KR20230085053A - Hybrid module optimization device including fire and construction safety - Google Patents

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KR20230085053A KR1020220041425A KR20220041425A KR20230085053A KR 20230085053 A KR20230085053 A KR 20230085053A KR 1020220041425 A KR1020220041425 A KR 1020220041425A KR 20220041425 A KR20220041425 A KR 20220041425A KR 20230085053 A KR20230085053 A KR 20230085053A
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Abstract

본 발명은 태양광 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 스트링 구조에서 전력펌프 장치를 통해 각 어레이를 최대전력으로 밸런스 제어하는 기술이다. 일사방향이 불균일하게 되는 건물의 벽면이나 요동이 심한 선박용 및 자동차용 병렬 모듈 어레이에 적용하면 효과적인 성능을 발휘한다.
본 발명은 일실시례로서,
태양전지 모듈을 적어도 두 개 이상 병렬로 결합한 모듈 어레이;
상기 모듈 어레이에 게재되어 각 모듈 어레이를 최대전력점전압 추적 및 밸런스 제어하는 전력펌프부;
상기 모듈 어레이로 흐르는 전류를 감지하는 상쇄전류감지부;
상기 전력펌프부가 모듈 어레이에 보충전압을 공급하여 병렬 어레이의 전압을 제어하도록 연결하되,
상기 최대전력점전압의 추적은,
상기 전력펌프부를 통과하는 상기 상쇄전류감지부의 유효전류 변화 값을 감지하여 상기 모듈어레이의 유효발전전압 밸런스를 잡는 구성을 개시한다.
또한 본 발명은 다른 일실시례로서,
직렬 또는 병렬 스트링으로 결합할 수 있는 태양전지 모듈;
상기 모듈을 최대전력점으로 추적하여 상기 직렬 또는 병렬 스트링 내에서 최적화 밸런스로 제어하는 옵티마이징부;
상기 모듈 스트링으로 흐르는 전류를 감지하는 상쇄전류감지부;
상기 옵티마이징부는 모듈 스트링에 대하여 보충전압이 공급되도록 전력펌핑을 하거나 상기 모듈을 우회하는 바이패스경로를 제공하거나 상기 모듈의 전력을 상기 스트링에 직접 연결하도록 점프스위칭 하는 것 중 적어도 둘 이상으로 제어하는 멀티제어 컨버터부;를 포함하고,
상기 최대전력점 추적은,
상기 상쇄전류감지부로부터 감지되는 전류 내지 전력의 변화에 대응한 동위상 및 역위상 제어를 통해 스트링 내의 유효전력 밸런스를 잡으면서 최대전력점을 추적하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치를 개시한다.
본 발명에 의하면 서로 일사량이 다른 직렬 또는 병렬 어레이에서 발생되는 2개 이상의 최대전력점 전압을 단일화 하는 최적화가 달성된다.
본 발명을 통해 직병렬 어레이 간 밸런스뿐만 아니라 배터리, 인버터, 모듈이 조합되는 태양광 발전시스템 전체의 밸런스를 취하는 효과를 얻을 수 있게 된다.
본 발명에 의하면 태양광 발전소에 대한 소방대원의 전기감전 및 고소작업에서 전기쇼크에 의한 추락사고를 예방할 수 있게 된다.
The present invention is a technology for controlling the balance of each array with maximum power through a power pump device in a string structure in which solar modules are connected in series and parallel. It shows effective performance when applied to the wall of a building where the direction of solar radiation is non-uniform or to parallel module arrays for ships and automobiles that fluctuate heavily.
As an embodiment of the present invention,
A module array combining at least two or more solar cell modules in parallel;
a power pump unit disposed in the module array to track and balance a maximum power point voltage of each module array;
an offset current sensing unit sensing a current flowing through the module array;
Connected to the power pump unit to supply supplemental voltage to the module array to control the voltage of the parallel array,
Tracking the maximum power point voltage,
A configuration for balancing the effective generation voltage of the module array by detecting a change in effective current of the offset current sensor passing through the power pump unit is disclosed.
In addition, as another embodiment of the present invention,
Solar cell modules that can be coupled in series or parallel strings;
an optimizing unit tracking the module to a maximum power point and controlling the optimized balance within the series or parallel string;
an offset current sensing unit for sensing a current flowing through the module string;
The optimizing unit controls at least two of power pumping to supply supplemental voltage to the module string, providing a bypass path bypassing the module, or jump switching to directly connect the power of the module to the string. Including; control converter unit;
The maximum power point tracking,
A hybrid module optimization device comprising a configuration for tracking a maximum power point while balancing active power in a string through in-phase and anti-phase control corresponding to a change in current or power detected by the offset current sensor Initiate.
According to the present invention, optimization of unifying two or more maximum power point voltages generated in series or parallel arrays having different insolation amounts is achieved.
Through the present invention, it is possible to obtain the effect of balancing the entire photovoltaic power generation system in which a battery, an inverter, and a module are combined as well as a balance between series and parallel arrays.
According to the present invention, it is possible to prevent electric shocks of firefighters for solar power plants and falls due to electric shocks in high-altitude work.

Description

소방 및 시공 안전을 포함하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치{Hybrid module optimization device including fire and construction safety}Hybrid module optimization device including fire and construction safety {Hybrid module optimization device including fire and construction safety}

본 발명은 직렬 및 병렬로 연결된 태양광 모듈의 스트링 구조에서 옵티마이징 장치를 통해 직렬 또는 병렬 모듈어레이 각각의 밸런스를 유지하면서 최대전력점을 추적하는 기술이다. 일사방향이 불균일하게 되는 건물의 벽면과 지붕에 설치된 모듈을 결합할 때 또는 스트링의 일부분에 그림자가 지는 환경에서 효과적인 성능을 발휘한다. 본 발명은 태양광 모듈의 화재 진화에서 소방대원의 안전을 확보하고 나아가 건물의 지붕 위에서 태양광 시공을 하는 사람에 대한 감전사고 예방 기술을 포함한다.The present invention is a technique for tracking the maximum power point while maintaining the balance of each module array in series or parallel through an optimizing device in a string structure of solar modules connected in series and parallel. It shows effective performance when combining modules installed on the wall and roof of a building where the direction of solar radiation is non-uniform, or in an environment where a part of a string is shaded. The present invention secures the safety of firefighters in extinguishing a fire in a photovoltaic module and further includes a technology for preventing an electric shock accident for a person performing photovoltaic construction on the roof of a building.

태양광 발전설비에서는 일사각도, 날씨, 온도에 따라 전압과 전류가 변화한다(도 1, 도 2, 도 3a, 도 3b 참조).In a photovoltaic power generation facility, voltage and current change according to insolation angle, weather, and temperature (see FIGS. 1, 2, 3a, and 3b).

태양광 발전시스템에서는 각 모듈이 서로 다른 각도와 방향으로 설치되면 각 모듈에 가해지는 일사량은 시간 내지 계절에 따라 다르게 되고 그에 따라 동일 시점의 출력 전압과 전류도 달라진다. 모듈의 발전 전력은 새의 분변, 낙엽, 그리고 때로는 해안가의 염분 등으로 불특정하게 변화될 수 있다.In a photovoltaic power generation system, when each module is installed at a different angle and direction, the amount of solar radiation applied to each module varies depending on time or season, and accordingly, the output voltage and current at the same time also vary. The generated power of the module may change in an unspecified manner due to bird droppings, fallen leaves, and sometimes the salt of the seashore.

모듈이 여러 개 직렬로 연결된 경우 각 모듈의 종합적인 출력전력은 가장 여건이 나쁜 모듈의 전류가 발전전력 생산의 기준으로 되므로 나머지 직렬 모듈들은 비록 여분의 전류가 있더라도 제대로 된 전류를 부하단으로 공급할 수 없게 된다. When several modules are connected in series, the total output power of each module is based on the current of the module with the worst conditions for generating power, so the rest of the series modules can supply proper current to the load stage even if there is surplus current. there will be no

그와 반대로 모듈이 여러 개 병렬로 연결된 경우는 가장 여건이 좋은 모듈의 전압이 기준으로 된다. 이때 나머지 병렬 모듈들은 비록 부하단으로 전력을 공급은 하지만 전압 낙차가 낮아 제대로 된 전류를 공급할 수 없게 된다.Conversely, if several modules are connected in parallel, the voltage of the module with the best conditions is the standard. At this time, although the remaining parallel modules supply power to the load stage, they cannot supply proper current due to the low voltage drop.

건물의 지붕과 벽면, 또는 방향이 다른 여러 벽면에 모듈을 설치하고 이를 어레이로 구성했을 때 이러한 밸런스 문제는 중요하게 대두되며, 예를 들어 건물의 일부에 나무 또는 조형물 등의 그림자가 발생되는 경우 이를 보상할 모듈 간 밸런스는 중요한 과제로 대두된다. 직렬 또는 병렬로 연결된 어레이에서 모듈에 가해지는 일사량이 달라진다는 것은 하나의 스트링 내에서 P-V곡선 상 여러 개의 최대전력점이 나타난다는 의미이다(도 13 참조).When modules are installed on the roof and walls of a building, or on multiple walls with different directions and configured as an array, this balance problem becomes important. The balance between modules to be compensated emerges as an important task. In an array connected in series or parallel, the variation in solar radiation applied to the module means that several maximum power points appear on the P-V curve within one string (see FIG. 13).

한편, 태양광 발전시스템에서 모듈은 배터리 전압보다 적어도 50% 이상 높은 전압으로 설계한다. 이는 배터리의 충전전압 변화(도 4, 도 5 참조)에 20%정도, 태양광의 수명주기에 20%정도, 그리고 온도변화 특성에 10%정도의 여분을 감안하기 때문이다. 이러한 설계를 충족하지 못하는 경우 여름철에 또는 배터리를 가득 충전하고자 하는 때에 모듈 전압부족 현상을 겪게 된다. On the other hand, in the solar power generation system, the module is designed with a voltage at least 50% higher than the battery voltage. This is because about 20% of the battery charge voltage change (see FIGS. 4 and 5), about 20% of the life cycle of sunlight, and about 10% of the temperature change characteristics are taken into account. If this design is not met, you will experience a module voltage shortage in summer or when you want to fully charge the battery.

미래의 태양광 발전시스템은 건물부착형 BIPV(Building Integrated PhotoVoltaic)로 발전될 전망이다. 이 경우 화재를 진화하려 소방대원이 소방호스로 살수(물 뿌리는 작업) 할 경우 만약, 태양광 발전시스템에서 전력이 차단되지 않는다면 물줄기를 타고 소방대원에게 감전을 일으킬 우려가 있다.The future photovoltaic power generation system is expected to develop into a building-attached BIPV (Building Integrated PhotoVoltaic). In this case, if the firefighters spray (sprinkle water) with a fire hose to extinguish the fire, if the power is not cut off from the solar power generation system, there is a risk of electric shock to the firefighters along with the water stream.

한편, 태양광 모듈의 전압은 통상 저전압 계열인 48V 이하이지만, 여러 개의 직렬로 결합하여 통상 450V~650V의 직렬 스트링으로 결합하여 인버터에 공급하게 되는데, BIPV 시공을 위해 지붕 위 또는 고층건물의 벽면에서 작업을 하다가 이러한 고전압에 접촉이 되면 전기 감전에 의한 인명 위험 내지는 그 감전 쇼크에 의해 추락하는 2차적 사고가 발생할 위험이 있다.On the other hand, the voltage of the photovoltaic module is usually lower than 48V, which is a low voltage series, but several are combined in series and usually combined into a series string of 450V to 650V to be supplied to the inverter. For BIPV construction, on the roof or on the wall of a high-rise building If you come into contact with such a high voltage while working, there is a risk of human life due to electric shock or a secondary accident of falling due to the electric shock.

본 발명자는 이하 선행기술문헌으로 게시하는 전력펌프를 발명한 바 있다. 이러한 전력펌프는 모듈의 전압이 낮을 때 모듈전압을 펌핑으로 들어 올려서 부하단으로 전력을 공급하는 기술이다. 본 발명은 이를 확장하여 복수의 모듈을 병렬로 결합한 어레이에서 전력펌프가 전체 병렬 어레이의 밸런스를 잡으면서 최대전력점전압으로 추적 제어하도록 발상을 확장한다.The present inventor has invented a power pump posted as a prior art document below. This power pump is a technology that supplies power to the load end by lifting the module voltage by pumping when the voltage of the module is low. The present invention extends this idea so that a power pump in an array in which a plurality of modules are coupled in parallel can track and control the maximum power point voltage while balancing the entire parallel array.

나아가 직렬 어레이에서 그림자의 영향 등으로 발생되는 전류통과 장해를 능동적인 바이패스루트로서 해소하는 직렬 어레이의 밸런스 제어 구성을 추가적으로 착상하여 전력펌프와 바이패스루트가 혼합 내지 교대로 작동하면서 태양광시스템의 최대전력점을 추적하는 기술을 개시한다. Furthermore, by additionally conceiving a series array balance control configuration that solves the current passage obstacles caused by the influence of shadows in the series array as an active bypass route, the power pump and the bypass route operate mixed or alternately, thereby improving the efficiency of the photovoltaic system. A technique for tracking the maximum power point is disclosed.

모듈 어레이를 적용할 때는 어느 모듈 어레이가 일사량 등 수광조건이 달라질지 모르기 때문에 모든 어레이에 대해 밸런스를 잡을 준비가 되어 있어야 한다. 본 발명은 이를 감안하여 직렬 및 병렬 어레이 시스템 구성에서 필요에 따라 전류를 일정하게 밸런스 잡거나 전압을 일정하게 밸런스 잡는 기능이 자동적으로 전환되는 통합형 하이브리드 모듈 옵티마이징 기술이다.When applying a module array, you must be prepared to balance all arrays because you do not know which module array may have different light receiving conditions such as solar radiation. In view of this, the present invention is an integrated hybrid module optimization technology in which a function of constantly balancing a current or a constant voltage is automatically switched as needed in a series and parallel array system configuration.

나아가 본 발명에는 소방대원의 화재 진화 내지 BIPV 시공에서 감전 사고를 미연에 방지할 기술적 수단을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a technical means for preventing electric shock accidents in advance in firefighting or BIPV construction by firefighters.

(1) JP 2013-526943(2012.08.01.)(1) JP 2013-526943 (2012.08.01.) (2) US 14/734971(2015.06.09.)(2) US 14/734971 (2015.06.09.) (3) KR 1020200089557 (2020.07.20.)(3) KR 1020200089557 (2020.07.20.) (4) KR 1020190019077 (2019.02.19.)(4) KR 1020190019077 (2019.02.19.) (5) KR 1020190094849 (2019.08.05.)(5) KR 1020190094849 (2019.08.05.) (6) KR 1020200039764 (2020.04.01.)(6) KR 1020200039764 (2020.04.01.) (7) KR 1020190094844 (2019.08.05.)(7) KR 1020190094844 (2019.08.05.) (8) KR 1020150008277 (2015.01.16.)(8) KR 1020150008277 (2015.01.16.) (9) KR 1020180001666 (2018.01.05.)(9) KR 1020180001666 (2018.01.05.) (10) KR 1020170153635 (2017.11.17.)(10) KR 1020170153635 (2017.11.17.) (11) KR 1020180154303 (2018.12.04.)(11) KR 1020180154303 (2018.12.04.) (12) KR 1020190170458 (2019.12.19.(12) KR 1020190170458 (2019.12.19. (13) KR 1020200038300 (2020.03.30.)(13) KR 1020200038300 (2020.03.30.) (14) KR 1020210003544 (2021.01.11.)(14) KR 1020210003544 (2021.01.11.)

본 발명의 제1목적은 직렬 내지 병렬 어레이에서 최대전력점 추적과 어레이 간 밸런스를 동시에 제어하는 기술을 개시하고자 함에 있다. 더 나아가 단일 옵티마이저로서 어레이 내의 모듈 상황 변화를 추적 제어하는 기술도 아울러 개시하고자 함에 있다.A first object of the present invention is to disclose a technique for simultaneously controlling maximum power point tracking and balance between arrays in series or parallel arrays. Furthermore, as a single optimizer, a technique for tracking and controlling changes in module status within an array is also intended to be disclosed.

본 발명의 제2목적은 병렬 어레이 내에서 옵티마이저의 가동전원을 조달하되, 개별적 모듈 내지 통합적 전원을 피드백 하는 구성을 개시하고, 나아가 PLC(전력선통신) 내지 무선통신을 이용한 원격 모니터링 및 원격 차단제어 기능을 제공하고자 함에 있다.A second object of the present invention is to procure the operating power of the optimizer in a parallel array, but disclose a configuration that feeds back individual modules or integrated power, and further remote monitoring and remote shutdown control using PLC (power line communication) or wireless communication It is intended to provide.

본 발명의 제3목적은 태양광 발전시스템으로 인한 소방대원의 감전 사고 내지 시공자의 감전 추락 사고를 미연에 방지하는 기술적 수단을 제공고자 함에 있다.A third object of the present invention is to provide a technical means for preventing an electric shock accident of a firefighter or an electric shock fall accident of a contractor due to a solar power generation system.

이와 같은 목적의 본 발명은 그 일실시례로서,As one embodiment of the present invention for this purpose,

태양전지 모듈을 적어도 두 개 이상 병렬로 결합한 모듈어레이(M1, M2,...Mn);A module array (M1, M2, ... Mn) combining at least two solar cell modules in parallel;

상기 모듈어레이에 게재되어 각 모듈어레이를 최대전력점전압으로 추적하면서 밸런스 제어하는 전력펌프부(30);a power pump unit 30 disposed on the module array and controlling the balance while tracing each module array to a maximum power point voltage;

상기 모듈어레이로 흐르는 전류를 감지하되 전력펌프부가 소모하는 전류를 상쇄한 나머지의 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn); an offset current detection unit (Rs1, Rs2, Rsn) for detecting a current flowing through the module array and detecting an effective current remaining after offsetting the current consumed by the power pump unit;

상기 전력펌프부(30)가 모듈어레이에 보충전압을 공급하여 각 모듈어레이의 전압을 제어하도록 연결하되,Connected so that the power pump unit 30 supplies supplementary voltage to the module array to control the voltage of each module array,

상기 최대전력점전압의 추적은,Tracking the maximum power point voltage,

상기 전력펌프부는 상기 전력펌프부의 보충전압 변화 값과 상기 상쇄전류감지부의 유효전류 변화 값을 비교 및 제어하는 포지티브피드백함수로서 상기 모듈의 일측 전극에 공급되는 전압의 크기를 증감하여 상기 모듈어레이의 유효발전전압 밸런스를 잡는 구성을 개시한다.The power pump unit is a positive feedback function that compares and controls the supplementary voltage change value of the power pump unit and the effective current change value of the offset current sensing unit, and increases or decreases the magnitude of the voltage supplied to one electrode of the module to increase or decrease the effective current of the module array. A configuration for balancing the generation voltage is disclosed.

상기 포지티브피드백함수는 상기 보충전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 동위상일 때 상기 전력펌프부가 보충전압을 증가하도록 제어하고, 상기 출력전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 역위상일 때 상기 전력펌프부가 보충전압을 감소하도록 제어하는 피드백 제어를 반복하여서 상기 밸런스 및 모듈어레이의 최대전력점 추적을 동시에 이루는 구성을 포함할 수 있다.The positive feedback function controls the power pump unit to increase the supplemental voltage when the supplementary voltage change value and the active current change value are in phase, and when the output voltage change value and the active current change value are in antiphase, the power It may include a configuration that achieves the maximum power point tracking of the balance and the module array at the same time by repeating the feedback control for controlling the pump unit to reduce the replenishment voltage.

여기서, 상기 전력펌프부는 단일 장치로 구성되면서 상기 전력펌프부의 출력단에는 듀티비 제어로 출력전압을 공급하는 멀티스위칭제어부(40)를 더 포함할 수 있다. 상기 멀티스위칭제어부는 모듈어레이에 공급하는 전력을 시차적이거나 동시적인 듀티비 제어 펄스로 공급하면서 상기 듀티비 제어 신호를 모듈어레이 측단에서 직류 내지 맥류 성분으로 필터링하는 평활회로를 연동하는 구성을 더 포함할 수 있다.Here, the power pump unit may further include a multi-switching control unit 40 configured as a single device and supplying an output voltage by controlling a duty ratio to an output terminal of the power pump unit. The multi-switching control unit further includes a configuration for interlocking a smoothing circuit for filtering the duty ratio control signal into DC or pulsating current components at the module array side while supplying power supplied to the module array as timed or simultaneous duty ratio control pulses. can do.

상기 상쇄전류감지부는 개별적인 모듈어레이마다 감지하거나, 병렬로 구성된 전체 모듈어레이 회로에 통합적으로 연결된 구성을 포함할 수 있다. 상기 멀티스위칭제어부는 상쇄전류감지부와 동기되어 당해 모듈어레이의 전류감지에 따라 당해 모듈회로에 대한 멀티스위칭제어부 듀티비를 가감 조절하는 구성을 더 포함할 수 있다.The offset current sensing unit may sense each individual module array or may include a configuration integrally connected to the entire module array circuit configured in parallel. The multi-switching control unit may further include a configuration of increasing or decreasing a duty cycle of the multi-switching control unit for the corresponding module circuit according to current detection of the corresponding module array in synchronization with the offset current detection unit.

또한 본 발명은 또 다른 일실시례로서,In addition, as another embodiment of the present invention,

복수의 모듈을 병렬로 구성한 모듈어레이(M1, M2, Mn);A module array comprising a plurality of modules in parallel (M1, M2, Mn);

상기 모듈어레이로부터의 전력을 저장하는 배터리(2)와 충전계통(3);a battery 2 and a charging system 3 for storing power from the module array;

상기 모듈어레이 또는 상기 배터리로부터의 전원으로 기동되면서 상기 모듈어레이의 일측 전극에 출력전압을 공급하여 전압을 제어하는 전력펌프부(30-1, 30-2, 30-n);a power pump unit (30-1, 30-2, 30-n) for controlling the voltage by supplying an output voltage to one electrode of the module array while being started by power from the module array or the battery;

상기 모듈어레이로부터 부하단(4)으로 공급되는 전류통과 경로에 게재되어 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn);Offset current detectors (Rs1, Rs2, Rsn) disposed in the passage of current supplied from the module array to the load terminal 4 to detect an effective current;

상기 전력펌프부는 상기 전력펌프부의 출력전압 변화 값과 상기 상쇄전류감지부를 통과하는 유효전류 변화 값을 비교 및 제어하는 포지티브피드백함수로서 상기 모듈의 일측 전극에 공급되는 전압의 크기를 증감하여 상기 모듈어레이의 유효발전전압 밸런스를 잡는 구성을 포함하며,The power pump unit increases or decreases the magnitude of the voltage supplied to one electrode of the module as a positive feedback function that compares and controls the change value of the output voltage of the power pump unit and the change value of the effective current passing through the offset current sensor. Including a configuration for balancing the effective power generation voltage of

상기 포지티브피드백함수는 상기 출력전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 동위상일 때 상기 전력펌프부의 출력전압을 증가하고, 상기 출력전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 역위상일 때 상기 전력펌프부의 출력전압을 감소하는 피드백 제어를 반복하여서 최대전력점을 추적하는 구성을 개시한다.The positive feedback function increases the output voltage of the power pump unit when the output voltage change value and the active current change value are in phase, and increases the output voltage of the power pump unit when the output voltage change value and the active current change value are in opposite phase. A configuration in which the maximum power point is tracked by repeating the feedback control for reducing the output voltage is disclosed.

상기 동위상 제어 및 역위상 제어는 AND, NAND, NOT, EXOR, OR의 조합을 포함하는 논리회로로 이루어지도록 구성할 수 있으며, 나아가 동위상 제어 및 역위상 제어는 마이컴 프로그램을 통해 이루어지도록 구성할 수 있다.The in-phase control and the out-of-phase control may be configured to be made of a logic circuit including a combination of AND, NAND, NOT, EXOR, and OR, and furthermore, the in-phase control and the out-of-phase control may be configured to be performed through a microcomputer program. can

상기 전력펌프부는 모듈로부터 출력되는 전압의 최대값을 제한하는 범위 내에서 출력전압이 조절되는 구성을 포함할 수 있다.The power pump unit may include a configuration in which the output voltage is adjusted within a range limiting the maximum value of the voltage output from the module.

전력펌프는 모듈의 전압, 전류 또는 전력을 모니터링하고 유사시 원격으로 모듈 연결을 차단하는 기능으로 무선망과 연계되는 스위칭 구성을 더 포함할 수 있다.The power pump may further include a switching configuration associated with a wireless network as a function of monitoring the voltage, current, or power of the module and remotely disconnecting the module in case of emergency.

전력펌프를 가동하는 전원은 외부의 배터리, 상용전원(정류기) 내지 모듈로부터 피드백 되는 전원을 활용할 수 있다. 필요에 따라서는 독립적인 모듈을 보충전원용으로 구비할 수 있다.Power for operating the power pump can utilize external batteries, commercial power (rectifier), or power fed back from modules. If necessary, an independent module may be provided for supplementary power.

또한 본 발명은 직렬 및 병렬 어레이를 포함하는 스트링 구조에 특화된 또 다른 일실시례로서,In addition, the present invention is another embodiment specialized for string structures including serial and parallel arrays,

직렬 또는 병렬 스트링으로 결합할 수 있는 태양전지 모듈(M1);Solar cell modules (M1) that can be coupled in series or parallel strings;

상기 모듈을 최대전력점으로 추적하여 상기 직렬 또는 병렬 스트링 내에서 최적화 밸런스로 제어하는 옵티마이징부(2000, 4000);an optimizing unit (2000, 4000) for tracking the module to a maximum power point and controlling the optimized balance within the series or parallel string;

상기 모듈 스트링으로 흐르는 전류를 감지하는 상쇄전류감지부(Rs1); an offset current sensing unit (Rs1) for sensing a current flowing through the module string;

상기 옵티마이징부는 모듈 스트링에 대하여 보충전압이 공급되도록 전력펌핑을 하거나 상기 모듈을 우회하는 바이패스경로를 제공하거나 상기 모듈의 전력을 상기 스트링에 직접 연결하도록 점프스위칭 하는 것 중 적어도 둘 이상으로 제어하는 멀티제어 컨버터부(200, 400);를 포함하고,The optimizing unit controls at least two of power pumping to supply supplemental voltage to the module string, providing a bypass path bypassing the module, or jump switching to directly connect the power of the module to the string. Including; control converter unit (200, 400);

상기 최대전력점 추적은,The maximum power point tracking,

상기 상쇄전류감지부로부터 감지되는 전류 내지 전력의 변화에 대응한 동위상 및 역위상 제어를 통해 스트링 내의 유효전력 밸런스를 잡으면서 최대전력점을 추적하는 구성을 포함하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치를 개시한다.Disclosed is a hybrid module optimizing device including a configuration of tracking a maximum power point while balancing active power in a string through in-phase and out-of-phase control corresponding to a change in current or power detected by the offset current sensor.

