KR20190139085A - Apparatus for charging solar energy and control method thereof - Google Patents

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KR20190139085A KR1020180065673A KR20180065673A KR20190139085A KR 20190139085 A KR20190139085 A KR 20190139085A KR 1020180065673 A KR1020180065673 A KR 1020180065673A KR 20180065673 A KR20180065673 A KR 20180065673A KR 20190139085 A KR20190139085 A KR 20190139085A
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이승준
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Abstract

Disclosed are a device for charging solar energy and a control method thereof which can increase charging efficiency and durability of a power element. The device for charging solar energy comprises: a solar cell module formed of at least one solar cell; a converter performing a switching operation in accordance with a PWM control signal and converting and outputting a level of power generated by the solar cell module; a battery charging the power outputted from the converter; a power measuring unit measuring the power of a power source generated by the solar cell module; and a charging control unit adjusting the PWM control signal of the converter by determining a charging mode in accordance with the measured power measured by the power measuring unit.

Description

태양 에너지의 충전장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR CHARGING SOLAR ENERGY AND CONTROL METHOD THEREOF}Solar energy charging device and control method thereof {APPARATUS FOR CHARGING SOLAR ENERGY AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 태양 에너지의 충전장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지에서 생성되는 전력량에 기초하여 저전력 상태에서는 태양전지와 배터리를 직접 연결하는 SDCM(Solar Direct Connection Mode) 모드로 충전하고, 고전력 상태에서는 PWM 구동모드로 충전하는 태양 에너지 충전장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar energy charging device and a control method thereof, and more particularly, to charge in a solar direct connection mode (SDCM) mode that directly connects a solar cell and a battery in a low power state based on the amount of power generated by the solar cell. The present invention relates to a solar energy charging device for charging in a PWM driving mode and a control method thereof in a high power state.

일반적으로, 신재생 에너지란 석탄, 석유, 원자력 및 천연가스가 아닌 태양에너지, 바이오매스, 풍력, 소수력, 연료전지, 석탄의 액화, 가스화, 해양에너지, 폐기물에너지 및 기타로 구분되고 있고, 이외에도 지열, 수소, 석탄에 의한 물질을 혼합한 유동성 연료를 의미한다. In general, renewable energy is classified into solar energy, biomass, wind power, hydropower, fuel cell, coal liquefaction, gasification, marine energy, waste energy and other than coal, petroleum, nuclear power and natural gas. It refers to a fluid fuel mixed with materials of hydrogen, coal.

신재생 에너지에서 가장 활발하게 연구되고 있는 태양 에너지는 석유, 석탄, 천연 가스와 달리 영구적이며, 화석 에너지를 사용하면서 생길 수 있는 환경 오염 문제를 해결할 수 있으며 특히, 필요한 만큼의 에너지를 수급할 수 있다. Solar energy, the most actively studied in renewable energy, is permanent, unlike oil, coal, and natural gas, and can solve the environmental pollution problem caused by the use of fossil energy. In particular, it can supply as much energy as needed. .

또한, 자동차산업은 공해를 유발하며 에너지 소비 비중이 큰 산업으로서, 신재생 에너지 개발사업의 일환으로 전기자동차의 개발에 매진하고 있다. In addition, the automobile industry causes pollution and has a high energy consumption ratio, and is committed to developing electric vehicles as a part of new and renewable energy development projects.

전기자동차는 이차전지에 의한 전원으로 전기 모터를 구동하여 동력을 얻으므로, 이차전지는 신재생 에너지 부분의 필수 불가결한 제품이다. 또한 이차전지는 자동차 산업 외에 이동하는 모든 제품에 적용되며 환경공해를 해결하고 저비용화를 실현하며 단순함과 편리성을 더해준다. Since electric vehicles are powered by driving electric motors with a power source of secondary batteries, secondary batteries are indispensable products of renewable energy. In addition, the secondary battery is applied to all moving products besides the automobile industry, and solves environmental pollution, realizes low cost, and adds simplicity and convenience.

