KR101702871B1 - Boost-forward differential power conditioner and control method thereof - Google Patents

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Abstract

복수 개의 분산전원 저장장치가 직렬 연결되어 입력전원을 공급하는 전원 공급부와 상기 입력전원을 공급받으며 상기 입력전원을 축적하거나 방출하는 부스트 인덕터, 상기 부스트 인덕터와 연결되는 전원 스위치를 포함하고, 상기 전원 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 입력전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터부 및 상기 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터와 자기 결합되어 전원을 유기받는 이차단 권선으로 구성되는 트랜스포머를 포함하고, 상기 이차단 권선은 상기 분산전원 저장장치와 연결되어 상기 트랜스포머의 이차단 출력을 상기 분산전원 저장장치로 공급하는 복수 개의 포워드 컨버터부를 포함하는 부스트 포워드 차동전력조절기를 제공한다.A plurality of distributed power source storage devices connected in series to supply power to the input power source, a boost inductor for storing or discharging the input power source, and a power switch connected to the boost inductor, A boost converter for boosting and outputting the input power according to a switching operation of the boost inductor, and a transformer composed of a secondary winding wound on the boost inductor and the boost inductor to generate power, And a plurality of forward converter units connected to the power storage device and supplying a secondary output of the transformer to the distributed power storage device.

Description

부스트 포워드 차동전력조절기 및 그 구동방법{BOOST-FORWARD DIFFERENTIAL POWER CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a boost forward differential power regulator,

본 발명은 부스트 포워드 차동전력조절기 및 그 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분산전원 저장장치에서 최대 전력을 얻기 위한 부스트 포워드 차동전력조절기 및 그 구동방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boost-forward differential power regulator and a driving method thereof, and more particularly to a boost-boost differential power regulator and a driving method thereof for obtaining maximum power in a distributed power storage device.

화석연료의 고갈, 기후 변화 등으로 인해 각광받고 있는 신재생에너지원 또는 배터리 등을 직렬로 연결하여 고전압 고전력으로 사용하는 시스템이 증가하고 있다.There is an increasing number of systems that use high voltage and high power by connecting a renewable energy source or a battery, which is in the spotlight due to exhaustion of fossil fuels and climate change, in series.

한편, 신재생에너지원은 자연 환경의 조건에 따라 에너지 발생 여부가 달라지기 때문에 전력 공급이 규칙적이지 않거나 특정한 조건에서만 출력이 발생하여, 신재생에너지원을 직렬로 연결하여 전원 장치로 사용하는 경우, 최대전력을 출력하는 신재생에너지원에 따른 최대전류가 흘러야 하므로, 출력 전원간의 불균형으로 인한 전압 손실이 발생할 수 있다. On the other hand, in the case of renewable energy sources, the generation of energy depends on the conditions of the natural environment. Therefore, when the power supply is not regular or the output is generated only in a specific condition and the renewable energy source is connected in series, The maximum current according to the renewable energy source that outputs the maximum power must flow, so that the voltage loss due to the unbalance between the output power sources may occur.

이러한 문제점을 해결하기 위해 주 전력은 스트링 컨버터를 통해 출력단에 공급하고, 스트링 컨버터와는 별도로 에너지모듈과 출력단 사이에 양방향 절연형 컨버터를 연결하여 컨버터의 승압 또는 강압을 통해 에너지모듈의 전압 손실을 보상하기 위한 전력 궤환용으로 사용하는 차동전력조절기 시스템이 제안되었다.In order to solve this problem, the main power is supplied to the output stage through the string converter, and a bidirectional insulation type converter is connected between the energy module and the output terminal separately from the string converter to compensate the voltage loss of the energy module through the step- A differential power regulator system has been proposed which is used for power feedback.

그러나, 상술한 차동전력조절기 시스템은 에너지모듈과 출력단 사이에 연결되는 별도의 개별 컨버터의 고승강압에 따라 전력효율적인 측면에서 불이익이 있으며, 전체적인 가격 상승, 크기 상승 등의 문제점이 따른다.However, the above-described differential power regulator system has disadvantages in terms of power efficiency due to the high voltage of the separate converter connected between the energy module and the output terminal, which causes problems such as an increase in the overall price and an increase in size.

본 발명의 일측면은 포워드 컨버터를 통해 복수 개의 분산전원 저장장치로부터 공급되는 입력전원을 포워드 방식으로 변환하고 다시 복수 개의 분산전원 저장장치로 출력하여 각 분산전원 저장장치의 최적전압을 구현할 수 있는 부스트 포워드 차동전력조절기 및 그 구동방법을 제공한다. In one aspect of the present invention, a power converter includes a boost converter that converts an input power supplied from a plurality of distributed power source storage devices through a forward converter into a forward mode and outputs the converted power to a plurality of distributed power source storage devices, Forward differential power regulator and a method of driving the same.

본 발명의 일측면은 부스트 포워드 차동전력조절기에 있어서, 복수 개의 분산전원 저장장치가 직렬 연결되어 입력전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 입력전원을 공급받으며 상기 입력전원을 축적하거나 방출하는 부스트 인덕터, 상기 부스트 인덕터와 연결되는 전원 스위치를 포함하고, 상기 전원 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 입력전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터부; 및 상기 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터와 자기 결합되어 전원을 유기받는 이차단 권선으로 구성되는 트랜스포머를 포함하고, 상기 이차단 권선은 상기 분산전원 저장장치와 연결되어 상기 트랜스포머의 이차단 출력을 상기 분산전원 저장장치로 공급하는 복수 개의 포워드 컨버터부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a boost-forward differential power regulator, comprising: a power supply unit in which a plurality of distributed power storage devices are serially connected to supply input power; A boost converter for boosting the input power according to a switching operation of the power switch and outputting the boosted power according to a switching operation of the power switch, the boost converter comprising: a boost converter for receiving the input power and accumulating or discharging the input power; And a secondary winding wound around the boost inductor and the boost inductor to supply power to the secondary winding, wherein the secondary winding is connected to the distributed power storage device to supply a secondary output of the transformer to the distributed power source, And a plurality of forward converter units for supplying to the storage device.

한편, 상기 부스트 컨버터부와 상기 포워드 컨버터부는, 상기 입력전원을 공급받는 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터에 공급되는 전원을 스위칭하는 상기 전원 스위치를 공유할 수 있다.The boost converter unit and the forward converter unit may share the boost inductor supplied with the input power and the power switch for switching the power supplied to the boost inductor.

또한, 상기 포워드 컨버터부는, 상기 이차단 권선과 연결되는 조절 스위치를 더 포함하고, 상기 전원 스위치와 상기 조절 스위치의 스위칭동작에 따라 상기 부스트 인덕터로부터 상기 이차단 권선으로 전원을 유기받을 수 있다.The forward converter further includes an adjustment switch connected to the secondary winding, and the power can be supplied from the boost inductor to the secondary winding in accordance with the switching operation of the power switch and the adjustment switch.

또한, 상기 포워드 컨버터부는, 상기 이차단 권선과 연결되는 조절 스위치를 더 포함하고, 상기 전원 스위치와 상기 조절 스위치의 스위칭동작에 따라 상기 부스트 인덕터로부터 상기 이차단 권선으로 전원을 유기받을 수 있다.The forward converter further includes an adjustment switch connected to the secondary winding, and the power can be supplied from the boost inductor to the secondary winding in accordance with the switching operation of the power switch and the adjustment switch.

또한, 상기 전원 스위치는 상기 조절 스위치의 턴온 듀티비 보다 큰 턴온 듀티비를 가질 수 있다.In addition, the power switch may have a turn-on duty ratio that is larger than the turn-on duty ratio of the control switch.

또한, 복수 개의 상기 분산전원 저장장치와 병렬 연결되어 복수 개의 상기 분산전원 저장장치의 에너지를 저장하는 복수 개의 입력전원 커패시터를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a plurality of input power capacitors connected in parallel to the plurality of distributed power storage devices to store energy of the plurality of distributed power storage devices.

또한, 상기 부스트 컨버터부와 연결되어 상기 부스트 컨버터부의 출력 전원을 축적하는 출력 커패시터를 더 포함할 수 있다.The boost converter may further include an output capacitor connected to the boost converter to store the output power of the boost converter.

또한, 상기 부스트 컨버터부는, 상기 부스트 인덕터와 상기 출력 커패시터 사이에 연결되는 부스트 스위치를 더 포함하고, 상기 부스트 스위치의 스위칭 동작에 따라 양방향으로 에너지를 전달할 수 있다.The boost converter further includes a boost switch connected between the boost inductor and the output capacitor, and can transfer energy in both directions according to the switching operation of the boost switch.

또한, 상기 포워드 컨버터부는, 상기 조절 스위치와 연결되는 포워드 인덕터를 더 포함하고, 상기 포워드 인덕터는, 상기 부스트 인덕터로부터상기 이차단 권선으로 유기받는 전원을 축적하거나 방출할 수 있다.The forward converter further includes a forward inductor connected to the regulating switch, and the forward inductor may accumulate or discharge power received from the boost inductor to the secondary winding.

본 발명의 다른 측면은 직렬로 연결된 복수 개의 분산전원 저장장치와, 복수 개의 상기 분산전원 저장장치로부터 입력전원을 공급받는 부스트 인덕터 및 전원 스위치를 포함하여 상기 전원 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 입력전원을 변환하여 출력하는 부스트 컨버터부와, 복수 개의 분산전원 저장장치와 각각 연결될 수 있도록 복수 개 마련되며, 상기 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터와 자기 결합되는 이차단 권선으로 구성되는 트랜스포머, 상기 이차단 권선과 연결되는 조절 스위치 및 포워드 인덕터를 포함하여 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 부스트 인덕터로부터 소정의 전원을 유기받는 복수 개의 포워드 컨버터부를 포함하는 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법에 있어서, 상기 부스트 컨버터부는 상기 전원 스위치의 턴온 또는 턴오프 동작에 따라 복수 개의 상기 분산전원 저장장치로부터 공급받는 입력전원을 승압하여 출력하고, 복수 개의 상기 포워드 컨버터부는 복수의 동작 모드를 기반으로 제어되는 상기 조절 스위치의 턴온 또는 턴오프 동작에 따라 상기 부스트 인덕터로부터 소정의 전원을 유기받아, 복수 개의 상기 분산전원 저장장치 간의 출력 전원의 불균형에 따른 정격전류의 차이에 의해 전압 손실이 발생한 분산전원 저장장치로 공급한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus including a plurality of distributed power supply storage units connected in series, a boost inductor and a power switch that receive input power from a plurality of the distributed power storage units, A transformer formed of a plurality of secondary windings that are provided to be connected to a plurality of distributed power storage devices and are magnetically coupled with the boost inductor and the boost inductor, And a plurality of forward converter units including a control switch and a forward inductor for receiving a predetermined power from the boost inductor in accordance with a switching operation of the power switch and the control switch, Boost converter Wherein the forward converter unit boosts the input power supplied from the plurality of distributed power storage units according to the turn-on or turn-off operation of the power switch, and the plurality of forward converter units are turned on Or a turn-off operation, and supplies the voltage to the distributed power source storage device where a voltage loss occurs due to a difference in rated current according to an unbalance of the output power source among the plurality of distributed power source storage devices.

