KR20130088606A - 3-레벨 인버터 제어 장치와, 3-레벨 인버터를 구비한 전원 공급 장치 및 모터 구동 장치 - Google Patents

3-레벨 인버터 제어 장치와, 3-레벨 인버터를 구비한 전원 공급 장치 및 모터 구동 장치 Download PDF

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오재윤
허성재
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엘지전자 주식회사
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters

Abstract

3-레벨 인버터 제어 장치와, 3-레벨 인버터를 구비한 전원 공급 장치 및 모터 구동 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예들은 3-레벨 인버터를 구성하는 인버터 모듈들에 대한 스위칭 패턴을 분석하고 이를 고려하여 3-레벨 인버터의 토폴로지를 변경함으로써 회로 구성을 간단히 하고, 제어 소자의 사용을 줄일 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 게이트 구동 소자 및 컨버터 등 제어 소자의 사용을 줄임으로써 제어 기판의 패턴 설계를 용이하게 하고, 발열을 줄이며, 제조 비용을 줄일 수 있다.

Description

3-레벨 인버터 제어 장치와, 3-레벨 인버터를 구비한 전원 공급 장치 및 모터 구동 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING THREE-LEVEL INVERTER, AND POWER SUPPLYING DEVICE AND MOTOR DRIVER HAVING THE THREE-LEVEL INVERTER}
본 발명은 3-레벨 인버터에 관한 것으로서, 스위치의 스위칭 패턴을 고려하여 토폴로지를 간소화한 3-레벨 인버터 제어 장치와, 3-레벨 인버터를 구비한 전원 공급 장치 및 모터 구동 장치에 관한 것이다.
멀티레벨 시스템은 고전압/대전력 산업응용 분야에 주로 사용되고 있으며, 동일한 스위칭 주파수에서 기존의 2-레벨 인버터에 비해 많은 레벨의 출력 파형을 가지므로 정현적인 출력 파형을 얻을 수 있다. 이들 멀티레벨 시스템은 NPC(Neutral Point Clamped), 플라잉 커패시터(Flying Capacitor), H-bridge cascaded의 세 형태로 구분되며, 이중에서 NPC 시스템이 그 구조적인 특성으로 인해 주로 사용된다. 멀티레벨 시스템은 스위치의 직렬 연결로 인해 dv/dt를 감소시켜 EMI 노이즈(Electro Magnetic Interference Noise)를 저감시킬 수 있다.
대전력 및 고전압 전력변환분야에서 중요한 대안책으로 대두되고 있는 NPC형 3-레벨 인버터 기술은, 유도 전동기 또는 동기 전동기로 구동되는 전동차 구동분야에서 시스템의 효율을 고려하여 적극적으로 검토되고 있다. 이는 3-레벨 인버터 기술이 기존의 인버터 직렬 연결 방식보다 우수한 성능을 가지기 때문이다. NPC형 3-레벨 인버터는 전력용 반도체 소자와 커패시터 전압원의 배열에 따른 계단 파형을 가지는 출력 전압을 발생시키게 된다. NPC형 3-레벨 인버터는 출력 전압의 레벨이 증가함에 따라 낮은 dv/dt를 가지고 고조파의 특성도 개선할 수 있는 장점이 있다.
일반적으로 3-레벨 인버터의 게이트 드라이브는 하나의 상(phase)에 대하여 4개의 스위치를 필요로 하므로, 4개의 1ED 게이트 드라이브로 설계하거나 구현한다. 또, 3-레벨 인버터는 하나의 상에 대하여 4개의 게이트 드라이브와, 각각의 스위치에 대한 게이트 전압을 생성하기 위한 3개의 직류-직류 컨버터를 필요로 한다. 예를 들어, 3상 모터를 구동하기 위해서는, 12개의 게이트 드라이브 및 9개의 직류-직류 컨버터가 필요하게 된다. 이에 따라, 일반적으로 3-레벨 인버터는, 많은 제어 소자의 사용으로 인해 제어 기판이 복잡해지고, 발열이 발생하며, 패턴 설계가 어려워지고, 비용이 상승하게 된다.
본 발명의 실시 예들은 3-레벨 인버터를 구성하는 인버터 모듈들에 대한 스위칭 패턴을 분석하고 이를 고려하여 토폴로지를 변경함으로써 회로 구성을 간단히 한 3-레벨 인버터 제어 장치를 제공하는 데에 일 목적이 있다.
본 발명의 실시 예들은 토폴로지 변경에 따라 회로 구성이 간소화된 3-레벨 인버터를 이용한 전원 공급 장치 및 모터 구동 장치를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.
