• 전력전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.56-62
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• 2022

In this paper, the effect of pulse width modulation methods on thermal loadings and power losses of single-phase five-level NPC inverters for photovoltaic systems are analyzed. The pulse width modulation methods affect the power losses of the NPC inverters and thus lead to different thermal loadings of NPC inverters. To identify the reliability-critical power device with respect to thermal stress, the thermal loadings of I- and T-type NPC inverters are analyzed by applying the unipolar pulse modulation method. Then, the effect of the discontinuous pulse width modulation method on power losses and thermal loadings of power devices of I- and T-type NPC inverters are analyzed. Finally, the operation of NPC inverters applying the discontinuous pulse modulation method is confirmed by experiments. The results show that the discontinuous pulse modulation method is able to improve the reliability of NPC inverters by reducing thermal loadings of reliability-critical power devices and it is more effective for T-type NPC inverters than I-type NPC inverters.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.46-52
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• 1999

본 논문은 NPC 인버터의 구조를 위한 유도전동기 구동 시스템의 새로운 히스테리시스 전휴 제어기법을 제안하였다. 이러한 NPC 구조를 가지는 히스테리시스 전류제어 인버터의 구조는 각상의 인버터 출력전압을 제어하는 주 스위칭 소자와 주 스위치 OFF시에 출력전압을 0전위로 유지시키기 위한 보조 스위칭 소자로 구성된다. 이와 같이 제안된 HNPC (Hysteresis current controlled Neutral Point Clamped) 스위칭 기법은 1차, 2차 전류밴드를 가지며, 전압스위칭 신호는 1차 밴드와 실제전류의 비교 결과로서 발생하고, 2차 밴드와 실제전류의 비교 결과는 전압 스위칭 신호의 상위와 하위를 스위치의 동작을 결정하는 신호로서 동작한다. 이러한 스위칭의 결과로서 제안된 인버터 시스템의 출력 파형은 기존의 전류제어 방식과 비교하여 적은 고조파 성분의 함유특성을 가지고, 동일한 전류밴드 범위에서 낮은 스위칭 주파수를 가진다. 본 연구에서는 제안된 기법을 유도 전동기 구동 시스템에 적용하므로 이들 특성을 시뮬레이션을 통하여 고찰하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.143-144
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• 2014

본 논문에서는 NPC(Neutral Point Clamped) 및 T-type IGBT 모듈을 이용하여 3상 3-레벨 인버터를 구성하고, 인버터에서 발생되어지는 도통손실과 스위칭 손실을 PSIM의 Thermal Module을 사용하여 확인한다. 또한 토폴로지 상의 차이에 의해 발생되어지는 스위치 손실을 비교 하며, 시뮬레이션에 적용한 파라미터 값들을 수식에 직접 적용하여 손실에 영향을 미치는 파라미터를 확인하고, 각 파라미터의 값의 변화가 주어진 조건에서 전체 손실에 미치는 영향을 확인한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.900-901
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• 2008

본 논문은 NPC 인버터(Neutral-point-clamped Inverter) 시스템을 구성하는 스위칭 소자에 개방성 고장이 발생하였을 경우 인버터 시스템의 고장 검출을 위한 새로운 고장 검출 방법을 제안하였다. 이 방법은 CPWM(continuous-PWM) 고유의 특성을 이용하기 때문에 간단한 알고리즘으로서 구현이 용이할 뿐만 아니라 기존의 방법보다 빠른 고장 검출 능력을 가진다. 빠른 고장 검출 능력은 고장 검출 시간의 지연에서 올 수 있는 직류-링크 커패시터의 전압 불평형 문제 및 이로 인한 다른 스위치로의 전압 스트레스 증가에 의한 소자 파괴와 같은 악영향을 개선시킬 수 있다. 제안된 방법의 타당성을 입증하기 위하여 실험을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.6-10
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• 2003

