KR20100129680A - Charge pump apparatus for weak power recycling based on connection range control of series capacitor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A charging device for recycling weak power based on a serial connection control of a capacitor is provided to reduce installation costs by directly charging a storage battery with a high voltage using a generation facility with a low voltage. CONSTITUTION: A boosting unit is connected between a generation facility(1) and a storage battery system(2). A second weak power sensing controller(3-1b) control the output power of the generation facility within a sweep range by a plurality of switches(3-2-1 to 3-2-n). One ends of the plurality of switches are connected to a plurality of capacitors(C1-Cn). The other ends of the plurality of switches are connected to the generation facility. A second power boosting unit(3-2b) controls the voltage to the charging power of the storage battery system.

Description

커패시터 직렬접속 제어 기반의 미약 전력 재활용 충전장치{ Charge pump apparatus for weak power recycling based on connection range control of series capacitor }Charge pump apparatus for weak power recycling based on connection range control of series capacitor}

본 발명은 축전지보다 발전기 전압이 낮아졌을 때도 축전지의 충전이 가능토록, 복수의 커패시터를 직렬 연동하는 스위칭 제어 기술이다.The present invention is a switching control technology for interlocking a plurality of capacitors in series so that the battery can be charged even when the generator voltage is lower than that of the battery.

자연현상을 재생 에너지원으로 이용하는 발전기술에는 풍력, 파력, 조력, 태양광 등 여러 가지가 있으며, 각각 풍력발전기, 파력발전기, 조력발전기, 태양광발전기(태양전지)로 불리고 있다. 이로부터의 발전전력은 교류(AC)를 출력하여 적정한 부하 전압에 맞도록 필요시 정류하거나, 부하에 연결된 축전지를 직접 충전하는 직류(DC)를 출력하도록 구성된다.There are many kinds of power generation technologies using natural phenomena as a renewable energy source, such as wind power, wave power, tidal power, and solar power, and they are called wind power generators, wave power generators, tidal power generators, and solar power generators (solar cells). The generated power therefrom is configured to output alternating current (AC) to rectify as necessary to meet an appropriate load voltage, or to output direct current (DC) directly charging a storage battery connected to the load.

여기에서 종래의 자연력 예를 들어 풍력 및 파력의 경우에는 바람의 '강' '약' 및 파고의 '고' '저'에 따른 변화, 조력의 경우는 '조금'과 '사리'의 물때에 따른 변화, 그리고 태양광의 경우는 맑은 날과 흐린 날의 차이는 물론 아침과 저녁 무렵 및 지역에 따른 일조량 변화를 항상 수반하게 되며, 이러한 차이는 결국 역률(발전설비의 전체 작동기간 동안 실제로 부하로 공급되는 유효전력이 얻어지는 시 간율을 말하며, 통상적인 용어해석에 불구하고 본 발명에서 역률은 이와 같이 정의한다)이 일정하지 않은 문제점으로 나타난다.Here, in the case of the conventional natural force, for example, wind and wave power, changes in the 'strong', 'weak' and 'high' and 'low' of the wind, and in the case of tidal power Changes, and in the case of sunlight, always involve the difference between sunny and cloudy days, as well as changes in sunshine in the mornings and evenings, and in the region, which in turn results in a power factor (actually supplied to the load during the entire operating period of the plant). It refers to the time rate at which the effective power is obtained, and despite the conventional terminology, the power factor is defined as such in the present invention).

종래에는 역률을 최대한 높이기 위하여 발전기의 전압을 비교적 높게 설정하여 가능한 한 낮은 에너지에서도 부하에 전원을 공급하도록 하는 한편 큰 에너지에 의하여 높은 전압으로 상승될 때는 자동전압조절기로서 그 불필요하게 높아진 부분을 억제하는 구성을 채택하였는데, 이 경우 적은 에너지에서의 낮은 발전전압과 정상상태의 높은 발전전압의 차이는 결국 효율을 저하시키는 문제로 된다.Conventionally, in order to increase the power factor as much as possible, the voltage of the generator is set relatively high so that the power can be supplied to the load even at the lowest possible energy, and when the voltage rises to the high voltage by the large energy, the unnecessary voltage is suppressed as the automatic voltage regulator. In this case, the difference between low power generation voltage at low energy and high power generation voltage at steady state becomes a problem of lowering efficiency.

즉 도 1을 통하여 알 수 있듯이 바람이나 파도의 세기가 큰 상황에서만 부하에 적정하게 전력(e)을 공급토록 발전전압을 설정(A)하는 경우에는 전체적인 기간(t) 동안 발전설비가 유효하게 작동하는 기간(역률)이 적어질 수밖에 없으며, 이를 개선코자 바람이나 파도가 약한 경우에도 부하에 적정한 전력(e)을 공급토록 발전전압을 설정(B)하는 경우에는 전체적인 기간(t) 동안 발전설비가 유효하게 작동하는 기간(역률)은 증가하지만 강한 에너지(P점)가 발생할 경우 자동전압조절기를 통해 전력을 억제하는 손실(P점과 B선의 차이가 지나치게 크게 됨을 말하며, 이하 이를 초과전압이라 함)이 클 수밖에 없다는 것이다. 또한 설정기준을 A점에서 B점으로 변경한다는 것은 결국 발전전압을 높게 설정한다는 것이기도 하므로 이에 따른 발전설비의 권선(용량)증가 등의 비효율적 문제점이 있다. 예를 들어 부하가 24V축전지인 상태에서 충전 가능한 기준점 A를 24V로 설정했다면 24V보다 높은 전압발생 시간동안에만 충전이 가능하므로 전체적인 기간으로 보아서는 20% 정도에 그치는 문제점이 있다(이때 P점은 약 30V에 이름을 도 1에서 눈짐작으로도 예상할 수 있을 것이다). 반면에 충전 가능한 기준점 B를 24V로 설정한 경우는 전체 발전기간 중 충전이 가능한 기간은 80% 이상에 이르지만 이 경우 P점의 전압이 상대적으로 높아져 예컨대 그래프로서 예상할 수 있듯이 최대점이 100V 이상에 달하기도 하므로 특히 자동전압조절기 내에서 삭감되는 100V-24V=76V(76%)가 손실로 되고 고전압에 따른 안전성 문제도 대두됨을 이 분야 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.That is, as shown in FIG. 1, when the generation voltage is set (A) so that the power (e) is properly supplied to the load only under the condition of high wind or wave strength, the power generation equipment operates effectively for the entire period (t). In order to improve this, even if the wind or the wave is weak, the power generation equipment is set for the whole period (t) when the generation voltage is set to supply the proper power (e) to the load (B). The period of effective operation (power factor) increases, but the loss of suppressing power through the automatic voltage regulator when strong energy (P point) occurs (that is, the difference between P point and B line becomes too large, hereinafter referred to as excess voltage) This is inevitably big. In addition, changing the setting criterion from point A to point B means that the power generation voltage is set to be high, and thus there is an inefficient problem such as an increase in the winding (capacity) of the power generation equipment. For example, if the reference point A that can be charged while the load is a 24V battery is set to 24V, it can be charged only during the voltage generation time higher than 24V, so there is a problem of only about 20% in terms of the overall period (the P point is about The name at 30V can also be expected as an eye guess in Figure 1). On the other hand, if the chargeable reference point B is set to 24V, the charging period between all generators reaches 80% or more, but in this case, the voltage at the P point is relatively high, so that the maximum point reaches 100 V or more, for example, as can be expected from the graph. As will be described later, it will be readily apparent to those skilled in the art that 100V-24V = 76V (76%), which is cut down in the automatic voltage regulator, is lost and safety problems are also raised due to high voltage.

태양광발전설비(태양전지를 포함한다)의 경우는 도 2와 같이 묘사되는 바, 이 역시 흐린 날과 아침저녁 무렵에서 효과적인 발전효과를 이루도록 하기 위하여는 발전전압을 B점으로 설정 즉 발전전압을 상시 높게 설정할 필요가 있는데, 이 경우 정오에 발생하는 P점과의 손실이 문제로 대두된다. 뿐만 아니라 태양광발전설비에서 발전전압을 높인다는 것은 곧 태양전지 셀의 수량을 증가하는 것이므로, 셀의 수량증가에 따른 설치비 및 장소(공간) 부담, 시공의 복잡 및 가격의 증가 문제점도 수반되는 것이다. 이를 감안하여 현대의 태양전지는 1일중 약 4시간만 충전할 수 있게 설계하고 있다.In the case of photovoltaic power generation equipment (including solar cells), it is depicted as shown in FIG. 2, and in order to achieve an effective power generation effect on a cloudy day and morning and evening, the power generation voltage is set to B point, that is, It is necessary to set it high all the time. In this case, the loss with P point occurring at noon becomes a problem. In addition, increasing the power generation voltage in a photovoltaic power plant means increasing the number of solar cells, which is accompanied by problems such as installation cost, place (space), complexity of construction, and price due to the increase in the number of cells. . In view of this, modern solar cells are designed to charge only about 4 hours a day.

따라서 이러한 문제점을 해결하는 새로운 착상이 있다면 에너지원이 일정하지 않은 풍력, 파력, 조력, 태양광은 물론 기타 동일한 비일정 재생에너지 부분에서 역률을 대폭 개량하는 큰 효과를 얻을 수 있음을 예상하기 어렵지 않을 것이다.Therefore, it is not difficult to anticipate that the new idea of solving this problem is that the energy source can achieve a great effect of greatly improving the power factor in the non-constant wind, wave, tidal, solar and other non-constant renewable energy sectors. will be.

본 발명의 제1목적은 약한 에너지원 내지 강한 에너지원으로 변동되는 자연 현상에 적응하여서 고효율 전력을 얻을 수 있는 미약전력 재활용 충전장치를 제공 코자 함에 있다.The first object of the present invention is to provide a weak power recycling charging apparatus that can obtain high efficiency power by adapting to natural phenomena varying from weak energy source to strong energy source.

본 발명의 제2목적은 당초부터 낮은 전압의 발전설비로서도 그보다 높은 고전압의 축전지를 직접 충전시키도록 구비함으로써 발전설비의 규모를 줄이고 가격을 저렴화 시키며, 전력의 생산이 효율적으로 이루어지도록 하는 수단을 제공코자 함에 있다.The second object of the present invention is to provide a means for reducing the size of the power generation facilities, reducing the price, and efficiently producing power by being provided to directly charge a higher voltage storage battery even in the low voltage power generation facilities from the beginning. It's in Kozaham.

본 발명의 제3목적은 각종 발전설비에 다양하게 활용할 수 있는 기초기술로서 본 발명이 활용되는 수단 내지 방법을 제공코자 함에 있다.It is a third object of the present invention to provide a means or a method in which the present invention is utilized as a basic technology that can be utilized in various power generation facilities.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 예(도 8)에 따른 미약전력 재활용 충전장치는: 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제2미약전력감지제어부(3-1b);와, 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn) 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제2미약전력감지제어부(3-1b)가 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되는 제2전력승압부(3-2b);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A weak power recycling and charging device according to a first example of the present invention (FIG. 8) for achieving the above technical problem includes: a booster unit 3 connected between a power generation facility 1 and a storage battery system 2; The booster 3 is provided with a connection control device for controlling the output power of the power generation equipment 1 to a sweep range by switching a plurality of switches 3-2-1 ... 3-2-n. A plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series with one side end of the plurality of switches 3-2-1 ... 3-2-n; The second weak power detection control unit 3- by connecting the other terminal of the plurality of switches (3-2-1 ... 3-2-n) to the power generation facility (1). 1b) changes the series interlocking quantity of the charge and discharge capacitors C1 ... Cn as the plurality of switches 3-2-1 ... 3-2-n are connected to the sweep range and controlled. A second power boosting unit 3-2b in which the boosting is adjusted to reach the charging power of (2); It consists of; consisting of.

또한 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 예(도 14)에 따른 미약전력 재활용 충전장치는: 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제3미약전력감지제어부(3-1c);와, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)에 연결되는 복수의 커패시터(C1...Cn)를 구비하고, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)가 전환접속 제어하는데 따라 상기 복수의 커패시터(C1...Cn)가 병렬충전 및 직렬방전 될 수 있도록 결합하여서, 상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 연동수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되는 제3전력승압부(3-2c);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the weak power recycling and charging device according to a second example (Fig. 14) of the present invention for achieving the above technical problem: a boosting unit (3) connected between the power generation facility (1) and the battery system (2); The step-up unit 3 includes a sweep range by switching the output power of the power generation equipment 1 by switching a plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn). A third weak power detection control unit 3-1c for connection control to the plurality of capacitors; and a plurality of capacitors C1. Which are connected to the plurality of switches SH1... SHn, SL1 .. SLn, SC1 .. SCn. Cn) and the plurality of capacitors C1 ... Cn are connected in parallel as the plurality of switches SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn control switching connection. In combination so as to be charged and serially discharged, the third weak power detection control unit 3-1c controls the plurality of switches SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn to a sweep range. Number of interlocks of charge and discharge capacitors (C1 ... Cn) due to connection control Characterized in that it comprises; configuration consisting of; a third power change step-up portion (3-2c) is a step-up control so as to reach to the charging power of the battery system (2).

또한 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제3 예(도 15)에 따른 미약전력 재활용 충전장치는: 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2)로 전환접속 제어하는 제4미약전력감지제어부(3-1d);와, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn)의 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제4미약전력감지제어부(3-1d)가 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전 전력에 달하도록 승압이 조절되며, 또한 부가된 커패시터(Ccom)와 스위치(DS1, DS2, Sg2)의 제어로서 충방전 경로를 성립하는 제4전력승압부(3-2d);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a weak power recycling and charging device according to a third example (Fig. 15) of the present invention for achieving the above-described technical problem: a boosting unit (3) connected between the power generation facility (1) and the battery system (2); The booster 3 includes: a fourth weak power for switching connection control of the output power of the power generation equipment 1 to a plurality of switches S1 ... Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2. A sensing controller 3-1d; and one end of the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 to each terminal of the plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series, and the plurality of switches By connecting the other one end of the switches (S1 ... Sn, Sg1) to the power generation facility (1), the fourth weak power detection control unit (3-1d) is the plurality of switches (S1 ... Sn, Step-up voltage is adjusted to reach the charging power of the battery system 2 as a change in the series interlocking quantity of the charge and discharge capacitors (C1 ... Cn) according to the connection control of Sg1) to the sweep range, and the added capacitor ( Ccom) and a fourth power booster 3-2d for establishing a charge / discharge path as a control of the switches DS1, DS2, and Sg2.

