KR20170050605A - 고장 회피 회로를 가지는 멀티레벨 인버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티레벨 인버터에 관한 것으로써, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 멀티레벨 인버터의 고장회피 방법은, 복수의 H-브리지 인버터 셀로 구성된 3상 멀티레벨 인버터에 있어서, 상기 H-브리지 인버터의 고장을 판단하는 단계; 및 상기 판단결과 상기 H-브리지 인버터 셀 전체의 고장인 경우 상기 인버터 셀 전체를 바이패스 하고, 상기 H-브리지 인버터 셀 내의 스위치 고장인 경우 상기 H-브리지 인버터를 2-레벨 인버터로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고장 회피 회로를 가지는 멀티레벨 인버터 {Controlling circuit for multilevel inverter and controlling method thereof}

본 발명은 멀티레벨 인버터에 관한 것으로, 특히 멀티레벨 인버터의 고장시에 이를 2-레벨 인버터로 변환하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 전력기기에는 스위칭 주파수와 출력전압을 동시에 제어할 수 있는 PWM(Pulse Width Modulator) 인버터가 보편화되어 있다. 일반적인 산업용 PWM인버터는, 저압용으로는 2-레벨 인버터가 사용되고, 고압용으로는 멀티레벨 인버터가 사용되고 있다. 2-레벨 인버터에 비해서 멀티레벨 인버터는 다음과 같은 장점들을 가지고 있다.

첫째로, 인버터 출력파형의 dv/dt 전압-시간 기울기를 감소시키므로 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 및 전기모터의 절연에 미치는 영향을 줄일 수 있다.

둘째로, dv/dt 전압-시간 기울기를 감소시키므로 전자파 방사 또한 개선될 수 있다.

셋째로, 2-레벨 인버터에 비해 낮은 전압을 사용하기 때문에 전도 손실과 스위칭 손실을 줄일 수 있어 결과적으로 효율이 증가한다.

넷째로, 2-레벨 인버터에서 암단락 방지를 위해 필요했던 데드타임이 멀티레벨 인버터에서는 필요 없으므로 출력전압의 왜곡이 발생하지 않는다.

다섯째로, 2-레벨 인버터에 비해 낮은 전압을 사용하므로 왜율(THD, Total Harmonic Distortion)이 감소한다.

현재 전기차나 하이브리드자동차, 연료전지차량 등에 탑재되는 차량용 전력변환장치에는 2-레벨 PWM 인버터가 적용되어있는데, 전기차 등에 탑재되는 전자부품의 수가 점점 많아짐에 따라 전자파 간섭(EMI, Electromagnetic Interference)문제가 중요하게 대두되고 있으며 전도 및 스위칭 손실에 의한 IGBT 발열을 낮추어 성능을 개선하는 것이 필요하다.

또한, 제한된 배터리의 용량을 효율적으로 모터에 전달하여 구동력으로 전환하기 위해서는 인버터 효율 향상이 필요하며 왜율을 낮추어 차량구동성능을 향상시키는 것도 필요하다.

따라서 멀티레벨 인버터를 적용하면 전술한 2-레벨 PWM 인버터의 문제점을 해결할 수 있으나 몇 가지 해결해야 할 문제가 있다.

멀티레벨 인버터는 3-레벨 NPC(Neutral Point Clamped)방식, 다이오드 클램프(Diode Clamped)방식, 플라잉 커패시터(Flying Capacitor)방식, H-Bridge 직렬연결(Cascade) 방식이 있다.

NPC방식은 다이오드를 이용하여 스위칭 소자에 걸리는 전압을 클램프하여 소자의 전압 분배가 일정하게 만들어주는 방식이다.

인버터는 고전압을 사용하므로 출력전압 증가를 위해서는 NPC방식을 확장한 다이오드 클램프 방식을 사용할 수 있다. 다이오드 클램프 방식은 1상마다 여러 개의 스위치와 클램핑 다이오드, 다수의 DC-Link 커패시터로 구성하는 방식이다.

