KR20200022166A - Power converting apparatus and photovoltaic module including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력변환장치 및 이를 구비하는 태양광 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전력변환장치의 소형화가 가능한 태양광 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a power converter and a solar module having the same, and more particularly, to a solar module capable of miniaturizing the power converter.
태양광 모듈은 복수의 태양전지를 구비하며, 태양전지는 직렬 혹은 병렬로 연결될 수 있다. The solar module includes a plurality of solar cells, and the solar cells may be connected in series or in parallel.
한편, 태양광 모듈의 전력변환장치는, 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 특히, 전력변환장치가 태양광 모듈에 부착되는 경우, 전력변환장치의 소형화 및 고효율에 대한 요구가 있다.On the other hand, the power converter of the solar module converts a DC power supply into an AC power supply. In particular, when the power converter is attached to the solar module, there is a demand for miniaturization and high efficiency of the power converter.
한편, 전력변환장치 내의 인버터는, FRT (Fault Ride Through) 등의 고속 동작이 필요하다.On the other hand, the inverter in the power converter requires a high speed operation such as a fault ride through (FRT).
한편, 전력변환장치의 소형화 및 고효율의 방법으로서, 인버터에 사용되는 스위칭 소자로, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)에서, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터로의 교체에 대한 연구가 진행되고 있다.On the other hand, as a method of miniaturization and high efficiency of a power converter, research has been conducted on the replacement of silicon field effect transistors (FETs) to gallium nitride (GaN) transistors as switching elements used in inverters.
본 발명의 목적은, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능한 전력변환장치 및 이를 구비하는 태양광 모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of high-speed switching, the reverse current at the time of switching is reduced, the current detection at the time of regeneration and a solar module having the same.
본 발명의 다른 목적은, 소형화가 가능한 전력변환장치 및 이를 구비하는 태양광 모듈을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a power converter capable of miniaturization and a solar module having the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치 및 이를 구비하는 태양광 모듈은, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자를 구비하며, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터와, 인버터 내의 제1 하암 스위칭 소자와 그라운드 사이에 접속되는 전류 검출부를 포함하고, 인버터 내의, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 갈륨 나타이트라이드 트랜지스터를 포함하며,회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 하암 스위칭 소자와, 제2 상암 스위칭 소자가 턴 온된다.In order to achieve the above object, a power converter and a photovoltaic module having the same according to an embodiment of the present invention include first and second phase arm switching elements and first and second lower arm switching elements, and direct current from a converter. An inverter for converting a power source into an alternating current power source, and a current detector connected between the first lower arm switching element and the ground in the inverter, wherein the first and second upper arm switching elements and the first and second lower arm switching elements in the inverter And a gallium nitride transistor, and when regenerating, when the AC power output from the inverter is negative, the first lower arm switching element and the second phase arm switching element are turned on.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다.On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a second switching frequency when the AC power output from the inverter is negative when the regenerative operation is performed at a second switching frequency lower than the first switching frequency. The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency.
한편, 발전시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 및 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작한다.On the other hand, when the alternating current power output from the inverter is positive, and the alternating current power output from the inverter is negative, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. The two phase arm switching element and the second lower arm switching element operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다.On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first and second phase arm switching elements and the first and second lower arm switching elements may operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency, and when the regenerative AC power outputted from the inverter is negative, Operate at a frequency.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환장치 및 이를 구비하는 태양광 모듈은, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자를 구비하며, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터와, 인버터 내의 제1 하암 스위칭 소자와 그라운드 사이에 접속되는 전류 검출부를 포함하고, 인버터 내의, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는 갈륨 나타이트라이드 트랜지스터를 포함하며, 제2 하암 스위칭 소자는 실리콘 전계 효과 트랜지스터를 포함하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 하암 스위칭 소자와, 제2 상암 스위칭 소자가 턴 온된다.On the other hand, the power conversion apparatus and a solar module having the same according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the first and second phase arm switching element and the first and second arm arm switching element, and the converter And a current detector connected between the first lower arm switching element in the inverter and the ground, and the first and second upper arm switching elements and the first lower arm switching element in the inverter And a gallium nitride transistor, wherein the second lower arm switching element includes a silicon field effect transistor. When the AC power output from the inverter is negative during regeneration, the first lower arm switching element and the second phase arm switching element include: Turn on.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다.On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a second switching frequency when the AC power output from the inverter is negative when the regenerative operation is performed at a second switching frequency lower than the first switching frequency. The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency.
한편, 발전시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 및 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작한다.On the other hand, when the alternating current power output from the inverter is positive, and the alternating current power output from the inverter is negative, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. The two phase arm switching element and the second lower arm switching element operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다.On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first and second phase arm switching elements and the first and second lower arm switching elements may operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency, and when the regenerative AC power outputted from the inverter is negative, Operate at a frequency.
본 발명의 실시예에 따른, 전력변환장치 및 이를 구비하는 태양광 모듈은, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자를 구비하며, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터와, 인버터 내의 제1 하암 스위칭 소자와 그라운드 사이에 접속되는 전류 검출부를 포함하고, 인버터 내의, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 갈륨 나타이트라이드 트랜지스터를 포함하며,회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 하암 스위칭 소자와, 제2 상암 스위칭 소자가 턴 온된다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. According to an embodiment of the present invention, a power converter and a photovoltaic module having the same include a first and a second upper arm switching element and a first and a second lower arm switching element, and convert the DC power from the converter into an AC power source. An inverter to be converted and a current detector connected between the first lower arm switching element in the inverter and the ground, wherein the first and second upper arm switching elements and the first and second lower arm switching elements in the inverter include gallium nitride. And a transistor, and when regenerating, when the AC power output from the inverter is negative, the first lower arm switching element and the second phase arm switching element are turned on. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a second switching frequency when the AC power output from the inverter is negative when the regenerative operation is performed at a second switching frequency lower than the first switching frequency. The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
한편, 발전시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 및 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작한다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. On the other hand, when the alternating current power output from the inverter is positive, and the alternating current power output from the inverter is negative, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. The two phase arm switching element and the second lower arm switching element operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first and second phase arm switching elements and the first and second lower arm switching elements may operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency, and when the regenerative AC power outputted from the inverter is negative, Operate at a frequency. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환장치 및 이를 구비하는 태양광 모듈은, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자를 구비하며, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터와, 인버터 내의 제1 하암 스위칭 소자와 그라운드 사이에 접속되는 전류 검출부를 포함하고, 인버터 내의, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는 갈륨 나타이트라이드 트랜지스터를 포함하며, 제2 하암 스위칭 소자는 실리콘 전계 효과 트랜지스터를 포함하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 하암 스위칭 소자와, 제2 상암 스위칭 소자가 턴 온된다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. On the other hand, the power converter and the solar module having the same according to another embodiment of the present invention, the first and second phase arm switching element and the first and second lower arm switching element, and the direct current power from the converter And a current detector connected between the first lower arm switching element in the inverter and the ground, wherein the first and second phase arm switching elements and the first lower arm switching element in the inverter include a gallium nitride transistor. The second lower arm switching element includes a silicon field effect transistor, and when regenerating, when the AC power output from the inverter is negative, the first lower arm switching element and the second phase arm switching element are turned on. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a second switching frequency when the AC power output from the inverter is negative when the regenerative operation is performed at a second switching frequency lower than the first switching frequency. The first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
한편, 발전시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 및 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작한다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. On the other hand, when the alternating current power output from the inverter is positive, and the alternating current power output from the inverter is negative, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. The two phase arm switching element and the second lower arm switching element operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
한편, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 제2 상암 스위칭 소자와 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 회생시, 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작한다. 이에 의해, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능하게 된다. 따라서, 인버터는 물론, 전력변환장치의 소형화가 가능하게 된다. On the other hand, when the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at the first switching frequency, and the second phase arm switching element and the second lower arm switching element are The first and second phase arm switching elements and the first and second lower arm switching elements may operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency, and when the regenerative AC power outputted from the inverter is negative, Operate at a frequency. Thereby, high speed switching is possible, the reverse current at the time of switching is reduced, and current detection at the time of regeneration is attained. Therefore, the inverter and the power converter can be miniaturized.
