KR102485425B1 - 파워 디바이스 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파워 디바이스 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, HVDC, 인버터 또는 ESS 등의 시스템에 적용되는 파워 디바이스에 대해 이중화 제어를 수행함으로써, 결과적으로 전체 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 하기 위한 파워 디바이스 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 파워 디바이스 제어 시스템에 있어서, 하나 이상의 파워 소자; 신호 라인을 통해 상기 파워 소자에 대한 구동 신호를 제공하며, 제1 무선 모듈을 구비하는 하나 이상의 구동 모듈; 및 신호 라인을 통해 상기 구동 모듈에 대한 제어 신호를 제공하며, 상기 제1 무선 모듈과 대응되는 제2 무선 모듈을 구비하는 상위 제어부;를 포함하되, 상기 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 통해 상기 파워 소자 및 상기 구동 모듈의 상태 정보를 상기 제2 무선 모듈로 전송하고, 상기 상위 제어부는 상기 제2 무선 모듈을 통해 상기 상태 정보에 대응되는 제어 신호를 상기 제1 무선 모듈로 전송하도록 구성될 수 있다.

Description

파워 디바이스 제어 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING POWER DEVICE}
본 발명은 파워 디바이스(power device) 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, HVDC(High Voltage Direct Current), 인버터(Inverter) 또는 ESS(Energy Storage System) 등의 시스템에 적용되는 파워 디바이스에 대해 이중화 제어를 수행함으로써, 결과적으로 전체 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 하기 위한 파워 디바이스 제어 시스템에 관한 것이다.
HVDC(High Voltage Direct Current), 인버터(Inverter) 또는 ESS(Energy Storage System) 등의 시스템에 적용되는 파워 디바이스는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 파워 소자를 이용해 구성된다.
이러한 파워 소자는 점점 대용량화 되는 추세인데, 수천 A에 이르는 파워 소자의 구동 중 이상이 발생되는 경우 이에 대한 신속한 감지 및 빠른 보호 협조가 요구된다. 즉, 각각의 모듈의 상태 정보에 대한 모니터링이나 이력 관리가 체계적으로 이루어지게 되면 전체 시스템에 대한 신뢰성을 크게 향샹시킬 수 있다는 등의 장점을 제공할 수 있다.
종래 기술에 따른 파워 디바이스는, 통상 광신호 전달 방식에 의해 제어가 이루어지므로 전달 속도가 빠르지 않고, 또한 광케이블의 물리적 특성 등으로 인해 추가 설치에 제약이 클 뿐만 아니라, 설치를 위한 비용 부담이 크다는 등의 문제가 있다.
더욱이, 이와 같은 파워 소자의 제어에는 구동 모듈과 파워 모듈 사이의 단일 채널을 통한 1:1 제어 방식이 적용되므로, 구동 모듈 이상의 차상위 시스템이나 최상위 시스템 등에서 파워 모듈을 직접 제어하는 것이 불가능하다.
따라서, 구동 모듈에 이상이 발생되는 등의 경우 시스템 전체에 치명적인 문제를 발생시킬 수 있다는 등의 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, HVDC, 인버터 또는 ESS 등의 시스템에 적용되는 파워 디바이스에 대해 이중화 제어를 수행함으로써, 결과적으로 전체 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 하기 위한 파워 디바이스 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파워 디바이스 제어 시스템에 있어서, 하나 이상의 파워 소자; 신호 라인을 통해 상기 파워 소자에 대한 구동 신호를 제공하며, 제1 무선 모듈을 구비하는 하나 이상의 구동 모듈; 및 신호 라인을 통해 상기 구동 모듈에 대한 제어 신호를 제공하며, 상기 제1 무선 모듈과 대응되는 제2 무선 모듈을 구비하는 상위 제어부;를 포함하되, 상기 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 통해 상기 파워 소자 및 상기 구동 모듈의 상태 정보를 상기 제2 무선 모듈로 전송하고, 상기 상위 제어부는 상기 제2 무선 모듈을 통해 상기 상태 정보에 대응되는 제어 신호를 상기 제1 무선 모듈로 전송하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 상위 제어부는 둘 이상의 제어 모듈에 의해 구성되는 계층적 구조로 이루어지고, 상기 각각의 제어 모듈에는 상기 제1 무선 모듈과 대응되는 제2 무선 모듈이 구비되며, 상기 각각의 제어 모듈은 상기 제2 무선 모듈을 통해 상기 상태 정보에 대응되는 제어 신호를 상기 제1 무선 모듈로 전송하도록 구성될 수 있다.
