KR20190051333A - Photovoltaic module - Google Patents

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KR20190051333A
KR20190051333A KR1020170146851A KR20170146851A KR20190051333A KR 20190051333 A KR20190051333 A KR 20190051333A KR 1020170146851 A KR1020170146851 A KR 1020170146851A KR 20170146851 A KR20170146851 A KR 20170146851A KR 20190051333 A KR20190051333 A KR 20190051333A
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와타나베 타쿠야
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엘지전자 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a photovoltaic module. According to an embodiment of the present invention, the photovoltaic module comprises: a solar cell module having a plurality of solar cells; a converter converting a level of direct current (DC) power inputted from the solar cell module; a DC terminal capacitor storing the DC power outputted from the converter; and an inverter converting the DC power from the DC terminal capacitor into alternating current power. The converter includes: a full bridge switching unit performing switching for the DC power; a transformer having an input side connected to an output terminal of the full bridge switching unit; a resonant capacitor and a resonant inductor arranged between the full bridge switching unit and the transformer; and a synchronous rectification unit connected to an output side of the transformer. To this end, ripples of input current can be reduced.

Description

태양광 모듈{Photovoltaic module}{PHOTOVOLTAIC MODULE}

본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 태양광 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar module, and more particularly, to a solar module capable of reducing a ripple of an input current.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention as a next-generation battery that converts solar energy directly into electrical energy using semiconductor devices.

한편, 태양광 모듈은 태양광 발전을 위한 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 상태를 의미한다.Meanwhile, the photovoltaic module means that the solar cells for solar power generation are connected in series or in parallel.

한편, 태양광 모듈의 컨버터는, 최대 전력 지점 추종 제어를 수행하며, 이를 위해, 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플을 저감할 필요가 있다. 이를 위해, 다양한 방안이 연구되고 있다.On the other hand, the converter of the solar module performs the maximum power point follow-up control, and it is necessary to reduce the ripple of the input current input to the converter. To this end, various approaches have been studied.

본 발명의 목적은, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 태양광 모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a solar module capable of reducing ripples of an input current.

본 발명의 다른 목적은, 컨버터의 소형화가 가능한 태양광 모듈을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a solar module capable of downsizing the converter.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부와, 풀 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 풀 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비하고, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a solar module including: a solar cell module having a plurality of solar cells; a converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module; A full bridge switching unit for performing switching to a direct current power source; and a full bridge switching unit for switching the output of the full bridge switching unit, A resonance capacitor and a resonance inductor disposed between the full bridge switching unit and the transformer; and a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer. The inverter includes a plurality of switching elements.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부와, 하프 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 하프 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비하고, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solar module including: a solar cell module having a plurality of solar cells; a converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module; And a converter for converting the direct current power from the dc short capacitor to the alternating current power. The converter includes a half bridge switching unit for performing switching to the direct current power source, A resonance capacitor and a resonance inductor disposed between the half bridge switching unit and the transformer; and a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer. The inverter includes a plurality of switching elements do.

본 발명의 실시예에 따른, 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부와, 풀 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 풀 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비함으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.A solar module according to an embodiment of the present invention includes a solar cell module having a plurality of solar cells, a converter for converting the level of the DC power input from the solar cell module, DC converter according to claim 1, wherein the converter includes a full bridge switching unit for performing switching to a direct current power source, and a full bridge switching unit for connecting the input side to the output terminal of the full bridge switching unit A transformer, a resonance capacitor and a resonance inductor disposed between the full bridge switching unit and the transformer, and a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer, thereby reducing the ripple of the input current.

특히. 공진 커패시터와 공진 인덕터, 및 트랜스포머에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor, the resonance inductor, and the transformer enables the ripple of the input current to be reduced.

한편, 입력 전압의 변동이 큰 경우에, 풀 브릿지 스위칭부의 구동 위상을 지연시킴으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.On the other hand, when the variation of the input voltage is large, the ripple of the input current can be reduced by delaying the driving phase of the full bridge switching section.

이와 같이, 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, dc단 커패시터가 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터를 사용할 수 있게 된다. 따라서, dc단 커패시터를 소형화할 수 있다.Thus, since the ripple of the input current input to the converter is reduced, the dc-stage capacitor can use the film capacitor instead of the electrolytic capacitor. Therefore, the dc-stage capacitor can be miniaturized.

나아가, 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, 트랜스포머의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈에 사용되는 컨버터를 소형화할 수 있게 된다.Furthermore, since the ripple of the input current to be input to the converter is reduced, the turn ratio of the transformer can be reduced, and therefore, the transformer can be downsized. As a result, the converter used in the solar module can be miniaturized.

한편, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 복수의 스위칭 소자 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.On the other hand, the inverter includes a plurality of switching elements, and at least a part of the plurality of switching elements may include a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor, The recovery loss can be reduced.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 포함하고, 컨버터는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부와, 하프 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머와, 하프 브릿지 스위칭부와 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터와, 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비함으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solar module including: a solar cell module having a plurality of solar cells; a converter for converting a level of the DC power input from the solar cell module; The converter includes a half bridge switching unit for performing switching to a direct current power source, and a half bridge switching unit for switching the input side to the output side of the half bridge switching unit. The resonance capacitor and the resonance inductor disposed between the half bridge switching unit and the transformer, and the synchronous rectification unit connected to the output side of the transformer, the ripple of the input current can be reduced.

특히. 공진 커패시터와 공진 인덕터, 및 트랜스포머에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor, the resonance inductor, and the transformer enables the ripple of the input current to be reduced.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 일예를 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이다.
도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.
도 4는 도 2의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 6 내지 도 7은 도 5의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 10은 도 9의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.
도 13은 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.
FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a solar light system including a solar module according to an embodiment of the present invention.
1B is a view showing another example of a solar optical system including a solar module according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention.
3 is a rear view of the solar module of Fig. 2;
Fig. 4 is a circuit diagram showing the interior of the junction box in the solar module of Fig. 2. Fig.
5 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to an embodiment of the present invention.
6 to 7 are diagrams referred to in the description of the power conversion apparatus of FIG.
8 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram referred to the description of the power conversion apparatus of FIG.
11 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
12 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.
13 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG.

본 명세서에서는, 태양광 모듈 내의 컨버터에 입력되는 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 방안을 제시한다.In this specification, a method of reducing the ripple of the input current input to the converter in the solar module is proposed.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix " module " and " part " for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms " module " and " part " may be used interchangeably.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 일예를 도시한 도면이다.FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a solar light system including a solar module according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템(10a)은, 태양광 모듈(50)과, 게이트웨이(80)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, a solar light system 10a according to an embodiment of the present invention may include a solar module 50 and a gateway 80. [

태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 및 태양전지 모듈에서의 직류 전원을 전력 변환하여 출력하는 전력변환장치(도 5의 500)를 포함하는 정션 박스(200)를 구비할 수 있다.The solar module 50 may include a solar cell module 100 and a junction box 200 including a power conversion device 500 (see FIG. 5) for converting and outputting DC power from the solar cell module have.

도면에서는, 정션 박스(200)가, 태양전지 모듈(100)의 배면에 부착되는 것을 도시하나, 이에 한정되지는 않는다. 정션 박스(200)가, 태양전지 모듈(100)과 이격되어 별도로 마련되는 것도 가능하다.In the drawing, the junction box 200 is shown attached to the back surface of the solar cell module 100, but is not limited thereto. It is also possible that the junction box 200 is provided separately from the solar cell module 100.

한편, 정션 박스(200)에서 출력되는 교류 전원을 그리드에 공급하기 위한 케이블(oln)이, 정션 박스(200)의 출력단에 전기적으로 접속될 수 있다.On the other hand, a cable oln for supplying the AC power outputted from the junction box 200 to the grid can be electrically connected to the output terminal of the junction box 200. [

한편, 게이트웨이(gateway)(80)는, 정션 박스(200)와 그리드(grid)(90) 사이에 위치할 수 있다.Meanwhile, a gateway 80 may be located between the junction box 200 and the grid 90.

한편, 게이트웨이(80)는, 케이블(oln)을 통해 흐르는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)을 검출할 수 있다.On the other hand, the gateway 80 can detect the alternating current io and the alternating voltage vo outputted from the solar module 50 flowing through the cable oln.