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 5a는 인버터의 피크 전류 모드 제어와 평균 전류 모드 제어를 나타내는 도면이다.
도 5b와 도 5c는 전류 검출 방법에 대해 도시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 종래의 인버터 회로의 일예를 도시하는 도면이다.
도 6c 내지 도 6f는 종래의 인버터 회로의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 종래의 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 7e 내지 도 7h는 종래의 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 종래의 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 회로의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 회로의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도의 일예이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도의 다른 예이다.
도 14a 내지 도 14e는 도 12 내지 도 13의 동작 설명에 참조되는 도면이다.1A is a diagram illustrating an example of a solar system including a solar module according to an embodiment of the present invention.
1B is a view showing another example of a solar 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.
4 is a circuit diagram illustrating a junction box inside the solar module of FIG. 2.
5A is a diagram illustrating peak current mode control and average current mode control of an inverter.
5B and 5C are diagrams showing the current detection method.
6A to 6B are diagrams showing an example of a conventional inverter circuit.
6C to 6F are views showing another example of the conventional inverter circuit.
7A to 7D are diagrams showing still another example of the conventional inverter circuit.
7E to 7H are diagrams showing still another example of the conventional inverter circuit.
8A to 8D are diagrams showing still another example of the conventional inverter circuit.
9A to 9D are diagrams showing an example of an inverter circuit according to an embodiment of the present invention.
10A to 10D are diagrams showing another example of the inverter circuit according to the embodiment of the present invention.
11A to 11D are diagrams showing still another example of the inverter circuit according to the embodiment of the present invention.
12 is an example of a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to an embodiment of the present invention.
13 is another example of a circuit diagram of a power converter in a solar module according to an embodiment of the present invention.
14A to 14E are views referred to for describing operation of FIGS. 12 to 13.
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 an input current input to a converter in a solar module is proposed.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
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 suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 일예를 도시한 도면이다.1A is a diagram illustrating an example of a solar 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, the
태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 및 태양전지 모듈에서의 직류 전원을 전력 변환하여 출력하는 전력변환장치(도 4의 500)를 포함하는 정션 박스(200)를 구비할 수 있다.The
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
한편, 정션 박스(200)에서 출력되는 교류 전원을 그리드에 공급하기 위한 케이블(oln)이, 정션 박스(200)의 출력단에 전기적으로 접속될 수 있다.Meanwhile, a cable oln for supplying AC power output from the
한편, 게이트웨이(gateway)(80)는, 정션 박스(200)와 그리드(grid)(90) 사이에 위치할 수 있다.The
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
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.Meanwhile, the
이를 위해, 게이트웨이(80)와 태양광 모듈(50)은, 케이블(323)을 이용하여, 전력선 통신(PLC 통신) 등을 수행할 수 있다.To this end, the
한편, 태양광 모듈(50) 내의 전력변환장치(도 4의 500)는, 태양전지 모듈(100)에서 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 출력할 수 있다.On the other hand, the power converter (500 in FIG. 4) in the
이를 위해, 태양광 모듈(50) 내의 전력변환장치(도 4의 500) 내에, 컨버터(도 4의 530), 인버터(도 4의 540)가 구비될 수 있다.To this end, a converter (530 of FIG. 4) and an inverter (540 of FIG. 4) may be provided in the power converter (500 of FIG. 4) in the
한편, 본 발명에서는, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능한 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 9a 이하를 참조하여 기술한다.On the other hand, the present invention provides a method capable of high-speed switching, the reverse current at the time of switching is reduced, the current detection at the time of regeneration. This will be described below with reference to FIG. 9A.
다음, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈을 포함하는 태양광 시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.Next, Figure 1b is a view showing another example of a solar 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, the
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.Unlike the
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
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, although each
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, the
한편, 도 1b의 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ..., 50n) 내의 각 전력변환장치(500) 내의 인버ㅓㅌ(540)는, 고속 스위칭이 가능하며, 스위칭시의 역전류가 저감되고, 회생시 전류 검출이 가능한 것이 바람직하다. 이에 대해서는 도 9a 이하를 참조하여 기술한다.On the other hand, the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.2 is a front view of the solar module according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a rear view of the solar module of FIG.
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, the
정션 박스(200)는, 음영 발생 등의 경우, 핫 스팟 방지를 위해, 바이패스 되는, 적어도 하나의 바이패스 다이오드를 구비할 수 있다.The
도 4 등에서는, 도 2의 4개의 태양전지 스트링에 대응하여, 3개의 바이패스 다이오드(도 4의 Da,Db,Dc)를 구비하는 것을 예시한다.In FIG. 4 and the like, corresponding to the four solar cell strings of FIG. 2, three bypass diodes (Da, Db, and Dc of FIG. 4) are illustrated.
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
한편, 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지를 구비할 수 있다.On the other hand, the
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 drawing, a plurality of Taeang cells are connected in a line by a ribbon (133 in FIG. 12), and thus, a solar cell string 140 is formed. As a result, six
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 may be electrically connected by a bus ribbon. FIG. 2 shows that the first
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.In addition, in FIG. 2, the 2nd
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
이때, 태양전지 모듈(100)에 형성된 개구는, 정션 박스(200)가 위치하는 영역에 대응하여 형성될 수 있다.In this case, the opening formed in the
도 4는 도 2의 태양광 모듈 내의 정션 박스 내부의 회로도를 도시한 도면이다.4 is a circuit diagram illustrating a junction box inside the solar module of FIG. 2.
