• 전력전자학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.459-462
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• 2019

This work presents methods for reducing overshoot voltages across the drain-source of silicon carbide (SiC) MOSFETs in grid-connected hybrid active neutral-point-clamped (ANPC) inverters. Compared with 3-level NPC-type inverter, the hybrid ANPC inverter can realize the high efficiency. However, SiC MOSFETs conduct its switching operation at high frequencies, which cause high overshoot voltages in such devices. These overshoot voltages should be reduced because they may damage switching devices and result in electromagnetic interference (EMI). Two major strategies are used to reduce the overshoot voltages, namely, adjusting the gate resistor and using a snubber capacitor. In this paper, advantages and disadvantages of these methods will be discussed. The effectiveness of these strategies is verified by experimental results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.369-373
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• 2001

Multilevel inverter has attracted great interest in high-voltage high-power field because of its less distorted output. In this paper, a direct torque control (DTC) technique based on a three-level neutral-point-clamped (NPC) inverter is presented. In order to solve the intrinsic neutral-point voltage-balancing problem and to obtain a high performance DTC, a special vector selection method is introduced and the concept of virtual vector is developed. By using the proposed PWM strategy, a MRAS speed sensor-less DTC drive can be achieved without sensing the neutral-point voltage, The strategy can be verified by simulation and experimental results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1998년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.63-69
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• 1998

A new current controlled PWM technique with NPC structure is proposed in this paper. A current controlled PWM technique with neutral-point-clamped pulse-width modulation inverter composed of main switching devices which operates as switch for PWM and auxiliary switching devices to clamp the output terminal potential to the neutral point potential is described. The proposed current controller has a first and second current band. The switching pattern will be made by the first current band. According to the second current band, the output state of the switching pattern is changed into positive and negative state. This inverter output contains less harmonic content and lower switching frequency than that of conventional current controlled PWM technique at the same current limit. Two inverters are compared analytically and the performance is investigated by the computer simulation.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권1호
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• pp.70-80
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• 2018

A novel strategy based on a zero common mode voltage pulse-width modulation (ZCMV-PWM) technique and zero-sequence circulating current (ZSCC) feedback control is proposed in this study to eliminate ZSCCs between three-level neutral point clamped (NPC) voltage source inverters, with common AC and DC buses, that are operating in parallel. First, an equivalent model of ZSCC in a three-phase three-level NPC inverter paralleled system is developed. Second, on the basis of the analysis of the excitation source of ZSCCs, i.e., the difference in common mode voltages (CMVs) between paralleled inverters, the ZCMV-PWM method is presented to reduce CMVs, and a simple electric circuit is adopted to control ZSCCs and neutral point potential. Finally, simulation and experiment are conducted to illustrate effectiveness of the proposed strategy. Results show that ZSCCs between paralleled inverters can be eliminated effectively under steady and dynamic states. Moreover, the proposed strategy exhibits the advantage of not requiring carrier synchronization. It can be utilized in inverters with different types of filter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.45-46
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• 2013

멀티레벨 고압인버터 토폴로지 중 저압 Power Cell를 이용하여 고압을 출력하는 Cascaded 방식이 산업계에서는 널리 사용되고 이다. 최근 제품화된 Cascaded 방식은 크게 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 저압 Power Cell에 단상 H-Bridge를 이용한 Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터와 단상 NPC(Neutral Point Clamped) 토폴로지를 적용한 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터이다. 이 중 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터의 경우 적은 수의 셀을 사용하여 CHB와 동일한 출력 레벨을 생성할 수 있으며, NPC 방식의 고압 인버터 고유의 장점을 모두 구현할 수 있다. 반대로 CHB Type과 NPC type의 단점인 복잡한 구조의 Phase Shift Transformer와 DC_Link 중성점 전압이 변동하는 단점 또한 나타나게 된다. 본 논문에서는 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터의 이러한 단점을 극복하기 위한 새로운 방식의 Phase Shift Transformer와 NPC Power Cell의 중성점 전압 변동을 줄일 수 있는 기법에 대해 설명하고 이 기법에 대한 타당성을 모의시험을 통해 검증하였다.

• 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.

• 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 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.103-104
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• 2016

기존 Cascade H-bridge 인버터 토폴로지는 커패시터나 다이오드가 없이 스위치로 구성되어 있으며, 필터 없이 정현파와 유사하게 구현할 수 있다. 또한 출력전압 레벨이 높을수록 정현파와 유사하게 되어 고주파가 줄어들며, 각 셀을 직렬로 연결하면 입력전압보다 높은 출력전압 갖는다. 본 논문에서는 기존 Cascade H-bridge 인버터와 NPC(Neutral Point Clamped)가 결합한 Cascade H-bridge NPC 인버터를 제안하였다. Cascade H-bridge NPC 인버터는 기존 Cascade H-bridge 인버터 특성과 유사하며, Cascade H-bridge 인버터와 NPC 인버터의 장점을 가지고 있다. Cascade H-bridge 인버터와 Cascade H-bridge NPC 인버터를 시뮬레이션 통해 THD(Total Harmonic Distortion) 비교분석하였고 시뮬레이션은 PSIM 9.1.4을 가지고 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.15-16
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• 2017

본 논문은 active neutral-point clamped (A-NPC) 컨버터를 이용한 이차 전지 충방전 시스템 설계 방법을 제안한다. 제안하는 시스템은 계통 전압의 정류를 위한 필터와 3-레벨 NPC 컨버터, 이차 전지 충방전을 위한 양방향 DC/DC 컨버터로 구성된다. 그러나 기존의 NPC 컨버터는 IGBT의 스위칭 손실이 특정 소자에 집중되어 스위칭 주파수를 높이는데 한계를 갖는 다. 본 논문은 손실 불균형 문제를 해결하기 위해 기존의 NPC 컨버터 대신 A-NPC 컨버터를 적용하며 이를 위한 변조 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 변조 방법에 따른 IGBT의 손실 및 온도 분포에 대한 분석 결과를 제시하며 제안하는 이차 전지 충방전 시스템의 타당성을 검증한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권3호
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• pp.727-743
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• 2019

This paper presents a pulse-width modulation strategy to eliminate the common mode voltage (CMV) with reduced CMV spikes in multilevel inverters since a high CMV magnitude and its fast variations dv/dt result in bearing failure of motors, overvoltage at motor terminals, and electromagnetic interference (EMI). The proposed method only utilizes the zero CMV states in a space vector diagram and it is implemented by a carrier-based pulse-width modulation (CBPWM) method. This method is generalized for odd number levels of inverters including neutral-point-clamped (NPC) and cascaded H-bridge inverters. Then it is extended to the over-modulation mode. The over-modulation mode is implemented by using the two-limit trajectory principle to maintain linear control and to avoid look-up tables. Even though the CMV is eliminated, CMV spikes that can cause EMI and bearing current problems still exist due to the deadtime effect. As a result, the deadtime effect is analyzed. By taking the deadtime effect into consideration, the proposed method is capable of reducing CMV spikes. Simulation and experimental results verify the effectiveness of the proposed strategy.