또한 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제4 예(도 16)에 따른 미약전력 재활용 충전장치는: 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 『「상기 발전설비(1)의 출력전력을 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제3미약전력감지제어부(3-1c);와, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)에 연결되는 복수의 커패시터(C1...Cn)를 구비하고, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)가 전환접속 제어하는데 따라 상기 복수의 커패시터(C1...Cn)가 병렬충전 및 직렬방전 될 수 있도록 결합하여서, 상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 연동수량 변화로서 승압이 조절되는 제3전력승압부(3-2c);」 및 「상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2)로 전환접속 제어하는 제4미약전력감지제어부(3-1d);와, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn)의 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제4미약전력감지제어부(3-1d)가 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 승압이 조절되며, 또한 부가된 커패시터(Ccom)와 스위치(DS1, DS2, Sg2)의 제어로서 충방전 경로를 성립하는 제4전력승압부(3-2d);」를 구비하고, 「상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)에 연동되는 제3전력승압부(3-2c)와 제4미약전력감지제어부(3-1d)에 연동되는 제4전력승압부(3-2d)를 직렬로 결합 또는 선택적 택일 작동하도록 구성된 제5전력승압부(3-2e);」로 연결하여서』 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압하는 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the weak power recycling and charging device according to the fourth example (Fig. 16) of the present invention for achieving the above technical problem: a boosting unit (3) connected between the power generation facility (1) and the battery system (2); And, the booster 3; "The output power of the power plant 1 by switching a plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn) A third weak power detection control unit 3-1c for controlling connection in the sweep range; and a plurality of capacitors connected to the plurality of switches SH1... SHn, SL1 .. SLn, SC1 .. SCn. C1 ... Cn, and the plurality of capacitors C1 ... Cn as the plurality of switches SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn control switching connection. The third weak power detection control unit 3-1c sweeps the plurality of switches SH1... SHn, SL1 .. SLn, SC1 .. SCn. Interlocking of charge and discharge capacitors (C1 ... Cn) by connection control in the range A third power booster 3-2c in which boosting is controlled as a change in quantity; and " output power of the power plant 1 to a plurality of switches S1 ... Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2. A fourth weak power detection control unit 3-1d for switching connection control; and a plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series with one end of the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1. The fourth weak power detection control unit 3-1d is connected to each terminal, and the other one end of the plurality of switches S1 ... Sn and Sg1 is connected to the power generation facility 1. Step-up is controlled as the series interlocking quantity change of the charge and discharge capacitors C1 ... Cn according to the connection control of the switches S1 ... Sn, Sg1 to the sweep range, and the added capacitor Ccom and the switch ( And a fourth electric power boosting unit 3-2d for establishing a charge / discharge path as the control of DS1, DS2, Sg2), and the third electric power interlocked with the third weak power sensing control unit 3-1c. Step-up section 3-2c and fourth weak power A fifth power booster 3-2e configured to couple or selectively operate in series with or in series with the fourth power booster 3-2d interlocked with the sensing control unit 3-1d; It characterized in that it comprises a; configuration to boost to reach the charging power of 2).

또한 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제5 예(도 17)에 따른 미약전력 재활용 충전장치는: 복수의 출력단자를 구비한 발전설비(1)와 통상적인 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력 전력을, 복수의 스위치(Ss 1-1...Ss n-1, Sp 1-1...Sp n-1) 중 하나 이상으로 전환접속 하는 제6미약전력감지제어부(3-1f); 상기 제6미약전력감지제어부(3-1f)로서 전환접속 되는 상기 복수의 스위치(Ss 1-1...Ss n-1, Sp 1-1...Sp n-1) 중 하나 이상의 접점 전환에 따라 상기 발전설비(1)의 기전력이 승압되도록 출력단자를 변경결선 하는 제6전력승압부(3-2f);로 이루어져서, 축전지계통(2)보다 발전설비(1)의 출력 전위가 낮을 때 발전설비(1)의 결선이 승압되도록 자동으로 변경하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a weak power recycling and charging device according to a fifth example (Fig. 17) of the present invention for achieving the above-described technical problem: between the power plant (1) having a plurality of output terminals and the conventional battery system (2) And a booster unit 3 connected to the booster unit 3, and the booster unit 3 supplies the output power of the power plant 1 to a plurality of switches Ss 1 -1 ... Ss n-1, Sp. A sixth weak power detection control unit 3-1f which switches to one or more of 1-1 ... Sp n-1); The sixth control transition detection weak power connecting the plurality of switches (Ss 1- 1 ... Ss n- 1, Sp 1- 1 ... Sp n-1) at least one switch contact of which is a (3-1f) According to the sixth power step-up section (3-2f) for changing the output terminal so that the electromotive force of the power generation equipment (1) is boosted, when the output potential of the power generation equipment (1) than the battery system (2) It characterized in that it comprises a configuration for automatically changing the connection of the power generation equipment (1) to be boosted.

위와 같은 목적의 본 발명은 약한 에너지 상황에서의 낮은 기전력(전압)에서도 축전지 충전이 가능토록 함으로써 전체 충전가능 기간을 대폭 늘리는, 즉 역률을 극대화시키는 효과가 있다. 나아가 이를 통하여 높은 에너지에서 발생하는 초과 전압 전력손실도 방지 및 안전성도 강화할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of significantly increasing the total chargeable period, that is, maximizing the power factor by allowing the battery to be charged even at low electromotive force (voltage) in a weak energy situation. Furthermore, this prevents excess voltage power loss occurring at high energy and enhances safety.

또한 본 발명은 발전설비의 발전전압을 보다 낮게 할 수 있음으로써 발전기의 권선 횟수를 줄이고 나아가 태양전지 발전설비의 경우는 직렬로 연결되는 셀의 수량을 최소화시켜 태양전지판의 설치면적과 설치단가 등을 절감하는 효과가 있다.In addition, the present invention can reduce the number of windings of the generator by lowering the power generation voltage of the power generation equipment, and furthermore, in the case of solar cell power generation equipment to minimize the number of cells connected in series, the installation area and installation cost of the solar panel There is a saving effect.

또한 본 발명은 풍력, 파력, 조력, 태양광은 물론, 요동특성을 이용하는 휴대폰, 차량, 선박의 충전 기능 등 기전력이 일정하지 않은 모든 발전설비에 이용할 수 있는 다목적의 효과가 있고, 나아가 이에 관한 다양한 파생적 응용발명 내지 응용기술을 창출하는 효과도 있다.In addition, the present invention has a multi-purpose effect that can be used in all power generation facilities, such as wind power, wave power, tidal power, solar power, charging function of a mobile phone, a vehicle, a ship using the swing characteristics, and also various There is also the effect of creating derivative application inventions or application technologies.

[선행기술][Prior technology]

본 발명은 충전대상인 축전지의 전압보다 발전설비의 기전력(전압)이 낮더라도 펌핑(pumping)으로 충전이 가능토록 하는 원리이므로 이에 대응되는 종래기술은 찾아 볼 수 없다. 즉 자연 낙차를 이용하는 종래기술은 발전설비의 기전력(본 발명에서 기전력이라 함은 주로 발전설비에서 얻어지는 발전 전압을 말한다)이 충전전압보다 높아야만 충전이 가능하기 때문이다. 비록 교류발전기의 출력을 변압기로 승압시켜서 미소 기전력일 때도 충전이 가능토록 하는 구성을 생각해 볼 수는 있으나 이 경우는 정상 기전력일 때 초과전압이 높아지게 되므로 손실이 매우 크고 입력전원의 안전성도 문제로 대두됨은 앞서 종래기술의 문제점으로 지적한 바와 같다.Since the present invention is capable of charging by pumping even if the electromotive force (voltage) of the power generation facility is lower than the voltage of the battery to be charged, the related art is not found. That is, the prior art using a natural drop is because charging is possible only when the electromotive force of the power generation equipment (in the present invention, the electromotive force refers mainly to the power generation voltage obtained from the power generation equipment) is higher than the charging voltage. Although it is possible to think of a configuration in which the output of the alternator is boosted by a transformer so that it can be charged even in the case of the micro electromotive force, in this case, the overvoltage becomes high in the normal electromotive force, so the loss is very large and the safety of the input power also becomes a problem. As described above is a problem of the prior art.

대한민국 공개특허공보의 공개번호 특2002-0087100(2002.11.21.)호는 '울트 라 커패시터 기반의 다이내믹하게 조절되는 전하 펌프전력 컨버터'에 관한 것이므로 커패시터를 이용한 펌프(pump) 작용에서 서로 대비해 볼 수 있다. 이에 관하여 상기 선행기술은 휴대용 전자 장치인 부하에 전원을 제공하는 컨버터로서의 목적 하에, 플라잉 울트라-커패시터(CUF)를 포함하는 전하 펌프의 스위치 매트릭스를 다이내믹한 동작 주파수로서 변화시킴으로써 수요에 따른 안정된 승압 내지 강압 전력을 제공하는 구성임을 알 수 있다. 즉 울트라 커패시터(CUF)의 주파수응답특성과 스위칭주파수를 상호 대응시킴으로써 전압의 안정된 제어를 달성하는 것이며, 따라서 당연히 다이내믹한 제어부분에서 핵심을 이루고 있다. 또한 상기 선행기술은 하나뿐인 펌핑 커패시터(CF)의 스위칭 작동주파수를 조절하여 출력단 커패시터(CL)의 전압을 최대 2배 이내에서 조절토록 하는 것이므로, 본 발명이 2배압보다 높은 범위도 대상으로 하는 점과 상이하고, 또한 상기 선행기술은 '단일 울트라 커패시터+다이내믹한 복수의 동작주파수로 스위칭'시키는 것인 반면, 본 발명은 '복수의 일반 커패시터+고정적인 단일 동작주파수로 스위프(스윙) 스위칭'하는 것에서 서로 개념에서부터 상이하다. 상기 선행기술은 단일 커패시터를 동작주파수로 제어하여 승압 및 강압을 동시에 이루고자 하는 것인 반면, 본 발명은 복수의 커패시터를 중첩(stack)으로 연결하여서 승압의 높이를 특히 크게 하는 점에서 착상이 상이한 것이다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0087100 (Nov. 21, 2002) relates to an 'ultra capacitor-based dynamically regulated charge pump power converter', so it can be contrasted with each other in the pump operation using a capacitor. have. In this regard, the prior art, for the purpose of a converter for supplying power to a load, which is a portable electronic device, by changing the switch matrix of the charge pump including the flying ultra-capacitor (CUF) as a dynamic operating frequency to a stable step-up to demand It can be seen that the configuration provides the step-down power. In other words, the stable response of the voltage is achieved by matching the frequency response characteristics of the ultra-capacitor (CUF) with the switching frequency. Therefore, it is naturally essential in the dynamic control part. In addition, the prior art is to adjust the switching operating frequency of only one pumping capacitor (CF) to adjust the voltage of the output stage capacitor (CL) within a maximum of 2 times, the present invention also targets a range higher than 2 times the pressure And the prior art is to 'switch to a single ultra capacitor + a plurality of dynamic operating frequencies', while the present invention is to 'sweep (swing) switching to a plurality of common capacitors + a fixed single operating frequency'. Are different from each other in concept. Whereas the prior art is to control the single capacitor at the operating frequency to achieve the step-up and step-down simultaneously, the present invention is different in concept in that the height of the step-up particularly by connecting a plurality of capacitors in a stack (stack) .

무엇보다도 본 발명은 마치 지하수를 끓어 올리는 펌프와 같은 작용으로 미약한 전력을 축전지계통의 요구전압 이상이 되도록 끌어올리는 것이므로 이러한 개념적 발상 및 그 발상을 달성하기 위한 세부적인 기술을 종래에는 찾아볼 수 없는 것이다. 상기 선행기술은 축전지의 전하를 부하로 공급하는데 있어서 일정범위 안정된 전압으로 공급토록 하는 개념이므로 착상부터 상이하다.Above all, the present invention is to raise the weak power to be above the required voltage of the battery system by acting as a pump to boil the groundwater, so that the conceptual concept and the detailed technology for achieving the idea cannot be found in the prior art. will be. The prior art is different from the concept since the concept of supplying the charge of the battery to the load to a certain range of stable voltage.

구체적인 설계는 실시단계에서 더 부가 또는 변형될 수 있으나, 대표적 바람직한 구성을 하나씩 들어 도시 설명하는 이하 구성 및 작용 설명만으로도 본 발명의 기술사상을 잘 알 수 있을 것이다. 다만 이하 실시예로 도시한 회로 내지 구성요소 간 연동체계는 본 발명을 한정하는 의미가 아니며, 부품의 설계에 따라 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 실시예가 존재할 수 있다.Although the specific design may be further added or modified in the implementation stage, the technical spirit of the present invention may be well understood by only the following configuration and operation description illustrated for a typical preferred configuration. However, the interworking system between circuits or components shown in the following embodiments is not meant to limit the present invention, and various embodiments may exist within the technical scope of the present invention according to the design of the parts.

먼저, 종래기술에 관한 문제점을 설명하기 위하여 도시한 것이 도 3으로서, 도 3은 통상적인 발전설비(1)와 정류기(2-1)와 자동전압조절기(2-2)와 축전지(2-3)를 연결한 구성을 나타낸다. 만약 발전설비(1)의 출력이 직류라면 정류기(2-1)는 생략됨은 물론이며, 경우에 따라서는 자동전압조절기(2-2)도 생략되고 축전지(2-3)에 직접 연결될 수 있다.First, FIG. 3 is a diagram illustrating a problem related to the prior art, and FIG. 3 illustrates a conventional power generation equipment 1, a rectifier 2-1, an automatic voltage regulator 2-2, and a storage battery 2-3. ) Shows the concatenated configuration. If the output of the power generation equipment 1 is a direct current, the rectifier 2-1 may be omitted, and in some cases, the automatic voltage regulator 2-2 may be omitted and may be directly connected to the storage battery 2-3.

도 3에서 축전지(2-3)가 DC24V인 경우 충전이 가능토록 하려면 최소한 24V 이상의 전압이 필요함은 이 분야 상식적인 사항이다. 실제로 DC24V 축전지를 충전하는 데는 자연낙차가 일어나도록 하는 전압차이로서 최소한 DC26V가 필요하지만 본 발명에서는 원리적으로 설명하기 위하여 그와 같은 지엽적 수치는 일일이 제시하지 않기로 한다. 따라서 이하 본 발명의 명세서는 동일한 수준의 시각에서 이해하기 바란다.In FIG. 3, when the battery 2-3 is DC24V, at least 24V or more voltage is required to enable charging. Actually, at least DC26V is required as a voltage difference that causes a natural drop to charge a DC24V battery. However, in the present invention, such local values will not be presented in order to explain in principle. Therefore, the specification of the present invention will be understood from the same level of view.

대부분의 발전기는 회전력에 따라 기전력(전압)의 크기가 달라지므로, 저속 의 회전수를 기준으로 충전이 가능토록 발전전압을 설정한 경우 정상적인 회전수에서는 기전력이 대폭 증가할 것이 당연하다. 자동전압조절기(2-2)는 이 경우 그 높아지는 부분을 자체적으로 억제하여서 축전지에는 일정범위의 전압이 가해지도록 조절하는 역할을 수행한다.Since most generators have different magnitudes of electromotive force (voltage) depending on the rotational force, it is natural that the electromotive force will increase significantly at normal rotational speed when the generation voltage is set so that charging is possible based on the low rotational speed. In this case, the automatic voltage regulator 2-2 suppresses the rising portion by itself and serves to adjust the storage battery so that a certain range of voltage is applied thereto.

여기에서 풍력, 파력, 조력, 차량, 선박용 발전기의 종래기술에는 두 가지의 문제점이 있음을 알 수 있다. 우선 저속의 회전수에서도 충분한 기전력을 얻도록 하려면 그 만큼 발전기 코일의 권선수가 많아져야 하고 그에 따라 외형과 가격이 상승한다는 점이다. 두 번째로는 높은 기전력을 억제시킨다는 것은 결국 충전 전압 내지 전류가 일정할 것을 전제로 하는 충전회로에 있어서는 그 만큼 발전전력의 손실을 가져 온다는 것이다. 요즈음 거의 대부분의 발전기는 정류기와 자동전압조절기를 내장시켜서 어느 일정이상의 회전수에서는 여자 전류를 조절하여 출력전압을 일정하게 하는 수단을 부가하고 있으나, 미세한 전압의 조절까지 폭넓게 감당하기는 어려우므로 이 경우 초저속에서의 발전은 실질적으로 이루어내지 못하고 있다. 즉 정밀한 자동전압조절기는 전력의 손실을 유발하고 통상적인 발전기 여자전류조절용 자동전압조절기 부가 발전기는 미소한 에너지(회전수)에서 기전력이 낮아지는 문제점이 있다는 것이다.Here it can be seen that there are two problems in the prior art of wind, wave, tidal, vehicle, marine generators. First of all, in order to obtain sufficient electromotive force even at a low speed, the number of turns of the generator coil must be increased and the appearance and price increase accordingly. Secondly, suppressing high electromotive force results in a loss of generated power in a charging circuit that assumes a constant charging voltage or current. Nowadays, most generators have built-in rectifiers and automatic voltage regulators, which add a means to regulate the excitation current at a certain number of revolutions to keep the output voltage constant, but it is difficult to handle a wide range of minute voltages. The development at ultra low speed has not been realized. That is, a precise automatic voltage regulator causes a loss of power, and a conventional generator-adjusted automatic voltage regulator additional generator has a problem in that the electromotive force is lowered at a minute energy (rotational speed).

특히 도 4와 같은 태양전지 구성의 경우는 도 3과 같은 발전기에서의 여자코일 이용 자동전압조절기를 구성할 수도 없으므로, 축전지의 전압이 높아질수록 직렬로 연결될 셀의 수량이 많아지게 된다. 즉 DC24V 축전지를 충전하기 위하여는 예컨대 2V 태양전지를 12개 직렬로 연결하는 것이 필요하고, 마찬가지 원리로서 DC100V 축전지를 충전시키는 데는 셀을 50개 직렬 연결해야 한다.In particular, in the case of the solar cell configuration as shown in FIG. 4, the excitation coil using an automatic voltage regulator in the generator as shown in FIG. 3 cannot be configured. As the voltage of the storage battery increases, the number of cells to be connected in series increases. That is, in order to charge a DC24V battery, for example, it is necessary to connect 12 2V solar cells in series, and similarly, to charge a DC100V battery, 50 cells must be connected in series.

각 셀의 기전력에 있어서도 태양광이 흐린 경우까지 감안한 전압설계로서 예컨대 24V 충전을 위하여 2V 셀을 40개로 한 경우 정상적인 태양광에서는 96V에 이르므로 이러한 정상적인 태양광 아래에서의 억제된 72V 만큼의 자동전압조절기 기능은 결국 손실로 낭비되고 마는 것이며, 이러한 구성에서는 오히려 자동전압조절기의 안전성과 방열도 새로운 문제로 대두되는 것이다. 따라서 이러한 손실을 축소하기 위하여 실무에서는 셀의 수량을 그 중간 부분으로 설정함으로써 손실과 역률의 절충을 기하는 형태로 구성하고 있는 실정이며, 이에 따라 태양전지로서 충전이 가능한 시간대는 평균적으로 1일 4시간 정도로 잡고 있다. 즉 1일 일조량 약 12시간 중 나머지 8시간은 충전시간대로 활용하지 못하는 것이다. 본 발명의 목표 중 하나는 최소한 이러한 충전시간을 늘리자는 데에 있다.Even in the electromotive force of each cell, it is a voltage design considering the sunlight when it is cloudy. For example, when 40 2V cells are used for charging 24V, the voltage reaches 96V in normal sunlight. The regulator's function is eventually wasted by losses, and in this configuration, the safety and heat dissipation of the regulator is also a new problem. Therefore, in order to reduce such losses, practically, the number of cells is set to the middle part to make a trade-off between loss and power factor. Accordingly, the time period that can be charged as a solar cell is 4 days a day on average. It's about an hour. In other words, about 12 hours of sunshine a day, the remaining 8 hours will not be used as a charging time. One of the aims of the present invention is to at least increase this charging time.

상기 교류전력을 충전하는 도 3의 구성 및 직류전력을 충전하는 도 4의 구성에서 발전설비(1)에 해당하는 이 외의 부분을 통칭하여 축전지계통(2)이라 정의한 후, 이제부터 본 발명의 실시예를 통한 원리적 설명을 하기로 한다.In the configuration of FIG. 3 charging the AC power and the configuration of FIG. 4 charging the DC power, other parts corresponding to the power generation equipment 1 are collectively defined as the battery system 2, and the present invention is now implemented. Principle explanation through example.

도 5는 본 발명의 원리를 블록다이어그램으로 묘사한 것으로서, 통상적인 발전설비(1)와 통상적인 축전지계통(2)의 사이에 발전설비의 전력이 미약한 경우에 이를 승압시키는 승압부(3)를 개재하여서 구성된 것이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating the principle of the present invention, wherein the booster 3 boosts the power of the power plant when power is weak between the conventional power plant 1 and the battery system 2. It is configured through the.

여기에서 발전설비(1)와 축전지계통(2)은 적정전압에 달했을 때 충전이 이루어지는 종래기술이다. 여기에서 종래기술이라 함은 예컨대 축전지계통이 DC24V를 기준으로 한다면 발전설비는 24V보다 높은 전압에서만 충전이 가능하게 되는 것을 말하며, 이에 따라 발전설비가 DC24V보다 낮으면 당연히 축전지계통에 전류를 공급할 수 없게 된다. 즉 본 발명의 승압부(3)는 바로 이와 같이 발전설비가 DC24V보다 낮은 때도 충전이 이루어지도록 하는 발상을 도 5로 나타내고 있는 것이다.Here, the power generation equipment 1 and the battery system 2 are conventional technologies in which charging is performed when the proper voltage is reached. Here, the conventional technology means that, for example, when the battery system is based on DC24V, the power generation equipment can be charged only at a voltage higher than 24V. Therefore, when the power generation equipment is lower than DC24V, it cannot naturally supply current to the battery system. do. In other words, the boosting unit 3 of the present invention shows the idea that charging is performed even when the power generation equipment is lower than DC24V.

도 6은 도 5의 승압부(3) 구성의 개념 중 초보적인 방법을 도시한 블록다이어그램으로서, 재생에너지를 전기에너지로 변환하는 발전설비(1); 발전설비(1)로부터의 전기에너지를 충전하기 위한 축전지계통(2); 발전설비(1)로부터의 전기에너지를 승압하는 컨버터회로부(3-2); 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 연결통로 사이에 컨버터회로부(3-2)를 개재하여서, 축전지계통(2)보다 발전설비(1)의 전위가 낮을 때도 충전이 가능토록 구성된 것이다.FIG. 6 is a block diagram showing a rudimentary method among the concepts of the configuration of the booster 3 in FIG. 5, wherein the power generation equipment 1 converts renewable energy into electrical energy; A battery system 2 for charging electric energy from the power generation facility 1; A converter circuit section 3-2 for boosting electric energy from the power generation facility 1; The converter circuit portion 3-2 is interposed between the power generation equipment 1 and the connection passage of the battery system 2 so that charging is possible even when the potential of the power generation equipment 1 is lower than that of the battery system 2.

기본적인 컨버터회로부(3-2) 만으로도 낮은 전압을 승압시킬 수 있으므로, 무조건 승압만 시키는 것이라면 이러한 구성도 가능하다. 다만 컨버터는 초퍼(chopper)를 통해 단속되는 전류에서 역기전력을 발생시키는 능동소자의 원리이므로 승압을 위한 초퍼 구동 그 자체에서 소모되는 전력소모가 있고, 또한 도 6에서는 컨버터를 적용한 상태에서 발전설비가 정상전압에 달하면 도 1, 2의 자동전압조절기(2-2) 내에서 지나친 전압손실이 일어나고, 또 발전설비의 전압 내지 전력이 일정 이상에 도달되지 않으면 초퍼를 구동할 수 없는 문제는 있다.Since the low voltage can be boosted only by the basic converter circuit section 3-2, such a configuration is also possible if the voltage is boosted unconditionally. However, since the converter is a principle of an active element that generates back electromotive force at a current interrupted by a chopper, there is power consumption consumed by the chopper driving itself for boosting. Also, in FIG. When the voltage is reached, excessive voltage loss occurs in the automatic voltage regulator 2-2 of FIGS. 1 and 2, and there is a problem in that the chopper cannot be driven unless the voltage or power of the power generation facility reaches a predetermined level or more.

도 7은 도 6을 개선할 수 있는 종래기술의 블록다이어그램으로서, 재생에너지를 전기에너지로 변환하는 발전설비(1); 발전설비(1)로부터의 전기에너지를 충전하기 위한 축전지계통(2); 발전설비(1)로부터의 전기에너지를 승압하되 제어입력단의 제어에 따라 그 승압의 범위가 제어되는 제1전력승압부(3-2a); 발전설비(1)의 전력이 미약한 상태를 감지하여 제1전력승압부(3-2a)의 제어입력단 공급신호를 제어하는 제1미약전력감지제어부(3-1a); 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 연결통로 사이에 제1미약전력감지제어부(3-1a)에 연동되는 제1전력승압부(3-2a)를 개재하여서, 축전지계통(2)보다 발전설비(1)의 전위가 낮을 때도 충전이 가능토록 구성된 것이다. 다이오드(3-3)는 발전설비의 전압이 축전지계통보다 높을 때 제1전력승압부(3-2a)를 통하지 않고도 축전지계통에 전력을 공급하는 루트(route)이나, 기본적으로 제1전력적충부(3-2a)로서 루트가 형성되므로 다이오드 (3-3)은 부가하지 않더라도 작동이 가능하다.FIG. 7 is a block diagram of the prior art which can improve FIG. 6, which includes a power generation facility 1 for converting renewable energy into electrical energy; A battery system 2 for charging electric energy from the power generation facility 1; A first power boosting unit 3-2a for boosting the electric energy from the power generation facility 1 but controlling a range of the boost according to the control of the control input terminal; A first weak power detection control unit 3-1a that senses a weak power of the power generation equipment 1 and controls a supply signal of a control input terminal of the first power boosting unit 3-2a; Between the power generation facility 1 and the connection passage between the battery system 2, via the first power boosting unit 3-2a interlocked with the first weak power detection control unit 3-1a, It is configured to be able to charge even when the potential of the power generation equipment 1 is low. The diode 3-3 is a route for supplying power to the battery system without passing through the first power booster 3-2a when the voltage of the power generation facility is higher than that of the battery system, but basically the first power accumulator. Since the route is formed as (3-2a), the diode (3-3) can be operated without addition.

도 7의 작용을 설명하면, 제1미약전력감지제어부(3-1a)의 내부부재인 전압비교기(3-1-1)와 컨버터제어기(3-1-2)는 발전설비(1)로부터 출력되는 전압과 축전지계통(2)의 축전지 전압을 비교하여 발전설비(1)가 미약전력(본 발명에서 미약전력이라 함은 축전지계통에 자연낙차로 충전전류를 공급할 수 없는 전압의 범위로서 예컨대 0V부터 자연낙차 충전전류에 미달되는 전압까지의 범위를 말한다)을 감지하는 작용을 수행하고, 그 전압의 차이 정도에 따라 제1미약전력감지제어부(3-1a)의 출력을 가변하여 컨버터회로(3-2a)의 출력전압을 조절하면서 미달된 발전전압을 보충하는 작용을 수행한다. 즉 모자라는 만큼의 전압을 컨버터(3-2a)의 내부 초퍼가 전력을 승압하여 출력전력을 보충하도록 하는 것이다. 이에 따라 평상시에 초과전압이 심함으로 인하여 자동전압조절기(2-2)에서 손실되는 전력손실도 개선할 수 있음은 물론이다. 도 7에서 자세하게 도시하지는 않았지만 축전지계통의 전압을 측정하는 것에는 도 3의 축전지 전압을 직접 검출할 수 있음은 물론이다.Referring to the operation of FIG. 7, the voltage comparator 3-1-1 and the converter controller 3-1-2, which are internal members of the first weak power detection control unit 3-1a, are output from the power generation facility 1. Compared to the voltage of the battery and the battery voltage of the battery system 2, the power generation equipment 1 is weak power (weak power in the present invention is a range of voltage that can not supply the charging current to the battery system by natural drop, for example from 0V And the output of the first weak power detection control unit 3-1a in accordance with the degree of difference in voltage. The output voltage of 2a) is adjusted to compensate for undergenerated power. That is, the internal chopper of the converter 3-2a boosts the power to compensate for the insufficient voltage to compensate for the output power. As a result, the power loss that is lost in the automatic voltage regulator 2-2 may be improved due to the severe excess voltage. Although not shown in detail in FIG. 7, the battery voltage of FIG. 3 may be directly detected in measuring the voltage of the battery system.

제1미약전력감지제어부(3-1a)가 컨버터(3-2a)의 출력전압을 조절하는 원리는 이 분야 펄스폭조절방식(PWM; Pulse Width Modulation)의 스위칭전압조절기(SMPS; Switching Modulated Power Supply)의 제어기술을 적용하여 예컨대 축전지보다 발전설비의 전압이 많이 낮을수록 컨버터의 출력전압이 더 높아지는 방향으로 펄스폭을 가변하여 초퍼를 구동토록 할 수 있으며, 이러한 SMPS 기술은 초퍼 자체에서 소모되는 전력과 구동개시 전압을 일정 범위 내에서 최소화 할 수 있는 이점도 있다.The principle of the first weak power detection controller 3-1a to adjust the output voltage of the converter 3-2a is a switching modulated power supply (SMPS) of the pulse width modulation (PWM) in this field. By applying the control technology of), for example, as the voltage of the power generation equipment is lower than that of the battery, the pulse width can be changed to drive the chopper in the direction of increasing the output voltage of the converter, and such SMPS technology consumes the power consumed by the chopper itself. It also has the advantage of minimizing the overdrive start voltage within a certain range.

한편, 상기 선행기술로서 소개한 대한민국 공개특허공보의 공개번호 특2002-0087100(2002.11.21.)호를 도 7에 간주하여 적용할 경우는 '울트라 커패시터 기반의 다이내믹하게 조절되는 전하 펌프전력 컨버터'를 (3a)로 구성한 것에 상당하게 되며, 이는 상기 선행기술이 부하측의 전원을 안정시키던 '단일 울트라 커패시터+다이내믹한 복수의 동작주파수로 스위칭' 하는 구성을 전원공급 그 자체의 충전기능으로 역발상 이용한 것에 상당하게 된다. 참고로 본 발명은 이러한 역발상에 '복수의 일반 커패시터+고정적인 단일 동작주파수로 스위프 스위칭'하는 개념을 더하여 이루어 낸 것이라는 점을 앞서 대비 설명한 바 있다. 이하 본 발명의 구성 및 작용을 상술한다.On the other hand, when applying the Republic of Korea Patent Publication No. 2002-0087100 (2002.11.21.) Of the Republic of Korea Patent Publication introduced as the prior art in the application of Figure 7 'ultra capacitor-based dynamically controlled charge pump power converter' (3a), which uses the configuration of 'switching to a single ultra-capacitor + dynamic multiple operating frequencies' which stabilizes the power of the load side as the charging function of the power supply itself. It becomes equivalent. For reference, the present invention has been described above in contrast with the concept of 'sweep switching to a plurality of common capacitors + a fixed single operating frequency' on the contrary. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail.

도 8은 본 발명의 제1 예를 나타낸 블록다이어그램으로서, 도 7에서처럼 컨버터가 아닌, 커패시터를 직렬로 다단계 쌓아가면서 승압하는 실시일례이다.FIG. 8 is a block diagram illustrating a first example of the present invention, and is an example of boosting a capacitor by stacking capacitors in series instead of a converter as shown in FIG. 7.

즉, 도 8에서는 발전설비의 전력에 기초해서 컨버터가 승압시키는 회로가 아니라 발전설비에서 나오는 전압 그대로를 순간순간 단순히 쌓아 올리는 승압작용으로서 이를 축전지계통(2)의 충전전압에 달하도록 하는 점에서 기본적인 원리가 다 르다.In other words, in FIG. 8, the converter is not a circuit for boosting the power based on the power of the power plant, but a voltage boosting operation that simply builds up the voltage from the power plant at the moment. The principle is different.

구체적으로 도 8을 참조하면,Specifically, referring to FIG. 8,

발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제2미약전력감지제어부(3-1b);와, 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn) 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제2미약전력감지제어부(3-1b)가 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되는 제2전력승압부(3-2b);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기에서 발전설비(1)와 축전지계통은 앞서 설명했듯이, 통상적인 구성을 의미 한다.And a booster unit 3 connected between the power plant 1 and the battery system 2, while the booster unit 3 is configured to convert the output power of the power plant 1 into a plurality of switches 3; A second weak power detection control unit 3-1b for controlling connection in the sweep range by -2-1 ... 3-2-n) switching; and the plurality of switches 3-2-1 ... 3 One end of the terminal -2-n is connected to each terminal of the plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series, and the other of the plurality of switches 3-2-1 ... 3-2-n One end is connected to the power generation equipment 1, so that the second weak power detection control unit 3-1b connects the plurality of switches 3-2-1 ... 3-2-n to a sweep range. A second power booster (3-2b) whose voltage is adjusted to reach the charging power of the battery system (2) as a change in the series interlocking quantity of the charge and discharge capacitors (C1 ... Cn) according to the control; It characterized by including. Here, the power generation equipment 1 and the battery system mean a conventional configuration, as described above.

도 8의 작용은 다음과 같이 설명된다.The operation of FIG. 8 is explained as follows.

평상시 발전전압이 높은 상태에서는 (+)전압은 다이오드(3-3)의 방향으로 연결되어 축전지계통에 공급되고, (-)전압 즉 접지는 스위치(Sg)를 경유하여 축전지계통의 접지단자에 연결되는 루트(route)를 형성한다. 통상적인 자연 낙차 충전회로인 것이다.In the state of high power generation voltage, the positive voltage is connected to the diode system in the direction of the diode 3-3, and the negative voltage, or ground, is connected to the ground terminal of the battery system via the switch Sg. To form a route. It is a conventional natural drop charging circuit.

여기에서 발전전압(1)의 (+)전위가 축전지계통(2)의 (+)전위보다도 낮아지게 되면 다이오드(3-3)는 전류를 통과시키지 못할 것은 당연하고 이에 따라 축전지계 통(2)은 충전기능으로 작동을 하지 못하게 된다. 이러한 전압의 역전현상에서 비교기(3-1-1)는 작동하여 스위프 스위칭 드라이버(3-2-2)의 출력을 발생하는데, 그 출력은 우선 스위치(Sg)를 개방하여 발전설비(1)의 (-)전원을 접지로부터 플로팅(floating; 접지로부터 띄우는 것) 시킨 후, 발전설비의 (+)(-) 연결점을 스위치 (3-2-1)과 (3-2-2)와 (3-2-n)에 순차 스윙(swing)으로 접촉시켜서 각각 그 스위치 양측단에 단자가 연결된 개별 커패시터(C1, C2,....Cn)를 충전시키는 작용을 수행한다.Here, when the positive potential of the power generation voltage 1 becomes lower than the positive potential of the battery system 2, it is natural that the diode 3-3 cannot pass a current, and accordingly, the battery system 2 Will not work with the charging function. In this voltage reversal operation, the comparator 3-1-1 operates to generate an output of the sweep switching driver 3-2-2, which first opens the switch Sg to open the power plant 1. After floating the negative power source from ground, connect the positive (+) (-) connection point of the power plant to the switches (3-2-1), (3-2-2) and (3- 2-n) is sequentially contacted with a swing to charge individual capacitors C1, C2, ... Cn with terminals connected to both ends of the switch.

그 종합작용으로 우선 쉽게 생각할 수 있는 것은, 상기 각 커패시터(C1, C2,...Cn)가 직렬로 연결되어 있으므로, 축전지계통(2)에서 본다면 각 커패시터에 충전되는 전하는 발전설비의 전압으로부터 배수에 이를 것이라는 점이다. 즉 스윙으로 하나씩 커패시터가 충전될 때마다 축전지계통으로 흘러나오는 가장 상위단 커패시터(C1) 전압은 배수로 펌핑되어 나오는 것으로 생각할 수 있다.First of all, it is easy to think of the syntheses in that the capacitors C1, C2, ... Cn are connected in series, so that in the battery system 2, the charge charged in each capacitor is drained from the voltage of the power generation equipment. Will reach. That is, whenever the capacitors are charged one by one in the swing, the uppermost capacitor (C1) voltage flowing into the battery system may be thought of as being pumped out in multiples.

그러나, 실제로는 초기의 커패시터(C1)에 의한 충격전압 최초분만 2배에 달하고 그 다음 커패시터(C2)부터는 처음의 커패시터(C1)의 충격전압과 거의 같은 수치의 전압에 이를 뿐 (커패시터 충진전압*n배)에는 이르지 않는 것으로, 그 이유는 다음과 같다.However, in practice, only the initial voltage of the impact voltage by the initial capacitor C1 is doubled, and from the next capacitor C2, the voltage reaches almost the same value as the impact voltage of the first capacitor C1 (capacitor filling voltage *). n times), and the reason is as follows.

만약 발전전압이 22V이고 축전지계통의 필요전압이 24V인 경우 첫 번째 접점 접촉에 해당하는 커패시터 (C1)이 충전된 이후 두 번째 커패시터 (C2)가 충전되면서는 (C1)의 충전전압 22V와 발전전압 22V가 합산되는 배전압 원리로서 축전지계통에 44V 전압이 공급되지만, 세 번째부터는 (C1=22V)+(C2=22V)+(발전전압=22V)=66V 가 되는 것이 아니라 앞서 (C1=22V)+(발전전압=22V)=44V 중에서 축전지계통의 전압과 같은 24V만 남고 나머지 20V에 해당하는 전압은 축전지계통(2)으로 흘러들어가 그 전압이 소멸된 상태이므로 세 번째도 (C1=24V-22V=2V)+(C2=22V)+(발전전압 22V)=46V에 그쳐, 전체적으로 커패시터(C1, C2,...Cn)가 순차 충전되더라도 축전지계통(2)에 공급되는 전압은 24V 전후로 그다지 큰 변화가 없게 된다. 즉 전압 46V가 전압 24V와 만날 때 흘러들어가는 전류(전력)만큼 펌핑되는 것으로 볼 수 있어 이는 마치 펌프로 물을 끌어 올리듯이 스위치 전환 때마다의 순간에만 높아진 부분만큼 충전이 이루어지는 것이다.If the generation voltage is 22V and the required voltage of the battery system is 24V, the second capacitor (C2) is charged after the capacitor (C1) corresponding to the first contact point is charged, and the charging voltage of (C1) and the generation voltage are (C1). As a double voltage principle, 22V is summed, 44V voltage is supplied to the battery system, but from the third, (C1 = 22V) + (C2 = 22V) + (generation voltage = 22V) = 66V, instead of (C1 = 22V) Among the + (generation voltage = 22V) = 44V, only 24V, which is the same as the voltage of the battery system, remains and the voltage corresponding to the remaining 20V flows into the battery system (2) and the voltage is extinguished, so the third degree (C1 = 24V-22V = 2V) + (C2 = 22V) + (generated voltage 22V) = 46V, even though the capacitors (C1, C2, ... Cn) are sequentially charged as a whole, the voltage supplied to the battery system (2) is very large around 24V. There is no change. In other words, the voltage of 46V is pumped by the current (power) flowing when it meets the voltage of 24V, which means that the charge is increased only at the moment of switching each time as if water is pumped up.

만약 미약전력 즉 발전전압이 2V이고 축전지계통의 전압이 12V라면 승압 커패시터(C1, C2,... Cn)는 6개가 필요할 것이다. 즉 6개*2V라야 12V에 달하기 때문이다. 이러한 구성에서는 처음에 한번 스윙하여 커패시터 6개가 모두 충전될 때까지는 축전지계통(2)에 흘릴 수 있는 전압에 이르지 못하지만 그 다음 스윙에서는 앞서 작용과 마찬가지의 펌핑 작용으로 축전지계통(2)에 흘릴 수 있게 된다. 즉 수동펌프에서 연상될 수 있듯이 펌프를 조작한 초기에는 용기에 물이 고일 때까지 외부로 물이 방출되지 못하지만 용기에 물이 가득 고인 후에는 그 다음 펌핑할 때마다 올라오는 물만큼이 외부로 흘러나오는 것과 마찬가지의 원리인 것이다.If the weak power, that is, the generation voltage is 2V and the voltage of the battery system is 12V, six boosting capacitors (C1, C2, ... Cn) will be required. That is, because 6 * 2V reaches 12V. In this configuration, the voltage that can flow in the battery system 2 is not reached until the first swing is performed and all six capacitors are charged. However, in the next swing, the battery system can flow in the battery system 2 with the same pumping action as the previous action. do. In other words, as it may be associated with a manual pump, water is not discharged to the outside of the container until the water is accumulated in the initial stage of operation, but after the container is filled with water, the water that flows up after each pumping flows outward. It is the same principle as that which comes out.

여기에서 스윙속도(즉 펌핑 속도)가 늦으면 커패시터의 용량이 커져야 함과 아울러 리플이 크게 되는 결점이 있고, 반면 스윙속도가 빠르면 용량이 낮아져도 됨과 아울러 리플의 함유도 적은 이점이 있으나, 스윙속도가 빨라지면 무선통신에 잡음을 줄 수 있으므로 적절한 범위로 설정하는 절충이 필요하다. 실험에 의하면 그 스윙속도는 수십 HZ 내지 수백 KHz 사이가 적정하였다. 축전지계통에 필요한 전류가 많을수록 커패시터의 용량도 커야 함은 물론이다.If the swing speed (ie pumping speed) is slow, the capacity of the capacitor must be increased and the ripple becomes large. On the other hand, if the swing speed is high, the capacity can be lowered and the content of the ripple is also small. Faster noise can cause noise in wireless communications, so a compromise must be set in the appropriate range. According to the experiment, the swing speed was appropriate between several tens of HZ and several hundred KHz. Of course, the more current required for the battery system, the larger the capacity of the capacitor.

상기 커패시터를 이용하는 승압회로에서는 커패시터 그 자체가 과전류 때의 저항으로도 작동하므로 배전압으로 충전이 이루어진다고 하더라도 축전지계통(2)의 축전지가 이를 댐핑(damping)시킬 수 있어 전압의 변동은 그다지 없게된다. 그러나 본 발명에서는 이러한 급격한 전압공급을 방지하는 구상도 포함하고 있어 그 전압을 미세하게 조절하는 방안은 이하에서 계속 예시를 들어 설명하기로 한다. 특히 도 8의 구성은 발전설비(1)의 (-)극성이 접지와 플로팅(절연됨을 말함) 될 수 있을 때 유효한 구성이다.In the boosting circuit using the capacitor, since the capacitor itself operates as a resistance during overcurrent, even if the battery is charged with a double voltage, the battery of the battery system 2 can damp it and there is no change in the voltage. . However, the present invention also includes a scheme for preventing such a sudden voltage supply, and a method of finely controlling the voltage will be described below with an example. In particular, the configuration of FIG. 8 is effective when the negative polarity of the power generation equipment 1 can be floated (insulated) from the ground.

도 8에서 스위프 스위칭 내지 스위프 범위로 접속을 제어한다 함은 발전설비(1)의 전압이 낮은 정도를 감안하여 도 8에서 가장 상위의 커패시터(C1)으로부터 일부만 접속하도록 스위프(스윙) 범위를 제어하거나 혹은 앞서의 원리로서 전체적으로 모든 커패시터를 순차 접속시키는 스위프 작용을 포함하는 용어이며, 이는 이하 본 발명의 명세서에 공통적으로 적용된다.Controlling the connection in the sweep switching to the sweep range in FIG. 8 means that the sweep (swing) range is controlled to connect only a part from the uppermost capacitor C1 in FIG. 8 in view of the low voltage of the power generation equipment 1. Or a term that includes a sweeping action of sequentially connecting all capacitors as a whole as a principle, which is commonly applied to the specification of the present invention.

도 9 내지 도 13은 도 8에 도시된 스위치(3-2-1)를 실제로는 여러 가지 회로 설계로 달성할 수 있음을 나타낸 블록다이어그램으로서, 도 9는 트랜지스터 또는 GTR, TRIAC, SCR 등으로 구성될 수 있는 구성을 나타내고, 도 10은 포토-트랜지스터 등으로, 도 11은 양방향스위치 등으로, 도 12는 포토-FET스위치 등으로, 그리고 도 13은 기계식 릴레이 등으로 이용한 구성을 나타낸다. 즉 스위치의 구성은 이밖에도 교류와 직류 특성에 따라 무수하게 설계될 수 있는 것이다.9 to 13 are block diagrams showing that the switch 3-2-1 shown in FIG. 8 can be actually achieved by various circuit designs, and FIG. 9 is composed of transistors or GTRs, TRIACs, SCRs, and the like. 10 is a photo-transistor, etc., FIG. 11 is a bidirectional switch, etc., FIG. 12 is a photo-FET switch, etc., and FIG. 13 is a configuration using a mechanical relay. In other words, the configuration of the switch can be designed innumerable according to the alternating current and direct current characteristics.

각각의 도 9 내지 도 13에서 (a1)과 (b1)은 도 8에서 스위치(3-2-1) 내의 (a1)과 (b1)을 나타내는 바, 예를 들어 도 9에서 (Q1)과 (Q2)가 도통된다는 것은 도 8에서 (a1)접점과 (b1)접점이 접속되어 도통된 것과 마찬가지의 작용을 수행하는 것으로, 이러한 작용은 모든 도 9 내지 도 13에서 공통된 원리이다. 한편 도 9 내지 도 13에서 (c)단자는 예컨대 High 레벨일 때 (a1)과 (b1)이 도통되는 것이라는 점을 이 분야 당업자라면 그 도시된 회로로부터 용이하게 알 수 있을 것이다. 즉 도시 생략되었으나 (c)단자의 입력은 스위프 스위칭 드라이버(3-2-2)의 출력에 연결되어서 스위프 스위칭 드라이버에서 발생되는 스위치제어 범위에 따라 예를 들어 도 9의 (c)단자에 제어신호 입력이 공급되는 원리로서 도 8에서 스위치(3-2-1, 3-2-2, 3-2-n) 중 어느 하나 이상을 제어대상 범위로 하여 순차 스윙(스위프) 접속되도록 작용하는 것이다.(A1) and (b1) in Figs. 9 to 13 respectively show (a1) and (b1) in the switch 3-2-1 in Fig. 8, for example, (Q1) and ( The conduction of Q2) performs the same operation as that in which the contact (a1) and the contact (b1) are connected and conducting in FIG. 8, which is a common principle in all of FIGS. 9 to 13. Meanwhile, it will be readily apparent to those skilled in the art from (a) and (b1) that the terminal (c) in FIG. 9 to FIG. That is, although not shown, the input of the (c) terminal is connected to the output of the swept switching driver 3-2-2, for example, according to the switch control range generated in the swept switching driver. As an input principle, an input is supplied so that any one or more of the switches 3-2-1, 3-2-2, and 3-2-n in the control target range are swing-connected.

도 14는 본 발명의 또 다른 구성인 제2의 예를 도시한 블록다이어그램으로서, 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제3미약전력감지제어부(3-1c);와, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)에 연결되는 복수의 커패시터(C1...Cn)를 구비하고, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)가 전환접속 제어하는데 따라 상기 복수의 커패시터(C1...Cn)가 병렬충전 및 직렬방전 될 수 있도록 결합하여서, 상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 연동수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되는 제3전력승압부(3-2c);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다.14 is a block diagram showing a second example of another configuration of the present invention, comprising: a booster unit 3 connected between a power generation facility 1 and a storage battery system 2; (3); is a third weakness for connecting and controlling the output power of the power generation equipment 1 to the sweep range by switching a plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn). A power sensing controller 3-1c; and a plurality of capacitors C1 ... Cn connected to the plurality of switches SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn. As the plurality of switches SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn control switching connection, the plurality of capacitors C1 ... Cn may be parallel charged and series discharged. In combination, the third weak power detection control unit 3-1c charges and discharges as the plurality of switches SH1... SHn, SL1 .. SLn, SC1 .. SCn are connected to the sweep range. The battery system as a change in the interlocking quantity of the capacitor (C1 ... Cn) Characterized in that it comprises, (2) a third power step-up portion (3-2c) is a step-up control so as to reach to the charging power of; the configuration was made.

특히 도 14는 예를 들어 발전설비(1)의 (-)극성이 접지와 절연될 수 없을 때, 즉 축전지계통(2)과 발전설비(1)를 공통접지 방식으로 구성할 수밖에 없을 때 유효한 구성이다.14 is particularly effective when the negative polarity of the power generation equipment 1 cannot be insulated from the ground, that is, when the battery system 2 and the power generation equipment 1 have to be configured in a common grounding manner. to be.

도 14에서 평상시 발전설비(1)의 전압이 축전지계통(2)보다 높을 때는 다이오드(3-3)를 통하여 충전이 이루어지고 낮을 때는 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 출력을 발생하여 스위치(SH, SL, SC)를 구동하는 원리는 앞서 도 8과 같다.In FIG. 14, when the voltage of the power generator 1 is higher than the battery system 2, charging is performed through the diode 3-3, and when the voltage is low, the third weak power sensing controller 3-1c generates an output. The principle of driving the switches SH, SL, and SC is the same as in FIG. 8.

다만, 도 14에서는 평상시에 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 스위치(SH1, SH2,...SHn)와 (SL1, SL2,...SLn)을 모두 도통시켜 커패시터 (C1, C2,...Cn)을 한꺼번에 충전시킴과 아울러 이러한 평상시 충전상태에서는 스위치(SC1, SC2, ... SCn)는 모두 개방상태를 유지한다. (도 9 내지 도 13까지로 묘사된 스위치를 도 14에서부터는 SHn과 같은 회로기호로 도시하였으니 참고 바란다)In FIG. 14, the third weak power detection control unit 3-1c normally conducts both the switches SH1, SH2,... SHn and (SL1, SL2, .. SLn) to the capacitors C1, C2. In addition to charging at a time, ... Cn) at the same time, the switch (SC1, SC2, ... SCn) is kept open in this normal charging state. (The switches depicted in FIGS. 9-13 are shown with the same circuit symbols as SHn from FIG. 14).

다음으로, 만약 발전설비(1)의 출력전압이 더 낮은 역전전압으로 되었다면 제3미약전력감지제어부(3-1c)는 그 낮아진 발전전압 차이에 상당하는 부분의 스위치 범위, '예를 들면 커패시터 (C1)에 충진된 전하를 승압(Level up)에 이용하기 위한' 스위치 (SH1)과 (SL1)을 개방함과 동시 스위치 (SC1)을 도통시켜 결국 (C1의 전압+발전전압)으로서 승압을 시켜서 축전지계통(2)에 전력을 공급하는 것이며, 이러한 (SH1과 SL1) 및 (SC1)이 빠른 속도로 교호 접속되어서 결국은 본래의 발전설 비 전압을 펌핑으로 승압하는 작용을 수행하는 것이다.Next, if the output voltage of the power generation equipment 1 has a lower inversion voltage, the third weak power detection control unit 3-1c switches the switch range corresponding to the lower generation voltage difference, for example, a capacitor ( Opening the switches SH1 and SL1 to use the charge charged in C1 for level up and conducting the switch SC1 at the same time to boost the voltage as the voltage + generation voltage of C1. It supplies electric power to the battery system 2, and these (SH1 and SL1) and (SC1) are alternately connected at a high speed, and eventually performs the action of boosting the original power plant voltage by pumping.

도시 생략되었으나, 만약 이러한 펌핑으로도 축전지계통 전압에 이르지 못한다면 제3미약전력검출제어부(3-1c)은 두 번째 커패시터(C2)까지를 작동시키는 것으로, 그 작용은 (SH1, SH2) 및 (SL1, SL2)를 개방하고 (SC1, SC2)를 도통하여서 (C1)과 (C2)의 전하를 직렬로 연결함으로써 앞서 도 7에서와 같은 다단계 승압 펌핑 작용을 수행토록 하는 것이다. 이러한 스위치의 작동범위 설정은 초기에 미약전력검출 결과로 바로 지정하거나 1단계(C1)를 접속해 본 후 미달된 경우 추가적으로 범위를 재설정토록 하는 것 중 어느 하나를 취사선택할 수 있다.Although not shown, if the pumping voltage does not reach the battery system voltage, the third weak power detection control unit 3-1c operates up to the second capacitor C2, and its action is (SH1, SH2) and (SL1). , SL2) is opened and the electric charges of (C1) and (C2) are connected in series by conducting (SC1, SC2) to perform the multistage step-up pumping action as shown in FIG. The operation range setting of such a switch may be initially designated as a result of weak power detection, or one of the steps (C1) may be selected to additionally reset the range if it is not met.

도 14에서 스위치 (SH1,...)와 (SL1,...)은 평상시 커패시터가 충전을 이루도록 도통되면서 펌핑 작용시에는 단락을 방지토록 개방되는 스위치이며, (SC1,...)은 평상시에는 개방상태로 있다가 펌핑작용이 필요시에만 그 설정되는 범위만큼의 도통으로 커패시터를 직렬로 결합시키는 스위치이다. 펌핑작용이라는 것은 앞서 설명한 바와 같이 고속으로 스위치가 전환되면서 그 전환시점마다 또는 주기에 따라 전압 승압 작용인 펌핑이 되는 것을 말하며, 도 14에서는 (SH1,..., SL1,...)와 (SC1,...)이 서로 교호로 전환 접속되면서 (SC1,...)이 도통될 때마다의 주기로서 펌핑이 이루어지게 된다.In FIG. 14, the switches (SH1, ...) and (SL1, ...) are switches that are normally open to prevent short circuits during the pumping action while the capacitor is conducted to charge. It is an open switch that couples capacitors in series with conduction in the set range only when pumping action is required. As described above, the pumping action refers to pumping, which is a voltage boosting action at each switching time or period as the switch is switched at a high speed. In FIG. 14, (SH1, ..., SL1, ...) and ( As SC1, ... are alternately connected to each other, pumping is performed as a cycle each time (SC1, ...) is conducted.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시인 제3 예를 도시한 블록다이어그램으로서, 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2)로 전환접속 제어하는 제4미약전력감지제어부(3-1d);와, 상기 복수의 스 위치(S1...Sn, Sg1)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn)의 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제4미약전력감지제어부(3-1d)가 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되며, 또한 부가된 커패시터(Ccom)와 스위치(DS1, DS2, Sg2)의 제어로서 충방전 경로를 성립하는 제4전력승압부(3-2d);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다.15 is a block diagram showing a third example of another embodiment of the present invention, comprising: a boosting unit 3 connected between a power generation facility 1 and a storage battery system 2; 3); The fourth weak power detection control unit (3-1d) for switching and controlling the output power of the power generation equipment 1 to a plurality of switches (S1 ... Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2); And one end of the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 to respective terminals of the plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series, and the plurality of switches S1 ... The other weak end of Sn, Sg1 is connected to the power generation equipment 1, so that the fourth weak power detection control unit 3-1d connects the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 to the sweep range. Step-up voltage is adjusted to reach the charging power of the battery system 2 as a change in the series interlocking quantity of the charge and discharge capacitors (C1 ... Cn) according to the control, and the added capacitor (Ccom) and the switches (DS1, DS2) , Sg2) A fourth power control step-up portion (3-2d), which constitute the charge-discharge path; characterized in that it comprises; configuration of one.