한편, 상기 복수의 동작 모드는 제1모드, 제2모드 및 제3모드를 포함하고, 상기 제1모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴온에 따른 동작 모드이고, 상기 제2모드는 상기 전원 스위치의 턴온, 상기 조절 스위치의 턴오프에 따른 동작 모드이고, 상기 제3모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴오프에 따른 동작 모드일 수 있다.The plurality of operation modes include a first mode, a second mode and a third mode, and the first mode is an operation mode according to the turn-on of the power switch and the control switch, Off state of the switch and the turn-off of the control switch, and the third mode may be an operation mode according to the turn-off of the power switch and the control switch.

또한, 상기 제1모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴온에 따라 상기 부스트 컨버터부는 상기 부스트 인덕터에 상기 입력전원을 축적하고, 상기 포워드 컨버터부는 상기 부스트 인덕터로부터 소정의 전원을 유기받아 상기 포워드 인덕터에 축적하거나 상기 분산전원 저장장치로 공급하고, 상기 제2모드는 상기 전원 스위치의 턴온, 상기 조절 스위치의 턴오프에 따라, 상기 부스트 컨버터부는 상기 부스트 인덕터에 상기 입력전원을 축적하고, 상기 포워드 컨버터부는 상기 제1모드에서 상기 포워드 인덕터에 축적되어 있던 소정의 전원을 상기 분산전원 저장장치로 공급하고, 상기 제3모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴오프에 따라, 상기 부스트 컨버터부는 상기 입력전원을 승압하여 출력하고, 상기 포워드 컨버터부는 상기 제1모드에서 상기 포워드 인덕터에 축적되어 있던 소정의 전원을 상기 분산전원 저장장치로 공급하여 상기 전압 손실이 발생한 분산전원 저장장치의 전압 손실을 보상할 수 있다.In the first mode, the boost converter unit accumulates the input power to the boost inductor according to the turn-on of the power switch and the control switch, and the forward converter unit receives the predetermined power from the boost inductor, Wherein the boost converter unit accumulates the input power to the boost inductor in accordance with the turn-on of the power switch and the turn-off of the control switch, and the forward converter Wherein the boost converter unit supplies the predetermined power stored in the forward inductor to the distributed power source storage unit in the first mode and the third mode is in accordance with the turn-off of the power switch and the control switch, Wherein the forward converter unit boosts the power source, A predetermined power source stored in the forward inductor may be supplied to the distributed power source storage device in the first mode to compensate for the voltage loss of the distributed power source storage device in which the voltage loss occurs.

또한, 복수 개의 상기 분산전원 저장장치 중 최대전력을 출력하는 분산전원 저장장치와 연결된 상기 포워드 컨버터부에 포함되는 상기 조절 스위치는 상기 제1모드, 상기 제2모드 및 상기 제3모드에서 턴오프 제어될 수 있다.The control switch included in the forward converter unit connected to the distributed power source storage device for outputting the maximum power among the plurality of distributed power source storage devices may be turned off in the first mode, the second mode, .

또한, 상기 부스트 컨버터부와 상기 포워드 컨버터부는, 상기 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터에 공급되는 전원을 스위칭하는 상기 전원 스위치를 공유할 수 있다.The boost converter section and the forward converter section may share the power switch for switching the power supplied to the boost inductor and the boost inductor.

또한, 상기 전원 스위치는 상기 조절 스위치의 턴온 듀티비 보다 큰 턴온 듀티비를 가질 수 있다.In addition, the power switch may have a turn-on duty ratio that is larger than the turn-on duty ratio of the control switch.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 포워드 컨버터를 복수 개의 분산전원 저장장치로부터 공급되는 입력전원을 포워드 방식으로 변환하고 다시 복수 개의 분산전원 저장장치로 출력하는 전력 궤환용으로 사용함으로써, 분산전원 저장장치의 최적전압을 구현할 수 있는 차동전력조절기를 효율적으로 사용할 수 있으며 전력용량이 줄어들어 제작단가를 낮추고, 크기 또한 최소화할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the forward converter is used for power feedback for converting input power supplied from a plurality of distributed power storage devices into a forward mode and outputting the forward power to a plurality of distributed power storage devices, The differential power regulator that can realize the optimum voltage of the device can be efficiently used, the power capacity can be reduced, the manufacturing cost can be lowered, and the size can also be minimized.

또한, 각 분산전원 저장장치를 최적전압에서 동작시켜 전력 발전 효율을 높일 수 있다.In addition, it is possible to increase the power generation efficiency by operating each distributed power storage device at the optimum voltage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기의 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기의 제1모드에 따른 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기의 제2모드에 따른 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기의 제3모드에 따른 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기의 회로도이다. 1 is a circuit diagram of a boost-forward differential power regulator in accordance with one embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a circuit diagram for explaining operation according to the first mode of the boost-forward differential power regulator shown in Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining operations according to the second mode of the boost-forward differential power regulator shown in FIG. 1. FIG.
4 is a circuit diagram for explaining an operation according to the third mode of the boost-forward differential power regulator shown in FIG.
5 is a circuit diagram of a boost-forward differential power regulator in accordance with another embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a boost-forward differential power regulator in accordance with one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)는 전원 공급부(110), 부스트 컨버터부(120), 제1포워드 컨버터부(130a) 및 제2포워드 컨버터부(130b)를 포함할 수 있다.1, a boost-forward differential power regulator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a power supply unit 110, a boost converter unit 120, a first forward converter unit 130a, (130b).

전원 공급부(110)는 제1분산전원 저장장치(110a) 및 제2분산전원 저장장치(110b)를 포함할 수 있다. 전원 공급부(110)는 분산전원 저장장치, 예를 들어, 태양광 에너지와 같이 에너지원이 고갈되지 않고 지속적으로 사용 가능한 신재생에너지원 모듈 또는 배터리 모듈이 직렬 연결된 직렬형 전원으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)는 설명의 편의를 위해 2개의 분산전원 저장장치가 직렬 연결된 것으로 예를 들어 설명한다. The power supply unit 110 may include a first distributed power storage device 110a and a second distributed power storage device 110b. The power supply unit 110 may be a distributed power source storage device, for example, a serial power source connected in series with a renewable energy source module or a battery module that can be continuously used without being depleted of an energy source such as solar energy. The boost-forward differential power regulator 100 according to the embodiment will be described as an example in which two distributed power storage devices are connected in series for convenience of explanation.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기 (100)는 제1분산전원 저장장치(110a)와 병렬 연결되어 제1분산전원 저장장치(100a)의 출력 전원을 축적하는 제1입력전원 커패시터(Cv_in1) 및 제2분산전원 저장장치(110b)와 병렬 연결되어 제2분산전원 저장장치(100b)의 출력 전원을 축적하는 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)를 더 포함할 수 있다. 제1입력전원 커패시터(Cv_in1)와 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)는 직렬 연결될 수 있다.Meanwhile, the boost-forward differential power controller 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first input connected in parallel with the first distributed power storage device 110a to accumulate output power of the first distributed power storage device 100a, And a second input power supply capacitor Cv_in2 connected in parallel to the power supply capacitor Cv_in1 and the second distributed power storage device 110b to accumulate the output power of the second distributed power storage device 100b. The first input power supply capacitor Cv_in1 and the second input power supply capacitor Cv_in2 may be connected in series.

부스트 컨버터부(120)는 부스트 인덕터(Lm_boost), 전원 스위치(Qp) 및 부스트 스위치(D_boost)를 포함하여 구성될 수 있다. 부스트 인덕터(Lm_boost)는 자화 인덕터로써 일단은 제1입력전원 커패시터(Cv_in1)와 연결되고, 타단은 전원 스위치(Qp) 및 부스트 스위치(D_boost)와 병렬 연결될 수 있다.The boost converter unit 120 may include a boost inductor Lm_boost, a power switch Qp, and a boost switch D_boost. The boost inductor Lm_boost is a magnetizing inductor and may be connected at one end to the first input power supply capacitor Cv_in1 and at the other end in parallel with the power switch Qp and the boost switch D_boost.

여기에서, 전원 스위치(Qp)는 능동스위치로써, 일예로, MOSFET 스위치로 구현될 수 있다. 부스트 스위치(D_boost)는 다이오드 또는 MOSFET 스위치로 구현될 수 있으며, 도 1에서는 부스트 스위치(D_boost)가 다이오드로 구현된 것을 예로 들어 도시하였다. 부스트 스위치(D_boost)가 다이오드로 구현되는 경우, 단방향 전력 전달이 가능하며, 전원 공급부(110)의 분산전원 저장장치가 신재생에너지모듈인 경우 이와 같이 회로를 구성하는 것이 바람직하다. Here, the power switch Qp may be implemented as an active switch, e.g., a MOSFET switch. The boost switch D_boost may be implemented as a diode or a MOSFET switch. In FIG. 1, the boost switch D_boost is implemented as a diode. When the boost switch D_boost is implemented as a diode, unidirectional power transmission is possible, and when the distributed power storage device of the power supply unit 110 is a renewable energy module, it is preferable to configure the circuit as described above.

