KR20210085619A - 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템 - Google Patents

통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210085619A
KR20210085619A KR1020190178866A KR20190178866A KR20210085619A KR 20210085619 A KR20210085619 A KR 20210085619A KR 1020190178866 A KR1020190178866 A KR 1020190178866A KR 20190178866 A KR20190178866 A KR 20190178866A KR 20210085619 A KR20210085619 A KR 20210085619A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inductor
switch
converter
wireless power
power transmission
Prior art date
Application number
KR1020190178866A
Other languages
English (en)
Inventor
이현석
윤재중
안정호
Original Assignee
한국전력공사
대구대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사, 대구대학교 산학협력단 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020190178866A priority Critical patent/KR20210085619A/ko
Publication of KR20210085619A publication Critical patent/KR20210085619A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/083—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the ignition at the zero crossing of the voltage or the current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • H02M1/385—Means for preventing simultaneous conduction of switches with means for correcting output voltage deviations introduced by the dead time
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 통합 컨버터는, 에너지 저장 시스템을 위한 인덕터 기능을 담당하는 동시에 무선전력전송 시스템을 위한 송신코일 기능을 담당하는 제1 인덕터를 포함하는 양방향 DC/DC 컨버터; 및 상기 무선전력전송시스템을 위한 수신코일 기능을 담당함에 따라 상기 제1 인덕터로부터 전달된 에너지를 수신받는 기능을 담당하는 제2 인덕터를 포함하는 무선전력전송 시스템을 위한 AC/DC 컨버터;를 포함하되, 상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는, 상호 커플링 계수에 의해 자기적으로 결합되는 것일 수 있다.

Description

통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템{INTEGRATION CONVERTER AND HOME PHOTOVOLTAIC SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지 저장 시스템과 무선전력전송 시스템을 통합하기 위한 3 포트 통합 컨버터를 이용함으로써 전체 시스템의 비용과 회로 부피를 최소화시킬 뿐만 아니라 전력변환효율을 향상시키기 위한, 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템에 관한 것이다.
화석 연료의 연소에 의해 발생되는 이산화탄소는 지구온난화를 가속화시키고 있다. 최근에는 지구온난화를 해결하기 위해 신재생에너지 사용을 점차 확대하고 있는 추세이다.
특히, 신재생에너지원에서 태양광 에너지는 무한정하고, 다양한 곳에 쉽게 적용할 수 있기 때문에 가장 많이 주목을 받고 있다.
도 1은 기존의 가정용 태양광 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 태양광 발전 시스템(PV system)(10)은 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈(PV module)과 컨버터(DC/DC 컨버터 및 DC/AC 컨버터)로 구성된다.
그런데, 태양광 에너지는 날씨 환경에 따라 달라지기 때문에 안정적인 전기에너지 생산이 불가능하다. 그래서, 태양광 발전 시스템(10)은 에너지 저장 시스템(ES system)(20)을 함께 설치하여 사용한다. 에너지 저장 시스템(20)은 배터리(battery)와 양방향 DC/DC 컨버터로 구성되고, 태양광 발전 시스템(10)에 의해 과잉 생산된 전기에너지를 배터리에 저장하거나, 부족한 전기에너지를 부하로 공급해주는 역할을 담당한다.
아울러, 최근에는 무선전력전송 시스템(Wireless Power Transfer system, WPT system)(30)을 통해 가정용 전자기기(예, 휴대폰, TV, 노트북 등)에 무선충전 방식으로 전력을 공급하고 있다. 이러한 무선전력전송 시스템(30)은 DC/AC 컨버터와 AC/DC 컨버터로 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 기존의 가정용 태양광 시스템에서는 많은 컨버터들이 필요하고, 이로 인해 전체 시스템의 비용과 회로 부피가 증가하게 된다. 더욱이, 최근에는 무선전력전송 시스템(30)의 사용이 가정마다 늘어나는 추세이므로 컨버터의 개수가 더욱 많이 필요한 실정이다.
