WO2015020317A1 - 전력소자 구동모듈, 그리고 이를 이용한 전력 변환 시스템 - Google Patents

전력소자 구동모듈, 그리고 이를 이용한 전력 변환 시스템 Download PDF

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WO2015020317A1
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driving
power device
power
module
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PCT/KR2014/006202
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정윤이
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주식회사 루비
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/18—Modifications for indicating state of switch
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration

Definitions

  • the present invention relates to a power device driving module, and a power conversion system using the same.
  • a power conversion system is a device for converting power by switching a power device, DC / DC chopper, AC / DC rectifier, DC / AC inverter, AC / AC AC voltage controller and the like.
  • the power device refers to a switching device used for power change, for example, IGBT, SCR, BJT, MOSFET.
  • a central controller processes a power device driving algorithm or load side feedback information to generate a power device driving signal (for example, a PWM signal), and transmits the driving signal to each power device driving circuit. do.
  • the power device driving circuit drives the power device with the drive signal transmitted from the central controller.
  • the method of generating a driving signal of all power devices in the power conversion system by the central controller processing all the operations in a batch may be referred to as a central power device driving method.
  • the central power device driving method has an advantage of economically operating hardware and software.
  • the signal processing load is added to the central controller.
  • the signal line connected to the power device is long, and thus the PWM signal may be vulnerable to noise, and since the feedback signal line is connected to the central controller, the wiring becomes long and complicated. Therefore, in the central power device driving method, the system load is high, and malfunctions due to noise may be a problem.
  • the central controller since the central controller transmits a driving signal in one direction, a separate wiring is required for the central controller to receive an error signal and a feedback signal generated from the power device.
  • An object of the present invention is to provide a power device driving module for generating a power device driving signal at each power device side, and a power conversion system using the same.
  • a power device driving module comprising: a module processor for receiving driving information from a central control device and generating a driving signal based on the driving information, and a power processor, and connected to the power device, in accordance with the driving signal. And a driving circuit for switching the power device.
  • the module processor may generate a pulse width modulation (PWM) signal based on the driving information.
  • PWM pulse width modulation
  • the power device driving module may further include a module communication unit for bidirectionally communicating with the central controller.
  • the power device driving module further includes a sensor connection terminal, the module processor receives sensing information from the sensor connection terminal, transmits the received sensing information to the central controller, and the sensor connection terminal is connected to the power device.
  • the sensor may be connected to a sensor located outside the driving module, and the sensor may include at least one of a current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor.
  • the power device driving module may further include a sensor unit including at least one of a current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor, and the module processor may transmit sensing information received from the sensor unit to the central controller.
  • the module processor may analyze an operation state of the power device, generate a driving signal of the power device based on an analysis result, or transmit the analysis result to the central controller.
  • the driving circuit includes a first driving circuit for switching the first power device in accordance with a first driving signal, and a second driving circuit for switching the second power device in accordance with a second driving signal
  • the module processor comprises: Receives first driving information and second driving information from a controller, generates the first driving signal based on the first driving information, and generates the second driving signal based on the second driving information.
  • a system for converting power comprising: a plurality of power device driving modules, and a central control unit for transmitting driving information related to generation of a drive signal of at least one power device to the power device driving module, wherein each power device driving module is provided. And a module processor, at least one power device, and at least one driving circuit connected to each of the at least one power device to drive a power device, wherein the module processor receives the driving information received from the central controller.
  • a driving signal is generated based on the switching, and the at least one power device is switched according to the driving signal.
  • the module processor may generate a pulse width modulation (PWM) signal based on the driving information.
  • PWM pulse width modulation
  • the power device driving module may further include a module communication unit, and the module communication unit and the central communication unit of the central control unit may bidirectionally communicate.
  • the module processor may transmit sensing information sensed by at least one of a current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor to the central controller.
  • the module processor may monitor an operation state of the power device and transmit the monitored information to the central controller.
  • the central controller may include a first device for converting DC power into DC power, a second device for converting DC power to AC power, and a third device for converting AC power to DC power by the power devices of the plurality of power device driving modules.
  • the device may be configured to operate as any one of a device and a fourth device for converting AC power to AC power, and the driving information generated based on the set information may be transmitted to each power device driving module.
  • the power device driving signal is generated at each power device side, the data processing load of the main board can be reduced.
  • the power device driving signal is directly generated by the power device, the wiring is shortened, thereby providing a system resistant to noise.
  • the system assembly is simple, and is useful for manufacturing a large capacity power conversion system.
  • the feedback signal of the power conversion system is processed at the power device side, complicated wiring for connecting the feedback signals to the central control apparatus can be eliminated.
  • 1 and 2 are schematic configuration diagrams of a conventional power conversion system.
  • 3 and 4 are schematic configuration diagrams of a power conversion system according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are circuit diagrams of a power device driving module according to an embodiment of the present invention.
  • a power conversion system includes devices for converting first power to second power, for example, DC / DC chopper, AC / DC rectifier, DC / AC inverter, AC / AC alternating voltage Controller and the like.
  • the power conversion system may be located between the power source (or grid) and the load (or grid) to convert power side power to the load.
  • the power device includes transistor devices that are switched by a driving signal.
  • transistor devices that are switched by a driving signal.
  • a silicon controlled rectifier (SCR), a bipolar junction transistor (BJT), a metal oxide silicon field effect transistor (MOSFET), and an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT) ) May be included.
  • SCR silicon controlled rectifier
  • BJT bipolar junction transistor
  • MOSFET metal oxide silicon field effect transistor
  • IGBT insulated gate bipolar mode transistor
  • 1 and 2 are schematic configuration diagrams of a conventional power conversion system.
  • the conventional power conversion system 10 includes a central controller 20, a plurality of power device driving circuits 30, a plurality of power devices 40, and a power supply device 50. It includes.
  • the central controller 20 includes a processor 21, a pulse width modulation (PWM) signal generator 23, a DSP 25, and the like.
  • the PWM signal generator 23 and the power device driving circuit 30 are connected one to one.
  • the power supply device 50 supplies power to each power device driving circuit 30.