한편, 부스트 스위치(D_boost)에는 출력 커패시터(Cdc)가 연결되며, 부스트 컨버터부(120)는 전원 공급부(110)로부터 전원을 입력받아 부스트 방식으로 전원을 변환하여 출력 커패시터(Cdc)에 축적시킬 수 있다. An output capacitor Cdc is connected to the boost switch D_boost and the boost converter 120 receives power from the power supply unit 110 and converts the power in a boosting manner to store the boosted power in the output capacitor Cdc have.

즉, 전원 스위치(Qp)가 턴온되면 전원 공급부(110)와 부스트 인덕터(Lm_boost)는 폐회로를 형성하여 부스트 인덕터(Lm_boost)에는 전원 공급부(110)로부터 공급되는 입력 전원이 축적되고, 출력 커패시터(Cdc)와 병렬 연결된 출력단(DClink)에는 출력 커패시터(Cdc)에 축적되어 있던 전원이 공급되며, 이때, 부스트 스위치(D_boost)는 출력 커패시터(Cdc)의 전하가 전원 스위치(Qp)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. That is, when the power switch Qp is turned on, the power supply unit 110 and the boost inductor Lm_boost form a closed circuit so that the input power supplied from the power supply unit 110 is accumulated in the boost inductor Lm_boost and the output capacitor Cdc The power stored in the output capacitor Cdc is supplied to the output terminal DClink connected in parallel to the power switch Qp and the boost switch D_boost can block the charge of the output capacitor Cdc from flowing to the power switch Qp .

또한, 전원 스위치(Qp)가 턴오프되면 전원 공급부(110), 부스트 인덕터(Lm_boost), 출력 커패시터(Cdc)는 폐회로를 형성하여, 전원 공급부(110)로부터 공급되는 입력 전원과 부스트 인덕터(Lm_boost)에 축적되어 있던 전원이 더해져 출력 커패시터(Cdc)에 전달되며, 이에 따라, 출력단(DClink)에는 승압된 전원이 공급될 수 있다. When the power switch Qp is turned off, the power supply unit 110, the boost inductor Lm_boost, and the output capacitor Cdc form a closed circuit, and the input power supplied from the power supply unit 110 and the boost inductor Lm_boost, The power stored in the DC link is added to the output capacitor Cdc, so that the boosted power can be supplied to the output DC link.

제1포워드 컨버터부(130a)는 부스트 인덕터(Lm_boost) 및 부스트 인덕터(Lm_boost)와 자기 결합되는 제1이차단 권선(Nf1)으로 구성되는 제1트랜스포머를 포함하고, 부스트 컨버터부(120)의 전원 스위치(Qp)를 공유하며, 제1이차단 권선(Nf1)과 연결되는 제1다이오드(DL1), 제1포워드 다이오드(D_forward1), 제1조절 스위치(Qf1), 제1포워드 인덕터(Lm_forward1)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 제1조절 스위치(Qf1)는 능동스위치로써, 일예로, MOSFET 스위치로 구현될 수 있다.The first forward converter 130a includes a first transformer composed of a first secondary winding Nf1 magnetically coupled to a boost inductor Lm_boost and a boost inductor Lm_boost, A first diode DL1, a first forward diode D_forward 1, a first regulating switch Qf1 and a first forward inductor Lm_forward 1, which share the switch Qp and are connected to the first secondary winding Nf1, And the like. Here, the first adjustment switch Qf1 may be implemented as an active switch, e.g., a MOSFET switch.

또한, 제2포워드 컨버터부(130b)는 부스트 인덕터(Lm_boost) 및 부스트 인덕터(Lm_boost)와 자기 결합되는 제2이차단 권선(Nf2)으로 구성되는 제2트랜스포머를 포함하고, 부스트 컨버터부(120)의 전원 스위치(Qp)를 공유하며, 제2이차단 권선(Nf2)과 연결되는 제2다이오드(DL2), 제2포워드 다이오드(D_forward2), 제2조절 스위치(Qf2), 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 제2조절 스위치(Qf2)는 능동스위치로써, 일예로, MOSFET 스위치로 구현될 수 있다.The second forward converter section 130b includes a second transformer constituted by a second secondary winding Nf2 magnetically coupled with the boost inductor Lm_boost and the boost inductor Lm_boost, A second forward diode D_forward2, a second adjustment switch Qf2, a second forward inductor Lm_forward2, which shares a power switch Qp of the second forward winding Nf2 and is connected to the second secondary winding Nf2, ). ≪ / RTI > Here, the second adjustment switch Qf2 may be implemented as an active switch, for example, as a MOSFET switch.

구체적으로는, 전원 공급부(110)의 분산전원 저장장치의 개수에 따라 복수 개의 포워드 컨버터부가 마련되며, 복수 개의 포워드 컨버터부에 포함되는 이차단 권선은 부스트 인덕터(Lm_boost)를 일차단 권선(Np)으로 하여 자기 결합할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)는 제1분산전원 저장장치(110a)와 제2분산전원 저장장치(110b)의 2개의 분산전원 저장장치를 포함하므로, 제1포워드 컨버터부(130a)와 제2포워드 컨버터부(130b)가 마련되고, 제1이차단 권선(Nf1)과 제2이차단 권선(Nf2)는 부스트 인덕터(Lm_boost)를 일차단 권선(Np)으로 하여 미리 설정된 권선비를 갖도록 자기 결합되어 제1트랜스포머 및 제2트랜스포머를 구성할 수 있다. 이때, 제1포워드 컨버터부(130a) 및 제2포워드 컨버터부(130b)는 포워드 방식으로 전원 변환 동작을 수행하므로, 부스트 인덕터(Lm_boost)와 제1이차단 권선(Nf1) 및 제2이차단 권선(Nf2)의 권선 시작 포인트는 서로 동일한 위치에 있을 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.More specifically, a plurality of forward converter units are provided according to the number of distributed power storage devices of the power supply unit 110. The secondary winding included in the plurality of forward converter units includes a boost inductor Lm_boost, So that they can be magnetically coupled. Therefore, since the boost-forward differential power controller 100 according to an embodiment of the present invention includes two distributed power storage units 110a and 110b, The first secondary winding Nf1 and the second secondary winding Nf2 are connected to the primary winding Np via the boost inductor Lm_boost. The first forward converter 130a and the second forward converter 130b are provided, So that the first transformer and the second transformer are magnetically coupled to each other so as to have a predetermined winding ratio. At this time, since the first forward converter unit 130a and the second forward converter unit 130b perform the power conversion operation in the forward mode, the boost inductor Lm_boost, the first secondary winding Nf1 and the second secondary winding The starting points of the winding Nf2 may be located at the same position, but the present invention is not limited thereto.

한편, 제1포워드 컨버터부(130a) 및 제2포워드 컨버터부(130b)의 출력, 즉, 제1이차단 권선(Nf1)과 연결되는 회로는 제1분산전원 저장장치(110a)와 연결되고, 제2이차단 권선(Nf2)과 연결되는 회로는 제2분산전원 저장장치(110b)와 연결될 수 있다. 또한, 제1포워드 컨버터부(130a) 및 제2포워드 컨버터부(130b)는 전원 스위치(Qp), 제1조절 스위치(Qf1) 및 제2조절 스위치(Qf2)의 스위칭 동작에 따라 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 전원을 유기받을 수 있다. 이때, 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 제1이차단 권선(Nf1) 또는 제2이차단 권선(Nf2)로 유기되는 전원의 전압 레벨은 부스트 인덕터(Lm_boost)와 이차단 권선(Nf1,Nf2)의 권선비에 의해 결정될 수 있으며, 부스트 인덕터(Lm_boost):제1이차단 권선(Nf1):제2이차단 권선(Nf2)의 권선비는 1:2:2인 것이 바람직하다. The output of the first forward converter unit 130a and the second forward converter unit 130b, that is, the circuit connected to the first secondary winding Nf1, is connected to the first distributed power storage device 110a, The circuit connected to the second secondary winding Nf2 may be connected to the second distributed power storage device 110b. The first forward converter section 130a and the second forward converter section 130b are connected to the boost inductor Lm_boost in accordance with the switching operation of the power switch Qp, the first adjustment switch Qf1 and the second adjustment switch Qf2, As shown in FIG. At this time, the voltage level of the power source induced from the boost inductor Lm_boost to the first secondary winding Nf1 or the second secondary winding Nf2 is higher than the voltage level of the boost inductor Lm_boost and the turns of the secondary windings Nf1 and Nf2 And the winding ratio of the first secondary winding Nf1: the second secondary winding Nf2 is preferably 1: 2: 2, and the boost inductor Lm_boost: the first secondary winding Nf1: the second secondary winding Nf2.

또한, 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 제1이차단 권선(Nf1)으로 유기되는 전원은 제1포워드 인덕터(Lm_forward1)에 축적되었다가 제1입력전원 커패시터(Cv_in1)로 출력되고, 제2이차단 권선(Nf2)으로 유기되는 전원은 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)에 축적되었다가 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)로 출력될 수 있다. 즉, 제1포워드 컨버터부(130a) 및 제2포워드 컨버터부(130b)는 제1트랜스포머 및 제2트랜스포머의 이차단의 출력을 다시 입력측으로 공급하는 궤환 회로를 형성할 수 있다.The power source induced from the boost inductor Lm_boost to the first secondary winding Nf1 is accumulated in the first forward inductor Lm_forward 1 and is output to the first input power source capacitor Cv_in1 and the second secondary winding Nf2 may be accumulated in the second forward inductor Lm_forward2 and then output to the second input power supply capacitor Cv_in2. That is, the first forward converter 130a and the second forward converter 130b may form a feedback circuit that supplies the output of the second stage of the first transformer and the second transformer back to the input side.

한편, 도 1에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기(100)의 회로도에는 생략되었으나 전원 스위치(Qp), 제1조절 스위치(Qf1) 및 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온 또는 턴오프의 스위칭 동작을 제어하는 제어수단이 더 포함될 수 있다.On the other hand, although the circuit diagram of the boost-forward differential power regulator 100 shown in Fig. 1 is omitted, the switching operation of turning on or off of the power switch Qp, the first adjustment switch Qf1 and the second adjustment switch Qf2 And a control unit for controlling the control unit.