이러한 이차전지의 사용을 위해서는 충전기가 필수적으로 필요하며, 최근에는 초 급속 대용량의 새로운 대체 이차 전지 전용 충전기가 필요하게 되었다. In order to use such a secondary battery, a charger is necessary, and recently, a new charger for a rechargeable secondary battery having a high capacity is required.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1245647호(2013.03.20. 공고, 태양광발전시스템과의 연계를 통한 배터리 급속 충전 시스템)에 개시되어 있다. Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 1245647 (2013.03.20. Announcement, battery rapid charging system through linkage with the photovoltaic power generation system).

이와 같이 태양 에너지를 배터리에 충전하기 위해서는 태양전지에서 생성된 출력전압을 컨버터를 통해 배터리의 충전전압으로 변환하여 충전하게 된다. As such, in order to charge the solar energy in the battery, the output voltage generated by the solar cell is converted into the charging voltage of the battery through the converter and charged.

이때 충전전압으로 변환하기 위해 컨버터는 PWM 구동모드를 통해 스위칭됨으로써 전압을 변환하게 된다. At this time, in order to convert the charging voltage, the converter switches the voltage by switching through the PWM driving mode.

그러나 태양전지에서 생성되는 전력량은 일조량에 따라 다르지만 컨버터를 구동할 때는 PWM 구동모드를 통해 스위칭됨으로써, 일조량이 충분하지 않을 경우에는 오동작 가능성이 높아질 뿐만 아니라 PWM 구동으로 인한 스위칭 로스로 인해 충전효율을 낮아지고, 전력소자의 스트레스를 높일 수 있는 문제점이 있다. However, the amount of power generated by solar cells varies depending on the amount of sunshine, but when the converter is driven, it is switched through the PWM drive mode, which increases the possibility of malfunction when the amount of sunshine is not enough and lowers the charging efficiency due to the switching loss due to PWM driving. There is a problem that can increase the stress of the power device.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 태양전지에서 생성되는 전력량에 기초하여 저전력 상태에서는 태양전지와 배터리를 직접 연결하는 SDCM(Solar Direct Connection Mode) 모드로 충전하고, 고전력 상태에서는 PWM 구동모드로 충전하는 태양 에너지 충전장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to improve the above problems, an object of the present invention according to an aspect is a SDCM (Solar Direct Connection Mode) for directly connecting the solar cell and the battery in a low power state based on the amount of power generated in the solar cell The present invention provides a solar energy charging device and a control method thereof for charging in a) mode and charging in a PWM driving mode in a high power state.

본 발명의 일 측면에 따른 태양 에너지 충전장치는, 적어도 하나 이상의 솔라셀로 구성된 태양전지모듈; PWM 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 태양전지모듈에서 생성된 전원의 크기를 변환하여 출력하는 컨버터; 컨버터에서 출력되는 전원을 충전하는 배터리; 태양전지모듈에서 생성된 전원의 전력을 측정하는 전력측정부; 및 전력측정부에서 측정된 측정전력에 따라 충전모드를 결정하여 컨버터의 PWM 제어신호를 조정하는 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. Solar energy charging device according to an aspect of the present invention, the solar cell module consisting of at least one or more cells; A converter which performs a switching operation according to the PWM control signal and converts and outputs the power generated by the solar cell module; A battery for charging power output from the converter; A power measuring unit measuring power of the power generated by the solar cell module; And a charging controller configured to adjust the PWM control signal of the converter by determining the charging mode according to the measured power measured by the power measuring unit.

본 발명에서 충전 제어부는, 전력측정부에서 측정된 측정전력이 설정전력 미만인 경우 PWM 스위칭 동작을 중지시켜 태양전지모듈과 배터리가 직접 연결되도록 PWM 제어신호를 조정하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the charging control unit is characterized in that to adjust the PWM control signal so that the solar cell module and the battery is directly connected by stopping the PWM switching operation when the measured power measured by the power measuring unit is less than the set power.

본 발명에서 전력측정부는, 태양전지모듈의 출력전압을 감지하는 출력 전압센서; 태양전지모듈의 출력전류를 감지하는 출력 전류센서; 컨버터의 출력전류를 감지하는 컨버터 전류센서; 배터리의 충전전압을 감지하는 배터리 전압센서; 및 배터리의 충전전류를 감지하는 배터리 전류센서 중 어느 하나 이상으로부터 전압과 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the power measurement unit, an output voltage sensor for sensing the output voltage of the solar cell module; An output current sensor for sensing an output current of the solar cell module; A converter current sensor for sensing an output current of the converter; A battery voltage sensor detecting a charging voltage of the battery; And measuring a voltage and a current from any one or more of a battery current sensor sensing a charging current of the battery.

