KR20160053336A - 3레벨 인버터 중성점 전압의 불균형을 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

3레벨 인버터 중성점 전압의 불균형을 제어하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 3레벨 전력 변환 장치에 있어서, 제1 커패시터와 제2 커패시터로 이루어지고 전원을 입력받는 입력단과 복수의 스위칭 소자로 이루어지고 입력받은 전원의 전력을 변환하여 출력하는 스위치부를 구비하는 3레벨 인버터; 스위치부에서 출력되는 전류를 검출하는 제1 검출부; 입력단의 제1 커패시터의 전압과 제2 커패시터의 전압을 검출하는 제2 검출부; 및 제1 검출부 및 상기 제2 검출부의 출력 값을 연산하여 중성점 전압을 보상하는 중성점 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면 3레벨 인버터에서 발생하는 중성점 전압의 불평형을 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

3레벨 인버터 중성점 전압의 불균형을 제어하는 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD ABOUT CONTROLLING NEUTRAL POINT VOLTAGE OF 3-LEVEL POWER CONVERSION APPARATUS}
본 발명은 3레벨 전력 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형을 제어할 수 있는 3레벨 전력 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 신재생에너지, 전기자동차, 철도차량 등 전기/전력제어시스템이 각광 받음에 따라 이의 필수구성모듈인 전력변환장치의 개발이 활발하다. 특히, 멀티레벨 인버터의 경우 스위칭 소자가 직렬구조로 되어 있으면서 스위치 턴-오프시 균등한 차단 전압 분배를 이룰 수 있다. 또한 같은 스위칭 주파수에서 출력전압의 고조파를 2레벨 인버터보다 2배 이상 줄일 수 있으므로, 고압 직류 전송 시스템, 무효 전력 보상기, 고압 가변속 전동기 구동 시스템 등과 같이 다양한 응용분야에서 사용되고 있다.
일반적으로, 3레벨 인버터는 구조적으로 직류 링크 커패시터가 두 개로 분리되어 구성되기 때문에 두 커패시터 간의 전압 불균형 문제가 발생한다. 이러한 전압 불균형 문제는 직류-링크 커패시터의 중성점 변동을 가져오게 되어 인버터의 스위칭 소자와 직류단 커패시터에 전압 스트레스를 가중 시키고 출력전압의 왜곡을 발생시키는 문제점이 있다.
또한, 전압 변동의 범위가 스위칭 소자가 견딜 수 있는 정격 전압을 초과하게 될 경우 3레벨 인버터 시스템의 스위치의 고장을 초래할 수 있다. 중성점 전압의 불평형의 원인은 커패시터의 제작 허용 오차, 스위치의 특성 불일치, 3상 불평형 등이 있다.
이와 같은 원인으로 중성점 전압의 오차가 발생한다면 두 커패시터 사이의 전압은 서로 반대 부호를 가지고 발산하게 된다. 따라서, 중성점 전압 평형 제어가 이뤄지지 않을 경우, 전압 불균형의 크기는 3레벨 인버터가 견딜 수 있는 범위를 넘어서게 된다.
중성점 전압의 변동은 시스템의 신뢰성을 저하시키는 요인으로 발생할 수 있으므로, 중성점 전압 변동에 대한 분석과 이해가 필요하며, 이를 제어하기 위한 다양한 기법들이 제안되었지만 이러한 기법들은 복잡한 수학적 모델링이 요구되는 문제점이 있다.
3레벨 인버터의 중성점 전압을 제어하는 방법으로, 전압 오프셋 인가 방법이 있다. 그러나 이러한 전압 오프셋 인가 방법은 불연속 전압 변조 방식을 사용하는 3레벨 인버터에 있어서 문제점을 발생시킨다.