여기서, 상기 옵티마이징부의 바이패스 경로 제공은 패시브형 단방향전류통로(D22, D42)와 액티브형 멀티제어 컨버터부의 출력을 병렬로 연결하여 구성하되, 상기 멀티제어 컨버터부의 스위칭 오프 타임에서 직렬로 연결된 인접 모듈 전류의 바이패스가 이루어지고 상기 멀티제어 컨버터부의 스위칭 온 타임에서 당해 모듈에서 생산된 전력이 공급되도록 구성될 수 있다.Here, the bypass path of the optimizing unit is configured by connecting the passive unidirectional current paths (D22 and D42) and the output of the active multi-control converter unit in parallel, but adjacent modules connected in series at the switching off time of the multi-control converter unit It may be configured to bypass the current and supply the power generated by the module at the switching on time of the multi-control converter unit.

또한 상기 옵티마이징부의 최대전력점 추적은 설정된 기준전압보다 상기 당해 모듈의 전압이 높을 때 당해 모듈의 전압을 높이는 동위상 전력펌핑을 하고, 설정된 기준전압보다 상기 당해 모듈의 전압이 낮을 때 인접 모듈의 전류통로인 바이패스 경로를 제공하도록 멀티제어 컨버터부를 제어하여 최대전력점을 추적하는 구성을 포함할 수 있다. 또한 본 발명은 PLC를 이용한 구성 등 명세서에 설명된 다수의 수단을 포함 개시한다.In addition, the maximum power point tracking of the optimizing unit performs in-phase power pumping to increase the voltage of the corresponding module when the voltage of the corresponding module is higher than the set reference voltage, and when the voltage of the corresponding module is lower than the set reference voltage, the current of the adjacent module It may include a configuration for tracking the maximum power point by controlling the multi-control converter unit to provide a bypass path that is a passage. In addition, the present invention discloses a plurality of means described in the specification, such as a configuration using a PLC.

또한 본 발명은 소방대원 내지 시공자의 감전사고를 미연 방지하기 위한 급속차단을 위한 태양광 일실시례로서,In addition, the present invention is an embodiment of solar light for rapid shutdown to prevent electric shock accidents of firefighters or constructors in advance,

태양광 발전 설비 모듈(M1);Solar power plant module (M1);

모듈에 연결되는 옵티마이저(3000);an optimizer 3000 connected to the module;

상기 옵티마이저에 포함되되, 소방신호에 반응하는 소방신호수신기(3300);A firefighting signal receiver 3300 included in the optimizer and responding to a firefighting signal;

모듈의 전력을 차단 제어하는 스위치부(S31, S32);A switch unit (S31, S32) for cutting off and controlling the power of the module;

상기 옵티마이저는 모듈의 최대전력점전압을 추적하면서 상기 소방신호수신기의 출력 발생 시에 상기 스위치부를 제어하여 모듈의 전력을 부하단과 차단하는 구성을 포함하는 태양광 설비의 소방안전 기술을 개시한다. 상기 소방안전 기술은 옵티마이저 외의 전력선 계통에 독립적으로 사용될 수 있다.The optimizer tracks the maximum power point voltage of the module and controls the switch unit when the output of the fire signal receiver is generated to cut off the power of the module from the load terminal. The fire safety technology can be independently used in a power line system other than the optimizer.

여기서, 상기 소방신호는 가청음파로서 소방차의 사이렌의 특징 음향을 감지하거나, 초음파 등 비가청 음향의 코드제어 신호로서 감지할 수 있다.Here, the firefighting signal may be detected as an audible sound wave as a characteristic sound of a siren of a fire truck or as a code control signal of non-audible sound such as ultrasonic waves.

이때 상기 소방신호는 특정 소방신호 코드 신호로서 특정 방향으로 지향각을 가지는 신호를 발생하는 제어송신기를 포함하는 것이 바람직하다. 제어송신기와 이를 수신하는 수신기에 연동되는 회로차단기를 통해 스트링 전력을 기동 내지 차단제어 하는 구성을 개시한다.In this case, the firefighting signal preferably includes a control transmitter for generating a signal having a beam angle in a specific direction as a specific firefighting signal code signal. Disclosed is a configuration for starting or blocking control of string power through a circuit breaker interlocked with a control transmitter and a receiver that receives the control transmitter.

나아가 상기 소방신호수신기는 원격으로 감지대상 주파수 등 신호특성을 설정할 수 있도록 하고, 이를 소방차에서 발생하는 소방신호에 반응하거나 소방차에서 원격으로 제어하도록 하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the firefighting signal receiver remotely set signal characteristics such as a frequency to be sensed, and respond to a firefighting signal generated from the fire engine or remotely control the fire engine.

본 발명에 의하면 서로 일사량이 다른 병렬 또는 직렬 모듈어레이에서 발생되는 2개 이상의 최대전력점 전압을 추적하는 최적화가 달성된다. 나아가 단일 전력펌프로도 병렬 모듈어레이 전체의 최대전력점을 추적하면서 밸런스까지 취할 수 있으므로 결과적으로 전력펌프 설비 용량을 축소하는 효과가 있다. According to the present invention, optimization of tracking two or more maximum power point voltages generated in a parallel or series module array having different solar radiation is achieved. Furthermore, even with a single power pump, the maximum power point of the entire parallel module array can be tracked and balanced, resulting in an effect of reducing the capacity of the power pump facility.

나아가 본 발명에 의하면, 간단한 구성의 멀티제어 컨버터를 모듈 단위에 적용하여 각 모듈이 병렬이거나 직렬이거나 공통적으로 활용토록 하는 효과가 있다. 나아가 전력선통신을 이용함으로써 별도의 통신선로 내지 무선망 부담 없이 전력선을 공통 이용하여 최대전력점 제어와 모니터링 및 유사시 차단 제어 등 원격 제어를 할 수 있는 설비간소화의 효과가 있다.Furthermore, according to the present invention, by applying a multi-control converter of a simple configuration to the module unit, there is an effect that each module is used in parallel or in series or in common. Furthermore, by using power line communication, there is an effect of simplifying facilities capable of performing remote control such as maximum power point control, monitoring, and cutoff control in case of emergency by using power lines in common without the burden of a separate communication line or wireless network.

본 발명에 의하면 외부 전력공급 없이 능동형으로 작동하는 옵티마이저를 구성하고 모듈의 일사량 변화 내지 시공환경에 불구하고 자동으로 모듈 상태에 추종하여 발전전력을 최적화하는 기능이 달성된다.According to the present invention, a function of constructing an optimizer that operates actively without external power supply and automatically following the module state and optimizing generated power regardless of a change in solar radiation or a construction environment of the module is achieved.

본 발명을 통해 병렬 모듈어레이 간 밸런스뿐만 아니라 배터리, 인버터, 모듈이 조합되는 태양광 발전시스템 전체의 밸런스를 취하는 효과를 얻을 수 있게 된다.Through the present invention, it is possible to obtain the effect of balancing not only the balance between parallel module arrays but also the entire solar power generation system in which a battery, an inverter, and a module are combined.

본 발명의 의하면 화재 진화 전에 소방 현장의 소방차에서 직접 모듈 전력 출력을 차단하여 소방대원의 안전을 확보할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to ensure the safety of firefighters by directly shutting off module power output from a fire engine at a fire site before extinguishing a fire.

본 발명에 의하면 지붕 위 내지 고층 건물의 벽면에서 스트링 연결 작업을 하는 동안에는 전력이 생산되지 않고 스트링 연결 작업을 마친 후, 기동개시 스위치 조작에 의해 스트링 전력이 생산되도록 함으로써, 고압 전기에 감전될 우려를 해소하는 효과를 얻게 된다.According to the present invention, power is not generated during the string connection work on the roof or on the wall of a high-rise building, and after the string connection work is completed, string power is produced by operating the start switch, thereby reducing the risk of electric shock from high-voltage electricity get a relieving effect.

도 1 및 도 2는 태양에너지 변화에 따른 전압 내지 전류의 변화를 곡선으로 나타낸 도면.
도 3a 및 도 3b는 태양광 모듈의 IV곡선도.
도 4 및 도 5는 전형적인 액상배터리 및 리튬이온배터리에서 충전시간의 경과에 따라 단자전압과 충전전류가 변화되는 모습을 나타낸 그래프.
도 6은 정상적인 태양에너지 하에서 ESS(배터리)에 충전 경로가 성립되는, 자연낙차에 의한 충전원리를 설명하는 도면.
도 7은 태양광에너지의 약화, 온도의 상승 또는 ESS 단자전압의 상승으로 충전이 되지 못할 때의 전압낙차 부족 원리를 설명하는 도면.
도 8은 선행기술에서 상기 도 5의 미충전 상태를 보충하기 위한 보충전력 공급 원리, 도 9는 보충전력 공급이 강화되는 모습, 도 10은 도 8 내지 도 9의 상태가 연속적으로 변화되면서 추종하는 원리에 대하여 각각 설명하는 도면.
도 11 내지 도 12는 도 8, 9, 10의 작용을 위해 발명된 선행기술들의 기술적 내용을 도면 발췌로 소개한 블록다이어그램.
도 13은 모듈의 I-V곡선 및 P-V곡선 상에서 일사량 변화 내지 오염으로 인해 최대전력점전압(Vmp)이 좌우로 이동 변화하는 모습을 나타낸 그래프.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일실시례로서, 멀티스위칭제어부와 전력펌프를 복수의 상쇄전류감지부로 연동한 구성의 일례를 도시한 블록다이어그램.
도 16, 도 17 및 도 18은 본 발명의 멀티스위칭제어부와 전력펌프를 단일 상쇄전류감지부로 연동한 구성의 일례를 도시한 블록다이어그램.
도 19는 본 발명의 상쇄전류감지부와 전력펌프부를 이용하여 개별적 모듈어레이를 제어함으로써 각 병렬어레이 간에 밸런스 및 최대전력을 추적하는 본 발명의 또 다른 실시일례를 도시한 블록다이어그램.
도 20은 본 발명의 멀티스위칭제어부(40)의 출력단이 시차적 또는 동시적으로 듀티비 출력 펄스를 발생하고, 이를 평활회로에서 필터링하여 병렬 어레이에 직류(맥류)로 공급하는 모습을 시켄스 신호로 나타낸 파형도.
도 21은 본 발명의 최대전력점전압 제어 및 병렬어레이 밸런스를 잡는 원리를 나타낸 알고리즘 흐름도.
도 22 및 도 23은 본 발명의 멀티제어 컨버터의 일례를 도시한 블록다이어그램.
도 24는 본 발명의 멀티제어 컨버터부를 이용하여 모듈을 직렬 스트링으로 구성할 때의 일례를 도시한 블록다이어그램.
도 25는 본 발명의 멀티제어 컨버터부가 작동하는 원리를 알고리즘으로 도시한 흐름도.
도 26은 본 발명의 멀티제어 컨버터부를 직렬 스트링에 응용하는 사례를 도시한 블록다이어그램.
도 27은 본 발명의 멀티제어 컨버터부를 병렬 스트링에 응용하는 사례를 도시한 블록다이어그램.
도 28은 본 발명의 멀티제어 컨버터부를 직렬 및 병렬 스트링에 응용하는 사례를 도시한 블록다이어그램.
도 29는 본 발명의 멀티제어 컨버터부를 이용하여 하이브리드 옵티마이징 장치로 제어하는 일례를 도시한 알고리즘 흐름도.
도 30은 본 발명의 블록킹 필터로서 멀티제어 컨버터부와 PLC통신 네트워크를 결합하는 실시일례를 도시한 블록다이어그램. 도 30에는 컨켁터의 접촉불량을 무선 노이즈신호로 감지하는 구성이 포함되어 있다.
도 31은 본 발명의 멀티제어 컨버터의 다른 실시일례를 도시한 블록다이어그램.
도 32는 본 발명의 멀티제어 컨버터의 다른 실시일례를 도시한 블록다이어그램.
도 33은 도 32의 블록다이어그램에 대한 작용을 설명하는 흐름도.
도 34는 소방대원의 감전사고 내지 시공자의 감전 추락사고 예방을 위한 일실시례를 도시한 블록다이어그램.
도 35는 도 34의 작용을 설명하는 흐름도.
도 36은 본 발명 멀티제어 컨버터부를 N-MOSFET로 실시하되 컨버터의 -라인에 쵸퍼를 적용한 구성을 도시한 블록다이어그램.
1 and 2 are graphs showing changes in voltage or current according to solar energy changes.
3a and 3b are IV curve diagrams of solar modules.
4 and 5 are graphs showing changes in terminal voltage and charging current with the lapse of charging time in typical liquid batteries and lithium ion batteries.
6 is a diagram explaining the principle of charging by natural fall, in which a charging path is established in an ESS (battery) under normal solar energy.
7 is a view explaining the principle of insufficient voltage drop when charging cannot be performed due to weakening of solar energy, increase in temperature, or increase in ESS terminal voltage.
8 is a supplementary power supply principle for supplementing the uncharged state of FIG. 5 in the prior art, FIG. 9 is a state in which supplementary power supply is strengthened, and FIG. 10 is a state of FIGS. A drawing explaining each principle.
11 and 12 are block diagrams introducing the technical contents of the prior art invented for the operation of FIGS. 8, 9, and 10 as drawing excerpts.
FIG. 13 is a graph showing how the maximum power point voltage (Vmp) shifts left and right due to solar radiation change or contamination on the IV and PV curves of the module.
14 and 15 are block diagrams showing an example of a configuration in which a multi-switching control unit and a power pump are interlocked with a plurality of offset current sensing units as an embodiment of the present invention.
16, 17 and 18 are block diagrams showing an example of a configuration in which the multi-switching control unit and the power pump of the present invention are interlocked with a single offset current sensing unit.
19 is a block diagram showing another embodiment of the present invention for tracking the balance and maximum power between each parallel array by controlling individual module arrays using the offset current sensing unit and the power pump unit of the present invention.
20 is a sequence signal in which the output stage of the multi-switching control unit 40 of the present invention generates duty ratio output pulses differentially or simultaneously, filters them in a smoothing circuit, and supplies them as direct current (pulsating current) to a parallel array. Waveform shown.
21 is an algorithm flow chart showing the principle of controlling the maximum power point voltage and balancing the parallel array according to the present invention.
22 and 23 are block diagrams showing an example of the multi-control converter of the present invention.
24 is a block diagram showing an example of configuring a module as a series string using the multi-control converter unit of the present invention.
25 is a flowchart showing the principle of operation of the multi-control converter unit of the present invention as an algorithm.
26 is a block diagram showing an example of applying the multi-control converter unit of the present invention to a serial string.
27 is a block diagram showing an example of applying the multi-control converter unit of the present invention to a parallel string.
28 is a block diagram showing an example of applying the multi-control converter unit of the present invention to serial and parallel strings.
29 is an algorithm flowchart showing an example of control by a hybrid optimizing device using the multi-control converter unit of the present invention.
30 is a block diagram showing an embodiment of combining a multi-control converter unit and a PLC communication network as a blocking filter of the present invention. 30 includes a configuration for detecting contact failure of the conceptor as a wireless noise signal.
31 is a block diagram showing another embodiment of the multi-control converter of the present invention.
32 is a block diagram showing another embodiment of the multi-control converter of the present invention.
Fig. 33 is a flow chart explaining the operation of the block diagram of Fig. 32;
34 is a block diagram showing an embodiment for preventing an electric shock accident of a firefighter or an electric shock fall accident of a constructor.
Fig. 35 is a flow chart explaining the operation of Fig. 34;
36 is a block diagram showing a configuration in which the multi-control converter unit of the present invention is implemented with an N-MOSFET but a chopper is applied to the - line of the converter.

본 발명은 이하 설명하는 외에도 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바 특정한 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 자세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니므로, 이하 개시하는 구성은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으나, 예를 들어 제1, 제2, 첫 번째, 두 번째 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되고 있을 뿐, 이 구성요소들을 제1, 제2, 첫 번째, 두 번째 등으로 용어를 붙여서 한정되는 것으로 이해를 하여서는 아니 된다. 상기 용어들은 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 마찬가지의 원리로 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 첫 번째와 두 번째의 경우도 마찬가지이며, ‘먼저’ ‘다음으로’ 라는 용어도 마찬가지이다.The present invention may have various embodiments in addition to the description below, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, since this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood that the configurations disclosed below include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. Although similar reference numerals have been used for similar components while describing each drawing, for example, terms such as first, second, first, and second are used only for the purpose of distinguishing one component from another. However, it should not be understood as being limited by attaching terms to these components as first, second, first, second, etc. Without departing from the scope of the present invention, the above terms may refer to a first element as a second element, and in the same principle, a second element may also be referred to as a first element. The same is true for the first and second cases, as well as the terms 'first' and 'next'.

이와 같은 원칙하에 본 발명에 따른 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 이하 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 목적과 특징들은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. Under the same principle, embodiments according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Objects and features of the present invention will become more apparent through the detailed description that follows.

도 6 및 도 7은 배터리 전압보다 모듈 전압이 높을 때만 충전이 가능한 원리를 기하학적으로 도시한 것이다.6 and 7 geometrically illustrate the principle that charging is possible only when the module voltage is higher than the battery voltage.

도 8 및 도 9는 모듈 전압이 낮을 때라도 그 낮음을 보충할 만큼의 보충전력이 공급된다면 충전이 가능함을 나타낸 것이다. 8 and 9 show that even when the module voltage is low, charging is possible if sufficient supplemental power is supplied to compensate for the low voltage.

(본 발명에서 보충전력이란 전압을 보충하여 결과적으로 모듈로부터 전력이 분출되는 원리를 의미하므로, 용어의 사용에서 보충전력과 보충전압, 출력전력과 출력전압은 특별한 경우 외에는 구분하지 않고 혼용하기로 한다.)(In the present invention, supplemental power means the principle of supplementing voltage and consequently ejecting power from the module, so in the use of terms, supplementary power and supplementary voltage, output power and output voltage will be used interchangeably without distinction except in special cases. .)

도 10은 일사량(일사량, 오염, 방향, 각도 편차 등을 포괄하는 용어. 이하 같음)의 변동에 따라 모듈 전압이 변화됨을 추적하여 보충전력을 조절 공급한다면 배터리의 충전은 상시적으로 유지될 수 있음을 나타낸 것이다. 도 8, 9, 10에서 모듈 전력은 도시된 만큼의 분량으로 전력을 생산하고 부하단의 필요에 따라 보충전력의 크기도 가감 조절되는데, 부하단에는 모듈전력과 보충전력이 합산되어 공급된다. 10 is a term that encompasses solar radiation (insolation, pollution, direction, angle deviation, etc., the same as below. The same below) tracks the change in module voltage and adjusts and supplies supplementary power. The battery charge can be maintained at all times. is shown. In FIGS. 8, 9, and 10, the module power generates power in the amount shown, and the size of the supplementary power is also increased or decreased according to the needs of the load stage. The module power and the supplementary power are summed and supplied to the load stage.

도 11은 선행기술들에서 보충전원을 조달하는 원리와 어떻게 모듈과 결합되는지의 원리를 발췌한 것이다. (선행기술들은 본 발명의 발명자가 발명한 것으로, 본 발명의 명세서에서 혹시 미흡한 설명이 있다면 상기 선행기술들을 용어사전의 기능으로 참작하기 바란다.) 11 is an extract of a principle of procurement of supplementary power and a principle of how to combine with a module in the prior art. (Prior art is invented by the inventor of the present invention, and if there is any insufficient explanation in the specification of the present invention, please consider the prior art as a function of the dictionary.)

요컨대, 도 11은 모듈(1)의 음극(-) 경로에 전력보충부(13)를 직렬로 연결하여서 위와 같은 보충전력을 공급하는 사례를 발췌한 것이다. 음극에 연결된 구성은 양극으로 치환 연결할 수 있다.In short, FIG. 11 is an example of supplying supplementary power as described above by connecting the power supplementary unit 13 in series to the negative (-) path of the module 1. Components connected to the cathode can be connected by substitution to the anode.

도 12는 강압 컨버터의 원리를 설명하는 블록다이어그램이다. PWM 펄스폭 신호로서 코일(인덕터)에 저장되는 에너지를 이용하여 입력전압보다 낮은 전압으로 출력하게 된다. TR, FET, IGBT 등 스위칭부재(13-2-4)의 출력이 펄스폭(PWM)으로 제어됨에 따라 (13-1)로 출력되는 전압은 조절된다. (14-1)은 마이컴 출력을 포함한다.12 is a block diagram illustrating the principle of a step-down converter. As a PWM pulse width signal, it outputs a voltage lower than the input voltage by using the energy stored in the coil (inductor). As the output of the switching member (13-2-4) such as TR, FET, IGBT is controlled by the pulse width (PWM), the voltage output to (13-1) is adjusted. (14-1) includes the microcomputer output.

도 13은 모듈의 I-V곡선과 P-V곡선도이다. 복수개의 모듈을 병렬로 조직한 모듈어레이에서 만약 모든 모듈들의 STC(Standard Temperature Condition) 특성 내지 NMOT(Norminal Module Operation Temperature) 특성이 동일하고 당시의 일사량과 모듈의 방향, 각도, 오염도 등 일사량을 받아들이는 조건(수광조건)이 동일한 이상적 조건이라면 최대전력점은 P1 내지 Pn 중에서 어느 하나의 수직선상에 나란히 정렬될 것이다.13 is an I-V curve and a P-V curve diagram of the module. In a module array in which a plurality of modules are organized in parallel, if all modules have the same standard temperature condition (STC) characteristics or NMOT (normal module operation temperature) characteristics, If conditions (light receiving conditions) are the same ideal conditions, the maximum power points will be aligned side by side on a vertical line of any one of P1 to Pn.

그러나 비록 STC 내지 NMOT 특성이 동일하더라도 병렬 어레이 마다 일사량 또는 수광조건이 다를 경우에는 각 모듈 어레이들은 서로 다른 최대전력점으로 나타나는데, 도 13은 이러한 경우 P1, P2, Pn 등으로 수직선상에서 서로 다르게 나타남을 나타낸 것이다.However, even if the STC or NMOT characteristics are the same, if the solar radiation or light receiving conditions are different for each parallel array, each module array appears as a different maximum power point. it is shown

이때 Pn을 기준 최대전력점 전압으로 해서 부하단과 매칭하면 모듈(M1)은 최대전력점인 P1으로 전력을 생산하지 못하고 절벽 위치인 Pc 전력점 위치에서 전력을 생산하게 된다. 결국 제대로 된 발전효율을 기대할 수 없게 된다. 이때 전력펌프가 개입하여 모듈(M1)의 Voc를 모듈(Mn)과 일치하도록 오른쪽으로 이동시켜서 각 모듈(M1, M2, Mn) 간의 밸런스를 취하는 것이 본 발명 실시의 원리 중 하나이다.At this time, if Pn is used as the reference maximum power point voltage and matched with the load end, the module M1 does not produce power at the maximum power point P1 and produces power at the Pc power point position, which is the cliff position. In the end, proper power generation efficiency cannot be expected. At this time, one of the principles of implementation of the present invention is that the power pump intervenes and moves the Voc of the module M1 to the right to match the module Mn to balance the modules M1, M2, and Mn.

즉, P1모듈에 보충전압을 공급해서 P1의 개방전압(Voc)을 Pn의 개방전압(Voc)과 동일하게 하면, 비록 전력의 크기는 각 모듈들의 일사량의 크기에 따라 차이가 나더라도 전압의 낙차 측면에서는 균일하여 부하단으로 모듈의 전력이 최대한으로 공급될 수 있게 된다. 도 13은 이러한 원리를 기하학적으로 도식한 것이다.In other words, if the open-circuit voltage (Voc) of P1 is equal to the open-circuit voltage (Voc) of Pn by supplying supplementary voltage to the P1 module, even if the magnitude of power differs depending on the magnitude of solar radiation of each module, the voltage drop It is uniform on the side, so that the maximum power of the module can be supplied to the load end. 13 is a geometric diagram of this principle.

그런데, 도 13의 모습은 각각의 병렬 모듈 간에 정해져 있는 것이 아니라 각각의 모듈들에 대하여 구름이 가리거나, 오염 상태가 다르거나 건물의 부착 위치에 대한 태양의 일사각도 변동 등으로 수시로 변화되어, P1이 Pn으로 또는 Pn이 P2로 처지가 바뀔 수 있는 등 계속 변화되는 것이므로 전력펌프의 적용에서는 이를 감안해야 한다.However, the appearance of FIG. 13 is not determined between each parallel module, but changes from time to time for each module due to cloud cover, different pollution conditions, or fluctuations in the insolation angle of the sun relative to the attachment position of the building. Since P1 may change to Pn or Pn may change to P2, etc., this should be taken into account in the application of the power pump.

본 발명에는 모듈 어레이에 보충전력을 공급하여 각 모듈들이 P1, P2, Pn의 최대전력점을 일치시키는 추적을 통해 모듈어레이 간의 밸런스 및 최대전력점으로 작동하도록 제어하는 기술이 포함된다.The present invention includes a technique of supplying supplementary power to the module array and controlling each module to operate at the balance between the module arrays and the maximum power point through tracking to match the maximum power points of P1, P2, and Pn.

이하 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the following drawings.

도 14는 본 발명의 일실시례를 도시한 블록다이어그램으로서,14 is a block diagram showing one embodiment of the present invention,

태양전지 모듈을 적어도 두 개 이상 병렬로 결합한 모듈어레이(M1, M2,...Mn);A module array (M1, M2, ... Mn) combining at least two solar cell modules in parallel;

상기 모듈어레이에 게재되어 각 모듈 어레이를 최대전력점전압 추적 및 밸런스 제어하는 전력펌프부(30);a power pump unit 30 disposed on the module array to track and balance a maximum power point voltage of each module array;

상기 모듈어레이로 흐르는 전류를 감지하되 전력펌프부가 소모하는 전류를 상쇄한 나머지의 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn); an offset current detection unit (Rs1, Rs2, Rsn) for detecting a current flowing through the module array and detecting an effective current remaining after offsetting the current consumed by the power pump unit;

상기 전력펌프부(30)가 모듈어레이에 보충전압을 공급하여 병렬 모듈어레이의 전압을 제어하도록 연결하되,The power pump unit 30 is connected to supply supplemental voltage to the module array to control the voltage of the parallel module array,

상기 최대전력점전압의 추적을 위해,For tracking the maximum power point voltage,

상기 전력펌프부는 상기 전력펌프부의 보충전압 변화 값과 상기 상쇄전류감지부를 통과하는 유효전류 변화 값을 비교 및 제어하는 포지티브피드백함수로서 상기 모듈의 일측 전극에 공급되는 전압의 크기를 증감하여 상기 모듈어레이의 유효발전전압 밸런스를 잡는 한편,The power pump unit increases or decreases the magnitude of the voltage supplied to one electrode of the module as a positive feedback function for comparing and controlling the change value of the replenishment voltage of the power pump unit and the change value of the effective current passing through the offset current sensor to detect the module array. While balancing the effective generation voltage of

상기 포지티브피드백함수는 상기 보충전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 동위상일 때 상기 전력펌프부가 보충전압을 증가하도록 제어하고, 상기 출력전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 역위상일 때 상기 전력펌프부가 보충전압을 감소하도록 제어하는 피드백 제어를 반복하여서 상기 밸런스와 모듈어레이의 최대전력점 추적을 동시에 이루는 구성을 개시한 것이다.The positive feedback function controls the power pump unit to increase the supplemental voltage when the supplementary voltage change value and the active current change value are in phase, and when the output voltage change value and the active current change value are in antiphase, the power Disclosed is a configuration in which the balance and the maximum power point of the module array are tracked at the same time by repeating feedback control for controlling the pump unit to reduce the replenishment voltage.

