KR101766676B1 - 모듈러 멀티레벨 컨버터의 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어신호를 전송하는 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 모듈러 멀티레벨 컨버터의 마스터 제어기와 셀 제어기 간에 제어신호를 전송하기위해 사용되는 광케이블의 수를 줄이면서 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어신호를 전송할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명에서 제시하는 계통상의 전력 품질을 분석하여 모듈러 멀티레벨 컨버터(modular multilevel converter)를 구성하는 복수 개의 풀 브리지 형태의 서브모듈 각각에 있는 4개의 IGBT 스위치의 온(on)/오프(off)를 제어하기 위한 모듈러 멀티레벌 컨버터 제어장치는 4개의 IGBT 스위치를 포함하는 풀 브리지로 구성된 서브모듈, 상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치의 온/오프 제어를 위하여 2개의 제2 제어신호를 생성하여 2개의 광케이블을 이용한 제어라인을 통해 전달하는 마스터제어기, 및 상기 2개의 광케이블을 이용한 제어라인을 통해 들어오는 상기 2개의 제2 제어신호를 바탕으로 상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치를 제어하는 제3 제어신호를 생성하는 셀 제어기를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어신호 전송을 위한 제어라인의 수를 40% 정도 줄임으로써 모듈러 멀티레벨 컨버터 구성 시의 원가를 낮출 수 있고, 또한 설치 시 제어라인의 수를 줄임으로써 제어라인을 연결하는데 드는 많은 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

모듈러 멀티레벨 컨버터의 제어 장치{Control Apparatus for modular multilevel converter}
본 발명은 모듈러 멀티레벨 컨버터의 제어장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 모듈러 멀티레벨 컨버터의 마스터 제어기와 셀 제어기 간에 제어신호를 전송하기위해 사용되는 광케이블의 수를 줄이면서 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어신호를 전송할 수 있는 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치에 관한 것이다.
전력 전송 분야에서 많이 쓰이고 있는 전력전송 장비인 고압직류 송전시스템(High Voltage Direct Current)나 무효전력 보상 장치인 STACOM(Static synchronous compensator)과 같은 장비가 최근 모듈러 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter)를 이용하여 개발되고 있다.
모듈러 멀티레벨 컨버터는 Voltage Source Converter의 일종으로 DC 전원을 계단파로 만들어 AC 전압을 생성하는 장치이다. 모듈러 멀티레벨 컨버터의 주요 기능은 무효전력을 보상, 고조파 제거, 또는 상 불평형 해소 등일 수 있다. 모듈러 멀티레벨 컨버터를 갖는 고압직류 송전시스템은 저전압 사양을 갖는 다수의 서브모듈을 직렬화 함으로써 고전압에 대응하는 토폴로지인데, 구조적으로 내부 순환전류가 흐르며, 3상 불평형 전압 모드에서 운전되면 순환전류 특성이 더욱 악화되며, 직류계통 이나 교류계통에서 사고가 발생될 경우 자체적으로 사고전류를 해소하는데 어려운 구조를 갖고 있으며, 밸브 단위로 독립적으로 제어를 구현하는 데 적합하지 않은 특성이 있다.
이러한 점을 개선하기 위하여, 순환전류 억제 방법과 밸브기반 제어 알고리즘이 개발되고 있다. 특히 밸브기반 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 모듈러 멀티레벨 컨버터는 제어기를 별도로 구비하고 있으며, 제어기는 모듈러 멀티레벨 컨버터의 전체 제어를 관장하는 마스터 컨트롤러와 각각의 서브모듈내의 IGBT 스위치를 제어하는 복수 개의 셀 제어기로 구성될 수 있으며, 마스터 제어기와 셀 제어기 간에는 제어 신호 전송을 위하여 일반적으로 절연이 가능한 광케이블을 이용하여 제어라인을 구성할 수 있다.
그런데 이때 필요한 광케이블의 수를 살펴보면 4개의 IGBT 스위치를 포함하는 풀 브리지 서브모듈을 사용하는 경우, 4개의 IGBT 스위치를 제어하기 위한 신호를 전송하기 위한 4개의 제어라인과 IGBT 스위치 상태 및 온도/전압 등의 정보를 전달하기 위한 제어라인을 포함하여 총 5개의 제어라인이 필요할 수 있다.
특히 고압 및 특고압인 경우 서브모듈의 개수가 늘어남에 따라 제어라인으로 사용되는 광케이블 수가 비례하여 증가하게 된다. 즉, 모듈러 멀티레벨 컨버터에서 사용하는 서브모듈의 수가 N인 경우 5xN의 제어라인이 필요할 수 있다. 일 예로서 모듈러 멀티레벨 컨버터가 1상당 16개씩 48개의 서브모듈이 사용된다면 총 240개의 제어라인 즉, 광케이블이 필요한 실정이다.
그런데, 광케이블의 개수가 늘어남에 따른 가격적인 부담과 제어라인을 서로 연결하는데 있어 구성의 복잡성이 야기된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 제어라인의 수를 줄이고자 하는 요구가 증가하고 있다.
