KR102301613B1 - Power optimizer with protection circuit for solar power generation system - Google Patents

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KR102301613B1
KR102301613B1 KR1020210009411A KR20210009411A KR102301613B1 KR 102301613 B1 KR102301613 B1 KR 102301613B1 KR 1020210009411 A KR1020210009411 A KR 1020210009411A KR 20210009411 A KR20210009411 A KR 20210009411A KR 102301613 B1 KR102301613 B1 KR 102301613B1
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Abstract

The present invention relates to a power optimizer for a solar power generation system embedded with a protection circuit, which can protect a device from overvoltage, overcurrent, and overtemperature caused by instantaneous power failure, sudden environmental change, electric spark, lightning, hotspot, system malfunction, etc. by grafting hardware and software technologies with a power optimizer installed in each solar panel of a solar power generation system. To this end, the power optimizer of the present invention comprises: a sensing means for detecting an input current and voltage of an input terminal associated with a light concentrating panel, a temperature of the light concentrating panel, and an output current and voltage of an outer terminal associated with an external inverter; a DC/DC converter for performing DC/DC conversion on the voltage input through the input terminal; a gate driver for selectively driving the DC/DC converter in accordance with a predetermined control signal; and an MCU for controlling the DC/DC converter to be isolated from a panel and an inverter by transmitting a switching signal for a protection operation to the gate driver when it is determined that an input value of a sensing means is abnormal while performing an MPPT function on the basis of input voltage and current values and output voltage and current values from the sensing means by driving a predetermined program.

Description

보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기{POWER OPTIMIZER WITH PROTECTION CIRCUIT FOR SOLAR POWER GENERATION SYSTEM}POWER OPTIMIZER WITH PROTECTION CIRCUIT FOR SOLAR POWER GENERATION SYSTEM

본 발명은 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 발전 시스템에서 각 태양광 패널에 설치되는 전력최적화기에 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 접목한 과전압, 과전류, 과온도 보호회로를 내장한 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기에 관한 것이다. The present invention relates to a power optimizer for a photovoltaic power generation system with a built-in protection circuit, and more particularly, overvoltage, overcurrent, and overvoltage by combining hardware and software technology to a power optimizer installed in each photovoltaic panel in a photovoltaic power generation system. It relates to a power optimizer for a solar power generation system with a built-in protection circuit with a built-in temperature protection circuit.

일반적으로, 태양광 발전시스템은 신재생 에너지의 확대 보급을 촉진하기 위한 대체에너지 개발의 일원으로, 태양 에너지의 무공해성 및 무한정성에 힘입어 지구 환경 문제와 미래 에너지원의 다각화 대책으로서 선진 각국에서 활발히 연구 개발이 진행되고 있으며, 최근 태양광 발전시스템의 효율 향상과 최적화 발전장치의 실용화에도 박차를 가하고 있는 실정이다. In general, the solar power generation system is a member of the development of alternative energy to promote the expansion and dissemination of new and renewable energy. Thanks to the pollution-free and indefinite nature of solar energy, it is a global environmental problem and a measure to diversify future energy sources in advanced countries. Research and development are being actively carried out, and recently, the efficiency of the solar power generation system and the practical use of the optimized power generation device are being spurred.

상기 태양광 발전시스템은 태양의 빛 에너지를 태양광 모듈이라는 광-전 변환기를 사용하여 직접 전기 에너지로 변환시켜 이용하는 것으로, 즉 복수의 태양광 발전모듈들을 직병렬 접속하여 전력변환장치에 연결하여 구성하게 된다. The photovoltaic power generation system directly converts the light energy of the sun into electric energy using a photoelectric converter called a photovoltaic module, that is, connects a plurality of photovoltaic power modules in series and parallel and connects to a power converter. will do

이때, 하나의 태양광 발전모듈 단독으로는 출력전압이 매우 낮으므로, 전력변환장치에 필요한 입력전압으로 승압하기 위해서는 다수의 태양광 발전모듈들을 스트링 방식으로 직렬 접속하고, 다시 직렬 접속된 다수 개의 어레이를 병렬로 연결하여 최종 전력을 얻을 수 있도록 구성된다. At this time, since the output voltage of one photovoltaic module alone is very low, in order to boost the voltage to the input voltage required for the power conversion device, a plurality of photovoltaic modules are connected in series in a string manner, and a plurality of arrays connected in series again are configured to obtain final power by connecting them in parallel.

여기에서, 종래의 스트링 방식이 적용된 태양광 발전시스템에서는 특정 패널 측에서 순간정전, 급격한 환경변화, 전기스파크, 낙뢰, 핫스팟 등으로 인해 과전류, 과전압, 과온도가 발생하는 경우, 접속반 및 인버터에까지 영향을 미치게 됨과 아울러, 인버터 측에서 순간정전, 전기스파크, 낙뢰, 시스템 오작동 등으로 인해 과전압, 과전류가 발생하는 경우, 태양광 발전 시스템 전반에 걸쳐 손상을 초래하는 문제점이 발생하게 된다. Here, in the solar power generation system to which the conventional string method is applied, when overcurrent, overvoltage, and overtemperature occur due to instantaneous power failure, sudden environmental change, electric spark, lightning strike, hotspot, etc. on the specific panel side, the connection panel and inverter In addition, when overvoltage or overcurrent occurs due to instantaneous power failure, electric spark, lightning strike, system malfunction, etc. on the inverter side, a problem of causing damage to the entire photovoltaic power generation system occurs.

국내 등록특허 제10-1857916호Domestic Registered Patent No. 10-1857916 국내 등록특허 제10-1149473호Domestic Registered Patent No. 10-1149473

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 태양광 발전 시스템의 각 태양광 패널에 설치되는 전력최적화기에 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 접목한 보호회로를 내장하여 순간정전, 급격한 환경변화, 전기스파크, 낙뢰, 핫스팟, 시스템 오작동 등에 의해서 발생하는 과전압, 과전류, 과온도로부터 장치를 보호할 수 있도록 한 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기를 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to improve the conventional problems as described above, and its purpose is to embed a protection circuit combining hardware and software technology in a power optimizer installed in each solar panel of a solar power generation system. To provide a power optimizer for a solar power generation system with a built-in protection circuit to protect the device from overvoltage, overcurrent, and overtemperature caused by instantaneous power failure, sudden environmental change, electric spark, lightning strike, hot spot, system malfunction, etc. will be.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기는, 집광패널과 연계된 입력단의 입력 전류, 전압과 집광패널 온도 및 외부 인버터와 연계된 출력단의 출력 전류와 전압을 검출하는 센싱수단과; 상기 입력단을 통해 입력된 전압에 대한 DC/DC 변환을 수행하는 DC/DC 컨버터와; 소정 제어신호에 따라 상기 DC/DC 컨버터를 선택적으로 구동시키는 게이트 드라이버 및; 소정 프로그램의 구동을 통해 상기 센싱수단으로부터의 입력 전압과 전류 값 및 출력 전압과 전류 값에 기초하여 MPPT 기능을 수행하는 한편, 상기 센싱수단으로부터의 입력 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되면 상기 게이트 드라이버에 보호동작을 위한 스위칭 신호를 전송하여 상기 DC/DC 컨버터가 패널 및 인버터로부터 격리되도록 제어를 행하는 MCU를 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다. The power optimizer for a photovoltaic power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention for achieving the above object, the input current, voltage and temperature of the input terminal associated with the collecting panel and the output terminal associated with the external inverter sensing means for detecting the output current and voltage; a DC/DC converter for performing DC/DC conversion on the voltage input through the input terminal; a gate driver selectively driving the DC/DC converter according to a predetermined control signal; The MPPT function is performed based on the input voltage and current values and the output voltage and current values from the sensing means through driving of a predetermined program, and when it is determined that the input value from the sensing means is in an abnormal state, the and an MCU for controlling the DC/DC converter to be isolated from the panel and the inverter by transmitting a switching signal for the protection operation.

바람직하게, 상기 센싱수단은 상기 입력단 및 출력단의 전류와 전압 값 검출을 위한 홀센서 이외에 입력단과 연계된 패널의 핫스팟으로 인한 과온도 검출을 위한 온도센서를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. Preferably, the sensing means further comprises a temperature sensor for detecting overtemperature due to a hot spot of a panel connected to the input terminal in addition to the Hall sensor for detecting the current and voltage values of the input terminal and the output terminal.

바람직하게, 상기 MCU는, 상기 센싱수단으로부터의 입력 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되는 경우, 상기 게이트 드라이버에 보호회로의 동작을 위한 "High Side = Low, Low Side = High" 스위칭 신호를 전송함에 따라, 상기 DC/DC 컨버터의 High Side FET = OFF, Low Side FET = ON 상태로 동작 되도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, when it is determined that the input value from the sensing means is in an abnormal state, the MCU transmits a "High Side = Low, Low Side = High" switching signal for the operation of the protection circuit to the gate driver. , High Side FET = OFF, Low Side FET = ON state of the DC/DC converter is characterized in that the control is made to operate.

바람직하게, 상기 MCU의 제어를 통해 과전압, 과전류, 과온도 발생 시 보호회로가 동작 되는 과정은, 전력 인가에 따른 전원 온(on) 상태에서, 입력 전압이 일정 수치 이하일 경우 출력 전력의 오프(off) 상태를 유지하는 스타트업 모드(Startup mode) 단계와; 상기 스타트업 모드에서의 입력 전압이 일정 수치 이상인 상태에서, 상기 센싱수단으로부터 입력된 값의 정상 또는 비정상 여부를 판단하여, 비정상적인 상태인 것으로 판단되는 경우, HSGD(High Side Gate Driver) & High Side FET에 Low 신호를, LSGD(Low Side Gate Driver) & Low Side FET에 High 신호를 전송하여 High Side FET가 OFF 상태가 되도록 하는 한편, 상기 센싱수단의 입력 값이 정상인 것으로 판단되면, 입력 값이 일정 수치 이상인가를 판단하여 MPPT 기능의 활성화 여부를 판단하는 스텐바이 모드(Standby mode) 단계와; 상기 스텐바이 모드 단계 이후, 상기 센싱수단으로부터 입력된 값의 정상 또는 비정상 여부를 다시 판단하고, 비정상적인 상태인 경우 High Side FET가 OFF 상태가 되도록 제어신호를 인가하는 한편, 상기 센싱수단의 입력 값 정상여부 및 해당 패널의 전압 값 정상여부를 판단하여 정상상태에서는 패널전압이 입력 값과 대응되는 전압으로 출력되도록 PWM의 설정이 이루어지는 쓰루 모드(Through mode) 단계와; 상기 센싱수단으로부터 입력된 값의 정상 또는 비정상 여부를 다시 판단하고, 비정상적인 상태인 경우 High Side FET가 OFF 상태가 되도록 제어신호를 인가하는 한편, 상기 센싱수단 입력 값의 정상상태에서는 MPPT를 위한 PWM 조정이 이루어진 후, 입력 전압이 일정 수치 이상인 안정적인 전압인가를 판단하여 전압 강하 발생 시 동작 전압이 유지되도록 PWM 조정을 통해 전압을 상승시킴과 아울러, 동작 전압이 안정적으로 복귀됨에 따라 패널 전류 및 패널 전압이 일정 수치 이상인지의 여부를 판단하는 MPPT 모드 단계로 이루어지는 것;을 특징으로 한다. Preferably, the process of operating the protection circuit when overvoltage, overcurrent, or overtemperature occurs through the control of the MCU is when the input voltage is less than a certain value in the power on state according to the application of power, the output power is turned off ) a startup mode (Startup mode) step to maintain the state; When the input voltage in the startup mode is above a certain value, it is determined whether the value input from the sensing means is normal or abnormal. Sends a Low signal to the LSGD (Low Side Gate Driver) & a High signal to the Low Side FET so that the High Side FET is turned OFF. a standby mode (Standby mode) step of determining whether the MPPT function is activated by determining whether it is abnormal; After the standby mode step, it is determined again whether the value input from the sensing means is normal or abnormal, and if it is in an abnormal state, a control signal is applied so that the High Side FET is in an OFF state, while the input value of the sensing means is normal a through mode step in which PWM is set so that the panel voltage is output as a voltage corresponding to the input value in a normal state by determining whether or not the voltage value of the corresponding panel is normal; It is determined again whether the value input from the sensing means is normal or abnormal, and if it is in an abnormal state, a control signal is applied so that the High Side FET is in the OFF state, while in the normal state of the sensing means input value, PWM adjustment for MPPT After this is done, it is determined whether the input voltage is a stable voltage equal to or greater than a certain value, and the voltage is increased through PWM adjustment so that the operating voltage is maintained when a voltage drop occurs. It is characterized in that it consists of an MPPT mode step of determining whether or not it is a predetermined value or more.