  • the central controller 20 generates a driving signal (PWM signal) of each power device 40 based on the power device driving algorithm or the load side feedback information. At this time, the PWM signal generator 23 transmits the driving signal through the one-way connection line. As such, the central control unit 20 generates a 5V logic power control signal to directly turn on / off the power device.
  • PWM signal a driving signal
  • the central control unit 20 generates a 5V logic power control signal to directly turn on / off the power device.
  • the power device driving circuit 30 is connected to the power device 40.
  • the power device driving circuit 30 drives the power device 40 according to the driving signal.
  • the power device driving circuit 30 transmits a fault signal of the power device 40 to the central controller 20. At this time, the power device driving circuit 30 transmits an error signal to a connection line different from the driving signal.
  • the central controller 20 receives the power information of the load and converts it to analog to digital (A / D).
  • the central controller 20 generates a driving signal of each power device based on the feedback or the feedback information transmitted from each power device driving circuit 30, and transfers the driving signal to each power device driving module.
  • the power conversion system 10 generates the driving signals of all the power devices in the power conversion system by the central control unit 20 processes all the calculations. Therefore, in the power conversion system 10, the signal processing load of the central controller 20 is increased as the power devices increase.
  • the power conversion system 10 has complicated wiring and noise increases in proportion to the length of the driving signal, which may cause a malfunction.
  • the power conversion system 10 transmits the driving signal in one direction, a separate wiring is required for the central controller to receive a feedback signal such as an error signal generated from the power device.
  • the central control unit 20 cannot confirm in real time whether the driving signal is well transmitted to the power elements.
  • 3 and 4 are schematic configuration diagrams of a power conversion system according to an embodiment of the present invention.
  • the power conversion system 100 may be located between a power source (or grid) and a load (or grid) to convert power.
  • the power conversion system 100 may operate as a DC / AC inverter, including an AC / DC rectifier and a DC link / battery in one embodiment.
  • the power device may operate as an AC / DC rectifier, a DC / AC inverter, or a bidirectional DC / AC converter depending on the driving signal.
  • the power conversion system 100 includes a central controller 200, a plurality of power device driving modules 300, and a power supply device 400.
  • the power supply device 400 supplies power to each power device driving module 300.
  • the central controller 200 includes a central processor 210, a central communication unit 230, and a DSP 250.
  • the power device driving module 300 includes a module processor 310, a module communication unit 330, a power device driving circuit 350, and a power device 370.
  • the power device driving module 300 may include a plurality of power device driving circuits 350 and a plurality of power devices 370.
  • the module processor 310 includes a PWM signal generator, an ADC, a general purpose input output (GPIO), and the like.
  • the driving signal may vary depending on the driving circuit or the power device, but the PWM signal will be described as an example.
  • the central communication unit 230 and the N module communication units 330 are connected in one-to-one N (1: N).
  • the central communication unit 230 and the N module communication units 330 perform bidirectional communication.
  • the central communication unit 230 and the N module communication unit 330 may be a variety of communication modules, for example, may support CAN (Controller Area Network) communication, RS485 communication, RS422 communication.
  • CAN Controller Area Network
  • RS485 communication RS422 communication.
  • As the wiring copper wire may be used, and when the communication module is an optical module, an optical cable may be used.
  • the central controller 200 executes a power device control algorithm so that the power conversion system 100 can operate as a rectifier, an inverter, or a bidirectional DC / AC converter. That is, the central control unit 200 is a device that each power device converts DC power to DC power, a device for converting DC power to AC power, a device for converting AC power to DC power, or AC power to AC power
  • the control algorithm is operated to operate as a device.
  • the central controller 200 transmits various driving information related to the generation of the driving signal to each power device driving module according to the control algorithm.
  • the driving information includes power device driving module ID information, switching variables, and the like.
  • the driving information is transmitted to the module communication unit 330 through the central communication unit 230.
  • the central controller 200 loads the switching variables required to generate the driving signals of the power device driving modules in the data frame.
  • the switching variable is information necessary for generating a driving signal (PWM signal) and may include information necessary for various switching such as a pulse width. That is, the central controller 200 transmits information necessary for generating a driving signal in the power device driving module 300, instead of transmitting a driving signal (PWM signal) to the power device driving module 300.
  • the module processor 310 of the power device driving module 300 generates a driving signal (PWM signal) based on the driving information.
  • the module processor 310 generates a driving signal of a corresponding power device by making a duty ratio of a switching pulse or the like based on the driving information.
  • the power device driving circuit 350 drives the power device 370 based on the PWM signal generated by the module processor 310.
  • the module processor 310 may determine the state of the power device in real time.
  • the module processor 310 may transmit operation information, state information, and the like of the power device to the central control apparatus 200 by loading them in a data frame.
  • the module processor 310 collects information from various sensors such as a voltage sensor and a current sensor of the power conversion system 100, generates a PWM signal based on the sensing information, or sends the sensing information to the central processor 210. That is, the module processor 310 may monitor current, voltage, temperature, etc. instead of the central processor 210, and control the power device based on the monitoring information. In this case, since the sensors are connected to the module processor 310, the sensor connection wiring is simpler than the conventional power conversion system 10.
  • the module processor 310 analyzes the operating state of the power device without a separate current sensor or a separate voltage sensor, and drives the power device 370 based on the analysis result.
  • the module processor 310 may transmit a result of analyzing the power device to the central processor 210.
  • the central processor 210 may organically manage the power device driving modules by synthesizing the state information of the power devices received from each module processor 310. That is, the power conversion system 100 can obtain information, which can be obtained by using a separate sensor such as a current sensor, from the module processor 31.
  • the power conversion system 100 may constitute a sensorless power conversion system.
  • 5 to 7 are circuit diagrams of a power device driving module according to an embodiment of the present invention.
  • the power device driving module 300 may include at least one power device driving circuit 350 and at least one power device 370.
  • the power device driving module 300 will be described with an example in which two power devices 370 and 371 are configured.
  • the power device driving module 300a includes a module processor 310, a module communication unit 330, power device driving circuits 350 and 351, and power devices 370 and 371.