따라서, 가정용 태양광 시스템에서는 무선전력전송 시스템이 늘어나는 추세에 대비하여 전체 시스템의 비용과 회로 부피를 줄일 수 있도록, 컨버터의 개수를 줄일 수 있는 방안을 마련할 필요성이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1877013호 (2018.07.04 등록)
본 발명의 목적은 에너지 저장 시스템과 무선전력전송 시스템을 통합하기 위한 통합 컨버터를 이용함으로써 전체 시스템의 비용과 회로 부피를 최소화시킬 뿐만 아니라 전력변환효율을 향상시키기 위한, 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 컨버터는, 에너지 저장 시스템을 위한 인덕터 기능을 담당하는 동시에 무선전력전송 시스템을 위한 송신코일 기능을 담당하는 제1 인덕터를 포함하는 양방향 DC/DC 컨버터; 및 상기 무선전력전송시스템을 위한 수신코일 기능을 담당함에 따라 상기 제1 인덕터로부터 전달된 에너지를 수신받는 기능을 담당하는 제2 인덕터를 포함하는 무선전력전송 시스템을 위한 AC/DC 컨버터;를 포함하되, 상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는, 상호 커플링 계수에 의해 자기적으로 결합되는 것일 수 있다.
상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는, 등가 턴 비, 자화 인덕턴스, 누설 인덕턴스로 이루어지는 트랜스포머로 등가 회로를 구성하는 것일 수 있다.
상기 등가 턴 비는, 수학식
Figure pat00001
(여기서, Ne는 등가 턴 비, 제1 인덕터는 L1, 제2 인덕터는 L2, k는 상호 커플링 계수)로 나타내는 것일 수 있다.
상기 누설 인덕턴스는, 수학식
Figure pat00002
(Llk는 누설 인덕턴스)로 나타내는 것일 수 있다.
상기 자화 인덕턴스는, 상기 제1 인덕터와 동일한 것일 수 있다.
상기 제2 인덕터는, 공진 커패시터와 직렬로 연결되고, 상기 공진 커패시터는 상기 누설 인덕턴스와 공진을 이루는 것일 수 있다.
상기 양방향 DC/DC 컨버터는, 제1 내지 제4 스위치를 포함하되, 상기 제1 내지 제4 스위치의 스위칭 주파수는, 상기 공진 커패시터와 상기 누설 인덕턴스 간의 공진 주파수와 동일하게 맞추는 것일 수 있다.
상기 제1 내지 제4 스위치는 NMOS 형태로서, 제1 스위치와 제2 스위치는 DC 버스단에서 직렬로 연결되어 양 끝단에 DC 버스 전압이 입력되고, 제3 스위치와 제4 스위치는 배터리단에서 직렬로 연결되어 양 끝단에 배터리 전압으로 출력되는 것일 수 있다.
상기 제1 스위치의 소스에는 상기 DC 버스 전압의 (-) 극이 연결되고, 상기 제2 스위치의 드레인에는 상기 DC 버스 전압의 (+) 극이 연결되며, 상기 제3 스위치의 소스에는 상기 배터리 전압의 (-) 극이 연결되고, 상기 제4 스위치의 드레인에는 상기 배터리 전압이 (+) 극이 연결되는 것일 수 있다.
상기 제1 인덕터는, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 연결 지점과 상기 제3 스위치와 상기 제4 스위치의 연결지점을 연결하는 것일 수 있다.
상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치의 듀티비와, 상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치의 듀티비의 합은 1일 수 있다.
상기 제1 내지 제4 스위치는, 한 스위칭 주기 내에서 시간 구간에 따라 제1 동작 모드(t0≤t≤t1), 제2 동작 모드(t1≤t≤t2), 제3 동작 모드(t2≤t≤t3) 및 제4 동작 모드(t3≤t≤t4)로 동작하는 것일 수 있다.
상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치는, 상기 제1 동작 모드에서 영전압 스위칭(ZVS) 턴온을 통해 온 상태가 되고, 상기 제1 스위치와 상기 제4 스위치는, 상기 제3 동작 모드에서 영전압 스위칭 턴온을 통해 온 상태가 되는 것일 수 있다.
상기 제1 내지 제4 스위치는, 상기 제2 동작 모드와 상기 제4 동작 모드에서 슛 쓰루풋(shoot through)을 방지하기 위한 데드타임 구간에 해당되어 턴 오프 상태가 되는 것일 수 있다.