이때, 본 발명은, 상기 파워 소자 및 이와 연결되는 상기 구동 모듈이 둘 이상 존재하는 경우, 상기 각각의 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 각각 구비하도록 구성될 수 있다.
또는, 상기 파워 소자 및 이와 연결되는 상기 구동 모듈이 둘 이상 존재하는 경우, 상기 둘 이상의 구동 모듈은 단일의 상기 제1 무선 모듈을 공유하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 본 발명의 파워 디바이스 제어 시스템은, 각각 구동 모듈과 연결된 둘 이상의 상기 파워 소자가 병렬 연결에 의해 파워 모듈을 구성하고, 둘 이상의 상기 파워 모듈이 상호 직렬 연결되는 경우, 상기 각각의 파워 모듈에는 단일의 제1 무선 모듈이 구비되고, 상기 파워 모듈을 구성하는 파워 소자와 각각 연결된 둘 이상의 상기 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 공유하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, HVDC, 인버터 또는 ESS 등의 시스템에 적용되는 파워 디바이스에 대해 이중화 제어를 수행함으로써 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 등의 장점이 있다.
즉, 본 발명은, 통상의 광신호 전달 방식을 이용한 유선 제어 방식 이외에 무선 제어 방식을 추가로 적용함으로써, 광 케이블을 추가 설치하는 경우에 비해 비용적, 공간적으로 효율적인 이중화 제어를 가능하도록 한다는 장점을 갖는다.
또한, 파워 디바이스의 제어가 구동 모듈 뿐만 아니라 차상위 시스템 등에 의해 이중으로 수행 가능할 수 있게 됨으로써, 구동 모듈에 이상이 발생되는 경우 등에도 전체 시스템의 신뢰성을 보장할 수 있도록 한다는 등의 부가적인 장점을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 파워 디바이스 제어 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 설명도이다.
도 2는 도 1의 구동 모듈에 적용되는 송수신 신호 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 디바이스 제어 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 설명도이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 파워 디바이스 제어 시스템을 응용한 다양한 시스템 구성 예시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 종래 기술에 따른 파워 디바이스 제어 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 설명도이고, 도 2는 도 1의 구동 모듈에 적용되는 송수신 신호 타이밍도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 파워 디바이스 제어 시스템은 파워 소자(110), 구동 모듈(120) 및 상위 제어부(130) 등을 구비함을 알 수 있다. 참고로, 본 명세서에 있어 파워 디바이스는 HVDC, 인버터 또는 ESS 등의 시스템에 적용되는 IGBT 등의 파워 소자와 이에 연결되는 구동 모듈을 통칭하지만, 별도의 언급이 없는 경우, 파워 디바이스와 파워 소자는 동일한 의미로 사용될 수 있다.
상위 제어부(130)는 구동 관련 제어 신호를 구동 모듈(120)로 전달하는데, 이와 같은 제어 신호는 전기적 절연을 위해 주로 광신호 등으로 이루어진다.
구동 모듈(120)은 상위 제어부(130)에 동작 관련 오류 피드백(fault feedback) 신호 등을 전달하며, 이러한 신호 또한 전기적 절연 등을 위해 주로 광신호를 이용하도록 구성된다.