일 실시 예에 따른 3-레벨 인버터 제어 장치는, 네 개의 인버터 모듈들로 구성되고, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하에 공급하는 3-레벨 인버터를 제어하는 장치에 있어서, 상기 부하에 따라 상기 네 개의 인버터 모듈들 각각에 대한 제어 신호들을 생성하는 제어 유닛과, 상기 제어 신호들에 따른 구동 전압들을 생성하고, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 구동 유닛은, 제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈을 구동하는 고전압 게이트 구동부를 포함한다. 또, 상기 구동 유닛은, 제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들을 더 포함하여 구성된다.
일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 직류 전원 발전 장치로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하에 공급하는 계통 연계형 시스템에 있어서, 상기 부하의 상에 따라 각각 네 개의 인버터 모듈들로 구성되고, 상기 직류 전원을 상기 교류 전원으로 변환하는 3-레벨 인버터와, 상기 부하에 따라 상기 3-레벨 인버터를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력하는 제어 유닛과, 상기 인버터 제어 신호를 입력받고, 구동 전압들을 생성하며, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 구동 유닛은, 제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈을 구동하는 고전압 게이트 구동부와, 제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들을 포함하여 구성된다.
일 실시 예에 따른 모터 구동 장치는, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 교류-직류 컨버터와, 상기 정류된 직류 전원을 평활화하고 저장하는 직류 링크 커패시터와, 상기 직류 링크 커패시터에 연결되고, 모터의 상에 따라 각각 네 개의 인버터 모듈들로 구성되며, 상기 평활화된 직류 전원을 모터 구동 전원으로 변환하는 3-레벨 인버터와, 상기 3-레벨 인버터를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력하는 제어 유닛과, 상기 인버터 제어 신호를 입력받고, 구동 전압들을 생성하며, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 구동 유닛은, 제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈을 구동하는 고전압 게이트 구동부와, 제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들을 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예들은 3-레벨 인버터를 구성하는 인버터 모듈들에 대한 스위칭 패턴을 분석하고 이를 고려하여 3-레벨 인버터의 토폴로지를 변경함으로써 회로 구성을 간단히 하고, 제어 소자의 사용을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 제어 소자의 사용을 줄임으로써 제어 기판의 패턴 설계를 용이하게 하고, 발열을 줄이며, 제조 비용을 줄일 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 3-레벨 인버터를 구비한 전원 공급 장치를 개략적으로 보인 블록도들;
도 3은 일 실시 예에 따른 3-레벨 인버터 제어 장치를 개략적으로 보인 블록도;
도 4는 일 실시 예에 따른 3-레벨 인버터를 구비한 모터 구동 장치를 개략적으로 보인 블록도; 및
도 5는 도 3의 3-레벨 인버터 제어 장치를 상세히 보인 블록도이다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 직류 전원 발전 장치(10)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하(20)에 공급하는 계통 연계형 시스템에 있어서, 상기 부하의 상에 따라 각각 네 개의 인버터 모듈들로 구성되고, 상기 직류 전원을 상기 교류 전원으로 변환하는 3-레벨 인버터(100)와, 상기 부하에 따라 상기 3-레벨 인버터(100)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력하는 제어 유닛(200)과, 상기 인버터 제어 신호를 입력받고, 구동 전압들을 생성하며, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛(미도시)을 포함하여 구성된다.
직류 전원 발전 장치(10)로는 예를 들어 태양광 발전 장치, 연료 전지 등을 들 수 있다. 3-레벨 인버터(100)는 부하(20)의 각 상에 대하여 네 개의 인버터 모듈들을 구비한다. 예를 들어, 부하에 3상의 교류 전원을 공급하는 경우에는 3-레벨 인버터는 12 개의 인버터 모듈을 구비하게 된다. 인버터 모듈은 간단하게 스위칭 소자와 이에 병렬 연결되는 프리휠링 다이오드(Freewheeling Diode)로 구성된다. 여기서, 스위칭 소자로는 모스펫(MOSFET), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등이 주로 사용된다.
제어 유닛(200)은 3-레벨 인버터(100)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력한다. 여기서, 인버터 제어 신호는 일반적으로 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호이고, PWM 변조 방식으로는 SVPWM(Space Vector PWM)을 주로 사용한다. 인버터 제어 신호는 인버터 모듈들의 수만큼 생성된다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어 유닛은 네 개의 인버터 모듈들에 대하여 각각 제1 내지 제4 제어 신호를 생성하여 구동 유닛에 출력한다.