상기 무선전력전송 시스템에 대한 전압 게인은, 수학식
Figure pat00003
(RS는 RS＝RL1＋2Ron이고, RL1은 제1 인덕터(L1)의 권선 저항(winding resistor), RL2는 제2 인덕터(L2)의 권선 저항, Ron은 스위치의 온 저항, Rwpt는 무선 충전 부하 저항, ωS는 ωS＝2πfs이고, Rac2는 Rac2＝2Rwpt/π2)로 나타내고, 상기 스위칭 주파수와 상기 공진 주파수가 동일할 때 최대 전압 게인을 이루는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가정용 태양광 시스템은, 태양광 발전 시스템; 상기 태양광 발전 시스템에 연동하되, 에너지 저장 시스템과 무선전력전송 시스템을 통합하는 ES-WPT 시스템; 및 상기 ES-WPT 시스템에 적용되는 통합 컨버터;를 포함하되, 상기 통합 컨버터는, 에너지 저장 시스템을 위한 인덕터 기능을 담당하는 동시에 무선전력전송 시스템을 위한 송신코일 기능을 담당하는 제1 인덕터를 포함하는 양방향 DC/DC 컨버터; 및 상기 무선전력전송시스템을 위한 수신코일 기능을 담당함에 따라 상기 제1 인덕터로부터 전달된 에너지를 수신받는 기능을 담당하는 제2 인덕터를 포함하는 무선전력전송 시스템을 위한 AC/DC 컨버터;를 포함하되, 상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는, 상호 커플링 계수에 의해 자기적으로 결합되는 것일 수 있다.
본 발명은 에너지 저장 시스템과 무선전력전송 시스템을 통합하기 위한 통합 컨버터를 이용함으로써 전체 시스템의 비용과 회로 부피를 최소화시킬 뿐만 아니라 전력변환효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 에너지 저장 시스템을 위한 양방향 DC/DC 컨버터 동작과 무선전력전송 시스템을 위한 DC/AC 컨버터 동작을 동시에 수행함으로써 사용되는 소자 수를 최소화하여 전체 시스템의 비용 및 회로 부피를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명은 스위치들에 대한 영전압 스위칭 턴온을 이루어 스위칭 손실을 저감하고, 공진 커패시터와 누설 인덕턴스의 공진 주파수와 스위칭 주파수를 동일하게 함으로써 무선전력전송 시스템에 대한 높은 전압 게인을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 높은 전력변환효율을 갖는 통합 컨버터를 제공함에 따라 전체 시스템 내에서 발생하는 에너지 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 기존의 가정용 태양광 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가정용 태양광 시스템을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통합 컨버터의 회로 구조를 나타낸 도면,
도 4는 2 코일 구조의 등가회로를 나타낸 도면,
도 5 내지 도 8은 도 3의 통합 컨버터의 동작 모드를 설명하는 도면,
도 9는 도 3의 통합 컨버터에서 구성 요소의 전압 및 전류 파형들을 나타낸 도면,
도 10은 도 3의 통합 컨버터에서 스위칭 주파수(fS)와 공진 주파수(fr) 간의 비(ratio)에 따른 무선전력전송 시스템에 대한 전압 게인을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가정용 태양광 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가정용 태양광 시스템은, 태양광 발전 시스템(Photovoltaic system, PV system)(110)과 연동하되, 에너지 저장 시스템(Energy Storage system, ES system)과 무선전력전송 시스템(Wireless Power Transfer system, WPT system)의 통합 시스템인 ES-WPT 시스템(120)에 통합 컨버터(130)를 적용함으로써 전체 시스템의 비용과 회로 부피를 최소화시킬 뿐만 아니라 전력변환효율을 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 통합 컨버터(130)는 ES-WPT 시스템(120)에 적용하되, 에너지 저장 시스템(ES system)을 위한 양방향 DC/DC 컨버터(131)와 무선전력전송 시스템(WPT system)을 위한 AC/DC 컨버터(132)로 구성하여 구현할 수 있다. 즉, 양방향 DC/DC 컨버터(131)는 무선전력전송 시스템(WPT system)을 위한 DC/AC 컨버터로도 사용할 수 있기 때문에, 도 1의 무선전력전송 시스템(WPT system)에서 필요한 DC/AC 컨버터를 줄일 수 있다.
이와 같이, 통합 컨버터(130)는 전체 시스템의 비용 및 회로 부피를 저감할 수 있기 때문에, 에너지 손실을 최소화하기 위해 스위치들에 대한 소프트 스위칭 기법중 하나인 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching, ZVS) 턴온(turn-on)을 이룸으로써 높은 전력변환효율을 가질 수 있다.