이와 같이, 도 1에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기(100) 회로 구성에 있어서, 직렬로 연결된 제1분산전원 저장장치(110a)와 제2분산전원 저장장치(110b)로부터 출력되는 입력 전원은 부스트 컨버터부(120)에 의해 승압되어 출력단(DClink)으로 공급될 수 있다. 즉, 부스트 컨버터부(120)에 포함된 전원 스위치(Qp)의 턴온 또는 턴오프에 따라 직렬로 연결된 제1분산전원 저장장치(110a)와 제2분산전원 저장장치(110b)로부터 출력되는 입력 전원은 승압되어 출력단(DClink)으로 공급될 수 있다.1, the input power output from the first distributed power storage device 110a and the second distributed power storage device 110b connected in series is boosted by the boosted power supply 100. In the boosted differential power regulator 100 circuit configuration shown in FIG. 1, Can be boosted by the converter unit 120 and supplied to the output terminal (DClink). That is, the first distributed power storage device 110a and the second distributed power storage device 110b, which are connected in series according to the turn-on or turn-off of the power switch Qp included in the boost converter unit 120, Can be stepped up and supplied to the output stage (DClink).

이때, 부스트 컨버터부(120)에는 제1분산전원 저장장치(110a)와 제2분산전원 저장장치(110b) 중 가장 큰 전력을 출력하는 분산전원 저장장치의 정격전류에 따른 전류가 흘러야 하므로, 최대전력을 출력하지 않는 분산전원 저장장치는 분산전원 저장장치 간의 출력 전원의 불균형으로 인한 전압 손실이 발생할 수 있다. At this time, since a current corresponding to the rated current of the distributed power source storage device that outputs the largest power among the first distributed power source storage device 110a and the second distributed power source storage device 110b flows through the boost converter section 120, A distributed power source storage device that does not output power may cause a voltage loss due to an unbalanced output power between the distributed power source storage devices.

따라서, 전원 스위치(Qp)와 제1포워드 컨버터부(130a) 및 제2포워드 컨버터부(130b)의 제1조절 스위치(Qf1) 또는 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온 듀티비를 제어하여 입력 전원의 일부를 제1분산전원 저장장치(110a) 또는 제2분산전원 저장장치(110b)로 공급함으로써, 최대전류에 따른 전압 손실을 보상하고, 제1분산전원 저장장치(110a) 및 제2분산전원 저장장치(110b)를 모두 최적 전압에서 동작시킬 수 있다. Therefore, by controlling the turn-on duty ratio of the first adjustment switch Qf1 or the second adjustment switch Qf2 of the first forward converter unit 130a and the second forward converter unit 130b by the power switch Qp, To the first distributed power source storage device 110a or the second distributed power source storage device 110b to compensate for the voltage loss due to the maximum current, The storage device 110b can be operated at the optimum voltage.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)는 전원 스위치(Qp)와 제1조절 스위치(Qf1) 또는 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온에 따른 제1모드, 전원 스위치(Qp)의 턴온과 제1조절 스위치(Qf1) 또는 제2조절 스위치(Qf2)의 턴오프에 따른 제2모드 및 전원 스위치(Qp)와 제1조절 스위치(Qf1) 또는 제2조절 스위치(Qf2)의 턴오프에 따른 제3모드를 포함하는 연속 모드(CCM:Continuous Current Mode)로 동작할 수 있다. Meanwhile, the boost-forward differential power regulator 100 according to an embodiment of the present invention includes a first mode according to the turn-on of the power switch Qp and the first adjustment switch Qf1 or the second adjustment switch Qf2, A second mode according to the turn-on of the first adjustment switch Qp and the turn-off of the first adjustment switch Qf1 or the second adjustment switch Qf2 and a second mode corresponding to the power switch Qp and the first adjustment switch Qf1 or the second adjustment switch Qf2 (CCM) including a third mode according to the turn-off of the first and second switches.

연속 모드(CCM)로 동작하기 위해서는 부스트 컨버터부(120)의 부스트 인덕터(Lm_boost)의 크기는 아래 수학식 1을 만족하여야 한다.In order to operate in the continuous mode (CCM), the size of the boost inductor Lm_boost of the boost converter unit 120 must satisfy the following Equation (1).

Figure 112015053012416-pat00001
Figure 112015053012416-pat00001

수학식 1에서 Lm_b는 부스트 인덕터(Lm_boost)의 크기를 의미하고, Db는 부스트 스위치(D_boost)의 듀티비를 의미하고, VDC는 출력단(DC link)의 전압을 의미하고, Pout은 출력 전력을 의미하며, f는 스위칭 주파수를 의미한다.L m_b in equation (1) refers to the size of the boost inductor (Lm_boost) and, D b represents a duty ratio of the boost switch (D_boost), and V DC is a voltage of the output terminal (DC link), and, P out is Denotes the output power, and f denotes the switching frequency.

또한, 연속 모드(CCM)로 동작하기 위해서는 제1포워드 컨버터부(130a) 및 제2포워드 컨버터부(130b)의 제1포워드 인덕터(Lm_forward1) 및 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)의 크기는 아래 수학식 2 및 3을 만족하여야 한다.In order to operate in the continuous mode (CCM), the sizes of the first forward inductor (Lm_forward1) and the second forward inductor (Lm_forward2) of the first forward converter unit 130a and the second forward converter unit 130b are given by the following equations 2 and 3, respectively.

Figure 112015053012416-pat00002
Figure 112015053012416-pat00002

수학식 2에서 Lm_f1은 제1포워드 인덕터(Lm_forward1)의 크기를 의미하고, Df1은 제1포워드 다이오드(D_forward1)의 듀티비를 의미하고, Vpv는 분산전원 저장장치(110a,110b)의 최대 전력점에서의 전압을 의미하고, ILM _f는 제1포워드 인덕터(Lm_forward1)에 흐르는 전류를 의미하며, f는 스위칭 주파수를 의미한다.L m_f1 in equation (2) are of a mean size of one forward inductor (Lm_forward1), and D f1 is the first forward diode means the duty ratio of the (D_forward1), and V pv is distributed power storage devices (110a, 110b) means the voltage of the maximum power point and, I LM _f indicates the current flowing through the first inductor forward (Lm_forward1) and, f refers to the switching frequency.

Figure 112015053012416-pat00003
Figure 112015053012416-pat00003

수학식 3에서 Lm_f2은 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)의 크기를 의미하고, Df1은 제2포워드 다이오드(D_forward2)의 듀티비를 의미하고, Vpv는 분산전원 저장장치(110a,110b)의 최대 전력점에서의 전압을 의미하고, ILM _f2는 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)에 흐르는 전류를 의미하며, f는 스위칭 주파수를 의미한다.In Equation 3 L m_f2 is the mean size of the second forward inductor (Lm_forward2) and, D f1 is a second forward diode means the duty ratio of the (D_forward2), and V pv is distributed power storage devices (110a, 110b) means the voltage of the maximum power point and, I _f2 LM indicates the current flowing through the second inductor forward (Lm_forward2) and, f refers to the switching frequency.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 제1분산전원 저장장치(110a)로부터 출력되는 전원이 제2분산전원 저장장치(110b)로부터 출력되는 전원보다 큰 경우를 예로 들어 도 1에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기(100)의 연속 모드(CCM)에 따른 동작 특성을 설명할 수 있다. Referring to FIGS. 2 to 4, when the power output from the first distributed power storage device 110a is greater than the power output from the second distributed power storage device 110b, for example, The operating characteristic according to the continuous mode (CCM) of the forward differential power regulator 100 can be described.

도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기의 제1모드 내지 제3모드에 따른 동작을 설명하기 위한 회로도이다. 도 2 내지 도 4에서 점선은 전류가 흐르지 않는 구간을 의미한다.Figs. 2 to 4 are circuit diagrams for explaining operations according to the first mode to the third mode of the boost-forward differential power regulator shown in Fig. 1. Fig. In Figs. 2 to 4, the dotted line indicates a section in which no current flows.

상술한 바와 같이, 제1분산전원 저장장치(110a)가 제2분산전원 저장장치(110b)보다 큰 전원을 출력하는 것으로 가정하였으므로, 제1분산전원 저장장치(110a)와 연결된 제1조절 스위치(Qf1)은 제1모드 내지 제3모드로 동작하는 동안 턴오프 상태를 유지하고, 전원 스위치(Qp)와 제2조절 스위치(Qf2)의 스위칭 동작에 따라 제2분산전원 저장장치(110b)로 입력 전원의 일부를 공급할 수 있다. As described above, since it is assumed that the first distributed power source storage device 110a outputs a larger power than the second distributed power source storage device 110b, the first adjustment switch connected to the first distributed power source storage device 110a Qf1 maintains the turn-off state while operating in the first mode to the third mode and inputs the same to the second distributed power storage device 110b according to the switching operation of the power switch Qp and the second adjustment switch Qf2 A part of the power source can be supplied.

이때, 전원 스위치(Qp), 제1조절 스위치(Qf1) 및 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온 또는 턴오프의 스위칭 동작은 제1모드 내지 제3모드에 기반하여 별도의 제어수단(미도시)에 의해 제어될 수 있다.At this time, the switching operation of the turn-on or turn-off of the power switch Qp, the first adjustment switch Qf1 and the second adjustment switch Qf2 is performed by a separate control means (not shown) based on the first mode to the third mode, Lt; / RTI >

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)가 제1모드로 동작 시, 전원 스위치(Qp) 및 제2조절 스위치(Qf2)는 턴온될 수 있다.First, referring to FIG. 2, when the boost-forward differential power adjuster 100 according to an embodiment of the present invention operates in the first mode, the power switch Qp and the second adjustment switch Qf2 may be turned on .

전원 스위치(Qp)의 턴온에 따라 제1입력전원 커패시터(Cv_in1), 제2입력전원 커패시터(Cv_in2) 및 부스트 인덕터(Lm_boost)는 폐회로를 형성하여 부스트 인덕터(Lm_boost)에는 제1분산전원 공급장치(110a) 및 제2분산전원 공급장치(110b)로부터 공급되는 입력 전원이 축적될 수 있다. 출력 커패시터(Cdc)와 출력단(DClink) 또한 폐회로를 형성하여 출력단(DClink)에는 출력 커패시터(Cdc)에 축적되어 있던 전원이 공급될 수 있다.The first input power supply capacitor Cv_in1, the second input power supply capacitor Cv_in2 and the boost inductor Lm_boost form a closed circuit and the boost inductor Lm_boost is connected to the first distributed power supply unit 110a and the second distributed power supply 110b may be accumulated. The output capacitor Cdc and the output terminal DClink also form a closed circuit so that the power stored in the output capacitor Cdc can be supplied to the output terminal DClink.

