KR101782201B1 - System for Controlling Multilevel Inverter for Transmitting Voltage Signal of Cell Inverter - Google Patents

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Abstract

셀제어기로 수신되는 셀인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압의 오차성분을 감소시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템은, 셀인버터의 DC 전압 및 상기 셀인버터의 IGBT 스택 온도 전압 중 어느 하나를 포함하는 제1 전압 신호 및 동기에 맞춰 직렬통신을 수행하기 위한 제1 클럭 신호를 압축하여 제1 전송 신호를 생성하는 제1 인터페이스보드; 상기 제1 인터페이스보드로부터 제1 전송 신호를 수신하여 상기 제1 전압 신호를 추출하고, 상기 제1 전압신호를 상기 제1 클럭 신호에 동기된 제2 클럭 신호에 따라 병렬화하여 병렬화된 제1 전압신호를 생성하는 제2 인터페이스보드; 및 상기 제2 인터페이스보드로부터 상기 병렬화된 제1 전압 신호를 수신하여 PWM 캐리어를 생성하고, 상기 PWM 캐리어와 미리 설정된 전압 지령치를 비교하여 상기 셀인버터의 제어를 위한 제1 및 제2 게이팅 신호를 생성하는 셀 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.A multi-level inverter control system for voltage signal transmission of a cell inverter according to an aspect of the present invention capable of reducing a DC voltage of a cell inverter received by a cell controller and an error component of an IGBT module stack temperature voltage comprises: A first interface board for generating a first transmission signal by compressing a first voltage signal including one of a voltage and an IGBT stack temperature voltage of the cell inverter and a first clock signal for performing serial communication in synchronization; A second interface circuit for receiving the first transmission signal from the first interface board to extract the first voltage signal, parallelizing the first voltage signal according to a second clock signal synchronized with the first clock signal, A second interface board for generating a second interface board; And generating the first and second gating signals for controlling the cell inverter by receiving the parallelized first voltage signal from the second interface board to generate a PWM carrier and comparing the PWM carrier with a preset voltage command value, And a cell controller for controlling the cell.

Description

셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템{System for Controlling Multilevel Inverter for Transmitting Voltage Signal of Cell Inverter}[0001] The present invention relates to a multilevel inverter control system for voltage signal transmission of a cell inverter,

본 발명은 인버터 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 멀티레벨 인버터에서의 전압신호 전송에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter control system, and more particularly to voltage signal transmission in a multilevel inverter.

일반 산업계에서 전기장치가 대용량화되는 추세에 따라 고압대용량 전력변환 시스템에 적용하기 위한 멀티레벨 인버터가 개발되어 적용되고 있다. 이러한 멀티레벨 인버터는 다수의 커패시터 DC전압을 합성하여 정현적인 파형에 가깝게 출력함으로써 왜곡이 적은 대용량 AC전압을 손쉽게 만들 수 있다. 또한, 전압 레벨 수를 증가시킴으로써 총고조파 왜율(Total Harmonic Distortion: THD)을 감소시킬 수 있고, 스위치의 정격 전압과 스위치 손실을 줄여 우수한 출력 전압을 얻을 수 있다. 또한, 멀티레벨 인버터는 출력전압의 레벨 수가 높을수록 고조파 성분이 매우 낮아 필터의 크기를 줄일 수 있는 특징을 갖고 있다.As the electric equipment becomes larger in the general industry, multilevel inverters have been developed and applied to the high voltage large capacity power conversion system. These multilevel inverters can easily generate large AC voltages with low distortion by synthesizing a large number of capacitor DC voltages and outputting them close to a sinusoidal waveform. In addition, by increasing the number of voltage levels, the total harmonic distortion (THD) can be reduced, and the rated voltage and switch loss of the switch can be reduced to obtain a superior output voltage. In addition, the multi-level inverter is characterized in that the higher the number of levels of the output voltage, the lower the harmonic component is, and thus the size of the filter can be reduced.

이러한 장점으로 인해, 최근에는 계통 안정화를 위하여 전력품질을 개선하고 공급전압을 일정하게 유지하기 위한 무효전력 보상장치의 적용 요구에 따라, 멀티레벨 인버터가 무효전력 보상 시스템에도 적용되고 있다.Due to these advantages, recently, multi-level inverters have also been applied to reactive power compensation systems in order to improve the power quality for system stabilization and to apply the reactive power compensation device to keep the supply voltage constant.

멀티레벨 인버터의 구조로는 도 1a에 도시된 바와 같은 다이오드-클램프(Diode-Clamp) 구조, 도 1b에 도시된 바와 같은 플라잉-커패시터(Flying Capacitor)구조, 및 도 1c에 도시된 바와 같은 H 브릿지(H-bridge) 구조가 있다.The structure of the multilevel inverter includes a diode-clamp structure as shown in FIG. 1A, a flying capacitor structure as shown in FIG. 1B, and an H-bridge as shown in FIG. 1C. (H-bridge) structure.

도 1a에 도시된 바와 같은 다이오드 클램프 구조의 멀티레벨 인버터는, 레벨수가 증가할수록 고조파 성분이 낮아지며 제어가 간단한 장점을 가지고 있지만, 다수의 클램핑 다이오드가 필요하며 커패시터 전압 불균형이 발생하는 문제점을 해결하기 위한 복잡한 스위칭 알고리즘이 요구된다는 문제점이 있다.The multilevel inverter of the diode clamp structure as shown in FIG. 1A has a merit that the harmonic components are lowered and the control is simple as the number of levels increases. However, in order to solve the problem that a large number of clamping diodes are required and a capacitor voltage imbalance occurs A complicated switching algorithm is required.

도 1b에 도시된 바와 같은 플라잉 커패시터 구조의 멀티레벨 인버터는, 클램핑 다이오드 대신에 다수의 커패시터를 사용하는 구조로써 내부 전압 레벨에 여유를 갖게 되어 안정적인 전원 공급과 유/무효 전력 제어가 가능하지만 레벨 수가 증가할수록 대용량 전력 커패시터를 그룹화 시키기 어렵고 제어가 복잡해진다는 문제점이 있다.The multilevel inverter of the flying capacitor structure as shown in FIG. 1B uses a plurality of capacitors in place of the clamping diode, and has a margin for the internal voltage level so that stable power supply and effective / reactive power control are possible. There is a problem that it is difficult to group large-capacity power capacitors and control becomes complicated.

도 1c에 도시된 바와 같은 H 브릿지 구조의 멀티레벨 인버터는 다수의 H 브릿지 인버터 모듈을 직렬로 연결한 형태로 기존의 클램핑 다이오드나 다수의 커패시터가 불필요하여 기존 멀티레벨 인버터 구조와 비교할 때 최소의 부품으로 멀티레벨 인버터를 구성할 수 있다. 또한, H 브릿지 인버터 모듈 단위로 그룹화가 가능하여 확장 및 제어가 용이하고 DC링크 불평형 문제가 없는 특징을 가지고 있어, 최근 그 이용이 증가하고 있다. 이러한 H 브릿지 구조의 멀티레벨 인버터는 대한민국 등록특허 제10-0970666호에 개시되어 있다.The multilevel inverter of the H bridge structure as shown in FIG. 1C is formed by connecting a plurality of H-bridge inverter modules in series, eliminating the need for a conventional clamping diode or a large number of capacitors, Level inverter can be configured. In addition, H-bridge inverter modules can be grouped, making them easy to expand and control, and free from DC link imbalance problems. A multi-level inverter having such an H-bridge structure is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0970666.

상술한 바와 같은 멀티레벨 인버터를 제어하기 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템은, 크게 집중제어 시스템과 분산제어 시스템으로 구분할 수 있다. 집중제어 시스템에서는, 각 셀 인버터 게이팅 앰프와 일부 보호회로 만이 내장되어 모든 제어 동작은 주제어기(Main Controller)에서 수행된다. 이와 같은 집중제어 시스템은 전체 시스템의 제어와 감시를 집중해서 수행하므로 일괄 제어가 간편하고, 데이터 처리나 시퀀스 처리 등이 간단한 장점이 있으나, 주제어기의 부담이 커지고 주제어기와 셀간의 많은 신호선이 필요한 단점이 있다.The multi-level inverter control system for controlling the multi-level inverter as described above can be roughly divided into a centralized control system and a distributed control system. In the centralized control system, only each cell inverter gating amplifier and some protection circuits are built in, and all control operations are performed in the main controller. Such a centralized control system concentrates control and monitoring of the entire system, so that it is easy to perform batch control and simple processing of data processing and sequence processing. However, since the load of the main controller becomes large and a lot of signal lines between the main controller and the cell are required .

도 2에 도시된 분산제어 시스템(100)의 경우, 전동기의 가속 및 변속을 제어하기 위한 전압 지령치를 산출하는 주제어기(110)와는 별도로, 주제어기(110)에 의해 산출된 전압 지령치에 따라 PWM 전압제어 및 위상제어를 수행하는 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)가 각 셀 인버터마다 설치되고, 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)가 게이팅 신호를 생성하거나 셀 단위의 보호 동작을 수행한다.In the case of the distributed control system 100 shown in FIG. 2, in addition to the main controller 110 for calculating the voltage command value for controlling the acceleration and the shift of the electric motor, the main control unit 110 controls the PWM Cell controllers 120a to 120n and 130a to 130n and 140a to 140n for performing voltage control and phase control are installed for each cell inverter and cell controllers 120a to 120n and 130a to 130n and 140a to 140n generate gating signals Or performs a cell-by-cell protection operation.

셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)는 게이팅 신호를 생성하기 위해 각 셀 인버터의 DC 전압과 각 셀 인버터를 구성하는 IGBT 모듈의 스택온도 전압을 셀 인버터로부터 수신하게 된다. 이때, 셀 인버터의 DC 전압과 IGBT 모듈의 스택온도 전압은 V-F컨버터(Voltage-Frequency Convertor)를 이용하여 주파수 신호로 변환한 뒤 셀 제어기로 전송되고, 셀 제어기는 수신된 주파수 신호를 F-V 컨버터(Frequency-Voltage Convertor)를 이용하여 전압신호로 복원한다.The cell controllers 120a to 120n, 130a to 130n, 140a to 140n receive the DC voltage of each cell inverter and the stack temperature voltage of the IGBT module constituting each cell inverter from the cell inverter to generate a gating signal. At this time, the DC voltage of the cell inverter and the stack temperature voltage of the IGBT module are converted into a frequency signal by using a VF converter (Voltage-Frequency Converter) and then transmitted to the cell controller. The cell controller converts the received frequency signal into an FV -Voltage Converter) to restore the voltage signal.

하지만, V-F컨버터 및 F-V컨버터는 소정의 크기(예컨대, 0.08Vp)를 갖는 리플을 항상 출력하기 때문에, V-F컨버터 및 F-V컨버터를 통해 수신된 DC 전압(또는 IGBT 모듈 스택 온도 전압)은 도 3에 도시된 바와 같이 원신호와 대비할 때 오차성분이 포함되게 되어, DC 전압(또는 IGBT 모듈 스택 온도 전압)에 따른 게이팅 신호를 정확하게 생성할 수 없다는 문제점이 있다.However, the DC voltage (or the IGBT module stack temperature voltage) received through the VF converter and the FV converter, because the VF converter and the FV converter always output ripple with a predetermined size (e.g., 0.08 Vp) There is a problem that the gating signal according to the DC voltage (or the IGBT module stack temperature voltage) can not be accurately generated because the error component is included in comparison with the original signal.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 셀제어기로 수신되는 셀인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압의 오차성분을 감소시킬 수 있는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a multilevel inverter control system for transmitting a voltage signal of a cell inverter capable of reducing a DC voltage of a cell inverter received by a cell controller and an error component of an IGBT module stack temperature voltage The technical problem is to provide.

또한, 본 발명은 셀 인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압을 셀 제어기로 전송하기 위한 통신라인 수를 감소시킬 수 있는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.The present invention also provides a multi-level inverter control system for voltage signal transmission of a cell inverter capable of reducing the number of communication lines for transmitting the DC voltage of the cell inverter and the IGBT module stack temperature voltage to the cell controller, We will do it.

또한, 본 발명은 셀 인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압을 딜레이 없이 셀 제어기로 전송하기 위한 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide a multi-level inverter control system for voltage signal transmission of a cell inverter for transmitting a DC voltage of a cell inverter and a temperature voltage of an IGBT module stack to a cell controller without delay.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템은, 셀인버터의 DC 전압 및 상기 셀인버터의 IGBT 스택 온도 전압 중 어느 하나를 포함하는 제1 전압 신호 및 동기에 맞춰 직렬통신을 수행하기 위한 제1 클럭 신호를 압축하여 제1 전송 신호를 생성하는 제1 인터페이스보드; 상기 제1 인터페이스보드로부터 제1 전송 신호를 수신하여 상기 제1 전압 신호를 추출하고, 상기 제1 전압신호를 상기 제1 클럭 신호에 동기된 제2 클럭 신호에 따라 병렬화하여 병렬화된 제1 전압신호를 생성하는 제2 인터페이스보드; 및 상기 제2 인터페이스보드로부터 상기 병렬화된 제1 전압 신호를 수신하여 PWM 캐리어를 생성하고, 상기 PWM 캐리어와 미리 설정된 전압 지령치를 비교하여 상기 셀인버터의 제어를 위한 제1 및 제2 게이팅 신호를 생성하는 셀 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-level inverter control system for transmitting a voltage signal of a cell inverter, the multi-level inverter control system comprising: A first interface board for generating a first transmission signal by compressing a first clock signal for performing serial communication in accordance with one voltage signal and synchronization; A second interface circuit for receiving the first transmission signal from the first interface board to extract the first voltage signal, parallelizing the first voltage signal according to a second clock signal synchronized with the first clock signal, A second interface board for generating a second interface board; And generating the first and second gating signals for controlling the cell inverter by receiving the parallelized first voltage signal from the second interface board to generate a PWM carrier and comparing the PWM carrier with a preset voltage command value, And a cell controller for controlling the cell.

본 발명에 따르면, 셀 인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압을 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 통해 변환하여 전송함으로써 셀 인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압에서 오차 성분을 감소시킬 수 있고, 이로 인해 셀 제어기가 보다 정확한 게이팅 신호를 생성할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the DC voltage of the cell inverter and the IGBT module stack temperature voltage can be converted and transmitted through an analog-to-digital converter (ADC) to reduce the error component in the DC voltage of the cell inverter and the IGBT module stack temperature voltage, This has the effect that the cell controller can generate a more accurate gating signal.

또한, 본 발명에 따르면 셀 인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압과 클럭 신호를 하나의 신호로 압축하여 전송하기 때문에, 1개의 통신라인만으로 셀 인버터의 DC 전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압을 셀 제어기로 전송할 수 있어 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 제조단가를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the DC voltage of the cell inverter, the IGBT module stack temperature voltage, and the clock signal are compressed and transmitted as a single signal, the DC voltage of the cell inverter and the IGBT module stack temperature voltage are supplied to the cell controller It is possible to reduce the manufacturing cost of the multi-level inverter control system.

또한, 본 발명에 따르면 디지털 형태의 셀 인버터 DC전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압을 아날로그 데이터로 변환하지 않고 셀제어기로 전달함으로써 셀 인버터의 DC전압 및 IGBT 모듈 스택 온도 전압를 아날로그 데이터로 변환함에 의해 발생되는 딜레이를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the DC voltage of the cell inverter and the IGBT module stack temperature voltage are transferred to the cell controller without being converted into analog data, thereby converting the DC voltage of the cell inverter and the IGBT module stack temperature voltage into analog data There is an effect that the delay can be reduced.

도 1a는 다이오드-클램프(Diode-Clamp) 구조의 멀티레벨 인버터 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 1b는 플라잉-커패시터(Flying Capacitor)구조의 멀티레벨 인버터 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 1c는 H-브리지(H-bridge) 구조의 멀티레벨 인버터 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 일반적인 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 센싱된 셀 인버터의 DC전압 파형과 셀 제어기에서 수신된 DC 전압 파형을 비교하여 보여주는 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 인터페이스 보드의 구성을 보여주는 블록도.
도 6a는 제1 전압 신호와 제1 클럭 신호의 파형을 보여주는 도면.
도 6b는 제1 전송 신호의 파형을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 인터페이스 보드의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 추출부의 구성을 보여주는 블록도.
FIG. 1A is a schematic view showing a multi-level inverter configuration of a diode-clamp structure. FIG.
1B schematically shows a multilevel inverter configuration of a flying capacitor structure;
1C schematically shows a multilevel inverter configuration of an H-bridge structure;
2 is a diagram showing a configuration of a general multilevel inverter control system;
3 is a graph showing a comparison between the DC voltage waveform of the sensed cell inverter and the DC voltage waveform received by the cell controller.
4 is a diagram illustrating a configuration of a multi-level inverter control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a first interface board according to an embodiment of the present invention; FIG.
6A shows waveforms of a first voltage signal and a first clock signal;
6B is a view showing a waveform of a first transmission signal;
FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a second interface board according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a signal extracting unit according to an embodiment of the present invention; FIG.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described herein should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템에 대한 설명에 앞서, 멀티레벨 인버터에 대해 개략적인 설명을 하도록 한다.Prior to the description of the multilevel inverter control system according to an embodiment of the present invention, a description will be given of a multilevel inverter.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터가 무효전력 보상시스템(STACOM: Static Synchronous Compensator)으로 구현되는 경우, 멀티레벨 인버터는 계통에 병렬 연결되어 계통의 무효전력을 보상할 수 있다.When the multi-level inverter according to the embodiment of the present invention is implemented as a static synchronous compensator (STACOM), the multi-level inverter can be connected to the system in parallel to compensate the reactive power of the system.