  • the power device driving circuits 350 and 351 include a power supply unit for supplying power for circuit operation.
  • the power supply may be an isolated DC power supply.
  • the power device driving module 300a includes a plurality of connection terminals for external connection, for example, a power connection terminal 510 and 520, a communication connection terminal 530, a sensor connection terminal 540, and a power device connection. Terminals 550, 560, 570, 580.
  • the power connection terminal 510 is connected to an external power supply device 400.
  • the power connection terminal 510 is connected to a power supply unit of the power device driving circuits 350 and 351 to supply power required for the power device.
  • the power connection terminal 520 is connected to the module processor 310 to supply power.
  • the communication connection terminal 530 is connected to the external central communication unit 230.
  • the communication connection terminal 530 is connected to the module communication unit 330.
  • the sensor connection terminal 540 is connected to at least one external sensor or control line.
  • the sensor connection terminal 540 is connected to the module processor 310 to transmit external sensor information to the module processor 310.
  • the power device connection terminals 550, 560, 570, and 580 are connected to corresponding electrodes of the power device.
  • Each of the power device driving circuits 350 and 351 switches the power devices 370 and 371 according to a driving signal (PWM signal) received from the module processor 310.
  • the power device driving circuits 350 and 351 may be variously designed.
  • the module communicator 330 bidirectionally communicates with the central communicator 230 of the power conversion system 100.
  • the module communication unit 330 receives various driving information related to the generation of the driving signal of the power device from the central control unit 200 through bidirectional communication, or transmits various information to the central control unit 200.
  • the driving information includes power device driving module ID information, switching variables, various feedback information, and the like.
  • the module communication unit 330 is implemented as a module capable of bidirectional communication.
  • the module communication unit 330 may be a communication module capable of CAN communication, RS485 communication, RS422 communication, and the like, and the communication medium may be a copper wire or an optical cable.
  • the module processor 310 includes a PWM signal generator, an ADC, a GPIO, and the like.
  • the module processor 310 generates a driving signal (PWM signal) of each of the power devices 370 and 371 based on the driving information transmitted from the module communication unit 330.
  • the module processor 310 generates a driving signal (PWM signal) of the power device based on driving information received from the central controller 200, that is, switching variables.
  • the driving signal generated by the module processor 310 is transferred to the corresponding power device driving circuit. That is, instead of the central controller 200 of the power conversion system 100 generating the driving signals of each of the power devices 370 and 371, the local module processor 310 generates the driving signals individually and thus the power device. (370, 371) directly on / off.
  • the module processor 310 actively drives the power devices 370 and 371 to drive the power devices 370 and 371 in various ways such as DC / DC choppers, AC / DC rectifiers, DC / AC inverters, AC / AC AC voltage controllers, and the like. You can control to perform the function.
  • the module processor 310 collects external sensor information or control information through the sensor connection terminal 540.
  • the external sensor may be a voltage sensor, a current sensor, a temperature sensor, a fuse sensor, or the like.
  • the control information may be fan (cooling blower) control information or MC (Magnetic Contact Switch) control information.
  • the module processor 310 controls the power devices 370 and 371 based on the external sensor information. That is, the module processor 310 generates a signal capable of controlling the power devices 370 and 371 by analyzing the operating states of the power devices 370 and 371 locally.
  • the module processor 310 bidirectionally communicates with the central controller 200 through the module communication unit 330.
  • the module processor 310 not only collects driving information and system information, but also transmits state information of the power device driving module and the power device to the central controller 200, so that the central controller 200 sends the received information to the feedback information. To be used.
  • the power device driving module 300 since the power device driving module 300 has its own processor, the power device driving module 300 independently performs algorithms regarding switching states, safety, and protection of the power device. In addition, the power device driving module 300 may transmit necessary information to the central control apparatus 200 so that the central control apparatus 200 may perform smart power management.
  • the power device driving module 300b is similar to the power device driving module 300a, but the power device driving module 300b includes a circuit capable of processing signals of various sensors.
  • the power device driving module 300b may include at least one of a voltage sensor, a current sensor, and a temperature sensor.
  • the current sensors 610, 620, and 630 connect a collector of the power device 370, an emitter of the power device 370, and a collector of the power device 371 (booth bar). And an emitter of the power device 371.
  • the current sensors 610, 620, and 630 are connected to the module processor 310, and the module processor 310 may process sensing information of the current sensors 610, 620, and 630.
  • the plurality of voltage sensing circuits may be connected to the module processor 310, and the module processor 310 may process sensing information of the voltage sensing circuit.
  • the sensors may be connected to the power device driving module 300b through a connector.
  • the power device driving module 300b may include some or all of the sensors.
  • the sensors sense current flowing through each power device, and transmit the detected information to the module processor 310.
  • the module processor 310 may locally analyze the sensing information sensed by the current sensors or transmit the sensing information to the central controller 200.
  • the central controller 200 generates driving information based on the sensing information.
  • the power device driving module 300c is similar to the power device driving modules 300a / 300b, but the power device driving module 300c does not collect sensor information from a separate internal sensor or an external sensor.
  • the power device driving module 300c does not have a separate voltage sensor and a current sensor, and the module processor 310 analyzes operating states such as voltage fluctuations, current fluctuations, and temperature fluctuations of the power device.
  • the power device driving module 300c generates a signal for driving the power device based on the analysis data or transmits the analysis data to the central control apparatus 200.
  • the central controller 200 receives analysis information related to the operation state of the power device sent from each power device driving module.
  • the central controller 200 may generate switching variables of each power device using information received from the power devices.
  • the power device driving module 300c may directly generate an operating signal of the power device by analyzing the operating state of the power device.
  • the central controller 200 or the power device driving module 300c generates a power device driving signal without a separate voltage sensor and current sensor to realize a sensorless power conversion device (sensor-less PCS).
  • the power device driving signal is generated at each power device side, the data processing load of the main board can be reduced.
  • the wiring connected to the power device is shortened, thereby providing a system resistant to noise.
  • the system assembly is simple, and is useful for manufacturing a large capacity power conversion system.