구동 모듈(120)은 전류(current) 및 전압(Voltage) 출력을 발생하며, 구동 IC나 구동 보드(Board) 등의 여러 형태로 구성될 수 있다. 구동 모듈(120)의 출력(구동모듈출력)은 IGBT, 전력(Power) MOSFET, 또는 SiC나 GaN 등의 소자로 이루어지는 파워 소자(110)로 전달된다.
파워 소자(110)는 게이트(G), 에미터(E), 컬렉터(C)를 구비할 수 있으며, 구동 모듈(120)을 통해 전달되는 구동 신호에 의해 게이트가 온/오프 동작함으로써 파워 소자(110)의 스위칭이 이루어지게 된다.
파워 소자(110)의 컬렉터(C) 상태에 대한 피드백 신호가 구동 모듈(120) 측으로 전달 가능함을 도면을 통해 확인할 수 있으며, 경우에 따라 이와 같은 기능을 위한 보호 다이오드 또는 기타 회로 구성이 추가로 구비될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같은 종래 기술에 따른 파워 디바이스 제어 시스템은, 상위 제어부(130)로부터 인가되는 광 신호 등의 유선 신호인 구동 신호를 구동 모듈(120)이 수신 받아 구동모듈출력 신호를 생성하고, 이에 의해 파워 소자(110)의 온오프가 이루어지는 구성을 갖는다.
파워 소자(110)는 게이트(G)의 입력 전압과 전류를 통해 온/오프되고, 파워 소자(110)의 입력 온/오프 상태는 게이트(G)와 에미터(E)의 전압 차에 의해 결정된다. 보통 12-20V 내외의 전압 차로 게이트가 온되고, 0V 또는 그 이하의 값에서 게이트가 오프된다.
온 상태에서는 컬렉터(C)와 에미터(E)의 전압 차가 2~3V 이내로 낮아지고, 흐르는 전류에 따라 온 상태의 컬렉터(C)와 에미터(E) 사이 전압 차에 변화가 있을 수 있다. 온 상태의 컬렉터(C)와 에미터(E)의 전압 차가 커지는 경우, 파워 소자(110)의 SOA(Safe Operation Area)를 벗어날 수 있으므로 컬렉터(C) 측으로부터 전달되는 피드백 신호를 이용해 구동 모듈(120)은 상위 제어부(130)로 상태 정보를 전달한다.
컬렉터(C) 측에 보호 다이오드가 존재하는 경우, 컬렉터가 피드백 단의 전압보다 높으면 다이오드가 오프되고, 피드백 단의 전압보다 낮으면 다이오드가 온 됨으로써 컬렉터(C)의 전압값을 구동 모듈(120)로 전달한다.
구동 모듈(120)의 수신 신호(RX)와 송신 신호(TX) 및 구동모듈출력 신호의 신호 타이밍도를 도 2에 도시하였다.
일반적으로 상위 제어부(130)는 구동 모듈(120)의 수신 신호(RX)를 송신하고 구동 모듈(120) 송신 신호(TX)를 통해 극성에 대한 검출 신호(detect pulse; ack)를 수신한다. 이와 같은 송수신은 주로 광학(Optic)을 이용한 시리얼 라인(Serial line)에 의해 이루어지는데, 평상시에는 하이(high, 특정 전압)를 유지하다가 애크(ack)나 폴트(fault) 정보가 존재하는 경우 로우(low, 보통 GND 신호)를 나타내는 것이 일반적이다.
이와 같이, 종래의 시스템의 경우 단일의 로우(low) 값으로 애크(ack)와 폴트(fault)를 모두 나타내기 때문에, 상위 제어부(130)는 애크(ack) 상황인지 폴트(fault) 상황인지에 대한 구별 기능을 구비하여야 한다. 일반적으로 애크 펄스(ack pulse)는 1㎲ 이내의 로우 펄스(Low pulse)로 구성되므로, 상위 제어부(130)는 이와 같은 펄스의 길이에 의해 애크(ack)와 폴트(fault)를 판단하게 된다.