본 발명의 다른 측면에 따른 태양 에너지 충전장치의 제어방법은, 충전 제어부가 전력측정부로부터 태양전지모듈에서 생성된 전원의 전력을 측정한 측정전력을 입력받는 단계; 충전 제어부가 전력측정부로부터 입력된 측정전력과 설정전력을 비교하는 단계; 충전 제어부가 측정전력과 설정전력을 비교하여 측정전력이 설정전력 미만인 경우, 컨버터의 PWM 스위칭 동작을 중지시켜 태양전지모듈과 배터리가 직접 연결되도록 PWM 제어신호를 컨버터에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a solar energy charging device, the charging control unit comprising: receiving a measurement power from a power measurement unit measuring power of a power generated in a solar cell module; Comparing, by the charging control unit, the measured power input from the power measuring unit with the set power; When the charging control unit compares the measured power and the set power and the measured power is less than the set power, stopping the PWM switching operation of the converter to apply a PWM control signal to the converter so that the solar cell module and the battery is directly connected to the converter. It is done.

본 발명에서 충전 제어부가 측정전력과 설정전력을 비교하여 측정전력이 설정전력 이상인 경우, 컨버터의 PWM 스위칭 동작을 통해 태양전지모듈의 출력전압을 배터리의 충전전압으로 변환되도록 PWM 제어신호를 컨버터에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, when the charging control unit compares the measured power and the set power and the measured power is more than the set power, the PWM control signal is applied to the converter so that the output voltage of the solar cell module is converted into the charge voltage of the battery through the PWM switching operation of the converter. Characterized in that it comprises a step.

본 발명의 일 측면에 따른 태양 에너지 충전장치 및 그 제어방법은 태양전지에서 생성되는 전력량에 기초하여 저전력 상태에서는 태양전지와 배터리를 직접 연결하는 SDCM(Solar Direct Connection Mode) 모드로 충전하고, 고전력 상태에서는 PWM 구동모드로 충전함으로써 일조량이 충분하지 않은 저전력 상태에서의 오동작 가능성을 낮추고, PWM 구동으로 인한 스위칭 로스와 전력소자의 스트레스를 줄여 충전효율을 높이고 전력소자의 내구성을 향상시킬 수 있다. Solar energy charging device and control method according to an aspect of the present invention in the low power state based on the amount of power generated in the solar cell charge in the SDCM (Solar Direct Connection Mode) mode for directly connecting the solar cell and the battery, high power state In the PWM driving mode, it is possible to reduce the possibility of malfunction in a low power state in which the amount of sunshine is not enough, and to increase the charging efficiency and the durability of the power device by reducing the switching loss and the stress of the power device due to the PWM driving.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 에너지 충전장치를 나타낸 회로 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 에너지 충전장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a circuit diagram showing a solar energy charging device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a control method of the solar energy charging apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 태양 에너지 충전장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a solar energy charging device and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 에너지 충전장치를 나타낸 회로 구성도이다. 1 is a circuit diagram showing a solar energy charging device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 에너지 충전장치는, 태양전지모듈(100), 컨버터, 배터리(200), 전력측정부 및 충전 제어부(300)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, a solar energy charging device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a solar cell module 100, a converter, a battery 200, a power measuring unit, and a charging control unit 300.

태양전지모듈(100)은 적어도 하나 이상의 솔라셀이 어레이 배열되어 구성될 수 있다. The solar cell module 100 may be configured by arranging at least one solar cell in an array.

컨버터는 PWM 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 태양전지모듈(100)에서 생성된 전원의 크기를 변환하여 출력한다. The converter converts the magnitude of the power generated by the solar cell module 100 by performing a switching operation according to the PWM control signal and outputs it.