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Abstract

전력소자 구동모듈은 중앙제어장치로부터 통신모듈을 통해 구동 정보를 수신하고, 상기 구동 정보를 기초로 구동 신호를 생성하는 모듈 프로세서, 그리고 전력소자에 연결되고, 상기 구동 신호에 따라 상기 전력소자를 스위칭하는 구동회로를 포함한다.

Description

전력소자 구동모듈, 그리고 이를 이용한 전력 변환 시스템
본 발명은 전력소자 구동모듈, 그리고 이를 이용한 전력 변환 시스템에 관한 것이다.
전력 변환 시스템(power conversion system, PCS)은 전력 소자를 스위칭하여 전력을 변환하는 장치로서, DC/DC 초퍼, AC/DC 정류기, DC/AC 인버터, AC/AC 교류 전압 제어기 등이 여기에 속한다. 전력소자는 예를 들면, IGBT, SCR, BJT, MOSFET 등 전력 변화에 사용되는 스위칭 소자를 말한다.
전력 변환 시스템은 중앙제어장치(메인 보드)가 전력소자 구동 알고리즘이나 부하측 피드백 정보를 처리하여 전력소자 구동 신호(예를 들어, PWM 신호)를 생성하고, 이 구동 신호를 각 전력소자 구동회로로 전송한다. 전력소자 구동회로는 중앙제어장치로부터 전달된 구동 신호로 전력소자를 구동한다. 이렇게, 중앙제어장치가 모든 연산을 일괄 처리하여 전력 변환 시스템 내의 모든 전력소자들의 구동 신호를 생성하는 방법을 중앙 전력소자 구동 방법이라고 부를 수 있다.
중앙 전력소자 구동 방법은 하드웨어 및 소프트웨어를 경제적으로 운용할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 중앙 전력소자 구동 방법은 중앙제어장치에 신호 처리 부하가 가중된다. 그리고, 중앙 전력소자 구동 방법은 전력소자에 연결되는 신호선이 길어져 PWM 신호가 잡음에 취약할 수 있고, 피드백 신호선 등을 모두 중앙제어장치에 연결하므로 배선이 길어지고 복잡해진다. 따라서, 중앙 전력소자 구동 방법은 시스템 부하가 높아지고, 잡음에 의한 오동작이 문제될 수 있다. 또한, 중앙 전력소자 구동 방법은 중앙제어장치가 단방향으로 구동 신호를 전송하므로, 중앙제어장치가 전력 소자에서 발생한 오류 신호 및 피드백 신호를 받기 위해서 별도의 배선이 필요하다.
본 발명이 해결하려는 과제는 전력소자 구동 신호를 각 전력소자 측에서 생성하는 전력소자 구동모듈, 그리고 이를 이용한 전력 변환 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전력소자 구동모듈로서, 중앙제어장치로부터 구동 정보를 수신하고, 상기 구동 정보를 기초로 구동 신호를 생성하는 모듈 프로세서, 그리고 전력소자에 연결되고, 상기 구동 신호에 따라 상기 전력소자를 스위칭하는 구동회로를 포함한다.
상기 모듈 프로세서는 상기 구동 정보를 기초로 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성할 수 있다.
상기 전력소자 구동모듈은 상기 중앙제어장치와 양방향 통신하는 모듈 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 전력소자 구동모듈은 센서 연결단자를 더 포함하고, 상기 모듈 프로세서는 상기 센서 연결단자로부터 센싱 정보를 수신하고, 수신한 센싱 정보를 상기 중앙제어장치로 전송하며, 상기 센서 연결단자는 상기 전력소자 구동모듈의 외부에 위치하는 센서에 연결되고, 상기 센서는 전류 센서, 전압 센서, 그리고 온도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전력소자 구동모듈은 전류 센서, 전압 센서, 그리고 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서부를 더 포함하고, 상기 모듈 프로세서는 상기 센서부로부터 수신한 센싱 정보를 상기 중앙제어장치로 전송할 수 있다.
상기 모듈 프로세서는 상기 전력소자의 동작 상태를 분석하고, 분석 결과를 기초로 상기 전력소자의 구동 신호를 생성하거나 상기 분석 결과를 상기 중앙제어장치로 전송할 수 있다.
상기 구동회로는 제1 구동 신호에 따라 제1 전력소자를 스위칭하는 제1 구동회로, 그리고 제2 구동 신호에 따라 제2 전력소자를 스위칭하는 제2 구동회로를 포함하고, 상기 모듈 프로세서는 상기 중앙제어장치로부터 제1 구동 정보와 제2 구동 정보를 수신하고, 상기 제1 구동 정보를 기초로 상기 제1 구동 신호를 생성하고, 상기 제2 구동 정보를 기초로 상기 제2 구동 신호를 생성할 수 있다.
전력을 변환하는 시스템으로서, 복수의 전력소자 구동모듈, 그리고 상기 전력소자 구동모듈로, 적어도 하나의 전력소자의 구동 신호 생성에 관계된 구동 정보를 전송하는 중앙제어장치를 포함하고, 각 전력소자 구동모듈은 모듈 프로세서, 적어도 하나의 전력소자, 그리고 상기 적어도 하나의 전력소자 각각에 연결되어 연결된 전력소자를 구동하는 적어도 하나의 구동회로를 포함하며, 상기 모듈 프로세서는 상기 중앙제어장치로부터 수신한 상기 구동 정보를 기초로 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호에 따라 상기 적어도 하나의 전력소자를 스위칭한다.
상기 모듈 프로세서는 상기 구동 정보를 기초로 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성할 수 있다.
상기 전력 변환 시스템은 상기 전력소자 구동모듈은 모듈 통신부를 더 포함하고, 상기 모듈 통신부와 상기 중앙제어장치의 중앙 통신부는 양방향 통신할 수 있다.
상기 모듈 프로세서는 전류 센서, 전압 센서, 그리고 온도 센서 중 적어도 하나에 의해 감지된 센싱 정보를 상기 중앙제어장치로 전송할 수 있다.
상기 모듈 프로세서는 상기 전력소자의 동작 상태를 모니터링하고, 모니터링한 정보를 상기 중앙제어장치로 전송할 수 있다.
