KR20130130916A - 태양광 모듈의 지락 검출 장치 - Google Patents

태양광 모듈의 지락 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 모듈의 지락(grounding) 사고를 검출하기 위한 장치가 개시되며, 상기 장치는 상기 태양광 모듈의 제 1 출력단에 연결되는 제 1 포토커플러 ― 상기 태양광 모듈은 상기 제 1 포토커플러의 1차측에 연결됨 ―; 및 상기 제 1 포토커플러의 2차측에 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 태양광 모듈의 지락 여부를 검출하기 위해 상기 포토커플러의 2차측의 전압을 검출하도록 구성될 수 있다.

Description

태양광 모듈의 지락 검출 장치{AN APPARATUS FOR DETECTING GROUNDING OF PHOTOVOLTAIC POWER MODULE}
본 발명은 태양광 모듈의 지락(grounding) 검출 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 포토커플러를 이용한 태양광 모듈의 지락 검출 장치에 관한 것이다.
최근의 화석 연료의 고갈에 따라 신재생 에너지 분야에 대한 관심이 커지고 있으며, 신재생 에너지 분야에서도 태양광 발전 분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 태양광 발전은 발전 중에 공해 물질 및 소음이 없고 용량증설이 자유롭다는 점에서 장점을 가진다. 태양광 발전에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 태양광 발전을 위한 전력변환장치의 수요가 증대되고 있으며, 이에 따라 다양한 회로와 제어기법이 개발되고 있다.
태양광 발전을 위한 전력변환장치는 태양광 모듈에서 출력되는 직류 입력을 일반 상용계통에 사용하기 위해 교류 변환이 필요하다. 이러한 태양광 발전용 전력변환장치를 구성함에 있어 각종 사고상황에 대한 보호회로의 구성이 반드시 필요한 상황이다. 전력변환장치를 보호하기 위한 장치는 다양하게 구성되어 있지만 태양광 발전 출력과 같이 직류입력이 플로팅(float)된 시스템의 경우 지락(grounding) 사고 발생 시 과도한 전류가 흐르게 되므로 이에 대한 보호회로 구성이 필수적이다.
따라서, 지락 사고에 대비한 지락 전류 검출을 위한 안전하고 신뢰성을 갖춘, 그리고 저가에 보급할 수 있는 지락 검출 장치에 대한 개발이 필요하다.
본 발명은 지락(grounding) 사고에 대비한 지락 전류 검출을 위한 안전하고 신뢰성을 갖춘, 그리고 저가에 보급할 수 있는 지락 검출 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 모듈의 지락(grounding) 사고를 검출하기 위한 장치로서, 상기 장치는 상기 태양광 모듈의 제 1 출력단에 연결되는 제 1 포토커플러 ― 상기 태양광 모듈은 상기 제 1 포토커플러의 1차측에 연결됨 ―; 및 상기 제 1 포토커플러의 2차측에 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 태양광 모듈의 지락(grounding) 여부를 검출하기 위해 상기 포토커플러의 2차측의 전압을 검출하도록 구성될 수 있다.
상기 장치는 상기 태양광 모듈의 제 1 출력단과 상기 제 1 포토커플러의 1차측의 제 1 단자 사이에 연결되는 제 1 릴레이를 더 포함할 수 있고, 또한 상기 장치는 상기 태양광 모듈의 제 2 출력단에 연결되는 제 2 포토커플러를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 2 포토커플러의 2차측에 추가로 연결될 수 있다.
상기 장치는 또한 상기 태양광 모듈의 제 2 출력단과 상기 제 2 포토커플러의 1차측의 제 2 단자 사이에 연결되는 제 2 릴레이를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 릴레이와 상기 제 2 릴레이는 교번하여 스위칭될 수 있다.
상기 제 1 포토커플러 또는 상기 제 2 포토커플러의 2차측의 제 1 단자에 연결되는 풀-업(pull-up) 저항부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 포토커플러 또는 상기 제 2 포토커플러의 1차측에는 상기 제 1 릴레이 또는 제 2 릴레이가 클로즈(close)되면 상기 태양광 모듈로부터의 지락 전류를 흐르게 하기 위한 분압저항부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 태양광 모듈의 지락 사고를 검출하기 위한 장치가 개시되며, 상기 태양광 모듈의 제 1 출력단에 연결되는 제 1 포토커플러; 상기 태양광 모듈의 제 2 출력단에 연결되는 제 2 포토커플러; 및 상기 제 1 포토커플러의 2차측과 상기 제 2 포토커플러의 2차측에 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 태양광 모듈은 상기 제 1 포토커플러 및 상기 제 2 포토커플러의 1차측에 연결될 수 있고 상기 프로세서는 상기 태양광 모듈의 지락(grounding) 여부를 검출하기 위해 상기 제 1 포토커플러 및 상기 제 2 포토커플러의 2차측의 전압을 검출하도록 구성될 수 있다.