불연속 전압 변조 방식은 스위칭 손실의 저감의 목적으로 스위칭 횟수를 줄일 수 있게 3상 스위치 중 두 상만 스위칭 하는 방식이다. 이를 위해 해당 상전류의 최대치 부근에서 스위칭을 하지 않는 불연속 스위칭을 한다. 대표적인 불연속 전압 변조 방식은 60ㅀ 불연속 전압 변조방식(DPWM)이다. 이 방식은 상전압의 한주기 중에 그 크기가 가장 큰 60ㅀ 구간동안 스위칭 하지 않고 계속 켜있도록 하거나 또는 꺼있도록 함으로써 스위칭 주파수를 감소시킨다. 이렇게 하면 연속 변조 방식에 비해 1/3주기 구간 동안 스위칭 주파수를 감소시킬 수 있다.
불연속 전압 변조 방식을 사용하는 3레벨 인버터에 중성점 전압에 불평형이 발생하여 전압 오프셋을 인가할 경우, 전압 오프셋이 인가된 만큼 P-타입 작은 벡터 스위칭 시간이 많아지고 중성점에 유입되는 전류도 증가한다. 각 상의 60ㅀ 구간 동안 N-타입 작은 벡터 스위칭이 존재하기 때문에 중성점에서 무조건 일정한 전류가 출력되므로 중성점 제어에 한계가 발생한다.
즉, 전압 오프셋 인가 방법은 P-타입 작은 벡터의 스위칭 인가 시간을 증가시키지만 중성점 전압을 평형 시키기엔 부족하다. 중성점의 전압이 반대로 불평형이 발생하였을 때도 마찬가지이다. 또한, 불연속 변조 방식은 특정한 구간에서 3상중 2상만 스위칭하는 방법으로 큰 값의 오프셋 전압을 인가 할 경우, 불연속 구간이 다른 상과 중복되어 출력파형이 왜곡되는 문제점이 있다.
또 다른 3레벨 인버터의 중성점 전압을 제어하는 방법으로, 히스테리시스를 이용한 중성점 보상기법과 반송파 기반 PWM 방식이 있다. 그러나, 히스테리시스를 이용한 중성점 보상기법은 벡터 구역의 판단이 필요하고 연산이 복잡한 문제점이 있다.
또한, 반송파 기반 PWM 방식은 인버터에서 출력되는 전류의 방향에 따른 동작모드의 판단이 필요한데, 이 경우 Zero cross 부근에서 동작 모드의 판단이 어려운 문제점이 있다. 또한, 전류의 방향이 변경되는 양방향 인버터에서 동작모드의 전환시 과도상태가 발생할 수 있으며, 역방향 동작에서 중성점 전압이 오히려 벌어지는 문제점이 있다.
즉, 종래의 3레벨 인버터 중성점 제어 기법은 복잡한 수학적 모델링이 필요하거나 양방향 인버터에선 적용할 수 없는 문제점이 있다. 이와 관련 종래기술로 한국등록특허 제10-1309290호가 있다.
따라서 본 발명은 3레벨 인버터의 중성점 전압을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다. 또한 본 발명은 간단하고 빠른 연산으로 3레벨 인버터의 중성점 전압을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 3레벨 전력 변환 장치에 있어서, 제1 커패시터와 제2 커패시터로 이루어지고 전원을 입력받는 입력단과 복수의 스위칭 소자로 이루어지고 입력받은 전원의 전력을 변환하여 출력하는 스위치부를 구비하는 3레벨 인버터; 스위치부에서 출력되는 전류를 검출하는 제1 검출부; 입력단의 제1 커패시터의 전압과 제2 커패시터의 전압을 검출하는 제2 검출부; 및 제1 검출부 및 상기 제2 검출부의 출력 값을 연산하여 중성점 전압을 보상하는 중성점 제어부를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 3레벨 전력 변환 장치는 제2 검출부에서 검출된 제1 커패시터의 전압 및 제2 커패시터의 전압을 비교하여 3레벨 인버터의 중성점 전압 불균형 여부를 판단하는 판단부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 중성점 제어부는 제1 커패시터의 전압과 제2 커패시터의 전압의 차이 값을 제1 검출부에서 출력된 전류의 값과 곱하여 중성점 보상이득 계수를 출력할 수 있다.
