KR102292553B1 - Modular multi-level converter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모듈러 멀티레벨 컨버터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 저주파 동작시, 공통 모드 전압을 인가하지 않고 플라잉 인덕터를 통해, 상부 암과 하부 암의 전력 차이를 재분배하여 서브모듈의 전압 변동을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 풀 브릿지 스위치 회로를 이용하여 고장난 하프 브릿지 스위치 회로의 동작을 대체하도록 제어할 수 있는 모듈러 멀티레벨 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a modular multi-level converter, and more particularly, to redistribute the power difference between an upper arm and a lower arm through a flying inductor without applying a common mode voltage during low-frequency operation to reduce the voltage fluctuation of the sub-module. It relates to a modular multilevel converter that can be controlled to replace the operation of a broken half-bridge switch circuit by using a full-bridge switch circuit.

Description

모듈러 멀티레벨 컨버터 {Modular multi-level converter}Modular multi-level converter}

본 발명은 모듈러 멀티레벨 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서브모듈에 구비된 커패시터의 전압 변동을 최소화하고, 서브모듈에 고장이 발생하더라도 대체 소자로 동작시킬 수 있어, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 모듈러 멀티레벨 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a modular multi-level converter, and more particularly, to a modular multi-level converter capable of minimizing voltage fluctuations of a capacitor provided in a sub-module, and operating as an alternative device even if a failure occurs in the sub-module, thereby improving reliability. It is about a multilevel converter.

최근들어, 모듈러 멀티레벨 컨버터(Modular multi-level converters)는 모듈성(modularity), 확장성(scalability), 낮은 출력 전압 고조파(low output voltage harmonics) 및 내결함성(fault-tolerant)의 장점으로 인해, 고전압 응용 분야(일 예를 들자면, 대용량 고전압 전력변환 시스템 등)에서 주목받고 있다.In recent years, modular multi-level converters have been developed for high voltage applications due to their advantages of modularity, scalability, low output voltage harmonics and fault-tolerant. It is attracting attention in the field (for example, a large-capacity high-voltage power conversion system, etc.).

이러한 모듈러 멀티레벨 컨버터는 서브모듈 커패시터 전압이 출력전류 레벨이 비례하고 기본 주파수(fundamental frequency)에 반비례하기 때문에, 낮은 주파수에서의 전압 변동이 커지는 문제점이 있다.Such a modular multi-level converter has a problem in that the voltage fluctuation at a low frequency increases because the sub-module capacitor voltage is proportional to the output current level and inversely proportional to the fundamental frequency.

이에 따라, 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 고주파 공통 모드 전압(high-frequency common-mode voltage) 및 순환 전류를 이용하여, 낮은 주파수에서의 커패시터 전압 변동의 크기를 줄이기 위한 연구가 이루어지고 있으나, 이 경우, 서브모듈 커패시터 전압 변동을 완전히 제거할 수 있지만 AC 입력단에서는 여전히 상술한 문제점이 나타나게 된다.Accordingly, in order to solve this problem, research has been made to reduce the magnitude of the capacitor voltage fluctuation at a low frequency by using a high-frequency common-mode voltage and a circulating current, but in this case , the sub-module capacitor voltage fluctuation can be completely eliminated, but the above-mentioned problem still appears at the AC input stage.

더불어, 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터를 통해서, 서브모듈 커패시터 전압 변동을 줄이고자 연구가 이루어졌지만, 이 경우, 컨버터의 전체 정격 전압을 제한할 뿐, 상술한 문제점은 그대로 나타나게 된다.In addition, through the flying capacitor modular multi-level converter, research has been made to reduce the sub-module capacitor voltage fluctuations, but in this case, the overall rated voltage of the converter is limited, and the above-described problems appear as they are.

뿐만 아니라, AC 입력단에 풀브릿지 서브 모듈을 구성함으로써, 서브모듈 커패시터 전압 변동을 억제하기 위한 하이브리드 모듈러 멀티레벨 컨버터가 제안되었으나, 이는 전체 시스템의 내결함성 작동을 고려하지 않고 서브모듈 커패시터 전압 변동이 커지는 문제만을 억제하기 위한 연구로서, 또 다른 문제점을 야기할 수 있다.In addition, by configuring a full-bridge sub-module at the AC input stage, a hybrid modular multi-level converter has been proposed to suppress sub-module capacitor voltage fluctuations, but this does not take into account the fault-tolerant operation of the entire system, and the problem of increasing sub-module capacitor voltage fluctuations As a study to suppress cyanobacteria, it may cause another problem.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구성하고 있는 하프 브릿지 회로의 고장이 감지될 경우, 고장에 대응하여 다른 서브모듈을 통해서 대체할 수 있도록 동작을 제어할 수 있는 모듈러 멀티레벨 컨버터를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to enable replacement through another sub-module in response to a failure when a failure of a constituting half-bridge circuit is detected. It is to provide a modular multilevel converter capable of controlling the operation.

또한, 동작 제어를 통해서, 구성하고 있는 서브모듈에 구비된 커패시터의 전압 변동량을 저감시킬 수 있는 모듈러 멀티레벨 컨버터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a modular multi-level converter capable of reducing the amount of voltage fluctuation of a capacitor included in a sub-module constituting the sub-module through operation control.