구동 유닛은, 도 3을 참조하면, 제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈(111, 112)을 구동하는 고전압 게이트 구동부(310)와, 제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈(113, 114)에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들(320, 330)을 포함하여 구성된다. 상세한 설명은 후술한다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 3-레벨 인버터 제어 장치는, 네 개의 인버터 모듈들(111, 112, 113, 114)로 구성되고, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하에 공급하는 3-레벨 인버터(100)를 제어하는 장치에 있어서, 상기 부하에 따라 상기 네 개의 인버터 모듈들 각각에 대한 제어 신호들을 생성하는 제어 유닛(미도시)과, 상기 제어 신호들에 따른 구동 전압들을 생성하고, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛을 포함하여 구성된다.
도 3을 참조하면, 구동 유닛은, 제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈(111, 112)을 구동하는 고전압 게이트 구동부(310)를 포함한다. 3-레벨 인버터의 스위칭 패턴은 2-레벨 인버터의 스위칭 패턴과 상이하다. 2-레벨 인버터의 경우에, 1 상의 상, 하단 스위칭 소자가 서로 상보 관계로 동작하는 반면, 3-레벨 인버터의 경우에는 네 개의 인버터 모듈들 중 인버터 모듈(111)과 인버터 모듈(113), 인버터 모듈(112)과 인버터 모듈(114)은 서로 상보의 관계에 있다. 이에 따라, 하나의 고전압 게이트 구동부로 인버터 모듈들(111, 112)을 스위칭할 수 있게 된다.
즉, 도 5를 참조하면, 인버터 모듈(T2)이 스위칭할 때 인버터 모듈(T1)이 턴-오프되며, 인버터 모듈(T1)이 스위칭할 때 인버터 모듈(T2)이 턴-온 동작을 한다. 이에 따라, 인버터 모듈들(T1, T2) 스위칭도 게이트 전압의 그라운드인 에미터가 서로 상이하지만 부트 스트랩(bootstrap) 방식을 이용하여 하나의 고전압 게이트 구동부를 사용할 수 있게 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 구동 유닛은, 상기 고전압 게이트 구동부(310)의 입력 전압 단자에 연결되어 그 입력 전압을 저장하며, 저장한 전압을 제1 및 제2 인버터 모듈의 직렬 연결점에 공급하는 전압 저장부(500)를 더 포함하여 구성된다. 도 5를 참조하면, 상기 전압 저장부(500)는, 상기 고전압 게이트 구동부의 입력 전압을 저장하는 커패시터(510)와, 상기 고전압 게이트 구동부의 입력 전압 단자와 상기 커패시터의 사이에 구비되어 전류 경로를 형성하는 다이오드(520)를 포함하여 구성된다. 다이오드(520)는 커패시터(510)로부터 역으로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 인버터 모듈(T1)이 턴-온되면 커패시터(510)는 충전되고, 인버터 모듈(T1)이 턴-오프되면 커패시터(510)는 방전한다. 여기서, 커패시터(510)의 초기 충전을 위해 인버터 동작 전에 각 상의 인버터 모듈(T1)만을 일정 시간 동안 턴-온하는 동작이 필요할 수 있다.
고전압 게이트 구동부(310)는 두 개의 제어 신호, 즉 제1 제어 신호(PWM_T1) 및 제2 제어 신호(PWM_T2)와 GND를 입력받고, 인버터 모듈(T1, T2)에 대한 제1 및 제2 구동 전압을 출력한다. 인버터 모듈(T1, T2)을 구동하기 위해서는 각각 게이트 전압으로 +15V가 인가되어야 한다. 그런데, 도 5에 도시한 바와 같이 인버터 모듈들의 그라운드들(에미터)이 서로 상이하므로, 인버터 모듈(T1, T2) 내에 구비된 스위칭 소자들을 스위칭하기 위해서는 각각의 게이트-에미터 사이의 전압, 즉 게이트 전압(VGE)이 제1 구동 전압, 제2 구동 전압인 +15V를 갖도록 하여야 한다. 게이트 전압이 +15V를 갖도록 하기 위해 상기 구동 유닛은 전압 저장부(500)를 포함한다.
또, 상기 구동 유닛은, 제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들(320, 330)을 더 포함하여 구성된다. 물론 제1 및 제2 게이트 구동부들을 별도의 고전압 게이트 구동부로 구성하는 것도 가능하다.
상기 구동 유닛은, 상기 제1 및 제2 게이트 구동부(320, 330)에 연결되고, 입력 전압을 상기 제3 및 제4 구동 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 게이트 구동부(320, 330)에 각각 공급하는 제1 및 제2 전원 공급부(410, 420)를 더 포함하여 구성된다.