여기서 컨버터는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 다이오드(410), 제1 커패시터(476), 제1 스위치(472), 제2 다이오드(473), 제2 스위치(474), 제3 다이오드(475), 인덕터(478), 제2 커패시터(477)를 포함하여 구성될 수 있다. In this case, the converter includes a first diode 410, a first capacitor 476, a first switch 472, a second diode 473, a second switch 474, and a third diode 475 as shown in FIG. 1. ), An inductor 478, and a second capacitor 477.

따라서 컨버터는 충전 제어부(300)에서 출력되는 PWM 제어신호에 따라 제1 스위치(472)와 제2 스위치(474)를 작동시켜 스위칭함으로써 제1 커패시터(476), 인덕터(478) 및 제2 커패시터(477)를 통해 충전과 방전이 이루어지도록 하고, 제2 다이오드(374)와 제3 다이오드(475)를 통해 프리휠링 전류가 흐르도록 함으로써 태양전지모듈(100)에서 생성된 출력전압을 배터리(200)의 충전전압으로 변환하여 출력할 수 있다. Therefore, the converter operates and switches the first switch 472 and the second switch 474 according to the PWM control signal output from the charging control unit 300 to thereby convert the first capacitor 476, the inductor 478, and the second capacitor ( The charging and discharging is performed through the 477, and the freewheeling current flows through the second diode 374 and the third diode 475, thereby outputting the output voltage generated by the solar cell module 100 to the battery 200. It can be converted into the charging voltage of and output.

배터리(200)는 컨버터에서 출력되는 전원을 충전한다. The battery 200 charges the power output from the converter.

전력측정부는 태양전지모듈(100)에서 생성된 전원의 전압과 전류를 통해 태양전지모듈(100)에서 생성된 전력을 측정하여 충전 제어부(300)에 제공한다. The power measuring unit measures the power generated by the solar cell module 100 through the voltage and the current of the power generated by the solar cell module 100 and provides it to the charging control unit 300.

여기서, 전력측정부는 태양전지모듈(100)의 출력전압을 감지하는 출력 전압센서(430), 태양전지모듈(100)의 출력전류를 감지하는 출력 전류센서(420), 컨버터의 출력전류를 감지하는 컨버터 전류센서(440), 배터리(200)의 충전전압을 감지하는 배터리 전압센서(460) 및 배터리(200)의 충전전류를 감지하는 배터리 전류센서(450) 중 어느 하나 이상으로부터 전압과 전류를 측정할 수 있다. Here, the power measuring unit detects the output voltage of the solar cell module 100, the output voltage sensor 430, the output current sensor 420 for detecting the output current of the solar cell module 100, the output current of the converter Measuring voltage and current from any one or more of the converter current sensor 440, the battery voltage sensor 460 for detecting the charging voltage of the battery 200 and the battery current sensor 450 for detecting the charging current of the battery 200 can do.

충전 제어부(300)는 전력측정부로부터 입력된 측정전력에 따라 충전모드를 결정하여 컨버터의 PWM 제어신호를 조정할 수 있다. The charging control unit 300 may adjust the PWM control signal of the converter by determining the charging mode according to the measured power input from the power measuring unit.

여기서 충전 제어부(300)는 전력측정부로부터 입력된 측정전력과 설정전력을 비교하여 측정전력이 설정전력 미만인 경우, 태양전지모듈(100)과 배터리(200)가 직접 연결되도록 PWM 스위칭 동작을 중지시켜 제1 스위치(472)가 온되고, 제2 스위치(474)를 오프되도록 PWM 제어신호를 컨버터로 출력할 수 있다. Here, the charging control unit 300 compares the measured power inputted from the power measuring unit with the set power and when the measured power is less than the set power, stops the PWM switching operation so that the solar cell module 100 and the battery 200 are directly connected. The first switch 472 may be turned on, and the PWM control signal may be output to the converter to turn off the second switch 474.

여기서, 설정전력은 충전모드를 변경하기 위한 기준전력으로써, 일조량이 충분하여 태양전지모듈(100)에서 생성된 전력을 컨버터의 PWM 스위칭 동작으로 변환하여 충전할 때 오동작의 가능성이 낮은 전력으로 설정할 수 있다. Here, the set power is a reference power for changing the charging mode, and the amount of sunshine is enough to set the power generated by the solar cell module 100 to the PWM switching operation of the converter to set the power with a low probability of malfunction when charging have.