도 14의 구성에서, 동위상이라 함은, 예를 들어 각 모듈 어레이의 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부의 감지 값이 상기 전력펌프부의 출력전압 상승 엣지에서 동시에 증가하는 것을 포함한다. 동위상 제어라 함은 상기 동위상에서 전력펌프부의 출력을 하이로 변화시키는 것을 의미한다. 즉, 이때는 엣지 상태의 검출에 따라 상승하던 출력전압을 더 상승시키도록 제어한다.In the configuration of FIG. 14 , the in-phase includes, for example, simultaneous increase of the sensing value of the offset current sensing unit for detecting the active current of each module array at the rising edge of the output voltage of the power pump unit. The same-phase control means changing the output of the power pump unit to high in the same-phase. That is, at this time, the output voltage, which had risen according to the detection of the edge state, is controlled to further rise.

그와 반대로 역위상이라 함은, 예를 들어 각 모듈 어레이의 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부의 감지 값이 상기 전력펌프부의 출력전압 상승 엣지에서 감소하는 현상을 포함한다. 즉, 동시에 상승과 하강의 역방향으로 엇갈리게 변동하는 현상을 포함한다. 역위상 제어라 함은 이때 상기 역위상에서 전력펌프부의 출력을 로우로 변화시킨다는 것을 의미한다. 즉, 이때는 엣지 상태의 검출에 따라 상승하던 출력전압을 하강으로 반전시키도록 제어한다.On the contrary, the reverse phase includes a phenomenon in which, for example, a detection value of an offset current detector detecting an active current of each module array decreases at an output voltage rising edge of the power pump unit. That is, it includes the phenomenon of alternatingly fluctuating in the opposite directions of rising and falling at the same time. In this case, anti-phase control means that the output of the power pump unit is changed to low in the anti-phase. That is, at this time, control is performed to reverse the output voltage, which had risen according to the detection of the edge state, to fall.

전력펌프부(30)는 도 19의 경우처럼 각 병렬 모듈어레이마다 하나씩 연결되거나, 도 14의 경우처럼 단일 장치로 통합된 구성이거나 어떤 형태로든 취사선택적으로 구성될 수 있다. 이에 먼저 도 14의 경우에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.The power pump unit 30 may be connected one by one for each parallel module array as in the case of FIG. 19, or may be configured as an integrated unit as in the case of FIG. 14 or selectively configured in any form. Accordingly, first, the operation of the case of FIG. 14 will be described.

도 14로 개시된 구성에서 전력펌프부(30)는 하나의 장치로 통합되어 있고 전력펌프부(30)의 출력단에는 듀티비 제어를 통해 각 병렬 모듈어레이로 보충전력(전압)을 분산 공급하는 멀티스위칭제어부(40)가 연결되어 있음을 볼 수 있다. 멀티스위칭제어부는 하나의 전원을 복수개의 출력으로 분산 연결하는 각각의 스위칭부재(40-1, 40-2, 40-n)로 연동된 구성이다.In the configuration disclosed in FIG. 14, the power pump unit 30 is integrated into one device, and the output terminal of the power pump unit 30 has a multi-switching system that distributes and supplies supplementary power (voltage) to each parallel module array through duty ratio control. It can be seen that the control unit 40 is connected. The multi-switching control unit is a configuration interlocked with each of the switching members 40-1, 40-2, and 40-n that distribute and connect one power source to a plurality of outputs.

이 멀티스위칭제어부(40)는 전력펌프부 내의 마이컴이 멀티스위칭제어부(40)의 각 스위치(40-1, 40-2, 40-n)의 각각 출력(제1변수)과 상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn)의 각각 출력(제2변수)을 입력받아 서로 짝을 이루는 동기 상태로 비교하면서 전력펌프부의 출력전압을 조절하는 작용을 하게 된다. 이때 멀티스위칭제어부의 출력단 전압을 제1변수로 하고 상쇄전류감지부의 감지출력을 제2변수로 하여 동일시간축 범위(즉 엣지)에서 서로의 변화가 동위상인지 역위상인지를 비교할 수 있다.In this multi-switching control unit 40, the microcomputer in the power pump unit outputs (first variable) of each switch 40-1, 40-2, 40-n of the multi-switching control unit 40 and the offset current detection unit It receives the output (second variable) of Rs1, Rs2, and Rsn and adjusts the output voltage of the power pump unit while comparing them in a paired synchronous state. At this time, it is possible to compare whether changes in the same time axis range (ie edge) are in phase or out of phase with the voltage of the output terminal of the multi-switching controller as the first variable and the detection output of the offset current detector as the second variable.

예를 들어 제1멀티스위칭제어부(40-1)의 전압과 제1모듈어레이(M1)의 전류가 동위상으로 변화하면 그 제1모듈 어레이에 더 집중하여 전압을 증가하고 그 반대로 역위상인 경우는 전압을 감소하는 개념으로 제어를 하면 최대전력점을 자동으로 추적하게 된다. 동위상과 역위상의 엣지를 검출하여 자체적으로 피드백 제어하는 특성에 의해 항상 상쇄전류감지부의 출력이 높은 쪽으로 전력펌프부가 출력전압을 발생하기 때문이다. 동위상 검출제어와 역위상 검출제어는 모듈의 전압을 Vsc로부터 Vmp 방향으로, 또는 모듈의 전압을 Voc로부터 Vmp로 제어방향을 찾아 Vmp 위치로 유지시키는 알고리즘이다.For example, if the voltage of the first multi-switching control unit 40-1 and the current of the first module array M1 change in phase, the voltage increases by focusing more on the first module array, and vice versa is controlled with the concept of reducing the voltage, and the maximum power point is automatically tracked. This is because the power pump unit always generates an output voltage to the side where the output of the offset current sensing unit is higher due to the characteristics of self-feedback control by detecting the same-phase and anti-phase edges. In-phase detection control and out-of-phase detection control are algorithms that find the control direction of the module voltage from Vsc to Vmp or the module voltage from Voc to Vmp and maintain it at the Vmp position.

또한 다른 모듈들도 이러한 동기 상태로 전압을 조절하게 되면 모든 모듈 어레이들은 그 모듈들이 분출할 수 있는 최대의 전력에 상당하는 최적의 전압으로 밸런스를 잡게 되는 것이므로 결국 병렬로 접속된 제1모듈어레이(M1) 내지 제n모듈어레이(Mn)들은 최대전력값으로 밸런스가 취해지게 된다. 여기서 밸런스라 함은 모든 모듈들의 개방전압(Voc)이 도 12의 P1으로 또는 Pn으로 수직 일직선상에 놓이도록 도 13에서 P-V곡선이 좌우로 이동 제어됨을 뜻한다. 이 경우 각 모듈의 전류는 일사량 조건에 따라 다를 수 있지만 부하단을 향한 낙차전압은 온도 등의 변화에도 불구하고 최대전력점전압으로 항상 균등한 범위로 된다.In addition, if the other modules also adjust the voltage in this synchronous state, all the module arrays are balanced with the optimal voltage corresponding to the maximum power that the modules can emit, so the first module array connected in parallel ( M1) to n-th module arrays Mn are balanced with the maximum power value. Here, balance means that the P-V curve in FIG. 13 is controlled to move left and right so that the open-circuit voltage (Voc) of all modules is placed on a vertical straight line to P1 or Pn in FIG. 12. In this case, the current of each module may vary depending on the solar radiation conditions, but the drop voltage toward the load end is always in the same range as the maximum power point voltage despite changes in temperature.

멀티스위칭제어부는 MOSFET, IGBT, TR 등을 이용하는 3단자 제어용 전력스위칭 소자이며, 주로 게이트 단자로 듀티비 제어 펄스를 공급하여 입력단 드레인과 출력단 소스 간의 연결 유효기간을 접속 제어하게 된다. 연결 유효기간인 듀티비가 크면 그만큼 출력전압은 올라가고 듀티비가 작으면 그만큼 전압은 내려가는 원리이다(예를 들어 듀티비 0%~100%). 각각의 병렬 모듈어레이들을 아이디로서 구분하여 제어 및 감지를 하면 위상으로 동기를 취하여 하나의 전력펌프부와 멀티스위칭제어부로 다수의 병렬 어레이를 연동할 수 있게 된다.The multi-switching control unit is a power switching device for 3-terminal control using MOSFET, IGBT, TR, etc., and controls the connection validity period between the drain of the input stage and the source of the output stage by supplying duty ratio control pulses to the gate terminal. The higher the duty ratio, which is the valid period of connection, the higher the output voltage, and the smaller the duty ratio, the lower the voltage (for example, duty ratio 0% to 100%). If each parallel module array is controlled and sensed by identifying it as an ID, it is possible to synchronize multiple parallel arrays with one power pump unit and multi-switching control unit by synchronizing them by phase.

상기 멀티스위칭제어부(40)에서 각각의 모듈어레이 회로에 공급하는 전력(전압)은 시차적인 펄스형태로서 듀티비를 가감하는 원리로 공급을 제어할 수도 있고, 동시적인 듀티비 제어 펄스로 공급을 제어할 수도 있다(후술하는 도 20의 설명 참조). 어느 경우이든 앞에서 설명한 바와 같이 병렬로 연결된 모듈들 중 확률적으로 절반만이 전력 보충의 대상이 되는 것이므로, 전력펌프부의 용량은 개별적으로 각각 적용하는 것보다 감축된다.The power (voltage) supplied from the multi-switching control unit 40 to each module array circuit is in the form of a differential pulse, and may be controlled by the principle of increasing or decreasing the duty ratio, or control the supply with simultaneous duty ratio control pulses (refer to the description of FIG. 20 to be described later). In either case, since only half of the modules connected in parallel are subject to power supplementation with probability as described above, the capacity of the power pump unit is reduced compared to applying each individually.

도 14에서 커패시터(C1, C2, Cn)는 상기 듀티비를 포함하는 펄스 출력을 필터링하는 부재이다. 이로써 모듈어레이에는 직류 내지 맥류 성분으로 필터링 된 전력펌프부의 출력이 공급되게 된다(후술하는 도 20의 설명 참조). In FIG. 14, the capacitors C1, C2, and Cn are members that filter the pulse output including the duty ratio. As a result, the output of the power pump unit filtered into DC or pulsating current components is supplied to the module array (refer to the description of FIG. 20 to be described later).

도 14의 일실시례에서는 상쇄전류감지부가 개별적인 모듈어레이마다 감지하도록 병렬 접속된 개별적인 모듈어레이 회로에 각각 연결되어 있다. 따라서 직류적으로 서로 간섭을 주지 않고 각각의 어레이마다 전력펌프부의 (-)출력단을 연동하기 위해 방향성 스위칭부재(D3-1, D3-2, D3-n)가 부가되어 있다.In the exemplary embodiment of FIG. 14 , the offset current sensing unit is connected to individual module array circuits connected in parallel to sense each individual module array. Therefore, directional switching members D3-1, D3-2, and D3-n are added to interlock the (-) output terminal of the power pump unit for each array without direct interference with each other.

플라이 휠 스위칭부재(D2-1, D2-2, D2-n)는 가장 높은 전압의 병렬 모듈어레이의 경우 전력펌프부를 통하지 않고 직결 루트를 형성하도록 하는 작용을 한다. 이러한 부재는 다이오드는 물론, FET, TR 등이 적용될 수 있으며, 이에 의해 적어도 1/2의 병렬어레이는 전력펌프부를 통하지 않고 직접 전류가 도통되어 전력펌프부의 용량을 감축할 수 있게 된다. The flywheel switching members D2-1, D2-2, and D2-n serve to form a direct route without going through the power pump unit in the case of the highest voltage parallel module array. As for this member, diodes, as well as FETs, TRs, etc. may be applied, whereby at least 1/2 of the parallel array conducts current directly without passing through the power pump unit, thereby reducing the capacity of the power pump unit.

미 설명부호 (D1-1, D1-2, D1-n)은 모듈로 가해지는 역방향 전류를 방지하는 방향성 부재인데, 이는 후술하듯이 생략되어 직결될 수 있는 보호용 소자이다.Unexplained numerals D1-1, D1-2, and D1-n are directional members that prevent reverse current applied to the module, which are protective elements that can be omitted and directly connected as described later.

또한 (3)은 모듈의 전압이 초과되는 부분을 삭감하면서 배터리의 충전전압에 맞추어 전압의 높낮이를 조절하는 충전제어기이다. 충전제어기에는 BMS(배터리관리시스템) 기능을 포함할 수 있다. (4)는 배터리 계통에 병렬로 연결되는 부하단이다. 부하단은 가로등과 같은 경우 직류 그대로 사용되고, 가전제품 등으로 공급할 때는 인버터를 경유해서 연동된다.In addition, (3) is a charge controller that adjusts the voltage level according to the charging voltage of the battery while reducing the part where the voltage of the module exceeds. The charge controller may include a BMS (Battery Management System) function. (4) is a load stage connected in parallel to the battery system. The load stage uses direct current as it is in the case of streetlights, and is interlocked via an inverter when supplied to home appliances.

모듈은 도 14에서 다층 직렬로 결합된 구성 및 병렬 어레이로 연동된 스트링(M1, M2, Mn) 구조를 예시하였으나, 이러한 스트링 구조는 단일 모듈로만 여러 개를 병렬로 묶어서 스트링을 구성하는 것일 수도 있다. 즉, 도 14의 Module은 단일 모듈(패널) 내의 셀로 해석될 수 있다Although the module exemplifies the structure of strings (M1, M2, Mn) interlocked in a multilayer serially coupled configuration and a parallel array in FIG. 14, this string structure may be configured as a string by combining several modules in parallel with only a single module. . That is, the Module of FIG. 14 can be interpreted as a cell within a single module (panel).

한편, 상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn)는 전류가 흐를 때의 저항 양측단 전압을 검출하는 비교증폭기(U1, U2, Un)의 결합 구성으로 도시하였으나, 여기에는 홀센서 등을 대체 적용할 수도 있다. 상쇄전류감지부는 음극 경로 및 양극 경로에 취사선택적으로 이동 배치될 수 있다.On the other hand, the offset current detection unit (Rs1, Rs2, Rsn) is shown as a combination of comparator amplifiers (U1, U2, Un) that detects the voltage at both ends of the resistor when current flows, but a hall sensor or the like is applied instead here. You may. The offset current sensing unit may be selectively moved and disposed in the cathode path and the anode path.

도 14의 경우 전력펌프부(30)는 다운 컨버터 원리의 Buck 컨버터가 채택될 수 있다. 이것은 모듈 어레이 전체 전압보다 보충전압이 낮기 때문에 가능하다. In the case of FIG. 14, the power pump unit 30 may adopt a buck converter of a down converter principle. This is possible because the supplemental voltage is lower than the total voltage of the module array.

도 14에서 전력펌프부의 가동전원은 모듈어레이로부터 조달한다. 따라서 도 14는 일출 이후 자동으로 스타트 되는 성질을 가진다.In FIG. 14, the operating power of the power pump unit is procured from the module array. Therefore, FIG. 14 has the property of automatically starting after sunrise.

도 14에서 최대전류 값 추적 원리는 도 16의 작용 설명과 도 21로 좀 더 상세히 보충설명 하기로 한다.The principle of tracking the maximum current value in FIG. 14 will be supplemented in more detail with the operation description of FIG. 16 and FIG. 21.

도 15는 도 14와 동일하되 보호소자(D1-1, D1-2, D1-n)를 생략하고 구성한 실시예이다. 태양광 모듈은 최대전력점전압(Vmp)과 개방전압(Voc)의 차이가 20%~30%에 이르는 고유의 특성이 있다. 그러므로 도 14에서 비록 최대전력점전압이 각 병렬어레이(M1, M2, Mn) 간에 차이가 나더라도 개방전압의 범위 내에서는 보호소자(D1-1, D1-2, D1-n)의 애노드와 캐소드가 등전위 범위로 되는 경우가 많다. 따라서 도 15처럼 보호소자(D1-1, D1-2, D1-n)는 실용상 제거할 수 있으므로 도 15는 이러한 경우의 실시일례를 도시한 것이다.FIG. 15 is the same as that of FIG. 14 , except that the protection devices D1-1, D1-2, and D1-n are omitted. Photovoltaic modules have a unique characteristic in which the difference between the maximum power point voltage (Vmp) and the open-circuit voltage (Voc) ranges from 20% to 30%. Therefore, in FIG. 14, even though the maximum power point voltage is different between the respective parallel arrays M1, M2, and Mn, the anode and cathode of the protection elements D1-1, D1-2, and D1-n are within the range of the open-circuit voltage. is often in the equipotential range. Therefore, since the protection elements D1-1, D1-2, and D1-n can be practically removed as shown in FIG. 15, FIG. 15 shows an example of an embodiment in this case.

도 16은 상기 상쇄전류감지부(Rst)를 병렬 모듈어레이 전체로 통할하여 연결된 구성의 실시일례를 나타낸 것이다.16 shows an embodiment of a configuration in which the offset current sensing unit Rst is connected through the entire parallel module array.

이 경우 시스템 전체적인 전류의 흐름은 다음과 같이 정의된다.In this case, the flow of current throughout the system is defined as follows.

먼저, 일출의 경우처럼 미약한 모듈 전력에서 전력펌프부(30)의 아이들링 전류는 점선으로 나타낸 B경로로서 모듈(M1, M2, Mn)의 양극과 전력펌프부(30) 내를 순환한다. First, in weak module power as in the case of sunrise, the idling current of the power pump unit 30 circulates in the anodes of the modules M1, M2, and Mn and the power pump unit 30 as a B path indicated by a dotted line.

다음으로, 어느 정도 일사량이 증가하여 모듈에서 유효한 크기로 전류가 생성되면 아이들링 전류보다 큰 전류가 점선 A경로로 출력되어 모듈(M1, M2, Mn)의 양극으로부터 충전제어기(3)와 배터리(2) 또는 부하단(4)을 경유하여 순환하게 된다.Next, when solar radiation increases to some extent and current is generated in the module to an effective size, a current larger than the idling current is output to the dotted line A path, and the charge controller 3 and the battery 2 are output from the positive poles of the modules M1, M2, and Mn. ) or through the load stage 4.

이때 만약 특정한 모듈 어레이에 과다한 보충전력을 공급했다면 그에 소모되는 비효율적 전력소모 때문에 B경로의 전류는 증가하고 이에 따라 전체 모듈어레이 전류 중 감소되는 분량만큼의 전류가 A경로로 출력되는데 이것이 유효전류 성분인 상쇄전류의 감소가 되는 것이다. 상쇄전류는 모듈 전체의 전류 중 전력펌프부의 아이들링 전류와 보충전력을 공급하는데 소모되는 전력펌프부의 가동전류를 공제한 나머지 전류가 된다. 따라서 만약 지나치게 전력펌프부의 출력을 증가하면 유효전류는 오히려 줄어들게 된다. 이에 따라 비록 상쇄전류감지부(Rst)를 하나로 통합하더라도 상쇄전류가 최대로 되도록 전력펌프부가 멀티스위칭제어부(40)의 각 스위치(40-1, 40-2, 40-n)를 개별적으로 제어하면 최대전력점을 찾을 수 있게 되는 것이다.At this time, if excessive supplementary power is supplied to a specific module array, the current in the B path increases due to the inefficient power consumption consumed, and accordingly, the current corresponding to the reduced amount of the total module array current is output to the A path, which is an active current component. This will reduce the offset current. The offset current is the remaining current after deducting the idling current of the power pump unit and the operation current of the power pump unit consumed in supplying supplemental power from the total current of the module. Therefore, if the output of the power pump unit is excessively increased, the effective current is rather reduced. Accordingly, if the power pump unit individually controls each switch 40-1, 40-2, 40-n of the multi-switching control unit 40 so that the offset current is maximized even though the offset current detection units Rst are integrated into one, The maximum power point can be found.

즉, 비록 상쇄전류감지부(Rst)가 하나로 통합되어 있다 하더라도 통합된 상쇄전류감지부의 엣지 변화와 해당 모듈어레이를 위상 동기로 검출하면 도 14에서 정의한 동위상 및 역위상 검출이 가능하고 또 그에 따라 개별적인 모듈어레이들을 제어할 수 있게 되어 결국 각 모듈어레이들은 최대전력점으로 밸런스가 취해지게 되는 것이다.That is, even if the offset current detection unit Rst is integrated into one, if the edge change of the integrated offset current detection unit and the corresponding module array are detected in phase synchronization, in-phase and anti-phase detection as defined in FIG. 14 are possible, and accordingly, Individual module arrays can be controlled, and eventually each module array is balanced with a maximum power point.

이러한 원리에 따라, 전력펌프부(30) 내의 마이컴은 상쇄전류감지부(Rst)의 출력을 ADC(아날로그-디지털 컨버터)로 감지하고 전력펌프부의 출력과 연동 연산하여 멀티스위칭제어부로 듀티비를 제어하는 스위칭 전환 펄스 출력을 발생한다. 즉, 상기 유효전류의 최대값 추적은 각 모듈 어레이의 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부의 감지 값을 감시하면서 상기 전력펌프부의 출력전압을 제어(듀티비 증감) 조절하는 것으로서 유효전류가 동위상으로 변화하면 출력전압을 증가하고 역위상으로 변화하면 감소하되, 최대허용전압 범위 내에서 이러한 작용을 반복적으로 진행하는 포지티브피드백함수를 통해 최대전력점을 추적 제어하게 된다.According to this principle, the microcomputer in the power pump unit 30 detects the output of the offset current detection unit Rst with an ADC (analog-to-digital converter), operates in conjunction with the output of the power pump unit, and controls the duty cycle with the multi-switching control unit. generate a switching conversion pulse output that That is, tracking the maximum value of the active current is to control (increase or decrease the duty cycle) the output voltage of the power pump unit while monitoring the detected value of the offset current sensor that detects the active current of each module array, and adjust the active current in the same phase. If it changes, the output voltage increases and if it changes in antiphase, it decreases, but the maximum power point is tracked and controlled through a positive feedback function that repeatedly proceeds this action within the maximum allowable voltage range.

이러한 전력펌프부의 논리적 검출 함수의 제어 작용은 도 14에서처럼 각각의 상쇄전류감지부를 통한 작동이든 도 16의 단일화 통합된 상쇄전류감지부를 통한 작동이든 결과는 동일하다는 것을 알 수 있다.It can be seen that the result of the control operation of the logical detection function of the power pump unit is the same whether it is operated through each offset current sensor as shown in FIG. 14 or through the single integrated offset current sensor in FIG. 16 .

요컨대, 전력펌프부의 출력이 과다하면 유효출력은 줄고 전력펌프부의 내부 소모전류는 증가하며, 그와 반대로 전력펌프부의 출력이 적어 병렬 어레이 간에 언밸런스가 생기면 모듈의 생산전류가 적어져서 유효전류가 줄어 들게 되므로 전력펌프부 내의 마이컴은 유효전류가 최대로 되는 범위를 추적하면서 자동으로 모듈 간 밸런스까지 취하게 되는 것이다. In short, if the output of the power pump unit is excessive, the effective output is reduced and the internal current consumption of the power pump unit is increased. Therefore, the microcomputer in the power pump part automatically balances between modules while tracking the range where the effective current is maximized.

도 17은 본 발명의 실시 유형을 달리 표현한 것으로서, 전력펌프부의 가동전원을 배터리로부터 취한 사례를 나타낸 것이다. 도 16의 구성에서는 일몰 후에도 전력펌프부를 최소한으로 기동하기 위한 아이들링 전류가 소모될 수 있다. 하지만 도 17에 도시생략된 일출 일몰을 감지하는 시각 내지 광센서(30-6) 계통을 추가할 경우 도 14의 경우처럼 일몰에는 아이들링 전류 소모가 없고 일출 후에 따라 자동적으로 기동하는 작동이 가능해진다. 이러한 센서 대신에 상쇄전류감지부로서 유효전류 양의 많고 적음을 감지하여 슬립모드 및 웨이크-업 모드로 제어하는 수단을 부가할 수도 있다.17 is another representation of the embodiment of the present invention, showing a case in which the operating power of the power pump unit is taken from a battery. In the configuration of FIG. 16 , idling current for minimum starting of the power pump unit may be consumed even after sunset. However, when a time or optical sensor 30-6 system for detecting sunrise or sunset, which is omitted in FIG. 17, is added, as in the case of FIG. Instead of such a sensor, a means for controlling the amount of active current in a sleep mode and a wake-up mode by detecting a high or low amount of active current may be added as an offset current sensing unit.

도 17에서 상쇄전류감지부(Rst)의 작용은 다음과 같다.In FIG. 17, the operation of the offset current sensing unit Rst is as follows.

도 17에서 전력펌프부(30)의 아이들링 및 가동전류는 전력펌프부(30)의 입력전원공급부(30-6)와 전력펌프부(30)를 경유하여 상쇄전류감지부(Rst)에서 B경로로 흐르게 된다. 만약 어느 하나 전력펌프부의 출력이 증가되면 다른 병렬 모듈어레이들보다 가동전류의 소모가 커지기 때문에 B경로의 전류는 더 증가하는데, 다만 모듈에서 생산되는 전력이 그 보다 더 크다면 그 전류의 차이는 충전제어기(3), 배터리(2) 또는 부하단(4)를 경유하여 A경로로 흐름을 증가하게 된다. A경로의 전류가 더 클수록 효율은 올라가는 것이므로, 전력펌프부는 멀티스위칭제어부(40)의 스위칭제어부재(40-1, 40-2, 40-n)의 듀티비 스위칭 결과를 동위상 및 역위상으로 검출하면서 순간순간 변동될 때마다 A경로로 흐르는 유효전류값을 최대로 추적하게 된다. 이러한 원리로서 도 17의 상쇄전류감지부를 통해서도 전력펌프부의 통합적 병렬 밸런스 제어 및 최대전력점 제어가 가능하게 된다. 요컨대 각 모듈어레이들을 최대전력점전압으로 추적하면서 밸런스가 자연스럽게 잡히는 것이다.In FIG. 17, the idling and operating currents of the power pump unit 30 pass through the input power supply unit 30-6 of the power pump unit 30 and the power pump unit 30 to the B path from the offset current detection unit Rst. will flow to If the output of any one of the power pump units increases, the current in the B path increases more because the operating current consumption is greater than that of other parallel module arrays. However, if the power produced by the module is greater than that, the difference in current is charged The flow increases to path A via the controller 3, the battery 2 or the load stage 4. Since the efficiency increases as the current of the path A increases, the power pump unit converts the duty ratio switching result of the switching control members 40-1, 40-2, and 40-n of the multi-switching control unit 40 in the same phase or in antiphase. While detecting, whenever it fluctuates from moment to moment, the maximum value of the effective current flowing through the A path is tracked. According to this principle, integrated parallel balance control and maximum power point control of the power pump unit are possible even through the offset current detection unit of FIG. 17 . In short, while tracking each module array to the maximum power point voltage, the balance is naturally set.