또한, 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온에 따라 부스트 인덕터(Lm_boost)에 축적되어 있던 입력 전원이 제2이차단 권선(Nf2)로 유기되고 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)에 축적되거나 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)로 공급될 수 있다.When the second control switch Qf2 is turned on, the input power stored in the boost inductor Lm_boost is induced in the second secondary winding Nf2 and accumulated in the second forward inductor Lm_forward2, And may be supplied to the capacitor Cv_in2.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)가 제2모드로 동작 시, 전원 스위치(Qp)는 턴온되고, 제2조절 스위치(Qf2)는 턴오프될 수 있다.3, when the boost-forward differential power controller 100 according to an embodiment of the present invention operates in the second mode, the power switch Qp is turned on and the second adjustment switch Qf2 is turned off .

전원 스위치(Qp)의 턴온에 따라 제1입력전원 커패시터(Cv_in1), 제2입력전원 커패시터(Cv_in2) 및 부스트 인덕터(Lm_boost)는 폐회로를 형성하여 부스트 인덕터(Lm_boost)에는 제1분산전원 공급장치(110a) 및 제2분산전원 공급장치(110b)로부터 공급되는 입력 전원이 축적될 수 있다. 출력 커패시터(Cdc)와 출력단(DClink) 또한 폐회로를 형성하여 출력단(DClink)에는 출력 커패시터(Cdc)에 축적되어 있던 전원이 공급될 수 있다.The first input power supply capacitor Cv_in1, the second input power supply capacitor Cv_in2 and the boost inductor Lm_boost form a closed circuit and the boost inductor Lm_boost is connected to the first distributed power supply unit 110a and the second distributed power supply 110b may be accumulated. The output capacitor Cdc and the output terminal DClink also form a closed circuit so that the power stored in the output capacitor Cdc can be supplied to the output terminal DClink.

또한, 제2조절 스위치(Qf2)의 턴오프에 따라 부스트 인덕터(Lm_boost)에 축적되어 있던 입력 전원은 제2이차단 권선(Nf2)로 유기될 수 없으며, 제1모드에서 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)에 축적되었던 전원을 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)로 공급할 수 있다.Further, the input power stored in the boost inductor Lm_boost due to the turn-off of the second adjustment switch Qf2 can not be induced in the second secondary winding Nf2, and the second forward inductor Lm_forward2 Can be supplied to the second input power supply capacitor Cv_in2.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)가 제3모드로 동작 시, 전원 스위치(Qp) 및 제2조절 스위치(Qf2)는 턴오프될 수 있다.Referring to FIG. 4, when the boost-forward differential power controller 100 according to an embodiment of the present invention operates in the third mode, the power switch Qp and the second adjustment switch Qf2 may be turned off.

전원 스위치(Qp)가 턴오프에 따라 제1입력전원 커패시터(Cv_in1), 제2입력전원 커패시터(Cv_in2), 부스트 인덕터(Lm_boost), 출력 커패시터(Cdc)는 폐회로를 형성하여, 제1분산전원 공급장치(110a) 및 제2분산전원 공급장치(110b)로부터 공급되는 입력 전원과 부스트 인덕터(Lm_boost)에 축적되어 있던 전원이 더해져 출력 커패시터(Cdc)에 전달되며, 이에 따라, 출력단(DClink)에는 승압된 전압이 공급될 수 있다. The first input power supply capacitor Cv_in1, the second input power supply capacitor Cv_in2, the boost inductor Lm_boost and the output capacitor Cdc form a closed circuit according to the turn-off of the power switch Qp, The input power supplied from the apparatus 110a and the second distributed power supply 110b and the power stored in the boost inductor Lm_boost are added to the output capacitor Cdc, Can be supplied.

또한, 제2모드와 같이, 제2조절 스위치(Qf2)의 턴오프에 따라 부스트 인덕터(Lm_boost)에 축적되어 있던 입력 전원은 제2이차단 권선(Nf2)로 유기될 수 없으며, 제1모드에서 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)에 축적되었던 전원을 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)로 공급할 수 있다.Further, as in the second mode, the input power stored in the boost inductor Lm_boost due to the turn-off of the second adjustment switch Qf2 can not be induced in the second secondary winding Nf2, And the power stored in the second forward inductor Lm_forward2 can be supplied to the second input power supply capacitor Cv_in2.

이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)는 불연속 모드(DCM)로 동작할 수 있다. In addition, the boost-forward differential power adjuster 100 according to an embodiment of the present invention may operate in a discontinuous mode (DCM).

한편, 제1이차단 권선(Nf1) 또는 제2이차단 권선(Nf2)이 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 전원을 전달받으려면 제1조절 스위치(Qf1) 또는 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온 시, 전원 스위치(Qp)는 항상 턴온 상태이어야 하므로, 전원 스위치(Qp)의 듀티비는 제1조절 스위치(Qf1) 및 제2조절 스위치(Qf2)의 최대 듀티비보다 커야 한다.On the other hand, in order for the first secondary winding Nf1 or the second secondary winding Nf2 to receive power from the boost inductor Lm_boost, when the first adjustment switch Qf1 or the second adjustment switch Qf2 is turned on, The duty ratio of the power switch Qp must be greater than the maximum duty ratio of the first adjustment switch Qf1 and the second adjustment switch Qf2 since the switch Qp must always be in a turned-on state.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)는 부스트 컨버터부(120)에서 전원 스위치(Qp)의 턴온에 따라 부스트 인덕터(Lm_boost)에 입력 전원이 축적되는 동안, 분산전원 저장장치(110) 중 최대전력을 출력하는 제1분산전원 저장장치(110a)와 연결된 제1포워드 컨버터부(130a)는 동작하지 않는다는 장점이 있다. 즉, 제1포워드 컨버터부(130a)의 제1조절 스위치(Qf1)는 턴오프 제어되어 제1이차단 권선(Nf1)에는 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 전원이 유기되지 않으며, 분산전원 저장장치(110) 중 최대전력을 출력하는 제1분산전원 저장장치(110a)의 정격전류에 따른 전압 손실이 발생한 제2분산전원 저장장치(110b)와 연결된 제2포워드 컨버터부(130b)의 제2조절 스위치(Qf2)는 턴온 제어되어 제2이차단 권선(Nf2)에는 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 전원이 유기되고, 유기된 전원은 제2분산전원 저장장치(110b)로 공급되어 제2분산전원 저장장치(110b)는 전압 손실을 보상받고 최적 전압에서 동작할 수 있다. As described above, the boost-forward differential power regulator 100 according to the embodiment of the present invention is configured such that while the input power is accumulated in the boost inductor Lm_boost as the power switch Qp is turned on in the boost converter unit 120, The first forward converter unit 130a connected to the first distributed power storage device 110a that outputs the maximum power among the power storage devices 110 is not operated. That is, the first adjustment switch Qf1 of the first forward converter 130a is turned off so that no power is supplied from the boost inductor Lm_boost to the first secondary winding Nf1, Of the second forward converter unit 130b connected to the second distributed power storage device 110b where a voltage loss occurs in accordance with the rated current of the first distributed power storage device 110a outputting the maximum power of the first distributed power supply storage device 110a Qf2 is turned on so that power is supplied from the boost inductor Lm_boost to the second secondary winding Nf2 and the induced power is supplied to the second distributed power storage device 110b to be supplied to the second distributed power storage device 110b ) Can compensate for voltage loss and operate at the optimum voltage.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100)는 부스트 컨버터부(120)에서 전원 스위치(Qp)의 턴온 또는 턴오프 동작에 따라 복수 개의 분산전원 저장장치(110)로부터 공급받는 입력전원을 승압하여 출력하고, 복수 개의 포워드 컨버터부(130a,130b)는 상기 제1모드 내지 제3모드를 기반으로 제어되는 조절 스위치의 턴온 또는 턴오프 동작에 따라 부스트 인덕터(120)로부터 소정의 전원을 유기받아, 복수 개의 분산전원 저장장치(110) 간의 출력 전원의 불균형에 따른 정격전류의 차이에 의해 전압 손실이 발생한 분산전원 저장장치로 공급함으로써 전압 손실을 보상할 수 있다.That is, the boost-forward differential power regulator 100 according to the embodiment of the present invention supplies the power from the plurality of distributed power storage units 110 in accordance with the turn-on or turn-off operation of the power switch Qp in the boost converter unit 120 The plurality of forward converter units 130a and 130b output a predetermined voltage from the boost inductor 120 according to the turn-on or turn-off operation of the control switch controlled based on the first mode to the third mode, The voltage loss can be compensated for by supplying the power to the distributed power source storage device in which the voltage loss occurs due to the difference in the rated current according to the unbalanced output power between the plurality of distributed power source storage devices 110. [

도 5에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기(100’)는 도 1의 부스트 포워드 차동전력조절기(100)와 비교 시 부스트 스위치(D_boost’)가 다이오드가 아닌 MOSFET스위치라는 차이점이 있다. 이와 같이, 부스트 스위치(D_boost’)가 MOSFET 스위치인 경우, 전원 공급부(110)와 출력단(DClink)이 역전되는 양방향 컨버터로 동작할 수 있다. The boost forward differential power adjuster 100 'shown in FIG. 5 is different from the boost forward differential power adjuster 100 of FIG. 1 in that the boost switch D_boost' is a MOSFET switch rather than a diode. As described above, when the boost switch D_boost 'is a MOSFET switch, it can operate as a bidirectional converter in which the power supply unit 110 and the output terminal (DClink) are reversed.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100’)는 전원 공급부(110’), 부스트 컨버터부(120’), 제1포워드 컨버터부(130a’) 및 제2포워드 컨버터부(130b’)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the boost forward differential power adjuster 100 'according to another embodiment of the present invention includes a power supply unit 110', a boost converter unit 120 ', a first forward converter unit 130a' And a 2-forward converter unit 130b '.