다이오드 클램프 방식은 클램핑 다이오드의 인가전압이 일정하지 않으며 DC-Link 커패시터의 전압에 대해 균형을 맞추어야 하는 어려움이 있다.

플라잉 커패시터는 클램핑 다이오드 및 DC-Link 커패시터의 전압의 균형을 커패시터를 통해 보완해주는 회로 구성이다.

H-Bridge 직렬연결방식은 H-Bridge로 구성된 셀을 시리즈로 연결하는 방식으로서 따로 클램핑 회로가 없으며 스위치에 일정한 전압이 인가된다. 단점은 각 셀의 DC-Link 커패시터가 절연되어야 한다는 것이다. 하지만 H-Bridge 셀의 수를 조절함으로써 전압을 조절하는 것이 가능하며 셀단위로 구성되어 있으므로 셀 고장 시 셀단위로 교체가 가능한 장점이 있다.

인버터는 배터리의 에너지를 스위칭을 통해 전력을 변환하여 모터에 공급해주는 IGBT와 IGBT를 동작시키기 위한 인버터 제어보드 및 게이트보드를 포함한다. 인버터 제어보드 및 게이트보드는 반도체 소자가 실장된 PCB로 구성된다.

인버터 제어보드와 게이트보드의 반도체가 전기적 과부하(EOS, Electrical OverStress)문제에 의해서 파괴될 경우 IGBT를 제대로 동작시키지 못하게 되어 모터구동이 안되거나 잘못될 수 있으므로 제어보드에서는 고장신호를 발생시키고, 차량에 경고신호가 발생되므로 차량이 멈추는 현상이 발생할 수도 있다. 이러한 현상이 고속도로나 일반도로에서 주행 중 발생한다면 뒤따라오던 차량에 의해 추돌사고가 발생할 수 있는 등 위험한 상황이 발생하게 된다. 따라서 이러한 고장에도 불구하고 사용자의 안전을 보장할 수 있는 Fail-Safety 시스템의 구성이 필요하다.

기존의 H-Bridge 멀티레벨 인버터는 기본적으로 셀 단위의 고장감시 및 진단기능이 구현되어 있지만 각 셀을 바이패스하는 보조스위치를 장착하여 수동으로 셀을 사용하지 않도록 설정하는 방식이었다. 그러나 차량이라는 동적인 환경에서는 차량 운행 중 발생하는 고장에 대해서 사용자가 수동으로 이러한 설정을 할 수 없는 상황이므로 긴급상황에서는 자동으로 전압레벨을 조정하여 대비할 수 있는 구성이 필요하다.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 친환경 차량 등에 이용되는 멀티레벨 인버터의 셀 고장 시 셀 내부의 고장난 스위치를 자동으로 바이패스하는 기능을 가지는 회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 멀티레벨 인버터의 고장회피 방법은, 복수의 H-브리지 인버터 셀로 구성된 3상 멀티레벨 인버터에 있어서, 상기 H-브리지 인버터의 고장을 판단하는 단계; 및 상기 판단결과 상기 H-브리지 인버터 셀 전체의 고장인 경우 상기 인버터 셀 전체를 바이패스 하고, 상기 H-브리지 인버터 셀 내의 스위치 고장인 경우 상기 H-브리지 인버터를 2-레벨 인버터로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 2-레벨 인버터 대신 멀티레벨 인버터의 적용이 가능하므로 전자파 방사 저감을 통해 전자파 간섭 문제를 해결할 수 있고, 고조파 저감을 통해 모터 구동성능이 향상되는 효과도 있으며, 바이패스 스위치를 다수 구성하는 대신 소수의 스위치만으로 기능의 구현이 가능하여 부품수를 줄이고 원가를 절약할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 H-브리지를 연결한 멀티레벨 인버터를 도시한 도면.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 H-브리지 내의 스위치 고장시 2-레벨 인버터로 전환하는 것을 나타낸 구조도.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 멀티레벨 인버터에서 H-브리지 고장시 출력전압을 나타낸 구조도.
도 8는 본 발명의 일실시에에 따른 고장회피방법을 나타내는 흐름도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 H-브리지 타입의 멀티레벨 인버터를 나타낸다. 멀티레벨 인버터는 이와 같이 H-브리지를 연결하여 구성한다.