본 발명의 목적은 광케이블을 이용하는 제어라인의 수를 줄일 수 있는 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 계통상의 전력 품질을 분석하여 모듈러 멀티레벨 컨버터(modular multilevel converter)를 구성하는 복수 개의 풀 브리지 형태의 서브모듈 각각에 있는 4개의 IGBT 스위치의 온(on)/오프(off)를 제어하기 위한 모듈러 멀티레벌 컨버터 제어장치는 4개의 IGBT 스위치를 포함하는 풀 브리지로 구성된 서브모듈, 상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치의 온/오프 제어를 위하여 2개의 제2 제어신호를 생성하여 2개의 광케이블을 이용한 제어라인을 통해 전달하는 마스터제어기, 및 상기 2개의 광케이블을 이용한 제어라인을 통해 들어오는 상기 2개의 제2 제어신호를 바탕으로 상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치를 제어하는 제3 제어신호를 생성하는 셀 제어기를 포함할 수 있다.
여기서 상기 마스터제어기는 상기 계통상의 전력 품질을 분석한 결과를 바탕으로 상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치의 온/오프 제어를 위한 제1 제어신호를 생성하는 제어부 및 상기 제1 제어신호를 처리하여 상기 2개의 제2 제어신호를 생성하는 신호먹싱부를 포함할 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 상기 제1 제어신호는 enable 신호와 ePWM 신호로 구성되고, 상기 제2 제어신호는 IGBT1_Con 신호와 IGBT2_Con 신호로 구성되고, 상기 신호먹싱부는 상기 IGBT1_Con 신호에 상기 enable 신호가 1이고 상기 ePWM 신호가 0이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하고 그리고 상기 IGBT2_Con 신호에 상기 enable 신호가 1이고 상기 ePWM 신호가 1이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성할 수 있다. 그리고 이러한 신호먹싱부의 구현은 상기 제1 제어신호를 입력 받아 NOT 게이트와 2개의 AND 게이트를 이용하여 상기 2개의 제2 제어신호를 생성하도록 구현할 수 있다. 좀 더 상세하게는, 상기 신호먹싱부는 상기 ePWM 신호를 상기 NOT 게이트를 통과시켜 반전시키고, 반전된 ePWM 신호와 상기 enable 신호를 AND 게이트에 통과시켜 상기 반전된 ePWM 신호 및 상기 enable 신호가 모두 1인 경우엔 1이고 하나라도 0이면 0이 되는 IGBT1_Con 신호를 생성하는 제1 신호먹싱부 및 상기 ePWM 신호와 상기 enable 신호를 AND 게이트에 통과시켜 상기 ePWM 신호 및 상기 enable 신호가 모두 1인 경우엔 1이고 하나라도 0이면 0이 되는 IGBT2_Con 신호를 생성하는 제2 신호먹싱부를 포함할 수 있다.
이에 더하여 상기 제3 제어신호는 IGBT1_Top_Con 신호, IGBT1_Bot_Con 신호, IGBT2_Top_Con 신호, 및 IGBT2_Bot_Con 신호로 구성되고, 상기 셀 제어기는 상기 IGBT1_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고, 상기 IGBT1_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하고, 상기 IGBT2_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고, 그리고 상기 IGBT2_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하는 신호디먹싱부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 제어기는 1에 대응되는 신호를 생성하는 하이신호생성부, 0에 대응되는 신호를 생성하는 로우신호생성부를 더 포함하고, 상기 신호디먹싱부는 상기 IGBT1_Con 신호, 상기 IGBT2_Con 신호, 상기 1에 대응되는 신호 및 상기 0에 대응되는 신호를 바탕으로 상기 IGBT1_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고, 상기 IGBT1_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하고, 상기 IGBT2_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고, 그리고 상기 IGBT2_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성할 수 있다. 이러한 신호디먹싱부를 구현하기 위하여 4개의 XOR 게이트를 이용하여 상기 4개의 제3 제어신호를 생성할 수 있다. 좀 더 상세하게는, 상기 신호디먹싱부는 상기 IGBT1_Con 신호와 상기 1에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Top_Con 신호를 생성하는 제1 신호디먹싱부, 상기 IGBT1_Con 신호와 상기 0에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Bot_Con 신호를 생성하는 제2 신호디먹싱부, 상기 IGBT2_Con 신호와 상기 1에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Top_Con 신호를 생성하는 제3 신호디먹싱부, 및 상기 IGBT2_Con 신호와 상기 0에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Bot_Con 신호를 생성하는 제4 신호디먹싱부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어신호 전송을 위한 제어라인의 수를 40%정도 줄임으로서 모듈러 멀티레벨 컨버터 구성 시의 원가를 낮출 수 있고, 또한 설치 시 제어라인의 수를 줄임으로서 제어라인을 연결하는데 드는 많은 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 모듈러 멀티레벨 컨버터(100)의 기본 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 풀 브리지(Full Bridge)로 구성된 서브모듈(110)의 일례를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3f는 IGBT 스위치(111 내지 114) 제어에 의한 서브모듈(110)에서의 전류의 방향과 출력 전압을 도시한 도면이다.
도 4는 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어기의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 방식으로 도 3의 제어기 구성을 단순화하여 하나의 서브모듈을 제어하는 것만을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 서브모듈을 제어하기 위하여 제어라인 수를 줄일 수 있는 제어 신호 전송 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호먹싱부(314)의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 개의 서브모듈 제어를 위한 복수 개의 신호먹싱부(314)의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호디먹싱부(420)의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 모듈러 멀티레벨 컨버터(100)의 기본 구성을 도시한 도면이다.