한편, 게이트웨이(80)는, 태양광 모듈(50)에서 출력되는 교류 전류(io) 및 교류 전압(vo)의 위상 차이에 기초하여, 역률 조정을 위한 역률 조정 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the gateway 80 can output a power factor adjustment signal for power factor adjustment based on the phase difference between the alternating current io and the alternating voltage vo output from the solar module 50. [

이를 위해, 게이트웨이(80)와 태양광 모듈(50)은, 케이블(323)을 이용하여, 전력선 통신(PLC 통신) 등을 수행할 수 있다.For this purpose, the gateway 80 and the solar module 50 can perform power line communication (PLC communication) using the cable 323.

한편, 태양광 모듈(50) 내의 전력변환장치(도 5의 500)는, 태양전지 모듈(100)에서 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 출력할 수 있다.On the other hand, the power conversion device (500 in FIG. 5) in the solar module 50 can convert the DC power output from the solar cell module 100 into AC power and output it.

이를 위해, 태양광 모듈(50) 내의 전력변환장치(도 5의 500) 내에, 컨버터(도 5의 530), 인버터(도 5의 540)가 구비될 수 있다.To this end, a converter (530 of FIG. 5) and an inverter (540 of FIG. 5) may be provided in the power conversion device (500 of FIG. 5) in the solar module 50.

본 발명에서는, 전력변환장치(도 5의 500) 내에, 컨버터(530)를 통해, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하고, 그 이후, 인버터(540)를 통해, 교류 전원 변환을 수행하는, 2 스테이지(stage) 기반의 전력변환장치를 기술한다.In the present invention, the level of the DC power from the solar cell module 100 is converted through the converter 530 in the power conversion apparatus (500 of FIG. 5), and thereafter, Stage power conversion apparatus that performs a conversion of a power source to a power source.

한편, 본 발명에서는, 2 스테이지(stage) 기반의 전력변환장치에서, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플을 저감할 수 있는 방안을 제시한다. On the other hand, the present invention proposes a method of reducing the ripple of the input current input to the converter 530 in a two stage stage power conversion apparatus.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100)과, 컨버터(530)와, 인버터(540)와, 제어부(550)를 포함할 수 있다.The solar module 50 according to an embodiment of the present invention may include a solar cell module 100, a converter 530, an inverter 540, and a controller 550.

본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(500) 내의 컨버터(530)는, 풀 브릿지 스위칭부(532)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다. The converter 530 in the power conversion apparatus 500 according to the embodiment of the present invention includes a full bridge switching unit 532, a transformer 536 to which the input side is connected to the output terminal of the full bridge switching unit 532, A resonance capacitor Cr and a resonance inductor Lr disposed between the bridge switching unit 532 and the transformer 536 and a synchronous rectification unit 538 connected to the output side of the transformer 536. [

특히, 트랜스포머(536)의 전단에, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)를 배치함으로써, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와 트랜스포머(536)의 공진에 의해, 입력 전압의 변동에도 불구하고, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다. 나아가, 컨버터(530)에 출력되는 직류 전원의 리플도 저감할 수 있게 된다.Particularly, by disposing the true capacitor Cr and the resonant inductor Lr at the front end of the transformer 536, the resonance of the true capacitor Cr, the resonant inductor Lr and the transformer 536 changes the input voltage The ripple of the input current can be reduced. Furthermore, the ripple of the DC power output to the converter 530 can be reduced.

따라서, dc단 커패시터를 대용량의 전해 커패시터를 사용하지 않아도 되며, 예를 들어, 소용량의 필름 커패시터를 사용할 수도 있다. 이러한 소용량의 필름 커패시터를 사용하는 것을, 커패시터리스(capacitorless) 기법이라 명명할 수도 있다.Therefore, it is not necessary to use a large-capacity electrolytic capacitor as the dc-short capacitor, for example, a small-capacity film capacitor may be used. The use of such a small-capacity film capacitor may be referred to as a capacitorless technique.

나아가, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, 트랜스포머(536)의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머(536)를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈(50)에 사용되는 컨버터(530)를 소형화할 수 있게 된다.Further, since the ripple of the input current to be input to the converter 530 is reduced, the turn ratio of the transformer 536 can be reduced, and the transformer 536 can be downsized. As a result, the converter 530 used in the solar module 50 can be downsized.

한편, 인버터(570)는, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8)를 구비하며, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.The inverter 570 includes a plurality of switching elements Q5 to Q8 and at least a part of the plurality of switching elements Q5 to Q8 may be a gallium nitride Thus, it is possible to reduce the reverse recovery loss at the time of high-speed switching.

다음, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.1B is a view showing another example of a solar optical system including a solar module according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템(10b)은, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)과, 게이트웨이(80)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, a solar light system 10b according to an embodiment of the present invention may include a plurality of solar modules 50a, 50b, ..., 50n and a gateway 80. [

도 1b의 태양광 시스템(10b)은, 도 1a의 태양광 시스템(10a)과 달리, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n)이 서로 병렬 접속되는 것에 그 차이가 있다.The solar cell system 10b of Fig. 1b differs from the solar cell system 10a of Fig. 1a in that a plurality of solar modules 50a, 50b, ..., 50n are connected in parallel with each other.

복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n) 각각은, 각 태양전지 모듈(100a, 100b, ..., 100n), 및 태양전지 모듈에서의 직류 전원을 전력 변환하여 출력하는 회로소자를 포함하는 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)를 구비할 수 있다.Each of the plurality of solar modules 50a, 50b, ..., 50n includes a solar cell module 100a, 100b, ..., 100n and a circuit for converting and outputting DC power from the solar cell module And junction boxes 200a, 200b, ..., 200n including devices.

도면에서는, 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)가, 각 태양전지 모듈(100a, 100b, ..., 100n)의 배면에 부착되는 것을 도시하나, 이에 한정되지는 않는다. 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)가, 각 태양전지 모듈(100a, 100b, ..., 100n)과 이격되어 별도로 마련되는 것도 가능하다.In the drawing, the junction boxes 200a, 200b, ..., 200n are attached to the back surfaces of the solar cell modules 100a, 100b, ..., 100n, but the present invention is not limited thereto. It is also possible that the junction boxes 200a, 200b, ..., 200n are provided separately from the respective solar cell modules 100a, 100b, ..., 100n.

한편, 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)에서 출력되는 교류 전원을 그리드에 공급하기 위한 케이블(31a, 31b, ..., oln)이, 각 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)의 출력단에 전기적으로 접속될 수 있다.On the other hand, cables 31a, 31b, ..., oln for supplying AC power outputted from the junction boxes 200a, 200b, ..., 200n to the grid are connected to the junction boxes 200a, 200b, ..., ..., 200n, respectively.

한편, 도 1b의 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n) 내의 각 전력변환장치(500) 내의 컨버터(630)는, 도 1a의 설명에서 상술한 바와 같이, 풀 브릿지 스위칭부(532)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다. The converter 630 in each power conversion device 500 in the plurality of photovoltaic modules 50a, 50b, ..., 50n in FIG. 1b is, as described in the description of FIG. 1a, A transformer 536 connected to the output end of the full bridge switching unit 532 and connected to the input end of the full bridge switching unit 532 and a resonant capacitor Cr disposed between the full bridge switching unit 532 and the transformer 536, And a synchronous rectification section 538 connected to the output side of the transformer 536. [

특히, 트랜스포머(536)의 전단에, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)를 배치함으로써, 진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와 트랜스포머(536)의 공진에 의해, 입력 전압의 변동에도 불구하고, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다. 나아가, 컨버터(530)에 출력되는 직류 전원의 리플도 저감할 수 있게 된다. 그 외, dc단 커패시터의 소형화, 트랜스포머의 소형화 등도 가능하게 된다.Particularly, by disposing the true capacitor Cr and the resonant inductor Lr at the front end of the transformer 536, the resonance of the true capacitor Cr, the resonant inductor Lr and the transformer 536 changes the input voltage The ripple of the input current can be reduced. Furthermore, the ripple of the DC power output to the converter 530 can be reduced. In addition, miniaturization of the dc-stage capacitor and downsizing of the transformer are also possible.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.FIG. 2 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a rear view of the solar module of FIG. 2.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)의 배면에 위치하는 정션 박스(200)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, a solar module 50 according to an embodiment of the present invention may include a solar cell module 100 and a junction box 200 located on the back surface of the solar cell module 100.