멀티레벨 인버터는 H-브리지를 구성하는 각각의 스위치를 온/오프 함으로써 다양한 전압을 얻을 수 있다.

예컨대 도 1의 멀티레벨 인버터에서 첫 번째 H-브리지의 스위치 S1 내지 S4를 조절하여 +Vc/2, 0, -Vc/2 세 가지 전압을 얻을 수 있는데, S1과 S4를 온(단락)시키고 S2와 S3을 오프(개방)시키면 +Vc/2의 전압을 얻을 수 있고, 모든 스위치를 개방시키면 전압은 0이 되고, S2와 S3을 온시키고 S1과 S4를 오프시키면 -Vc/2의 전압을 얻을 수 있는 것이다.

마찬가지의 방법으로 두 번째 H-브리지에서도 +Vc/2, 0, -Vc/2 세 가지 전압을 얻을 수 있으므로 두 H-브리지 전압을 조합하면 +Vc, +Vc/2, 0, -Vc/2, -Vc 의 다섯가지 전압을 얻을 수 있는 것이다.

도 2 내지 도 5는 이러한 H-브리지의 스위치 중 일부에 고장이 생기면 H-브리지의 출력전압이 어떻게 변하는지를 나타낸다.

도 2는 첫 번째 H-브리지에서 S1이 단락고장을 일으킨 경우를 나타낸다. S1 스위치는 단락고장이 발생한 상태이기 때문에 항상 단락(쇼트)상태가 유지된다.

나머지 스위치 중 S2와 S3을 오프(개방)시키고 S4를 온(단락)시키면 도 2의 (a)와 같이 H-브리지의 출력은 +Vc/2가 되고, S2와 S4를 오프시키고 S3을 온시키면 H-브리지의 출력은 0이 된다. 따라서 스위치 중 하나가 고장나는 경우 H-브리지는 멀티레벨이 아니라 2-레벨 인버터로 동작하게 되는 것이다.

도 2에서 나머지 H-브리지가 정상이면 +Vc/2, 0, -Vc/2 가 가능하고 따라서 두 H-브리지의 조합에 의한 멀티레벨 인버터의 출력은 정상인 경우와 달리 +Vc, +Vc/2, 0, -Vc/2 가 가능한, 즉, -Vc의 출력이 불가능한 상태인 것이다.

도 3은 첫 번째 H-브리지에서 S2가 단락고장을 일으킨 경우이다. S2는 항상 단락상태가 유지되므로 나머지 스위치들의 조합에 의해 -Vc/2, 0 두 출력만이 가능하다. -Vc/2 출력을 위해서는 S1과 S4가 오프상태이고 S3이 온상태이어야 하고 0 출력을 위해서는 S1과 S3이 오프상태이고 S4가 온상태이면 된다.

따라서 도 3과 같이 S2가 단락고장인 경우에 전체 2-레벨 인버터의 출력은 +Vc/2, 0, -Vc/2, -Vc 만이 가능하고 +Vc의 출력이 불가능하다.

도 4에서는 첫 번째 H-브리지에서 S3이 단락고장인 경우를 나타낸다. S3는 항상 단락인 상태이므로, 첫 번째 H-브리지는 S1과 S4가 오프상태이고 S2가 온상태이면 -Vc/2 출력을 나타내고, S1이 온상태이고 나머지 스위치 S2와 S4가 오프상태이면 0 출력을 나타낸다.

이 경우에 멀티레벨 인버터의 출력은 도 3의 경우와 같이 +Vc/2, 0, -Vc/2, -Vc 만이 가능하고 +Vc 가 될 수는 없다.

도 5는 첫 번째 H-브리지에서 S4가 단락고장인 경우이다. S4가 항상 단락이므로, 첫 번째 브리지는 S1이 온상태이고 S2와 S3이 오프상태이면 +Vc/2 의 전압을 출력하고 S1과 S3이 오프상태이고 S2가 온상태이면 0 전압을 출력한다.