상기 중앙제어장치는 상기 복수의 전력소자 구동모듈의 전력소자들이 DC전력을 DC전력으로 변환하는 제1장치, DC전력을 AC전력으로 변환하는 제2장치, AC전력을 DC전력으로 변환하는 제3장치, 그리고 AC전력을 AC전력으로 변환하는 제4장치 중 어느 하나의 장치로 동작하도록 설정하고, 설정한 정보를 기초로 생성한 구동 정보를 각 전력소자 구동모듈로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 전력소자 구동 신호를 각 전력소자 측에서 생성하므로, 메인보드의 데이터 처리 부하를 줄일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 전력소자 구동신호를 전력소자에서 직접 생성하므로 배선이 짧아져, 잡음에 강한 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 시스템 조립이 간단하여, 대용량 전력 변환 시스템을 제작하는데 유용하다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 전력 변환 시스템의 피드백 신호를 전력소자 측에서 처리하므로 피드백 신호들을 중앙제어 장치에 연결하는 복잡한 배선을 없앨 수 있다.
도 1과 도 2 각각은 종래의 전력 변환 시스템의 개략적인 구성도다.
도 3과 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전력 변환 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 5부터 도 7 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력소자 구동모듈의 회로도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
전력 변환 시스템(power conversion system, PCS)은 제1전력을 제2전력으로 변환하는 장치들을 포함하며, 예를 들면, DC/DC 초퍼, AC/DC 정류기, DC/AC 인버터, AC/AC 교류 전압 제어기 등을 포함할 수 있다. 전력 변환 시스템은 전원(또는 그리드)과 부하(또는 그리드) 사이에 위치하여 전원측 전력을 부하에 맞게 변환할 수 있다.
전력소자는 구동 신호에 의해 스위칭 동작하는 트랜지스터 소자들을 포함하며, 예를 들면, SCR(silicon controlled rectifier), BJT(Bipolar junction transistor), MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), IGBT(insulated gate bipolar mode transistor) 등을 포함할 수 있다.
이제 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 전력소자 구동모듈, 그리고 이를 이용한 전력 변환 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1과 도 2 각각은 종래의 전력 변환 시스템의 개략적인 구성도다.
도 1과 도 2를 참고하면, 종래의 전력 변환 시스템(10)은 중앙제어장치(20), 복수의 전력소자 구동회로(30), 복수의 전력소자(40), 그리고 전원공급장치(50)를 포함한다.
중앙제어장치(20)는 프로세서(21), PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성기(23), 그리고 DSP(25) 등을 포함한다. PWM 신호 생성기(23)와 전력소자 구동회로(30)는 일대일로 연결된다. 전원공급장치(50)는 각 전력소자 구동회로(30)에 전원을 공급한다.
중앙제어장치(20)는 전력소자 구동 알고리즘이나 부하측 피드백 정보를 기초로 각 전력소자(40)의 구동 신호(PWM 신호)를 생성한다. 이때, PWM 신호 생성기(23)는 단방향 연결선을 통해 구동 신호를 전달한다. 이와 같이, 중앙제어장치(20)는 예를 들어 5V 구동 신호(logic power control signal)를 생성하여 전력 소자를 직접 on/off한다.
전력소자 구동회로(30)는 전력소자(40)에 연결된다. 전력소자 구동회로(30)는 구동 신호에 따라 전력소자(40)를 구동한다.
전력소자 구동회로(30)는 전력소자(40)의 오류(fault) 신호를 중앙제어장치(20)로 전송한다. 이때, 전력소자 구동회로(30)는 구동 신호와 다른 연결선으로 오류 신호를 전송한다.
중앙제어장치(20)는 부하의 전력 정보를 피드백받아 A/D(analog to digital) 변환한다. 중앙제어장치(20)는 부하 또는 각 전력소자 구동회로(30)로부터 전달된 피드백 정보를 기초로 각 전력소자의 구동 신호를 새로 생성하여 각 전력소자 구동 모듈로 전달한다.
이와 같이, 전력 변환 시스템(10)은 중앙제어장치(20)가 모든 연산을 처리하여 전력 변환 시스템 내의 모든 전력소자들의 구동 신호를 생성한다. 따라서, 전력 변환 시스템(10)은 전력소자가 늘어날수록 중앙제어장치(20)의 신호 처리 부하가 가중된다. 전력 변환 시스템(10)은 배선이 복잡하고, 구동 신호가 전달되는 길이에 비례하여 잡음이 증가하며, 이로 인해 오동작이 문제될 수 있다. 또한, 전력 변환 시스템(10)은 단방향으로 구동 신호를 전송하므로, 중앙제어장치가 전력 소자에서 발생한 오류 신호 등의 피드백 신호를 받기 위해서 별도의 배선이 필요하다. 뿐만 아니라, 중앙제어장치(20)는 구동 신호가 전력소자들에게 잘 전달되었는지를 실시간으로 확인할 수가 없다.
다음에서, 전력 변환 시스템(10)의 문제를 해결한 본원 발명에 대해 자세히 설명한다.
도 3과 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전력 변환 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3과 도 4를 참고하면, 전력 변환 시스템(100)은 전원(또는 그리드)과 부하(또는 그리드) 사이에 위치하여 전력을 변환할 수 있다. 전력 변환 시스템(100)은 한가지 실시예로 AC/DC 정류기와 DC링크/배터리를 포함하는, DC/AC 인버터로 동작할 수 있다. 전력소자는 구동 신호에 따라 AC/DC 정류기, DC/AC 인버터 또는 양방향 DC/AC 컨버터로 동작할 수 있다.
전력 변환 시스템(100)은 중앙제어장치(200), 복수의 전력소자 구동모듈(300), 그리고 전원공급장치(400)를 포함한다. 전원공급장치(400)는 각 전력소자 구동모듈(300)에 전원을 공급한다.
중앙제어장치(200)는 중앙 프로세서(210), 중앙 통신부(230), 그리고 DSP(250)를 포함한다.