상기 장치는 상기 태양광 모듈의 제 1 출력단과 상기 제 1 포토커플러의 1차측의 제 1 단자 사이에 연결되는 제 1 릴레이를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 장치는 상기 태양광 모듈의 제 2 출력단과 상기 제 2 포토커플러의 1차측의 제 2 단자 사이에 연결되는 제 2 릴레이를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 릴레이와 상기 제 2 릴레이는 교번하여 스위칭될 수 있다.
상기 장치는 상기 제 1 포토커플러 및 상기 제 2 포토커플러 각각의 2차측의 제 1 단자에 연결되는 풀-업(pull-up) 저항부를 더 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 제 1 포토커플러 및 상기 제 2 포토커플러 각각의 1차측에는 상기 제 1 릴레이 또는 제 2 릴레이가 클로즈(close)되면 상기 태양광 모듈로부터의 지락 전류를 흐르게 하기 위한 분압저항부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 태양광 모듈의 지락(grounding) 전류의 검출을 안전하고 신뢰성 높게 수행할 수 있다. 또한, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 검출 장치는 가정용 태양광 모듈에 적용가능할 정도로 상기 장치의 체적이나 크기가 작아서, 태양광 발전 인버터에 집적화가 가능하며, 이에 따라 비용 절감 효과를 가져올 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양광 모듈의 지락 여부 검출 장치의 구성도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 지락 여부 검출 장치의 블록도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 지락 여부 검출 장치의 제 1 검출기의 구성을 도시한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 지락 여부 검출 장치의 제 2 검출기의 구성을 도시한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양광 모듈의 지락(grounding) 사고 또는 지락 전류 검출 장치의 구성도를 도시한다.
이해의 편의를 위해 간단히 설명하면, 지락 사고는 태양광 모듈(10)의 제 1 출력단(P(+)) 및 제 2 출력단(N(-))이 전력변환기(30)의 접지(ground)와 연결되지 않아서, 태양광 모듈(10)과 전력변환기(30)의 접지가 공통되지 않으므로(이를 다른 말로는 "플로팅(float)"된다고 함), 예를 들어 제 2 출력단(N(-))이 플로팅되어 어느 순간에 전력변환기(30)의 접지(또는 동일한 전위 상태의 가상의 접지) 상태가 된다면 태양광 모듈(10)의 제 2 출력단으로부터의 전류가 모두 상기 가상의 접지로 누설되며, 이러한 전류를 "지락 전류" 그리고 이러한 사고를 "지락 사고"라 할 수 있다.
종래의 태양광 발전 시스템의 전체적인 구성은, 도 1을 참조하면, 태양광으로부터 전기 에너지를 생성하는 태양광 모듈(10); 및 상기 태양광 모듈에서 생성된 직류 전원을 교류로 변환, 변압 등을 수행하여 가정이나 전력 계통으로 전달할 수 있도록 하는 전력변환기(30)를 포함하여 구성되며, 또한 지락 사고를 검출하기 위해 상기 태양광 모듈(10)의 제 1 출력단 및 제 2 출력단 사이에 연결된 분압저항부(R1, R2)를 포함하고, 상기 분압저항부 각각의 저항의 접점으로부터 하나의 경로를 추출하여 전류검출기(20)와 그와 직렬연결된 전류센싱 저항(Rct)을 포함할 수 있다.
도 1에서는, 마치 상기 분압저항부(R1, R2)가 상기 태양광 모듈(10)의 제 1 출력단 및 제 2 출력단에 상시 연결되어 있는 것으로 도시하였으나, 실제로는 상기 분압저항부의 각각의 저항과 상기 제 1 출력단 또는 제 2 출력단 사이에는 스위칭 소자(예컨대, 릴레이, 미도시)가 구비되어, 지락 사고 또는 지락 전류를 검출이 필요한 순간에(예컨대, 최초 동작 단계에서) 상기 스위칭 소자를 닫음(close)으로써 지락 전류 검출 동작을 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 회로 또는 장치의 동작을 간단히 설명하도록 한다. 상기 지락 사고 또는 지락 전류를 검출하기 위해, 프로세서(미도시)는 상기 스위칭 소자(미도시)를 닫도록 할 수 있다. 만약, 상기 태양광 모듈(10)에 지락 사고가 발생하지 않았다면, 상기 스위칭 소자가 닫힘으로써 상기 태양광 모듈(10)과 상기 분압 저항부(R1, R2)는 폐회로를 구성하게 되며, 상대적으로 제 1 출력단(P(+))이 제 2 출력단(N(-))의 전압이 높기 때문에 전류는 시계 방향으로 흐르게 된다. 따라서, 상기 전류검출기(20) 측으로는 전류가 인입되지 않으므로, 전류검출기(20)는 지락 전류를 검출하지 않고 이에 따라 프로세서는 상기 태양광 모듈(10)에 지락 사고가 발생하지 않았다고 인식할 수 있다.
그러나, 상기 태양광 모듈(10)에 지락 사고가 발생하였다고 하면, 예컨대, 제 2 출력단(N(-))이 도 1에 도시된 접지와 동일한 레벨의 전압 상태에 해당되게 된다. 따라서, 도 1의 회로는, 제 1 출력단(P(+)), 분압저항부(R1, R2), 전류검출기(20) 및 전류센싱 저항(Rct)으로 구성된 회로로 간략화될 수 있다. 다시 말하면, 상기 분압저항부 중 R2와; 전류검출기(20) 및 전류센싱 저항(Rct)가 병렬로 연결된 회로가 이루어진다. 이에 따라, 상기 전류검출기(20)엔 지락 전류가 흐르게 되며, 프로세서는 이를 검출하여 상기 태양광 모듈(10)에 지락 사고가 발생했음을 인식할 수 있다.
그러나, 도 1에 도시된 방식의 지락 사고 또는 지락 전류 검출 장치는 지락전류를 검출하기 위한 전류검출기(20)가 수 ㎃ 내지 수십 ㎃까지 측정이 가능한 것을 사용해야 하기 때문에 상기 전류검출기의 정밀도가 매우 높은 것이 필요하다. 그러나, 이러한 CT의 사용은 가정용 제품처럼 소형 사이즈의 제품에 들어가기에 큰 부품이 된다. 또한 가격이 수만원대를 차지하므로 원가면에서도 경쟁력이 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 본 명세서에서 종래 기술의 문제점을 해소할 수 있는 새로운 방식의 지락 사고 또는 지락 전류 검출 장치를 제안하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 지락 여부 검출 장치의 블록도를 도시한다.
상기 장치는 태양광으로부터 전기 에너지를 생성하는 태양광 모듈(100); 및 상기 태양광 모듈에서 생성된 직류 전원을 교류로 변환, 변압 등을 수행하여 가정이나 전력 계통으로 전달할 수 있도록 하는 전력변환기(300)를 포함하여 구성되며, 또한 지락 사고 또는 지락 전류를 검출하기 위해 상기 태양광 모듈(100)의 제 1 출력단(P(+))에 연결된 제 1 검출기(210), 지락 사고 또는 지락 전류를 검출하기 위해 상기 태양광 모듈(100)의 제 2 출력단(N(-))에 연결된 제 2 검출기(220), 그리고 상기 제 1 검출기 및 상기 제 2 검출기로부터 출력된 전압값을 통해 지락 사고 또는 지락 전류를 검출하기 위한 프로세서(230)를 포함할 수 있다.
또한, 프로세서(230)는 태양광 모듈(100), 제 1 검출기(210), 제 2 검출기(220), 및 전력변환기(300)와 관련된 동작을 제어할 수 있다.
상기 제 1 검출기(210)와 상기 제 2 검출기(220)는 각각 제 1 출력단(P(+))과 제 2 출력단(N(-))으로부터의 지락 전류를 검출하기 위한 구성요소이다.
한편, 상기 제 1 검출기(210)와 상기 제 2 검출기(220)는 그들과 제 1 출력단(P(+))과 제 2 출력단(N(-))과의 각각의 접점 사이에 제 1 스위칭 소자 및 제 2 스위칭 소자(미도시)를 구비하여, 상기 지락 사고 또는 지락 전류를 검출하려는 경우 상기 스위칭 소자들을 서로 교번하여 열고(open) 닫도록(close) 한다.
예를 들어, 상기 제 1 출력단(P(+))에 대하여 상기 지락 사고 또는 지락 전류를 검출하려 한다면 프로세서(230)는 상기 제 1 스위칭 소자를 닫고 상기 제 2 스위칭 소자는 개방하도록 제어하고, 상기 제 2 출력단(N(-))에 대하여 상기 지락 사고 또는 지락 전류를 검출하려 한다면 상기 제 1 스위칭 소자를 열고 상기 제 2 스위칭 소자는 닫도록 제어할 수 있다.
상기 태양광 모듈(100)로부터 제 1 출력단(P(+))을 통해 상기 제 1 검출기(210)로 전류가 흐르게 되면, 상기 제 1 검출기(210)는 상기 전류를 검출할 수 있고, 상기 전류의 크기가 임계값을 초과하면 상기 제 1 검출기(210) 내부의 스위칭 소자가 도통(turn on)되어 상기 프로세서(230)가 상기 지락 사고의 발생을 판단할 수 있다.
또한, 상기 태양광 모듈(100)로부터 제 2 출력단(N(-))을 통해 상기 제 2 검출기(220)로 전류가 흐르게 되면, 상기 제 2 검출기(220)는 상기 전류를 검출할 수 있고, 상기 전류의 크기가 임계치를 초과하면 상기 제 2 검출기(220) 내부의 스위칭 소자가 도통되어 상기 프로세서(230)가 상기 지락 사고의 발생을 판단할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 블록도를 좀더 상세하게 설명하기 위해 도 3a와 도 3b를 참조하도록 한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 지락 여부 검출 장치의 제 1 검출기의 구성을 도시한다. 상기 제 1 검출기(210)는 도 3a에 도시된 것처럼 여러 구성요소로 구성되며, 제 1 포토커플러(211)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 포토커플러(211)는 다이오드(포토 다이오드 또는 발광 다이오드)와 포토트랜지스터(스위칭 소자)를 결합한 소자로서, 상기 다이오드가 1차측에 위치하며 상기 포토트랜지스터가 2차측에 위치한다.
상기 포토커플러의 1차측(도 3a의 211의 중심을 기준으로 좌측 부분, 즉 다이오드로 구성된 부분)의 다이오드의 애노드 단자(t1, 또는 제 1 단자)로부터 캐소드 단자(t2, 또는 제 2 단자)로 전기신호(예컨대, 전류)가 흐르면, 상기 다이오드는 발광하게 되어 상기 포토커플러의 2차측(도 3a의 211의 중심을 기준으로 우측 부분, 즉 포토트랜지스터로 구성된 부분)의 포토트랜지스터를 도통하게 할 수 있어 프로세서(230)가 상기 2차측의 제 3 단자(t3)의 전압값을 검출할 수 있도록 구성된다. 이러한 포토커플러는 1차측과 2차측을 독립적으로 구성할 수 있는 장점이 있다.
상기 제 1 포토커플러(211)의 1차측(단자 t1 및 t2측)에는, 상기 태양광 모듈(100)의 제 1 출력단(P(+))에 연결된 스위칭 소자(212, 예컨대 릴레이)와 분배저항(R21)이 제 1 단자(t1)에 연결되며, 제 2 단자(t2)에 분배저항(R22)이 연결되고 상기 분배저항(R22)의 타단은 접지에 연결된다.
이 분배저항부(R21, R22)는 상기 제 1 포토커플러(211)에 전류가 인가될 수 있도록 하며, 또한 인가되는 전류의 크기를 제어 또는 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 스위칭 소자(212)가 닫히면 제 1 출력단(P(+))으로부터의 전류가 분배저항(R21), 제 1 포토커플러(211)의 다이오드, 분배저항(R22) 그리고 접지측으로 흐를 수 있다.
상기 태양광 모듈(100)의 제 2 출력단(N(-))이 접지(FG)와 동일한 전위를 갖게 되면, 지락 사고가 발생한다. 따라서, 등가회로상 제 2 출력단(N(-))이 접지(FG)가 되며, 이 경우에 상기 스위칭 소자(212)를 닫으면 제 1 출력단(P(+))으로부터 접지(FG)로 전류, 즉 지락 전류가 흐르게된다.
만약 상기 제 1 포토커플러(211)의 다이오드에 제 1 출력단(P(+))으로부터의 전류가 흐르면, 상기 다이오드가 발광하여 상기 제 1 포토커플러(211)의 포토트랜지스터가 전류를 도통하게 한다. 즉, 상기 제 1 포토커플러(211)의 2차측의 제 3 단자(t3)로부터 제 4 단자(t4)로 전류가 도통될 수 있다. 물론, 상기 제 1 포토커플러(211)의 1차측에 일정 크기 이상의 전류가 흘러야 상기 포토트랜지스터가 도통될 것이다.
여기서, 상기 제 1 포토커플러(211)의 2차측(도 3a에서 211의 중심을 기준으로 우측, 즉 포토트랜지스터 측)의 제 3 단자(t3)는 풀-업(pull-up) 저항(213, R23)과 연결되며, 또한 프로세서(230)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 포토커플러(211)의 2차측의 제 4 단자(t4)는 프로세서(230)의 접지에 연결될 수 있다.
상기 제 1 포토커플러(211)의 1차측에 일정 크기 이상의 전류가 흐른다면, 상기 포토트랜지스터가 도통되며 이에 따라 제 3 단자(t3)와 제 4 단자(t4)는 등가회로상 단락(short)된 것으로 보이므로, 상기 프로세서(230)와 연결된 제 3 단자(t3)에서 검출되는 전압은 접지(low)에 해당할 것이다.
한편, 제 1 포토커플러(211)의 1차측에 일정 크기 이상의 전류가 흐르지 않는다면, 상기 포토트랜지스터는 등가회로상 개방(open) 상태이므로 상기 프로세서(230)와 연결된 제 3 단자(t3)에서 검출되는 전압은 풀-업 저항(213)의 타단에 연결된 high(3.3P)에 해당되는 값일 것이다.
이처럼, 프로세서(230)는 상기 제 3 단자(t3)의 로우(low) 또는 하이(high)에 따라 상기 지락 사고 또는 지락 전류 발생 여부를 검출할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈의 지락 여부 검출 장치의 제 2 검출기의 구성을 도시한다. 상기 제 2 검출기(220)는 도 3b에 도시된 것처럼 여러 구성요소로 구성되며, 제 2 포토커플러(221)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 포토커플러(221)는 다이오드(포토 다이오드 또는 발광 다이오드)와 포토트랜지스터(스위칭 소자)를 결합한 소자로서, 상기 다이오드가 1차측에 위치하며 상기 포토트랜지스터가 2차측에 위치한다.
상기 포토커플러의 1차측(도 3b의 221의 중심을 기준으로 좌측 부분, 즉 다이오드로 구성된 부분)의 다이오드의 애노드 단자(t1, 또는 제 1 단자)로부터 캐소드 단자(t2, 또는 제 2 단자)로 전기신호(예컨대, 전류)가 흐르면, 상기 다이오드는 발광하게 되어 상기 포토커플러의 2차측(도 3b의 221의 중심을 기준으로 우측 부분, 즉 포토트랜지스터 부분)의 포토트랜지스터를 도통하게 할 수 있어 프로세서(230)가 상기 2차측의 제 3 단자(t3)의 전압값을 검출할 수 있도록 구성된다. 이러한 포토커플러는 1차측과 2차측을 독립적으로 구성할 수 있는 장점이 있다.
상기 제 2 포토커플러(221)의 1차측(단자 t1 및 t2측)에는, 상기 태양광 모듈(100)의 제 2 출력단(N(-))에 연결된 스위칭 소자(222, 예컨대 릴레이)와 분배저항(R24)이 제 1 단자(t1)에 연결되며, 제 2 단자(t2)에 분배저항(R25)이 연결되고 상기 분배저항(R24)의 타단은 접지에 연결된다.
이 분배저항부(R24, R25)는 상기 제 2 포토커플러(221)에 전류가 인가될 수 있도록 하며, 또한 인가되는 전류의 크기를 제어 또는 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 스위칭 소자(222)가 닫히면 접지(FG)로부터 제 2 출력단(N(-))으로 전류가 분배저항(R24), 제 2 포토커플러(221)의 다이오드, 분배저항(R25)을 통해 흐를 수 있다. 도 3a와 다른 것은, 상기 제 2 출력단은 상기 접지(FG)와 비교했을때 상대적으로 낮은 전압값, 즉 음의 전압값을 가지므로 회로 연결을 도 3b와 같이 하였다.
상기 태양광 모듈(100)의 제 1 출력단(P(+))이 접지(FG)와 동일한 전위를 갖게 되면, 지락 사고가 발생한다. 따라서, 등가회로상 제 1 출력단(P(+))이 접지(FG)가 되며, 이 경우에 상기 스위칭 소자(222)를 닫으면 접지(FG)로부터 제 2 출력단(N(-))으로 전류, 즉 지락 전류가 흐르게된다.
만약 상기 제 2 포토커플러(221)의 다이오드를 통해 접지(FG)로부터 제 2 출력단(N(-))으로 전류가 흐르면, 상기 다이오드가 발광하여 상기 제 2 포토커플러(221)의 포토트랜지스터가 전류를 도통하게 한다. 즉, 상기 포토트랜지스터는 제 3 단자(t3)로부터 제 4 단자(t4)로 전류를 도통시킬 수 있다. 물론, 상기 제 2 포토커플러(221)의 1차측에 일정 크기 이상의 전류가 흘러야 상기 포토트랜지스터가 도통될 것이다.
여기서, 상기 제 2 포토커플러(221)의 2차측(도 3b에서 221의 중심을 기준으로 우측, 즉 포토트랜지스터 측)의 제 3 단자(t3)는 풀-업(pull-up) 저항(223, R26)과 연결되며, 또한 프로세서(230)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 포토커플러(221)의 2차측의 제 4 단자(t4)는 프로세서(230)의 접지에 연결될 수 있다.
상기 제 2 포토커플러(221)의 1차측에 일정 크기 이상의 전류가 흐른다면, 상기 포토트랜지스터가 도통되며 이에 따라 제 3 단자(t3)와 제 4 단자(t4)는 등가회로상 단락(short)된 것으로 보이므로, 상기 프로세서(230)와 연결된 제 3 단자(t3)에서 검출되는 전압은 접지(low)에 해당할 것이다.
한편, 제 2 포토커플러(221)의 1차측에 일정 크기 이상의 전류가 흐르지 않는다면, 상기 포토트랜지스터는 등가회로상 개방(open) 상태이므로 상기 프로세서(230)와 연결된 제 3 단자(t3)에서 검출되는 전압은 풀-업 저항(223)의 타단에 연결된 high(3.3P)에 해당되는 값일 것이다.
이처럼, 프로세서(230)는 상기 제 3 단자(t3)의 로우(low) 또는 하이(high)에 따라 상기 지락 사고 또는 지락 전류 발생 여부를 검출할 수 있다.
위에서 본 발명의 실시예들이 설명되었으며, 당해 기술 분야에 속한 통상의 지식을 가진 자는 이러한 실시예들은 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 예시적인 것임을 인식할 수 있고, 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 변형, 수정 등이 가능함을 인식할 것이다.
100: 태양광 모듈 210: 제 1 검출기
220: 제 2 검출기 230: 프로세서

Claims (7)

  1. 태양광 모듈의 지락(grounding) 사고를 검출하기 위한 장치로서,
    상기 태양광 모듈의 제 1 출력단에 연결되는 제 1 포토커플러 ― 상기 태양광 모듈은 상기 제 1 포토커플러의 1차측에 연결됨 ―; 및
    상기 제 1 포토커플러의 2차측에 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 태양광 모듈의 지락 여부를 검출하기 위해 상기 포토커플러의 2차측의 전압을 검출하도록 구성된, 태양광 모듈의 지락 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 모듈의 제 1 출력단과 상기 제 1 포토커플러의 1차측의 제 1 단자 사이에 연결되는 제 1 릴레이를 더 포함하는, 태양광 모듈의 지락 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 태양광 모듈의 제 2 출력단에 연결되는 제 2 포토커플러를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제 2 포토커플러의 2차측에 추가로 연결되는, 태양광 모듈의 지락 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 태양광 모듈의 제 2 출력단과 상기 제 2 포토커플러의 1차측의 제 2 단자 사이에 연결되는 제 2 릴레이를 더 포함하는, 태양광 모듈의 지락 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제 1 릴레이와 상기 제 2 릴레이는 교번하여 스위칭되는, 태양광 모듈의 지락 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제 1 포토커플러 또는 상기 제 2 포토커플러의 2차측의 제 3 단자에 연결되는 풀-업(pull-up) 저항부를 더 포함하는, 태양광 모듈의 지락 검출 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제 1 포토커플러 또는 상기 제 2 포토커플러의 1차측에는 상기 제 1 릴레이 또는 제 2 릴레이가 클로즈(close)되면 상기 태양광 모듈로부터의 지락 전류를 흐르게 하기 위한 분압저항부를 더 포함하는, 태양광 모듈의 지락 검출 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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