멀티레벨 인버터는 A상, B상, 및 C상으로 구성되고, A상, B상, 및 C상 각각은 직렬 연결된 복수의 셀 인버터들을 포함하며, 복수개의 셀 인버터들을 직렬로 연결함으로써 고전압을 얻을 수 있다. 이러한 경우, 각 셀 인버터가 독립된 DC 전원을 가지므로 별도의 클램핑(Clamping) 회로 없이도 셀 인버터에 포함된 전력소자에 일정한 전압을 인가할 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 저압의 셀 인버터의 출력전압이 더해져서 수 kV의 고압 출력을 얻을 수 있다.Each of the A-phase, B-phase, and C-phase includes a plurality of cell inverters connected in series, and a plurality of cell inverters are connected in series to obtain a high voltage . In this case, since each cell inverter has an independent DC power source, a constant voltage can be applied to the power device included in the cell inverter without a separate clamping circuit, and the output voltage of the relatively low- High voltage output of several kV can be obtained.

또한, 셀 인버터의 개수에 따라 출력전압 및 전압레벨을 쉽게 조절할 수 있고, 셀 인버터의 개수가 증가할수록 정현파에 가까운 전압파형을 얻을 수 있다.Also, the output voltage and the voltage level can be easily adjusted according to the number of cell inverters, and a voltage waveform close to a sine wave can be obtained as the number of cell inverters increases.

한편, 셀 인버터는 독립적인 직류전원을 가지며, 출력전압의 위상에 따라 충전 또는 방전되는 커패시터를 포함한다.
On the other hand, the cell inverter has an independent DC power supply and includes a capacitor charged or discharged according to the phase of the output voltage.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.4 is a schematic diagram illustrating a multi-level inverter control system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템(400)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 셀 인버터(410a~410n), 제1 인터페이스 보드(420a~420n), 제2 인터페이스 보드(430a~430m), 셀 제어기(440a~440m), 및 주제어기(450)를 포함한다.4, the multi-level inverter control system 400 according to an embodiment of the present invention includes cell inverters 410a to 410n, first interface boards 420a to 420n, a second interface board 430a To 430m, cell controllers 440a to 440m, and main controller 450. [

도 4에 도시된 멀티레벨 인버터 제어 시스템(400)에서는, 각 상(A, B, C)별로 12개의 셀 인버터, 12개의 제1 인터페이스 보드, 2개의 제2 인터페이스 보드, 및 2개의 셀 제어기를 포함하는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 구현하고자하는 멀티레벨 인버터의 토폴로지에 따라 셀 인버터, 제1 인터페이스 보드, 제2 인터페이스 보드, 및 셀 제어기의 개수는 변경 가능할 것이다.In the multilevel inverter control system 400 shown in FIG. 4, twelve cell inverters, twelve first interface boards, two second interface boards, and two cell controllers are provided for each phase A, B, However, the number of the cell inverter, the first interface board, the second interface board, and the cell controller may be changed according to the topology of the multi-level inverter to be implemented.

도 4에 도시된 멀티레벨 인버터 토폴로지에 따를 때, 하나의 셀 제어기는 하나의 제2 인터페이스보드와 연결되고, 하나의 제2 인터페이스 보드는 6개의 제1 인터페이스 보드와 연결되며, 각각의 제1 인터페이스 보드는 하나의 셀 인버터와 연결된다는 것을 알 수 있다.According to the multi-level inverter topology shown in FIG. 4, one cell controller is connected to one second interface board, one second interface board is connected to six first interface boards, It can be seen that the board is connected to one cell inverter.

즉, 셀 제어기와 제2 인터페이스 보드는 1:1의 관계에 있고, 제2 인터페이스 보드와 제1 인터페이스 보드는 1:n의 관계에 있으며, 제1 인터페이스 보드와 셀 인버터는 n:n의 관계에 있다는 것을 알 수 있다.That is, the cell controller and the second interface board are in a 1: 1 relationship, the second interface board and the first interface board are in a 1: n relationship, and the first interface board and the cell inverter are in a relationship of n: n .

이하에서는 설명의 편의를 위해, A상(Phase A)에 포함된 하나의 셀 인버터(410a), 하나의 제1 인터페이스 보드(420a), 하나의 제2 인터페이스 보드(430a), 및 하나의 셀 제어기(440a)를 기준으로 본 발명에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템을 설명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, a cell inverter 410a included in the phase A, one first interface board 420a, one second interface board 430a, and one cell controller 410a, The multi-level inverter control system according to the present invention will be described with reference to the multi-level inverter control system 440a.

먼저, 셀 인버터(410a)는 단위셀을 구성하는 것으로서, 각 상에 포함된 복수개의 셀 인버터들은 서로 직렬로 연결된다. 즉, 멀티레벨 인버터는 각 상 별로 복수개의 셀 인버터들(410a~410n)을 직렬로 연결함으로써 고전압을 얻게 된다.First, the cell inverter 410a constitutes a unit cell, and a plurality of cell inverters included in each phase are connected to each other in series. That is, the multi-level inverter obtains a high voltage by serially connecting a plurality of cell inverters 410a to 410n for each phase.

일 실시예에 있어서, 복수개의 셀 인버터(410a)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) 모듈로 구성된 단상의 H-Bridge 인버터로 구현될 수 있다. 구체적으로, 셀 인버터(410a)의 제1 레그(Leg)의 탑(Top)과 바텀(Bottom)에 각각 1개의 IGBT 모듈이 탑재되고, 제2 레그의 탑과 바텀에 각각 1개의 IGBT 모듈이 탑재되어 1개의 셀인버터(410a)는 4개의 IGBT 모듈로 구성되게 된다. 제1 레그의 탑 및 바텀에 배치된 IGBT 모듈들은 H-Bridge 인버터 중 하나의 가지(Branch)에 직렬로 연결된 IGBT 모듈들 중 윗쪽 및 아래쪽에 연결된 IGBT 모듈이고, 제2 레그의 탑 및 바텀에 배치된 IGBT 모듈들은 H-Bridge 인버터 중 다른 하나의 가지에 직렬로 연결된 IGBT 모듈들 중 윗쪽 및 아래쪽에 연결된 IGBT 모듈을 의미한다.In one embodiment, the plurality of cell inverters 410a may be implemented as a single-phase H-bridge inverter configured as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) module. Specifically, one IGBT module is mounted on the top and bottom of the first leg of the cell inverter 410a, and one IGBT module is mounted on the top and bottom of the second leg, respectively. So that one cell inverter 410a is composed of four IGBT modules. The IGBT modules disposed at the top and bottom of the first leg are IGBT modules connected to the top and bottom of the IGBT modules serially connected to one branch of the H-Bridge inverter, and the IGBT modules disposed at the top and bottom of the second leg IGBT modules are connected to the upper and lower IGBT modules connected in series to the other branch of the H-Bridge inverter.

셀 인버터(410a)는 셀 인버터(410a)에서 센싱된 DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압을 제1 인터페이스 보드(420a)로 출력한다. 이때, 셀인버터(410a)에서 센싱된 DC전압은 셀인버터(410a)에 병렬 연결된 커패시터의 양단전압을 의미한다.The cell inverter 410a outputs the sensed DC voltage and the IGBT stack temperature voltage from the cell inverter 410a to the first interface board 420a. At this time, the DC voltage sensed by the cell inverter 410a means a voltage across the capacitor connected in parallel to the cell inverter 410a.

일 실시예에 있어서, 셀 인버터(410a)에는 IGBT 스택 온도 전압을 센싱하기 위해, NTC 저항(미도시)과 NTC 저항에 직렬로 연결된 테스트 저항(미도시)으로 구성된 온도 계측 모듈이 탑재될 수 있다. 여기서, NTC 저항은 온도에 따라 저항값이 변화되는 성질을 갖는 저항으로써 온도가 상승하면 저항값이 감소하고 온도가 하강하면 저항값이 상승하는 특징을 갖는 소자이다.In one embodiment, the cell inverter 410a may be equipped with a temperature measurement module consisting of a NTC resistor (not shown) and a test resistor (not shown) connected in series to the NTC resistor to sense the IGBT stack temperature voltage . Here, the NTC resistance is a resistor having a property that a resistance value changes according to temperature. When the temperature rises, the resistance value decreases. When the temperature rises, the resistance value rises.

이러한 온도 계측 모듈은, 미리 정해진 전압을 NTC 저항과 테스트 저항에 인가하여 테스트 저항에 분배되는 전압값을 IGBT 스택 온도 전압으로 출력할 수 있다. 따라서, IGBT 스택의 온도가 상승하면 NTC 저항값의 감소로 인해 NTC 저항에 분배되는 전압값은 감소하고 테스트 저항에 분배되는 전압값은 증가하게 된다. 또한 IGBT 스택 온도가 감소하면 NTC 저항값의 상승으로 인해 NTC 저항에 분배되는 전압값은 증가하고 테스트 저항에 분배되는 전압값은 감소하게 된다.Such a temperature measuring module can output a voltage value distributed to the test resistor to the IGBT stack temperature voltage by applying a predetermined voltage to the NTC resistance and the test resistance. Therefore, when the temperature of the IGBT stack rises, the voltage value distributed to the NTC resistance decreases due to the decrease of the NTC resistance value, and the voltage value distributed to the test resistance increases. Also, as the temperature of the IGBT stack decreases, the voltage value distributed to the NTC resistance increases due to the rise of the NTC resistance value, and the voltage value distributed to the test resistance decreases.