또한 본 발명은, 3레벨 인버터의 중성점 전압을 제어하는 방법에 있어서, (a) 스위치부에서 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출 단계; (b) 입력단의 제1 커패시터의 전압과 제2 커패시터의 전압을 검출하는 전압 검출 단계; (c) 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형이 발생한 경우 상기 제1 커패시터의 전압과 상기 제2 커패시터의 전압을 비교하는 단계; 및 (d) 상기 (a)단계에서 검출된 전류값을 이용하여 중성점 전압을 보상하는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 3레벨 인버터에서 발생하는 중성점 전압의 불평형을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 간단하고 빠른 연산으로 3레벨 인버터의 중성점 전압을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 중성점 전압의 불균형을 제어하는 방법은 양방향 3레벨 인버터에 적용 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3레벨 인버터의 구성을 나타낸다.
도 2는 3레벨 인버터의 스위칭 동작에 따른 중성점 전압의 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3레벨 전력 변환 장치를 나타낸다.
도 4는 보상이득 계수에 의해서 중성점이 제어되는 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형을 제어하는 방법을 나타낸다.
도 6은 중성점 전압의 불균형을 제어하는 3레벨 전력 변환 장치의 출력 파형을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3레벨 인버터(1)의 구성을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 3레벨 인버터(1)는 입력단(21)과 스위치부(23)로 구성될 수 있다. 입력단(21)은 링크 커패시터인 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)로 이루어지고 전원을 입력받는다. 3레벨 인버터(1)는 구조적으로 직류 링크 커패시터가 두 개로 분리되어 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)간 전압 불균형 문제가 발생한다.
이 경우, 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압이란 입력단 링크 커패시터인 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)에 인가되는 전압을 의미한다. 따라서 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압의 불균형을 제어하는 것은 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)에 인가되는 전압의 차이를 제어하는 것을 의미한다.
스위치부(23)는 다수의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4)를 구비하여 입력 전원의 전력을 변환하여 출력할 수 있다. 3레벨 인버터(1)는 2레벨 인버터보다 스위칭 손실 및 노이즈 저감이 우수하다. 3레벨 인버터(1)는 3가지 스위칭 상태 ('P', 'O' 그리고 'N')가 존재하며, 이러한 3가지의 스위칭 상태를 조합하면 27개의 스위칭 상태가 존재한다. 3레벨 인버터의 스위칭 상태와 스위칭 상태에 따른 중성점 전압은 [표 1]과 같다.
Switching State Device Switching Status Inverter Terminal Voltage
VAO
S1 S2 S3 S4
P On On Off Off E
O Off On On Off 0
N Off Off On On -E
도 2는 3레벨 인버터(1)의 스위칭 동작에 따른 중성점 전압의 상태를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 3레벨 인버터(1)의 스위칭 상태가 [PPP]일 때, 중성점 전압
Figure pat00001
은 아무런 영향을 받지 않는다. 스위칭 상태가 [OOO], [NNN]일 때도 마찬가지로 중성점 전압
Figure pat00002
는 아무런 영향을 받지 않는다.
P 타입 스위칭 상태인 [POO]인 경우에는 중성점 Z에 전류가 흘러들어 오는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 중성점 전압
Figure pat00003
가 증가하게 된다. 반대로 N 타입 스위칭 상태인 [ONN]인 경우는 중성점 전류가 부하 쪽으로 흘러 들어가게 되어 중성점 전암
Figure pat00004
가 낮아지게 된다. 스위칭 상태 [PON]인 경우는 중성점의 전류가 들어오거나 나가기 때문에 인버터의 운전 상태에 따라 중성점 전압
Figure pat00005
가 오르거나 내려간다. 스위칭 상태에 따른 3레벨 인버터(1)의 전압벡터는 하기의 [표 2]와 같다.