정션 박스(200)는, 음영 발생 등의 경우, 핫 스팟 방지를 위해, 바이패스 되는, 적어도 하나의 바이패스 다이오드를 구비할 수 있다.The junction box 200 may include at least one bypass diode that is bypassed to prevent hot spots in the case of shadow generation or the like.

도 4 등에서는, 도 2의 4개의 태양전지 스트링에 대응하여, 3개의 바이패스 다이오드(도 4의 Da,Db,Dc)를 구비하는 것을 예시한다.4 and the like, three bypass diodes (Da, Db, and Dc in FIG. 4) are provided corresponding to the four solar cell strings in FIG.

한편, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)에서 공급되는 직류 전원을 변환할 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 이하를 참조하여 기술한다. On the other hand, the junction box 200 can convert DC power supplied from the solar cell module 100. This will be described with reference to FIG. 4 and subsequent figures.

한편, 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지를 구비할 수 있다.On the other hand, the solar cell module 100 may include a plurality of solar cells.

도면에서는 복수의 태앙 전지가 리본(도 12의 133)에 의해, 일렬로 연결되어, 태양전지 스트링(140)이 형성되는 것을 예시한다. 이에 의해 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비하는 것을 예시한다. 한편, 도면과 달리, 다양한 변형이 가능하다.In the figure, a plurality of sinker cells are connected in series by ribbons (133 in FIG. 12) to form a solar cell string 140. By this, six strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e and 140f are formed, and each string includes ten solar cells. Unlike the drawings, various modifications are possible.

한편, 각 태양전지 스트링은, 버스 리본에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 도 2는, 태양전지 모듈(100)의 하부에 배치되는 버스 리본(145a,145c,145e)에 의해, 각각 제1 태양전지 스트링(140a)과 제2 태양전지 스트링(140b)이, 제3 태양전지 스트링(140c)과 제4 태양전지 스트링(140d)이, 제5 태양전지 스트링(140e)과 제6 태양전지 스트링(140f)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다. On the other hand, each solar cell string can be electrically connected by a bus ribbon. 2 is a sectional view showing the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b by the bus ribbons 145a, 145c and 145e disposed at the lower part of the solar cell module 100, The battery string 140c and the fourth solar cell string 140d illustrate that the fifth solar cell string 140e and the sixth solar cell string 140f are electrically connected.

또한, 도 2는, 태양전지 모듈(100)의 상부에 배치되는 버스 리본(145b,145d)에 의해, 각각 제2 태양전지 스트링(140b)과 제3 태양전지 스트링(140c)이, 제4 태양전지 스트링(140d)과 제5 태양전지 스트링(140e)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다.2 shows the second solar cell string 140b and the third solar cell string 140c respectively by the bus ribbons 145b and 145d disposed on the upper part of the solar cell module 100, And that the battery string 140d and the fifth solar cell string 140e are electrically connected.

한편, 제1 스트링에 접속된 리본, 버스 리본(145b,145d), 및 제4 스트링에 접속된 리본은, 각각 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)에 전기적으로 접속되며, 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)은, 태양전지 모듈(100)에 형성된 개구를 통해, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 정션 박스(200) 내의 바이패스 다이오드(도 4의 Da,Db,Dc)와 접속될 수 있다..On the other hand, the ribbon connected to the first string, the bus ribbons 145b and 145d, and the ribbon connected to the fourth string are electrically connected to the first to fourth conductive lines (not shown) 4 conductive lines (not shown) are connected to the bypass diode (Da, Db, and Dc in FIG. 4) in the junction box 200 disposed on the back surface of the solar cell module 100 through openings formed in the solar cell module 100 ).

이때, 태양전지 모듈(100)에 형성된 개구는, 정션 박스(200)가 위치하는 영역에 대응하여 형성될 수 있다.At this time, the opening formed in the solar cell module 100 may be formed corresponding to the region where the junction box 200 is located.

도 4는 도 2의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.Fig. 4 is a circuit diagram showing the interior of the junction box in the solar module of Fig. 2. Fig.

도면을 참조하면, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 변환하여 변환된 전원을 출력할 수 있다.Referring to the drawings, the junction box 200 can convert DC power from the solar cell module 100 and output the converted power.

특히, 본 발명과 관련하여, 정션 박스(200)는, 교류 전원을 출력하기 위한 전력변환장치(도 5의 500)를 구비할 수 있다.In particular, in connection with the present invention, the junction box 200 may include a power conversion device (500 of FIG. 5) for outputting an AC power source.

이를 위해, 정션 박스(200)는, 컨버터(530), 인버터(540), 및 이를 제어하는 제어부(550)를 포함할 수 있다.To this end, the junction box 200 may include a converter 530, an inverter 540, and a control unit 550 for controlling the converter 530 and the junction 530.

또한, 정션 박스(200)는, 바이패스를 위한 바이패스 다이오드부(510), 직류 전원 저장을 위한, 커패시터부(520), 출력되는 교류 전원 필터링을 위한 필터부(570)를 더 포함할 수 있다.The junction box 200 may further include a bypass diode 510 for bypassing, a capacitor 520 for storing DC power, and a filter 570 for filtering the AC power have.

한편, 정션 박스(200)는, 외부의 게이트웨이(80)과의 통신을 위한 통신부(580)를 더 구비할 수 있다.The junction box 200 may further include a communication unit 580 for communication with an external gateway 80.

한편, 정션 박스(200)는, 입력 전류 검출부(A), 입력 전압 검출부(B), 컨버터 출력전류 검출부(C), 컨버터 출력전압 검출부(D), 인버터 출력 전류 검출부(E), 인버터 출력 전압 검출부(F)를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the junction box 200 includes an input current detection unit A, an input voltage detection unit B, a converter output current detection unit C, a converter output voltage detection unit D, an inverter output current detection unit E, And may further include a detection unit F.

한편, 제어부(550)는, 컨버터(530), 인버터(540), 및 통신부(580)를 제어할 수 있다.On the other hand, the control unit 550 can control the converter 530, the inverter 540, and the communication unit 580.

바이패스 다이오드부(510)는, 태양전지 모듈(100) 의 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)들 사이에, 각각 배치되는 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)을 구비할 수 있다. 이때, 바이패스 다이오드의 개수는, 1개 이상이며, 도전성 라인의 개수 보다 1개 더 작은 것이 바람직하다.The bypass diode 510 may include bypass diodes Dc, Db, and Da disposed between the first through fourth conductive lines (not shown) of the solar cell module 100, respectively . At this time, it is preferable that the number of the bypass diodes is one or more and smaller than the number of the conductive lines by one.

바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 태양전지 모듈(100)로부터, 특히, 태양전지 모듈(100) 내의 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시)으로부터 태양광 직류 전원을 입력받는다. 그리고, 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 제1 내지 제4 도전성 라인(미도시) 중 적어도 하나로부터의 직류 전원에서 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킬 수 있다.The bypass diodes Dc, Db and Da receive the solar direct current power from the solar cell module 100, particularly from the first to fourth conductive lines (not shown) in the solar cell module 100. The bypass diodes Dc, Db, and Da can be bypassed when a reverse voltage is generated in the DC power supply from at least one of the first to fourth conductive lines (not shown).

한편, 바이패스 다이오드부(510)를 거친 직류 전원은, 커패시터부(520)로 입력될 수 있다.On the other hand, the DC power source through the bypass diode 510 can be input to the capacitor 520.

커패시터부(520)는, 태양전지 모듈(100), 및 바이패스 다이오드부(510)를 거쳐 입력되는 입력 직류 전원을 저장할 수 있다.The capacitor unit 520 may store an input DC power input through the solar cell module 100 and the bypass diode unit 510. [

한편, 도면에서는, 커패시터부(520)가 서로 병렬 연결되는 복수의 커패시터(Ca,Cb,Cc)를 구비하는 것으로 예시하나, 이와 달리, 복수의 커패시터가, 직병렬 혼합으로 접속되거나, 직렬로 접지단에 접속되는 것도 가능하다. 또는, 커패시터부(520)가 하나의 커패시터만을 구비하는 것도 가능하다.In the figure, the capacitor unit 520 includes a plurality of capacitors Ca, Cb, and Cc connected in parallel to each other. Alternatively, a plurality of capacitors may be connected in series- It is also possible to connect to the terminal. Alternatively, it is also possible that the capacitor unit 520 includes only one capacitor.

