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[국내논문] 태양광 분산형 최대전력점 추적 제어를 위한 고전압 게이트 드라이버 설계
A Design of Gate Driver Circuits in DMPPT Control for Photovoltaic System 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.19 no.3, 2014년, pp.25 - 30  

김민기 (서경대학교 전자컴퓨터공학과) ,  임신일 (서경대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 태양광시스템의 분산형 최대 전력점 추적(DMPPT)을 제어하는 게이트 드라이버 회로를 설계하였다. 그림자가 생긴 모듈에서도 최대 전력점을 추적할 수 있는 분산형 방식(DMPPT) 방식을 구현 하였으며, 각각의 모듈 내부에 DC-DC 변환기를 구동하기 위한 고전압 게이트 구동회로를 설계하였다. 태양광 시스템의 내부는 12비트 ADC, PLL, 게이트 드라이버가 내장 되어 있다. 게이트 드라이버의 하이 사이드 레벨 쉬프터에 숏-펄스 발생기를 추가하여 전력소모와 소자가 받는 스트레스를 줄였다. BCDMOS 0.35um 공정을 사용하여 구현하였으며 최대 2A 전류를 감달 할 수 있고, 태양 광 전압 최대 50V까지 받을 수 있도록 설계하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the design of gate driver circuits in distributed maximum power point tracking(DMPPT) controller for photovoltaic system. For the effective DMPPT control in the existence of shadowed modules, high voltage gate driver is applied to drive the DC-DC converter in each module. Some a...

Keyword

#분산형 최대 전력점 추적   #게이트 드라이버   #태양광 시스템  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 각각의 모듈의 전력소모를 줄이기 위한 연구가 더욱더 집중되고 있다. 본 논문에서는 이러한 DMPPT를 효율적으로 제어하기 위한 고전압 게이트 드라이버를 제안 한다.
  • 태양광 시스템은 외부조건(온도, 일사량 등)에 의해서 최대전력점이 수시로 변하므로 태양전지로부터 최대전력을 얻는 것이 중요하다. 본 논문에서는 기존의 중앙 집중형 방식을 개선하여 DMPPT를 구축하여, 이를 제어하는 고전압 게이트 드라이버를 제안하였다. 전체 MPPT를 제어하는 게이트 드라이버의 전력소모와 소자에 받는 스트레스를 줄이기 위하여 하이-사이드 레벨 쉬프터에 숏-펄스 발생기를 추가하였으며 게이트 드라이버는 최대 2A의 전류를 감당할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
중앙 집중형 MPPT 방식의 단점은? 그렇기 때문에 태양광 발전은 여러 가지 환경변화에 의한 효율저하를 줄이기 위해 항상 최대 전력 점에서 운전할 수 있는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 중앙 집중형 MPPT 방식은 모듈에 여러 가지 환경요인 등에 의하여 그림자가 생겼을 경우, 그 모듈을 제외한 나머지부분에서만 최대 전력점을 추적하기 때문에 효율이 낮다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위하여 각각의 모듈에 DC-DC 변환기를 넣어 그림자가 생긴 모듈에서도 최대 전력점을 추적하는 시스템을 구축하였다.
중앙 집중형 MPPT 방식의 단점 개선을 위한 해결방안은? 기존의 중앙 집중형 MPPT 방식은 모듈에 여러 가지 환경요인 등에 의하여 그림자가 생겼을 경우, 그 모듈을 제외한 나머지부분에서만 최대 전력점을 추적하기 때문에 효율이 낮다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위하여 각각의 모듈에 DC-DC 변환기를 넣어 그림자가 생긴 모듈에서도 최대 전력점을 추적하는 시스템을 구축하였다. 이를 분산형 MPPT 방식(DMPPT, Distributed Maximum Power Point Tracking) 이라고 한다[7].
태양광 시스템은 태양전지로부터 최대전력을 얻는 것이 중요한 이유는? 태양광 시스템은 외부조건(온도, 일사량 등)에 의해서 최대전력점이 수시로 변하므로 태양전지로부터 최대전력을 얻는 것이 중요하다. 본 논문에서는 기존의 중앙 집중형 방식을 개선하여 DMPPT를 구축하여, 이를 제어하는 고전압 게이트 드라이버를 제안하였다.
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참고문헌 (10)

  1. S.M. Sohn, I.S. Choi, S.I. Lim, J.Y. Kim, K.H. Cho "ASIC design of DMPPT control for Photovoltaic Systems", ISOCC, November. 2013. 

  2. M.K. Kim, I.S. Cho, S.I. Lim, I.S. Choi, J.Y .Kim, K.H .Cho "An Analog circuit design in DMPPT control for Photovoltaic Systems", ICEIC, Jan.15-18, 2014. 

  3. AN-6076, "Design and Application Guide of Bootstrap Circuit for High Voltage Gate-Driver IC", 2008 Fairchild Semiconductor Corporation. 

  4. Aldo Novelli, Luca Giussani, Ignazio Bellomo, "New Generation of Half Bridge Gate Driver ICs for use with low power 3.3V control applications", IEEE Power Electronics Specialists Conference, vol. 4, June 2004. 

  5. Shin-Il Lim, Jin Woo Kim, Kwang-Sub Yoon "A 12-b Asynchronous SAR Type ADC for Bio Signal Detection", JSTS, vol. 13, no.2, April. 2013. 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. Hironori, "Level shift circuit and switching regulator using the same" U.S. Patent 2012/0075001 A1, Mar. 29, 2012 

  7. C.A Ramos-Paja, G. Spangnuolo, G. Petrone, S. Serna, A. Trejos, "A Vectorial MPPT Algorithm for Distributed Photovoltaic Applications" ICCEP, Nonmember. 09, 2010 

  8. Arvind Rajput, Harpreet Kaur, "A Low to High Voltage Tolerant Level Shifter for Power Minimization, IJECT, September, 2011 

  9. Hong Jae Shin, Oh Kyong Kwon, Kae Dal Kwack "A Novel PDP Driver IC Using Bootstrapping High-Voltage Output Circuit" Journal of the Korean Physical Society, October, 2002 

  10. AN-3009, "Standard Gate-Driver Optocouplers" Fairchild Semiconductor Coloration, Jan. 29, 2013 

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