더 바람직하게, 상기 스텐바이 모드 단계나 상기 쓰루 모드 단계, 또는 상기 MPPT 모드 단계에서 상기 센싱수단으로부터의 입력된 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되어, HSGD & High Side FET의 Low 신호 및 LSGD & Low Side FET의 High 신호에 따라 High Side FET가 OFF 되면서 해당 패널 및 인버터가 완전히 격리되는 셧다운(Shutdown) 모드 단계로 진행된 후에는 상기 센싱수단으로부터의 입력 값 정상 복구여부를 판단하여 정상 복구 시 상기 스타트업 모드 단계로 복귀하여 전력최적화 기능을 순차적으로 재수행하도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다. More preferably, it is determined that the value input from the sensing means is in an abnormal state in the standby mode step, the through mode step, or the MPPT mode step, so that the Low signal and the LSGD & Low Side of HSGD & High Side FETs After the High Side FET is turned OFF according to the High signal of the FET and the corresponding panel and inverter are completely isolated from the shutdown mode step, it is determined whether the input value from the sensing means is restored to normal and the startup mode is restored. It is characterized in that the control is made so that the power optimization function is sequentially re-executed by returning to the step.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 태양광 발전 시스템에서 순간정전, 전기스파크, 낙뢰, 급격한 환경변화, 시스템 오작동, 과온도 등에 의한 장치의 손상이 방지되는 효과가 있으며, 이를 통해 태양광 발전소의 전력효율 개선에 따른 발전량 증가의 효과를 얻을 수가 있게 된다.According to the present invention made as described above, there is an effect of preventing damage to the device due to instantaneous power failure, electric spark, lightning, sudden environmental change, system malfunction, over temperature, etc. in the photovoltaic power generation system, and through this, the photovoltaic power plant It is possible to obtain the effect of increasing the amount of power generated by the improvement of the power efficiency of

또한, 태양광 발전 시스템의 전력최적화기에 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 접목한 보호회로를 내장함에 따라, 과전압, 과전류, 과온도로부터 장치를 보호할 수 있는 태양광 시스템 보호용 IP 구축이 가능한 효과도 있게 되는 것이다.In addition, by embedding a protection circuit that combines hardware and software technology in the power optimizer of the solar power generation system, it is possible to build an IP for solar system protection that can protect the device from overvoltage, overcurrent, and overtemperature. .

도 1은 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기가 적용된 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기의 동작과정을 나타내는 플로우차트,
도 4는 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기에서 태양광 패널 또는 인버터의 과조건 인자 발생 시 보호회로의 동작상태를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기를 통한 과전압, 과전류, 과온도 발생 시의 동작 결과를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a schematic configuration of a photovoltaic power generation system to which a power optimizer for a photovoltaic power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention is applied;
2 is a block diagram showing the configuration of a power optimizer for a solar power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention;
3 is a flowchart showing an operation process of a power optimizer for a solar power generation system having a built-in protection circuit according to the present invention;
4 is a view showing the operating state of the protection circuit when an over-condition factor of a solar panel or inverter occurs in the power optimizer for a solar power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention;
5 is a view showing the operation results when overvoltage, overcurrent, and overtemperature occurs through the power optimizer for a solar power generation system having a built-in protection circuit according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기가 적용된 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면, 도 2는 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기의 구성을 나타내는 블록도, 도 3은 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기의 동작과정을 나타내는 플로우차트이다.1 is a view showing a schematic configuration of a photovoltaic power generation system to which a power optimizer for a photovoltaic power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a photovoltaic power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention 3 is a block diagram showing the configuration of the power optimizer. FIG. 3 is a flowchart showing the operation process of the power optimizer for a solar power generation system having a built-in protection circuit according to the present invention.

먼저, 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기는, 태양광 발전 시스템의 각 태양광 패널에 설치되는 전력최적화기(40)에 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 접목한 보호회로를 MCU(50)에 내장하여 과전압, 과전류, 과온도 발생 시 전력최적화기(40)를 매개로 한 장치의 보호가 가능하도록 구현된다.First, the power optimizer for a photovoltaic power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention is a power optimizer 40 installed in each photovoltaic panel of the photovoltaic power generation system with a protection circuit grafted with hardware and software technology to the MCU Built in (50) is implemented to enable protection of the device through the power optimizer (40) in the event of overvoltage, overcurrent, and overtemperature.

본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기가 적용되는 태양광 발전 시스템은, 일정 장소에 설치되어 광전효과에 의해 소정 전압 및 전류를 생산하는 다수 개의 태양광 패널(10)과, 각 태양광 패널(10)과 연계 설치되어 해당 패널로부터 입력되는 전압 및 전류로부터 최대전력점을 추적하여 최대전력이 출력되도록 제어를 행하는 다수 개의 전력최적화기(40)와, 다수 개의 전력최적화기(40)로부터 출력되는 각 태양광 패널(10)의 전압 및 전류 데이터, 전력 데이터를 수신하여 외부로 전송하는 게이트웨이(20) 및, 상기 게이트웨이(20)를 통해 수신된 각 태양광 패널(10)의 실시간 모니터링 정보가 처리되는 모니터링 서버(30) 등을 포함하여 구성된다. A photovoltaic power generation system to which a power optimizer for a photovoltaic power generation system with a built-in protection circuit according to the present invention is applied, is installed in a predetermined place and produces a predetermined voltage and current by the photoelectric effect; , a plurality of power optimizers 40 and a plurality of power optimizers installed in conjunction with each solar panel 10 to control the maximum power output by tracking the maximum power point from the voltage and current input from the corresponding panel A gateway 20 that receives voltage and current data and power data of each solar panel 10 output from 40 and transmits them to the outside, and each solar panel 10 received through the gateway 20 It is configured to include a monitoring server 30 and the like in which real-time monitoring information is processed.

상기 모니터링 서버(30)는 제어용 PC 또는 스마트폰 등과 연계되어, 해당 관리자는 각 전력최적화기(40)의 상태정보를 소정 단말장치를 통해 실시간으로 확인할 수 있게 된다. The monitoring server 30 is linked to a PC or smart phone for control, so that the manager can check the status information of each power optimizer 40 in real time through a predetermined terminal device.