한편, 도 17에서 플라이 휠 스위칭부재(D2-1, D2-2, D2-n)가 생략된 것으로 보듯이, 멀티스위칭제어부의 듀티 펄스 주파수가 충분히 높고, 평활용 커패시터의 용량이 충분히 크다면 멀티스위칭제어부출력과 전력펌프부의 출력으로 플라이 휠 스위칭부재는 생략할 수 있다. 이 경우 멀티스위칭제어부의 각 스위치(40-1, 40-2, 40-n)는 교대로 계속 출력을 발생하거나 동시에 계속 출력을 발생하는 작동을 해야 하는 점에서 플라이 휠 스위칭부재가 있을 때와는 작용에서 미세한 차이가 날 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 17, as the flywheel switching members D2-1, D2-2, and D2-n are omitted, if the duty pulse frequency of the multi-switching controller is sufficiently high and the capacity of the smoothing capacitor is sufficiently large, With the output of the switching control unit and the output of the power pump unit, the flywheel switching member can be omitted. In this case, each switch (40-1, 40-2, 40-n) of the multi-switching control unit is different from when there is a flywheel switching member in that it must operate to continuously generate output alternately or continuously generate output at the same time. There may be subtle differences in action.

도 18은 배터리가 없는 태양광발전시스템에 본 발명을 적용한 실시일례를 도시한 것이다.18 illustrates an embodiment in which the present invention is applied to a photovoltaic power generation system without a battery.

충전제어기와 배터리가 없는 계통전원인 경우 인버터는 넓은 전압범위를 스윙하면서 최대전력점을 추적하는 MPPT 기능을 갖추고 있다. 이 경우 전력펌프부(30)는 상쇄전류감지부(Rst)와 함께 연동되어 인버터(4)로 공급되는 유효전류의 최대점을 추적할 경우 매우 효과적인 융합기술이 된다. 즉, 모듈어레이가 통합된 전체전력의 추적은 인버터의 MPPT가 담당하되, 각 병렬 어레이 간의 밸런스를 잡아 통합 전압으로 만들어 내는 것은 본 발명의 전력펌프부, 멀티스위칭제어부 및 상쇄전류감지부가 담당하게 되므로 서로는 융합적 작용을 하게 되는 것이다. 이로써 보듯이, 본 발명은 배터리 전압으로 일정하게 되는 부하단이거나 인버터의 MPPT 입력전압으로 불규칙 변동되는 부하단 전압이거나를 불문하고 항상 최대전력점으로 안정된 밸런스를 유지하게 됨을 알 수 있는 것이다.In the case of grid power without a charge controller and battery, the inverter has an MPPT function that tracks the maximum power point while swinging over a wide voltage range. In this case, when the power pump unit 30 interlocks with the offset current detection unit Rst to track the maximum point of the effective current supplied to the inverter 4, it becomes a very effective convergence technology. That is, the MPPT of the inverter is in charge of tracking the total power with the module array integrated, but the power pump unit, multi-switching control unit and offset current detection unit of the present invention are in charge of balancing each parallel array to create an integrated voltage. They will have a fusion effect with each other. As can be seen from this, it can be seen that the present invention always maintains a stable balance at the maximum power point, regardless of whether it is a load end voltage that is constant with the battery voltage or a load end voltage that fluctuates irregularly with the MPPT input voltage of the inverter.

도 18에 있어서 전력펌프부(30)와 멀티스위칭제어부(40)는, 후술하는 도 19와 도 18을 통합하는 형태로서 전력펌프부(30)의 출력단인 코일(30-4)과 커패시터(30-5)와 MOSFET(30-1)를 전력펌프부(30) 내에 여러 개 설치하여 그 각각의 출력을 각 병렬 어레이에 접속하고 MOSFET의 게이트를 마이컴(software)이 개별적으로 듀티비 제어하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 멀티스위칭제어부(40)는 전력펌프부(30)의 내부에 통합되는 구성이 된다. 즉, 원리적으로는 도 18이되, 형상적으로는 단일 전력펌프부(30)로 통합되어 하나의 마이컴 알고리즘으로 제어되는 것이다.In FIG. 18, the power pump unit 30 and the multi-switching control unit 40 are integrated with FIGS. 19 and 18 to be described later, and the coil 30-4, which is the output terminal of the power pump unit 30, and the capacitor 30 -5) and MOSFETs 30-1 are installed in the power pump unit 30, each output is connected to each parallel array, and the gate of the MOSFET is configured so that the microcomputer (software) controls the duty ratio individually. may be In this case, the multi-switching control unit 40 is integrated into the power pump unit 30. 18 in principle, but is integrated into a single power pump unit 30 in shape and controlled by a single microcomputer algorithm.

도 19는 본 발명의 상쇄전류감지부와 전력펌프부를 이용하여 개별적 모듈어레이를 제어함으로써 각 병렬어레이 간에 밸런스 및 최대전력을 추적하는 본 발명의 또 다른 실시일례를 도시한 블록다이어그램이다. 즉, 19 is a block diagram showing another embodiment of the present invention in which balance and maximum power are tracked between each parallel array by controlling individual module arrays using an offset current sensing unit and a power pump unit of the present invention. in other words,

복수의 모듈을 병렬로 구성한 모듈어레이(M1, M2, Mn);A module array comprising a plurality of modules in parallel (M1, M2, Mn);

모듈어레이로부터의 전력을 저장하는 배터리(2)와 충전계통(3);A battery 2 and a charging system 3 for storing power from the module array;

상기 모듈어레이 또는 배터리로부터의 전원으로 기동되면서 상기 모듈어레이의 일측 전극에 출력전압을 공급하여 모듈의 전압을 제어하는 전력펌프부(30-1, 30-2, 30-n);A power pump unit (30-1, 30-2, 30-n) controlling the voltage of the module by supplying an output voltage to one electrode of the module array while being started by power from the module array or battery;

상기 모듈어레이로부터 부하단(4)으로 공급되는 전류통과 경로에 게재되어 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn);Offset current detectors (Rs1, Rs2, Rsn) disposed in the passage of current supplied from the module array to the load terminal 4 to detect an effective current;

상기 전력펌프부는 상기 전력펌프부의 출력전압 변화 값과 상기 상쇄전류감지부를 통과하는 유효전류 변화 값을 비교 및 제어하는 포지티브피드백함수로서 상기 모듈의 일측 전극에 공급되는 전압의 크기를 증감하여 상기 모듈어레이의 유효발전전압 밸런스를 잡는 구성을 포함하며,The power pump unit increases or decreases the magnitude of the voltage supplied to one electrode of the module as a positive feedback function that compares and controls the change value of the output voltage of the power pump unit and the change value of the effective current passing through the offset current sensor. Including a configuration for balancing the effective power generation voltage of

상기 포지티브피드백함수는 상기 출력전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 동위상일 때 상기 전력펌프부의 출력전압을 증가하고, 상기 출력전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 역위상일 때 상기 전력펌프부의 출력전압을 감소하는 피드백 제어를 반복하여서 최대전력점을 추적하는 구성을 개시한 것이다.The positive feedback function increases the output voltage of the power pump unit when the output voltage change value and the active current change value are in phase, and increases the output voltage of the power pump unit when the output voltage change value and the active current change value are in opposite phase. A configuration for tracking the maximum power point by repeating feedback control to reduce the output voltage is disclosed.

도 19는 모듈어레이(M1, M2, Mn) 측단에서 전력펌프부의 기동전원을 조달하는 것으로 도시되어 있지만, 필요에 따라 배터리에서 전력펌프부의 기동전원을 공급하도록 구성할 수 있다.Although FIG. 19 shows that starting power for the power pump unit is supplied from the side ends of the module arrays M1, M2, and Mn, starting power for the power pump unit may be supplied from a battery as needed.

도 19에서 전력펌프부의 출력전압(Eo1, Eo2, Eon)은 상기 모듈어레이의 음극으로 공급되므로, 상기 각 모듈어레이 중 전압이 부족한 모듈어레이를 찾아 보충전압을 공급하면 예를 들어 도 13에서 P1의 Voc를 이동할 수 있게 된다.In FIG. 19, since the output voltages (Eo1, Eo2, and Eon) of the power pump unit are supplied to the negative electrode of the module array, if a supplementary voltage is supplied to a module array having insufficient voltage among the module arrays, for example, P1 in FIG. You can move the Voc.

이때 상기 전력펌프부의 출력전압(Eo1, Eo2, Eon)은 아날로그 직류 또는 맥류의 전압 형태로 출력전압을 하이 또는 로우로 제어하면서 공급될 수 있으며, 이때 (Eo1, Eo2, Eon)에서 직류 또는 맥류 전압의 변동을 관측하는 것으로 어느 모듈어레이가 약화된 것인지를 알 수 있다. 또한 전력펌프부가 개입하여 작동되는 모습도 간접적으로 관측할 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 수단에는 이러한 작동을 원격으로 관측하는 수단을 포함한다.At this time, the output voltages (Eo1, Eo2, Eon) of the power pump unit may be supplied in the form of analog direct current or pulsating current voltages while controlling the output voltages to high or low. By observing the fluctuation of , it is possible to know which module array is weakened. In addition, it is possible to indirectly observe how the power pump unit intervenes and operates. Accordingly, the means of the present invention includes means for remotely observing this operation.

상기 전력펌프부의 출력전압(Eo1, Eo2, Eon)은 디지털 듀티비 제어로 출력전압을 하이 또는 로우로 제어되는 작용으로 공급될 수 있으며, 이때 (Eo1, Eo2, Eon)에는 도 16의 경우처럼 커패시터(C1, C2, Cn) 내지 플라이 휠 스위칭부재(D2-1, D2-2, D2-n)가 취사선택 및 부가적으로 접속될 수 있다. 이러한 구성에서 전력펌프부의 개입 상태를 관측하려면 커패시터를 제거하고 오실로스코프 등으로 디지털 신호의 듀티비 변화를 관측하거나, 커패시터 연결 상태에서 직류 또는 맥류 전압의 변동을 관찰하는 방법을 채택할 수 있다.The output voltages (Eo1, Eo2, Eon) of the power pump unit may be supplied by controlling the output voltage to high or low by digital duty ratio control, and at this time (Eo1, Eo2, Eon), as shown in FIG. 16, the capacitor (C1, C2, Cn) to the flywheel switching member (D2-1, D2-2, D2-n) can be selectively and additionally connected. To observe the intervention state of the power pump unit in this configuration, a method of removing a capacitor and observing a change in the duty ratio of a digital signal with an oscilloscope or the like, or observing a change in DC or pulsating current voltage when the capacitor is connected may be adopted.

도 20은 이에 관하여 설명하는 파형도이다.20 is a waveform diagram explaining this.

도 20의 (A)의 왼쪽 파형도는 멀티스위칭제어부(40의 각 스위치(401, 40-2, 40-n) 출력이 시차적인 듀티비 제어신호로 발생될 때의 모습이며, 그 오른쪽은 평활회로(C1, C2, Cn)를 거치면서 (40-1)은 높은 전압으로, (40-2)는 중간 전압으로, (40-n)은 낮은 전압의 직류성분으로 변환되어서 모듈로 공급되는 모습이다. 이러한 전압의 차이는 각각의 해당 모듈어레이에 그만큼의 전압을 공급하여 각 모듈어레이가 최대전력점 전압으로 밸런스 되고 있음을 의미한다. The waveform diagram on the left of (A) of FIG. 20 is a state when the output of each switch (401, 40-2, 40-n) of the multi-switching control unit 40 is generated as a differential duty ratio control signal, and the right side is smooth Through circuits (C1, C2, Cn), (40-1) is converted to high voltage, (40-2) to medium voltage, and (40-n) to low voltage DC component and supplied to the module. This difference in voltage means that each module array is balanced at the maximum power point voltage by supplying that much voltage to each corresponding module array.

도 20의 멀티스위칭제어부(40의 각 스위치(401, 40-2, 40-n) 출력 파형과 평활회로(C1, C2, Cn)를 거치면서 직류성분으로 되는 (40-1, 40-2, 40-n)의 파형도는 도 18 등에서 전력펌프부(30) 내의 MOSFET(30-1) 출력의 디지털 펄스 파형과, 이를 필터링 하는 차지펌프(30-3, 30-4, 30-5)의 출력과 동일 유사한 것이므로, 이러한 설명은 곧 전력펌프부의 출력이 어떻게 모듈로 공급되는 것인지를 설명하는 것에 해당함을 알 수 있을 것이다.The multi-switching control unit (40-1, 40-2, 40-2, 40-1, 40-2, 40-n) shows the digital pulse waveform of the output of the MOSFET 30-1 in the power pump unit 30 and the charge pumps 30-3, 30-4, and 30-5 filtering it. Since it is identical and similar to the output, it will be appreciated that this description corresponds to explaining how the output of the power pump unit is supplied to the module.

도 20의 (B)의 경우도 마찬가지의 원리로 작동하는 것이되, 도 20의 (B)의 좌측 펄스 발생은 (A)처럼 시차적으로 발생되는 것이 아니라 동시에 발생되는 점에서 차이가 있다. 도 20의 (A)이든 (B)이든 펄스의 주기보다 충분히 큰 평활회로 시정수를 가진다면 전력펌프부가 모듈어레이로 공급하는 전압은 적어도 맥류전압의 범위로 유지된다.The case of FIG. 20 (B) operates on the same principle, but there is a difference in that the left pulse generation of FIG. 20 (A) or (B), if the smoothing circuit time constant is sufficiently larger than the period of the pulse, the voltage supplied to the module array by the power pump unit is maintained within the range of at least the pulsating current voltage.

이제부터 도 19의 하드웨어 및 도 21의 흐름도로 도시한 최대전력점제어 알고리즘에 대하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.Now, the hardware of FIG. 19 and the maximum power point control algorithm shown in the flowchart of FIG. 21 will be described in more detail.

전력펌프부(30) 내에는 도 14 내지 도 18에서 설명한 마이컴과 소프트웨어(30-2)를 포함하고 있으며 이 마이컴의 프로그램은 ADC(아날로그-디지털 변환기)를 통해 신호를 감지하고 DAC(디지털-아날로그 변환기)를 통해 출력전압을 공급하게 되는데 이를 간략이 축약한 블록다이어그램이 도 19이다. (다만, 마이컴과 프로그램은 AND, NAND, EXOR 등의 논리회로 조합으로 대체 구성될 수 있다.)The power pump unit 30 includes the microcomputer and software 30-2 described in FIGS. 14 to 18, and the program of the microcomputer detects signals through ADC (analog-to-digital converter) and DAC (digital-to-analog converter). The output voltage is supplied through a converter), and FIG. 19 is a simplified block diagram. (However, the microcomputer and program can be replaced with a combination of logic circuits such as AND, NAND, and EXOR.)

먼저, 도 19에서 상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn)는 전류의 증가 내지 감소에 따라 그 변화가 전압(Ei1, Ei2, Ein)으로 나타나고 이를 증폭하는 연산증폭부(U1, U2, Un)를 통해 소프트웨어를 구동하는 제2변수로서 마이컴(30-2)으로 공급된다. 즉, 본 발명에서의 제2변수는 상쇄전류감지부에서 감지하는 유효전류이다.First, in FIG. 19, the offset current sensing units (Rs1, Rs2, Rsn) show changes in voltages (Ei1, Ei2, Ein) according to the increase or decrease of current, and operational amplifier units (U1, U2, Un) that amplify them. It is supplied to the microcomputer 30-2 as a second variable that drives software through . That is, the second variable in the present invention is the effective current sensed by the offset current sensing unit.

마이컴(30-2)이 감지하는 제1변수는 전력펌프부의 출력전압(Eo1, Eo2, Eon)이다.The first variable detected by the microcomputer 30-2 is the output voltage (Eo1, Eo2, Eon) of the power pump unit.

마이컴(30-2)은 상기 제1변수와 제2변수의 변화가 동위상, 즉 예를 들면 같은 +방향(High)으로 값이 변화되는 것인지를 인지한다.The microcomputer 30-2 recognizes whether the changes of the first variable and the second variable are in the same phase, that is, the values are changed in the same + direction (High).

또한 마이컴(30-2)은 제1변수와 제2변수의 변화가 역위상, 즉 예를 들면 제1변수가 +방향(High)인데 제2변수가 -방향(Low)으로 변화하는 것인지를 인지한다.In addition, the microcomputer 30-2 recognizes whether the change of the first variable and the second variable is in reverse phase, that is, for example, the first variable is + direction (High), but the second variable is changed in - direction (Low). do.

마이컴(30-2)의 소프트웨어는 이러한 인지 결과를 논리함수인 도 21의 알고리즘으로 판단하고 상응한 제어를 실행한다.The software of the microcomputer 30-2 judges this recognition result with the algorithm of FIG. 21, which is a logic function, and executes corresponding control.

도 21의 작용에 있어서, 마이컴(30-2)은 제1변수(101)인 전압편차(△V)와 제2변수(102)인 전류 또는 전력 편차(△I 또는 △W)를 비교하여 동위상인지를 판단한다(103). 만약 동위상이라면 해당 전력펌프부(30) 또는 해당 멀티스위칭제어부40)의 출력단을 적어도 하나의 스텝 상승으로 제어한다. 이것이 만약 멀티스위칭제어부를 경유하는 것이라면 필터링함수(예를 들면 커패시터 C1, C2, Cn 중 하나. 여기에는 인덕터가 포함될 수도 있음)를 경유하여 직류 또는 맥류 형태로 해당 모듈어레이에 공급된다(107).In the operation of FIG. 21, the microcomputer 30-2 compares the first variable 101, the voltage deviation (ΔV), and the second variable 102, the current or power deviation (ΔI or ΔW), and It is determined whether it is a phase (103). If it is in the same phase, the output terminal of the corresponding power pump unit 30 or the corresponding multi-switching control unit 40 is controlled by at least one step increase. If this is via the multi-switching control unit, it is supplied to the corresponding module array in the form of direct current or pulsating current via a filtering function (for example, one of capacitors C1, C2, and Cn. This may include an inductor) (107).

그런 후, 마이컴은 다시 제1변수와 제2변수를 인지하여 판단한다(101, 102, 103). 만약 다시 판단하더라도 위와 같은 동위상이라면 다시금 (104)로서 출력전압을 한 스텝 더 상승시킨다.After that, the microcomputer recognizes and determines the first variable and the second variable (101, 102, 103). Even if it is determined again, if it is the same phase as above, the output voltage is raised one more step as (104) again.

이러한 과정으로 일정한 동작의 피드백을 반복하다 보면 모듈에 지나치게 전압을 공급하여 전력펌프부의 가동효율이 떨어지는 시점에 도달된다. 이 경우에 도달하면 제1변수와 제2변수가 역위상으로 변화하는 상태로 마이컴이 인지하게 된다.When the feedback of a certain operation is repeated in this process, an excessive voltage is supplied to the module, and the operation efficiency of the power pump unit decreases. When this case is reached, the microcomputer recognizes that the first variable and the second variable change in reverse phase.

이때 마이컴은 (101, 102)의 위상이 역위상으로 감지됨을 인지(105)하여 전력펌프부 출력전압을 하강으로 제어(106)하는 동작으로 전환하게 된다.At this time, the microcomputer recognizes that the phases of (101, 102) are detected as antiphase (105) and switches to an operation of controlling the output voltage of the power pump unit to fall (106).

이 과정에서 동위상은 모듈어레이의 전압부족일 때 나타나며, 역위상은 모듈어레이에 공급되는 전압이 초과될 때 나타나는 것이므로, 그 절충점에서 피드백으로 순환 작용을 하는 본 발명의 상기 알고리즘은 그 순환의 작동이 바로 전력펌프부가 최대전력점을 추적하는 원리가 되는 것이다.In this process, the in-phase appears when the voltage of the module array is insufficient, and the out-of-phase appears when the voltage supplied to the module array is exceeded. This is the principle that the power pump unit tracks the maximum power point.

나아가 상기 동위상과 역위상은 단일 모듈어레이뿐만 아니라 인근의 어레이 집단의 비교에서 동위상과 역위상의 변화가 나타나는 것이므로 이를 동위상과 역위상이 절충되는 상태로 순환시키면 그것이 곧 복수의 병렬 모듈어레이 간 밸런스를 취하는 동작으로 되는 것이다.Furthermore, since the in-phase and out-of-phase changes appear in the comparison of not only a single module array but also a group of adjacent arrays, in-phase and out-of-phase changes appear, so if it is circulated in a state in which the in-phase and anti-phase are compromised, it is a plurality of parallel module arrays. It becomes a balancing act between the two.

정리하면 동위상과 역위상을 감지하여 피드백 제어하는 본 발명의 포지티브 피드백 함수는 최대전력점 추적과 모듈어레이 밸런스를 동시에 잡는 작용이 된다.In summary, the positive feedback function of the present invention, which detects in-phase and out-of-phase feedback control, serves to simultaneously track the maximum power point and balance the module array.

본 발명에서 동위상이란 제1변수 및 제2변수의 변화 값이 동시에 오르내림의 방향으로 변화하는 것을 말하고, 역위상이란 서로 다른 오르내림 방향이거나 상기 동위상으로 변화하는 것이 아닌 다르게 변화하는 작용을 포함하는 용어이다.In the present invention, the in-phase means that the change values of the first variable and the second variable change in the upward and downward directions at the same time, and the anti-phase means that the values of the first variable and the second variable change in different upward and downward directions or in different directions other than the same phase. is a term

미 설명부호 (108) 및 (109)는 듀티비가 제어되는 펄스 형태에 따라 직류전압의 높낮이가 변화되는 원리를 도식적으로 나타낸 것이다.Unexplained numerals 108 and 109 schematically show the principle that the level of the DC voltage changes according to the pulse shape for which the duty ratio is controlled.

피드백으로 제어하는 구조에서 동위상 여부를 검출할 때의 상기 변화 값들은 순간순간의 엣지(Edge)를 취하는 것이 바람직하다. 동위상 여부를 효과적으로 검출하기 위해 마이컴 입력단은 일시저장 함수로서 소프트웨어적 버퍼링 내지 하드웨어적 차지펌프(커패시터 등)를 부가적으로 적용하는 것이 바람직하다. In a structure controlled by feedback, it is preferable to take an instantaneous edge for the change values when detecting the same phase. In order to effectively detect the same phase, it is preferable to additionally apply software buffering or hardware charge pump (capacitor, etc.) as a temporary storage function to the microcomputer input terminal.

상기 마이컴의 작용인 동위상 제어 및 역위상 제어는 AND, NAND, OR, EXOR, NOT 등의 조합을 포함하는 논리회로로 이루어질 수 있다. 마이컴의 논리적 프로그램 구조 자체가 이러한 원리를 기초하기 때문에 굳이 마이컴이 아니라도 FPGA 또는 기타 논리회로와 비교기(연산증폭기)의 결합으로 구성이 가능한 것이다.In-phase control and out-of-phase control, which are functions of the microcomputer, may be made of a logic circuit including a combination of AND, NAND, OR, EXOR, and NOT. Since the logical program structure of the microcomputer itself is based on this principle, it is possible to configure a combination of an FPGA or other logic circuit and a comparator (operational amplifier) even if it is not a microcomputer.

도 19를 비롯한 실시예에서 충전제어기는 전력펌프부 내에 통합적으로 수용되거나 배터리를 관리하는 BMS로 통합 수용될 수 있다. 본 발명의 각 구성에는 배터리(2)의 충전과 방전에 필요한 전압 제어 수단을 포함할 수 있다.In the embodiment including FIG. 19 , the charge controller may be integrated into the power pump unit or integrated into a BMS that manages the battery. Each component of the present invention may include a voltage control unit necessary for charging and discharging the battery 2 .

본 발명의 모듈어레이라는 용어는 직렬로 연결되든 단일 모듈이든 병렬로 모듈들이 다수 연결되었다는 의미로서 어레이 내지 스트링을 한정하지 않고 혼용 해석되는 용어이다. 요컨대 병렬, 단일 또는 직렬 군의 모듈들을 포괄적으로 지칭한 용어이다.The term module array of the present invention means that a plurality of modules are connected in parallel, whether in series or a single module, and is interpreted interchangeably without limiting an array or a string. In short, it is a generic term for a group of parallel, single or series modules.

한편, 상기 전력펌프부의 제어부에는 모듈어레이의 최상단 전압을 체크하여 지나치게 승압이 되지 않도록 최대값을 제한하는 범위 내에서 전력펌프부가 출력을 발생하도록 설정할 수 있다.Meanwhile, the control unit of the power pump unit may check the topmost voltage of the module array and set the power pump unit to generate an output within a range limiting the maximum value so as not to be excessively boosted.

도 22 및 도 23은 직렬 스트링 내의 일부 모듈에 그림자가 졌을 때 해당 모듈에 우회로를 형성하거나 전력펌핑이 가능한 옵티마이징부(2000, 4000)의 실시일례를 도시한 블록다이어그램이다. 22 and 23 are block diagrams illustrating an embodiment of the optimizing units 2000 and 4000 capable of forming a detour or power pumping when some modules in the serial string are shadowed.

즉, 도 22 및 도 23의 일실시례는,That is, in one embodiment of FIGS. 22 and 23,

직렬 또는 병렬 스트링으로 결합할 수 있는 태양전지 모듈(M1);Solar cell modules (M1) that can be coupled in series or parallel strings;

상기 모듈을 최대전력점으로 추적하여 상기 직렬 또는 병렬 스트링 내에서 최적화 밸런스로 제어하는 옵티마이징부(2000, 4000);an optimizing unit (2000, 4000) for tracking the module to a maximum power point and controlling the optimized balance within the series or parallel string;

상기 모듈 스트링으로 흐르는 전류를 감지하는 상쇄전류감지부(Rs1); an offset current sensing unit (Rs1) for sensing a current flowing through the module string;

상기 옵티마이징부는 모듈 스트링(Load+, Load-)에 대하여 보충전압이 공급되도록 전력펌핑(S21)을 하거나 상기 모듈(M1)을 우회하는 바이패스경로(D22)를 제공하거나 상기 모듈의 전력을 상기 스트링에 직접 연결하도록 점프스위칭(S22) 하는 것 중 적어도 둘 이상으로 제어하는 멀티제어 컨버터부(200, 400);를 포함하고,The optimizing unit performs power pumping (S21) so that supplementary voltage is supplied to the module strings (Load+, Load-), or provides a bypass path (D22) bypassing the module (M1), or power of the module to the string A multi-control converter unit (200, 400) that controls at least two of jump switching (S22) to be directly connected; includes,

상기 최대전력점 추적은,The maximum power point tracking,

상기 상쇄전류감지부(Rs1)로부터 감지되는 전류 내지 전력의 변화에 대응한 동위상 및 역위상 제어를 통해 스트링(Load+, Load-) 내에서 유효전력의 밸런스를 잡으면서 최대전력점을 추적하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치를 개시한 것이다.Configuration of tracking the maximum power point while balancing the active power within the string (Load+, Load-) through in-phase and anti-phase control corresponding to the change in current or power detected by the offset current detection unit (Rs1) Disclosed is a hybrid module optimizing device comprising a.

여기서, 상기 옵티마이징부(2000, 4000)의 바이패스경로 제공은 패시브형 단방향전류통로(D22, D42)와 액티브형 멀티제어 컨버터부(200, 400)의 출력을 병렬로 연결하여 구성하되, 상기 멀티제어 컨버터부의 컨버팅스위치(S21, S41) 오프 타임에서 직렬로 연결된 인접 모듈 전류의 바이패스가 이루어지고 상기 멀티제어 컨버터부의 컨버팅스위치(S21, S42) 온 타임에서 당해 모듈에서 생산된 전력을 공급하도록 듀티비를 제어하는 구성으로 실시될 수 있다.Here, the provision of the bypass path of the optimizing unit (2000, 4000) is configured by connecting the passive unidirectional current path (D22, D42) and the output of the active multi-control converter unit (200, 400) in parallel. During the off-time of the converting switches (S21, S41) of the control converter unit, the current of adjacent modules connected in series is bypassed, and the duty cycle is to supply the power generated by the module during the on-time of the multi-control converter unit's converting switch (S21, S42). It can be implemented in a configuration that controls the ratio.