따라서, 종래 기술에 따른 파워 디바이스 제어 시스템의 경우, 상위 제어부(130)는 구동 모듈(120)을 통한 애크(ack)와 폴트(fault) 정보만을 수신할 수 있을 뿐이며, 가령, 폴트(fault) 상황의 경우 대한 이에 자세한 정보나 구동 모듈(120) 온도 등에 대한 상태 정보 등을 파악하기 어렵다는 문제가 있다.
즉, 광학 시리얼(serial) 단선을 사용하는 종래 기술의 경우 상태 정보 등을 수신하려면 펄스에 대한 애크(ack) 응답과의 혼란이 발생된다. 다시 말해, 광학 시리얼 라인(serial line)을 통해, 매우 빈번하게 이루어지는 온/오프 동작시 마다 애크(ack)를 수신하는 한편, 자세한 상태 모니터링 정보 및 이력 관리 정보 등을 같이 수신하기에는 많은 어려움이 있다.
그리고, 이와 같은 어려움으로 인해 구동 모듈(120)에 발생한 문제를 상위 제어부(130)가 신속하게 파악하지 못하는 경우가 존재할 수 있으며, 이때에는 시스템 전체적인 큰 문제로 확대될 수 있다는 단점이 있다. 또한, 구동 모듈(120)과 파워 소자(110) 간 1:1 방식에 의해 구동 제어가 이루어지므로, 파워 소자(110)로부터 차상위 제어부 또는 최상위 제어부에서 직접적인 정보 전달이 불가능하다는 등의 단점도 갖는다.
나아가, 파워 소자의 대용량화 추세에 따라 수천 암페어(A)에 이르는 파워 소자의 구동에 문제가 발생하는 경우, 이에 대한 정확하고 신속한 감지 및 즉각적인 보호 협조는 시스템의 안전을 위해 필수적으로 요구되며, 따라서, 시스템의 신뢰성 향상을 위해서는 시스템을 구성하는 각각의 모듈에 대한 상태 정보 모니터링 및 이력 관리 등이 필요하다.
그런데, 상기와 같은 종래 방식에 따른 시스템은, 오직 광신호 전달 방식만을 사용하기 때문에 전달 속도가 빠르지 않고, 단일 채널 사용으로 인한 불편함이 있다. 특히, 접힘이 불가능한 광 케이블의 물리적 특성 등으로 인해 설비의 증설 등에 공간적 제약이 심할 뿐만 아니라, 추가 설치를 위해 막대한 비용이 발생된다는 등의 문제점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 디바이스 제어 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 설명도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 디바이스 제어 시스템은, 파워 소자(310), 구동 모듈(320) 및 상위 제어부(330) 등을 포함함을 확인할 수 있다.
파워 소자(310)는 IGBT, Power MOSFET 등으로 구성될 수 있으며, SiC나 GaN 등의 소자가 적용되는 것도 가능하다.
구동 모듈(320)은 파워 소자(310)의 게이트(G) 단자에 온/오프 제어 신호를 인가함으로써 파워 소자(310)의 스위칭을 담당한다.
파워 소자(310)의 컬렉터(C) 단자와 구동 모듈(320) 사이에 컬렉터의 상태 정보를 피드백 하기 위한 신호 라인이 구비될 수 있으며, 이를 위해 경우에 따라 보호 다이오드나 기타 회로 구성이 추가로 구비될 수 있음은 앞서 설명한 바 있다.
상위 제어부(330)는 광신호 전송 방식에 의해 제어 신호(구동 모듈 RX)를 전송하고, 구동 모듈(320)로부터 동작 관련 오류 피드백(fault feedback, 구동 모듈 TX) 신호를 수신한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 파워 디바이스 제어 시스템에 구비되는 구동 모듈(320) 및 상위 제어부(330)에는 각각 상호 대응되는 무선 모듈(325, 335)이 추가로 구비될 수 있다. 이와 같은 무선 모듈(325, 335)은 와이파이(Wifi)나 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 통상의 무선 통신 방식을 이용하도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명은 IGBT 등과 같은 파워 소자(310) 구동을 위해 광신호 등과 같은 단일의 유선 제어 방식 이외에, 무선 모듈(325, 335)을 활용한 이중 제어 방식이 적용된 파워 디바이스 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 파워 디바이스 제어 시스템의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.