또한, 통합 컨버터(130)는 무선전력전송을 위해 사용되는 수신 코일의 큰 누설 인덕턴스에 걸리는 전압 강하 문제를 공진 커패시터와 누설 인덕턴스 간의 공진으로 해결함으로써 무선전력전송 시스템(WPT system)에 대한 높은 전압 게인과 높은 전력 변환효율을 가질 수 있다.
이하, 후술할 도 3 내지 도 10을 참조하여 통합 컨버터(130)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통합 컨버터의 회로 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 2 코일 구조의 등가회로를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 통합 컨버터(130)는 에너지 저장 시스템(ES system)을 위한 양방향 DC/DC 컨버터(131)와 무선전력전송 시스템(WPT system)을 위한 AC/DC 컨버터(132)를 포함한다.
먼저, 양방향 DC/DC 컨버터(131)는 일단이 DC 버스(DC bus)에 연결되고, 타단이 배터리(battery)에 연결된다.
이러한 양방향 DC/DC 컨버터(131)는 2개의 필터 커패시터인 버스용 필터 커패시터(Cbus)와 배터리용 필터 커패시터(Cbat), 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4), 제1 인덕터(또는 송신코일)(L1)를 포함한다.
여기서, 제1 인덕터(L1)는 에너지 저장 시스템(ES system)을 위한 양방향 DC/DC 컨버터(131)의 인덕터 기능을 담당하는 동시에, 무선전력전송 시스템(WPT system)을 위한 송신코일 기능을 담당한다.
이러한 제1 인덕터(L1)는 양방향 DC/DC 컨버터(131)가 무선전력전송 시스템(WPT system)을 위한 DC/AC 컨버터로 동작 가능하게 한다. 또한, 제1 인덕터(L1)는 자체에 저장된 에너지를 이용하여 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4)가 영전압 스위칭(ZVS) 턴온이 가능하게 한다.
한편, 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4)는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)일 수 있다. 이러한 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4)가 N형 또는 P형일 수 있으나, 도 3에서 N형인 경우를 나타낸다.
구체적으로, 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2)는 DC 버스단에서 직렬로 연결되어 양 끝단에 DC 버스 전압(Vbus)이 입력되고, 이때, 제1 스위치(S1)의 소스(source)에 DC 버스 전압(Vbus)의 (-) 극이 연결되고, 제2 스위치(S2)의 드레인(drain)에 DC 버스 전압(Vbus)의 (+) 극이 연결된다.
또한, 제3 스위치(S3)와 제4 스위치(S4)는 배터리단에서 직렬로 연결되어 양 끝단에 배터리 전압(Vbat)이 출력된다. 이때, 제3 스위치(S3)의 소스(source)에 배터리 전압(Vbat)의 (-) 극이 연결되고, 제4 스위치(S4)의 드레인(drain)에 배터리 전압(Vbat)의 (+) 극이 연결된다.
그리고, 제1 인덕터(L1)는 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2)의 연결 지점과 제3 스위치(S3)와 제4 스위치(S4)의 연결 지점을 연결한다.
다음으로, AC/DC 컨버터(132)는 제2 인덕터(또는 수신코일)(L2), 공진 커패시터(Cr), 제1 및 제2 다이오드(D1, D2), 제1 및 제2 더블러 커패시터(C1, C2), WPT 필터 커패시터(Cwpt)를 포함한다.
제1 및 제2 다이오드(D1, D2), 제1 및 제2 더블러 커패시터(C1, C2)는 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 기능을 담당한다. 이때, 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)의 역전압은 무선전력전송 시스템(WPT system)에 걸리는 WPT 전압(Vwpt)과 같다.
또한, 제2 인덕터(L2)는 무선전력전송 시스템(WPT system)을 위한 수신코일 기능을 담당함에 따라 제1 인덕터(L1)로부터 전달된 에너지를 수신받는 기능을 담당한다.
여기서, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는 상호 커플링 계수(coupling coefficient)에 의해 자기적으로 결합되어 있다. 여기서, k는 상호 커플링 계수이다.
상호 커플링 계수 k는 0에서 1사이의 값을 가지며, 무선전력전송 시스템에서 제1 인덕터(L1)와 제1 인덕터(L2) 사이의 거리, 제1 인덕터(L1)와 제1 인덕터(L2)의 코일 형태에 따라 좌우된다. 이러한 상호 커플링 계수 k가 1에 가까운 값일수록 제1 인덕터(L1)와 제1 인덕터(L2)의 커플링이 높아서 제1 인덕터(L1)와 제1 인덕터(L2) 사이의 무선전력전송 손실이나 전압 강하가 거의 없음을 의미한다.