또한, 상기 옵티마이징부의 최대전력점 추적은 설정된 기준전압보다 상기 당해 모듈의 전압이 높을 때 당해 모듈의 전압을 높이는 동위상 전력펌핑을 하고, 설정된 기준전압보다 상기 당해 모듈의 전압이 낮을 때 인접 모듈의 전류통로인 바이패스경로를 제공하도록 멀티제어 컨버터부를 제어하여 최대전력점을 추적하는 구성을 포함할 수 있다.In addition, the maximal power point tracking of the optimizing unit performs in-phase power pumping to increase the voltage of the corresponding module when the voltage of the corresponding module is higher than the set reference voltage, and when the voltage of the corresponding module is lower than the set reference voltage, the voltage of the adjacent module A configuration for tracking the maximum power point by controlling the multi-control converter unit to provide a bypass path, which is a current path, may be included.

나아가, 상기 멀티제어 컨버터부는 상기 상쇄전류감지부의 결과에 따라 당해 모듈의 전력을 인접 모듈들에 직접 점프 연결되도록 제어하는 구성을 더 포함할 수 있다.Furthermore, the multi-control converter unit may further include a configuration for controlling power of the corresponding module to be directly jump-connected to adjacent modules according to a result of the offset current sensing unit.

도 22 및 도 23에 도시된 옵티마이징부(2000, 4000) 내부의 각 N-채널 MOSFET는 P-채널 MOSFET로 대체 구성되는 수단을 포함한다. (부재의 허용 용량이 충분할 경우 P-채널 MOSFET는 게이트 드라이브용 전력이 별도로 소요되지 않는 점에서 더 유리하다. 따라서 본 발명의 MOSFET, IGBT, GanTR 등의 기호는 도 32에서 종합적으로 정리하여 도시하고 있듯이 특별히 전류방향에 한정하여 도시된 것이 아니다.)Each of the N-channel MOSFETs inside the optimizing units 2000 and 4000 shown in FIGS. 22 and 23 includes means for replacing them with P-channel MOSFETs. (If the allowable capacitance of the member is sufficient, the P-channel MOSFET is more advantageous in that power for gate drive is not separately required. Therefore, the symbols of the present invention, such as MOSFET, IGBT, and GanTR, are collectively shown in FIG. 32, As shown, it is not specifically limited to the current direction.)

도 22부터 순차적으로 작용을 설명한다.The operation will be sequentially described from FIG. 22 .

도 22에 있어서, 컨버팅스위치(S21)가 오프 되고 점프스위치(S22)가 온 된 상태에서 모듈 전력은 그대로 스트링 계통(Load+와 Load-)에 직접 연결된다. 이때 다이오드(D22)는 형상적으로 바이패스 경로를 이루고 있지만 모듈에 전압이 발생되면 역 바이어스 되므로 실제적으로는 바이패스 경로로서 전류가 흐르지는 못하고 스트링 계통의 모든 전류는 모듈을 통해서만 흐른다. 이때 모듈에서 생산된 전력은 스트링(Load+와 Load- 사이의 발전전력계통)으로 흐르게 된다. 이 경로상에서 낮은 저항값을 가지는 상쇄전류감지부(Rs1)의 전압 강하는 미소한 값이므로 발전전력량의 관점에서는 무시될 수 있다. 이러한 점프스위치 온 상태에서는 스트링의 종단에 연결되는 인버터는 MPPT 기능이 포함되는 것이 바람직하다.22, in a state where the converting switch (S21) is off and the jump switch (S22) is on, the module power is directly connected to the string system (Load+ and Load-) as it is. At this time, although the diode D22 forms a bypass path in shape, it is reverse biased when a voltage is generated in the module, so in reality, current does not flow as a bypass path, and all currents in the string system flow only through the module. At this time, the power generated by the module flows into the string (generated power system between Load+ and Load-). Since the voltage drop of the offset current sensing unit Rs1 having a low resistance value on this path is insignificant, it can be ignored from the viewpoint of the amount of power generated. In this jump switch on state, it is preferable that the inverter connected to the end of the string includes the MPPT function.

제어부(U22)는 점프스위치(S22)를 오프하면서 컨버팅스위치(S21)를 듀티비로 작동시켜 멀티제어 컨버터부(200)가 개입하는 것이 유리한지를 주기적으로 검사할 수 있다. 스트링에서 모듈(M1)의 전력을 충분히 끌어가지 못하는 경우, 즉 모듈 전압이 Vmp와 Voc 사이의 범위에 있는 경우 컨버팅스위치(S21)가 작동하여 모듈 전압을 압박하면 스트링에 공급되는 전력은 더 증가할 수 있다. 만약 그렇지 않고 모듈 전압이 Vmp와 Vsc 사이의 범위에 있다면 컨버팅스위치(S21)가 온 될 때 스트링에 공급되는 전력은 더 줄어든다. 멀티제어 컨버터부(200)의 쵸퍼(코일 L21 및 다이오드 D21)에서 소모되는 아이들링 에너지가 손실로 작용하기 때문이다. The control unit U22 may periodically check whether it is advantageous for the multi-control converter unit 200 to intervene by operating the converting switch S21 at a duty ratio while turning off the jump switch S22. If the string does not draw enough power from the module (M1), that is, if the module voltage is in the range between Vmp and Voc, the converting switch (S21) operates and presses the module voltage, the power supplied to the string will increase. can Otherwise, if the module voltage is in the range between Vmp and Vsc, the power supplied to the string is further reduced when the converting switch S21 is turned on. This is because idling energy consumed in the chopper (coil L21 and diode D21) of the multi-control converter unit 200 acts as a loss.

만약 멀티제어 스위칭부(200)를 가동하는데 불구하고 전력이 증가하지 않는다면 제어부(U22)는 컨버팅스위치(S21)를 오프 상태로 두어 아이들링 손실을 없앰과 동시에 점프스위치(S22)를 온 상태로 복귀하여 코일(L21)을 경유하면서 발생되는 에너지 손실을 방지할 수 있다. 이로써 모듈의 전력은 아이들링 전력 손실 없이 그대로 스트링으로 공급된다.If the power does not increase even though the multi-control switching unit 200 is operated, the control unit U22 puts the converting switch S21 in an off state to eliminate idling loss and simultaneously returns the jump switch S22 to an on state. Energy loss generated while passing through the coil L21 can be prevented. As a result, the power of the module is supplied to the string as it is without idling power loss.

다음으로 제어부(U22)는 컨버팅스위치(S21)와 점프스위치(S22)를 동시에 오프 시켜본다. 그 결과 (Rs1)을 흐르는 전류가 증가하면 그 오프 시간(듀티비)을 더 길게 제어하여 바이패스경로의 제공 기간을 증가시킨다. 컨버팅스위치와 점프스위치를 동시에 오프 시켰다는 것은 다이오드(D22)에 역으로 가해졌던 바이어스 전압을 순간적으로 없앤 것과 같은데, 이때 (Rs1)의 전류가 더 증가하였다는 것은 당해 모듈에 전류 병목이 생기고 있었음을 의미한다. 즉, 당해 모듈보다 직렬로 연결된 인접 모듈에서 전류가 더 많이 생산된다는 것을 의미하는데, 스위치들(S21, S22)의 오프에 의하여 다이오드는 패시브 형태의 전류 통로로 작용하여 병목으로 고였던 다른 인접 모듈들에서 생산된 전류를 통과시키는 것이다. Next, the control unit U22 turns off the converting switch S21 and the jump switch S22 at the same time. As a result, when the current flowing through (Rs1) increases, the off time (duty ratio) is controlled to be longer, thereby increasing the period of providing the bypass path. Turning off the converting switch and the jump switch at the same time is the same as momentarily removing the bias voltage applied in reverse to the diode (D22). do. That is, it means that more current is produced in the adjacent module connected in series than the module in question. By turning off the switches S21 and S22, the diode acts as a passive current path to other adjacent modules that have been bottlenecked. to pass the current produced by

만약 당해 모듈(M1)의 일부에만 음영 등이 발생한 경우에는 당해 모듈(M1)에서 생산된 전력도 있기 때문에 이 경우 옵티마이징부(2000)는 상쇄전류감지부(Rs1)로부터 감지되는 값이 최대전력으로 되도록 컨버팅스위치(S21)를 듀티비로 제어함으로써, 바이패스경로 작용의 다이오드(D22)의 전류와 커패시터(C21)의 축적 에너지가 방전되는 멀티제어 컨버터부(200)의 출력 전류를 혼합하여 스트링에 공급한다.If only a part of the module M1 is shaded, the power generated by the module M1 is also present. By controlling the converting switch (S21) with a duty ratio so as to be possible, the current of the diode (D22) acting as a bypass path and the output current of the multi-control converter unit (200) in which the accumulated energy of the capacitor (C21) is discharged are mixed and supplied to the string do.

결국 상쇄전류감지부(Rs1, U1)의 결과가 마이컴 또는 로직으로 구성된 제어부(U22)에 입력되고, 이러한 감지 결과에 따라 제어부(U22)는 점프스위치(S22)와 컨버팅스위치(S21)를 적절히 제어하여, 결국 직결, 컨버팅 및/또는 바이패스의 3가지 동작을 하는 옵티마이징부의 기능을 하게 되는 것이다. Eventually, the result of the offset current sensing unit (Rs1, U1) is input to the control unit U22 composed of a microcomputer or logic, and according to the detection result, the control unit U22 appropriately controls the jump switch S22 and the converting switch S21. Thus, in the end, it functions as an optimizing unit that performs three operations of direct connection, converting and/or bypass.

도 23은 도 22의 멀티제어 컨버터부(200)를 승압용 컨버터로 확장하기 위해 모듈(M1)의 전압을 승강압 제어하는 실시일례를 도시한 블록다이어그램이다.FIG. 23 is a block diagram illustrating an example of step-up and step-down control of the voltage of the module M1 in order to expand the multi-control converter unit 200 of FIG. 22 into a step-up converter.

도 22는 예를 들면 Buck 등으로 된 다운 컨버터인 반면에 도 23은 예를 들면 SEPIC 등으로 된 업-다운 컨버터이다. 벅-부스트 컨버터로도 구성할 수 있다. 그 외에도 ZETA, CUK 등 다양한 컨버팅 수단이 적용될 수 있다. 도 24에 연계하여 도 23의 구성을 설명하면 다음과 같다.Fig. 22 is a down converter made of, for example, Buck, while Fig. 23 is an up-down converter made of, for example, SEPIC. It can also be configured as a buck-boost converter. In addition, various converting means such as ZETA and CUK may be applied. The configuration of FIG. 23 will be described in conjunction with FIG. 24 as follows.

도 24의 직렬 스트링 내에서 당해 모듈(M1)에 음영이 발생하고 다른 모듈들에서는 음영이 발생하지 않아 발전전력에서 차이가 발생되면 당해 모듈(M1)의 양측단 전압은 줄어들게 된다. 이때는 줄어드는 전압은 부득이한 것이더라도 이로 인해 다른 모듈들의 전류 소통에 방해가 되지 않도록 다이오드(D22)를 순방향 바이어스로 제어하는 것이 도 22에서 설명한 바이패스경로(D22) 제어의 개념이었다.In the series string of FIG. 24, when a shadow occurs in the module M1 and no shadow occurs in other modules, and a difference occurs in generated power, the voltage at both ends of the module M1 decreases. At this time, the concept of controlling the bypass path D22 described in FIG. 22 is to control the diode D22 as a forward bias so that the reduced voltage does not interfere with the current flow of other modules even if it is unavoidable.

그와 반대로 스트링 내에서 다른 모듈들에 음영이 발생했고 당해 모듈(M1)은 일사량이 강하다면 당해 모듈은 전압이 높아져서 최대전력점(Vmp) 이상의 개방전압(Voc) 부근으로 모듈 전압이 상승한다. 이처럼 Voc가까이 전압이 증가하면 최대전력점을 벗어나기 때문에 전압과 전류를 밸런싱 조절하는 기능이 필요하게 된다.Conversely, if shading occurs in other modules in the string and the module M1 receives strong solar radiation, the voltage of the module increases and the module voltage rises to the vicinity of the open circuit voltage (Voc) equal to or higher than the maximum power point (Vmp). As such, if the voltage near Voc increases, the maximum power point is exceeded, so a function to balance the voltage and current is required.

이때 도 23의 옵티마이징부(4000)는 상쇄전류감지부(Rs1)를 통해 감지되는 전류 또는 전력의 증가를 감지하여 멀티제어 컨버터부(400)의 전압을 승압하게 된다. 스트링 내의 전류가 일정한 상태에서 이처럼 당해 모듈(M1)에 연결된 멀티제어 컨버터부(400)의 출력 전압이 증가하면 그것은 곧 모듈(M1)에 가해지는 부하의 증가가 되기 때문에, 모듈(M1)의 전압은 Voc에서 Vmp로 내려오게 되며, 결국 피드백 작용을 통해 상쇄전류감지부의 전력 감지가 최대로 되는 최대전력점전압(Vmp)까지 내려와서 안정된 상태를 유지한다.At this time, the optimizing unit 4000 of FIG. 23 boosts the voltage of the multi-control converter unit 400 by detecting an increase in current or power sensed through the offset current sensing unit Rs1. If the output voltage of the multi-control converter unit 400 connected to the module M1 increases in a state where the current in the string is constant, the load applied to the module M1 increases, so the voltage of the module M1 is lowered from Voc to Vmp, and eventually, through a feedback action, the power detection of the offset current sensing unit is lowered to the maximum power point voltage (Vmp) to maintain a stable state.

즉, 도 23의 승강압 컨버팅에 따라 스트링 내에서 당해 옵티마이징부(4000)는 전류의 증폭과 전압의 증폭이 모두 가능하게 되는 것이다. 전류의 증폭은 당해 모듈(M1)에 음영이 졌을 때 다른 모듈들의 전류통로로서 증폭 작동하고, 전압의 증폭은 다른 직렬 스트링 내에서 다른 모듈들이 음영에 들었을 때 잉여전류를 전압으로 환산하여 스트링에 공급하는 기능이 된다. 다만 이 전압의 증폭은 전체 스트링의 전압을 감지하여 설정된 범위로 되도록 한정하는 것이 바람직하다. 이는 지나친 과전압을 방지하기 위한 수단이지만, 실제로는 인버터의 MPPT가 어느 정도 커버를 하고 있기 때문에 이러한 한정 기능은 굳이 필요하지 않을 수도 있다.That is, according to the step-down conversion of FIG. 23, the optimizing unit 4000 in the string can both amplify current and amplify voltage. Current amplification works as a current path for other modules when the relevant module (M1) is shaded, and voltage amplification converts surplus current into voltage and supplies it to the string when other modules are shaded within another series string It becomes a function to However, it is preferable to limit the amplification of this voltage to be within a set range by sensing the voltage of the entire string. This is a means to prevent excessive overvoltage, but in reality, this limiting function may not be necessary because the MPPT of the inverter covers it to some extent.

도 22 및 도 23 옵티마이징부(2000, 4000)의 각 구성요소별 기능을 설명하면 다음과 같다.Functions of each component of the optimizing units 2000 and 4000 of FIGS. 22 and 23 will be described as follows.

1) 컨버팅스위칭부(S21, S41) ; 컨버팅 이론 (D / 1-D)의 식에서 1-D의 기간 중 축적된 커패시터와 인덕터의 에너지로 모듈(M1) 전압을 승압 또는 강압 제어하는 기능을 한다. D는 듀티비이며, 전압의 승압은 D가 클 때 이루어지고, 강압은 1-D가 클 때 이루어진다. (50% / 50%)인 경우는 아이들링 손실만 있고 입출력 전압은 동일해진다.1) converting switching units (S21, S41); In the equation of the conversion theory (D / 1-D), it functions to step-up or step-down the voltage of the module (M1) with the energy of the capacitor and inductor accumulated during the period of 1-D. D is the duty ratio, voltage boosting is performed when D is large, and voltage stepping is performed when 1-D is large. (50% / 50%), there is only idling loss and the input/output voltage becomes the same.

2) 점프스위칭부(S22, S42) ; 모듈(M1)의 전력 그대로를 스트링에 직접 연결하는 스위치 경로이다. 컨버팅스위치가 오프 된 상태에서 점프스위치가 온 되면 모듈(M1)의 전력은 아이들링 손실 없이 모두 스트링으로 공급된다. 다만 이 경우 모듈전압을 Vmp로 유지시키기 위해서는 스트링 부하단(예를 들면 인버터)에서 MPPT 제어가 필요하고, 그렇지 않은 경우는 비록 아이들링 전력 소모가 있더라도 컨버팅스위칭부에서 최대전력점을 추적하는 것이 실익이 있다.2) jump switching units (S22, S42); It is a switch path that directly connects the power of module M1 to the string. When the jump switch is turned on while the converting switch is turned off, the power of the module M1 is all supplied to the string without idling loss. However, in this case, in order to maintain the module voltage at Vmp, MPPT control is required at the string load end (e.g., inverter). Otherwise, it is not practical to track the maximum power point in the converting switching unit even if there is idling power consumption. there is.

3) 바이패스경로(D22, D42) ; 하드웨어적으로 바이패스경로를 형성한 다이오드(D22, D42)는 바이어스 전압이 순방향이 되어야 도통이 된다. 이를 위해서는 제어부(U22, U42)가 상기 컨버팅스위치 및 점프스위치의 온 상태를 오프로 전환해야 한다. 이러한 오프 상태로의 전환 기간이 길수록 바이패스경로(즉, 인접 모듈들의 전류가 지나가는 파이프라인)의 크기는 커지지만 여기에만 의존할 경우 당해 모듈(M1)에서 생산된 전류는 스트링에 공급되지 못하므로 듀티비로서 조절을 할 필요가 있다. (1-D)를 커지게 하되 그 크기를 D와 비율적으로 조절하면 바이패스경로에서 혼합적 조절이 가능해진다. 3) bypass path (D22, D42); The diodes D22 and D42, which have hardware bypass paths, become conductive only when the bias voltage becomes forward. To this end, the controllers U22 and U42 must switch the on state of the converting switch and the jump switch to off. The longer the transition period to the off state, the larger the size of the bypass path (that is, the pipeline through which the current of adjacent modules passes), but if it only depends on this, the current produced by the module (M1) cannot be supplied to the string. It is necessary to adjust as a duty ratio. If (1-D) is increased but the size is adjusted in proportion to D, mixed control is possible in the bypass path.

4) 상쇄전류감지부(Rs1, U1) ; 상기 컨버팅스위칭부와 점프스위칭부의 상시 연결 내지 스위칭 듀티비 제어를 위해 작동되는 요소이다. 회로의 구조에서 멀티제어 컨버터부의 내부 소모 전력을 차감한 나머지의 스트링 공급전력(또는 전류)을 감지한다. 최대전력점을 찾도록 보조하는 센서의 기능이다.4) offset current sensing units (Rs1, U1); It is an element that operates to always connect the converting switching unit and the jump switching unit or to control the switching duty ratio. In the structure of the circuit, the remaining string supply power (or current) after subtracting the internal power consumption of the multi-control converter unit is sensed. It is the function of the sensor that assists in finding the maximum power point.

5) 제어부(U22, U42) ; 제어부는 상쇄전류감지부의 감지값을 기초로 하여 앞에서 이미 설명한 동위상 및 역위상 제어로 최대전력점을 추적하면서 컨버팅스위치와 점프스위치를 직접 제어하며, 나아가 그에 연동되는 바이패스경로까지 간접 제어(즉, 순방향 바이어스 제어)한다. 제어부에는 원격제어를 통한 차단과 텔레미터링이 가능한 통신망 제어가 포함될 수 있는데, 여기에는 후술하는 바와 같은 블록킹 필터를 연동한 PLC(전력선 통신)로 간소화 된 통신선로를 구성할 수 있도록 제어할 수 있다. 제어부의 동위상 및 역위상 제어는 마이컴은 물론, 논리회로로 구성한 로직으로도 달성될 수 있다.5) control unit (U22, U42); The control unit directly controls the converting switch and the jump switch while tracking the maximum power point through the in-phase and anti-phase control described above based on the detected value of the offset current sensor, and further indirectly controls the bypass path linked thereto (i.e. , forward bias control). The control unit may include a communication network control capable of blocking and telemetering through remote control, which can be controlled to configure a simplified communication line with a PLC (power line communication) linked with a blocking filter as described below. In-phase and out-of-phase control of the control unit can be achieved by a logic composed of a logic circuit as well as a microcomputer.

상기 스위치들(S21, S22, S41, S42)은 옵토커플러로 아이솔레이션 드라이빙 될 수 있다. 다이오드로 도시된 D21, D22, D41, D42는 쇼트키 내지는 그보다 더 낮은 저항값의 FET 등으로 대체될 수 있다.The switches S21, S22, S41, and S42 may be driven in isolation by optocouplers. D21, D22, D41, and D42 shown as diodes may be replaced with Schottky or lower resistance FETs.

도 24는 본 발명의 옵티마이징부(4000)를 직렬 스트링에 적용한 연동 실시의 일례를 도시한 블록다이어그램이다.24 is a block diagram illustrating an example of interlocking implementation in which the optimizing unit 4000 of the present invention is applied to a serial string.

부분적 음영이나 모듈의 오염은 불특정 장소와 불특정 시기에 일어날 가능성이 높기 때문에 명확히 특정된 장해요소가 아닌 한, 스트링 내의 전체 모듈에 대하여 밸런스를 고려할 필요가 있다. 또한 직렬로 연결되는 모듈들은 전압과 전류 특성이 동일해야 하지만 제조공정상, 시공과정상, 선로저항 특성상 그와 같이 일률적인 상황을 기대하기는 어렵기 때문에 대부분의 현장 NMOT환경에서 직렬 스트링 간 모듈은 불균일이 일어난다. 일단 불균일이 일어나면 피드백으로 가속화 될 수 있기 때문에 상기 옵티마이징부는 상시 준비상태로 가동되는 것이 바람직하다. 도 24는 이를 고려한 구성의 개념이다. Partial shading or module contamination is highly likely to occur at an unspecified place and at an unspecified time, so unless it is a clearly specified obstacle, it is necessary to consider the balance of all modules in the string. In addition, although the voltage and current characteristics of modules connected in series must be the same, it is difficult to expect such a uniform situation due to the manufacturing process, construction process, and line resistance characteristics. this happens Since the non-uniformity can be accelerated by feedback, it is preferable that the optimizing unit is always operated in a ready state. 24 is a concept of a configuration in consideration of this.

각각의 직렬로 연결된 모듈들(M1, M2, Mn)은 스트링 계통 내에서 전압들이 높거나 낮게 지속적으로 움직이면서 최적화를 하게 된다. 낮은 경우는 당해 모듈의 전류가 적어졌다는 의미이고 높은 경우는 당해 모듈의 전류가 증가했다는 의미이다. 여기서 각각의 옵티마이징부는 전류가 높으면 이를 전압으로 환산해서 전압이 더 높게, 전류가 낮으면 바이패스경로를 확장해서 전류가 더 높게 조정하면서 최대전력점의 범위 내에서 전체적인 각 모듈 간 밸런스를 맞추게 된다. 다만 이때의 밸런스는 전력을 기준으로 하므로, 일사량이 강한 모듈은 더 높은 전압으로, 일사량이 약한 모듈은 더 낮은 전압으로 차이가 날 수 있다.Each series-connected module (M1, M2, Mn) is optimized by continuously moving high or low voltages within the string system. If it is low, it means that the current of the module has decreased, and if it is high, it means that the current of the module has increased. Here, each optimizing unit converts the current into voltage to make the voltage higher, and if the current is low, expands the bypass path to adjust the current higher, and balances each module as a whole within the range of the maximum power point. However, since the balance at this time is based on power, a module with strong solar radiation may have a higher voltage, and a module with weak solar radiation may have a lower voltage.

도 25는 멀티제어 컨버터부(200, 400)의 듀티비 제어 알고리즘을 도시한 흐름도로서, 앞서 도 21에서 설명한 바와 같은 동위상 및 역위상제어 알고리즘을 확장한 구성이다. FIG. 25 is a flowchart illustrating a duty ratio control algorithm of the multi-control converter units 200 and 400, and is an extension of the in-phase and out-of-phase control algorithms described in FIG. 21 above.

제어부(U22, U42)는 제1변수(101)와 제2변수(102)의 변화가 역위상, 즉 예를 들면 제1변수가 +방향(High)인데 제2변수가 -방향(Low)으로 변화하는 것인지를 인지하고 논리함수로 판단하여 상응한 제어를 실행한다.The control units U22 and U42 change the first variable 101 and the second variable 102 in reverse phase, that is, for example, the first variable is + direction (High), but the second variable is - direction (Low). It recognizes whether it is changing, judges it with a logic function, and executes corresponding control.

도 25에서 △V와 △I(또는 △W)를 비교하여 동위상인지를 판단하고(103), 동위상인 경우 멀티제어 컨버터부의 듀티비를 하나의 스텝 상승으로 증가(104)한다. 컨버팅 출력을 강화하는 듀티비인 경우 스텝 상승은 D의 증가가 되고 바이패스경로를 확장하는 듀티비인 경우 스텝 상승은 1-D의 증가가 된다. 동위상 제어의 개념은 논리회로적으로는 AND논리가 된다.In FIG. 25, ΔV and ΔI (or ΔW) are compared to determine whether they are in the same phase (103), and if they are in the same phase, the duty cycle of the multi-control converter unit is increased by one step (104). In the case of a duty ratio that enhances the converting output, the step increase becomes an increase of D, and in the case of a duty ratio that expands the bypass path, a step increase becomes an increase of 1-D. The concept of in-phase control becomes AND logic in terms of a logic circuit.

역위상이라면 듀티비 감소(105, 106)로 제어하는데, 이때 최소 듀티비까지 감소(203)를 하더라도 동위상으로 되돌아오지 않으면 프로세스는 탈출(종료, 500-2)하여 듀티비를 제어하는 것보다는 점프스위치(S22, S42)를 온 하고 컨버팅스위치(S21, S41)를 오프하거나, 점프스위치(S22, S42)를 오프하고 컨버팅스위치(S21, S41)도 오프하여 바이패스경로만 제공하는 작용 중 어느 하나를 하게 된다. 이 작용은 제어부에서 상쇄전류감지부의 감지결과를 반영하여 자동으로 제어하게 된다. If the phase is out of phase, the duty ratio is controlled by decreasing the duty ratio (105, 106). At this time, if the duty ratio is reduced to the minimum (203) and does not return to the same phase, the process escapes (ends, 500-2) rather than controlling the duty ratio. Either by turning on the jump switches (S22, S42) and turning off the converting switches (S21, S41) or turning off the jump switches (S22, S42 and turning off the converting switches (S21, S41) to provide only the bypass path. do one This action is automatically controlled by reflecting the detection result of the offset current sensor in the control unit.