컨버터(530)는, 바이패스 다이오드부(510)와, 커패시터부(520)를 거친, 태양전지 모듈(100)로부터의 입력 전압의 레벨을 변환할 수 있다.The converter 530 can convert the level of the input voltage from the solar cell module 100 via the bypass diode unit 510 and the capacitor unit 520. [

특히, 컨버터(530)는, 커패시터부(520)에 저장된 직류 전원을 이용하여, 전력 변환을 수행할 수 있다. In particular, the converter 530 can perform power conversion using a DC power source stored in the capacitor unit 520.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 컨버터(530)는, 도 6을 참조하여 보다 상세히 기술한다.Meanwhile, the converter 530 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

한편, 컨버터(530) 내의 스위칭 소자들은, 제어부(550)로부터의 컨버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작할 수 있다. 이에 의해, 레벨 변환된 직류 전원이 출력될 수 있다. On the other hand, the switching elements in the converter 530 can be turned on / off based on the converter switching control signal from the controller 550. [ Thereby, the level-converted DC power can be outputted.

인버터(540)는, 컨버터(530)에서 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다.The inverter 540 can convert the DC power converted by the converter 530 into AC power.

도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Q5,Q7) 및 하암 스위칭 소자(Q6,Q8)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Q5,Q6, Q7,Q8)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Q5~Q8)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다. In the drawing, a full-bridge inverter is illustrated. That is, the upper and lower arm switching elements Q5 and Q7 and the lower arm switching elements Q6 and Q8 are connected in series and the two pairs of upper and lower arm switching elements are connected in parallel to each other (Q5, Q6, Q7 and Q8) Lt; / RTI > Diodes may be connected in anti-parallel to each switching element Q5 to Q8.

인버터(540) 내의 스위칭 소자들(Q5~Q8)은, 제어부(550)로부터의 인버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작할 수 있다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 출력될 수 있다. 바람직하게는, 그리드(grid)의 교류 주파수와 동일한 주파수(대략 60Hz 또는 50Hz)를 갖는 것이 바람직하다. The switching elements Q5 to Q8 in the inverter 540 can be turned on / off based on the inverter switching control signal from the controller 550. [ As a result, an AC power source having a predetermined frequency can be output. Preferably, it has a frequency (approximately 60 Hz or 50 Hz) that is equal to the alternating frequency of the grid.

한편, 커패시터(C)는, 컨버터(530)와 인버터(540) 사이에, 배치될 수 있다. On the other hand, the capacitor C may be disposed between the converter 530 and the inverter 540.

커패시터(C)는, 컨버터(530)의 레벨 변환된 직류 전원을 저장할 수 있다. 한편, 커패시터(C)의 양단을 dc단이라 명명할 수 있으며, 이에 따라, 커패시터(C)는 dc단 커패시터라 명명될 수도 있다.The capacitor C may store the level-converted DC power of the converter 530. On the other hand, both ends of the capacitor C may be referred to as a dc stage, and accordingly, the capacitor C may be called a dc-stage capacitor.

한편, 입력 전류 검출부(A)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전류(ic1)를 감지할 수 있다.The input current detection unit A may sense the input current ic1 supplied from the solar cell module 100 to the capacitor unit 520. [

한편, 입력 전압 검출부(B)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전압(Vc1)을 감지할 수 있다. 여기서, 입력 전압(Vc1)은, 커패시터부(520) 양단에 저장된 전압과 동일할 수 있다.The input voltage detecting unit B may sense the input voltage Vc1 supplied from the solar cell module 100 to the capacitor unit 520. [ Here, the input voltage Vc1 may be equal to the voltage stored across the capacitor unit 520. [

감지된 입력 전류(ic1)와 입력 전압(vc1)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다. The sensed input current ic1 and the input voltage vc1 may be input to the control unit 550. [

한편, 컨버터 출력전류 검출부(C)는, 컨버터(530)에서 출력되는 출력전류(ic2), 즉 dc단 전류를 감지하며, 컨버터 출력전압 검출부(D)는, 컨버터(530)에서 출력되는 출력전압(vc2), 즉 dc 단 전압을 감지한다. 감지된 출력전류(ic2)와 출력전압(vc2)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다. The converter output current detection unit C senses the output current ic2 output from the converter 530 or the dc step current and the converter output voltage detection unit D detects the output current ic2 output from the converter 530, (vc2), i.e., the dc voltage. The sensed output current ic2 and the output voltage vc2 may be input to the control unit 550. [

한편, 인버터 출력 전류 검출부(E)는, 인버터(540)에서 출력되는 전류(ic3)를 감지하며, 인버터 출력 전압 검출부(F)는, 인버터(540)에서 출력되는 전압(vc3)을 감지한다. 검출된 전류(ic3)와 전압(vc3)은, 제어부(550)에 입력된다.The inverter output current detector E detects the current ic3 output from the inverter 540 and the inverter output voltage detector F detects the voltage vc3 output from the inverter 540. [ The detected current ic3 and the voltage vc3 are input to the control unit 550. [

한편, 제어부(550)는, 컨버터(530)의 스위칭 소자들을 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 검출된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 컨버터(530) 내의 스위칭 소자들의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.Meanwhile, the control unit 550 may output a control signal for controlling the switching elements of the converter 530. In particular, the control unit 550 controls the control unit 550 so that at least one of the detected input current ic1, the input voltage vc1, the output current ic2, the output voltage vc2, the output current ic3, or the output voltage vc3 On timing signals of the switching elements in the converter 530 can be output.

한편, 제어부(550)는, 인버터(540)의 각 스위칭 소자(Q5~Q8)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 검출된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 인버터(540)의 각 스위칭 소자(Q5~Q8)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the control unit 550 can output an inverter control signal for controlling each of the switching elements Q5 to Q8 of the inverter 540. [ In particular, the control unit 550 controls the control unit 550 so that at least one of the detected input current ic1, the input voltage vc1, the output current ic2, the output voltage vc2, the output current ic3, or the output voltage vc3 On timing signals of the switching elements Q5 to Q8 of the inverter 540 can be output on the basis of the above signals.

한편, 제어부(550)는, 태양전지 모듈(100)에 대한, 최대 전력 지점을 연산하고, 그에 따라, 최대 전력에 해당하는 직류 전원을 출력하도록, 컨버터(530)를 제어할 수 있다. On the other hand, the control unit 550 can control the converter 530 to calculate the maximum power point for the solar cell module 100 and accordingly output the DC power corresponding to the maximum power.

한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)와 통신을 수행할 수 있다. On the other hand, the communication unit 580 can perform communication with the gateway 80. [

예를 들어, 통신부(580)는, 전력선 통신에 의해, 게이트웨이(80)와 데이터를 교환할 수 있다.For example, the communication unit 580 can exchange data with the gateway 80 by power line communication.

한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)로, 태양광 모듈(50)의 전류 정보, 전압 정보, 전력 정보 등을 전송할 수도 있다.On the other hand, the communication unit 580 may transmit current information, voltage information, power information, and the like of the solar module 50 to the gateway 80. [

한편, 필터부(570)는, 인버터(540)의 출력단에 배치될 수 있다.On the other hand, the filter unit 570 may be disposed at the output terminal of the inverter 540.

그리고, 필터부(570)는, 복수의 수동 소자를 포함하고, 복수의 수동 소자 중 적어도 일부에 기초하여, 인버터(540)에서 출력되는 교류 전류(io)와 교류 전압(vo) 사이의 위상 차이를 조정할 수 있다.The filter unit 570 includes a plurality of passive elements and generates a phase difference between the AC current io output from the inverter 540 and the AC voltage vo based on at least a part of the plurality of passive elements Can be adjusted.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이고, 도 6 내지 도 7은 도 5의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 5 is a circuit diagram of a power conversion apparatus in a solar module according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 7 are views referred to the description of the power conversion apparatus of FIG.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100) 내의 전력변환장치(500)는, 도면에 도시된 컨버터(530), 인버터(540), 외에, 도 4의 바이패스 다이오드부(510), 커패시터부(520), 제어부(550), 통신부(580), 입력 전류 검출부(A), 입력 전압 검출부(B), 컨버터 출력전류 검출부(C), 컨버터 출력전압 검출부(D), 인버터 출력 전류 검출부(E), 인버터 출력 전압 검출부(F)를 구비할 수 있다.The power conversion device 500 in the solar module 100 according to the embodiment of the present invention includes the converter 530 and the inverter 540 shown in the figure, A converter output voltage detecting unit D, a converter output voltage detecting unit C, a converter output voltage detecting unit C, a converter output voltage detecting unit D, a control unit 550, a communication unit 580, an input current detecting unit A, An inverter output current detection unit E, and an inverter output voltage detection unit F.

