• 제목/요약/키워드: Flying capacitor inverter

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A Novel Five-Level Flying-Capacitor Dual Buck Inverter

  • Liu, Miao;Hong, Feng;Wang, Cheng-Hua
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권1호
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    • pp.133-141
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    • 2016
  • This paper focuses on the development of a Five-Level Flying-Capacitor Dual Buck Inverter (FLFCDBI) based on the main circuit of dual buck inverters. This topology has been described as not having any shoot-through problems, no body-diode reverse recovery problems and the half-cycle work mode found in the traditional Multi-Level Flying-Capacitor Inverter (MLFCI). It has been shown that the flying-capacitor voltages of this inverter can be regulated by the redundant state selection within one pole. The voltage balance of the flying-capacitors can be achieved by charging or discharging in the positive (negative) half cycles by choosing the proper logical algorithms. This system has a simple structure but demonstrates improved performance and reliability. The validity of this inverter is conformed through computer-aided simulation and experimental investigations.

플라잉 커패시터 멀티-레벨 인버터의 커패시티 잔압 균형을 위한 캐리어 비교방식의 펄스 폭 변조 기법 (The Carrier-based SVPWM method for voltage balance of flying capacitor multilevel inverter)

  • 강대욱
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.313-316
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    • 2000
  • This paper proposes a new solution by carrier-based SVPWM method to solve the most serious problem of Flying Capacitor Multi-level Inverter that is unbalance of capacitor voltages The voltage unbalance is occurred by the difference of each capacitor's charging and discharging time applied to Flying Capacitor Multi-level Inverter. It 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 Inverter. The solution can be easily expanded to the multi-level. Also this method can make the switching loss and conduction loss of device equal by the use of leg voltage redundancy. First the unbalance of capacitor voltage is analyzed and the conventional theory of self-balance using phase-shifted carrier is reviewed. And then the new method that is suitable to the Flying Capacitor Inverter is explained. The simulation results would be shown to verify the proposed method

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플라잉 커패시터 멀티-레벨 인버터의 커패시터 전압 균형을 위한 캐리어 비교방식의 펄스폭변조기법 (The Carrier-based PWM Method for Voltage Balance of Flying Capacitor Multi-bevel Inverter)

  • 이상길;강대욱;이요한;현동석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.65-73
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    • 2002
  • 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.

플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터 및 컨버터를 위한 스너버 회로 (A Snubber Circuit for Flying Capacitor Multilevel Inverter and Converter)

  • 이민수;성현제;김인동;노의철;조철제
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제50권9호
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    • pp.459-466
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    • 2001
  • This paper proposes a snubber circuit for flying capacitor multilevel inverter and converter. The proposed snubber circuit makes use of Undeland snubber as basic snubber unit. It has such an advantage of Undeland snubber used in the two-level inverter. Compared with conventional RCD/RLD snubber for multileve1 inverter and converter, the proposed snubber keeps such good features as fewer number of components, reduction of voltage stress of main switching devices due to low overvoltage, and improved efficiency of system due to low loss snubber. In this paper, the proposed snubber is applied to three-level flying capacitor inverter and this feature is demonstrated by computer simulation and experimental result.

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플라잉 커패시터 멀티-레벨 인버터의 플라잉 커패시터 전압 균형을 위한 캐리어 로테이션 기법 (A Carrier-Rotation Strategy for Voltage Balancing of Flying Capacitors in Flying Capacitor Multi-level Inverter)

  • 이원교;김태진;강대욱;현동석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.469-477
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    • 2003
  • 본 논문은 플라잉 커패시터 멀티-레벨 인버터의 가장 큰 문제점인 플라잉 커패시터 전압 불균형의 새로운 해결방법으로 캐리어 로테이션(Carrier-Rotation) PWM 기법을 제안한다. 제안된 기법은 모든 스위치가 한번의 스위칭동작을 하는 동안 플라잉 커패시터의 충전과 방전에 관계된 레그 전압 리던던시(redundancy)를 같은 비율로 사용하여 플라잉 커패시터 전압을 일정하게 유지하며, 전압의 변동폭이 최소가 되도록 제어한다 이 방법은 각 캐리어의 배치가 모두 통상이므로 출력 전압의 고조파 성분이 저감되며, 또한 모든 스위치의 스위칭 주파수가 같으므로 스위치 이용률이 개선되는 특성을 갖는다. 제안된 기법을 플라잉 커패시터 3-레벨 인버터에 적용하여 상세히 분석하고, 3-레벨 이상에 적용할 수 있도록 일반화한다. 제안된 기법의 타당성은 실험 결과로 검증된다.

플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터 및 컨버터를 위한 스너버 회로 (A Snubber Circuit for Flying Capacitor Multilevel Inverter and Converter)

  • 성현제
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.448-451
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    • 2000
  • This paper proposed a snubber circuit for flying capacitor multilevel inverter and converter. The proposed snubber circuit makes use of Undeland snubber as basic snubber as basic snubber unit and has such an advantage of Undeland snubber used in the two-level inverter. Comparing conventional RCD/RLD snubber for multilevel in verter and converter the proposed snubber keeps such a good features as fewer number of components improved efficiency of system due to low loss snubber and reduction of voltage stress of main switching devices due to low overvoltage. Furthermore the proposed concept of constructing a snubber circuit for flying capacitor 3-level inverter and converter can apply to any level of them. In this paper the proposed snubber applies to three-level flying capacitor inverter and demonstrates its feature by computer simulation and experimental result.