아울러, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는 2 코일 구조로 나타낼 수 있다. 도 4를 참조하면, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)의 2 코일 구조는 등가 턴 비 Ne, 자화 인덕턴스(magnetizing inductance) Lm, 누설 인덕턴스(leakage inductance) Llk로 이루어지는 트랜스포머로 등가 회로를 구성할 수 있다.
구체적으로, 등가 턴 비(Ne)는 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있고, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)와 상호 관련된다.
Figure pat00004
또한, 누설 인덕턴스(Llk)는 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있고, 제2 인덕터(L2)와 관련된다.
Figure pat00005
자화 인덕턴스(Lm)는 아래 수학식 3과 같이 나타낼 수 있고, 제1 인덕터(L1)와 관련된다.
Figure pat00006
또한, 제2 인덕터(L2)는 공진 커패시터(Cr)와 직렬로 연결되어 있고, 공진 커패시터(Cr)는 제2 인덕터(L2)의 누설 인덕턴스(Llk)와 공진을 이룬다. 여기서, 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4)의 스위칭 주파수(fS)는 공진 커패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Llk) 간의 공진 주파수(fr)와 동일하게 맞춘다.
도 5 내지 도 8은 도 3의 통합 컨버터의 동작 모드를 설명하는 도면이고, 도 9는 도 3의 통합 컨버터에서 구성 요소의 전압 및 전류 파형들을 나타낸 도면이며, 도 10은 도 3의 통합 컨버터에서 스위칭 주파수(fS)와 공진 주파수(fr) 간의 비(ratio)에 따른 무선전력전송 시스템에 대한 전압 게인을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 통합 컨버터(130)는 한 스위칭 주기(TS) 내에서 4개의 동작 모드(Mode1 내지 Mode4)로 동작한다. 이 경우, 제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)는 D 만큼을 듀티비(duty ratio)를 가지고, 제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)는 1-D 만큼의 듀티비를 가진다. 즉, 제2,3 스위치(S2, S3)의 듀티비와 제1,4 스위치(S1, S4)의 듀티비의 합은 1이다.
먼저, 도 5는 통합 컨버터(130)가 제1 동작 모드(Mode1)로 동작하는 경우를 나타낸다. 제1 동작 모드(Mode1)는 t0≤t≤t1인 경우이다.
t＝t0 직전에, 제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)의 내부에 있는 바디 다이오드(body diode)인 제2 바디 다이오드(DS2)와 제3 바디 다이오드(DS3)는 제1 인덕터(L1)에 자화 인덕턴스(Lm)의 형태로 저장되어 있는 에너지를 통해 온(on) 상태이므로, 제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)가 영전압 스위칭 턴온을 통해 온(on) 상태로 된다.
이때, 제1 다이오드(D1)도 켜지고, 공진 커패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Llk)는 서로 공진을 이루며 동작한다.
다음, 도 6은 통합 컨버터(130)가 제2 동작 모드(Mode2)로 동작하는 경우를 나타낸다. 제2 동작 모드(Mode2)는 t1≤t≤t2인 경우이다. 이러한 제2 동작 모드(Mode2)는 스위치들의 슛 쓰루풋(shoot through)을 방지하기 위한 데드타임(dead time) 구간에 해당한다.
제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)는 턴 오프되고, 제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)는 턴 오프를 유지한다.
이때, 제2 스위치(S2)의 출력 커패시터(CS2)는 0V에서 Vbus로 충전되고, 제3 스위치(S3)의 출력 커패시터(CS3)는 0V에서 Vbat로 충전된다. 그리고, 제1 스위치(S1)의 출력 커패시터(CS1)는 Vbus에서 0V로 방전되고, 제4 스위치(S4)의 출력 커패시터(CS4)는 Vbat에서 0V로 방전된다.
이러한 충방전 과정이 완료된 직후, 제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)의 내부에 있는 바디 다이오드인 제1 바디 다이오드(DS1)와 제4 바디 다이오드(DS4)는 제1 인덕터(L1)에 자화 인덕턴스(Lm)의 형태로 저장되어 있는 에너지를 통해 온(on) 상태가 된다.