제1 인터페이스 보드(420a)는 셀 인버터(410a)에 연결되어, 셀 인버터(410a)에서 센싱된 DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압을 광신호로 변환하여 제2 인터페이스 보드(430a)로 전달한다.The first interface board 420a is connected to the cell inverter 410a and converts the DC voltage sensed by the cell inverter 410a and the IGBT stack temperature voltage into an optical signal and transmits the optical signal to the second interface board 430a.

또한, 제1 인터페이스 보드(420a)는 셀제어기(440a)에 의해 생성된 제1 게이팅 신호를 이용하여 상기 셀인버터(410a)의 제1 레그 탑에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제1 인버터 구동 신호를 생성하고, 제1 게이팅 신호를 반전하여 제1 레그의 바텀에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제2 인버터 구동 신호를 생성한다.The first interface board 420a is connected to the first inverter board 410a for driving the IGBT module disposed in the first leg tower of the cell inverter 410a using the first gating signal generated by the cell controller 440a And generates a second inverter drive signal for driving the IGBT module disposed in the bottom of the first leg by inverting the first gating signal.

또한, 제1 인터페이스 보드(420a)는 셀제어기(440a)에 의해 생성된 제2 게이팅 신호를 이용하여 셀인버터(410a)의 제2 레그 탑에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제3 인버터 구동 신호를 생성하고, 제2 게이팅 신호를 반전하여 제2 레그 바텀에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제4 인버터 구동 신호를 생성한다.In addition, the first interface board 420a may include a third inverter drive signal for driving the IGBT module disposed in the second leg tower of the cell inverter 410a using the second gating signal generated by the cell controller 440a, And inverts the second gating signal to generate a fourth inverter drive signal for driving the IGBT module disposed in the second leg bottom.

이때, 제1 인터페이스 보드(420a)는 셀제어기(440a)에 의해 생성된 셀인버터(410a)의 구동 여부에 대한 게이팅 온오프 제어 신호 및 셀인버터(410a)로부터 입력되는 과전류 신호를 이용하여 제1 내지 제4 인버터 구동 신호의 출력여부를 결정하고, 출력이 결정되면 제1 내지 제4 인버터 구동신호를 셀인버터(410a)로 출력한다.At this time, the first interface board 420a uses the gating on / off control signal for whether the cell inverter 410a generated by the cell controller 440a is driven and the overcurrent signal inputted from the cell inverter 410a, And outputs the first to fourth inverter driving signals to the cell inverter 410a when the output is determined.

본 발명에서 제1 인터페이스 보드(420a)를 이용하여 DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압을 광신호로 변환하여 제2 인터페이스 보드(430a)로 전달하는 것은 셀 인버터(410a)와 셀 제어기(440a)를 전기적으로 절연(Isolation)시키기 위한 것이다. 이는 셀 인버터(410a)는 플로팅(Floating) 상태이므로 셀 제어기(440a)와는 기준이 되는 전위가 상이해 질 수 밖에 없으므로, 상대적으로 고전압이 인가되는 셀 인버터(410a)로부터 셀 제어기(440a)를 보호하기 위한 것이다.In the present invention, converting the DC voltage and the IGBT stack temperature voltage into optical signals using the first interface board 420a and transferring the optical signals to the second interface board 430a is performed by electrically connecting the cell inverter 410a and the cell controller 440a For isolation. Since the cell inverter 410a is in a floating state, the reference potential must be different from that of the cell controller 440a. Therefore, the cell controller 440a is protected from the cell inverter 410a to which a relatively high voltage is applied. .

이하, 이러한 제1 인터페이스 보드(420a)의 구성을 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the first interface board 420a will be described in more detail with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 인터페이스 보드의 구성을 보여주는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a configuration of a first interface board according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 인터페이스 보드(420a)는 신호 압축부(510) 및 제1 신호 변환부(520)를 포함한다.5, the first interface board 420a according to an embodiment of the present invention includes a signal compressing unit 510 and a first signal converting unit 520. [

먼저, 신호 압축부(510)는 마스터로 동작하는 것으로서, DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압 중 어느 하나를 선택하여 제1 전압 신호로 생성하고, 생성된 제1 전압 신호와 제1 클럭신호를 하나의 단일신호로 압축하여 직렬통신 방식으로 출력한다.First, the signal compressing unit 510 operates as a master. The signal compressing unit 510 generates either a DC voltage or an IGBT stack temperature voltage as a first voltage signal, and outputs the generated first voltage signal and the first clock signal as one Compresses the signal into a single signal, and outputs it in a serial communication manner.

이러한 신호 압축부(510)는 도 5에 도시된 바와 같이, 신호 선택부(512), 제1 아날로그-디지털 컨버터(514), 제1 클럭 발생부(516), 및 OR 게이트(518)를 포함한다.5, the signal compressing unit 510 includes a signal selector 512, a first analog-to-digital converter 514, a first clock generator 516, and an OR gate 518 do.

먼저, 신호 선택부(512)는 셀 제어기(440a)에 의해 생성된 전압 선택 신호를 제2 인터페이스 보드(430a)를 통해 수신한다. 전압 선택 신호란 셀 인버터(410a)에서 센싱된 DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압 중 출력할 전압을 선택하기 위한 신호이다.First, the signal selector 512 receives the voltage selection signal generated by the cell controller 440a through the second interface board 430a. The voltage selection signal is a signal for selecting the DC voltage to be sensed by the cell inverter 410a and the output voltage of the IGBT stack temperature voltage.

일 예로 신호 선택부(512)는 하이 레벨을 갖는 전압 선택 신호가 수신되면 센싱된 DC 전압을 선택하여 출력하고, 로우 레벨을 갖는 전압 선택 신호가 수신되면 센싱된 IGBT 스택 온도 전압을 선택하여 출력할 수 있다. 다른 예로, 신호 선택부(512)는 하이 레벨을 갖는 전압 선택 신호가 수신되면 센싱된 IGBT 스택 온도 전압을 선택하여 출력하고, 로우 레벨을 갖는 전압 선택 신호가 수신되면 센싱된 DC 전압을 선택하여 출력할 수 있다. For example, when the voltage selection signal having a high level is received, the signal selection unit 512 selects and outputs the sensed DC voltage. When the voltage selection signal having the low level is received, the signal selection unit 512 selects and outputs the sensed IGBT stack temperature voltage . As another example, the signal selector 512 selects and outputs the sensed IGBT stack temperature voltage when a voltage selection signal having a high level is received. When the voltage selection signal having a low level is received, the signal selector 512 selects the sensed DC voltage, can do.

제1 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Convertor: ADC, 514)는 신호 선택부(512)로부터 출력되는 제1 전압 신호를 디지털 형태로 변환한다. 즉, 종래의 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 경우, DC 전압 또는 IGBT 스택 온도 전압을 V-F 컨버터를 통해 주파수 신호로 변환하여 전송하였기 때문에 셀 제어기(440a)에서 수신되는 DC 전압 또는 IGBT 스택 온도 전압에 많은 오차 성분이 포함될 수 있었지만, 본 발명은 V-F 컨버터 대신에 제1 아날로그-디지털 컨버터(514)를 통해 제1 전압 신호를 디지털 형태로 변환하기 때문에 셀 제어기(440a)에서 수신되는 DC 전압 또는 IGBT 스택 온도 전압의 오차 발생을 미연에 방지할 수 있다.A first analog-to-digital converter (ADC) 514 converts the first voltage signal output from the signal selection unit 512 into a digital form. That is, in the conventional multi-level inverter control system, since the DC voltage or the IGBT stack temperature voltage is converted into a frequency signal through the VF converter and transmitted, the DC voltage or IGBT stack temperature voltage received by the cell controller 440a The present invention is not limited to the DC voltage received at the cell controller 440a or the IGBT stack temperature voltage < RTI ID = 0.0 > (IGBT) < / RTI > voltage due to the conversion of the first voltage signal to digital form via the first analog to digital converter 514 instead of the VF converter. Can be prevented from occurring in advance.

제1 클럭 발생부(516)는 마스터로 동작하는 신호 압축부(510)가 슬레이브와동기를 맞추어 직렬통신이 가능하도록 하기 위한 제1 클럭신호를 생성한다. 일 실시예에 있어서, 제1 클럭 신호는 하이레벨(1)과 로우레벨(0)이 1bps(bit per second)단위로 교번하여 반복되는 파형을 갖는다.The first clock generator 516 generates a first clock signal for enabling the signal compressor 510 operating as a master to synchronize with the slave to enable serial communication. In one embodiment, the first clock signal has a waveform in which the high level (1) and the low level (0) are alternately repeated in units of 1 bps (bit per second).