여기에서, 상기 전력최적화기(40)의 입력단(42)은 각 태양광 패널(10)과 대응되게 연결되어 소정 전원이 입력됨과 아울러, 상기 전력최적화기(40)의 출력단(44)은 접속반(62)을 거쳐 외부 인버터(60)와 연결되거나 또는 다수 개의 전력최적화(40) 상호 간이 연결되어 상기 입력단(42)을 통해 입력된 소정 전원이 DC/DC 컨버터(54)를 거쳐 출력되도록 구성된다. Here, the input terminal 42 of the power optimizer 40 is connected to each photovoltaic panel 10 so that a predetermined power is input, and the output terminal 44 of the power optimizer 40 is connected to a connection panel. It is connected to the external inverter 60 through 62 or a plurality of power optimization 40 are connected to each other so that a predetermined power input through the input terminal 42 is output through the DC/DC converter 54 .

또, 다수 개 전력최적화기(40)의 출력단(44) 상호 간이 연결되는 경우에는 말단에 위치한 전력최적화기(40)의 출력단(44)이 접속반(62)을 거쳐 외부 인버터(60)와 연결되도록 이루어진다. In addition, when the output terminals 44 of a plurality of power optimizers 40 are connected to each other, the output terminals 44 of the power optimizers 40 located at the ends are connected to the external inverter 60 through the connection panel 62 . done so as to

상기 전력최적화기(40)는 소정 센싱수단(46a,46b,46c)과 DC/DC 컨버터(54)와 게이트 드라이버(52)와 보호회로가 내장된 MCU(50) 및 상기 입력단(42)과 연계된 파워 서플라이(48) 등을 포함하여 구성된다. The power optimizer 40 is connected with predetermined sensing means 46a, 46b, and 46c, a DC/DC converter 54, a gate driver 52, an MCU 50 having a built-in protection circuit, and the input terminal 42 It is configured to include a power supply 48 and the like.

상기 센싱수단은 소정 패널과 연계된 입력단(42)에 연결되어 해당 태양광 패널(10)에서 생산된 전류 및 전압 값을 검출하는 홀센서로 이루어진 입력 측 센싱수단(46a) 및, 상기 출력단(44)을 통해 출력되는 전류 및 전압 값을 검출하는 홀센서로 이루어진 출력 측 센싱수단(46b), 그리고 상기 입력단(42)과 연결된 패널(10)의 핫스팟 발생 등에 따른 과온도 상태를 검출하는 온도센서(46c) 등을 포함하여 구성된다. The sensing means is connected to the input terminal 42 associated with a predetermined panel, the input-side sensing means 46a consisting of a Hall sensor for detecting the current and voltage values produced by the solar panel 10, and the output terminal 44 ) output-side sensing means (46b) consisting of a Hall sensor for detecting current and voltage values output through, and a temperature sensor ( 46c) and the like.

상기 DC/DC 컨버터(54)는 상기 게이트 드라이버(52)의 명령에 의해 동작되도록 구성되어, 상기 입력단(42)을 통해 입력된 전압에 대한 DC/DC 변환 기능을 수행하도록 구성되며, 상기 게이트 드라이버(52)는 상기 MCU(50)로부터의 제어신호에 따라 상기 DC/DC 컨버터(54)를 선택적으로 구동시키는 기능을 수행하도록 구성된다. The DC/DC converter 54 is configured to operate according to a command of the gate driver 52 to perform a DC/DC conversion function for the voltage input through the input terminal 42 , and the gate driver Reference numeral 52 is configured to perform a function of selectively driving the DC/DC converter 54 according to a control signal from the MCU 50 .

상기 MCU(50)는 내장된 소정 프로그램의 구동에 따라 자가적으로 동작하면서 상기 입력 측 센싱수단(46a)으로부터의 입력 전압 및 전류 값, 그리고 상기 출력 측 센싱수단(46b)으로부터의 출력 전압 및 전류 값에 기초하여 선택적으로 MPPT 기능을 수행하여 최적의 전력 생산이 가능하도록 일련의 제어를 수행하도록 이루어진다. The MCU 50 operates autonomously according to the driving of a built-in predetermined program, the input voltage and current values from the input-side sensing means 46a, and the output voltage and current from the output-side sensing means 46b. Based on the value, the MPPT function is selectively performed to perform a series of controls to enable optimal power generation.

즉, 상기 MCU(50)는 상기 입력 측 센싱수단(46a)을 통해 센싱된 해당 태양광 패널(10)의 전압 및 전류 값을 기초로 최대전력점을 추적한 후, 최대전력의 출력을 위한 PWM Duty 신호를 컨트롤 하여 발생시키게 되며, 이에 상기 MCU(50)로부터 PWM Duty 신호가 상기 게이트 드라이버(52) 및 상기 DC/DC 컨버터(54) 측으로 전송됨에 따라, 상기 DC/DC 컨버터(54)는 상기 게이트 드라이버(52)에 의해 반복적으로 ON/OFF 동작 되면서 최대전력을 출력시키도록 제어가 이루어지게 된다. That is, the MCU 50 tracks the maximum power point based on the voltage and current values of the corresponding solar panel 10 sensed through the input-side sensing means 46a, and then PWM for output of the maximum power It is generated by controlling the duty signal, and accordingly, as the PWM duty signal is transmitted from the MCU 50 to the gate driver 52 and the DC/DC converter 54 side, the DC/DC converter 54 is Control is performed to output maximum power while repeatedly being turned ON/OFF by the gate driver 52 .