즉, 도 25는 도 21에 비하여 듀티비 최소점에서 점프스위치를 작동시키는 알고리즘(203)이 더 있는 것이다. 그와 반대로 최고 듀티비인 경우는 바이패스 경로가 최대로 확장되는 것이 된다. 역위상 제어의 개념은 논리회로적으로는 EXOR논리가 된다. 기타 나머지 구성은 도 21의 설명을 참작할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.That is, in FIG. 25 , there is an algorithm 203 for operating the jump switch at the minimum duty ratio compared to FIG. 21 . Conversely, in the case of the highest duty ratio, the bypass path is maximally extended. The concept of reverse phase control becomes EXOR logic in terms of a logic circuit. Since the description of FIG. 21 may be taken into consideration for the rest of the components, a detailed description thereof will be omitted.

도 26은 도 23의 옵티마이징부(4000)를 하나의 직렬 스트링에 적용한 실시일례를 도시한 블록다이어그램이다. 이 경우는 특히 하나의 모듈인 모듈(M1)이 음영 발생되는 상황에서 바이패스 루트로 작동하는데, 옵티마이징부 내부에서 점프스위칭부(S42)는 오프되고 컨버팅스위칭부(S41)가 온-오프 되면서 바이패스경로(D42)의 실행 비율을 제어하게 된다. 이때 바이패스전류는 1-D의 값이 클수록 증가한다.FIG. 26 is a block diagram illustrating an embodiment in which the optimizing unit 4000 of FIG. 23 is applied to one serial string. In this case, it operates as a bypass route in a situation where one module, module M1, is shaded. Inside the optimizing unit, the jump switching unit S42 is turned off and the converting switching unit S41 is turned on and off, thereby bypassing the bypass route. The execution rate of the pass path D42 is controlled. At this time, the bypass current increases as the value of 1-D increases.

도 27은 도 23의 옵티마이징부(4000)를 복수의 모듈이 병렬로 스트링 된 구조에 적용한 실시일례를 도시한 블록다이어그램이다. 이 경우 어느 하나의 모듈(M1)에서 음영이 발생되면 옵티마이징부 내부에서 점프스위칭부(S42)가 오프되고 컨버팅스위칭부(S41)가 온-오프 되면서 승압하여 스트링 내 모듈 전압을 균일화 하게 된다. 이때 컨버팅스위칭부(S41)는 1-D(휴지기간)보다 D(작동기간)의 비율을 크게 하여서 Vsc와 Vmp 사이의 위치에 있는 모듈(M1) 전압을 Vmp로 끌어오게 된다.FIG. 27 is a block diagram illustrating an embodiment in which the optimizing unit 4000 of FIG. 23 is applied to a structure in which a plurality of modules are stringed in parallel. In this case, when shading occurs in any one module M1, the jump switching unit S42 is turned off inside the optimizing unit and the converting switching unit S41 is turned on and off to boost the voltage to equalize the module voltage in the string. At this time, the converting switching unit (S41) increases the ratio of D (operating period) to 1-D (idling period) to bring the voltage of the module (M1) located between Vsc and Vmp to Vmp.

도 28은 직병렬 스트링에 도 23의 옵티마이징부를 적용한 실시일례를 도시한 블록다이어그램이다. 이러한 구성에서 어느 모듈에 음영이 발생되면 그 모듈은 바이패스경로가 강화되고 나머지 모듈들은 그로 인해 줄어드는 전압만큼을 전력펌핑으로 승압하여 전체 스트링의 전압을 스트링 부하단(예를 들면 충전제어기 또는 인버터)이 요구하는 바의 최적화로 매칭하게 된다. 부하단이 요구하는 바의 최적 전압으로 맞추면서 상쇄전류감지부의 값이 최대로 된다는 것은 스트링이 최적화 밸런스가 되었다는 것을 의미한다.FIG. 28 is a block diagram illustrating an embodiment in which the optimizing unit of FIG. 23 is applied to a serial/parallel string. In this configuration, when a module is shaded, the bypass path of that module is strengthened, and the remaining modules boost the voltage reduced by power pumping to increase the voltage of the entire string to the string load (for example, a charge controller or inverter) This requirement is matched by optimization. The fact that the value of the offset current sensing unit is maximized while adjusting to the optimum voltage required by the load stage means that the string has become an optimized balance.

도 29는 도 25로 도시한 옵티마이징 알고리즘을 이용하여 직렬 스트링 내에서 최적화 되는 과정을 나타낸 흐름도이다.FIG. 29 is a flowchart illustrating a process of optimizing within a serial string using the optimization algorithm shown in FIG. 25 .

옵티마이징부에는 모듈의 개방전압에 대비하여 최대전력점 전압을 유추한 후, 유추된 최대전력점 전압을 설정값으로 하여서 상응한 제어를 할 수 있다. 이때의 개방전압은 온도와 일사량에 따라 달라지므로 일중의 어느 시점을 정해 놓고 주기적으로 또는 조도와 온도에 따라 주기적으로 개방전압과 최대전력점전압을 실측 유추할 수 있다.In the optimizing unit, after inferring the maximum power point voltage in preparation for the open circuit voltage of the module, corresponding control can be performed using the inferred maximum power point voltage as a set value. Since the open-circuit voltage at this time varies depending on temperature and solar radiation, it is possible to actually measure and infer the open-circuit voltage and maximum power point voltage periodically or periodically according to the intensity of illumination and temperature at a certain time of the day.

도 29에서 상기 모듈 전압이 설정범위, 예를 들면 (Vmp)의 +/- 1% 내외에 있을 때 옵티마이징부는 슬립모드로 대기할 수 있다(5001). 이러한 슬립모드는 도 23에서 점프스위치가 온 되는 상태를 예로 들 수 있다. 슬립모드는 아이들링 전력을 방지 내지 최소화 한다.In FIG. 29, when the module voltage is within a set range, for example, +/- 1% of (Vmp), the optimizing unit may stand by in a sleep mode (5001). This sleep mode can be exemplified by the state in which the jump switch is turned on in FIG. 23 . Sleep mode prevents or minimizes idling power.

옵티마이징부는 설정된 주기에 달하거나 상쇄전류감지부의 변화를 감지하여 웨이크업 모드로 돌아올 수 있다(5002). 예를 들면 환경조건이나 전류 변화가 있을 때를 감지한다.The optimizing unit may return to the wakeup mode by reaching a set period or detecting a change in the offset current sensing unit (5002). For example, it senses when there are environmental conditions or current changes.

이에 따라 상기 직결 모드 상태(5003)에서 모듈의 양측단 전압이 설정전압 범위인지를 판단한다(5004, 5005). Accordingly, in the direct connection mode state (5003), it is determined whether the voltage at both ends of the module is within the set voltage range (5004, 5005).

만약 설정전압보다 높으면 옵티마이징 알고리즘을 펌핑 모드로 작동한다(5007). If it is higher than the set voltage, the optimization algorithm operates in a pumping mode (5007).

만약 설정전압보다 낮으면 옵티마이징 알고리즘을 바이패스 모드로 작동한다(5008). If it is lower than the set voltage, the optimizing algorithm operates in bypass mode (5008).

여기서 모듈이 설정전압(Vmp) 범위를 초과한다는 것은 Voc 방향의 위치에 있는 것으로서, 당해 모듈에서 전류의 잉여가 발생하고 있음을 나타내고 있는 것이므로 이를 전압의 증폭으로 환산하여 전체 스트링에 전류 밸런스를 잡게 된다.Here, the fact that the module exceeds the set voltage (Vmp) range means that it is located in the Voc direction, which indicates that a surplus of current is occurring in the module, so it is converted into voltage amplification to balance the current in the entire string. .

그와 반대로, 모듈이 설정전압(Vmp) 범위를 미달한다는 것은 Vsc 방향의 위치에 있는 것으로서, 당해 모듈에서 전류의 량이 모자라고 다른 모듈들에는 잉여가 발생함을 나타내고 있는 것이므로 이를 전류 바이패스경로 확장을 통해 전체 스트링에 전류 밸런스를 잡게 된다.On the contrary, if the module is below the set voltage (Vmp) range, it is located in the Vsc direction, indicating that the amount of current in the module is insufficient and surplus occurs in other modules, so this is extended to the current bypass path Through this, the current balance is set in the entire string.

또한 모듈 전압이 적은 부분과 모듈 전압이 설정범위를 초과하는 부분이 하나의 스트링 내에서 복합적으로 나타날 수 있지만, 이러한 경우에도 언급된 두 개의 알고리즘이 복합적으로 작용하면서 전체 스트링 내에서 전류와 전압의 밸런스를 취할 수 있게 된다. 예컨대, 직렬로 결합된 스트링에서는 전류로 밸런스가 잡히는 것이고, 병렬로 결합된 스트링에서는 전압으로 벨런스가 잡히게 되는데, 각각은 당해 모듈이 발전전력으로 생산되는 만큼을 스트링 외부의 부하단으로 흘릴 수 있게 되는 것이다. 각각은 각 모듈들의 전력으로 피드백하면서 가동전력을 조달할 수 있다.In addition, the part with low module voltage and the part with module voltage exceeding the setting range may appear complexly within one string, but even in this case, the two algorithms mentioned above act in combination to balance current and voltage within the entire string. can take For example, a string coupled in series is balanced by current, and a string coupled in parallel is balanced by voltage. will be. Each can procure operating power while feeding back the power of each module.

도 30은 PLC 통신경로 확보를 위해 블록킹 필터(410)를 적용한 실시일례를 도시한 블록다이어그램이다.30 is a block diagram illustrating an embodiment in which a blocking filter 410 is applied to secure a PLC communication path.

멀티제어 컨버터부(200, 400)는 출력단이 DC성분을 포함하기 때문에 데이터를 전송하는 PLC 회로를 직접 연결하면 신호의 감쇄가 일어날 수 있다. 본 발명의 블록킹 필터(410)는 데이터 신호에서 하이 임피던스로 작용하여 멀티제어 컨버터부(400) 내부로 흡수되는 신호 감쇄를 예방한다. 당해 제어부에서 송수신되는 PLC 신호는 제1커패시터 링크부(C43-2 또는 C43-3)로 도통되고, 다른 모듈들로부터의 옵티마이징부 PLC 신호는 제2커패시터 링크부(C43-1)로 도통된다.Since the output terminal of the multi-control converter units 200 and 400 includes a DC component, signal attenuation may occur when a PLC circuit for transmitting data is directly connected. The blocking filter 410 of the present invention acts as a high impedance in the data signal to prevent attenuation of the signal absorbed into the multi-control converter unit 400. The PLC signal transmitted and received by the control unit is conducted to the first capacitor link unit (C43-2 or C43-3), and the optimizing unit PLC signal from other modules is conducted to the second capacitor link unit (C43-1).

블록킹 필터(410)는 L을 이용한 임피던스 매칭이나 LC를 조합한 병렬 공진회로 내지 직렬 공진회로로 구성될 수 있다. 예를 들어 10kHz의 PLC 주파수대역에서 높은 임피던스를 갖도록 구성하면, 해당 주파수로 전송되는 PLC 데이터는 컨버터의 DC 성분으로 감소되지 않고 (C43-1)을 통해 스트링으로 전송된다.The blocking filter 410 may be composed of a parallel resonant circuit or a series resonant circuit combining impedance matching using L or LC. For example, if configured to have high impedance in the PLC frequency band of 10 kHz, the PLC data transmitted at that frequency is transmitted as a string through (C43-1) without being reduced to the DC component of the converter.

이러한 원리에 의해 각 멀티제어 컨버터부는 별도의 통신 라인 시공 없이도 단일 파워 라인에서 데이터의 원격 전송이 가능하게 되고, 이러한 구성에 의하여 화재탐지 등에서 자동 작동 내지 원격으로 차단 제어 내지 모니터링을 하면서도 소기의 개별적 DC 옵티마이징으로 파워 조절이 가능하게 된다. According to this principle, each multi-control converter unit enables remote transmission of data on a single power line without the construction of a separate communication line, and by this configuration, automatic operation or remote shutdown control or monitoring in fire detection, etc., while desired individual DC Power can be adjusted by optimizing.

블록킹 필터(410)는 Out+ 또는 Out-단에 접속될 수 있고, 도시 생략된 도 22 및 도 23의 각 구성에 적용될 수 있다. 한편, PLC는 로라, 블루투스, UWB 등 무선망으로 대체 구성하거나 서버 전단에서 혼합적 내지 릴레이 중계로 적용될 수도 있다The blocking filter 410 may be connected to an Out+ or Out- terminal, and may be applied to each configuration of FIGS. 22 and 23 not shown. On the other hand, PLC can be configured as a wireless network such as LoRa, Bluetooth, UWB, etc., or applied in mixed or relay relay at the front end of the server.

본 발명에서 개시한 점프스위칭부(S22, S42) 등은 릴레이를 이용한 기계식 접점으로 대체하여 전류 통과손실을 최소화 하는 구성을 실시될 수 있다. 이때 기계식 릴레이는 그 접점의 노화를 방지하기 위해 접점 양측단에 TR 재지 FET를 병렬로 연결하여 시차적으로 접속 및 차단하는 시소스위치 개념을 적용할 수 있다. 또한 PLC 통신을 이용하여 각 옵티마이저들의 작동기준, 예를 들어, 온도 값 등을 통합 정보로서 공유 제어할 수도 있다.The jump switching units (S22, S42) disclosed in the present invention may be implemented with a configuration that minimizes current passing loss by replacing them with mechanical contacts using relays. At this time, the mechanical relay can apply the concept of a seesaw switch that connects and disconnects in a staggered manner by connecting TR material FETs in parallel to both ends of the contact in order to prevent aging of the contact. In addition, operating criteria of each optimizer, for example, temperature value, etc., may be shared and controlled as integrated information using PLC communication.

한편, 도 30에는 커넥터의 접촉 불량을 무선신호로 포착하는 구성이 포함되어 있는 바 이를 설명한다.Meanwhile, FIG. 30 includes a configuration for capturing a contact failure of a connector as a wireless signal, which will be described.

모듈의 커넥터(421)는 케이블의 중간에 설치되는 것이 대부분이어서 커넥터에 접촉 불량이 일어날 때 온도감지로서 감지하는 것이 시공 상 번거로울 수 있다.Since the connector 421 of the module is mostly installed in the middle of the cable, it may be cumbersome in terms of construction to detect the temperature when a contact failure occurs in the connector.

과열은 곧 열잡음을 수반하는 것이기 때문에 본 발명 도 30의 RF수신부(420)는 이 경우 이를 RF(무선)신호잡음으로 수신하여 커넥터에 접촉 불량이 일어났음을 유추할 수 있다. 이러한 접촉 불량 사실을 제어부(U42)가 감지하면 이를 PLC 신호로 변환해서 모니터링 신호로 전송하는 한편, 자체적으로 제어부(U42)가 듀티비를 약화시키거나 스위치(S41)를 차단하여 화재를 예방하게 된다.Since overheating is immediately accompanied by thermal noise, the RF receiver 420 of FIG. 30 of the present invention receives it as RF (wireless) signal noise in this case, and it can be inferred that the connector has a bad contact. When the control unit U42 detects this contact failure, it converts it into a PLC signal and transmits it as a monitoring signal, while the control unit U42 itself weakens the duty cycle or blocks the switch S41 to prevent fire. .

RF수신부(420)는 주로 라디오 주파수 대역을 수신하는 것이 효과적이다. 그러나 그 주파수보다 높거나 낮은 주파수 대역을 이용하여 감지할 수도 있다. 다만 이때 감지하는 신호는 특정한 데이터가 아니라 열잡음 내지 스파크 잡음으로 비롯되는 불규칙 노이즈 특성의 신호를 수신 대상으로 한다. 즉, 이때 옵티마이저는 무선 잡음신호를 수신하는 안테나 역할을 겸하게 된다.It is effective that the RF receiver 420 mainly receives a radio frequency band. However, it may be sensed using a frequency band higher or lower than that frequency. However, the signal to be sensed at this time is not specific data, but a signal having irregular noise characteristics caused by thermal noise or spark noise. That is, at this time, the optimizer serves as an antenna for receiving a radio noise signal.

도 31은 본 발명 멀티제어 컨버터의 다른 실시일례를 도시한 블록다이어그램으로서, 도 22의 다운 컨버터를 모듈과 직렬 결합토록 구성하여 승압 펌핑이 가능토록 구성한 옵티마이징부의 실시일례이다. FIG. 31 is a block diagram showing another embodiment of the multi-control converter of the present invention, and is an example of an optimization unit configured to enable boost pumping by configuring the down converter of FIG. 22 to be coupled in series with a module.

도 22와 다른 부분인 결합스위치(S31 및 S32)에 대하여 설명하면 다음과 같다.The coupling switches S31 and S32, which are different parts from those of FIG. 22, will be described as follows.

제1결합스위치(S31)의 중압접점 (c1)이 (a1)으로 접촉되고, 제2결합스위치(S32)의 중압접점(c2)가 (a2)로 접촉되면 모듈(M)의 전력은 멀티제어 컨버터부(200)에서 컨버팅 되고 그 출력이 상쇄전류감지부(Rs1)를 경유하여 스트링(Load+, Load-)로 연결된다. When the middle pressure contact (c1) of the first combination switch (S31) is contacted as (a1) and the middle pressure contact (c2) of the second combination switch (S32) is contacted as (a2), the power of the module (M) is multi-controlled. It is converted in the converter unit 200 and its output is connected to the strings (Load+, Load-) via the offset current sensing unit Rs1.

이 상태에서 컨버팅스위치(S21)의 듀티비 제어로 (D / 1-D)의 식에서 D가 커지도록 제어하면 모듈(M)과 바이패스 전력이 혼합적으로 스트링에 공급되고, 1-D가 커지도록 제어하면 그 크기만큼 바이패스경로가 확장된다. In this state, by controlling the duty ratio of the converting switch (S21) to increase D in the equation (D / 1-D), the module (M) and bypass power are mixedly supplied to the string, and 1-D increases If controlled to be, the bypass path is expanded by that size.

또한 컨버팅스위치(S21)가 오프 상태에서 점프스위치(S22)가 온으로 도통되면 모듈(M)의 전력은 그대로 스트링에 직접 연결된다. 여기까지의 동작은 스위치(S31 및 S32)가 없는 도 22의 작용과 같다.In addition, when the jump switch S22 is turned on while the converting switch S21 is off, the power of the module M is directly connected to the string as it is. The operation up to this point is the same as that of FIG. 22 without switches S31 and S32.

그런데, 만약 컨버팅스위치(S21)의 듀티비(D)가 100%까지 증가한 위치에서 상쇄전류감지부(Rs1)의 감지전력이 최대로 되는 것이라면 이때는 오히려 다운컨버팅이 스트링에서 저해요소로 작용하는 것이라 유추할 수 있다. 따라서 직렬결합스위치(S31 및 S32)를 접점 전환해 볼 수 있다.However, if the sensing power of the offset current sensing unit (Rs1) is maximized at the position where the duty ratio (D) of the converting switch (S21) is increased to 100%, in this case, it is inferred that downconversion acts as an impediment in the string. can do. Therefore, the contacts of the series coupling switches S31 and S32 can be switched.

이에 따라 제1결합스위치(S31)의 중앙접점(c1)이 (b1)으로 접촉되고, 제2결합스위치(S32)의 중앙접점(c2)이 (b2)로 접촉되면 모듈(M)의 +측 입력전압(in+)은 스트링(Load+)에 직접 연결되고, 모듈(M)의 -측 전압은 멀티제어 컨버터부(200)의 출력(+)와 출력(-)가 모듈(M-)와 스트링(Load-)에 직렬로 결합되어 스트링으로 공급된다. 즉, 부극성(negative) 전원으로서 모듈(M)과 멀티제어 컨버터부(200)의 출력전압이 직렬로 결합되어 스트링(Load+, Load-) 간에 전력펌핑 전압으로 공급되는 것이다. 이 전압은 컨버팅스위치(S21)의 듀티비 제어로서 조절되며, 그 조절의 범위는 상쇄전류감지부(Rs1)로부터 감지되는 결과에 따라 제어를 받게 된다.Accordingly, when the central contact point (c1) of the first combination switch (S31) is contacted as (b1) and the center contact point (c2) of the second combination switch (S32) is contacted as (b2), the + side of the module (M) The input voltage (in+) is directly connected to the string (Load+), and the -side voltage of the module (M) is that the output (+) and output (-) of the multi-control converter unit 200 are connected to the module (M-) and the string ( Load-) is connected in series and supplied as a string. That is, as a negative power supply, the output voltage of the module M and the multi-control converter unit 200 is coupled in series and supplied as a power pumping voltage between the strings (Load+, Load-). This voltage is controlled by controlling the duty ratio of the converting switch (S21), and the range of its adjustment is controlled according to the result detected by the offset current sensing unit (Rs1).

정리하면, 도 31의 직렬결합스위치(S31, S32)는 듀티비의 상한 비율에서 도 22의 다운 컨버터가 도 23의 업다운 컨버터로 역할을 하도록 하되 모듈과 직렬 결합하여 컨버팅 효율을 올리는 구성에 해당한다. 즉, 도 31의 경우는 모듈(M)의 전압범위를 이용하여 멀티제어 컨버터(200)의 컨버팅 출력전압 범위를 작게 함으로써, 컨버터의 크기와 전력제어용량을 줄이면서 효율을 향상하는 이점이 있다.In summary, the series-coupled switches S31 and S32 of FIG. 31 correspond to a configuration in which the down converter of FIG. 22 serves as the up-down converter of FIG. 23 at the upper limit ratio of the duty ratio, but is coupled in series with the module to increase the conversion efficiency. . That is, in the case of FIG. 31 , by reducing the converting output voltage range of the multi-control converter 200 using the voltage range of the module M, there is an advantage of improving efficiency while reducing the size and power control capacity of the converter.

도 32는 도 31의 제1결합스위치(S31)와 제2결합스위치(S32)를 반도체 스위치로 대체한 구성(본 발명은 MOSFET 등의 극성을 특정한 방향에 한정하고 있지 않으므로 도 32의 스위치들은 이를 감안한 표현이다)의 실시일례이다. 나아가 도 32는 상쇄전류감지부를 제1상쇄전류감지부(Rs1)과 제2상쇄전류감지부(Rs2)로 분기하고 서로 간의 동위상과 역위상 감지로 앞에서 설명한 동위상제어와 역위상 제어를 하는 기능으로 개시한 것이다.32 is a configuration in which the first coupling switch S31 and the second coupling switch S32 of FIG. 31 are replaced with semiconductor switches (since the present invention does not limit the polarity of a MOSFET or the like to a specific direction, the switches in FIG. It is an example of an embodiment of the expression taken into account). 32 shows that the offset current sensing unit is branched into the first offset current sensing unit (Rs1) and the second offset current sensing unit (Rs2), and the above-described in-phase control and anti-phase control are performed by detecting in-phase and anti-phase between each other. It started as a function.

도 33은 이를 설명한 흐름도로서, 이하 작용을 설명한다.33 is a flow chart explaining this, and the operation is described below.

도 32에서 제어부(U22)는 (RS1) 및 (Rs2)의 전류 내지는 이를 이용한 각각의 전력을 감지한다(6001).In FIG. 32, the control unit U22 senses the currents of (RS1) and (Rs2) or each power using them (6001).

감지결과 (Rs1)으로부터의 값이 (Rs2)로부터의 값보다 크면 제어부(U22)는 (S21)의 듀티비를 감소시킨다(6002, 6003). 즉, 듀티비가 줄어드는 만큼 바이패스 다이오드(D22)를 통해 흐르는 스위칭 타임은 늘어나게 되므로 이 기능이 바이패스 경로 개설 및 확장 조절이 된다. 이때 제1결합스위치(S31)의 (b1-c1)접점과 제2결합스위치(S32)의 (b2-c2) 점점은 off 상태이고, (S31)의 (a1-c1)점점과 (S32)의 (a2-c2)접점은 on 상태로 될 필요가 있다. 또한 (S21)의 듀티비 제어는 (S32)의 (a2-c2) 접촉 시간을 듀티비 제어하는 것으로서도 실질적으로 동일한 기능을 달성할 수 있다.If the value from the detection result (Rs1) is greater than the value from (Rs2), the control unit U22 reduces the duty ratio of (S21) (6002, 6003). That is, since the switching time flowing through the bypass diode D22 increases as much as the duty ratio decreases, this function serves as a bypass path opening and expansion control. At this time, the contact point (b1-c1) of the first combination switch (S31) and the point (b2-c2) of the second combination switch (S32) are off, and the contact point (a1-c1) of (S31) and the point (S32) are off. (a2-c2) The contact needs to be turned on. In addition, the duty ratio control of (S21) can achieve substantially the same function as the duty ratio control of (a2-c2) contact time of (S32).

감지결과 (Rs1)으로부터의 값이 (Rs2)로부터의 값보다 작고, 또한 컨버팅스위치(S21)의 듀티비가 예를 들어 1% 이상 100% 미만의 사이에 있으면, 직전의 (RS1) 및 (Rs2)의 값과 비교하면서 동위상 내지 역위상 제어를 할 수 있다(6004, 6005, 6006). 즉, 듀티비가 조절되는 만큼 모듈의 전력은 컨버팅 되어 스트링으로 흐르게 되는데, 듀티비가 증가하면 모듈 전압은 저하하고, 듀티비가 감소하면 모듈 전압은 증가하므로 (Rs2)로 흐르는 전류(전력)이 최대값이 되도록 제어부(U22)는 (S21)의 듀티비를 제어하게 된다. 이 기능이 파워 옵티마이징 기능이 된다. 이때는 제1결합스위치(S31)의 (b1-c1)접점과 제2결합스위치(S32)의 (b2-c2)접점은 off, 제1결합스위치(S31)의 (a1-c1)접점과 제2결합스위치(S32)의 (a2-c2)접점은 on 상태로 될 필요가 있다.If the value from the sensing result (Rs1) is smaller than the value from (Rs2) and the duty ratio of the converting switch (S21) is between, for example, 1% or more and less than 100%, the immediately preceding (RS1) and (Rs2) In-phase or anti-phase control can be performed while comparing with the value of (6004, 6005, 6006). That is, as much as the duty ratio is adjusted, the power of the module is converted and flows to the string. As the duty ratio increases, the module voltage decreases, and as the duty ratio decreases, the module voltage increases, so the current (power) flowing through (Rs2) has a maximum value. The control unit U22 controls the duty ratio of (S21) as much as possible. This function becomes the power optimizing function. At this time, the (b1-c1) contact of the first coupling switch (S31) and the (b2-c2) contact of the second coupling switch (S32) are off, and the (a1-c1) contact of the first coupling switch (S31) and the second coupling switch (S31) are off. The (a2-c2) contacts of the coupling switch (S32) need to be turned on.