OR 게이트(518)는 제1 아날로그-디지털 컨버터(514)로부터 출력되는 디지털 형태의 제1 전압신호와 제1 클럭 발생부(516)로부터 출력되는 제1 클럭 신호를 "OR"연산하여 제1 전송 신호를 생성한다. 즉, OR 게이트(518)는 디지털 형태의 제1 전압신호와 제1 클럭 신호를 단일 신호로 압축하는 역할을 수행한다. 본 발명에서 디지털 형태의 제1 전압 신호와 제1 클럭 신호를 OR 게이트(518)를 통해 "OR"연산하는 이유는 제1 클럭 신호의 파형 중 로우레벨(0)이 출력되는 순번에 디지털 형태의 제1 전압 신호를 넣기 위한 것이다.The OR gate 518 performs an "OR" operation on the first voltage signal of digital form output from the first analog-to-digital converter 514 and the first clock signal output from the first clock generator 516, Signal. That is, the OR gate 518 compresses the digital first voltage signal and the first clock signal into a single signal. In the present invention, the first voltage signal and the first clock signal of the digital form are "OR" operated through the OR gate 518 because the first voltage signal and the first clock signal are ORed in the order of outputting the low level To input the first voltage signal.

구체적으로, 제1 클럭 신호는 1bps마다 하이레벨과 로우레벨이 교번하지만, 디지털 형태의 제1 전압 신호는 데이터가 "1"인 경우 2spb 동안 "1"로 유지되므로 제1 클럭 신호와 디지털 형태의 제1 전압 신호를 "OR"연산함으로써 단일 신호로 압축할 수 있게 되는 것이다. 이에 따라 OR 게이트(518)에서 출력되는 제1 전송 신호는 클럭 신호와 디지털 형태의 제1 전압 신호가 반복되어 출력되는 신호로 판단될 수 있다.Specifically, the first clock signal alternates between high level and low level every 1 bps, but the first voltage signal of the digital form is held at 1 during 2 spb when the data is "1 ", so that the first clock signal and the digital form Quot; OR "operation of the first voltage signal. Accordingly, the first transmission signal output from the OR gate 518 can be determined as a signal in which the clock signal and the digital first voltage signal are repeatedly output.

예컨대, 제1 클럭 신호 및 디지털 형태의 제1 전압 신호의 파형이 도 6a에 도시된 바와 같을 때, OR 게이트(518)는 제1 클럭 신호와 디지털 형태의 제1 전압 시호를 "OR"연산함으로써 도 6b에 도시된 바와 같은 형태의 파형을 갖는 제1 전송 신호를 출력하게 된다.For example, when the waveforms of the first clock signal and the first voltage signal in digital form are as shown in Fig. 6A, the OR gate 518 performs an "OR" operation of the first clock signal and the first voltage signal in digital form And outputs a first transmission signal having a waveform as shown in FIG. 6B.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 신호 압축부(510)를 통해 제1 전압 신호 및 제1 클럭 신호가 단일 신호인 제1 전송 신호로 압축되어 출력되기 때문에, 제1 전송 신호의 출력을 위한 하나의 통신라인만이 요구되므로 신호 전송을 위한 통시라인의 개수를 절감시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, since the first voltage signal and the first clock signal are compressed and output as a single transmission signal through the signal compressing unit 510, the one for outputting the first transmission signal, The number of communication lines for signal transmission can be reduced.

다시 도 5를 참조하면, 제1 신호 변환부(520)는 신호 압축부(510)로부터 직렬통신 방식으로 출력되는 제1 전송 신호를 광신호(Optic Signal) 변환하여 제2 인터페이스 보드(430a))로 전송한다.5, the first signal converter 520 converts the first transmission signal output from the signal compressor 510 in a serial communication manner to an optical signal (Optic Signal) Lt; / RTI >

상술한 바와 같이, 본 발명의 경우, 제1 신호 변환부(520)가 DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압을 포함하는 제1 전송 신호를 광신호로 변환하여 제2 인터페이스 보드(430a)로 전달하기 때문에 셀 인버터(410a)와 셀 제어기(440a)를 전기적으로 절연(Isolation)시킬 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the first signal converter 520 converts the first transmission signal including the DC voltage and the IGBT stack temperature voltage into an optical signal and transmits the optical signal to the second interface board 430a The cell inverter 410a and the cell controller 440a can be electrically isolated from each other.

다시 도 4를 참조하면, 제2 인터페이스 보드(430a)는 제1 인터페이스 보드(420a)와 연결되어, 제1 인터페이스 보드(420a)로부터 광신호로 변환된 제1 전송 신호를 수신한다. 또한, 제2 인터페이스 보드(430a)는 제1 전송신호부터 DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압 중 어느 하나를 포함하는 제1 전압 신호를 추출하여 셀 제어기(440a)로 전달한다.Referring again to FIG. 4, the second interface board 430a is connected to the first interface board 420a, and receives the first transmission signal converted into the optical signal from the first interface board 420a. The second interface board 430a extracts a first voltage signal including one of the DC voltage and the IGBT stack temperature voltage from the first transmission signal and transmits the first voltage signal to the cell controller 440a.

일 실시예에 있어서, 제2 인터페이스 보드(430a)는 도 4에 도시된 바와 같이 6개의 제1 인터페이스 보드(420a)와 연결되어, 6개의 제1 인터페이스 보드(420a)로부터 광신호로 변환된 제1 전송 신호를 수신하게 된다.In one embodiment, the second interface board 430a is connected to the six first interface boards 420a as shown in FIG. 4, and the first interface board 420a is connected to six first interface boards 420a, 1 transmission signal.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 제2 인터페이스 보드(430a)에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the second interface board 430a according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7 and FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 인터페이스 보드(430a)의 구성을 보여주는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a second interface board 430a according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2 인터페이스 보드(430a)는 복수개의 제2 신호 변환부(710a~710n), 복수개의 신호 추출부(720a~720n), 및 디코더(730)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the second interface board 430a includes a plurality of second signal converters 710a through 710n, a plurality of signal extractors 720a through 720n, and a decoder 730.

상술한 바와 같이, 제2 인터페이스 보드(430a)는 복수개(예컨대, n개)의 제1 인터페이스 보드(420a)와 연결되기 때문에, 도 7에서는 제2 인터페이스 보드(430a)가 제2 신호 변환부(710a~710n) 및 신호 추출부(720a~720n)를 n개 포함하는 것으로 도시하였다. 따라서, 제2 신호 변환부(710a~710n) 및 신호 추출부(720a~720n)의 개수는 제2 인터페이스 보드(430a)에 연결되는 제1 인터페이스 보드(420a)의 개수에 따라 변경될 수 있다.7, since the second interface board 430a is connected to the plurality of (e.g., n) first interface boards 420a, the second interface board 430a is connected to the second signal converter < RTI ID = 710a to 710n and signal extraction units 720a to 720n. Accordingly, the number of the second signal converters 710a to 710n and the signal extractors 720a to 720n may be changed according to the number of the first interface boards 420a connected to the second interface board 430a.

제2 신호 변환부(710a~710n)들은 그 기능이 서로 동일하고, 신호 추출부(720a~720n)들의 기능은 서로 동일하기 때문에, 이하에서는 설명의 편의를 위해 하나의 제2 신호 변환부(710a) 및 하나의 신호 추출부(720a)를 기준으로 제2 인터페이스 보드(430a)의 구성을 설명하기로 한다.Since the functions of the second signal converters 710a through 710n are identical to each other and the functions of the signal extractors 720a through 720n are the same as each other, And one signal extracting unit 720a will be described with reference to the configuration of the second interface board 430a.

먼저, 제2 신호 변환부(710a)는 제1 인터페이스 보드(420a)에 포함된 제1 신호 변환부(520)와 연결되어, 제1 신호 변환부(520)에 의해 광신호로 변환된 제1 전송 신호를 수신한다. 제2 신호 변환부(710a)는 수신된 광신호를 변환하여 디지털 형태의 제1 전송 신호를 획득하고, 획득된 제1 전송 신호를 신호 추출부(720a)로 출력한다.First, the second signal converter 710a is connected to the first signal converter 520 included in the first interface board 420a, and the first signal converter 520a converts the first signal converted by the first signal converter 520 into an optical signal And receives a transmission signal. The second signal converter 710a converts the received optical signal to obtain a first transmission signal in digital form, and outputs the obtained first transmission signal to the signal extractor 720a.

신호 추출부(720a)는 마스터로 동작하는 신호 압축부(510)에 대해 슬레이브로 동작하는 것으로서, 제2 클럭 신호를 생성한 후 제2 클럭신호를 마스터로 동작하는 신호 압축부(510)로부터 전송되는 제1 클럭신호에 동기를 맞춤으로써 동기화된 제2 클럭 신호를 출력한다. 또한, 신호 추출부(720a)는 제2 신호 변환부(710a)에 의해 획득된 제1 전송 신호로부터 제1 전압 신호를 추출한다. The signal extracting unit 720a operates as a slave with respect to the signal compressing unit 510 operating as a master. The signal extracting unit 720a generates a second clock signal and transmits the second clock signal from the signal compressing unit 510, And outputs the synchronized second clock signal by synchronizing with the first clock signal. In addition, the signal extracting unit 720a extracts the first voltage signal from the first transmission signal obtained by the second signal converting unit 710a.