전원 공급부(110’)는 제1분산전원 저장장치(110a’) 및 제2분산전원 저장장치(110b’)를 포함할 수 있다. 전원 공급부(110’)는 분산전원 저장장치, 예를 들어, 태양광 에너지와 같이 에너지원이 고갈되지 않고 지속적으로 사용 가능한 신재생에너지원 모듈 또는 배터리 모듈이 직렬 연결된 직렬형 전원으로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100’)는 설명의 편의를 위해 2개의 분산전원 저장장치가 직렬 연결된 것으로 예를 들어 설명한다. The power supply 110 'may include a first distributed power storage device 110a' and a second distributed power storage device 110b '. The power supply unit 110 'may be a distributed power source storage device, for example, a series power source connected in series with a renewable energy source module or a battery module that can be continuously used without exhausting an energy source such as solar energy. The boost-forward differential power adjuster 100 'according to another embodiment is described as an example in which two distributed power storage devices are connected in series for convenience of explanation.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100’)는 제1분산전원 저장장치(110a’)와 병렬 연결되어 제1분산전원 저장장치(100a’)의 출력 전원을 축적하는 제1입력전원 커패시터(Cv_in1) 및 제2분산전원 저장장치(110b’)와 병렬 연결되어 제2분산전원 저장장치(100b’)의 출력 전원을 축적하는 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)를 더 포함할 수 있다. 제1입력전원 커패시터(Cv_in1)와 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)는 직렬 연결될 수 있다.Meanwhile, the boost-forward differential power regulator 100 'according to another embodiment of the present invention may be connected in parallel with the first distributed power storage device 110a' to accumulate the output power of the first distributed power storage device 100a ' And a second input power supply capacitor Cv_in2 connected in parallel to the first input power supply capacitor Cv_in1 and the second distributed power supply storage device 110b 'to accumulate the output power of the second distributed power storage device 100b' can do. The first input power supply capacitor Cv_in1 and the second input power supply capacitor Cv_in2 may be connected in series.

부스트 컨버터부(120’)는 부스트 인덕터(Lm_boost), 전원 스위치(Qp) 및 부스트 스위치(D_boost’)를 포함하여 구성될 수 있다. 부스트 인덕터(Lm_boost)는 자화 인덕터로써 일단은 제1입력전원 커패시터(Cv_in1)와 연결되고, 타단은 전원 스위치(Qp) 및 부스트 스위치(D_boost)와 병렬 연결될 수 있다.The boost converter unit 120 'may be configured to include a boost inductor Lm_boost, a power switch Qp, and a boost switch D_boost'. The boost inductor Lm_boost is a magnetizing inductor and may be connected at one end to the first input power supply capacitor Cv_in1 and at the other end in parallel with the power switch Qp and the boost switch D_boost.

여기에서, 전원 스위치(Qp) 능동스위치로써, 일예로, MOSFET 스위치로 구현될 수 있다. 부스트 스위치(D_boost’)는 다이오드 또는 MOSFET 스위치로 구현될 수 있으며, 도 5에서는 부스트 스위치(D_boost’)가 MOSFET 스위치로 구현된 것을 예로 들어 도시하였다. 부스트 스위치(D_boost’)가 MOSFET 스위치로 구현되는 경우, 양방향 전력 전달이 가능하며, 전원 공급부(110’)의 분산전원 저장장치가 배터리모듈인 경우 이와 같이 회로를 구성하는 것이 바람직하다. Here, the power switch Qp can be implemented as a MOSFET switch, for example, as an active switch. The boost switch D_boost 'may be implemented as a diode or a MOSFET switch, and in FIG. 5, the boost switch D_boost' is embodied as a MOSFET switch. If the boost switch D_boost 'is implemented as a MOSFET switch, bi-directional power transfer is possible, and if the distributed power storage device of the power supply 110' is a battery module, it is preferable to configure the circuit as described above.

부스트 컨버터부(120’)의 부스트 스위치(D_boost’)에는 출력 커패시터(Cdc)가 연결되며, 부스트 컨버터부(120’)는 전원 공급부(110’)로부터 전원을 입력받아 부스트 방식으로 전원을 변환하여 출력 커패시터(Cdc)에 축적시킬 수 있다. The output capacitor Cdc is connected to the boost switch D_boost 'of the boost converter unit 120' and the boost converter unit 120 'receives power from the power supply unit 110' Can be stored in the output capacitor Cdc.

즉, 전원 스위치(Qp)가 턴온되면 전원 공급부(110’)와 부스트 인덕터(Lm_boost)는 폐회로를 형성하여 부스트 인덕터(Lm_boost)에는 전원 공급부(110’)로부터 공급되는 입력 전원이 축적되고, 출력 커패시터(Cdc)와 병렬 연결된 출력단(DClink)에는 출력 커패시터(Cdc)에 축적되어 있던 전원이 공급되며, 이때, 부스트 스위치(D_boost’)는 출력 커패시터(Cdc)의 전하가 전원 스위치(Qp)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. That is, when the power switch Qp is turned on, the power supply unit 110 'and the boost inductor Lm_boost form a closed circuit, the input power supplied from the power supply unit 110' is accumulated in the boost inductor Lm_boost, The power stored in the output capacitor Cdc is supplied to the output terminal DClink connected in parallel with the capacitor Cdc. At this time, the boost switch D_boost 'causes the charge of the output capacitor Cdc to flow to the power switch Qp Can be blocked.

또한, 전원 스위치(Qp)가 턴오프되면 전원 공급부(110’), 부스트 인덕터(Lm_boost), 출력 커패시터(Cdc)는 폐회로를 형성하여, 전원 공급부(110’)로부터 공급되는 입력 전원과 부스트 인덕터(Lm_boost)에 축적되어 있던 전원이 더해져 출력 커패시터(Cdc)에 전달되며, 이에 따라, 출력단(DClink)에는 승압된 전원이 공급될 수 있다. When the power switch Qp is turned off, the power supply 110 ', the boost inductor Lm_boost, and the output capacitor Cdc form a closed circuit so that the input power supplied from the power supply 110' Lm_boost are added to the output capacitor Cdc and thus the boosted power can be supplied to the output terminal DClink.

이때, 부스트 스위치(D_boost’)의 스위칭에 따라 역방향으로 에너지가 전달될 때는 전압 강압을 달성할 수 있다. 즉, 부스트 스위치(D_boost')가 MOSFET 스위치로 구현되어 양방향 에너지 전달이 가능할 수 있다.At this time, voltage drop can be achieved when energy is transmitted in the reverse direction according to the switching of the boost switch (D_boost '). In other words, the boost switch (D_boost ') can be implemented as a MOSFET switch, enabling bidirectional energy transfer.

제1포워드 컨버터부(130a’)는 부스트 인덕터(Lm_boost) 및 부스트 인덕터(Lm_boost)와 자기 결합되는 제1이차단 권선(Nf1)으로 구성되는 제1트랜스포머를 포함하고, 부스트 컨버터부(120’)의 전원 스위치(Qp)를 공유하며, 제1이차단 권선(Nf1)과 연결되는 제1다이오드(DL1), 제1포워드 다이오드(D_forward1), 제1조절 스위치(Qf1), 제1포워드 인덕터(Lm_forward1)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 제1조절 스위치(Qf1)는 능동스위치로써, 일예로, MOSFET 스위치로 구현될 수 있다.The first forward converter unit 130a 'includes a first transformer composed of a first secondary winding Nf1 magnetically coupled with a boost inductor Lm_boost and a boost inductor Lm_boost, and the boost converter unit 120' A first forward diode D_forward1, a first adjustment switch Qf1, a first forward inductor Lm_forward1, and a second forward switch Qf2, which share a power switch Qp of the first forward switch Qp and are connected to the first secondary winding Nf1, ). ≪ / RTI > Here, the first adjustment switch Qf1 may be implemented as an active switch, e.g., a MOSFET switch.

또한, 제2포워드 컨버터부(130b’)는 부스트 인덕터(Lm_boost) 및 부스트 인덕터(Lm_boost)와 자기 결합되는 제2이차단 권선(Nf2)으로 구성되는 제2트랜스포머를 포함하고, 부스트 컨버터부(120’)의 전원 스위치(Qp)를 공유하며, 제2이차단 권선(Nf2)과 연결되는 제2다이오드(DL2), 제2포워드 다이오드(D_forward2), 제2조절 스위치(Qf2), 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 제2조절 스위치(Qf2)는 능동스위치로써, 일예로, MOSFET 스위치로 구현될 수 있다.The second forward converter unit 130b 'includes a second transformer composed of a second secondary winding Nf2 magnetically coupled to the boost inductor Lm_boost and the boost inductor Lm_boost, and the boost converter unit 120b' A second forward diode D_forward2, a second adjustment switch Qf2, and a second forward inductor L2, which share a power switch Qp of the second forward winding Nf2 and are connected to the second secondary winding Nf2, (Lm_forward2). Here, the second adjustment switch Qf2 may be implemented as an active switch, for example, as a MOSFET switch.