전력소자 구동모듈(300)은 모듈 프로세서(310), 모듈 통신부(330), 전력소자 구동회로(350), 그리고 전력 소자(370)를 포함한다. 전력소자 구동모듈(300)은 복수의 전력소자 구동회로(350)와 복수의 전력 소자(370)를 포함할 수 있다. 모듈 프로세서(310)는 PWM 신호 생성기, ADC, GPIO(General Purpose Input Output) 등을 포함한다. 구동 신호는 구동 회로나 전력소자에 따라 다양할 수 있으나, 앞으로 PWM 신호를 예로 들어 설명한다.
중앙 통신부(230)와 N개의 모듈 통신부(330)는 일대N(1:N)으로 연결된다. 중앙 통신부(230)와 N개의 모듈 통신부(330)는 양방향 통신을 한다. 이때, 중앙 통신부(230)와 N개의 모듈 통신부(330)는 다양한 통신 모듈일 수 있고, 예를 들면 CAN(Controller Area Network) 통신, RS485 통신, RS422 통신 등을 지원할 수 있다. 배선은 구리선을 사용할 수 있고, 통신 모듈이 광 모듈인 경우, 광케이블을 사용할 수 있다.
중앙제어장치(200)는 전력 변환 시스템(100)이 정류기, 인버터, 또는 양방향 DC/AC 컨버터로 동작할 수 있도록 전력소자 제어 알고리즘(algorithm)을 실행한다. 즉, 중앙제어장치(200)는 각 전력소자가 DC전력을 DC전력으로 변환하는 장치, DC전력을 AC전력으로 변환하는 장치, AC전력을 DC전력으로 변환하는 장치, 또는 AC전력을 AC전력으로 변환하는 장치로 동작하도록 제어 알고리즘을 운영한다. 그리고, 중앙제어장치(200)는 제어 알고리즘에 따라 각 전력소자 구동모듈로 구동 신호 생성에 관계된 각종 구동 정보를 전달한다. 구동 정보는 전력소자 구동모듈 ID 정보, 스위칭 변수(switching variables) 등을 포함한다. 구동 정보는 중앙 통신부(230)를 통해 모듈 통신부(330)로 전달된다.
중앙제어장치(200)는 데이터 프레임에 전력소자 구동모듈들의 구동 신호를 생성하는데 필요한 스위칭 변수 등을 실어 전송한다. 스위칭 변수는 구동 신호(PWM 신호)를 생성하기 위해 필요한 정보로서, 펄스 폭과 같은 각종 스위칭에 필요한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 중앙제어장치(200)는 전력소자 구동모듈(300)로 구동 신호(PWM 신호)를 전송하는 대신, 전력소자 구동모듈(300)에서 구동 신호를 생성하기 위해 필요한 정보들을 전송한다.
전력소자 구동모듈(300)의 모듈 프로세서(310)는 구동 정보를 기초로 구동신호(PWM 신호)를 생성한다. 모듈 프로세서(310)는 구동 정보를 기초로 스위칭 펄스의 듀티비(duty ratio) 등을 만들어 해당 전력소자의 구동 신호를 생성한다.
전력소자 구동회로(350)는 모듈 프로세서(310)에서 생성된 PWM 신호를 기초로 전력 소자(370)를 구동한다.
모듈 프로세서(310)는 전력 소자의 상태를 실시간으로 파악할 수 있다. 모듈 프로세서(310)는 전력소자의 동작 정보, 상태 정보 등을 데이터 프레임에 실어 중앙제어장치(200)로 전송할 수 있다.
모듈 프로세서(310)는 전력변환시스템(100)의 전압 센서, 전류 센서 등 각종 센서로부터 정보를 수집하고, 이들 센싱 정보를 기초로 PWM 신호를 생성하거나, 센싱 정보를 중앙 프로세서(210)에 보낸다. 즉, 모듈 프로세서(310)는 중앙 프로세서(210) 대신에 전류, 전압, 온도 등을 모니터링하고, 모니터링 정보를 기초로 전력소자를 제어할 수 있다. 이 경우, 센서들이 모듈 프로세서(310)에 연결되므로, 기존의 전력 변환 시스템(10)에 비해 센서 연결 배선이 간단하다.
한발 더 나아가 모듈 프로세서(310)는 별도의 전류 센서나, 별도의 전압 센서 없이, 전력 소자의 동작 상태를 분석하고, 분석한 결과를 기초로 전력소자(370)를 구동한다. 또는 모듈 프로세서(310)는 전력 소자에 대해 분석한 결과를 중앙 프로세서(210)로 전달할 수 있다. 중앙 프로세서(210)는 각 모듈 프로세서(310)로부터 수신한 전력 소자의 상태 정보를 종합하여 전력소자 구동모듈들을 유기적으로 관리할 수 있다. 즉, 전력 변환 시스템(100)은, 기존에는 전류 센서와 같은 별도 센서를 사용해야 얻을 수 있는 정보를, 모듈 프로세서(31)로부터 얻을 수 있다. 따라서, 전력 변환 시스템(100)은 센서 없는 전력 변환 시스템(sensor-less PCS)를 구성할 수 있다.
도 5부터 도 7 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력소자 구동모듈의 회로도이다.
도 5부터 도 7을 참고하면, 전력소자 구동모듈(300)은 적어도 하나의 전력소자 구동회로(350)와 적어도 하나의 전력 소자(370)를 포함할 수 있다. 앞으로는 전력소자 구동모듈(300)이 2개의 전력 소자(370, 371)로 구성된 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저 도 5를 참고하면, 전력소자 구동모듈(300a)은 모듈 프로세서(310), 모듈 통신부(330), 전력소자 구동회로(350, 351), 그리고 전력 소자(370, 371)를 포함한다. 전력소자 구동회로(350, 351)는 회로 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다. 전원 공급부는 절연형 전원 공급 장치(isolated DC power supply)일 수 있다.
전력소자 구동모듈(300a)은 외부 연결을 위해 복수의 연결단자를 포함하며, 예를 들면, 전원 연결단자(510, 520), 통신 연결단자(530), 센서 연결단자(540), 전력 소자 연결단자(550, 560, 570, 580)를 포함한다.
