4 출력 바이패스 회로 솔루션

일반적으로 바이패스 회로를 위한 솔루션은 두 가지 종류가 있습니다. 그림 3에 나와 있는 것처럼 P-N 접합부 다이오드 또는 쇼트키 다이오드를 사용하여 바이패스 기능을 달성하는 일반적인 방법입니다. 저렴하고 사용이 간편하며 선택한 다이오드에 따라 매우 높은 역전압을 달성할 수 있습니다. 그러나 높은 순방향 전압 강하(0.5V~1V)와 같은 단점이 있으며, 이는 전력 손실이 높아지고 인쇄 회로 보드 요구 사항이 커집니다. 바이패스 다이오드 솔루션의 단점을 극복하기 위해 전압 강하가 훨씬 낮고 전력 손실이 적은(R_DS(on)이 낮기 때문에) N채널 MOSFET을 사용하는 것이 대안이 될 수 있습니다. 그러나 몇 가지 단점이 있습니다.

• MOSFET은 독립형 솔루션이 아닙니다. MOSFET를 스위치로 작동하려면 제어 회로가 필요합니다. 일반적으로 개별 MOSFET 드라이버 회로를 갖춘 마이크로컨트롤러(MCU)입니다.
• MCU에는 PV 패널의 전원이 필요합니다. 따라서 PV 패널이 심하게 손상되거나 어두운 그림자나 음영으로 완전히 가려지는 경우 MCU가 작동하지 않고 MOSFET가 켜질 수 없습니다.
• MCU에 고장이 발생할 경우 MOSFET을 켤 수 없으며, 바이패스 경로는 MOSFET의 바디 다이오드를 통해 이루어집니다. 그러나 MOSFET의 바디 다이오드는 큰 전류를 견딜 수 없으며 화재의 위험이 있는 높은 수준의 열이 누적됩니다.

그림 3 태양광 옵티마이저에서 바이패스 스위치를 사용할 때 일반적인 솔루션.

MCU 기반 온 또는 오프 제어 체계의 단점을 해결하는 지능형 방법은 외부 개입 없이 자율적으로 작동할 수 있는 독립형 MOSFET 컨트롤러를 사용하는 것입니다. 텍사스 인스트루먼트의 부동 게이트 이상적 다이오드 컨트롤러인 LM74610-Q1 제품군은 직렬 다이오드 동작을 에뮬레이션하기 위해 외부 N채널 MOSFET를 제어하여 독립형 저손실 바이패스 스위치 솔루션을 제공합니다. 이러한 컨트롤러에는 MOSFET의 바디 다이오드 순방향 강하(약 0.5V)의 낮은 입력 전압으로 작동할 수 있는 부동 게이트 드라이브 아키텍처가 있습니다.

그러나 태양광 인버터 전력 수준이 높아지고 고전압 PV 패널이 채택됨에 따라 바이패스 회로는 기존 솔루션보다 더 나은 솔루션을 만들기 위한 몇 가지 요구 사항이 있습니다. 여러 플랫폼에 걸쳐 확장하려면 20V~150V의 PV 패널 전압과 연동되어야 하며, 다른 회로와는 독립적이어야 합니다.