한편, 인버터(540)의 출력단에 전자파 노이즈 저감위한 필터부(570)가 더 배치될 수 있다. 이때의 필터부(570)는, 인버터(530)의 양단에 각각 배치되는 제1 및 제2 인덕터(L1,L2)와, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(l2) 사이의 커패시터(C4)를 구비할 있다.A filter unit 570 for reducing electromagnetic noise may further be disposed at an output terminal of the inverter 540. The filter unit 570 at this time includes first and second inductors L1 and L2 disposed at both ends of the inverter 530 and a capacitor C4 between the first inductor L1 and the second inductor 12 .

이하에서는, 도 5에 도시된 컨버터(530), 인버터(540) 등을 중심으로 기술한다.Hereinafter, the converter 530 and the inverter 540 shown in Fig. 5 will be mainly described.

본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(100) 내의 전력변환장치(500)는, 태양전지 모듈(100)로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(530)와, 컨버터(530)에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터(C)와, dc단 커패시터(C)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(570)를 포함할 수 있다.The power conversion apparatus 500 in the solar module 100 according to the embodiment of the present invention includes a converter 530 for converting the level of the DC power input from the solar cell module 100, And an inverter 570 for converting a DC power source from the dc short capacitor C to an AC power source.

컨버터(530)는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부(532)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 풀 브릿지 스위칭부(532)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다.The converter 530 includes a full bridge switching unit 532 for switching the DC power source, a transformer 536 to which the input side is connected to the output terminal of the full bridge switching unit 532, a full bridge switching unit 532, A resonant capacitor Cr and a resonant inductor Lr disposed between the transformer 536 and the transformer 536 and a synchronous rectifier 538 connected to the output side of the transformer 536. [

특히. 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 및 트랜스포머(536)에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor Cr and the resonance inductor Lr and the resonance of the transformer 536 can reduce the ripple of the input current.

한편, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr) 등에 의해, 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 각 스위칭 소자(Q1 ~Q4)는, 영전압 스위칭(ZVS), 영전류 스위칭(ZCS)을 수행할 수 있다.On the other hand, each of the switching elements Q1 to Q4 in the full bridge switching unit 532 performs the zero voltage switching (ZVS) and the zero current switching (ZCS) by the resonance capacitor Cr and the resonance inductor Lr .

도면에서와 같이, 풀 브릿지 스위칭부(532)는, 서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자(Q1,Q2)와, 제1 내지 제2 스위칭 소자(Q1,Q2)에 각각 직렬 접속되는 제3 내지 제4 스위칭 소자(Q3,Q4)를 구비할 수 있다.As shown in the drawing, the full bridge switching unit 532 includes first to second switching elements Q1 and Q2 connected in parallel with each other, and a full-bridge switching unit Q1 and Q2 connected in series to the first and second switching elements Q1 and Q2. 3 to the fourth switching elements Q3 and Q4.

그리고, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 사이인 제1 노드(n1)와, 제3 스위칭 소자(Q3)와 제4 스위칭 소자(Q4)의 사이인 제2 노드(n2) 사이에, 트랜스포머(536)의 입력측(na,nb)이 접속될 수 있다.The first node n1 between the first switching device Q1 and the second switching device Q2 and the second node n1 between the third switching device Q3 and the fourth switching device Q4 n2, the input side na, nb of the transformer 536 can be connected.

한편, 도면에서와 같이, 동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제1 다이오드 소자(D1), 및 제2 다이오드 소자(D2)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.As shown in the drawing, the synchronous rectification section 538 includes a first diode element D1 and a second diode element D2 connected in series to each other, a first capacitor C1 and a second capacitor C1 connected in series with each other, (C2).

이때, 제1 다이오드 소자(D1), 제2 다이오드 소자(D2)와, 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2)는, 서로 병렬 접속될 수 있다.At this time, the first diode D1 and the second diode D2, and the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be connected in parallel with each other.

제1 다이오드 소자(D1)와 제2 다이오드 소자(D2) 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다. Between a third node n3 between the first diode D1 and the second diode D2 and a fourth node n4 between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, The output side of the transformer 536 can be connected.

한편, 인버터(570)는, 서로 직렬 연결되는 제5 및 제6 스위칭 소자(Q5, Q6)와, 서로 직렬 연결되는 제7 및 제8 스위칭 소자(Q7, Q8)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the inverter 570 may include fifth and sixth switching elements Q5 and Q6 connected in series with each other and seventh and eighth switching elements Q7 and Q8 connected in series with each other.

제5 스위칭 소자(Q5)와 제6 스위칭 소자(Q6) 사이인 제5 노드(n5)와, 제7 스위칭 소자(Q7)와 제8 스위칭 소자(Q8) 사이인 제6 노드(n6)를 통해, 교류 전원이 출력될 수 있다.A fifth node n5 between the fifth switching element Q5 and the sixth switching element Q6 and a sixth node n6 between the seventh switching element Q7 and the eighth switching element Q8 , AC power can be output.

한편, 제어부(550)는, 컨버터(530)와 인버터(570)를 함께 제어할 수 있다.On the other hand, the control unit 550 can control the converter 530 and the inverter 570 together.

특히, 제어부(550)는, 최대 전력 지점 추종 제어를 위해, 컨버터(530) 내의 풀 브릿지 스위칭부(532)에 제어 신호(Sfb)를 출력할 수 있다.In particular, the control unit 550 may output the control signal Sfb to the full bridge switching unit 532 in the converter 530 for maximum power point tracking control.

특히, 제어부(550)는, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전압(Vc1)의 변동이 큰 경우에, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 구동 위상을 지연시킴으로써, 입력 전류(ic1)의 리플을 저감할 수 있게 된다.Particularly, when the variation of the input voltage Vc1 input to the converter 530 is large, the control unit 550 reduces the ripple of the input current ic1 by delaying the driving phase of the full bridge switching unit 532 .

이와 같이, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류(ic1)의 리플이 저감되므로, dc단 커패시터(C)가 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터를 사용할 수 있게 된다. 따라서, dc단 커패시터(C)를 소형화할 수 있다.As described above, since the ripple of the input current ic1 input to the converter 530 is reduced, the dc short-circuit capacitor C can use the film capacitor instead of the electrolytic capacitor. Therefore, the dc short-circuit capacitor C can be miniaturized.

나아가, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류(ic1)의 리플이 저감되므로, 트랜스포머(536)의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머(536)를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈(50)에 사용되는 컨버터(530)를 소형화할 수 있게 된다.Further, since the ripple of the input current ic1 input to the converter 530 is reduced, the turn ratio of the transformer 536 can be reduced, and accordingly, the transformer 536 can be downsized. As a result, the converter 530 used in the solar module 50 can be downsized.

한편, 제어부(550)는, 계통 주파수에 대응하는 교류 전원 출력을 위해, 인버터(570)에 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.On the other hand, the control unit 550 can output the control signal Sic to the inverter 570 for AC power output corresponding to the system frequency.

한편, 인버터(570)의 스위칭 주파수가, 컨버터(530) 내의 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1~Q4) 보다 스위칭 주파수가 높은 것이 바람직하다.It is preferable that the switching frequency of the inverter 570 is higher than the switching frequency of the first to fourth switching elements Q1 to Q4 in the full bridge switching unit 532 in the converter 530. [

한편, 고속 스위칭을 수행하는 경우, 스위칭 손실이 발생할 수 있다. On the other hand, when performing high-speed switching, switching loss may occur.

이에, 인버터(570) 내의 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 모두는, 도면과 같이, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.Therefore, it is preferable that all of the plurality of switching elements Q5 to Q8 in the inverter 570 include a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor as shown in the figure. Thus, the reverse recovery loss at the time of high-speed switching can be reduced.

한편, 도 5에서의 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1~Q4)는, 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the first to fourth switching devices Q1 to Q4 in the full bridge switching unit 532 in FIG. 5 may include a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).

한편, 제어부(550)는, 풀 브릿지 스위칭부(532)에 대한 주파수 제어와 위상 제어를 수행할 수 있다. Meanwhile, the control unit 550 may perform frequency control and phase control on the full bridge switching unit 532.