본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터는, 모듈러 멀티레벨 컨버터로서, DC 전원의 양단 및 부하와 각각 연결된 복수의 하프 브릿지 회로 및 상기 하프 브릿지 회로의 전압 또는 전류의 흐름을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 하프 브릿지 회로는, 상기 DC 전원의 양단 사이에 직렬로 연결된 상부 스위치부와 하부 스위치부 및 상기 상부 스위치부와 하부 스위치부 사이에 위치하고, 상기 부하와 연결된 중간 스위치부를 포함하는 것이 바람직하다.A modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention is a modular multi-level converter, comprising a plurality of half-bridge circuits connected to both ends of a DC power source and a load, respectively, and a control unit for controlling the flow of voltage or current of the half-bridge circuit Preferably, the half-bridge circuit includes an upper switch unit and a lower switch unit connected in series between both ends of the DC power source, and an intermediate switch unit located between the upper switch unit and the lower switch unit and connected to the load. do.

더 나아가, 상기 상부 스위치부 및 하부 스위치부 각각은, 적어도 하나의 제1 커패시터를 포함하는 제1 서브모듈을 적어도 하나 포함하고, 상기 제어부는, 상기 상부 스위치부와 하부 스위치부의 상태를 감지하고, 상기 상부 스위치부와 하부 스위치부가 정상인지 판단하며, 상기 상부 스위치부와 하부 스위치부가 모두 정상인 경우, 상기 제1 커패시터의 전압 변동을 줄이는 전압 리플 저감 제어 모드(Voltage ripple reduction control mode)로 상기 중간 스위치부를 제어하고, 상기 상부 스위치부와 하부 스위치부의 제1 서브모듈 중 적어도 하나가 고장인 경우, 고장에도 불구하고 고장난 상기 제1 서브모듈이 정상적인 경우의 전압 또는 전류가 상기 부하에 인가되도록 하는 고장 대응 제어 모드(Fault tolerance control mode)로 상기 상부 스위치부, 하부 스위치부 및 중간 스위치부 중 적어도 하나를 제어하는 것이 바람직하다.Furthermore, each of the upper switch unit and the lower switch unit includes at least one first sub-module including at least one first capacitor, and the control unit detects the states of the upper switch unit and the lower switch unit, It is determined whether the upper switch unit and the lower switch unit are normal, and when both the upper switch unit and the lower switch unit are normal, the intermediate switch is switched to a voltage ripple reduction control mode for reducing the voltage fluctuation of the first capacitor. control unit, and when at least one of the first sub-module of the upper switch unit and the lower switch unit is faulty, a fault response that allows the voltage or current of the case where the faulty first sub-module is normal despite the fault to be applied to the load It is preferable to control at least one of the upper switch unit, the lower switch unit, and the intermediate switch unit in a fault tolerance control mode.

더 나아가, 상기 제1 서브모듈은 하프 브릿지 스위치 회로, 하프 브릿지 스위치 회로의 AC 입력단에 병렬로 연결된 제1 바이패스 스위치 및 하프 브릿지 스위치 회로의 DC 출력단에 연결된 제1 커패시터를 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the first sub-module includes a half-bridge switch circuit, a first bypass switch connected in parallel to an AC input terminal of the half-bridge switch circuit, and a first capacitor connected to a DC output terminal of the half-bridge switch circuit.

더 나아가, 상기 중간 스위치부는 직렬로 연결된 복수의 제2 서브모듈과, 상기 복수의 제2 서브모듈 사이에 구비되고 부하와 연결되는 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 제1 브랜치 및 상기 제1 브랜치와 병렬로 연결되되, 직렬로 연결된 제2 바이패스 스위치와 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 제2 브랜치를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Furthermore, the intermediate switch unit includes a first branch including a plurality of second submodules connected in series, at least one inductor provided between the plurality of second submodules and connected to a load, and the first branch in parallel with the first branch. Doedoe connected to, preferably configured to further include a second branch including a second bypass switch and at least one inductor connected in series.

더 나아가, 상기 제2 서브모듈은 풀 브릿지 스위치 회로 및 풀 브릿지 스위치 회로의 DC 출력단에 연결된 제2 커패시터를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the second sub-module further includes a full-bridge switch circuit and a second capacitor connected to a DC output terminal of the full-bridge switch circuit.

더 나아가, 상기 고장 대응 제어 모드의 경우 상기 제어부는, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈을 단락시켜 바이패스 시키기 위해, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 제1 바이패스 스위치를 온(On) 시키고, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈과 상기 부하 사이에 구비된 상기 중간 스위치부의 적어도 일부가 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈과 같이 동작하도록 상기 중간 스위치부를 제어하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the case of the failure response control mode, the control unit turns on the first bypass switch of the first sub-module determined as a failure in order to bypass the first sub-module determined as a failure, and , it is preferable to control the intermediate switch unit so that at least a part of the intermediate switch unit provided between the first sub-module determined as a failure and the load operates like the first sub-module determined as a failure.