그러므로 도 5의 2-레벨 인버터는 +Vc, +Vc/2, 0, -Vc/2 의 전압을 출력할 수 있지만 S4의 고장으로 인해 -Vc의 전압을 출력할 수는 없는 것이다.

표 1은 이상 설명한 단락고장의 경우에 N개의 H-브리지를 포함하는 멀티레벨 인버터의 스위치 조합들을 모두 표현한 표이다. ON은 단락고장을 포함해서 스위치가 온상태인 것을 나타내고, OFF는 개방고장을 포함하여 스위치가 오프상태인 것을 나타낸다.

는 H-브리지가 배터리로 동작하는 경우의 연결 스위치를 말하고,

는 H-브리지 전체의 바이패스 스위치를 말하여, X는 스위치의 값이 온인지 오프인지 상관없는 Don't Care 상태를 말한다.

이상과 같이 멀티레벨 인버터를 구성하는 단위 H-브리지에서 하나의 스위치에 고장이 생기는 경우에 필요로 하는 전압을 얻지 못하는 상황이 발생하므로 종래기술은 DC전압 레벨을 낮추어 모터를 구동하는 방법을 쓰거나 바이패스 스위치를 사용하여 고장이 난 H-브리지 전체를 사용하지 않는 방법을 사용하였다.

그런데 본 발명에 따르면 3상 멀티레벨 인버터에서 한 상의 멀티레벨 인버터에 고장이 발생하더라도 이를 단순히 바이패스 시키지 않고 고장난 H-브리지를 2-레벨 인버터로 사용함으로써, 전술한 출력전압 조절 방법을 통해 다른 상의 멀티레벨 인버터의 출력을 함께 이용하여 전압강하 없이 모터를 구동하는 것이 가능하다.

도 6은 각 상이 세 개의 H-브리지로 구성되고 U, V, W상의 3상을 사용하는 멀티레벨 인버터를 나타낸다.

3상 멀티레벨 인버터는 U, V, W상에서 각각

의 전압을 출력할 수 있고 이들의 조합에 의해, 즉 U-V상, V-W상, W-U상 전압을 +Vc, -Vc, 0으로 만들어 내어 모터를 구동하는 구조이다.

정상적인 경우에는 각 상의 전압이

를 출력할 수 있는데 H-브리지의 스위치가 고장인 경우 종래 방식과 같이 바이패스 스위치를 사용하게 되면 고장 난 H-브리지는 항상 전압이 0이므로 고장이 있는 상의 최대 가능전압은

로 낮아지게 된다. 따라서 3상에서 U-V상, V-W상, W-U상 사이의 전압을 원하는 전압으로 만들 수 없는 문제가 발생한다.

도 7은 H-브리지의 수를 N개로 했을 때의 3상 멀티레벨 인버터를 나타낸다.

N개의 H-브리지 중 하나의 브리지가 고장 난 경우에 종래처럼 바이패스 스위치를 사용하여 H-브리지를 사용하지 않으면 한 상의 최대 출력가능 전압은

가 된다. 하지만 전술한 바와 같이 H-브리지 내의 스위치의 조합을 이용한다면 고장난 스위치의 위치에 따라 +Vc 또는 -Vc 출력은 얻을 수 있으므로, 이와 함께 다른 상들의 전압을 조절하여 전압강하 없이 모터를 구동할 수 있다.

도 8은 3상 멀티레벨 인버터에서 H-브리지의 고장이 있는 경우 본 발명에 따른 고장회피방법을 나타낸 흐름도이다.

우선 H-브리지의 출력전압이나 출력전류를 측정하여 H-브리지 셀의 고장을 판단하고(S810), 이것이 H-브리지 셀 전체의 고장인지 셀 내의 스위치의 고장인지 판단한다(S820).

판단 결과 직렬 연결된 스위치 두 개가 모두 단락고장난 경우처럼 H-브리지 셀 전체의 고장인 경우에는 종래의 경우와 같이 셀 전체를 바이패스하여 H-브리지를 사용하지 않는다(S830).