도 5를 참조하면, 제1 전원 공급부(410)는 +5V와 GND를 입력받고, 이를 직류-직류 변환하여 제1 게이트 구동부(320)에 +15V의 제3 구동 전압을 출력한다. 제1 게이트 구동부(320)는 제3 구동 전압을 입력받고 제3 제어 신호(PWM_T3)에 따라 게이트 전압(VGE)을 인버터 모듈(T3)에 출력한다. 이때, GND2는 인버터 모듈(T3)에 구비된 스위칭 소자의 에미터 전압이다. 즉, 인버터 모듈(T3)에 구비된 스위칭 소자의 게이트-에미터 전압, 즉 게이트 전압은 제3 구동 전압 +15V이 된다.
또, 제2 전원 공급부(420)는 +5V와 GND를 입력받고, 이를 직류-직류 변환하여 제2 게이트 구동부(330)에 +15V의 제4 구동 전압을 출력한다. 제2 게이트 구동부(330)는 제4 구동 전압을 입력받고 제4 제어 신호(PWM_T4)에 따라 게이트 전압(VGE)을 인버터 모듈(T4)에 출력한다. 이때, GND1는 인버터 모듈(T4)에 구비된 스위칭 소자의 에미터 전압이다. 즉, 인버터 모듈(T4)에 구비된 스위칭 소자의 게이트-에미터 전압, 즉 게이트 전압은 제4 구동 전압 +15V이 된다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치는, 상용 교류 전원(11)을 직류 전원으로 정류하는 교류-직류 컨버터(12)와, 상기 정류된 직류 전원을 평활화하고 저장하는 직류 링크 커패시터(13)와, 상기 직류 링크 커패시터에 연결되고, 모터의 상에 따라 각각 네 개의 인버터 모듈들로 구성되며, 상기 평활화된 직류 전원을 모터 구동 전원으로 변환하는 3-레벨 인버터(100)와, 상기 3-레벨 인버터를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력하는 제어 유닛(200)과, 상기 인버터 제어 신호를 입력받고, 구동 전압들을 생성하며, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛(300)을 포함하여 구성된다. 도 4에서 네 개의 인버터 모듈들(111 내지 114)만을 도시하였으나, 모터(21)가 3상인 경우 12개의 인버터 모듈이 존재하게 된다. 여기서, 풍력 발전과 같이 교류 전원을 발전하는 장치와 연결되는 경우, 상용 교류 전원(11)은 교류 전원 발전 장치로 대체될 수 있다.
제어 유닛(200)은 3-레벨 인버터(100)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력한다. 여기서, 인버터 제어 신호는 일반적으로 SVPWM 등의 펄스 폭 변조 신호이다. 인버터 제어 신호는 인버터 모듈들의 수만큼 생성된다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어 유닛은 네 개의 인버터 모듈들에 대하여 각각 제1 내지 제4 제어 신호를 생성하여 구동 유닛에 출력한다.
제어 유닛(200)은 모터(21)에 대한 속도 지령과 회전자 속도를 근거로 센서리스 제어를 수행할 수 있다. 여기서, 제어 유닛(200)은, 속도 지령과 회전자 속도를 근거로 전류 지령을 생성하는 속도 제어부와, 전류 지령을 근거로 전압 지령을 생성하는 전류 제어부와, 전압 지령을 근거로 상기 인버터 제어 신호를 생성하는 변조 제어부를 포함하여 구성된다. 이때, 제어 유닛은 수학적 모델을 이용하여 모터(21)를 센서리스 제어하는 데에, 주로 (d, q) 좌표계를 사용하고, d축을 자속축으로 하여 제어한다. 변조 제어부의 동작만을 간단히 설명하면, 변조 제어부는, 먼저 동기 좌표계의 전압 지령을 정지 좌표계(α,β)의 전압 지령으로 축 변환한다.그런 다음, 변조 제어부는 정지 좌표계의 전압 지령을 구동하고자 하는 모터 형태에 맞게 변환하여 출력한다. 즉, 변조 제어부는 정지 좌표계의 전압 지령을 3상의 전압 지령으로 펄스 폭 변조하여 구동 유닛에 출력하고, 구동 유닛은 제1 내지 제4의 구동 전압을 3-레벨 인버터(100)에 출력한다.