도면을 참조하면, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 변환하여 변환된 전원을 출력할 수 있다.Referring to the drawing, the
특히, 본 발명과 관련하여, 정션 박스(200)는, 교류 전원을 출력하기 위한 전력변환장치(도 4의 500)를 구비할 수 있다.In particular, in connection with the present invention, the
이를 위해, 정션 박스(200)는, 컨버터(530), 인버터(540), 및 이를 제어하는 제어부(550)를 포함할 수 있다.To this end, the
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.In addition, the
한편, 정션 박스(200)는, 외부의 게이트웨이(80)과의 통신을 위한 통신부(580)를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the
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
한편, 제어부(550)는, 컨버터(530), 인버터(540), 및 통신부(580)를 제어할 수 있다.The
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
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 solar DC power from the
한편, 바이패스 다이오드부(510)를 거친 직류 전원은, 커패시터부(520)로 입력될 수 있다.On the other hand, the DC power that has passed through the
커패시터부(520)는, 태양전지 모듈(100), 및 바이패스 다이오드부(510)를 거쳐 입력되는 입력 직류 전원을 저장할 수 있다.The
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.Meanwhile, in the drawing, the
컨버터(530)는, 바이패스 다이오드부(510)와, 커패시터부(520)를 거친, 태양전지 모듈(100)로부터의 입력 전압의 레벨을 변환할 수 있다.The
특히, 컨버터(530)는, 커패시터부(520)에 저장된 직류 전원을 이용하여, 전력 변환을 수행할 수 있다. In particular, the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 컨버터(530)는, 도 6을 참조하여 보다 상세히 기술한다.On the other hand,
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. Meanwhile, the switching elements in the
인버터(540)는, 컨버터(530)에서 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다.The
도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(S1,S3) 및 하암 스위칭 소자(S2,S4)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(S1,S2, S3,S4)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Q1~Q4)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다. In the figure, a full-bridge inverter is illustrated. That is, the upper and lower arm switching elements S1 and S3 and the lower arm switching elements S2 and S4 respectively connected in series are paired, and a total of two pairs of upper and lower arm switching elements are parallel to each other (S1, S2, S3 and S4). Leads to. Diodes may be connected in anti-parallel to each switching element Q1 to Q4.
인버터(540) 내의 스위칭 소자들(Q1~Q4)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 Q1 to Q4 in the
한편, 커패시터(C)는, 컨버터(530)와 인버터(540) 사이에, 배치될 수 있다. Meanwhile, the capacitor C may be disposed between the
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
한편, 입력 전류 검출부(A)는, 태양전지 모듈(100)에서 커패시터부(520)로 공급되는 입력 전류(ic1)를 감지할 수 있다.Meanwhile, the input current detector A may detect the input current ic1 supplied from the
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.Meanwhile, the input voltage detector B may detect the input voltage Vc1 supplied from the
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
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. Meanwhile, the converter output current detector C detects the output current ic2 output from the
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 a current ic3 output from the
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.The
한편, 제어부(550)는, 인버터(540)의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)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(Q1~Q4)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.The
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. The
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)와 통신을 수행할 수 있다. On the other hand, the
예를 들어, 통신부(580)는, 전력선 통신에 의해, 게이트웨이(80)와 데이터를 교환할 수 있다.For example, the
한편, 통신부(580)는, 게이트웨이(80)로, 태양광 모듈(50)의 전류 정보, 전압 정보, 전력 정보 등을 전송할 수도 있다.Meanwhile, the
한편, 필터부(570)는, 인버터(540)의 출력단에 배치될 수 있다.Meanwhile, the
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
한편, 인버터(540)의 제어 방법으로, 전압 모드 제어 및 전류 모드 제어가 있습니다. 이중 전류 모드 제어에는, 피크 전류 모드 제어(Peak Current Mode Control;PCMC)와 평균 전류 모드 제어(Average Current Mode Control; ACMC)가 있다.On the other hand, as a control method of the
도 5a는 인버터의 피크 전류 모드 제어와 평균 전류 모드 제어를 나타내는 도면이다.5A is a diagram illustrating peak current mode control and average current mode control of an inverter.
한편, 피크 전류 모드 제어(PCMC)는 부하 변화에 대한 응답이 빠른 시점에서 우수한 특성이 있다. 따라서, 태양광 모듈(50) 내의 인버터(540)에는 피크 전류 모드 제어(PCMC)가 적합하다.On the other hand, the peak current mode control (PCMC) has excellent characteristics when the response to the load change is fast. Accordingly, peak current mode control (PCMC) is suitable for
피크 전류 모드 제어(PCMC)에 따르면, 스텝 1에, 스위치를 켜고 실제 인덕터 전류가 상승(* 1 참조)하고, 스텝 2에, 실제 인덕터 전류가 기준 전류와 일치하고 스위치를 정지하며(* 2 참조), 스텝 3에, 스텝 1으로부터 일정 시간 경과 후, 다시 스텝 1이 수행된다 (* 3 참조).According to Peak Current Mode Control (PCMC), in
도 5b와 도 5c는 전류 검출 방법에 대해 도시하는 도면이다.5B and 5C are diagrams showing the current detection method.
먼저, 도 5b를 참조하면, 인버터(540)의 복수의 상암 스위칭 소자와, 하암 스위칭 소자 중 상암 스위칭 소자에 전류 검출부가 접속될 수 있다.First, referring to FIG. 5B, a current detector may be connected to a plurality of phase arm switching elements of the
즉, 인버터(540)의 상암 스위칭 소자와, 필터부(570) 내의 인덕터 사이에 전류 검출부가 접속될 수 있다.That is, the current detector may be connected between the phase arm switching element of the
그러나, 이러한 전류 검출부는, 검출할 수 있는 전류의 주파수 대역이, 최대로 4MHz 정도이며, 비교적 낮은 편이다.However, such a current detector has a maximum frequency band of detectable current of about 4 MHz and is relatively low.
한편, 도 5c를 참조하면, 복수의 상암 스위칭 소자와, 하암 스위칭 소자 중 하암 스위칭 소자에 전류 검출부가 접속될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5C, a current detector may be connected to the plurality of upper arm switching elements and the lower arm switching element among the lower arm switching elements.
즉, 인버터(540)의 하암 스위칭 소자와, 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속될 수 있다.That is, the current detector may be connected between the lower arm switching element of the
이러한 경우, 전류 검출시, 순수 저항 및 고속 연산 증폭기가, 100MHz의 높은 주파수 대역까지, 검출할 수 있다는 장점이 있다.In this case, in the case of current detection, there is an advantage that the pure resistor and the high speed operational amplifier can detect up to a high frequency band of 100 MHz.
따라서, 인버터(540)가 피크 전류 모드 제어(PCMC)가 적용되는 경우, 도 5c와 같이, 인버터(540)의 하암 스위칭 소자와, 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것이 바람직하다.Therefore, when the peak current mode control PCMC is applied to the
도 6a 내지 도 6b는 종래의 인버터 회로의 일예를 도시하는 도면이다.6A to 6B are diagrams showing an example of a conventional inverter circuit.
도면을 참조하면, 도 6a 내지 도 6b의 인버터는, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)를 구비하며, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)가, 모두 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)인 것을 예시한다.Referring to the drawings, the inverter of FIGS. 6A to 6B includes a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching elements Q2 and Q4, and a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching. It illustrates that elements Q2 and Q4 are all silicon field effect transistors (FET).
