KR101389579B1 - 전력용 컨버터 - Google Patents

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김태균
양항준
최종윤
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Abstract

본 발명은 에너지저장부와 그 에너지저장부에 병렬로 연결된 다수의 파워반도체회로를 갖는 다수의 서브모듈이 직렬로 연결된 전력용 컨버터에서 특정 서브모듈의 고장발생시 전류를 그 고장난 서브모듈로부터 바이패스시키도록 하는 전력용 컨버터에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 전력용 컨버터는, 에너지저장부와 상기 에너지저장부에 병렬로 연결되고 다수의 파워반도체스위치 및 환류다이오드로 구성된 적어도 하나의 파워반도체회로를 갖는 다수의 서브모듈이 서로 직렬연결된 전력용 컨버터에 있어서, 상기 각각의 서브모듈은 상기 적어도 하나의 파워반도체회로 중 어느 하나에 병렬로 연결된 바이패스 스위칭부를 포함하여 상기 바이패스 스위칭부를 통해 전류를 바이패스시키는 것을 특징으로 한다.

Description

전력용 컨버터{POWER CONVERTER}
본 발명은 전력용 컨버터에 관한 것으로서, 특히 에너지저장부와 그 에너지저장부에 병렬로 연결된 다수의 파워반도체회로를 갖는 다수의 서브모듈이 직렬로 연결된 전력용 컨버터에서 특정 서브모듈의 고장발생시 전류를 그 고장난 서브모듈로부터 바이패스시키도록 하는 전력용 컨버터에 관한 것이다.
일반적으로, 고전압용 컨버터의 경우 교류전압과 직류전압의 상호 변환을 위해 턴온(turn-on)/턴오프(turn-off) 제어가능한 파워 반도체가 사용된다. 파워 반도체의 내압이 한정되어 있으므로 고전압 처리를 위해서는 파워 반도체 회로를 갖는 다수의 반도체 모듈이 직렬로 연결되어야 한다. 파워 반도체 회로의 구성을 위해 여러 가지의 반도체 모듈을 서로 연결할 수 있다.
주지된 바와 같이, 공지의 모듈라 멀티레벨 컨버터(MMC:Modular Multilevel Converter)의 경우에는 이와 같은 파워 반도체 회로가 2개의 출력단자를 형성하는 다수의 서브모듈(sub-module)을 포함하고, 이들 다수의 서브모듈은 서로 직렬로 연결된다. 이러한 서브모듈은 예컨대 에너지저장부와, 이 에너지저장부에 병렬연결되며 다수의 파워반도체스위치 및 환류다이오드로 이루어진 파워반도체회로를 포함하여 구성될 수 있다.
이들 다수의 서브모듈 중 특정 서브모듈에 고장발생시 시스템을 안정적으로 동작시키기 위해 그 고장난 서브모듈은 단락된다. 이러한 단락을 위해 고장난 서브모듈은 바이패스 스위치에 의해 상전류를 바이패스시키며 다른 정상적인 서브모듈에 의해 시스템이 계속 정상동작되도록 한다.
이때, 서브모듈의 고장발생시 그 고장난 서브모듈을 빠른 시간내에 바이패스시켜주는 기술은 해당 서브모듈뿐만 아니라 시스템 관점에서도 매우 중요하다. 바이패스 스위치의 스위칭 시간이 느리면 고장난 모듈에 과전압, 과전류가 발생하여 해당 서브모듈의 내부 구성품(예:커패시터, 파워반도체 등)이 자칫 폭발하여 화재를 유발시킬 수 있으며, 전체적인 시스템에 과전압, 과전류가 발생하고 각 서브모듈에 정격 이상의 과전압, 과전류가 걸려 신뢰성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 이를 위해 요구되는 바이패스 스위치는 매우 빠르고 안정적이어야 하나 종래기술에서는 기술적 한계에 의해 그 요구성능을 유지하기 어렵다.
최근에 서브모듈의 고장발생시 상전류의 바이패스를 위한 다양한 회로구성이 제시되고 있으나 이들은 모두 단방향성을 띄고 있으므로 효율적인 바이패스 동작이 어렵다는 문제점을 안고 있다.