모듈러 멀티레벨 컨버터(100)는 IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor) 스위치와 DC 커패시터가 반 브리지(half bridge) 또는 풀 브리지(full bridge)로 구성된 다수의 서브모듈(Sub Module; 110)을 직렬로 연결한 구조로 되어 있다. 모듈러 멀티레벨 컨버터(100)는 각 서브모듈(110)에 전압의 균등분배가 용이하고, 기본파로 스위칭을 하므로 스위칭 손실이 낮으며, 생성하는 출력전압의 고조파 레벨이 낮은 장점을 갖는다.
도 1을 참조하면, 모듈러 멀티레벨 컨버터(100)의 전력 계통의 3상에 맞추어서 3상으로 구성될 수 있으며 각 상은 상암(Upper Arm; 120)과 하암(Lower Arm; 121)의 두 개의 암으로 구성되며, 각 암(120, 121)은 리액터 및/또는 저항과 직렬로 연결된 복수개의 서브모듈(110)로 구성될 수 있으며, 모듈러 멀티레벨 컨버터(100)의 각 상의 중심에 연결된 단자(130)는 계통에 연결되어 무효전력 등을 공급함으로써 계통 상의 전압을 품질을 좋게 할 수 있다. 이때 풀 브리지로 구성된 서브모듈은 4개의 IGBT 스위치의 온 온/오프 동작에 따라 출력전압(+단자와 -단자 사이의 전압)을 커패시터 전압(Vcap) 또는 영 전압(OV)으로 형성하고, 커패시터의 양극을 통해 전류가 흘러 들어가면 커패시터 전압은 상승하고, 전류가 흘러 나가면 커패시터 전압은 하강할 수 있다. 즉, 모듈러 멀티레벨 컨버터(100)는 서브모듈(110)내의 IGBT 스위치의 온/오프를 제어하여 사인파 형태의 AC 전압이 각 상의 AC 단자(130)에 생성될 수 있도록 할 수 있다.
도 2는 풀 브리지(Full Bridge)로 구성된 서브모듈(110)의 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면 풀 브리지로 구성된 서브모듈(110)은 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114), 4개의 다이오드(115 내지 118), 및 커패시터(119)로 구성되고, 다른 서브모듈과의 직렬 연결을 위한 2개의 단자(+, -)를 포함한다. 서브모듈(110)은 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114)를 제어하여 2개의 단자(+, -)에 걸리는 출력 전압은 커패시터(119) 전압(Vcap) 또는 영 전압으로 형성할 수 있다. 그리고 2개의 단자(+, -)에 흐르는 전류의 방향에 따라 커패시터(119)를 충전할 수도 있고 방전할 수도 있다.
도 3a 내지 도 3f는 IGBT 스위치(111 내지 114) 제어에 의한 서브모듈(110)에서의 전류의 방향과 출력 전압을 도시한 도면이다.
도 3a와 도 3b는 풀 브리지로 구성된 서브모듈(110)의 IGBT 스위치(111, 113)을 온시키고, IGBT 스위치(112, 114)를 오프시켜 출력 전압이 영 전압(0V)이 되도록 제어한 것을 도시한 도면이다.
도 3a는 전류가 (+)단자에서 (-)단자로 흐를 경우의 전류의 흐름을 도시하고 있다. (+)단자로 들어온 전류는 다이오드(115)와 온이 된 IGBT 스위치(113)를 거쳐 (-)단자로 빠져나가 (+)단자와 (-)단자 사이에는 영전압이 걸리게 된다.
도 3b는 전류가 (-)단자에서 (+)단자로 흐를 경우의 전류의 흐름을 도시하고 있다. (-)단자로 들어온 전류는 다이오드(117)와 온이 된 IGBT 스위치(111)을 거쳐 (+)단자로 빠져나가 (+)단자와 (-)단자 사이에는 영전압이 걸리게 된다. 즉, IBGT 스위치(111, 113)을 온시킴으로서 전류가 (+)단자에서 (-)단자 또는 (-)단자에서 (+)단자로 커패시터(119)를 거치지 않고 흐르게 되어 (+)단자와 (-)단자 사이에 영전압이 걸리게 된다. 이 경우 커패시터(119)에 전류가 흐르지 않기 때문에 충전도 방전되 되지 않는다.
도 3c와 도 3d는 풀 브리지로 구성된 서브모듈(110)의 IGBT 스위치(111, 114)을 온시키고, IGBT 스위치(112, 113)를 오프시켜 출력 전압이 Vcap이 되도록 제어한 것을 도시한 도면이다.
도 3c는 정전류가 흐르는 경우 즉, (+)단자에서 (-)단자로 흐를 경우의 전류의 흐름을 도시하고 있다. (+)단자로 들어온 전류는 다이오드(115)를 거쳐 나와 IGBT 스위치(113)이 오프가 되어 있기 때문에 IGBT 스위치(113)으로 진행하지 못하고 커패시터(119)와 온이 되어 있는 IGBT 스위치(114)와 연결된 다이오드(118)를 거쳐서 (-)단자로 나가게 된다. 이와 같이 전류가 흐르는 경우 (+) 단자와 (-)단자에 Vcap의 전압이 충전되어 있는 커패시터(119)가 있게 되어 (+)단자와 (-)단자 사이에 Vcap의 전압이 걸리게 된다. 다만 이 경우 커패시터에 정방향의 전류가 흐르기 때문에, 즉 커패시터(119)의 +극으로 전류가 들어가기 때문에 커패시터(119)는 충전이 되고 Vcap의 값은 커지게 된다.
