• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.119-120
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• 2014

멀티레벨 인버터는 낮은 고조파 성분을 갖고, 제한된 정격 스위칭 소자로 대용량 전력변환이 요구되는 시스템에 매우 효율적이다. 수학적인 해석방법을 통해 전도손실, 스위칭 손실, 출력 전압 전류의 THD의 해석방법을 제시하고 시뮬레이션을 통해 멀티레벨 인버터의 특성을 비교 분석을 한다. 본 논문은 기존 제안된 멀티레벨 구조인 NPC(Neutral Point Clamped) 멀티레벨 인버터, Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터, Flying capacitor 멀티레벨인버터를 기반으로 25MW급 대용량 인버터의 손실 및 출력특성을 비교 분석하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.510-511
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• 2012

최근 전력변환 분야에서 고압 인버터의 요구가 증가함에 따라 국내외 Drive 업체에서 멀티레벨 인버터에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 현재 LS산전에서 양산되고 있는 Cascaded H-Bridge(이하 CHB) Type의 멀티레벨 인버터와 더불어 1981년 Nabae 교수에 의해 처음 제안된 3-Level Neutral Point Clamped(이하 NPC) Type의 멀티레벨 인버터는 최근 그 성능 및 신뢰성에 대한 검증이 많이 이루어 졌으며 경쟁사인 ABB/YASKAWA/TMEIC사(社) 등에서 실제 제품화가 되고 있다. 본 논문에서는 현재 LS산전에서 개발중인 3-Level NPC 인버터 기반의 5-Level NPC 인버터의 System 최적화를 위해 양산중인 CHB Type의 멀티레벨 인버터와 그 특성을 비교하여 해당 인버터 개발에 대한 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.45-46
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• 2013

멀티레벨 고압인버터 토폴로지 중 저압 Power Cell를 이용하여 고압을 출력하는 Cascaded 방식이 산업계에서는 널리 사용되고 이다. 최근 제품화된 Cascaded 방식은 크게 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 저압 Power Cell에 단상 H-Bridge를 이용한 Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터와 단상 NPC(Neutral Point Clamped) 토폴로지를 적용한 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터이다. 이 중 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터의 경우 적은 수의 셀을 사용하여 CHB와 동일한 출력 레벨을 생성할 수 있으며, NPC 방식의 고압 인버터 고유의 장점을 모두 구현할 수 있다. 반대로 CHB Type과 NPC type의 단점인 복잡한 구조의 Phase Shift Transformer와 DC_Link 중성점 전압이 변동하는 단점 또한 나타나게 된다. 본 논문에서는 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터의 이러한 단점을 극복하기 위한 새로운 방식의 Phase Shift Transformer와 NPC Power Cell의 중성점 전압 변동을 줄일 수 있는 기법에 대해 설명하고 이 기법에 대한 타당성을 모의시험을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.433-434
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• 2013

본 논문에서는 절연타입의 Half-bridge 구조를 이용하여 입력단을 구성하고 출력단에 5레벨의 출력전압을 생성할 수 있는 새로운 구조의 멀티레벨 PWM 인버터를 제안한다. 기존의 Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터는 두 대의 H-Bridge 인버터 모듈을 직렬 결합하여 5레벨의 출력전압을 생성하는 방식이며, 제안하는 방식은 기존 멀티레벨 인버터의 기본 모듈인 H-bridge의 전원을 절연타입의 Half-bridge 구조를 이용하여 구성하고 스위칭 소자 1개와 다이오드 1개를 추가한 구조이다. 동일한 5레벨의 출력전압 생성 시 기존 방식은 2차 측에 8개의 스위칭 소자가 사용되는 반면 제안된 방식은 5개의 스위칭 소자와 1개의 다이오드가 사용되기 때문에 스위칭 손실 및 부피를 줄일 수 있으며 입력단과 출력단 사이의 절연으로 인한 시스템의 안정성을 확보할 수 있다. PSIM 기반의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 멀티레벨 인버터의 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10d
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• pp.182-184
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• 2006

본 논문에서는 고압전동기를 직접 드라이브 할 수 있는 H-브릿지 멀티레벨 인버터의 개별 전력 셀의 동작원리에 대해서 고찰하였다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 여러 개의 단상 Power Cell을 직렬로 연결함으로써 저전압 전력용 반도체를 사용하여 고전압을 얻을 수 있고, 정현파에 가까운 출력전압 파형을 얻을 수 있는 멀티레벨 인버터 토폴로지이다. 480V, 180kVA H-브릿지 멀티레벨 인버터를 제작하고 V/F제어, 벡터제어, 센서리스 벡터제어 이론을 적용하여 인버터 출력전압 레벨이 여러 단계이며 dv/dt가 적으며 입력단 THD를 크게 낮출 수 있다는 결론을 얻었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07b
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• pp.972-973
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• 2006