The reliability of power electronics system is very important In industrial, commercial and military applications. This paper presents the principles for NPC inverter as an available technology for the design and implementation of adaptive fault tolerant systems. The fault tolerance is obtained by the use of the particular construction. The control method is proposed to get the sinusoidal load current with constant amplitude. The strategy described in this paper is expected to provide an economic alternative to more expensive redundancy techniques which find justification only in a few specialized application.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.421-422
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• 2013

본 논문에서는 3-레벨의 NPC(Neutral Point Clamped) VSC와 T-type VSC를 시뮬레이션용 열 모델링 기법을 이용하여 스위칭과 도통 손실을 비교 분석하였다. 두 가지 토폴로지의 인버터동작과 회생동작에서의 주파수에 따른 효율을 시뮬레이션을 통하여 고찰 하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권2호
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• pp.489-500
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• 2014

This paper presents a simple modified unipolar carrier-based pulsewidth modulation (CB-PWM) strategy for the three-level neutral-point-clamped (NPC) voltage source inverter (VSI). Analytical expressions for the relationship between modulation reference signals and output voltages are derived. The proposed modulation technique for the three-level NPC VSI includes the maximum and minimum of the three-phase sinusoidal reference voltages with zero-sequence voltage injection concept. The proposed modified CB-PWM strategy incorporates a novel method that requires only of one triangular carrier wave for generate the gating pulses in three-level NPC VSI. It has the advantages of being simplifying the algorithm with no need of complex two/multi-carrier pulsewidth modulation or space vector modulation (SVM) and it's also simple to implement. The possibility of the proposed CB-PWM technique has been verified though computer simulation and experimental results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.112-113
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• 2013

본 논문에서는 부트스트랩 게이트 드라이브 회로가 적용된 3-레벨 NPC 인버터의 전동기 저속 운전에 적용하기 위한 PWM 스위칭 전략을 제안한다. 3-레벨 NPC 인버터를 이용하여 전동기를 제어할 경우, 일반적으로 구현의 편리성 때문에 CBPWM이 주로 사용된다. CBPWM 중 Unipolar 방법이 주로 사용되지만 부트스트랩 회로를 적용한 3-레벨 NPC 인버터의 전동기 저속 운전 시 부트스트랩 캐패시터 방전에 의한 전압 감소 크기가 증가한다. 캐패시터 전압이 정상적인 인버터 동작을 위한 한계 전압 이하로 감소하면 정상적인 제어는 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 부트스트랩 회로가 적용된 3-레벨 NPC 인버터의 전동기 저속 운전에 적용하기 위한 PWM 스위칭 전략에 대해 제안 하였으며 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 증명하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.81-82
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• 2015

본 논문은 3-level NPC 인버터의 중성점 전압의 불균형 시 나타나는 공간 벡터 왜곡 현상을 보상하는 기법에 대해 제안하였다. NPC 인버터의 중성점 전압은 부하에 인가되는 상전압에 영향을 미치며, 이러한 출력 상전압의 변화에 의해 NPC의 공간벡터는 중성점 전압에 영향을 받게 된다. 이러한 중성점 불균형에 따른 공간 벡터 전압 왜곡 현상을 보상하기 위해 캐리어 전압 크기 및 옵셋 전압 인가 기법을 제안한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 NPC 인버터의 중성점 전압 불균형에 대한 영향 및 제안한 기법의 타당성을 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.369-372
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• 2017

This paper presents a control scheme for three-level NPC inverters using small DC-link capacitors. To reduce the inverter system volume, the film capacitor with small capacitance is a promising candidate for the DC-link. When small capacitors are applied in a three level inverter, however, the AC ripple component increases in the DC-link NPV (neutral point voltage). In addition, the three-phase input grid currents are distorted when the DC-link capacitors are fed by diode rectifier. In this paper, the additional circuit is applied to compensate for small capacitor systems defect, and the offset voltage injection method is presented for the stabilization in NPV. These two proposed processes evidently ensure the quality improvement of the input grid currents and output load currents. The feasibility of the proposed method is verified by experimental results.