도 15에서 비교기(3-1-1)는 앞서와 같이 발전설비가 축전지계통보다 어느 정도 전압이 낮은지를 검출하는 작용을 수행한다. 그 결과 예를 들어 24V 충전이 필요한 전압에서 22V 이상 24V의 범위에 들었다면(이하 이를 1단계라고 정의한다) 스위프 레인지 제어기(3-1-2)는 제1단계 스위치(S2)의 구동이 가능한 범위로 출력을 발생하고 이에 따라 스위치는 접점 (S1)과 접점(S2)의 사이를 교호로 전환하며, 그 전환된 작용으로서 제1단계 승압커패시터(C1)에 충전된 전하가 접점(S2)로 접촉될 때마다 펌핑작용으로 축전지계통(2)에 공급되는 것이다.In FIG. 15, the comparator 3-1-1 performs the function of detecting how low the power generation equipment is than the battery system as described above. As a result, for example, if the voltage is in the range of 22V or more and 24V from the voltage requiring 24V charging (hereinafter, this is defined as one step), the sweep range controller 3-1-2 is capable of driving the first-stage switch S2. To generate an output in the range, and thus the switch alternates between the contact S1 and the contact S2, and as a switched action, the charge charged in the first step-up capacitor C1 is transferred to the contact S2. Each time it is contacted is supplied to the battery system (2) by the pumping action.

제4전력승압부(3-2d)를 커패시터 (C1)부터 (Cn)까지 12개 직렬로 구성한 경우를 가정하여 좀 더 구체적으로 설명하자면, 발전설비의 전압이 24V 이상으로 정상적인 전압 즉 축전지계통보다 높은 전압이 걸린 경우는 스위치의 접점이 (S1)에 접촉되어 있으므로, 승압커패시터(C1)의 양측단은 24V/12개로서 2V 이상의 충전이 이루어진다. 이때 발전전압이 22V로 되면 스위프 레인지 제어기(3-1-2)가 접점을 (S1)에서 (S2)로 전환하게 되는데, 그 전환시에 승압커패시터(C1)에 충전되었던 2V가 발전전압(1)과 직렬로 되어서 결국은 22V+2V=24V로 축전지계통에 공급됨으로써 발전(1)전압보다도 높게 축전지계통(2)에 전력을 공급할 수 있게 되는 것이며, 이러한 전환이 (S1)과 (S2)를 고속으로 왕복함으로써 (S2)로 접촉될 때마다 축전지계통에 전력을 공급할 수 있게 되는 것이다. 그러나 앞서 도 8에서 원리적으로 설명했듯이 도 15에서 (C1, C2, ... Cn) 범위까지 스위칭 전환 하더라도 실제로는 축전지계통의 전압을 초과하지 않으므로 여기에서의 스위칭 레인지는 충방전의 경로를 개설하는 것이라고 이해하는 것이 좋다.More specifically, assuming that the fourth power booster 3-2d is configured in series of 12 capacitors C1 to Cn, the voltage of the power generation equipment is 24V or higher, which is higher than that of a normal voltage battery system. When a high voltage is applied, since the contact point of the switch is in contact with (S1), both ends of the boost capacitor C1 are 24V / 12, and charging of 2V or more is performed. At this time, when the generation voltage becomes 22V, the sweep range controller 3-1-2 switches the contact point from (S1) to (S2), and at the time of switching, the 2V that was charged in the boost capacitor C1 is the generation voltage (1). ), And finally, 22V + 2V = 24V is supplied to the battery system to supply power to the battery system 2 higher than the power generation (1) voltage. By reciprocating at high speed, each time it comes into contact with S2, it is possible to supply power to the battery system. However, as described above in principle in FIG. 8, even when switching to the range of (C1, C2, ... Cn) in FIG. 15 does not actually exceed the voltage of the battery system, the switching range here establishes a path for charging and discharging. It is good to understand that it is.

커패시터 (Ccom)은 가장 하단의 스위치 (Sg1)에 이르렀을 때의 그 양측단 발전전압 충전 전위를 그 다음 행정에서 전체적으로 직렬로 연결된 커패시터(C1, C2, ... Cn)에 균등하게 충전시키도록 방전하는 목적의 커패시터이다. 그 작용은 (Sg1)이 접촉되어 (Cn)에 충진된 전하를 축전지계통(2)에 공급하고 난 직후 (Sg1)과 (Sg2)를 개방하고 이어서 (DS1)과 (DS2)를 도통함으로써 (Ccom)에 충진된 전하가 (DS1)→ (C1, C2,... Cn)→ (DS2)의 경로로 방전되도록 하여서 전체적인 커패시터(C1, C2,... Cn)의 용량에 따라 (Ccom)의 전하가 균등 분배되도록 하는 것으로, 이러한 방전경로는 (Ccom)의 전하를 각 커패시터(C1, C2,... Cn)에 1/n로서 세분 충전하는 작용을 할 뿐만 아니라 (Ccom)이 발전전압과 같을 때 커패시터(C1, C2,... Cn)의 충전 경로가 성립될 수 없음을 방지하는 작용을 수행하는 것이기도 하다. 이에 따라 (Ccom)이 방전된 이후 다시금 스윙하는 (S2,... Sn, Sg)까지의 접점 전환은 모두 축전지계통(2)에 펌핑으로 승압 공급하는 작용으로 되는 것이다.Capacitor Ccom equally charges the generator voltage charging potential at both ends when it reaches the lowest switch Sg1 to the capacitors C1, C2, ... Cn connected in series in the next stroke. It is a capacitor for the purpose of discharge. The effect is that (Scom) is opened by (Sg1) and (Sg2) immediately after (Sg1) contacts and supplies the charge charged in (Cn) to the battery system (2). ) Is discharged through the path of (DS1) → (C1, C2, ... Cn) → (DS2), and according to the capacity of the entire capacitor (C1, C2, ... Cn) In order to distribute the charge evenly, this discharge path not only functions to subtly charge the charge of (Ccom) to each capacitor (C1, C2, ... Cn) as 1 / n, but also (Ccom) When the same, it also serves to prevent the charging path of the capacitor (C1, C2, ... Cn) can not be established. Accordingly, the switching of the contact point to (S2, ... Sn, Sg) swinging again after (Ccom) is discharged is to act to boost the supply of the battery system (2) by pumping.

각 커패시터의 양 측단에 제너다이오드(혹은 저항 브리지)를 연결할 경우 그 각 커패시터마다의 전압분배를 일정하게 할 수 있으나, 그렇지 않고 직렬로 연결된 각 커패시터의 용량을 같게 하였을 경우에도 상당 범위 내에서 균일한 전압의 분배가 가능하게 되며, 여기에서 각 커패시터에 전압을 균일하게 분배한다는 의미는 도 8(플로팅 접지의 펌핑작용)과 도 14(공통접지의 펌핑작용)의 실시 일례가 발전설비(1) 전압의 n배로서 펌핑작용을 함에 비하여 도 15는 1/n배로 펌핑 작용을 함을 나타내는 것이며, 이는 결국 축전지계통에 공급되는 리플을 최소화 할 수 있게 되는 것이다.If a Zener diode (or resistor bridge) is connected at both ends of each capacitor, the voltage distribution can be made constant for each capacitor. However, even if the capacity of each capacitor connected in series is the same, it is uniform within a considerable range. The distribution of the voltage is possible, and the meaning of uniformly distributing the voltage to each capacitor means that the embodiment of FIG. 8 (pumping action of floating ground) and FIG. 14 (pumping action of common ground) are shown in the power generation equipment 1 voltage. 15 shows pumping by 1 / n times, compared with pumping by n times, which is to minimize ripple supplied to the battery system.

도 16은 도 14의 제3전력승압부(3-2c) 실시예와 도 15의 제4전력승압부(3-2d) 실시예를 혼합하여서 1/n의 미세한 전압 승압으로부터 n배에 이르는 고전압 승압까지를 직선에 가깝게 변화되도록 한 제4 예인 블록다이어그램이다.FIG. 16 shows a combination of the embodiment of the third power booster 3-2c of FIG. 14 and the embodiment of the fourth power booster 3-2d of FIG. 15 to obtain a high voltage up to n times from a minute voltage boost of 1 / n. It is a block diagram which is the 4th example which changed the pressure up to a straight line.

구체적으로 도 16은, 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 『「상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제3미약전력감지제어부(3-1c);와, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)에 연결되는 복수의 커패시터(C1...Cn)를 구비하고, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)가 전환접속 제어하는데 따라 상기 복수의 커패시터(C1...Cn)가 병렬충전 및 직렬방전 될 수 있도록 결합하여서, 상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn) 의 연동수량 변화로서 승압이 조절되는 제3전력승압부(3-2c);」 및 「상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2)로 전환접속 제어하는 제4미약전력감지제어부(3-1d);와, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn)의 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제4미약전력감지제어부(3-1d)가 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 승압이 조절되며, 또한 부가된 커패시터(Ccom)와 스위치(DS1, DS2, Sg2)의 제어로서 충방전 경로를 성립하는 제4전력승압부(3-2d);」를 구비하고, 「상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)에 연동되는 제3전력승압부(3-2c)와 제4미약전력감지제어부(3-1d)에 연동되는 제4전력승압부(3-2d)를 직렬로 결합 또는 선택적 택일 작동하도록 구성된 제5전력승압부(3-2e);」로 연결하여서』 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압하는 구성;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, FIG. 16 is provided with a boosting unit 3 connected between the power plant 1 and the battery system 2, while the boosting unit 3 is “the“ of the power plant 1; A third weak power detection controller 3-1c for controlling the output power to be connected to a sweep range by switching a plurality of switches SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn; and the plurality of A plurality of capacitors (C1 ... Cn) connected to the switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn) of the plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1) The third weak power detection control unit 3 is coupled to the plurality of capacitors C1 ... Cn so that parallel charging and series discharge can be performed as SLn, SC1 ... SCn control switching connection. 1c) is a change in the interlocking quantity of the charge and discharge capacitors C1 ... Cn according to the connection control of the plurality of switches SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn in the sweep range. A third power boosting unit 3-2c in which the boosting is controlled; A fourth weak power detection control unit 3-1d for switching and controlling the output power to the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2; and the plurality of switches S1 ... Sn , One end of Sg1 is connected to each terminal of a plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series, and the other one end of the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 is connected to the power generation facility ( Charge and discharge capacitors C1 ... Cn as the fourth weak power detection control unit 3-1d connects and controls the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 to a sweep range in connection with 1). The fourth power booster (3-2d) for which the voltage boost is adjusted as a series interlocking quantity change of the < Desc / Clms Page number 5 > And a fourth power boosting unit 3-2c interlocked with the third weak power sensing control unit 3-1c and the fourth power boosting unit 3-1c interlocked with the fourth weak power sensing control unit 3-1d ( 3-2d) combine or optional alternatives in series Hayeoseo connected to "," configured to step-up so as to reach to the charging power of the battery system (2);; fifth power boosting section (3-2e) configured to the same is characterized in that it comprises a.

앞서와 다른 혼합적 작용에만 간략히 설명하면, 도 16에서 (Sg3)를 개방하고 (Sg4)를 도통 및 제3전력승압부(3c) 작동을 정지로 둔 상태에서 발전전압이 1/n만큼 낮아지면 앞서 도 15와 같은 원리로 제4전력승압부(3-2d)가 작동하게 되며, 이때 (3-2d)로부터 출력되는 전력은 (Sg4)→ (SL1)→ (SC1)→ (SH2)→ (SH1)의 경로로 공급되거나, (Sg4)→ (SL1)→ (C1)의 경로로 공급된다.In brief, only the mixed action described above, in FIG. 16, when (Sg3) is opened and (Sg4) is turned off and the operation of the third power booster 3c is stopped, the generated voltage is lowered by 1 / n. As described above with reference to FIG. 15, the fourth power boosting unit 3-2d operates, and at this time, the power output from the 3-3d is (Sg4) → (SL1) → (SC1) → (SH2) → ( It is supplied in the path of SH1) or in the path of (Sg4) → (SL1) → (C1).

만약 제4전력승압부(3-2d)의 능력을 초과할 필요가 있도록 발전전압이 낮아 졌다면 앞서 도 14와 같은 제3전력승압부(3-2c)의 원리를 작동시키는데, 이때는 (Sg4)를 개방하고, (Sg3)를 도통하여서 작용을 수행한다.If the power generation voltage is lowered to exceed the capacity of the fourth power booster 3-2d, the principle of the third power booster 3-2c as shown in FIG. 14 is operated. In this case, (Sg4) Open and conduct the action by conducting (Sg3).