파워 소자(310)의 구동 모듈(320)은 상위 제어부(330)에서 제공되는 제어 신호를 광신호 등의 유선 방식으로 수신하여 이에 대응되도록 구동 모듈 출력을 생성하며, 이를 통해 파워 소자(310)의 온/오프를 제어를 수행한다.
또한, 구동 모듈(320)은 파워 소자(310)의 상태나 구동 모듈(320)의 상태를 모니터링하여 오류 피드백(fault feedback) 신호를 제공한다.
파워 소자(310)는 게이트(G)의 입력 전압과 전류를 통해 온/오프 동작을 수행하는데, 파워 소자(310)의 입력 온/오프 상태는 게이트(G)와 에미터(E)의 전압 차로 결정된다. 이와 같은 온/오프 제어는 통상 12-20V 내외의 전압 차에서 온, 0V 또는 그 이하의 값에서 오프가 되도록 동작 가능하다.
온 상태에서는 컬렉터(C)와 에미터(E)의 전압 차가 2~3V 이내로 낮아지고, 흐르는 전류에 따라 온 상태의 컬렉터(C)와 에미터(E) 사이의 전압 차에 변화가 발생될 수 있다. 온 상태의 컬렉터(C)와 에미터(E)의 전압 차가 커지는 경우, 파워 소자(310)의 SOA(Safe Operation Area)를 벗어날 수도 있으므로 컬렉터(C)의 피드백 신호를 통해 구동 모듈(320)은 파워 소자(310) 상태를 파악하며, 이에 대한 정보를 상위 제어부(330)로 전달할 수 있다.
컬렉터(C) 측의 회로부에 보호 다이오드가 존재하는 경우, 컬렉터가 피드백 단의 전압보다 높으면 오프되고, 피드백 단의 전압보다 낮으면 온 됨으로써, 파워 소자(310)의 컬렉터(C) 전압값을 구동 모듈(320)로 전달할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 구동 모듈(320)은 제1 무선 모듈(325)을 구비할 수 있으며, 상위 제어부(330) 또는 차상위 제어부(340)에는 이와 대응되는 무선 모듈(335, 345)이 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 신호라인을 통해 구동 모듈(320) 또는 상위 제어부(330)에 대한 제어 신호를 제공하며, 제1 무선 모듈(325) 및 제2 무선 모듈(335)과 대응되는 제3 무선 모듈(345)을 구비하는 차상위 제어부(340)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 구동 모듈(320)은 제1 무선 모듈(325)을 통해 파워 소자(310) 및 구동 모듈(320)의 상태 정보를 제3 무선 모듈(345)로 전송할 수 있다. 그 다음, 차상위 제어부(340)는 제3 무선 모듈(345)을 통해 상태 정보에 대응되는 제어 신호를 제1 무선 모듈(325) 또는 제2 무선 모듈(335)로 전송할 수 있다.
참고로, 차상위 제어부(340)는 시스템의 구성 형태에 따라 선택적으로 존재 가능하며, 따라서, 경우에 따라 상위 제어부로부터 차상위 제어부 및 최상위 제어부까지 셋 이상의 다층 구조를 갖는 계층적 구성을 포함할 수 있다.
또한, 차상위 제어부(340) 등의 추가적인 상위 계층 제어부가 존재하는 경우, 이와 같은 상위 계층 제어부는 상위 제어부(330)와 마찬가지로, 무선 모듈(335)을 통해 구동 모듈(320)에 대한 직접 제어가 가능도록 구성될 수 있다.
다시 말해, 본 발명은 구동 모듈(320)에 구비되는 무선 모듈(325)을 통해 구동 모듈(320)의 상태 정보 등을 상위 제어부(330)나 차상위 제어부(340) 등에서 직접 점검할 수 있도록 함으로써, 파워 소자(310)의 연결 상태를 포함한 시스템 상황 정보에 대한 신속한 파악과, 이에 따른 보호 협조를 가능하도록 함으로써, 전반적인 파워 디바이스 제어 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한다.
