• Journal of Power Electronics
• /
• 제14권2호
• /
• pp.282-291
• /
• 2014

This paper presents a detailed theoretical analysis and performance assessment of the capacitor voltage balancing strategies for staircase modulated modular multilevel converters (MMC) in terms of the algorithm structures, voltage balancing effect, and switching frequency. A constant-frequency redundancy selection (CFRS) method with minimal switching loss is proposed and the function realization of specific modules of the algorithm is given. This method is simple and efficient in both switching frequency and regulation capacity. Laboratory results show very good agreement with the theoretical analysis and numerical simulations.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제14권2호
• /
• pp.292-301
• /
• 2014

This paper presents a new configuration for a three-phase multilevel voltage source inverter. The main bridge is built from a classical three-phase two-level inverter and three bidirectional switches. A variable DC-link employing two unequal DC voltage supplies and four switches is connected to the main circuit in such a way that the proposed inverter produces four levels in the output voltage waveform. In order to obtain the desired switching gate signals, the fundamental frequency staircase modulation technique is successfully implemented. Furthermore, the proposed structure is extended and compared with other types of multilevel inverter topologies. The comparison shows that the proposed inverter requires a smaller number of power components. For a given number of voltage steps N, the proposed inverter requires N/2 DC voltage supplies and N+12 switches connected with N+7 gate driver circuits, while diode clamped or flying capacitor inverters require N-1 DC voltage supplies and 6(N-1) switches connected with 6(N-1) gate driver circuits. A prototype of the introduced configuration has been manufactured and the obtained simulation and experimental results ensure the feasibility of the proposed topology and the validity of the implemented modulation technique.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.351-352
• /
• 2012

본 논문에서는 최근 직류송전용 컨버터로 많은 관심이 집중되고 있는 MMC(Modular Multi-level Converter)에 대해서 소개하고 있다. 대용량 전압원 컨버터로 MMC가 적합한 이유에 대해서 설명하고, MMC의 동작원리, SM(Sub-Module) dc capacitor voltage balancing 기술, 전체 제어 시스템에 대해 자세하게 설명하고 있다. 제안하는 MMC는 Staircase Modulation 방식으로 사인파형에 가까운 출력전압을 형성하고, Sorting 알고리즘을 구현하여 개별 SM의 커패시터 전압이 균등하게 일정 값을 유지하도록 하였다. 제안하는 MMC의 성능평가를 위하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 3상 11-level MMC를 모의하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
• /
• 제7권3호
• /
• pp.27-33
• /
• 1993

본 논문은 캐리어 주파수 20kHz 이상의 고주파 전압형 PWM 인버터를 구동하기 위한 디지털 제어기에 관한 연구이다.적절한 PWM 패턴을 선택하기 위하여 기존의 PWM을 분석하였고, 비동기형 계단 정현파를 기준신호로 하여 제어기의 PWM 패턴을 구하였으며, PWM 제어방법은 가변 캐리어 비를 이용하였다.PWM 제어기는 모두 디지털 방식으로 구성하였다. 특히, 제시된 제어기의 구성은 연산 및 데이터 처리와 PWM 패턴 합성을 8비트 원칩 마이크로프로세서와 디지털 로직으로 나누어 설계하므로써 제어에 대한 속응성 및 제어성을 개선하였다. 또 변조도 데이터를 9비트로 출력하도록 프로그램을 적절히 이용하여 데이터 처리능력을 높였다.디지털 제어기는 회로구성을 i8051과 원칩 EPLD로 구성하였고, 설계된 제어기는 전압형 인버터를 동작시켜 제어성을 고찰하였다. 그리고 전압형 인버터 시스템의 고조파와 전류파형을 평가 분석하였다.