한편, 제어부(550)는, 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)가, 각각 50%의 듀티를 가지고 스위칭을 수행하도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 풀 브릿지 스위칭부(532) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)는 대략 180도의 위상차를 가지고, 스위칭을 수행할 수 있다.On the other hand, the control unit 550 can control the switching elements Q1 to Q4 in the full bridge switching unit 532 to perform switching with a duty of 50%, respectively. In this case, each of the switching elements Q1 to Q4 in the full bridge switching unit 532 has a phase difference of about 180 degrees and can perform switching.

한편, 제어부(550)는, 입력 전압(Vc1)의 변동이 큰 경우에, 스위칭 주파수를 변화시켜, 출력 전압의 범위를 확대할 수 있다.On the other hand, when the variation of the input voltage Vc1 is large, the control unit 550 can increase the range of the output voltage by changing the switching frequency.

구체적으로, 제어부(550)는, 입력 전압(Vc1)의 변동이 큰 경우에, 풀 브릿지 스위칭부(532)의 구동 위상을 지연시켜, 출력 전압의 범위를 확대할 수 있다. More specifically, when the variation of the input voltage Vc1 is large, the control unit 550 can extend the range of the output voltage by delaying the driving phase of the full bridge switching unit 532. [

도 6은 도 5의 전력변환장치(500)내의 전압 파형, 및 전류 파형 등을 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing voltage waveforms, current waveforms, and the like in the power conversion device 500 of FIG.

Vpv는 도 5의 태양전지 모듈(100)에서 공급되는 전압 파형을 나타내며, VQ1,VQ4는, 제1 및 제4 스위칭 소자 양단의 전압 파형을 나타내며, IQ1,IQ4는, 제1 및 제4 스위칭 소자 양단에 흐르는 전류 파형을 나타낸다.Vpv represents the voltage waveform supplied from the solar cell module 100 of FIG. 5, VQ1 and VQ4 represent the voltage waveforms across the first and fourth switching elements, IQ1 and IQ4 represent the voltage waveforms of the first and fourth switching elements It shows current waveforms flowing at both ends.

VQ2,VQ3는, 제2 및 제3 스위칭 소자 양단의 전압 파형을 나타내며, IQ2,IQ3는, 제2 및 제3 스위칭 소자 양단에 흐르는 전류 파형을 나타내며, Ilr은 공진 인덕터 소자(Lr)에 흐르는 전류 파형을 나타내며, VD1, ID1은 각각 제1 다이오드 소자(D1) 양단의 전압, 전류 파형을 나타내며, VD2, ID2은 각각 제2 다이오드 소자(D2) 양단의 전압, 전류 파형을 나타내며, Vdc는 dc단 커패시터 양단의 전압 파형을 나타낸다.VQ2 and VQ3 represent voltage waveforms across the second and third switching elements, IQ2 and IQ3 represent current waveforms flowing across both the second and third switching elements, and Ilr represents a current flowing through the resonant inductor element Lr VD2 and ID2 denote voltage and current waveforms across the second diode element D2, respectively, and Vdc denotes a voltage waveform across the first diode element D1, Indicates the voltage waveform across the capacitor.

도 7은 컨버터(530)에서 출력되는 dc단 전압(Vdc)과, 인버터(540)에서 출력되는 교류 전원(Vac)을 도시한 파형이다.7 is a waveform showing the dc voltage (Vdc) outputted from the converter 530 and the AC power (Vac) outputted from the inverter 540.

도 5의 전력변환장치(500)에 의하면, 컨버터(530)에서의 최대 전력 지점 추종(MPPT) 제어를 수행하므로, dc단 전압(Vdc)의 변동이 거의 없는, 일정한 dc단 전압이 출력될 수 있다.According to the power converter 500 of FIG. 5, since the maximum power point tracking (MPPT) control in the converter 530 is performed, a constant dc voltage with little fluctuation of the dc short voltage Vdc can be outputted have.

그리고, 인버터(540)는, 고속 스위칭을 수행하여, 안정적인 교류 전원(Vac)을 출력할 수 있게 된다.Then, the inverter 540 performs high-speed switching to output a stable AC power (Vac).

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.8 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500b)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)인 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a power conversion device 500b in a solar module according to another embodiment of the present invention is similar to the power conversion device 500 of FIG. 5, except that the first and second diodes There is a difference in that the elements D1 and D2 are the ninth and tenth switching elements Q9 and Q10.

이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.

전력변환장치(500b) 내의 동기 정류부(538)는, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)를 구비하므로, 하프 브릿지 스위칭부라 명명될 수도 있다.Since the synchronous rectification unit 538 in the power conversion apparatus 500b includes the ninth and tenth switching elements Q9 and Q10, it may be called a half bridge switching unit.

동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The synchronous rectification section 538 may include a ninth switching element Q9 and a tenth switching element Q10 connected in series with each other and a first capacitor C1 and a second capacitor C2 connected in series with each other have.

여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the transformer 536 can be connected.

제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 제어부(550)의 제어 신호에 의해, 스위칭을 수행할 수 있으며, 도 5의 다이오드 소자에 비해, 영전압 스위칭, 영전류 스위칭 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 전력 소비를 저감할 수 있게 된다. 따라서, 도 8의 컨버터(500)는 고효율의 전력 변환을 수행할 수 있다.The ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 can perform switching by the control signal of the control part 550 and can perform switching such as zero voltage switching and zero current switching So that the power consumption can be reduced. Therefore, the converter 500 of FIG. 8 can perform high-efficiency power conversion.

한편, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.On the other hand, the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 may include a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이고, 도 10은 도 9의 전력변환장치의 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 9 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram referred to the description of the power conversion device of FIG.

도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500c)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)인 것에 그 차이가 있으며, 인버터(550) 내의 일부 스위칭 소자는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하며, 다른 일부는 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함하는 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a power conversion device 500c in a solar module according to another embodiment of the present invention is similar to the power conversion device 500 of FIG. 5, except that the first and second There is a difference in that the diode elements D1 and D2 are the ninth and tenth switching elements Q9 and Q10 and some switching elements in the inverter 550 are formed of a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide ) Transistors, while the other part includes a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).

이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.

동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The synchronous rectification section 538 may include a ninth switching element Q9 and a tenth switching element Q10 connected in series with each other and a first capacitor C1 and a second capacitor C2 connected in series with each other have.

여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the transformer 536 can be connected.

인버터(570) 내의 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q5,Q6)는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하며, 다른 일부(Q7,Q8)는 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.A portion Q5 and Q6 of the plurality of switching elements Q5 through Q8 in the inverter 570 includes a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor, and the other portions Q7 and Q8 comprise a metal Oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs).

이때, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q5,Q6)는 고속 스위칭을 수행하고, 다른 일부(Q7,Q8)는, 계통 주파수에 대응하는 저속 스위칭을 수행할 수 있다.At this time, some Q5 and Q6 of the plurality of switching elements Q5 and Q8 perform high-speed switching and the other portions Q7 and Q8 perform low-speed switching corresponding to the system frequency.

도 10은, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q5,Q6)의 게이트 단자에 인가되는 신호(Sg5,Sg6)의 듀티가, 계통 주기 내의 Ta, Tb 기간 동안, 점차 증가 또는 작아지는 것을 예시한다.10 shows a case where the duty of the signals Sg5 and Sg6 applied to the gate terminals of the portions Q5 and Q6 of the plurality of switching elements Q5 to Q8 gradually increases or decreases during the Ta and Tb periods in the systematic period .

한편, 도 10은, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 일부(Q7,Q8)의 게이트 단자에 인가되는 신호(Sg7,Sg8)의 듀티가 Ta, Tb 기간 동안, 각각 온, 오프되는 것을 예시한다.10 shows an example in which the duty ratio of the signals Sg7 and Sg8 applied to the gate terminals of the portions Q7 and Q8 of the plurality of switching elements Q5 to Q8 is turned on and off during Ta and Tb periods, respectively do.

이와 같이, 하이브리드 타입으로 스위칭 소자를 구성함으로써, 인버터(570) 의 제조 비용을 저감할 수 있게 된다.Thus, by configuring the switching elements in the hybrid type, the manufacturing cost of the inverter 570 can be reduced.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.11 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500d)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)인 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a power conversion device 500d in a solar module according to another embodiment of the present invention is similar to the power conversion device 500 of FIG. 5, except that the first and second There is a difference in that the diode elements D1 and D2 are the ninth and tenth switching elements Q9 and Q10.

이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.