또한, 본 발명에 따라 상기 MCU(50)에는 소정 보호회로 및 상기 보호회로의 동작 제어를 위한 소정 프로그램이 내장되어, 상술한 각 센싱수단(46a,46b,46c)으로부터의 입력 값이 비정상 상태인 것으로 판단되는 경우, 상기 게이트 드라이버(52)에 보호동작을 위한 스위칭 신호를 전송하여 상기 DC/DC 컨버터(54)가 해당 태양광 패널(10) 및 인버터(60)로부터 완전히 격리되게 제어가 이루어지도록 구성된다. In addition, according to the present invention, the MCU 50 has a predetermined protection circuit and a predetermined program for controlling the operation of the protection circuit, so that the input values from the above-described sensing means 46a, 46b, and 46c are abnormal. When it is determined to be, a switching signal for protection operation is transmitted to the gate driver 52 so that the DC/DC converter 54 is completely isolated from the solar panel 10 and the inverter 60 so that the control is performed. is composed

즉, 상기 MCU(50)는 상기 입력단(42)이나 출력단(44)과 연계된 센싱수단(46a,46b)인 홀센서, 또는 상기 태양광 패널(10)과 연계된 센싱수단(46c)인 온도감지 센서로부터의 입력 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되면, 소정 프로그램의 구동을 통해 상기 게이트 드라이버(52)에 보호회로의 동작을 위한 "High Side = Low, Low Side = High" 스위칭 신호가 전송되도록 제어를 행하게 되며, 이에 따라 상기 DC/DC 컨버터(54)의 High Side FET = OFF, Low Side FET = ON 상태로 동작되면서 상기 Low FET는 바이패스 동작만 수행하게 된다(도 4 및 도 5 참조). That is, the MCU 50 is a Hall sensor that is the sensing means 46a and 46b connected to the input terminal 42 or the output terminal 44 , or the temperature sensing means 46c connected to the solar panel 10 . When it is determined that the input value from the detection sensor is in an abnormal state, a "High Side = Low, Low Side = High" switching signal for the operation of the protection circuit is transmitted to the gate driver 52 through driving of a predetermined program. , and thus the DC/DC converter 54 is operated in a state of High Side FET = OFF and Low Side FET = ON, while the Low FET performs only a bypass operation (refer to FIGS. 4 and 5 ).

이에, 해당 태양광 패널(10)과 인버터(60) 상호 간은 완전히 격리된 상태로 전환되어, 상기 인버터(60) 측으로 문제가 된 해당 패널의 어떠한 전류 및 전압도 공급이 이루어지지 않게 되면서 해당 인버터(60)가 보호될 수 있게 되며, 또한 상기 인버터(60) 측으로 전류 공급이 차단됨에 따라 해당 패널(10) 또한 OFF 상태로 전환되게 된다. Accordingly, the photovoltaic panel 10 and the inverter 60 are completely isolated from each other, and no current and voltage of the corresponding panel, which is a problem, are supplied to the inverter 60 side. 60 can be protected, and as the current supply to the inverter 60 is cut off, the corresponding panel 10 is also switched to an OFF state.

상기 MCU(50)에서는 각 센싱수단(46a,46b,46c)을 매개로 검출되어 입력되는 입력단(42) 및 출력단(44)의 전압 값과 전류 값, 태양광 패널(10)의 온도 값이 각각 75[V] 이상, 15[A] 이상, 110℃ 이상일 경우, 비정상상태인 것으로 판단하면서 셧다운 모드를 수행하게 된다. In the MCU 50, the voltage value and current value of the input terminal 42 and the output terminal 44 which are detected and inputted through each sensing means 46a, 46b, and 46c, and the temperature value of the solar panel 10 are respectively If it is 75 [V] or more, 15 [A] or more, or 110° C. or more, it is determined that it is in an abnormal state and the shutdown mode is performed.

이때, 상기 센싱수단의 검출 값을 기초로 셧다운 모드가 수행되는 전압 값과 전류 값 및 온도 값의 수치는 각 시스템의 조건에 따른 MCU의 프로그램을 수정을 통해 용이하게 변경 설계할 수가 있음은 물론이다. At this time, the values of the voltage value, the current value, and the temperature value for which the shutdown mode is performed based on the detection value of the sensing means can be easily changed and designed by modifying the program of the MCU according to the conditions of each system. .

이어, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 동작에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. Next, the operation of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 .

먼저, 본 발명에 따른 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기는 전력 인가에 따른 Power on 상태에서(S 1), 상기 센싱수단(46a,46b,46c)으로부터의 검출 값에 기초한 상기 MCU(50)로부터의 제어신호에 기초하여 스타트업 모드(Startup mode) 단계(S 2)와, 스텐바이 모드(Standby mode) 단계(S 3)와, 모드판단 단계(S 4)와, 쓰루 모드(Through mode) 단계(S 5)와, MPPT 모드(Maximum Power Point Tracking mode) 단계(S 6) 및, 셧다운(Shutdown) 모드 단계(S 7) 등의 과정을 수행하도록 이루어진다. First, the power optimizer for a photovoltaic system with a built-in protection circuit according to the present invention is the MCU based on the detection value from the sensing means 46a, 46b, and 46c in the power on state according to the application of power (S 1). Based on the control signal from (50) startup mode (Startup mode) step (S 2), standby mode (Standby mode) step (S 3), mode determination step (S 4), through mode ( Through mode) step (S5), MPPT mode (Maximum Power Point Tracking mode) step (S6), and the shutdown mode step (S7) and the like are performed.

상기 전력최적화기(40)에 소정 전원이 공급된 전원 온(on) 상태(Boot up & Initialization)에서(S 1), 상기 스타트업 모드 단계(S 2)에서는 상기 센싱수단으로부터 검출된 상기 입력단의 전압 값이 15[V] 이하인 경우, 출력 전력의 오프(off) 상태를 유지하는 스타트업 모드(Startup mode) 단계를 유지하는 한편, 상기 입력단의 전압 값이 15[V]을 초과하는 것으로 판단되면, 상기 스텐바이 모드(Standby mode) 단계로 진입하도록 제어가 이루어지게 된다(S 2-1 및 S 2-2). In the power on state (Boot up & Initialization) in which a predetermined power is supplied to the power optimizer 40 (S 1), in the startup mode step (S 2), the input terminal detected from the sensing means When the voltage value is 15 [V] or less, while maintaining the startup mode step of maintaining the off state of the output power, when it is determined that the voltage value of the input terminal exceeds 15 [V] , the control is made to enter the standby mode (Standby mode) step (S 2-1 and S 2-2).