이하, 이러한 신호 추출부(720a)의 구성을 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the signal extracting unit 720a will be described more specifically with reference to FIG.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 추출부의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 추출부(720a)는 상승엣지 검출부(810), AND 게이트(830), 신호 지연부(840), 클럭 동기화부(850), 데이터 병렬화부(860), 데이터 유지부(870), 및 데이터 출력부(880)를 포함한다. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a signal extracting unit according to an embodiment of the present invention. 8, a signal extracting unit 720a according to an embodiment of the present invention includes a rising edge detecting unit 810, an AND gate 830, a signal delay unit 840, a clock synchronizing unit 850, A data parallelization unit 860, a data holding unit 870, and a data output unit 880. [

먼저, 상승엣지 검출부(810)는 제2 신호 변환부(710a)에 의해 획득된 제1 전송 신호의 첫 번째 상승엣지(Rising Edge)를 검출함으로써 제1 전송 신호에서 첫 번째 펄스를 감지한다. 상승엣지 검출부(810)는 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지가 검출되면 첫 번째 상승엣지의 검출을 AND 게이트(830) 및 클럭 동기화부(850)로 통지한다.First, the rising edge detector 810 detects the first pulse in the first transmission signal by detecting the first rising edge of the first transmission signal obtained by the second signal converter 710a. The rising edge detector 810 notifies the AND gate 830 and the clock synchronizer 850 of the detection of the first rising edge when the first rising edge of the first transmission signal is detected.

일 실시예에 있어서, 상승엣지 검출부(810)는 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지가 검출되면, 데이터 유지부(870)의 출력을 인에이블 시키기 위한 인에이블 신호(EN)를 생성하여 데이터 유지부(870)로 출력한다. 예컨대, 상승엣지 검출부(810)는 제1 전송 신호의 첫 번째 상승엣지에 맞추어 로우레벨이 출력되는 인에이블 신호를 생성할 수 있고, 데이터 유지부(870)는 로우레벨의 인에이블 신호가 인가될 때 데이터 병렬화부(860)에서 입력되는 제1 전압신호를 데이터 출력부(880)로 전달할 수 있다.In one embodiment, when the first rising edge of the first transmission signal is detected, the rising edge detector 810 generates an enable signal EN for enabling the output of the data holding unit 870, (870). For example, the rising edge detector 810 may generate an enable signal to output a low level in accordance with the first rising edge of the first transmission signal, and the data holding unit 870 may apply an enable signal of a low level The data parallelization unit 860 can transmit the first voltage signal to the data output unit 880.

AND 게이트(830)는 상승엣지 검출부(810)에 의해 제1 전송 신호의 첫 번째 상승엣지가 검출되면, 제1 전송 신호의 첫 번째 상승엣지 이후의 신호들에 대해 n번째 비트 데이터와 n-1번째 비트 데이터를 AND 연산하여 제1 전압 신호의 n번째 비트의 데이터를 복원하고, 이를 제1 전송 신호의 전체 비트에 대해 반복함으로써 제1 전송 신호로부터 제1 전압 신호를 복원한다.When the first rising edge of the first transmission signal is detected by the rising edge detector 810, the AND gate 830 outputs n-th bit data and n-1 (n-1) bits for signals after the first rising edge of the first transmission signal, Th bit data to recover the n-th bit data of the first voltage signal and to recover the first voltage signal from the first transmission signal by repeating it for all the bits of the first transmission signal.

즉, AND 게이트(830)는 제1 전송 신호에서 현재 비트의 데이터와 현재 비트를 기준으로 1비트 이전의 데이터를 AND 연산함으로써 제1 전압 신호의 현재 비트의 데이터를 복원하게 된다.That is, the AND gate 830 performs an AND operation on the data of the current bit and the data of the previous bit based on the current bit in the first transmission signal, thereby restoring the data of the current bit of the first voltage signal.

다른 실시예에 있어서, AND 게이트(830)는 상승엣지 검출부(810)에 의해 제1 전송 신호의 첫 번째 상승엣지가 검출되면, 동기화된 제2 클럭신호와 제1 전송 신호를 각 비트 별로 AND 연산함으로써 각 비트에 대한 전압 데이터를 산출함으로써, 제1 전압 신호를 복원할 수도 있다.In another embodiment, when the first rising edge of the first transmission signal is detected by the rising edge detector 810, the AND gate 830 performs an AND operation on the synchronized second clock signal and the first transmission signal, So that the first voltage signal can be restored by calculating the voltage data for each bit.

신호 지연부(840)는, AND 게이트(830)에 의해 복원된 제1 전압 신호를 미리 정해진 시간만큼 지연시켜 출력한다. 일 실시예에 있어서, 신호 지연부(840)는 AND 게이트(830)에 의해 복원된 제1 전압 신호를 단위 샘플(예컨대, 1비트)만큼 지연시켜 출력시킨다. 이는 AND 게이트(830)를 통한 제1 전압 신호의 복원시, 1비트 이전 데이터를 이용함에 의해 발생되는 오차를 해결하기 위한 것이다.The signal delay unit 840 delays the first voltage signal restored by the AND gate 830 by a predetermined time and outputs the delayed signal. In one embodiment, the signal delay unit 840 delays the first voltage signal restored by the AND gate 830 by a unit sample (e.g. This is to solve the error caused by using the data one bit before the restoration of the first voltage signal through the AND gate 830. [

클럭 동기화부(850)는 제2 클럭 신호를 생성하고, 상승엣지 검출부(810)에 의해 제1 전송 신호의 첫 번째 상승엣지가 검출되면, 제2 클럭 신호를 첫 번째 상승엣지에 동기시킴으로써 제2 클럭 신호를 제1 클럭 신호에 동기시킨다. 클럭 동기화부(850)는 제1 클럭 신호에 동기화된 제2 클럭 신호를 데이터 병렬화부(860)로 출력한다.The clock synchronization unit 850 generates a second clock signal. When the first rising edge of the first transmission signal is detected by the rising edge detection unit 810, the clock synchronization unit 850 synchronizes the second clock signal to the first rising edge, Synchronizes the clock signal to the first clock signal. The clock synchronization unit 850 outputs the second clock signal synchronized with the first clock signal to the data parallelization unit 860.

데이터 병렬화부(860)는 신호 지연부(840)로부터 출력되는 제1 전압신호를 클럭 동기화부(850)로부터 입력되는 제2 클럭신호에 따라 병렬화하여 출력한다. 즉, 데이터 병렬화부(860)는 신호 지연부(840)로부터 출력되는 직렬형식의 제1 전압신호의 각 비트들을 제2 클럭신호에 따라 병렬로 배열함으로써 병렬화된 제1 전압신호를 생성한다.The data parallelization unit 860 parallelizes the first voltage signal output from the signal delay unit 840 according to a second clock signal input from the clock synchronization unit 850 and outputs the parallelized signal. That is, the data parallelizing unit 860 generates the parallelized first voltage signal by arranging the bits of the first voltage signal of the serial format outputted from the signal delay unit 840 in parallel according to the second clock signal.

일 실시예에 있어서, 데이터 병렬화부(860)는 쉬프트 레지스터(Shift Register)로 구현될 수 있다.In one embodiment, the data parallelizer 860 may be implemented as a shift register.

데이터 유지부(870)는 상응엣지 검출부(810)에서 출력되는 인에이블 신호에 따라 기 출력중인 병렬형식의 제1 전압신호를 유지하거나, 데이터 병렬화부(860)로부터 새롭게 입력되는 병렬형식의 제1 전압신호를 출력한다. 예컨대, 데이터 유지부(870)는 기 상승엣지 검출부(810)로부터 로우레벨의 인에이블 신호가 입력되면 데이터 병렬화부(860)에서 출력되는 병렬형식의 제1 전압신호를 출력하고, 상승엣지 검출부(810)로부터 하이레벨의 인에이블 신호가 입력되면 기 출력중인 병렬형식의 제1 전압신호를 유지할 수 있다.The data holding unit 870 holds the first voltage signal of the parallel format being output in accordance with the enable signal output from the corresponding edge detector 810 or the first voltage signal of the first parallel type that is newly input from the data parallelizing unit 860 And outputs a voltage signal. For example, when the low-level enable signal is input from the rising edge detector 810, the data holding unit 870 outputs the first voltage signal of the parallel format output from the data parallelizer 860, and the rising edge detector 810 may input a high-level enable signal, the first voltage signal of the parallel format being output may be maintained.

일 실시예에 있어서, 데이터 유지부(870)는 D 플립플롭(D-Flip Flop)으로 구현될 수 있다.In one embodiment, the data storage unit 870 may be implemented as a D-Flip Flop.

데이터 출력부(880)는 도 7에 도시된 디코더(730)로부터 인에이블 신호(EN)가 입력되면, 데이터 유지부(870)로부터 입력되는 병렬화된 제1 전압신호를 데이터 버스를 통해 셀제어기(440)로 제공한다. 즉, 데이터 출력부(880)는 디코더(730)로부터 인에이블 신호가 입력되지 않으면 병렬화된 제1 전압신호를 출력하지 않고, 인에이블 신호가 입력되는 경우 데이터 유지부(870)로부터 입력되는 병렬화된 제1 전압신호를 출력하게 된다.The data output unit 880 receives the enable signal EN from the decoder 730 shown in FIG. 7 and outputs the parallelized first voltage signal input from the data holding unit 870 to the cell controller 440). That is, the data output unit 880 does not output the parallelized first voltage signal unless the enable signal is input from the decoder 730, and when the enable signal is input, And outputs the first voltage signal.