동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The synchronous rectification section 538 may include a ninth switching element Q9 and a tenth switching element Q10 connected in series with each other and a first capacitor C1 and a second capacitor C2 connected in series with each other have.

여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the transformer 536 can be connected.

한편, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있다.On the other hand, the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 may include a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도이다.12 is a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치(500e)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 동기 정류부(538) 내의 제1 및 제2 다이오드 소자(D1,D2)가, 제9 및 제10 스위칭 소자(Q9, Q10)이며, 풀 브릿지 스위칭부(532) 대신에 하프 브릿지 스위칭부(532b)가 사용되는 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, a power conversion device 500e in a solar module according to another embodiment of the present invention is similar to the power conversion device 500 of FIG. 5, except that the first and second There is a difference in that the diode elements D1 and D2 are the ninth and tenth switching elements Q9 and Q10 and the half bridge switching unit 532b is used instead of the full bridge switching unit 532. [

이하에서는, 도 5와의 차이점을 중심으로 기술한다.Hereinafter, differences from FIG. 5 will be mainly described.

전력변환장치(500e) 내의 컨버터(530)는, 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부(532b)와, 하프 브릿지 스위칭부(532b)의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머(536)와, 하프 브릿지 스위칭부(532b)와 트랜스포머(536) 사이에 배치되는, 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr)와, 트랜스포머(536)의 출력측에 접속되는 동기 정류부(538)를 구비할 수 있다. 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부를 구비함으로써, 입력 전류(ic1)의 리플을 저감할 수 있게 된다.The converter 530 in the power conversion apparatus 500e includes a half bridge switching unit 532b for performing switching to the DC power source, a transformer 536 connected to the input side of the output terminal of the half bridge switching unit 532b, A resonant capacitor Cr and a resonant inductor Lr disposed between the half bridge switching unit 532b and the transformer 536 and a synchronous rectification unit 538 connected to the output side of the transformer 536. [ The ripple of the input current ic1 can be reduced by providing the synchronous rectification section connected to the output side of the transformer.

특히. 공진 커패시터(Cr)와 공진 인덕터(Lr), 및 트랜스포머(536)에 의한 공진에 의해, 입력 전류의 리플이 저감될 수 있게 된다.Especially. The resonance of the resonance capacitor Cr and the resonance inductor Lr and the resonance of the transformer 536 can reduce the ripple of the input current.

한편, 입력 전압의 변동이 큰 경우에, 하프 브릿지 스위칭부(532b)의 구동 위상을 지연시킴으로써, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.On the other hand, when the variation of the input voltage is large, the ripple of the input current can be reduced by delaying the driving phase of the half bridge switching unit 532b.

이와 같이, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, dc단 커패시터(C)가 전해 커패시터가 아닌 필름 커패시터를 사용할 수 있게 된다. 따라서, dc단 커패시터(C)를 소형화할 수 있다.As described above, since the ripple of the input current input to the converter 530 is reduced, the dc short-circuit capacitor C can use the film capacitor instead of the electrolytic capacitor. Therefore, the dc short-circuit capacitor C can be miniaturized.

나아가, 컨버터(530)에 입력되는 입력 전류의 리플이 저감되므로, 트랜스포머(536)의 권선비(turn ratio)를 저감할 수 있으며, 따라서, 트랜스포머(536)를 소형화할 수 있다. 결국, 태양광 모듈(50)에 사용되는 컨버터(530)를 소형화할 수 있게 된다.Further, since the ripple of the input current to be input to the converter 530 is reduced, the turn ratio of the transformer 536 can be reduced, and the transformer 536 can be downsized. As a result, the converter 530 used in the solar module 50 can be downsized.

한편, 하프 브릿지 스위칭부(532b)는, 서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자(Q1,Q2)를 구비할 수 있다.Meanwhile, the half bridge switching unit 532b may include first and second switching devices Q1 and Q2 connected in parallel with each other.

제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 사이인 제1 노드(n1)에, 트랜스포머(536)의 입력측이 접속될 수 있다. The input side of the transformer 536 may be connected to the first node n1 between the first switching device Q1 and the second switching device Q2.

한편, 동기 정류부(538)는, 서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9), 및 제10 스위칭 소자(Q10)와, 서로 직렬 접속되는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The synchronous rectification unit 538 includes a ninth switching element Q9 and a tenth switching element Q10 connected in series with each other and a first capacitor C1 and a second capacitor C2 connected in series with each other can do.

여기서, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)의 사이인 제3 노드(n3)와, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 사이인 제4 노드(n4) 사이에, 트랜스포머(536)의 출력측이 접속될 수 있다.Here, a third node n3 between the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 and a fourth node n4 between the first and second capacitors C1 and C2, The output side of the transformer 536 can be connected.

한편, 제9 스위칭 소자(Q9)와 제10 스위칭 소자(Q10)는, 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다.On the other hand, the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 may include a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).

한편, 인버터(570)는, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8)를 구비하며, 복수의 스위칭 소자(Q5~Q8) 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 고속 스위칭시의 역회복 손실을 저감할 수 있게 된다.The inverter 570 includes a plurality of switching elements Q5 to Q8 and at least a part of the plurality of switching elements Q5 to Q8 may be a gallium nitride . Thus, the reverse recovery loss at the time of high-speed switching can be reduced.

도 13은 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.13 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG.

도 13을 참조하면, 도 2의 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지(130)를 포함할 수 있다. 그 외, 복수의 태양전지(130)의 하면과 상면에 위치하는 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150), 제1 밀봉재(120)의 하면에 위치하는 후면 기판(110) 및 제2 밀봉재(150)의 상면에 위치하는 전면 기판(160)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13, the solar cell module 100 of FIG. 2 may include a plurality of solar cells 130. The first sealing material 120 and the second sealing material 150 located on the lower surface and the upper surface of the plurality of solar cells 130 and the rear substrate 110 and the second sealing material 120 located on the lower surfaces of the first sealing material 120, And may further include a front substrate 160 positioned on the top surface of the sealing member 150.

먼저, 태양전지(130)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell), 염료감응형 또는 CdTe, CIGS형 태양전지, 박막 태양전지 등일 수 있다. The solar cell 130 is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy. The solar cell 130 may be a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell, a tandem solar cell, Dye-sensitized or CdTe, CIGS type solar cells, thin film solar cells, and the like.

태양전지(130)는 태양광이 입사하는 수광면과 수광면의 반대측인 이면으로 형성된다. 예를 들어, 태양전지(130)는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있다.The solar cell 130 is formed of a light receiving surface on which solar light is incident and a rear surface opposite to the light receiving surface. For example, the solar cell 130 includes a silicon substrate of a first conductivity type, a second conductivity type semiconductor layer formed on the silicon substrate and having a conductivity type opposite to that of the first conductivity type, An antireflection film formed on the second conductive type semiconductor layer and having at least one opening exposing a part of the surface of the second conductive type semiconductor layer; And a rear electrode formed on the rear surface of the silicon substrate.

각 태양전지(130)는, 전기적으로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수의 태양 전지(130)는, 리본(133)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 리본(133)은, 태양전지(130)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(130)의 이면 상에 형성된 후면 전극집전 전극에 접합될 수 있다.Each solar cell 130 may be electrically connected in series, parallel, or series-parallel. Specifically, a plurality of solar cells 130 can be electrically connected by a ribbon 133. [ The ribbon 133 may be bonded to the front electrode formed on the light receiving surface of the solar cell 130 and the rear electrode collecting electrode formed on the rear surface of another adjacent solar cell 130. [

도면에서는, 리본(133)이 2줄로 형성되고, 이 리본(133)에 의해, 태양전지(130)가 일렬로 연결되어, 태양전지 스트링(140)이 형성되는 것을 예시한다. In the figure, it is illustrated that the ribbon 133 is formed in two lines, and the solar cell 130 is connected in series by the ribbon 133 to form the solar cell string 140.

이에 의해, 도 2에서 설명한 바와 같이, 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비할 수 있다.Thus, as described with reference to FIG. 2, six strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, and 140f are formed, and each string may include ten solar cells.

후면 기판(110)은, 백시트로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 도 4에서는 후면 기판(110)이 직사각형의 모양으로 도시되어 있으나, 태양전지 모듈(100)이 설치되는 환경에 따라 원형, 반원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.The back substrate 110 may be, but is not limited to, a TPT (Tedlar / PET / Tedlar) type having a waterproof, insulating and ultraviolet shielding function as a back sheet. Although the rear substrate 110 is shown as a rectangular shape in FIG. 4, the rear substrate 110 may be formed in various shapes such as a circular shape and a semicircular shape according to the environment in which the solar cell module 100 is installed.

