KR101774113B1 - 준 ｚ 소스 인버터 기반 전력변환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기는 입력 전원의 일측에 직렬 접속된 제1 인덕터; 상기 제1 인덕터의 타측과 접속되는 제1 노드를 통해 일측이 접속되는 i 다이오드; 상기 입력 전원의 타측에 일측이 연결되고, 상기 i 다이오드와 제2 노드를 통해 타측이 접속되는 스위칭 소자; 상기 제2 노드에 일측이 접속되는 커패시터; 및 상기 입력 전원의 타측과, 상기 커패시터의 타측 사이에 접속되는 b 다이오드를 포함하는 임피던스 네트워크를 포함한다.

Description

준 Ｚ 소스 인버터 기반 전력변환기{POWER CONVERTER BASED ON QUASI Z-SOURCE INVERTER}
본 발명은 준 Z 소스 인버터에 기반한 전력변환기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 높은 직류 전압증폭률을 가지면서 경량화, 소형화가 가능한 준 Z 소스 인버터에 기반한 전력변환기에 관한 것이다.
기존의 PWM(pulse width modulation:펄스 폭 변조) 인버터는 교류 출력전압의 크기를 직류 입력전압보다 더 크게 할 수 없다는 한계가 있었다. 직류 입력전압보다 원하는 교류 출력전압이 더 높을 경우에는 인버터 입력단 직류전압을 증폭시키기 위하여 직류-직류 컨버터를 추가하여야 한다. 따라서 전력회로는 직류전압을 증폭하는 직류-직류 변환기와 PWM 인버터 등 2단 구조로 구성되어야 하고, 이렇게 추가된 직류-직류 컨버터에 의해 전력회로 제작비용 및 부피가 증가하는 문제가 있었다.
기존의 PWM 인버터의 문제점을 해결하기 위한 준 Z 소스 인버터(Quasi Z-source inverter, qZSI)가 개발되었다. 준 Z 소스 인버터는 인버터의 한 브리지 상단과 하단의 두 스위칭소자를 동시에 도통시켜 인버터 입력단자를 단락시키는 암단락 시간을 제어하여 직류전압을 승압시킨다. 따라서 직류-직류 컨버터가 필요없는 1단 구조의 전력변환장치로 입력전류가 연속적이고 인버터의 암단락 방지를 위한 데드 시간이 필요 없으므로 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점도 가지고 있다. 그런데 암단락 시간이 스위칭주기 중 영전압 구간으로 한정되어 있어 직류전압 증폭률이 높지 않으므로, 높은 직류전압 증폭율을 요구하는 태양광 어레이 또는 연료전지와 같은 저전압 신재생 에너지원의 발전시스템과 배터리 등 에너지 저장장치에서는 실용적이지 않다는 문제가 있다.
직류전압 증폭율을 높이기 위하여 준 Z 소스 인버터 구조를 기반으로 스위치드-인버터, 스위치드-커패시터/스위치드-인덕터 임피던스 네트워크 등 다양한 직류-직류 변환회로가 사용되는데 이러한 변환회로는 직류전압 증폭율을 증가시킬 수는 있으나, 임피던스 네트워크 내 인덕터 및 커패시터와 같이 부피가 크고 무거운 수동소자가 많이 포함되므로 전체 전력변환기의 부피와 무게 및 제작비용 측면에서 불리하다.
본 발명은 직류전압 증폭용 직류-직류 컨버터가 필요없는 준 Z 소스 인버터 구조를 기반으로 임피던스 네트워크 내 인덕터 및 커패시터의 수를 최소화하여 전력회로의 크기 및 무게와 함께 제작비용을 감소시키면서 높은 직류전압 증폭률을 갖는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기는 입력 전원의 일측에 직렬 접속된 제1 인덕터; 상기 제1 인덕터의 타측과 접속되는 제1 노드를 통해 일측이 접속되는 i 다이오드; 상기 입력 전원의 타측에 일측이 연결되고, 상기 i 다이오드와 제2 노드를 통해 타측이 접속되는 스위칭 소자; 상기 제2 노드에 일측이 접속되는 커패시터; 및 상기 입력 전원의 타측과, 상기 커패시터의 타측 사이에 접속되는 b 다이오드를 포함하는 임피던스 네트워크를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 준 Z 소스 인버터 (qZSI) 기반 전력변환기는 높은 직류전압 증폭율을 가지므로 직류입력전압이 낮은 경우에도 원하는 계통교류전압을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한 부피가 크고 무거운 인덕터 및 커패시터의 수를 감소시킬 수 있으므로 전체 전력변환장치의 부피 및 무게는 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 직류입력전압 변화폭과 원하는 출력전압의 크기에 따라 멀티셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI회로의 셀의 개수를 조정하여 최적의 전압증폭율을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 암단락과 비암단락 상태의 등가회로를 각각 나타내는 도면이다.