감지결과 (Rs1)으로부터의 값이 (Rs2)로부터의 값보다 작고, 또한 (S21)의 듀티비가 예를 들어 100%가 되었다면, 제어부(U22)는 제1결합스위치(S31)의 (a1-c1)접점과 제2결합스위치(S32)의 (b2-c2)접점을 on으로 전환한다(6007, 6008). 즉 아이들링 손실을 제거하고 모듈을 스트링에 직결했을 때 더 나은 효과가 있는지를 판단하는 것이다. 이 기능이 모듈과 스트링을 직접 결합한 상태이며, 이를 위해 제1결합스위치(S31)의 (b1-c1)접점과 제2결합스위치(S32)의 (a2-c2)접점은 off 상태로 될 필요가 있다.If the value from the detection result (Rs1) is smaller than the value from (Rs2) and the duty ratio of (S21) becomes, for example, 100%, the controller U22 controls (a1-c1) of the first coupling switch S31. ) contact and the (b2-c2) contact of the second combination switch (S32) are turned on (6007, 6008). In other words, it is to determine whether there is a better effect when the idling loss is removed and the module is directly connected to the string. This function is a state in which the module and the string are directly coupled, and for this, the (b1-c1) contact of the first coupling switch (S31) and the (a2-c2) contact of the second coupling switch (S32) need to be in an off state there is.

만약, 상기 (6008)의 직결 결과 직전의 효과보다 효과가 더 올라갔다면, 제어부(U22)는 제1결합스위치(S31)의 (b1-c1)접점과 제2결합스위치(S32)의 (b2-c2)접점을 on 및 제1결합스위치(S31)의 (a1-c1)접점과 제2결합스위치(S32)의 (a2-c2)접점을 off로 한 상태에서 (Rs2)의 직전 및 직후 값을 비교하면서 (S21)의 듀티비를 UP 또는 DOWN 하는 동위상 또는 역위상 제어를 할 수 있다(6009, 6010). 이 기능은 앞에서 설명한 전력펌프의 기능에 해당한다.If, as a result of the direct connection of step (6008), the effect is higher than that immediately before, the controller U22 controls the (b1-c1) contact of the first coupling switch (S31) and (b2) of the second coupling switch (S32). Values just before and after (Rs2) in the state where the contact point (c2) is turned on and the contact points (a1-c1) of the first combination switch (S31) and (a2-c2) contacts of the second combination switch (S32) are turned off It is possible to perform in-phase or anti-phase control to increase or decrease the duty ratio of (S21) while comparing (6009, 6010). This function corresponds to the function of the power pump described above.

위와 같은 설명으로 알 수 있듯이, 본 발명은 하나의 벅 컨버터를 직렬 내지 병렬로 결합하여 바이패스, 직결, 전력펌핑의 3가지 기능을 달성하는데, 특히 전력펌핑은 모듈(M1)과 직렬로 컨버터(200)의 출력을 결합하여 컨버터의 전력소모를 최소화 하는 효과가 있는 것이다. 직렬 연결은 부극성으로 연결뿐만 아니라 도시생략된 정극성으로 직렬 연결도 가능하다.As can be seen from the above description, the present invention achieves three functions of bypass, direct connection, and power pumping by combining one buck converter in series or parallel. 200) has the effect of minimizing the power consumption of the converter. The serial connection can be connected in a negative polarity as well as in a series connection with a positive polarity (not shown).

도 32 및 도 33에서 제1상쇄전류감지부와 제2상쇄전류감지부의 결과는 앞에서 동위상 및 역위상으로 설명한 때의 제1변수 및 제2변수가 된다.In FIGS. 32 and 33, the results of the first offset current detection unit and the second offset current detection unit become the first variable and the second variable when described in the same phase and antiphase.

도 34는 소방대원 내지 시공자의 감전사고 예방을 위한 일실시례를 도시한 블록다이어그램이며, 도 35는 도 34의 작용을 설명하는 흐름도이다.34 is a block diagram illustrating an embodiment for preventing electric shock accidents for firefighters or contractors, and FIG. 35 is a flowchart illustrating the operation of FIG. 34 .

도 34는, Figure 34,

태양광 발전 설비 모듈(M1);Solar power plant module (M1);

모듈에 연결되는 옵티마이저 또는 급속차단부(3000);An optimizer or quick disconnect unit 3000 connected to the module;

상기 옵티마이저에 포함되되, 소방신호에 반응하는 소방신호수신기(3300);A firefighting signal receiver 3300 included in the optimizer and responding to a firefighting signal;

모듈의 전력을 차단 제어하는 급속차단스위치부(S31 또는 S32);A rapid cut-off switch unit (S31 or S32) for controlling power cut off of the module;

상기 옵티마이저는 모듈의 최대전력점전압을 추적하면서 상기 소방신호수신기의 출력 발생 시에 상기 급속차단스위치부를 제어하여 모듈의 전력을 부하단과 차단하는 구성을 포함하는 태양광 설비에 대한 소방안전 등의 기술을 개시한 것이다. The optimizer tracks the maximum power point voltage of the module and controls the quick-disconnect switch when the output of the fire signal receiver is generated to cut off the power of the module from the load. Technology such as fire safety for solar power facilities has initiated

이러한 구성은 앞에서 설명한 옵티마이저와는 별개로서 태양광 발전시설 전력선 계통에 독립적인 차단 작용을 하는 장치로 사용될 수 있다.This configuration is separate from the optimizer described above and can be used as a device that independently blocks the power line system of a photovoltaic power plant.

여기서, 상기 소방신호에 반응하는 작용은 가청음파로 소방차의 사이렌의 특징 음향을 감지하거나, 초음파 등 비가청 음향의 코드 제어신호로서 감지할 수 있다.Here, the function of responding to the firefighting signal may be detected as an audible sound wave as a characteristic sound of a siren of a fire truck or as a code control signal of non-audible sound such as ultrasonic waves.

이때 상기 소방신호는 특정 소방신호 코드 신호로서 특정 방향으로 지향각을 가지는 신호를 발생하는 제어송신기를 포함하는 것이 바람직하다. 제어송신기는 무선으로 온-오프 신호를 전송하는 구성을 포함한다.In this case, the firefighting signal preferably includes a control transmitter for generating a signal having a beam angle in a specific direction as a specific firefighting signal code signal. The control transmitter includes a configuration for transmitting an on-off signal wirelessly.

나아가 상기 소방신호수신기는 원격으로 감지대상 주파수 등 신호특성을 설정할 수 있도록 하고, 이를 소방차에서 발생하는 소방신호에 반응하거나 소방차 또는 시공자가 원격으로 제어하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에는 소방신호수신기 및 이에 쌍으로 구성되는 제어송신기를 포함한다.Furthermore, it is preferable that the fire-fighting signal receiver remotely set signal characteristics such as a frequency to be sensed, and react to a fire-fighting signal generated from a fire engine or remotely controlled by a fire engine or a constructor. That is, the present invention includes a fire signal receiver and a control transmitter configured as a pair thereof.

주요 특징부에 대하여 설명하면 다음과 같다.The main features are described as follows.

소방대원의 안전을 확보하려면 무엇보다도 화재를 진화하기 위한 현장에서 당해 소방대원이 직접 전력을 차단하는 것이 효과적이며 확실한 대안이다.In order to ensure the safety of firefighters, it is an effective and reliable alternative for the firefighters to directly cut off power at the site to extinguish the fire.

이를 위해 본 발명에서는 우선, 소방대원이 휴대할 수 있는 단말기로서 원격으로 차단하는 기능을 개시한다. 즉, TV 리모컨과 유사한 기능으로 태양광 설비가 있는 옵티마이저(또는 전용의 회로차단기)를 향해 차단신호를 제어송신(3600)하여 이를 수신(3100, 3200) 한 소방신호수신기(3300)가 제어부(U22)를 작동시켜 전력선 결합스위치(S31, S32)를 차단하도록 구성한 것이다.To this end, the present invention first discloses a remote blocking function as a terminal that can be carried by a fire brigade. That is, a fire signal receiver 3300 that receives (3100, 3200) a blocking signal by controlling and transmitting (3600) a blocking signal toward an optimizer (or a dedicated circuit breaker) with a photovoltaic facility with a function similar to a TV remote control is a controller ( U22) is operated to block the power line coupling switches S31 and S32.

여기서 리모컨과 유사한 기능은, 초음파, RF, 레이저, LED 광을 매개로 제어될 수 있다. 이러한 기능은 ISM 밴드의 주파수 등을 이용한 데이터 단말이나 WiFi 네트워크(3400)를 이용하여 구성할 수도 있다.Here, a function similar to that of the remote control may be controlled via ultrasonic, RF, laser, or LED light. This function may be configured using a data terminal using a frequency of the ISM band or a WiFi network 3400.

도 34에서 (S31) 및 (S32)는 도 32의 옵티마이저 내부로 통합될 수 있음을 예시한 것이지만, 이 부분만 따로 떼어서 전용의 회로차단기 기능으로 구성할 수도 있는 바, 도 35의 블록 3000은 이러한 구성을 예시한 것이다. In FIG. 34, (S31) and (S32) illustrate that they can be integrated into the inside of the optimizer of FIG. 32, but only these parts can be separated and configured as a dedicated circuit breaker function. Block 3000 of FIG. 35 This configuration is exemplified.

한편, 소방차는 고유의 사이렌 소리가 있다. 통상적인 가청주파수는 20~20000Hz (20KHz)인데, 소방차의 사이렌은 예를 들면, 700Hz에서 1,500Hz의 범위로 상향할 때는 35Hz스텝으로, 1500Hz에서 700Hz로 하향할 때는 15Hz스텝으로 변조를 하면서 700Hz에서 1500Hz, 다시 1500Hz에서 700Hz로 오르내림 음향을 반복한다. 본 발명에서는 이러한 예시된 주파수와 변조에 한정되는 것은 아니되, 원리적으로 이러한 소방차 사이렌 특성을 감지하여 설정된 레벨 및 설정된 시간동안 지속될 때 소방신호수신기(3300)가 작동하도록 구성할 수 있다.On the other hand, a fire engine has its own siren sound. The normal audible frequency is 20 ~ 20000Hz (20KHz), but the siren of a fire truck, for example, modulates in 35Hz steps when going up from 700Hz to 1,500Hz and at 15Hz steps when going down from 1500Hz to 700Hz. 1500Hz, repeats the sound rising and falling again from 1500Hz to 700Hz. In the present invention, it is not limited to these exemplified frequencies and modulations, but in principle, the fire signal receiver 3300 can be configured to operate when the fire engine siren characteristics are sensed and maintained at a set level and for a set time.

나아가 본 발명으로 태양광 제어신호의 표준화가 만들어진다면 그 주파수 및 특정 코드에 맞추어 신호를 수신하는 기능을 소방신호수신기(300)에 구비할 수 있다. 그와는 별도로 5비트 체제로 된 모오스 코드(SOS, FIRE 등)를 이용한 가청주파수로 제어할 수도 있다. 초음파 내지 RF 등의 데이터인 경우는 ASCII 등의 제어신호로 이를 대신할 수 있다.Furthermore, if the solar control signal is standardized according to the present invention, the fire signal receiver 300 may have a function of receiving a signal according to the frequency and specific code. Apart from that, it can also be controlled with an audible frequency using Morse code (SOS, FIRE, etc.) in a 5-bit system. In the case of data such as ultrasonic or RF, it can be replaced with a control signal such as ASCII.

도 35는 도 34에 도시된 블록다이어그램에서 소방신호수신기(3300)가 제어부(U22)를 기동하는 상황을 예시한 흐름도이다.FIG. 35 is a flowchart illustrating a situation in which the firefighting signal receiver 3300 activates the control unit U22 in the block diagram shown in FIG. 34 .

먼저, 소방신호수신기는 대기상태로 유지한다(7001). First, the fire signal receiver is maintained in a standby state (7001).

이 대기 상태는 옵티마이저(200)에 소방신호수신기(3300)가 내장된 경우 제어부(U22)와 결합되어 작동하게 되며, 만약 옵티마이저 아닌 인버터, 모듈 또는 접속함 기타 다른 장치에 또는 독립적인 회로차단장치로 구성된 경우에는 자체적으로 내장된 마이컴(U22) 등에서 작동하게 된다.This standby state operates in combination with the control unit U22 when the fire signal receiver 3300 is built into the optimizer 200, and if the optimizer is not an inverter, module or junction box or other device or independent circuit break If it is configured as a device, it operates in a built-in microcomputer (U22) or the like.

소방차가 근접하여 사이렌이 발생하면 그 신호의 강도가 설정된 레벨에 달하는지를 감지한다(7002). 가청음이 아니라면 초음파 내지 전파로 송신될 것이고, 이때는 수신강도로 판단할 것이다. 여기에서 수신강도에는 원격으로 제어하는 제어송신기로부터의 신호를 포함한다.When a siren is generated due to the proximity of a fire engine, it is detected whether the strength of the signal reaches a set level (7002). If it is not an audible sound, it will be transmitted as ultrasonic waves or radio waves, and in this case, it will be judged by the reception strength. Here, the reception strength includes the signal from the control transmitter that is remotely controlled.

다음으로, 설정된 레벨의 신호강도가 감지되었다면 그 신호가 단순한 잡음인지 기 설정된 소방신호에 해당하는지를 검사하게 된다(7002). 여기에서 소방신호라 함은 원격으로 제어하는 제어송신기로부터의 제어코드를 포함할 수 있다.Next, if the signal strength of the set level is detected, it is checked whether the signal corresponds to simple noise or a preset firefighting signal (7002). Here, the fire signal may include a control code from a control transmitter that controls remotely.

소방신호로 감지되었다면 설정된 기간 동안 계속되는지를 추가적으로 검사한다(7004). 이러한 신호의 지속성 여부를 검사하는 것은 특히 사이렌의 경우 도로상에서 지나가는 소방차의 신호에 반응하지 않도록 하지 위한 안전장치에 해당한다. 경우에 따라서는 이러한 설정 기간은 짧게 하거나 생략할 수도 있다. 제어송신기로부터의 제어코드 신호가 이에 해당한다.If it is detected as a fire signal, it is additionally checked whether it continues for a set period of time (7004). Inspecting the continuity of such a signal corresponds to a safety device to prevent the siren from reacting to the signal of a fire engine passing on the road. In some cases, this setting period may be shortened or omitted. The control code signal from the control transmitter corresponds to this.

다음으로, 본 발명에는 오작동 방지를 위한 부가적인 구성을 더 채택할 수 있다(7005). 예를 들어, 도시 생략된 차동온도감지, 온도감지, 화염감지, 연기감지, 차동연기감지, 습도감지, 기압감지, 절연센서, 진동센서, 수압센서, 아크노이즈(도 30의 422, 420) 등의 감지 구성을 부가적으로 포함할 수 있다.Next, an additional configuration for preventing malfunction may be further adopted in the present invention (7005). For example, differential temperature detection, temperature detection, flame detection, smoke detection, differential smoke detection, humidity detection, air pressure detection, insulation sensor, vibration sensor, water pressure sensor, arc noise (422, 420 in FIG. 30), etc., which are not shown. It may additionally include a sensing configuration of.

여기서 차동온도감지는 화재에 따라 단위시간당 온도상승의 가파름을 감지하는 센서이고, 온도감지는 절대 값으로의 과열온도를 측정하고자 하는 센서이다. 화염감지, 연기감지, 차동연기감지는 연기를 감지하여 이에 상당한 효과를 얻고자 하는 센서이다.Here, the differential temperature detection is a sensor that detects the steepness of the temperature rise per unit time according to the fire, and the temperature detection is a sensor that measures the overheat temperature in absolute value. Flame detection, smoke detection, and differential smoke detection are sensors that detect smoke and obtain significant effects.

습도감지, 기압감지, 수압감지, 절연센서, 진동센서 등은 소방 호스로 살수되었을 때 물에 의한 절연파괴, 수압, 진동 등의 변화를 감지하기 위한 센서이다. 이러한 센서들과 앞 단계에서의 소방신호 감지를 취사선택적으로 적용하여 동시에 감지되었을 때 제어부(U22)는 전력선에 직렬로 결합된 스위치(예를 들면 S31, S32 등)를 차단(7006)하게 된다.Humidity detection, atmospheric pressure detection, water pressure detection, insulation sensor, vibration sensor, etc. are sensors for detecting changes in insulation breakdown, water pressure, vibration, etc. caused by water when water is sprayed with a fire hose. When these sensors and fire signal detection in the previous step are selectively applied and sensed simultaneously, the control unit U22 blocks (eg, S31, S32, etc.) switches (eg, S31, S32, etc.) coupled in series to the power line (7006).

다만, 소방 살수에 갈음되는, 절연센서에 의해 물 또는 이에 준한 절연파괴가 감지되었을 때는 앞 단계의 (7002 내지 7004) 단계를 건너 띄어 급속 차단(7008, 7006)이 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이를 위해 절연센서(3900-1)는 장치 케이스(3900-2) 외부에 상하좌우전후 중 적어도 하나 이상의 위치에 일정 간격(예를 들면 0.1mm에서 20mm 중 설정된 간격)을 갖는 금속성 부재로 돌출시켜서 여기에 닿는 습도 내지 물의 저항으로 반응하도록 구성할 수 있다(도 34의 3900-1, 2 참조). 이러한 절연센서로 구성할 경우 음향 또는 원격 제어와는 별개의 기능으로 소방안전을 위한 독립된 급속 차단 기능을 구성할 수 있다. 이때의 구성은 개별적인 옵티마이저 장치의 케이스 또는 스트링 전체에 공통된 센서로서 하나의 급속 차단 장치로 구성될 수 있다. However, when water or equivalent insulation breakdown is detected by the insulation sensor, which is replaced by fire-fighting watering, it is preferable to skip the steps (7002 to 7004) of the previous step and control them to be quickly cut off (7008, 7006). To this end, the insulation sensor 3900-1 protrudes from the outside of the device case 3900-2 with a metallic member having a predetermined interval (for example, a set interval between 0.1 mm and 20 mm) at least one of the top, bottom, left, right, front and rear positions. It can be configured to respond with humidity or resistance of water (see 3900-1 and 2 in FIG. 34). When configured with such an isolated sensor, it is possible to configure an independent rapid cut-off function for fire safety with a function separate from sound or remote control. The configuration at this time may consist of a case of an individual optimizer device or a single quick-disconnect device as a sensor common to the entire string.

이 스위치들은 인버터의 입력단 전원을 차단하거나 각각의 모듈 출력단에서 스트링으로 제공되는 전력을 차단하게 되므로 소방대원의 전기감전으로부터 안전을 제공할 수 있게 된다. These switches cut off the input power of the inverter or the power provided to the string from the output of each module, so it can provide safety from electric shock to firefighters.

도 35에서 일정 기간 이후 상황이 종료되었을 때 본래의 모듈 발전상태로 복귀되도록 또는 원격으로 복구되도록 구성할 수 있다(7007). 이 구성은 일종의 워치독 기능으로 고려될 수 있다.In FIG. 35, when the situation ends after a certain period of time, it can be configured to return to the original module power generation state or to be remotely restored (7007). This configuration can be considered as a kind of watchdog function.

한편, 이러한 절연센서로 독립적인 급속 차단(7008, 7006)을 할 때는 차단 작동의 신뢰성을 높이기 위해 소방 살수 때에 모듈에 가해지는 진동 상태를 AND 조건으로 결합 감지하여, 예를 들어 일정 이상의 절연센서 감지 값이고 일정 이상의 진도 감지 값일 때 이를 화재 진화 상태라고 유추하도록 구성할 수 있다. On the other hand, when performing independent rapid shutoff (7008, 7006) with these insulation sensors, in order to increase the reliability of the shutoff operation, the vibration state applied to the module at the time of fire spraying is combined with AND conditions to detect, for example, insulation sensor detection above a certain level value and can be configured to infer that it is a fire extinguishing state when it is a detection value of a certain level or more.

절연, 진동, 기압, 차동온도 센서 등이 적어도 둘 이상 결합된 구성에서, 예를 들어 빗물과 소방 살수의 절연 지표로서 저항 값을 중간레벨(예를 들어 1k옴) 기준으로 하여 그 이하의 값이면 소방 살수로, 그 이상의 값이면 통상의 빗물 내지 안개에 의한 습도로 간주하도록 설정할 수 있다. 마찬가지로 진도 3(본 발명에서 가상적인 예시이므로 지진 지표인 진도와는 별개이다) 이상에서는 소방 살수로 판단하고 진도 3 미만에서는 통상의 바람 수준이라고 간주하도록 설정할 수 있다. In a configuration in which at least two or more insulation, vibration, barometric pressure, differential temperature sensors, etc. are combined, for example, as an insulation indicator of rainwater and firefighting spray, if the value is less than the middle level (eg 1k ohm) based on the resistance value If the value is higher than that, it can be set to be regarded as humidity caused by normal rainwater or fog. Similarly, it can be set to be determined as fire-fighting watering at magnitude 3 (because it is a hypothetical example in the present invention, so it is separate from the earthquake indicator, seismic intensity), and to be regarded as a normal wind level at magnitude less than 3.

이 경우 절연 저항 1k옴 이하 및 진도 3 이상으로 진동이 감지된 경우(AND 조건 만족) 급속 차단 기능이 실제로 작동되고 그외 설정된 범위 시간 외에 개별적으로 감지되는 때는 실제 작동을 유보하는 구성으로 실시될 수 있다. 물론 여기에 기압센서와 차동온도감지 센서의 결과를 더 추가한다면 신뢰성은 더욱 올라간다.In this case, when vibration is detected with an insulation resistance of 1 kohm or less and a magnitude of 3 or more (AND condition satisfied), the rapid cut-off function is actually operated, and when it is detected individually outside the set range time, the actual operation can be suspended. . Of course, if the results of the barometric pressure sensor and the differential temperature sensor are added to this, the reliability increases even more.

본 발명에는 이러한 센서들의 감지 값을 딥러닝으로 분석하는 인공지능 알고리즘을 포함할 수 있는 바, 예를 들면 BIPV(건물 일체형 태양광 모듈)에서 지붕 또는 벽체의 위치와 계절, 동서남북 방향별 계수 및 여기에 기상청의 기상정보를 추가적으로 결합하여 실제 소방 살수에 대응한 각종 센서들의 데이터를 빅데이터로 학습시킴으로써, 건물의 형상과 계절 등의 상황에 따라 상기 절연 저항 기준과 진도 기준과 기압기준 설정 값 등이 적절히 가감 조절될 수 있는 기능, 즉 인공지능으로 작동시킬 수 있는 것이다. The present invention may include an artificial intelligence algorithm that analyzes the detected values of these sensors by deep learning. For example, in BIPV (building-integrated photovoltaic module), the position of the roof or wall and the season, and the coefficient and excitation for each direction By additionally combining the meteorological information of the Meteorological Administration and learning the data of various sensors corresponding to the actual fire watering as big data, the insulation resistance standard, progress standard, and barometric pressure standard setting values, etc. It is a function that can be adjusted appropriately, that is, it can be operated with artificial intelligence.

진동감지센서로서 예를 들면 진도 5 이상 감지 시에 단독으로 회로차단기를 작동시키도록 할 경우 지진 발생에서 스트링 전력이 자동으로 차단되는 기능이 된다. 따라서 이러한 센서들의 연동 기능은 인공지능을 통해 조합 내지 단독으로, 소방 안전 및 지진 대응 등 다양한 기능이 발휘될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As a vibration sensor, for example, if a circuit breaker is operated independently when a seismic intensity of 5 or more is detected, the string power is automatically cut off in the event of an earthquake. Therefore, it can be seen that the interlocking function of these sensors can be combined or alone through artificial intelligence, and various functions such as fire safety and earthquake response can be demonstrated.

더 나아가, 본 발명에는 직렬 또는 병렬로 연결된 모듈 스트링 구조에서 어느 하나가 이러한 소방 진화 상태를 감지하였다면, 그 감지 상태를 중앙 관제시스템을 향해 모니터링 데이터로 전송하거나, 인근의 스트링 모듈 그룹(해당 직렬 또는 병렬 스트링 또는 중앙인버터에 연결된 모듈 스트링 전체)에 이를 알린 후 회로를 차단하는, 감지 결과를 공유한 후, 자체 차단을 하는 순서적인 제어 기능의 시켄스 급속차단 기능을 포함한다.Furthermore, in the present invention, if any one of the module string structures connected in series or parallel detects such a fire extinguishing state, the detected state is transmitted as monitoring data toward the central control system, or a nearby string module group (corresponding series or It includes a sequential control function that blocks the circuit after notifying the parallel string or the entire module string connected to the central inverter, shares the detection result, and then shuts off itself.

이러한 시켄스 급속차단 기능은 예를 들어 어느 하나의 모듈이 먼저 차단되고 나면 나머지 모듈로 공급되는 전원(스트링) 경로가 차단되어서 나머지 모듈의 옵티마이저 등은 차단작동이 부정확 내지 불가하게 되는 문제를 방지할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 급속차단 스위치 내지 옵티마이저에는 ‘선 감지 및 후 공유’를 위한 멀티캐스팅 내지 브로드캐스팅 방식의 통신(전송 및/또는 수신) 제어수단을 포함할 수 있다.This sequence rapid shut-off function prevents problems in which, for example, when one module is first cut off, the power (string) path supplied to the other module is cut off, and the optimizer of the other module makes the cut-off operation inaccurate or impossible. can To this end, the quick disconnect switch or optimizer of the present invention may include multicasting or broadcasting communication (transmission and / or reception) control means for 'pre-detection and post-sharing'.

한편, 이러한 멀티캐스팅 내지 브로드캐스팅 방식은 도 34의 제어송신기(3600)를 이용하는 급속 차단 off는 물론, 역발상으로서 제어송신기(3600)를 이용하여 on으로 제어할 수도 있는데 이 기능은 옵티마이저의 출력 개시 또는 회로차단기의 ON 작동 개시에 갈음되는 작용이다.On the other hand, such a multicasting or broadcasting method can be controlled to be turned on using the control transmitter 3600 as a reverse idea, as well as the rapid blocking off using the control transmitter 3600 of FIG. 34. This function starts the output of the optimizer Or, it is an action that substitutes for starting the ON operation of the circuit breaker.

즉, 이 기능을 이용하면, 예를 들어 화재를 인지했을 때 굳이 소방차가 오기 전에라도 현장 관리자가 어느 하나 이상의 모듈에 대하여 급속 차단 제어가 가능하게 되고, 더 나아가 공장 출하 시에 출력이 차단으로 설정되어 있던 회로차단기 또는 옵티마이저를 스트링 결합 시공을 완료한 시공자가 각 모듈의 전력 출력을 스타트 하는 기능으로 적용될 수 있는 것이다. 이는 결국 시공자가 건물의 지붕 등에서 작업을 하다가 감전되는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.In other words, if this function is used, for example, when a fire is recognized, the site manager can quickly control one or more modules even before the fire truck arrives, and furthermore, the output is set to block at the time of shipment from the factory. It can be applied as a function that starts the power output of each module by the constructor who has completed the construction of the string combination circuit breaker or optimizer. This, in turn, has the effect of preventing an accident in which a constructor is electrocuted while working on the roof of a building.

각각의 모듈은 48V 이하의 저전압이라 하더라도 중앙인버터의 입력 전압은 고전압 스트링으로 가해지기 때문에 양측 스트링 선단에서 시공을 하는 경우 잘못하면 감전사고가 일어날 수 있는데, 제어송신기를 이용한 스타트 기능은 시공을 완료한 후 지상에 내려와서 ON시킬 수 있기 때문에 이러한 감전 사고를 예방할 수 있게 된다. Even if each module has a low voltage of 48V or less, since the input voltage of the central inverter is applied as a high voltage string, an electric shock accident may occur if construction is done at the ends of the strings on both sides. Since it can be turned on after coming down to the ground, such electric shock accidents can be prevented.