구체적으로는, 전원 공급부(110’)의 분산전원 저장장치의 개수에 따라 복수 개의 포워드 컨버터부가 마련되며, 복수 개의 포워드 컨버터부에 포함되는 이차단 권선은 부스트 인덕터(Lm_boost)를 일차단 권선(Np)으로 하여 자기 결합할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 포워드 차동전력조절기(100’)는 제1분산전원 저장장치(110a’)와 제2분산전원 저장장치(110b’)의 2개의 분산전원 저장장치를 포함하므로, 제1포워드 컨버터부(130a’)와 제2포워드 컨버터부(130b’)가 마련되고, 제1이차단 권선(Nf1)과 제2이차단 권선(Nf2)는 부스트 인덕터(Lm_boost)를 일차단 권선(Np)으로 하여 미리 설정된 권선비를 갖도록 자기 결합되어 제1트랜스포머 및 제2트랜스포머를 구성할 수 있다. 이때, 제1포워드 컨버터부(130a’) 및 제2포워드 컨버터부(130b’)는 포워드 방식으로 전원 변환 동작을 수행하므로, 부스트 인덕터(Lm_boost)와 제1이차단 권선(Nf1) 및 제2이차단 권선(Nf2)의 권선 시작 포인트는 서로 동일한 위치에 있을 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.Specifically, the plurality of forward converter units are provided according to the number of the distributed power source storage units of the power supply unit 110 ', and the secondary winding included in the plurality of forward converter units includes the boost inductor Lm_boost, ) To be magnetically coupled. Accordingly, the boost-forward differential power regulator 100 'according to an embodiment of the present invention includes two distributed power storage devices 110a' and 110b ', including a first distributed power storage device 110a' and a second distributed power storage device 110b ' The first forward converter unit 130a 'and the second forward converter unit 130b' are provided and the first secondary winding Nf1 and the second secondary winding Nf2 are connected to the boost inductor Lm_boost The first transformer and the second transformer can be constituted by the shielding winding Np and magnetically coupled to each other so as to have a preset winding ratio. At this time, the first forward converter unit 130a 'and the second forward converter unit 130b' perform a power conversion operation in a forward manner, so that the boost inductor Lm_boost, the first secondary winding Nf1, The winding starting points of the single winding Nf2 may be located at the same position, but the present invention is not limited thereto.

한편, 제1포워드 컨버터부(130a’) 및 제2포워드 컨버터부(130b’)의 출력, 즉, 제1이차단 권선(Nf1)과 연결되는 회로는 제1분산전원 저장장치(110a’)와 연결되고, 제2이차단 권선(Nf2)과 연결되는 회로는 제2분산전원 저장장치(110b’)와 연결될 수 있다. 또한, 제1포워드 컨버터부(130a’) 및 제2포워드 컨버터부(130b’)는 전원 스위치(Qp), 제1조절 스위치(Qf1) 및 제2조절 스위치(Qf2)의 스위칭 동작에 따라 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 전원을 유기받을 수 있다. 이때, 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 제1이차단 권선(Nf1) 또는 제2이차단 권선(Nf2)로 유기되는 전원의 전압 레벨은 부스트 인덕터(Lm_boost)와 이차단 권선(Nf1,Nf2)의 권선비에 의해 결정될 수 있으며, 부스트 인덕터(Lm_boost):제1이차단 권선(Nf1):제2이차단 권선(Nf2)의 권선비는 1:2:2인 것이 바람직하다. The output of the first forward converter unit 130a 'and the second forward converter unit 130b', that is, the circuit connected to the first secondary winding Nf1, is connected to the first distributed power storage device 110a ' And a circuit connected to the second secondary winding Nf2 may be connected to the second distributed power storage device 110b '. The first forward converter section 130a 'and the second forward converter section 130b' are connected in parallel to the switching operation of the power switch Qp, the first adjusting switch Qf1 and the second adjusting switch Qf2, (Lm_boost). At this time, the voltage level of the power source induced from the boost inductor Lm_boost to the first secondary winding Nf1 or the second secondary winding Nf2 is higher than the voltage level of the boost inductor Lm_boost and the turns of the secondary windings Nf1 and Nf2 And the winding ratio of the first secondary winding Nf1: the second secondary winding Nf2 is preferably 1: 2: 2, and the boost inductor Lm_boost: the first secondary winding Nf1: the second secondary winding Nf2.

또한, 부스트 인덕터(Lm_boost)로부터 제1이차단 권선(Nf1)으로 유기되는 전원은 제1포워드 인덕터(Lm_forward1)에 축적되었다가 제1입력전원 커패시터(Cv_in1)로 출력되고, 제2이차단 권선(Nf2)으로 유기되는 전원은 제2포워드 인덕터(Lm_forward2)에 축적되었다가 제2입력전원 커패시터(Cv_in2)로 출력될 수 있다. 즉, 제1포워드 컨버터부(130a’) 및 제2포워드 컨버터부(130b’)는 제1트랜스포머 및 제2트랜스포머의 이차단의 출력을 다시 입력측으로 공급하는 궤환 회로를 형성할 수 있다.The power source induced from the boost inductor Lm_boost to the first secondary winding Nf1 is accumulated in the first forward inductor Lm_forward 1 and is output to the first input power source capacitor Cv_in1 and the second secondary winding Nf2 may be accumulated in the second forward inductor Lm_forward2 and then output to the second input power supply capacitor Cv_in2. That is, the first forward converter unit 130a 'and the second forward converter unit 130b' may form a feedback circuit that supplies the output of the second stage of the first transformer and the second transformer back to the input side.

한편, 도 5에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기(100’)의 회로도에는 생략되었으나 전원 스위치(Qp), 제1조절 스위치(Qf1) 및 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온 또는 턴오프의 스위칭 동작을 제어하는 제어수단이 더 포함될 수 있다.On the other hand, the switching operation of the turn-on or turn-off of the power switch Qp, the first adjustment switch Qf1 and the second adjustment switch Qf2 is omitted in the circuit diagram of the boost-forward differential power adjuster 100 'shown in Fig. 5 And a control unit for controlling the control unit.

또는, 부스트 스위치(D_boost)의 스위칭에 따라 역방향으로 에너지가 전달될 때는 전압 강압을 달성할 수 있다. 즉, 제1이차단 권선(Nf1) 또는 제2이차단 권선(Nf2)으로부터 부스트 인덕터(Lm_boost)로 전원이 유기될 수 있다.Alternatively, when the energy is transmitted in the reverse direction in accordance with the switching of the boost switch D_boost, the voltage drop can be achieved. That is, power can be induced from the first secondary winding Nf1 or the second secondary winding Nf2 to the boost inductor Lm_boost.

이와 같이, 도 5에 도시된 부스트 포워드 차동전력조절기(100’) 회로 구성에 있어서, 제1분산전원 저장장치(110a’)와 제2분산전원 저장장치(110b’)가 신재생에너지모듈인 경우, 직렬로 연결된 제1분산전원 저장장치(110a’)와 제2분산전원 저장장치(110b’)로부터 출력되는 입력 전원은 부스트 컨버터부(120’)에 의해 승압되어 출력단 (DClink)으로 공급될 수 있다. 이때, 부스트 컨버터부(120’)에는 제1분산전원 저장장치(110a’)와 제2분산전원 저장장치(110b’)중 최대전력을 출력하는 분산전원 저장장치에 따른 최대전류가 흘러야 하므로, 최대전력을 출력하지 않는 분산전원 저장장치는 분산전원 저장장치 간의 출력 전원의 불균형으로 인한 전압 손실이 발생할 수 있다.5, when the first distributed power source storage device 110a 'and the second distributed power source storage device 110b' are renewable energy modules in the circuit configuration of the boost-forward differential power regulator 100 'shown in FIG. 5 , The input power outputted from the first distributed power source storage device 110a 'and the second distributed power source storage device 110b' connected in series can be boosted by the boost converter unit 120 'and supplied to the output terminal (DClink) have. At this time, since the maximum current according to the distributed power source storage device that outputs the maximum power among the first distributed power source storage device 110a 'and the second distributed power source storage device 110b' flows in the boost converter unit 120 ' A distributed power source storage device that does not output power may cause a voltage loss due to an unbalanced output power between the distributed power source storage devices.

따라서, 전원 스위치(Qp)와 제1포워드 컨버터부(130a’) 및 제2포워드 컨버터부(130b’)의 제1조절 스위치(Qf1) 또는 제2조절 스위치(Qf2)의 턴온 듀티비를 제어하여 입력 전원의 일부를 제1분산전원 저장장치(110a’) 또는 제2분산전원 저장장치(110b’)로 공급함으로써, 최대전류에 따른 전압 손실을 방지하고, 복수 개의 분산전원 저장장치를 모두 최적 전압에서 동작시킬 수 있다.Therefore, by controlling the turn-on duty ratio of the first adjustment switch Qf1 or the second adjustment switch Qf2 of the power source switch Qp and the first forward converter unit 130a 'and the second forward converter unit 130b' By supplying a part of the input power to the first distributed power source storage device 110a 'or the second distributed power source storage device 110b', voltage loss according to the maximum current is prevented, Lt; / RTI >

또는, 제1분산전원 저장장치(110a’)와 제2분산전원 저장장치(110b’)가 배터리모듈인 경우, 부스트 컨버터부(120’)의 부스트 스위치(D_boost), 전원 스위치(Qp)와 제1포워드 컨버터부(130a’) 및 제2포워드 컨버터부(130b’)의 제1조절 스위치(Qf1) 및 제2조절 스위치(Qf2)를 제어하여 제1이차단 권선(Nf1) 또는 제2이차단 권선(Nf2)으로부터 부스트 인덕터(Lm_boost)로 전원이 유기하여 각 배터리 모듈의 전원전압을 동일하게 유지할 수 있다.Alternatively, when the first distributed power source storage device 110a 'and the second distributed power source storage device 110b' are battery modules, the boost switch D_boost of the boost converter unit 120 ', the power switch Qp, The first control signal Qf1 and the second control switch Qf2 of the first forward converter unit 130a 'and the second forward converter unit 130b' are controlled to control the first secondary winding Nf1 or the second secondary winding Nf1, Power can be induced from the coil Nf2 to the boost inductor Lm_boost so that the power supply voltage of each battery module can be kept the same.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

100: 부스트 포워드 차동전력조절기
110: 전원 공급부
120: 부스트 컨버터부
130a: 제1포워드 컨버터부
130b: 제2포워드 컨버터부100: Boost-forward differential power regulator
110: Power supply
120: Boost converter section
130a: a first forward converter section
130b: the second forward converter section

Claims (14)