전원 연결단자(510)는 외부의 전원 공급장치(400)에 연결된다. 전원 연결단자(510)는 전력소자 구동회로(350, 351)의 전원 공급부에 연결되어 전력소자에 필요한 전원을 공급한다. 전원 연결단자(520)는 모듈 프로세서(310)에 연결되어 전원을 공급한다.
통신 연결단자(530)는 외부의 중앙 통신부(230)에 연결된다. 통신 연결단자(530)는 모듈 통신부(330)에 연결된다.
센서 연결단자(540)는 적어도 하나의 외부 센서 또는 제어선에 연결된다. 센서 연결단자(540)는 모듈 프로세서(310)에 연결되어, 외부 센서 정보를 모듈 프로세서(310)로 전달한다.
전력 소자 연결단자(550, 560, 570, 580)는 전력 소자의 해당 전극에 연결된다.
전력소자 구동회로(350, 351) 각각은 모듈 프로세서(310)로부터 전달받은 구동 신호(PWM 신호)에 따라 전력 소자(370, 371)를 스위칭한다. 전력소자 구동회로(350, 351)는 다양하게 설계될 수 있다.
모듈 통신부(330)는 전력 변환 시스템(100)의 중앙 통신부(230)와 양방향 통신한다. 모듈 통신부(330)는 양방향 통신으로, 중앙제어장치(200)로부터 해당 전력소자의 구동 신호 생성에 관계된 각종 구동 정보를 수신하거나, 중앙제어장치(200)로 각종 정보를 전송한다. 예를 들면, 구동 정보는 전력소자 구동모듈 ID 정보, 스위칭 변수, 각종 피드백 정보 등을 포함한다. 모듈 통신부(330)는 양방향 통신이 가능한 모듈로 구현되며, 예를 들면 CAN 통신, RS485 통신, RS422 통신 등이 가능한 통신 모듈일 수 있으며, 통신 매체는 구리선 또는 광케이블일 수 있다.
모듈 프로세서(310)는 PWM 신호 생성기, ADC, GPIO 등을 포함한다. 모듈 프로세서(310)는 모듈 통신부(330)로부터 전달된 구동 정보를 기초로 전력 소자(370, 371) 각각의 구동 신호(PWM 신호)를 생성한다. 모듈 프로세서(310)는 중앙제어장치(200)로부터 받은 구동 정보, 즉 스위칭 변수(switching variables)를 기초로 전력소자의 구동 신호(PWM 신호)를 생성한다.
모듈 프로세서(310)에서 생성된 구동 신호는 해당하는 전력소자 구동회로로 전달된다. 즉, 전력 변환 시스템(100)의 중앙제어장치(200)가 전력 소자(370, 371) 각각의 구동 신호를 생성하는 대신, 로컬의 모듈 프로세서(310)가 개별적으로 구동 신호를 생성하여, 전력 소자(370, 371)를 직접 on/off한다.
모듈 프로세서(310)는 전력 소자(370, 371)를 능동적으로 구동하여, 전력 소자(370, 371)를 DC/DC 초퍼, AC/DC 정류기, DC/AC 인버터, AC/AC 교류 전압 제어기 등 다양한 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
모듈 프로세서(310)는 센서 연결단자(540)를 통해 외부 센서 정보 또는 제어 정보를 수집한다. 예를 들면, 외부 센서는 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서, 휴즈 센서 등일 수 있다. 제어 정보는 fan(냉각 송풍기) 제어 정보, MC(Magnetic Contact Switch) 제어 정보일 수 있다. 모듈 프로세서(310)는 외부 센서 정보를 기초로 전력 소자(370, 371)를 제어한다. 즉, 모듈 프로세서(310)는 로컬에서 전력 소자(370, 371)의 동작 상태를 분석하여 전력 소자(370, 371)를 제어할 수 있는 신호를 생성한다.
모듈 프로세서(310)는 모듈 통신부(330)를 통해 중앙제어장치(200)와 양방향 통신한다. 모듈 프로세서(310)는 구동 정보 및 시스템 정보를 수집할 뿐 아니라, 전력소자 구동모듈 및 전력소자의 상태 정보를 중앙제어장치(200)에 전달함으로써, 중앙제어장치(200)가 수신 정보를 피드백 정보로 사용할 수 있게 한다..
이와 같이, 전력소자 구동모듈(300)은 자체적으로 프로세서를 가지고 있으므로, 전력소자의 스위칭 상태, 안전 및 보안(safety and protection) 등에 관한 알고리즘을 독립적으로 수행한다. 그리고, 전력소자 구동모듈(300)은 필요한 정보를 중앙제어장치(200)에 전달하여 중앙제어장치(200)가 스마트한 전력관리를 하도록 할 수 있다.
도 6을 참고하면, 전력소자 구동모듈(300b)은 전력소자 구동모듈(300a)과 유사하나, 전력소자 구동모듈(300b)은 각종 센서의 신호를 처리할 수 있는 회로를 내장한다. 전력소자 구동모듈(300b)은 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서 중 적어도 하나를 내장할 수 있다. 예를 들면, 전류 센서(610, 620, 630)가 전력 소자(370)의 콜렉터(collector), 전력 소자(370)의 에미터(emitter)와 전력 소자(371)의 콜렉터를 묶은 선(부스 바), 그리고 전력 소자(371)의 에미터에 부착될 수 있다.
전류 센서(610, 620, 630)는 모듈 프로세서(310)에 연결되고, 모듈 프로세서(310)가 전류 센서(610, 620, 630)의 센싱 정보를 처리할 수 있다. 복수의 전압 센싱 회로는 모듈 프로세서(310)에 연결되고, 모듈 프로세서(310)가 전압 센싱 회로의 센싱 정보를 처리할 수 있다.
예를 들어, 센서들은 전력소자 구동모듈(300b)과 커넥터로 연결될 수 있다. 또는 전력소자 구동 모듈(300b)이 센서들의 일부 또는 전부를 내장할 수 있다.
