KR20150085413A - Photovoltaic module - Google Patents

Photovoltaic module Download PDF

Info

Publication number
KR20150085413A
KR20150085413A KR1020140005264A KR20140005264A KR20150085413A KR 20150085413 A KR20150085413 A KR 20150085413A KR 1020140005264 A KR1020140005264 A KR 1020140005264A KR 20140005264 A KR20140005264 A KR 20140005264A KR 20150085413 A KR20150085413 A KR 20150085413A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
converter
solar cell
switching
voltage
Prior art date
Application number
KR1020140005264A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102272675B1 (en
Inventor
박기엽
김명환
윤병수
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020140005264A priority Critical patent/KR102272675B1/en
Priority to US14/479,179 priority patent/US9602048B2/en
Priority to EP15000090.9A priority patent/EP2897287B1/en
Priority to JP2015005941A priority patent/JP6522348B2/en
Publication of KR20150085413A publication Critical patent/KR20150085413A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102272675B1 publication Critical patent/KR102272675B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/32Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/38Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

The present invention relates to a photovoltaic module. According to an embodiment of the present invention, the photovoltaic module includes a solar cell module equipped with a plurality of solar cells; a junction box installed in a rear of the solar cell module to convert a DC power supplied from the solar cell module to an AC power; and a power conversion module composed of at least one bypass diode which receives DC power from the solar cell module; a converter unit comprising at least three interleaving converters which converts DC power from the bypass diode; a capacitor which stores the output power from the converter; and an inverter which outputs the AC power using a voltage stored in the capacitor. Therefore, a reliable AC power can be outputted.

Description

태양광 모듈{Photovoltaic module}{PHOTOVOLTAIC MODULE}

본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 교류 전원을 안정적으로 출력할 수 있는 태양광 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar module, and more particularly, to a solar module capable of stably outputting AC power.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention as a next-generation battery that converts solar energy directly into electrical energy using semiconductor devices.

한편, 태양광 모듈은 태양광 발전을 위한 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 상태를 의미하며, 태양광 모듈은 태양전지가 생산한 전기를 모으는 정션박스를 포함할 수 있다.On the other hand, the photovoltaic module means that solar cells for solar power generation are connected in series or parallel, and the photovoltaic module can include a junction box for collecting the electricity produced by the solar cell.

본 발명의 목적은, 교류 전원을 안정적으로 출력할 수 있는 태양광 모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a solar module capable of stably outputting AC power.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양전지를 구비하는 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈의 배면에 부착되며, 태양전지 모듈에서 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전력변환모듈을 구비하는 정션 박스를 포함하고, 전력변환모듈은, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 입력받는 적어도 하나의 바이패스 다이오드와, 바이패스 다이오드로부터의 직류 전원을 전력 변환하며, 적어도 3개의 인터리빙 컨버터를 포함하는 컨버터부와, 컨버터부에서 출력되는 전압을 저장하는 커패시터와, 커패시터에 저장된 전압을 이용하여, 교류 전원을 출력하는 인버터부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar module including: a solar cell module including a plurality of solar cells; a solar cell module mounted on a rear surface of the solar cell module, The power conversion module includes at least one bypass diode for receiving a DC power from the solar cell module, and a power conversion module for converting the DC power from the bypass diode into a power conversion A converter unit including at least three interleaved converters, a capacitor for storing a voltage output from the converter unit, and an inverter unit for outputting AC power using a voltage stored in the capacitor.

본 발명의 실시예에 따르면, 태양광 모듈은, 적어도 3개의 인터리빙 컨버터를 포함하는 컨버터부와 인버터부를 포함하는 전력변환모듈을 구비하는 정션 박스가 태양전지 모듈의 배면에 부착된다. 이에 따라, 태양광 모듈에서, 바로 교류 전원을 안정적으로 출력할 수 있게 된다.According to the embodiment of the present invention, the solar module is attached to the back surface of the solar cell module, the junction box including the power conversion module including the converter portion including the at least three interleaved converters and the inverter portion. As a result, it is possible to stably output the AC power directly from the solar module.

특히, 컨버터부가 적어도 3개의 인터리빙 컨버터를 포함함으로써, 고출력의 교류 전원을 출력하면서, 컨버터부 내의 회로 소자, 특히, 인덕터와, 트랜스포머의 크기를 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 정션 박스의 두께가 태양전지 모듈의 프레임의 두께 보다 작아지게 된다.Particularly, since the converter section includes at least three interleaved converters, it is possible to reduce the size of the circuit elements in the converter section, particularly, the inductor and the transformer while outputting the high-output AC power. Accordingly, the thickness of the junction box becomes smaller than the thickness of the frame of the solar cell module.

한편, 적어도 3개의 인터리빙 컨버터가 인터리빙 동작함으로써, 컨버터부의 입력 전류와 출력 전류의 리플(ripple)이 저감되며, 따라서, 전력변환모듈 내의 회로 소자의 용량 및 크기가 작아지는 장점이 있다.On the other hand, the interleaving operation of at least three interleaving converters reduces the ripple of the input current and the output current of the converter section, thereby reducing the capacity and size of the circuit elements in the power conversion module.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 컨버터부는, 의사 직류 전원을 출력하며, 이를 위해, 인터리빙 컨버터의 스위칭 주파수는 가변될 수 있다. 이에 따라, 보다 사인파에 가까운 의사 직류 전원을 출력할 수 있게 된다.Meanwhile, according to the embodiment of the present invention, the converter unit outputs pseudo DC power, and for this, the switching frequency of the interleaving converter can be varied. As a result, it is possible to output a pseudo DC power source closer to a sine wave.

한편, 인터리빙 컨버터는 스위칭 소자의 듀티 가변에 대응하여, 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 가변할 수 있다. 특히, crm 모드로 스위칭 소자를 동작시킬 수 있다. 이에 의하면, 스위칭 소자에 대한 영전압 스위칭이 가능하게 되며, 컨버터부의 전력 변환 효율이 향상되게 된다.On the other hand, the interleaving converter can vary the switching frequency of the switching element in accordance with the duty of the switching element. In particular, the switching element can be operated in the crm mode. According to this, the zero voltage switching to the switching element becomes possible, and the power conversion efficiency of the converter part is improved.

한편, 적어도 3개의 인터리빙 컨버터에 대한 동작 구간에 대한 위상 차이를 가변할 수 있으며, 이러한 경우, 스위칭 주파수 가변에 따른 순간적인 출력 저하를 방지할 수 있게 된다. On the other hand, it is possible to vary the phase difference with respect to the operation period of at least three interleaved converters. In this case, it is possible to prevent instantaneous output degradation due to the variable switching frequency.

그리고, 스위칭 주파수 가변 이후, 순차적으로 위상 차이를 기준 위상 차이로 복원함으로써, 출력 전류 왜곡을 방지할 수 있으며, 인터리빙 컨버터의 출력 저하도 방지할 수 있게 된다. By sequentially restoring the phase difference to the reference phase difference after the switching frequency variable, the output current distortion can be prevented and the output of the interleaving converter can be prevented from being lowered.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템의 구성도의 일예이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이다.
도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이다.
도 4는 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 태양광 모듈의 바이패스 다이오드 구성의 일예이다.
도 6은 도 2의 정션 박스 내부의 전력변환모듈의 블록도의 일예이다.
도 7a는 도 6의 전력변환모듈의 내부 회로도의 일예이다.
도 7a는 도 6의 전력변환모듈의 내부 회로도의 일예이다.
도 7b는 도 6의 전력변환모듈의 내부 회로도의 다른 예이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6의 전력변환모듈의 동작방법을 설명하는 도면이다.
도 9a 내지 도 9b는 도 7a의 탭 인덕터 컨버터의 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 도 6의 컨버터부에서 입력 전원을 이용하여 의사 직류 전원을 출력하는 것을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 11 내지 도 12는 스위칭 소자의 스위칭 모드에 따른 스위칭 주파수 가변을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13은, 3개의 인터리빙 컨버터에서, 스위칭 주파수 가변, 및 위상 차이를 고정하는 경우를 예시한다.
도 14는, 3개의 인터리빙 컨버터에서, 스위칭 주파수 가변, 및 위상 차이를 가변하는 경우를 예시한다.
1 is an example of a configuration diagram of a solar photovoltaic system according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a solar module according to an embodiment of the present invention.
3 is a rear view of the solar module of Fig. 2;
4 is an exploded perspective view of the solar cell module of FIG.
5 is an example of a bypass diode configuration of the solar module of FIG.
FIG. 6 is an example of a block diagram of the power conversion module in the junction box of FIG. 2. FIG.
7A is an example of an internal circuit diagram of the power conversion module of FIG.
7A is an example of an internal circuit diagram of the power conversion module of FIG.
7B is another example of the internal circuit diagram of the power conversion module of FIG.
8A and 8B are diagrams illustrating an operation method of the power conversion module of FIG.
Figs. 9A to 9B are views for explaining the operation of the tapped inductor converter of Fig. 7A.
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining output of a pseudo direct current power source using an input power source in the converter unit of FIG. 6;
11 to 12 are diagrams referred to explain the switching frequency variation according to the switching mode of the switching element.
Fig. 13 illustrates a case where the switching frequency is variable and the phase difference is fixed in three interleaved converters.
Fig. 14 illustrates a case where the switching frequency is variable and the phase difference is variable in three interleaved converters.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms "module" and "part" may be used interchangeably.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템의 구성도의 일예이다.1 is an example of a configuration diagram of a solar photovoltaic system according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 도 1의 태양광 시스템(10)은, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ...,50n)을 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the solar photovoltaic system 10 of FIG. 1 may include a plurality of solar modules 50a, 50b, ..., 50n.

각 태양광 모듈(50a, 50b, ...,50n)은, 복수의 태양 전지를 구비하며, 직류 전원을 생성하는 각 태양전지 모듈(100a,1000b, ...,100n), 및 각 태양전지 모듈(100a,1000b, ...,100n)의 배면에 부착되며, 각 태양전지 모듈(100a,1000b, ...,100n)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는, 정션박스(200a, 200b, ...,200n)를 구비할 수 있다.Each of the solar cell modules 50a, 50b, ..., 50n includes a plurality of solar cells, and each of the solar cell modules 100a, 1000b, ..., 100n that generates a DC power, The junction box 200a (100a, 1000b, ..., 100n) is attached to the back surface of the modules 100a, 1000b, ..., 100n and converts direct current power from each of the solar cell modules 100a, , 200b, ..., 200n.

이때, 정션박스(200a, 200b, ...,200n)는, 각 태양전지 모듈(100a,1000b, ...,100n)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전력변환모듈(도 6의 700)를 구비할 수 있다.At this time, the junction boxes 200a, 200b, ..., 200n include a power conversion module (see FIG. 6 (a)) for converting DC power from each of the solar cell modules 100a, 1000b, Of 700).

전력변환모듈(도 6의 700)은, 하나의 회로 기판 상에, 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc), 컨버터부(도 6의 530), 인버터부(도 6의 540)를 구비할 수 있다. 이러한, 전력변환모듈(도 6의 700)을 마이크로 인버터라 명명할 수도 있다.The power conversion module (700 of FIG. 6) may include bypass diodes (Da, Db, Dc), a converter section (530 of FIG. 6), and an inverter section (540 of FIG. 6) have. Such a power conversion module (700 of FIG. 6) may be called a microinverter.

한편, 본 발명의 실시예에서의, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ...,50n)은, 각 태양전지 모듈(100a,1000b, ...,100n)과 정션박스(200a, 200b, ...,200n)를 통해, 바로, 교류 전원을 출력할 수 있으므로, 이를 태양광 AC 모듈이라 명명할 수도 있다.The solar cell modules 100a, 1000b, ..., 100n and the junction boxes 200a, 200b, ..., 100n are connected to the plurality of solar modules 50a, 50b, ..., 50n in the embodiment of the present invention, , ..., 200n), it can be called a solar photovoltaic module.

한편, 이러한 구성에 의하면, 각 태양전지 모듈(100a,1000b, ...,100n)에, 교류 전원을 출력하는 마이크로 인버터를 부착함으로써, 태양전지 모듈들 중 어느 하나의 출력이 낮아져도, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ...,50n)이 서로 병렬 접속되어, 계통(그리드)으로 생성된 교류 전원을 공급할 수 있게 된다.According to this configuration, by attaching a micro inverter for outputting AC power to each of the solar cell modules 100a, 1000b, ..., 100n, even if the output of any one of the solar cell modules is lowered, The photovoltaic modules 50a, 50b, ..., 50n are connected in parallel to each other to supply AC power generated by the grid (grid).

또한, 복수의 태양광 모듈(50a, 50b, ...,50n)이 서로 직렬 접속되는 스트링 방식과 달리, 서로 독립적으로 교류 전원을 생성하여 출력하며, 병렬 접속되므로, 다른 태양광 모듈의 교류 전원 출력과 관계없이 안정적으로, 교류 전원을 계통으로 출력할 수 있게 된다.Unlike the string type in which a plurality of solar modules 50a, 50b, ..., 50n are connected in series, AC power is generated and output independently of each other, and is connected in parallel. Therefore, The AC power can be output to the system stably regardless of the output.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 대략 290W 내지 330W의 교류 전원 출력이 가능하도록, 컨버터부(도 6의 530)는, 복수의 인터리빙 컨버터를 구비할 수 있다. 특히, 적어도 3개의 컨버터가 인터리빙 동작을 수행하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, the converter unit (530 in FIG. 6) may include a plurality of interleaving converters so that an AC power output of approximately 290 W to 330 W is possible. In particular, it is desirable that at least three converters perform an interleaving operation.

특히, 컨버터부(도 6의 530)에 사용되는 인덕터, 트랜스포머 등의 부피가 크므로, 인덕터와, 트랜스포머 등의 크기를 줄이는 경우, 용량이 작아져서, 원하는 전력을 출력하지 못할 수 있다. Particularly, since the inductors and transformers used in the converter unit (530 of FIG. 6) are large in volume, when the size of the inductor, the transformer, and the like is reduced, the capacity becomes small, and desired power may not be output.

예를 들어, 2개의 인터리빙 컨버터를 사용하는 경우, 상술한 290W 내지 330W의 교류 전원 출력을 위해, 상당한 크기의 인덕터와, 트랜스포머 등의 크기가 요구된다. 인덕터와, 트랜스포머 등의 크기가 커질수록, 정션 박스의 두께가 두꺼워져야되며, 정션 박스의 두께가 태양전지 모듈(20)의 프레임의 두께 보다 커질 수 있다. For example, in the case of using two interleaved converters, a size of an inductor of a considerable size, a transformer or the like is required for the AC power output of 290 W to 330 W described above. As the size of the inductor, the transformer, and the like increases, the thickness of the junction box must be increased, and the thickness of the junction box may be larger than the thickness of the frame of the solar cell module 20.

이러한 점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에서는, 3개 이상의 인터리빙 컨버터를 사용하는 것으로 한다. 이에 의하면, 상술한 290W 내지 330W의 교류 전원 출력을 위해, 보다 작은, 크기의 인덕터와, 트랜스포머 등을 사용할 수 있으며, 이에 따라, 정션 박스의 두께가 태양전지 모듈의 프레임(105)의 두께 보다 작아질 수 있게 된다. 이에 대해서는 도 6 이하를 참조하여 상세히 기술한다. To solve this problem, in the embodiment of the present invention, three or more interleaving converters are used. According to this, a small-sized inductor, a transformer, or the like can be used for the AC power output of 290 W to 330 W. Thus, when the junction box is smaller in thickness than the frame 105 of the solar cell module . This will be described in detail with reference to FIG. 6 and the following figures.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 3은 도 2의 태양광 모듈의 배면도이며, 도 4는 도 2의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.FIG. 2 is a front view of the solar module according to the embodiment of the present invention, FIG. 3 is a rear view of the solar module of FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the solar module of FIG.

도 2 내지 도 4을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)의 일면에 위치하는 정션 박스(200)를 포함한다. 또한, 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100)과 정션 박스(200) 사이에 배치되는 방열부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.2 to 4, a solar module 50 according to an embodiment of the present invention includes a solar cell module 100 and a junction box 200 located on one side of the solar cell module 100 . The solar module 50 may further include a heat dissipating member (not shown) disposed between the solar cell module 100 and the junction box 200.

먼저, 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지(130)를 포함할 수 있다. 그 외, 복수의 태양전지(130)의 하면과 상면에 위치하는 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150), 제1 밀봉재(120)의 하면에 위치하는 후면 기판(110) 및 제2 밀봉재(150)의 상면에 위치하는 전면 기판(160)을 더 포함할 수 있다. First, the solar cell module 100 may include a plurality of solar cells 130. The first sealing material 120 and the second sealing material 150 located on the lower surface and the upper surface of the plurality of solar cells 130 and the rear substrate 110 and the second sealing material 120 located on the lower surfaces of the first sealing material 120, And may further include a front substrate 160 positioned on the top surface of the sealing member 150.

먼저, 태양전지(130)는, 태양전지(130)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell), 염료감응형 또는 CdTe, CIGS형 태양전지 등일 수 있다. First, the solar cell 130 is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy. The solar cell 130 includes a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell, A tandem solar cell, a dye-sensitized solar cell, or a CdTe or CIGS type solar cell.

태양전지(130)는 태양광이 입사하는 수광면과 수광면의 반대측인 이면으로 형성된다. 예를 들어, 태양전지(130)는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있다.The solar cell 130 is formed of a light receiving surface on which solar light is incident and a rear surface opposite to the light receiving surface. For example, the solar cell 130 includes a silicon substrate of a first conductivity type, a second conductivity type semiconductor layer formed on the silicon substrate and having a conductivity type opposite to that of the first conductivity type, An antireflection film formed on the second conductive type semiconductor layer and having at least one opening exposing a part of the surface of the second conductive type semiconductor layer; And a rear electrode formed on the rear surface of the silicon substrate.

각 태양전지(130)는, 전기적으로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수의 태양 전지(130)는, 리본(133)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 리본(133)은, 태양전지(130)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(130)의 이면 상에 형성된 후면 전극집전 전극에 접합될 수 있다.Each solar cell 130 may be electrically connected in series, parallel, or series-parallel. Specifically, a plurality of solar cells 130 can be electrically connected by a ribbon 133. [ The ribbon 133 may be bonded to the front electrode formed on the light receiving surface of the solar cell 130 and the rear electrode collecting electrode formed on the rear surface of another adjacent solar cell 130. [

도면에서는, 리본(133)이 2줄로 형성되고, 이 리본(133)에 의해, 태양전지(130)가 일렬로 연결되어, 태양전지 스트링(140)이 형성되는 것을 예시한다. 이에 의해 6개의 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비하는 것을 예시한다. 도면과 달리, 다양한 변형이 가능하다.In the figure, it is illustrated that the ribbon 133 is formed in two lines, and the solar cell 130 is connected in series by the ribbon 133 to form the solar cell string 140. By this, six strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e and 140f are formed, and each string includes ten solar cells. Unlike the drawings, various modifications are possible.

한편, 각 태양전지 스트링은, 버스 리본에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 도 2은, 태양전지 모듈(100)의 하부에 배치되는 버스 리본(145a,145c,145e)에 의해, 각각 제1 태양전지 스트링(140a)과 제2 태양전지 스트링(140b)이, 제3 태양전지 스트링(140c)과 제4 태양전지 스트링(140d)이, 제5 태양전지 스트링(140e)과 제6 태양전지 스트링(140f)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다. 또한, 도 2은, 태양전지 모듈(100)의 상부에 배치되는 버스 리본(145b,145d)에 의해, 각각 제2 태양전지 스트링(140b)과 제3 태양전지 스트링(140c)이, 제4 태양전지 스트링(140d)과 제5 태양전지 스트링(140e)이 전기적으로 접속되는 것을 예시한다.On the other hand, each solar cell string can be electrically connected by a bus ribbon. 2 is a sectional view showing the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b by the bus ribbons 145a, 145c and 145e disposed at the lower part of the solar cell module 100, The battery string 140c and the fourth solar cell string 140d illustrate that the fifth solar cell string 140e and the sixth solar cell string 140f are electrically connected. 2 shows the second solar cell string 140b and the third solar cell string 140c respectively by the bus ribbons 145b and 145d disposed on the upper part of the solar cell module 100, And that the battery string 140d and the fifth solar cell string 140e are electrically connected.

한편, 제1 스트링에 접속된 리본, 버스 리본(145b,145d), 및 제4 스트링에 접속된 리본은, 각각 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)에 전기적으로 접속되며, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)은, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 정션 박스(200) 내의 바이패스 다이오드(도 6의 Da,Db,Dc)와 접속된다. 도면에서는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이, 태양전지 모듈(100) 상에 형성된 개구부를 통해, 태양전지 모듈(100)의 배면으로 연장되는 것을 예시한다.On the other hand, the ribbon connected to the first string, the bus ribbons 145b and 145d, and the ribbon connected to the fourth string are electrically connected to the first through fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d, respectively The first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c and 135d are connected to bypass diodes (Da, Db and Dc in Fig. 6) in the junction box 200 arranged on the back surface of the solar cell module 100, Respectively. In the drawing, the first through fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d extend through the openings formed on the solar cell module 100 to the back surface of the solar cell module 100. FIG.

한편, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 양단부 중 도전성 라인이 연장되는 단부에 더 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the junction box 200 is disposed closer to an end of the solar cell module 100 where the conductive lines extend.

도 2 및 도 3에서는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이, 태양전지 모듈(100)의 상부에서 태양전지 모듈(100)의 배면으로 연장되므로, 정션 박스(200)가 태양전지 모듈(100)의 배면 중 상부에 위치하는 것을 예시한다. 이에 의해, 도전성 라인의 길이를 줄일 수 있어, 전력 손실이 줄어들 수 있게 된다.2 and 3, since the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d extend from the top of the solar cell module 100 to the back surface of the solar cell module 100, ) Is located at the upper part of the back surface of the solar cell module 100. FIG. Thereby, the length of the conductive line can be reduced, and the power loss can be reduced.

후면 기판(110)은, 백시트로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 도 4에서는 후면 기판(110)이 직사각형의 모양으로 도시되어 있으나, 태양전지 모듈(100)이 설치되는 환경에 따라 원형, 반원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.The back substrate 110 may be, but is not limited to, a TPT (Tedlar / PET / Tedlar) type having a waterproof, insulating and ultraviolet shielding function as a back sheet. Although the rear substrate 110 is shown as a rectangular shape in FIG. 4, the rear substrate 110 may be formed in various shapes such as a circular shape and a semicircular shape according to the environment in which the solar cell module 100 is installed.

한편, 후면 기판(110) 상에는 제1 밀봉재(120)가 후면 기판(110)과 동일한 크기로 부착되어 형성될 수 있고, 제1 밀봉재(120) 상에는 복수의 태양전지(130)가 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다. The first sealing member 120 may be attached to the rear substrate 110 to have the same size as the rear substrate 110 and a plurality of solar cells 130 may be formed on the first sealing member 120 And can be positioned adjacent to each other so as to achieve the same.

제2 밀봉재(150)는, 태양전지(130) 상에 위치하여 제1 밀봉재(120)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다. The second sealing member 150 may be positioned on the solar cell 130 and may be laminated to the first sealing member 120.

여기에서, 제1 밀봉재(120)와, 제2 밀봉재(150)는, 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150)는, 에틸렌 초산 비닐 수지 (Ethylene Vinyl Acetate;EVA) 필름 등 다양한 예가 가능하다. Here, the first sealant 120 and the second sealant 150 allow each element of the solar cell to chemically bond. The first sealing material 120 and the second sealing material 150 can be various examples such as an ethylene vinyl acetate (EVA) film.

한편, 전면 기판(160)은, 태양광을 투과하도록 제2 밀봉재(150) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(130)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다. On the other hand, the front substrate 160 is preferably placed on the second sealing material 150 so as to transmit sunlight, and is preferably made of tempered glass in order to protect the solar cell 130 from an external impact or the like. Further, it is more preferable to use a low-iron-content tempered glass containing a small amount of iron in order to prevent the reflection of sunlight and increase the transmittance of sunlight.

정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 배면 상에 부착되며, 태양전지 모듈(100)에서 공급되는 직류 전원을 이용하여 전력 변환할 수 있다. 구체적으로, 정션 박스(200)는, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전력변환모듈(700)을 구비할 수 있다.The junction box 200 is mounted on the back surface of the solar cell module 100 and can be power-converted using the DC power supplied from the solar cell module 100. Specifically, the junction box 200 may include a power conversion module 700 that converts a DC power source to an AC power source and outputs the AC power.

전력변환모듈(700)은, 하나의 회로 기판 상에, 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc), 컨버터부(도 6의 530), 인버터부(도 6의 540)를 구비할 수 있다. 이러한, 전력변환모듈(700)을 마이크로 인버터라 명명할 수도 있다.The power conversion module 700 may include bypass diodes Da, Db, and Dc, a converter unit 530, and an inverter unit 540 on one circuit board. The power conversion module 700 may be called a microinverter.

한편, 정션 박스(200) 내의, 회로 소자들의 수분 침투 방지를 위해, 정션 박스 내부는, 실리콘 등을 이용하여, 수분 침투 방지용 코팅이 수행될 수 있다.On the other hand, in order to prevent moisture penetration of the circuit elements in the junction box 200, a coating for preventing moisture permeation may be performed using silicon or the like inside the junction box.

한편, 정션 박스(200)에는 개구(미도시)가 형성되어, 상술한 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)이 정션 박스 내의 바이패스 다이오드(도 6의Da,Db,Dc)와 연결되도록 할 수 있다. An opening (not shown) is formed in the junction box 200 so that the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c and 135d are connected to bypass diodes (Da, Db, Dc).

한편, 정션박스(200)의 일 측면에는, 전력 변환된 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 교류 출력 케이블(38)이 연결될 수 있다.On the other hand, an AC output cable 38 for outputting a power-converted AC power to the outside may be connected to one side of the junction box 200.

한편, 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(10)의 외곽부를 고정하기 위한 프레임(105)을 포함할 수 있다. 한편, 정션박스(200)가 배면에서 돌출되지 않도록, 정션 박스(200)의 두께가 프레임(105)의 두께 보다 작은 것이 바람직하다.Meanwhile, the solar module 50 may include a frame 105 for fixing the outer frame of the solar cell module 10. On the other hand, it is preferable that the thickness of the junction box 200 is smaller than the thickness of the frame 105 so that the junction box 200 does not protrude from the back surface.

도 5는 도 2의 태양광 모듈의 바이패스 다이오드 구성의 일예이다.5 is an example of a bypass diode configuration of the solar module of FIG.

도면을 참조하여 설명하면, 6개의 태양전지 스트링(140a,140b,140c,140d,140e,140f)에 대응하여, 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc)가 접속될 수 있다. 구체적으로, 제1 바이패스 다이오드(Da)는, 제1 태양전지 스트링과, 제1 버스 리본(145a) 사이에 접속되어, 제1 태양전지 스트링(140a) 또는 제2 태양전지 스트링(140b)에서 역전압 발생시, 제1 태양전지 스트링(140a) 및 제2 태양전지 스트링(140b)을 바이패스(bypass)시킨다. Referring to the drawings, bypass diodes Da, Db, and Dc may be connected corresponding to six solar cell strings 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, and 140f. Specifically, the first bypass diode Da is connected between the first solar cell string and the first bus ribbon 145a, and is connected to the first solar cell string 140a or the second solar cell string 140b When the reverse voltage is generated, the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b are bypassed.

예를 들어, 정상적인 태양 전지에서 발생하는 대략 0.6V의 전압이 발생하는 경우, 제1 바이패스 다이오드(Da)의 애노드 전극의 전위에 비해 캐소드 전극의 전위가 대략 12V(=0.6V*20)가량 더 높게 된다. 즉, 제1 바이패스 다이오드(Da)는, 바이패스가 아닌 정상 동작을 하게 된다. For example, when a voltage of approximately 0.6 V generated in a normal solar cell is generated, the potential of the cathode electrode is approximately 12 V (= 0.6 V * 20), as compared with the potential of the anode electrode of the first bypass diode Da Lt; / RTI > That is, the first bypass diode Da operates normally, not bypass.

한편, 제1 태양전지 스트링(140a)의 어느 태양 전지에서, 음영이 발생하거나, 이물질이 부착되거나 하여, 핫 스팟(hot spot)이 발생하는 경우, 어느 한 태양 전지에서 발생하는 전압은 대략 0.6V의 전압이 아닌, 역전압(대략 -15V)이 발생하게 된다. 이에 따라, 제1 바이패스 다이오드(Da)의 애노드 전극의 전위가 캐소드 전극에 비해 대략 15V 정도 더 높게 되며, 제1 바이패스 다이오드(Da)는, 바이패스 동작을 수행하게 된다. 따라서, 제1 태양전지 스트링(140a) 및 제2 태양전지 스트링(140b) 내의 태양 전지에서 발생하는 전압이 정션 박스(200)로 공급되지 않게 된다. 이와 같이, 일부 태양전지에서 발생하는 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킴으로써, 해당 태양전지 등의 파괴를 방지할 수 있게 된다. 또한, 핫 스팟(hotspot) 영역을 제외하고, 생성된 직류 전원을 공급할 수 있게 된다.On the other hand, when a hot spot occurs due to shading or foreign matter adhering to any solar cell of the first solar cell string 140a, the voltage generated in any one solar cell is approximately 0.6V (About -15 V), rather than a voltage of about < / RTI > Accordingly, the potential of the anode electrode of the first bypass diode Da becomes higher by about 15 V than that of the cathode electrode, and the first bypass diode Da performs the bypass operation. Therefore, the voltage generated in the solar cell in the first solar cell string 140a and the second solar cell string 140b is not supplied to the junction box 200. [ In this way, when a reverse voltage generated in some solar cells is generated, it is possible to prevent destruction of the solar cell or the like by bypassing. In addition, except for the hotspot area, it is possible to supply the generated DC power.

다음, 제2 바이패스 다이오드(Db)는, 제1 버스 리본(145a)과 제2 버스 리본(145b) 사이에 접속되어, 제3 태양전지 스트링(140c) 또는 제4 태양전지 스트링(140d)에서 역전압 발생시, 제3 태양전지 스트링(140c) 및 제4 태양전지 스트링(140d)을 바이패스(bypass)시킨다.Next, the second bypass diode Db is connected between the first bus ribbon 145a and the second bus ribbon 145b, and is connected to the third solar cell string 140c or the fourth solar cell string 140d When the reverse voltage is generated, the third solar cell string 140c and the fourth solar cell string 140d are bypassed.

다음, 제3 바이패스 다이오드(Dc)는, 제1 태양전지 스트링과, 제1 버스 리본(145a) 사이에 접속되어, 제1 태양전지 스트링(140a) 또는 제2 태양전지 스트링(140b)에서 역전압 발생시, 제1 태양전지 스트링 및 제2 태양전지 스트링을 바이패스(bypass)시킨다. Next, the third bypass diode Dc is connected between the first solar cell string and the first bus ribbon 145a, and is connected to the first solar cell string 140a or the second solar cell string 140b When the voltage is generated, the first solar cell string and the second solar cell string are bypassed.

한편, 도 5와 달리, 6개의 태양전지 스트링에 대응하여, 6개의 바이패스 다이오드를 접속시키는 것도 가능하며, 그 외 다양한 변형이 가능하다.On the other hand, unlike FIG. 5, six bypass diodes can be connected corresponding to six solar cell strings, and various other modifications are possible.

도 6은 도 2의 정션 박스 내부의 전력변환모듈의 블록도의 일예이다.FIG. 6 is an example of a block diagram of the power conversion module in the junction box of FIG. 2. FIG.

도면을 참조하면, 정션 박스 내부의 전력변환모듈(700)은, 바이패스 다이오드부(510), 컨버터부(530), 커패시터(C1), 인버터부(540), 제어부(550)를 포함할 수 있다.Referring to the drawing, a power conversion module 700 in a junction box may include a bypass diode 510, a converter 530, a capacitor C1, an inverter 540, and a controller 550 have.

바이패스 다이오드부(510)는, 태양전지 모듈(100) 의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)들 사이에, 각각 배치되는 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)을 구비할 수 있다. 이때, 바이패스 다이오드의 개수는, 1개 이상이며, 도전성 라인의 개수 보다 1개 더 작은 것이 바람직하다.The bypass diode unit 510 includes bypass diodes Dc, Db, Da disposed between the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d of the solar cell module 100, . At this time, it is preferable that the number of the bypass diodes is one or more and smaller than the number of the conductive lines by one.

바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 태양전지 모듈(50)로부터, 특히, 태양전지 모듈(50) 내의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)로부터 태양광 직류 전원을 입력받는다. 그리고, 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d) 중 적어도 하나로부터의 직류 전원에서 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킬 수 있다.The bypass diodes Dc, Db and Da are connected to the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c and 135d in the solar cell module 50, Power is input. The bypass diodes Dc, Db, and Da can be bypassed when a reverse voltage is generated from a DC power source from at least one of the first through fourth conductive lines 135a, 135b, 135c, and 135d have.

한편, 바이패스 다이오드부(510)를 거친 입력 전원(Vpv)은, 컨버터부(530)로 입력된다. On the other hand, the input power supply Vpv via the bypass diode 510 is input to the converter unit 530.

컨버터부(530)는, 바이패스 다이오드부(510)에서 출력된 입력 전원(Vpv)을 변환한다. 한편, 컨버터부(530)는, 제1 전력변환부라 명명될 수 있다.The converter unit 530 converts the input power supply Vpv output from the bypass diode unit 510. Meanwhile, the converter unit 530 may be called a first power conversion unit.

예를 들어, 컨버터부(530)는, 도 8a와 같이, 직류 입력 전원(Vpv)을 의사 직류 전원(pseudo dc voltage)으로 변환될 수 있다. 이에 따라, 커패시터(C1)에는 의사 직류 전원이 저장될 수 있다. 한편, dc단 커패시터(C1)의 양단은 dc 단이라 할 수 있으며, 커패시터(C1)는 dc단 커패시터라 명명될 수도 있다.For example, the converter unit 530 can be converted into a pseudo DC voltage with the DC input power supply Vpv as shown in FIG. 8A. Accordingly, the pseudo DC power can be stored in the capacitor C1. Both ends of the dc short capacitor C1 may be referred to as a dc stage, and the capacitor C1 may be referred to as a dc short capacitor.

다른 예로, 컨버터부(530)는, 도 8a와 같이, 직류 입력 전원(Vpv)을 승압하여 직류 전원으로 변환할 수 있다. 이에 따라 dc단 커패시터(C1)에는 승압된 직류 전원이 저장될 수 있다.As another example, the converter unit 530 can boost the DC input power supply Vpv and convert it to DC power as shown in FIG. 8A. Accordingly, the boosted DC power can be stored in the dc-stage capacitor C1.

인버터부(540)는, dc단 커패시터(C1)에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다. 한편, 인버터부(540)는, 제2 전력변환부라 명명될 수 있다.The inverter unit 540 can convert the DC power stored in the dc-stage capacitor C1 into the AC power. On the other hand, the inverter unit 540 may be called a second power conversion unit.

예를 들어, 인버터부(540)는, 컨버터부(530)에서 변환된 의사 직류 전원(pseudo dc voltage)을 교류 전원으로 변환할 수 있다. For example, the inverter unit 540 can convert the pseudo dc voltage converted in the converter unit 530 to AC power.

다른 예로, 인버터부(540)는, 컨버터부(530)에서 승압된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다. As another example, the inverter unit 540 can convert the DC power boosted by the converter unit 530 to AC power.

한편, 컨버터부(530)는, 의사 직류 전원(pseudo dc voltage) 변환, 또는 승압 진류 전원 변환을 위해, 복수의 인터리빙 컨버터를 구비하는 것이 바람직하다. On the other hand, the converter unit 530 preferably includes a plurality of interleaving converters for pseudo DC voltage conversion or step-up DC power supply conversion.

특히, 본 발명의 실시예에서는, 컨버터부(530)가, 3개 이상의 인터리빙 컨버터를 구비하는 것으로한다.In particular, in the embodiment of the present invention, it is assumed that the converter section 530 includes three or more interleaving converters.

도면에서는 n개의 컨버터(610a,610b,...610n)가, 서로 병렬 접속되는 것을 예시한다. n개의 컨버터(610a,610b,...610n)의 에너지 변환 용량은 동일할 수 있으다.In the figure, n converters 610a, 610b, ... 610n are connected in parallel to each other. the energy conversion capacities of the n converters 610a, 610b, ... 610n may be the same.

직류 입력 전원(Vpv)에 의한 전류가, n개의 컨버터(610a,610b,...610n)에서, 1/N로 작아지며, n개의 컨버터(610a,610b,...610n)의 출력단에서, 각 컨버터의 출력 전류가 하나로 합쳐지게 된다.The current by the DC input power supply Vpv becomes 1 / N in the n converters 610a, 610b, ... 610n, and at the output terminals of the n converters 610a, 610b, ... 610n, The output currents of the respective converters are combined into one.

한편, n개의 컨버터(610a,610b,...610n)는, 인터리빙 동작을 하며, 각 n개의 컨버터(610a,610b,...610n)의 전류 위상은, 기준상 대비 +(360°/N), -(360°/N) 또는 그와 근접한 위상 지연을 유지하며 동작한다.The current phase of each of the n converters 610a, 610b, ... 610n is interleaved with a reference phase contrast of + 360 ° / N (610a, 610b, ... 610n) ), - (360 [deg.] / N) or close to the phase delay.

이와 같이, n개의 컨버터를 인터리빙 동작시키는 경우, 컨버터부(530)의 입력 전류와 출력 전류의 리플(ripple)이 저감되며, 따라서, 전력변환모듈(700) 내의 회로 소자의 용량 및 크기가 작아지는 장점이 있다.As described above, when the n converters are interleaved, the ripple of the input current and the output current of the converter section 530 is reduced, and accordingly, the capacity and size of the circuit elements in the power conversion module 700 are reduced There are advantages.

한편, 상술한 바와 같이, 2개의 인터리빙 컨버터를 사용하는 경우, 상술한 290W 내지 330W의 교류 전원 출력을 위해, 상당한 크기의 인덕터와, 트랜스포머 등의 크기가 요구된다. 인덕터와, 트랜스포머 등의 크기가 커질수록, 정션 박스의 두께가 두꺼워져야되며, 정션 박스의 두께가 태양전지 모듈의 프레임(105)의 두께 보다 커질 수 있다. On the other hand, as described above, when two interleaving converters are used, a size of an inductor of a considerable size, a transformer or the like is required for the AC power output of 290 W to 330 W described above. The larger the size of the inductor, the transformer, etc., the greater the thickness of the junction box, and the thickness of the junction box may be larger than the thickness of the frame 105 of the solar cell module.

이러한 점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에서는, 3개 이상의 인터리빙 컨버터를 사용하는 것으로 한다. 이에 의하면, 상술한 290W 내지 330W의 교류 전원 출력을 위해, 보다 작은, 크기의 인덕터와, 트랜스포머 등을 사용할 수 있으며, 이에 따라, 정션 박스의 두께가 태양전지 모듈의 프레임(105)의 두께 보다 작아질 수 있게 된다. To solve this problem, in the embodiment of the present invention, three or more interleaving converters are used. According to this, a small-sized inductor, a transformer, or the like can be used for the AC power output of 290 W to 330 W. Thus, the junction box is smaller in thickness than the frame 105 of the solar cell module .

한편, 인터리빙 컨버터는, 탭 인덕터 컨버터, 플라이백 컨버터 등이 사용될 수 있다.On the other hand, as the interleaving converter, a tap inductor converter, a flyback converter, or the like can be used.

도 7a는 도 6의 전력변환모듈의 내부 회로도의 일예이다.7A is an example of an internal circuit diagram of the power conversion module of FIG.

도면을 참조하면, 전력변환모듈(700)은, 바이패스 다이오드부(510), 컨버터부(530), dc단 커패시터(C1), 인버터부(540), 제어부(550), 및 필터부(560)를 포함할 수 있다.The power conversion module 700 includes a bypass diode 510, a converter 530, a dc capacitor C1, an inverter 540, a controller 550, and a filter 560 ).

도 7a는 인터리빙 컨버터로 탭 인덕터 컨버터를 예시한다. 도면에서는, 컨버터부(530)가, 제1 탭 인덕터 컨버터 내지 제3 탭 인덕터 컨버터(611a,611b,...611c)를 구비하는 것을 예시한다.7A illustrates a tapped inductor converter with an interleaved converter. In the figure, the converter section 530 includes a first tap inductor converter to third tap inductor converters 611a, 611b, ..., 611c.

바이패스 다이오드부(510)는, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)에 각각 대응하는 a 노드 , b 노드, c 노드, d 노드의 각 사이에, 배치되는 제1 내지 제3 바이패스 다이오드(Da,Db,Dc)를 포함한다. The bypass diode section 510 is connected to the first to fourth conductive lines 135a, 135b, 135c and 135d arranged between the respective angles of the a-node, b-node, c- And third bypass diodes Da, Db, and Dc.

컨버터부(530)는, 바이패스 다이오드부(510)에서 출력되는 직류 전원(Vpv)을 이용하여, 전력 변환을 수행할 수 있다.The converter unit 530 can perform power conversion using the DC power supply Vpv output from the bypass diode unit 510. [

특히, 제1 탭 인덕터 컨버터 내지 제3 탭 인덕터 컨버터(611a,611b,...611c)는, 인터리빙 동작에 의해, 각각 변환된 직류 전원을 dc단 커패시터(C1)에 출력한다. Specifically, the first to third tab inductor converters 611a, 611b, ..., 611c output the converted DC power to the dc-stage capacitor C1 by the interleaving operation.

이 중 제1 탭 인덕터 컨버터(611a)는, 탭 인덕터(T1), 탭 인덕터(T1)와 접지단 사이에 접속되는 스위칭 소자(S1), 탭 인덕터의 출력단에 접속되어, 일방향 도통을 수행하는 다이오드(D1)를 포함한다. 한편, 다이오드(D1)의 출력단, 즉 캐소드(cathod)과 접지단 사이에, dc단 커패시터(C1)가 접속된다. The first tap inductor converter 611a includes a tap inductor T1, a switching element S1 connected between the tap inductor T1 and the ground terminal, a diode connected to the output terminal of the tap inductor, (D1). On the other hand, a dc short capacitor C1 is connected between the output terminal of the diode D1, that is, between the cathode and the ground terminal.

구체적으로 스위칭 소자(S1)는, 탭 인덕터(T)의 탭과 접지단 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 탭 인덕터(T)의 출력단(2차측)은 다이오드(D1)의 애노드(anode)에 접속하며, 다이오드(D1)의 캐소드(cathode)와 접지단 사이에, dc단 커패시터(C1)가 접속된다. Specifically, the switching element S1 can be connected between the taps of the tap inductor T and the ground terminal. The output terminal (secondary side) of the tap inductor T is connected to the anode of the diode D1 and the dc-side capacitor C1 is connected between the cathode of the diode D1 and the ground terminal do.

한편, 탭 인덕터(T)의 1차측과 2차측은 반대의 극성을 가진다. 한편, 탭 인덕터(T)는, 스위칭 트랜스포머(transformer)로 명명될 수도 있다.On the other hand, the primary side and the secondary side of the tap inductor T have opposite polarities. On the other hand, the tap inductor T may be referred to as a switching transformer.

한편, 탭 인덕터(T)의 1차측과 2차측은, 도면과 같이 서로 연결된다. 이에 의해, 탭 인덕터 컨버터는 비절연 타입의 컨버터일 수 있다.On the other hand, the primary side and the secondary side of the tap inductor T are connected to each other as shown in the drawing. Thereby, the tap inductor converter can be a non-insulated type converter.

한편, 3 개의 탭 인덕터 컨버터(611a,611b,611c)를 도면과 같이, 서로 병렬 접속시켜, 인터리빙(interleaving) 방식으로 구동하는 경우, 입력 전류 성분이 병렬로 분기되므로, 각 탭 인덕터 컨버터(611a,611b,611c)를 통해 출력되는 전류 성분의 리플(ripple)이 감소하게 된다. On the other hand, when the three tap inductor converters 611a, 611b, and 611c are connected in parallel to each other and driven by an interleaving method, the input current components are branched in parallel. Therefore, each of the tap inductor converters 611a, 611b, and 611c, the ripples of the current components output through the transistors 611a, 611b, and 611c are reduced.

한편, 각 탭 인덕터 컨버터(611a,611b,,611c)는, 출력되는 교류 전원의 전력 필요치에 대응하여, 적응적으로 동작하는 것이 가능하다. On the other hand, each of the tapped inductor converters 611a, 611b, and 611c can adaptively operate in response to the power required value of the output AC power.

예를 들어, 전력 필요치가 대략 90W 내지 130W인 경우, 제1 컨버터(611a)만 동작하거나, 전력 필요치가 대략 190W 내지 230W인 경우, 제1 및 제2 컨버터(611a,611b)만 동작하거나, 전력 필요치가 대략 290W 내지 330W인 경우, 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(611a,611b,611c) 모두가 동작할 수 있다. 즉, 각 탭 인덕터 컨버터(611a,611b,,611c)가 선택적으로 동작할 수 있다. 이러한, 선택적 동작은, 제어부(550)에 의해 제어될 수 있다.For example, when only the first converter 611a operates, or when the power required value is approximately 190W to 230W, only the first and second converters 611a and 611b operate or the power If the required value is approximately 290 W to 330 W, both of the first to third interleaved converters 611a, 611b, and 611c may operate. That is, each of the tapped inductor converters 611a, 611b, and 611c can selectively operate. This optional operation can be controlled by the control unit 550. [

인버터부(540)는, 컨버터부(530)에서 레벨 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. The inverter unit 540 converts the level-converted DC power from the converter unit 530 into AC power. In the drawing, a full-bridge inverter is illustrated. Namely, the upper and lower arm switching elements Sa and Sb connected in series to each other and the lower arm switching elements S'a and S'b are paired, and two pairs of upper and lower arm switching elements are connected in parallel to each other (Sa & Sb & S'b). Diodes are connected in anti-parallel to each switching element Sa, S'a, Sb, S'b.

인버터부(540) 내의 스위칭 소자들은, 제어부(550)로부터의 인버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 출력되게 된다. 바람직하게는, 그리드(grid)의 교류 주파수와 동일한 주파수(대략 60Hz 또는 50Hz)를 갖는 것이 바람직하다. The switching elements in the inverter unit 540 perform a turn-on / off operation based on an inverter switching control signal from the control unit 550. [ As a result, AC power having a predetermined frequency is output. Preferably, it has a frequency (approximately 60 Hz or 50 Hz) that is equal to the alternating frequency of the grid.

필터부(560)는, 인버터부(540)에서 출력되는 교류 전원을 매끄럽게 하기 이해, 로우패스 필터링(lowpass filtering)을 수행한다. 이를 위해, 도면에서는, 인덕터(Lf1,Lf2)를 예시하나 다양한 예가 가능하다. The filter unit 560 performs smooth understanding of the AC power output from the inverter unit 540 and performs low pass filtering. To this end, in the figure, the inductors Lf1 and Lf2 are exemplified, but various examples are possible.

한편, 컨버터 입력전류 감지부(A)는, 컨버터부(530)로 입력되는 입력전류(ic1)를 감지하며, 컨버터 입력전압 감지부(B)는, 컨버터부(530)로 입력되는 입력전압(vc1)을 감지한다. 감지된 입력전류(ic1)와 입력전압(vc1)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다. The converter input current sensing unit A senses the input current ic1 input to the converter unit 530 and the converter input voltage sensing unit B senses the input voltage ic1 input to the converter unit 530 vc1. The sensed input current ic1 and the input voltage vc1 may be input to the control unit 550. [

한편, 컨버터 출력전류 감지부(C)는, 컨버터부(530)에서 출력되는 출력전류(ic2), 즉 dc단 전류를 감지하며, 컨버터 출력전압 감지부(D)는, 컨버터부(530)에서 출력되는 출력전압(vc2), 즉 dc 단 전압을 감지한다. 감지된 출력전류(ic2)와 출력전압(vc2)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다. Meanwhile, the converter output current sensing unit C senses the output current ic2 output from the converter unit 530, that is, the dc step current, and the converter output voltage sensing unit D receives the output current ic2 from the converter unit 530 And detects the output voltage vc2, i.e., the dc voltage. The sensed output current ic2 and the output voltage vc2 may be input to the control unit 550. [

한편, 인버터 출력 전류 감지부(E)는, 인버터부(540)에서 출력되는 전류(ic3)를 감지하며, 인버터출력 전압 감지부(F)는, 인버터부(540)에서 출력되는 전압(vc3)을 감지한다. 감지된 전류(ic3)와 전압(vc3)은, 제어부(550)에 입력된다.The inverter output current sensing unit E senses the current ic3 output from the inverter unit 540 and the inverter output voltage sensing unit F outputs the voltage vc3 output from the inverter unit 540, Lt; / RTI > The detected current ic3 and the voltage vc3 are input to the control unit 550. [

한편, 제어부(550)는, 도 7의 컨버터부(530)의 스위칭 소자(S1)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 감지된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 컨버터부(530) 내의 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the control unit 550 can output a control signal for controlling the switching element S1 of the converter unit 530 in Fig. In particular, the control unit 550 controls the control unit 550 so that the output voltage vc2 is at least one of the detected input current ic1, the input voltage vc1, the output current ic2, the output voltage vc2, the output current ic3, On timing signal of the switching element S1 in the converter unit 530 can be output.

한편, 제어부(550)는, 인버터부(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력할 수도 있다. 특히, 제어부(550)는, 감지된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 인버터부(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.The control unit 550 may also output an inverter control signal for controlling each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b of the inverter unit 540. In particular, the control unit 550 controls the control unit 550 so that the output voltage vc2 is at least one of the detected input current ic1, the input voltage vc1, the output current ic2, the output voltage vc2, the output current ic3, On timing signals of the respective switching elements Sa, S'a, Sb, S'b of the inverter unit 540 can be outputted based on the above-described signals.

한편, 제어부(550)는, 태양전지 모듈(100)에 대한, 최대 전력 지점을 연산하고, 그에 따라, 최대 전력에 해당하는 직류 전원을 출력하도록, 컨버터부(530)를 제어할 수 있다. On the other hand, the control unit 550 can control the converter unit 530 to calculate the maximum power point for the solar cell module 100 and output the DC power corresponding to the maximum power.

도 7b는 도 6의 전력변환모듈의 내부 회로도의 다른 예이다.7B is another example of the internal circuit diagram of the power conversion module of FIG.

도 7b의 전력변환모듈(700)은, 도 7a의 전력변환모듈(700)과 동일하게, 바이패스 다이오드부(510), 컨버터부(530), dc단 커패시터(C1), 인버터부(540), 제어부(550), 및 필터부(560)를 포함할 수 있다.The power conversion module 700 of FIG. 7B includes a bypass diode 510, a converter 530, a dc capacitor C1, an inverter 540, A control unit 550, and a filter unit 560.

다만, 도 7b는 컨버터부(530) 내의 인터리빙 컨버터로 플라이백 컨버터를 예시한다. 도면에서는, 컨버터부(530)가, 제1 플라이백 컨버터 내지 제3 플라이백 컨버터(612a,612b,...612c)를 구비하는 것을 예시한다. 7B illustrates a flyback converter as an interleaving converter in the converter unit 530. In FIG. In the figure, it is exemplified that the converter section 530 includes first to third flyback converters 612a, 612b, ..., 612c.

특히, 제1 플라이백 컨버터 내지 제3 플라이백 컨버터(612a,612b,...612c)는, 비절연 타입의 탭 인덕터 컨버터와 달리, 절연 타입으로서, 인터리빙 동작에 의해, 각각 변환된 직류 전원을 dc단 커패시터(C1)에 출력한다. In particular, the first flyback converter to the third flyback converters 612a, 612b, ..., 612c are of an insulation type, unlike the non-insulation type tap inductor converter, and outputs it to the dc-stage capacitor C1.

이 중 제1 플라이백 컨버터(612a)는, 트랜스포머(T11), 트랜스포머(T11)의 일차측과 접지단 사이에 접속되는 스위칭 소자(S11), 트랜스포머(T11)의 이차측에 접속되어, 일방향 도통을 수행하는 다이오드(D11)를 포함한다. 한편, 다이오드(D11)의 출력단, 즉 캐소드(cathod)과 접지단 사이에, dc단 커패시터(C1)가 접속된다. 한편, 트랜스포머(T11)의 1차측과 2차측은 반대의 극성을 가진다. The first flyback converter 612a includes a transformer T11, a switching element S11 connected between the primary side and the ground terminal of the transformer T11, and a secondary side connected to the secondary side of the transformer T11, And a diode D11 for performing the operation. On the other hand, the dc short capacitor C1 is connected between the output terminal of the diode D11, that is, between the cathode and the ground terminal. On the other hand, the primary side and the secondary side of the transformer T11 have opposite polarities.

도 8a 및 도 8b는 도 6의 전력변환모듈의 동작방법을 설명하는 도면이다.8A and 8B are diagrams illustrating an operation method of the power conversion module of FIG.

먼저, 도 8a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 전력변환모듈(700)의 컨버터부(530)는, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 의사 직류 전원(pseudo dc voltage)으로 변환할 수 있다. 8A, the converter unit 530 of the power conversion module 700 according to the embodiment of the present invention converts a DC power from the solar cell module 100 into a pseudo DC voltage Can be converted.

도 7a와 같이, 컨버터부(530)가 탭 인덕터 컨버터이거나, 도 7b와 같이 컨버터부(530)가 플라이백 컨버터인 경우, 스위칭 소자(S1 또는 S11)의 스위칭 온/오프에 의해, 전파 정류된 직류 전원과 같은 포락선을 가지는, 의사 직류 전원(pseudo dc voltage)으로 변환될 수 있다. 이에 따라 커패시터(C1)에는 의사 직류 전원이 저장될 수 있다.7A, when the converter section 530 is a tapped inductor converter, or when the converter section 530 is a flyback converter as shown in Fig. 7B, by switching on / off of the switching element S1 or S11, It can be converted into a pseudo DC voltage having an envelope like a DC power supply. Accordingly, the pseudo DC power can be stored in the capacitor C1.

한편, 인버터(540)는, 의사 직류 전원(pseudo dc voltage)을 입력받아, 스위칭 동작을 수행하여, 교류 전원으로 출력한다. 구체적으로, 전파 정류된 직류 전원과 같은 포락선을 가지는, 의사 직류 전원(pseudo dc voltage)을, 이용하여, +와 -를 가지는 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 특히, 계통 주파수에 대응하는 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.Meanwhile, the inverter 540 receives a pseudo DC voltage, performs a switching operation, and outputs the AC power. Specifically, a pseudo DC voltage having an envelope such as a full-wave rectified DC power can be converted into an AC power having + and -, and output. In particular, it can be converted into AC power corresponding to the grid frequency and output.

다음, 도 8b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 전력변환모듈(700)의 컨버터부(530)는, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 레벨 변환하여, 구체적으로 승압하여, 승압된 직류 전원으로 변환할 수 있다. 8B, the converter unit 530 of the power conversion module 700 according to the embodiment of the present invention level-converts the DC power from the solar cell module 100, specifically boosts the DC power, It can be converted into a boosted DC power source.

도 7a와 같이, 컨버터부(530)가 탭 인덕터 컨버터이거나, 도 7b와 같이 컨버터부(530)가 플라이백 컨버터인 경우, 스위칭 소자(S1 또는 S11)의 스위칭 온/오프에 의해, 직류 전원(Vp)을 승압된 직류 전원으로 변환될 수 있다. 이에 따라 커패시터(C1)에는 승압된 직류 전원이 저장될 수 있다.7A, when the converter section 530 is a tapped inductor converter, or when the converter section 530 is a flyback converter as shown in FIG. 7B, the switching power supply is turned on / off by switching on / off of the switching element S1 or S11 Vp) can be converted to the boosted DC power. Accordingly, the boosted DC power can be stored in the capacitor C1.

인버터(540)는, 승압된 직류 전원을 입력받아, 스위칭 동작을 수행하여, 교류 전원으로 출력한다. 특히, 계통 주파수에 대응하는 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.The inverter 540 receives the boosted DC power, performs a switching operation, and outputs the AC power. In particular, it can be converted into AC power corresponding to the grid frequency and output.

도 9a 내지 도 9b는 도 7a의 탭 인덕터 컨버터의 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.Figs. 9A to 9B are views for explaining the operation of the tapped inductor converter of Fig. 7A.

제1 탭 인덕터 컨버터(611a)의 동작을 간략히 설명하면, 스위칭 소자(S1)가 턴 온(on)되는 경우, 도 9a와 같이, 입력 전압(Vpv), 탭 인덕터(T1)의 1차측, 및 스위칭 소자(S1)를 통한 폐루프(closed loop)가 형성되며, 제1 전류(I1)가 폐루프 상에 흐르게 된다. 이때, 탭 인덕터(T1)의 2차측은, 1차측과 반대 극성을 가지므로, 다이오드(D1)은 도통하지 못하고 오프(off)된다. 이에 따라, 입력 전압(Ppv)에 의한 에너지가 탭 인덕터(T1)의 1차측에 저장되게 된다.9A, when the switching element S1 is turned on, the input voltage Vpv, the primary side of the tap inductor T1, and the secondary side of the first inductor A closed loop is formed through the switching element S1, and the first current I1 flows on the closed loop. At this time, since the secondary side of the tap inductor T1 has a polarity opposite to that of the primary side, the diode D1 can not be turned on and is turned off. As a result, the energy due to the input voltage Ppv is stored in the primary side of the tapped inductor T1.

다음, 스위칭 소자(S1)가 턴 오프(off)되는 경우, 도 9b와 같이, 입력 전압(Vpv), 탭 인덕터(T1)의 1차측, 2차측, 및 다이오드(D1), 및 커패시터(C1)를 통한 폐루프(closed loop)가 형성되며, 제2 전류(I2)가 폐루프 상에 흐르게 된다. 즉, 탭 인덕터(T1)의 2차측은, 1차측과 반대 극성을 가지므로, 다이오드(D1)는, 도통하게 된다. 이에 따라, 입력 전압(Ppv), 탭 인덕터(T1)의 1차측, 2차측에 저장된 에너지가, 다이오드(D1)를 거쳐, 커패시터(C1)에 저장될 수 있다. Next, when the switching element S1 is turned off, the input voltage Vpv, the primary side, the secondary side, and the diode D1 of the tap inductor T1, and the capacitor C1, And a second current I2 flows on the closed loop. That is, since the secondary side of the tap inductor T1 has the opposite polarity to the primary side, the diode D1 becomes conductive. Accordingly, the input voltage Ppv, the energy stored in the primary side and the secondary side of the tap inductor T1 can be stored in the capacitor C1 via the diode D1.

이와 같이, 컨버터부(530)는, 입력 전압(Ppv), 탭 인덕터(T1)의 1차측, 2차측에 저장된 에너지를 이용함으로써, 의사 직류 전원 또는 고효율이며 고전압의 직류 전원을 출력할 수 있게 된다.As described above, the converter section 530 can output a pseudo direct current power source or a high efficiency and high voltage direct current power source by using the input voltage Ppv and the energy stored in the primary side and the secondary side of the tapped inductor Tl .

도 10a 및 도 10b는 도 6의 컨버터부에서 입력 전원을 이용하여 의사 직류 전원을 출력하는 것을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining output of a pseudo direct current power source using an input power source in the converter unit of FIG. 6;

도 6 및 도 10a를 참조하면, 컨버터부(530) 내의 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)는, 직류인 입력 전원(Vpv)을 이용하여, 의사 직류 전원을 출력한다.6 and 10A, the first to third interleaved converters 610a, 610b, and 610c in the converter unit 530 output a pseudo direct current power source using a DC input power source Vpv.

구체적으로, 컨버터부(530)는, 태양전지모듈(100)로부터 대략 32V 내지 36V의 직류 전원을 이용하여, 피크치가 대략 330V인 의사 직류 전원을 출력한다.Specifically, the converter unit 530 outputs a pseudo direct current power source having a peak value of approximately 330 V by using a direct current power source of approximately 32 V to 36 V from the solar cell module 100.

이를 위해, 제어부(550)는, 검출되는 입력 전원(Vpv)과, 검출되는 출력 전원(Vdc)에 기초하여, 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)의, 스위칭 소자의 듀티를 결정한다.The control unit 550 controls the duty ratio of the switching elements of the first to third interleaved converters 610a, 610b, and 610c based on the detected input power supply Vpv and the detected output power supply Vdc .

특히, 입력 전압(Vpv)이 낮을수록, 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)의, 스위칭 소자의 듀티가 커지며, 입력 전압(Vpv)이 높을수록, 스위칭 소자의 듀티가 작아진다. In particular, the lower the input voltage Vpv, the greater the duty of the switching elements of the first through third interleaved converters 610a, 610b, 610c, and the higher the input voltage Vpv, the smaller the duty of the switching element .

한편, 목표 출력 전원(Vdc)이 낮을수록, 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)의, 스위칭 소자의 듀티가 작아지며, 목표 출력 전원(Vdc)이 높을수록, 스위칭 소자의 듀티가 커진다. 예를 들어, 목표 출력 전원(Vdc)이 피크치인 대략 330V인 경우, 스위칭 소자의 듀티가 가장 클 수 있다.On the other hand, the lower the target output power supply Vdc, the smaller the duty of the switching elements of the first to third interleaved converters 610a, 610b, and 610c, and the higher the target output power supply Vdc, . For example, when the target output power supply Vdc is about 330 V, which is the peak value, the duty of the switching element can be greatest.

도 10a에서는, 이러한 듀티 가변에 의해, 츨력되는 의사 직류 전원 파형(Vslv)을 예시하며, 이러한 의사 직류 전원 파형은, 목표 사인 파형(Vsin)에 추종하는 것을 예시한다.In Fig. 10A, the pseudo DC power supply waveform Vslv to be outputted is exemplified by such a duty variable, and this pseudo DC power supply waveform exemplifies that it follows the target sine waveform Vsin.

한편, 본 발명에서는, 의사 직류 전원 파형(Vslo)이, 전파 정류 파형(Vsin)에 보다 더 정확하게 추종하도록 하기 위해, 컨버터부(530)의 스위칭 주파수를 가변하는 것으로 한다.On the other hand, in the present invention, the switching frequency of the converter section 530 is varied so that the pseudo DC power supply waveform Vslo more accurately follows the full-wave rectified waveform Vsin.

도 10b와 같이, 컨버터부(530)의 스위칭 주파수를 고정으로하는 경우의, 의사 직류 전원 파형(Vslf)와 목표 사인 파형(Vsin) 사이의 오차(ΔE2)가, 도 10a의 컨버터부(530)의 스위칭 주파수를 가변하는 경우의, 의사 직류 전원 파형(Vslv)와 목표 사인 파형(Vsin) 사이의 오차(ΔE1) 보다, 더 커지게 된다.The error DELTA E2 between the pseudo direct current power source waveform Vslf and the target sine waveform Vsin when the switching frequency of the converter section 530 is fixed is smaller than the error DELTA E2 between the pseudo direct current power source waveform Vslf and the target sine waveform Vsin, Becomes larger than the error DELTA E1 between the pseudo direct current power supply waveform Vslv and the target sine waveform Vsin when the switching frequency of the pseudo direct current power supply Vslv is varied.

본 발명에서는, 이러한 오차를 저감하기 위해, 컨버터부(530)의 스위칭 주파수를 가변한다. 즉, 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)의, 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 가변한다.In the present invention, in order to reduce such an error, the switching frequency of the converter section 530 is varied. That is, the switching frequency of the switching elements of the first to third interleaved converters 610a, 610b, and 610c is varied.

제어부(550)는, 목표 사인 파형(Vsin)의 변화율이 커질수록, 컨버터부(530)의 스위칭 주파수가 커지도록 하고, 목표 사인 파형(Vsin)의 변화율이 작아지도록 제어할 수 있다.The control unit 550 can control so that the switching frequency of the converter unit 530 increases as the rate of change of the target sinusoidal waveform Vsin increases and the rate of change of the target sinusoidal waveform Vsin decreases.

도 10a에서는, 목표 사인 파형(Vsin)의 상승 구간에, 스위칭 주기가 Ta로 설정하고, 목표 사인 파형(Vsin)의 피크 구간에, 스위칭 주기가 Ta 보다 작은 Tb인 것으로 설정하는 것을 예시한다. 즉, 스위칭 주기(Ta)에 해당하는 스위칭 주파수가, 스위칭 주기(Tb)에 해당하는 스위칭 주파수 보다 더 높은 것을 예시한다. 이에 의해, 의사 직류 전원 파형(Vslv)와 목표 사인 파형(Vsin) 사이의 오차(ΔE1)를 저감할 수 있게 된다.10A, the switching period is set to Ta in the rising section of the target sinusoidal waveform Vsin, and the peak period of the target sinusoidal waveform Vsin is set to be Tb in which the switching period is smaller than Ta. That is, it is illustrated that the switching frequency corresponding to the switching period Ta is higher than the switching frequency corresponding to the switching period Tb. This makes it possible to reduce the error DELTA E1 between the pseudo DC power supply waveform Vslv and the target sine waveform Vsin.

한편, 도 10a의 스위칭 주파수 가변에 대해, 스위칭 소자의 스위칭 모드 기법으로 설명하는 것도 가능하다. 이에 대해서는 도 11 내지 도 12를 참조한다.On the other hand, for the switching frequency variable of FIG. 10A, it is also possible to describe the switching mode technique of the switching device. See FIG. 11 to FIG. 12 for this.

도 11 내지 도 12는 스위칭 소자의 스위칭 모드에 따른 스위칭 주파수 가변을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.11 to 12 are diagrams referred to explain the switching frequency variation according to the switching mode of the switching element.

먼저, 도 11의 (a)는, 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자의 듀티 파형도의 일예를 예시한다. 도면을 참조하면, 제1 스위칭 주기(Tf1) 내의, 제1 듀티(duty1) 동안 스위칭 소자가 턴 온되고, 그 이후 턴 오프되며, 제2 스위칭 주기(Tf2) 내의, 제2 듀티(duty2) 동안 스위칭 소자가 턴 온되고, 그 이후 턴 오프된다. 도면에서는, 제1 듀티(duty1)가 제2 듀티(duty2) 보다 더 큰 것을 예시한다.11 (a) illustrates an example of a duty waveform diagram of a switching element of an interleaving converter. Referring to the drawing, a switching element is turned on and then turned off during a first duty cycle (duty1) in a first switching cycle Tf1, and is turned off during a second duty cycle (duty2) in a second switching cycle Tf2 The switching element is turned on, and then turned off. In the figure, it is exemplified that the first duty (duty1) is larger than the second duty (duty2).

한편, 도 11의 (a)는, 인터리빙 컨버터의 스위칭 주기가 고정이며, 스위칭 모드로 DCM(Discontinuous Conduction Mode)가 적용되는 것을 예시한다.Meanwhile, FIG. 11A illustrates that the switching cycle of the interleaving converter is fixed and DCM (Discontinuous Conduction Mode) is applied in the switching mode.

인터리빙 컨버터의 스위칭 주기가 고정이며, 스위칭 모드로 dcm가 적용되는 경우, 도 11의 (b)와 같은, 스위칭 소자에 흐르는 전류 파형(Idcm)이 예시될 수 있다. 스위칭 소자의 턴 온에 따라, 스위칭 소자에 흐르는 전류가 증가하다가, 스위칭 소자의 턴 오프에 따라, 전류가 감소하게 된다.When the switching period of the interleaving converter is fixed and the dcm is applied in the switching mode, the current waveform Idcm flowing in the switching element as shown in Fig. 11 (b) can be illustrated. As the switching element turns on, the current flowing through the switching element increases, and the current decreases as the switching element turns off.

도 11의 (c)는, dcm에 따른 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자에 흐르는 실제 전류 파형을 예시하며, 도 11의 (d)는, dcm에 따른 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자 양단의 스위칭 전압을 예시한다.Fig. 11 (c) illustrates the actual current waveform flowing through the switching element of the interleaved converter according to the dcm, and Fig. 11 (d) illustrates the switching voltage across the switching element of the interleaved converter according to the dcm.

한편, 스위칭 소자의 턴 오프 이후, 다음 스위칭 주기가 수행되기 이전에, 인터리빙 컨버터 내의 공진 구간(1105)이 발생할 수 있다. 이때, dcm에 의해 스위칭 소자를 동작하면, 스위칭 소자 양단의 스위칭 전압이 0이 되지 않는 구간(1107)이 발생한다. 따라서, 스위칭 소자에 대한 영전압 스위칭(zero voltage switching; ZVS)이 수행되지 못하여, 인터리빙 컨버터의 효율이 저하되게 된다.On the other hand, after the switching element is turned off, before the next switching period is performed, a resonance period 1105 in the interleaving converter may occur. At this time, when the switching element is operated by the dcm, a section 1107 in which the switching voltage across the switching element does not become zero occurs. Therefore, the zero voltage switching (ZVS) for the switching element can not be performed and the efficiency of the interleaving converter is lowered.

본 발명에서는 이러한 점을 해결하기 위해, 스위칭 모드로 dcm가 아닌 CRM(critical conduction mode) 모드를 사용한다. CRM는, BCM(boundary conduction mode) 모드 또는 TM(transition mode) 모드라고도 할 수 있다.In order to solve this problem, in the present invention, a critical conduction mode (CRM) mode is used instead of the dcm in the switching mode. The CRM may be referred to as a boundary conduction mode (BCM) mode or a transition mode (TM) mode.

CRM는, 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자가 턴 오프된 이후, 스위칭 소자에 흐르는 전류가 0가 될때 마다, 스위칭 주기가 시작하는 모드를 의미한다. 이에 따라, CRM는, 스위칭 주기의 듀티에 따라, 스위칭 주기가 가변될 수 있다.CRM means a mode in which a switching cycle starts every time the current flowing through the switching element becomes zero after the switching element of the interleaving converter is turned off. Accordingly, the CRM can be changed in the switching cycle according to the duty of the switching cycle.

도 12의 (a)는, 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자의 듀티 파형도의 일예를 예시한다. 도면을 참조하면, 제1 스위칭 주기(Tfa) 내의, 제1 듀티(duty1) 동안 스위칭 소자가 턴 온되고, 그 이후 턴 오프되며, 제2 스위칭 주기(Tfb) 내의, 제2 듀티(duty2) 동안 스위칭 소자가 턴 온되고, 그 이후 턴 오프된다. 도면에서는, 제1 듀티(duty1)가 제2 듀티(duty2) 보다 더 큰 것을 예시한다.12 (a) illustrates an example of a duty waveform diagram of a switching element of an interleaving converter. Referring to the drawings, a switching element is turned on and then turned off during a first duty cycle (duty1) in a first switching cycle Tfa, and during a second duty cycle (duty2) in a second switching cycle Tfb The switching element is turned on, and then turned off. In the figure, it is exemplified that the first duty (duty1) is larger than the second duty (duty2).

한편, 도 12의 (a)는, 듀티의 가변에 따라, 인터리빙 컨버터의 스위칭 주기가 가변됨에 따라, 스위칭 모드로, 스위칭 주파수가 가변하는 CRM가 적용되는 것을 예시한다.On the other hand, FIG. 12 (a) illustrates that a CRM in which a switching frequency is variable in a switching mode is applied as the switching cycle of the interleaving converter is varied as the duty varies.

스위칭 모드로, 스위칭 주파수가 가변하는 CRM이 적용되는 경우, 도 12의 (b)와 같은, 스위칭 소자에 흐르는 전류 파형(Icrm)이 예시될 수 있다. 스위칭 소자의 턴 온에 따라, 스위칭 소자에 흐르는 전류가 증가하다가, 스위칭 소자의 턴 오프에 따라, 전류가 감소하게 된다. 그리고, 스위칭 소자에 흐르는 전류가 0이 되면, 즉, 제로 크로싱(zero crossing)이 되면, 새로운 스위칭 주기가 시작하게 된다. In the switching mode, when the CRM in which the switching frequency is variable is applied, the current waveform Icrm flowing in the switching element as shown in Fig. 12B can be exemplified. As the switching element turns on, the current flowing through the switching element increases, and the current decreases as the switching element turns off. Then, when the current flowing through the switching element becomes 0, that is, when zero crossing occurs, a new switching period starts.

도 12의 (c)는, crm에 따른 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자에 흐르는 실제 전류 파형을 예시하며, 도 12의 (d)는, crm에 따른 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자 양단의 스위칭 전압을 예시한다.Fig. 12 (c) illustrates the actual current waveform flowing in the switching element of the interleaved converter according to crm, and Fig. 12 (d) illustrates the switching voltage across the switching element of the interleaved converter according to crm.

한편, 스위칭 소자의 턴 오프 이후, 인터리빙 컨버터 내의 공진 구간(1105)이 발생할 수 있다. 이때, crm에 의해 스위칭 소자를 동작하면, 공진 구간(1105) 발생에도 불구하고, 스위칭 소자의 전류가 0이 되는 시점을 결정하고, 즉, 제로 크로싱(zero crossing)이 되는 시점에, 스위칭 소자를 턴 온할 수 있다. 즉, 새로운 스위칭 주기가 시작될 수 있다. 이에 의해, 스위칭 소자에 대한 영전압 스위칭(zero voltage switching; ZVS)이 수행될 수 있게 되며, 인터리빙 컨버터의 효율이 향상되게 된다. On the other hand, after the switching element is turned off, the resonance period 1105 in the interleaving converter may occur. At this time, when the switching element is operated by crm, the time point at which the current of the switching element becomes 0 is determined, that is, at the time of zero crossing, regardless of the generation of the resonance period 1105, It can turn on. That is, a new switching period can be started. Thereby, zero voltage switching (ZVS) can be performed on the switching element, and the efficiency of the interleaving converter is improved.

이에 따라, 본 발명에서는, crm에 기반하여, 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 가변한다.Accordingly, in the present invention, the switching frequency of the switching element of the interleaving converter is varied based on crm.

한편, 도 6과 같이, 3개의 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)가 사용되는 경우, 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)가, 각각 위상 차이를 가지고, 동작하게 된다.6, when three interleaving converters 610a, 610b, and 610c are used, the first to third interleaved converters 610a, 610b, and 610c operate with phase differences, respectively.

이때, 스위칭 주파수 가변이 적용된 상태에서, 제1 내지 제3 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)의 동작 구간에 대해, 일정한 위상 차이, 예를 들어, 120°도로 설정하는 경우, 스위칭 주기가 길어지는 경우, 출력 파워가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 대해서는 도 13 및 도 14를 참조하여 기술한다.At this time, when the switching frequency is set to a constant phase difference, for example, 120 °, for the operating intervals of the first to third interleaved converters 610a, 610b, and 610c, The output power may be lowered. This will be described with reference to Figs. 13 and 14. Fig.

도 13은, 3개의 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)에서, 스위칭 주파수 가변, 및 위상 차이를 고정하는 경우를 예시한다.13 illustrates a case where the switching frequency variable and the phase difference are fixed in the three interleaved converters 610a, 610b, and 610c.

도면을 참조하면, 시점 0에서 9Tv까지는 스위칭 주기가 3Tv로 고정이며, 3개의 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)의 위상(phase a,phase b,phase c)의 위상차는, Tv인 것을 알 수 있다.Referring to the drawing, it can be seen that the switching period is fixed at 3Tv from the time 0 to 9Tv, and the phase difference between the phases (phase a, phase b and phase c) of the three interleaving converters 610a, 610b and 610c is Tv have.

다음 시점 9Tv에서, 스위칭 주기가 가변하여, 스위칭 주기가 9Tv로 3배 증가하는 것이 예시된다. 이러한 경우, 제1 인터리빙 컨버터는, 이전 스위칭 주기 대비, 3Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작하나, 제2 인터리빙 컨버터는, 제1 인터리빙 컨버터의 가변된 듀티(3Tv)를 고려하여, 이전 스위칭 주기 대비, 5Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작하게 된다. 제3 인터리빙 컨버터도, 제2 인터리빙 컨버터의 가변된 듀티(3Tv)를 고려하여, 이전 스위칭 주기 대비, 7Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작하게 된다.At the next time point 9Tv, it is exemplified that the switching period is variable and the switching period is increased three times by 9Tv. In this case, the first interleaved converter operates for 3TV intervals, after 3Tv versus the previous switching period, while the second interleaved converter takes into account the variable duty (3Tv) of the first interleaved converter, After 5Tv, it will operate for 3TV sections. The third interleaved converter also operates for 3TV intervals, after 7Tv compared to the previous switching period, taking into account the variable duty (3Tv) of the second interleaved converter.

이때의 제1 인터리빙 컨버터 내지 제3 인터리빙 컨버터의 위상 차이는, 스위칭 주기 가변에도 불구하고, 각각 120도로 고정되게 된다. 즉, 제1 인터리빙 컨버터가 동작한 후, 각각 3TV 구간 이후, 6TV 구간 이후에, 제2 인터리빙 컨버터와 제3 인터리빙 컨버터가 동작한다.At this time, the phase difference between the first interleaving converter and the third interleaving converter is fixed at 120 degrees, respectively, despite the variable switching period. That is, after the first interleaving converter operates, the second interleaving converter and the third interleaving converter operate after the 3TV interval and after the 6TV interval, respectively.

이러한, 스위칭 주기 가변 구간(1310,1320)에서는, 제1 인터리빙 컨버터에 비해, 제2 인터리빙 컨버터와 제3 인터리빙 컨버터에 의해 출력되는 파워가 감소하게 된다. 따라서, 컨버터부(530)의 출력 전류, 또는 출력 전압이 순간적으로 저하되게 된다.In this switching period variation section 1310 and 1320, the power output by the second interleaving converter and the third interleaving converter is reduced as compared with the first interleaving converter. Accordingly, the output current of the converter unit 530, or the output voltage, is momentarily lowered.

이러한 점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에서는, 복수의 인터리빙 컨버터에서, 스위칭 주기 가변시, 인터리빙 컨버터 간의, 출력 불평형을 해소하기 위해, 복수의 인터리빙 컨버터의 동작 구간에 대한 위상을 가변한다. 이에 대해서는, 도 14를 참조하여 기술한다.In order to solve this problem, in the embodiment of the present invention, in the plurality of interleaving converters, in order to eliminate the output unbalance between the interleaving converters when the switching period is variable, the phases of the plurality of interleaving converters with respect to the operating period are varied. This will be described with reference to FIG.

도 14는, 3개의 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)에서, 스위칭 주파수 가변, 및 위상 차이를 가변하는 경우를 예시한다.Fig. 14 illustrates a case where the switching frequency is variable and the phase difference is variable in three interleaved converters 610a, 610b, and 610c.

도면을 참조하면, 시점 0에서 9Tv까지는 스위칭 주기가 3Tv로 고정이며, 3개의 인터리빙 컨버터(610a,610b,610c)의 위상(phase a,phase b,phase c)의 위상차는, Tv인 것을 알 수 있다.Referring to the drawing, it can be seen that the switching period is fixed at 3Tv from the time 0 to 9Tv, and the phase difference between the phases (phase a, phase b and phase c) of the three interleaving converters 610a, 610b and 610c is Tv have.

다음, 시점 9Tv에서, 스위칭 주기가 가변하여, 스위칭 주기가 9Tv로 3배 증가하는 것이 예시된다. 이러한 경우, 제1 인터리빙 컨버터는, 이전 스위칭 주기 대비, 3Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작하며, 스위칭 주기 가변 구간(1410)에서, 제2 인터리빙 컨버터는, 스위칭 주기 가변 시점인 9Tv 보다 3Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작하며, 제3 인터리빙 컨버터는, 스위칭 주기 가변 시점인 9Tv 보다 6Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작할 수 있다.Next, at the time point 9Tv, it is exemplified that the switching period is variable, and the switching period is increased three times by 9Tv. In this case, the first interleaved converter operates for 3TV intervals after 3Tv, compared to the previous switching period, and in the switching period variable interval 1410, the second interleaved converter, after 3Tv, And the third interleaved converter may operate for 3TV periods after 6Tv than 9Tv, which is a switching period variable time point.

즉, 도 13과 달리, 제어부(550)는, 가변된 주기에 대응하여, 제1 인터리빙 컨버터 내지 제3 인터리빙 컨버터의 위상 차이를 가변한다. 도면에 따르면, 제1 인터리빙 컨버터와 제2 인터리빙 컨버터 사이의 위상 차이, 및 제2 인터리빙 컨버터와 제3 인터리빙 컨버터 사이의 위상 차이가, 120도 에서 40도로 가변된다.That is, unlike FIG. 13, the controller 550 varies the phase difference between the first interleaving converter and the third interleaving converter in response to the variable period. According to the figure, the phase difference between the first interleaved converter and the second interleaved converter, and the phase difference between the second interleaved converter and the third interleaved converter are varied from 120 degrees to 40 degrees.

제어부(550)는, 스위칭 주기가 증가되는 경우, 각 인터리빙 컨버터 사이의위상 차이가 줄어들도록, 위상을 가변할 수 있다. 이와 유사히게, 스위칭 주기가 감소되는 경우, 각 인터리빙 컨버터 사이의 위상 차이가 증가하도록, 예를 들어 120도에서 130도 등으로 증가되도록, 위상을 가변할 수 있다. The control unit 550 can vary the phase so that the phase difference between the respective interleaving converters is reduced when the switching period is increased. Similarly, if the switching period is reduced, the phase can be varied so that the phase difference between each interleaving converter increases, e.g., from 120 to 130 degrees.

한편, 제어부(550)는, 스위칭 주기가 증가되는 경우, 각 인터리빙 컨버터 사이의 동작 구간의 위상이 중첩되는 영역이 발생하도록, 특히 증가되도록, 위상을 가변할 수 있다. 도면에서는 대략 2TV 구간 동안, 제1 인터리빙 컨버터와 제2 인터리빙 컨버터 사이의 동작 구간이 중첩되는 것을 예시한다.On the other hand, the control unit 550 can vary the phase so that, in the case where the switching period is increased, an area in which the phases of the operation intervals between the respective interleaving converters are superposed, particularly, is increased. In the figure, it is illustrated that the operating intervals between the first interleaving converter and the second interleaving converter are overlapped for about 2 TV periods.

한편, 스위칭 주기 가변 이후, 시점 18Tv에서, 제1 인터리빙 컨버터는, 이전 스위칭 주기 대비, 9Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작하나, 제2 인터리빙 컨버터는, 이전 스위칭 주기 대비, 9.1Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작하게 되며, 제3 인터리빙 컨버터도, 이전 스위칭 주기 대비, 9.1Tv 이후에, 3TV 구간 동안 동작할 수 있다.On the other hand, after the switching cycle variable, the first interleaved converter operates for 3TV intervals after 9Tv compared to the previous switching period, at a time point of 18Tv, while the second interleaved converter, after 9.1Tv before the previous switching period, And the third interleaved converter can also operate for 3TV intervals, after 9.1Tv versus the previous switching period.

제어부(550)는, 가변된 주기 이후, 순차적으로, 각 컨버터 내의 위상 차이가 기준 위상 차이에 근접하도록, 위상 차이를 가변할 수 있다. 도면에 따르면, 시점 18Tv 이후에, 제1 인터리빙 컨버터와 제2 인터리빙 컨버터 사이의 위상 차이, 및 제2 인터리빙 컨버터와 제3 인터리빙 컨버터 사이의 위상 차이가, 40도 에서 대략 41도로 증가하는 것을 알 수 있다. The control unit 550 can vary the phase difference such that the phase difference in each converter is close to the reference phase difference sequentially after the variable period. According to the figure, it can be seen that after the time point 18 Tv, the phase difference between the first interleaved converter and the second interleaved converter and the phase difference between the second interleaved converter and the third interleaved converter increase by about 41 degrees at 40 degrees have.

이와 같이, 순차적으로 위상 차이를 다시 원래의 기준 위상 차이인 120도로 근접하도록 함으로써, 전류 왜곡을 방지할 수 있으며, 상술한, 제2 인터리빙 컨버터와 제3 인터리빙 컨버터의 출력 저하도 방지할 수 있게 된다.In this manner, by causing the phase difference to approach 120 degrees, which is the original reference phase difference, in sequence, it is possible to prevent the current distortion and also to prevent the above-described output drop of the second interleaved converter and the third interleaved converter .

한편, 이러한 위상 가변은, 적어도 3개의 인터리빙 컨버터가 수행되는 경우에만 유효하며, 2개의 인터리빙 컨버터가 사용되는 경우에는 도 12와 같이, 고정된 위상 180도를 가지는 것이 바람직하다.On the other hand, this phase variable is effective only when at least three interleaving converters are performed, and when two interleaving converters are used, it is preferable to have a fixed phase of 180 degrees as shown in FIG.

한편, 도 10a 내지 도 14에서의, 스위칭 주파수 가변, 및 위상 가변은, 컨버터부(530)에 적용 가능하며, 특히, 도 7a와 같이, 컨버터부(530)가 탭 인덕터 컨버터이거나, 도 7b와 같이 컨버터부(530)가 플라이백 컨버터인 경우에 적용 가능하다.10A to 14 are applicable to the converter section 530, and in particular, as shown in FIG. 7A, the converter section 530 may be a tapped inductor converter, or alternatively, as shown in FIGS. 7B and 7B, The present invention is applicable to the case where the converter section 530 is a flyback converter.

본 발명에 따른 태양광 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It is to be understood that the invention is not to be limited in its application to the details of construction and the manner in which the above described embodiments of the invention are put into practice, .

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (16)

복수의 태양전지를 구비하는 태양전지 모듈;
상기 태양전지 모듈의 배면에 부착되며, 상기 태양전지 모듈에서 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전력변환모듈을 구비하는 정션 박스;를 포함하고,
상기 전력변환모듈은,
상기 태양전지 모듈로부터의 상기 직류 전원을 입력받는 적어도 하나의 바이패스 다이오드;
상기 바이패스 다이오드로부터의 상기 직류 전원을 전력 변환하며, 적어도 3개의 인터리빙 컨버터를 포함하는 컨버터부;
상기 컨버터부에서 출력되는 전압을 저장하는 커패시터; 및
상기 커패시터에 저장된 전압을 이용하여, 상기 교류 전원을 출력하는 인버터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
A solar cell module comprising a plurality of solar cells;
And a junction box attached to a back surface of the solar cell module and having a power conversion module for converting a DC power supplied from the solar cell module into an AC power and outputting the AC power,
The power conversion module includes:
At least one bypass diode receiving the DC power from the solar cell module;
A converter unit for converting the DC power from the bypass diode into electric power and including at least three interleaved converters;
A capacitor for storing a voltage output from the converter; And
And an inverter unit for outputting the AC power using a voltage stored in the capacitor.
제1항에 있어서,
상기 전력변환모듈은,
상기 컨버터부와 상기 인버터부의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The power conversion module includes:
And a control unit for controlling operations of the converter unit and the inverter unit.
제1항에 있어서,
상기 전력변환모듈은,
상기 컨버터부로 입력되는 입력 전압을 검출하는 입력전압 검출부;
상기 컨버터부로 입력되는 입력 전류를 검출하는 입력전류 검출부;
상기 커패시터로 입력되는 전압을 검출하는 dc단 전압 검출부;
상기 인버터부에서 출력되는 출력 전압을 검출하는 출력전압 검출부; 및
상기 검출되는 입력 전압, 입력 전류, dc단 전압에 기초하여, 상기 컨버터부의 스위칭 동작을 제어하며, 상기 검출되는 dc단 전압, 출력 전압에 기초하여, 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The power conversion module includes:
An input voltage detector for detecting an input voltage input to the converter;
An input current detector for detecting an input current input to the converter;
A dc voltage detection unit detecting a voltage input to the capacitor;
An output voltage detector for detecting an output voltage output from the inverter; And
And a control unit for controlling the switching operation of the converter unit based on the detected input voltage, the input current, and the dc step voltage, and controlling the switching operation of the inverter unit based on the detected dc step voltage and the output voltage Wherein the solar module comprises a solar cell module.
제1항에 있어서,
상기 컨버터부는,
상기 바이패스 다이오드로부터의 상기 직류 전원을 전력 변환하여, 의사 직류 전원을 출력하며,
상기 인버터부는,
상기 의사 직류 전원을 전력 변환하여, 상기 교류 전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The converter unit includes:
DC power from the bypass diode to output a pseudo DC power source,
The inverter unit includes:
And the pseudo direct current power is subjected to power conversion to output the alternating current power.
제1항에 있어서,
상기 전력변환모듈은,
상기 인버터부로부터의 상기 교류 전원을 필터링하여 출력하는 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The power conversion module includes:
And a filter unit for filtering and outputting the AC power from the inverter unit.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터의 스위칭 주파수를 가변하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein,
Wherein the switching frequency of the at least three interleaved converters is varied.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 컨버터부에서 출력되는 상기 의사 직류 전원에 대한, 목표 사인파의 파형 변화율이 커질수록, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터의 스위칭 주파수가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 6,
Wherein,
And controls the switching frequency of the at least three interleaved converters to become larger as the waveform change rate of the target sinusoidal wave with respect to the pseudo DC power supply output from the converter section increases.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인터리빙 컨버터의 스위칭 소자가, 턴 온 및 턴 오프된 이후, 상기 스위칭 소자에 흐르는 전류 또는 전압이 제로 크로싱이 될때, 상기 스위칭 소자를 다시 턴 온시키는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein,
Wherein the switching element of the interleaving converter turns on the switching element again when the current or voltage flowing in the switching element becomes zero-crossing after the switching element is turned on and off.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터의 스위칭 주기를 가변하며,
상기 스위칭 주기 가변 이후, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 간의 동작 구간에 대한 위상 차이를 가변하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein,
A switching period of the at least three interleaved converters,
Wherein the phase difference for the operating interval between the at least three interleaved converters is varied after the switching period variation.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스위칭 주기가 증가된 경우, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 간의 동작 구간에 대한 위상 차이가, 상기 스위칭 주기 증가 이전의, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 간의 동작 구간에 대한 위상 차이 보다 작아지도록, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 간의 동작 구간에 대한 위상 차이를 가변하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
10. The method of claim 9,
Wherein,
Wherein the phase difference for the operating interval between the at least three interleaved converters is smaller than the phase difference for the operating interval between the at least three interleaved converters before the switching period increase, And the phase difference between the interleaved converters and the interleaved converters is varied.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스위칭 주기 가변 이후, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 간의 동작 구간에 대한 위상 차이가, 순차적으로, 기준 위상 차이에 근접하도록, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 간의 동작 구간에 대한 위상 차이를 가변하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
10. The method of claim 9,
Wherein,
The phase difference between the operating intervals of the at least three interleaved converters is varied such that the phase difference with respect to the operating interval between the at least three interleaved converters sequentially approaches the reference phase difference after the switching cycle variable. Photovoltaic modules.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스위칭 주기가 증가된 경우, 상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 간의 동작 구간의 중첩 영역을 증가시키는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
10. The method of claim 9,
Wherein,
And increases the overlap region of the operating interval between the at least three interleaved converters when the switching period is increased.
제1항에 있어서,
상기 태양전지 모듈은,
상기 태양전지 모듈의 외곽부를 고정하기 위한 프레임을 포함하며,
상기 정션 박스의 두께는, 상기 프레임의 두께 보다 작은 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
In the solar cell module,
And a frame for fixing an outer frame portion of the solar cell module,
Wherein a thickness of the junction box is smaller than a thickness of the frame.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 3개의 인터리빙 컨버터 중 적어도 하나를 선택적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein,
And selectively operates at least one of said at least three interleaved converters.
제1항에 있어서,
상기 인터리빙 컨버터는,
탭 인덕터 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The interleaving converter includes:
Tapped inductor < / RTI > converter.
제1항에 있어서,
상기 인터리빙 컨버터는,
플라이백 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
The method according to claim 1,
The interleaving converter includes:
And a flyback converter.
KR1020140005264A 2014-01-15 2014-01-15 Photovoltaic module KR102272675B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140005264A KR102272675B1 (en) 2014-01-15 2014-01-15 Photovoltaic module
US14/479,179 US9602048B2 (en) 2014-01-15 2014-09-05 Photovoltaic module
EP15000090.9A EP2897287B1 (en) 2014-01-15 2015-01-15 Photovoltaic module
JP2015005941A JP6522348B2 (en) 2014-01-15 2015-01-15 Solar module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140005264A KR102272675B1 (en) 2014-01-15 2014-01-15 Photovoltaic module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150085413A true KR20150085413A (en) 2015-07-23
KR102272675B1 KR102272675B1 (en) 2021-07-02

Family

ID=53875433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140005264A KR102272675B1 (en) 2014-01-15 2014-01-15 Photovoltaic module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102272675B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180079822A (en) * 2017-01-02 2018-07-11 엘지전자 주식회사 Photovoltaic module
KR20190133821A (en) * 2018-05-24 2019-12-04 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module including the same
CN114678943A (en) * 2022-05-30 2022-06-28 湖南第一师范学院 Photovoltaic power generation energy storage circuit, control method and control system
KR20230083724A (en) 2021-12-03 2023-06-12 광주대학교산학협력단 Smart junction box

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130193775A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Lg Electronics Inc. Power converting apparatus and photovoltaic module
JP2013192349A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Panasonic Corp Power conditioner and power generating system having the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130193775A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Lg Electronics Inc. Power converting apparatus and photovoltaic module
JP2013192349A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Panasonic Corp Power conditioner and power generating system having the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180079822A (en) * 2017-01-02 2018-07-11 엘지전자 주식회사 Photovoltaic module
KR20190133821A (en) * 2018-05-24 2019-12-04 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module including the same
KR20230083724A (en) 2021-12-03 2023-06-12 광주대학교산학협력단 Smart junction box
CN114678943A (en) * 2022-05-30 2022-06-28 湖南第一师范学院 Photovoltaic power generation energy storage circuit, control method and control system
CN114678943B (en) * 2022-05-30 2022-08-23 湖南第一师范学院 Photovoltaic power generation energy storage circuit, control method and control system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102272675B1 (en) 2021-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6522348B2 (en) Solar module
EP2621075B1 (en) Power converting apparatus and photovoltaic module
KR101772541B1 (en) Power supply device, and power supply system including the same
JP6654347B2 (en) Power conversion device, solar module, communication device, and solar system including same
KR102317140B1 (en) Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR102631696B1 (en) Photovoltaic module, and photovoltaic system including the same
KR102156061B1 (en) Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR102615960B1 (en) Power converting device and and photovoltaic module including the same
KR102156060B1 (en) Communication device and photovoltaic system
KR101954194B1 (en) Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR102272675B1 (en) Photovoltaic module
JP6654345B2 (en) Power conversion device and solar module including the same
KR102279789B1 (en) Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR101954195B1 (en) Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR20150118477A (en) Photovoltaic module
KR20160025933A (en) Transformer and power converting apparatus icnluing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant