초록
본 논문에서는 플라잉 커패시터 멀티-레벨 인버터의 가장 큰 문제점인 커패시터 전압 불균형을 캐리어 비교방식을 토대로 한 펄스 폭 변조 방식(PWM)을 이용하여 제어하는 새로운 PWM방법을 제안한다. 제안된 방법은 멜티-레벨 인버터로 확장이 용이한 캐리어 비교 방식의 PWM방법으로서 플라잉 커패시터 인버터에서 소자의 스위칭시각 커패시터의 충·방전으로 인해 발생되는 전압불균형에 대해 상전압 리던던시와 선간전압 리던던시를 이용하여 커패시터 전압의 변화량을 일정주기에 대해 평균적으로 영으로 제어하게 된다. 또한 이 방법은 상전압 리던던시를 고르게 이용하여 소자의 스위치 손실과 도통 손실을 같게 하는 장점을 지닌다. 본문에서 플라잉 커패시터 인버터에 서 발생하는 커패시터 전압 불균형에 대해 분석하고 이 인버터에 적합한 캐리어 비교방식의 PWM방법을 설명한다.
This paper proposes a new carrier-based PWM method to solve the most serious problem of flying capacitor multi-level inverter that is the unbalance of capacitor voltages. The voltage unbalance occurs due to the difference of each capacitor's charging and discharging time applied to Flying Capacitor Inverter. New solution controls the variation of capacitor voltages into the mean '0'during some period by means of new carriers using the leg voltage redundancy in the flying capacitor inverter. The solution can be easily expanded to the multi-level inverter. The leg voltage redundancy in the new method makes the switching loss of device equals to the conduction loss of device. This paper will examine the unbalance of capacitor voltage and the conventional theory of self-balance using Phase-shifted carrier. And then the new method that is suitable to the flying capacitor inverter will be explained.