이에 따라, 대형 시스템 등에 문제가 발생되는 경우, 이상 발생 부위를 신속하고 정확하게 판단함으로써 시스템의 효율적인 유지보수를 가능하도록 하는 한편, 광신호를 이용한 이중 제어 시스템의 구성에 비해 공간적인 제약 없이 저렴한 비용으로 설비 구성이 가능하다는 등의 장점을 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 다양한 시스템 구성 예를 도 4 내지 도 6을 통해 설명할 수 있도록 한다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 파워 디바이스 제어 시스템을 응용한 다양한 시스템 구성 예시도이다.
먼저 도 4를 참조하면, 본 발명은 단일의 상위 제어부(330)는 다수의 구동 모듈(320)과 연결되는 구성을 제공할 수 있다.
각각의 구동 모듈(320)은 직접 연결되는 파워 소자(310)에 대한 구동 신호 등을 생성하며, 별도의 무선 모듈(325)을 구비한다.
상위 제어부(330)는 단일의 무선 모듈(335)을 구비하며, 이를 통해 구동 모듈(320)에 각각 구비되는 다수의 무선 모듈(325)과 무선 데이터의 송수신을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 둘 이상의 구동 모듈(320)이 하나의 무선 모듈(325)을 공용으로 사용하도록 하는 구성을 확인할 수 있다.
즉, 고출력 시스템 등의 구성을 위해 둘 이상의 파워 소자(310)가 직병렬 연결된 시스템이 제공될 수 있으며, 이 경우, 복수의 파워 소자를 위치나 연결 관계 등에 따라 모듈화 하고, 각각의 모듈을 구성하는 파워 소자(310)에 연결된 구동 모듈(320)들이 단일의 무선 모듈(325)을 공유하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 파워 디바이스에 대한 이중 제어 체계 확립에 따른 운용 효율성의 향상과 더불어, 시스템 구성을 위한 비용의 절감 등과 같은 부가적인 효과를 제공할 수 있다.
도 6에 파워 소자(310)의 직병렬 혼합 구성에 대한 예시도를 도시하였다.
도 6을 참조하면, 4개의 파워 소자(310)가 병렬 연결을 통해 파워 모듈을 구성하며, 다시 4개의 파워 모듈이 직렬 연결됨으로써 시스템의 파워 단을 형성함을 확인할 수 있다.
즉, 총 16개의 파워 소자(310) 및 이와 각각 연결되는 16개의 구동 모듈(320)에 의해 구성되는 파워 디바이스에는 총 16개의 무선 모듈(325)이 구비될 수 있으나, 시스템 구성의 편의 및 비용 절감 등을 위해 각각의 파워 모듈 마다 단일의 무선 모듈(325)이 구비되도록 하고, 이에 속한 4개의 구동 모듈(320)들이 상기 무선 모듈(325)을 공유함을 확인할 수 있다.
하지만, 도 4 내지 도 6의 구성은 본 발명의 실시예에 의해 구현 가능한 시스템의 구성 예시도이며, 본 발명이 이와 같은 구성만으로 한정됨을 의미하는 것은 아니다.