한편, 도 6a 내지 도 6b은, 인버터의 하암 스위칭 소자와 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것을 예시한다.6A to 6B illustrate that a current detector is connected between the lower arm switching element of the inverter and the ground GND.
도 6a는 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 6b는 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.6A illustrates a circuit operation according to a current path when the output AC power is positive, and FIG. 6B illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output is negative.
도 6a의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 6a의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.In the case of Fig. 6A, current detection is required, while in the case of Fig. 6A, current detection is not required.
또한 도 6b의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 6b의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.In addition, in the case of FIG. 6B (a), current detection is required, while in the case of FIG. 6B (b), current detection is not necessary.
한편, 이러한, 도 6a 내지 도 6b의 인버터에 따르면, 도 6a의 (a)의 경우, 하암 스위칭 소자(Q2)에 역방향 전류가 흐를 수 있으며, 이에 따라, 전하의 역회복량(Reverse Recovery Quantity of electric charge;Qrr)에 의해, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)에 발열이 발생하게 된다. 이는, 도 6a의 (a)의 경우에 반복하여 발생하게 된다.Meanwhile, according to the inverter of FIGS. 6A to 6B, in the case of FIG. 6A, reverse current may flow through the lower arm switching element Q2, and accordingly, reverse recovery quantity of charge Electric charge (Qrr) causes heat generation in the silicon field effect transistor (FET). This occurs repeatedly in the case of Fig. 6A (a).
따라서, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)을 사용하는 경우, 스위칭 주파수를 100kHz로 유지하는 것은, 발열로 인하여 위험하게 된다.Therefore, when using a silicon field effect transistor (FET), maintaining the switching frequency at 100 kHz is dangerous due to heat generation.
한편, 인버터 등의 소형화 추세에서, 도 6a 내지 도 6b의 인버터에 따르면, 발열로 인하여, 소형화가 힘들다는 단점이 있다.On the other hand, in the trend of miniaturization of inverters, etc., according to the inverters of FIGS. 6A to 6B, due to heat generation, there is a disadvantage in that miniaturization is difficult.
도 6c 내지 도 6f는 종래의 인버터 회로의 다른 예를 도시하는 도면이다.6C to 6F are views showing another example of the conventional inverter circuit.
도면을 참조하면, 도 6c 내지 도 6f의 인버터는, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)를 구비하며, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터이며, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)인 것을 예시한다.Referring to the drawings, the inverter of FIGS. 6C to 6F includes a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching elements Q2 and Q4, and a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching. Among the elements Q2 and Q4, the first phase arm switching element Q1 and the first lower arm switching element Q2 are gallium nitride (GaN) transistors, and the second phase arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 exemplifies a silicon field effect transistor (FET).
한편, 도 6c 내지 도 6f는, 인버터의 하암 스위칭 소자(Q2)와 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것을 예시한다.6C to 6F illustrate that a current detector is connected between the lower arm switching element Q2 and the ground GND of the inverter.
도 6c는, 발전(generation)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 6d는 발전시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 6C illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output during generation is positive, and FIG. 6D illustrates a circuit operation according to a current path when AC power output during generation is negative. do.
도 6e는, 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 6f는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 6E illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of discharge is positive, and FIG. 6F illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of regeneration is negative. do.
한편, 도 6c 내지 도 6f의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 6c 내지 도 6f의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the case of (a) of Figs. 6C to 6F, current detection is required, but in the case of Figs. 6C to 6F, the current detection is not necessary.
한편, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터는, 전하의 역회복량(Qrr)이 이론적으로 제로(0)이다. On the other hand, in the gallium nitride (GaN) transistor, the reverse recovery amount Qrr of the charge is theoretically zero.
따라서, 역방향 전류는 1% 정도로 상당히 작게 나타난다. 따라서, 도 6a 내지도 6b와 같은 문제는 발생하지 않는다.Thus, the reverse current appears to be quite small, on the order of 1%. Therefore, the problem as shown in Figs. 6A to 6B does not occur.
한편, 도 6g의 경우에는, 전류 검출부에서 전류 검출이 가능하나, 도 6f의 경우에는, 전류 검출이 불가능하다는 단점이 있다.On the other hand, in the case of Figure 6g, the current detection unit can detect the current, in the case of Figure 6f, there is a disadvantage that the current detection is impossible.
도 7a 내지 도 7d는 종래의 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.7A to 7D are diagrams showing still another example of the conventional inverter circuit.
도면을 참조하면, 도 7a 내지 도 7d의 인버터는, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)를 구비하며, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)는, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터이며, 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)는, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)인 것을 예시한다.Referring to the drawings, the inverter of FIGS. 7A to 7D includes a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching elements Q2 and Q4, and a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching. Among the elements Q2 and Q4, the lower arm switching elements Q2 and Q4 are gallium nitride (GaN) transistors, and the phase arm switching elements Q1 and Q3 are silicon field effect transistors (FETs).
한편, 도 7a 내지 도 7d는, 인버터의 하암 스위칭 소자와 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것을 예시한다.7A to 7D illustrate that a current detector is connected between the lower arm switching element of the inverter and the ground GND.
도 7a는, 발전(generation)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 7b는 발전시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 7A illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output during generation is positive, and FIG. 7B illustrates a circuit operation according to a current path when AC power output during generation is negative. do.
도 7c는, 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 7d는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 7C illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of discharge is positive, and FIG. 7D illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of regeneration is negative. do.
한편, 도 7a 내지 도 7d의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 7a 내지 도 7d의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the case of FIGS. 7A to 7D, current detection is required, but in the case of FIGS. 7A to 7D, current detection is not necessary.
한편, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터는, 전하의 역회복량(Qrr)이 이론적으로 제로(0)이다. On the other hand, in the gallium nitride (GaN) transistor, the reverse recovery amount Qrr of the charge is theoretically zero.
따라서, 도 7a 및 도 7d의 (a)의 경우, 하암 스위칭 소자(Q2)로 흐르는 역전류는 거의 발행하지 않게 된다. Therefore, in the case of FIGS. 7A and 7D, the reverse current flowing to the lower arm switching element Q2 is hardly issued.
그러나, 도 7b 및 도 7c의 (a)의 경우, 상암 스위칭 소자(Q1)로 흐르는 역전류는 상당히 크게 발생하게 된다.However, in the case of FIGS. 7B and 7C (a), the reverse current flowing to the phase arm switching element Q1 is generated significantly.
도 7e 내지 도 7h는 종래의 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.7E to 7H are diagrams showing still another example of the conventional inverter circuit.
도면을 참조하면, 도 7e 내지 도 7h의 인버터는, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)를 구비하며, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)는, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터이며, 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)는, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)인 것을 예시한다.Referring to the drawings, the inverter of FIGS. 7E to 7H includes a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching elements Q2 and Q4, and a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching. Among the elements Q2 and Q4, the phase arm switching elements Q1 and Q3 are gallium nitride (GaN) transistors, and the lower arm switching elements Q2 and Q4 are silicon field effect transistors (FETs).
