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태양 전지 패널의 광 출력 전압을 배터리에 충전하고 충전된 배터리 전압으로 조명을 제어하기 위한 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치에 있어서,상기 양방향 벅 컨버터는, 하나의 인덕터에 저장된 에너지로 상기 배터리 충전 및 조명 제어를 수행하도록 구비되고,상기 양방향 벅 컨버터는, 태양 전지 패널의 양단 사이에 연결되어 태양 전지 패널의 광 출력 전압을 배터리에 충전하는 배터리 충전 회로를 포함하고,상기 배터리 충전 회로는,상기 태양 전지 패널의 출력단에 직렬로 연결된 제1 다이오드와 상기 제1 다이오드의 출력단에 접속된 제2 다이오드 및 제1 스위칭 소자가 병렬로 연결된 제1 메인 스위칭부; 상기 제1 메인 스위칭부의 출력단에 접속된 인덕터와 상기 인덕터의 출력단과 배터리의 타단에 연결된 제1 캐패시터로 구성되고, 상기 제1 메인 스위칭부의 일단과 배터리의 일단 사이에 위치하는 공진 회로부; 및상기 인덕터의 출력단에 위치하고 상기 제1 캐패시터와 병렬로 연결된 제1 저항 및 배터리로 구성되어 상기 인덕터에 저장된 에너지를 상기 배터리에 충전하는 충전부; 및상기 배터리의 타단과 제1 메인 스위칭의 출력단에 제3 다이오드를 위치하여 태양 전지 패널의 광 출력 전압의 공급 차단 시 상기 제1 캐패시터의 출력 전류를 상기 인덕터로 전달하는 제1 환류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치
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제2항에 있어서, 상기 양방향 벅 컨버터는, 상기 인덕터의 전단과 상기 제1 캐패시터의 타단 사이에 위치하여 배터리 전압에 의거 점등 또는 소등되는 조명 회로를 포함하되,상기 조명 회로는 상기 배터리의 타단에 병렬로 제2 스위칭 소자 및 제4 다이오드를 위치하는 제2 메인 스위칭부;상기 제2 스위칭 소자의 출력단과 상기 인덕터의 전단에 접속되어 배터리 전압을 충전하는 DC부;상기 DC부와 병렬로 연결되어 조명소자를 점등 또는 소등하는 조명부; 및제5 다이오드로 구성하고, 상기 조명부의 출력단과 상기 인덕터의 타단에 접속되어 상기 배터리 전압 공급 차단 시 캐패시터의 출력 전류를 상기 인덕터로 환류시키는 제2 환류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치
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제3항에 있어서, 상기 양방향 벅 컨버터는, 상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위치 소자의 온 또는 오프를 단속하기 위한 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 배터리 전압으로부터 조명 기준 전류를 도출하는 조명 기준 전류 도출부;기 정해진 듀티 사이클, 인덕터 전류, 및 태양 전지 패널의 광 출력 전압을 토대로 배터리 기준 전류를 도출하는 배터리 기준 전류 도출부; 및상기 광 출력 전압을 토대로 상기 조명 기준 전류 및 배터리 기준 전류 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 배터리 기준 전류를 토대로 제1 스위칭 신호를 생성하며, 선택된 조명 기준 전류를 토대로 제2 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치
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제4항에 있어서, 상기 배터리 기준 전류 도출부는,상기 듀티 사이클, 인덕터 전류, 및 태양 전지 패널의 광 출력 전압을 토대로 전달 전력을 도출하고, 상기 도출된 전달 전력에 대해 최대 전력 동작점 추적(MPPT: Maximum Power Point Tracking) 알고리즘을 수행하여 태양 전지 패널의 광 출력 전압에 대한 광 기준 전압을 도출하며,상기 도출된 광 기준 전압에 대해 PI(Proportional Integral) 제어를 수행하여 배터리 기준 전압을 도출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치
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제5항에 있어서, 상기 조명 회로는, 상기 제어부의 제2 스위칭 신호에 의해 제2 스위칭 소자가 온 상태로 스위칭되어 상기 배터리 전압이 공급될 때 상기 배터리의 출력 전류가 제2 스위칭 소자를 경유하여 제2 캐패시터로 전달되고 상기 제2 캐패시터의 출력 전류가 제2 저항 및 발광 다이오드에 전달됨에 따라 조명 소자를 점등하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치