여기에서 만약 제4전력승압부(3-2d)의 능력을 초과할 필요성이 있으면서도 급격한 배전압 충격을 최소화 하고자 할 경우에는 (Sg3)를 개방하고 (Sg4)를 도통한 후 앞서 도 14의 제3전력승압부(3-2c) 작동과 도 15의 제4전력승압부(3-2d)의 작동을 동시에 적용하는 것이다. 이에 따라 1/n배→n배→n+(1/n)...→2n+(1/n) 등으로 직선적인 펌핑 전압변화가 가능토록 되는 것이며, 따라서 축전지계통(2)에 공급되는 전압은 광범위하게 승압되면서도 그 리플이 최소화 된다.Here, if it is necessary to exceed the capability of the fourth power boosting unit 3-2d while minimizing a sudden double voltage shock, after opening (Sg3) and conducting (Sg4), the third part of FIG. The operation of the power booster 3-2c and the operation of the fourth power booster 3-2d of FIG. 15 are simultaneously applied. Accordingly, the pumping voltage can be linearly changed from 1 / n times → n times → n + (1 / n) ... → 2n + (1 / n), so that the voltage supplied to the battery system 2 is The ripple is minimized while boosting extensively.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시인 제5 예를 도시한 블록다이어그램으로서, 복수의 출력단자를 구비한 발전설비(1)와 통상적인 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는, 상기 발전설비(1)의 출력전력을, 복수의 스위치(Ss 1-1...Ss n-1, Sp 1-1...Sp n-1) 중 하나 이상으로 전환접속 하는 제6미약전력감지제어부(3-1f); 상기 제6미약전력감지제어부(3-1f)로서 전환접속 되는 상기 복수의 스위치(Ss 1-1...Ss n-1, Sp 1-1...Sp n-1) 중 하나 이상의 접점 전환에 따라 상기 발전설비(1)의 기전력이 승압되도록 출력단자를 변경결선 하는 제6전력승압부(3-2f);로 이루어져서, 축전지계통(2)보다 발전설비(1)의 출력 전위가 낮을 때 발전설비(1)의 결선이 승압되도록 자동으로 변경하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다.FIG. 17 is a block diagram showing a fifth example of another embodiment of the present invention, in which a boosting unit 3 connected between a power generation unit 1 having a plurality of output terminals and a conventional battery system 2 is shown. The booster 3 includes a plurality of switches Ss 1-1 to Ss n-1 and Sp 1-1 to Sp n for output power of the power plant 1. A sixth weak power detection control unit 3-1f which switches to one or more of -1); Switching at least one of the plurality of switches Ss 1-1 ... Ss n-1, Sp 1-1 ... Sp n-1 connected to the switching unit as the sixth weak power detection control unit 3-1f. According to the sixth power step-up section (3-2f) for changing the output terminal so that the electromotive force of the power generation equipment (1) is boosted, when the output potential of the power generation equipment (1) is lower than the battery system (2) It characterized in that it comprises a configuration for automatically changing the connection of the power generation equipment (1) to be boosted.

도 17에서 발전설비(1)는 앞서 실시예로 도시한 것과는 다르게 예를 들어 태양전지의 경우 출력단자로서 각 셀(Cell 1, Cell 2, Cell 3, ... Cell n)을 병렬접속하거나 직렬접속 할 수 있도록 구성되며, 이러한 구성은 제6전력승압부(3-2f)의 각 스위치에 연결되어서 스위치 접점 전환에 따라 직렬로 발전(1) 전압을 얻도록 하거나 병렬로 발전(1) 전압이 얻어진다.In FIG. 17, the power generation equipment 1 is different from the above embodiment, for example, in the case of a solar cell, for example, parallel connection or serial connection of each cell (Cell 1, Cell 2, Cell 3, ... Cell n) as an output terminal. This configuration is connected to each switch of the sixth power booster (3-2f) to obtain the generation (1) voltage in series according to the switch contact switching or the generation (1) voltage in parallel Obtained.

즉 제6전력승압부(3-2f)의 스위치 (Sp 1-1, Sp 1-2)와 (Sp 2-1, Sp 2-2)와 (Sp n-1, Sp n-2)는 (+)전원과 (-)전원에 각각 할당 접속되어서 그 스위치가 도통된 경우 발전설비(1)의 셀(1, 2, 3, n) 전압이 병렬로 축전지계통(2)에 공급되도록 하는 것이고, 스위치 (Ss 1-1, Ss 1-2)와 (Ss 2-1, Ss 2-2)와 (Ss n-1, Ss n-2)는 (+)전원과 (-)전원에 각각 할당 접속되어서 그 스위치가 도통된 경우 발전설비(1)의 셀(1, 2, 3, n) 전압이 직렬로 축전지계통(2)에 공급되도록 하는 것이다. 여기에서 단일 스위치 쌍들은 서로 교호로 택일 작동되는 것으로, 예컨대 (Ss 1-1, Ss 1-2)가 도통되면 (Sp 1-1, Sp 1-2)는 개방된다.That is, the switches Sp 1-1 and Sp 1-2, Sp 2-1 and Sp 2-2, and Sp n-1 and Sp n-2 of the sixth power booster 3-2f are When the switch is electrically connected to the power supply and the negative power supply, the voltages of the cells 1, 2, 3, and n of the power generation facility 1 are supplied to the battery system 2 in parallel. Switches (Ss 1-1, Ss 1-2), (Ss 2-1, Ss 2-2) and (Ss n-1, Ss n-2) are assigned and connected to (+) power and (-) power respectively. When the switch is turned on, the voltages of the cells 1, 2, 3, and n of the power generation equipment 1 are supplied to the battery system 2 in series. Here single switch pairs are alternatively operated with each other, for example (Ss 1-1, Ss 1-2) is open when (Ss 1-1, Ss 1-2) is conductive.

정상적인 기전력에서는 발전설비(1)의 각 셀을 병렬로 접속하면 축전지계통(2)의 충전전압에 달한다고 가정한 후 도 17의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In the normal electromotive force, the operation of FIG. 17 will be described in detail after assuming that each cell of the power generation equipment 1 is connected in parallel to reach the charging voltage of the battery system 2.

정상적인 기전력인 평상시에는 스위치 (Sp 1-1, Sp 1-2)와 (Sp 2-1, Sp 2-2)와 (Sp n-1, Sp n-2)을 모두 도통하며, 이때는 모든 셀(Cell 1, Cell 2, Cell 3, ... Cell n)이 병렬로 접속되어 각 셀로부터 얻어지는 전압 예컨대 12V의 전압이 축전지계통(2)에 12V로 공급되고 이에 따라 12V 축전지계통(2)은 정상적인 충전작용을 수행한다.In normal normal electromotive force, the switches (Sp 1-1, Sp 1-2) and (Sp 2-1, Sp 2-2) and (Sp n-1, Sp n-2) are turned on, and all cells ( Cell 1, Cell 2, Cell 3, ... Cell n) are connected in parallel so that a voltage, for example, 12V, obtained from each cell is supplied at 12V to the battery system 2 so that the 12V battery system 2 is normal. Perform a filling operation.

만약, 예컨대 태양빛이 약화되어 각 셀이 12V보다 낮은 전압으로 출력한다면 제6미약전력감지제어부(3-1f)는 그 전압의 차이를 검출하여 스위프 레인지 제어기 (3-1-2)가 스위칭 범위를 설정토록 한다. 즉 각 셀의 발전전압이 10V라면 (Ss 1-1, Ss 1-2)와 (Sp 1-1, Sp 1-2)까지만 전환 구동하고, 각 셀의 발전전압이 6V라면 그 (Ss 1-1, Ss 1-2)와 (Sp 1-1, Sp 1-2)의 전환에 (Ss 2-1, Ss 2-2)와 (Sp 2-1, Sp 2-2)의 전환도 추가하여 작동시키도록 검출결과에 따른 스위치 전환의 범위를 설정토록 하는 것이다.For example, if the sunlight is weakened and each cell outputs a voltage lower than 12V, the sixth weak power detection controller 3-1f detects the difference in voltage and the sweep range controller 3-1-2 switches the switching range. To be set. In other words, if the generation voltage of each cell is 10V, only the (Ss 1-1, Ss 1-2) and (Sp 1-1, Sp 1-2) can be switched and driven. 1, Ss 1-2) and (Sp 1-1, Sp 1-2) in addition to the conversion of (Ss 2-1, Ss 2-2) and (Sp 2-1, Sp 2-2) It is to set the range of switch switching according to the detection result to activate.

이에 따라 발전전압이 10V로 된 경우는 셀(2, 3, n)의 병렬접속에 셀(1)이 직렬로 추가 승압 접속되어 전체적으로 전압은 10V+10V=20V가 됨을 알 수 있을 것이며, 또한 발전전압이 6V로 된 경우는 셀(3, n)의 병렬접속에 셀(1, 2)이 직렬로 추가 승압 접속되어 전체적으로 전압은 6V+6V+6V=18V가 됨을 알 수 있을 것이다. 이러한 승압작용으로서 축전지계통(2)에 공급되는 전압은 항상 12V 이상에 달함을 알 수 있을 것이며, 여기에서 12V를 초과하는 초과전압은 앞서 도 3, 4에서 자동전압조절기(2-2)가 억제함은 물론이다. 한편 스위치의 전환 범위 설정시에는 적정한 전압 이하로 떨어질 때만 스위치를 전환하도록 하는 마진범위(Margin Range)도 설정할 수 있고, 또한 그 전환에도 일정한 시간동안 고정적으로 전환되어 있거나 앞서 적충기의 펌핑 작용과 같이 단일 또는 복수의 셀이 고속으로 전환 접속하도록 할 수도 있다.Accordingly, when the power generation voltage is 10V, the cell 1 is boosted and connected in series to the parallel connection of the cells 2, 3, and n, so that the overall voltage becomes 10V + 10V = 20V. In the case where the voltage is 6V, it can be seen that the cells 1 and 2 are boosted in series with the parallel connection of the cells 3 and n, so that the voltage as a whole becomes 6V + 6V + 6V = 18V. It can be seen that the voltage supplied to the battery system 2 is always 12V or more as the boosting action, where the excess voltage exceeding 12V is previously suppressed by the automatic voltage regulator 2-2 in FIGS. 3 and 4. Of course. On the other hand, when setting the switching range of the switch, it is possible to set a margin range for switching the switch only when it falls below an appropriate voltage. It is also possible to have a single cell or a plurality of cells switched at high speed.

본 발명에는 도시 생략되었으나, 모든 회로에는 축전지계통(2)과 연결되는 출력단에 초크코일 등 인덕터를 삽입하여 스위치 전환 때 커패시터로부터 공급되는 충격전류를 최소화 하는 수단을 부가할 수도 있으며, 이를 통하여 더 한층 리플감쇄 및 안전을 기할 수 있다. 또한 각 회로의 연결점에는 역방향 저지 다이오드(3-3 등)를 삽입할 수도 있다.Although not shown in the present invention, all circuits may include means for inserting an inductor such as a choke coil into an output terminal connected to the battery system 2 to minimize a shock current supplied from a capacitor when switching a switch. Ripple reduction and safety can be ensured. In addition, a reverse blocking diode (3-3, etc.) may be inserted at the connection point of each circuit.

도 17의 구성에서 미약전력감지제어부로서 가변 접속토록 하는 직 병렬 접속제어는 정상적인 기전력에서 대폭 증가되는 초과전압을 방지하면서 미약한 전력도 놓치지 않고 축전지계통(2)에 재생에너지로 저장하여 활용토록 하는 효과가 있는 것이다. 한편 도 17의 구성은 교류 발전기의 직 병렬 접속제어에도 활용될 수 있음은 이 분야 당업자라면 당연히 알 수 있을 것이다.In the configuration of FIG. 17, the direct parallel connection control for variable connection as the weak power detection control unit prevents excessive voltage which is greatly increased in the normal electromotive force, and also stores and utilizes the renewable energy in the battery system 2 without missing the weak power. It works. On the other hand, it will be apparent to those skilled in the art that the configuration of FIG. 17 can also be used for direct parallel connection control of an alternator.

본 발명 명세서의 용어를 정리하면 다음과 같다.The terms of the present disclosure are summarized as follows.

재생에너지를 전기에너지로 변환하는 발전설비(1)라 함은 엔진 등 인위적인 에너지 공급이 아니라 자연력 등 불규칙한 에너지를 활용하여 전기에너지를 생성하는 발전설비를 총칭하는 용어이다.The power generation equipment (1) for converting renewable energy into electrical energy is a general term for power generation equipment that generates electric energy by using irregular energy such as natural force, not artificial energy supply such as an engine.

발전설비(1)의 전력이 미약한 상태를 감지한다 함은 앞서 설명한 바와 같이 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 전압차이(축전지의 전압을 측정하는 것도 포함한다)를 측정한 결과로 감지하는 수단뿐만 아니라, 경우에 따라서는 별도의 기준전압과 발전설비(1)의 전압 차이를 측정하는 방법으로서 발전설비(1)의 전압만 검출하여서 그 전압이 낮을 때를 미약전압이라고 판단할 수 있다. 나아가 전력이 미약함을 감지한다는 것은 곧 충전전류를 감지하여 미약한지 여부를 팜단하는 것과 같은 의미로 본다.Detecting a weak power condition of the power plant 1 is a result of measuring the voltage difference between the power plant 1 and the battery system 2 (including measuring the voltage of the battery) as described above. In addition to the means for sensing, in some cases, a method of measuring the voltage difference between the separate reference voltage and the power generation equipment 1 may detect only the voltage of the power generation equipment 1 and determine that the voltage is low when the voltage is low. have. Furthermore, detecting the weak power means to sense whether the current is weak by detecting the charging current.

복수의 스위치를 전환 제어한다 함은 앞서 설명한 바와 같이 스위프 레인지로 설정한 범위만큼 순차 스위치를 전환하는 수단뿐만 아니라 회로가 단락 내지 개방되지 않는 범위 내에서 중간에 위치한 승압커패시터에 상당하는 스위치를 임의로 전환 접속할 수도 있으며, 또한 계속 커패시터를 직렬로 쌓아간다 하더라도 실제로는 커패시터가 과전류에서 저항체로 작용하므로 이를 이용하여 특정한 범위 지정 없이 처음부터 끝까지 스위치를 스윙으로 접촉 전환시킬 수도 있는 것이다. 따라서 본 발명에서는 이들 중 취사선택적으로 어느 하나 또는 그 이상을 포함한다는 의미로 명세서를 기재하였다.As described above, switching control of a plurality of switches is not only a means for switching the sequential switches by the range set by the sweep range, but also an arbitrary switching of the switches corresponding to the step-up capacitors located in the middle within a range in which the circuit is not shorted or opened. Even if the capacitors are stacked in series, the capacitors actually act as resistors in overcurrent, so they can be used to switch the switch from swing to swing without specifying a range. Therefore, the present invention has been described in the sense that it includes any one or more of these optionally.