상기 구동 유닛은, 제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈들을 구동하는 고전압 게이트 구동부(310)와, 제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들(320, 330)을 포함하여 구성된다. 구동 유닛의 동작에 대한 상세한 설명은 상기 도 3 또는 도 5에 대한 설명에 갈음한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 3-레벨 인버터 제어 장치와, 3-레벨 인버터를 구비한 전원 공급 장치 및 모터 구동 장치는, 3-레벨 인버터를 구성하는 인버터 모듈들에 대한 스위칭 패턴을 분석하고 이를 고려하여 3-레벨 인버터의 토폴로지를 변경함으로써 회로 구성을 간단히 하고, 제어 소자의 사용을 줄일 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 게이트 구동 소자 및 컨버터 등 제어 소자의 사용을 줄임으로써 제어 기판의 패턴 설계를 용이하게 하고, 발열을 줄이며, 제조 비용을 줄일 수 있다.
10: 발전 장치 20: 부하
21: 모터 100: 3-레벨 인버터
200: 제어 유닛 300: 구동 유닛
310: 고전압 게이트 구동부 320, 330: 게이트 구동부
410, 420: 전압 공급부 500: 전압 저장부

Claims (12)

  1. 네 개의 인버터 모듈들로 구성되고, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하에 공급하는 3-레벨 인버터를 제어하는 장치에 있어서,
    상기 부하에 따라 상기 네 개의 인버터 모듈들 각각에 대한 제어 신호들을 생성하는 제어 유닛; 및
    상기 제어 신호들에 따른 구동 전압들을 생성하고, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈을 구동하는 고전압 게이트 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3-레벨 인버터 제어 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 구동 유닛은,
    제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3-레벨 인버터 제어 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 구동 유닛은,
    상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 연결되고, 입력 전압을 상기 제3 및 제4 구동 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 각각 공급하는 제1 및 제2 전원 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3-레벨 인버터 제어 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 유닛은,
    상기 고전압 게이트 구동부의 입력 전압 단자에 연결되어 그 입력 전압을 저장하며, 저장한 전압을 제1 및 제2 인버터 모듈의 직렬 연결점에 공급하는 전압 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3-레벨 인버터 제어 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 전압 저장부는,
    상기 고전압 게이트 구동부의 입력 전압을 저장하는 커패시터; 및
    상기 고전압 게이트 구동부의 입력 전압 단자와 상기 커패시터의 사이에 구비되어 전류 경로를 형성하는 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3-레벨 인버터 제어 장치.
  6. 직류 전원 발전 장치로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하에 공급하는 계통 연계형 시스템에 있어서,
    상기 부하의 상에 따라 각각 네 개의 인버터 모듈들로 구성되고, 상기 직류 전원을 상기 교류 전원으로 변환하는 3-레벨 인버터;
    상기 부하에 따라 상기 3-레벨 인버터를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력하는 제어 유닛; 및
    상기 인버터 제어 신호를 입력받고, 구동 전압들을 생성하며, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈을 구동하는 고전압 게이트 구동부; 및
    제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 구동 유닛은,
    상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 연결되고, 입력 전압을 상기 제3 및 제4 구동 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 각각 공급하는 제1 및 제2 전원 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 구동 유닛은,
    상기 고전압 게이트 구동부의 입력 전압 단자에 연결되고 그 입력 전압을 저장하는 커패시터와, 상기 고전압 게이트 구동부의 입력 전압 단자와 상기 커패시터의 사이에 구비되어 전류 경로를 형성하는 다이오드로 형성되고,
    저장한 전압을 제1 및 제2 인버터 모듈의 직렬 연결점에 공급하는 전압 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 직류 전원 발전 장치와 연결되어 상기 직류 전원을 일정 직류 전원으로 변환하는 직류-직류 컨버터;를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 직류-직류 컨버터와 상기 3-레벨 인버터의 사이에 구비되고 상기 일정 직류 전원을 저장하는 직류 링크 커패시터;를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  11. 제6 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 3-레벨 인버터와 상기 부하의 사이에는 상기 부하에 동력을 공급하는 모터;가 구비되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  12. 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 교류-직류 컨버터;
    상기 정류된 직류 전원을 평활화하고 저장하는 직류 링크 커패시터;
    상기 직류 링크 커패시터에 연결되고, 모터의 상에 따라 각각 네 개의 인버터 모듈들로 구성되며, 상기 평활화된 직류 전원을 모터 구동 전원으로 변환하는 3-레벨 인버터;
    상기 3-레벨 인버터를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력하는 제어 유닛; 및
    상기 인버터 제어 신호를 입력받고, 구동 전압들을 생성하며, 상기 구동 전압들을 상기 인버터 모듈들에 출력하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    제1 및 제2 제어 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 전압을 출력하여 제1 및 제2 인버터 모듈을 구동하는 고전압 게이트 구동부; 및
    제3 및 제4 제어 신호를 입력받고, 제3 및 제4 구동 전압을 나머지 제3 및 제4 인버터 모듈에 각각 출력하여 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
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