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플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터의 플라잉 커패시터 전압 균형을 위한 멀리 캐리어 PWM 기법에 대한 연구 (A Study on the Multi-carrier PWM Methods for Voltage Balancing of Flying Capacitor in the Flying Capacitor Multi-level Inverter)

  • 진범승;김태진;강대욱;현동석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.298-301
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    • 2005
  • The flying capacitor voltage control of the flying capacitor multi-level inverter (FCMLI) is very important for safe operation. The voltage unbalancing of flying capacitors caused serious problems in safety and reliability of system. In the FCMLI, balancing problem of the flying capacitor has its applications limited. The voltage unbalance is occurred by the difference of each capacitors charging and discharging time applied to FCMLI. This paper investigates and analyzes multi-carrier PWM methods to solve capacitor voltage balancing problem. The Phase-Shift PWM (PSPWM) method that is commonly used, The Modified Carrier-Redistribution PWM (MCRPWM) method and The Saw-Tooth-Rotation PWM (STRPWM) method are discussed and compared with respect to switching state, balancing voltage of capacitors and output waveform. These three PWM methods are analyzed by using a flying capacitor three-level inverter and provided result through simulation. Finally, the harmonics about the output voltages of their methods are compared using the harmonic distortion factor (HDF).

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플라잉 커패시터 멀티-레벨 인버터의 커패시터 전압 균형을 이루기 위한 캐리어 비교방식의 대칭 기법 (A Symmetric Carrier Technique of CRPWM for Voltage Balance Method of the Flying Capacitor Multi-level Inverter)

  • 전재현;김태진;강대욱;현동석
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제52권12호
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    • pp.624-631
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    • 2003
  • This paper presents a simple carrier symmetric method for the voltage balance of flying capacitors in FCMLI(flying capacitor multi-level inverter). To achieve the voltage balance of flying capacitors, the utilization of each carrier must be balanced during a half-cycle of the switching period such as PSPWM(Phase-Shifted PWM). However, the CRPWM(Carrier Redistribution PWM) method causes the fluctuation of flying capacitor voltages because the balanced utilization of carriers is not achieved. Moreover, it does not consider that the load current change has an influence on flying capacitor voltages by assuming that the current flows into the load. To overcome the drawbacks of CRPWM, it is modified by the technique that carriers of each band are disposed symmetrically at every fundamental period. Firstly, the CRPWM method is reviewed and the theory on voltage balance of flying capacitors is analyzed. The proposed method is introduced and is verified through the experiment result.

4-레벨 하이브리드 하프 브리지 플라잉 캐패시터 인버터의 새로운 토폴로지 (A New Topology of Four-Level Hybrid Half-Bridge Flying-Capacitor Inverter)

  • 프리바디조나단;이동춘
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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    • pp.315-316
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    • 2019
  • This paper proposes the operation scheme and control method for a four-level hybrid half-bridge flying-capacitor inverter (4L-HHBFCI). With in-phase disposition level-shifted modulation (IPD), the flying capacitor voltage ripple is less than 1% of the reference value, while the line-to-line voltage total harmonic distortion is 23.27% at unity modulation index. The performance and effectiveness of the proposed inverter operation have been verified by simulation results.

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3-레벨 플라잉 커패시터 인버터를 위한 일반화된 Undeland 스너버 회로 (A Generalized Undeland Snubber for Flying Capacitor 3-level Inverter)

  • Kim, In-Dong
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.746-755
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    • 2001
  • 본 논문은 플라잉 커패시터 3-레벨 인버터 및 컨버터를 위한 스너버 회로를 제안하였다. 제안한 스너버회로는 Undeland 스너버를 기본 스너버로 사용하여 구성한 것으로서, 2-레벨 인버터에서 사용되어온 Undeland 스너버의 장점을 그대로 지니고 있다. 3-레벨 인버터 및 컨버터를 위해 제안한 스너버 회로와 기존의 RCD/RLD 스너버를 비교하면 1)사용소자의 수가 감소하며, 2) 낮은 과전압에 의한 스위칭 소자의 전압 스트레스가 감소하며, 3) 스너버 회로에서의 전력손실이 감소하여 전체 시스템에서의 효율이 개선된다. 본 논문에서는 제안한 스너버를 3-레벨 플라잉 커패시터 인버터에 적용하여 스너버 특성을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석하였으며 실험을 통해 제안한 스너버의 효용성을 입증하였다. 제안한 플라잉 커패시터 3-레벨 인버터 및 컨버터를 위한 스너버 회로를 구성하는 방법은 멀티레벨 인버터 및 컨버터에도 그대로 적용 할 수 있다.

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