다음, 도 7은 통합 컨버터(130)가 제3 동작 모드(Mode3)로 동작하는 경우를 나타낸다. 제3 동작 모드(Mode3)는 t2≤t≤t3인 경우이다.
t＝t2 직전에, 제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)의 내부에 있는 바디 다이오드(body diode)인 제1 바디 다이오드(DS1)와 제4 바디 다이오드(DS4)는 제1 인덕터(L1)에 자화 인덕턴스(Lm)의 형태로 저장되어 있는 에너지를 통해 온(on) 상태이므로, 제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)가 영전압 스위칭 턴온을 통해 온(on) 상태로 된다.
이때, 제2 다이오드(D2)도 켜지고, 공진 커패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Llk)는 서로 공진을 이루며 동작한다.
다음, 도 8은 통합 컨버터(130)가 제4 동작 모드(Mode4)로 동작하는 경우를 나타낸다. 제4 동작 모드(Mode4)는 t3≤t≤t4인 경우이다. 이러한 제4 동작 모드(Mode4)는 스위치들의 슛 쓰루풋(shoot through)을 방지하기 위한 데드타임(dead time) 구간에 해당한다.
제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)는 턴 오프되고, 제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)는 턴 오프를 유지한다.
이때, 제2 스위치(S2)의 출력 커패시터(CS2)는 Vbus에서 0V로 방전되고, 제3 스위치(S3)의 출력 커패시터(CS3)는 Vbat에서 0V로 방전된다. 그리고, 제1 스위치(S1)의 출력 커패시터(CS1)는 0V에서 Vbus로 충전되고, 제4 스위치(S4)의 출력 커패시터(CS4)는 0V에서 Vbat로 충전된다.
이러한 충방전 과정이 완료된 직후, 제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)의 내부에 있는 바디 다이오드인 제2 바디 다이오드(DS2)와 제3 바디 다이오드(DS3)는 제1 인덕터(L1)에 자화 인덕턴스(Lm)의 형태로 저장되어 있는 에너지를 통해 온(on) 상태가 된다.
일반적으로, 무선전력전송 시스템(WPT system)은 낮은 상호 커플링 계수(k)로 인해 큰 누설 인덕턴스(Llk)에서 전압 강하가 크게 발생하기 때문에 높은 전압 게인을 얻기 위한 보상이 필요하다.
전술한 바와 같이, 통합 컨버터(130)는 공진 커패시터(Cr)와 제2 인덕터(L2)를 서로 직렬로 연결한다. 그리고, 공진 커패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Llk) 간의 공진 주파수(fr)는 제1 스위치 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4)의 스위칭 주파수(fS)와 동일하게 맞춤으로써 공진 커패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Llk)의 등가 임피던스를 0으로 만들어 전압 강하가 없게 한다. 이는 통합 컨버터(130)가 무선전력전송 시스템(WPT system)에 대한 높은 전압 게인을 이루는 동시에 높은 전력변환 효율을 가질 수 있도록 하기 위함이다.
무선전력전송 시스템(WPT system)에 대한 전압 게인(Vwpt/Vbus)은 아래 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00007
여기서, RS는 RS＝RL1＋2Ron이고, RL1은 제1 인덕터(L1)의 권선 저항(winding resistor), RL2는 제2 인덕터(L2)의 권선 저항, Ron은 스위치의 온 저항, Rwpt는 무선 충전 부하 저항, ωS는 ωS＝2πfs이고, Rac2는 Rac2＝2Rwpt/π2이다.