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제6항에 있어서, 상기 조명 회로는 상기 제어부의 제2 스위칭 신호에 의거 상기 제2 스위치 소자가 오프 상태로 스위칭되어 상기 배터리 전압 공급이 차단될 때,상기 제2 캐패시터의 출력 전류를 제2 저항 및 발광 다이오드에 전달하여 조명 소자의 점등 상태를 유지하고 상기 제2 캐패시터의 출력 전류를 상기 제5 다이오드를 통해 환류하여 상기 인덕터로 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치
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태양 전지 패널의 양단 사이에 연결되어 태양 전지 패널의 광 출력 전압을 배터리 충전하는 배터리 충전 회로를 포함하고, 상기 배터리 충전 회로는 태양 전지 패널의 출력단에 직렬로 연결된 제1 다이오드와 상기 제1 다이오드의 출력단에 접속된 제2 다이오드 및 제1 스위칭 소자가 병렬로 연결된 제1 메인 스위칭부; 상기 제1 메인 스위칭부의 출력단에 접속된 인덕터와 상기 인덕터의 출력단과 배터리의 타단에 연결된 제1 캐패시터로 구성되고, 상기 제1 메인 스위칭부의 일단과 배터리의 일단 사이에 위치하는 공진 회로부; 상기 인덕터의 출력단에 위치하고 상기 제1 캐패시터와 병렬로 연결된 제1 저항 및 배터리가 직렬로 연결되어 상기 인덕터에 저장된 에너지를 상기 배터리에 충전하는 충전부; 및 상기 배터리의 타단과 제1 메인 스위칭의 출력단에 제3 다이오드를 위치하여 태양 전지 패널의 광 출력 전압의 공급 차단 시 상기 제1 캐패시터의 출력 전류를 상기 인덕터로 전달하는 제1 환류부를 포함하고, 상기 인덕터의 전단과 상기 제1 캐패시터의 타단 사이에 위치하여 배터리 전압에 의거 점등 또는 소등되는 조명 회로를 포함하되, 상기 조명 회로는 상기 배터리의 출력단에 위치한 제2 스위칭 소자 및 제4 다이오드가 병렬로 연결되는 제2 메인 스위칭부; 상기 제2 스위칭 소자의 출력단과 상기 인덕터의 전단에 접속되어 배터리 전압을 충전하는 DC부; 상기 DC부와 병렬로 연결되어 조명소자를 점등 또는 소등하는 조명부; 및 제5 다이오드로 구성하고, 상기 조명부의 출력단과 상기 인덕터의 타단에 접속되어 상기 배터리 전압 공급 차단 시 캐패시터의 출력 전류를 상기 인덕터로 환류시키는 제2 환류부를 포함하며, 상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위치 소자의 온 또는 오프를 단속하기 위한 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 배터리의 출력 전압으로부터 조명 기준 전류를 도출하는 조명 기준 전류 도출부; 기 정해진 듀티 사이클, 인덕터 전류, 및 태양 전지 패널의 광 출력 전압을 토대로 배터리 기준 전류를 도출하는 배터리 기준 전류 도출부; 및 상기 광 출력 전압을 토대로 상기 조명 기준 전류 및 배터리 기준 전류 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 배터리 기준 전류를 토대로 제1 스위칭 신호를 생성하며, 선택된 조명 기준 전류를 토대로 제2 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 장치
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태양 전지 패널의 광 출력 전압으로 주간에 배터리 충전하고 야간에 배터리 전압으로 조명을 제어하기 위한 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 제어방법에 있어서, 상기 태양 전지 패널의 광 출력 전압 및 전류, 배터리 전압 및 전류, 및 인덕터 전류를 수신하는 데이터 수신 단계; 상기 태양 전지 패널의 광 출력 전압과 기 정해진 임계 전압과의 비교 결과를 기반으로 주간 모드 또는 야간 모드를 설정하는 모드 설정 단계; 상기 주간 모드 설정 시 광 출력 전압, 배터리 전압, 및 최대 배터리 전압의 비교 결과를 토대로 최대 전력 동작점 추적 알고리즘을 수행하여 광 기준 전압을 도출하고, 도출된 광 기준 전압과 광 출력 전압에 대해 PI 제어를 수행하여 배터리 기준 전류를 도출하며, 도출된 배터리 기준 전류와 배터리 전류를 토대로 PI 제어를 수행하여 배터리 기준 전류를 도출하고, 도출된 배터리 기준 전류로 제1 스위칭 신호를 생성하고 생성된 제1 스위칭 신호로 제1 스위칭 소자의 온/오프를 제어하여 광 출력 전압을 배터리에 충전하는 배터리 충전 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 제어방법
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제9항에 있어서, 상기 모드 설정 단계에서 상기 야간 모드 설정 시 카운터의 카운팅값이 설정값을 결과하지 아니한 경우 배터리 전압을 제공받아 조명 기준 전류를 도출하고 도출된 조명 기준 전류를 토대로 제2 스위칭 신호를 생성하여 제2 스위칭 소자로 전달하고 상기 제2 스위칭 소자의 온 오프 제어에 의거 배터리 전압으로 조명소자의 점등 을 제어하는 조명 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 벅 컨버터를 이용한 태양광 가로등 제어방법
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