도 3은 발명의 다른 실시 예에 따른 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI 회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 각각 암단락과 비암단락 상태에서 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 5는 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 멀티셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 셀 개수에 따른 전압증폭률의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.255, 인버터 변조비는 0.86으로 설정하였을 때, 인버터 교류출력전압, LC필터 출력전압, 커패시터 전압 및 직류입력전압을 나타내는 도면이다.
도 8은 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.255, 인버터 변조비는 0.86으로 설정하였을 때, 인덕터 전류, 직류입력전류, 인버터 입력전압 및 스위칭소자의 게이팅신호를 나타내는 도면이다.
도 9는 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.281, 인버터 변조비는 0.83으로 설정하였을 때, 인버터 교류출력전압, LC필터 출력전압, 커패시터 전압 및 직류입력전압을 나타내는 도면이다.
도 10은 멀티셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.207이며 인버터 변조비는 0.91인 경우 인버터 교류출력전압 및 교류출력전류, 커패시터 전압 및 직류입력전압을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기본 능동형 스위치드-커패시터(ASC: ACTIVE SWITCHED CAPACITOR:100) qZSI 회로를 나타내는 도면이다. 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI 회로는 6개의 스위칭소자로 구성된 3상 PWM 인버터(110)와 스위칭소자(S7), 제1 인덕터(L1), 커패시터(C), i 및 b 다이오드(Di, Db)를 포함하는 임피던스 네트워크(120)가 직류입력전원(Vdc)과 3상 PWM 인버터(110) 사이에 연결되어 있다.
제1 인덕터(L1)는 일측이 직류입력전원(Vdc)에 연결되고 타측이 제1 노드(N1)에 연결된다. 제1 노드(N1)는 3상 PWM 인버터(110)와 연결된다. i 다이오드(Di)는 일측이 제1 노드(N1)와 연결되고, 타측이 제2 노드(N2)와 연결된다. 구체적으로, 애노드가 제1 노드와 연결되고, 캐소드가 제2 노드와 연결된다. 커패시터(C)는 일측이 제2 노드(N2)와 연결되고, 타측이 b 다이오드(Db)와 연결된다. 스위칭소자(S7)는 일측이 제2 노드(N2)와 연결되고, 타측이 직류입력전원(Vdc)과 연결된다. 또한 b 다이오드(Db)는 일측이 커패시터(C)와 연결되고, 타측이 직류입력전원(Vdc)과 연결된다.
기본 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI는 기존의 qZSI와 같이 a, b, c의 세 개의 상 중 1개의 상, 즉 암(Arm)을 단락시키는 암단락 상태모드(Shoot-through state mode)와 암을 단락시키지 않는 비암단락 상태모드의 두 가지 모드로 동작된다.
도 2는 각각 암단락과 비암단락 상태에서 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 2a는 암단락 상태에서 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 등가회로를 나타내는 도면이다. 암단락 상태구간에서는 한 상 브리지의 상단 스위칭소자와 하단 스위칭소자를 동시에 도통시켜 인버터 입력단자를 단락시킴으로써 인버터 입력전압이 영전압이 된다. 암단락구간에서 임피던스 네트워크(120)에 있는 스위칭소자(S7)를 턴온시키고, i 및 b 다이오드(Di, Db)에 역방향 전압이 인가되어 오프상태가 된다.
커패시터(C)에 축적된 에너지와 직류입력전압(Vdc)으로부터 공급되는 에너지가 더해져서 스위칭소자(S7)와 인버터(110)를 거쳐 제1 인덕터(L1)로 전달되고, 제1 인덕터(L1)에 에너지가 축적된다.
도 2b는 비암단락 상태에서 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 등가회로를 나타내는 도면이다. 비암단락 상태구간에서는 스위칭소자(S7)를 턴오프시키고, i 및 b 다이오드(Di, Db)에 순방향 전류가 흐르게 된다. 인덕터(L1)에 축적된 에너지와 직류 입력전원에서 공급되는 에너지가 인버터(110)를 통하여 3상 출력부하로 전달되고 커패시터 전압(Vc)은 충전되므로 인버터 입력단 직류전압이 상승한다. 여기서 PWM 인버터는 기존 PWM 인버터와 같이 6개의 활성상태와 2개의 영상태로 동작한다.