센서들은 각 전력 소자에 흐르는 전류를 감지하고, 감지한 정보를 모듈 프로세서(310)에 전달한다. 모듈 프로세서(310)는 전류 센서들에서 감지된 센싱 정보를 로컬에서 자체적으로 분석하거나 또는 중앙제어장치(200)로 전달할 수 있다. 중앙제어장치(200)는 센싱 정보를 기초로 구동 정보를 생성한다.
도 7을 참고하면, 전력소자 구동모듈(300c)은 전력소자 구동모듈(300a/300b)과 유사하나, 전력소자 구동모듈(300c)은 별도의 내부 센서 또는 외부 센서로부터 센서 정보를 수집하지 않는다.
전력소자 구동모듈(300c)은 별도의 전압 센서 및 전류 센서가 없고, 모듈 프로세서(310)가 전력 소자의 전압 변동, 전류 변동, 온도 변동 등의 동작 상태를 분석한다. 전력소자 구동모듈(300c)은 분석 자료를 기초로 전력소자를 구동하는 신호를 생성하거나 또는 분석 자료를 중앙제어장치(200)로 전송한다. 중앙제어장치(200)는, 전류 센서나 전압 센서 등으로부터 각종 피드백 정보를 얻는 대신에, 각 전력소자 구동모듈에서 보내온 전력소자의 동작 상태에 관련된 분석 정보를 받는다. 중앙제어장치(200)는 전력 소자들로부터 받은 정보를 사용해 각 전력 소자의 스위칭 변수 등을 생성할 수 있다. 또는 전력소자 구동모듈(300c)은 자체적으로 전력소자의 동작 상태를 분석하여, 전력소자의 구동 신호를 직접 생성할 수 있다.
즉, 중앙 제어장치(200) 또는 전력소자 구동모듈(300c)은 별도의 전압 센서, 전류 센서 없이 전력소자 구동 신호를 생성하여 센서 없는 전력 변환 장치(sensor-less PCS)를 실현한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 전력소자 구동 신호를 각 전력소자 측에서 생성하므로, 메인보드의 데이터 처리 부하를 줄일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 전력소자에 연결되는 배선이 짧아져, 잡음에 강한 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 시스템 조립이 간단하여, 대용량 전력 변환 시스템을 제작하는데 유용하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. 중앙제어장치로부터 구동 정보를 수신하고, 상기 구동 정보를 기초로 구동 신호를 생성하는 모듈 프로세서, 그리고
    전력소자에 연결되고, 상기 구동 신호에 따라 상기 전력소자를 스위칭하는 구동회로
    를 포함하는 전력소자 구동모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 구동 정보를 기초로 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 전력소자 구동모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 중앙제어장치와 양방향 통신하는 모듈 통신부
    를 더 포함하는 전력소자 구동모듈.
  4. 제1항에서,
    센서 연결단자를 더 포함하고,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 센서 연결단자로부터 센싱 정보를 수신하고, 수신한 센싱 정보를 상기 중앙제어장치로 전송하며,
    상기 센서 연결단자는 상기 전력소자 구동모듈의 외부에 위치하는 센서에 연결되고, 상기 센서는 전류 센서, 전압 센서, 그리고 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 전력소자 구동모듈.
  5. 제1항에서,
    전류 센서, 전압 센서, 그리고 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서부를 더 포함하고,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 센서부로부터 수신한 센싱 정보를 상기 중앙제어장치로 전송하는 전력소자 구동모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 전력소자의 동작 상태를 분석하고, 분석 결과를 기초로 상기 전력소자의 구동 신호를 생성하거나 상기 분석 결과를 상기 중앙제어장치로 전송하는 전력소자 구동모듈.
  7. 제1항에서,
    상기 구동회로는
    제1 구동 신호에 따라 제1 전력소자를 스위칭하는 제1 구동회로, 그리고 제2 구동 신호에 따라 제2 전력소자를 스위칭하는 제2 구동회로를 포함하고,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 중앙제어장치로부터 제1 구동 정보와 제2 구동 정보를 수신하고, 상기 제1 구동 정보를 기초로 상기 제1 구동 신호를 생성하고, 상기 제2 구동 정보를 기초로 상기 제2 구동 신호를 생성하는 전력소자 구동모듈.
  8. 전력을 변환하는 시스템으로서,
    복수의 전력소자 구동모듈, 그리고
    상기 전력소자 구동모듈로, 적어도 하나의 전력소자의 구동 신호 생성에 관계된 구동 정보를 전송하는 중앙제어장치를 포함하고,
    각 전력소자 구동모듈은
    모듈 프로세서, 적어도 하나의 전력소자, 그리고 상기 적어도 하나의 전력소자 각각에 연결되어 연결된 전력소자를 구동하는 적어도 하나의 구동회로를 포함하고,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 중앙제어장치로부터 수신한 상기 구동 정보를 기초로 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호에 따라 상기 적어도 하나의 전력소자를 스위칭하는 전력변환시스템.
  9. 제8항에서,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 구동 정보를 기초로 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 전력변환시스템.
  10. 제8항에서,
    상기 전력소자 구동모듈은 모듈 통신부를 더 포함하고,
    상기 모듈 통신부와 상기 중앙제어장치의 중앙 통신부는 양방향 통신하는 전력변환시스템.
  11. 제8항에서,
    상기 모듈 프로세서는
    전류 센서, 전압 센서, 그리고 온도 센서 중 적어도 하나에 의해 감지된 센싱 정보를 상기 중앙제어장치로 전송하는 전력변환시스템.
  12. 제8항에서,
    상기 모듈 프로세서는
    상기 전력소자의 동작 상태를 모니터링하고, 모니터링한 정보를 상기 중앙제어장치로 전송하는 전력변환시스템.
  13. 제8항에서,
    상기 중앙제어장치는
    상기 복수의 전력소자 구동모듈의 전력소자들이 DC전력을 DC전력으로 변환하는 제1장치, DC전력을 AC전력으로 변환하는 제2장치, AC전력을 DC전력으로 변환하는 제3장치, 그리고 AC전력을 AC전력으로 변환하는 제4장치 중 어느 하나의 장치로 동작하도록 설정하고, 설정한 정보를 기초로 생성한 구동 정보를 각 전력소자 구동모듈로 전송하는 전력변환시스템.
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