한편, 도 7e 내지 도 7h는, 인버터의 하암 스위칭 소자(Q2)와 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것을 예시한다.7E to 7H illustrate that a current detector is connected between the lower arm switching element Q2 and the ground GND of the inverter.
도 7e는, 발전(generation)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 7f는 발전시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 7E illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output during generation is positive, and FIG. 7F illustrates a circuit operation according to a current path when AC power output during generation is negative. do.
도 7g는, 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 7h는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 7G illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of discharge is positive, and FIG. 7H illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of regeneration is negative. do.
한편, 도 7e 내지 도 7h의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 7e 내지 도 7h의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the case of FIGS. 7E to 7H (a), current detection is necessary, but in case of FIGS. 7E to 7H (b), current detection is not necessary.
한편, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터는, 전하의 역회복량(Qrr)이 이론적으로 제로(0)이다. On the other hand, in the gallium nitride (GaN) transistor, the reverse recovery amount Qrr of the charge is theoretically zero.
따라서, 도 7f 및 도 7g의 (a)의 경우, 상암 스위칭 소자(Q1)로 흐르는 역전류는 거의 발행하지 않게 된다. Therefore, in the case of FIGS. 7F and 7G (a), almost no reverse current flowing to the phase arm switching element Q1 is generated.
그러나, 도 7e 및 도 7h의 (a)의 경우, 하암 스위칭 소자(Q2)로 흐르는 역전류는 상당히 크게 발생하게 된다.However, in the case of Figs. 7E and 7H (a), the reverse current flowing to the lower arm switching element Q2 is generated significantly.
도 8a 내지 도 8d는 종래의 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.8A to 8D are diagrams showing still another example of the conventional inverter circuit.
도면을 참조하면, 도 8a 내지 도 8d의 인버터는, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)를 구비하며, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 모두가 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터인 것을 예시한다.Referring to the drawings, the inverter of FIGS. 8A to 8D includes a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching elements Q2 and Q4, and a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching. It illustrates that both the elements Q2 and Q4 are gallium nitride (GaN) transistors.
한편, 도 8a 내지 도 8d는, 인버터의 하암 스위칭 소자(Q2)와 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것을 예시한다.8A to 8D illustrate that a current detector is connected between the lower arm switching element Q2 and the ground GND of the inverter.
도 8a는, 발전(generation)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 8b는 발전시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 8A illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output during generation is positive, and FIG. 8B illustrates a circuit operation according to a current path when AC power output during generation is negative. do.
도 8c는, 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 8d는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 8C illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of discharge is positive polarity, and FIG. 8D illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of regeneration is negative polarity. do.
한편, 도 8a 내지 도 8d의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 8a 내지 도 8d의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the case of FIGS. 8A to 8D (a), current detection is required, but in the case of FIGS. 8A to 8D (b), current detection is not necessary.
한편, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터는, 전하의 역회복량(Qrr)이 이론적으로 제로(0)이다. On the other hand, in the gallium nitride (GaN) transistor, the reverse recovery amount Qrr of the charge is theoretically zero.
따라서, 도 8a 내지 도 8d의 (a)의 경우, 상암 또는 하암 스위칭 소자로 흐르는 역전류는 거의 발행하지 않게 된다. Therefore, in the case of FIGS. 8A to 8D, almost no reverse current flowing to the upper arm or the lower arm switching element is generated.
한편, 도 8c의 경우에는, 전류 검출부에서 전류 검출이 가능하나, 도 8d의 경우에는, 전류 검출이 불가능하다는 단점이 있다.On the other hand, in the case of Figure 8c, the current detection unit can detect the current, in the case of Figure 8d, there is a disadvantage that the current detection is impossible.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 회로의 일 예를 도시하는 도면이다.9A to 9D are diagrams showing an example of an inverter circuit according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 도 9a 내지 도 9d의 인버터는, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)를 구비하며, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 모두가 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터인 것을 예시한다.Referring to the drawings, the inverter of FIGS. 9A to 9D includes a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching elements Q2 and Q4, and a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching. It illustrates that both the elements Q2 and Q4 are gallium nitride (GaN) transistors.
한편, 도 9a 내지 도 9d는, 인버터의 하암 스위칭 소자(Q2)와 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것을 예시한다.9A to 9D illustrate that a current detector is connected between the lower arm switching element Q2 and the ground GND of the inverter.
도 9a는, 발전(generation)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 9b는 발전시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.9A illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output during generation is positive, and FIG. 9B illustrates a circuit operation according to a current path when AC power output during generation is negative. do.
도 9c는, 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 9d는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 9C illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of discharge is positive, and FIG. 9D illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of regeneration is negative. do.
한편, 도 9a 내지 도 9d의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 9a 내지 도 9d의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the case of FIGS. 9A to 9D (a), current detection is required, but in the case of FIGS. 9A to 9D (b), current detection is not necessary.
한편, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)의 스위칭 주파수와, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)의 스위칭 주파수는 다를 수 있다.Meanwhile, the switching frequencies of the first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching element Q2 among the plurality of upper arm switching elements Q1 and Q3 and the lower arm switching elements Q2 and Q4 and the second upper arm switching element ( The switching frequency of Q3) and the second lower arm switching element Q4 may be different.
예를 들어, 도 9a 및 도 9b의 발전시와, 도 9c의 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 스위칭 주파수로 동작하고, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작할 수 있다.For example, when the AC power output during the power generation of FIGS. 9A and 9B and the discharge of FIG. 9C is positive, the plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and the lower arm switching elements Q2 and Q4 are used. The first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching element Q2 operate at the first switching frequency, and the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 are the first switching. Operate at a second switching frequency lower than the frequency.
여기서, 제1 스위칭 주파수는 100KHz 일 수 있으며, 제2 스위칭 주파수는 50KHz일 수 있다.Here, the first switching frequency may be 100KHz and the second switching frequency may be 50KHz.
한편, 도 9d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제2 스위칭 주파수로 동작하고, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수로 동작할 수 있다.On the other hand, when the AC power output when the regenerative power of FIG. 9D is negative, the first phase arm switching element Q1 and the first lower arm switching element among the plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and the lower arm switching elements Q2 and Q4 are provided. Q2 may operate at the second switching frequency, and the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 may operate at the first switching frequency.
한편, 도 9c의 경우에는, 전류 검출부에서 전류 검출이 가능하며, 도 9d의 경우에도, 전류 검출이 가능하다는 장점이 있다. On the other hand, in the case of Figure 9c, the current detection unit can detect the current, in the case of Figure 9d, there is an advantage that the current can be detected.
즉, 도 9d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 전류는, 전류 검출부의 저항 소자에서, 제1 하암 스위칭 소자(Q2), 제1 인덕터, 그리드, 제2 인덕터, 및 제2 상암 스위칭 소자(Q3)를 통해 흐르게 된다.That is, when the alternating current power output when the regenerative power of FIG. 9D is negative, the current is changed by the first lower arm switching element Q2, the first inductor, the grid, the second inductor, and the second phase arm switching in the resistance element of the current detector. Flow through element Q3.
즉, 도 9d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제어부(550)는, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)와, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)가 턴 온되도록 제어한다. 이에 따라, 전류 검출이 가능하게 된다. That is, when the AC power output at the time of regeneration of FIG. 9D is negative, the
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 회로의 다른 예를 도시하는 도면이다.10A to 10D are diagrams showing another example of the inverter circuit according to the embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 도 10a 내지 도 10d의 인버터는, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4)를 구비하며, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터이며, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)인 것을 예시한다.Referring to the drawings, the inverters of FIGS. 10A to 10D include a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and lower arm switching elements Q2 and Q4, and a plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and a first phase. The lower arm switching element Q2 is a gallium nitride (GaN) transistor, and the second lower arm switching element Q4 is a silicon field effect transistor (FET).
한편, 도 10a 내지 도 10d는, 인버터의 하암 스위칭 소자(Q2)와 그라운드(GND) 사이에 전류 검출부가 접속되는 것을 예시한다.10A to 10D illustrate that a current detector is connected between the lower arm switching element Q2 and the ground GND of the inverter.
도 10a는, 발전(generation)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 10b는 발전시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.10A illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output during generation is positive, and FIG. 10B illustrates a circuit operation according to a current path when AC power output during generation is negative. do.
도 10c는, 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시하며, 도 10d는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의 전류 패쓰에 따른 회로 동작을 예시한다.FIG. 10C illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of discharge is positive, and FIG. 10D illustrates a circuit operation according to a current path when the AC power output at the time of regeneration is negative. do.
한편, 도 10a 내지 도 10d의 (a) 경우에는, 전류 검출이 필요하나, 도 10a 내지 도 10d의 (b) 경우에는 전류 검출이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the case of Figs. 10A to 10D, current detection is required, but in the case of Figs. 10A to 10D, current detection is not required.
한편, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)의 스위칭 주파수와, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)의 스위칭 주파수는 다를 수 있다.Meanwhile, the switching frequencies of the first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching element Q2 among the plurality of upper arm switching elements Q1 and Q3 and the lower arm switching elements Q2 and Q4 and the second upper arm switching element ( The switching frequency of Q3) and the second lower arm switching element Q4 may be different.
예를 들어, 도 10a 및 도 10b의 발전시와, 도 10c의 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 스위칭 주파수로 동작하고, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작할 수 있다.For example, when the AC power output during the power generation of FIGS. 10A and 10B and the regeneration of FIG. 10C is positive, the plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and the lower arm switching elements Q2 and Q4 are provided. The first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching element Q2 operate at the first switching frequency, and the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 are the first switching. Operate at a second switching frequency lower than the frequency.
여기서, 제1 스위칭 주파수는 100KHz 일 수 있으며, 제2 스위칭 주파수는 50KHz일 수 있다.Here, the first switching frequency may be 100KHz and the second switching frequency may be 50KHz.
한편, 도 10d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제2 스위칭 주파수로 동작하고, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수로 동작할 수 있다.On the other hand, when the AC power output during the regeneration of FIG. 10D has a negative polarity, the first phase arm switching element Q1 and the first lower arm switching element among the plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and the lower arm switching elements Q2 and Q4 may be used. Q2 may operate at the second switching frequency, and the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 may operate at the first switching frequency.
한편, 도 10c의 경우에는, 전류 검출부에서 전류 검출이 가능하며, 도 10d의 경우에도, 전류 검출이 가능하다는 장점이 있다. On the other hand, in the case of Figure 10c, the current detection unit can detect the current, in the case of Figure 10d, there is an advantage that the current can be detected.
즉, 도 10d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 전류는, 전류 검출부의 저항 소자에서, 제1 하암 스위칭 소자(Q2), 제1 인덕터, 그리드, 제2 인덕터, 및 제2 상암 스위칭 소자(Q3)를 통해 흐르게 된다. That is, when the alternating current power output when the regenerative power of FIG. 10D is negative, the current is changed by the first lower arm switching element Q2, the first inductor, the grid, the second inductor, and the second phase arm switching in the resistance element of the current detection unit. Flow through element Q3.
즉, 도 10d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제어부(550)는, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)와, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)가 턴 온되도록 제어한다. 이에 따라, 전류 검출이 가능하게 된다. That is, when the AC power output at the time of regeneration of FIG. 10D is negative, the
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.11A to 11D are diagrams showing still another example of the inverter circuit according to the embodiment of the present invention.
도 11a 내지 도 11d는, 도 10a 내지 도 10d의 인버터 회로와 동일하게, 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터이며, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)인 것을 예시한다.11A to 11D are similar to the inverter circuits of FIGS. 10A to 10D, the upper arm switching elements Q1 and Q3 and the first lower arm switching element Q2 are gallium nitride (GaN) transistors. The lower arm switching element Q4 exemplifies a silicon field effect transistor (FET).
예를 들어, 도 11a 및 도 11b의 발전시와, 도 10c의 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 스위칭 주파수로 동작하고, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작할 수 있다.For example, when the AC power output during the power generation of FIGS. 11A and 11B and the regeneration of FIG. 10C is positive, the plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and the lower arm switching elements Q2 and Q4 are provided. The first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching element Q2 operate at the first switching frequency, and the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 are the first switching. Operate at a second switching frequency lower than the frequency.
여기서, 제1 스위칭 주파수는 100KHz 일 수 있으며, 제2 스위칭 주파수는 50KHz일 수 있다.Here, the first switching frequency may be 100KHz and the second switching frequency may be 50KHz.
한편, 도 11d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 하암 스위칭 소자(Q2,Q4) 중 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 스위칭 주파수로 동작하고, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수로 동작할 수 있다.On the other hand, when the AC power output at the time of regenerative of FIG. Q2 may operate at the first switching frequency, and the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 may operate at the first switching frequency.
즉, 도 11d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 인버터 스위칭 소자(Q1~Q4)는 모두 일정한 스위칭 주파수로 동작할 수 있다.That is, when the AC power output during the regeneration of FIG. 11D is negative, all of the inverter switching elements Q1 to Q4 may operate at a constant switching frequency.
한편, 도 11c의 경우에는, 전류 검출부에서 전류 검출이 가능하며, 도 11d의 경우에도, 전류 검출이 가능하다는 장점이 있다. On the other hand, in the case of Figure 11c, the current detection unit can detect the current, also in the case of Figure 11d, there is an advantage that the current can be detected.
즉, 도 11d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 전류는, 전류 검출부의 저항 소자에서, 제1 하암 스위칭 소자(Q2), 제1 인덕터, 그리드, 제2 인덕터, 및 제2 상암 스위칭 소자(Q3)를 통해 흐르게 된다.That is, when the alternating current power output in the regenerative operation of FIG. 11D is negative, the current is changed by the first lower arm switching element Q2, the first inductor, the grid, the second inductor, and the second phase arm switching in the resistance element of the current detector. Flow through element Q3.