도 10을 참조하면, 무선전력전송 시스템(WPT system)에 대한 전압 게인(Vwpt/Vbus)은 스위칭 주파수(fS)와 공진 주파수(fr)가 동일할 때 최대 전압 게인을 이루는 것을 알 수 있다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
110 ; 태양광 발전 시스템 120 ; ES-WPT 시스템
130 ; 통합 컨버터 131 ; 양방향 DC/DC 컨버터
132 ; AC/DC 컨버터 Cbus ; 버스용 필터 커패시터
Cbat ; 배터리용 필터 커패시터 S1, S2, S3, S4 ; 제1 내지 제4 스위치
L1 ; 제1 인덕터(송신코일) L2 ; 제2 인덕터(수신코일)
Cr ; 공진 커패시터 D1, D2 ; 제1 및 제2 다이오드
C1, C2 ; 제1 및 제2 더블러 커패시터 Cwpt ; WPT 필터 커패시터
DS1 ; 제1 바디 다이오드 DS2 ; 제2 바디 다이오드
DS3 ; 제3 바디 다이오드 DS4 ; 제4 바디 다이오드

Claims (19)

  1. 에너지 저장 시스템을 위한 인덕터 기능을 담당하는 동시에 무선전력전송 시스템을 위한 송신코일 기능을 담당하는 제1 인덕터를 포함하는 양방향 DC/DC 컨버터; 및
    상기 무선전력전송시스템을 위한 수신코일 기능을 담당함에 따라 상기 제1 인덕터로부터 전달된 에너지를 수신받는 기능을 담당하는 제2 인덕터를 포함하는 무선전력전송 시스템을 위한 AC/DC 컨버터;를 포함하되,
    상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는, 상호 커플링 계수에 의해 자기적으로 결합되는 것인 통합 컨버터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는,
    등가 턴 비, 자화 인덕턴스, 누설 인덕턴스로 이루어지는 트랜스포머로 등가 회로를 구성하는 것인 통합 컨버터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 등가 턴 비는,
    수학식
    Figure pat00008
    (여기서, Ne는 등가 턴 비, 제1 인덕터는 L1, 제2 인덕터는 L2, k는 상호 커플링 계수)로 나타내는 것인 통합 컨버터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 누설 인덕턴스는,
    수학식
    Figure pat00009
    (Llk는 누설 인덕턴스)로 나타내는 것인 통합 컨버터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 자화 인덕턴스는,
    상기 제1 인덕터와 동일한 것인 통합 컨버터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 인덕터는, 공진 커패시터와 직렬로 연결되고,
    상기 공진 커패시터는 상기 누설 인덕턴스와 공진을 이루는 것인 통합 컨버터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 양방향 DC/DC 컨버터는, 제1 내지 제4 스위치를 포함하되,
    상기 제1 내지 제4 스위치의 스위칭 주파수는, 상기 공진 커패시터와 상기 누설 인덕턴스 간의 공진 주파수와 동일하게 맞추는 것인 통합 컨버터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 스위치는 NMOS 형태로서,
    제1 스위치와 제2 스위치는 DC 버스단에서 직렬로 연결되어 양 끝단에 DC 버스 전압이 입력되고,
    제3 스위치와 제4 스위치는 배터리단에서 직렬로 연결되어 양 끝단에 배터리 전압으로 출력되는 것인 통합 컨버터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 스위치의 소스에는 상기 DC 버스 전압의 (-) 극이 연결되고,
    상기 제2 스위치의 드레인에는 상기 DC 버스 전압의 (+) 극이 연결되며,
    상기 제3 스위치의 소스에는 상기 배터리 전압의 (-) 극이 연결되고,
    상기 제4 스위치의 드레인에는 상기 배터리 전압이 (+) 극이 연결되는 것인 통합 컨버터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 인덕터는,
    상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 연결 지점과 상기 제3 스위치와 상기 제4 스위치의 연결지점을 연결하는 것인 통합 컨버터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치의 듀티비와, 상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치의 듀티비의 합은 1인 통합 컨버터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 스위치는,
    한 스위칭 주기 내에서 시간 구간에 따라 제1 동작 모드(t0≤t≤t1), 제2 동작 모드(t1≤t≤t2), 제3 동작 모드(t2≤t≤t3) 및 제4 동작 모드(t3≤t≤t4)로 동작하는 것인 통합 컨버터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치는,
    상기 제1 동작 모드에서 영전압 스위칭(ZVS) 턴온을 통해 온 상태가 되고,
    상기 제1 스위치와 상기 제4 스위치는,
    상기 제3 동작 모드에서 영전압 스위칭 턴온을 통해 온 상태가 되는 것인 통합 컨버터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 스위치는,
    상기 제2 동작 모드와 상기 제4 동작 모드에서 슛 쓰루풋(shoot through)을 방지하기 위한 데드타임 구간에 해당되어 턴 오프 상태가 되는 것인 통합 컨버터.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선전력전송 시스템에 대한 전압 게인은,
    수학식
    Figure pat00010
    (RS는 RS＝RL1＋2Ron이고, RL1은 제1 인덕터(L1)의 권선 저항(winding resistor), RL2는 제2 인덕터(L2)의 권선 저항, Ron은 스위치의 온 저항, Rwpt는 무선 충전 부하 저항, ωS는 ωS＝2πfs이고, Rac2는 Rac2＝2Rwpt/π2)로 나타내고,
    상기 스위칭 주파수와 상기 공진 주파수가 동일할 때 최대 전압 게인을 이루는 것인 통합 컨버터.