이와 같이 일조량이 충분하지 못하여 저전력 상태인 경우에는 태양전지모듈(100)과 배터리(200)가 직접 연결되어 충전되는 SDCM(Solar Direct Connection Mode) 모드로 충전하고, 일조량이 충분하여 고전력 상태인 경우에는 PWM 구동모드를 통해 정전류 제어, 정전압 제어 및 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 충전이 이루어질 수 있도록 한다. In this case, the solar cell module 100 and the battery 200 are charged in the direct connection mode (SDCM) mode in which the solar cell module 100 and the battery 200 are directly connected and charged. The PWM drive mode enables charging through constant current control, constant voltage control, and maximum power point tracking (MPPT) control.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 태양 에너지 충전장치에 따르면, 태양전지에서 생성되는 전력량에 기초하여 저전력 상태에서는 태양전지와 배터리를 직접 연결하는 SDCM(Solar Direct Connection Mode) 모드로 충전하고, 고전력 상태에서는 PWM 구동모드로 충전함으로써 일조량이 충분하지 않은 저전력 상태에서의 오동작 가능성을 낮추고, PWM 구동으로 인한 스위칭 로스와 전력소자의 스트레스를 줄여 충전효율을 높이고 전력소자의 내구성을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the solar energy charging device according to an embodiment of the present invention, in the low power state based on the amount of power generated by the solar cell in the low power state charges in a direct connection mode (SDCM) mode that directly connects the solar cell and the battery In the high power state, charging in the PWM driving mode reduces the possibility of malfunction in the low power state in which the amount of sunshine is not enough, reducing the switching loss and the stress of the power device due to the PWM driving, thereby increasing the charging efficiency and improving the durability of the power device. .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 에너지 충전장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a control method of the solar energy charging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 에너지 충전장치의 제어방법에서는 먼저, 충전 제어부(300)가 전력측정부로부터 태양전지모듈(100)에서 생성된 전원의 전력을 측정한 측정전력을 입력받는다(S10). In the control method of the solar energy charging apparatus according to an embodiment of the present invention as shown in Figure 2, first, the charging control unit 300 measures the power of the power generated in the solar cell module 100 from the power measuring unit The measurement power is input (S10).

여기서, 전력측정부는 태양전지모듈(100)의 출력전압을 감지하는 출력 전압센서(430), 태양전지모듈(100)의 출력전류를 감지하는 출력 전류센서(420), 컨버터의 출력전류를 감지하는 컨버터 전류센서(440), 배터리(200)의 충전전압을 감지하는 배터리 전압센서(460) 및 배터리(200)의 충전전류를 감지하는 배터리 전류센서(450) 중 어느 하나 이상으로부터 전압과 전류를 측정할 수 있다. Here, the power measuring unit detects the output voltage of the solar cell module 100, the output voltage sensor 430, the output current sensor 420 for detecting the output current of the solar cell module 100, the output current of the converter Measuring voltage and current from any one or more of the converter current sensor 440, the battery voltage sensor 460 for detecting the charging voltage of the battery 200 and the battery current sensor 450 for detecting the charging current of the battery 200 can do.

S10 단계에서 전력측정부로부터 태양전지모듈(100)에서 생성된 전력의 측정전력을 입력받은 후 충전 제어부(300)는 입력된 측정전력과 설정전력을 비교한다(S20). After receiving the measurement power of the power generated in the solar cell module 100 from the power measuring unit in step S10 the charging control unit 300 compares the input measured power and the set power (S20).

여기서, 설정전력은 충전모드를 변경하기 위한 기준전력으로써, 일조량이 충분하여 태양전지모듈(100)에서 생성된 전력을 컨버터의 PWM 스위칭 동작으로 변환하여 충전할 때 오동작의 가능성이 낮은 전력으로 설정할 수 있다. Here, the set power is a reference power for changing the charging mode, and the amount of sunshine is enough to set the power generated by the solar cell module 100 to the PWM switching operation of the converter to set the power with a low probability of malfunction when charging have.