더 나아가, 상기 제어부는 상기 제1 서브모듈의 하프 브릿지 스위치 회로에 포함된 모든 스위치에 오프(Off) 제어 신호를 전송한 후, 모든 스위치가 오프될 수 있는 소정의 시간 이후에, 상기 제1 바이패스 스위치를 온시키는것이 바람직하다.Furthermore, the control unit transmits an off control signal to all switches included in the half-bridge switch circuit of the first sub-module, and after a predetermined time in which all switches can be turned off, the first It is desirable to turn on the pass switch.

더 나아가, 상기 제어부는 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈을 단락시켜 바이패스 시키기 위해, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 제1 바이패스 스위치를 온시키고, 상기 제2 브랜치로 전류가 흐르지 않도록 상기 제2 바이패스 스위치를 오프시키고, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈과 상기 부하 사이에 구비된 상기 중간 스위치부의 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로가 하프 브릿지 회로로 동작하도록, 상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로를 제어하는 것이 바람직하다.Furthermore, the control unit turns on the first bypass switch of the first sub-module determined to be faulty in order to bypass the first sub-module determined to be faulty, and to prevent current from flowing to the second branch the second sub-module turns off the second bypass switch, so that the full-bridge switch circuit of the second sub-module of the intermediate switch unit provided between the first sub-module and the load determined as a failure operates as a half-bridge circuit; It is desirable to control the full-bridge switch circuit of

더 나아가, 상기 제어부는 상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로가 하프 브릿지 회로로 동작하도록, 상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로의 어느 한 암의 상단 스위치를 오프시키고 하단 스위치를 온 시키고, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 스위칭 제어 신호에 기초하여, 상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로의 다른 암의 상단 스위치 및 하단 스위치를 온 또는 오프시킴으로써, 상기 제2 서브모듈을 이용하여 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 기능을 수행하도록 제어하는 것이 바람직하다.Further, the control unit turns off the upper switch of any arm of the full bridge switch circuit of the second sub module and turns on the lower switch so that the full bridge switch circuit of the second sub module operates as a half bridge circuit, Failure using the second sub-module by turning on or off the upper switch and lower switch of the other arm of the full-bridge switch circuit of the second sub-module based on the switching control signal of the first sub-module determined as a failure It is preferable to control to perform the function of the first sub-module determined as .

더 나아가, 상기 전압 리플 저감 제어 모드의 경우, 상기 제어부는 상기 제2 브랜치에 전류가 흐를 수 있도록, 상기 제2 바이패스 스위치를 온하고, 상기 제1 커패시터의 전압 변동량을 저감하기 위하여, 상기 상단 스위치부와 하단 스위치부가 유발하는 고조파 공통 전압과 크기는 동일하고 역상인 보상 고조파 공통 전압을 상기 제2 서브모듈이 출력하도록 상기 제2 서브모듈을 제어하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the case of the voltage ripple reduction control mode, the controller turns on the second bypass switch so that a current can flow in the second branch, and reduces the voltage fluctuation amount of the first capacitor. Preferably, the second sub-module is controlled so that the second sub-module outputs a compensated harmonic common voltage that has the same magnitude as the harmonic common voltage induced by the switch unit and the lower switch unit and has an opposite phase.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 모듈러 멀티레벨 컨버터는, 구성하고 있는 서브모듈에 구비된 커패시터의 전압 변동을 최소화(커패시터 리플 전압 감소)할 수 있는 장점이 있다.The modular multi-level converter of the present invention having the above configuration has the advantage of minimizing (reducing capacitor ripple voltage) voltage fluctuations of capacitors provided in the sub-modules.

또한, 구성하고 있는 서브모듈에 고장 발생 여부를 판단하여, 고장 발생시, 해당 서브모듈을 바이패스시키고 다른 서브모듈이 대체할 수 있도록 동작을 제어함으로써, 전체 시스템(모듈러 멀티레벨 컨버터가 포함된 대용량 고전압 전력변환시스템 등)의 동작이 정지하는 것을 방지할 수 있어, 신뢰성을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, by determining whether a failure has occurred in the sub-modules, and controlling the operation to bypass the sub-module and replace it with another sub-module when a failure occurs, the entire system (large-capacity high voltage including a modular multi-level converter) It is possible to prevent the operation of the power conversion system, etc.) from being stopped, so there is an advantage that reliability can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)에 포함된 제1 서브모듈(100)의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)에 포함된 제2 서브모듈(200)의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)의 제어부를 통해서 제어 동작을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary diagram showing the configuration of a modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram showing the configuration of the first sub-module 100 included in the modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram illustrating the configuration of the second sub-module 200 included in the modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating a control operation through the control unit of the modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 모듈러 멀티레벨 컨버터를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, the modular multilevel converter of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals refer to like elements throughout.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and in the following description and accompanying drawings, the subject matter of the present invention Descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)의 구성을 나타낸 예시도로서, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)를 상세하게 설명한다.1 is an exemplary diagram showing the configuration of a modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention, the modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 do.

상기 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)는 DC 전원의 양단 및 부하와 각각 연결된 복수의 하프 브릿지 회로(Half bridge circuit)(11000)와, 상기 하프 브릿지 회로(11000)의 전압 또는 전류의 흐름을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The modular multi-level converter 10000 includes a plurality of half bridge circuits 11000 connected to both ends of a DC power source and a load, respectively, and a control unit for controlling the flow of voltage or current of the half bridge circuit 11000 . (not shown) is preferably configured to include.