즉, 도 11d의 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 제어부(550)는, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)와, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)가 턴 온되도록 제어한다. 이에 따라, 전류 검출이 가능하게 된다. That is, when the AC power output at the time of regeneration of FIG. 11D is negative, the
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도의 일예이다.12 is an example of a circuit diagram of a power conversion device in a solar module according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 전력변환장치(1200)는, 컨버터(530)과 인버터 모듈(INVM)을 구비할 수 있다.Referring to the drawing, the
인버터 모듈(INVM)은, 인버터(540), 저항 소자(R1,R2)와 증폭기(OP1,Op2)를구비하는 전류 검출부, 제1 및 제2 인덕터(L1,L2)를 구비하는 필터부(570), 및 제어부(550)를 구비할 수 있다.The inverter module INVM includes a
한편, 도 12의 인버터 모듈(INVM)은, 도 9a 내지 도 9d에서 도시된 바와 같이, 인버터(540) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)가, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터인 것을 예시한다.On the other hand, the inverter module INVM of FIG. 12 illustrates that each of the switching elements Q1 to Q4 in the
제어부(550)는, 전류 검출부의 제1 및 제2 저항 소자(R1,R2)에서 검출되어, 증폭기(OP1,OP2)에서 각각 증폭된 신호를 입력 받아 선택하는 선택기(1210), 비교하는 비교기(1215), 펄스폭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성기(1220)를 구비할 수 있다. The
제어 신호 생성기(1220)는, 인버터(540) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)의 게이트 단자에 입력되는 스위칭 제어 신호를 생성하여 출력할 수 있다.The
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈 내의 전력변환장치의 회로도의 다른 예이다.13 is another example of a circuit diagram of a power converter in a solar module according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 전력변환장치(1300)는, 컨버터(530)과 인버터 모듈(INVM)을 구비할 수 있다.Referring to the drawing, the
인버터 모듈(INVM)은, 인버터(540), 저항 소자(R1,R2)와 증폭기(OP1,Op2)를구비하는 전류 검출부, 제1 및 제2 인덕터(L1,L2)를 구비하는 필터부(570), 및 제어부(550)를 구비할 수 있다.The inverter module INVM includes a
한편, 도 13의 인버터 모듈(INVM)은, 도 10a 내지 도 11d에서 도시된 바와 같이, 인버터(540) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4) 중 복수의 상암 스위칭 소자(Q1,Q3)와 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 갈륨 나타이트라이드(GaN) 트랜지스터이며, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 실리콘 전계 효과 트랜지스터(FET)인 것을 예시한다.Meanwhile, as shown in FIGS. 10A to 11D, the inverter module INVM of FIG. 13 may include the plurality of phase arm switching elements Q1 and Q3 and the first phase among the switching elements Q1 to Q4 in the
제어부(550)는, 전류 검출부의 제1 및 제2 저항 소자(R1,R2)에서 검출되어, 증폭기(OP1,OP2)에서 각각 증폭된 신호를 입력 받아 선택하는 선택기(1210), 비교하는 비교기(1215), 펄스폭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성기(1220)를 구비할 수 있다. The
제어 신호 생성기(1220)는, 인버터(540) 내의 각 스위칭 소자(Q1~Q4)의 게이트 단자에 입력되는 스위칭 제어 신호를 생성하여 출력할 수 있다.The
도 14a 내지 도 14e는 도 12 내지 도 13의 동작 설명에 참조되는 도면이다.14A to 14E are views referred to for describing operation of FIGS. 12 to 13.
먼저, 도 14a는, 발전(generation)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의, 인버터 내의 스위칭 소자(Q1~Q4)에 대한 동작을 설명하는 도면이다.First, FIG. 14A is a diagram for explaining the operation of the switching elements Q1 to Q4 in the inverter when the AC power output during generation is positive.
도면을 참조하면, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 정극성인 경우, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)가 온 되며, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 부극성인 경우, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)가 온 된다.Referring to the drawings, when the polarity of the reference sine wave is positive polarity, the second lower arm switching element Q4 is turned on, and when the polarity of the reference sine wave is negative polarity, the second phase arm switching element (Q3) is turned on.
이때, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제2 스위칭 주파수, 즉, 50KHz로 스위칭 동작을 하며, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 스위칭 주파수, 즉, 100KHz로 스위칭 동작을 할 수 있다.At this time, the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 perform a switching operation at a second switching frequency, that is, 50 KHz, and the first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching. The element Q2 can perform a switching operation at a first switching frequency, that is, 100 KHz.
다음, 도 14b는 발전시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의, 인버터 내의 스위칭 소자(Q1~Q4)에 대한 동작을 설명하는 도면이다.Next, FIG. 14B is a diagram for explaining the operation of the switching elements Q1 to Q4 in the inverter when the AC power output at the time of power generation is negative.
도면을 참조하면, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 정극성인 경우, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)가 온 되며, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 부극성인 경우, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)가 온 된다.Referring to the drawings, when the polarity of the reference sine wave is positive polarity, the second phase arm switching element Q3 is turned on, and when the polarity of the reference sine wave is negative polarity, the second lower arm switching element (Q4) is turned on.
이때, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제2 스위칭 주파수, 즉, 50KHz로 스위칭 동작을 하며, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 스위칭 주파수, 즉, 100KHz로 스위칭 동작을 할 수 있다.At this time, the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 perform a switching operation at a second switching frequency, that is, 50 KHz, and the first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching. The element Q2 can perform a switching operation at a first switching frequency, that is, 100 KHz.
다음, 도 14c는, 회생(discharge)시 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우의, 인버터 내의 스위칭 소자(Q1~Q4)에 대한 동작을 설명하는 도면이다.Next, FIG. 14C is a diagram for explaining the operation of the switching elements Q1 to Q4 in the inverter when the AC power output at the time of discharge is positive.
도면을 참조하면, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 정극성인 경우, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)가 온 되며, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 부극성인 경우, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)가 온 된다.Referring to the drawings, when the polarity of the reference sine wave is positive polarity, the second lower arm switching element Q4 is turned on, and when the polarity of the reference sine wave is negative polarity, the second phase arm switching element (Q3) is turned on.
이때, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제2 스위칭 주파수, 즉, 50KHz로 스위칭 동작을 하며, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 스위칭 주파수, 즉, 100KHz로 스위칭 동작을 할 수 있다.At this time, the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching element Q4 perform a switching operation at a second switching frequency, that is, 50 KHz, and the first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching. The element Q2 can perform a switching operation at a first switching frequency, that is, 100 KHz.
다음, 도 14d는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의, 인버터 내의 스위칭 소자(Q1~Q4)에 대한 동작을 설명하는 도면이다.Next, FIG. 14D is a diagram for explaining the operation of the switching elements Q1 to Q4 in the inverter when the AC power output at the time of regeneration is negative.
