102)로부터 출력된 기준 전압을 토대로, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 선택부(403)를 제어하는 제어 신호 생성부(1101)를 포함할 수 있다.In addition, the control unit 1100, based on the reference voltage output from the analog-to-digital conversion unit 1102, the control signal generation unit 1101 for controlling the selection unit 403 of the maximum power point voltage extraction unit 400 may include

즉, 제어부(1100)는, 제어 신호 생성부(1101)를 포함할 수 있는데, 제어 신호 생성부(1101)는, 기준 전압 생성부(900)의 제2 기준 전압 생성기(905)로부터 제공되는 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 토대로, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 선택부(403)를 제어할 수 있다.That is, the control unit 1100 may include a control signal generator 1101 , which is provided in advance from the second reference voltage generator 905 of the reference voltage generator 900 . Based on the plurality of set reference voltage values, the selector 403 of the maximum power point voltage extractor 400 may be controlled.

경우에 따라, 제어 신호 생성부(1101)는, 출력 신호(1103)를 일정 시간 저장하는 기능을 포함할 수도 있다.In some cases, the control signal generator 1101 may include a function of storing the output signal 1103 for a predetermined time.

본 발명 제3 실시예는, 다양한 에너지원에 대응하기 위하여 분배 저항으로 기준 전압을 생성하는 제1 기준 전압 생성기와 미리 설정된 다수의 기준 전압들을 생성하는 제 2 기준 전압 생성기를 이용하여 이들 기준 전압값들을 조합하여 최대 전력 점 전압을 추출할 수 있다.The third embodiment of the present invention uses a first reference voltage generator that generates a reference voltage with a divider resistor and a second reference voltage generator that generates a plurality of preset reference voltages in order to respond to various energy sources, and these reference voltage values The maximum power point voltage can be extracted by combining them.

도 11은 본 발명 제4 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치를 보여주는 회로도이다.11 is a circuit diagram showing a maximum power point tracking device according to a fourth embodiment of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명 제4 실시예에 따른 최대 전력 점 추적 장치(100)는, 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부(400), 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(1000), 그리고 기준 전압 생성부(1000)로부터 생성된 기준 전압을 토대로 최대 전력 점 전압 추출부(400)를 제어하는 제어부(1200)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 11 , the maximum power point tracking apparatus 100 according to the fourth embodiment of the present invention includes a maximum power point voltage extraction unit 400 for extracting the maximum power point voltage, and for extracting the maximum power point voltage It may include a reference voltage generator 1000 that generates a reference voltage, and a controller 1200 that controls the maximum power point voltage extractor 400 based on the reference voltage generated by the reference voltage generator 1000 .

여기서, 최대 전력 점 전압 추출부(400)는, 본 발명 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the maximum power point voltage extraction unit 400 is the same as the first embodiment of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

또한, 기준 전압 생성부(1000)는, 외부에서 입력되는 외부 기준 전압값들을 저장하고, 제어부(1200)의 요청에 따라 저장된 외부 기준 전압값을 제공할 수도 있다.Also, the reference voltage generator 1000 may store external reference voltage values input from the outside, and provide the stored external reference voltage value according to the request of the controller 1200 .

여기서, 제어부(1200)는, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 제1 버퍼부(402)의 출력단으로부터 입력되는 에너지원의 출력 전압과 기준 전압 생성부(1000)에 저장된 외부 기준 입력값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출할 수도 있다.Here, the control unit 1200, the output voltage of the energy source input from the output terminal of the first buffer unit 402 of the maximum power point voltage extraction unit 400 and the external reference input value stored in the reference voltage generation unit 1000 By comparison, it is also possible to extract an optimal reference voltage.

이어, 제어부(1200)는, 제어 신호 생성부를 포함할 수 있는데, 제어 신호 생성부는, 기준 전압 생성부(1000)로부터 제공되는 미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 토대로, 최대 전력 점 전압 추출부(400)의 선택부(403)를 제어할 수 있다.Next, the control unit 1200 may include a control signal generation unit, the control signal generation unit, based on a plurality of preset reference voltage values provided from the reference voltage generation unit 1000, the maximum power point voltage extractor 400 ) of the selection unit 403 can be controlled.

경우에 따라, 제어 신호 생성부는, 출력 신호(1203)를 일정 시간 저장하는 기능을 포함할 수도 있다.In some cases, the control signal generator may include a function of storing the output signal 1203 for a predetermined time.

본 발명 제4 실시예는, 기준 전압 생성부(1000)가 외부 신호(2001)를 입력 받아 기준 전압값을 저장하는 메모리로 구성될 수 있다.According to the fourth embodiment of the present invention, the reference voltage generator 1000 may be configured as a memory that receives the external signal 2001 and stores the reference voltage value.