도 3d는 역전류가 전류가 흐르는 경우 즉, (-)단자에서 (+)단자로 흐를 경우의 전류의 흐름을 도시하고 있다. (-)단자로 들어온 전류는 온이 된 IGBT 스위치(114), 커패시터(119), 및 온이 된 IGBT 스위치(111)을 거쳐 (+)단자로 빠져나가게 되어 (+)단자와 (-)단자 사이에 커패시터(119)에 충전되어 있는 전압(Vcap)이 걸리게 된다. 는 영전압이 걸리게 된다. 다만 이 경우 커패시터(119)에 역방향의 전류가 흐르기 때문에, 즉 커패시터(119)의 -극으로 전류가 들어가기 때문에 커패시터(119)는 방전이 되고 Vcap의 값은 작아지게 된다.
그리고 도 3c와 3d에서는 (+)단자와 커패시터(119)의 +극이 연결되고, (-)단자와 커패시터(119)의 -극이 연결되기 때문에 출력전은은 +Vcap이 된다.
도 3e와 도 3f는 풀 브리지로 구성된 서브모듈(110)의 IGBT 스위치(112, 113)을 온시키고, IGBT 스위치(111, 114)를 오프시켜 출력 전압이 -Vcap이 되도록 제어한 것을 도시한 도면이다.
도 3e는 정전류가 흐르는 경우 즉, (+)단자에서 (-)단자로 흐를 경우의 전류의 흐름을 도시하고 있다. (+)단자로 들어온 전류는 온이 된 IGBT 스위치(112), 커패시터(119), 및 온이된 IGBT 스위치(113)를 거쳐 (-)단자로 흐르게 된다. 이와 같이 전류가 흐르는 경우 (+) 단자와 (-)단자 사이의 출력 전압에 커패시터(119)에 충전되어 있는 전압(Vcap)이 걸리게 되는데 (+)단자와 커패시터(119)의 -극이 연결되고 (-)단자와 커패시터(119)의 +극이 연결되기 때문에 출력 전압은 -Vcap이 된다. 그리고, 커패시터(119)의 -극으로 전류가 들어가기 때문에 커패시터(119)는 방전이 되고 Vcap의 값은 작아지게 된다.
도 3f는 역전류가 전류가 흐르는 경우 즉, (-)단자에서 (+)단자로 흐를 경우의 전류의 흐름을 도시하고 있다. (-)단자로 들어온 전류는 온이 된 IGBT 스위치(113)의 다이오드(117), 커패시터(119), 및 온이 된 IGBT 스위치(112)의 다이오드(116)를 거쳐 (+)단자로 흐르게 된다. 이 경우에도 (+)단자와 커패시터(119)의 -극이 연결되고 (-)단자와 커패시터(119)의 +극이 연결되기 때문에 출력 전압은 -Vcap이 된다. 다만 이 경우 커패시터(119)의 +극으로 전류가 들어가기 때문에 커패시터(119)는 충전이 되고 Vcap의 값은 커지게 된다.
상술한 바처럼 모듈러 멀티레벨 컨버터에 구비된 각각의 서브모듈의 IGBT 스위치를 제어함으로써 모듈러 멀티레벨 컨버터의 각 상에 걸리는 전압을 제어할 수 있다. 즉, 모듈러 멀티레벨 컨버터는 제어기에 의한 서브모듈의 IGBT 스위치를 제어하여 원하는 위상의 AC 전원을 생성하여 계통 상에 공급할 수 있다.
도 4는 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어기의 구조를 도시한 도면이다.
모듈러 멀티레벨 컨버터 제어기는 1개의 마스터 제어기(Master Controller; 310)와 복수 개의 셀 제어기(Cell Controller; 331, 333)로 구성될 수 있다. 셀 제어기(331, 333) 각각은 하나의 서브모듈(341, 343)을 제어할 수 있다.
도 2에서 제시된 풀 브리지 서브모듈의 경우는 가운데 있는 커패시터(119)를 중심으로 각각 2개의 IGBT 스위치를 포함하는 그룹(각각 IGBT1과 IGBT2로 칭함)으로 나눌 수 있고 각 그룹의 2개의 IGBT 스위치는 Top과 Bot로 구별할 수 있다. 즉, 풀 브리지 서브모듈의 4개의 IGBT 스위치는 IGBT1_Top(111), IGBT1_Bot(112), IGBT2_Top(113), 및 IGBT2_Bot(114)로 칭할 수 있다.
마스터 제어기(310)는 계통 상의 전력 품질을 분석하여 복수 개의 서브모듈(110) 각각에 있는 IGBT 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 제어하는 제어신호를 생성한다. 즉, 무효전력 보상장치로 사용되는 모듈러 멀티레벨 컨버터인 경우의 마스터 제어기(300)는 계통 상의 전류와 전압을 측정하여 무효전력을 측정하고, 계통상에 존재하는 무효전력을 상쇄하기 위한 무효전력을 생성하도록 모듈러 멀티레벨 컨버터의 서브모듈을 제어할 수 있다. 이를 위하여 마스터 제어기(310)가 생성한 제어신호는 광신호로 변환되어 광케이블(320)을 통해 각 셀 제어기(331, 333)로 송신될 수 있다.