도면을 참조하면, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)가 온 되며, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 부극성인 경우, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)가 온 된다.Referring to the drawings, when the polarity of the reference sine wave is positive, the first phase arm switching element Q1 is turned on, and when the polarity of the reference sine wave is negative, the first lower arm switching element (Q2) is turned on.
이때, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제2 스위칭 주파수, 즉, 50KHz로 스위칭 동작을 하며, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)와, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수, 즉, 100KHz로 스위칭 동작을 할 수 있다.At this time, the first upper arm switching element Q1 and the first lower arm switching element Q2 perform a switching operation at a second switching frequency, that is, 50 KHz, and the second upper arm switching element Q3 and the second lower arm switching The element Q4 can perform a switching operation at a first switching frequency, that is, 100 KHz.
도 14e는 회생시 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우의, 인버터 내의 스위칭 소자(Q1~Q4)에 대한 동작을 설명하는 도면이다.FIG. 14E is a diagram for explaining the operation of the switching elements Q1 to Q4 in the inverter when the AC power output at the time of regeneration is negative.
도면을 참조하면, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 정극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)가 온 되고, 온 이후 오프 되며, 참조 사인파(reference sine wave)의 극성이 부극성인 경우, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 제2 하암 스위칭 소자(Q4)가 온 되고, 온 이후 오프된다. Referring to the drawings, when the polarity of the reference sine wave is positive, the first phase arm switching element Q1 and the second lower arm switching element Q4 are turned on, turned off after being turned on, and a reference sine wave. When the polarity of the wave is negative, the first phase arm switching element Q1 and the second lower arm switching element Q4 are turned on and then turned off.
한편, 제1 하암 스위칭 소자(Q2)는, 제1 상암 스위칭 소자(Q1)와 상보적으로 동작하고, 제2 상암 스위칭 소자(Q3)는, 제2 하암 스위칭 소자(Q4)와 상보적으로 동작한다.On the other hand, the first lower arm switching element Q2 operates complementarily with the first upper arm switching element Q1, and the second upper arm switching element Q3 operates complementarily with the second lower arm switching element Q4. do.
이때, 제1 상암 스위칭 소자(Q1), 제1 하암 스위칭 소자(Q2), 제2 상암 스위칭 소자(Q3), 제2 하암 스위칭 소자(Q4)는, 제1 스위칭 주파수, 즉, 100KHz로 스위칭 동작을 할 수 있다.At this time, the first upper arm switching element Q1, the first lower arm switching element Q2, the second upper arm switching element Q3, and the second lower arm switching element Q4 are switched at a first switching frequency, that is, 100 KHz. can do.
본 발명에 따른 전력변환장치 및 이를 구비하는 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.The power converter and the solar module including the same according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, but the embodiments may be modified in various ways. All or part may be selectively combined.
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.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
Claims (9)
제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자를 구비하며, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터;
상기 인버터 내의 상기 제1 하암 스위칭 소자와 그라운드 사이에 접속되는 전류 검출부;를 포함하고,
상기 인버터 내의, 상기 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 갈륨 나타이트라이드 트랜지스터를 포함하며,
회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 하암 스위칭 소자와, 상기 제2 상암 스위칭 소자가 턴 온되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.A converter for converting a level of DC power input from the solar cell module;
An inverter having first and second upper arm switching elements and first and second lower arm switching elements, the inverter converting a direct current power source from the converter into an alternating current power source;
And a current detector connected between the first lower arm switching element and the ground in the inverter.
In the inverter, the first and second phase arm switching elements and the first and second lower arm switching elements include gallium nitride transistors,
And a first lower arm switching element and a second phase arm switching element are turned on when the AC power output from the inverter is negative during regeneration.
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며,
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 상기 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 1,
When the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first upper arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency, and the second upper arm switching element and the second lower arm are operated. The switching device operates at a second switching frequency lower than the first switching frequency,
When the regenerative AC power output from the inverter is negative, the first upper arm switching element and the first lower arm switching element operate at the second switching frequency, and the first upper arm switching element and the first upper arm switching element are operated. The lower arm switching element operates at the first switching frequency.
발전시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 및 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 1,
During power generation, when the AC power output from the inverter is positive, and when the AC power output from the inverter is negative, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. And the second upper arm switching element and the second lower arm switching element operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency.
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며,
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 1,
When the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first upper arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency, and the second upper arm switching element and the second lower arm are operated. The switching device operates at a second switching frequency lower than the first switching frequency,
When the regenerative AC power output from the inverter is negative, the first and second phase arm switching elements and the first and second lower arm switching elements operate at the first switching frequency. Inverter.
제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 및 제2 하암 스위칭 소자를 구비하며, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터;
상기 인버터 내의 상기 제1 하암 스위칭 소자와 그라운드 사이에 접속되는 전류 검출부;를 포함하고,
상기 인버터 내의, 상기 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 제1 하암 스위칭 소자는 갈륨 나타이트라이드 트랜지스터를 포함하며, 상기 제2 하암 스위칭 소자는 실리콘 전계 효과 트랜지스터를 포함하며,
회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 하암 스위칭 소자와, 상기 제2 상암 스위칭 소자가 턴 온되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.A converter for converting a level of DC power input from the solar cell module;
An inverter having first and second upper arm switching elements and first and second lower arm switching elements, the inverter converting a direct current power source from the converter into an alternating current power source;
And a current detector connected between the first lower arm switching element and the ground in the inverter.
In the inverter, the first and second phase arm switching elements and the first lower arm switching element comprise gallium nitride transistors, and the second lower arm switching element comprises silicon field effect transistors,
And a first lower arm switching element and a second phase arm switching element are turned on when the AC power output from the inverter is negative during regeneration.
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며,
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 상기 제2 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 5,
When the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first upper arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency, and the second upper arm switching element and the second lower arm are operated. The switching device operates at a second switching frequency lower than the first switching frequency,
When the regenerative AC power output from the inverter is negative, the first upper arm switching element and the first lower arm switching element operate at the second switching frequency, and the first upper arm switching element and the first upper arm switching element are operated. The lower arm switching element operates at the first switching frequency.
발전시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 및 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 5,
During power generation, when the AC power output from the inverter is positive, and when the AC power output from the inverter is negative, the first phase arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency. And the second upper arm switching element and the second lower arm switching element operate at a second switching frequency lower than the first switching frequency.
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 정극성인 경우, 상기 제1 상암 스위칭 소자와 상기 제1 하암 스위칭 소자는, 제1 스위칭 주파수로 동작하며, 상기 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제2 스위칭 주파수로 동작하며,
상기 회생시, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원이 부극성인 경우, 상기 제1 및 제2 상암 스위칭 소자와 상기 제1 및 제2 하암 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 5,
When the regenerative AC power output from the inverter is positive, the first upper arm switching element and the first lower arm switching element operate at a first switching frequency, and the second upper arm switching element and the second lower arm are operated. The switching device operates at a second switching frequency lower than the first switching frequency,
When the regenerative AC power output from the inverter is negative, the first and second phase arm switching elements and the first and second lower arm switching elements operate at the first switching frequency. Inverter.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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