이에, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 전력용 컨버터의 특정 서브모듈에 고장 발생시 전류를 그 고장난 서브모듈로부터 바이패스시키도록 하는 전력용 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다수의 서브모듈이 직렬 연결된 전력용 컨버터에서 동작시간이 느린 바이패스 스위치를 사용하더라도 고장난 서브모듈의 단락을 위해 전체적인 바이패스 동작시간을 단축할 수 있는 전력용 컨버터를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래에 비해 동작시간이 다소 느리지만 가격이 저렴한 바이스패스 스위치를 사용함으로써 비용절감이 가능하도록 설계된 전력용 컨버터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 바이패스 스위치가 양방향성을 띄므로 전류를 효율적으로 바이패스시킬 수 있는 전력용 컨버터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력용 컨버터는,
에너지저장부(110)와 상기 에너지저장부(110)에 병렬로 연결되고 다수의 파워반도체스위치(121,123) 및 환류다이오드(122,124)로 구성된 적어도 하나의 파워반도체회로(120)를 갖는 다수의 서브모듈(10)이 서로 직렬연결된 전력용 컨버터에 있어서, 상기 각 서브모듈(10)은 상기 적어도 하나의 파워반도체회로(120) 중 2개의 출력단자(X1,X2)에 사이에 연결된 파워반도체회로에 병렬로 연결된 바이패스 스위칭부(130)를 포함하며 상기 바이패스 스위칭부(130)를 통해 전류를 바이패스시킨다.
본 발명에서, 상기 바이패스 스위칭부(130)는, 상기 파워반도체회로(120) 중 하나에 병렬로 연결된 제1스위칭소자(131); 상기 제1스위칭소자(131)에 역병렬로 연결된 다이오드(132); 및 상기 다이오드(132)에 병렬로 연결된 제2스위칭소자(133); 를 포함하며, 상기 제1스위칭소자(131)의 캐소드단이 상기 파워반도체회로(120)의 파워반도체스위치(123)의 에미터단에 연결되고 상기 서브모듈(10)에 고장발생시 상기 다이오드(132) 및 제1스위칭소자(131)를 통해 상기 전류가 흐르고 상기 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작 이후에는 상기 제2스위칭소자(133)를 통해 상기 전류가 바이패스된다.
본 발명에서, 상기 제1스위칭소자(131)는 반도체 스위치 또는 전력 반도체 스위치를 포함하고 상기 제2스위칭소자(133)는 기계적 스위치를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제1스위칭소자(131)는 SCR을 포함한다.
본 발명에서, 상기 바이패스 스위칭부(130)는, 상기 적어도 하나의 파워반도체회로(120) 중 2개의 출력단자 사이에 연결된 파원반도체회로에 병렬로 연결된 제1스위칭소자(131); 상기 제1스위칭소자(131)에 역병렬로 연결된 제3스위칭소자(132'); 및 상기 제3스위칭소자(132')에 병렬 연결된 제2스위칭소자(133); 를 포함하며, 상기 제1스위칭소자(131)의 캐소드단이 상기 파워반도체회로(120)의 파워반도체스위치(123)의 에미터단에 연결되고 상기 서브모듈(10)에 고장발생시 상기 제3스위칭소자(132') 및 제1스위칭소자(131)를 통해 상기 전류가 흐르고 상기 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작 이후에는 상기 제2스위칭소자(133)를 통해 상기 전류가 바이패스된다.
본 발명에서, 상기 제1스위칭소자(131) 및 제3스위칭소자(132')는 SCR소자를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제3스위칭소자(132')의 애노드단이 상기 제1스위칭소자(131)의 캐소드단에 연결된다.
본 발명에서, 상기 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작시간은 6~10msec이다.
상기와 같은 본 발명에 따라 전력용 컨버터의 경우 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명에 의하면 다수의 서브모듈이 직렬연결된 전력용 컨버터에서 고장난 서브모듈의 빠른 단락을 위하여 바이스패스 스위치의 동작시간을 줄이지 않더라도 빠른 전력용 반도체 소자를 먼저 동작시킴으로써 전체적으로 바이패스 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 종래에 비해 동작시간이 상대적으로 느린 바이패스 스위치를 사용하기 때문에 비용절감 효과가 있다.
나아가, 본 발명에 의하면 바이패스 스위치가 양방향성을 띄므로 서브모듈의 고장발생시 효율적인 바이패스가 가능하여 시스템을 안정적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력용 컨버터의 예시적인 등가회로도.