그 후, 상기 스텐바이 모드 단계(S 3)에서는 상기 MCU(50)를 통해 상기 입력단(42)이나 출력단(44)과 연계된 홀센서, 또는 온도감지 센서 등의 센싱수단(46a,46b,46c)로부터의 입력 값의 정상 유무를 판단하는 과정이 진행되게 되는데(S 3-1), 즉 상기 입력단(42) 및 출력단(44)의 전압 값이 75[V] 이상이거나, 전류값이 15[A] 이상, 또는 패널(10) 및 인버터(60)의 온도 값이 110℃ 이상일 경우, 비정상상태인 것으로 판단하여 상기 셧다운 모드 단계(S 7)로 진행하도록 이루어진다. Thereafter, in the standby mode step S3, sensing means 46a, 46b, 46c such as a Hall sensor or a temperature sensor connected to the input terminal 42 or the output terminal 44 through the MCU 50 ), the process of determining whether the input value is normal (S 3-1), that is, the voltage value of the input terminal 42 and the output terminal 44 is 75 [V] or more, or the current value is 15 [ A] or more, or when the temperature values of the panel 10 and the inverter 60 are 110° C. or higher, it is determined that an abnormal state is present and the shutdown mode step S7 is performed.

상기 셧다운 모드 단계(S 7)에서는 상기 MCU(50)의 소정 프로그램 구동을 통해 상기 게이트 드라이버(52)에 보호회로의 동작을 위한 "High Side = Low, Low Side = High" 스위칭 신호가 전송되도록 제어가 이루어지게 되며, 이에 따라 상기 DC/DC 컨버터(54)의 High Side FET가 OFF 상태로 전환되면서 태양광 패널(10) 및 인버터(60)가 완전히 분리되어, 해당 패널로부터 전류 및 전압 공급이 완전히 차단될 수 있게 된다(S 7-1). In the shutdown mode step (S 7), a predetermined program is driven by the MCU 50 to transmit a "High Side = Low, Low Side = High" switching signal for the operation of the protection circuit to the gate driver 52 to be controlled. is made, and accordingly, as the High Side FET of the DC/DC converter 54 is switched to the OFF state, the solar panel 10 and the inverter 60 are completely separated, and the current and voltage supply from the panel is completely It can be blocked (S 7-1).

또, 상기 셧다운 모드 단계(S 7)에서는 다수 개 센싱수단(46a,46b,46c)으로부터의 입력 값 정상 복구여부를 연속적으로 감시하여 판단하게 되며, 상기 센싱수단으로부터의 입력신호가 정상상태로 복구되는 경우에는 다시 상기 스타트업 모드(S 2) 단계로 복귀하여 전력최적화 기능이 재수행되도록 제어가 이루어지게 된다(S 7-2). In addition, in the shutdown mode step (S7), it is determined by continuously monitoring whether the input values from the plurality of sensing means 46a, 46b, and 46c are normally restored, and the input signal from the sensing means is restored to a normal state. In this case, it returns to the start-up mode (S2) step and control is made so that the power optimization function is performed again (S7-2).

한편, 상기 스텐바이 모드 단계(S 2)에서는 상기 MCU(50)를 통해 상기 입력단(42)이나 출력단(44)과 연계된 홀센서, 또는 온도감지 센서 등의 센싱수단(46a,46b,46c)로부터의 입력 값이 정상인 것으로 판단되는 경우, 'S 3-2 및 S 3-3' 과정을 통해 다시 현재 입력 전압이 10[V]를 초과하는지의 여부를 판단하여 현재 입력 전압이 10[V] 이하인 경우에는 상기 스타트업 모드 단계(S 2)로 복귀하도록 제어가 이루어지게 된다. Meanwhile, in the standby mode step (S2), sensing means 46a, 46b, 46c such as a Hall sensor or a temperature sensor connected to the input terminal 42 or the output terminal 44 through the MCU 50 If it is determined that the input value from is normal, it is determined whether the current input voltage exceeds 10 [V] again through the 'S 3-2 and S 3-3' process, and the current input voltage is 10 [V] In the following cases, the control is made to return to the startup mode step (S2).

상기 'S 3-2 및 S 3-3'의 판단결과 입력 전압이 10[V]를 초과하는 경우, 상기 스텐바이 모드 단계(S 3)에서는 일정 시간 경과에 따라 MPPT 기능의 자체 활성화가 이루어진 후(S 3-4), 모드판단 단계인 'S 4'에서 패널 전압상태 유지 모드 활용 여부에 따른 쓰루 모드(Through mode) 단계 또는 MPPT 모드(Maximum Power Point Tracking mode) 단계로의 진행 여부를 판단하는 과정이 진행되게 된다. If the input voltage exceeds 10 [V] as a result of the determination of 'S 3-2 and S 3-3', in the standby mode step (S 3), after the self-activation of the MPPT function is made after a certain time elapses (S 3-4), to determine whether to proceed to the through mode step or the MPPT mode (Maximum Power Point Tracking mode) step depending on whether the panel voltage state maintenance mode is used in the mode determination step 'S 4' the process will proceed.

상기 쓰루 모드 단계(S 5)에서는 상기 MCU(50)를 통해 상기 센싱수단(46a,46b,46c)으로부터의 입력 값에 대한 정상 유무를 판단하는 과정이 진행된 후(S 5-1), 비정상상태인 것으로 판단되면 상기 셧다운 모드 단계(S 7)로 진행하여 해당 패널(10)로부터 전류 및 전압 공급이 완전히 차단되도록 제어가 이루어지게 된다. In the through mode step (S5), after the process of determining whether the input values from the sensing means (46a, 46b, 46c) are normal through the MCU (50) (S5-1), the abnormal state If it is determined that , the process proceeds to the shutdown mode step (S7) and control is performed so that the supply of current and voltage from the corresponding panel 10 is completely cut off.

상기 쓰루 모드 단계에서(S 5), 상기 센싱수단(46a,46b,46c)으로부터의 입력 값이 정상상태인 것으로 판단되면, 해당 패널의 입력 전압이 10[V]를 초과하는지의 여부를 판단한 후(S 5-2), 해당 전압이 10[V] 이하인 경우에는 상기 스타트업 모드 단계(S 2)로의 복귀가 이루어지는 한편, 해당 전압이 10[V]를 초과하는 경우에는 패널 전압이 입력 전압 대비 대략 95% 정도의 전압으로 출력되도록 PWM의 설정이 이루어진 후(S 5-3), 패널의 출력 전류가 0.2[A]를 초과하는지의 여부를 통해 정상적인 태양광 발전 상태를 확인하여(S 5-4), 상기 MPPT 모드(S 6)로 진입하도록 제어가 이루어지게 된다. In the through mode step (S5), when it is determined that the input values from the sensing means 46a, 46b, and 46c are in a normal state, it is determined whether the input voltage of the corresponding panel exceeds 10 [V]. (S 5-2), when the corresponding voltage is 10 [V] or less, the return to the startup mode step (S 2) is made, while when the corresponding voltage exceeds 10 [V], the panel voltage is higher than the input voltage After the PWM is set to output at a voltage of about 95% (S 5-3), check whether the output current of the panel exceeds 0.2 [A] and check the normal photovoltaic power generation state (S 5- 4), the control is made to enter the MPPT mode (S6).

상기 MPPT 모드 단계(S 6)에서는 상기 MCU(50)를 통해 상기 센싱수단(46a,46b,46c)으로부터의 입력 값에 대한 정상 유무를 판단하는 과정이 진행된 후(S 6-1), 비정상상태인 것으로 판단되면 상기 셧다운 모드 단계(S 7)로 진행하여 해당 패널(10)로부터 전류 및 전압 공급이 완전히 차단되도록 제어가 이루어지게 된다. In the MPPT mode step (S6), after the process of determining whether the input value from the sensing means (46a, 46b, 46c) is normal through the MCU (50) (S6-1), the abnormal state If it is determined that , the process proceeds to the shutdown mode step (S7) and control is performed so that the supply of current and voltage from the corresponding panel 10 is completely cut off.

상기 MPPT 모드 단계(S 6)에서, 상기 센싱수단(46a,46b,46c)으로부터의 입력 값이 정상상태인 것으로 판단되면, 'S 6-2'으로 진행하여 해당 패널의 MPPT를 위한 PWM 조정이 이루어지게 되며, 'S 6-3'에서의 판단결과, 그 입력 전압이 20[V]를 초과하는지를 확인하여 안정적인 동작 전압으로의 복귀 여부를 확인하게 된다. In the MPPT mode step (S 6), if it is determined that the input values from the sensing means (46a, 46b, 46c) are in a normal state, the process proceeds to 'S 6-2' and PWM adjustment for the MPPT of the corresponding panel is performed. As a result of the determination in 'S 6-3', it is checked whether the input voltage exceeds 20 [V] to determine whether the stable operating voltage is restored.

즉, 상기 'S 6-3'에서의 입력 전압 확인결과, 그 값이 20[V] 이하인 경우에는 순간적인 전압 강하 발생 시, 동작 전압의 유지를 위해 PWM 조정을 통해 전압을 상승시키도록 제어가 이루어지게 되며(S 6-4), 그 후 동작 전압이 안정적으로 복귀되면, 입력 전류가 0.2[A]를 초과하는지의 여부 및 입력 전압이 10[V]를 초과하는지의 여부를 확인하여 태양광 패널의 전류 상태 및 태양광 패널의 전압 상태를 판단하는 과정이 수행된 후(S 6-5 및 S 6-6), 선택적으로 상기 스타트업 모드 단계(S 2)로 복귀하도록 제어가 이루어지게 된다. That is, as a result of checking the input voltage in 'S 6-3', if the value is 20 [V] or less, when an instantaneous voltage drop occurs, control is performed to increase the voltage through PWM adjustment to maintain the operating voltage. (S 6-4), and after that, when the operating voltage is stably returned, it is checked whether the input current exceeds 0.2 [A] and whether the input voltage exceeds 10 [V] After the process of determining the current state of the panel and the voltage state of the solar panel is performed (S 6-5 and S 6-6), control is made to selectively return to the startup mode step (S 2) .

상술한 바와 같은 보호회로가 내장된 전력최적화기(40)의 동작상태는 게이트웨이(20)를 매개로 모니터링 서버(30) 측으로 실시간 전송되며, 이에 해당 시스템의 관리자는 각 전력최적화기(40)의 상태정보를 상기 모니터링 서버(30)와 연계된 스마트폰을 비롯한 각종 단말장치를 이용하여 확인할 수가 있게 된다. The operating state of the power optimizer 40 with the built-in protection circuit as described above is transmitted in real time to the monitoring server 30 through the gateway 20, and the manager of the system can control each power optimizer 40 in real time. It is possible to check the status information using various terminal devices including a smart phone associated with the monitoring server 30 .

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 및 수정 발명들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되는 것이다.On the other hand, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and technology to which the present invention pertains within the scope not departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Various modifications and modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications and modified inventions should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

10: 태양광 패널, 20: 게이트웨이,
30: 모니터링 서버, 40: 전력최적화기,
42: 입력단, 44: 출력단,
46a,46b,46c: 센싱수단, 48: 파워 서플라이,
50: MCU, 52: 게이트 드라이버,
54: DC/DC 컨버터, 60: 인버터,
62: 접속반.
10: solar panel, 20: gateway,
30: monitoring server, 40: power optimizer,
42: input terminal, 44: output terminal,
46a, 46b, 46c: sensing means, 48: power supply,
50: MCU, 52: gate driver,
54: DC/DC converter, 60: inverter,
62: junction panel.

Claims (5)

집광패널과 연계된 입력단의 입력 전류, 전압과 집광패널 온도 및 외부 인버터와 연계된 출력단의 출력 전류와 전압을 검출하는 센싱수단과;
상기 입력단을 통해 입력된 전압에 대한 DC/DC 변환을 수행하는 DC/DC 컨버터와;
소정 제어신호에 따라 상기 DC/DC 컨버터를 선택적으로 구동시키는 게이트 드라이버 및;
소정 프로그램의 구동을 통해 상기 센싱수단으로부터의 입력 전압과 전류 값 및 출력 전압과 전류 값에 기초하여 MPPT 기능을 수행하는 한편, 상기 센싱수단으로부터의 입력 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되면 상기 게이트 드라이버에 보호동작을 위한 스위칭 신호를 전송하여 상기 DC/DC 컨버터가 패널 및 인버터로부터 격리되도록 제어를 행하는 MCU를 포함하여 구성되며;
상기 MCU의 제어를 통해 과전압, 과전류, 과온도 발생 시 보호회로가 동작 되는 과정은,
전력 인가에 따른 전원 온(on) 상태에서, 입력 전압이 일정 수치 이하일 경우 출력 전력의 오프(off) 상태를 유지하는 스타트업 모드(Startup mode) 단계와;
상기 스타트업 모드에서의 입력 전압이 일정 수치 이상인 상태에서, 상기 센싱수단으로부터 입력된 값의 정상 또는 비정상 여부를 판단하여, 비정상적인 상태인 것으로 판단되는 경우, HSGD(High Side Gate Driver) & High Side FET에 Low 신호를, LSGD(Low Side Gate Driver) & Low Side FET에 High 신호를 전송하여 High Side FET가 OFF 상태가 되도록 하는 한편, 상기 센싱수단의 입력 값이 정상인 것으로 판단되면, 입력 값이 일정 수치 이상인가를 판단하여 MPPT 기능의 활성화 여부를 판단하는 스텐바이 모드(Standby mode) 단계와;
상기 스텐바이 모드 단계 이후, 상기 센싱수단으로부터 입력된 값의 정상 또는 비정상 여부를 다시 판단하고, 비정상적인 상태인 경우 High Side FET가 OFF 상태가 되도록 제어신호를 인가하는 한편, 상기 센싱수단의 입력 값 정상여부 및 해당 패널의 전압 값 정상여부를 판단하여 정상상태에서는 패널전압이 입력 값과 대응되는 전압으로 출력되도록 PWM의 설정이 이루어지는 쓰루 모드(Through mode) 단계와;
상기 센싱수단으로부터 입력된 값의 정상 또는 비정상 여부를 다시 판단하고, 비정상적인 상태인 경우 High Side FET가 OFF 상태가 되도록 제어신호를 인가하는 한편, 상기 센싱수단 입력 값의 정상상태에서는 MPPT를 위한 PWM 조정이 이루어진 후, 입력 전압이 일정 수치 이상인 안정적인 전압인가를 판단하여 전압 강하 발생 시 동작 전압이 유지되도록 PWM 조정을 통해 전압을 상승시킴과 아울러, 동작 전압이 안정적으로 복귀됨에 따라 패널 전류 및 패널 전압이 일정 수치 이상인지의 여부를 판단하는 MPPT 모드 단계로 이루어지는 것;을 특징으로 하는 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기.
sensing means for detecting an input current, voltage and temperature of an input terminal associated with the light collecting panel, and an output current and voltage of an output terminal associated with an external inverter;
a DC/DC converter for performing DC/DC conversion on the voltage input through the input terminal;
a gate driver selectively driving the DC/DC converter according to a predetermined control signal;
The MPPT function is performed based on the input voltage and current values and the output voltage and current values from the sensing means through driving of a predetermined program. On the other hand, when it is determined that the input value from the sensing means is in an abnormal state, the and an MCU controlling the DC/DC converter to be isolated from the panel and the inverter by transmitting a switching signal for protection operation;
The process of operating the protection circuit when overvoltage, overcurrent, and overtemperature occurs through the control of the MCU,
A startup mode (Startup mode) step of maintaining an off (off) state of the output power when the input voltage is less than or equal to a predetermined value in the power on (on) state according to the application of power;
When the input voltage in the startup mode is above a certain value, it is determined whether the value input from the sensing means is normal or abnormal. Sends a Low signal to the LSGD (Low Side Gate Driver) & a High signal to the Low Side FET so that the High Side FET is turned OFF. a standby mode step of determining whether the MPPT function is activated by determining whether it is abnormal;
After the standby mode step, it is determined again whether the value input from the sensing means is normal or abnormal, and if it is in an abnormal state, a control signal is applied so that the High Side FET is in an OFF state, while the input value of the sensing means is normal a through mode step in which PWM is set so that the panel voltage is output as a voltage corresponding to the input value in a normal state by determining whether or not the voltage value of the corresponding panel is normal;
It is determined again whether the value input from the sensing means is normal or abnormal, and if it is in an abnormal state, a control signal is applied so that the High Side FET is in an OFF state, while in a normal state of the sensing means input value, PWM adjustment for MPPT After this is done, it is determined whether the input voltage is a stable voltage equal to or greater than a certain value, and the voltage is increased through PWM adjustment so that the operating voltage is maintained when a voltage drop occurs. Power optimizer for a solar power generation system with a built-in protection circuit, characterized in that;
제 1항에 있어서,
상기 센싱수단은 상기 입력단 및 출력단의 전류와 전압 값 검출을 위한 홀센서 이외에 입력단과 연계된 패널의 핫스팟으로 인한 과온도 검출을 위한 온도센서를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기.
The method of claim 1,
The sensing means further comprises a temperature sensor for detecting overtemperature due to a hot spot of a panel connected to the input terminal in addition to the Hall sensor for detecting the current and voltage values of the input terminal and the output terminal. Power optimizer for photovoltaic systems.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 MCU는,
상기 센싱수단으로부터의 입력 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되는 경우, 상기 게이트 드라이버에 보호회로의 동작을 위한 "High Side = Low, Low Side = High" 스위칭 신호를 전송함에 따라, 상기 DC/DC 컨버터의 High Side FET = OFF, Low Side FET = ON 상태로 동작 되도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기.
3. The method of claim 1 or 2,
The MCU is
When it is determined that the input value from the sensing means is in an abnormal state, by transmitting a "High Side = Low, Low Side = High" switching signal for the operation of the protection circuit to the gate driver, the DC/DC converter High Side FET = OFF, Low Side FET = Power optimizer for solar power generation system with a built-in protection circuit, characterized in that the control is made to operate in the ON state.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 스텐바이 모드 단계나 상기 쓰루 모드 단계, 또는 상기 MPPT 모드 단계에서 상기 센싱수단으로부터의 입력된 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되어, HSGD & High Side FET의 Low 신호 및 LSGD & Low Side FET의 High 신호에 따라 High Side FET가 OFF 되면서 해당 패널 및 인버터가 완전히 격리되는 셧다운(Shutdown) 모드 단계로 진행된 후에는 상기 센싱수단으로부터의 입력 값 정상 복구여부를 판단하여 정상 복구 시 상기 스타트업 모드 단계로 복귀하여 전력최적화 기능을 순차적으로 재수행하도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기.
The method of claim 1,
In the standby mode step, the through mode step, or the MPPT mode step, it is determined that the value input from the sensing means is in an abnormal state, so that the Low signal of the HSGD & High Side FET and the High signal of the LSGD & Low Side FET are After the High Side FET is turned OFF and the corresponding panel and inverter are completely isolated from the shutdown mode step, it is determined whether the input value from the sensing means is restored to normal, and returns to the startup mode step when normal recovery occurs. A power optimizer for a solar power generation system with a built-in protection circuit, characterized in that the control is made to sequentially re-perform the power optimization function.
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