S20 단계에서 측정전력과 설정전력을 비교하여 측정전력이 설정전력 미만인 경우, 충전 제어부(300)는 컨버터의 PWM 스위칭 동작을 중지시켜 태양전지모듈(100)과 배터리(200)가 직접 연결되도록 PWM 제어신호를 컨버터에 인가하는 SDCM(Solar Direct Connection Mode) 모드로 배터리(200)를 충전할 수 있다(S30). When the measured power is less than the set power by comparing the measured power and the set power in step S20, the charge control unit 300 stops the PWM switching operation of the converter PWM control so that the solar cell module 100 and the battery 200 is directly connected The battery 200 may be charged in a SDCM mode that applies a signal to the converter (S30).

이와 같이 일조량이 충분하지 못하여 태양전지모듈(100)에서 생성되는 전력이 저전력인 경우, 충전 제어부(300)는 SDCM 모드를 통해 태양전지모듈(100)과 배터리(200)가 직접 연결되도록 PWM 스위칭 동작을 중지시켜 제1 스위치(472)가 온되고, 제2 스위치(474)가 오프되도록 PWM 제어신호를 컨버터로 출력할 수 있다. As such, when the amount of sunshine is not enough and the power generated by the solar cell module 100 is low power, the charging control unit 300 performs a PWM switching operation so that the solar cell module 100 and the battery 200 are directly connected through the SDCM mode. The first switch 472 is turned on and the second switch 474 is turned off to output the PWM control signal to the converter.

반면, S20 단계에서 입력된 측정전력과 설정전력을 비교하여 측정전력이 설정전력 이상인 경우, 충전 제어부(300)는 컨버터의 PWM 스위칭 동작을 통해 태양전지모듈(100)의 출력전압을 배터리(100)의 충전전압으로 변환되도록 PWM 제어신호를 컨버터에 인가하는 PWM 구동모드로 배터리(200)를 충전할 수 있다(S40). On the other hand, when the measured power is greater than the set power by comparing the measured power and the set power input in step S20, the charging control unit 300 is the output voltage of the solar cell module 100 through the PWM switching operation of the converter 100 The battery 200 may be charged in a PWM driving mode in which a PWM control signal is applied to the converter so as to be converted into a charging voltage of S40.

이와 같이 일조량이 충분하여 태양전지모듈(100)에서 생성되는 전력이 고전력인 경우, 충전 제어부(300)는 PWM 구동모드를 통해 정전류 제어, 정전압 제어 및 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 충전이 이루어질 수 있도록 한다. As such, when the amount of sunshine is sufficient and the power generated by the solar cell module 100 is high power, the charging control unit 300 may perform charging through constant current control, constant voltage control, and maximum power point tracking (MPPT) control through the PWM driving mode. Make it happen.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 태양 에너지 충전장치의 제어방법에 따르면, 태양전지에서 생성되는 전력량에 기초하여 저전력 상태에서는 태양전지와 배터리를 직접 연결하는 SDCM(Solar Direct Connection Mode) 모드로 충전하고, 고전력 상태에서는 PWM 구동모드로 충전함으로써 일조량이 충분하지 않은 저전력 상태에서의 오동작 가능성을 낮추고, PWM 구동으로 인한 스위칭 로스와 전력소자의 스트레스를 줄여 충전효율을 높이고 전력소자의 내구성을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the control method of the solar energy charging device according to an embodiment of the present invention, based on the amount of power generated by the solar cell in the low power state SDCM (Solar Direct Connection Mode) mode for directly connecting the solar cell and battery Charging in the high power state, and in the PWM driving mode to reduce the possibility of malfunction in the low power state with insufficient sunlight, reducing the switching loss and stress caused by the PWM driving to increase the charging efficiency and durability of the power device You can.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

100 : 태양전지모듈 200 : 배터리
300 : 충전 제어부 410 : 제1 다이오드
420 : 출력 전류센서 430 : 출력 전압센서
440 : 컨버터 전류센서 450 : 배터리 전류센서
460 : 배터리 전압센서 472 : 제1 스위치
473 : 제2 다이오드 474 : 제2 스위치
475 : 제3 다이오드 476 : 제1 커패시터
477 : 제2 커패시터 478 : 인덕터100: solar cell module 200: battery
300: charge control unit 410: first diode
420: output current sensor 430: output voltage sensor
440: converter current sensor 450: battery current sensor
460: battery voltage sensor 472: first switch
473: second diode 474: second switch
475: third diode 476: first capacitor
477: second capacitor 478: inductor