셀 제어기(331, 333)는 서브모듈(341, 343) 별로 별개로 존재할 수 있으며 마스터 제어기(310)로부터 수신한 광신호를 IGBT 스위치 제어를 위한 전기적 신호로 변환하여 IGBT 스위치를 구동하고, IGBT 상태 및 온도 등의 정보를 마스터 제어기(310)로 광케이블(320)을 통해 송신할 수 있다.
이를 위하여 마스터 제어기(310)로부터 셀 제어기(331, 333)로 제어신호를 전송하기 위한 4개의 제어라인 및 서브모듈 내의 IGBT의 상태 및 온도 등의 정보를 셀 제어기(331, 335)로부터 마스터 제어기(310)로 전달하기 위한 1개의 제어라인을 포함하는 총 5개의 제어라인이 각 서브모듈 별로 마스터 제어기(310)와 셀 제어기(331, 333) 간에 연결될 수 있다. 일 예로서, 고압을 제공하기 위하여 1 상당 16개의 서브모듈을 사용하는 모듈러 멀티레벨 컨버터의 경우 총 48개의 서브모듈이 사용되고, 240(48x5)개의 제어라인 즉 광케이블을 필요로 하게 된다. 만약 사용하는 서브모듈의 수가 증가하게 되면 그에 따라 광케이블의 개수가 늘어남에 따른 가격적인 부담과 제어라인을 서로 연결하는데 있어 구성의 복잡성이 야기된다.
도 5는 종래의 방식으로 도 3의 제어기 구성을 단순화하여 하나의 서브모듈을 제어하는 것만을 도시한 것이다.
도 5에서는 서브모듈 내의 IGBT의 상태 및 온도 등의 정보를 마스터 제어기(310)로 전달하기 위한 1개의 제어라인을 생략하였다. 이 제어라인은 당연히 있는 구성이나 본원 발명의 특징과는 별개의 것인 바 더 이상 이에 대하여는 설명하지 않기로 한다.
도5를 참조하면, 마스터 제어기(310) 내의 제어부(311)는 서브모듈(341) 내의 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114)를 제어하기 위하여 4개의 제어신호(312)를 생성하고, 생성된 제어신호는 각각 광변환기(313)를 거쳐 광신호로 변환되어 광케이블(320)을 이용하여 셀 제어기(331)로 전송된다. 셀 제어기(331)는 광신호를 전기적 신호로 변환시키는 광변환기(410)를 이용하여 전기적 신호를 생성하고, 생성된 전기적 신호를 서브모듈(341)의 IGBT 스위치(111 내지 114) 제어 신호로 사용한다.
좀 더 상세히 설명하면, 풀 브리지로 구성된 서브모듈(341)은 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114)를 포함하고 있고, 셀 제어기(331)는 제어신호 IGBT1_Top_Con(351), IGBT1_Bot_Con (352), IGBT2_Top_Con (353), 및 IGBT2_Bot_Con (354)에 1(High) 또는 0(Low)을 인가하여 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114)를 온/오프 시킬 수 있다. 종래의 셀 제어기(341)는 상술한 제어신호(351 내지 354)에 인가할 값을 마스터 제어기(310)로부터 수신할 수 있다. 즉, 셀 제어기는 마스터 제어기(310)로부터 오는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 제어신호(351 내지 354)에 인가하여 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114)를 온/오프 시킬 수 있다.
그리고 마스터 제어기(310)의 제어부(311)는 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114) 각각을 제어할 수 있는 제어신호(312)를 생성하고, 생성된 제어신호(312)는 광변환기(313)를 거쳐 각 IGBT 스위치에 대응하여 구성된 별도의 제어라인, 즉, IGBT1_Top을 제어하기 위한 IGBT1_Top_Switching_Sig(321), IGBT1_Bot를 제어하기 위한 IGBT1_Bot_Switching_Sig(322), IGBT2_Top을 제어하기 위한 IGBT2_Top_Switching_ Sig(323), 및 IGBT2_Bot를 제어하기 위한 IGBT2_Bot_Switching_Sig(324)의 4개의 제어라인에 실려 셀 제어기(331)로 전달될 수 있다.