Figure pat00006
[표 2]를 참조하면, 여러 스위칭 상태 중 중성점으로 전류가 흐르게 되는 스위칭 상태는 [POO], [ONN], [PON] 상태 등인 Small Vector와 Medium Vector가 있으며, Small Vector 중 P-type과 같은 경우는 중성점의 전류의 방향이 하측 커패시터(
Figure pat00007
)로 들어가게 되어, 하측 커패시터(
Figure pat00008
) 전압이 증가하게 된다. 이와는 반대로 N-type과 같은 경우는 하측 커패시터(
Figure pat00009
)의 전압이 감소하게 된다. Medium Vector의 경우는 중성점 전류의 흐름이 양방향성을 띄고 있으므로 전압의 변동유무를 파악할 수 없다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 3레벨 전력 변환 장치(2)를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 3레벨 전력 변환 장치(2)는 3레벨 인버터(1)와 제1 검출부(30), 제2 검출부(40), 판단부(50) 및 중성점 제어부(70)를 포함할 수 있다.
제1 검출부(30)는 스위치부(23)에서 출력되는 전류(
Figure pat00010
)를 검출한다. 제1 검출부(30)는 양방향 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압을 보상시 음의 보상 또는 양의 보상을 결정하기 위해 전류(
Figure pat00011
)의 방향 및 크기를 검출한다. 다른 실시예로 제1 검출부(30)는 3레벨 인버터(1)가 3상으로 이루어 지는 경우, 단일 값을 검출하기 위해 3상의 전류 값을 DC로 변환하여 변환된 값을 검출할 수 있다. 또는, 스위치부(23)에서 출력되는 교류 파형의 전류(
Figure pat00012
)의 피크(peak) 값을 검출할 수 있다.
제2 검출부(40)는 입력단(21)의 제1 커패시터(C1)의 전압(E1)과 제2 커패시터(C2)의 전압(E2)을 검출할 수 있다. 즉 제2 검출부(40)는 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압을 검출하게 된다.
판단부(50)는 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압의 불균형 여부를 판단한다. 본 명세서에서 지칭하는 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압 불균형은 제1 커패시터의 전압(E1)과 제2 커패시터 전압(E2) 간 전압차가 발생하는 것을 의미한다. 따라서, 판단부(50)는 제2 검출부(40)에서 검출된 전압 E1 값과 E2 값을 비교함으로써 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압 불균형 여부를 판단할 수 있다.
중성점 전압의 불균형 여부를 판단하는 다른 실시예로, 제1 커패시터 전압(E1)과 제2 커패시터 전압(E2) 간 전압차가 발생하여 중성점 전압에 불균형이 생기는 경우, 3레벨 인버터(1)에서 출력되는 전류(
Figure pat00013
)의 오프셋(off-set) 값이 증감하게 된다. 이 경우, 판단부(50)는 제1 검출부(30)에서 검출된 전류(
Figure pat00014
) 값의 변동 여부를 확인함으로써 중성점 전압의 불균형을 판단할 수 있다. 따라서, 판단부(50)는 제1 검출부(30)에서 검출된 전류(
Figure pat00015
) 값의 변동을 확인하기 위하여, 교류인 출력 전류(
Figure pat00016
)를 직류로 정류한 후, 변환된 DC 전류 값의 변동여부를 확인할 수 있다.
중성점 제어부(70)는 제1 검출부(30) 및 제2 검출부(40)가 검출한 값을 연산하여 중성점 전압을 보상할 수 있다. 중성점 제어부(70)는 판단부(50)의 결과 3레벨 인버터(1)에 중성점 전압 불균형이 발생한 경우, 전압 E1과 전압 E2의 차이 값을 제1 검출부(30)에서 출력된 전류(
Figure pat00017
)의 값과 곱하여 중성점 보상이득 계수를 출력할 수 있다.
중성점 보상이득 계수는 [수학식 1]과 같이 결정될 수 있다.
Figure pat00018
(n=중성점 보상이득 계수,
Figure pat00019
=E1-E2,
Figure pat00020
=출력 전류,
Figure pat00021
=비례상수)
양방향 3레벨 인버터는 하기의 [그림 1]과 같이 출력 전류
Figure pat00022
의 방향에 따라 두가지 모드로 동작할 수 있다.
[그림 1]
Figure pat00023
중성점 보상이득 계수(n)는 3레벨 인버터(1)의 동작 모드에 따라서 부호가 결정되는 출력 전류인
Figure pat00024
의 크기와 중성점 전압의 차이인
Figure pat00025
가 곱해져서 결정되기 때문에 [그림 1]의 두가지 동작모드에 맞도록 보상이득 계수(n)의 부호가 자동으로 결정된다.
Figure pat00026
는 스케일 조절을 위한 비례상수로서, 3레벨 인버터(1)의 동특성에 영향을 받기 때문에 적절한 값으로 선정될 수 있다.
도 4는 보상이득 계수(n)에 의해서 중성점이 제어되는 모습을 나타낸다. 도 4a에 도시된 파형은 제1 커패시터의 전압(E1)이 제2 커패시터의 전압(E2)보다 커서 중성점 전압의 불균형이 나타난 상태이고 전류
Figure pat00027
는 0보다 큰 조건이다. 이 경우, 보상이득 계수(n)는 전류
Figure pat00028
의 부호에 따라 0보다 크게 된다. 따라서 P-state가 증가하고, N-state는 감소한다.
도 4b에 도시된 파형은 제1 커패시터의 전압(E1)이 제2 커패시터의 전압(E2)보다 커서 중성점 전압의 불균형이 나타난 상태이고 전류
Figure pat00029
는 0보다 작은 조건이다. 이 경우, 보상이득 계수(n)는 전류
Figure pat00030
의 부호에 따라 0보다 작게 된다. 따라서, N-state는 증가하고 P-state는 감소한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형을 제어하는 방법을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형을 제어하는 방법은 (a) 스위치부(23)에서 출력되는 전류(
Figure pat00031
)를 검출하는 전류 검출 단계; (b) 입력단의 제1 커패시터의 전압(E1)과 제2 커패시터의 전압(E2)을 검출하는 전압 검출 단계; (c) 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압의 불균형이 발생한 경우 제1 커패시터의 전압(E1)과 제2 커패시터의 전압(E2)을 비교하는 단계; 및 (d) 상기 (a)단계에서 검출된 전류 값(
Figure pat00032
)을 이용하여 중성점 전압을 보상하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예로 (c)단계는, 상기 (b)단계에서 검출된 전압 값을 비교하여 중성점 전압의 불균형 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 제1 커패시터의 전압(E1)과 제2 커패시터의 전압(E2)의 동일 여부를 선결적으로 판단한다. E1 전압과 E2 전압이 동일하지 않은 경우 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압은 불균형 상태로 판단된다.
중성점 전압의 불균형 여부를 판단하는 다른 실시예로, (c)단계는 (a)단계에서 검출된 전류(
Figure pat00033
)의 오프셋(off-set) 값의 변동을 통해 3레벨 인버터(1)의 중성점 전압의 불균형 여부를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이 중성점 전압의 불균형 여부의 판단 과정은 판단부(50)에서 수행될 수 있다.
판단 결과, 중성점 전압에 불균형이 발생한 경우, (c)단계는 제1 커패시터의 전압(E1)과 제2 커패시터의 전압(E2) 크기를 비교하여 P-type 또는 N-type 여부를 판단한다. 도 4a에서 상술한 바와 같이 전압 E1이 큰 경우, 보상이득계수(n)는 양수가 되어 양의 값으로 보상하여 P-type이 증가하게 된다. 따라서, 전압 E1은 감소하고 전압 E2는 증가하게 되어 중성점 전압의 불균형이 제어된다.
본 실시예로 (d)단계는, 상기 (b)단계에서 검출한 제1 커패시터의 전압(E1)과 제2 커패시터 전압(E2)의 차이 값을 상기 (a)단계에서 검출한 전류()의 값과 곱하여 중성점 보상이득 계수를 산출할 수 있다. 이 과정은 상술한 바와 같이 중성점 제어부(70)에서 수행될 수 있다.
도 6은 중성점 전압의 불균형을 제어하는 3레벨 전력 변환 장치(2)의 출력 파형을 나타낸다. 도 6a를 참조하면 3레벨 전력 변환 장치(2)가 중성점 전압의 제어를 시작하는 시점(0.2s)이후로 E1과 E2의 전압차가 감소하여 중성점 전압의 불균형이 제어되는 모습을 확인할 수 있다. 도 6b를 참조하면, 3레벨 인버터(1)의 동작 모드가 전환 시에도 중성점 전압의 제어가 이루어지며, 따라서 양방향 3레벨 인버터(1) 역시 중성점 전압의 불균형이 제어되는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1: 3레벨 인버터
2: 3레벨 전력 변환 장치
21: 입력단
23: 스위치부
30: 제1 검출부
40: 제2 검출부
50: 판단부
70: 중성점 제어부

Claims (6)

  1. 제1 커패시터와 제2 커패시터로 이루어지고 전원을 입력받는 입력단과 복수의 스위칭 소자로 이루어지고 입력받은 전원의 전력을 변환하여 출력하는 스위치부를 구비하는 3레벨 인버터;
    상기 스위치부에서 출력되는 전류를 검출하는 제1 검출부;
    상기 입력단의 제1 커패시터의 전압과 제2 커패시터의 전압을 검출하는 제2 검출부; 및
    상기 제1 검출부 및 상기 제2 검출부의 출력 값을 연산하여 중성점 전압을 보상하는 중성점 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3레벨 전력 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 검출부에서 검출된 제1 커패시터의 전압 및 제2 커패시터의 전압을 비교하여 상기 3레벨 인버터의 중성점 전압 불균형 여부를 판단하는 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3레벨 전력 변환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중성점 제어부는,
    상기 제1 커패시터의 전압과 제2 커패시터의 전압의 차이 값을 상기 제1 검출부에서 출력된 전류의 값과 곱하여 중성점 보상이득 계수를 출력하는 것을 특징으로 하는 3레벨 전력 변환 장치.
  4. 제1 커패시터와 제2 커패시터로 이루어지고 전원을 입력받는 입력단과 복수의 스위칭 소자로 이루어지고 입력받은 전원의 전력을 변환하여 출력하는 스위치부를 구비하는 3레벨 인버터의 중성점 전압을 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 스위치부에서 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출 단계;
    (b) 상기 입력단의 제1 커패시터의 전압과 제2 커패시터의 전압을 검출하는 전압 검출 단계;
    (c) 상기 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형이 발생한 경우 상기 제1 커패시터의 전압과 상기 제2 커패시터의 전압을 비교하는 단계; 및
    (d) 상기 (a)단계에서 검출된 전류값을 이용하여 중성점 전압을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형을 제어하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 (c)단계는,
    상기 (b)단계에서 검출된 제1 커패시터의 전압 및 제2 커패시터의 전압을 비교하여 상기 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형을 제어하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 (d)단계는,
    상기 (b)단계에서 검출한 상기 제1 커패시터의 전압과 상기 제2 커패시터 전압의 차이 값을 상기 (a)단계에서 검출한 전류의 값과 곱하여 중성점 보상이득 계수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3레벨 인버터의 중성점 전압의 불균형을 제어하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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