다시 도 7을 참조하면, 디코더(730)는 셀제어기(440)로부터 특정 제1 인터페이스 보드(420a)의 어드레스 정보가 입력되면, 입력된 제1 인터페이스 보드(420)의 어드레스와 매칭되어 있는 신호 추출부(720)에 대한 인에이블 신호를 생성하고, 생성된 인에이블 신호를 해당 신호 추출부(720)로 제공함으로써 해당 신호 추출부(720)가 병렬화된 제1 전압신호를 셀제어기(440a)로 제공할 수 있도록 한다.7, when the address information of the specific first interface board 420a is input from the cell controller 440, the decoder 730 extracts a signal that matches the address of the input first interface board 420 The signal extracting unit 720 generates the enable signal for the unit 720 and provides the generated enable signal to the corresponding signal extracting unit 720 so that the signal extracting unit 720 outputs the parallelized first voltage signal to the cell controller 440a .

이를 위해 본 발명에 따른 셀제어기(440a)는 제1 인터페이스보드(420a~420n)들 중 제1 전압 신호의 추출 대상이 되는 제1 인터페이스보드(420a~420n)의 어드레스 정보를 생성하여 디코더(730)로 인가하게 된다. 이때, 셀제어기(440a)와 디코더는 미리 제1 인터페이스보드(420a~420n)들의 어드레스 정보를 공유하고 있을 수 있다.The cell controller 440a according to the present invention generates address information of the first interface boards 420a to 420n to be extracted from the first interface boards 420a to 420n and outputs the address information to the decoder 730 ). At this time, the cell controller 440a and the decoder may share the address information of the first interface boards 420a to 420n in advance.

이와 같이, 본 발명은 제2 인터페이스 보드(430a)가 제1 인터페이스 보드(420a)에 의해 생성된 제1 전압신호를 아날로그 형태로 변환하지 않고 디지털 형태로 직접 처리하여 셀제어기(440a)로 제공하기 때문에, 제1 전압신호의 정확성이 향상됨은 물론 제1 전압신호의 아날로그-디지털 변환으로 인한 시간지연 발생을 방지할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the second interface board 430a directly processes the first voltage signal generated by the first interface board 420a into a digital form without converting it into an analog form, and provides the digital signal to the cell controller 440a Therefore, the accuracy of the first voltage signal is improved, and the time delay due to the analog-to-digital conversion of the first voltage signal can be prevented.

다시 도 4를 참조하면, 셀 제어기(440a~440m)는 각 상마다 설치되어, 주제어기(450)로부터 수신한 전압 지령치에 상응하는 전압이 출력될 수 있도록 복수개의 셀 인버터들(410a~410n)을 제어한다.4, the cell controllers 440a to 440m are provided for each phase, and the plurality of cell inverters 410a to 410n are arranged so that a voltage corresponding to the voltage command value received from the main controller 450 can be output. .

각 상(A상, B상, C상)에 포함된 셀 제어기(440a~440m)는 그 특징이 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해, A상의 셀 제어기(440a)를 기준으로 설명하기로 한다.The cell controllers 440a to 440m included in each phase (A phase, B phase, and C phase) have the same or similar characteristics. Therefore, for convenience of explanation, the cell controllers 440a through 440m .

셀 제어기(440a)는 A상에 포함된 셀 인버터들(410a)의 동작을 제어한다.The cell controller 440a controls the operation of the cell inverters 410a included on the A-

보다 구체적으로, 셀 제어기(440a)는 주제어기(450)로부터 전압 지령치를 수신하고, 셀 인버터들(410a)의 DC 전압 및 IGBT 스택 온도 전압과 주제어기(450)로부터 수신된 전압 지령치를 이용하여 PWM 제어신호를 생성하여 셀 인버터들(410a)로 출력한다. 이때, PWM 제어신호는 셀 인버터들(410a)에 포함된 전력소자들인 IGBT 모듈의 구동을 위한 게이팅 신호일 수 있다.More specifically, the cell controller 440a receives the voltage command value from the main controller 450, and uses the DC voltage of the cell inverters 410a and the IGBT stack temperature voltage and the voltage command value received from the main controller 450 And outputs the PWM control signal to the cell inverters 410a. At this time, the PWM control signal may be a gating signal for driving the IGBT module, which is power devices included in the cell inverters 410a.

일 실시예에 있어서, 셀제어기(440a)는 셀인버터(410a)의 제1 레그에 배치된 IGBT 모듈들을 제어하기 위한 제1 게이팅 신호와 셀인버터(410a)의 제2 레그에 배치된 IGBT 모듈들을 제어하기 위한 제2 게이팅 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment, the cell controller 440a includes a first gating signal for controlling the IGBT modules disposed in the first leg of the cell inverter 410a and IGBT modules disposed in the second leg of the cell inverter 410a And generate a second gating signal for controlling.

주제어기(450)는 계통에 목표 전류값을 출력하기 위한 전압 지령치를 계산하여 셀 제어기(440a~410n)로 출력한다. 주제어기(450)는 전압 지령치를 각 상 별로 동기를 맞추어서 CAN(Controller Area Network, 460) 통신을 통하여 복수개의 셀 제어기(440a~440m)로 송수신할 수 있고, 이를 위해 CAN 드라이버를 포함할 수 있다.The main controller 450 calculates a voltage command value for outputting a target current value to the system, and outputs the voltage command value to the cell controllers 440a to 410n. The main controller 450 can transmit and receive the voltage command values to the plurality of cell controllers 440a to 440m through a CAN (Controller Area Network) communication in synchronization with each phase, and can include a CAN driver for this purpose .

또한, 주제어기(450)는 각 상 별로 복수개의 셀 인버터들(410a~410n) 간의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 동기화하기 위한 PWM 동기화 명령을 각 상의 셀 제어기(440a~440m)로 전송한다.The main controller 450 also transmits a PWM synchronization command to each of the cell controllers 440a to 440m for synchronizing PWM (Pulse Width Modulation) control signals between the plurality of cell inverters 410a to 410n for each phase .

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

400: 멀티레벨 인버터 제어 시스템 410a~410n: 셀 인버터
420a~420n: 제1 인터페이스 보드 430a~430m: 제2 인터페이스 보드
440a~440m: 셀 제어기 450: 주제어기
510: 신호 압축부 520: 제1 신호 변환부
710a~710n: 제2 신호 변환부 720a~720n: 신호 추출부
730: 디코더
400: Multi-level inverter control system 410a ~ 410n: Cell inverter
420a to 420n: first interface boards 430a to 430m: second interface boards
440a to 440m: a cell controller 450: a main controller
510: signal compressing unit 520: first signal converting unit
710a to 710n: second signal conversion units 720a to 720n:
730: decoder

Claims (13)