이 때, 상기 하프 브릿지 회로(11000)는 상기 DC 전원의 양단 사이에 직렬로 연결되는 상부 스위치부(11100)와 하부 스위치부(11200), 상기 상부 스위치부(11100)와 하부 스위치부(11200) 사이에 위치하고 상기 부하와 연결된 중간 스위치부(11300)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the half-bridge circuit 11000 includes an upper switch unit 11100 and a lower switch unit 11200, the upper switch unit 11100 and the lower switch unit 11200 connected in series between both ends of the DC power source. It is preferably configured to include an intermediate switch unit 11300 located between and connected to the load.

여기서, 상기 상부 스위치부(11100)와 하부 스위치부(11200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제1 커패시터를 포함하는 제1 서브모듈(100)을 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.Here, the upper switch unit 11100 and the lower switch unit 11200 preferably include at least one first sub-module 100 including at least one first capacitor, as shown in FIG. 1 .

상기 제어부는 상기 상부 스위치부(11100)와 하부 스위치부(11200)의 상태를 감지하여, 정상/비정상(고장)여부를 판단하는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit detects the states of the upper switch unit 11100 and the lower switch unit 11200 to determine whether it is normal/abnormal (failure).

상세하게는, 상기 제어부에서, 상기 상부 스위치부(11100)와 하부 스위치부(11200)가 모두 정상으로 판단될 경우, 상기 제1 커패시터의 전압 변동을 줄이기 위한 전압 리플 저감 제어 모드(Voltage ripple reduction control mode)로 상기 중간 스위치부(11300)를 제어하게 되며,In detail, when the control unit determines that both the upper switch unit 11100 and the lower switch unit 11200 are normal, a voltage ripple reduction control mode for reducing the voltage fluctuation of the first capacitor. mode) to control the intermediate switch unit 11300,

상기 상부 스위치부(11100)와 하부 스위치부(11200)의 제1 서브모듈(100) 중 적어도 하나가 고장난 것으로 판단될 경우, 고장에도 불구하고 고장난 상기 제1 서브모듈이 정상적인 경우의 (정상적인)전압 또는 전류가 상기 부하에 인가되도록 고장 대응 제어 모드(Fault tolerance control mode)로 상기 상부 스위치부(11100), 하부 스위치부(11200) 및 중간 스위치부(11300) 중 적어도 하나를 제어하는 것이 바람직하다.When it is determined that at least one of the first sub-module 100 of the upper switch unit 11100 and the lower switch unit 11200 is faulty, the (normal) voltage when the faulty first sub-module is normal despite the fault or it is preferable to control at least one of the upper switch part (11100), the lower switch (11200) and the intermediate switch (11300) current as a fault safe control mode (fault tolerance control mode) to be applied to the load.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)는 상술한 바와 같이, 서브모듈에 구비된 커패시터의 전압 변동을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 경우에 따라, 문제가 발생한 서브모듈을 바이패스시키고 다른 서브모듈(정상상태의)이 대체할 수 있도록 동작을 제어함으로써, 이를 구비하고 있는 전체 시스템의 동작이 정지하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.That is, the modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention can minimize the voltage fluctuation of the capacitor provided in the sub-module as described above, and in some cases, reduce the problematic sub-module. By bypassing and controlling the operation so that other sub-modules (in the normal state) can replace it, there is an advantage in that the operation of the entire system including the bypass can be prevented from stopping.

이를 위해, 상기 제1 서브모듈(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 하프 브릿지 스위치 회로(110), 상기 하프 브릿지 스위치 회로(110)의 AC 입력단에 병렬로 연결되는 제1 바이패스 스위치(130)와, 상기 하프 브릿지 스위치 회로(110)의 DC 출력단에 연결되는 제1 커패시터(120)로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제어부에 의해 동작 제어가 이루어지게 된다.To this end, the first sub-module 100 includes a half-bridge switch circuit 110 and a first bypass switch connected in parallel to the AC input terminal of the half-bridge switch circuit 110 as shown in FIG. 2 . 130) and the first capacitor 120 connected to the DC output terminal of the half-bridge switch circuit 110, and the operation is controlled by the control unit.

상세하게는, 고장 대응 제어 모드일 때, 상기 제어부는 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)을 단락시켜 바이패스 시키기 위하여, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)의 제1 바이패스 스위치(130)를 온(On) 시키고, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)과 상기 부하 사이에 구비된 상기 중간 스위치(11300)의 적어도 일부가 구장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)과 같이 동작하도록 제어하는 것이 바람직하다.Specifically, in the failure response control mode , the control unit short-circuits and bypasses the first sub-module 100 determined as a failure, and the first bypass switch of the first sub-module 100 determined as a failure 130 is turned on, and at least a part of the intermediate switch 11300 provided between the first sub-module 100 determined to be a failure and the load is determined to be a stadium; It is desirable to control them to work together.

이 때, 상기 제어부는 상기 제1 바이패스 스위치(130)의 소손 방지를 위해, 스위치 제어함에 있어서, 상기 제1 서브모듈(100)(고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100))의 하프 브릿지 스위치 회로(110)에 포함된 모든 스위치에 오프(Off) 제어 신호를 전송한 후, 모든 스위치가 오프될 수 있는 소정의 시간 이후에, 상기 제1 바이패스 스위치(130)로 온 제어 신호를 전송함으로써, 상기 제1 바이패스 스위치(130)의 소손을 방지할 수 있다.At this time, in order to prevent the first bypass switch 130 from being burned out, the control unit controls the half bridge of the first sub-module 100 (the first sub-module 100 determined to be a failure) in switch control. After transmitting an off control signal to all switches included in the switch circuit 110 , after a predetermined time in which all switches can be turned off, an on control signal is transmitted to the first bypass switch 130 . By doing so, it is possible to prevent damage to the first bypass switch 130 .

더불어, 상기 중간 스위치(11300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 직렬로 연결된 복수의 제2 서브모듈(200)과, 상기 복수의 제2 서브모듈(200) 사이에 구비되고 부하에 연결되는 적어도 하나의 인덕터(본 발명에서는 두 개의 인덕터(310, 320))를 구비하고 있으나, 이는 실시예에 불과함.)를 포함하는 제1 브랜치 및 상기 제1 브랜치와 병렬로 연결되되, 직렬로 연결된 제2 바이패스 스위치(400)와 적어도 하나의 인덕터(330)를 포함하는 제2 브랜치를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the intermediate switch 11300 is provided between a plurality of second sub-modules 200 connected in series and the plurality of second sub-modules 200 and connected to at least a load as shown in FIG. 1 . A first branch including one inductor (in the present invention, two inductors 310 and 320 are provided, but this is only an embodiment) and a first branch connected in parallel with the first branch, It is preferable to include a second branch including two bypass switches 400 and at least one inductor 330 .

이 때, 상기 제2 서브모듈(200)은 도 3에 도시된 바와 같이, 풀 브릿지 스위치 회로(210) 및 상기 풀 브릿지 스위치 회로(210)의 DC 출력단에 연결된 제2 커패시터(220)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제어부에 의해 동작 제어가 이루어지게 된다.At this time, as shown in FIG. 3 , the second sub-module 200 includes a full bridge switch circuit 210 and a second capacitor 220 connected to the DC output terminal of the full bridge switch circuit 210 , It is preferably configured, and operation control is performed by the control unit.

상세하게는, 고장 대응 제어 모드일 때, 상기 제어부는 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)을 단락시켜 바이패스 시키기 위하여, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)의 제1 바이패스 스위치(130)를 온(On) 시키고, 상기 제2 브랜치로 전류가 흐르지 않도록 상기 제2 바이패스 스위치(400)를 오프시키고, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)과 상기 부하 사이에 부가된 상기 중간 스위치부(11300)의 제2 서브모듈(200)의 풀 브릿지 스위치 회로(210)가 하프 브릿지 회로로 동작하도록 제어하는 것이 바람직하다.Specifically, in the failure response control mode , the control unit short-circuits and bypasses the first sub-module 100 determined as a failure, and the first bypass switch of the first sub-module 100 determined as a failure 130 is turned on, the second bypass switch 400 is turned off so that no current flows to the second branch, It is preferable to control the full-bridge switch circuit 210 of the second sub-module 200 of the intermediate switch unit 11300 to operate as a half-bridge circuit.

즉, 상기 제어부는 상기 제2 서브모듈(200)의 풀 브릿지 스위치 회로(210)가 하프 브릿지 회로로, 다시 말하자면, 상기 제2 서브모듈(200)의 풀 브릿지 스위치 회로(210)가 하프 브릿지 회로인 것처럼 동작하도록, 상기 제2 서브모듈(200)의 풀 브릿지 스위치 회로(210)의 어느 한 암의 상단 스위치를 오프, 하단 스위치를 온 시키고, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)의 스위칭 제어 신호에 기초하여, 상기 제2 서브모듈(200)의 풀 브릿지 스위치 회로(210)의 다른 암의 상단 스위치 및 하단 스위치를 온 또는 오프 시키는 제어를 수행하는 것이 바람직하다.That is, the control unit determines that the full-bridge switch circuit 210 of the second sub-module 200 is a half-bridge circuit, that is, the full-bridge switch circuit 210 of the second sub-module 200 is a half-bridge circuit. Turning off the upper switch of any one arm of the full bridge switch circuit 210 of the second sub-module 200, turning on the lower switch, and switching of the first sub-module 100 determined as a failure It is preferable to perform control to turn on or off the upper switch and the lower switch of the other arm of the full bridge switch circuit 210 of the second sub-module 200 based on the control signal.

이를 통해서, 상기 제2 서브모듈(200)을 이용하여 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)의 기능을 수행하도록, 즉, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈(100)을 대체하여 동작을 수행할 수 있어, 본 발명의 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)가 포함된 전체 시스템의 동작이 정지되는 것을 방지할 수 있어, 신뢰성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.Through this, the second sub-module 200 is used to perform the function of the first sub-module 100 determined to be faulty, that is, to replace the first sub-module 100 determined to be faulty. It is possible to prevent the operation of the entire system including the modular multi-level converter 10000 of the present invention from being stopped, thereby increasing reliability.

종래의 모듈러 멀티레벨 컨버터는 낮은 주파수에서의 동작이 이루어질 경우, 암 전압(arm voltage)과 순환 전류(circulating current) 사이에서 상부 암과 하부 암에 의해 흡수되는 순간 전원이 상호 작용하면서, 큰 전력 변동이 발생하여 전압 리플이 커지게 된다.In the conventional modular multilevel converter, when the operation at a low frequency is made, the instantaneous power absorbed by the upper arm and the lower arm interacts between an arm voltage and a circulating current, and a large power fluctuation occurs. This causes the voltage ripple to increase.

이를 해소하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)는 플라잉 인덕터(flying inductor)를 통해서, 고주파 전류가 상부 암과 하부 암 간의 전력 차이를 재분배하도록 함으로써, 전력 변동을 완화시키도록 하게 된다.In order to solve this problem, the modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention reduces power fluctuations by allowing the high-frequency current to redistribute the power difference between the upper arm and the lower arm through a flying inductor. make it happen

상세하게는, 상기 제어부는 전압 리플 저감 제어 모드일 때, 상기 제2 브랜치에 전류가 흐를 수 있도록, 상기 제2 바이패스 스위치(400)를 온하고, 상기 제1 커패시터의 전압 변동량을 저감하기 위하여, 상기 상단 스위치부(11100)와 하단 스위치부(11200)가 유발하는 고조파 공통 전압과 크기는 동일하고 역상인 보상 고조파 공통 전압을 상기 제2 서브모듈(200)이 출력하도록 제어하는 것이 바람직하다.In detail, when the control unit is in the voltage ripple reduction control mode , the second bypass switch 400 is turned on so that a current can flow in the second branch, and to reduce the voltage fluctuation amount of the first capacitor , it is preferable to control the second sub-module 200 to output a compensating harmonic common voltage that has the same magnitude and opposite phase to the harmonic common voltage induced by the upper switch unit 11100 and the lower switch unit 11200 .

이 때, 상기 고조파 공통 전압(Common-mode voltage)은 하기의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.In this case, the harmonic common-mode voltage may be expressed as in Equation 1 below.

Figure 112019114424831-pat00001
Figure 112019114424831-pat00001

(여기서, Vi는 하프 브릿지 회로의 출력 전압(일 예를 들자면, 도 1의 Van, Vbn, Vcn)이며,(Here, V i is the output voltage of the half-bridge circuit (for example, V an , V bn , V cn in FIG. 1 ),

N은 하프 브릿지 회로의 수임.)N is the number of half-bridge circuits.)

또한, 상기 제어부는 도 4의 a)를 통해서, 상기 하프 브릿지 회로(11000)의 평균 위상 전압(average phase voltage)(

Figure 112019114424831-pat00002
)이 상기 제1 커패시터의 전압 기준(voltage reference)(
Figure 112019114424831-pat00003
)과 동일하도록 상기 상단 스위치부(11100), 하단 스위치부(11200) 및 중간 스위치부(11300)의 동작을 제어하는 것이 바람직하며, 이 때, 상기 평균 위상 전압은 하기의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the control unit through a) of FIG. 4, the average phase voltage (average phase voltage) of the half-bridge circuit 11000 (
Figure 112019114424831-pat00002
) is the voltage reference of the first capacitor (
Figure 112019114424831-pat00003
), it is preferable to control the operations of the upper switch unit 11100, the lower switch unit 11200, and the intermediate switch unit 11300 to be the same, and in this case, the average phase voltage is represented by Equation 2 below. can

Figure 112019114424831-pat00004
Figure 112019114424831-pat00004

(여기서,

Figure 112019114424831-pat00005
는 하프 브릿지 회로의 전압이며,(here,
Figure 112019114424831-pat00005
is the voltage of the half-bridge circuit,

Figure 112019114424831-pat00006
는 풀 브릿지 회로의 전압임.)
Figure 112019114424831-pat00006
is the voltage of the full bridge circuit.)

더불어, AC 전류 기준(

Figure 112019114424831-pat00007
)과 순환 전류 (id)는 하기의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.In addition, the AC current reference (
Figure 112019114424831-pat00007
) and the circulating current (i d ) can be expressed as in Equation 3 below.

Figure 112019114424831-pat00008
Figure 112019114424831-pat00008

상기 수학식들을 이용하여, 보상 고조파 공통 전압(

Figure 112019114424831-pat00009
)을 생성하여, 상기 제2 서브모듈(200)이 출력하도록 제어하는 것이 바람직하다.Using the above equations, the compensation harmonic common voltage (
Figure 112019114424831-pat00009
) to generate and control the second sub-module 200 to output.

도 4의 b)는 각각의 서브모듈에 대한 전압 밸런싱 제어 동작에 대해 나타낸 예시도이며, 도 4의 c)는 서브모듈의 기준 전압을 생성하는 제어 동작에 대해 나타낸 예시도이다.FIG. 4 b) is an exemplary diagram illustrating a voltage balancing control operation for each sub-module, and FIG. 4 c) is an exemplary diagram illustrating a control operation for generating a reference voltage of the sub-module.

도 4의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 풀 브릿지 스위치 회로(210), 하프 브릿지 스위치 회로(110)의 상부 암 및 하부 암의 기준 전압은 하기의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.As shown in Fig. 4c), the reference voltages of the upper arm and the lower arm of the full-bridge switch circuit 210 and the half-bridge switch circuit 110 may be expressed as Equation 4 below.

Figure 112019114424831-pat00010
Figure 112019114424831-pat00010

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 멀티레벨 컨버터(10000)는 저주파 동작시, 공통 모드 전압을 인가하지 않고 플라잉 인덕터를 통해, 상부 암과 하부 암의 전력 차이를 재분배하여 서브모듈의 전압 변동을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 풀 브릿지 스위치 회로를 이용하여 고장난 하프 브릿지 스위치 회로의 동작을 대체함으로써, 시스템의 중지 없이 지속적으로 동작을 유지할 수 있는 장점이 있다.As such, the modular multi-level converter 10000 according to an embodiment of the present invention redistributes the power difference between the upper arm and the lower arm through a flying inductor without applying a common mode voltage during low-frequency operation, so that the voltage of the sub-module is In addition to being able to reduce fluctuations, there is an advantage in that the operation of the broken half-bridge switch circuit can be replaced by using the full-bridge switch circuit, so that the operation can be continuously maintained without stopping the system.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like and limited embodiment drawings have been described, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above one embodiment. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .

10000 : 모듈러 멀티레벨 컨버터
11000 : 하프 브릿지 회로
11100 : 상부 스위치부
11200 : 하부 스위치부
100 : 제1 서브모듈
110 : 하프 브릿지 스위치 회로
120 : 제1 커패시터
130 : 제1 바이패스 스위치
11300 : 중간 스위치부
200 : 제2 서브모듈
210 : 풀 브릿지 스위치 회로
220 : 제2 커패시터
310, 320, 330 : 인덕터
400 : 제2 바이패스 스위치10000 : Modular multi-level converter
11000: half bridge circuit
11100: upper switch part
11200: lower switch unit
100: first sub-module
110: half bridge switch circuit
120: first capacitor
130: first bypass switch
11300: middle switch unit
200: second sub-module
210: full bridge switch circuit
220: second capacitor
310, 320, 330: Inductor
400: second bypass switch

Claims (9)

