태양광 에너지는 최근 가장 크게 성장하고 있는 재생 에너지원으로 알려져 있다. 이에 따라 효율적인 태양광 에너지 변환 시스템을 구현하기 위한 요구사항이 지속적으로 증가하고 있다. 모듈-레벨의 전력 추종은 효율과 구현 비용을 모두 달성할 수 있는 가장 합리적인 방법이다.
본 논문에서는 60셀 태양광 모듈-레벨 최대 전력 점 추종 (MPPT) 시스템에 적용할 수 있는 전류 모드 부스트 컨버터의 설계를 제안한다. 또한, 이 부스트 컨버터 8개의 출력을 직렬로 연결하여 DC-AC 인버터 시스템에서 필요한 385V보다 높은 DC 출력 전압 생성을 목표로 한다.
부스트 컨버터는 태양광 셀에서 끌어온 입력 전류를 조절하기 위해 작동한다. 9비트 디지털-아날로그 컨버터는 디지털 영역의 MPPT 알고리즘의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 컨트롤러는 PWM(펄스 폭 변조) 생성기, PI(비례-적분) 보상기, 인덕터 전류 감지 블록으로 구성된다.
DC/DC 변환 효율을 더욱 향상시키기 위해 파워 트랜지스터로 GaN (gallium-nitride, 질화갈륨) FET을 사용하였으며 게이트 전압 구동을 위한 드라이버 회로를 설계하였다.
컨버터 컨트롤러는 180nm BCDMOS 공정으로 설계되었으며 코어 면적은 약 4.56mm2 이다. 시뮬레이션 결과 단일 컨버터 작동 시 효율이 97.92%로 측정되었다.