한편 제어송신기(3600)는 무선 또는 유선으로 구성될 수 있다. 제어송신기로부터 신호를 수신하는 수신기는 무선으로 수신하는 경우 억세스 포인트가 될 수 있고, 유선으로 수신하는 경우 허브 내지 리피트가 될 수 있다. 또한 수신이 완료된 경우 스트링을 이용하여 PLC로 제어데이터를 수신하는 경우 각각의 옵티마이저에 무선 수신기를 부착하는 것보다 경제적일 수 있다. 제어신호 수신기는 소방신호수신기로 통합 구성될 수 있다.Meanwhile, the control transmitter 3600 may be configured as wireless or wired. A receiver receiving a signal from the control transmitter may be an access point in case of wireless reception, or a hub or repeat in case of wired reception. In addition, if the control data is received by the PLC using a string when the reception is completed, it can be more economical than attaching a wireless receiver to each optimizer. The control signal receiver may be integrally configured as a firefighting signal receiver.

본 발명의 도 32의 스위치(S31, S32)는 전압강하를 보상하기 위해 릴레이와 FET가 병렬로 혼합된 시소스위치, 즉 온 작동에서 병렬로 접속된 FET가 먼저 접속되고 난 후 릴레이접점이 도통되며, 오프 작동에서 병렬로 접속된 릴레이 접점이 먼저 오프되고 이어서 FET가 오프되는 역순서로 작동되는 시소 스위치(도시생략)로 구성할 수 있다. The switches S31 and S32 of FIG. 32 of the present invention are a see-source switch in which relays and FETs are mixed in parallel to compensate for voltage drop, that is, in on operation, the FETs connected in parallel are first connected, and then the relay contacts are conducted. , in an off operation, a seesaw switch (not shown) operated in the reverse order in which the relay contacts connected in parallel are first turned off and then the FET is turned off.

도 36은 본 발명 멀티제어 컨버터부를 N-MOSFET로 실시하되 컨버터의 -라인에 초퍼를 적용한 구성을 도시한 블록다이어그램이다.36 is a block diagram showing a configuration in which the multi-control converter unit of the present invention is implemented with an N-MOSFET but a chopper is applied to the - line of the converter.

이 구성에서는 컨버팅스위치부(S21)의 게이트 전원이 모듈 +전원을 그대로 드롭해서 조달하므로 드라이브 전원회로가 간소화 되는 특징이 있다. 도 36에서는 모듈과 스트링과 바이패스다이오드(D22)와 플라이휠 다이오드(D21)의 극성 방향이 도 22와 반대로 되어 있을 뿐 연동작동 관계가 도 22와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.In this configuration, since the gate power of the converting switch unit S21 is procured by dropping the module + power as it is, the drive power supply circuit is simplified. In FIG. 36, the polarity directions of the module, the string, the bypass diode D22, and the flywheel diode D21 are reversed from those of FIG. 22, but the interlocking operation relationship is the same as that of FIG. 22, so duplicate descriptions are omitted.

마찬가지로 도 23, 도 30, 도 31, 도 32, 도 34로 예시된 바와 같은 본 발명의 모든 컨버터에도 이러한 N-MOSFET, P-MOSFET 또는 여타 그와 유사한 기능의 IGBT 등의 극성에 맞추어 회로를 구성할 수 있으며, 이에 대한 설명도 같은 취지에서 생략하였다. Similarly, all converters of the present invention as illustrated in FIGS. 23, 30, 31, 32, and 34 also configure circuits according to the polarities of N-MOSFETs, P-MOSFETs, or other similar IGBTs. It can be done, and the description thereof is also omitted for the same purpose.

도 36의 멀티제어 컨버터부에서 컨버팅스위치(S21 등)는 듀티비제어로 액티브바이패스(D22 등)를 작동시키는 구성을 포함하므로 필터링 커패시터(C22 등)는 노이즈 흡수 정도의 저용량으로 실시될 수 있다. 이러한 원리는 해당 도면에서 설명을 생략하였을 뿐, 도 23, 도 30, 도 31, 도 32, 도 34의 경우도 마찬가지로 적용된다.In the multi-control converter unit of FIG. 36, the converting switch (S21, etc.) includes a configuration for operating the active bypass (D22, etc.) by controlling the duty ratio, so the filtering capacitor (C22, etc.) can be implemented with a low capacity enough to absorb noise. . This principle is similarly applied to the cases of FIGS. 23, 30, 31, 32, and 34, although explanations are omitted in the drawings.

한편, 도 36의 구성은 도시 생략되었지만 도 22의 구성에서 컨버팅스위치만 -라인의 이동하여 N-MOSFET의 전원을 모듈 +로부터 조달하는 구성으로도 실시될 수 있다. 결국, 이러한 구성들은 스트링 전원에 의존하지 않고 모듈 양측단의 전원을 이용하여 컨버팅스위치를 작동하는 개념이므로 이러한 개념으로 회로를 배치 구성하는 한 본 발명의 청구범위 권리에 포함하는 것으로 해석되어야 한다는 취지이다.On the other hand, although the configuration of FIG. 36 is omitted, in the configuration of FIG. 22, only the converting switch can be implemented with a configuration in which the power supply of the N-MOSFET is procured from the module + by moving the - line. In the end, since these configurations are a concept of operating the converting switch using power at both ends of the module without depending on the string power supply, as long as the circuit is arranged and configured with this concept, it is intended to be interpreted as being included in the claims of the present invention. .

본 발명의 마이컴(30-2, U22, U42)에는 도시생략된 로라(LoRa), LTE, WiFi 등 원격 감시 제어망부를 연동하여 최고제한 전압을 조절하거나 전력펌프부 내지 옵티마이징부의 가동상태를 모니터링 하도록 구성될 수 있다. 이때 모니터링 포인트는 전력펌프부 내지 옵티마이징부의 출력단과 상쇄전류감지부의 출력, 즉 유효전류 값을 기본적으로 포함하는 것이 바람직하다. 또한 이를 감지하여 유효전류가 일정 이하에서 전력펌프부 또는 옵티마이징부의 출력전압이 발생될 때 슬립모드로 작동시키면서 주기적으로 웨이크 업 하는 등의 제어로 자동 작동 내지 원격으로 작동 및 정지를 제어하는 구성을 포함하는 것이 바람직하다.The microcontrollers 30-2, U22, and U42 of the present invention interlock with remote monitoring and control networks such as LoRa, LTE, and WiFi, which are not shown, to adjust the highest limit voltage or to monitor the operating state of the power pump or optimizing unit. can be configured. In this case, the monitoring point preferably basically includes an output terminal of the power pump unit or optimizing unit and an output of the offset current sensor, that is, an effective current value. In addition, it detects this and operates in sleep mode when the output voltage of the power pump unit or optimizing unit is generated when the active current is below a certain level, and automatically operates or remotely controls operation and stop by control such as periodically waking up. It is desirable to do

본 발명에는 모듈의 온도 내지 주변 온도를 감지하여 일정 온도 이상일 때 모듈의 전력선 연결 계통 자체를 차단하는, 도시생략된 자동화재탐지제어부를 포함할 수 있다. 본 발명에서 (U1)의 전원은 모듈(M)로부터 조달할 수 있다.The present invention may include an automatic fire detection control unit (not shown) that senses the temperature or ambient temperature of the module and shuts off the power line connection system itself when the temperature is higher than a certain temperature. In the present invention, the power of (U1) can be procured from the module (M).

도 14 내지 도 18에 있어서, 전력펌프부(30)의 마이컴과 상기 상쇄전류감지부(Rst) 및 멀티스위칭제어부(40) 소프트웨어는 멀티스위칭제어부(40) 내부로 통합 수용될 수 있다. 본 발명의 각 실시일례에서 플라이 휠 스위칭부재(D2-1, D2-2, D2-n)를 제거하고 그 역할을 전력펌프부(30) 내의 플라이 휠 다이오드(30-3)와 MOSFET(30-1)가 대체하도록 구성할 수도 있다.14 to 18, the microcomputer of the power pump unit 30, the offset current sensing unit Rst, and the software of the multi-switching control unit 40 may be integrated into the multi-switching control unit 40. In each embodiment of the present invention, the flywheel switching members D2-1, D2-2, and D2-n are removed, and the flywheel diode 30-3 and the MOSFET 30-3 in the power pump unit 30 play a role. 1) can be configured to replace.

산업적 이용성 측면에서 본 발명의 구성은 전력펌프부 또는 옵티마이징부를 통합 장착한 모듈어레이로 실시될 수 있고, 태양광발전설비를 구성하는 충전제어장치, 배전반(분전반), 정션박스 또는 인버터 중 적어도 어느 하나에 통합 수용되는 구조로 실시될 수 있다. 특히 도 23 내지 도 26의 본 발명 실시일례는 모듈과 결합되거나 모듈 일체형으로 구성되는 것이 바람직하다.In terms of industrial usability, the configuration of the present invention can be implemented as a module array in which a power pump unit or an optimizing unit is integrated, and at least one of a charging control device, a switchboard (distribution panel), a junction box, or an inverter constituting a photovoltaic power generation facility It can be implemented in a structure that is integrated and accommodated in. In particular, the embodiments of the present invention of FIGS. 23 to 26 are preferably combined with a module or configured as an integrated module.

한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.On the other hand, the components of the above-described embodiment can be easily grasped from a process point of view. That is, each component can be identified as each process. In addition, the process of the above-described embodiment can be easily grasped from the viewpoint of components of the device.

또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.In addition, the technical contents described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium.

상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program commands recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiments or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. A hardware device may be configured to act as one or more software modules to perform the operations of the embodiments and vice versa.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The embodiments of the present invention described above have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes, and additions will be considered to fall within the scope of the following claims.

커패시터(13-2-1), 다이오드(13-2-3), 인덕터(13-2-2)
병렬 모듈 어레이(M1, M2,...Mn);
전력펌프부(30);
상쇄전류감지부(Rs1, Rs2, Rsn, Rst);
멀티스위칭제어부(40);
멀티스위칭제어부(40)의 각 스위치(40-1, 40-2, 40-n)
커패시터(C1, C2, Cn);
방향성 스위칭 부재(D3-1, D3-2, D3-n);
플라이 휠 스위칭부재(D2-1, D2-2, D2-n);
방향성 부재, 보호용 소자(D1-1, D1-2, D1-n);
비교증폭기(U1, U2, Un);
충전제어기(3);
배터리(2);
부하단(4);
코일(30-4);
커패시터(30-5);
MOSFET(30-1);
승강압컨버터(60);
플라이 휠 다이오드(30-3);
전력펌프부(30-1, 30-2, 30-n);
전력펌프부의 출력전압(Eo1, Eo2, Eon);
마이컴(30-2);
제1변수인 △V(101);
제2변수인 △I(102);
옵티마이징부(2000, 3000, 4000);
모듈 스트링(Load+, Load-)
멀티제어 컨버터부(200, 400)
컨버팅스위치(S21, S41)
쵸퍼(코일 L21 및 다이오드 D21)
컨버팅스위칭부(S21, S41)
점프스위칭부(S22, S42)
바이패스경로(D22, D42)
상쇄전류감지부(Rs1, U1)
제어부(U22, U42)
전압편차(△V)
전류편차 또는 전력편차(△I 또는 △W)
동위상 제어(103, 104)
역위상 제어(105, 106)
슬립모드(5001)
웨이크업 모드(5002)
직결 모드(5003)
펌핑 모드(5007)
바이패스 모드(5008)
블록킹 필터(410)
PLC 신호용 제1커패시터 링크부(C43-2 또는 C43-3)
PLC 신호용 제2커패시터 링크부(C43-1)
제1결합스위치(S31)
제2결합스위치(S32)
제1상쇄전류감지부(Rs1)
제2상쇄전류감지부(Rs2)
전류 내지 전력을 감지단계(6001)
(S21)의 듀티비 감소단계(6002, 6003)
동위상 내지 역위상 제어단계(6004, 6005, 6006) (6009, 6010)
모듈과 스트링의 직접 결합단계(6007, 6008)
옵티마이저 또는 급속차단부(3000);
소방신호수신기(3300);
급속차단스위치부(S31 또는 S32);
급속 차단신호 송신(3600), 수신(3100, 3200)
대기단계(7001)
신호강도 감지단계(7002)
소방신호 검사단계(7002)
설정된 기간 검사단계(7004)
오작동 예방단계(7005)
급속 차단(7008)
Capacitor (13-2-1), diode (13-2-3), inductor (13-2-2)
an array of parallel modules (M1, M2,...Mn);
power pump unit 30;
offset current sensing units (Rs1, Rs2, Rsn, Rst);
Multi-switching control unit 40;
Each switch 40-1, 40-2, 40-n of the multi-switching control unit 40
capacitors (C1, C2, Cn);
directional switching members D3-1, D3-2, D3-n;
fly wheel switching members (D2-1, D2-2, D2-n);
directional members, protective elements (D1-1, D1-2, D1-n);
comparator amplifiers (U1, U2, Un);
charging controller (3);
battery (2);
load stage 4;
coil 30-4;
capacitor 30-5;
MOSFET 30-1;
step-up and step-down converter 60;
flywheel diode 30-3;
power pump units 30-1, 30-2, 30-n;
output voltages of the power pump unit (Eo1, Eo2, Eon);
Mycom (30-2);
ΔV as the first variable (101);
ΔI (102) as a second variable;
Optimizing units (2000, 3000, 4000);
Module string (Load+, Load-)
Multi-control converter unit (200, 400)
Converting switch (S21, S41)
Chopper (Coil L21 and Diode D21)
Converting switching part (S21, S41)
Jump switching part (S22, S42)
Bypass path (D22, D42)
Offset current sensing unit (Rs1, U1)
Control unit (U22, U42)
Voltage deviation (ΔV)
Current deviation or power deviation (ΔI or ΔW)
In-phase control (103, 104)
anti-phase control (105, 106)
Sleep mode (5001)
Wakeup Mode (5002)
Direct mode (5003)
Pumping Mode (5007)
Bypass mode (5008)
Blocking filter (410)
1st capacitor link unit for PLC signal (C43-2 or C43-3)
2nd capacitor link unit for PLC signal (C43-1)
First coupling switch (S31)
Second combination switch (S32)
First offset current sensing unit (Rs1)
Second offset current sensing unit (Rs2)
Current or power sensing step (6001)
Duty ratio reduction step (6002, 6003) of (S21)
In-phase or out-of-phase control steps (6004, 6005, 6006) (6009, 6010)
Direct coupling step of module and string (6007, 6008)
an optimizer or rapid cut-off unit 3000;
fire signal receiver 3300;
Quick cut-off switch unit (S31 or S32);
Rapid blocking signal transmission (3600), reception (3100, 3200)
Standby stage (7001)
Signal strength detection step (7002)
Fire signal inspection step (7002)
Set period inspection step (7004)
Malfunction Prevention Step (7005)
Quick Disconnect (7008)

Claims (20)

직렬 또는 병렬 스트링으로 결합할 수 있는 태양전지 모듈;
상기 모듈을 최대전력점으로 추적하여 상기 직렬 또는 병렬 스트링 내에서 최적화 밸런스로 제어하는 옵티마이징부;
상기 모듈 스트링으로 흐르는 전류를 감지하는 상쇄전류감지부;
상기 옵티마이징부는 모듈 스트링에 대하여 보충전압이 공급되도록 전력펌핑을 하거나 상기 모듈을 우회하는 바이패스경로를 제공하거나 상기 모듈의 전력을 상기 스트링에 직접 연결하도록 점프스위칭 하는 것 중 적어도 둘 이상으로 제어하는 멀티제어 컨버터부;를 포함하고,
상기 최대전력점 추적은,
상기 상쇄전류감지부로부터 감지되는 전류 내지 전력의 변화에 대응한 동위상 및 역위상 제어를 통해 스트링 내의 유효전력 밸런스를 잡으면서 최대전력점을 추적하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
Solar cell modules that can be coupled in series or parallel strings;
an optimizing unit tracking the module to a maximum power point and controlling the optimized balance within the series or parallel string;
an offset current sensing unit for sensing a current flowing through the module string;
The optimizing unit controls at least two of power pumping to supply supplemental voltage to the module string, providing a bypass path bypassing the module, or jump switching to directly connect the power of the module to the string. Including; control converter unit;
The maximum power point tracking,
A hybrid module optimization device comprising a configuration for tracking a maximum power point while balancing active power in a string through in-phase and anti-phase control corresponding to a change in current or power detected by the offset current sensor .
제1항에 있어서,
상기 옵티마이징부의 바이패스 경로 제공은 패시브형 단방향전류통로와 액티브형 멀티제어 컨버터부의 출력을 병렬로 연결하여 구성하되, 상기 멀티제어 컨버터부의 스위칭 오프 타임에서 직렬로 연결된 인접 모듈 전류의 바이패스가 이루어지고 상기 멀티제어 컨버터부의 스위칭 온 타임에서 당해 모듈에서 생산된 전력이 공급되도록 구성되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to claim 1,
The provision of the bypass path of the optimizing unit is configured by connecting a passive unidirectional current path and the output of the active multi-control converter unit in parallel, and bypassing the current of adjacent modules connected in series at the switching off time of the multi-control converter unit is performed and means configured to supply power generated by the module at a switching on time of the multi-control converter unit.
제1항에 있어서,
상기 옵티마이징부의 최대전력점 추적은 설정된 기준전압보다 상기 당해 모듈의 전압이 높을 때 당해 모듈의 전압을 높이는 동위상 전력펌핑을 하고, 설정된 기준전압보다 상기 당해 모듈의 전압이 낮을 때 인접 모듈의 전류통로인 바이패스 경로를 제공하도록 멀티제어 컨버터부를 제어하여 최대전력점을 추적하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to claim 1,
The maximum power point tracking of the optimizing unit performs in-phase power pumping to increase the voltage of the module when the voltage of the corresponding module is higher than the set reference voltage, and when the voltage of the corresponding module is lower than the set reference voltage, the current path of the adjacent module A hybrid module optimizing device comprising a configuration for tracking a maximum power point by controlling the multi-control converter unit to provide an in-bypass path.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 옵티마이징부는 상기 상쇄전류감지부의 결과에 따라 당해 모듈의 전력을 인접 모듈들에 직접 점프 연결되도록 스위칭 제어하는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 1 to 3,
The hybrid module optimizing device of claim 1 , wherein the optimizing unit further includes a configuration for switching and controlling power of the corresponding module to be directly jump-connected to adjacent modules according to a result of the offset current sensing unit.
제1항에 있어서,
상기 멀티제어 컨버터에는 PLC(전력선통신)의 노드 또는 서버와 결합되어 상기 당해 및 인접 모듈들의 전압, 전류, 전력 중 적어도 어느 하나를 모니터링 및 원격으로 모듈 경로를 차단 제어할 수 있는 통신경로를 구성한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to claim 1,
The multi-control converter is coupled to a PLC (power line communication) node or server to configure a communication path capable of monitoring at least one of the voltage, current, and power of the relevant and adjacent modules and remotely blocking and controlling the module path. Hybrid module optimizing device characterized in that it further comprises.
제1항에 있어서.
상기 멀티제어 컨버터부는 마이컴 및 마이컴의 옵티마이징 프로그램이 수용된 제어부로서 구성된 수단을 포함하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to claim 1.
The multi-control converter unit includes means configured as a microcontroller and a control unit in which an optimizing program of the microcomputer is accommodated.
제1항에 있어서,
상기 멀티제어 컨버터는 논리회로를 결합한 로직으로 제어부를 구성한 수단이 포함된 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to claim 1,
The hybrid module optimizing device according to claim 1 , wherein the multi-control converter includes a means for configuring a control unit with logic combined with logic circuits.
태양전지 모듈을 적어도 두 개 이상 병렬로 결합한 모듈어레이;
상기 모듈어레이로부터의 전원으로 기동되면서 상기 모듈의 일측 전극에 출력전압을 공급하여 각 모듈어레이를 최대전력점전압 추적 및 밸런스 제어하는 전력펌프부;
상기 모듈어레이로 흐르는 전류를 감지하되 전력펌프부가 소모하는 전류를 상쇄한 나머지의 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부;
상기 전력펌프부가 모듈어레이에 보충전압을 공급하여 병렬 모듈어레이의 전압을 제어하도록 연결하되,
상기 전력펌프부는,
상기 전력펌프부의 보충전압 변화 값과 상기 상쇄전류감지부를 통과하는 유효전류 변화 값을 비교 및 제어하는 포지티브피드백함수로서 상기 모듈의 일측 전극에 공급되는 전압의 크기를 증감하여 상기 모듈어레이의 유효발전전압 밸런스를 잡는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
A module array combining at least two or more solar cell modules in parallel;
A power pump unit for tracking and balancing a maximum power point voltage of each module array by supplying an output voltage to one electrode of the module while being powered by power from the module array;
an offset current detection unit that senses the current flowing through the module array and detects an effective current remaining after canceling the current consumed by the power pump unit;
The power pump unit is connected to supply supplemental voltage to the module array to control the voltage of the parallel module array,
The power pump unit,
As a positive feedback function that compares and controls the change in supplementary voltage of the power pump unit and the change in effective current passing through the offset current sensor, the effective power generation voltage of the module array is increased or decreased by increasing or decreasing the magnitude of the voltage supplied to one electrode of the module. A hybrid module optimizing device comprising a balancing configuration.
복수의 모듈을 하나 또는 둘 이상 병렬로 구성한 모듈어레이;
상기 모듈어레이로부터의 전력을 저장하는 배터리 및 충전제어기;
상기 모듈어레이 또는 배터리로부터의 전원으로 기동되면서 상기 모듈의 일측 전극에 출력전압을 공급하여 모듈의 전압을 제어하는 전력펌프부;
상기 모듈어레이로부터 부하단으로 공급되는 전류통과 경로에 게재되어 유효전류를 검출하는 상쇄전류감지부;
상기 전력펌프부는 상기 전력펌프부의 출력전압 변화 값과 상기 상쇄전류감지부의 유효전류 변화 값을 비교 및 제어하는 포지티브피드백함수로서 상기 모듈의 일측 전극에 공급되는 전압의 크기를 증감하여 상기 모듈어레이의 유효발전전압 밸런스를 잡는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
A module array consisting of one or more modules in parallel;
a battery and charge controller storing power from the module array;
A power pump unit controlling the voltage of the module by supplying an output voltage to one electrode of the module while being started by power from the module array or battery;
an offset current sensing unit disposed in a current passing path supplied from the module array to a load terminal and detecting an effective current;
The power pump unit increases or decreases the magnitude of the voltage supplied to one electrode of the module as a positive feedback function for comparing and controlling the output voltage change value of the power pump unit and the effective current change value of the offset current sensor unit, so that the module array is effective. A hybrid module optimizing device comprising a configuration for balancing the power generation voltage.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전력펌프부의 상기 포지티브피드백함수는,
상기 보충전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 동위상일 때 상기 전력펌프부가 보충전압을 증가하도록 제어하고, 상기 출력전압 변화 값과 상기 유효전류 변화 값이 역위상일 때 상기 전력펌프부가 보충전압을 감소하도록 제어하는 피드백 제어를 반복하여서 상기 밸런스 및 각각의 모듈어레이에 대한 최대전력점 추적을 동시에 이루는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
The positive feedback function of the power pump unit,
When the supplementary voltage change value and the active current change value are in phase, the power pump unit controls the supplementary voltage to increase, and when the output voltage change value and the active current change value are in opposite phase, the power pump unit controls the supplementary voltage. The hybrid module optimizing apparatus of claim 1 , further comprising a configuration for simultaneously tracking the balance and the maximum power point for each module array by repeating the feedback control for controlling to decrease.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전력펌프부는 단일 장치로 구성되는 한편, 상기 전력펌프부의 출력단에는 듀티비 제어로 출력전압을 공급하는 멀티스위칭제어부를 연결하여 상기 멀티스위칭제어부가 개별적인 모듈어레이로 보충전압을 분산 및 조절 공급하는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
While the power pump unit is composed of a single device, a multi-switching control unit that supplies an output voltage by controlling the duty ratio is connected to the output terminal of the power pump unit so that the multi-switching control unit distributes and regulates and supplies supplemental voltage to individual module arrays. Hybrid module optimizing device characterized in that it further comprises.
제11항에 있어서,
상기 멀티스위칭제어부는 모듈어레이의 회로에 공급하는 전력을 시차적인 듀티비 제어 펄스로 조절 공급하면서 상기 시차적인 공급 전압을 모듈어레이 측에서 직류 내지 맥류 성분으로 필터링하도록 평활회로를 연동하는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to claim 11,
The multi-switching control unit further includes a configuration for interlocking a smoothing circuit to filter the differential supply voltage into DC or pulsating current components at the module array side while adjusting and supplying power supplied to circuits of the module array as differential duty ratio control pulses. A hybrid module optimizing device, characterized in that for doing.
제11항에 있어서,
상기 멀티스위칭제어부는 모듈어레이의 회로에 공급하는 전력을 동시적인 듀티비 제어 펄스로 조절 공급하면서 상기 펄스를 모듈 어레이 측에서 직류 내지 맥류 성분으로 필터링하도록 평활회로를 연동하는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to claim 11,
The multi-switching control unit further comprises a configuration for interlocking a smoothing circuit to filter the pulses into DC or pulsating current components at the module array side while adjusting and supplying power supplied to the circuits of the module array as simultaneous duty ratio control pulses. A hybrid module optimizing device.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 상쇄전류감지부는 개별적인 모듈어레이마다 감지하도록 병렬로 결합된 개별 모듈어레이 회로에 연결된 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
The hybrid module optimizing device, characterized in that the offset current sensor comprises a configuration connected to the individual module array circuits coupled in parallel to sense each individual module array.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 상쇄전류감지부는 병렬로 결합된 전체 모듈어레이 회로에 통합적으로 연결된 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
The hybrid module optimizing device, characterized in that the offset current sensor comprises a configuration integrally connected to the entire module array circuit coupled in parallel.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 포지티브피드백함수는 AND, NAND, EXOR 중 적어도 하나의 조합을 포함하는 논리회로로서 이루어지는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
The hybrid module optimizing device of claim 1, wherein the positive feedback function comprises a logic circuit including a combination of at least one of AND, NAND, and EXOR.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 포지티브피드백함수는 마이컴의 프로그램을 통해 이루어지는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
The hybrid module optimizing device, characterized in that the positive feedback function includes a configuration made through a program of a microcomputer.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전력펌프부의 출력전압 공급은 디지털 듀티비 신호로 관측할 수 있도록 된 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
The hybrid module optimizing device according to claim 1 , wherein the supply of the output voltage of the power pump unit includes a configuration capable of being observed as a digital duty ratio signal.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전력펌프부의 출력전압 공급은 아날로그 직류 또는 맥류의 전압으로 관측할 수 있도록 된 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.
According to any one of claims 8 or 9,
The hybrid module optimizing device, characterized in that the supply of the output voltage of the power pump unit comprises a configuration that can be observed as an analog direct current or pulsating current voltage.
제8항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전력펌프부는 모듈로부터 출력되는 전압의 최대값을 제한하는 범위 내에서 출력전압이 조절되는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 모듈 옵티마이징 장치.

According to any one of claims 8 or 9,
The hybrid module optimizing device according to claim 1 , wherein the power pump unit comprises a configuration in which an output voltage is adjusted within a range limiting a maximum value of a voltage output from the module.

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