• Journal of Power Electronics
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• 제19권3호
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• pp.702-713
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• 2019

Multilevel Inverters (MLIs) are widely used in medium voltage applications due to their various advantages. In addition, there are numerous types of MLIs for such applications. However, the diode-less 3-level (3L) T-type Neutral Point Clamped (NPC) MLI is the most advantageous due to its low conduction losses and high potential efficiency. The power circuit of a 3L T-type NPC is derived by the conventional two level inverter by a slight modification. In order to explore the MLI performance for various Pulse Width Modulation (PWM) schemes, this paper examines the operation of a 3L (five level line to line) T-type NPC MLI for various types of Multi-Carriers Pulse Width Modulation (MCPWM) schemes. These PWM schemes are compared in terms of their voltage profile, total harmonic distortion (THD) and conduction losses. In addition, a 3L T-type NPC MLI is also compared with the conventional NPC in terms of number of switches, clamping diodes, main diodes and capacitors. Moreover, the capacitor-balancing problem is also investigated using the Neutral Point Fluctuation (NPF) method with all of the MCPWM schemes. A 1kW 3L T-type NPC MLI is simulated in MATLAB/Simulink and implemented experimentally and its performance is tested with a 1HP induction motor. The results indicate that the 3L T-type NPC MLI has better performance than conventional NPC MLIs.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.136-145
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• 2009

고속 철도 추진시스템의 고속화 및 급전시스템의 전력 품질향상을 위한 연구가 현재 활발히 진행되고 있으며 이를 위한 멀티레벨 전력변환기를 적용한 고속전철 추진시스템의 연구가 필요하다. 본 논문은 멀티레벨 전력변환기의 제어기법 및 공간전압벡터 변조기법(Space Vector PWM, SVPWM)의 모델을 제안한다. 단상 컨버터 제어방식으로는 널리 사용되고 있는 순시치 전류제어 방식을 대신하여, 과도상태 개선 및 제어 속응성을 향상시키기 위하여 동기좌표계에서의 전류 제어 방식을 사용한 제어기법을 적용하였으며, 단상 멜티레벨 컨버터 및 3레벨 인버터에 적용되는 SVPWM기법의 시뮬레이션 모델을 제안하고 인버터 축소모델을 통하여 모델링의 타당성을 보인다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.16-26
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• 2014

This paper proposes new 13-level inverter topology and DC/DC converter buck-boost structure topology for multilevel, compounding uni-directional and bi-directional switches, and proposes high-efficient multilevel inverter system in which the proposed two PCS(Power Conditioning System) was connected in series. In proposed multilevel inverter of forming a output 13-level phase voltage by using total 18 switching parts, Then bi-directional switch has a characteristic of reducing conduction loss and controlling the reactive power effectively by separating electrically from the neutral point. DC/DC converter for supplying in dependent 3 DC voltage to the proposed multi-level inverter generates 180-degree phase shifted PWM by the symmetrically combined structure of 2 buck-boost converter and twice switching frequency efficiency can be obtained, meanwhile, the converter can step up/down the output voltage and 20% output can be generated comparing the input voltage. This proposed system is verified with the simulation and laboratory test.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.334-340
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• 2004

본 논문에서는 캐스케이드 변압기를 이용하는 멀티레벨 인버터의 변압기 크기를 동일화시키기 위한 효과적인 스위칭 패턴을 제안한다. 제안된 스위칭 방식은 기존의 SHEPWM 스위칭 방식을 기초로 하여 각 변압기에 인가되는 최대 자속을 동일하게 함으로서 캐스케이드 변압기의 위치에 상관없이 동일한 설계가 가능하다. 따라서 동일한 풀-브리지 모듈의 이용이 가능하고, 모듈화 특성을 개선시키며, 제작의 용이성을 쾌할 수 있다. 제안된 스위칭 기법의 기본 아이디어를 이론적으로 분석하며, 타당성을 실험을 통하여 입증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.516-517
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• 2015

This paper proposes the feedforward compensation method of output voltage with 3phase AC/DC PWM converter on DC distribution system for improved response. AC/DC PWM converter on DC distribution is required power supply of high quality because of renewable energy sources and load links. In general, Feedforward compensation method of 3phase AC/DC PWM converter receives the sensor input to the output current, load power. Resulting, error of the sensing values and communication cause time delay. Therefore, Feedforward compensation method through only the output voltage is proposed in this paper. The feedforward compensation method through only the output voltage can be applied to the two-level AC/DC PWM converters, as well as multi-level converter or inverter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(2)
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• pp.635-639
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• 2004

This paper presents a simple PWM method to control three phase four leg multilevel inverters, which have been developed for supplying electrical power to three phase unbalanced load and for related power active filters. The method is derived from a general correlation between space vector PWM (SVPWM) method and carrier based PWM (CPWM) method. As an advantage, the simplicity and flexibility of the proposed CPWM control can be obtained and the complicated calculations of the 3-D SVPWM concepts can be avoided. The method has been mathematical formulated and demonstrated by simulation results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.651-654
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• 2005

In this paper, an efficient switching pattern to equalize the size of transformer is proposed for a multi-level inverter employing cascaded transformers. It is based on the prior selected harmonic elimination PWM(SHEPWM) method. Because the maximum magnetic flux imposed on each transformer becomes exactly equal each to each, all transformers can be designed with the same size regardless of their position. Therefore, identical full-bridge inverter units can be utilized, thus improving modularity and manufacturability. The fundamental idea of the proposed switching pattern is illustrated and the analyzed theoretically. The validity of the proposed switching strategy is verified by experimental results.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1528-1530
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• 2004

In this paper, an efficient switching pattern to equalize the size of transformer is proposed for a multi-level inverter employing cascaded transformers. It is based on the prior selected harmonic elimination PWM(SHEPWM) method. Because the maximum magnetic flux imposed on each transformer becomes exactly equal each to each, all transformers can be designed with the same size regardless of their position. Therefore, identical full-bridge inverter units can be utilized, thus improving modularity and manufacturability. The fundamental idea of the proposed switching pattern is illustrated and then analyzed theoretically. The validity of the proposed switching strategy is verified by experimental results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.321-324
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• 2000

멀티-레벨 인버터 구조는 크게 세 가지가 있다 NPC 구조, 플라잉 커패시터 구조, 그리고 H-bridge 단위 인버터 셀을 종속적으로 연결한 cascaded 구조가 그것이다. 이중에서 cascaded 구조는 지금까지 홀수 레벨만 존재하는 것으로 알려졌다 본 논문에서는 이것을 짝수 레벨로 확장한 새로운 구조를 제안하고 홀수 짝수 레벨 모두에 적용이 가능한 새로온 PWM 기법을 제안하고자 한다. 제안한 기법은 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험으로 그타당성을 입증하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.472-480
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• 2009

본 논문은 3상 NPC형 3레벨 인버터의 과변조 SVPWM 기법과 변조비에 대한 출력전압의 고조파를 분석하였다. 3상 NPC형 3레벨 인버터는 SVPWM을 적용하여 선형영역을 0.907까지 확장하였고 과변조 영역에서는 푸리에 급수에 의한 추종전압의 보상기법을 적용하여 6 스텝영역까지 운전할 수 있도록 하였다. PWM 형태인 출력전압의 고조파 특성분석에는 PD방식의 멀티 캐리어 기법에 대하여 이중 푸리에 급수를 적용하여 해석하였다. 시뮬레이션은 PSIM을 사용하여 구현하였고 3레벨 인버터의 영역도의 각 영역에 대해서 고조파의 특성을 확인하였다. NPC형 3레벨 인버터의 고조파 분포는 선형영역에서는 캐리어 주파수의 측대 고조파가 분포되고, 과변조 영역으로 넘어가면서 기본파에 의한 고조파 성분이 점차 증가하고 캐리어 주파주의 사이드 밴드의 고조파 성분은 감소함을 확인하였다. 본 논문에서의 고조파 해석을 검증하기 위하여 동일한 조건에서 시뮬레이션과 실험을 수행하였다.