본 발명에서 펌핑이라 함은 앞서 설명과 같이 발전설비(1)에 추가되는 커패시터의 등가적인 직렬 연결 순간에 그 전압의 차이만큼 축전지계통에 전류가 흘러들어가는 펌프(pump)작용을 묘사한 용어이다.Pumping in the present invention is a term describing a pump (pump) action in which current flows into the battery system by a difference in voltage at the instant of an equivalent series connection of a capacitor added to the power generation equipment 1 as described above.

본 발명에서 승압의 범위가 제어된다 함은 발전설비(1)로부터의 전력에 대한 전압 또는 전류의 양적 크기가 제어됨을 말한다.In the present invention, the range of the boost is controlled to mean that the quantitative magnitude of the voltage or current with respect to the power from the power generation facility 1 is controlled.

상기 설명한 본 발명의 실시일례는 본 발명의 기술적 사상을 포함하면서 구성될 수 있는 많은 실시예 중 하나에 불과할 뿐으로, 예컨대 도 17의 구성은 유도발전기의 권선을 직렬 및 병렬로 조합하여서 승압내지 감압하는 구성으로도 활용될 수 있다. 특히 구체적 회로는 종래의 기술 상식을 이용한다는 전제로 도면상 자세히 도식하지 않은 것으로 보듯이, 도시 설명되지 않은 구성은 특정한 형상 내지 재료로 한정되지 않는 이 분야 주지관용 내지 통상적인 수준의 세부구성이나 부재를 포괄한다.The embodiment of the present invention described above is only one of many embodiments that can be configured while including the technical idea of the present invention. For example, the configuration of FIG. 17 is a combination of windings of induction generators in series and parallel to boost or depressurize. It can also be used as a configuration. In particular, as the specific circuit is not shown in detail in the drawings on the premise of using the conventional technical common sense, the components not illustrated are not intended to be limited to a particular shape or material, and the construction or general level of detail in this field is not limited to a specific shape or material. Encompasses

본 발명은 풍력, 파력, 조력, 태양광은 물론, 요동특성을 이용하는 휴대폰, 차량, 선박의 충전 기능 등 기전력이 일정하지 않은 모든 발전설비의 충전제어 내 지 부하제어에 방법 또는 장치 기술로서 발명의 동기를 유발하면서 또한 제품으로서 기존 축전지충전계통에 직접 활용되게 하는 산업적 유용성이 있다.The present invention is a method or apparatus technology for charging control or load control of all power generation facilities in which the electromotive force is not constant, such as a charging function of a mobile phone, a vehicle, a ship, as well as wind power, wave power, tidal power and solar power. There is also industrial utility to motivate and direct use in existing battery charging systems as products.

도 1 및 도 2는 재생에너지 발전설비에서 에너지가 변화하는 모습을 묘사한 도면1 and 2 is a diagram illustrating a state in which energy is changed in the renewable energy power generation facility

도 3 및 도 4는 종래의 축전지충전계통을 도시한 블록다이어그램3 and 4 is a block diagram showing a conventional battery charging system

도 5는 본 발명의 개념을 총괄적으로 나타낸 블록다이어그램5 is a block diagram collectively illustrating the concept of the present invention.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 일례를 나타낸 블록다이어그램6 and 7 are block diagrams showing an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 다른 실시 일례를 나타낸 블록다이어그램8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

도 9 내지 도 13은 도 8의 스위치 구성을 나타낸 다양한 회로도9 to 13 are various circuit diagrams illustrating the switch configuration of FIG. 8.

도 14 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시 일례를 각각 도시한 블록다이어그램14 to 17 are block diagrams each showing yet another exemplary embodiment of the present invention.

Claims (5)

발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는,And a booster unit 3 connected between the power generation facility 1 and the battery system 2, while the booster unit 3 is provided. 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제2미약전력감지제어부(3-1b);와,A second weak power detection control unit 3-1 b for controlling the output power of the power generation equipment 1 to be in a sweep range by switching a plurality of switches 3-2-1... , 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn) 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제2미약전력감지제어부(3-1b)가 상기 복수의 스위치(3-2-1...3-2-n)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되는 제2전력승압부(3-2b);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 하는 미약 전력 재활용 충전장치.One end of the plurality of switches 3-2-1 ... 3-2-n is connected to each terminal of the plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series, and the plurality of switches (3- The second weak power detection control unit 3-1b connects the other one end of 2-1 ... 3-2-n to the power generation facility 1 so that the plurality of switches 3-2-1 Step-up is adjusted to reach the charging power of the battery system 2 as a change in the series interlocking quantity of the charge and discharge capacitors (C1 ... Cn) by controlling the connection to the sweep range ... 3-2-n) A second power boosting unit (3-2b); consisting of; a weak power recycling charging device comprising a. 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는,And a booster unit 3 connected between the power generation facility 1 and the battery system 2, while the booster unit 3 is provided. 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제3미약전력감지제어부(3-1c);와,Third weak power detection control unit (3-) for connecting and controlling the output power of the power generation equipment 1 to the sweep range by switching a plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn). 1c); 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)에 연결되는 복수의 커패시터(C1...Cn)를 구비하고, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)가 전환접속 제어하는데 따라 상기 복수의 커패시터(C1...Cn)가 병렬 충전 및 직렬방전 될 수 있도록 결합하여서, 상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 연동수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되는 제3전력승압부(3-2c);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 하는 미약 전력 재활용 충전장치.A plurality of capacitors (C1 ... Cn) connected to the plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn), the plurality of switches (SH1 ... SHn) The plurality of capacitors C1 ... Cn are coupled to be parallel-charged and series-discharged according to the switching connection control of SL1 ... SLn, SC1 ... SCn, so that the third weak power sensing control unit ( 3-1c) the interlocking quantity of the charge and discharge capacitors C1 ... Cn as the connection control of the plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn) in the sweep range And a third power boosting unit (3-2c) in which the boost is adjusted to reach the charging power of the battery system (2) as a change. 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는,And a booster unit 3 connected between the power generation facility 1 and the battery system 2, while the booster unit 3 is provided. 상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2)로 전환접속 제어하는 제4미약전력감지제어부(3-1d);와,A fourth weak power detection control unit 3-1d for switching and controlling the output power of the power generation facility 1 to a plurality of switches S1 ... Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2; and 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn)의 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제4미약전력감지제어부(3-1d)가 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압이 조절되며, 또한 부가된 커패시터(Ccom)와 스위치(DS1, DS2, Sg2)의 제어로서 충방전 경로를 성립하는 제4전력승압부(3-2d);로 이루어진 구성;을 포함하는 것을 특징으로 하는 미약 전력 재활용 충전장치.One end of the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 is connected to each terminal of the plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series, and the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 By connecting the other end of the) to the power generation equipment 1, the fourth weak power detection control unit 3-1d is connected to control the plurality of switches (S1 ... Sn, Sg1) in the sweep range Step-up voltage is adjusted to reach the charging power of the battery system 2 as the series interlocking quantity change of the charge and discharge capacitors (C1 ... Cn), and the added capacitor (Ccom) and the switches (DS1, DS2, Sg2) The fourth power booster (3-2d) to establish a charge and discharge path as a control of; consisting of; weak power recycling charging device comprising a. 발전설비(1)와 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는,And a booster unit 3 connected between the power generation facility 1 and the battery system 2, while the booster unit 3 is provided. 『「상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn) 전환에 의한 스위프 범위로 접속 제어하는 제3미약전력감지제어부(3-1c);와,"The third weak power detection control unit for connecting and controlling the output power of the power generation equipment 1 to the sweep range by switching a plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn) ( 3-1c); 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)에 연결되는 복수의 커패시터(C1...Cn)를 구비하고, 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)가 전환접속 제어하는데 따라 상기 복수의 커패시터(C1...Cn)가 병렬충전 및 직렬방전 될 수 있도록 결합하여서, 상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)가 상기 복수의 스위치(SH1...SHn, SL1...SLn, SC1...SCn)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 연동수량 변화로서 승압이 조절되는 제3전력승압부(3-2c);」 및A plurality of capacitors (C1 ... Cn) connected to the plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn), the plurality of switches (SH1 ... SHn) The plurality of capacitors C1 ... Cn are coupled to be parallel-charged and series-discharged according to the switching connection control of SL1 ... SLn, SC1 ... SCn, so that the third weak power detection control unit ( 3-1c) the interlocking quantity of the charge and discharge capacitors C1 ... Cn as the connection control of the plurality of switches (SH1 ... SHn, SL1 ... SLn, SC1 ... SCn) in the sweep range A third power boosting unit 3-2c in which the boosting is adjusted as a change; and 「상기 발전설비(1)의 출력 전력을 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2)로 전환접속 제어하는 제4미약전력감지제어부(3-1d);와,"Fourth weak power detection control unit 3-1d for switching and controlling the output power of the power generation facility 1 to a plurality of switches S1 ... Sn, Sg1, DS1, DS2, Sg2; 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 일측단을 직렬로 접속된 복수의 커패시터(C1...Cn)의 각 단자에 연결하고, 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)의 다른 일측단을 상기 발전설비(1)에 연결하여서, 상기 제4미약전력감지제어부(3-1d)가 상기 복수의 스위치(S1...Sn, Sg1)를 스위프 범위로 접속 제어함에 따른 충전 및 방전 커패시터(C1...Cn)의 직렬연동 수량 변화로서 승압이 조절되며, 또한 부가된 커패 시터(Ccom)와 스위치(DS1, DS2, Sg2)의 제어로서 충방전 경로를 성립하는 제4전력승압부(3-2d);」를 구비하고,One end of the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 is connected to each terminal of the plurality of capacitors C1 ... Cn connected in series, and the plurality of switches S1 ... Sn, Sg1 By connecting the other end of the) to the power generation equipment 1, the fourth weak power detection control unit 3-1d is connected to control the plurality of switches (S1 ... Sn, Sg1) in the sweep range The fourth step of establishing a charge / discharge path under the control of the added capacitor Ccom and the switches DS1, DS2, Sg2 is controlled by the change in the series interlocking quantity of the charge and discharge capacitors C1 ... Cn. A power boosting unit 3-2d; " 「상기 제3미약전력감지제어부(3-1c)에 연동되는 제3전력승압부(3-2c)와 제4미약전력감지제어부(3-1d)에 연동되는 제4전력승압부(3-2d)를 직렬로 결합 또는 선택적 택일 작동하도록 구성된 제5전력승압부(3-2e);」로 연결하여서』 상기 축전지계통(2)의 충전전력에 달하도록 승압하는 구성;을 포함하는 것을 특징으로 하는 미약 전력 재활용 충전장치.The third power booster 3-2c interlocked with the third weak power sensing controller 3-1c and the fourth power booster 3-2d interlocked with the fourth weak power sensing controller 3-1d. A fifth power boosting unit (3-2e) configured to combine or selectively operate in series; and to increase the charging power of the battery system (2); Weak power recycling charger. 복수의 출력단자를 구비한 발전설비(1)와 통상적인 축전지계통(2)의 사이에 연결되는 승압부(3);를 구비하면서, 상기 승압부(3);는,And a booster unit 3 connected between the power plant 1 having a plurality of output terminals and a conventional battery system 2, while the booster unit 3 is provided. 상기 발전설비(1)의 출력 전력을, 복수의 스위치(Ss 1-1...Ss n-1, Sp 1-1...Sp n-1) 중 하나 이상으로 전환접속 하는 제6미약전력감지제어부(3-1f);A sixth weak power for switching and connecting the output power of the power generation equipment 1 to at least one of a plurality of switches Ss 1-1 ... Ss n-1, Sp 1-1 ... Sp n-1 Detection control unit 3-1f; 상기 제6미약전력감지제어부(3-1f)로서 전환접속 되는 상기 복수의 스위치(Ss 1-1...Ss n-1, Sp 1-1...Sp n-1) 중 하나 이상의 접점 전환에 따라 상기 발전설비(1)의 기전력이 승압되도록 출력단자를 변경결선 하는 제6전력승압부(3-2f);로 이루어져서, 축전지계통(2)보다 발전설비(1)의 출력 전위가 낮을 때 발전설비(1)의 결선이 승압되도록 자동으로 변경하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 미약 전력 재활용 충전장치.Switching at least one of the plurality of switches Ss 1-1 ... Ss n-1, Sp 1-1 ... Sp n-1 connected to the switching unit as the sixth weak power detection control unit 3-1f. According to the sixth power step-up section (3-2f) for changing the output terminal so that the electromotive force of the power generation equipment (1) is boosted, when the output potential of the power generation equipment (1) is lower than the battery system (2) Weak power recycling charging device, characterized in that it comprises a configuration for automatically changing the connection of the power generation equipment (1) to be boosted.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170128200A (en) * 2017-11-17 2017-11-22 석 영 정 Power level shifting device of generation facility used renewable energy
KR20180006471A (en) * 2018-01-05 2018-01-17 석 영 정 Power level shifting device of generation facility used renewable energy
KR20180133350A (en) * 2018-12-04 2018-12-14 석 영 정 Power level shifting device of generation facility used renewable energy
CN112290651A (en) * 2020-10-18 2021-01-29 马东林 Capacitive energy storage matrix structure and charge-discharge control method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003079068A (en) * 2001-08-30 2003-03-14 Hitachi Ltd Solar cell power supply system
JP4133924B2 (en) * 2004-05-14 2008-08-13 Necトーキン株式会社 Power supply
JP4660181B2 (en) * 2004-12-17 2011-03-30 Udトラックス株式会社 Power supply system
JP5208374B2 (en) * 2006-04-18 2013-06-12 シャープ株式会社 Grid interconnection power conditioner and grid interconnection power system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170128200A (en) * 2017-11-17 2017-11-22 석 영 정 Power level shifting device of generation facility used renewable energy
KR101867602B1 (en) * 2017-11-17 2018-06-15 정석영 Power level shifting device of generation facility used renewable energy
KR20180006471A (en) * 2018-01-05 2018-01-17 석 영 정 Power level shifting device of generation facility used renewable energy
KR20180133350A (en) * 2018-12-04 2018-12-14 석 영 정 Power level shifting device of generation facility used renewable energy
CN112290651A (en) * 2020-10-18 2021-01-29 马东林 Capacitive energy storage matrix structure and charge-discharge control method thereof

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