반면 셀 내부의 한 개의 스위치만 고장난 경우에는 셀 전체를 바이패스하지 않고 전술한 도 2 내지 도 5처럼 H-브리지를 2-레벨 인버터로 전환하여 제한된 동작을 수행한다(S840).

3상 멀티레벨 인버터의 경우 고장난 상 외의 다른 셀들로부터 전압을 얻어 각 상 사이의 필요한 전압을 만들어 낼 수 있기 때문에 이를 활용하면 고장셀을 바이패스 할 때와 달리 모터나 부하의 전압을 낮추지 않고 필요한 전압을 얻어낼 수 있다.

표 2는 이렇게 H-브리지에서 스위치의 고장이 발생한 경우에, 각 상 사이의 필요전압을 얻기 위해 각 상에서 요구되는 전압의 관계를 나타내는 표이다.

U-V상 사이의 전압인 Vu - Vv, V-W상 사이의 전압인 Vv-Vw, W-U상 사이의 전압인 Vw-Vu를 각각 +Vc, -Vc, 0으로 맞춰주기 위해서 U, V, W 상의 각 전압인 Vu, Vv, Vw가 얼마가 되어야 하는지를 나타낸다.

고장이 없는 정상적인 경우라면 각 상은

의 전압을 출력할 수 있으므로 Vu =+Vc, Vv=0, Vw=+Vc의 출력을 각각 가진다면 필요로 하는 각 상 사이의 전압을 문제없이 맞출 수 있다. 하지만 각 상에 고장난 스위치가 포함된 H-브리지가 존재한다면 최대전압이

에 못 미치므로 표에 나타난 각 상의 전압값을 참조하여 각 상 사이의 전압을 만족시킬 수 있는 조합을 찾아내야 한다.

예컨대, U상의 H-브리지에서 S2 스위치에 단락고장이 발생한 경우, 도 3에서 살펴본 바와 같이 단락고장이 발생한 H-브리지는 -

또는 0의 전압이 가능하므로 결과적으로 U상의 출력은 -Vc의 전압은 출력이 가능하지만 +Vc 전압은 출력할 수 없고, 최대 전압은

까지만 출력이 가능하다. 그렇다면 표 1에서 첫 번째 행과 같이 +Vc를 가지는 것은 불가능하니, 두 번째 행처럼 Vu = Vw =

로 설정하고, Vv =

로 세팅 함으로써 상 사이의 필요전압인 Vu - Vv, Vv - Vw, Vw - Vu를 각각 +Vc, -Vc, 0으로 설정하는 것이 가능해진다.

Vc의 가능 최대전압이 점점 줄어듦에 따라 Vv의 절대값은 점점 커지는데, Vc가 0이 되면 Vv는 -Vc로 절대값이 최대가 된다. 만일 Vc가

이 된다면 Vv는

이 되어야 하는데 이는 Vv가 가질 수 있는 최대전압을 넘어서는 값이므로 이렇게 설정하는 것은 불가능하다. 따라서 표 2에서는 이러한 값들을 (Not Available)로 표시하였다.

표 3 내지 표 7는 각 상 사이의 필요전압에 따른 각 상에서 요구되는 전압을 나타낸 표이다. 전술한 표 2와 마찬가지로 각 상 별로 고장난 H-브리지가 포함된 경우에 대응할 수 있는 방법을 나타낸 표이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고장회피회로를 포함한 멀티레벨 인버터(미도시)는 복수의 H-브리지와 제어부를 포함한다.

H-브리지의 고장시에 셀 전체의 고장인 경우 종래의 방법과 같이 수동으로 바이패스시켜 멜티레벨 인버터를 동작시킨다.

반면 H-브리지의 스위치 하나만 고장인 경우에는 제어부에서 고장난 스위치 외의 다른 스위치를 조절하여 고장난 H-브리지를 2-레벨 인버터로 동작하도록 할 수 있다. 구체적인 방법은 도 2 내지 도 5를 참조하여 전술한 바와 같다.