참고로, 향후 무선 기술의 발전에 따라 파워 시스템의 제어가 오직 무선 방식에 의해서만 이루어지도록 구성될 수 있음은 당연하며, 나아가 둘 이상의 무선 모듈의 구비를 통한 2중 무선 제어 구성 등의 방식 등의 적용 또한 가능할 수 있을 것이다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 무선 모듈의 추가를 통한 2중 제어 시스템을 구현함으로써, 광학 모듈의 추가를 통한 2중 제어 방식에 비해 보다 공간적, 비용적 효율성을 크게 증가시킬 수 있으며, 파워 디바이스에 대한 다중 제어를 통해 시스템의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다는 등의 다양한 효과를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
310: 파워 소자 320: 구동 모듈
325: 제1 무선 모듈 330: 상위 제어부
335: 제2 무선 모듈

Claims (6)

  1. 파워 디바이스 제어 시스템에 있어서,
    게이트 단자, 컬렉터 단자, 이미터 단자를 포함하는 하나 이상의 파워 소자;
    상기 파워 소자의 상기 게이트 단자와 연결된 제1 신호 라인을 통해 상기 파워 소자의 상기 게이트 단자에 대한 구동 신호를 제공하며, 상기 파워 소자의 상기 컬렉터 단자와 연결된 제2 신호 라인을 통해 상기 파워 소자의 상기 컬렉터 단자의 상태에 대응하는 피드백 신호를 수신하고, 제1 무선 모듈을 구비하는 하나 이상의 구동 모듈; 및
    제1 유선 신호 라인을 통해 상기 구동 모듈에 대한 제어 신호를 제공하며, 상기 제1 무선 모듈과 대응되는 제2 무선 모듈을 구비하는 상위 제어부;를 포함하되,
    상기 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 통해 상기 파워 소자의 상기 컬렉터 단자의 상태에 대응하는 상기 피드백 신호 및 상기 구동 모듈의 상태 정보를 상기 제2 무선 모듈로 전송하고,
    상기 상위 제어부는 상기 제2 무선 모듈을 통해 상기 파워 소자의 상기 컬렉터 단자의 상기 피드백 신호 또는 상기 구동 모듈의 상기 상태 정보에 대응되는 제어 신호를 상기 제1 무선 모듈로 전송하며,는
    제2 유선 신호 라인을 통해 상기 구동 모듈 또는 상기 상위 제어부에 대한 제어 신호를 제공하며, 상기 제1 무선 모듈 및 상기 제2 무선 모듈과 대응되는 제3 무선 모듈을 구비하는 차상위 제어부를 더 포함하고,
    상기 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 통해 상기 파워 소자의 상기 컬렉터 단자의 상기 피드백 신호 및 상기 구동 모듈의 상태 정보를 상기 제3 무선 모듈로 전송하고,
    상기 차상위 제어부는 상기 제3 무선 모듈을 통해 상기 파워 소자의 상기 컬렉터 단자의 상기 피드백 신호 또는 상기 구동 모듈의 상기 상태 정보에 대응되는 제어 신호를 상기 제1 무선 모듈 또는 상기 제2 무선 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 파워 디바이스 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상위 제어부는 둘 이상의 제어 모듈에 의해 구성되는 계층적 구조로 이루어지고,
    상기 각각의 제어 모듈에는 상기 제1 무선 모듈과 대응되는 제2 무선 모듈이 구비되며,
    상기 각각의 제어 모듈은 상기 제2 무선 모듈을 통해 상기 상태 정보에 대응되는 제어 신호를 상기 제1 무선 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 파워 디바이스 제어 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파워 소자 및 이와 연결되는 상기 구동 모듈이 둘 이상 존재하는 경우, 상기 각각의 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 파워 디바이스 제어 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파워 소자 및 이와 연결되는 상기 구동 모듈이 둘 이상 존재하는 경우, 상기 둘 이상의 구동 모듈은 단일의 상기 제1 무선 모듈을 공유하는 것을 특징으로 하는 파워 디바이스 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    각각 구동 모듈과 연결된 둘 이상의 상기 파워 소자가 병렬 연결에 의해 파워 모듈을 구성하고,
    둘 이상의 상기 파워 모듈이 상호 직렬 연결되는 경우,
    상기 각각의 파워 모듈에는 단일의 제1 무선 모듈이 구비되고, 상기 파워 모듈을 구성하는 파워 소자와 각각 연결된 둘 이상의 상기 구동 모듈은 상기 제1 무선 모듈을 공유하는 것을 특징으로 하는 파워 디바이스 제어 시스템.
  6. 삭제
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