모듈러 멀티레벨 컨버터로서,
DC 전원의 양단 및 부하와 각각 연결된 복수의 하프 브릿지 회로(Half Bridge Circuit); 및
상기 하프 브릿지 회로의 전압 또는 전류의 흐름을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 하프 브릿지 회로는,
상기 DC 전원의 양단 사이에 직렬로 연결된 상부 스위치부와 하부 스위치부; 및
상기 상부 스위치부와 하부 스위치부 사이에 위치하고, 상기 부하와 연결된 중간 스위치부;를 포함하며,
상기 상부 스위치부 및 하부 스위치부 각각은,
적어도 하나의 제1 커패시터를 포함하는 제1 서브모듈을 적어도 하나 포함하고,
상기 중간 스위치부는
직렬로 연결된 복수의 제2 서브모듈과, 상기 복수의 제2 서브모듈 사이에 구비되고 부하와 연결되는 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 제1 브랜치; 및
상기 제1 브랜치와 병렬로 연결되되, 직렬로 연결된 제2 바이패스 스위치와 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 제2 브랜치;
를 더 포함하여 구성되며,
상기 제어부는,
상기 상부 스위치부와 하부 스위치부의 상태를 감지하고, 상기 상부 스위치부와 하부 스위치부가 정상인지 판단하며,
상기 상부 스위치부와 하부 스위치부가 모두 정상인 경우, 상기 제1 커패시터의 전압 변동을 줄이는 전압 리플 저감 제어 모드(Voltage ripple reduction control mode)로 상기 중간 스위치부를 제어하고,
상기 상부 스위치부와 하부 스위치부의 제1 서브모듈 중 적어도 하나가 고장인 경우, 고장에도 불구하고 고장난 상기 제1 서브모듈이 정상적인 경우의 전압 또는 전류가 상기 부하에 인가되도록 하는 고장 대응 제어 모드(Fault tolerance control mode)로 상기 상부 스위치부, 하부 스위치부 및 중간 스위치부 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.
A modular multilevel converter comprising:
A plurality of half-bridge circuits connected to both ends of the DC power source and a load, respectively; and
Including; a control unit for controlling the flow of voltage or current of the half-bridge circuit;
The half-bridge circuit is
an upper switch unit and a lower switch unit connected in series between both ends of the DC power supply; and
It is located between the upper switch unit and the lower switch unit, the intermediate switch unit connected to the load; includes,
Each of the upper switch unit and the lower switch unit,
at least one first sub-module including at least one first capacitor,
the intermediate switch
a first branch including a plurality of second submodules connected in series and at least one inductor provided between the plurality of second submodules and connected to a load; and
a second branch connected in parallel with the first branch, the second branch including a second bypass switch connected in series and at least one inductor;
Consists of further including
The control unit is
Detect the state of the upper switch unit and the lower switch unit, and determine whether the upper switch unit and the lower switch unit are normal,
When both the upper switch unit and the lower switch unit are normal, the intermediate switch unit is controlled in a voltage ripple reduction control mode for reducing the voltage fluctuation of the first capacitor,
When at least one of the first submodule of the upper switch unit and the lower switch unit fails, a fault response control mode in which the voltage or current when the first submodule that has failed despite the failure is applied to the load is applied to the load A modular multi-level converter for controlling at least one of the upper switch unit, the lower switch unit, and the intermediate switch unit in a tolerance control mode.
 제 1항에 있어서,
상기 제1 서브모듈은
하프 브릿지 스위치 회로;
하프 브릿지 스위치 회로의 AC 입력단에 병렬로 연결된 제1 바이패스 스위치; 및
하프 브릿지 스위치 회로의 DC 출력단에 연결된 제1 커패시터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.
The method of claim 1,
The first sub-module is
half bridge switch circuit;
a first bypass switch connected in parallel to the AC input of the half bridge switch circuit; and
a first capacitor coupled to the DC output of the half bridge switch circuit;
A modular multi-level converter comprising a.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제2 서브모듈은
풀 브릿지 스위치 회로; 및
풀 브릿지 스위치 회로의 DC 출력단에 연결된 제2 커패시터;
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.
The method of claim 1,
The second sub-module is
full bridge switch circuit; and
a second capacitor connected to the DC output terminal of the full bridge switch circuit;
Modular multi-level converter, characterized in that it further comprises a.
 제 2항에 있어서,
상기 고장 대응 제어 모드의 경우 상기 제어부는,
고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈을 단락시켜 바이패스 시키기 위해,
고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 제1 바이패스 스위치를 온(On) 시키고,
고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈과 상기 부하 사이에 구비된 상기 중간 스위치부의 적어도 일부가 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈과 같이 동작하도록 상기 중간 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.
3. The method of claim 2,
In the case of the failure response control mode, the control unit,
In order to bypass the first sub-module determined to be faulty,
Turn on the first bypass switch of the first sub-module determined to be a failure,
The modular multi-level converter according to claim 1, wherein the intermediate switch unit is controlled such that at least a part of the intermediate switch unit provided between the first sub-module determined as a failure and the load operates like the first sub-module determined as a failure.
 제 5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 서브모듈의 하프 브릿지 스위치 회로에 포함된 모든 스위치에 오프(Off) 제어 신호를 전송한 후, 모든 스위치가 오프될 수 있는 소정의 시간 이후에, 상기 제1 바이패스 스위치를 온시키는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.
6. The method of claim 5,
the control unit
After transmitting an off control signal to all switches included in the half-bridge switch circuit of the first sub-module, turning on the first bypass switch after a predetermined time in which all switches can be turned off A modular multilevel converter featuring
 제 4항에 있어서,
상기 제어부는 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈을 단락시켜 바이패스 시키기 위해,
고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 제1 바이패스 스위치를 온시키고,
상기 제2 브랜치로 전류가 흐르지 않도록 상기 제2 바이패스 스위치를 오프시키고,
고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈과 상기 부하 사이에 구비된 상기 중간 스위치부의 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로가 하프 브릿지 회로로 동작하도록, 상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.
5. The method of claim 4,
The control unit short-circuits and bypasses the first sub-module determined as a failure,
Turn on the first bypass switch of the first sub-module determined to be a failure,
turning off the second bypass switch so that no current flows to the second branch;
controlling the full-bridge switch circuit of the second sub-module so that the full-bridge switch circuit of the second sub-module of the intermediate switch unit provided between the first sub-module and the load, which is determined to be faulty, operates as a half-bridge circuit A modular multilevel converter featuring
 제 7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로가 하프 브릿지 회로로 동작하도록,
상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로의 어느 한 암의 상단 스위치를 오프시키고 하단 스위치를 온 시키고, 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 스위칭 제어 신호에 기초하여, 상기 제2 서브모듈의 풀 브릿지 스위치 회로의 다른 암의 상단 스위치 및 하단 스위치를 온 또는 오프시킴으로써,
상기 제2 서브모듈을 이용하여 고장으로 판단한 상기 제1 서브모듈의 기능을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.
8. The method of claim 7,
the control unit
so that the full-bridge switch circuit of the second sub-module operates as a half-bridge circuit,
The upper switch of any arm of the full bridge switch circuit of the second sub-module is turned off and the lower switch is turned on, and based on the switching control signal of the first sub-module determined to be a failure, the full bridge of the second sub-module By turning on or off the upper and lower switches of the other arm of the switch circuit,
A modular multi-level converter, characterized in that the second sub-module is used to control to perform the function of the first sub-module determined as a failure.
 제 1항에 있어서,
상기 전압 리플 저감 제어 모드의 경우,
상기 제어부는 상기 제2 브랜치에 전류가 흐를 수 있도록, 상기 제2 바이패스 스위치를 온하고,
상기 제1 커패시터의 전압 변동량을 저감하기 위하여, 상기 상부 스위치부와 하부 스위치부가 유발하는 고조파 공통 전압과 크기는 동일하고 역상인 보상 고조파 공통 전압을 상기 제2 서브모듈이 출력하도록 상기 제2 서브모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 모듈러 멀티레벨 컨버터.The method of claim 1,
In the case of the voltage ripple reduction control mode,
The control unit turns on the second bypass switch so that a current can flow in the second branch,
In order to reduce the voltage fluctuation amount of the first capacitor, the second submodule outputs a compensated harmonic common voltage that is the same as and in reverse phase to the harmonic common voltage caused by the upper switch unit and the lower switch unit. Modular multi-level converter, characterized in that to control.
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