본 논문에서는 고압전동기를 직접 드라이브 할 수 있는 H-브릿지 멀티레벨 인버터를 제안한다. 전동기의 부하장치로는 에디커런트 다이나모메타를 사용하였다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 여러 개의 단상 Power Cell을 직렬로 연결함으로써 저전압 전력용 반도체를 사용하여 고전압을 얻을 수 있고, 정현파에 가까운 출력전압 파형을 얻을 수 있는 멀티레벨 인버터 토폴로지이다. H-브릿지 멀티레벨 인버터의 주요 장점은 Power Cell의 모듈화, 셀 단위의 보호동작 용이, 확장성 향상 그리고 제어 신호 및 Power Cell의 신뢰성 향상에 있다. 본 논문에서 제안하는 H-브릿지 멀티레벨 인버터는 상당 3개의 Power Cell이 직렬로 연결되어 총 9개의 Power Cell로 구성이 되어, 선간전압은 13레벨이며 dv/dt가 적으며 입력 단 THD를 크게 낮출 수 있다. 정격용량 180kVA 이고 출력전압이 480V인 H-브릿지 멀티레벨 인버터를 제작하여 와전류 다이나모메타 부하 시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 신뢰성을 입증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.256-258
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• 2008

현재 멀티레벨 인버터는 고압 대용량 시스템에 많이 사용되고 있으며, 연구 또한 지속되고 있다. 현재 일반적으로 사용되는 멀티레벨 방법으로는 Neutral Point Clamp(NPC), H-Bridge 케스캐이드, 플라잉 커패시터가 멀티레벨이 있다. 본 논문에서는 Neutral Point Clamp 토포로지 중 다이오드 클램프 멀티레벨을 이용하여 3상 유도전동기용 하이브리드 다이오드 클램프 멀티레벨 인버터를 구성 하였다. 그리고 신호 발생 방법으로는 Subhamonic PWM 방식을 사용하였으며, 유도 전동기 제어는 간접벡터제어로 제어를 함으로써 유도 전동기 구동용 하이브리드 다이오드 클램프 멀티레벨 인버터의 적합함을 검증 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.504-505
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• 2010

본 논문에서는 양방향 스위치를 가지는 기존의 5-레벨 인버터를 직렬 결합하여 보다 많은 출력 전압 레벨을 형성할 수 있는 멀티레벨 인버터 구조를 제안한다. 제안된 회로는 동일한 출력 전압 레벨 형성시 기존의 Cascaded H-bridge cell 방식보다 사용하는 스위칭 소자를 줄일 수 있어 시스템 크기, 비용, 전력 손실을 저감시킬 수 있는 장점을 가진다. 제안된 회로는 입력 전압원의 크기를 5의 배수로 구성함으로서 보다 많은 수의 레벨을 생성시킬 수 있는 특징을 가진다. 본 논문에서는 두 대의 5-레벨 인버터를 직렬 결합함으로써 25-레벨의 출력전압을 생성시킬 수 있는 인버터에 대한 특성을 분석하고 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증한다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.16 no.3
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• pp.283-292
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• 2011

This paper proposed a new multi-level inverter topology based on a H-bridge with two switches and two diodes connected to the DC-link. The output voltage of the proposed topology is quite closer to a sinusoidal waveform compared with a typical single phase inverter. The proposed multi-level inverter is applicable to a power conditioning system for renewable energy sources, and it can be also used as a building block of a cascaded multi-level inverter for a high voltage application. In case of conventional H-bridge type or NPC type multi-level inverter, 8 controllable switches are used to obtain a 5 level output voltage, but the proposed multi-level inverter requires only 6 controllable switches. Thus the circuit configuration is quite simple, reliable and cost-effective implementation is possible. The efficiency can be improved owing to the reduction of the switching loss. A new PWM method based on POD modulation is suggested which requires only one carrier signal. The switching sequence to make the capacitor voltage balanced is also considered. The feasibility is studied through simulation and experiment.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.333-334
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• 2015

본 논문은 단상 플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터에서의 스위칭 상태 변화 횟수를 줄이는 새로운 기법을 제안하였다. 제안한 방법은 플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터가 갖는 Redundant state 특성을 이용하며, 플라잉 커패시터 전압이 제어되는 범위 내에서 각 스위치가 최대한 적게 온/오프 하도록 Redundant state를 선택한다. 이를 단상 3-레벨 플라잉 커패시터 인버터에 적용하여 ＰＳＩＭ 시뮬레이션을 통해 유효성을 검증하였다.