따라서, 본 발명 제4 실시예는, 외부 저항을 사용하지 않아 부품을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 그 저항에서 소비되는 전력을 절약할 수 있는 효과를 가질 수 있다.Accordingly, according to the fourth embodiment of the present invention, it is possible to reduce the number of components by not using an external resistor, as well as to save power consumed by the resistor.

이와 같이, 본 발명의 모든 실시예들은, 복수의 특정 전압 (VIN_i, i = 1, 2, 3....)을 입력 받는 경우를 포함할 수 있다.As such, all embodiments of the present invention may include a case in which a plurality of specific voltages (VIN_i, i = 1, 2, 3....) are input.

따라서, 본 발명은, 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부와 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하여 생성된 기준 전압에 따라 분배된 전압들 중 하나의 전압을 최대 전력 점 전압으로 추출함으로써, 전력 손실을 최소화하면서도 최대 전력 점을 추적할 수 있다.Accordingly, the present invention divides the reference voltage generator generating the reference voltage and the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, and extracts one of the divided voltages according to the generated reference voltage as the maximum power point voltage. By doing so, the maximum power point can be tracked while minimizing power loss.

또한, 본 발명은, 기존의 에너지원 출력 전압 감지에서 발생하는 전류 누설 문제, 높은 외부 저항을 설정할 때 발생하는 PCB 기생 성분 문제, 긴 샘플링 시간 문제 등을 제거할 수 있다.In addition, the present invention can eliminate the problem of current leakage that occurs in the conventional sensing of an output voltage of an energy source, a problem of a PCB parasitic component that occurs when setting a high external resistance, a problem of a long sampling time, and the like.

또한, 본 발명은, MCU 등을 사용하지 않고 최대 전력 점을 추출하기 위한 기준 전압값을 시스템 효율에 맞게 다양화하여 제공함으로써, 보다 효율적으로 에너지를 수집할 수 있다.Also, according to the present invention, energy can be collected more efficiently by diversifying and providing a reference voltage value for extracting a maximum power point according to system efficiency without using an MCU or the like.

또한, 본 발명은, 모던 에너지 수집 장치에 적용할 수 있고, 에너지 수집 장치를 활용하는 다양한 전원 장치, 통신 장치, 그리고 복합 센서 장치에 적용할 수 있다.In addition, the present invention can be applied to a modern energy collection device, and can be applied to various power supply devices, communication devices, and complex sensor devices utilizing the energy collection device.

이상, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Above, it is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다.The present invention described above can be implemented as computer-readable codes on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of the computer-readable medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc., and may also be implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet). also includes In addition, the computer may include a control unit of the terminal.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

100: 최대 전력 점 추적 장치
120: 최대 전력 점 전압 추출부
130: 제어부
140: 기준 전압 생성부100: maximum power point tracking device
120: maximum power point voltage extraction unit
130: control unit
140: reference voltage generator

Claims (15)