하기의 수학식1은 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 직류전압 증폭률(B), 즉 직류입력전압(Vdc)에 대한 인버터 입력전압의 피크치 비를 나타내는 식이다. 여기서 Dsh는 스위칭 한 주기 중 암단락 시간의 비, 즉 암단락 변조비이다. 스위칭 한 주기는 일정하므로 암단락 시간(암단락 변조비)로 직류전압 증폭률을 조정할 수 있다.
Figure 112015116288422-pat00001
...(수학식1)
도 3은 도 1과 비교하여 직류전압 증폭률을 상대적으로 더 증가시키기 위한 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI(one-cell active switched-capacitor qZSI, one-cell ASC-qZSI)회로를 나타내는 도면이다. 이 회로는 도 1의 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 임피던스 네트워크에 1개의 인덕터(L2)와 3개의 다이오드(D1, D2, D3)로 구성된 셀을 추가로 포함시킨 것이다.
셀(215)은 도시된 바와 같이 제2 인덕터(L2) 및 3개의 다이오드(D1, D2, D3)를 포함하여 형성된다. 이때, 제1 인덕터(L1)와 제1 다이오드(D1)의 일측은 직류입력전원(Vdc)과 연결되고, 제1 다이오드(D1)의 타측은 제3 노드(N3)와 연결된다. 또한 제1 인덕터(L1)의 타측은 제4 노드(N4)와 연결된다. 제3 다이오드(D3)의 일측은 제3 노드(N3)에 연결되며, 제3 다이오드(D3)의 타측은 제4 노드(N4)에 연결된다. 또한 상기 제1 인덕터(L1) 및 상기 제1 다이오드(D1)는 제5 노드를 통해 상기 입력 전원과 연결된다.
또한, 제2 인덕터(L2)의 일측은 제3 노드(N3)와 연결되고, 타측은 제1 노드(N1)와 연결된다. 제2 다이오드(D2)의 일측은 제4 노드(N4)와 연결되고, 타측은 제1 노드(N1)와 연결된다.
상기 셀(215)은 복수로도 형성될 수 있는데 이에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
도 3은 도 1과 비교하여 제1 인덕터(L1)외에 3개의 다이오드(D1, D2, D3) 및 제2 인덕터(L2)가 추가된 것으로, 스위칭소자(S7), 제1 인덕터(L1), 커패시터(C), i 및 b 다이오드(Di, Db) 사이의 연결관계는 도 1과 동일하므로 그 설명을 생략한다.
6개의 스위칭소자로 구성된 3상 PWM 인버터(110)와 스위칭소자(S7), 2개의 인덕터(L1, L2), 커패시터(C), 5개 다이오드(D1, D2, D3, Di, Db)로 구성된 임피던스 네트워크(210)가 직류입력전원(Vdc)과 3상 PWM 인버터(110) 사이에 연결되어 있다.
단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI는 암단락 상태모드와 비암단락 상태모드의 두가지 모드로 동작된다.
도 4는 각각 암단락과 비암단락 상태에서 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 4a는 암단락 상태에서 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 등가회로를 나타내는 도면이다. 암단락 상태구간에서는 한 상 브리지의 상단 스위칭소자와 하단 스위칭소자를 동시에 도통시켜 인버터 입력단자를 단락시킴으로써 인버터 입력전압이 영전압이 된다.
암단락 구간에서 임피던스 네트워크에 있는 스위칭소자(S7)를 턴온시키고, 2개의 다이오드(D1, D2)는 순방향 전압이 인가되어 쇼트상태가 되며, 나머지 3개의 다이오드(Di, Db, D3)에는 모두 역방향 전압이 인가되어 오픈상태가 되므로, 두 인덕터(L1, L2)는 병렬연결된 상태가 된다. 커패시터(C)와 직류입력전압(Vdc)으로부터 스위칭소자(S7)와 인버터(110)를 통하여 두 인덕터(L1, L2)에 에너지가 축적된다.
도 4b는 비암단락 상태에서 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 등가회로를 나타내는 도면이다. 비암단락 구간에서 스위칭소자(S7)는 턴오프시키며, 인버터는 기존 PWM 인버터와 같이 6개의 활성상태와 2개의 영상태로 동작한다. 그리고 3개의 다이오드(Di, Db, D3)에는 모두 순방향 전압이 인가되어 쇼트상태가 되며, 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)는 역방향 전압이 인가되어 오픈상태가 되므로, 두 인덕터(L1, L2)는 직렬로 연결된다.