도 2는 본 발명에 따른 전력용 컨버터에서 서브모듈의 등가회로도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서브모듈의 등가회로도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 바이패스 스위치의 동작시간에 따른 암전류 패턴을 보인 그래프.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 전력용 컨버터를 제공한다. 본 발명에 따른 전력용 컨버터는 다수의 서브모듈이 직렬로 연결된다. 특히, 본 전력용 컨버터에서는 서브모듈에 고장발생시 전력용 컨버터의 동작정지, 폭발, 화재, 시스템의 과전압, 과전류 발생 등을 방지하기 위하여 상전류를 그 고장난 서브모듈 밖으로 바이패스시켜 정상적인 다른 서브모듈에 의해 컨버터를 동작시키도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력용 컨버터의 등가회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력용 컨버터는 1개 이상의 상모듈(phase module)(1)로 구성되고 이들 각각의 상모듈(1)에서는 다수의 서브모듈(10)이 직렬로 연결된다. 또한 각 상모듈(1)은 직류전압 측을 각각 정 및 부의 직류전압 모선 P0 및 N0에 접속시킨다. 이들 직류전압 모선 P0 및 N0의 사이에는 도시하지 않은 직류전압이 존재한다. 이들 각 상모듈(1)은 부하접속단자로서 1개의 중간 교류전압단자와 2개의 외측 직류전압단자를 갖는다. 중간 교류전압단자와 각 외측 직류전압단자 사이에 1개의 상모듈 암(arm)(z)이 형성되고, 이러한 상모듈 암(z)은 서브모듈(10)의 직렬회로로 된다. 각 상모듈(1)에서 직렬로 연결된 각각의 서브모듈(10)은 2개의 접속단자, 제1접속단자(X1) 및 제2접속단자(X2)가 형성된다.
이와 같이 구성된 전력용 컨버터는 고전압 전류 전송용 설비의 일부로 구성될 수 있으며, AC전압 전원시스템들 사이에서 대전력을 전송하기 위해 이들을 연결시키는 역할을 한다. 또한, 이러한 전력용 컨버터는 시스템 안정화의 역할을 하거나 원하는 전압 품질을 보장하는 역할을 하는 소위 FACTS 설비의 일부일 수도 있다. 나아가, 구동기술에서 도 1에 도시된 컨버터를 사용할 수도 있다.
특히, 본 발명에 따른 전력용 컨버터에서는 서브모듈(10)에 고장발생시 상모듈(1)의 절선회로(Open Circuit) 방지를 위해 그 고장난 서브모듈(10)은 단락이 된다. 이러한 단락에 의해 상전류는 그 고장난 서브모듈(10)를 바이패스하여 다른 정상의 서브모듈(10)에 흐르는 상전류에 의해 상모듈(1)이 정상동작되도록 한다. 이때, 본 발명에서 서브모듈(10)의 단락을 위한 단락장치로서 서브모듈(10)에는 바이패스 스위칭부(도 2에서 130)가 구비된다. 바이패스 스위칭부(130)는 제어부의 제어신호에 의해 고장발생 후 수 msec 이내에 단락되도록 제어된다. 이로써 정상적인 운전에서는 다수의 서브모듈(10)을 통해 정상적인 상전류가 통전되지만 특정 서브모듈(10)에 고장시 그 고장난 서브모듈(10)이 바이패스 스위칭부(200)의 동작에 의해 단락되어 상전류가 바이패스 스위칭부(130)를 통해 바이패스되도록 함으로써 상모듈(1)을 보호하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전력용 컨버터에서 서브모듈의 등가회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전력용 컨버터에서 각 서브모듈(10)은 에너지저장부(110)와, 그 에너지저장부(110)에 병렬로 연결된 적어도 하나의 파워반도체회로(120)로 구성된다. 이들 적어도 하나의 파워반도체회로(120)는 서로 직렬로 연결된다. 각각의 파워반도체회로(120)는 턴온(turn-on)/턴오프(turn-off) 제어가능한 파워반도체스위치(121,123)와, 그 파워반도체스위치(121,123)에 각각 역병렬로 접속된 환류다이오드(free-wheel diode)(122,124)로 구성된다. 다른 실시 예에서 각 서브모듈(10)은 에너지저장부(110)와 적어도 하나의 파워반도체회로(120)가 도 2와는 다르게 배치되어 다양한 구성으로 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 서브모듈(10)은 적어도 하나의 파워반도체회로(120) 중 어느 하나에 바이패스 스위칭부(130)가 병렬로 연결된다. 도 2에는 일례로 두 개의 파워반도체회로(120) 중 하부의 파워반도체회로에 병렬로 연결된 것으로 도시하고 있으나 상부의 파워반도체회로에 병렬로 연결될 수도 있다. 이때, 바람직하게는 서브모듈(10)의 2개의 출력단자(X1,X2) 사이에 연결된 파워반도체회로에 병렬로 연결된다. 예컨대, 2개의 출력단자(X1,X2)가 상부의 파워반도체회로 양단에 연계되는 경우 상부의 파워반도체회로에 병렬로 연결될 수 있는 것이다. 이러한 바이패스 스위칭부(130)는 해당 서브모듈(10)의 고장발생시 상전류를 바이패스시키는 역할을 수행한다. 이때, 바이패스 스위칭부(130)의 바이패스 동작은 짧은 시간에 이루어져야 한다. 그렇지 않으면 고장난 서브모듈(10)에 과전압, 과전류가 발생하여 해당 서브모듈(10)의 내부 구성품(커패시터 및 파워반도체)이 자칫 폭발하여 화재를 유발시킬 수 있으며, 전체적인 시스템에 과전압, 과전류가 발생하고 각 서브모듈(10)에 정격 이상의 과전압, 과전류가 걸려 신뢰성에 악영항을 줄 수 있다. 바람직하게는 고장발생 후 약 수 msec 이내에 바이패스 동작이 이루어지는 것이 좋다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 서브모듈(10)의 바이패스 스위칭부(130)는 어느 하나의 파워반도체회로(120)에 병렬로 연결된 제1스위칭소자(131)와, 그 제1스위치소자(131)에 역병렬로 연결된 다이오드(132), 다이오드(132)에 병렬로 연결된 제2스위칭소자(133)로 구성된다. 바람직하게는 두 출력단자(X1,X2) 사이에 연결된 파워반도체회로(120)에 병렬로 바이패스 스위칭부(130)가 형성된다. 이때, 본 실시 예에서 제1스위칭소자(131)는 예컨대 SCR(silicon Controller Rectifier)소자를 포함한다. 이러한 SCR소자는 사이리스터(thyristor)로서 제어부(140)의 신호에 의해 턴온된다. 도 2의 일례를 구체적으로 살펴보면, 어느 하나의 파워반도체회로(120)에 병렬연결된 제1스위칭소자(131)는 제어부(140)로부터 신호가 입력되면 턴온되어 전류를 도통시킨다. 제1스위칭소자(131)의 캐소드단이 파워반도체회로(120)의 파워반도체스위치(123)의 에미터단에 접속되도록 구성된다. 또한, 제1스위칭소자(131)에 다이오드(132)가 역병렬로 연결된다. 일반적으로 제2스위칭소자(133)는 공지의 기구적인 구성의 스위치로 구현된다.
이러한 구성으로 이루어진 바이패스 스위칭부(130)에서의 바이패스 동작과정을 설명한다. 특정 서브모듈(10)에 고장발생시 기본적으로 제2스위칭소자(133)가 스위칭되어 전류를 제2스위칭소자(133)를 통해 바이패스시키도록 한다. 그러나, 종래기술에서 언급된 바와 같이 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작시간을 빠르게 하기는 어렵기 때문에 그 동안 큰 순간전류가 서브모듈(10)로 공급될 수 있다. 이러한 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작시간을 줄이기 위한 기술개발이 진행되고 있으나 높은 기술력이 요구되고 비용과 시간이 많이 소모된다. 이에 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하고자 스위칭 동작시간이 상대적으로 긴 제2스위칭소자(133)를 사용함에도 전체적인 바이패스 동작시간을 줄일 수 있도록 제1스위칭소자(131) 및 다이오드(132)를 추가로 형성한다. 이로써, 서브모듈(10)에 고장이 발생하면 고장전류가 우선 다이오드(132)와 제1스위칭소자(131)를 통해 흐르도록 한다. 이후에 제2스위칭소자(133)가 스위칭 동작되어 전류를 바이패스시키도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 스위칭 시간이 상대적으로 긴 제2스위칭소자(133)를 사용하면서도 바이패스 스위칭부(130)에서 전체적으로 빠른 바이패스를 수행할 수 있도록 한다. 이는 전류를 제2스위칭소자(133)를 통해 흘려주는 부분을 다이오드(132) 및 제1스위칭소자(131)의 조합을 통해 전류를 흘려줄 수 있도록 하고 이후에 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작에 따라 해당 전류를 제2스위칭소자(133)를 통해 흘려줌으로써 바이패스시키도록 한다.
실질적으로 전력용 컨버터의 경우 종래기술에서는 안정적인 시스템의 운영을 위해서는 제2스위칭소자(133)의 경우 3~4msec의 스위칭 동작시간이 요구된다. 하지만, 본 발명에서는 6~10msec의 스위칭 동작시간을 갖는 제2스위칭소자(133)를 이용하더라도 제1스위칭소자(131)와 다이오드(132)의 조합을 통해 최종적으로 더 빠른 바이패스 동작시간, 즉 1~2msec의 바이패스 동작시간을 구현할 수 있게 한다. 이 원리는 제2스위칭소자(133)는 일반적으로 순수 기계적인 구성으로 이루어진 반면, 제1스위칭소자(131)과 다이오드(132)의 조합은 전기적인 구성으로 이루어지기 때문에 기계적인 동작으로 인해 가져오는 바이패스 동작시간에 대한 한계를 더 줄일 수 있기 때문이다.
이와 같이 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작시간은 서브모듈(10)의 고장확산과 일정시간 동안의 동작시간 이후에 다음에 흐르는 전류의 크기를 결정하기 때문에 매우 중요하다. 즉 스위치(133)의 스위칭 동작시간이 길어질수록 고장난 서브모듈(10)에서 화재발생 가능성이 크며 화재발생시 주변 서브모듈로 2차 사고가 확산될 수 있기 때문이다.
또한, 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작시간이 길수록 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작 완료 이후에 흐르는 암전류의 크기가 커진다. 이 전류의 크기는 서브모듈(10)의 파워반도체소자가 가진 정격의 크기를 넘길 수 있으므로 모든 서브모듈(10)이 소손될 우려가 있다. 따라서, 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작시간을 가능한 줄이는게 중요하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서브모듈의 등가회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서브모듈(10)은 도 2에 도시된 일 실시 예에 따른 서브모듈(10)과 비교할 때 바이패스 스위칭부(130)의 구성이 일부 다르다. 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 다른 실시 예에서 바이패스 스위칭부(130)는 제1스위칭소자(131)와, 제3스위칭소자(132') 및 제2스위칭소자(133)으로 구성된다. 이때, 바람직하게는 제1 및 제3 스위칭소자(131,132')는 동일한 구성을 가지며, 더 바람직하게는 SCR소자로 구현될 수 있다. 제3스위칭소자(132')도 역시 제어부(140)로부터의 신호에 따라 턴온된다. 제3스위칭소자(132)의 애노드단이 제1스위칭소자(131)의 캐소드단에 연결된다. 이러한 바이패스 스위칭부(130)의 동작원리를 살펴보면, 도 2와 동일하게 순간적인 전류가 제3스위칭소자(132') 및 제1스위칭소자(131)로 흐르게 되고, 이후에 제2스위칭소자(133)가 스위칭된 이후에는 해당 전류를 제2스위칭소자(133)를 통해 바이패스시키도록 한다.
이와 같이 다른 실시 예에 따른 바이패스 스위칭부(130)도 적어도 하나의 파워반도체회로(120) 중 어느 하나에 병렬로 연결된다. 바람직하게는 바이패스 스위칭부(130)는 서브모듈(10)의 두 출력단자(X1,X2) 사이에 연결된 파워반도체회로에 병렬로 연결된다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시 예에 따라 바이패스 스위칭부의 동작시간에 따른 암전류 패턴을 보인 그래프이다.
도 4a는 바이패스 스위칭부의 동작시간이 10msec인 경우, 도 4b는 8msec, 도 4c는 6msec, 도 4d는 4msec, 그리고 도 4e는 2msec인 경우에 대한 암전류 패턴을 나타낸 것이다. 도 4a 내지 도 4e에서 알 수 있듯이 바이패스 스위칭부(130)에서의 바이패스 동작시간이 짧을수록 암전류는 사인파에 가깝다. 이는 바이패스 동작시간이 짧을수록 상모듈에서 각 에너지저장부에 축적되는 전압이 정현파에 가까워진다는 것을 의미한다.
상기한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 상모듈 10 : 서브모듈
110 : 에너지저장부 120 : 파워반도체회로
121,123 : 파워반도체스위치 122,124 : 환류다이오드
130 : 바이패스 스위칭부 131 : 제1스위칭소자
132,132' : 제3스위칭소자 133 : 제2스위칭소자
140 : 제어부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 에너지저장부(110)와 상기 에너지저장부(110)에 병렬로 연결되고 다수의 파워반도체스위치(121,123) 및 환류다이오드(122,124)로 구성된 적어도 하나의 파워반도체회로(120)를 갖는 다수의 서브모듈(10)이 서로 직렬 연결된 전력용 컨버터에 있어서,
    상기 각 서브모듈(10)은 상기 적어도 하나의 파워반도체회로(120) 중 2개의 출력단자(X1,X2)에 사이에 연결된 파워반도체회로에 병렬로 연결된 바이패스 스위칭부(130)를 포함하며 상기 바이패스 스위칭부(130)를 통해 전류를 바이패스시키되,
    상기 바이패스 스위칭부(130)는,
    상기 파워반도체회로(120) 중 하나에 병렬로 연결된 제1스위칭소자(131);
    상기 제1스위칭소자(131)에 역병렬로 연결된 다이오드(132); 및
    상기 다이오드(132)에 병렬로 연결된 제2스위칭소자(133); 를 포함하며,
    상기 제1스위칭소자(131)의 캐소드단이 상기 파워반도체회로(120)의 파워반도체스위치(123)의 에미터단에 연결되고 상기 서브모듈(10)에 고장발생시 상기 다이오드(132) 및 제1스위칭소자(131)를 통해 상기 전류가 흐르고 상기 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작 이후에는 상기 제2스위칭소자(133)를 통해 상기 전류가 바이패스되는 것을 특징으로 하는 전력용 컨버터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1스위칭소자(131)는 반도체 스위치 또는 전력 반도체 스위치를 포함하고 상기 제2스위칭소자(133)는 기계적 스위치를 포함함을 특징으로 하는 전력용 컨버터.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1스위칭소자(131)는 SCR을 포함함을 특징으로 하는 전력용 컨버터.
  5. 에너지저장부(110)와 상기 에너지저장부(110)에 병렬로 연결되고 다수의 파워반도체스위치(121,123) 및 환류다이오드(122,124)로 구성된 적어도 하나의 파워반도체회로(120)를 갖는 다수의 서브모듈(10)이 서로 직렬 연결된 전력용 컨버터에 있어서,
    상기 각 서브모듈(10)은 상기 적어도 하나의 파워반도체회로(120) 중 2개의 출력단자(X1,X2)에 사이에 연결된 파워반도체회로에 병렬로 연결된 바이패스 스위칭부(130)를 포함하며 상기 바이패스 스위칭부(130)를 통해 전류를 바이패스시키되,
    상기 바이패스 스위칭부(130)는,
    상기 적어도 하나의 파워반도체회로(120) 중 2개의 출력단자(X1,X2) 사이에 연결된 파원반도체회로에 병렬로 연결된 제1스위칭소자(131);
    상기 제1스위칭소자(131)에 역병렬로 연결된 제3스위칭소자(132'); 및
    상기 제3스위칭소자(132')에 병렬 연결된 제2스위칭소자(133); 를 포함하며,
    상기 제1스위칭소자(131)의 캐소드단이 상기 파워반도체회로(120)의 파워반도체스위치(123)의 에미터단에 연결되고 상기 서브모듈(10)에 고장발생시 상기 제3스위칭소자(132') 및 제1스위칭소자(131)를 통해 상기 전류가 흐르고 상기 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작 이후에는 상기 제2스위칭소자(133)를 통해 상기 전류가 바이패스되는 것을 특징으로 하는 전력용 컨버터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1스위칭소자(131) 및 제3스위칭소자(132')는 SCR소자를 포함함을 특징으로 하는 전력용 컨버터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3스위칭소자(132')의 애노드단이 상기 제1스위칭소자(131)의 캐소드단에 연결됨을 특징으로 하는 전력용 컨버터.
  8. 제2항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제2스위칭소자(133)의 스위칭 동작시간은 6~10msec임을 특징으로 하는 전력용 컨버터.
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