에너지원의 출력 전압으로부터 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 추적 장치에 있어서,
상기 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부;
상기 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부; 그리고,
상기 기준 전압 생성부로부터 생성된 기준 전압을 토대로, 상기 최대 전력 점 전압 추출부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 최대 전력 점 전압 추출부는,
상기 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 상기 선택된 전압을 상기 최대 전력 점 전압으로 추출하는 것을 특징으로 하고,
상기 최대 전력 점 추출부는,
상기 에너지원의 출력 전압을 입력받아 인에이블 신호에 따라 출력하는 제1 버퍼부;
상기 제1 버퍼부로부터 출력되는 전압을 다수의 전압들로 분배하는 전압 분배부;
상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 전압 분배부로부터 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하는 선택부; 그리고,
상기 선택부로부터 선택된 전압을 저장하고, 스위칭 신호에 따라 저장된 전압을 상기 최대 전력 점 전압으로 출력하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.A maximum power point tracking device for extracting a maximum power point voltage from an output voltage of an energy source,
a maximum power point voltage extracting unit for extracting the maximum power point voltage;
a reference voltage generator generating a reference voltage for extracting the maximum power point voltage; And,
A control unit for controlling the maximum power point voltage extraction unit based on the reference voltage generated by the reference voltage generation unit,
The maximum power point voltage extraction unit,
Divide the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, select one of the divided voltages according to a control signal of the controller, and extract the selected voltage as the maximum power point voltage and,
The maximum power point extraction unit,
a first buffer unit receiving the output voltage of the energy source and outputting it according to an enable signal;
a voltage divider dividing the voltage output from the first buffer unit into a plurality of voltages;
a selection unit for selecting one of the voltages divided from the voltage division unit according to a control signal of the control unit; And,
and a storage unit configured to store the voltage selected by the selection unit and output the stored voltage as the maximum power point voltage according to a switching signal. 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 최대 전력 점 추출부는,
상기 선택부로부터 선택된 전압을 일정 시간 저장하여 상기 저장부로 출력하는 제2 버퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.According to claim 1, wherein the maximum power point extraction unit,
Maximum power point tracking device, characterized in that it further comprises a second buffer for storing the voltage selected by the selection unit for a predetermined time to output to the storage unit. 제1 항에 있어서, 상기 최대 전력 점 추출부는,
상기 저장부에 저장된 전압을 소정 시간에 출력되도록 스위칭하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.According to claim 1, wherein the maximum power point extraction unit,
Maximum power point tracking device further comprising a switching unit for switching the voltage stored in the storage unit to be output at a predetermined time. 제4 항에 있어서, 상기 스위칭부는,
상기 저장부에 상기 선택부로부터 선택된 전압이 저장되는 시간 동안에 오프(off)되고, 상기 저장부에 저장된 전압이 출력되는 시간 동안에 온(on)되는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.5. The method of claim 4, wherein the switching unit,
Maximum power point tracking device, characterized in that the storage unit is turned off during the time the voltage selected from the selection unit is stored in the storage unit, and is turned on during the time the voltage stored in the storage unit is output. 제4 항에 있어서, 상기 스위칭부는,
상기 에너지원과 상기 제1 버퍼부 사이의 노드에 연결되어 상기 에너지원으로부터 입력되는 전압의 출력을 스위칭하는 제1 스위치; 그리고,
상기 저장부와 상기 선택부 사이의 노드에 연결되어 상기 저장부에 저장된 전압의 출력을 스위칭하는 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.5. The method of claim 4, wherein the switching unit,
a first switch connected to a node between the energy source and the first buffer unit to switch an output of a voltage input from the energy source; And,
and a second switch connected to a node between the storage unit and the selection unit to switch an output of the voltage stored in the storage unit. 제1 항에 있어서, 상기 기준 전압 생성부는,
제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항인 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.The method of claim 1, wherein the reference voltage generator comprises:
A maximum power point tracking device, characterized in that the first resistor and the second resistor are connected in series to form a dividing resistor to generate a reference voltage. 제7 항에 있어서, 상기 기준 전압 생성부는,
내부 전원 전압이 입력되는 입력단;
상기 입력단에 연결되어 상기 내부 전원 전압이 입력되는 제1 저항;
상기 제1 저항에 일측이 연결되고, 타측이 그라운드되는 제2 저항; 그리고,
상기 제1 저항과 제2 저항 사이의 노드에 연결되어 상기 제1 저항과 제2 저항의 분배 저항에 의해 생성된 기준 전압을 상기 제어부로 출력하는 출력단을 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.The method of claim 7, wherein the reference voltage generator comprises:
an input terminal to which an internal power supply voltage is input;
a first resistor connected to the input terminal to receive the internal power voltage;
a second resistor having one end connected to the first resistor and the other end grounded; And,
Maximum power point tracking device comprising an output terminal connected to a node between the first resistor and the second resistor and outputting a reference voltage generated by the dividing resistor of the first resistor and the second resistor to the controller . 에너지원의 출력 전압으로부터 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 추적 장치에 있어서,
상기 최대 전력 점 전압을 추출하는 최대 전력 점 전압 추출부;
상기 최대 전력 점 전압 추출을 위한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부; 그리고,
상기 기준 전압 생성부로부터 생성된 기준 전압을 토대로, 상기 최대 전력 점 전압 추출부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 최대 전력 점 전압 추출부는,
상기 에너지원의 출력 전압을 다수의 전압들로 분배하고, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 분배된 전압들 중 하나의 전압을 선택하며, 상기 선택된 전압을 상기 최대 전력 점 전압으로 추출하는 것을 특징으로 하고,
상기 기준 전압 생성부는,
미리 설정된 다수의 기준 전압값들을 저장하고, 상기 제어부의 요청에 따라 상기 저장된 다수의 기준 전압값들 중 상기 제어부의 요청에 상응하는 기준 전압값을 제공하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.A maximum power point tracking device for extracting a maximum power point voltage from an output voltage of an energy source,
a maximum power point voltage extracting unit for extracting the maximum power point voltage;
a reference voltage generator generating a reference voltage for extracting the maximum power point voltage; And,
A control unit for controlling the maximum power point voltage extraction unit based on the reference voltage generated by the reference voltage generation unit,
The maximum power point voltage extraction unit,
Divide the output voltage of the energy source into a plurality of voltages, select one of the divided voltages according to a control signal of the controller, and extract the selected voltage as the maximum power point voltage and,
The reference voltage generator,
Stores a plurality of preset reference voltage values, and provides a reference voltage value corresponding to the request of the controller among the plurality of stored reference voltage values according to the request of the controller. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 에너지원의 출력 전압과 상기 기준 전압 생성부에 미리 설정된 다수의 기준 전압값을 비교하여, 최적의 기준 전압을 추출하는 것을 특징으로 하는 최대 전력 점 추적 장치.10. The method of claim 9, wherein the control unit,
Maximum power point tracking device, characterized in that by comparing the output voltage of the energy source and a plurality of reference voltage values preset in the reference voltage generator to extract an optimal reference voltage. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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