이런 서브모듈 제어에 있어서 상기 도 3에서 상술한 바처럼 서브모듈의 (+)단자와 연결된 IGBT1 그룹 내의 2개의 IGBT 스위치(111, 112) 및 (-)단자와 연결된 IGBT2 그룹 내의 2개의 IGBT 스위치(113, 114)가 동시에 온이 되도록 하는 경우가 없다는 사실을 바탕으로 서브모듈(341)의 IGBT 스위치(111 내지 114)의 제어라인 수를 줄일 수 있다. 즉 서브모듈(341)의 (+)단자와 (-)단자 사이의 출력이 +Vcap의 전압이 걸리도록 하기 위해서는 IGBT 스위치(111)과 IGBT 스위치(114)가 온이 되면 되고, -Vcap의 전압이 걸리도록 하기 위해서는 IGBT 스위치(112)와 IGBT 스위치(113)이 온이 되면 된다. 영전압이 걸리도록 하기 위해서는 IGBT 스위치(111)과 IGBT 스위치(113) 또는 IGBT 스위치(112) 와 IGBT 스위치(114)를 온시키면 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 서브모듈을 제어하기 위하여 제어라인 수를 줄일 수 있는 제어 신호 전송 장치를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 신호 전송 장치는 마스터 제어기(310) 내에 있는 신호먹싱부(314), 및 셀 제어기(331)에 있는 신호디먹싱부(420)를 포함할 수 있다. 이를 이용하여 종래의 4개의 제어라인을 이용하여 IGBT 스위치 제어신호를 전송하던 것을 2개의 제어라인(325, 326)만을 이용하여 IGBT 스위치 제어신호를 전송할 수 있다.
이를 위하여 신호먹싱부(314)는 제어부(311)에서 오는 IGBT 스위치(111 내지 114) 제어신호를 처리하여 2개의 제어라인을 이용하여 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114)에 대한 제어신호를 전송할 수 있도록 하고, 신호디먹싱부(420)는 2개의 제어라인을 통해 인입된 광신호를 변환한 2개의 전기신호를 바탕으로 4개의 IGBT 스위치(111 내지 114) 제어신호를 생성할 수 있다.
이 때 각 부분에서의 논리 변환을 살펴보면 다음 표 1과 같이 될 수 있다.
제1 제어신호
마스터 제어기		 제2 제어신호
광신호		 제3 제어신호
IGBT 스위치 제어신호
Enable
(315)		 ePWM
(316)		 IGBT1
_Con
(321)		 IGBT2
_Con
(322)		 IGBT1_Top
_Con (351)		 IGBT1_Bot
_Con (352)		 IGBT2_Top
_Con (353)		 IGBT2_Bot
_Con (354)
0 0 0 0 1 0 1 0
0 1 0 0 1 0 1 0
1 0 1 0 0 1 1 0
1 1 0 1 1 0 0 1
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어라인 수를 줄이기 위한 제어신호 전송 장치에 있어서 제어부(311)는 서브모듈 내의 IGBT 스위치(111 내지 114)를 제어하기 위하여 Enable 신호(315)와 ePWM 신호(316)를 생성할 수 있다. 이하 Enable 신호(315)와 ePWM 신호(316)를 통칭하여 제1 제어 신호라 부른다. 여기서 Enable 신호(315)는 모든 서브모듈에 대하여 공통된 신호로서 서브모듈 수에 상관없이 1개만 생성될 수 있으며, ePWM 신호(316)는 서브모듈별로 각각 생성되는 신호일 수 있다. 즉 간략화를 위하여 도 6에는 도시하지 않았지만 제어부(311)는 모듈러 멀티레벨 컨버터를 구성하는 모든 서브모듈에 대한 제어신호를 생성할 수 있고, 이때 Enable 신호(315)는 모든 서브모듈의 제어신호를 생성하는데 사용될 수 있고, ePWM 신호(316)는 특정 하나의 서브모듈에 대한 제어신호를 생성하는데 사용될 수 있다. Enable 신호(315)가 0인 경우에는 서브모듈(341)의 (+)단자와 (-)단자 사이의 전압이 0V가 되도록 IGBT 스위치를 제어할 수 있고, Enable 신호(315)가 1이면 서브모듈(341)의 (+)단자와 (-)단자 사이에 서브모듈(341)의 커패시터(119)에 충전된 전압(Vcap)이 걸리도록 ePWM 신호(316)에 따라 IGBT 스위치(111)와 IGBT 스위치(114) 또는 IGBT 스위치(112)와 IGBT 스위치(113)가 온이 되도록 제어할 수 있다.
마스터 제어기(310)의 신호먹싱부(314)는 상술한 표 1에 따른 마스터 제어기(310)의 enable 신호(315)와 ePWM 신호(316)를 바탕으로 제2 제어신호를 생성하고, 제2 제어신호는 광신호로 변환되어 2개의 제어라인(325, 326)을 이용하여 셀 제어기(341)로 전송될 수 있다. 제2 제어신호는 IGBT1_Con 신호(325) 및 IGBT2_Con 신호(326)으로 표시될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호먹싱부(314)의 구성을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 신호먹싱부(314)는 enable 신호(315)와 ePWM 신호(316)를 바탕으로 제어라인(321, 322)을 통해 전달되는 제2 제어신호를 생성하기 위하여 1개의 NOT 게이트(610)와 2개의 AND 게이트(611, 612)를 포함할 수 있다. 여기서, NOT 게이트(610)는 입력되는 신호와 반대되는 신호(즉 0이 입력되면 1을 출력하고, 1이 입력되면 0을 출력하는) IC(integrated circuit) 소자이고, AND 게이트(611, 612)는 입력되는 신호 2개가 모두 1인 경우에만 1을 출력하고, 나머지의 경우에는 0을 출력하는 IC 소자이다. IGBT1_Con 신호(325)는 NOT 게이트(610)와 AND 게이트(611)의 조합으로 enable 신호(315)가 0인 경우에는 0에 해당하는 신호가 전송되고, enable 신호(315)가 1인 경우에는 ePWM 신호(316)가 0이면 1에 해당하는 신호가, ePWM 신호(316)이 1이면 0에 해당하는 신호가 전송된다. 그리고 IGBT2_Con 신호(326)는 AND 게이트(612)만을 사용하여 enable 신호(315)가 0인 경우에는 0에 해당하는 신호가 전송되고, enable 신호(315)가 1인 경우에는 ePWM 신호(316)가 0이면 0에 해당하는 신호가, ePWM 신호(316)가 1이면 1에 해당하는 신호가 전송되도록 구성된다. 이에 의해 표 1의 마스터 제어기에서 생성한 제1 제어신호와 광신호(제2 제어신호) 간의 논리 변환이 완성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 개의 서브모듈 제어를 위한 복수 개의 신호먹싱부(314)의 구성을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 마스터 제어기(310)는 복수 개의 서브모듈을 제어하기 위한 제1 제어신호를 생성할 수 있다. 이때 제1 제어신호는 각 서브모듈 제어를 위하여 상술한 바와 같이 모든 서브모듈에 공통적으로 사용될 수 있는 enable 신호(315) 및 서브모듈 각각의 제어를 위한 ePWM 신호(ePWM1(317), ePWM2(318))를 포함할 수 있다. 그리고 각 서브모듈에 대한 제어신호를 생성하는 신호먹싱부(314)는 공통의 enable 신호(315)와 각 신호먹싱부(314)로 입력되는 ePWM 신호(ePWM1(317), ePWM2(318))를 이용하여 각각의 셀 제어기로 전송되는 제2 제어신호를 생성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호디먹싱부(420)의 구성을 도시한 도면이다.
셀 제어기에 있는 신호디먹싱부(420)는 2개의 제2 제어신호(IGBT1_Con, IGBT2_Con)를 바탕으로 상술한 표 1에 도시된 바처럼 서브모듈의 IGBT1 그룹 중의 하나만을 온시키고, 다른 하나는 오프시키고, IGBT2 그룹 중의 하나만을 온시키고, 다른 하나는 오프시키도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
도 9를 참조하면, 신호디먹싱부(420)는 입력되는 제어라인(321, 322)을 통해 입력되는 2개의 제2 제어신호(IGBT1_Con 신호 및 IGBT2_Con 신호)와 신호디먹싱부(420) 내부에서 생성되는 1(H)과 0(L)을 나타내는 신호, 및 4개의 XOR(exclusive OR) 게이트(711 내지 714)를 이용하여 서브모듈(341)의 IGBT 스위치(111 내지 114)를 제어하는 제3 제어신호(351 내지 354)를 생성할 수 있다. 여기서 1을 나타내는 신호는 15V 전압일 수 있으며 0을 나타내는 신호는 0V 전압일 수 있다. 그리고 XOR 게이트(711 내지 714)는 두 개의 입력값이 모두 0 또는 모두 1이면 0을 출력하고, 두 개의 입력값이 서로 다르면 1을 출력하는 IC 이다. 여기서 4개의 XOR 게이트(710)를 사용하는 이유는 서브 모듈의 각 IGBT 스위치의 스위칭이 발생하는 시간을 동일하게 만들어야 하기 때문이다. IGBT 스위치의 제어시간을 동일하게 가져가지 아니하면 비정상 상태가 발생하여 오동작을 일으킬 수 있기 때문이다.
도 9를 참조하면 IGBT1_Top(111)을 제어하기 위한 신호(IGBT1_Top_Con;351)는 1(H)과 제어라인(321)을 통하여 전달되는 제2 제어신호를 XOR(711)하여 생성할 수 있고, IGBT1_Bot(112)를 제어하기 위한 신호(IGBT1_Bot_Con;352)는 0(L)과 제어라인(321)을 통하여 전달되는 제2 제어신호를 XOR(712)하여 생성할 수 있으며, IGBT2_Top(113)을 제어하기 위한 신호(IGBT2_Top_Con;353)는 1(H)과 제어라인(322)을 통하여 전달되는 제2 제어신호를 XOR(713)하여 생성할 수 있고, IGBT2_Bot(114)를 제어하기 위한 신호(IGBT2_Bot_Con;354)는 0(L)과 제어라인(322)을 통하여 전달되는 제2 제어신호를 XOR(714)하여 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이 마스터 제어기(310)에 구비되는 신호먹싱부(314) 및 셀 제어기(331, 333)에 구비되는 신호디먹싱부(420)를 사용함으로써 마스터 제어기(310)와 하나의 셀 제어기(331, 333) 간에 서브모듈의 IGBT 스위치 제어 신호를 전송하기 위한 제어라인의 수를 반으로 줄일 수 있다.