복수 개의 분산전원 저장장치가 직렬 연결되어 입력전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 입력전원을 공급받으며 상기 입력전원을 축적하거나 방출하는 부스트 인덕터, 상기 부스트 인덕터와 연결되는 전원 스위치를 포함하고, 상기 전원 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 입력전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터부; 및
상기 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터와 자기 결합되어 전원을 유기받는 이차단 권선으로 구성되는 트랜스포머를 포함하고, 상기 이차단 권선은 상기 분산전원 저장장치와 연결되어 상기 트랜스포머의 이차단 출력을 상기 분산전원 저장장치로 공급하는 복수 개의 포워드 컨버터부를 포함하는 부스트 포워드 차동전력조절기.A plurality of distributed power storage devices connected in series to supply input power;
A boost converter for boosting the input power according to a switching operation of the power switch and outputting the boosted power according to a switching operation of the power switch, the boost converter comprising: a boost converter for receiving the input power and accumulating or discharging the input power; And
And a secondary winding connected to the boost inductor and the boost inductor to supply power to the secondary winding. The secondary winding is connected to the distributed power storage device, and the secondary output of the transformer is connected to the distributed power storage And a plurality of forward converter sections for supplying power to the device. 제1항에 있어서,
상기 부스트 컨버터부와 상기 포워드 컨버터부는, 상기 입력전원을 공급받는 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터에 공급되는 전원을 스위칭하는 상기 전원 스위치를 공유하는 부스트 포워드 차동전력조절기.The method according to claim 1,
Wherein the boost converter section and the forward converter section share a boost inductor supplied with the input power and the power switch to switch a power source supplied to the boost inductor. 제1항에 있어서,
상기 포워드 컨버터부는, 상기 이차단 권선과 연결되는 조절 스위치를 더 포함하고,
상기 전원 스위치와 상기 조절 스위치의 스위칭동작에 따라 상기 부스트 인덕터로부터 상기 이차단 권선으로 전원을 유기받는 부스트 포워드 차동전력조절기.The method according to claim 1,
Wherein the forward converter section further comprises an adjustment switch connected to the secondary winding,
Wherein the power is switched from the boost inductor to the second winding according to a switching operation of the power switch and the adjustment switch. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 has been abandoned due to the setting registration fee. 제3항에 있어서,
상기 전원 스위치는 상기 조절 스위치의 턴온 듀티비 보다 큰 턴온 듀티비를 갖는 부스트 포워드 차동전력조절기.The method of claim 3,
Wherein the power switch has a turn-on duty ratio that is greater than the turn-on duty ratio of the regulator switch. 제1항에 있어서,
복수 개의 상기 분산전원 저장장치와 병렬 연결되어 복수 개의 상기 분산전원 저장장치의 에너지를 저장하는 복수 개의 입력전원 커패시터를 더 포함하는 부스트 포워드 차동전력조절기.The method according to claim 1,
Further comprising a plurality of input power capacitors coupled in parallel with the plurality of distributed power storage devices to store energy of the plurality of distributed power storage devices. 제1항에 있어서,
상기 부스트 컨버터부와 연결되어 상기 부스트 컨버터부의 출력 전원을 축적하는 출력 커패시터를 더 포함하는 부스트 포워드 차동전력조절기.The method according to claim 1,
And an output capacitor connected to the boost converter section for accumulating output power of the boost converter section. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 7 has been abandoned due to the setting registration fee. 제6항에 있어서,
상기 부스트 컨버터부는, 상기 부스트 인덕터와 상기 출력 커패시터 사이에 연결되는 부스트 스위치를 더 포함하고,
상기 부스트 스위치의 스위칭 동작에 따라 단방향 또는 양방향으로 에너지를 전달하는 부스트 포워드 차동전력조절기.The method according to claim 6,
Wherein the boost converter further comprises a boost switch connected between the boost inductor and the output capacitor,
Wherein the boost switch is operable to transmit energy unidirectionally or bi-directionally according to the switching operation of the boost switch. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 has been abandoned due to the setting registration fee. 제3항에 있어서,
상기 포워드 컨버터부는, 상기 조절 스위치와 연결되는 포워드 인덕터를 더 포함하고,
상기 포워드 인덕터는, 상기 부스트 인덕터로부터 상기 이차단 권선으로 유기받는 전원을 축적하거나 방출하는 부스트 포워드 차동전력조절기.The method of claim 3,
Wherein the forward converter further comprises a forward inductor connected to the regulating switch,
Wherein the forward inductor accumulates or discharges power received from the boost inductor to the secondary winding. 직렬로 연결된 복수 개의 분산전원 저장장치와, 복수 개의 상기 분산전원 저장장치로부터 입력전원을 공급받는 부스트 인덕터 및 전원 스위치를 포함하여 상기 전원 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 입력전원을 변환하여 출력하는 부스트 컨버터부와, 복수 개의 분산전원 저장장치와 각각 연결될 수 있도록 복수 개 마련되며, 상기 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터와 자기 결합되는 이차단 권선으로 구성되는 트랜스포머, 상기 이차단 권선과 연결되는 조절 스위치 및 포워드 인덕터를 포함하여 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 부스트 인덕터로부터 소정의 전원을 유기받는 복수 개의 포워드 컨버터부를 포함하는 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법에 있어서,
상기 부스트 컨버터부는 상기 전원 스위치의 턴온 또는 턴오프 동작에 따라 복수 개의 상기 분산전원 저장장치로부터 공급받는 입력전원을 승압하여 출력하고,
복수 개의 상기 포워드 컨버터부는 복수의 동작 모드를 기반으로 제어되는 상기 조절 스위치의 턴온 또는 턴오프 동작에 따라 상기 부스트 인덕터로부터 소정의 전원을 유기받아, 복수 개의 상기 분산전원 저장장치 간의 출력 전원의 불균형에 따른 정격전류의 차이에 의해 전압 손실이 발생한 분산전원 저장장치로 공급하는 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법.A boost converter that includes a plurality of distributed power source storage devices connected in series, a boost inductor and a power switch that receive input power from a plurality of the distributed power source storage devices and convert the input power according to a switching operation of the power source switch, And a plurality of distributed power source storage units, each of the plurality of distributed power source storage units including: a transformer formed of a secondary winding wound to be magnetically coupled with the boost inductor and the boost inductor, a control switch connected to the secondary winding, And a plurality of forward converter units receiving a predetermined power from the boost inductor according to a switching operation of the power switch and the adjustment switch, the method comprising:
Wherein the boost converter boosts the input power supplied from the plurality of distributed power storage devices according to a turn-on or turn-off operation of the power switch,
The plurality of forward converter units may receive a predetermined power from the boost inductor in accordance with a turn-on or turn-off operation of the control switch controlled based on a plurality of operation modes, To a distributed power source storage device in which a voltage loss has occurred due to a difference in rated current according to the rated current. 제9항에 있어서,
상기 복수의 동작 모드는 제1모드, 제2모드 및 제3모드를 포함하고,
상기 제1모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴온에 따른 동작 모드이고, 상기 제2모드는 상기 전원 스위치의 턴온, 상기 조절 스위치의 턴오프에 따른 동작 모드이고, 상기 제3모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴오프에 따른 동작 모드인 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법.10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of operation modes include a first mode, a second mode, and a third mode,
Wherein the first mode is an operation mode according to the turn-on of the power switch and the adjustment switch, and the second mode is an operation mode according to the turn-on of the power switch and the turn-off of the adjustment switch, A method of driving a boost-forward differential power regulator, the switch being an operational mode in accordance with the turn-off of the regulator switch. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 11 has been abandoned due to the set registration fee. 제10항에 있어서,
상기 제1모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴온에 따라 상기 부스트 컨버터부는 상기 부스트 인덕터에 상기 입력전원을 축적하고, 상기 포워드 컨버터부는 상기 부스트 인덕터로부터 소정의 전원을 유기받아 상기 포워드 인덕터에 축적하거나 상기 분산전원 저장장치로 공급하고,
상기 제2모드는 상기 전원 스위치의 턴온, 상기 조절 스위치의 턴오프에 따라, 상기 부스트 컨버터부는 상기 부스트 인덕터에 상기 입력전원을 축적하고, 상기 포워드 컨버터부는 상기 제1모드에서 상기 포워드 인덕터에 축적되어 있던 소정의 전원을 상기 분산전원 저장장치로 공급하고,
상기 제3모드는 상기 전원 스위치 및 상기 조절 스위치의 턴오프에 따라, 상기 부스트 컨버터부는 상기 입력전원을 승압하여 출력하고, 상기 포워드 컨버터부는 상기 제1모드에서 상기 포워드 인덕터에 축적되어 있던 소정의 전원을 상기 분산전원 저장장치로 공급하여 상기 전압 손실이 발생한 분산전원 저장장치의 전압 손실을 보상하는 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법.11. The method of claim 10,
Wherein the boost converter unit accumulates the input power to the boost inductor in accordance with the turn-on of the power switch and the control switch, and the forward converter unit receives the predetermined power from the boost inductor and accumulates the boosted inductor in the forward inductor Or to the distributed power storage device,
And the second mode accumulates the input power to the boost inductor in accordance with the turn-on of the power switch and the turn-off of the control switch, and the forward converter portion is accumulated in the forward inductor in the first mode And supplies the predetermined power to the distributed power storage device,
Wherein the boost converter boosts the input power according to the turn-off of the power switch and the adjustment switch, and the forward converter outputs the boosted power to the predetermined power source To the distributed power source storage device to compensate for a voltage loss of the distributed power source storage device in which the voltage loss occurs. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 12 is abandoned in setting registration fee. 제10항에 있어서,
복수 개의 상기 분산전원 저장장치 중 최대전력을 출력하는 분산전원 저장장치와 연결된 상기 포워드 컨버터부에 포함되는 상기 조절 스위치는 상기 제1모드, 상기 제2모드 및 상기 제3모드에서 턴오프 제어되는 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법.11. The method of claim 10,
Wherein the control switch included in the forward converter unit connected to the distributed power source storage device for outputting the maximum power among the plurality of distributed power source storage devices includes a boost switch that is turned off in the first mode, A method of driving a forward differential power regulator. 제9항에 있어서,
상기 부스트 컨버터부와 상기 포워드 컨버터부는, 상기 부스트 인덕터 및 상기 부스트 인덕터에 공급되는 전원을 스위칭하는 상기 전원 스위치를 공유하는 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법.10. The method of claim 9,
Wherein the boost converter section and the forward converter section share the power switch for switching the power supplied to the boost inductor and the boost inductor. 제9항에 있어서,
상기 전원 스위치는 상기 조절 스위치의 턴온 듀티비 보다 큰 턴온 듀티비를 갖는 부스트 포워드 차동전력조절기의 구동방법.10. The method of claim 9,
Wherein the power switch has a turn-on duty ratio greater than the turn-on duty ratio of the regulator switch.
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