한편, 후면 기판(110) 상에는 제1 밀봉재(120)가 후면 기판(110)과 동일한 크기로 부착되어 형성될 수 있고, 제1 밀봉재(120) 상에는 복수의 태양전지(130)가 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다. The first sealing member 120 may be attached to the rear substrate 110 to have the same size as the rear substrate 110 and a plurality of solar cells 130 may be formed on the first sealing member 120 And can be positioned adjacent to each other so as to achieve the same.

제2 밀봉재(150)는, 태양전지(130) 상에 위치하여 제1 밀봉재(120)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다. The second sealing member 150 may be positioned on the solar cell 130 and may be laminated to the first sealing member 120.

여기에서, 제1 밀봉재(120)와, 제2 밀봉재(150)는, 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150)는, 에틸렌 초산 비닐 수지 (Ethylene Vinyl Acetate;EVA) 필름 등 다양한 예가 가능하다. Here, the first sealant 120 and the second sealant 150 allow each element of the solar cell to chemically bond. The first sealing material 120 and the second sealing material 150 can be various examples such as an ethylene vinyl acetate (EVA) film.

한편, 전면 기판(160)은, 태양광을 투과하도록 제2 밀봉재(150) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(130)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다. On the other hand, the front substrate 160 is preferably placed on the second sealing material 150 so as to transmit sunlight, and is preferably made of tempered glass in order to protect the solar cell 130 from an external impact or the like. Further, it is more preferable to use a low-iron-content tempered glass containing a small amount of iron in order to prevent the reflection of sunlight and increase the transmittance of sunlight.

본 발명에 따른 태양광 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It is to be understood that the invention is not to be limited in its application to the details of construction and the manner in which the above described embodiments of the invention are put into practice, .

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (15)

복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈;
상기 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터;
상기 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터;
상기 dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터;를 포함하고,
상기 컨버터는,
상기 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지 스위칭부;
상기 풀 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머;
상기 풀 브릿지 스위칭부와 상기 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터;
상기 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
A solar cell module comprising a plurality of solar cells;
A converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module;
A dc capacitor that stores the DC power output from the converter;
And an inverter for converting the direct current power from the dc short capacitor to an alternating current power,
The converter includes:
A full bridge switching unit for switching the DC power supply;
A transformer having an input connected to an output terminal of the full bridge switching unit;
A resonant capacitor and a resonant inductor disposed between the full bridge switching unit and the transformer;
And a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer.
제1항에 있어서,
상기 인버터는,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The inverter includes:
Wherein at least a portion of the plurality of switching elements comprises a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
제1항에 있어서,
상기 풀 브릿지 스위칭부는,
서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자;
상기 제1 내지 제2 스위칭 소자에 각각 직렬 접속되는 제3 내지 제4 스위칭 소자;를 구비하며,
상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 사이인 제1 노드와, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자의 사이인 제2 노드 사이에, 상기 트랜스포머의 입력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The full-
First and second switching elements connected in parallel to each other;
And third to fourth switching elements serially connected to the first and second switching elements, respectively,
The input side of the transformer is connected between a first node between the first switching device and the second switching device and a second node between the third switching device and the fourth switching device Solar modules.
제3항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 스위칭 소자는,
금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method of claim 3,
Wherein the first to fourth switching elements comprise:
And a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
제1항에 있어서,
상기 동기 정류부는,
서로 직렬 접속되는 제1 다이오드 소자, 및 제2 다이오드 소자;
서로 직렬 접속되는 제1 커패시터 및 제2 커패시터;를 포함하고,
상기 제1 다이오드 소자와 상기 제2 다이오드 소자 사이인 제3 노드와, 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터의 사이인 제4 노드 사이에, 상기 트랜스포머의 출력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The synchronous rectification unit includes:
A first diode element and a second diode element connected in series to each other;
And a first capacitor and a second capacitor connected in series to each other,
The output side of the transformer is connected between a third node between the first diode element and the second diode element and a fourth node between the first capacitor and the second capacitor. .
제1항에 있어서,
상기 dc단 커패시터는, 필름 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the dc-only capacitor comprises a film capacitor.
제1항에 있어서,
상기 컨버터와 상기 인버터를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
And a controller for controlling the converter and the inverter.
제1항에 있어서,
상기 인버터는,
서로 직렬 연결되는 제5 및 제6 스위칭 소자;
서로 직렬 연결되는 제7 및 제8 스위칭 소자;를 포함하고,
상기 제5 스위칭 소자와 상기 제6 스위칭 소자 사이인 제5 노드와, 상기 제7 스위칭 소자와 상기 제8 스위칭 소자 사이인 제6 노드를 통해, 상기 교류 전원이 출력되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The inverter includes:
Fifth and sixth switching elements connected in series to each other;
And seventh and eighth switching elements connected in series to each other,
Wherein the AC power is output through a fifth node between the fifth switching device and the sixth switching device and a sixth node between the seventh switching device and the eighth switching device. .
제1항에 있어서,
상기 동기 정류부는,
서로 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자, 및 제10 스위칭 소자;
서로 직렬 접속되는 제1 커패시터 및 제2 커패시터;를 포함하고,
상기 제9 스위칭 소자와 상기 제10 스위칭 소자의 사이인 제3 노드와, 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터의 사이인 제4 노드 사이에, 상기 트랜스포머의 출력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The synchronous rectification unit includes:
A ninth switching element and a tenth switching element connected in series to each other;
And a first capacitor and a second capacitor connected in series to each other,
And an output side of the transformer is connected between a third node between the ninth switching element and the tenth switching element and a fourth node between the first capacitor and the second capacitor. module.
제9항에 있어서,
상기 동기 정류부 내의 상기 제9 스위칭 소자와 상기 제10 스위칭 소자는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
10. The method of claim 9,
Wherein the ninth switching element and the tenth switching element in the synchronous rectification part include a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
제1항에 있어서,
상기 인버터 내의 상기 복수의 스위칭 소자 모두는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein all of said plurality of switching elements in said inverter comprise a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
제1항에 있어서,
상기 인버터 내의 상기 복수의 스위칭 소자 중 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하며, 다른 일부는 금속산화물반도체전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
Characterized in that a part of the plurality of switching elements in the inverter comprises a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor and the other part comprises a metal oxide semiconductor field effect transistor Optical module.
복수의 태양 전지를 구비하는 태양전지 모듈;
상기 태양전지 모듈로부터 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터;
상기 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터;
상기 dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터;를 포함하고,
상기 컨버터는,
상기 직류 전원에 대한 스위칭을 수행하는 하프 브릿지 스위칭부;
상기 하프 브릿지 스위칭부의 출력단에 입력측이 접속되는 트랜스포머;
상기 하프 브릿지 스위칭부와 상기 트랜스포머 사이에 배치되는, 공진 커패시터와 공진 인덕터;
상기 트랜스포머의 출력측에 접속되는 동기 정류부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
A solar cell module comprising a plurality of solar cells;
A converter for converting a level of a DC power input from the solar cell module;
A dc capacitor that stores the DC power output from the converter;
And an inverter for converting the direct current power from the dc short capacitor to an alternating current power,
The converter includes:
A half bridge switching unit for performing switching to the DC power source;
A transformer having an input connected to an output terminal of the half bridge switching unit;
A resonant capacitor and a resonant inductor disposed between the half bridge switching unit and the transformer;
And a synchronous rectifier connected to the output side of the transformer.
제13항에 있어서,
상기 인버터는,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자 중 적어도 일부는, 갈륨나이트라이드(GaN) 트랜지스터 또는 실리콘카바이드(SiC) 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
14. The method of claim 13,
The inverter includes:
Wherein at least a portion of the plurality of switching elements comprises a gallium nitride (GaN) transistor or a silicon carbide (SiC) transistor.
제13항에 있어서,
상기 하프 브릿지 스위칭부는,
서로 병렬 접속되는 제1 내지 제2 스위칭 소자;;를 구비하며,
상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 사이인 제1 노드에, 상기 트랜스포머의 입력측이 접속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
14. The method of claim 13,
The half bridge switching unit includes:
And first and second switching elements connected in parallel to each other,
And an input side of the transformer is connected to a first node between the first switching device and the second switching device.
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