Claims (5)

적어도 하나 이상의 솔라셀로 구성된 태양전지모듈;
PWM 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 태양전지모듈에서 생성된 전원의 크기를 변환하여 출력하는 컨버터;
상기 컨버터에서 출력되는 전원을 충전하는 배터리;
상기 태양전지모듈에서 생성된 전원의 전력을 측정하는 전력측정부; 및
상기 전력측정부에서 측정된 측정전력에 따라 충전모드를 결정하여 상기 컨버터의 PWM 제어신호를 조정하는 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 충전장치.
A solar cell module composed of at least one solar cell;
A converter configured to perform a switching operation according to a PWM control signal to convert and output a magnitude of power generated by the solar cell module;
A battery charging power output from the converter;
A power measuring unit measuring power of the power generated by the solar cell module; And
And a charging controller configured to adjust a PWM control signal of the converter by determining a charging mode according to the measured power measured by the power measuring unit.
제 1항에 있어서, 상기 충전 제어부는, 상기 전력측정부에서 측정된 상기 측정전력이 설정전력 미만인 경우 PWM 스위칭 동작을 중지시켜 상기 태양전지모듈과 상기 배터리가 직접 연결되도록 PWM 제어신호를 조정하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 충전장치.
The method of claim 1, wherein the charging control unit adjusts the PWM control signal so that the solar cell module and the battery are directly connected by stopping the PWM switching operation when the measured power measured by the power measuring unit is less than a set power. Solar energy charger characterized in that.
제 1항에 있어서, 상기 전력측정부는,
상기 태양전지모듈의 출력전압을 감지하는 출력 전압센서;
상기 태양전지모듈의 출력전류를 감지하는 출력 전류센서;
상기 컨버터의 출력전류를 감지하는 컨버터 전류센서;
상기 배터리의 충전전압을 감지하는 배터리 전압센서; 및
상기 배터리의 충전전류를 감지하는 배터리 전류센서 중 어느 하나 이상으로부터 전압과 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 충전장치.
The method of claim 1, wherein the power measuring unit,
An output voltage sensor for sensing an output voltage of the solar cell module;
An output current sensor for sensing an output current of the solar cell module;
A converter current sensor for sensing an output current of the converter;
A battery voltage sensor detecting a charging voltage of the battery; And
The solar energy charging device, characterized in that for measuring the voltage and current from any one or more of the battery current sensor for detecting the charging current of the battery.
충전 제어부가 전력측정부로부터 태양전지모듈에서 생성된 전원의 전력을 측정한 측정전력을 입력받는 단계;
상기 충전 제어부가 상기 전력측정부로부터 입력된 상기 측정전력과 설정전력을 비교하는 단계;
상기 충전 제어부가 상기 측정전력과 상기 설정전력을 비교하여 상기 측정전력이 설정전력 미만인 경우, 컨버터의 PWM 스위칭 동작을 중지시켜 상기 태양전지모듈과 배터리가 직접 연결되도록 PWM 제어신호를 상기 컨버터에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 충전장치의 제어방법.
Receiving, by the charging control unit, the measured power measuring the power of the power generated by the solar cell module from the power measuring unit;
Comparing, by the charging controller, the set power with the measured power input from the power measuring unit;
When the charging control unit compares the measured power and the set power and the measured power is less than the set power, stopping the PWM switching operation of the converter to apply a PWM control signal to the converter so that the solar cell module and the battery are directly connected. Control method of a solar energy charging device comprising a step.
제 4항에 있어서, 상기 충전 제어부가 상기 측정전력과 상기 설정전력을 비교하여 상기 측정전력이 상기 설정전력 이상인 경우, 상기 컨버터의 PWM 스위칭 동작을 통해 상기 태양전지모듈의 출력전압을 상기 배터리의 충전전압으로 변환되도록 PWM 제어신호를 상기 컨버터에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 충전장치의 제어방법. 5. The method of claim 4, wherein the charging controller compares the measured power and the set power to charge the output voltage of the solar cell module through the PWM switching operation of the converter when the measured power is equal to or greater than the set power. And applying a PWM control signal to the converter so as to be converted into a voltage.
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