두 인덕터(L1, L2)에 축적된 에너지와 직류입력전원(Vdc)에서 공급하는 에너지가 인버터(110)를 통하여 3상 출력부하로 전달되고 커패시터의 전압은 충전된다. 두 개의 인덕터에 축적된 에너지를 전달하므로 하나의 인덕터에 축적된 에너지를 전달하는 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI 보다 직류전압을 더 증가시킬 수 있다.
하기의 수학식(2)는 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 직류전압 증폭률, 즉 직류입력전압에 대한 인버터 입력전압 피크치 비를 나타낸다. 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI와 같이 암단락 시간 (암단락 변조비)의 조절로 직류전압 증폭률을 조정할 수 있다.
Figure 112015116288422-pat00002
.....(수학식2)
도 5는 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI (multi-cell active switched-capacitor qZSI, multi-cell ASC-qZSI)회로를 나타내는 도면이다. 여기서 n번째 셀의 구조는 하나의 인덕터(Ln+1)와 3개의 다이오드(D3n-2, D3n-1, D3n)로 구성된다.
암단락 상태구간에서는 한 상 브리지의 상단 스위칭소자와 하단 스위칭소자를 동시에 도통시켜 인버터 입력단자를 단락시키고, 임피던스 네트워크에 있는 스위칭소자(S7)를 턴온시킨다. 그리고 2개 다이오드(D3n-2, D3n-1)는 순방향 전압이 인가되어 쇼트상태가 되며, 나머지 3개 다이오드(Di, Db, D3n) 모두 역전압이 인가되어 오프상태가 되므로, 인덕터 L1에서 Ln까지 n개의 인덕터가 병렬연결된다. 커패시터에 축적된 에너지와 직류전원이 공급하는 에너지가 스위칭소자(S7)와 인버터를 통하여 n개의 인덕터로 전달되어 축적된다.
비암단락 상태구간에서 스위칭소자(S7)는 턴오프시키며, 인버터는 기존 PWM 인버터와 같이 6개의 활성상태와 2개의 영상태로 동작한다. 그리고 3개 다이오드 (Di, Db, D3n) 모두 순방향 전압이 인가되어 쇼트상태가 되며, 나머지 2개 다이오드(D3n-2, D3n-1)에는 역전압이 인가되어 오픈상태가 되므로, L1에서 Ln까지 n개의 인덕터가 직렬연결된 상태가 된다. n개의 인덕터에 축적된 에너지와 직류입력전원(Vdc)에서 공급하는 에너지는 인버터를 통하여 3상 출력부하로 전달되고 커패시터 전압은 충전된다. n개 인덕터에 축적된 에너지를 3상 부하로 전달하므로, 셀의 개수 n을 증가시키면 직류전압을 상대적으로 더 증폭시킬 수 있다.
하기의 수학식3은 n개의 멀티셀을 갖는 능동형 스위치드-커패시터 qZSI의 직류전압 증폭률의 식을 나타낸 것으로, 암단락 시간(암단락 변조비) 및 셀의 개수로 직류전압 증폭률을 조정할 수 있다.
Figure 112015116288422-pat00003
......(수학식3)
도 6은 멀티셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 셀 개수에 따른 전압증폭률의 변화를 나타내는 도면이다. n=0일 경우 도 1에서와 같이 기본 능동형 스위치드-커패시터 qZSI(기본 ASC-qZSI)가 되며, n=1일 경우 도 3과 같이 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI(단일셀 ASC-qZSI)가 된다. 도 6에 도시된 바와 같이 동일한 암단락 변조비에서 셀(215)의 개수가 증가할수록 전압증폭률이 증가함을 알 수 있다.
도 7은 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.255, 인버터 변조비는 0.86으로 설정하였을 때, 인버터 교류출력전압, LC필터 출력전압, 커패시터 전압 및 직류입력전압을 나타내는 도면이고, 도 8은 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.255, 인버터 변조비는 0.86으로 설정하였을 때, 인덕터 전류, 직류입력전류, 인버터 입력전압 및 스위칭소자의 게이팅신호를 나타내는 도면이다.