  16. 태양광 발전 시스템;
    상기 태양광 발전 시스템에 연동하되, 에너지 저장 시스템과 무선전력전송 시스템을 통합하는 ES-WPT 시스템; 및
    상기 ES-WPT 시스템에 적용되는 통합 컨버터;를 포함하되,
    상기 통합 컨버터는,
    에너지 저장 시스템을 위한 인덕터 기능을 담당하는 동시에 무선전력전송 시스템을 위한 송신코일 기능을 담당하는 제1 인덕터를 포함하는 양방향 DC/DC 컨버터; 및
    상기 무선전력전송시스템을 위한 수신코일 기능을 담당함에 따라 상기 제1 인덕터로부터 전달된 에너지를 수신받는 기능을 담당하는 제2 인덕터를 포함하는 무선전력전송 시스템을 위한 AC/DC 컨버터;를 포함하되,
    상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는, 상호 커플링 계수에 의해 자기적으로 결합되는 것인 가정용 태양광 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터는,
    등가 턴 비, 자화 인덕턴스, 누설 인덕턴스로 이루어지는 트랜스포머로 등가 회로를 구성하는 것인 가정용 태양광 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 인덕터는, 공진 커패시터와 직렬로 연결되고,
    상기 공진 커패시터는 상기 누설 인덕턴스와 공진을 이루는 것인 가정용 태양광 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 양방향 DC/DC 컨버터는, 제1 내지 제4 스위치를 포함하되,
    상기 제1 내지 제4 스위치의 스위칭 주파수는, 상기 공진 커패시터와 상기 누설 인덕턴스 간의 공진 주파수와 동일하게 맞추는 것인 가정용 태양광 시스템.
KR1020190178866A 2019-12-31 2019-12-31 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템 KR20210085619A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190178866A KR20210085619A (ko) 2019-12-31 2019-12-31 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190178866A KR20210085619A (ko) 2019-12-31 2019-12-31 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210085619A true KR20210085619A (ko) 2021-07-08

Family

ID=76894482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190178866A KR20210085619A (ko) 2019-12-31 2019-12-31 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210085619A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101877013B1 (ko) 2018-02-05 2018-07-10 스마트론파워(주) 영전압 스위칭 확장형 llc 전원공급장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101877013B1 (ko) 2018-02-05 2018-07-10 스마트론파워(주) 영전압 스위칭 확장형 llc 전원공급장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8605467B2 (en) High step-up ratio soft-switched flyback converter
US9673719B2 (en) Dual Active Bridge with flyback mode
US20140175868A1 (en) Electric power supply apparatus, contactless electricity transmission apparatus, vehicle, and contactless electric power transfer system
RU2306654C1 (ru) Беспроводная зарядная система (варианты)
CN102684482A (zh) 一种单开关高增益直流升压型变换器
US11764611B2 (en) Low gain wireless power transfer system and method
US20130155742A1 (en) Micro-power rectifier and method thereof
US9419525B2 (en) Isolated power conversion apparatus and method of converting power
Chen et al. Energy harvesting system and circuits for ambient WiFi energy harvesting
KR20220136104A (ko) 저이득 무선 전력 전송 시스템의 정류기
CN115765446A (zh) 一种软开关高升压变换器
Choi et al. Increase in power conversion efficiency of bidirectional DC–DC converter using 1: 1 Transformer and pulse-frequency modulation control
US9473035B2 (en) Power conversion device
KR20210085619A (ko) 통합 컨버터 및 이를 이용한 가정용 태양광 시스템
CN103259295A (zh) 具有太阳能充电功能的便携式电子装置
EP2930836A1 (en) Isolated power conversion device and power conversion method therefor
Eom et al. Analysis of a novel soft switching bidirectional DC-DC converter
CN212258511U (zh) 用于宽输出电压范围大功率充电器的llc电路
CN113228488B (zh) 整流器、逆变器及无线充电设备
CN111600368A (zh) 用于宽输出电压范围大功率充电器的llc电路及其控制方法
Zhang et al. High step-up full bridge DC-DC converter with multi-cell diode-capacitor network
Kim et al. Design of high efficiency resonant coil and receiver IC for wireless power transfer in mobile device
CN106329928B (zh) 谐振转换器
CN113036942B (zh) 一种超级电容的无线充电系统
TWI840390B (zh) 用於傳送電力至電力負載之系統

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal