인버터 블록도 설명 / 태양광 인버터 구성 / 인버터도면
안녕하세요. 태양광 윤대리입니다.
인버터 블록도와 인버터 센싱소자를 같이 준비하고 있었는데, 너무 길어져서 둘로 나누어 올리게 되었습니다.
도움되셨으면 좋겠습니다.
목차
0. PCB, PWB
1. 블록도 설명
1) 블록도 1(단상)
2) 블록도 2(삼상)
2. 소자 설명
0. PCB, PWB란?
의미 : 부품을 접속하기 위해 도체회로를 절연 기판의 표면 또는 내부에 형성하는 기판.
PCB : PRINTED CIRCUIT BOARD : 인쇄 회로 기판.
PWB : PRINTED WIRING BOARD : 인쇄 배선 기판
*위 두가지는 혼용해서 사용하고 있습니다.
인버터의 PCB는 이중패턴으로 구성되어 있습니다.
인버터 내에서 파워보드, 메인보드라는 역할의 회로를 구성합니다.
1. 인버터 블록도 설명
1) 블록도1 (단상)
DC단자 > EMI필터(DC필터) > DC부스터(DC리액터, 콘덴서, IGBT구성) > 메인콘덴서
>IGBT > AC필터 > 릴레이 > EMI필터(Common mode inductor) > AC단자
*EMI필터(used. Common mode inductor)
*DC필터는 EMI필터와 구분하지 않습니다. 반면에 AC필터와 EMI필터는 구간이 정해져있고 구분되어 있습니다.
*해당 모델은 접속반 일체형이 아니기 때문에, DC 퓨즈 등이 없습니다.
2) 블록도2 (3상)
퓨즈 > DC스위치 > SPD(바리스터 포함) > DC필터 > DC부스터(리액터, 콘덴서, IGBT구성) > 메인콘덴서 >
> IGBT > EMI필터(AC리액터포함, 콘덴서, AC릴레이, 션트) > AC필터
*저는 EMI 필터에 AC리액터를 포함하여 설명합니다.
3) 현장 인버터 내부사진
대개 삼상 인버터는 메인보드, 파워보드, IGBT, 부스트, 리액터, 콘덴서로 별도 구성되어있다.
IGBT가 분리되어 있는 경우, 별도 IGBT 제어보드가 구성되어 있는 경우가 많다. (알고리즘 제어)
아래 인버터는 IGBT, 메인콘덴서가 파워보드에 부착되어 있다. (요즘 인버터는 파워보드에 부착하는 추세)
아래 사진에는 메인보드는 없다. 메인보드는 DSP 베이스로 여러 소자들이 구성되어 있다.
사람의 뇌와 같아서 기억, 표시, 판단, 통신 등을 담당한다.
이 인버터는 2개의 파워보드로 구성되어 있다.
DC필터보드와 메인파워보드로 구분된다.
<DC필터>
1. 바리스터
2. DC필터용 리액터
3. 콘덴서 및 저항
(그 옆 PCB는 메인보드이다.)
<파워보드>
(번호는 실제 회로순서와는 무관합니다.)
먼저 DC필터를 거친 후,
1. DC부스트 부 (IGBT 및 필요소자)
2. 부스트 리액터 (사진짤림. 총 4개로 구성)
3. AC리액터
4. DC메인콘덴서
5. IGBT (용량에 따라 phase마다 1개 또는 2개)
6. AC콘덴서 (MPPT제어 채널에 따라)
7. 저항 및 콘덴서
8. AC필터
9. 트랜지스터
2. 소자 설명
① EMI(노이즈 필터)
EMI필터는 DC와 AC에 공통으로 삽입되어 있습니다.
EMI 역할 : common noise, normal noise 제거 역할
EMI 구성 : CMI Filter(CM초크,초크필터라고도 불림)와 X-Capacitor , Y-Capacitor 로 구성
- CMI Filter : common noise 제거 역할. CMI는 인버터 내 인버터 내 동그란 코일입니다.
차동신호는 보내고 동상신호는 인덕턴스가 증가되어 흐름을 방해시키면서 콩통노이즈를 제거합니다.
- X-Capacitor , Y-Capacitor : 각각 X캡, Y캡으로 불리우며, common noise 제거 역할
+) 필터에는 상황별로 저항을 추가하기도 하는데, 저항의 역할은 노이즈를 열로 전환하여 제거시킵니다.
Q) 태양광 DC에 노이즈가 발생하는 이유는 무엇인가요?
A) 전기로 전환되는 태양 빛의 스펙트럼은 대부분 가시광선 영역입니다.
그 이외의 영역의 빛도 DC로 미세하게 들어오게 되는데 이들이 노이즈가 되는 것입니다.
② 부스터(증폭기) = DC-DC 컨버터
여러 센싱값이 DSP로 전달되고, DSP에서는 최적의 전력생산이 가능한 전압,전류를 추적합니다.
추적한 데이터를 부스터에 전달합니다. 듀티비를 조절하여 전압을 컨트롤 합니다.
리액터는 에너지를 축적하고, 콘덴서의 에너지는 저항에 의해 사라집니다.
듀티비가 높을 경우 콘덴서에 의해 소멸되는 에너지가 많아집니다.
따라서, 듀티비를 높일 경우, 전압은 작아집니다.
듀티비를 줄일 경우, 전압은 높아집니다.
③ DC BUS
전해콘덴서로 구성되어있다.
역할 : 전기용어로서, 두개 이상의 전기회로를 공통으로 연결하는 도체를 의미합니다.
인버터에서는 DC-DC컨버터와 IGBT 사이 안정적이고 유연한 전압 공급을 위한 장치입니다.
④ IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)
트렌지스터의 한 종류인 MOSFET과 Bipolar Transistor를 접합시킨 트랜지스터입니다.
고속, 고압 변환이 가능합니다.
역할 : DC > AC로 변환 역할
⑤ 출력제어 릴레이
역할 : 한전전기가 인버터 내부 소자로 역행하는 것을 막는습니다.
DC전기, 계통전기를 센싱하여 적합여부를 판단한 후, 릴레이가 붙습니다.
*인버터가 작동시작하면 "틱" 하는 소리가 나는데, 그게 릴레이가 붙는소리
+) RCMU :Residual Direct Current Monitoring Device
+) 바리스터 (기판 : SLOV)
용도 : 회로에 존재하는 노이즈 필터와 서지(이상전압) 제한.
특징 : 일시적인 과전압을 막지만, 지속적인 과전압으로 인하여 폭발할 가능성이 있음. 퓨즈와 함께 사용됨.
이상으로 블로그르 마치겠습니다.
감사합니다.
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