본 발명의 장치를 적용하면, 1 상당 16개의 서브모듈을 가지는 전술한 모듈러 멀티레벨 컨버터의 예에서 종래 연결 방식으로는 총 240(16x3x5)개의 제어라인이 필요하지만 본 발명에서 제시하는 장치를 사용하면 각 서브모듈 별로 IGBT 스위치를 제어하기 위한 신호를 전송하기 위한 2개의 제어라인과 IGBT 스위치의 상태 정보를 전송하기 위한 1개의 제어라인을 포함하는 3개의 제어라인이 필요하게 되며, 총 144(16x3x3)개의 제어라인만이 사용되어 96(40%)개의 제어라인 감소 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110, 341, 343: 서브모듈
310: 마스터 제어기
311: 제어부
314: 신호먹싱부
331, 333: 셀 제어기
420: 신호디먹싱부

Claims (9)

  1. 계통상의 전력 품질을 분석하여 모듈러 멀티레벨 컨버터(modular multilevel converter)를 구성하는 복수 개의 풀 브리지 형태의 서브모듈 각각에 있는 4개의 IGBT 스위치의 온(on)/오프(off)를 제어하기 위한 제어장치로서,
    4개의 IGBT 스위치를 포함하는 풀 브리지로 구성된 서브모듈;
    상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치의 온/오프 제어를 위하여 2개의 제2 제어신호를 생성하여 2개의 광케이블을 이용한 제어라인을 통해 전달하는 마스터제어기; 및
    상기 2개의 광케이블을 이용한 제어라인을 통해 들어오는 상기 2개의 제2 제어신호를 바탕으로 상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치를 제어하는 제3 제어신호를 생성하는 셀 제어기;를 포함하고,
    상기 마스터제어기는,
    상기 계통상의 전력 품질을 분석한 결과를 바탕으로 상기 서브모듈에 구비된 4개의 IGBT 스위치의 온/오프 제어를 위한 제1 제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제1 제어신호를 처리하여 상기 2개의 제2 제어신호를 생성하는 신호먹싱부;를 포함하고,
    상기 제1 제어신호는 enable 신호와 ePWM 신호로 구성되고,
    상기 제2 제어신호는 IGBT1_Con 신호와 IGBT2_Con 신호로 구성되고,
    상기 신호먹싱부는,
    상기 IGBT1_Con 신호에 상기 enable 신호가 1이고 상기 ePWM 신호가 0이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하고, 그리고
    상기 IGBT2_Con 신호에 상기 enable 신호가 1이고 상기 ePWM 신호가 1이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하는,
    모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호먹싱부는,
    상기 제1 제어신호를 입력 받아 NOT 게이트와 2개의 AND 게이트를 이용하여 상기 2개의 제2 제어신호를 생성하는,
    모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 신호먹싱부는,
    상기 ePWM 신호를 상기 NOT 게이트를 통과시켜 반전시키고, 반전된 ePWM 신호와 상기 enable 신호를 AND 게이트에 통과시켜 상기 반전된 ePWM 신호 및 상기 enable 신호가 모두 1인 경우엔 1이고 하나라도 0이면 0이 되는 IGBT1_Con 신호를 생성하는 제1 신호먹싱부; 및
    상기 ePWM 신호와 상기 enable 신호를 AND 게이트에 통과시켜 상기 ePWM 신호 및 상기 enable 신호가 모두 1인 경우엔 1이고 하나라도 0이면 0이 되는 IGBT2_Con 신호를 생성하는 제2 신호먹싱부;를 포함하는,
    모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 제어신호는 IGBT1_Top_Con 신호, IGBT1_Bot_Con 신호, IGBT2_Top_Con 신호, 및 IGBT2_Bot_Con 신호로 구성되고,
    상기 셀 제어기는,
    상기 IGBT1_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고,
    상기 IGBT1_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하고,
    상기 IGBT2_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고, 그리고
    상기 IGBT2_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하는 신호디먹싱부를 포함하는,
    모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 셀 제어기는,
    1에 대응되는 신호를 생성하는 하이신호생성부;
    0에 대응되는 신호를 생성하는 로우신호생성부;를 더 포함하고,
    상기 신호디먹싱부는,
    상기 IGBT1_Con 신호, 상기 IGBT2_Con 신호, 상기 1에 대응되는 신호 및 상기 0에 대응되는 신호를 바탕으로
    상기 IGBT1_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고,
    상기 IGBT1_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 1이고 상기 IGBT2_Con 신호가 0이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하고,
    상기 IGBT2_Top_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 0이 출력되고, 그 외의 경우에는 1이 출력되도록 구성하고, 그리고
    상기 IGBT2_Bot_Con 신호에 상기 IGBT1_Con 신호가 0이고 상기 IGBT2_Con 신호가 1이면 1이 출력되고, 그 외의 경우에는 0이 출력되도록 구성하는
    모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 신호디먹싱부는,
    4개의 XOR 게이트를 이용하여 상기 4개의 제3 제어신호를 생성하는,
    모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호디먹싱부는
    상기 IGBT1_Con 신호와 상기 1에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Top_Con 신호를 생성하는 제1 신호디먹싱부;
    상기 IGBT1_Con 신호와 상기 0에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Bot_Con 신호를 생성하는 제2 신호디먹싱부;
    상기 IGBT2_Con 신호와 상기 1에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Top_Con 신호를 생성하는 제3 신호디먹싱부; 및
    상기 IGBT2_Con 신호와 상기 0에 대응되는 신호를 XOR하여 IGBT1_Bot_Con 신호를 생성하는 제4 신호디먹싱부;를 포함하는,
    모듈러 멀티레벨 컨버터 제어장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016524454A (ja) * 2013-07-08 2016-08-12 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ マルチレベルコンバータ

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JP2016524454A (ja) * 2013-07-08 2016-08-12 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ マルチレベルコンバータ

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