커패시터 전압은 직류입력전압 40V의 약 5.1배인 210V로 증폭되었으며 인버터 출력전압은 실효치가 106V이다. 비 암단락구간에서는 스위칭소자(S7)의 게이팅신호를 0으로 하여 스위칭소자(S7)를 턴오프되며, 인덕터 전류 및 입력직류 전류가 상승하여 인버터 입력전압은 커패시터 전압값인 210V가 된다. 암단락구간에서는 스위칭소자(S7)에 게이팅 신호를 인가하여 스위칭소자(S7)가 턴온됨에 따라 인덕터 전류 및 입력직류 전류는 하강하고 인버터 입력전압은 0V로 단락상태가 된다.
도 9는 단일셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.281, 인버터 변조비는 0.83으로 설정하였을 때, 인버터 교류출력전압, LC필터 출력전압, 커패시터 전압 및 직류입력전압을 나타내는 도면이다.
도 7의 경우와 비교하여 암단락 변조비가 상대적으로 증가함에 따라 커패시터 전압이 315V로 약 7.8배 증폭되었으며 실효치가 168V인 인버터 출력전압이 발생하였음을 확인할 수 있다.
도 10은 멀티셀 능동형 스위치드-커패시터 qZSI에서 암단락 변조비는 0.207이며 인버터 변조비는 0.91인 경우 인버터 교류출력전압 및 교류출력전류, 커패시터 전압 및 직류입력전압을 나타내는 도면이다.
도 10에서는 셀의 개수(n)가 2인 경우를 나타낸 것으로, 셀의 개수 및 암단락 변조비를 조절함으로써, 출력전압을 제어할 수 있다.
이상에서 기술한 바와 같이, 셀의 개수 및 암단락 변조비를 조절함으로써, 최적의 전압 증폭률을 제어할 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
100: 능동형 스위치드-커패시터
110: 3상 PWM 인버터
120, 210: 임피던스 네트워크
215: 셀

Claims (10)

  1. 입력 전원의 일측에 직렬 접속된 제1 인덕터;
    상기 제1 인덕터의 타측과 접속되는 제1 노드를 통해 일측이 접속되는 i 다이오드;
    상기 입력 전원의 타측에 일측이 연결되고, 상기 i 다이오드와 제2 노드를 통해 타측이 접속되는 스위칭 소자;
    상기 제2 노드에 일측이 접속되는 커패시터; 및
    상기 입력 전원의 타측과, 상기 커패시터의 타측 사이에 접속되는 b 다이오드를 포함하고,
    상기 i 다이오드는 애노드가 상기 제1 노드와 접속되고 캐소드가 상기 제2 노드와 연결되는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 턴온되면 상기 커패시터, 입력전원, 제1 인덕터가 직렬연결되어 상기 제1 인덕터에 에너지가 충전되는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 턴오프되면 상기 입력전원 및 제1 인덕터는 직렬연결되고, 상기 입력전원 및 제1 인덕터는 상기 커패시터와 병렬 연결되어 상기 커패시터에 전압이 충전되는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인덕터와 연결되는 셀을 더 포함하고, 상기 셀은 제2 인덕터 및 3개의 다이오드를 포함하고,
    상기 셀에서, 상기 3개의 다이오드는 제1 다이오드, 제2 다이오드, 및 제3 다이오드로 구성되고, 상기 제1 다이오드의 일측은 상기 입력전원과 연결되고, 상기 제1 다이오드의 타측은 제3 노드와 연결되며, 상기 제1 인덕터의 타측은 제4 노드와 연결되고, 상기 제3 다이오드의 일측은 상기 제3 노드에 연결되며, 상기 제3 다이오드의 타측은 상기 제4 노드에 연결되며, 상기 제2 인덕터의 일측은 상기 제3 노드와 연결되고, 타측은 상기 제1 노드와 연결되고, 상기 제2 다이오드의 일측은 제4 노드와 연결되고, 타측은 상기 제1 노드와 연결되는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 턴온되면 상기 제1 인덕터 및 제2 인덕터는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 턴오프되면 상기 제1 인덕터 및 제2 인덕터는 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 셀은 n개가 연결되고, 이전 셀(n-1)의 제4 단자는 다음 셀(n)의 제1 단자에 연결되고, 이전 셀(n-1)의 제2 단자는 다음 셀(n)의 제3 단자에 연결되고, 다음 셀(n)의 제2 단자는 상기 제1 노드와 연결되는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 n 및 암단락 변조비(Dsh)에 따른 증폭률(B)은 하기의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 준 Z 소스 인버터 기반 전력변환기.
    Figure 112017063647547-pat00004

    (Vdc는 직류입력전압,
    Figure 112017063647547-pat00015
    는 인버터 입력전압의 피크치)
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