이렇게 고장난 H-브리지를 2-레벨 인버터로 동작시키는 경우에는 해당 H-브리지가 포함된 상은 최대전압이 제한되기 때문에 표 2 내지 표 7을 참조하여 전술한 것처럼 고장난 H-브리지를 포함하지 않는 다른 상의 전압을 조절하여 전체 3상 멀티레벨 인버터의 상 사이의 전압을 고장나지 않은 정상상태의 상 사이의 전압을 유지할 수 있다.

전술한 바와 같이 H-브리지 전체를 바이패스 하지 않고 고장으로 단락이나 개방 고정된 스위치를 포함하여 H-브리지를 2-레벨 인버터로 전환하여 가능 전압들을 이용하면 주변 상들의 전압을 함께 이용하여 모터에 공급되는 전압을 필요한 전압으로 유지가 가능하므로, 바이패스 스위치를 이용할 때 보다 부품수 절감은 물론 모터 구동 효율도 높일 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 복수의 H-브리지 인버터 셀로 구성된 3상 멀티레벨 인버터에 있어서,
   상기 H-브리지 인버터의 고장을 판단하는 단계; 및
   상기 판단결과 상기 H-브리지 인버터 셀 전체의 고장인 경우 상기 인버터 셀 전체를 바이패스 하고, 상기 H-브리지 인버터 셀 내의 스위치 고장인 경우 상기 H-브리지 인버터를 2-레벨 인버터로 전환하는 단계;
   를 포함하는 멀티레벨 인버터의 고장 회피 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 전환하는 단계 이후에,
   상기 스위치 고장인 H-브리지가 포함된 상 이외의 다른 상들의 최대전압을 조절하여 상기 3상 멀티레벨 인버터의 상간 전압을 정상상태의 전압을 유지하는 단계;
   를 더 포함하는 멀티레벨 인버터의 고장 회피 방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 전환하는 단계는,
   상기 고장난 스위치가 단락 고장인 경우, 상기 고장난 스위치와 병렬로 연결되고 상기 고장난 스위치와의 접점이 없는 스위치를 단락시키고 나머지 스위치를 개방시켜 최대전압을 출력하고, 상기 고장난 스위치와 병렬로 연결되고 상기 고장난 스위치와 일단이 서로 연결된 스위치를 단락시키고 나머지 스위치를 개방시켜 0 전압을 출력하는 것
   인 멀티레벨 인버터의 고장 회피 방법.
   
4. 복수의 H-브리지 인버터 셀; 및
   상기 H-브리지 인버터 셀 내의 스위치를 조작하는 제어부;
   를 포함하되, 상기 제어부는
   상기 H-브리지 인버터의 고장을 판단하는 단계; 및
   상기 판단결과 상기 H-브리지 인버터 셀 전체의 고장인 경우 상기 인버터 셀 전체를 바이패스 하고, 상기 H-브리지 인버터 셀 내의 스위치 고장인 경우 상기 H-브리지 인버터를 2-레벨 인버터로 전환하는 단계;를 포함하여 고장을 회피하는 것
   인 고장회피회로를 갖춘 멀티레벨 인버터.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 전환하는 단계 이후에,
   상기 스위치 고장인 H-브리지가 포함된 상 이외의 다른 상들의 최대전압을 조절하여 상기 3상 멀티레벨 인버터의 상간 전압을 정상상태의 전압을 유지하는 단계; 를 더 포함하는 것
   인 고장회피회로를 갖춘 멀티레벨 인버터.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 전환하는 단계는,
   상기 고장난 스위치가 단락 고장인 경우, 상기 고장난 스위치와 병렬로 연결되고 상기 고장난 스위치와의 접점이 없는 스위치를 단락시키고 나머지 스위치를 개방시켜 최대전압을 출력하고, 상기 고장난 스위치와 병렬로 연결되고 상기 고장난 스위치와 일단이 서로 연결된 스위치를 단락시키고 나머지 스위치를 개방시켜 0 전압을 출력하는 것
   인 고장회피회로를 갖춘 멀티레벨 인버터.

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