셀인버터의 DC 전압 및 상기 셀인버터의 IGBT 스택 온도 전압 중 어느 하나를 포함하는 제1 전압 신호 및 동기에 맞춰 직렬통신을 수행하기 위한 제1 클럭 신호를 압축하여 제1 전송 신호를 생성하는 제1 인터페이스보드;
상기 제1 인터페이스보드로부터 제1 전송 신호를 수신하여 상기 제1 전압 신호를 추출하고, 상기 제1 전압신호를 상기 제1 클럭 신호에 동기된 제2 클럭 신호에 따라 병렬화하여 병렬화된 제1 전압신호를 생성하는 제2 인터페이스보드; 및
상기 제2 인터페이스보드로부터 상기 병렬화된 제1 전압 신호를 수신하여 PWM 캐리어를 생성하고, 상기 PWM 캐리어와 미리 설정된 전압 지령치를 비교하여 상기 셀인버터의 제어를 위한 제1 및 제2 게이팅 신호를 생성하는 셀 제어기를 포함하고,
상기 제1 인터페이스 보드는,
상기 제1 전압 신호를 디지털 형태로 변환하는 제1 아날로그-디지털 컨버터(ADC); 및
상기 제1 클럭신호의 파형 중 로우레벨이 출력되는 순번에 상기 디지털 형태로 변환된 제1 전압신호가 배치되도록 상기 디지털 형태로 변환된 상기 제1 전압 신호를 상기 제1 클럭 신호와 OR 연산하여 상기 제1 전송 신호를 생성하는 OR 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
A first voltage signal including one of a DC voltage of the cell inverter and an IGBT stack temperature voltage of the cell inverter and a first clock signal for performing serial communication in synchronization with the first clock signal to generate a first transmission signal, Interface board;
A second interface circuit for receiving the first transmission signal from the first interface board to extract the first voltage signal, parallelizing the first voltage signal according to a second clock signal synchronized with the first clock signal, A second interface board for generating a second interface board; And
Receiving the parallelized first voltage signal from the second interface board to generate a PWM carrier, and comparing the PWM carrier with a preset voltage command value to generate first and second gating signals for controlling the cell inverter A cell controller,
Wherein the first interface board comprises:
A first analog-to-digital converter (ADC) for converting the first voltage signal into a digital form; And
OR operation of the first voltage signal converted to the digital form so that the first voltage signal converted into the digital form is arranged in order of outputting a low level of the waveform of the first clock signal, And an OR gate for generating a first transmission signal.
제1항에 있어서,
상기 제1 인터페이스보드는 n개이고,
상기 제2 인터페이스보드는,
상기 n개의 제1 인터페이스보드와 1:1로 매칭되고, 각각의 제1 인터페이스보드로부터 수신된 상기 제1 전송신호로부터 상기 병렬화된 제1 전압신호를 생성하는 복수개의 신호 추출부; 및
상기 셀제어기로부터 상기 제1 인터페이스보드의 어드레스 정보를 수신하고, 상기 수신된 어드레스 정보에 상응하는 제1 인터페이스 보드와 매칭된 신호 추출부를 활성화시키는 제1 인에이블 신호를 생성하는 디코더를 포함하고,
상기 신호 추출부는 상기 디코더로부터 상기 제1 인에이블 신호가 수신되면 상기 병렬화된 제1 전압 신호를 상기 셀제어기로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the number of the first interface boards is n,
Wherein the second interface board comprises:
A plurality of signal extractors matching the n first interface boards in a 1: 1 manner to generate the parallelized first voltage signal from the first transmission signal received from each first interface board; And
And a decoder for receiving the address information of the first interface board from the cell controller and generating a first enable signal for activating the signal extracting unit matched with the first interface board corresponding to the received address information,
Wherein the signal extractor outputs the parallelized first voltage signal to the cell controller when the first enable signal is received from the decoder.
제2항에 있어서,
상기 신호 추출부는,
상기 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지를 검출하고, 상기 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지가 검출되면 제2 인에이블 신호를 생성하는 상승 엣지 검출부; 및
상기 상승 엣지 검출부에 의해 상기 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지가 검출되면, 상기 제1 전송 신호에서 n번째 비트와 n-1번째 비트를 AND 연산하여 상기 제1 전압 신호를 복원하는 AND 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the signal extracting unit comprises:
A rising edge detector for detecting a first rising edge of the first transmission signal and generating a second enable signal when a first rising edge of the first transmission signal is detected; And
And an AND gate for ANDing the n-th bit and the (n-1) -th bit in the first transmission signal to restore the first voltage signal when the first rising edge of the first transmission signal is detected by the rising edge detector Level inverter control system for a voltage signal transmission of a cell inverter.
제3항에 있어서,
상기 신호 추출부는,
상기 AND 게이트에서 출력되는 상기 제1 전압 신호의 각 비트들을 상기 제2 클럭신호에 맞추어 병렬로 배열하여 상기 병렬화된 제1 전압 신호를 생성하는 데이터 병렬화부;
상기 제2 인에이블 신호가 입력되면 상기 데이터 병렬화부로부터 입력되는 상기 병렬화된 제1 전압 신호를 출력하는 데이터 유지부; 및
상기 디코더로부터 상기 제1 인에이블 신호가 입력되면 상기 데이터 유지부로부터 입력되는 상기 병렬화된 제1 전압 신호를 상기 셀제어기로 출력하는 데이터 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the signal extracting unit comprises:
A data parallelizer for generating the parallelized first voltage signal by arranging each bit of the first voltage signal output from the AND gate in parallel with the second clock signal;
A data holding unit for outputting the parallelized first voltage signal input from the data parallelizing unit when the second enable signal is input; And
And a data output unit for outputting the parallelized first voltage signal input from the data holding unit to the cell controller when the first enable signal is input from the decoder. Multi-level inverter control system
제4항에 있어서,
상기 데이터 병렬화부는 쉬프트 레지스터(Shift Register)로 구현되고, 상기 데이터 유지부는 D 플립플롭(Flip-Flop)로 구현되는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the data parallelization unit is implemented as a shift register and the data storage unit is implemented as a D flip-flop.
제3항에 있어서,
상기 신호 추출부는,
상기 AND 게이트에서 출력되는 제1 전압 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 신호 지연부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the signal extracting unit comprises:
Further comprising a signal delay unit delaying the first voltage signal output from the AND gate by a predetermined time period.
제4항에 있어서,
상기 신호 추출부는,
상기 상승 엣지 검출부에 의해 상기 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지가 검출되면 상기 제1 전송 신호로부터 상기 제1 클럭 신호를 추출하고, 상기 제1 클럭신호에 동기화된 상기 제2 클럭신호를 상기 데이터 병렬화부로 출력하는 클럭 동기화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the signal extracting unit comprises:
Wherein the first rising edge detecting unit detects the first rising edge of the first transmission signal and extracts the first clock signal from the first transmission signal and outputs the second clock signal synchronized with the first clock signal to the data And a clock synchronization unit for outputting the voltage signal to the parallelization unit.
제2항에 있어서,
상기 신호 추출부는,
상기 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지를 검출하는 상승 엣지 검출부; 및
상기 상승 엣지 검출부에 의해 상기 제1 전송 신호의 첫 번째 상승 엣지가 검출되면, 상기 제2 클럭신호와 상기 제1 전송신호를 AND 연산하여 상기 제1 전압신호를 복원하는 AND 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the signal extracting unit comprises:
A rising edge detector for detecting a first rising edge of the first transmission signal; And
And an AND gate for performing an AND operation on the second clock signal and the first transmission signal to recover the first voltage signal when the first rising edge of the first transmission signal is detected by the rising edge detection unit A multi-level inverter control system for voltage signal transmission of a cell inverter.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 인터페이스 보드는,
상기 셀제어기로부터 전압 선택 신호를 수신하고, 상기 전압 선택 신호에 따라 상기 DC 전압 및 상기 IGBT 스택 온도 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 제1 전압 신호로 생성하는 신호 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first interface board comprises:
And a signal selector for receiving the voltage selection signal from the cell controller and selecting either the DC voltage or the IGBT stack temperature voltage according to the voltage selection signal to generate the first voltage signal. A multilevel inverter control system for inverter voltage signal transmission.
제1항에 있어서,
상기 제1 인터페이스 보드와 상기 제2 인터페이스 보드는 n:1로 연결되고,
상기 제2 인터페이스 보드와 상기 셀 제어기는 1:1로 연결되는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first interface board and the second interface board are connected by n: 1,
And the second interface board and the cell controller are connected in a 1: 1 ratio.
제1항에 있어서,
NTC 저항 및 NTC 저항에 직렬로 연결된 테스트 저항으로 구성되어 상기 IGBT 스택 온도 전압을 출력하는 온도 계측 모듈을 더 포함하고,
상기 온도 계측 모듈은, 미리 정해진 전압을 상기 NTC 저항과 상기 테스트 저항에 인가하여 상기 테스트 저항에 분배되는 전압값을 상기 IGBT 스택 온도 전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a temperature measuring module configured with a NTC resistor and a test resistor connected in series with the NTC resistor to output the IGBT stack temperature voltage,
Wherein the temperature measuring module applies a predetermined voltage to the NTC resistor and the test resistor and outputs a voltage value distributed to the test resistor to the IGBT stack temperature voltage. Level inverter control system.
제1항에 있어서,
상기 셀인버터는 복수개의 IGBT 모듈을 포함하고,
상기 제1 인터페이스보드는,
상기 셀제어기에 의해 생성된 상기 제1 게이팅 신호를 이용하여 상기 셀인버터의 제1 레그(Leg) 탑(Top)에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제1 인버터 구동 신호를 생성하고, 상기 제1 게이팅 신호를 반전하여 상기 제1 레그 바텀(Bottom)에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제2 인버터 구동 신호를 생성하며,
상기 제2 게이팅 신호를 이용하여 상기 셀인버터의 제2 레그 탑에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제3 인버터 구동 신호를 생성하고, 상기 제2 게이팅 신호를 반전하여 상기 제2 레그 바텀에 배치된 IGBT 모듈을 구동하기 위한 제4 인버터 구동 신호를 생성하며,
상기 셀인버터의 구동 여부에 대한 게이팅 온오프 제어 신호 및 상기 셀인버터로부터 입력되는 과전류 신호를 이용하여 상기 제1 내지 제4 인버터 구동 신호의 출력여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 셀인버터의 전압신호 전송을 위한 멀티레벨 인버터 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the cell inverter includes a plurality of IGBT modules,
Wherein the first interface board comprises:
Generating a first inverter drive signal for driving an IGBT module disposed in a first leg of a cell inverter using the first gating signal generated by the cell controller, Inverts the gating signal to generate a second inverter drive signal for driving the IGBT module disposed in the first leg bottom,
Generating a third inverter drive signal for driving an IGBT module disposed in a second leg tower of the cell inverter using the second gating signal, inverting the second gating signal, Generates a fourth inverter drive signal for driving the IGBT module,
Wherein the control unit determines whether to output the first to fourth inverter driving signals by using a gating on / off control signal indicating whether or not the cell inverter is driven and an overcurrent signal inputted from the cell inverter. Multi - level inverter control system for.
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