• Journal of Power Electronics
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• 제14권3호
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• pp.499-506
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• 2014

This paper proposes a 3 kW single-phase bi-directional multi-level converter for energy storage applications. The proposed topology is based on the H-bridge structure with four switches connected to the DC-link. A simple phase opposition disposition PWM method that requires only one carrier signal is also suggested. The switching sequence to balance the capacitor voltage is considered. The topology can be extended to a nine-level converter or a three-phase system. The operating principle of the proposed converter is verified through a simulation and an experiment.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.215-218
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• 2001

This paper is proposed a sinusoidal input current multi-level ac-dc converter using transformer. The multi-level converter which controls input current by combining Buck converter to Improve input current characteristics. This method, which is multiplying and duplicating output of converter of equal capacity, is able to control unit power factor of input current, reduce the problem caused by high frequency switching, and apply to high power converter because filter is not necessary The feasibility of the circuit is verified by computer simulation using PSIM

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.2015-2021
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• 2008

최근 태양광 발전시스템 등 낮은 전압을 발생하는 전원소스를 이용하여 높은 승압효과를 얻기 위한 멀티레벨 인버터에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 DC/DC의 출력전압 리플 저감을 위한 새로운 구조의 다중레벨 DC/DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 Buck컨버터를 직렬로 연결하여 다중전압을 발생하는 구조를 취함으로 기존의 Buck 컨버터에 비하여 출력 전압의 리플을 저감할 수 있었다. 또한 FPGA 기반 멀티레벨 인버터용 스위칭 함수를 구현하고자 하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권1호
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• pp.333-344
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• 2018

This proposed paper aims for the high efficiency contactless power transfer in household dc power distribution. A 300 W five-level diode clamped multi-level converter with 300 Vdc input dc link bus is employed for the power transferring task and the output voltage range is controlled at 48 Vdc. The inner and outer solenoid coils are used for inductive power transfer (IPT) transformer with the 200 kHz switching frequency for designed power density. Therefore, to achieve the converter efficiency above 95%, the LLC series resonant with fundamental harmonic analysis (FHA) and the calculated switching angles are used as an optimized tool for designing the system resonant tank. The validations of this approached topology are illustrated in both MATLAB/Simulink simulation and implementation.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.274-284
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• 2003

대용량 전력변환기기인 멀티-레벨 컨버터는 전동기구동시스템 및 유연송전시스템 등에 널리 사용되고 있다. 이중 H-Bridge 컨버터는 캐스캐이드 형태를 사용하여 멀티-레벨로의 확장이 용이한 장점으로 인해 shunt형 기기로 점차 응용이 확대되고 있다. 정상 상태에서 대략 0.7∼0.8의 변조지수 범위에서 작동한다. 고변조지수에서는 부스트 벡터인 zero vector가 인가되지 않아도 DC-link 전압은 일정하게 유지된다. 이것은 3-레벨 컨버터의 여러 벡터 중 zero vector 이외에도 또 다른 boost vector가 존재한다는 것을 의미한다. 본 논문은 boost vector의 원리를 살펴보고 3레벨 컨버터에서 zero vector와 또 다른 boost vector와의 차이점을 고찰하였다. 또한 본 논문은 두 토폴로지의 충전 전류와 커패시터 전압을 해석하고 비교한다 이 전압과 전류는 스위칭 상태와 기준전압과 관련되어 있고 이것을 이용하여 각 커패시터의 충전전류와 전압리플에 대한 계산 방법을 제안하였고 다양한 DC-Link 전압제어 방법을 시뮬레이션을 통해 비교하였다.

• 전기학회논문지
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• 제62권9호
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• pp.1240-1248
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• 2013

This paper describes a switching-level operation analysis of BTB(Back-To-Back) converter for HVDC(high voltage DC) application based on MMC(modular multi-level converter). A switching-level operation analysis for BTB converter is very important to understand the converter operation in detail and check the voltage and current transients in each components. However, the development of switching-level simulation model for the actual size BTB Converter is very difficult because the MMC normally has more than 150 sub-modules for each arm. So, a switching level simulation model for the 11-level MMC-based BTB converter was developed with PSCAD/EMTDC software, which has 12 sub-modules for the positive arm and another 12 sub-modules for the negative arm. The DC-voltage balance algorithm, the circulating-current reduction algorithm, the harmonic reduction algorithm, and the redundancy operation algorithm were included in this simulation model. The developed simulation model can be utilized to analyze the MMC-based BTB converter for HVDC application in switching level and to develop the protection scheme for the MMC-based BTB converter for HVDC application.

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

• Journal of Power Electronics
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• 제9권3호
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• pp.396-402
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• 2009

A DC/DC converter generally needs to work under high switching frequency when used as an adjustable power supply to reduce the size of magnetic elements such as inductors, transformers and capacitors, but with the rising of the switch frequency, the switch losses will increase and the efficiency will reduce. Recently, to solve these problems, research is actively being done on a soft switching method that can be applied under high frequency and on a PWM converter that can be applied under low frequency such as a multi-level topology. In this paper a novel DC-DC conversion method for reducing the ripple of output voltage is proposed. In the proposed converter, buck converters are connected in series to generate the output voltage. By using this method, the ripple of output voltage can be reduced compared to a conventional buck converter. Particularly when output voltage is low, the number of acting switching elements is less and the result of ripple reduction is more obvious. It is expected that the converter proposed in this paper could be very useful in the case of wide-range output voltage.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.129-130
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• 2016

본 논문에서는 근사 계단 제어 변조(Nearest Level Control Modulation)로 동작하는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi level Converter)에서 충전 회로나 반송파(Carrier)없이 초기 충전(Pre-charging)하는 새로운 방식을 제안하였다. 이의 성능을 검증하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통해 암(Arm)당 12개의 서브모듈(Sub-Module)로 구성된 3상 10kVA 모듈형 멀티레벨 컨버터를 구현 및 시뮬레이션을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.67-68
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• 2011

본 논문에서는 Modular Multi-Level Converter(MMLC)의 셀(Cell) 캐패시터(Capacitor) 전압 밸런싱에서 전압맥동 최소화 방법을 제안한다. 암(Arm) 평균 전류를 직류성분으로만 제어 할 경우 기본파 주파수와 2 고조파로 흔들리는 순시전력 항이 셀 캐패시터 전압 맥동을 만든다. 이를 억제 하기위해 암 평균 전류에 2 고조파 교류 성분을 직류성분과 함께 제어하는 방법을 제안한다. 이 방법을 통하여 전압맥동을 줄일 수 있음을 밝히고, 주입되는 2 고조파 전류의 크기와 위상각 계산 방법을 제시한다. 모의실험 결과를 통해 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.